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JP2017153284A - Photovoltaic power generation system, method for controlling the same, and movable body having photovoltaic power generation system mounted thereon - Google Patents

Photovoltaic power generation system, method for controlling the same, and movable body having photovoltaic power generation system mounted thereon Download PDF

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JP2017153284A
JP2017153284A JP2016034322A JP2016034322A JP2017153284A JP 2017153284 A JP2017153284 A JP 2017153284A JP 2016034322 A JP2016034322 A JP 2016034322A JP 2016034322 A JP2016034322 A JP 2016034322A JP 2017153284 A JP2017153284 A JP 2017153284A
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voltage value
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control unit
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一正 七里
Kazumasa Shichiri
一正 七里
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to cause an operating point of a solar battery to easily follow a maximum power point through MPPT control.SOLUTION: A photovoltaic power generation system 1 is mounted on a movable body. The photovoltaic power generation system 1 comprises a solar battery block 11, a DC/DC converter 12, and a control part 14. The solar battery block 11 includes a plurality of strings and has bypass diodes connected in parallel at both ends of the strings. The DC/DC converter 12 performs MPPT control of changing an operating point of a power generated in the solar cell block within a predetermined range. The control part 14 calculates a predicted voltage value of the solar cell block 11 according to the bypass diode in a bypass state of the bypass diodes in the solar battery block 11. Upon acquisition of the predicted voltage value from the control part 14, the DC/DC converter 12 controls an output voltage value of the solar battery block 11 with the predicted voltage value as a reference.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽光発電システム、その制御方法及び太陽光発電システムを搭載した移動体に関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation system, a method for controlling the photovoltaic power generation system, and a moving body equipped with the photovoltaic power generation system.

近年、太陽電池の発電電力をバッテリの充電及び動力用の電源に利用するために、太陽電池を搭載した移動体が提案されている。例えば、移動体の一形態として車両があり、太陽電池を搭載した車両が提案されている(特許文献1)。   In recent years, in order to use the generated power of a solar cell as a power source for charging and powering a battery, a mobile body equipped with a solar cell has been proposed. For example, there is a vehicle as one form of the moving body, and a vehicle equipped with a solar cell has been proposed (Patent Document 1).

特開2007−110038号公報JP 2007-110038 A

ところで、太陽電池では、太陽電池セルの発電素子の光起電力効果によって光エネルギーを電気エネルギーに変換している。そのため、太陽電池は、発電素子による、いわゆる電流−電圧特性を有している。従って、太陽電池では、太陽電池に接続される負荷(例えば、コンバータが太陽電池から電力を取り出すときの動作電圧)によって、発電電力が決まる。さらに、太陽電池が有する電流−電圧特性は、気温及び日射量等によって変化する。   By the way, in the solar battery, light energy is converted into electric energy by the photovoltaic effect of the power generation element of the solar battery cell. Therefore, the solar cell has a so-called current-voltage characteristic due to the power generation element. Therefore, in the solar cell, the generated power is determined by a load connected to the solar cell (for example, an operating voltage when the converter extracts power from the solar cell). Furthermore, the current-voltage characteristics of the solar cell vary depending on the temperature, the amount of solar radiation, and the like.

そのため、太陽光発電システムでは、MPPT(Maximum Power Point Tracking:最大動作点追従)制御が採用されることが多い。MPPT制御とは、太陽電池が発電電力を最大化できる電流値及び電圧値(以下合せて「最大電力点」という)に、太陽電池の動作電流値及び動作電圧値(以下合せて「動作点」という)を追従させるよう制御することである。MPPT制御は、例えば、太陽電池に接続されるコンバータが、太陽電池の出力電圧を制御することで行われる。   Therefore, in a photovoltaic power generation system, MPPT (Maximum Power Point Tracking) control is often employed. The MPPT control is a current value and voltage value (hereinafter collectively referred to as “maximum power point”) at which the solar cell can maximize the generated power, and a solar cell operating current value and operating voltage value (hereinafter collectively referred to as “operating point”). Is controlled to follow. The MPPT control is performed, for example, by a converter connected to the solar cell controlling the output voltage of the solar cell.

ここで、移動体に搭載される太陽電池は、住宅の屋根等に固定設置される太陽電池とは異なり、受光環境が多様に変化する。例えば、移動体では、移動体の進行方向によって太陽光が当たる面が常に変化する。また、例えば、移動体が車両である場合、車両が走行する車道には、ガードレール及び建物等といった、太陽電池に影を落とす要因が多々存在している。   Here, the solar cell mounted on the moving body is different from the solar cell fixedly installed on the roof of a house or the like, and the light receiving environment changes variously. For example, in a moving body, the surface on which sunlight hits always changes depending on the traveling direction of the moving body. For example, when the moving body is a vehicle, there are many factors that cast a shadow on the solar cell, such as a guardrail and a building, on the roadway on which the vehicle travels.

従って、移動体に搭載される太陽電池は、固定設置される太陽電池よりも受光環境が多様に変化するため、上述の電流−電圧特性も多様に変化し、結果として、最大電力点も多様に変化する。そのため、移動体に搭載される太陽電池では、固定設置される太陽電池よりも、MPPT制御によって太陽電池の動作点を最大電力点に追従させることが困難になることがある。   Therefore, since the light receiving environment of the solar cell mounted on the moving body changes more variously than the fixedly installed solar cell, the above-mentioned current-voltage characteristics also change variously. As a result, the maximum power point also varies. Change. Therefore, in a solar cell mounted on a moving body, it may be more difficult to make the operating point of the solar cell follow the maximum power point by MPPT control than a solar cell fixedly installed.

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、MPPT制御によって太陽電池の動作点を最大電力点に容易に追従させることができる太陽光発電システム、その制御方法及び太陽光発電システムを搭載した移動体を提供することにある。   An object of the present invention made in view of such points is a photovoltaic power generation system capable of easily following an operating point of a solar cell to a maximum power point by MPPT control, a control method thereof, and a movement equipped with the photovoltaic power generation system To provide a body.

本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムは、移動体に搭載される太陽光発電システムであって、複数のストリングを有し、該ストリングの両端にバイパスダイオードが並列に接続されている太陽電池ブロックと、前記太陽電池ブロックの発電電力の動作点を所定範囲で変動させるMPPT制御を行い、前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御するコンバータと、前記バイパスダイオードのうち、バイパス状態であるバイパスダイオードに応じて前記太陽電池ブロックの予想電圧値を算出する制御部と、を備え、前記コンバータは、前記制御部から前記予想電圧値を取得すると、前記予想電圧値を基準として前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御することを特徴とする。   A solar power generation system according to an embodiment of the present invention is a solar power generation system mounted on a moving body, and includes a plurality of strings, and bypass diodes connected in parallel to both ends of the strings. A bypass that is in a bypass state among the battery block, a converter that performs MPPT control for changing an operating point of the generated power of the solar battery block within a predetermined range, and controls an output voltage value of the solar battery block A controller that calculates an expected voltage value of the solar cell block according to a diode, and when the converter obtains the expected voltage value from the controller, the converter The output voltage value is controlled.

また、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの制御方法は、移動体に搭載される太陽光発電システムの制御方法であって、該太陽光発電システムは、複数のストリングを有し、該ストリングの両端にバイパスダイオードが並列に接続されている太陽電池ブロックを備え、前記バイパスダイオードのうち、バイパス状態であるバイパスダイオードに応じて前記太陽電池ブロックの予想電圧値を算出するステップと、前記予想電圧値を基準として前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御するステップと、を含む。   Moreover, the control method of the solar power generation system according to an embodiment of the present invention is a control method of the solar power generation system mounted on the mobile body, and the solar power generation system has a plurality of strings, A step of calculating a predicted voltage value of the solar cell block according to a bypass diode in a bypass state among the bypass diodes, comprising a solar cell block in which bypass diodes are connected in parallel at both ends of the string; Controlling the output voltage value of the solar cell block based on the expected voltage value.

また、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムを搭載した移動体は、太陽電池システムを搭載した移動体であって、該太陽電池システムは、複数のストリングを有し、該ストリングの両端にバイパスダイオードが並列に接続されている太陽電池ブロックと、前記太陽電池ブロックの発電電力の動作点を所定範囲で変動させるMPPT制御を行い、前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御するコンバータと、前記バイパスダイオードのうち、バイパス状態であるバイパスダイオードに応じて前記太陽電池ブロックの予想電圧値を算出する制御部と、を備え、前記コンバータは、前記制御部から前記予想電圧値を取得すると、前記予想電圧値を基準として前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御することを特徴とする。   Moreover, the mobile body equipped with the photovoltaic power generation system according to one embodiment of the present invention is a mobile body equipped with a solar cell system, and the solar cell system has a plurality of strings, and both ends of the strings. A solar cell block in which bypass diodes are connected in parallel to each other, a converter that performs MPPT control to vary an operating point of the generated power of the solar cell block within a predetermined range, and controls an output voltage value of the solar cell block, A control unit that calculates an expected voltage value of the solar cell block according to a bypass diode in a bypass state among the bypass diodes, and the converter obtains the expected voltage value from the control unit, The output voltage value of the solar cell block is controlled based on the expected voltage value.

本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム、その制御方法及び太陽光発電システムを搭載した移動体によれば、MPPT制御によって太陽電池の動作点を最大電力点に容易に追従させることができる。   According to the photovoltaic power generation system, the control method thereof, and the mobile body equipped with the photovoltaic power generation system according to one embodiment of the present invention, the operating point of the solar cell can easily follow the maximum power point by MPPT control. .

本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the solar energy power generation system which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の太陽電池ブロックが車両に設置された様子の一例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows an example of a mode that the solar cell block of FIG. 1 was installed in the vehicle. 車両の左側面部に設置された太陽電池ブロック内のストリングの両端に並列に接続されたバイパスダイオードと電圧取得部との接続の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the connection of the bypass diode connected in parallel with the both ends of the string in the solar cell block installed in the left side part of a vehicle, and a voltage acquisition part. DC/DCコンバータの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of a DC / DC converter. 各ストリングが正常に発電している際の太陽電池ブロックの電流−電圧特性及び電力−電圧特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electric current-voltage characteristic and electric power-voltage characteristic of a solar cell block when each string is generating electric power normally. ストリングE3に異常が発生し、2個のストリングのみが発電している場合の太陽電池ブロック11−Eの電流−電圧特性及び電力−電圧特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electric current-voltage characteristic and electric power-voltage characteristic of the solar cell block 11-E when abnormality generate | occur | produces in the string E3 and only two strings are generating electric power. 本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the solar energy power generation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the solar energy power generation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the solar energy power generation system which concerns on one Embodiment of this invention. 変形例に係るDC/DCコンバータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the DC / DC converter which concerns on a modification.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では、移動体は、車両であるものとして説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, it is assumed that the moving body is a vehicle.

[システム構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム1の概略構成の一例を示す図である。太陽光発電システム1は、車両(移動体)に搭載される太陽光発電システムであり、太陽電池ブロック11−1〜11−Nは、車両の各面の外装に貼り付けられている。なお、図1において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力線を示し、破線は制御線を示す。移動体の例としては、位置が移動する物体であればよく、例えば、船舶、航空機、衛星装置、飛翔物体等であり、そのような移動体に太陽光発電システム1を搭載することができる。
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a solar power generation system 1 according to an embodiment of the present invention. The solar power generation system 1 is a solar power generation system mounted on a vehicle (moving body), and the solar cell blocks 11-1 to 11-N are attached to the exterior of each surface of the vehicle. In FIG. 1, a solid line connecting each functional block indicates a power line, and a broken line indicates a control line. An example of the moving body may be an object whose position moves, for example, a ship, an aircraft, a satellite device, a flying object, and the like, and the photovoltaic power generation system 1 can be mounted on such a moving body.

太陽光発電システム1は、太陽電池ブロック11−1〜11−Nと、DC/DCコンバータ12−1〜12−Nと、バッテリ13と、制御部14と、記憶部15とを備える。   The solar power generation system 1 includes solar cell blocks 11-1 to 11-N, DC / DC converters 12-1 to 12-N, a battery 13, a control unit 14, and a storage unit 15.

太陽電池ブロック11は、電圧取得部10及び複数のストリングを有する。各ストリングは、太陽電池セルを複数枚並列及び/又は直列に配置させた構成である。ストリングの両端にはバイパスダイオードが並列に接続される。電圧取得部10には、太陽電池ブロック11内のストリングの両端に並列に接続されたバイパスダイオードの両端が接続されており(後述の図3参照)、バイパスダイオードの両端電圧(すなわち、ストリングの両端電圧)を取得する。電圧取得部10は、取得したバイパスダイオードの両端電圧を、制御部14に出力する。図1の例では、電圧取得部10を有する太陽電池ブロック11が、電圧取得部10−1〜10−Nをそれぞれ有する太陽電池ブロック11−1〜11−NまでのN個である例を示しているが、太陽電池ブロック11は任意の個数であってよい。太陽電池ブロック11の車両上における設置例等については後述する。   The solar cell block 11 includes a voltage acquisition unit 10 and a plurality of strings. Each string has a configuration in which a plurality of solar cells are arranged in parallel and / or in series. Bypass diodes are connected in parallel across the string. Both ends of a bypass diode connected in parallel to both ends of the string in the solar cell block 11 are connected to the voltage acquisition unit 10 (see FIG. 3 described later), and both ends of the bypass diode (that is, both ends of the string). Voltage). The voltage acquisition unit 10 outputs the acquired voltage across the bypass diode to the control unit 14. In the example of FIG. 1, the solar cell block 11 which has the voltage acquisition part 10 shows the example which is N pieces to the solar cell blocks 11-1 to 11-N which respectively have the voltage acquisition parts 10-1 to 10-N. However, the solar cell block 11 may be an arbitrary number. An installation example of the solar cell block 11 on the vehicle will be described later.

