JP2016139378A - 光電池の動作点制御方法、及び、光電池システムとその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御安定性と高速応答性、そして追尾効率性を備えた光電池の動作点制御方法、及び関連する方法、システムを提供することを課題とする。
【解決手段】
光電池の出力電力を、スイッチ式の電力制御器を介して負荷側に出力する光電池システムにおいて、スイッチングの時比率変更幅を２段階の固定値とし、動作点が最大電力点を越えたことに応じて、大きい変更幅から小さい変更幅へと（高速モードから高分解能モードへと）切り替えを行う。さらに、時比率調整の時間間隔を、出力電力の変化量に応じて可変としてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光電池の出力電力制御に関する。特に本発明は、スイッチ式の電力制御器を用いて光電池の動作点を最大電力点に向かって制御するための方法及びシステムに関する。

太陽電池等、光電池の出力電力を最大化する方法においては、特許文献１等に示される山登り法が広く知られている。山登り法は、その単純なアルゴリズムにより複雑な演算を必要とせず、廉価なコンピュータで十分に制御が可能である一方、制御デューティを少しずつ変化させながら最大電力点を探索するため、高速応答性に欠ける。山登り法においては追尾効率と応答性がトレードオフの関係にあるが、両者を両立する手法を得るべく様々な研究がなされている。一例として、インクリメンタルコンダクタンス法（非特許文献１）やフィボナッチ探索法を用いた方法（非特許文献２）、太陽電池のダイオード特性を利用したニュートン法（非特許文献３）、太陽電池の特性を予め数式近似する予測法（特許文献２）等がある。また、山登り法にも改良手法が提案されているが（特許文献３，非特許文献４等）、その多くにおいて、最大電力点から制御点が離れているときは探索のステップ幅を大きくし、最大電力点に近付くとステップ幅を小さくする手法が取られている。中でも、特許文献３に示される、太陽電池電圧に対する出力電力の変化量に応じてステップ幅の変化量を可変する手法は優れた方法として知られている。

特開昭５７−２０６９２９号公報 特開２０１２−９３８６９号公報 特開平６−８３４６５号公報

Jun Youn Ahn, Jong Hoo Park, B.H.Cho, K.J.Yoo, Analog MPPT for connected single-phase system, KIPE conference, pp.785-788, 2003. Masafumi Miyatake, Tooru Kouno and Motomu Nakano, Maximum Power Point Tracking Control Employing Fibonacci Search Algorithm for Photovoltaic Power Generation System, International Power Electronics Conference (ICPE'01), pp.622-625, Seoul (2001/10). M. Nakahara, M. Iwasa, Fast MPPT Algorithm of Solar Battery, E. E. Report, Vol.16 No.1, 2010, pp.90-95. Veerachary Mummadi, Improved Maximum Power Point Tracking Algorithm For Photovoltaic Sources, IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies (2008), pp. 301-305.

地上のような系統連系を有しない宇宙機には、機器のオンオフ切り替えに伴う負荷トランジェントに対して高速応答性が求められる。多くの宇宙機は太陽電池を電力源とし、余剰電力をバッテリに蓄えることで電力運用されている。負荷電力が小さくバッテリが満充電の場合は、出力電圧を目標値に向かって制御することにより太陽電池の出力を絞る制御（ＣＶ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ制御）が行われるが、宇宙機の搭載機器は頻繁にオンオフの切り替えを繰り返しているため、この切り替えに伴って負荷電流がステップ状に変化することにより、太陽電池に接続されたコンバータ等、電力制御器の出力電圧に攪乱（負荷トランジェント）が生じる。この負荷トランジェントの影響を打ち消すべく、太陽電池出力を上げる制御（ＰＰＴ：Ｐｅａｋ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｃｋｉｎｇ制御）が行われる。この時、速やかにＰＰＴ制御ができない場合は、バッテリからの放電によって電力を賄うことによりバッテリの寿命を縮めることになるか、あるいは大きなキャパシタバンクが必要となる。そのような問題を避けるべく、ミリ秒オーダーの高速応答性を有したＰＰＴ制御の確立が必要である。既存技術では、太陽電池の電気的特性や制御器の入出力特性を考慮し、最大電力点を予測する方法が提案されているが、ミッション期間中の太陽電池特性を総じて的確に予測することは困難であり、制御器の特性パラメータ値の決定も複雑となる。また、特許文献３に示される手法は、演算に割り算を使用するため計算が高負荷になりやすく、ステップ幅が不定であるため、トランジェントに対する安定性が課題である。また、山登り法をベースとする制御では、制御デューティの更新周波数を制御回路の共振周波数以上に上げると動作が不安定になる欠点がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消するべく、制御安定性と高速応答性、そして追尾効率性を備えた光電池の動作点制御方法、及び関連する方法、システムを提供することを課題とする。

本発明は、太陽電池等の光電池における出力電力を最大化する方法として、コンバータ等の電力制御器の制御デューティ（時比率）変更幅（ステップ幅）を２段階の固定値とし、ステップ幅を大きくとる高速モードと小さくとる高分解能モードを設定することを提案する。光電池の動作点が最大電力点を越えて移動したことを検出し、モードの切り替えを行う。また本発明は、これらと併せて、制御周波数を電力の変化量に応じて可変とすることを提案する。

具体的に、本発明は、スイッチを有する電力制御器を介して光電池の出力電力を負荷側へと出力する光電池システムを用いて実施される方法であって、スイッチのオンオフ切り替えの時比率を変更することにより、光電池の動作電圧を変化させる段階と、動作電圧の変化により光電池の出力電力が増加した場合には、動作電圧の上記変化と同じ方向へと、減少した場合には異なる方向へと、時比率を再び変更することにより光電池の動作電圧を再び変化させる段階とを備えることにより、光電池の動作電圧を繰り返し変化させ、光電池の動作点を最大電力点に向かって制御するよう構成され、光電池の動作点の最大電力点に向かった制御における時比率の変更幅としては、第一の変更幅と、第一の変更幅よりも小さい第二の変更幅とのいずれかを用い、第一の変更幅を用いた時比率の変更により動作点が最大電力点を越えて移動したと判断された時に、用いる変更幅を第二の変更幅へと切り替えるよう更に構成された、光電池の動作点制御方法を提供する。

