[发明专利]太阳能发电装置

说明书

本发明提供一种太阳能发电装置，其具有：在输出端子间串联连接的多个太阳能电池或多个太阳能电池及至少一个电容器；辅助电路，其含有串联设置的电感器和开关元件，与所述多个太阳能电池的每一个、或者所述多个太阳能电池及所述至少一个电容器的每一个对应地设置；以及发电工作点控制装置。各个所述多个太阳能电池、或者各个所述多个太阳能电池片及所述至少一个电容器被划分成多个单元，该多个单元的各个单元相互共用所述多个太阳能电池中的一个或者所述至少一个电容器中的一个，所述发电工作点控制装置与各个所述多个单元的每一个对应地设置，其构成为，控制所述开关元件的断开/闭合，以使得设置有所述发电工作点控制装置的单元的发电能力最优化。

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电装置。

背景技术

在太阳能电池中具有下述特性，即，在其端子间电压达到某一电压之前，电流与电压的增加相应而逐渐减小，当电压增加至大于该某一电压后，电流急剧地减少，因此，太阳能电池的输出(电力)呈现随着端子间电压的增加而大致稳定地上升至到达峰值后急剧下降的山形，此外，该峰值点随着太阳光照射强度降低而朝着电压和电流变小的方向移动。因此，为使太阳能电池在最大输出点下进行工作，需要恰当地控制其端子间电压。由于在将多个太阳能电池串联连接而成的太阳能发电装置中，其输出为各个太阳能电池的输出之和，从而，为了在各个太阳能电池的发电量各自发生变动的过程中，尽可能维持其输出端子间电压恒定的同时使太阳能发电装置的输出为最大，有效方式为将串联连接的各个太阳能电池的输出分担比例进行最优控制，相应的控制装置例如由清水敏久提出的“太阳能电池发电系统的发电工作点控制电路”，其记载于2000年11月1日的FB技术新闻No.56的22-27页中。

发明内容

如果在将多个太阳能电池串联连接而成的太阳能发电装置中组装有如上述发电工作点控制电路那种对太阳能电池的输出分担比例进行最优控制的单元，则探索其最优工作点所需的时间为，探索的方向为增、减2个方向，沿每个方向的探索需要k次，如果太阳能电池的数量为n，则探索的次数为2k的n次方，因此，随着串联连接的太阳能电池的数量n增加而时间显著增加，到达最优工作点非常花费时间，有可能导致追随每个太阳能电池的受光量的变动的探索控制无法准确地动作。

本发明提供一种太阳能发电装置，其即使在串联连接的太阳能电池的数量增加时也不会使探索其最优工作点所需的时间增加。

本发明的方式所涉及的太阳能发电装置具有：在输出端子间串联连接的多个太阳能电池或多个太阳能电池及至少一个电容器；辅助电路，其含有串联设置的电感器和开关元件，与所述多个太阳能电池的每一个、或者所述多个太阳能电池及所述至少一个电容器的每一个对应地设置；以及发电工作点控制装置。所述多个太阳能电池的每一个、或所述多个太阳能电池及所述至少一个电容器的每一个在对应的开关元件断开时，向所述输出端子间送出电流，所述多个太阳能电池、或者所述多个太阳能电池片及所述至少一个电容器被划分成多个单元，该多个单元的各个单元相互共用所述多个太阳能电池中的一个或者所述至少一个电容器中的一个，所述发电工作点控制装置与各个所述多个单元的每一个对应地设置，其构成为，控制设置有所述发电工作点控制装置的单元所属的所述开关元件的断开/闭合，以使得设置有所述发电工作点控制装置的单元的发电能力最优化。

根据上述方式，由于太阳能电池的发电工作点的最优化控制是针对各个单元中的串联的太阳能电池、或太阳能电池片及电容器进行的，从而能够大幅缩短各个单元各自到达最优工作点的时间。如果像这样对各个单元分别进行最优控制，则将这些单元连结而成的太阳能发电装置的动作也被最优化。此外，进一步地，如果彼此相邻的2个单元之间共用太阳能电池或者电容器中的一个，则能够通过将上述被共用的太阳能电池或者电容器的输出分担比例或电压分担比例分配到这2个单元之间，从而实现这2个单元之间的输出分担比例分配或电压分担比例分配最优化。此外，在输出端子间串联连接电容器而代替部分太阳能电池的情况下，能够由比太阳能电池更便宜的电容器代替太阳能电池来补偿电压，从而以数量更少的太阳能电池实现规定电压的太阳能发电装置。