太陽能電池控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]包括太陽能電池模塊的太陽能電池控制器是已知的，通過將多個太陽能電池單元串聯(lián)連接來增大太陽能電池模塊的輸出電壓。在這樣的太陽能電池控制器中，當(dāng)被施加于太陽能電池模塊的太陽能電池單元的一部分光強度由于陰影等的影響而減小時，太陽能電池單元的被施加了減小的光強度的該部分可能提供減小的電流。因此，流過其他太陽能電池單元的電流也減小至太陽能電池單元的被施加了減小的光強度的該部分可傳遞的電流，結(jié)果是整個太陽能電池模塊所生成的電力的量減少。因此，通過將發(fā)電能力降低的太陽能電池單元旁路，由整個太陽能電池模塊生成的電力的量保持為高。
[0003]太陽能電池模塊的最大輸出點依賴于天氣條件等而波動，因此執(zhí)行用于使太陽能電池模塊所生成的電力最大化的被稱為最大功率點跟蹤(MPPT)的控制。在MPPT中，例如，通過爬山法來搜索P-V特性曲線(電力-電壓特定曲線)的最大輸出點。在MPPT中，通常，要花費約幾秒至幾十秒的時間來獲得最大輸出點。
[0004]順便指出，在太陽能電池模塊安裝在移動物體上的情況下，由于移動物體的移動，太陽輻射的量在短的周期(例如，約幾十毫秒)內(nèi)變化。在P-V特性曲線由于如上所述將發(fā)電能力降低的太陽能電池單元旁路而顯著波動的情況下，有可能要比平常花費更多的時間來在MPPT中獲得最大輸出點，或者不能發(fā)現(xiàn)最大輸出點。
[0005]也就是說，當(dāng)太陽能電池模塊安裝在移動物體上時，即使將MPPT與將發(fā)電能力降低的太陽能電池單元旁路的方法相結(jié)合，也不可能在短的周期內(nèi)跟蹤太陽輻射的量的變化。結(jié)果，當(dāng)移動物體移動時，由太陽能電池模塊生成的電力的量可能會明顯減少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了在至太陽能電池模塊的太陽輻射的量變化的情況下對最大輸出點的跟蹤能力得以改善的太陽能電池控制器。
[0007]—種太陽能電池控制器包括:太陽能電池模塊，太陽能電池模塊包括多個太陽能電池組和旁路部，該多個太陽能電池組并排地布置在與移動物體的行進方向交叉的方向上，該多個太陽能電池組串聯(lián)連接，旁路部被配置成將被施加的光強度已減小的太陽能電池組旁路;第一光強度檢測單元，第一光強度檢測單元被配置成檢測被施加于多個太陽能電池組中對應(yīng)的一個太陽能電池組的光強度，第一光強度檢測單元被布置在該多個太陽能電池組中該對應(yīng)的一個太陽能電池組的在移動物體的行進方向上的前方；以及控制單元，控制單元被配置成確定太陽能電池模塊的最大功率點，其中，控制單元被配置成基于每個第一光強度檢測單元的輸出的改變來獲取被旁路的太陽能電池組的數(shù)目的改變，控制單元被配置成將起始電壓偏移至與被旁路的太陽能電池組的改變了的數(shù)目對應(yīng)的第一起始電壓，并且控制單元被配置成通過在相對于第一起始電壓改變電壓的同時計算電力來確定太陽能電池模塊的最大功率點。
[0008]根據(jù)所公開的技術(shù)，可以提供在至太陽能電池模塊的太陽輻射的量變化的情況下對最大輸出點的跟蹤能力得以改善的太陽能電池控制器。
【附圖說明】
[0009]下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件，并且其中:
[0010]圖1是示出了根據(jù)第一實施方式的光伏發(fā)電系統(tǒng)的框圖；
[0011]圖2是示出了根據(jù)第一實施方式的構(gòu)成太陽能電池控制器的太陽能電池模塊和光強度檢測單元的示意性視圖；
[0012]圖3A是示出了陰影通過汽車的方式的視圖；
[0013]圖3B是示出了陰影通過安裝在汽車上的太陽能電池模塊的一部分的方式的視圖；
[0014]圖4是示出了太陽能電池模塊的1-V特性曲線的視圖；
[0015]圖5是示出了控制單元的工作的流程圖的示例(部分I);
[0016]圖6是示出了控制單元的工作的流程圖的示例(部分2);
[0017]圖7是示出了控制單元的工作的流程圖的示例(部分3);
[0018]圖8是示出了控制單元的工作的流程圖的示例(部分4);
[0019]圖9是示出了控制單元的工作的流程圖的示例(部分5);
[0020]圖10是示出了根據(jù)第二實施方式的構(gòu)成太陽能電池控制器的太陽能電池模塊和光強度檢測單元的示意性視圖；
[0021]圖11是示出了控制單元的工作的流程圖的示例(部分6);
[0022]圖12是示出了陰影通過安裝在汽車上的太陽能模塊的一部分的方式的視圖；