上記方法において、時比率の変更を繰り返す時間間隔を、光電池の出力電力の変化量に応じて調整するよう更に構成することができる。

また本発明は、電力制御器から負荷側へと出力される出力電圧の値が所定の設定電圧値以上であることを条件として、又は設定電圧値を超えることを条件として、条件が満たされない場合に上記光電池の動作点制御方法を実施し、光電池の動作点を最大電力点に向かって制御する段階と、条件が満たされる場合において、出力電圧の値が出力電圧目標値を超える場合には出力電圧を降下させ、出力電圧の値が出力電圧目標値を下回る場合には出力電圧を上昇させるよう、時比率を変更することにより、出力電圧を出力電圧目標値に向かって制御する段階とを備えた、光電池システムの制御方法を提供する。

上記光電池システムにおいて、電力制御器としてはＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータを用いることができる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータに対して負荷側にインバータ回路を更に接続してもよい。

さらに本発明は、光電池と、光電池の出力電力を負荷側へと出力する、スイッチを有する電力制御器とを備え、スイッチのオンオフ切り替えの時比率を変更することにより、光電池の動作電圧を変化させ、動作電圧の変化により光電池の出力電力が増加した場合には、動作電圧の上記変化と同じ方向へと、減少した場合には異なる方向へと、時比率を再び変更することにより光電池の動作電圧を再び変化させることにより、光電池の動作電圧を繰り返し変化させ、光電池の動作点を最大電力点に向かって制御するよう構成され、光電池の動作点の最大電力点に向かった制御における時比率の変更幅としては、第一の変更幅と、第一の変更幅よりも小さい第二の変更幅とのいずれかを用い、第一の変更幅を用いた時比率の変更により動作点が最大電力点を越えて移動したと判断された時に、用いる変更幅を第二の変更幅へと切り替えるよう更に構成された、光電池システムを提供する。

上記システムにおいて、時比率の変更を繰り返す時間間隔を、光電池の出力電力の変化量に応じて調整するよう更に構成することができる。

また本発明は、電力制御器から負荷側へと出力される出力電圧の値が所定の設定電圧値以上であることを条件として、又は設定電圧値を超えることを条件として、条件が満たされない場合に、光電池の動作点の最大電力点に向かった上記制御を実施するよう構成され、条件が満たされる場合において、出力電圧の値が出力電圧目標値を超える場合には出力電圧を降下させ、出力電圧の値が出力電圧目標値を下回る場合には出力電圧を上昇させるよう、時比率を変更することにより、出力電圧を出力電圧目標値に向かって制御するよう更に構成された光電池システムを提供する。

上記光電池システムにおいて、電力制御器としてはＤＣ／ＤＣコンバータを用いることができる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータに対して負荷側にインバータ回路を更に接続してもよい。

本発明により、光電池の動作点制御において追尾効率と高速応答の両立が可能となる。また、制御安定性と高速応答の両立も可能となる。これらの利点を備えた、本発明に従う動作点制御によれば、追尾効率を犠牲にしないミリ秒オーダーでの高速応答が可能となるため、負荷トランジェントが生じた際にバッテリからの放電を防ぎ、バッテリの長寿命化を図ることができる。あるいは、大きなキャパシタバンクが不要となり、光電池システムにおける部品点数の削減並びに小型軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態に従う光電池の動作点制御のために用いることができる、太陽電池、電力制御器、バッテリ、負荷の接続例を示す概略図。 本発明の一実施形態に従う太陽電池システムの回路図。 本発明の一実施形態に従う、太陽電池の動作点制御及び太陽電池システムの制御のためのフローチャート。 高速モードと高分解能モードの切り替えを示す概念図。横軸が太陽電池ＰＶに印加される電圧で、縦軸が太陽電池ＰＶより出力される電力である。 太陽電池の出力電力の変化量に応じた、時比率変更の時間間隔の調整を説明する概念図。 図２の太陽電池システムにおいてＤＣ／ＤＣコンバータの負荷側にインバータ回路を接続したときの回路図。 本発明の一実施形態に従う、太陽電池の動作点制御のためのフローチャート。

以下、本発明による光電池の動作点制御方法、及び、光電池システムとその制御方法を実施するための形態を、図面を用いて説明する。なお、本発明に係る各種の方法、システムの技術的範囲は後述の各実施例において開示される具体的態様に限らず、本発明の範囲内で適宜変更可能である。

光電池システムの構成
本発明は、太陽電池等の光電池にコンバータ、インバータ等の電力制御器を接続して構成される光電池システム、及び、当該システムに適用可能な各種制御方法を提案する。各要素の代表的な接続例を図１で概念的に示す。

光電池の典型例である太陽電池は、一例において、シリコン（Ｓｉ）半導体にリン（Ｐ）をドープしてなるｎ型半導体と、シリコン半導体にホウ素（Ｂ）をドープしてなるｐ型半導体とを接合させて、ｎ型半導体側とｐ型半導体側の両面にそれぞれ電極を取り付けることにより作製される。太陽電池は典型的に、動作電圧（印加される電圧）が上昇するに応じて出力電流が減少する電流電圧特性を有しており、後述の図４のグラフに示すとおり、ある電圧Ｖ_mpにおいて最大電力で動作する（この動作点を最大電力点と呼ぶ。）。大きな電力を出力させるためには、上述のように作製される太陽電池（セル）を直並列に多数接続した太陽電池パネルとして使用することが多い。ただし本発明においては、シリコン半導体をベースとした上述の太陽電池以外の任意の太陽電池、又はセレン光電池等、任意の光電池を用いることができる。