DC/DCコンバータ12は、太陽電池ブロック11から供給される電力の電圧値を所定の電圧値に変換した後、変換後の直流電力をバッテリ13に供給する。図1の例では、N個の太陽電池ブロック11−1〜11−Nの各々に対応するDC/DCコンバータ12−1〜12−Nが示されている。   The DC / DC converter 12 converts the voltage value of the power supplied from the solar cell block 11 into a predetermined voltage value, and then supplies the converted DC power to the battery 13. In the example of FIG. 1, DC / DC converters 12-1 to 12 -N corresponding to each of the N solar cell blocks 11-1 to 11 -N are shown.

また、DC/DCコンバータ12は、制御部14の制御に基づき、太陽電池ブロック11の動作点を所定範囲で変動させるMPPT制御を行い、太陽電池ブロック11の発電電力が最大化されるようにする。本実施形態では、DC/DCコンバータ12は、太陽電池ブロック11の最大電力点の電圧値に、太陽電池ブロック11の動作点の動作電圧値が追従するように、太陽電池ブロック11の出力電圧値を制御してMPPT制御を行うものとする。また、DC/DCコンバータ12は、制御部14から予想電圧値を取得すると、取得した予想電圧値を基準として太陽電池ブロック11の出力電圧値を制御する。予想電圧値とは、太陽電池ブロック11の電流−電圧特性が変化した場合等に制御部14によって算出される、太陽電池ブロック11の最大電力点の電圧値付近の値である。予想電圧値の詳細については後述する。   Further, the DC / DC converter 12 performs MPPT control that varies the operating point of the solar cell block 11 within a predetermined range based on the control of the control unit 14 so that the generated power of the solar cell block 11 is maximized. . In the present embodiment, the DC / DC converter 12 outputs the output voltage value of the solar cell block 11 so that the operating voltage value of the operating point of the solar cell block 11 follows the voltage value of the maximum power point of the solar cell block 11. It is assumed that MPPT control is performed by controlling. Moreover, when the DC / DC converter 12 acquires the expected voltage value from the control unit 14, the DC / DC converter 12 controls the output voltage value of the solar cell block 11 based on the acquired predicted voltage value. The expected voltage value is a value near the voltage value of the maximum power point of the solar cell block 11 calculated by the control unit 14 when the current-voltage characteristic of the solar cell block 11 changes. Details of the expected voltage value will be described later.

バッテリ13は、DC/DCコンバータ12−1〜12−Nから供給される直流電力によって充電される。なお、本実施形態では、太陽電池の発電電力をバッテリ13に充電しているが、これに限られない。例えば、太陽光発電システム1を搭載した車両がハイブリッド車又は電気自動車であれば、太陽電池の発電電力を、動力用モータに供給してもよい。また、発電電力は、車両のエアコンの電動コンプレッサに供給してもよい。上述のような動力用モータ及び電動コンプレッサは、直流電力で動作するため、太陽電池の発電電力は適切な電圧値に変換して供給される。なお、ACコンセントに接続された外部機器に発電電力を用いる場合には、DC/ACコンバータを介して交流電力に変換してから供給すればよい。   The battery 13 is charged by DC power supplied from the DC / DC converters 12-1 to 12-N. In the present embodiment, the battery 13 is charged with the generated power of the solar cell, but the present invention is not limited to this. For example, if the vehicle equipped with the solar power generation system 1 is a hybrid vehicle or an electric vehicle, the power generated by the solar battery may be supplied to the power motor. Further, the generated power may be supplied to an electric compressor of a vehicle air conditioner. Since the power motor and the electric compressor as described above operate with DC power, the generated power of the solar cell is supplied after being converted into an appropriate voltage value. In addition, what is necessary is just to supply after converting into alternating current power via a DC / AC converter, when using generated electric power for the external apparatus connected to AC outlet.

制御部14は、太陽光発電システム1全体を制御及び管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。   The control unit 14 controls and manages the entire photovoltaic power generation system 1 and can be configured by, for example, a processor.

制御部14は、電圧取得部10が取得したバイパスダイオードの両端電圧に基づきバイパス状態であるバイパスダイオードを検出する。さらに、制御部14は、検出したバイパス状態であるバイパスダイオードに応じて太陽電池ブロック11の予想電圧値を算出し、算出した予想電圧値を、DC/DCコンバータ12に出力する。図1の例では、制御部14は、電圧取得部10−1〜10−Nがそれぞれ取得したバイパスダイオードの両端電圧に基づき、太陽電池ブロック11−1〜11−Nのそれぞれについて予想電圧値を算出する。そして、制御部14は、算出した各予想電圧値を、それぞれ、DC/DCコンバータ12−1〜12−Nに出力する。予想電圧値及び制御部14の処理の詳細は後述する。   The control unit 14 detects a bypass diode in a bypass state based on the voltage across the bypass diode acquired by the voltage acquisition unit 10. Further, the control unit 14 calculates an expected voltage value of the solar cell block 11 according to the detected bypass diode in the bypass state, and outputs the calculated expected voltage value to the DC / DC converter 12. In the example of FIG. 1, the control unit 14 calculates an expected voltage value for each of the solar cell blocks 11-1 to 11 -N based on the voltage across the bypass diode acquired by the voltage acquisition units 10-1 to 10 -N. calculate. Then, the control unit 14 outputs the calculated predicted voltage values to the DC / DC converters 12-1 to 12-N, respectively. Details of the expected voltage value and the processing of the control unit 14 will be described later.

記憶部15は、太陽光発電システム1の処理に必要な情報や、太陽光発電システム1の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを記憶している。記憶部15は、例えば、太陽電池ブロック11−1〜11−Nの定格電圧値等を記憶している。   The storage unit 15 stores information that is necessary for processing of the photovoltaic power generation system 1 and a program that describes processing details for realizing each function of the photovoltaic power generation system 1. The storage unit 15 stores, for example, rated voltage values of the solar cell blocks 11-1 to 11-N.

ここで、図2を参照して、太陽電池ブロック11が車両に設置された様子の一例を示す。図2に示す例では、図2(a)に示すA〜Eの車両の5つの面に太陽電池ブロック11がそれぞれ配置されているものとする。車両の5つの面は、Aがフロント部、Bがルーフ部、Cがリア部、Dが右側面部、Eが左側面部である。本実施形態では異なる面ごとに太陽電池ブロック11を設置しているが、これに限定されず、同じ面に異なる太陽電池ブロック11を設置してもよい。   Here, with reference to FIG. 2, an example of a state in which the solar cell block 11 is installed in the vehicle is shown. In the example illustrated in FIG. 2, it is assumed that the solar cell blocks 11 are respectively disposed on the five surfaces of the vehicles A to E illustrated in FIG. As for five surfaces of the vehicle, A is a front part, B is a roof part, C is a rear part, D is a right side part, and E is a left side part. In this embodiment, although the solar cell block 11 is installed for every different surface, it is not limited to this, You may install a different solar cell block 11 on the same surface.

図2(b)に、車両の各面A〜Eに設置された太陽電池ブロック11−A〜11−E内のストリングのイメージ図を示す。図2(b)に示すように、車両上の各面の面積等に応じて、太陽電池ブロック11内のストリングの個数は異なっていてもよい。例えば、図2(b)に示す例においては、フロント部に設置された太陽電池ブロック11−Aは、A1〜A4の4個のストリングを含み、ルーフ部、リア部、右側面部、左側面部に設置された太陽電池ブロック11−B〜11−Eは、それぞれ、6個、2個、3個、3個のストリングを含む。太陽電池ブロック11内のストリングは、所望の直流電圧を得るために、必要な数のストリングが直列に接続されている。例えば、右側面部に設置された太陽電池ブロック11−D内のストリングD1〜D3は、全て直列に接続されている。また、例えば、ルーフ部に設置された太陽電池ブロック11−B内のストリングは、ストリングB1〜B3及びストリングB4〜B6がそれぞれ直列に接続され、ストリングB1〜B3の直列接続とストリングB4〜B6の直列接続とが、並列に接続される構成である。なお、図2(b)においては、ストリング間の配線及びストリングの両端に並列に接続されるバイパスダイオード及び電圧取得部の図示は省略している。   FIG. 2B shows an image diagram of the strings in the solar cell blocks 11-A to 11-E installed on the surfaces A to E of the vehicle. As shown in FIG. 2B, the number of strings in the solar cell block 11 may be different depending on the area of each surface on the vehicle. For example, in the example shown in FIG. 2 (b), the solar cell block 11-A installed in the front part includes four strings A1 to A4, and includes a roof part, a rear part, a right side part, and a left side part. The installed solar cell blocks 11-B to 11-E include six, two, three, and three strings, respectively. The strings in the solar cell block 11 are connected in series with a necessary number of strings in order to obtain a desired DC voltage. For example, all the strings D1 to D3 in the solar cell block 11-D installed on the right side surface part are connected in series. Further, for example, in the strings in the solar cell block 11-B installed in the roof portion, the strings B1 to B3 and the strings B4 to B6 are connected in series, and the series connection of the strings B1 to B3 and the strings B4 to B6 are connected. The series connection is a configuration connected in parallel. In FIG. 2B, the wiring between the strings and the bypass diode and the voltage acquisition unit connected in parallel to both ends of the strings are omitted.

続いて、図3を参照して、太陽電池ブロック11内のストリングの両端に並列に接続されたバイパスダイオードと電圧取得部10との接続を説明する。図3は、一例として、車両の左側面部に設置された太陽電池ブロック11−E内のストリングの両端に並列に接続されたバイパスダイオードと電圧取得部10−Eとの接続を示す。   Then, with reference to FIG. 3, the connection of the bypass diode connected in parallel with the both ends of the string in the solar cell block 11 and the voltage acquisition part 10 is demonstrated. FIG. 3 shows, as an example, a connection between the bypass diode connected in parallel to both ends of the string in the solar cell block 11-E installed on the left side surface portion of the vehicle and the voltage acquisition unit 10-E.

図3に示すように、太陽電池ブロック11−Eが備える3個のストリングE1〜E3は、直列に接続されている。また、各ストリングE1〜E3の両端には、それぞれ、バイパスダイオードBD1〜BD3が並列に接続されている。バイパスダイオードBD1〜BD3の両端と電圧取得部10−Eとは配線で接続されており、電圧取得部10−Eは、バイパスダイオードBD1〜BD3の両端電圧を取得することができる。   As shown in FIG. 3, the three strings E1 to E3 included in the solar cell block 11-E are connected in series. Further, bypass diodes BD1 to BD3 are connected in parallel to both ends of each of the strings E1 to E3. Both ends of the bypass diodes BD1 to BD3 and the voltage acquisition unit 10-E are connected by wiring, and the voltage acquisition unit 10-E can acquire the voltages of both ends of the bypass diodes BD1 to BD3.

なお、バイパスダイオードは、複数のストリングに並列に接続されていてもよい。例えば、図3において、バイパスダイオードBD2を省略し、バイパスダイオードBD1が、電圧取得部10が接続されるストリングE1の端(ストリングE2が接続される側と反対側の端)と、ストリングE3が接続されるストリングE2の端との間に、接続されていてもよい。また、例えば、1個のストリングE1の代わりに複数のストリングを配置することで、バイパスダイオードBD1が複数のストリングに並列に接続されていてもよい。   The bypass diode may be connected in parallel to the plurality of strings. For example, in FIG. 3, the bypass diode BD2 is omitted, and the bypass diode BD1 is connected to the end of the string E1 to which the voltage acquisition unit 10 is connected (the end opposite to the side to which the string E2 is connected) and the string E3. It may be connected between the end of the string E2 to be connected. For example, the bypass diode BD1 may be connected in parallel to the plurality of strings by arranging a plurality of strings instead of the single string E1.

図3において、太陽電池ブロック11−Eが太陽光の方向を向いており、ストリングE1〜E3が正常に発電している場合、各ストリングE1〜E3の両端(各バイパスダイオードBD1〜BD3の両端)には、数ボルト〜10数ボルト程度の電圧が発生する。   In FIG. 3, when the solar cell block 11-E faces the direction of sunlight and the strings E1 to E3 are normally generating power, both ends of the strings E1 to E3 (both ends of the bypass diodes BD1 to BD3). A voltage of about several volts to several tens volts is generated.

