專利名稱：發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過逆變器電路從太陽(yáng)電池和燃料電池等產(chǎn)生的直流電發(fā)生交流電的發(fā)電系統(tǒng)，是在多級(jí)切換直流電的電壓的開關(guān)機(jī)構(gòu)、蓄電功能、發(fā)電性能的改善方面具有特征的發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近來，太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)電池制作成本逐漸降低，太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)正在普及到許多家庭。然而，大多數(shù)太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)是連接供給家庭的單相交流市電系統(tǒng)的系統(tǒng)連接型系統(tǒng)。家用太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)電池輸出幾千瓦，其中串聯(lián)幾十塊發(fā)電組件。所述系統(tǒng)連接型太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)需要通過逆變器電路將直流電變換成適合單相交流系統(tǒng)的交流電。
圖24所示的公知太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)是以PWM方式控制逆變器電路的普通系統(tǒng)連接型系統(tǒng)，設(shè)置并聯(lián)多個(gè)將多個(gè)發(fā)電組件串聯(lián)的組件的太陽(yáng)電池100、逆變器電路101、控制切換逆變器電路101的控制裝置102。控制裝置102具有檢測(cè)出交流系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓的電壓檢測(cè)器103、對(duì)檢測(cè)出的電壓進(jìn)行放大的放大器104、三角波發(fā)生器105、PWM控制部106等。如圖24所示，PWM控制部106根據(jù)基于圖25所示基準(zhǔn)電壓的指令電壓的正弦波107和三角波發(fā)生器105產(chǎn)生的圖25所示的載波108，控制逆變器電路101的開關(guān)元件，產(chǎn)生圖23所示方形波狀的交流電壓109，并利用濾波器電路使該方形波狀的交流電壓109平滑，從而變換成正弦波狀交流電，輸出到交流系統(tǒng)。
以上用PWM方式控制逆變器電路的技術(shù)中，由于以斷續(xù)的方式將太陽(yáng)電池輸出變換成交流電，存在只能有效利用約90％太陽(yáng)電池輸出的問題。而且，由于產(chǎn)生與逆變器電路開關(guān)元件切換頻度和交流系統(tǒng)阻抗關(guān)聯(lián)的高次諧波分量，必須設(shè)置吸收該高次諧波分量用的大濾波器單元和電磁故障排除單元。而且，由于伴隨大電壓變化的開關(guān)次數(shù)多，存在逆變器電路的開關(guān)元件等動(dòng)力器件損耗大的問題。
另一方面，提出通過切換多個(gè)太陽(yáng)電池中取出輸出的太陽(yáng)電池?cái)?shù)多級(jí)切換輸出電壓的電池切換方式太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)。如圖26所示，該發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置例如能產(chǎn)生10V、20V、40V、80V的4組太陽(yáng)電池110，通過僅使開關(guān)S1、S2、S3、S4中的開關(guān)S1導(dǎo)通，輸出10V的直流電，并適當(dāng)組合切換導(dǎo)通的開關(guān)，以10V為電位使直流電的電壓逐級(jí)增減，從而能切換成20V、30V、……、140V、150V。由逆變器電路111將直流電變換成圖27(A)、(B)所示的交流電，輸出到交流系統(tǒng)。在該電池切換方式太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)的情況下，與上述圖24的發(fā)電系統(tǒng)相比，高次諧波和電池故障的產(chǎn)生得到改善。然而，由于只不過在產(chǎn)生峰值電壓的極短時(shí)間有效利用4個(gè)太陽(yáng)電池的輸出，大部分時(shí)間中1個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)電池為閑置狀態(tài)，存在太陽(yáng)電池利用率顯著降低的問題。
這4組太陽(yáng)電池110中的任一組成為建筑物等的陰影，從而局部不受太陽(yáng)光照射時(shí)，成為陰影的太陽(yáng)電池110的發(fā)電量顯著減小，輸出電壓降低，不能正常輸出交流電。而且，在不照射太陽(yáng)光的夜間，這4組太陽(yáng)電池110都不產(chǎn)生直流電，使太陽(yáng)電池110進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電時(shí)間受到限制，存在不能充分發(fā)揮發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能的問題。
近來，也進(jìn)行燃料電池方式的發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)，估計(jì)不久的將來會(huì)作為家用發(fā)電系統(tǒng)逐漸付諸實(shí)用。