本実施例においては、電力制御器を介して太陽電池の出力電力を負荷側へと出力する太陽電池システムにおいて、バッテリの過電圧を防ぐ等の目的で電力制御器の出力側バス電圧を目標値へと制御するＣＶ制御（基本的には太陽電池からの出力電流を絞っていく、すなわち太陽電池の電圧を大きくしていく制御となる。）と、出力側バス電圧が負荷トランジェントの影響等により降下した時に、バッテリからの放電を防ぐ等の目的で太陽電池の出力電力の最大化を図るＰＰＴ制御とを実施することにより、負荷側の機器におけるオンオフ切り替え等によりシステム内に乱れが発生する状況であっても安定動作を可能とするためのシステム、方法が開示される。

図１における各要素の接続態様を、図２の回路図でより具体的に示す。図２の回路においては、入力側キャパシタＣ₁，ＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチＳ₁，Ｓ₂，インダクタＬ₁，出力側キャパシタＣ₂からなる同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に太陽電池ＰＶを接続して太陽電池システムを構成し、当該システムの出力側に負荷Ｌｏａｄが接続されている。太陽電池システムと負荷Ｌｏａｄの間には、直並列接続されたキャパシタ鎖からなるキャパシタバンクＣＢ、及び二次電池等を直列接続してなるバッテリＢが接続されている。また、同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータにおける入力側バス電圧（キャパシタＣ₁の電圧であり、太陽電池ＰＶの動作電圧）、太陽電池ＰＶを流れる電流、同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータにおける出力側バス電圧（キャパシタＣ₂の電圧）を測定するために電圧計や電流計がそれぞれ接続されており、これらによる測定値を表わすアナログ信号はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータによりデジタル信号へと変換されて演算回路に入力される。演算回路においては、各種測定値を用いて後述のとおり各種の条件判断や演算が行われて、スイッチＳ₁，Ｓ₂に対して設定すべき時比率（スイッチング周期に対するオン期間の割合）が決定される。決定された時比率を表わす信号はドライブ回路へと入力され、ドライブ回路からの命令信号により、スイッチＳ₁，Ｓ₂は決定された時比率でオンオフ切り替えを繰り返す。なお、Ａ／Ｄコンバータ、演算回路、ドライブ回路は図２に示すとおり別個の機器、回路として構成されてもよいし、あるいはこれら全ての機能を担う単独の処理装置として構成されてもよい。これらによって実現される判断、演算等の機能を、任意の数の機器、回路に任意に分担させることが可能である。またＡ／Ｄコンバータによって測定値のアナログ信号をデジタル化することも必須ではなく、アナログ制御により上記判断、演算等の機能を備えてもよい。

本実施例においては、スイッチＳ₁のオン期間中にはスイッチＳ₂がオフとされ、スイッチＳ₁のオフ期間中にはスイッチＳ₂がオンとなるよう、両スイッチＳ₁，Ｓ₂はドライブ回路により制御される。したがって、演算回路により決定されるスイッチＳ₁の時比率をＤ（０≦Ｄ≦１）とすればスイッチＳ₂の時比率は１−Ｄである。

同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作において、まずスイッチＳ₁がオン、スイッチＳ₂がオフである期間には、入力側バス電圧の大きさをＶ_inとし、出力側バス電圧の大きさをＶ_outとすれば、インダクタＬ₁には（Ｖ_in−Ｖ_out）の電圧が印加される（インダクタＬ₁に入力側から出力側へと電流を流す極性の電圧を正とする。）。スイッチングの周期をＴとすれば、スイッチＳ₁のオン期間は上記時比率Ｄを用いてＤＴと表わされるので、当該オン期間中にインダクタＬ₁において生じる磁束の増加分は（Ｖ_in−Ｖ_out）ＤＴと表わされる。

次に、スイッチＳ₁がオフ、スイッチＳ₂がオンである期間において、インダクタＬ₁には、スイッチＳ₁のオン期間とは逆の極性で大きさがＶ_outの電圧が印加される。スイッチＳ₁のオフ期間は（１−Ｄ）Ｔと表わされるので、当該オフ期間中にインダクタＬ₁において生じる磁束の減少分はＶ_out（１−Ｄ）Ｔと表わされる。同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータが定常状態で動作するならば、上記磁束の増加分と減少分が釣り合うため（Ｖ_in−Ｖ_out）ＤＴ＝Ｖ_out（１−Ｄ）Ｔが成立し、入出力電圧比Ｖ_out／Ｖ_in＝Ｄが得られる。すなわち、同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータは降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータと同様に動作する。ただし、電力制御器としては、降圧型、昇圧型、昇降圧型等、任意のコンバータや、実施例２で用いるインバータを初めとする任意のインバータの他、スイッチにより動作する任意の電力制御器を用いてよい。本実施例においては、時比率Ｄを介して上記入出力電圧比Ｖ_out／Ｖ_inを変更することにより、出力側バス電圧や太陽電池ＰＶの動作点を制御する。

光電池システムの動作
図２の太陽電池システムを用いて、当該システム、及び太陽電池ＰＶの動作点を制御するためのフローチャートを図３に示す。

まず初期設定（ステップＳ３０１）として、時比率Ｄの初期値、ＣＶ制御とＰＰＴ制御のいずれを実施するかの判断に用いられる所定の設定電圧値、ＣＶ制御における出力側バス電圧の目標値であるＣＶ電圧値、ＣＶモードにおける時比率Ｄの変更幅、ＰＰＴ制御において後述の高速モードと高分解能モードのそれぞれで用いられる時比率Ｄの変更幅（２つの異なる変更幅ｄＤ₁，ｄＤ₂とする。ただしｄＤ₁＞ｄＤ₂）、後述の各種計算に用いられる数値等が演算回路内のメモリに記憶されるとともに、後述の処理で用いられる各種フラグがＯＦＦとして当該メモリに記憶される。その後、任意のタイミングで（典型的には太陽電池システムの運用開始時に外部からの命令信号を受けた各種機器、回路が動作を開始する等して）処理はステップＳ３０２以降へ進む。フローチャートから明らかなとおり、ステップＳ３０２から進んだ処理がステップＳ３１１又はステップＳ３２０へと至り、その後ステップＳ３０２へと戻るループ処理が行われる。