一方、図3において、何らかの異常により発電していないストリングが存在する場合、他の正常に発電しているストリングの電流は、発電できないストリングを迂回して、その発電できないストリングに並列に接続されたバイパスダイオードに流れる。このとき、発電できないストリングに並列に接続されたバイパスダイオードの両端には1ボルト未満(マイナスの電位を含む)の電圧が発生する。例えば、ストリングE3に何らかの異常が発生しており、ストリングE3が発電していない場合、バイパスダイオードBD3の両端には、1ボルト未満(例えば、正常に発電していたときに+10ボルトであれば−0.6ボルト)の電圧が発生する。   On the other hand, in FIG. 3, when there is a string that does not generate power due to some abnormality, the current of another normally generating string bypasses the string that cannot generate power and is connected in parallel to the string that cannot generate power. It flows to the bypass diode. At this time, a voltage of less than 1 volt (including a negative potential) is generated at both ends of the bypass diode connected in parallel to the string that cannot generate power. For example, if some abnormality occurs in the string E3 and the string E3 is not generating power, both ends of the bypass diode BD3 are less than 1 volt (for example, if +10 volt when generating power normally, − 0.6 volts) is generated.

制御部14は、電圧取得部10を介して、太陽電池ブロック11内の各ストリングの両端に並列に接続されたバイパスダイオードの両端電圧を取得する。そして、制御部14は、例えば、取得したバイパスダイオードの両端電圧の値が所定の閾値(例えば1ボルト)未満である場合、そのバイパスダイオードがバイパス状態であることを検出する。   The control unit 14 acquires the voltage across the bypass diode connected in parallel to both ends of each string in the solar cell block 11 via the voltage acquisition unit 10. And the control part 14 detects that the bypass diode is a bypass state, for example when the value of the both-ends voltage of the acquired bypass diode is less than a predetermined threshold value (for example, 1 volt).

なお、上記1ボルト未満は、一例であり、バイパスダイオードがバイパス状態である場合の電圧値は、バイパスダイオードの特性に応じた値となる。また、本実施形態において、値は電圧の絶対値として、所定の閾値未満であるかでバイパス状態を検知するものとしているが、これに限るものではなく、例えば、電圧値が「正」の値なら正常、「負」の値ならバイパス状態として検知してもよい。また、単に「負」の符号で検知してもよい。   The voltage less than 1 volt is an example, and the voltage value when the bypass diode is in the bypass state is a value corresponding to the characteristics of the bypass diode. In this embodiment, the value is an absolute value of the voltage, and the bypass state is detected based on whether the value is less than a predetermined threshold. However, the present invention is not limited to this. For example, the voltage value is a “positive” value. If it is normal, the value “negative” may be detected as a bypass state. Alternatively, it may be detected simply by a “negative” sign.

次に、図4を参照して、DC/DCコンバータ12の概略構成の一例について説明する。DC/DCコンバータ12は、コイル110、コンデンサ111、スイッチング素子112、ダイオード113、コンデンサ114、電圧測定部120、電流測定部121、電圧測定部122、通信部130、MPPT制御部131、電力制御部132を有する。なお、入力端子P1,P2は、太陽電池ブロック11の出力側に接続され、出力端子P3,P4は、バッテリ13の入力側に接続される。また、端子P5は、制御部14に接続される。また、図4において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力線を示し、破線は制御線を示す。   Next, an example of a schematic configuration of the DC / DC converter 12 will be described with reference to FIG. The DC / DC converter 12 includes a coil 110, a capacitor 111, a switching element 112, a diode 113, a capacitor 114, a voltage measurement unit 120, a current measurement unit 121, a voltage measurement unit 122, a communication unit 130, an MPPT control unit 131, and a power control unit. 132. The input terminals P1 and P2 are connected to the output side of the solar cell block 11, and the output terminals P3 and P4 are connected to the input side of the battery 13. The terminal P5 is connected to the control unit 14. Moreover, in FIG. 4, the solid line which connects each functional block shows a power line, and a broken line shows a control line.

コイル110は、スイッチング素子112がオン状態であるときは、太陽電池ブロック11からの電流によって、磁気エネルギーを蓄える。そして、スイッチング素子112がオフ状態になると、コイル110に誘導起電力が発生し、太陽電池ブロック11からの直流電力の電圧が昇圧される。昇圧後の直流電力は、逆流防止用のダイオード113を介して、バッテリ13に供給される。コンデンサ111は、DC/DCコンバータ12の入力側の直流電力の電圧を平滑化させる。   The coil 110 stores magnetic energy by the current from the solar cell block 11 when the switching element 112 is on. When the switching element 112 is turned off, an induced electromotive force is generated in the coil 110, and the voltage of the DC power from the solar cell block 11 is boosted. The boosted DC power is supplied to the battery 13 via the backflow prevention diode 113. The capacitor 111 smoothes the voltage of the DC power on the input side of the DC / DC converter 12.

スイッチング素子112は、電力制御部132の制御に応じて、オン/オフ状態になる。ダイオード113は、電流がDC/DCコンバータ12の出力側から入力側に逆流しないよう接続される。コンデンサ114は、DC/DCコンバータ12の出力側の直流電力の電圧を平滑化させる。   The switching element 112 is turned on / off according to the control of the power control unit 132. The diode 113 is connected so that current does not flow backward from the output side of the DC / DC converter 12 to the input side. The capacitor 114 smoothes the DC power voltage on the output side of the DC / DC converter 12.

電圧測定部120は、太陽電池ブロック11の出力電圧値(動作電圧値)を測定し、その測定した値を、MPPT制御部131に出力する。電流測定部121は、太陽電池ブロック11の出力電流値(動作電流値)を測定し、その測定した値を、MPPT制御部131に出力する。電圧測定部122は、昇圧後の直流電力の電圧値を測定し、その測定した値を、電力制御部132に出力する。   The voltage measuring unit 120 measures the output voltage value (operating voltage value) of the solar cell block 11 and outputs the measured value to the MPPT control unit 131. The current measuring unit 121 measures the output current value (operating current value) of the solar cell block 11 and outputs the measured value to the MPPT control unit 131. The voltage measuring unit 122 measures the voltage value of the DC power after boosting, and outputs the measured value to the power control unit 132.

通信部130は、制御部14(図1参照)から制御信号を受信する。また、通信部130は、制御部14から予想電圧値を受信する。   The communication unit 130 receives a control signal from the control unit 14 (see FIG. 1). In addition, the communication unit 130 receives an expected voltage value from the control unit 14.

MPPT制御部131は、制御部14(図1参照)の制御に基づき、太陽電池ブロック11の最大電力点の電圧値に、太陽電池ブロック11の動作電圧値が追従するよう、太陽電池ブロック11の出力電圧値を制御する。   Based on the control of the control unit 14 (see FIG. 1), the MPPT control unit 131 adjusts the solar cell block 11 so that the operating voltage value of the solar cell block 11 follows the voltage value of the maximum power point of the solar cell block 11. Controls the output voltage value.

MPPT制御部131は、例えば、電圧測定部120及び電流測定部121から取得した太陽電池ブロック11の出力電圧値(動作電圧値)及び出力電流値(動作電流値)を用いて、太陽電池ブロック11の発電電力を算出する。そして、MPPT制御部131は、算出した発電電力が最大化されるように、太陽電池ブロック11の出力電力値を制御して、太陽電池ブロック11の動作電圧値を調整する。MPPT制御部131は、太陽電池ブロック11の出力電力値を制御するために、電力制御部132に制御信号を出力する。電力制御部132は制御信号に応じて、スイッチング素子112のオン/オフ状態を変化させる。   The MPPT control unit 131 uses, for example, the output voltage value (operating voltage value) and the output current value (operating current value) of the solar cell block 11 acquired from the voltage measuring unit 120 and the current measuring unit 121, and uses the solar cell block 11. The generated power is calculated. Then, the MPPT control unit 131 adjusts the operating voltage value of the solar cell block 11 by controlling the output power value of the solar cell block 11 so that the calculated generated power is maximized. The MPPT control unit 131 outputs a control signal to the power control unit 132 in order to control the output power value of the solar cell block 11. The power control unit 132 changes the on / off state of the switching element 112 according to the control signal.

なお、本実施形態では、MPPT制御において、例えば山登り法を採用してもよい。山登り法について簡単に説明すると、まず、MPPT制御部131は、太陽電池ブロック11の出力電圧値を制御して、太陽電池ブロック11の動作電圧値を所定の電圧幅で変化させる。次に、MPPT制御部131は、太陽電池ブロック11において、変化後の動作電圧値における発電電力と、変化前の動作電圧値における発電電力とを比較する。そして、MPPT制御部131は、変化後の動作電圧値における発電電力の方が変化前の動作電圧値における発電電力よりも大きいときは、現在の動作電圧値が変化後の動作電圧値になるように太陽電池ブロック11の出力電圧値を制御する。MPPT制御部131がこれを繰り返すことで、太陽電池ブロック11の動作点が最大電力点に追従し、太陽電池ブロック11の発電電力が最適化される。以下では、MPPT制御部131は、山登り法によってMPPT制御を行うものとして説明する。   In the present embodiment, for example, a hill climbing method may be employed in the MPPT control. The hill-climbing method will be briefly described. First, the MPPT control unit 131 controls the output voltage value of the solar cell block 11 to change the operating voltage value of the solar cell block 11 with a predetermined voltage width. Next, the MPPT control unit 131 compares the generated power at the operating voltage value after the change with the generated power at the operating voltage value before the change in the solar cell block 11. Then, when the generated power at the operating voltage value after the change is larger than the generated power at the operating voltage value before the change, the MPPT control unit 131 causes the current operating voltage value to become the operating voltage value after the change. The output voltage value of the solar cell block 11 is controlled. When the MPPT control unit 131 repeats this, the operating point of the solar cell block 11 follows the maximum power point, and the generated power of the solar cell block 11 is optimized. In the following description, it is assumed that the MPPT control unit 131 performs MPPT control by the hill climbing method.

また、MPPT制御部131は、通信部130から予想電圧値を取得すると、予想電圧値を基準としてMPPT制御を行う。   Further, when the MPPT control unit 131 acquires the expected voltage value from the communication unit 130, the MPPT control unit 131 performs MPPT control based on the expected voltage value.

電力制御部132は、MPPT制御部131から取得した制御信号と、電圧測定部123から取得した電圧値とに基づき、スイッチング素子112のオン/オフ制御を行う。電力制御部132によって、例えば、MPPT制御部131の制御信号に応じてスイッチング素子112のオン/オフ制御を行うパルス信号のデューティ比が変更されることで、太陽電池ブロック11の出力電圧値が制御される。   The power control unit 132 performs on / off control of the switching element 112 based on the control signal acquired from the MPPT control unit 131 and the voltage value acquired from the voltage measurement unit 123. The output voltage value of the solar cell block 11 is controlled by the power control unit 132, for example, by changing the duty ratio of the pulse signal that performs on / off control of the switching element 112 according to the control signal of the MPPT control unit 131. Is done.

(太陽光発電システムの動作原理)
次に、本実施形態に係る太陽光発電システム1の動作原理について説明する。以下では、図5及び図6を参照して、太陽電池ブロック11−Eを例に説明する。まず、図5を参照して、太陽電池ブロック11−Eの各ストリングE1〜E3が正常に発電している際について説明する。
(Operating principle of photovoltaic power generation system)
Next, the operation principle of the photovoltaic power generation system 1 according to this embodiment will be described. Below, with reference to FIG.5 and FIG.6, the solar cell block 11-E is demonstrated to an example. First, with reference to FIG. 5, the case where each string E1-E3 of the solar cell block 11-E is generating electric power normally is demonstrated.

図5は、各ストリングE1〜E3が正常に発電している際の太陽電池ブロック11−Eの電流−電圧特性及び電力−電圧特性の一例を示す図である。なお、図5において、横軸は電圧を示し、縦軸は電流及び電力を示す。また、図5において、実線は電力−電圧曲線(P−V曲線)であり、破線は電流−電圧曲線(I−V曲線)である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of current-voltage characteristics and power-voltage characteristics of the solar cell block 11-E when the strings E1 to E3 are normally generating power. In FIG. 5, the horizontal axis represents voltage, and the vertical axis represents current and power. Moreover, in FIG. 5, a continuous line is a power-voltage curve (PV curve), and a broken line is a current-voltage curve (IV curve).

図5に示すように、P−V曲線上の黒丸は、太陽電池ブロック11−Eの発電電力が電力値Pmと最大になる点である。すなわち、P−V曲線上の黒丸は、太陽電池ブロック11−Eの最大電力点になる。なお、I−V曲線上の黒丸及び白丸は、P−V曲線上の黒丸及び白丸にそれぞれ相当する点である。DC/DCコンバータ12は、山登り法によって、太陽電池ブロック11の動作電圧値を所定の電圧幅ΔVで変化させ、電力値Pmに対応する電圧値Vmが移動していれば、Vmの電圧値が太陽電池ブロック11の動作電圧値になるよう調整している。   As shown in FIG. 5, the black circles on the PV curve are points where the generated power of the solar cell block 11-E becomes the maximum with the power value Pm. That is, the black circle on the PV curve is the maximum power point of the solar cell block 11-E. The black circle and white circle on the IV curve are points corresponding to the black circle and white circle on the PV curve, respectively. The DC / DC converter 12 changes the operating voltage value of the solar cell block 11 by a predetermined voltage width ΔV by the hill-climbing method, and if the voltage value Vm corresponding to the power value Pm moves, the voltage value of Vm is Adjustment is made so that the operating voltage value of the solar cell block 11 is obtained.

次に、図6を参照して、ストリングE3に異常が発生した場合について説明する。   Next, a case where an abnormality has occurred in the string E3 will be described with reference to FIG.