燃料電池結(jié)構(gòu)上做成將多個(gè)單元電池設(shè)置成疊層狀，并且串聯(lián)該多個(gè)單元電池，輸出直流電。各單元電池產(chǎn)生約0.6V～0.7V的直流電，因而將該發(fā)電系統(tǒng)連接家用單相交流系統(tǒng)以對(duì)交流系統(tǒng)供給發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電的技術(shù)存在與上述太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)時(shí)相同的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)，具有發(fā)生直流電的發(fā)電裝置和將該發(fā)電裝置發(fā)生的直流電變換成交流電的逆變器電路，其中，所述發(fā)電裝置是多個(gè)發(fā)電組件，具有各自包括設(shè)置多個(gè)發(fā)電單元或發(fā)電部的多個(gè)發(fā)電組件、以及與多個(gè)發(fā)電組件的各組件并聯(lián)連接的至少1個(gè)蓄電單元單元，并且設(shè)置連接所述逆變器電路的輸入端的正負(fù)母線、能使多個(gè)發(fā)電組件的各正極對(duì)正母線導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第1開關(guān)單元、能使多個(gè)發(fā)電組件的各正極對(duì)單側(cè)相鄰的發(fā)電組件的負(fù)極導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第2開關(guān)單元、以及能使多個(gè)發(fā)電組件的各負(fù)極對(duì)負(fù)母線導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第3開關(guān)單元。
多個(gè)發(fā)電組件分別接收太陽(yáng)光，經(jīng)常產(chǎn)生直流電；與此同時(shí)，與多個(gè)發(fā)電組件的各個(gè)組件并聯(lián)的蓄電單元接收這些發(fā)電組件輸出的規(guī)定電壓的直流電，并經(jīng)常儲(chǔ)蓄該直流電。
其中，設(shè)使全部第1開關(guān)單元導(dǎo)通，全部第2開關(guān)單元阻斷，全部第3開關(guān)單元導(dǎo)通，則全部發(fā)電組件與正負(fù)母線并聯(lián)，直流輸出電壓變成最低電壓Vmin。
將多個(gè)發(fā)電組件分成多個(gè)群，并且使各群的多個(gè)發(fā)電組件在由多個(gè)第2開關(guān)單元串聯(lián)的狀態(tài)下，可由第1、第3開關(guān)單元并聯(lián)到正負(fù)母線。設(shè)串聯(lián)的發(fā)電組件數(shù)為2個(gè)，則直流輸出電壓為2V min；串聯(lián)的發(fā)電組件數(shù)為4個(gè)，則直流輸出電壓為4V min。這樣，能使發(fā)電裝置輸出的直流輸出電壓逐級(jí)加大或減小。
而且，能一面有效利用全部發(fā)電組件的輸出，一面如上文所述那樣僅切換第1、第2、第3開關(guān)單元就逐級(jí)切換直流輸出電壓。不發(fā)生發(fā)電組件閑置，能充分提高發(fā)電組件的利用率。
即使進(jìn)行多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元的切換，開關(guān)單元切換時(shí)的電壓變化也小，所以比以往的PWM方式逆變器電路難以產(chǎn)生噪聲和高次諧波。因此，使伴隨減小吸收噪聲和高次諧波、防范電磁故障用的濾波器電容等形成的電路能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元的切換頻度也比PWM方式逆變器電路的開關(guān)元件切換頻度低，因而多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元可用小型開關(guān)元件，使開關(guān)損耗減小，開關(guān)元件成本降低。
這里，發(fā)電組件是太陽(yáng)電池發(fā)電組件時(shí)，可隨陰天、早晨、傍晚等發(fā)電組件輸出電壓降低改變多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元的連接模式，調(diào)整發(fā)電裝置輸出的直流電的電壓，所以不必設(shè)置升壓交流變換器，形成通用性和自由度高的系統(tǒng)。而且，由于能切換多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元，使逐級(jí)升高輸出電壓時(shí)輸出電流逐級(jí)減小，逐級(jí)降低輸出電壓時(shí)輸出電流加大，可控制成發(fā)電裝置工作在最大功率點(diǎn)。
對(duì)多個(gè)太陽(yáng)電池發(fā)電組件中的任一個(gè)而言，在輸出電壓特性存在偏差或局部受建筑物遮蔽而發(fā)暗，導(dǎo)致發(fā)電量顯著降低時(shí)，從與輸出電壓降低的發(fā)電組件并聯(lián)的蓄電單元對(duì)正負(fù)母線輸出規(guī)定電壓的直流電，補(bǔ)償發(fā)電組件的輸出電壓，因而可謀求輸出功率均衡，改善發(fā)電組件的直流電壓-直流電流特性。即使在不照射太陽(yáng)光的夜間，該多個(gè)發(fā)電組件都不發(fā)生直流電時(shí)，蓄電的蓄電單元也將規(guī)定電壓的直流電輸出到正負(fù)母線，所以發(fā)電時(shí)間不受限制，能顯著改善發(fā)電裝置的發(fā)電性能。
上文所述是本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的作用效果。
這里，最好可采用以下各種組成。
(a)多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元分別由半導(dǎo)體開關(guān)元件構(gòu)成，并且設(shè)置通過控制切換該多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元逐級(jí)切換所述發(fā)電裝置的輸出電壓的控制裝置。
(b)結(jié)構(gòu)上做成將所述多個(gè)發(fā)電組件分成多個(gè)群，并且由所述控制裝置使各群的多個(gè)發(fā)電組件在由多個(gè)第2開關(guān)單元串聯(lián)的狀態(tài)下，可由第1、第3開關(guān)單元并聯(lián)到正負(fù)母線。
(c)所述逆變器電路具有多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件，并且由所述控制裝置控制這些半導(dǎo)體開關(guān)元件。
(d)設(shè)置檢測(cè)出接受所述發(fā)電系統(tǒng)供電的交流電系統(tǒng)的電壓的電壓檢測(cè)單元，所述控制裝置根據(jù)電壓檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)控制第1、第2、第3開關(guān)單元和所述逆變器電路的多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件。
(f)將所述發(fā)電組件的多個(gè)發(fā)電單元加以并聯(lián)和串聯(lián)連接，排列成多行、多列的矩陣狀。
(g)所述各發(fā)電單元由在粒狀半導(dǎo)體上添入p n結(jié)的太陽(yáng)電池組成。
(h)所述發(fā)電裝置由層疊多個(gè)單電池的燃料電池構(gòu)成，所述單電池組成所述各發(fā)電單元。