[0023]圖13是示出了根據(jù)第二實施方式的可替選實施方式的構(gòu)成太陽能電池控制器的太陽能電池模塊和光強度檢測單元的示意性視圖(部分I);以及
[0024]圖14是示出了根據(jù)第二實施方式的可替選實施方式的構(gòu)成太陽能電池控制器的太陽能電池模塊和光強度檢測單元的示意性視圖(部分2)。
【具體實施方式】
[0025]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件，并且可以省略重復(fù)的描述。
[0026]第一實施方式
[0027]圖1是示出了根據(jù)第一實施方式的光伏發(fā)電系統(tǒng)的框圖。如圖1所示，光伏發(fā)電系統(tǒng)10包括太陽能電池控制器100、發(fā)電電壓穩(wěn)定器200和負(fù)載控制器300。太陽能電池控制器100接收太陽光，并且以預(yù)定電壓來生成電力。
[0028]發(fā)電電壓穩(wěn)定器200和負(fù)載控制器300控制構(gòu)成太陽能電池控制器100的太陽能電池模塊110的負(fù)載。具體地，發(fā)電電壓穩(wěn)定器200調(diào)整負(fù)載控制器300的負(fù)載，使得太陽能電池模塊110的所生成的電壓與預(yù)定電壓一致。
[0029]負(fù)載控制器300包括例如升壓電路或降壓電路(DC-DC轉(zhuǎn)換器)。負(fù)載控制器300具有等價地改變太陽能電池模塊110的1-V特性(電流-電壓特性)或P-V特性(電力-電壓特性)的功能。負(fù)載控制器300控制太陽能電池模塊110的輸出電壓，使得由太陽能電池模塊110生成的電力變得最大。電池400是電力從太陽能電池模塊110經(jīng)由負(fù)載控制器300被提供至的對象。代替電池400，電力可以被提供至電容器、其他裝置等。
[0030]圖2是示出了根據(jù)第一實施方式的構(gòu)成太陽能電池控制器的太陽能電池模塊和光強度檢測單元的示意性視圖。將參照圖1和圖2描述根據(jù)第一實施方式的太陽能電池控制器100。太陽能電池控制器100包括太陽能電池模塊110、光強度檢測單元120、電壓測量單元130、電流測量單元140和控制單元150。
[0031]太陽能電池模塊110安裝在移動物體上。太陽能電池模塊110包括太陽能電池組112ι、太陽能電池組1122、太陽能電池組1123、旁路二極管113ι、旁路二極管1132和旁路二極管1133。
[0032]太陽能電池組1121至1123并排地布置在與移動物體的行進方向交叉的方向(例如，基本上垂直于行進方向的方向)上，并且串聯(lián)連接。太陽能電池組1121至1123中的每一個由串聯(lián)連接的多個太陽能電池單元111形成。每個太陽能電池單元111可以由例如單晶硅等形成。然而，每個太陽能電池單元111不具體限于單晶硅。在太陽能電池組1121至1123不需要彼此具體區(qū)分的情況下，太陽能電池112ι至1123被稱為太陽能電池組112。
[0033]在本實施方式中，將借助于示例來描述三個太陽能電池組112串聯(lián)連接的情況。然而，太陽能電池模塊110僅需要包括串聯(lián)連接的兩個或更多個太陽能電池組112。每個太陽能電池組112僅需要包括一個或更多個太陽能電池單元111。在本實施方式中，將通過采用汽車作為移動物體的示例來描述下面的描述。然而，移動物體不限于汽車，并且可以是例如摩托車、電動火車等。
[0034]旁路二極管113!與太陽能電池組！^!并聯(lián)連接。類似地，旁路二極管1132與太陽能電池組1122并聯(lián)連接并且旁路二極管1133與太陽能電池組1123并聯(lián)連接。在旁路二極管1131至1133不需要彼此具體區(qū)分的情況下，旁路二極管1131至1133被稱為旁路二極管113。
[0035]旁路二極管113構(gòu)成將被施加的光強度已減小的太陽能電池組112旁路的旁路部。例如，在由于陰影等的影響而使太陽能電池組112的對應(yīng)的一個太陽能電池組的輸出減小的情況下，每個旁路二極管113將輸出已減小的太陽能電池組112中該對應(yīng)的一個太陽能電池組旁路。通過設(shè)置旁路二極管113并且將輸出已減小的太陽能電池組112中該對應(yīng)的一個太陽能電池組旁路，可以使太陽能電池模塊110的整個輸出的減小最小化。
[0036]光強度檢測單元^(^被布置在太陽能電池組112i的在移動物體的行進方向上的前方。類似地，光強度檢測單元1202被布置在太陽能電池組1122的在移動物體的行進方向上的前方，并且光強度檢測單元1203被布置在太陽能電池組1123的在移動物體的行進方向上的前方。例如，光電二極管、光電晶體管等可以用作光強度檢測單元1201至1203中的每一個。