ステップＳ３０２においては、同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータが或る時比率Ｄ（ステップＳ３０２が初めて実施される場合には、ステップＳ３０１で与えられた初期値）で動作している状態で、図２に示される各電圧計、電流計により電圧や電流が測定されて、測定値を示すアナログ信号がＡ／Ｄコンバータでデジタル信号へと変換された上で演算回路に入力される。演算回路には、各電圧計、電流計が測定した出力側バス電圧値、太陽電池ＰＶからの出力電流値、太陽電池ＰＶの動作電圧値が入力され、太陽電池ＰＶの電流値と電圧値を用いた乗算により、当該演算回路において太陽電池の出力電力値が計算されて当該演算回路のメモリに記憶される。また、ステップＳ３０２の処理が２回目以降に行われる場合は、前回計算された太陽電池の出力電力値と今回計算された太陽電池の出力電力値の差が演算回路において計算され、そのメモリに記憶される。

次にステップＳ３０３において、出力側バス電圧値と上記設定電圧値の大小関係が演算回路により判定される。ステップＳ３０４に示すとおり、測定された出力側バス電圧値が設定電圧値よりも大きい場合、処理はステップＳ３０５以降のＣＶ制御へと進み（ＣＶモード）、出力側バス電圧値が設定電圧値以下である場合、処理はステップＳ３１３以降のＰＰＴ制御へと進む（ＰＰＴモード）。ただし、出力側バス電圧値が設定電圧値に等しい場合にはＣＶ制御に進むこととしてもよい。

まずステップＳ３０５以降のＣＶ制御について説明する。ステップＳ３０６において、出力側バス電圧値と上記ＣＶ電圧値の大小関係が演算回路により判定される。出力側バス電圧値の方が大きい場合には、出力側バス電圧を降下させるべく、ステップＳ３０１で与えられたＣＶモードにおける時比率Ｄの変更幅だけスイッチＳ₁の時比率Ｄを下げるべきであるとの決定が演算回路によりなされる（ステップＳ３０７）。出力側バス電圧値がＣＶ電圧値よりも小さい場合には、出力側バス電圧を上昇させるべく、上記ＣＶモードにおける時比率Ｄの変更幅だけスイッチＳ₁の時比率Ｄを上げるべきであるとの決定が演算回路によりなされる（ステップＳ３１２）。なお、出力側バス電圧値がＣＶ電圧値と等しい場合は、時比率の変更をスキップして後述のステップＳ３０９まで進んでもよいし、あるいは分岐を単純にする目的でステップＳ３０７かＳ３１２に進むこととしてもよい。

ステップＳ３０８において、実際に時比率Ｄを変更する動作（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，パルス幅変調出力）が行われる。具体的に、ステップＳ３０７においてスイッチＳ₁の時比率を下げるべきであると決定された場合は、演算回路が、現時点の時比率から上記ＣＶモードにおける時比率Ｄの変更幅だけ下げた時比率Ｄの値（ゼロ以下となる場合は、所定の下限値で置き換える。この下限値も、ステップＳ３０１の初期設定で演算回路のメモリに記憶される。）を新たな時比率Ｄの値と決定し、新たな時比率Ｄの値を表わす信号をドライブ回路に送信する。ドライブ回路は、スイッチＳ₁が新たな時比率Ｄでオンオフ切り替えを行い、スイッチＳ₂が（１−「新たな時比率Ｄ」）でオンオフ切り替えを行うよう、スイッチＳ₁，Ｓ₂に命令信号を出力する。これにより同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態が変更されて、出力側バス電圧が降下する。

一方、ステップＳ３１２においてスイッチＳ₁の時比率を上げるべきであると決定された場合は、ステップＳ３０８において、演算回路が、現時点の時比率から上記ＣＶモードにおける時比率Ｄの変更幅だけ上げた時比率Ｄの値（１以上となる場合は、所定の上限値で置き換える。この上限値も、ステップＳ３０１の初期設定で演算回路のメモリに記憶される。）を新たな時比率Ｄの値と決定し、新たな時比率Ｄの値を表わす信号をドライブ回路に送信する。ドライブ回路は、スイッチＳ₁が新たな時比率Ｄでオンオフ切り替えを行い、スイッチＳ₂が（１−「新たな時比率Ｄ」）でオンオフ切り替えを行うよう、スイッチＳ₁，Ｓ₂に命令信号を出力する。これにより同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態が変更されて、出力側バス電圧が上昇する。

次にステップＳ３０９において、太陽電池システムの動作がＣＶモードにあることを示すＣＶフラグがオンとされて演算回路のメモリに記憶される。また後述のとおり太陽電池システムの動作がＰＰＴモードにあることを示すＰＰＴフラグや、更に高分解能モードにあることを示す高分解能フラグがオフにリセットされて演算回路のメモリに記憶される（ステップＳ３１０）。その後、所定の待機時間が経過するのを待った上で（ステップＳ３１１。この待機時間も、ステップＳ３０１の初期設定で演算回路のメモリに記憶される。）、処理はステップＳ３０２に戻り、各種データ計測以降の処理が再び行われる（各電圧計、電流計からはＡ／Ｄコンバータを介して電圧、電流の測定値が演算回路へと絶えず短い時間間隔で入力されており、上記待機時間が経過するごとに、演算回路において上述の計算、判定処理が開始されるとしてもよい。）。

次に、上述のステップＳ３０４において出力側バス電圧値が設定電圧値以下である場合に実施されるＰＰＴ制御について説明する。ステップＳ３１４において、演算回路により高分解能フラグがオフであるかどうかが判定される。初めてステップＳ３１３以降の処理が実施される場合やＣＶモードから移行した場合、高分解能フラグはオフであるため、処理はステップＳ３１５以降に進む。動作が後述の高分解能モードに既に入っている場合、高分解能フラグはオンであるため処理はステップＳ３２１以降に進む。

