JPS62126418A - Photovoltaic power generating device - Google Patents
Photovoltaic power generating deviceInfo
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- JPS62126418A JPS62126418A JP26493585A JP26493585A JPS62126418A JP S62126418 A JPS62126418 A JP S62126418A JP 26493585 A JP26493585 A JP 26493585A JP 26493585 A JP26493585 A JP 26493585A JP S62126418 A JPS62126418 A JP S62126418A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 置に関する。[Detailed description of the invention] Regarding the location.
[発明の技術的背景とその問題点コ
一般に太陽電池はアルカリまたは鉛等の電池より大きな
電圧変動が存在し、しかも太陽の日射強度変化もしくは
周111IW度変化に対応してその出力が大幅に変化す
るという特性を有しており、常に出力可能な最大出力で
運転するためにはこの日射強度や周囲温度等のパラメー
タ変化に応じて太陽電池電圧あるいは電力を制御する必
要がある。この人lIi電池の特性を第4図を使って説
明する。第4図は温度Ta=28℃の条件下において日
射強度E1をパラメータにとった場合の、太l!J!電
池の出力電圧(V)対出力電流(A)の特性および出力
電圧(V)対出力電力(W)の特性を示す。第4図から
判る様に、太陽電池には出力電流が増加するに従って出
力電圧が零に至るという特性がある。逆に、出力電流が
減少するに従って出力電圧が増加し、ついには開放電圧
に至るという特性がある。このことは、太陽電池に大き
な電圧変動が存在することを意味する。従って、一般に
ポンプやファン等を駆動する電1PlJ機は始動時に大
電流を必要どするため、太wA電池で電動機を駆動する
場合には定常運転時に必要な太m電池の容量よりかなり
大なる容量の太陽電池を備えていな【プればならず装置
の大型化と高コスト化に問題を残している。[Technical background of the invention and its problems] In general, solar cells have larger voltage fluctuations than alkaline or lead batteries, and their output changes significantly in response to changes in the solar radiation intensity or changes in the circumference of 111 IW degrees. In order to always operate at the maximum possible output, it is necessary to control the solar cell voltage or power according to changes in parameters such as solar radiation intensity and ambient temperature. The characteristics of this human IIi battery will be explained using FIG. 4. Fig. 4 shows the thick l! J! The characteristics of the output voltage (V) versus output current (A) and the output voltage (V) versus output power (W) of the battery are shown. As can be seen from FIG. 4, solar cells have a characteristic that as the output current increases, the output voltage decreases to zero. Conversely, there is a characteristic that as the output current decreases, the output voltage increases and finally reaches the open circuit voltage. This means that there are large voltage fluctuations in the solar cell. Therefore, in general, electric 1PlJ machines that drive pumps, fans, etc. require a large current when starting, so when driving a motor with a thick wattage battery, the capacity is considerably larger than the capacity of a thick meter battery required for steady operation. If the device is not equipped with solar cells, the problem remains that the equipment becomes larger and more expensive.
上記の様な問題を解決するために、太陽電池ど電動機の
間には交流−直流変換機能および周波数変換機能を有す
るインバータを介在して、起動時の電流を定常運転時の
電流とほぼ変わらない様にして装置の小形化を図ってい
る。In order to solve the above problems, an inverter with AC-DC conversion function and frequency conversion function is interposed between the solar battery and the motor, so that the current at startup is almost the same as the current during steady operation. In this way, we are trying to make the device more compact.