図6は、ストリングE3に異常が発生し、2個のストリングE1,E2のみが発電している場合の太陽電池ブロック11−Eの電流−電圧特性及び電力−電圧特性の一例を示す図である。なお、図6において、横軸は電圧を示し、縦軸は電流及び電力を示す。また、図6において、実線は電力−電圧曲線(P−V曲線)であり、破線は電流−電圧曲線(I−V曲線)である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of current-voltage characteristics and power-voltage characteristics of the solar cell block 11-E when abnormality occurs in the string E3 and only two strings E1 and E2 generate power. . In FIG. 6, the horizontal axis represents voltage, and the vertical axis represents current and power. In FIG. 6, the solid line is a power-voltage curve (P-V curve), and the broken line is a current-voltage curve (IV curve).

図6に示すように、ストリングE3に異常が発生し、発電しているストリングの個数がストリングE1〜E3の3個からストリングE1,E2の2個に変わると、太陽電池ブロック11−Eの電流−電圧特性及び電力−電圧特性は、図5に示す出力特性から変化する。太陽電池ブロック11−Eの出力特性の変化に伴い、太陽電池ブロック11−Eの最大電力点も変化するため、太陽電池ブロック11−Eの最適な動作電圧値も変化する。例えば、図5では、最大電力点はP−V曲線上の電力値Pmの黒丸であり、電力値Pmに対応する電力値Vmが最適な動作電圧値になるが、図6では、最大電力点はP−V曲線上の電力値Pm1の黒丸であり、電力値Pm1に対応する電力値Vm1が最適な動作電圧値となる。   As shown in FIG. 6, when an abnormality occurs in the string E3 and the number of strings that generate electricity changes from three of the strings E1 to E3 to two of the strings E1 and E2, the current of the solar cell block 11-E -Voltage characteristics and power-voltage characteristics vary from the output characteristics shown in FIG. As the output characteristics of the solar cell block 11-E change, the maximum power point of the solar cell block 11-E also changes, so the optimum operating voltage value of the solar cell block 11-E also changes. For example, in FIG. 5, the maximum power point is a black circle of the power value Pm on the PV curve, and the power value Vm corresponding to the power value Pm is the optimum operating voltage value. Is a black circle of the power value Pm1 on the PV curve, and the power value Vm1 corresponding to the power value Pm1 is the optimum operating voltage value.

ここで、太陽電池ブロック11−Eが図6に示す出力特性を有する場合、DC/DCコンバータ12は、太陽電池ブロック11−Eの動作電圧値が電圧値Vm1になるように、太陽電池ブロック11−Eの出力電力値を制御することが望ましい。しかしながら、例えばストリングE3に影が落ちること等により、太陽電池ブロック11−Eの出力特性が、図5に示す出力特性から図6に示す出力特性へ急に変化することがある。このとき、山登り法では、太陽電池ブロック11−Eの動作点を最大電力点に追従させることが困難になることがある。   Here, when the solar cell block 11-E has the output characteristics shown in FIG. 6, the DC / DC converter 12 causes the solar cell block 11 to have an operating voltage value of the solar cell block 11-E equal to the voltage value Vm1. It is desirable to control the output power value of -E. However, the output characteristic of the solar cell block 11-E may suddenly change from the output characteristic shown in FIG. 5 to the output characteristic shown in FIG. 6 due to, for example, a shadow falling on the string E3. At this time, in the hill-climbing method, it may be difficult to make the operating point of the solar cell block 11-E follow the maximum power point.

例えば、太陽電池ブロック11−Eが図5に示す出力特性を有しており、DC/DCコンバータは、図5に示す電圧値Vmが太陽電池ブロック11−Eの動作電圧値になるように太陽電池ブロック11−Eの出力電圧値を制御したものとする。このとき、太陽電池ブロック11−Eの出力特性が図5に示す出力特性から図6に示す出力特性へと急に変化した場合、太陽電池ブロック11−Eの出力特性が変化した直後は、太陽電池ブロック11−Eの動作電圧値は、電圧値Vm付近にある。このような場合に、山登り法によって、太陽電池ブロック11−Eの動作電圧値を電圧値Vmから電圧値Vm1へ移行させることは困難を伴う。なぜなら、図6に示すように、電圧値Vm付近の所定の電圧幅ΔVに対応する電力値はほぼ0で同等であり、山登り法おいて、動作電圧値を所定の電圧幅ΔVで変化させ、変化後の発電電力と変化前の発電電力を比較しても差異を検出できない状況となるためである。   For example, the solar cell block 11-E has the output characteristics shown in FIG. 5, and the DC / DC converter is operated so that the voltage value Vm shown in FIG. 5 becomes the operating voltage value of the solar cell block 11-E. It is assumed that the output voltage value of the battery block 11-E is controlled. At this time, when the output characteristic of the solar cell block 11-E suddenly changes from the output characteristic shown in FIG. 5 to the output characteristic shown in FIG. 6, immediately after the output characteristic of the solar cell block 11-E changes, The operating voltage value of the battery block 11-E is in the vicinity of the voltage value Vm. In such a case, it is difficult to shift the operating voltage value of the solar cell block 11-E from the voltage value Vm to the voltage value Vm1 by the hill-climbing method. This is because, as shown in FIG. 6, the power value corresponding to the predetermined voltage width ΔV near the voltage value Vm is almost equal to 0, and in the hill-climbing method, the operating voltage value is changed by the predetermined voltage width ΔV, This is because a difference cannot be detected even if the generated power after the change and the generated power before the change are compared.

このような事態を想定して、所定の電圧幅ΔVを予め大きく設定しておくことが考えられる。しかしながら、所定の電圧幅ΔVを大きく設定すると、図5に示す出力特性のような太陽電池ブロック11−Eの出力特性の変化が小さい場合に、太陽電池ブロック11−Eの動作点が最大動作点から大きくずれてしまうことがある。また、太陽電池ブロック11−Eの出力特性の急な変化に対応させるために、太陽電池ブロック11−Eの動作電圧値を変化させる周期を予め短く設定しておくことが考えられる。しかしながら、太陽電池ブロック11−Eの動作電圧値を変化させる周期を短く設定すると、太陽電池ブロック11−Eの電力変化を適切に算出できないことがある。   Assuming such a situation, it is conceivable to set the predetermined voltage width ΔV large in advance. However, when the predetermined voltage width ΔV is set large, the operating point of the solar cell block 11-E is the maximum operating point when the change in the output characteristics of the solar cell block 11-E as shown in FIG. 5 is small. May deviate greatly. Further, in order to cope with a sudden change in the output characteristics of the solar cell block 11-E, it is conceivable to set in advance a cycle for changing the operating voltage value of the solar cell block 11-E. However, if the cycle for changing the operating voltage value of the solar cell block 11-E is set short, the power change of the solar cell block 11-E may not be calculated appropriately.

そこで、本実施形態では、まず、制御部14(図1参照)が、図6に示す電圧値Vm1付近の電圧値を予想電圧値として算出する。次に、DC/DCコンバータ12において、MPPT制御部131が、通信部130を介して、予想電圧値を取得する。その後、MPPT制御部131は、取得した電圧値Vm1付近の電圧値である予想電圧値を基準としてMPPT制御を行う。これにより、本実施形態では、太陽電池ブロック11−Eの最適な動作電圧値が電圧値Vmから電圧値Vm1に急に変化しても、最大電力点への追従が容易になる。以下、制御部14の機能の詳細及び予想電圧値の算出について、実施例1〜5に基づき説明する。   Therefore, in the present embodiment, first, the control unit 14 (see FIG. 1) calculates a voltage value near the voltage value Vm1 shown in FIG. 6 as an expected voltage value. Next, in the DC / DC converter 12, the MPPT control unit 131 acquires an expected voltage value via the communication unit 130. Thereafter, the MPPT control unit 131 performs MPPT control with reference to an expected voltage value that is a voltage value near the acquired voltage value Vm1. Thereby, in this embodiment, even if the optimal operating voltage value of the solar cell block 11-E suddenly changes from the voltage value Vm to the voltage value Vm1, it is easy to follow the maximum power point. Hereinafter, details of the function of the control unit 14 and calculation of the expected voltage value will be described based on Examples 1 to 5.

(実施例1)
最初に、実施例1について説明する。実施例1では、太陽電池ブロック11内の各ストリングは、同程度の発電電力であるものとする。また、実施例1では、記憶部15は、上述の太陽電池ブロック11の定格電圧値に加えて、太陽電池ブロック11内のバイパスダイオードの総個数n及び太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpmを記憶しているものとする。
Example 1
First, Example 1 will be described. In Example 1, each string in the solar cell block 11 is assumed to have the same level of generated power. In Example 1, in addition to the rated voltage value of the solar cell block 11 described above, the storage unit 15 determines the total number n of bypass diodes in the solar cell block 11 and the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11. It shall be remembered.

まず、制御部14は、太陽電池ブロック11内のバイパスダイオードの総個数nを、記憶部15から読み出して取得する。また、制御部14は、太陽電池ブロック11の定格電圧値を、記憶部15から読み出して取得する。そして、制御部14は、太陽電池ブロック11の定格電圧値をDC/DCコンバータ12に出力し、所定の時間、DC/DCコンバータ12にMPPT制御を実行させる。所定の時間は、例えば、数秒程度である。DC/DCコンバータ12は、例えば、太陽電池ブロック11の定格電圧値を起点として、太陽電池ブロック11の発電電力が最大化されるようMPPT制御を行う。   First, the control unit 14 reads and acquires the total number n of bypass diodes in the solar cell block 11 from the storage unit 15. In addition, the control unit 14 reads out and obtains the rated voltage value of the solar cell block 11 from the storage unit 15. And the control part 14 outputs the rated voltage value of the solar cell block 11 to the DC / DC converter 12, and makes the DC / DC converter 12 perform MPPT control for a predetermined time. The predetermined time is, for example, about several seconds. For example, the DC / DC converter 12 performs MPPT control using the rated voltage value of the solar cell block 11 as a starting point so that the generated power of the solar cell block 11 is maximized.

次に、制御部14は、太陽電池ブロック11において、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m’を、記憶部15から読み出して取得する。最初にこの処理を行う場合、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m’の代わりに0を取得する。   Next, in the solar cell block 11, the control unit 14 reads out and acquires the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state from the storage unit 15. When this process is first performed, the control unit 14 acquires 0 instead of the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state.

その後、制御部14は、太陽電池ブロック11において、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mを取得する。制御部14は、例えば、電圧取得部10からバイパスダイオードの両端電圧を取得し、取得したバイパスダイオードの両端電圧の値が所定の閾値未満である場合に、そのバイパスダイオードがバイパス状態であることを検出する。そして、制御部14は、検出したバイパス状態であるバイパスダイオードの個数を特定することで、バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mを取得する。   Thereafter, the control unit 14 acquires the number m of bypass diodes currently in the bypass state in the solar cell block 11. For example, the control unit 14 acquires the voltage across the bypass diode from the voltage acquisition unit 10, and if the acquired voltage across the bypass diode is less than a predetermined threshold, the control unit 14 confirms that the bypass diode is in the bypass state. To detect. Then, the control unit 14 acquires the number m of bypass diodes in the bypass state by specifying the number of bypass diodes in the detected bypass state.

そして、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m’と現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mとが一致するか否か判定する。   Then, the control unit 14 determines whether or not the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state matches the number m of bypass diodes that are currently in the bypass state.

制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m’と現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mとが一致すると判定した場合、所定の時間、DC/DCコンバータ12にそのままMPPT制御を続けさせる。   If the controller 14 determines that the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state matches the number m of bypass diodes that are currently in the bypass state, the controller 14 directly performs MPPT control on the DC / DC converter 12 for a predetermined time. Let it continue.

一方、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m’と現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mとが一致しないと判定した場合、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mを記憶部15に記憶させておく。さらに、制御部14は、太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpmを、記憶部15から読み出して取得する。   On the other hand, when the control unit 14 determines that the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state does not match the number m of bypass diodes that are currently in the bypass state, the control unit 14 determines the number m of bypass diodes that are currently in the bypass state. The data is stored in the storage unit 15. Further, the control unit 14 reads out and acquires the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11 from the storage unit 15.

ここで、最大動作電圧値Vpmについて説明する。実施例1では、最大動作電圧値Vpmは、例えば、MPPT制御において、バイパス状態のバイパスダイオードがない場合(m=0)の太陽電池ブロック11の最適な動作電圧値(図5の太陽電池ブロック11−Eの例では電圧値Vm)である。太陽電池ブロック11の最適な動作電圧値は、バイパス状態のバイパスダイオードがない場合(m=0)にMPPT制御を行っている際、DC/DCコンバータ12から取得して記憶部15に記憶させておいてもよい。又は、最大動作電圧値Vpmは、太陽電池ブロック11の開放電圧値としてもよいし、太陽電池ブロック11の定格電圧値としてもよい。これらの開放電圧値及び定格電圧値は、外部からデータとして取得したものを記憶部15に予め記憶させておいてもよいし、実測データとして逐次取得したものを記憶部15に逐次記憶させておいてもよい。   Here, the maximum operating voltage value Vpm will be described. In Example 1, the maximum operating voltage value Vpm is, for example, the optimum operating voltage value of the solar cell block 11 when there is no bypass diode in the bypass state (m = 0) in the MPPT control (the solar cell block 11 of FIG. 5). In the example of −E, the voltage value is Vm). The optimum operating voltage value of the solar cell block 11 is acquired from the DC / DC converter 12 and stored in the storage unit 15 when MPPT control is performed when there is no bypass diode in the bypass state (m = 0). It may be left. Alternatively, the maximum operating voltage value Vpm may be the open circuit voltage value of the solar cell block 11 or the rated voltage value of the solar cell block 11. The open circuit voltage value and the rated voltage value may be stored in advance in the storage unit 15 as data acquired from the outside, or sequentially acquired as actual measurement data in the storage unit 15. May be.