(i)所述蓄電單元是電雙層電容器。
(j)所述蓄電單元是二次電池。


圖1是發(fā)電系統(tǒng)的組成圖；圖2是發(fā)電單元的截面圖；圖3是發(fā)電單元的截面圖；圖4是發(fā)電單元的截面圖；圖5是示出開關(guān)S1～S7的組成的晶體管電路圖；圖6是示出開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b的組成的晶體管電路圖；圖7是發(fā)電系統(tǒng)的控制裝置的框圖；圖8是發(fā)電模式M1時(shí)的發(fā)電系統(tǒng)的作用說明圖；圖9是發(fā)電模式M2時(shí)的發(fā)電系統(tǒng)的工作說明圖；圖10是發(fā)電模式M4時(shí)的發(fā)電系統(tǒng)的工作說明圖；圖11是發(fā)電模式M8時(shí)的發(fā)電系統(tǒng)的工作說明圖；圖12是高入射狀態(tài)的圖1中發(fā)電系統(tǒng)輸出的直流電電壓波形和單相交流系統(tǒng)電壓波形的圖；圖13是低入射狀態(tài)的圖1中發(fā)電系統(tǒng)輸出的直流電電壓波形和單相交流系統(tǒng)電壓波形的圖；圖14是封裝后的發(fā)電系統(tǒng)的俯視圖；圖15是圖14的N-N線剖視圖；圖16是配置在上方的太陽(yáng)電池電路板的俯視圖；圖17是配置在下方的電子部件電路板的后視圖；圖18是變換實(shí)施方式的發(fā)電系統(tǒng)的組成圖；圖19是發(fā)電組件的電路圖；圖20是圖18的發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電模式和輸出電壓等的說明圖；圖21是設(shè)置2組圖18的發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)的組成圖；
圖22是圖21的發(fā)電系統(tǒng)中的輸出電壓的說明圖表；圖23是發(fā)電系統(tǒng)所輸出直流電的電壓波形和單相交流系統(tǒng)的電壓波形的圖。
圖24～圖27示出先行技術(shù)；圖24是PWM方式的發(fā)電系統(tǒng)的總體組成圖；圖25是PWM方式中的指令電壓正弦波、載波和方形波交流電壓等的時(shí)序圖；圖26是電池切換方式的發(fā)電系統(tǒng)的總體組成圖；圖27(A)是圖24的發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓波形的圖；圖27(B)是圖24的發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電流波形的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，說明實(shí)施本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)用的最佳實(shí)施方式。
如圖1～圖7所示，此發(fā)電系統(tǒng)1具有發(fā)生直流電的發(fā)電裝置2、將該發(fā)電裝置2發(fā)生的直流電變換成交流電并輸出到單相交流系統(tǒng)的逆變器電路3、對(duì)發(fā)電裝置2的直流電的電壓進(jìn)行多級(jí)切換用的開關(guān)機(jī)構(gòu)Sm、控制這些開關(guān)機(jī)構(gòu)Sm和逆變器電路3的開關(guān)元件51～54的控制裝置4、以及檢測(cè)出單相交流系統(tǒng)的電壓并輸入到控制裝置4的電壓檢測(cè)器5。
為了說明方便，本實(shí)施方式的發(fā)電裝置2設(shè)置8個(gè)發(fā)電組件21～28、連接正極62和中段部的并聯(lián)連接線59的蓄電用的電雙層電容器29a以及連接并聯(lián)連接線59和負(fù)極60的蓄電用的電雙層電容器29b，使該電容器分別并聯(lián)各發(fā)電組件21～28。將這些發(fā)電組件21～28配置成1列狀，并且發(fā)電方向一致。
各發(fā)電組件21～28具有進(jìn)行并聯(lián)和串聯(lián)并配置成2行、5列矩陣狀的10個(gè)發(fā)電單元30。
各發(fā)電單元30由例如圖2～圖4所示的3種粒狀太陽(yáng)電池30A～30C中的任一種太陽(yáng)電池組成，可接收太陽(yáng)光并產(chǎn)生例如0.5～0.6V的直流電壓。
圖2的太陽(yáng)電池30A由直徑1.5mm～3.0mm左右的n形硅構(gòu)成的球狀半導(dǎo)體31、p形擴(kuò)散層32、p n結(jié)33、氧化硅絕緣膜34、隔著球狀半導(dǎo)體31的中心對(duì)置的正極35和負(fù)極36等組成。本案申請(qǐng)人申請(qǐng)的WO 98/15983號(hào)公報(bào)記載這種太陽(yáng)電池30A。圖3的太陽(yáng)電池30B由尺寸與上述太陽(yáng)電池相同的p形硅構(gòu)成的球狀半導(dǎo)體37、n形擴(kuò)散層38、pn結(jié)39、氧化硅絕緣膜40、隔著球狀半導(dǎo)體37的中心對(duì)置的正極41和負(fù)極42等組成，為了便于識(shí)別正極41和負(fù)極42，將正極41設(shè)在球狀半導(dǎo)體37的底部形成的平坦面上。圖4所示的太陽(yáng)電池30C由直徑約1.5mm～3.0mm的p形硅構(gòu)成的圓柱狀半導(dǎo)體43、n形擴(kuò)散層44、pn結(jié)45、p+擴(kuò)散層46、氧化硅絕緣膜47、設(shè)在兩端部的正極48和負(fù)極49等組成。
但是，所述太陽(yáng)電池30A～30C只不過示出一個(gè)例子，作為發(fā)電組件，可用具有發(fā)生1.0V～10.0V左右的直流電的功能的各種發(fā)電組件(例如1個(gè)板狀太陽(yáng)電池、匯集多個(gè)小的板狀太陽(yáng)電池的成板太陽(yáng)電池、燃料電池等)。
所述蓄電用的電雙層電容器29a、29b將接觸電解液的活性炭用作電極，使電解液與活性炭接觸，一施加電壓就在其界面產(chǎn)生極化，與電容器同樣地蓄電，其公害小，充放電次數(shù)方面優(yōu)良，并且可儲(chǔ)蓄較大的電量。各發(fā)電組件中，將電雙層電容器29a連接正極62和并聯(lián)連接線59，從而與并聯(lián)的上級(jí)5個(gè)發(fā)電單元30并聯(lián)。將電雙層電容器29b連接并聯(lián)連接線59和負(fù)極60，從而與并聯(lián)的下級(jí)5個(gè)發(fā)電單元30并聯(lián)。
因此，電雙層電容器29a、29b接收這些并聯(lián)的多個(gè)發(fā)電單元30發(fā)生的直流電，經(jīng)常儲(chǔ)蓄該直流電。但是，在任一個(gè)或多個(gè)發(fā)電單元30的發(fā)電量顯著降低時(shí)，這些電雙層電容器29a、29b將規(guī)定電壓的直流電輸出到正負(fù)母線6、7，補(bǔ)償輸出功率的降低。