まずステップＳ３１５以降の処理について説明する。ステップＳ３１５において、今回行うべき時比率の変更が、前回の時比率の変更と同方向であるか否か（太陽電池の動作電圧の変更方向が同方向であるか否か）が演算回路により判定される。具体的には、前回のループ処理においてステップＳ３０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値と、今回のループ処理においてステップＳ３０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値との差（ステップＳ３０２にて演算回路のメモリに記憶されている。）をチェックし、今回の出力電力値が大きかった場合（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が増加した場合）には、今回行うべき時比率の変更は前回と同方向であると判断され、前回の出力電力値が大きかった場合（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が減少した場合）には、今回行うべき時比率の変更は前回と異なる方向であると判断される。同方向であると判断された場合、処理はステップＳ３１６以降へと進み（高速モード）、異なる方向であると判断された場合、処理はステップＳ３２１以降へと進む（高分解能モード）。なお、前回と今回との出力電力値が等しい場合には、時比率の変更をスキップして後述のステップＳ３２０まで進んでもよいし、あるいは分岐を単純にする目的でステップＳ３１６かＳ３２１に進むこととしてもよい。また、ステップＳ３１５の判定を初めて行う場合は、ステップＳ３１６以降の高速モードに進むものとする。

高速モードにおいては、前回と同じ方向に高速で太陽電池ＰＶの動作電圧を変化させるべく、前回行った時比率の変更と同じ方向に、高速モードの時比率変更幅ｄＤ₁だけ時比率Ｄを変更すべきであるとの決定が演算回路によりなされる（ステップＳ３１７）。高速モードの動作を初めて行う場合は、図４に示すとおり、ＣＶモード動作点（出力側バス電圧が上述の設定電圧値をとるときの、太陽電池ＰＶの動作電圧に対応）が最大電力点の電圧Ｖ_mpよりも高電圧側にあるものとして（理論計算、計算機シミュレーション、あるいは事前の測定により推定されるＶ_mpよりも高い電圧が太陽電池ＰＶに印加される状態の出力側バス電圧値として、設定電圧値を与えておく。本実施例においては典型的に、ＣＶモードは負荷側が電流を必要としていない状態で、ＰＰＴモードは負荷側が電流を必要としている状態なので、電流ＩについてはＩ（ＰＰＴモード）＞Ｉ（ＣＶモード）となり、太陽電池の特性から電圧ＶについてはＶ（ＣＶモード）＞Ｖ（ＰＰＴモード）となる。）、太陽電池ＰＶの動作電圧を降下させる方向にｄＤ₁だけ時比率Ｄを変更すべき（時比率Ｄを上げるべき）であるとの決定が演算回路によりなされる。ステップＳ３１８において、実際に時比率Ｄを変更する動作（ＰＷＭ出力）が行われる。具体的には、演算回路が、現時点の時比率から上記のとおりｄＤ₁だけ変更した時比率Ｄの値（ゼロ以下、又は１以上となる場合は、それぞれ演算回路のメモリに記憶された下限値又は上限値で置き換える。）を新たな時比率Ｄの値と決定し、新たな時比率Ｄの値を表わす信号をドライブ回路に送信する。ドライブ回路は、スイッチＳ₁が新たな時比率Ｄでオンオフ切り替えを行い、スイッチＳ₂が（１−「新たな時比率Ｄ」）でオンオフ切り替えを行うよう、スイッチＳ₁，Ｓ₂に命令信号を出力する。これにより同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態が変更される。次にステップＳ３１９において、太陽電池システムの動作がＰＰＴモードにあることを示すＰＰＴフラグがオンとされて演算回路のメモリに記憶される。

一方、ステップＳ３１５の判定により、前回とは異なる方向に時比率を変更するべきであると判断された場合（高速モードで行われた前回の時比率変更により太陽電池ＰＶの出力電力が減少した場合。演算回路はこの場合、太陽電池ＰＶの動作点が高速モード動作により最大電力点を越えて移動したと判断する。）、ＰＰＴ制御は高速モードから高分解能モードに切り替えられる（ステップＳ３２１）。これにより、時比率Ｄの変更幅はｄＤ₁からｄＤ₂へと切り替えられる。ステップＳ３１４において高分解能フラグがオンであった場合（ＰＰＴ制御が既に高分解能モードに入っている場合）も、引き続きステップＳ３２１以降で高分解能モードの動作が続行される。

高分解能モードにおいては、前回と同じ方向又は異なる方向へと、太陽電池ＰＶの動作電圧を高分解能で変化させるべく、前回行った時比率の変更と同じ方向又は異なる方向に、高分解能モードの時比率変更幅ｄＤ₂だけ時比率Ｄを変更すべきであるとの決定が演算回路によりなされる（ステップＳ３２２）。具体的に、ステップＳ３１５の判定を経由してステップＳ３２２に至った場合には、前回行った時比率の変更と異なる方向に時比率Ｄを変更すべきとの判断が演算回路によりなされ、ステップＳ３１４で高分解能フラグがオンであったとしてステップＳ３２２に至った場合（高分解能モードでの２回目以降の動作）には、ステップＳ３１５と同様に、前回のループ処理中にステップＳ３０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値に比べて今回のループ処理中にステップＳ３０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値が大きければ（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が増加した場合）前回と同方向に、前回の出力電力値が大きければ（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が減少した場合）前回と異なる方向に、時比率Ｄを変更すべき（ただし変更幅はｄＤ₂である。）であると演算回路が決定する（ステップＳ３１５と同様に、前回と今回との出力電力値が等しい場合には、時比率の変更をスキップして後述のステップＳ３２０まで進んでもよいし、あるいは前回と同方向又は異なる方向に時比率Ｄを変更すべきと予め定めておいてもよい。）。ステップＳ３２３において、実際に時比率Ｄを変更する動作（ＰＷＭ出力）が行われる。具体的には、演算回路が、現時点の時比率から上記のとおりｄＤ₂だけ変更した時比率Ｄの値（ゼロ以下、又は１以上となる場合は、それぞれ演算回路のメモリに記憶された下限値又は上限値で置き換える。）を新たな時比率Ｄの値と決定し、新たな時比率Ｄの値を表わす信号をドライブ回路に送信する。ドライブ回路は、スイッチＳ₁が新たな時比率Ｄでオンオフ切り替えを行い、スイッチＳ₂が（１−「新たな時比率Ｄ」）でオンオフ切り替えを行うよう、スイッチＳ₁，Ｓ₂に命令信号を出力する。これにより同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態が変更される。次にステップＳ３２４において、太陽電池システムの動作が高分解能モードにあることを示す高分解能フラグがオンとされて演算回路のメモリに記憶される。

