太阳能电池控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种太阳能电池控制器。
【背景技术】
[0002] 已知如下一种技术:通过将彼此串联连接的太阳能电池阵列与对应于太阳能电池 阵列的数量的监测太阳能电池并联连接W及检测监测太阳能电池的短路电流和太阳能电 池阵列的开路电压，计算全部太阳能电池阵列中的最大功率点(例如，日本专利申请公布第 61-281316号(肝 61-281316A))。
[0003] 然而，在肝61-281316A公开的技术中，没有描述检测监测太阳能电池的短路电流 和太阳能电池阵列的开路电压的定时。因此，当太阳能电池模块安装在移动对象上时，无法 适当地设置最大功率点计算定时，因此存在将发生计算负荷增加或者最大功率点计算定时 延迟的可能性。
【发明内容】
[0004] 因此，本发明的一方面提供了一种甚至在太阳能电池模块安装在移动对象时也可 W适当地设置最大功率点计算定时的太阳能电池控制器。
[0005] 根据本发明的一方面，提供了一种太阳能电池控制器，其包括:太阳能电池模块， 安装在移动对象上;控制单元，计算太阳能电池模块的最大功率点；W及速度检测单元，检 测移动对象的速度，其中，控制单元根据移动对象的速度而控制最大功率点计算定时。
[0006] 根据该方面，可W提供一种甚至在太阳能电池模块安装在移动对象上时也可W适 当地设置最大功率点计算定时的太阳能电池控制器。
【附图说明】
[0007] W下将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点W及技术和工业意 义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
[000引图1是示出太阳能电池的PV特性曲线的图；
[0009] 图2是示出爬山化iU-climbing)方法的逻辑的流程图；
[0010] 图3是示出当太阳能电池的一部分被遮挡时的PV特性曲线的示例的图；
[0011] 图4是示意性地示出根据本发明的第一实施例的太阳能电池控制器的图；
[0012] 图5是示出施加于太阳能电池的照度与短路电流之间的关系的示例的图；
[0013] 图6是示出太阳能电池的IV特性曲线和负载线的示例的图；
[0014] 图7是示出施加于太阳能电池的照度与开路电压之间的关系的示例的图；
[0015] 图8是示出太阳能电池的溫度与开路电压之间的关系的示例的图；
[0016] 图9是示出当太阳能电池簇的一部分被遮挡时的IV特性曲线的示例的图；
[0017] 图10是示出用于描述根据第一实施例的最大功率点计算方法的IV特性曲线的图；
[0018] 图11是示出根据第一实施例的最大功率点计算方法的示例的流程图；
[0019] 图12是示出根据第一实施例的最大功率点计算方法的另一示例的流程图；
[0020] 图13是示出根据第一实施例的最大功率点计算定时的图；W及
[0021] 图14是示意性地示出根据本发明的第二实施例的太阳能电池控制器的图。
【具体实施方式】
[0022] 下文中，将参照附图描述本发明的实施例。在该说明书中和附图中，具有基本上相 同的功能配置的元件将W相同的附图标记来引用并且将不重复其描述。
[0023] 图1是示出描述太阳能电池的工作电压V与功率P之间的关系的PV特性曲线的图。 图2是示出爬山方法的逻辑的流程图。
[0024] 太阳能电池的功率P随着工作电压V而变化，并且PV特性曲线具有如图1所示的最 大点。图1中的PV特性曲线的最大点是功率P最大的最大功率点(MPP)。通过将作为MPP处的 工作电压的最大功率工作电压VPm与作为MPP处的工作电流的最大功率工作电流IPm相乘来 计算MPP功率Pm。
[0025] 由于PV特性曲线基于太阳能福射量和溫度的变化而变化，因此最大功率工作电压 VPm和最大功率工作电流Ipm也基于该变化而变化。
[0026] 为了最大限度地使用太阳能电池的功率P，太阳能电池仅需要WMPP工作。然而，由 于MPP通常根据太阳能福射量或溫度而变化，因此需要执行跟踪MPP的最大功率点跟踪 (MPPT)控制。在MPPT控制中，如图2的流程图所示，W预定时间间隔A t来测量太阳能电池的 功率P，并且控制工作电压VW增加功率P。
[0027] W下将描述爬山方法作为参照图1和图2的MPPT控制的示例。
[0028] 在图1所示的PV特性曲线中，假设使用爬山方法的控制开始的时间点处的工作电 压V被设置为V = V〇,并且使用爬山方法的控制开始的时间点处的功率P被设置为P = P〇。