一般に太陽電池の特性を示す第4図の出力電圧(V)と
出力電力(W)の特性から判る様に、太陽電池の最大出
力電力が1qられる電圧値はほぼ一定しているので、こ
の電圧値に太陽電池の出力電圧を制御する。しかし一旦
システムが停止して電流が流れなくなり、太陽電池に負
荷が接続されていないのと同じ状態になると、太陽電池
の出力電圧は開放電圧まで上昇し、運転中に出力される
電圧に比べて、約1.5倍もの電圧が印加されてインバ
ータの過電圧保護レベルの電圧を越え、保護動作が動作
してしまうという問題があった。また太陽電池の開放電
圧は、周囲温度の変化にも影響を受けて、常温状態にお
いて過電圧保護動作が動作しなくとも、低温時には太陽
電池の開放電圧が上昇して問題力生じた。As can be seen from the characteristics of output voltage (V) and output power (W) in Figure 4, which generally shows the characteristics of solar cells, the voltage value at which the maximum output power of a solar cell is 1q is almost constant, so this voltage Control the output voltage of the solar cell to the value. However, once the system stops and no current flows, and the solar cells are in the same state as if no load is connected to them, the output voltage of the solar cells rises to the open-circuit voltage, and compared to the voltage output during operation. There was a problem in that a voltage approximately 1.5 times higher than that of the inverter was applied, exceeding the voltage of the overvoltage protection level of the inverter, and the protection operation was activated. Furthermore, the open-circuit voltage of the solar cell is also affected by changes in ambient temperature, and even if the overvoltage protection operation does not operate at room temperature, the open-circuit voltage of the solar cell increases at low temperatures, causing problems.
そのために開放電圧にも過電圧保護動作が働かない様に
するためインバータの主素子の耐圧レベルを引き上げな
ければならず、装置のコストが上昇する不具合が生じて
いた。Therefore, in order to prevent the overvoltage protection operation from operating even at open circuit voltage, it is necessary to increase the withstand voltage level of the main elements of the inverter, resulting in a problem that increases the cost of the device.
[発明の目的]
本発明は、太陽電池が無負荷状態にあり、太陽電池の出
力電圧が開放電圧に達している場合においても、インバ
ータの過電圧保護動作を誤動作せずに駆動できる太陽光
発電装置を提供することを目的とする。[Object of the Invention] The present invention provides a solar power generation device that can drive the overvoltage protection operation of the inverter without malfunctioning even when the solar cells are in a no-load state and the output voltage of the solar cells has reached the open-circuit voltage. The purpose is to provide
[発明の概要]
すなわち本発明は、太陽電池を電源としインバータを介
して電動機を励磁し負荷を駆動する様にした太陽光発電
装置において、太陽電池の出力電圧を第1及び第2の抵
抗により分圧し、第1の抵抗の端子間にはインバータの
状態により開放、閉成する開閉装置を接続し、第2の抵
抗の端子間にはインバータを接続して成るもので、イン
バータが停止している場合またはインバータの入力電圧
が所定値を越えた場合には開閉装置を開放して、インバ
ータには第1及び第2の抵抗により分圧され第2の抵抗
にかかる電圧を供給することにより、過電圧保護装置の
誤動作を防止できることに特徴を有する。[Summary of the Invention] That is, the present invention provides a solar power generation device in which a solar cell is used as a power source and a motor is excited through an inverter to drive a load, in which the output voltage of the solar cell is controlled by first and second resistors. A switching device is connected between the terminals of the first resistor to open and close depending on the state of the inverter, and an inverter is connected between the terminals of the second resistor. or when the input voltage of the inverter exceeds a predetermined value, the switchgear is opened and the voltage divided by the first and second resistors and applied to the second resistor is supplied to the inverter. The feature is that malfunction of the overvoltage protection device can be prevented.
[発明の実施例コ
以下本発明を第1図に示すポンプを負荷とした第1実旅
例を参照して説明する。同図において1は太陽電池でこ
の出力端には逆流防止用のダイオード2出力電圧のリッ
プルを吸収するコンデンサ3を介して第1の抵抗4及び
第2の抵抗5が直列に接続されて出力電圧を分圧してい
る。さらに抵抗4及び抵抗5にはそれぞれに並列に開閉
装置たるリレー6及びインバータ7が接続されており、
リレー6はインバータ7の運転・停止等の指令により、
その状態に応じてタイマー機能を有するリレー接点制御
装置8により開閉制御される。インバータの交流出力側
には電動Ia9が接続され負荷たるポンプ10を駆動す
る。[Embodiment of the Invention] The present invention will be described below with reference to a first practical example in which a pump shown in FIG. 1 is used as a load. In the figure, reference numeral 1 denotes a solar cell, and at its output end, a first resistor 4 and a second resistor 5 are connected in series through a diode for backflow prevention, a capacitor 3 that absorbs ripples in the output voltage, and a first resistor 4 and a second resistor 5 are connected in series to reduce the output voltage. It divides the pressure. Furthermore, a relay 6 and an inverter 7, which are switching devices, are connected in parallel to the resistor 4 and the resistor 5, respectively.