高速モード又は高分解能モードで上述の動作が実施された後（あるいは上述のとおり、時比率変更がスキップされた後）、待機時間が経過するのを待ったうえで（ステップＳ３２０）、処理はステップＳ３０２に戻る（各電圧計、電流計からはＡ／Ｄコンバータを介して電圧、電流の測定値が演算回路へと絶えず短い時間間隔で入力されており、上記待機時間が経過するごとに、演算回路において上述の計算、判定処理が開始されるとしてもよい。）。ここにおいて、ＰＰＴ制御動作中にステップＳ３２０で用いられる上記待機時間は固定値でなくともよく、一例においては、演算回路のメモリに記憶されている、前回計算された太陽電池ＰＶの出力電力値と今回計算された太陽電池ＰＶの出力電力値の差に応じて変更される。一例として、適切な定数Ａ，ｋを用いて待機時間をＡ−ｋ｜ΔＰ｜と定義し、出力電力の差の絶対値が大きいほど係数ｋ＞０によって待機時間が短くなる（初めてＰＰＴ制御動作を行った時は、出力電力の差であるΔＰをゼロとして、待機時間は初期値Ａとする。また待機時間には、適宜上限値と下限値を設定する。後述の周波数についても同様。）よう調整してもよいし、あるいは、ループ処理の繰り返し周波数として、出力電力の差の絶対値に応じて大きくなる周波数を導入してもよい（図５）。待機時間、あるいは周波数の更新は一定回数のループ処理毎に行ってもよい。例えば、ループ処理を所定回数繰り返すごとに、（１）直近の当該所定回数のループ処理で、ステップＳ３０２において計算された太陽電池ＰＶの出力電力の平均値と、（２）それよりも前の当該所定回数のループ処理で同様に計算された出力電力の平均値と、の差をΔＰとして、上述のとおり待機時間や周波数を調整してもよい。

以上のとおり、出力側バス電圧を目標値に向かって制御するＣＶモードの動作と、太陽電池ＰＶの出力電力の最大化を図るＰＰＴモードの動作を選択的に繰り返すことにより、太陽電池システムの動作が制御される。特に、ＰＰＴモードにおいて上述のとおり高速モードと高分解能モードを選択的に実施して時比率の変更幅を可変とすることにより、負荷トランジェントに対する高速応答と高精度な最大電力追尾が可能である。さらに、上述のとおり時比率更新の時間間隔を、太陽電池の出力電力の変化量に応じて可変とする。すなわち、図５に概念的に示すとおり、電力の変化量が大きいときは更新周期を短くし、電力の変化量が小さいときは更新周期を長くする。このように時間間隔を可変とすることにより、最大電力点での制御安定を確保しつつ、トランジェント発生時は高速応答を優先し、制御回路の共振周波数に依存しない制御が可能となる。なお、ＰＰＴモードにおいて待機時間や繰り返し周波数を太陽電池の出力電力変化量に応じて可変とすることは必須ではなく、例えば高速モードと高分解能モードで待機時間の固定値を２種類用意し、上述のモード切り替え時に待機時間も切り替えるという構成も可能であるし、あるいはステップＳ３２０で用いられる待機時間を固定値としても構わない。それら固定値、上記定数Ａ，ｋ等も、ステップＳ３０１において演算回路のメモリに記憶される。

電力制御器の別の一例として、同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータに対して負荷Ｌｏａｄ側にインバータ回路を接続したときの回路図を図６に示す（キャパシタバンク、バッテリは不図示。これらを、出力側キャパシタＣ₂とインバータ回路との間に図２と同様に接続してもよい。）。インバータ回路部は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチＳ₃〜Ｓ₆、及び平滑化等のためのインダクタＬ₂から構成される。動作時においては、図２の回路構成時と同様にスイッチＳ₁，Ｓ₂が時比率Ｄ，１−Ｄでオンオフ切り替えを繰り返すことにより出力側バス電圧（直流電圧）がインバータ回路部へと出力されるとともに、インバータ回路部において、スイッチＳ₃，Ｓ₆がオンでスイッチＳ₄，Ｓ₅がオフの状態と、スイッチＳ₃，Ｓ₆がオフでスイッチＳ₄，Ｓ₅がオンの状態との切り替えを繰り返すことにより、負荷Ｌｏａｄに対して交流電圧が出力される（スイッチＳ₃，Ｓ₄，Ｓ₅，Ｓ₆も、スイッチＳ₁，Ｓ₂と同様にドライブ回路によって切り替えが制御される。当該ドライブ回路は不図示。）。図６の光電池システムは、図２の光電池システムと同様に図３のフローチャートに従って制御可能である。同様の制御によりＣＶモードにおいては出力側バス電圧（図６の場合も、キャパシタＣ₂の電圧に等しい）を目標値であるＣＶ電圧値に向かって制御しつつ、負荷トランジェント等の影響により出力側バス電圧が設定電圧値を越えて（又は設定電圧値以下に）降下した場合には、ＰＰＴモードに移行して太陽電池ＰＶの動作点を最大電力点に向かい制御することができる。

図３のフローチャートにおいては、出力側バス電圧値と設定電圧値との大小関係に応じてＣＶモードとＰＰＴモードに処理を分岐させていたが、図２，図６等の回路構成を備えた光電池システムを用いて行われる本発明の制御方法は、常にＰＰＴモードで行われることとしてもよい。この時のフローチャートは、図３のフローチャートからＣＶモードに関する処理を除いたものとなる（図７）。