次に、制御部14は、バイパスダイオードの総個数nから、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mを減算し、さらに総個数nで除算した値を、最大動作電圧値Vpmで乗算することで、予想電圧値Vpm1を算出する。制御部14は、例えば、以下の式(1)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。

Vpm1=Vpm×(n−m)/n (1)

式(1)において、Vpm1は予想電圧値、Vpmは最大動作電圧値、nは太陽電池ブロック11内のバイパスダイオードの総個数、mはバイパス状態であるバイパスダイオードの個数である。例えば、図6に示す太陽電池ブロック11−Eの例において、予想電圧値は、Vpm1=Vpm×(2/3)と算出される。
Next, the control unit 14 subtracts the number m of bypass diodes currently in the bypass state from the total number n of bypass diodes, and further multiplies the value divided by the total number n by the maximum operating voltage value Vpm. The expected voltage value Vpm1 is calculated. For example, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 using the following equation (1).

Vpm1 = Vpm × (nm) / n (1)

In Expression (1), Vpm1 is the expected voltage value, Vpm is the maximum operating voltage value, n is the total number of bypass diodes in the solar cell block 11, and m is the number of bypass diodes in the bypass state. For example, in the example of the solar cell block 11-E illustrated in FIG. 6, the expected voltage value is calculated as Vpm1 = Vpm × (2/3).

その後、制御部14は、算出した予想電圧値Vpm1を、MPPT制御における基準とするように、DC/DCコンバータ12に出力する。DC/DCコンバータ12は、制御部14から予想電圧値Vpm1を取得すると、予想電圧値Vpm1を基準としてMPPT制御を行う。DC/DCコンバータ12は、例えば、予想電圧値Vpm1を起点としてMPPT制御を行い、太陽電池ブロック11の動作電圧値と予想電圧値Vpm1との誤差を修正する。   Thereafter, the control unit 14 outputs the calculated expected voltage value Vpm1 to the DC / DC converter 12 so as to be a reference in the MPPT control. When the DC / DC converter 12 acquires the expected voltage value Vpm1 from the control unit 14, the DC / DC converter 12 performs MPPT control based on the expected voltage value Vpm1. For example, the DC / DC converter 12 performs MPPT control using the predicted voltage value Vpm1 as a starting point, and corrects an error between the operating voltage value of the solar cell block 11 and the predicted voltage value Vpm1.

(実施例2)
次に、実施例2について説明する。実施例2も実施例1と同様に、太陽電池ブロック11内の各ストリングは、同程度の発電電力であるものとする。以下では、実施例1との相違点を主に説明する。実施例2では、記憶部15は、実施例1の内容に加えて、太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpmにおけるストリング1個分の電圧値Veを記憶しているものとする。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described. Similarly to Example 1, Example 2 also assumes that each string in the solar cell block 11 has the same level of generated power. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described. In the second embodiment, in addition to the contents of the first embodiment, the storage unit 15 stores the voltage value Ve for one string at the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11.

ここで、実施例2における最大動作電圧値Vpmについて説明する。実施例2でも、最大動作電圧値Vpmは、実施例1と同様のものを用いることができるが、以下の式(2)を用いて算出することもできる。

Vpm=Ve×n (2)

式(2)において、Vpmは最大動作電圧値、nは太陽電池ブロック11内のバイパスダイオードの総個数、Veは太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpmにおけるストリング1個分(例えば図3に示すストリングE1)の電圧値である。図3の例では、最大動作電圧値は、Vpm=Ve×3となる。また、ストリング1個分の電圧値Veは、ストリングの開放電圧値としてもよいし、ストリングの定格電圧値としてもよい。これらの開放電圧値及び定格電圧値は、外部からデータとして取得したものを記憶部15に予め記憶させておいてもよいし、実測データとして逐次取得したものを記憶部15に逐次記憶させておいてもよい。
Here, the maximum operating voltage value Vpm in the second embodiment will be described. Also in the second embodiment, the maximum operating voltage value Vpm can be the same as that in the first embodiment, but can also be calculated using the following equation (2).

Vpm = Ve × n (2)

In Equation (2), Vpm is the maximum operating voltage value, n is the total number of bypass diodes in the solar cell block 11, Ve is one string at the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11 (for example, as shown in FIG. 3). This is the voltage value of the string E1). In the example of FIG. 3, the maximum operating voltage value is Vpm = Ve × 3. Further, the voltage value Ve for one string may be the open circuit voltage value of the string or the rated voltage value of the string. The open circuit voltage value and the rated voltage value may be stored in advance in the storage unit 15 as data acquired from the outside, or sequentially acquired as actual measurement data in the storage unit 15. May be.

制御部14は、実施例2では、バイパスダイオードの総個数nから、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mを減算した個数にストリング1個分の電圧値Veを乗算して、予想電圧値Vpm1を算出する。制御部14は、例えば、以下の式(3)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。

Vpm1=Ve×(n−m) (3)

式(3)において、Vpm1は予想電圧値、Veは最大動作電圧値におけるストリング1個分の電圧値、nは太陽電池ブロック11内のバイパスダイオードの総個数、mはバイパス状態であるバイパスダイオードの個数である。例えば、図6に示す太陽電池ブロック11−Eの例では、予想電圧値は、Vpm1=Ve×2と算出される。
In the second embodiment, the control unit 14 multiplies the total number n of bypass diodes by the number m of bypass diodes currently in the bypass state, and multiplies the voltage value Ve for one string, thereby obtaining an expected voltage value Vpm1. Is calculated. For example, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 using the following equation (3).

Vpm1 = Ve × (nm) (3)

In Equation (3), Vpm1 is the expected voltage value, Ve is the voltage value of one string at the maximum operating voltage value, n is the total number of bypass diodes in the solar cell block 11, and m is the bypass diode in the bypass state. It is a number. For example, in the example of the solar cell block 11-E illustrated in FIG. 6, the expected voltage value is calculated as Vpm1 = Ve × 2.

(実施例3)
次に、実施例3について説明する。実施例3は、例えばストリングを構成する太陽電池セルの直列数の違い又はストリングに含まれる材料の違い等に起因して、太陽電池ブロック11内に異なるストリングが混在する場合に好適である。以下では、実施例1との相違点を主に説明する。なお、実施例3では、太陽電池ブロック11内のストリングを、ストリングEi(i=1〜n)と表記するものとし、各ストリングEiの両端に並列に接続されたバイパスダイオードを、バイパスダイオードBDi(i=1〜n)と表記するものとする。また、実施例3では、記憶部15は、上述の太陽電池ブロック11の定格電圧値に加えて、太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpm及び最大動作電圧値Vpmにおける各ストリングEiの電圧値を記憶しているものとする。
(Example 3)
Next, Example 3 will be described. The third embodiment is suitable when different strings are mixed in the solar cell block 11 due to, for example, a difference in the number of solar cells constituting the string or a difference in materials included in the string. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described. In Example 3, the strings in the solar cell block 11 are denoted as strings Ei (i = 1 to n), and bypass diodes connected in parallel to both ends of each string Ei are bypass diodes BDi ( i = 1 to n). In Example 3, in addition to the rated voltage value of the solar cell block 11 described above, the storage unit 15 determines the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11 and the voltage value of each string Ei at the maximum operating voltage value Vpm. It shall be remembered.

制御部14は、実施例3では、太陽電池ブロック11において、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiを取得する。最初にこの処理を行う場合、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiの代わりに0を取得する。   In Example 3, in the solar cell block 11, the control unit 14 acquires the bypass diode BDi that was in the previous bypass state. When this process is first performed, the control unit 14 acquires 0 instead of the bypass diode BDi that was in the bypass state last time.

次に、制御部14は、太陽電池ブロック11において、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiを取得する。制御部14は、例えば、電圧取得部10からバイパスダイオードの両端電圧を取得し、取得したバイパスダイオードの両端電圧の値が所定の閾値未満である場合に、そのバイパスダイオードがバイパス状態であることを検出する。そして、制御部14は、検出したバイパス状態であるバイパスダイオードを特定することで、バイパス状態であるバイパスダイオードBDiを取得する。なお、制御部14は、バイパス状態のバイパスダイオードが存在しない場合は0を取得する。   Next, the control unit 14 acquires the bypass diode BDi that is currently in the bypass state in the solar cell block 11. For example, the control unit 14 acquires the voltage across the bypass diode from the voltage acquisition unit 10, and if the acquired voltage across the bypass diode is less than a predetermined threshold, the control unit 14 confirms that the bypass diode is in the bypass state. To detect. And the control part 14 acquires bypass diode BDi which is a bypass state by specifying the bypass diode which is the detected bypass state. In addition, the control part 14 acquires 0, when the bypass diode of a bypass state does not exist.

その後、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiと、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiとが、それぞれ一致するか否か判定する。   Thereafter, the control unit 14 determines whether or not the bypass diode BDi that was in the previous bypass state matches the bypass diode BDi that is currently in the bypass state.

制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiとがそれぞれ一致すると判定した場合、所定の時間、DC/DCコンバータ12にそのままMPPT制御を続けさせる。   When it is determined that the bypass diode BDi in the previous bypass state and the bypass diode BDi in the current bypass state match each other, the control unit 14 causes the DC / DC converter 12 to continue the MPPT control as it is for a predetermined time.

一方、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiとがそれぞれ一致しないと判定した場合、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiを記憶部15に記憶させておく。さらに、制御部14は、太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpmを、記憶部15から読み出して取得する。実施例3でも、実施例1と同様の最大動作電圧値Vpmを用いることができる。   On the other hand, if the control unit 14 determines that the bypass diode BDi that was in the previous bypass state and the bypass diode BDi that is currently in the bypass state do not match, the control unit 14 stores the bypass diode BDi that is in the current bypass state in the storage unit 15. Keep it. Further, the control unit 14 reads out and acquires the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11 from the storage unit 15. In the third embodiment, the maximum operating voltage value Vpm similar to that in the first embodiment can be used.

次に、制御部14は、最大動作電圧値Vpmから、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiが両端に接続されたストリングの電圧値Eiを減算することで、予想電圧値Vpm1を算出する。制御部14は、例えば、以下の式(4)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。

Vpm1=Vpm−Ei (4)

式(4)において、Vpm1は予想電圧値、Vpmは最大動作電圧値、Eiは現在バイパス状態であるバイパスダイオードBiが両端に接続されたストリングの電圧値である。例えば、図6に示す太陽電池ブロック11−Eの例では、予想電圧値は、Vpm1=Vpm−E3と算出される。
Next, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 by subtracting the voltage value Ei of the string in which the bypass diode BDi currently in the bypass state is connected at both ends from the maximum operating voltage value Vpm. For example, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 using the following equation (4).

Vpm1 = Vpm−Ei (4)

In Expression (4), Vpm1 is an expected voltage value, Vpm is a maximum operating voltage value, and Ei is a voltage value of a string in which a bypass diode Bi that is currently in a bypass state is connected to both ends. For example, in the example of the solar cell block 11-E illustrated in FIG. 6, the expected voltage value is calculated as Vpm1 = Vpm-E3.

(実施例4)
次に、実施例4について説明する。実施例4は、例えば車両のドア部のような曲率を有する面に太陽電池ブロック11を設置させるために、太陽電池ブロック11内において異なる直列数の太陽電池セルで構成されるストリングが混在することになった場合に好適である。また、実施例4は、太陽電池ブロック11において、バイパスダイオードが複数のストリングに並列に接続されている場合にも好適である。以下では、実施例1との相違点を主に説明する。なお、以下では、太陽電池ブロック11において、異なる直列数の太陽電池セルで構成されるストリングが2組存在する例を挙げて説明するが、これに限定されない。また、実施例4では、太陽電池ブロック11内のストリングを、ストリングEj(j=1〜k)及びストリングEq(q=k+1〜n)と表記するものとする。ここで、ストリングEjとストリングEqとは、互いに異なる直列数の太陽電池セルで構成されたストリングである。また、各ストリングEjの両端に並列に接続されたバイパスダイオードを、バイパスダイオードBDj(j=1〜k)と表記し、各ストリングEqの両端に接続されたバイパスダイオードを、バイパスダイオードBDq(q=k+1〜n)と表記するものとする。また、実施例4では、記憶部15は、上述の太陽電池ブロック11の定格電圧値に加えて、太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpm及び最大動作電圧値VpmにおけるストリングEj,Eqの電圧値を記憶しているものとする。
Example 4
Next, Example 4 will be described. In Example 4, for example, in order to install the solar cell block 11 on a surface having a curvature such as a door portion of a vehicle, strings composed of different series numbers of solar cells are mixed in the solar cell block 11. It is suitable when it becomes. Moreover, Example 4 is suitable also when the bypass diode is connected to the some string in parallel in the solar cell block 11. FIG. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described. In the following description, the solar cell block 11 will be described with reference to an example in which there are two sets of strings composed of different numbers of series solar cells, but the present invention is not limited to this. Moreover, in Example 4, the strings in the solar cell block 11 are expressed as strings Ej (j = 1 to k) and strings Eq (q = k + 1 to n). Here, the string Ej and the string Eq are strings formed of different numbers of series solar cells. In addition, bypass diodes connected in parallel to both ends of each string Ej are denoted as bypass diodes BDj (j = 1 to k), and bypass diodes connected to both ends of each string Eq are bypass diodes BDq (q = k + 1 to n). In Example 4, in addition to the rated voltage value of the solar cell block 11 described above, the storage unit 15 includes the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11 and the voltage values of the strings Ej and Eq at the maximum operating voltage value Vpm. Is remembered.