The relay 6 receives commands to start/stop the inverter 7, etc.
Depending on the state, opening and closing are controlled by a relay contact control device 8 having a timer function. An electric motor Ia9 is connected to the AC output side of the inverter to drive a pump 10 as a load.
次に第2図を参照して動作を説明する。今、インバータ
7が停止しているとすると、リレー6は開放されており
、インバータの入力電圧Vinは太陽電池1の開放電圧
V maxを抵抗4及び抵抗5により分圧し、抵抗5に
印加する電圧とほぼ同じ電圧が印加される。すなわち以
下の関係が成り立つ。Next, the operation will be explained with reference to FIG. Now, assuming that the inverter 7 is stopped, the relay 6 is open, and the input voltage Vin of the inverter is the voltage applied to the resistor 5 by dividing the open circuit voltage V max of the solar cell 1 by the resistor 4 and the resistor 5. Approximately the same voltage is applied. In other words, the following relationship holds true.
V in= V max −一且1− ・・・(1)
R4+R5
ここでVinは抵抗5に印加する電圧(インバータの入
力電圧、V maxは太陽電池1の開放電圧(この開放
電圧は日射強度により多少変化するが、ここではv m
axで代表させる)R4は抵抗4の抵抗値、R5は抵抗
5の抵抗値で−ある。V in = V max -1 and 1- (1)
R4+R5 Here, Vin is the voltage applied to the resistor 5 (input voltage of the inverter, V max is the open circuit voltage of the solar cell 1 (this open circuit voltage changes somewhat depending on the solar radiation intensity, but here v m
(represented by ax) R4 is the resistance value of the resistor 4, and R5 is the resistance value of the resistor 5.
分圧後に抵抗5に印加する電圧Vinは、インバータ7
が起動する瞬間に印加される電圧なので余り低く設定す
ると起動しにくくなることから上記(1)式より、
Vin≧VOD
となる様に抵抗値R4、R5の比を決定する。The voltage Vin applied to the resistor 5 after voltage division is applied to the inverter 7
Since this is the voltage applied at the moment of activation, if it is set too low, it will be difficult to start. Accordingly, from the above equation (1), the ratio of the resistance values R4 and R5 is determined so that Vin≧VOD.
また抵抗5は定常運転時にはインバータ7と並列回路を
形成する為、ここに流れ込む電流はインバータ7に流れ
る電流に比べ十分に無視できる程度となる様に抵抗値R
5を決定する。Also, since the resistor 5 forms a parallel circuit with the inverter 7 during steady operation, the resistance value R is set so that the current flowing here is sufficiently negligible compared to the current flowing through the inverter 7.
Determine 5.
この状態からインバータ7動作を開始すると、今まで抵
抗4.5を通してわずかしか流れていなかった電流がイ
ンバータ7を通して流れる様になるため、太陽°電池の
出力電圧は電流の増加にともなって第3図に示す様に矢
印20方向に移動して減少し、インバータの入力電圧V
inも第2図に示す様に減少する。インバータ7は太陽
電池の出力電圧を検出して、これが最大電力を得られる
電圧値VODになる様に交流電圧及び周波数を制御し、
最大効率で運転が行なわれる様にしているので、太陽電
池の出力電圧はVODまで減少しこの値に保たれる。従
って起動後は過電圧保護回路が動作することはなくなる
のでこの時間tをリレー接点制tlII装置11のタイ
マーにより測定し、時間を経過後リレー6を開成して太
陽電池の出力電圧■opはそのままインバータ7に印加
され入力電圧Vinとなる。When the inverter 7 starts operating from this state, the current that had previously flowed only through the resistor 4.5 will now flow through the inverter 7, so the output voltage of the solar battery will increase as the current increases, as shown in Figure 3. As shown in the figure, the input voltage V of the inverter decreases by moving in the direction of arrow 20.
