太阳能利用系统及其包括的保冷箱、空气调节机或泵的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及太阳能利用系统及其包括的保冷箱、空气调节机或者累。
【背景技术】
[0002] 至今已提出了各种利用太阳能电池板（太阳能电池）将太阳光的能量转换为电功 率、用该电功率驱动设备的系统。在专利文献1~8中可参见该种例子。
[0003] 在专利文献1中记载了将太阳能电池作为电源的空调装置。该空调装置将太阳能 电池输出的直流电通过DC-DC(直流-直流）转换器转换为负载所要求的电压的直流电。并 且，将上述DC-DC转换器输出的直流电通过变压变频逆变器转换为与负载相应的电压、频 率的交流电，用上述变压变频逆变器输出的交流电驱动压缩机。压缩机通过MPPT(最大电 功率点追踪控制；maximumpowerpointtracking)按太阳能电池的最大输出点工作。
[0004] 在专利文献2中记载了冷藏箱。在该冷藏箱的电源系统中包括；太阳能电池；蓄电 池，其由商用电源的深夜电功率充电；双向转换器，其与上述太阳能电池和蓄电池连接；逆 变器电路，其驱动压缩机；W及商用电源系统，其与上述双向转换器互连连接。除了由太阳 能电池产生电功率W外，预先用深夜费用时间段的电功率对蓄电池充电来使用，因此能削 减冷藏箱的电费。通过MPPT进行白天基于太阳能电池的冷藏箱的驱动。
[0005] 在专利文献3中记载了电功率供给系统。该电功率供给系统对由直流电驱动的负 载供给电功率，具备输出直流电并将其供给到上述负载的第1电源部（太阳能电池）；W及 供给从上述第1电源部对负载供给的直流电的不足部分的第2电源部（商用电源）。在用 太阳能电池驱动空气调节机的情况下，通过MPPT进行该驱动。
[0006] 在专利文献4中记载了使用太阳能电池的旋转设备的控制装置。该装置追踪或者 探求来自太阳能电池的输入电功率成为最大的最大电功率点来控制旋转设备的旋转速度、 即进行MPPT。该装置W旋转设备的运转频率为基础来确定运转频率的增减值并追踪或者探 测最大电功率点。
[0007] 在专利文献5中记载了太阳能发电系统。该系统具备太阳能电池板、将上述太阳 能电池板的输出直流电转换为交流电来驱动累等负载的逆变器、W及控制上述逆变器的控 制装置。该系统W追踪上述太阳能电池板的最大电功率点的方式对上述负载进行变速驱 动、即进行MPPT。
[000引在专利文献6中记载了太阳能电池驱动的累系统。该系统将太阳能电池的电源输 出经由逆变器从直流转换为交流来驱动感应电动机。该系统在上述逆变器中使用PWM逆变 器，针对上述感应电动机的供给电压经由滞后元来确定上述逆变器的振荡频率，将上述逆 变器的输出电压与输入电压之比维持在相对于振荡频率的规定比例的范围内。
[0009] 在专利文献7中记载了使用太阳能电池的扬水装置。在该装置中将无刷电机用作 累驱动用电机，用不具有转子的磁位探测单元的通用逆变器来驱动该无刷电机。
[0010] 在专利文献8中记载了太阳能电池驱动制冷剂循环装置。由在太阳能电池中产生 的电功率通过逆变器生成频率可控的近似交流电，用该近似交流电使电动元件运转。
[0011] 在图24中表示被太阳能电池板输出的电功率驱动的设备的构成例。图24的设备 是空气调节机。太阳能电池板991输出的直流电通过DC-DC转换器992转换为空气调节机 的压缩机996所要求的电压的直流电，被输入到进行VWF(可变电压可变频率；variable voltage,vari油Iefrequency)控制的VVVF逆变器995。VVVF逆变器995将直流电转换为 与压缩机996的转速对应的频率和电压的交流电。DC-DC转换器992输出的直流电还用于 驱动空气调节机的配置于室内机的送风机的直流电机998和配置于室外机的送风机的直 流电机999。系统控制电路997进行MPPT控制，使用太阳能电池板991产生的电功率的最 大电功率点来使压缩机996和直流电机998、999高效地运转。
[00。]现有巧术专献
[0013] 专利专献
[0014] 专利文献1;特开平6-117678号公报 [00巧]专利文献2 ;特开平7 - 184331号公报
[0016] 专利文献3;特许第3294630号公报
[0017] 专利文献4;特开2003-9572号公报
[0018] 专利文献5;特许第3733481号公报
[0019] 专利文献6;特开昭60-249682号公报
[0020] 专利文献7 ;特开2004 - 153979号公报
[0021] 专利文献8;特开2005-226918号公报
【发明内容】
[0022] 发巧要解决的间願
[002引在使用太阳能电池板输出的电功率、通过MPPT控制驱动包括作为感应性负载的 电机的负载的情况下，电机工作有可能不稳定。即在电机是同步电机的情况下，当按太阳能 电池板输出的最大电功率要求电机所输出的转矩W上的转矩时，由于发生同步偏差，所W 电机失步甚至停止。即使设为不按太阳能电池板输出的最大电功率来要求电机输出的转矩 W上的转矩，在云遮住太阳、或者人或动物接近太阳能电池板而对太阳能电池板投下影子 的情况等，也有可能太阳能电池板的输出骤减，电机的转矩不足而失步。电机一旦失步，贝U 为了恢复原状需要几分钟的规定时间，装置运转率降低。