[0029] 首先，将工作电压V增加 A VW得到Vi(= V〇+ A V)，并且计算Pi。
[0030] 将Po与Pi进行比较，由于Pi大于Po,因此Δ V的符号不改变，将工作电压V增加 A VW 得到￥2(=￥1+么￥)，并且计算口2。
[0031] 将Pi与P2进行比较，由于P2大于Pi，因此Δν的符号不改变，将工作电压V增加 AVW 得到￥3(=￥2+么￥)，并且计算口3。
[003^ 此时，将P2与P3进行比较，由于P3小于P2,因此AV的符号反向，将工作电压V减去Δ VW得到￥2(=￥3-么￥)，并且计算口2。
[0033] 然后，在PV特性曲线由于太阳能福射量和溫度的变化而变化之前，工作电压V在Vi 与V3之间变化，同时在每次工作电压V达到Vi和V3时，A V的符号反向。
[0034] 如上所述，可W通过W预定时间间隔Δ t控制工作电压V来跟踪太阳能电池的MPP。 例如通过改变布置在逆变器中的电压转换器的占空比来实施该系列操作。
[003引然而，在MPPT控制中，由于通过使用模拟电路W预定时间间隔At来测量功率PW 及进行计算，因此计算MPP所需的时间是若干秒。当太阳能电池的一部分被遮挡时，与太阳 能电池的该部分被遮挡之前相比，MPP处的电压大大改变，因此，计算MPP所需的时间可能进 一步延长或者可能无法计算MPP。
[0036]在MPPT控制中，工作电压VW预定时间间隔A t恒定变化，并且功率P随着工作电压 V的变化而恒定地变化。特别地，在MPP附近，由于功率P基于工作电压V的变化而恒定地减 小，因此该减小成为功率损耗。
[0037] 由于工作电压V的变化ΔΥ的幅值总是恒定的而与工作电压V的幅值无关，因此在 MPP附近，由于Δ V的变化而导致的功率P的变化较大。因此，MPP附近的功率损耗变大，并且 功率损耗成为降低太阳能电池的利用效率的因素。
[0038] 当Δ V减小时，从逆变器的开始定时到MPP的到达定时的时间延长，因此太阳能电 池的利用效率同时降低。在MPPT控制中，工作电压V恒定地变化，并且工作电压V的变化成为 干扰逆变器的控制稳定性的因素。因此，为了维持逆变器的控制稳定性，控制工作电压V的 预定间隔时间A t(即，MPPT控制的响应速度)不能被设置为过大。
[0039] 当太阳能电池模块被安装用于民用或者超大太阳能使用时，太阳能福射量的变化 从几秒到几分钟变化，因此，太阳能电池模块的MPP通过使用基于爬山方法的MPPT控制而跟 踪太阳福射量的变化。
[0040] 然而，当太阳能电池模块安装在移动对象上时，太阳能福射量的变化(例如，遮挡 的影响或者移动对象行进的不平坦表面的影响）可等于或小于几毫秒。因此，当太阳能电池 模块安装在移动对象上时，难W通过使用基于爬山方法的MPPT控制而使得太阳能电池模块 的MPP跟踪太阳能福射量的变化。
[0041] 当太阳能电池模块部分被遮挡并且两个最大点出现在如图3所示的PV特性曲线中 时，太阳能电池模块的工作点可能达不到MPP。
[0042] 因此，W下要描述的实施例提出了一种甚至当太阳能电池模块安装在移动对象上 时也可W适当地设置MPP计算定时的太阳能电池控制器1。
[0043] 第一实施例
[0044] 太阳能电池控制器的配置
[0045] 首先，W下将参照图4描述根据本发明的第一实施例的太阳能电池控制器1的配 置。
[0046] 如图4所示，根据第一实施例的太阳能电池控制器1包括太阳能电池簇10、光强度 检测单元11、速度检测单元12、溫度检测单元(未示出）、控制单元13和存储单元14。
[0047] 太阳能电池簇10具有多个太阳能电池单元101彼此串联电连接的配置。旁路二极 管102连接到太阳能电池簇10,旁路二极管102和太阳能电池单元101并联连接，太阳能电池 单元101彼此串联连接。多个太阳能电池簇10串联连接W构成安装在移动对象上的太阳能 电池模块2。
[0048] 旁路二极管102是如下元件：其用于旁路主电路的一部分W便防止太阳能电池模 块2的功率总体降低、发热或者由太阳能电池簇10中的局部遮挡或故障引起的烧毁。太阳能 电池模块2连接到电压转换器(未示出)并且将电力提供到负载等。
[0049] 光强度检测单元11与太阳能电池簇10并联连接，并且包括具有分流电阻器111和 电压表112的电流检测单元113W及开关元件114。光强度检测单元11可W通过使用电流检 测单元113来测量太阳能电池簇10的短路电流，并且通过接通开关元件114来计算施