まず初期設定（ステップＳ７０１）として、時比率Ｄの初期値、ＰＰＴ制御において高速モードと高分解能モードのそれぞれで用いられる時比率Ｄの変更幅（２つの異なる変更幅ｄＤ₁，ｄＤ₂とする。ただしｄＤ₁＞ｄＤ₂）、後述の各種計算に用いられる数値等が演算回路内のメモリに記憶されるとともに、後述の処理で用いられる各種フラグがＯＦＦとして当該メモリに記憶される。その後、任意のタイミングで（典型的には太陽電池システムの運用開始時に外部からの命令信号を受けた各種機器、回路が動作を開始する等して）処理はステップＳ７０２以降へ進む。フローチャートから明らかなとおり、ステップＳ７０２から進んだ処理がステップＳ７０９へと至り、その後ステップＳ７０２へと戻るループ処理が行われる。

ステップＳ７０２においては、同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータが或る時比率Ｄ（ステップＳ７０２が初めて実施される場合には、ステップＳ７０１で与えられた初期値）で動作している状態で、図２，図６に示される各電圧計、電流計により電圧や電流が測定されて、測定値を示すアナログ信号がＡ／Ｄコンバータでデジタル信号へと変換された上で演算回路に入力される。演算回路には、各電圧計、電流計が測定した太陽電池ＰＶからの出力電流値、太陽電池ＰＶの動作電圧値が入力され（ＣＶ制御を行わない場合、出力側バス電圧の測定は不要である。）、太陽電池ＰＶの電流値と電圧値を用いた乗算により、当該演算回路において太陽電池の出力電力値が計算されて当該演算回路のメモリに記憶される。また、ステップＳ７０２の処理が２回目以降に行われる場合は、前回計算された太陽電池の出力電力値と今回計算された太陽電池の出力電力値の差が演算回路において計算され、そのメモリに記憶される。

次にステップＳ７０３において、処理はＰＰＴ制御へと進む。図３のフローチャートのように、出力側バス電圧値と上記設定電圧値の大小関係を演算回路が判定する必要はない。

ステップＳ７０４において、演算回路により高分解能フラグがオフであるかどうかが判定される。初めてステップＳ７０４以降の処理が実施される場合、高分解能フラグはオフであるため、処理はステップＳ７０５以降に進む。動作が後述の高分解能モードに既に入っている場合、高分解能フラグはオンであるため処理はステップＳ７１０以降に進む。

まずステップＳ７０５以降の処理について説明する。ステップＳ７０５において、今回行うべき時比率の変更が、前回の時比率の変更と同方向であるか否か（太陽電池の動作電圧の変更方向が同方向であるか否か）が演算回路により判定される。具体的には、前回のループ処理においてステップＳ７０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値と、今回のループ処理においてステップＳ７０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値との差（ステップＳ７０２にて演算回路のメモリに記憶されている。）をチェックし、今回の出力電力値が大きかった場合（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が増加した場合）には、今回行うべき時比率の変更は前回と同方向であると判断され、前回の出力電力値が大きかった場合（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が減少した場合）には、今回行うべき時比率の変更は前回と異なる方向であると判断される。同方向であると判断された場合、処理はステップＳ７０６以降へと進み（高速モード）、異なる方向であると判断された場合、処理はステップＳ７１０以降へと進む（高分解能モード）。なお、前回と今回との出力電力値が等しい場合には、時比率の変更をスキップして後述のステップＳ７０９まで進んでもよいし、あるいは分岐を単純にする目的でステップＳ７０６かＳ７１０に進むこととしてもよい。また、ステップＳ７０５の判定を初めて行う場合は、ステップＳ７０６以降の高速モードに進むものとする。

高速モードにおいては、前回と同じ方向に高速で太陽電池ＰＶの動作電圧を変化させるべく、前回行った時比率の変更と同じ方向に、高速モードの時比率変更幅ｄＤ₁だけ時比率Ｄを変更すべきであるとの決定が演算回路によりなされる（ステップＳ７０７）。高速モードの動作を初めて行う場合は、初期の動作点（ステップＳ７０１で演算回路のメモリに記憶された時比率Ｄの初期値に対応）が最大電力点の電圧Ｖ_mpよりも高電圧側にあるものとして（理論計算、計算機シミュレーション、あるいは事前の測定により推定されるＶ_mpよりも太陽電池ＰＶの動作電圧が高い電圧となるよう、時比率Ｄの初期値を与えておく。）、太陽電池ＰＶの動作電圧を降下させる方向にｄＤ₁だけ時比率Ｄを変更すべき（時比率Ｄを上げるべき）であるとの決定が演算回路によりなされる。ステップＳ７０８において、実際に時比率Ｄを変更する動作（ＰＷＭ出力）が行われる。具体的には、演算回路が、現時点の時比率から上記のとおりｄＤ₁だけ変更した時比率Ｄの値（ゼロ以下、又は１以上となる場合は、それぞれ演算回路のメモリに記憶された下限値又は上限値で置き換える。）を新たな時比率Ｄの値と決定し、新たな時比率Ｄの値を表わす信号をドライブ回路に送信する。ドライブ回路は、スイッチＳ₁が新たな時比率Ｄでオンオフ切り替えを行い、スイッチＳ₂が（１−「新たな時比率Ｄ」）でオンオフ切り替えを行うよう、スイッチＳ₁，Ｓ₂に命令信号を出力する。これにより同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態が変更される。

一方、ステップＳ７０５の判定により、前回とは異なる方向に時比率を変更するべきであると判断された場合（高速モードで行われた前回の時比率変更により太陽電池ＰＶの出力電力が減少した場合。演算回路はこの場合、太陽電池ＰＶの動作点が高速モード動作により最大電力点を越えて移動したと判断する。）、ＰＰＴ制御は高速モードから高分解能モードに切り替えられる（ステップＳ７１０）。これにより、時比率Ｄの変更幅はｄＤ₁からｄＤ₂へと切り替えられる。ステップＳ７０４において高分解能フラグがオンであった場合（ＰＰＴ制御が既に高分解能モードに入っている場合）も、引き続きステップＳ７１０以降で高分解能モードの動作が続行される。