in also decreases as shown in FIG. The inverter 7 detects the output voltage of the solar cell and controls the AC voltage and frequency so that this becomes the voltage value VOD that can obtain the maximum power,
Since operation is performed at maximum efficiency, the output voltage of the solar cell is reduced to VOD and held at this value. Therefore, since the overvoltage protection circuit will not operate after startup, this time t is measured by the timer of the relay contact system tlII device 11, and after the time has elapsed, the relay 6 is opened and the output voltage of the solar cell OP is directly transferred to the inverter. 7 and becomes the input voltage Vin.
その後何らかの原因でインバータ7が停止した場合には
太陽電池の出力電流はほぼ零になる為、その出力電圧は
出力電流の減少に伴って第3図に示ず様に上昇し、つい
には開放電圧v maxに達する。このときすでにリレ
ー接点制御I装置8はインバータ7から運転停止の信号
を受けて直ちにリレー8を開放しているので、インバー
タ7の入力°電圧VinはV maxを抵抗8.9によ
り分圧し抵抗9に印加される電圧値となる。After that, if the inverter 7 stops for some reason, the output current of the solar cell becomes almost zero, so the output voltage increases as shown in Figure 3 as the output current decreases, and finally the open circuit voltage v max is reached. At this time, the relay contact control I device 8 has already received the operation stop signal from the inverter 7 and immediately opens the relay 8, so the input voltage Vin of the inverter 7 is obtained by dividing V max by the resistor 8.9. This is the voltage value applied to .
上述した通り本発明の第1実施例によれば太陽電池の出
力電圧が開放電圧v maxのとぎは抵抗4.5により
分圧した電圧をインバータの入力電圧Vinとし、太陽
電池から出力゛電流が流れ出力電圧が最大電力を得られ
る電圧値Vopまで低下した場合にはそのままインバー
タの入力電圧Vinとなる様に構成したので、主素子の
耐圧レベルを上げることなくインバータの入力電圧を過
電圧保護動作が働かない程疫におさえることができる。As described above, according to the first embodiment of the present invention, when the output voltage of the solar cell reaches the open circuit voltage vmax, the voltage divided by the resistor 4.5 is set as the input voltage Vin of the inverter, and the output current from the solar cell is When the current output voltage drops to the voltage value Vop that can obtain the maximum power, it is configured so that it becomes the input voltage Vin of the inverter, so the overvoltage protection operation can be performed on the input voltage of the inverter without increasing the withstand voltage level of the main elements. The more you don't work, the more you can control the epidemic.
以下本発明の第2実施例を第4図に示して説明する。同
図において第1図と同一番号は同一あるいは相当部分を
示し、11はインバータ7の入力電圧を検出してリレー
接点制御装@8にリレー6の開放指令を出す電圧検出装
置である。A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, the same numbers as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and 11 is a voltage detection device that detects the input voltage of the inverter 7 and issues a command to open the relay 6 to the relay contact control device @8.
本実施例においては、リレー6の開成動作は上記第1実
施例と同様に太陽電池の出力電圧が所定値以上であるこ
とを検出して成されるが、リレー6の開放はインバータ
7の入力電圧を検出して行なっている。一般に定常運転
時のインバータの入力電圧をv op、太陽電池の開放
電圧をv maxとすると過電圧保護電圧Vopはこれ
らの間の範囲に設定される。そこで定常運転時の入力電
圧VODと過電圧保護電圧VOVとの間にIJリレーを
動作させる電圧値V1を設定し、この■1を電圧検出装
置11により検出してリレー接点制御装置8に信号を出
力しリレー6を開放する様にしたものであり同様の効果
が得られる。In this embodiment, the opening operation of the relay 6 is performed by detecting that the output voltage of the solar cell is higher than a predetermined value as in the first embodiment, but the opening operation of the relay 6 is performed by the input of the inverter 7. This is done by detecting voltage. Generally, when the input voltage of the inverter during steady operation is vop, and the open circuit voltage of the solar cell is vmax, the overvoltage protection voltage Vop is set in a range between these. Therefore, a voltage value V1 for operating the IJ relay is set between the input voltage VOD during steady operation and the overvoltage protection voltage VOV, and this (1) is detected by the voltage detection device 11 and a signal is output to the relay contact control device 8. The relay 6 is then opened, and the same effect can be obtained.