逆變器電路3將例如n溝道型IGB組成的4個(gè)開關(guān)元件51～54連接成橋形，該開關(guān)元件51～54還連接回流二極管55～58。利用來自控制裝置4的控制信號(hào)控制這4個(gè)開關(guān)元件51～54。
結(jié)構(gòu)上做成使開關(guān)元件51和54、開關(guān)元件53和52形成組，交替導(dǎo)通，從而由輸出端子8、9將交流電輸出到單相交流系統(tǒng)。
接著，說明所述開關(guān)機(jī)構(gòu)Sm。
在所述逆變器電路3的輸入端連接正母線6和負(fù)母線7。將該開關(guān)機(jī)構(gòu)Sm設(shè)在發(fā)電裝置2與逆變器電路3之間，使8個(gè)發(fā)電組件每任意個(gè)串聯(lián)，而且可將該串聯(lián)的各發(fā)電組件群并聯(lián)到逆變器電路3，以便按多級(jí)切換發(fā)電裝置2發(fā)生并輸出到逆變器電路3的直流電輸出電壓。此開關(guān)機(jī)構(gòu)Sm具有多個(gè)開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11b～S17b。開關(guān)S1～S7可切換7個(gè)發(fā)電組件21～27各自的負(fù)極60對(duì)負(fù)母線7的導(dǎo)通狀態(tài)和阻斷狀態(tài)。如圖5所示，例如用由控制裝置4控制通斷的npn型雙極性晶體管61構(gòu)成開關(guān)S1～S7。
開關(guān)S11a～S17a可切換7個(gè)發(fā)電組件22～28各自的正極62對(duì)正母線6的導(dǎo)通狀態(tài)和阻斷狀態(tài)。開關(guān)S11b～S17b可切換7個(gè)發(fā)電組件22～28各自的正極62對(duì)正極62側(cè)相鄰的1個(gè)發(fā)電組件21～27的負(fù)極60的導(dǎo)通狀態(tài)和阻斷狀態(tài)。如圖6所示，例如用由控制裝置4控制通斷的npn型雙極性晶體管63構(gòu)成開關(guān)S11a～S17a。如圖6所示，例如用由控制裝置4控制通斷的npn型雙極性晶體管64構(gòu)成開關(guān)S11b～S17b。
但是，晶體管63導(dǎo)通時(shí)晶體管64阻斷，晶體管63阻斷時(shí)晶體管64導(dǎo)通。
這樣，可利用雙極性晶體管63使正極62對(duì)正母線6導(dǎo)通或阻斷，可利用雙極性晶體管64使正極62對(duì)相鄰的發(fā)電組件的負(fù)極60導(dǎo)通或阻斷。
作為所述開關(guān)S11a～S17a的多個(gè)晶體管63相當(dāng)于多個(gè)第1開關(guān)單元，作為所述開關(guān)S11b～S17b的多個(gè)晶體管64相當(dāng)于多個(gè)第2開關(guān)單元，作為所述開關(guān)S1～S7的多個(gè)晶體管61相當(dāng)于多個(gè)第3開關(guān)單元。npn型雙極性晶體管61、63、64只不過是一個(gè)例子，可用能作與它們相同的通斷控制的任一種開關(guān)元件。逆變器電路3的開關(guān)元件51～54只不過是一個(gè)例子，可用MOSFET等別的開關(guān)元件。
接著，說明控制裝置4。
如圖7所示，以CPU65，ROM65和RAM67組成的計(jì)算機(jī)以及輸入輸出接口68為主體，構(gòu)成控制裝置4，并將開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b分別連接輸入輸出接口68。設(shè)置檢測(cè)出所述單相交流系統(tǒng)的交流電壓的電壓檢測(cè)器5，將該電壓檢測(cè)器5的檢測(cè)信號(hào)輸入到控制裝置4。
控制裝置4的ROM65預(yù)先存放控制程序，該程序根據(jù)電壓檢測(cè)器5的檢測(cè)信號(hào)，如后文所述那樣控制切換開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b以及開關(guān)元件51～54。
控制裝置4根據(jù)ROM66的控制程序控制開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b通斷，從而逐級(jí)切換發(fā)電裝置2的直流電的輸出電壓。
本實(shí)施方式的各發(fā)電組件21～28的發(fā)電電壓為約1.0V～1.2V，因而如圖8所示，將開關(guān)S1～S7和開關(guān)S11a～S 17a切換成導(dǎo)通的狀態(tài)(將該狀態(tài)取為發(fā)電模式M1)下，使全部發(fā)電組件21～28并聯(lián)到正負(fù)母線6、7時(shí)，接收太陽(yáng)光進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置2輸出約1.0V～1.2V的直流電。
如圖9所示，切換開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S 17b，將8個(gè)發(fā)電組件21～28分成各2個(gè)的4群，以串聯(lián)各群的2個(gè)發(fā)電組件的狀態(tài)(將該狀態(tài)取為發(fā)電模式M2)在將4個(gè)發(fā)電組件群并聯(lián)到正負(fù)母線6、7的狀態(tài)下，發(fā)電裝置2輸出約2.0V～2.4V的直流電。
如圖10所示，切換開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b，將8個(gè)發(fā)電組件21～28分成各4個(gè)的2群，以串聯(lián)各群的4個(gè)發(fā)電組件的狀態(tài)(將該狀態(tài)取為發(fā)電模式M4)在將2個(gè)發(fā)電組件群并聯(lián)到正負(fù)母線6、7的狀態(tài)下，發(fā)電裝置2輸出約4.0V～4.8V的直流電。
如圖11所示，切換開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b，在串聯(lián)8個(gè)發(fā)電組件21～28的狀態(tài)(將該狀態(tài)取為發(fā)電模式M8)下，發(fā)電裝置2輸出約8.0V～9.6V的直流電。但是，任一所述發(fā)電模式M1、M2、M4、M8中，電雙層電容器29a、29b各自以等同于其并聯(lián)的發(fā)電單元30的發(fā)電電壓(約0.5V～0.6V)的電壓的直流電經(jīng)常進(jìn)行蓄電。尤其在單相交流系統(tǒng)的耗電量小的情況下，將發(fā)電單元30發(fā)生的未使用的直流電可靠地儲(chǔ)蓄在電雙層電容器29a、29b，形成充分充電狀態(tài)。