制御部14は、実施例4では、太陽電池ブロック11において、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDj,BDqを取得する。最初に処理を行う場合、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDj,BDqの代わりに0を取得する。   In the fourth embodiment, the control unit 14 acquires the bypass diodes BDj and BDq that were in the previous bypass state in the solar cell block 11. When processing is performed for the first time, the control unit 14 acquires 0 instead of the bypass diodes BDj and BDq that were previously in the bypass state.

次に、制御部14は、太陽電池ブロック11において、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDj,BDqを取得する。制御部14は、実施例3と同様にして、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDj,BDqを取得する。なお、制御部14は、バイパス状態のバイパスダイオードが存在しない場合は0を取得する。   Next, the control unit 14 acquires the bypass diodes BDj and BDq that are currently in the bypass state in the solar cell block 11. The control unit 14 acquires the bypass diodes BDj and BDq that are currently in the bypass state in the same manner as in the third embodiment. In addition, the control part 14 acquires 0, when the bypass diode of a bypass state does not exist.

その後、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDjと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDjとがそれぞれ一致するか判定する。   Thereafter, the control unit 14 determines whether or not the bypass diode BDj that was in the previous bypass state and the bypass diode BDj that is currently in the bypass state match.

制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDjと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDjとが一致すると判定した場合、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDqと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDqとがそれぞれ一致するか否かを判定する。制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDqと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDqとがそれぞれ一致すると判定した場合、所定の時間、DC/DCコンバータ12にそのままMPPT制御を続けさせる。   When it is determined that the bypass diode BDj that was in the previous bypass state and the bypass diode BDj that is in the current bypass state match, the control unit 14 determines that the bypass diode BDq that was in the previous bypass state and the bypass diode BDq that is in the current bypass state Are determined to match each other. When it is determined that the bypass diode BDq that was in the previous bypass state and the bypass diode BDq that is currently in the bypass state match, the control unit 14 causes the DC / DC converter 12 to continue the MPPT control as it is for a predetermined time.

一方、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDjと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDjとが一致しないと判定した場合、及び、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDqと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDqとが一致しないと判定した場合、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDj,BDqを記憶部15に記憶させておく。さらに、制御部14は、太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpmを、記憶部15から読み出して取得する。実施例4でも、実施例1と同様の最大動作電圧値Vpmを用いることができる。   On the other hand, when it is determined that the bypass diode BDj in the previous bypass state and the bypass diode BDj in the current bypass state do not match, and the bypass diode BDq in the previous bypass state and the bypass diode BDq in the current bypass state Are determined to be inconsistent, the bypass diodes BDj and BDq that are currently in the bypass state are stored in the storage unit 15. Further, the control unit 14 reads out and acquires the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11 from the storage unit 15. In the fourth embodiment, the maximum operating voltage value Vpm similar to that in the first embodiment can be used.

次に、制御部14は、最大動作電圧値Vpmから、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDj,BDqが両端に接続されたストリングの電圧値Ej,Eqを減算することで、予想電圧値Vpm1を算出する。制御部14は、例えば、以下の式(5)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。

Vpm1=Vpm−(Ej+Eq) (5)

式(5)において、Vpm1は予想電圧値、Vpmは最大動作電圧値である。また、Ejは現在バイパス状態であるバイパスダイオードBjが両端に接続されたストリングの電圧値、Eqは現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDqが両端に接続されたストリングの電圧値である。例えば、図3の例において、ストリングE1,E2がそれぞれ異なる直列数の太陽電池セルで構成され、さらにバイパスダイオードBD1,BD2がバイパス状態である場合、予想電圧値は、Vpm1=Vpm−(E1+E2)と算出される。
Next, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 by subtracting the voltage values Ej and Eq of the string in which the bypass diodes BDj and BDq that are currently in the bypass state are connected to both ends from the maximum operating voltage value Vpm. To do. The control unit 14 calculates the predicted voltage value Vpm1 using, for example, the following equation (5).

Vpm1 = Vpm− (Ej + Eq) (5)

In Expression (5), Vpm1 is an expected voltage value, and Vpm is a maximum operating voltage value. Ej is the voltage value of the string with the bypass diode Bj currently in the bypass state connected to both ends, and Eq is the voltage value of the string with the bypass diode BDq currently in the bypass state connected to both ends. For example, in the example of FIG. 3, when the strings E1 and E2 are configured with different numbers of solar cells, and the bypass diodes BD1 and BD2 are in the bypass state, the expected voltage value is Vpm1 = Vpm− (E1 + E2) Is calculated.

(実施例5)
実施例5では、実施例1〜4で算出した予想電圧値を補正し、補正した予想電圧値を基準としてMPPT制御を行う例を説明する。実施例5では、記憶部15は、上述の実施例1〜4における記憶部15が記憶する内容に加えて、補正係数α(例えば0.8≦α≦1.2)を記憶しているものとする。
(Example 5)
In the fifth embodiment, an example in which the predicted voltage value calculated in the first to fourth embodiments is corrected and MPPT control is performed based on the corrected predicted voltage value will be described. In the fifth embodiment, the storage unit 15 stores a correction coefficient α (for example, 0.8 ≦ α ≦ 1.2) in addition to the contents stored in the storage unit 15 in the first to fourth embodiments. And

まず、制御部14は、実施例1〜4により予想電圧値Vpm1を算出する。そして、制御部14は、記憶部15から補正係数αを読み出して取得し、補正係数αを用いて予想電圧値Vpm1を補正する。   First, the control unit 14 calculates an expected voltage value Vpm1 according to the first to fourth embodiments. And the control part 14 reads and acquires the correction coefficient (alpha) from the memory | storage part 15, and correct | amends the estimated voltage value Vpm1 using the correction coefficient (alpha).

制御部14は、例えば、実施例1では以下の式(6)を用い、実施例2では以下の式(7)を用い、実施例3では以下の式(8)を用い、実施例4では以下の式(9)を用いて、予想電圧値Vpm1を補正し、補正電圧値Vpm1’を算出する。

Vpm1’=(Vpm×(n−m)/n)×α (6)
Vpm1’=Ve×(n−m)×α (7)
Vpm1’=(Vpm−Ei)×α (8)
Vpm1’=(Vpm−(Ej+Eq))×α (9)

式(6)〜(9)において、Vpm1’は補正係数αを用いて補正した補正電圧値である。また、式(6)〜(9)のそれぞれに記載されている要素は、上述の式(1),(2),(4),(5)に記載されている要素とそれぞれ同様のものである。
For example, the control unit 14 uses the following formula (6) in the first embodiment, uses the following formula (7) in the second embodiment, uses the following formula (8) in the third embodiment, and uses the following formula (8) in the fourth embodiment. The predicted voltage value Vpm1 is corrected using the following equation (9) to calculate a corrected voltage value Vpm1 ′.

Vpm1 ′ = (Vpm × (nm) / n) × α (6)
Vpm1 ′ = Ve × (n−m) × α (7)
Vpm1 ′ = (Vpm−Ei) × α (8)
Vpm1 ′ = (Vpm− (Ej + Eq)) × α (9)

In Expressions (6) to (9), Vpm1 ′ is a correction voltage value corrected using the correction coefficient α. The elements described in each of the formulas (6) to (9) are the same as the elements described in the above formulas (1), (2), (4), and (5). is there.

その後、制御部14は、補正電圧値Vpm1’を、MPPT制御において基準とするように、DC/DCコンバータ12に出力する。DC/DCコンバータ12は、制御部14から補正電圧値Vpm1’を取得すると、補正電圧値Vpm1’を基準としてMPPT制御を行う。   Thereafter, the control unit 14 outputs the correction voltage value Vpm1 'to the DC / DC converter 12 so as to be a reference in the MPPT control. When the DC / DC converter 12 acquires the correction voltage value Vpm1 'from the control unit 14, the DC / DC converter 12 performs MPPT control based on the correction voltage value Vpm1'.

例えば、制御部14は、補正電圧値Vpm1’が予想電圧値Vpm1より小さくなるように補正係数αを選択し(例えば、α=0.8(α<1))、補正電圧値Vpm1’を算出する。この場合、DC/DCコンバータ12は、太陽電池ブロック11の電力−電圧特性において電圧値が低い側(図6の例では矢印Xで示す付近)を基準にMPPT制御を行うことになる。さらに、太陽電池ブロック11の電力−電圧特性において電圧値が低い側は、電圧値に対する電力値の変化が小さい。これにより、DC/DCコンバータ12がMPPT制御を行う際の動作電圧値を変化させることで生じる発電電力値の損失を低減させることができる。   For example, the control unit 14 selects the correction coefficient α so that the correction voltage value Vpm1 ′ is smaller than the expected voltage value Vpm1 (for example, α = 0.8 (α <1)), and calculates the correction voltage value Vpm1 ′. To do. In this case, the DC / DC converter 12 performs MPPT control on the basis of the low voltage value side in the power-voltage characteristics of the solar cell block 11 (in the vicinity of the arrow X in the example of FIG. 6). Furthermore, in the power-voltage characteristic of the solar cell block 11, the change in the power value with respect to the voltage value is small on the side where the voltage value is low. Thereby, the loss of the generated electric power value which arises by changing the operating voltage value at the time of the DC / DC converter 12 performing MPPT control can be reduced.

また、制御部14は、例えば、2つの補正電圧値Vpm1’(それぞれ補正電圧値Vpm1a’,Vpm1b’とする)を算出してもよい。この場合、制御部14は、例えば、補正電圧値Vpm1a’は予想電圧値Vpm1より小さくなるように補正係数αを選択し(例えば、α=0.8(α<1))、算出する。そして、制御部14は、補正電圧値Vpm1b’は予想電圧値Vpm1より大きくなるように補正係数αを選択し(例えば、α=1.2(α>1))、算出する。そして、制御部14は、補正電圧値Vpm1a’,Vpm1b’をDC/DCコンバータ12に出力し、太陽電池ブロック11の発電電力が大きくなる方の補正電圧値Vpm1a’又はVpm1b’を基準にしてMPPT制御をさせてもよい。   Further, the control unit 14 may calculate, for example, two correction voltage values Vpm1 ′ (respectively, correction voltage values Vpm1a ′ and Vpm1b ′). In this case, for example, the control unit 14 selects and calculates the correction coefficient α so that the correction voltage value Vpm1a ′ is smaller than the expected voltage value Vpm1 (for example, α = 0.8 (α <1)). Then, the control unit 14 selects and calculates the correction coefficient α so that the correction voltage value Vpm1b ′ is larger than the expected voltage value Vpm1 (for example, α = 1.2 (α> 1)). Then, the control unit 14 outputs the correction voltage values Vpm1a ′ and Vpm1b ′ to the DC / DC converter 12, and MPPT with reference to the correction voltage value Vpm1a ′ or Vpm1b ′ on which the generated power of the solar cell block 11 is increased. Control may be performed.

[システム動作]
以下、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム1の動作について説明する。まず、太陽光発電システム1の実施例1及び2における動作について説明する。
[System operation]
Hereinafter, operation | movement of the solar energy power generation system 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. First, the operation | movement in Example 1 and 2 of the solar power generation system 1 is demonstrated.

(実施例1及び2)
図7は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
(Examples 1 and 2)
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the photovoltaic power generation system 1 according to one embodiment of the present invention.

まず、制御部14は、太陽電池ブロック11内のバイパスダイオードの総個数nを、記憶部15から読み出して取得する(ステップS101)。また、制御部14は、太陽電池ブロック11の定格電圧値を、記憶部15から読み出して取得する(ステップS102)。そして、制御部14は、太陽電池ブロック11の定格電圧値をDC/DCコンバータ12に出力し、所定の時間、DC/DCコンバータ12にMPPT制御を実行させる(ステップS103)。DC/DCコンバータ12は、例えば、太陽電池ブロック11の定格電圧値を起点として、太陽電池ブロック11の発電電力が最大化されるようMPPT制御を行う。   First, the control unit 14 reads and acquires the total number n of bypass diodes in the solar cell block 11 from the storage unit 15 (step S101). Moreover, the control part 14 reads and acquires the rated voltage value of the solar cell block 11 from the memory | storage part 15 (step S102). And the control part 14 outputs the rated voltage value of the solar cell block 11 to the DC / DC converter 12, and makes the DC / DC converter 12 perform MPPT control for a predetermined time (step S103). For example, the DC / DC converter 12 performs MPPT control using the rated voltage value of the solar cell block 11 as a starting point so that the generated power of the solar cell block 11 is maximized.