[発明の効果]
以上述べた通り本発明によれば、太陽電池が開放電圧を
出力しているときは分圧した電圧をインバータの入力電
圧とする様にしたので、インバータの過電圧保護動作が
働かない様に入力電圧を制限でき、これに伴ってインバ
ータの主素子の耐圧レベルを低くすることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when the solar cell is outputting an open circuit voltage, the divided voltage is used as the input voltage of the inverter, so that the overvoltage protection operation of the inverter does not work. The input voltage can be limited so as not to cause problems, and accordingly, the withstand voltage level of the main elements of the inverter can be lowered.
第1図は本発明の第1実施例を示すブロック図、第2図
はその動作を示す関係図、第3図は太陽電池の特性を示
す図、第4図は本発明の第2実施例を示すブロック図で
ある。
1・・・太陽電池、 2・・・逆流防止ダイオード、3
・・・コンデンサ、 4・・・第1の抵抗、5・・・第
2の抵抗、 6・・・リレー、7・・・インバータ、
8・・・リレー接点制御装置、9・・・電動機、 10
・・・ポンプ(負荷)、11・・・電圧検出回路。
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
同 三 俣 弘 文第2図
Vop ム嶽
転 →
第3図Fig. 1 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a relational diagram showing its operation, Fig. 3 is a diagram showing the characteristics of the solar cell, and Fig. 4 is the second embodiment of the invention. FIG. 1... Solar cell, 2... Backflow prevention diode, 3
... Capacitor, 4... First resistor, 5... Second resistor, 6... Relay, 7... Inverter,
8... Relay contact control device, 9... Electric motor, 10
... Pump (load), 11... Voltage detection circuit. Agent Patent Attorney Noriyuki Ken Yudo Hiroshi Mimata Figure 2 Vop Mutake → Figure 3
Claims (1)
負荷を駆動するものにおいて、前記太陽電池の出力電圧
を第1及び第2の抵抗により分圧し、前記第1の抵抗の
端子間には前記インバータの状態に応じて開閉する開閉
装置を接続し、前記第2の抵抗の端子間に前記インバー
タを接続することを特徴とする太陽光発電装置。In a device that uses a solar cell as a power source to excite a motor and drive a load via an inverter, the output voltage of the solar cell is divided by first and second resistors, and the inverter is connected between terminals of the first resistor. A solar power generation device characterized in that a switching device that opens and closes depending on the state of the solar power generator is connected, and the inverter is connected between terminals of the second resistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26493585A JPS62126418A (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Photovoltaic power generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26493585A JPS62126418A (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Photovoltaic power generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62126418A true JPS62126418A (en) | 1987-06-08 |
Family
ID=17410231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26493585A Pending JPS62126418A (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Photovoltaic power generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62126418A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103348487A (en) * | 2011-02-02 | 2013-10-09 | Sma太阳能技术股份公司 | Protective device for a photovoltaic system |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP26493585A patent/JPS62126418A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103348487A (en) * | 2011-02-02 | 2013-10-09 | Sma太阳能技术股份公司 | Protective device for a photovoltaic system |
JP2014509176A (en) * | 2011-02-02 | 2014-04-10 | エスエムエー ソーラー テクノロジー アーゲー | Protection device for photovoltaic system |
KR20140052940A (en) * | 2011-02-02 | 2014-05-07 | 에스엠에이 솔라 테크놀로지 아게 | Protective device for a photovoltaic system |
US9780550B2 (en) | 2011-02-02 | 2017-10-03 | Sma Solar Technology Ag | Protective device for a photovoltaic system |
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