[0024] 即使电机是感应电机或者直流换向器电机，在通过MPPT控制被驱动的情况下，也 无法排除工作不稳定化的可能性。当按太阳能电池板输出的最大电功率要求电机所输出的 转矩W上的转矩时，流经电机的电流增加。电流增加是指在太阳能电池板的P-V曲线中工 作点向左侧移动。当工作点移动到最大电功率点的左侧时，电机陷入转矩不足而失速。
[0025] 本发明是鉴于上述点而完成的，其目的在于提供一种太阳能利用系统，其利用太 阳能电池板输出的电功率驱动包括电机的负载，能有效地利用电功率且使电机稳定地工 作。
[0026] 用于解决间願的方秦
[0027] 本发明的太阳能利用系统如下构成。即具备：太阳能电池板；电机，其由上述太阳 能电池板输出的电功率驱动；W及电机失速防止装置，其防止驱动中的上述电机的失速，选 择如下任意一种电机失速防止装置作为上述电机失速防止装置：
[002引 （a)将上述太阳能电池板的输出电压限制为比上述太阳能电池板在该时点输出最 大电功率的电压高的电压的电机失速防止装置，
[0029] 化）将上述太阳能电池板的输出电压限制为在P-V曲线上当改变该输出电压时变 化率为负的电压的电机失速防止装置，
[0030] (C)包括与上述太阳能电池板并联连接并积蓄上述太阳能电池板产生的电功率的 电容器的电机失速防止装置。
[0031] 根据该构成，由于具备防止电机的工作变得不稳定而失速的电机失速防止装置， 因此，能有效地利用电功率并使电机稳定地工作。
[0032] 作为电机失速防止装置，如果选择进行将太阳能电池板的输出电压限制为比太阳 能电池板在该时点输出最大电功率的电压高的电压的控制的电机失速防止装置，则在电机 的负载增大的情况下，太阳能电池板的输出电功率上化因此能够不使驱动中的电机失速。
[0033] 作为电机失速防止装置，如果选择进行将太阳能电池板的输出电压限制为在P-V 曲线上当改变该输出电压时变化率为负的电压的控制的电机失速防止装置，则在电机的负 载增大的情况下，太阳能电池板的输出电功率上升，因此能够不使驱动中的电机失速。
[0034] 而且，太阳能电池板的输出电功率的变化率随着接近最大电功率点而单调地减 小，在最大电功率点处成为零。因此，通过测定该变化率，即使完全不知道最大电功率点的 位置，另外即使没有到达最大电功率点，也能容易地推定某时点的工作点距离最大电功率 点多远。因而，即使将太阳能电池板变为其它机型，或者太阳能电池板的特性由于温度或者 经时变化而变化，也能特别是不进行设定变更等而继续电机的失速防止。
[0035] 作为电机失速防止装置，如果选择包括与太阳能电池板并联连接并积蓄太阳能电 池板产生的电功率的电容器的电机失速防止装置，则电机能高效地使用太阳能电池板输出 的电功率，由此即使电机的负载增大，也可不使驱动中的电机失速。
[0036] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，作为上述电机失速防止装置，选择 进行将上述太阳能电池板的输出电压限制为比上述太阳能电池板在该时点输出最大电功 率的电压高的电压的控制的电机失速防止装置，上述电机失速防止装置进行控制，使得上 述太阳能电池板的输出电压V相对于上述太阳能电池板在该时点输出最大电功率的最大 电功率输出电压Vm和规定的正的偏置电压值Voff1成为
[0037]V>Vm+V〇m。
[0038] 根据该构成，电机失速防止装置进行将太阳能电池板的输出电压限制为太阳能电 池板在该时点输出最大电功率的电压高的电压的控制，因此在电机的负载增大的情况下， 太阳能电池板的输出电功率上升，能够不使电机失速。另外，进行控制，使得太阳能电池板 的输出电压V相对于太阳能电池板在该时点输出最大电功率的最大电功率输出电压Vm和 规定的正的偏置电压值Voffl成为，
[0039]V>Vm+Voff1
[0040] 由此，即使在太阳能电池板中存在剧烈的输出变动的情况下，也能使电机稳定地 工作。
[0041] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，上述电机失速防止装置在上述最 大电功率输出电压Vm与上述输出电压V的差是上述偏置电压值VofflW下的情况下，使上 述电机的转速减小，在上述最大电功率输出电压Vm与上述输出电压V的差是规定的正的偏 置电压值V〇ff2( >Voffl)W上的情况下，使上述电机的转速增加。
[0042] 根据该构成，能使电机的工作稳定化、且能将太阳能电池板的工作点固定在最大 电功率点的附近，因此，能有效地利用太阳能电池板的输出电功率。另外，能通过仅测定太 阳能电池板的输出电压来进行该种控制，因此能简化控制电路。
[0043] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，将上述偏置电压值Voffl设为 0.ISXVm>Voffl> 0. 05XVm。
[0044] 根据该构成，能充分地得到相对于太阳能电池板的突然的输出变动而稳定地驱动 电机的效果。另外，可得到能充分有效地使用太阳能电池板输出的电功率的效果。