因此，在晴天白日那樣太陽(yáng)光的入射光量大的高入射光狀態(tài)下，如圖12所示，由控制裝置4依據(jù)電壓檢測(cè)器5檢測(cè)出的單相交流系統(tǒng)的交流電壓的交流波形70適當(dāng)控制切換開關(guān)元件51～54、開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b(斜線表示導(dǎo)通狀態(tài)，空白表示阻斷狀態(tài))，依次進(jìn)行切換控制，在第1時(shí)間t1切換到發(fā)電模式M1，第2時(shí)間t2切換到發(fā)電模式M2，接著的時(shí)間t3切換到M4，從而能從逆變器電路3的輸出端子8、9將實(shí)線所示的階梯狀變化的電壓波形71的交流電輸出到單相交流系統(tǒng)。
另一方面，在陰天、早晨、傍晚那樣太陽(yáng)光的入射光量小的低入射光的狀態(tài)下，如圖13所示，由控制裝置4依據(jù)電壓檢測(cè)器5檢測(cè)出的單相交流系統(tǒng)的交流電壓的交流波形70適當(dāng)控制切換開關(guān)元件51～54、開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b(斜線表示導(dǎo)通狀態(tài)，空白表示阻斷狀態(tài))，依次進(jìn)行切換控制，在第1時(shí)間t1切換到發(fā)電模式M1，第2時(shí)間t2切換到發(fā)電模式M2，第3時(shí)間t3切換到M4，接著的時(shí)間t4切換到發(fā)電模式M8，從而在入射光量小的情況下，也能從逆變器電路3的輸出端子8、9將實(shí)線所示的階梯狀變化的電壓波形72的交流電效率良好地輸出到單相交流系統(tǒng)。
這時(shí)，通過以區(qū)分高入射光狀態(tài)和低入射光狀態(tài)并配合單相交流系統(tǒng)頻率的方式，預(yù)先在計(jì)算機(jī)設(shè)定圖中所示的時(shí)間t1、t2、t3、t4、……，根據(jù)來自電壓檢測(cè)器5的檢測(cè)電壓，隨入射光狀態(tài)切換開關(guān)S1～S7、開關(guān)S11a～S17a和開關(guān)S11b～S17b，從而能逐級(jí)切換輸出電壓。
然后，在單相交流系統(tǒng)的電壓從負(fù)轉(zhuǎn)到正時(shí)，將開關(guān)元件51、54切換到導(dǎo)通，開關(guān)元件53、52切換到阻斷，而在單相交流系統(tǒng)的電壓從正轉(zhuǎn)到負(fù)時(shí)，將開關(guān)元件53、52切換到導(dǎo)通，開關(guān)元件51、54切換到阻斷。
例如，發(fā)電組件21具有的多個(gè)發(fā)電單元30中，上級(jí)并聯(lián)的5個(gè)發(fā)電單元30全部或部分輸出電壓特性存在偏差，或太陽(yáng)受建筑物等遮蔽，造成這5個(gè)發(fā)電單元30的總發(fā)電量顯著下降，其輸出電壓低于電雙層電容器29a儲(chǔ)存的蓄電電壓時(shí)，電雙層電容器29a將規(guī)定電量的直流電輸出到正負(fù)母線6、7，補(bǔ)償輸出功率的下降，因而可謀求輸出功率均衡，改善發(fā)電組件21的直流電壓-直流電流特性。這里，說明了發(fā)電組件21，由于其它發(fā)電組件22～28也同樣設(shè)置電雙層電容器29a、29b，也同樣高速工作。
在不照射太陽(yáng)光的夜晚，該多個(gè)發(fā)電組件21～28都不發(fā)生直流電時(shí)，也將電雙層電容器29a、29b儲(chǔ)蓄的規(guī)定電壓直流電輸出到正負(fù)母線6、7，因而發(fā)電時(shí)間不受限制，能顯著改善發(fā)電裝置2的發(fā)電性。將電雙層電容器29a、29b的電容預(yù)先設(shè)定成滿足需要的適當(dāng)電容。
以上說明的發(fā)電系統(tǒng)1中，按與發(fā)電模式對(duì)應(yīng)的各種方式切換開關(guān)機(jī)構(gòu)Sm的開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b，從而能使發(fā)電系統(tǒng)1輸出的直流輸出電壓逐級(jí)增大或減小。
而且，能一面有效利用全部發(fā)電組件21～28的輸出，一面如上文所述那樣僅切換開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b，就逐級(jí)切換直流輸出電壓。因此，不發(fā)生發(fā)電組件21～28閑置，能充分提高發(fā)電組件21～28的利用率。
即使切換多個(gè)開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b，開關(guān)切換時(shí)的電壓變化也不大，所以不容易發(fā)生噪聲和高次諧波。因此，使伴隨減小吸收噪聲和高次諧波和防范電池故障用的濾波器電容等形成的電路能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b的切換頻度也低于PWM方式逆變器電路中開關(guān)元件的切換頻度，因而作為開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b，可用小型開關(guān)元件，能謀求降低成本，而且減小開關(guān)損耗。
這里，能隨陰天、早晨、傍晚等發(fā)電組件21～28的輸出電壓降低切換開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b，改變模式，調(diào)整直流電的電壓，因而不必設(shè)置升壓交流變換器，形成通用性和自由度高的廉價(jià)系統(tǒng)。由于能進(jìn)行開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b的切換，形成逐級(jí)升高輸出電壓時(shí)輸出電流逐級(jí)減小、逐級(jí)降低輸出電壓時(shí)輸出電流逐級(jí)加大的特性，可控制成發(fā)電裝置2工作在最大功率點(diǎn)。
由于將電雙層電容器29a和電雙層電容器29b設(shè)置成與各發(fā)電組件21～28并聯(lián)，在部分發(fā)電單元30的輸出電壓特性存在偏差，或部分發(fā)電單元30受建筑物遮蔽時(shí)，該發(fā)電單元30的輸出電壓低于電雙層電容器29a、29b儲(chǔ)蓄的蓄電電壓的情況下，電雙層電容器29a、29b將規(guī)定電壓的直流電輸出到正負(fù)母線6、7，補(bǔ)償輸出功率降低，所以可謀求發(fā)電組件21～28的輸出功率均衡，改善發(fā)電組件21～28的直流電壓-直流電流特性。