次に、制御部14は、太陽電池ブロック11において、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m'を、記憶部15から読み出して取得する(ステップS104)。最初にステップS103の処理を行う場合、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m'の代わりに0を取得する。   Next, in the solar cell block 11, the control unit 14 reads and acquires the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state from the storage unit 15 (step S104). When performing the process of step S103 for the first time, the control part 14 acquires 0 instead of the number m 'of bypass diodes which were the bypass states last time.

その後、制御部14は、太陽電池ブロック11において、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mを取得する(ステップS105)。そして、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m'と、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mとが一致するか否か判定する(ステップS106)。   Thereafter, the control unit 14 acquires the number m of bypass diodes currently in the bypass state in the solar cell block 11 (step S105). Then, the control unit 14 determines whether or not the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state matches the number m of bypass diodes that are currently in the bypass state (step S106).

制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m'と、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mとが一致すると判定した場合(ステップS106:Yes)、ステップS103からの処理を繰り返し行う。   When it is determined that the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state matches the number m of bypass diodes that are currently in the bypass state (step S106: Yes), the control unit 14 repeats the processing from step S103. Do.

このようにステップS103〜S106の処理を行うことで、太陽電池ブロック11の最大電力点が変化しない場合、DC/DCコンバータ12は、そのままMPPT制御を続ける。   When the maximum power point of the solar cell block 11 does not change by performing the processes of steps S103 to S106 in this way, the DC / DC converter 12 continues the MPPT control as it is.

一方、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードの個数m'と、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mとが一致しないと判定した場合(ステップS106:No)、ステップS107の処理に進む。   On the other hand, when the control unit 14 determines that the number m ′ of bypass diodes that were in the previous bypass state does not match the number m of bypass diodes that are currently in the bypass state (step S106: No), the process of step S107 is performed. Proceed to

ステップS107の処理では、制御部14は、ステップS104の処理で取得した、現在バイパス状態であるバイパスダイオードの個数mを、記憶部15に記憶させる。また、ステップS108の処理では、制御部14は、太陽電池ブロック11の最大動作電圧値Vpmを、記憶部15から読み出して取得する。   In the process of step S107, the control unit 14 causes the storage unit 15 to store the number m of bypass diodes currently in the bypass state acquired in the process of step S104. Further, in the process of step S108, the control unit 14 reads out and acquires the maximum operating voltage value Vpm of the solar cell block 11 from the storage unit 15.

ステップS109の処理では、制御部14は、太陽電池ブロック11の予想電圧値Vpm1を算出する。実施例1では、制御部14は、例えば、上記式(1)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。実施例2では、制御部14は、例えば、上記式(3)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。   In the process of step S109, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 of the solar cell block 11. In the first embodiment, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 using the above formula (1), for example. In the second embodiment, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 using, for example, the above equation (3).

ステップS110の処理では、制御部14は、ステップS109の処理で算出した予想電圧値を、MPPT制御において基準とするように、DC/DCコンバータ12に出力する。DC/DCコンバータ12は、制御部14から予想電圧値を取得すると、再度行うステップS103の処理では、予想電圧値を基準としてMPPT制御を行う。DC/DCコンバータ12は、例えば、予想電圧値を起点としてMPPT制御を行う。   In the process of step S110, the control unit 14 outputs the predicted voltage value calculated in the process of step S109 to the DC / DC converter 12 so as to be a reference in the MPPT control. When the DC / DC converter 12 obtains the expected voltage value from the control unit 14, it performs MPPT control based on the expected voltage value in the process of step S103 performed again. For example, the DC / DC converter 12 performs MPPT control using an expected voltage value as a starting point.

このようにステップS103〜S110の処理を行うことで、例えばストリングに影が落ちることで、太陽電池ブロック11の最大電力点が急に変化しても、太陽電池ブロック11の動作点を最大電力点に容易に追従させることができる。   By performing the processing of steps S103 to S110 in this way, even if the maximum power point of the solar cell block 11 suddenly changes due to, for example, a shadow falling on the string, the operating point of the solar cell block 11 is changed to the maximum power point. Can be easily followed.

なお、実施例5における予想電圧値Vpm1の補正を行う場合、ステップS109の処理において行うことができる。   In addition, when correcting the expected voltage value Vpm1 in Example 5, it can carry out in the process of step S109.

(実施例3)
図8は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム1の動作の一例を示すフローチャートである。なお、太陽電池ブロック11内のストリングを、ストリングEi(i=1〜n)と表記するものとし、各ストリングEiの両端に並列に接続されたバイパスダイオードを、バイパスダイオードBDi(i=1〜n)と表記するものとする。
(Example 3)
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the photovoltaic power generation system 1 according to an embodiment of the present invention. The strings in the solar cell block 11 are denoted as strings Ei (i = 1 to n), and bypass diodes BDi (i = 1 to n) are connected in parallel to both ends of each string Ei. ).

図8に示すステップS201,S202の処理は、図7に示すステップS102,S103の処理と同様であるため、説明を省略する。   The processes in steps S201 and S202 shown in FIG. 8 are the same as the processes in steps S102 and S103 shown in FIG.

制御部14は、太陽電池ブロック11において、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiを、記憶部15から読み出して取得する(ステップS203)。最初にステップS203の処理を行う場合、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiの代わりに0を取得する。   In the solar cell block 11, the control unit 14 reads and acquires the bypass diode BDi that was in the previous bypass state from the storage unit 15 (step S203). When performing the process of step S203 for the first time, the control part 14 acquires 0 instead of the bypass diode BDi which was the previous bypass state.

次に、制御部14は、太陽電池ブロック11において、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiを取得する(ステップS204)。なお、制御部14は、バイパス状態のバイパスダイオードが存在しない場合は0を取得する。   Next, the control unit 14 acquires the bypass diode BDi that is currently in the bypass state in the solar cell block 11 (step S204). In addition, the control part 14 acquires 0, when the bypass diode of a bypass state does not exist.

その後、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiと、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiとが、それぞれ一致するか否か判定する(ステップS205)。   Thereafter, the control unit 14 determines whether or not the bypass diode BDi that was in the previous bypass state matches the bypass diode BDi that is currently in the bypass state (step S205).

制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiとがそれぞれ一致すると判定した場合(ステップS205:Yes)、ステップS202からの処理を繰り返し行う。   When it is determined that the bypass diode BDi that was in the previous bypass state matches the bypass diode BDi that is currently in the bypass state (step S205: Yes), the control unit 14 repeats the processing from step S202.

このようにステップS202〜S205の処理を行うことで、太陽電池ブロック11の最大電力点が変化しない場合、DC/DCコンバータ12は、そのままMPPT制御を続ける。   In this way, when the maximum power point of the solar cell block 11 does not change by performing the processes of steps S202 to S205, the DC / DC converter 12 continues the MPPT control as it is.

一方、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDiと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDiとがそれぞれ一致しないと判定した場合(ステップS205:No)、ステップS206の処理に進む。   On the other hand, when it is determined that the bypass diode BDi that was in the previous bypass state and the bypass diode BDi that is currently in the bypass state do not match each other (step S205: No), the control unit 14 proceeds to the process of step S206.

制御部14は、図7に示すステップS107,108の処理と同様にして、ステップS206,S207の処理を行う。   The control unit 14 performs the processes of steps S206 and S207 in the same manner as the processes of steps S107 and 108 shown in FIG.

ステップS208の処理では、制御部14は、太陽電池ブロック11の予想電圧値Vpm1を算出する。制御部14は、例えば、上記式(4)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。ステップS209の処理は、図7に示すステップS110の処理と同様であるため、説明を省略する。   In the process of step S208, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 of the solar cell block 11. For example, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 using the above equation (4). The processing in step S209 is the same as the processing in step S110 shown in FIG.

このようにステップS202〜S209の処理を行うことで、例えばストリングに影が落ちることで、太陽電池ブロック11の最大電力点が急に変化しても、太陽電池ブロック11の動作点を最大電力点に容易に追従させることができる。   By performing the processing of steps S202 to S209 in this way, even if the maximum power point of the solar cell block 11 suddenly changes due to, for example, a shadow falling on the string, the operating point of the solar cell block 11 is changed to the maximum power point. Can be easily followed.

なお、実施例5における予想電圧値Vpm1の補正を行う場合、ステップS208の処理で行うことができる。   In addition, when correcting the expected voltage value Vpm1 in the fifth embodiment, it can be performed by the process of step S208.

(実施例4)
図9は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム1の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、太陽電池ブロック11において、異なる直列数の太陽電池セルで構成されるストリングが2組存在する例を挙げて説明するが、これに限定されない。また、以下では、太陽電池ブロック11内のストリングを、ストリングEj(j=1〜k)及びストリングEq(q=k+1〜n)と表記するものとする。ここで、ストリングEjとストリングEqとは、互いに異なる直列数の太陽電池セルで構成されたストリングである。また、各ストリングEjの両端に並列に接続されたバイパスダイオードを、バイパスダイオードBDj(j=1〜k)と表記し、各ストリングEqの両端に接続されたバイパスダイオードを、バイパスダイオードBDq(q=k+1〜n)と表記するものとする。
Example 4
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the operation of the photovoltaic power generation system 1 according to an embodiment of the present invention. In the following description, the solar cell block 11 will be described with reference to an example in which there are two sets of strings composed of different numbers of series solar cells, but the present invention is not limited to this. In the following, the strings in the solar cell block 11 are expressed as strings Ej (j = 1 to k) and strings Eq (q = k + 1 to n). Here, the string Ej and the string Eq are strings formed of different numbers of series solar cells. In addition, bypass diodes connected in parallel to both ends of each string Ej are denoted as bypass diodes BDj (j = 1 to k), and bypass diodes connected to both ends of each string Eq are bypass diodes BDq (q = k + 1 to n).

図9に示すステップS301,S302の処理は、図7に示すステップS102,S103の処理と同様であるため、説明を省略する。   The processes in steps S301 and S302 shown in FIG. 9 are the same as the processes in steps S102 and S103 shown in FIG.

制御部14は、図8に示すステップS203,S204の処理と同様にして、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDj,BDq及び現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDj,BDqを取得する(ステップS303,S304)。   The control unit 14 acquires the bypass diodes BDj and BDq that were in the previous bypass state and the bypass diodes BDj and BDq that are currently in the bypass state, similarly to the processing in steps S203 and S204 illustrated in FIG. 8 (steps S303 and S304). ).

次に、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDjと、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDjとが、それぞれ一致するか否か判定する(ステップS305)。制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDjと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDjとがそれぞれ一致すると判定した場合(ステップS305:Yes)、ステップS306の処理に進む。一方、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDjと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDjとがそれぞれ一致しないと判定した場合(S305:No)、ステップS307の処理に進む。   Next, the control unit 14 determines whether or not the bypass diode BDj that was in the previous bypass state matches the bypass diode BDj that is currently in the bypass state (step S305). When it is determined that the bypass diode BDj that was in the previous bypass state and the bypass diode BDj that is currently in the bypass state match each other (step S305: Yes), the control unit 14 proceeds to the process of step S306. On the other hand, when it is determined that the bypass diode BDj that was in the previous bypass state and the bypass diode BDj that is currently in the bypass state do not match each other (S305: No), the control unit 14 proceeds to the process of step S307.

ステップS306の処理では、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDqと、現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDqとが、それぞれ一致するか否か判定する。制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDqと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDqとがそれぞれ一致すると判定した場合(ステップS306:Yes)、ステップS302からの処理を繰り返し行う。   In the process of step S306, the control unit 14 determines whether or not the bypass diode BDq that was in the previous bypass state matches the bypass diode BDq that is currently in the bypass state. When it is determined that the bypass diode BDq that was in the previous bypass state and the bypass diode BDq that is currently in the bypass state match each other (step S306: Yes), the control unit 14 repeatedly performs the processing from step S302.

このようにステップS302〜S306の処理を行うことで、太陽電池ブロック11のストリングに異常がなく、太陽電池ブロック11の最大電力点が変化しない場合、DC/DCコンバータ12は、そのままMPPT制御を続ける。   By performing the processing of steps S302 to S306 in this way, when there is no abnormality in the string of the solar cell block 11 and the maximum power point of the solar cell block 11 does not change, the DC / DC converter 12 continues the MPPT control as it is. .

一方、制御部14は、制御部14は、前回バイパス状態であったバイパスダイオードBDqと現在バイパス状態であるバイパスダイオードBDqとがそれぞれ一致しないと判定した場合(ステップS306:No)、ステップS307の処理に進む。   On the other hand, when the control unit 14 determines that the bypass diode BDq that was in the previous bypass state does not match the bypass diode BDq that is currently in the bypass state (step S306: No), the process of step S307 is performed. Proceed to

制御部14は、図7に示すステップS107,108の処理と同様にして、ステップS307,S308の処理を行う。   The control unit 14 performs the processes of steps S307 and S308 in the same manner as the processes of steps S107 and 108 shown in FIG.

ステップS309の処理では、制御部14は、太陽電池ブロック11の予想電圧値Vpm1を算出する。制御部14は、例えば、上記式(5)を用いて、予想電圧値Vpm1を算出する。ステップS310の処理は、図7に示すステップS110の処理と同様であるため、説明を省略する。   In the process of step S309, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 of the solar cell block 11. For example, the control unit 14 calculates the expected voltage value Vpm1 using the above equation (5). The process of step S310 is the same as the process of step S110 shown in FIG.

