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公開番号2024044462
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022149987
出願日2022-09-21
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社GSユアサ
代理人個人,個人,個人
主分類G05F 1/67 20060101AFI20240326BHJP(制御;調整)
要約【課題】スイッチ素子を用いることなく、発電装置2の微弱電力をキャパシタ30に充電して活用できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置10は、発電装置2の発電電力を負荷3に適合する電力に変換する。電力変換装置10は、発電装置2への逆流を防止するダイオード20と、発電装置2の発電電力を負荷3に適合する電力に変換する変換器40と、を備える。電力変換装置10は、前記ダイオードと変換器40とを接続する配線に接続されたキャパシタ30を備える。変換器40は、MPPT制御(最大電力点制御)によってキャパシタ30のキャパシタ電圧Vcを変化させ、キャパシタ電圧Vcで定まる発電装置2の動作点の電力を受電する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発電装置の発電電力を負荷に適合する電力に変換する電力変換装置であって、
前記発電装置への逆流を防止するダイオードと、
前記発電装置の前記発電電力を前記負荷に適合する電力に変換する変換器と、
前記ダイオードと前記変換器とを接続する配線に接続されたキャパシタと、を備え、
前記変換器は、最大電力点制御によって前記キャパシタのキャパシタ電圧を変化させ、前記キャパシタ電圧で定まる前記発電装置の動作点の電力を受電する電力変換装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記変換器は、前記最大電力点制御によって、入力電力が最大電力となる最大電力点を目標に動作する請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記ダイオードと、前記配線上にある前記キャパシタの接続部との間に電流センサを備え、
前記変換器は、前記電流センサが検出する電流値に基づいて前記最大電力点制御を行う請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記変換器は、前記最大電力点制御において、前記キャパシタ電圧の変化に伴う前記入力電力の増減を、前記キャパシタ電圧が整定する整定時間が経過した後に判断し、前記キャパシタ電圧の増減方向を決定する請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記変換器は、前記キャパシタ電圧が停止電圧まで下降すると、運転を停止し、前記キャパシタ電圧が前記停止電圧よりも大きい起動電圧まで上昇すると、運転を開始する請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記起動電圧は、前記発電装置のＰ―Ｖ特性における最大電力点電圧以下に設定されている請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記停止電圧は、前記キャパシタの放電下限電圧に設定されている請求項５又は６に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置の発電電力を負荷に適合する電力に変換する電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池が普及しているが、太陽電池による発電電力は、季節や天候等の環境条件によって左右されてしまい、悪条件では微弱な発電電力しか得ることができない。微弱な発電電力はパワーコンディショナやＤＣ－ＤＣコンバータ等でロスしてしまうため使用できていないのが現状である。微弱な発電電流をキャパシタで効率良く回収して、太陽電池の発電電力を効率的に利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、太陽電池に接続されたキャパシタを備え、太陽電池の発電量が所定値を超える場合に、太陽電池からの電力を負荷に供給し、太陽電池の発電量が所定値以下である場合に、太陽電池からの電力をキャパシタに充電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１２９９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、太陽電池の発電量に応じたスイッチ素子のオンオフによってキャパシタへの充電の有無を制御している。スイッチ素子をオンオフする適切な閾値を設定するという煩雑な作業が必要となってしまう。スイッチ素子のオンオフ動作によりパワーコンディショナやＤＣＤＣコンバータが停止している期間が発生し、発電電力を負荷に送れずロスしている。
【０００６】
本発明の一態様は、スイッチ素子を用いることなく、発電装置の微弱電力をキャパシタに充電して活用できる電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、発電装置の発電電力を負荷に適合する電力に変換する電力変換装置である。前記電力変換装置は、前記発電装置への逆流を防止するダイオードと、前記発電装置の発電電力を前記負荷に適合する電力に変換する変換器と、を備える。前記電力変換装置は、前記ダイオードと前記変換器とを接続する配線に接続されたキャパシタを備える。前記変換器は、最大電力点制御によって前記キャパシタのキャパシタ電圧を変化させ、前記キャパシタ電圧で定まる前記発電装置の動作点の電力を受電する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、スイッチ素子を用いることなく、発電装置の微弱電力をキャパシタに充電し、キャパシタに充電させた電力と、太陽電池の発電電力とをＭＰＰＴ制御によって効率的に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
電力変換装置の実施の形態の回路構成を示す図である。
図１に示す変換器の動作を示す図である。
発電電力とキャパシタ電圧との関係を示す図である。
発電装置のＰ－Ｖ特性を示す図である。
実施形態２にかかる電力変換装置の回路構成を示す図である。
実施形態３にかかる電力変換装置の回路構成を示す図である。
実施形態３にかかる発電装置のＰＶ特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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