在夜間等發(fā)電組件21～28都不發(fā)電的狀態(tài)下，單相交流系統(tǒng)要求供電時(shí)，將多個(gè)電雙層電容器29a、29b儲(chǔ)蓄的直流電輸出到正負(fù)母線6、7，因而用電條件的約束小，能顯著改善發(fā)電裝置2的發(fā)電性能。
所述發(fā)電系統(tǒng)1中，能根據(jù)控制裝置4的控制方法自由改變逆變器電路3輸出的交流電頻率，因而通用性和自由度優(yōu)良。以上的說明將利用電壓控制輸出交流電的情況作為例子進(jìn)行闡述，但結(jié)構(gòu)上也可做成按開關(guān)S1～S7、S11a～S17a和S11a～S17b的切換方法，利用電流控制輸出交流電。
這里，根據(jù)圖14～圖17說明將上述那樣組成的發(fā)電系統(tǒng)1緊湊封裝并可付諸實(shí)用的具體例子。
用強(qiáng)度良好的合成樹脂組成的箱狀主體外殼80、覆蓋該主體外殼80的上表面的透明合成樹脂組成的蓋構(gòu)件81、收裝在主體外殼80內(nèi)的太陽(yáng)電池電路板82、電池部件電路板83，多個(gè)電雙層電容器29a和29b以及逆變器電路3等構(gòu)成此發(fā)電系統(tǒng)1。
如圖15～圖16所示，將太陽(yáng)電池電路板82收裝在主體外殼80內(nèi)，使其朝上。該太陽(yáng)電池電路板82利用蝕刻分別形成正極62、正母線6、負(fù)極60和負(fù)母線7，在負(fù)母線7和多個(gè)發(fā)電組件21～28的負(fù)極60設(shè)置多個(gè)開關(guān)S1～S7，在正母線6和多個(gè)發(fā)電組件21～28的正極62設(shè)置多個(gè)開關(guān)S11a～S17a，在正極62和負(fù)極60設(shè)置多個(gè)開關(guān)S11b～S17b。對(duì)各正極62如圖中所示的那樣形成布線，如圖1所示那樣將多個(gè)發(fā)電單元30配置成矩陣狀。
如圖15、圖17所示，主體外殼80內(nèi)朝下收裝的電子部件電路板23利用通過蝕刻形成的連接線84，如圖中所示那樣連接電壓檢測(cè)器5、CPU65、ROM和RAM66和67、逆變器電路3的開關(guān)元件51～54以及回流二極管55～58。
將交流輸出端子8和9分別設(shè)置在對(duì)置的角部，這些交流輸出端子8和9的一部分穿通主體外殼80，露出到外部。符號(hào)83a是與太陽(yáng)電池電路板82的正母線6連接的連接部，符號(hào)83b是與太陽(yáng)電池電路板82的負(fù)母線7連接的連接部。虛線表示控制裝置4的控制線。
在這些上方太陽(yáng)電池電路板82和下方電子部件電路板83之間按夾層狀配置多個(gè)電雙層電容器29a、29b，各電雙層電容器29a、29b電連接發(fā)電組件21～28，如圖1所示。
將上下夾持多個(gè)電雙層電容器29a、29b的太陽(yáng)電池電路板82和下方的電子部件電路板83按水平狀配置在主體外殼80內(nèi)的高度方向中段部，在填充透明硅85的狀態(tài)下，利用蓋構(gòu)件81按密封狀態(tài)粘合其上端。該構(gòu)件81的上表面?zhèn)确謩e形成半球狀的半球透鏡部81a，使其分別對(duì)應(yīng)于設(shè)在太陽(yáng)電池電路板82的多個(gè)發(fā)電單元30。
將這樣形成封裝的發(fā)電系統(tǒng)1設(shè)置在太陽(yáng)光可入射的地方時(shí)，由于太陽(yáng)光通過半球透鏡效率良好地照射到發(fā)電單元30，從交流輸出端子8、9輸出足夠的交流電?？蓪⒃撔纬煞庋b的多個(gè)發(fā)電系統(tǒng)1配置成矩陣狀，并適當(dāng)連接交流輸出端子8、9。
以上說明的實(shí)施方式中，為了便于理解本發(fā)明，以具有8個(gè)發(fā)電組件21～28的發(fā)電裝置1為例進(jìn)行了說明。然而，在連接到家用單相交流系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)的情況下，需要構(gòu)成連接有效值100V、峰值約140V的交流系統(tǒng)。而且，在陰天、早晨、傍晚等情況下，鑒于發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出下降，希望將發(fā)電系統(tǒng)的最大輸出電壓設(shè)定成200V以上。根據(jù)圖18～圖23說明這種發(fā)電系統(tǒng)的例子。
圖18所示的發(fā)電系統(tǒng)1A為組裝到一塊封裝板的封裝板結(jié)構(gòu)，可稱為發(fā)電板。
該發(fā)電系統(tǒng)1A具有配置成發(fā)電方向一致的發(fā)電單元21A～25A和多個(gè)電雙層電容器29組成的例如48個(gè)發(fā)電裝置2A、與所述逆變器電路3相同的逆變器電路3A、該逆變器電路3A輸入側(cè)的正母線6A和負(fù)母線7A、開關(guān)機(jī)構(gòu)Sma(由開關(guān)S71～S74和開關(guān)S81～S84等組成)、輸出端子8A和9A、以及控制裝置(未示出)等。開關(guān)機(jī)構(gòu)Sma用于取得與上述實(shí)施方式的圖1所示的發(fā)電系統(tǒng)1的開關(guān)機(jī)構(gòu)相同的功能，開關(guān)S71～S74切換發(fā)電組件21A～24A的負(fù)極60A對(duì)負(fù)母線7A接通的狀態(tài)和阻斷的狀態(tài)，與上述開關(guān)S1～S7相同。開關(guān)S81～S84有選擇地將發(fā)電組件22A～25A的正極62A連接到正極側(cè)相鄰的發(fā)電組件21A～24A的負(fù)極60A和正母線6A中的一個(gè)，與上述開關(guān)S11～S17相同。
所述發(fā)電組件21A～24A結(jié)構(gòu)相同，因而說明發(fā)電組件21A和電雙層電容器29。如圖19所示，發(fā)電組件21A將發(fā)電單元30A配置成例如10行、100列的矩陣狀，并且如圖中所示那樣將這些發(fā)電單元30A加以并聯(lián)和串聯(lián)。這時(shí)，每一按1個(gè)串聯(lián)且并聯(lián)成100個(gè)的并聯(lián)發(fā)電單元30A分別并聯(lián)1個(gè)電雙層電容器29。所以，因輸出電壓特性偏差和陽(yáng)光遮擋而部分發(fā)電單元30A為阻斷狀態(tài)時(shí)，并聯(lián)的電雙層電容器29輸出儲(chǔ)蓄的直流電，從而能大幅度提高發(fā)電組件21A的發(fā)電性能，實(shí)用性和耐久性良好。
上述“10行、100列的矩陣狀”是示范的例子，行數(shù)不限于10行，有時(shí)為100行、幾百行。列數(shù)不限于100列，有時(shí)為幾十列、幾百列、幾千列。