このようにステップS302〜S310の処理を行うことで、例えばストリングに影が落ちることで、太陽電池ブロック11の最大電力点が急に変化しても、太陽電池ブロック11の動作点を最大電力点に容易に追従させることができる。   By performing the processing of steps S302 to S310 in this way, even if the maximum power point of the solar cell block 11 suddenly changes due to, for example, a shadow falling on the string, the operating point of the solar cell block 11 is changed to the maximum power point. Can be easily followed.

なお、実施例5における予想電圧値Vpm1の補正を行う場合、ステップS309の処理で行うことができる。   In addition, when correcting the expected voltage value Vpm1 in the fifth embodiment, it can be performed by the process of step S309.

なお、上記実施形態では、移動体は、車両であるものとして説明したが、これに限定されない。移動体は、位置が移動する物体であればよく、例えば、船舶、航空機、衛星装置、飛翔物体等であってもよい。   In the above embodiment, the moving body is described as being a vehicle, but is not limited to this. The moving body may be an object whose position moves, and may be a ship, an aircraft, a satellite device, a flying object, or the like.

以上のように、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム1では、制御部14は、太陽電池ブロック11内のバイパスダイオードのうち、バイパス状態であるバイパスダイオードに応じて、太陽電池ブロック11の予想電圧値を算出する。そして、DC/DCコンバータ12は、制御部14から予想電圧値を取得すると、予想電圧値を基準として太陽電池ブロック11の出力電圧値を制御する。これにより、例えばストリングに影が落ちることで、太陽電池ブロック11の最大電力点が急に変化しても、DC/DCコンバータ12は、太陽電池ブロック11の動作点を最大電力点に容易に追従させることができる。   As described above, in the solar power generation system 1 according to one embodiment of the present invention, the control unit 14 determines the solar cell block 11 according to the bypass diode in the bypass state among the bypass diodes in the solar cell block 11. The expected voltage value is calculated. And DC / DC converter 12 will acquire the expected voltage value from control part 14, and will control the output voltage value of solar cell block 11 on the basis of the expected voltage value. Thereby, for example, even if the maximum power point of the solar cell block 11 suddenly changes due to a shadow falling on the string, the DC / DC converter 12 easily follows the operating point of the solar cell block 11 to the maximum power point. Can be made.

さらに、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システム1では、太陽電池ブロック11を効率よく発電させることができるため、太陽電池ブロック11の発電電力を燃料として移動体に用いる場合に有利である。   Furthermore, in the photovoltaic power generation system 1 according to an embodiment of the present invention, the solar cell block 11 can be efficiently generated, which is advantageous when the generated power of the solar cell block 11 is used as a fuel for a moving object. .

(変形例)
図10は、変形例に係るDC/DCコンバータ12aの概略構成を示す図である。なお、図10に示す構成要素で図4に示す構成要素と同様のものは、同一符号を付し、その説明を省略する。
(Modification)
FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a DC / DC converter 12a according to a modification. 10 that are the same as those shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

DC/DCコンバータ12aは、コイル110、コンデンサ111、スイッチング素子112、ダイオード113、コンデンサ114、電圧測定部120、電流測定部121、電圧測定部122、通信部130、制御部14a、MPPT制御部131、電力制御部132を有する。また、端子P5は、太陽電池ブロック11の電圧取得部10に接続される。   The DC / DC converter 12a includes a coil 110, a capacitor 111, a switching element 112, a diode 113, a capacitor 114, a voltage measurement unit 120, a current measurement unit 121, a voltage measurement unit 122, a communication unit 130, a control unit 14a, and an MPPT control unit 131. The power control unit 132 is included. Further, the terminal P5 is connected to the voltage acquisition unit 10 of the solar cell block 11.

制御部14aは、図1に示す制御部14と同様の機能を有する。つまり、変形例に係るDC/DCコンバータ12aは、図1に示す制御部14を図1に示すDC/DCコンバータ12−1〜12−Nのそれぞれに組み込んだ構成となっている。   The control unit 14a has the same function as the control unit 14 shown in FIG. That is, the DC / DC converter 12a according to the modification has a configuration in which the control unit 14 shown in FIG. 1 is incorporated in each of the DC / DC converters 12-1 to 12-N shown in FIG.

このようなDC/DCコンバータ12aを採用する太陽光発電システムであっても、上述の太陽光発電システム1と同様の制御及び効果を実現することができる。   Even in a solar power generation system that employs such a DC / DC converter 12a, the same control and effects as those of the solar power generation system 1 described above can be realized.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each component, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and multiple components, steps, etc. can be combined or divided into one It is. Further, although the present invention has been described mainly with respect to the apparatus, the present invention can also be realized as a method, a program executed by a processor included in the apparatus, or a storage medium storing the program, and is within the scope of the present invention. It should be understood that these are also included.

1 太陽光発電システム
10 電圧取得部
11 太陽電池ブロック
12 DC/DCコンバータ(コンバータ)
13 バッテリ
14 制御部
15 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar power generation system 10 Voltage acquisition part 11 Solar cell block 12 DC / DC converter (converter)
13 Battery 14 Control unit 15 Storage unit

Claims (12)

移動体に搭載される太陽光発電システムであって、
複数のストリングを有し、該ストリングの両端にバイパスダイオードが並列に接続されている太陽電池ブロックと、
前記太陽電池ブロックの発電電力の動作点を所定範囲で変動させるMPPT制御を行い、前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御するコンバータと、
前記バイパスダイオードのうち、バイパス状態であるバイパスダイオードに応じて前記太陽電池ブロックの予想電圧値を算出する制御部と、を備え、
前記コンバータは、前記制御部から前記予想電圧値を取得すると、前記予想電圧値を基準として前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御する
ことを特徴とする太陽光発電システム。
A photovoltaic power generation system mounted on a moving body,
A solar cell block having a plurality of strings and having bypass diodes connected in parallel to both ends of the strings;
A converter that performs MPPT control to vary the operating point of the generated power of the solar cell block within a predetermined range, and controls the output voltage value of the solar cell block;
A control unit that calculates an expected voltage value of the solar cell block according to a bypass diode in a bypass state among the bypass diodes, and
The converter, when obtaining the expected voltage value from the control unit, controls the output voltage value of the solar cell block based on the expected voltage value.
請求項1に記載の太陽光発電システムにおいて、前記制御部は、前記バイパス状態であるバイパスダイオードの個数に応じて前記太陽電池ブロックの予想電圧値を算出することを特徴とする太陽光発電システム。   2. The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the control unit calculates an expected voltage value of the solar cell block according to the number of bypass diodes in the bypass state. 請求項1又は2に記載の太陽光発電システムにおいて、前記制御部は、前記バイパスダイオードの両端電圧に基づきバイパス状態である前記バイパスダイオードを検出し、前記バイパス状態であるバイパスダイオードの個数を特定することを特徴とする太陽光発電システム。   3. The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the control unit detects the bypass diode that is in a bypass state based on a voltage across the bypass diode, and identifies the number of bypass diodes that are in the bypass state. A solar power generation system characterized by that. 請求項3に記載の太陽光発電システムにおいて、前記制御部は、前記バイパスダイオードの両端電圧の値が所定の閾値未満である場合にバイパス状態であること検出することを特徴とする太陽光発電システム。   4. The photovoltaic power generation system according to claim 3, wherein the control unit detects a bypass state when a value of a voltage across the bypass diode is less than a predetermined threshold. 5. . 請求項1から4の何れか一項に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽電池ブロックの最大動作電圧値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記バイパスダイオードの総個数からバイパス状態である前記バイパスダイオードの個数を減算し、さらに該総個数で除算した値を、前記最大動作電圧値に乗算することで、前記予想電圧値を算出することを特徴とする太陽光発電システム。
In the solar power generation system according to any one of claims 1 to 4,
A storage unit for storing a maximum operating voltage value of the solar cell block;
The control unit subtracts the number of bypass diodes in the bypass state from the total number of bypass diodes, and further multiplies the maximum operating voltage value by the value obtained by dividing the total number of bypass diodes. A photovoltaic power generation system characterized by calculating
請求項1から4の何れか一項に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽電池ブロックの最大動作電圧値、及び、該最大動作電圧値における前記ストリング1個分の電圧値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記バイパスダイオードの総個数からバイパス状態である前記バイパスダイオードの個数を減算した個数に該ストリング1個分の電圧値を乗算して、前記予想電圧値を算出することを特徴とする太陽光発電システム。
In the solar power generation system according to any one of claims 1 to 4,
A storage unit that stores a maximum operating voltage value of the solar cell block and a voltage value for the one string at the maximum operating voltage value;
The control unit calculates the expected voltage value by multiplying the number obtained by subtracting the number of bypass diodes in a bypass state from the total number of bypass diodes by a voltage value corresponding to one string. Solar power generation system.
請求項1から4の何れか一項に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽電池ブロックの最大動作電圧値、及び、該最大動作電圧値における各前記ストリングの電圧値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記最大動作電圧値から、バイパス状態である前記バイパスダイオードが両端に接続された前記ストリングの該電圧値を減算することで、前記予想電圧値を算出することを特徴とする太陽光発電システム。
In the solar power generation system according to any one of claims 1 to 4,
A storage unit that stores a maximum operating voltage value of the solar cell block and a voltage value of each of the strings at the maximum operating voltage value;
The control unit calculates the expected voltage value by subtracting the voltage value of the string in which the bypass diode in the bypass state is connected at both ends from the maximum operating voltage value. Photovoltaic system.
請求項1から4の何れか一項に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽電池ブロックの最大動作電圧値、及び、前記ストリングが有する太陽電池セルにて、該太陽電池セルの異なる直列数毎に、前記最大電圧値における前記ストリングの電圧値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記最大動作電圧から、前記太陽電池セルの異なる直列数毎に、バイパス状態である前記バイパスダイオードが両端に接続された前記ストリングの該電圧値を減算することで、前記予想電圧値を算出することを特徴とする太陽光発電システム。
In the solar power generation system according to any one of claims 1 to 4,
A storage unit that stores the maximum operating voltage value of the solar cell block and the voltage value of the string at the maximum voltage value for each different series number of solar cells in the solar cell included in the string. Prepared,
The control unit subtracts the voltage value of the string in which the bypass diodes in the bypass state are connected at both ends for each different series number of the solar battery cells from the maximum operating voltage, thereby obtaining the expected voltage. A photovoltaic power generation system characterized by calculating a value.
請求項1から7の何れか一項に記載の太陽光発電システムにおいて、前記制御部は、前記予想電圧値を補正し、前記コンバータは、前記制御部が補正した予想電圧値を基準として前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御する特徴とする太陽光発電システム。   8. The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the control unit corrects the expected voltage value, and the converter uses the expected voltage value corrected by the control unit as a reference. A photovoltaic power generation system characterized by controlling the output voltage value of a battery block. 移動体に搭載される太陽光発電システムの制御方法であって、該太陽光発電システムは、複数のストリングを有し、該ストリングの両端にバイパスダイオードが並列に接続されている太陽電池ブロックを備え、
前記バイパスダイオードのうち、バイパス状態であるバイパスダイオードに応じて前記太陽電池ブロックの予想電圧値を算出するステップと、
前記予想電圧値を基準として前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御するステップと、
を含む太陽光発電システムの制御方法。
A method for controlling a photovoltaic power generation system mounted on a moving body, the photovoltaic power generation system comprising a plurality of strings, and a solar cell block having bypass diodes connected in parallel to both ends of the strings ,
Calculating an expected voltage value of the solar cell block according to a bypass diode in a bypass state among the bypass diodes;
Controlling the output voltage value of the solar cell block based on the expected voltage value;
Control method for solar power generation system including
太陽電池システムを搭載した移動体であって、該太陽電池システムは、
複数のストリングを有し、該ストリングの両端にバイパスダイオードが並列に接続されている太陽電池ブロックと、
前記太陽電池ブロックの発電電力の動作点を所定範囲で変動させるMPPT制御を行い、前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御するコンバータと、
前記バイパスダイオードのうち、バイパス状態であるバイパスダイオードに応じて前記太陽電池ブロックの予想電圧値を算出する制御部と、を備え、
前記コンバータは、前記制御部から前記予想電圧値を取得すると、前記予想電圧値を基準として前記太陽電池ブロックの出力電圧値を制御する
ことを特徴とする太陽光発電システムを搭載した移動体。
A mobile body equipped with a solar cell system, the solar cell system comprising:
A solar cell block having a plurality of strings and having bypass diodes connected in parallel to both ends of the strings;
A converter that performs MPPT control to vary the operating point of the generated power of the solar cell block within a predetermined range, and controls the output voltage value of the solar cell block;
A control unit that calculates an expected voltage value of the solar cell block according to a bypass diode in a bypass state among the bypass diodes, and
When the converter acquires the predicted voltage value from the control unit, the converter controls the output voltage value of the solar cell block based on the predicted voltage value.
請求項11に記載の太陽光発電システムを搭載した移動体において、前記移動体は車両であることを特徴とする太陽光発電システムを搭載した移動体。   The mobile body carrying the solar power generation system of Claim 11 WHEREIN: The said mobile body is a vehicle, The mobile body carrying the solar power generation system characterized by the above-mentioned.
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