[0045] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，将上述偏置电压值Voff2设为 Voff2>Vofn+0.02XVm、且Voff2《0.2XVm。
[0046] 根据该构成，能得到无需过度且频繁地改变电机转速的效果。另外，可得到能充分 有效地使用太阳能电池板输出的电功率的效果。
[0047] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，具备测定上述太阳能电池板的温 度的温度计，上述电机失速防止装置的控制电路根据上述温度计测定出的温度来校正上述 最大输出电压Vm并进行电机失速防止控制。
[0048] 根据该构成，能更准确地掌握最大电功率点的输出电压Vm,能可靠地防止电机的 工作变得不稳定及电机失速，且能高效地使用太阳能电池板输出的电功率。
[0049] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，作为上述电机失速防止装置，选择 进行将上述太阳能电池板的输出电压限制为比上述太阳能电池板在该时点输出最大电功 率的电压高的电压的控制的电机失速防止装置，上述电机失速防止装置进行控制，使得通 过根据上述电机的转速的推测得到的或者通过实际测量得到的上述太阳能电池板的输出 电功率P相对于使用上述电机的转速和上述太阳能电池板的输出电功率推定出的上述太 阳能电池板在该时点的最大输出电功率化和规定的正的偏置电功率值化ffl成为
[0050]
[0051] 根据该构成，在太阳能电池板中存在剧烈的输出变动的情况下，也能使电机稳定 地工作。
[0052] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。即上述电机失速防止装置在上述最大 输出电功率化与上述输出电功率P的差是上述偏置电功率值Poff1W下的情况下使上述 电机的转速减小，在上述最大输出电功率Pm与上述输出电功率P的差是规定的电功率值 Poff2W上的情况下使上述电机的转速增加。
[0053] 根据该构成，能使电机的工作稳定化，且能将太阳能电池板的工作点固定在最大 电功率点的附近，因此能有效地使用太阳能电池板输出的电功率。
[0054] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，将上述偏置电功率值化ffl设为 0. 4化 >Poffl> 0. 03X1^1。
[00巧]根据该构成，能充分地得到针对太阳能电池板的突然的输出变动而稳定地驱动电 机的效果。另外，可得到能充分有效地使用太阳能电池板输出的电功率的效果。
[0056] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。即，将上述偏置电功率值化ff2设为 Poff2>化fn+0.02XI?、且化ff2《0.5I?。
[0057] 根据该构成，能得到无需过度且频繁地改变电机转速的效果。另外，可得到能充分 有效地使用太阳能电池板输出的电功率的效果。
[0058] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，具备测定上述太阳能电池板的温 度的温度计，上述电机失速防止装置的控制电路根据上述温度计测定出的温度来校正上述 最大输出电功率化并进行电机失速防止控制。
[0059] 根据该构成，能更准确地掌握最大电功率点的输出电功率化，能可靠地防止电机 的工作变得不稳定及电机失速、且能高效地使用太阳能电池板输出的电功率。
[0060] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。目P，作为上述电机失速防止装置，选择 进行将上述太阳能电池板的输出电压限制为在P-V曲线上当改变该输出电压时变化率为 负的电压的控制的电机失速防止装置，上述电机失速防止装置根据改变上述电机的消耗电 功率时的上述太阳能电池板的输出电压的变化AV和上述太阳能电池板的输出电功率的 变化AP来求出上述太阳能电池板的输出电功率的变化率AP/AV，进行控制，使得上述变 化率AP/AV的绝对值相对于规定的正的变化率Sl成为
[0061]IAP/AVl>si。
[0062] 根据该构成，在太阳能电池板中存在剧烈的输出变动的情况下，也能使电机稳定 地工作。
[0063] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。即上述电机失速防止装置当上述变化 率AP/AV的绝对值是上述变化率SlW下时使上述电机的转速减小，当上述变化率AP/ AV的绝对值是比上述变化率Sl大的规定的正的变化率s2W上时使上述电机的转速增加。
[0064] 根据该构成，能将太阳能电池板的发电量维持为高水平且有效地使用太阳能电池 板的发电能力，且能使电机稳定地工作。
[0065] 优选上述构成的太阳能利用系统如下构成。即，将上述变化率Sl设为 1. 0《SlX(Vm/Pm)《5. 7 (VmJm分别是该时点的上述太阳能