這時(shí)，不必每一發(fā)電單元30A設(shè)置防止反向電流用的二極管，可謀求發(fā)電系統(tǒng)1A小型化和降低成本。
發(fā)電單元30A本身與上述發(fā)電單元30相同，各發(fā)電單元30A的輸出電壓為0.5V～0.6V，因而發(fā)電組件21A～25A各自的最大輸出電壓(晴天時(shí)的輸出)為例如5.0V～6.0V。
然后，構(gòu)成通過適當(dāng)切換這些負(fù)極側(cè)開關(guān)S71～S74和正極側(cè)開關(guān)S81～S84，可切換成圖20所示的“發(fā)電模式M1、M2、……、M48”和“輸出電壓”。
本案申請(qǐng)人申請(qǐng)的多個(gè)國(guó)際申請(qǐng)(例如PCT/JP00/07360、PCT/JP01/06972、PCT/JP01/09234、PCT/JP01/11416)已提出將所述發(fā)電組件21A那樣的發(fā)電組件構(gòu)成封裝板狀結(jié)構(gòu)的技術(shù)。
可將以上說明的發(fā)電系統(tǒng)1A(發(fā)電板)構(gòu)成不僅由1塊而且由多塊發(fā)電板組成的發(fā)電系統(tǒng)。但是，控制裝置可僅設(shè)1個(gè)。如圖21所示，例如此發(fā)電系統(tǒng)1A中，設(shè)置2塊發(fā)電系統(tǒng)1A(發(fā)電板)，并設(shè)置將2塊發(fā)電系統(tǒng)1A切換成串聯(lián)狀態(tài)和并聯(lián)狀態(tài)的開關(guān)機(jī)構(gòu)。該開關(guān)機(jī)構(gòu)由開關(guān)S65、S66等組成。開關(guān)S65可使圖中所示的電路通斷，并且與上述開關(guān)S1～S7相同，也例如由npn型雙極性晶體管構(gòu)成。開關(guān)66可切換有選擇地連接1個(gè)任一方的接點(diǎn)的狀態(tài)和不連接任一接點(diǎn)的狀態(tài)，并且與上述開關(guān)S11a～S17a相同，也例如由2個(gè)npn型雙極性晶體管構(gòu)成。利用此開關(guān)機(jī)構(gòu)，可切換成將2個(gè)發(fā)電裝置1A串聯(lián)的狀態(tài)和將該裝置并聯(lián)的狀態(tài)。然后，將這2個(gè)發(fā)電裝置1A組成的發(fā)電裝置的輸出端子8B、9B連接到交流系統(tǒng)，并利用控制裝置控制此發(fā)電系統(tǒng)，使其輸出功率與交流系統(tǒng)的頻率和電壓等關(guān)聯(lián)。
在并聯(lián)2塊發(fā)電板的狀態(tài)下，可如圖20所示那樣切換此發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓。在錯(cuò)開2塊發(fā)電板的發(fā)電模式并將發(fā)電板串聯(lián)的狀態(tài)下，可如圖22的總計(jì)電壓那樣切換此發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓。
但是，也可通過一面適當(dāng)切換將2塊發(fā)電板并聯(lián)的狀態(tài)和串聯(lián)的狀態(tài)，一面適當(dāng)設(shè)定2塊發(fā)電板的發(fā)電模式，將該發(fā)電裝置的輸出電壓切換成5V～6V、10V～12V、15V～18V、30V～36V、40V～48V、60V～92V、80V～96V、120V～144V、200V～240V、240V～288V、360V～432V、480V～576V。但是，上述輸出電壓和圖20、圖22的輸出電壓是表示全部發(fā)電單元發(fā)電輸出最大時(shí)的例子的電壓。在陰天、早晨、傍晚等因太陽(yáng)光入射量減小而發(fā)電裝置輸出電壓降低時(shí)，圖22所示的總計(jì)輸出電壓實(shí)際上降低幾％～幾十％。如圖23所示，這種發(fā)電系統(tǒng)可將實(shí)線所示的對(duì)交流電壓的交流波形70階梯狀地變化的電壓波形71的交流電輸出到單相交流市電系統(tǒng)。
此發(fā)電系統(tǒng)1A將多個(gè)半導(dǎo)體組件21A～25A、多個(gè)電雙層電容器29、逆變器電路3A、多個(gè)開關(guān)S71～S74和S81～S84全部裝入到1塊封裝板，因而可根據(jù)需要做成在1塊半導(dǎo)體芯片裝入逆變器電路和多種開關(guān)的結(jié)構(gòu)，使總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，能降低成本。
而且，可通過將多個(gè)發(fā)電系統(tǒng)(發(fā)電板)組合成各種形態(tài)，產(chǎn)生期望頻率、期望輸出電壓或期望輸出電流的交流電，所以通用性和自由度良好。
有關(guān)圖21～圖22的說明以裝備2塊發(fā)電板(發(fā)電系統(tǒng))的發(fā)電系統(tǒng)為例進(jìn)行了闡述，但實(shí)際上也能構(gòu)成設(shè)置多塊發(fā)電板，并且一面切換其并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)，一面輸出適合供給家庭等的單相交流市電系統(tǒng)的電壓或電流的功率。
圖18的發(fā)電系統(tǒng)和圖21所示的發(fā)電系統(tǒng)中，也能取得與上述發(fā)電系統(tǒng)1基本相同的作用效果，因而這里省略說明。
說明局部變換上述實(shí)施方式的例子。
(1)上述發(fā)電系統(tǒng)1、1A對(duì)設(shè)在逆變器電路3的輸出端電路的濾波器和阻抗等省略其說明，但實(shí)際的發(fā)電系統(tǒng)中，根據(jù)需要設(shè)置濾波器和阻抗等。
(2)以產(chǎn)生單相交流電時(shí)為例說明了逆變器電路3、3A，但有時(shí)逆變器電路將發(fā)電裝置2、2A發(fā)生的直流電變換成三相交流電；這時(shí)，從發(fā)電裝置發(fā)生的直流電變換成與三相交流的各相對(duì)應(yīng)的交流電。
(3)有時(shí)將整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)1構(gòu)成單一板狀或封裝板狀。有時(shí)也對(duì)上述圖18所示的發(fā)電系統(tǒng)將例如圖21那樣裝備多組的發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成單一板狀或封裝板狀。
