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公開番号2024135677
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046479
出願日2023-03-23
発明の名称ソーラー充電システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類G05F 1/67 20060101AFI20240927BHJP(制御;調整)
要約【課題】層毎に測定回路を設けることを必要とせずに、タンデム型のソーラーセルから効率的に電力を引き出すことができるソーラー充電システムを提供する。
【解決手段】ソーラー充電システム100は、タンデム型のソーラーセルによって構成されたソーラーパネル110を備えている。制御ユニット120は、第1DCDCコンバータ123に入力される電力の電圧及び電流を測定する測定回路121を備えている。記憶装置126には、第1指令値Daと第2指令値Dbとの関係を規定したデータが記憶されている。ソーラー充電システム100は、電圧及び電流を測定しながら最大電力点追従制御を実行することによって決定した第1指令値Daによって第1DCDCコンバータ123を制御するとともに、記憶装置126に記憶されているデータを利用して第1指令値Daに基づいて決定した第2指令値Dbによって第2DCDCコンバータ124を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発電に利用する波長領域が異なる第１ソーラーセルと第２ソーラーセルとを重ね合わせたタンデム型のソーラーセルによって構成されたソーラーパネルと、前記ソーラーパネルで発電された電気を充電するバッテリと、制御ユニットと、を備えたソーラー充電システムであり、
前記制御ユニットは、前記第１ソーラーセルが発電した電力を変換して前記バッテリに充電する第１ＤＣＤＣコンバータと、前記第１ＤＣＤＣコンバータに入力される電力の電圧及び電流を測定する測定回路と、前記第２ソーラーセルが発電した電力を変換して前記バッテリに充電する第２ＤＣＤＣコンバータと、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第１ＤＣＤＣコンバータへの第１指令値と前記第２ＤＣＤＣコンバータへの第２指令値との関係を規定したデータを記憶した記憶装置と、処理装置と、を備え、
前記処理装置が前記測定回路によって電圧及び電流を測定しながら前記第１ＤＣＤＣコンバータを制御して最大電力点追従制御を実行することによって決定した前記第１指令値によって前記第１ＤＣＤＣコンバータを制御するとともに、前記処理装置が前記記憶装置に記憶されている前記データを利用して前記第１指令値に基づいて決定した前記第２指令値によって前記第２ＤＣＤＣコンバータを制御することによって、前記ソーラーパネルで発電した電気を前記バッテリに充電する
ソーラー充電システム。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
複数の異なる日射状態毎に、前記第１ソーラーセルにおける最適動作点を実現するための前記第１指令値と、前記第２ソーラーセルにおける最適動作点を実現するための前記第２指令値と、を対応させて記録したテーブルデータが、前記データとして、前記記憶装置に記憶されている
請求項１に記載のソーラー充電システム。
【請求項３】
前記第２ソーラーセルにおける発電量よりも前記第１ソーラーセルにおける発電量が少ない
請求項１に記載のソーラー充電システム。
【請求項４】
前記第２ソーラーセルの上に、トップ層として前記第１ソーラーセルを重ねた構造の前記タンデム型のソーラーセルによって構成された前記ソーラーパネルを備えている
請求項１に記載のソーラー充電システム。
【請求項５】
前記第１ソーラーセルがペロブスカイト型ソーラーセルであり、
前記第２ソーラーセルがシリコン型ソーラーセルである
請求項４に記載のソーラー充電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明はソーラー充電システムに関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１はソーラー充電システムを開示している。ソーラー充電システムは、ソーラーパネルと、バッテリと、制御ユニットと、を備えている。バッテリは、ソーラーパネルで発電した電気を一時的に蓄える。制御ユニットは、ソーラーセルパネルからバッテリへの充電を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１８０２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電に利用する波長領域が異なる複数のソーラーセルを重ね合わせたタンデム型のソーラーセルの開発が進められている。タンデム型のソーラーセルは、重ね合わせたソーラーセルでそれぞれ発電する。そのため、タンデム型のソーラーセルは、単位面積当たりの発電効率を高めることができる。
【０００５】
ところで、ソーラー充電システムの制御ユニットは、ソーラーパネルから最大電力を引き出すために最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）を行う。ソーラーパネルの発電量は、ソーラーパネルから電力を取り出す際の電圧と電流との組合せによって変化する。最大電力点追従制御において、制御ユニットは、電流と電圧を測定しながらＤＣＤＣコンバータを制御して電力が大きくなる方向に電圧を徐々に変更する。こうして制御ユニットは、最大電力点追従制御を通じてソーラーパネルから取り出す電力が最大になる電圧と電流との組合せを探索する。このように最大電力点追従制御を実行することによって、制御ユニットは、電力が最大になる電圧と電流との組合せである最適動作点を実現するようにＤＣＤＣコンバータを制御し続ける。
【０００６】
タンデム型のソーラーセルによって構成されたソーラーパネルを備えたソーラー充電システムにおいて、最大電力点追従制御を実行する場合、重ね合わせた各層のソーラーセルに対して電圧及び電流を取得するための測定回路をそれぞれ設ける必要がある。また、タンデム型のソーラーセルにおいて、各層のソーラーセルに対して最大電力点追従制御を実行する場合、制御ユニットは、各層のソーラーセルについて最適動作点を探索する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのソーラー充電システムは、発電に利用する波長領域が異なる第１ソーラーセルと第２ソーラーセルとを重ね合わせたタンデム型のソーラーセルによって構成されたソーラーパネルと、前記ソーラーパネルで発電された電力を充電するバッテリと、制御ユニットと、を備えている。前記制御ユニットは、前記第１ソーラーセルが発電した電力を変換して前記バッテリに充電する第１ＤＣＤＣコンバータと、前記第１ＤＣＤＣコンバータに入力される電力の電圧及び電流を測定する測定回路と、前記第２ソーラーセルが発電した電力を変換して前記バッテリに充電する第２ＤＣＤＣコンバータと、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記第１ＤＣＤＣコンバータへの第１指令値と前記第２ＤＣＤＣコンバータへの第２指令値との関係を規定したデータを記憶した記憶装置と、処理装置と、を備えている。
【０００８】
このソーラー充電システムでは、前記処理装置が前記測定回路によって電圧及び電流を測定しながら前記第１ＤＣＤＣコンバータを制御して最大電力点追従制御を実行することによって決定した前記第１指令値によって前記第１ＤＣＤＣコンバータを制御するとともに、前記処理装置が前記記憶装置に記憶されている前記データを利用して前記第１指令値に基づいて決定した前記第２指令値によって前記第２ＤＣＤＣコンバータを制御することによって、前記ソーラーパネルで発電した電気を前記バッテリに充電する。
【発明の効果】
【０００９】
このソーラー充電システムは、第２ＤＣＤＣコンバータに入力される電力の電圧及び電流を測定する測定回路を必要とせずに、タンデム型のソーラーセルによって構成されたソーラーパネルから効率的に電力を引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態のソーラー充電システムの構成を示す模式図である。
図２は、ソーラーセルにおける電力と電圧との関係の例を示すグラフである。
図３は、実施形態のソーラー充電システムの記憶装置に記憶されているテーブルデータの例を説明するための表である。
図４は、前記テーブルデータを作成するために用いる試験システムの構成を示す模式図である。
図５は、実施形態のソーラー充電システムの処理装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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