(4)不必分別制作各發(fā)電組件21～28、21A～25A，有時(shí)當(dāng)作整體一起制作。例如，往往會(huì)使所取結(jié)構(gòu)將圖18的多個(gè)發(fā)電組件表觀上構(gòu)成1個(gè)發(fā)電組件，而電路上如圖18那樣具有多個(gè)發(fā)電組件。
(5)以連接外部的交流系統(tǒng)的他勵(lì)型發(fā)電系統(tǒng)為例說明了上述發(fā)電系統(tǒng)1、1A，但備置產(chǎn)生基準(zhǔn)交流電壓的單元的自勵(lì)型發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)然也能用本發(fā)明。
(6)上述發(fā)電系統(tǒng)1、1A中，也可在各電雙層電容器29a、29b的并聯(lián)位置將通斷開關(guān)與電雙層電容器29a、29b串聯(lián)，并根據(jù)需要只在將通斷開關(guān)切換到導(dǎo)通端時(shí)輸出電雙層電容器29a、29b儲(chǔ)蓄的直流電。
(7)作為蓄電單元，不限于電雙層電容器29a、29b，也可為蓄電容量大的電解電容器、二次電池、蓄電池等可積蓄發(fā)生的電的各種蓄電單元。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電系統(tǒng)，具有發(fā)生直流電的發(fā)電裝置和將該發(fā)電裝置發(fā)生的直流電變換成交流電的逆變器電路，其特征在于，所述發(fā)電裝置，具有各自設(shè)置多個(gè)發(fā)電單元或發(fā)電部的多個(gè)發(fā)電組件、以及與多個(gè)發(fā)電組件的各組件并聯(lián)連接的至少1個(gè)蓄電單元，并且設(shè)置連接所述逆變器電路的輸入端的正負(fù)母線、能使多個(gè)發(fā)電組件的各正極對(duì)正母線導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第1開關(guān)單元、能使多個(gè)發(fā)電組件的各正極對(duì)單側(cè)相鄰的發(fā)電組件的負(fù)極導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第2開關(guān)單元、以及能使多個(gè)發(fā)電組件的各負(fù)極對(duì)負(fù)母線導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第3開關(guān)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元分別由半導(dǎo)體開關(guān)元件構(gòu)成，并且設(shè)置通過控制切換這些多個(gè)的第1、第2、第3開關(guān)單元逐級(jí)切換所述發(fā)電裝置的輸出電壓的控制裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，結(jié)構(gòu)上做成將所述多個(gè)發(fā)電組件分成多個(gè)群，并且由所述控制裝置使各群的多個(gè)發(fā)電組件在由多個(gè)第2開關(guān)單元串聯(lián)的狀態(tài)下，可由第1、第3開關(guān)單元并聯(lián)到正負(fù)母線。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器電路具有多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件，并且由所述控制裝置控制這些半導(dǎo)體開關(guān)元件。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置檢測(cè)出接受所述發(fā)電系統(tǒng)供電的交流電系統(tǒng)的電壓的電壓檢測(cè)單元，所述控制裝置根據(jù)電壓檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)，控制第1、第2、第3開關(guān)單元以及所述逆變器電路的多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，將所述發(fā)電組件的多個(gè)發(fā)電單元加以并聯(lián)和串聯(lián)連接，而且排列成多行、多列的矩陣狀。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述各發(fā)電單元由在粒狀半導(dǎo)體上添入pn結(jié)的太陽(yáng)電池組成。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置由層疊多個(gè)單電池的燃料電池構(gòu)成，由所述單電池組成所述各發(fā)電單元。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電單元是電雙層電容器。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電單元是二次電池。
全文摘要
本發(fā)電系統(tǒng)(1)具有發(fā)生直流電的發(fā)電裝置(2)和將直流電變換成交流電的逆變器電路(3)，發(fā)電裝置(2)具有各自設(shè)置多個(gè)發(fā)電單元(30)的多個(gè)發(fā)電組件(21～28)和與多個(gè)發(fā)電組件(21～28)的各組件并聯(lián)的至少1個(gè)蓄電單元。設(shè)置能使多個(gè)發(fā)電組件(22～28)的各正極(62)對(duì)正母線(6)導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第1開關(guān)單元(S11a～S17a)，設(shè)置能使多個(gè)發(fā)電組件(22～28)的各正極(62)對(duì)單側(cè)相鄰的發(fā)電組件(21～27)的負(fù)極(60)導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第2開關(guān)單元(S11b～S17b)，設(shè)置能使多個(gè)發(fā)電組件(21～27)的各負(fù)極(60)對(duì)負(fù)母線(7)導(dǎo)通或阻斷的多個(gè)第3開關(guān)單元(S1～S7)，并且可通過切換開關(guān)單元(S1～S7、S11a～S17a和S11b～S17b)使直流輸出電壓逐級(jí)增減。
文檔編號(hào)H02J1/00GK1771641SQ0382649
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2003年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月9日
發(fā)明者中田仗祐 申請(qǐng)人:京半導(dǎo)體股份有限公司