高分解能モードにおいては、前回と同じ方向又は異なる方向へと、太陽電池ＰＶの動作電圧を高分解能で変化させるべく、前回行った時比率の変更と同じ方向又は異なる方向に、高分解能モードの時比率変更幅ｄＤ₂だけ時比率Ｄを変更すべきであるとの決定が演算回路によりなされる（ステップＳ７１１）。具体的に、ステップＳ７０５の判定を経由してステップＳ７１１に至った場合には、前回行った時比率の変更と異なる方向に時比率Ｄを変更すべきとの判断が演算回路によりなされ、ステップＳ７０４で高分解能フラグがオンであったとしてステップＳ７１１に至った場合（高分解能モードでの２回目以降の動作）には、ステップＳ７０５と同様に、前回のループ処理中にステップＳ７０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値に比べて今回のループ処理中にステップＳ７０２で計算された太陽電池ＰＶの出力電力値が大きければ（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が増加した場合）前回と同方向に、前回の出力電力値が大きければ（前回の時比率変更による電圧の変化によって出力電力が減少した場合）前回と異なる方向に、時比率Ｄを変更すべき（ただし変更幅はｄＤ₂である。）であると演算回路が決定する（ステップＳ７０５と同様に、前回と今回との出力電力値が等しい場合には、時比率の変更をスキップして後述のステップＳ７０９まで進んでもよいし、あるいは前回と同方向又は異なる方向に時比率Ｄを変更すべきと予め定めておいてもよい。）。ステップＳ７１２において、実際に時比率Ｄを変更する動作（ＰＷＭ出力）が行われる。具体的には、演算回路が、現時点の時比率から上記のとおりｄＤ₂だけ変更した時比率Ｄの値（ゼロ以下、又は１以上となる場合は、それぞれ演算回路のメモリに記憶された下限値又は上限値で置き換える。）を新たな時比率Ｄの値と決定し、新たな時比率Ｄの値を表わす信号をドライブ回路に送信する。ドライブ回路は、スイッチＳ₁が新たな時比率Ｄでオンオフ切り替えを行い、スイッチＳ₂が（１−「新たな時比率Ｄ」）でオンオフ切り替えを行うよう、スイッチＳ₁，Ｓ₂に命令信号を出力する。これにより同期整流型ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態が変更される。次にステップＳ７１３において、太陽電池システムの動作が高分解能モードにあることを示す高分解能フラグがオンとされて演算回路のメモリに記憶される。

高速モード又は高分解能モードで上述の動作が実施された後（あるいは上述のとおり、時比率変更がスキップされた後）、待機時間が経過するのを待ったうえで（ステップＳ７０９）、処理はステップＳ７０２に戻る（各電圧計、電流計からはＡ／Ｄコンバータを介して電圧、電流の測定値が演算回路へと絶えず短い時間間隔で入力されており、上記待機時間が経過するごとに、演算回路において上述の計算、判定処理が開始されるとしてもよい。）。ここにおいて、ＰＰＴ制御動作中にステップＳ７０９で用いられる上記待機時間は固定値でなくともよく、一例においては、演算回路のメモリに記憶されている、前回計算された太陽電池の出力電力値と今回計算された太陽電池の出力電力値の差に応じて変更される。一例として、適切な定数Ａ，ｋを用いて待機時間をＡ−ｋ｜ΔＰ｜と定義し、出力電力の差の絶対値が大きいほど係数ｋ＞０によって待機時間が短くなる（初めてＰＰＴ制御動作を行った時は、出力電力の差であるΔＰをゼロとして、待機時間は初期値Ａとする。また待機時間には、適宜上限値と下限値を設定する。後述の周波数についても同様。）よう調整してもよいし、あるいは、ループ処理の繰り返し周波数として、出力電力の差の絶対値に応じて大きくなる周波数を導入してもよい（図５）。待機時間、あるいは周波数の更新は一定回数のループ処理毎に行ってもよい。例えば、ループ処理を所定回数繰り返すごとに、（１）直近の当該所定回数のループ処理で、ステップＳ７０２において計算された太陽電池ＰＶの出力電力の平均値と、（２）それよりも前の当該所定回数のループ処理で同様に計算された出力電力の平均値と、の差をΔＰとして、上述のとおり待機時間や周波数を調整してもよい。あるいはステップＳ７０９で用いられる待機時間を固定値としても構わない。

なお、本発明の制御方法が図３，図７のフローチャートに含まれる全てのステップを含む必要はなく、実施態様に応じて適宜修正して構わない。

本発明は、太陽電池を具備する宇宙機全般を初めとして、光電池の動作点制御が行われる任意の方法、システム等に利用することができる。一例として、太陽電池を搭載した自動車等の移動体等、系統連系のない電力システムに利用することができる。

ＰＶ 太陽電池
Ｃ₁，Ｃ₂ キャパシタ
Ｓ₁〜Ｓ₆ スイッチ
Ｌ₁，Ｌ₂ インダクタ
ＣＢ キャパシタバンク
Ｂ バッテリ
Ｌｏａｄ 負荷

Claims (10)

1. スイッチを有する電力制御器を介して光電池の出力電力を負荷側へと出力する光電池システムを用いて実施される方法であって、
   前記スイッチのオンオフ切り替えの時比率を変更することにより、前記光電池の動作電圧を変化させる段階と、
   前記動作電圧の変化により前記光電池の出力電力が増加した場合には、該動作電圧の該変化と同じ方向へと、減少した場合には異なる方向へと、前記時比率を再び変更することにより該光電池の動作電圧を再び変化させる段階と
   を備えることにより、前記光電池の動作電圧を繰り返し変化させ、該光電池の動作点を最大電力点に向かって制御するよう構成され、
   前記光電池の動作点の前記最大電力点に向かった前記制御における前記時比率の変更幅としては、第一の変更幅と、該第一の変更幅よりも小さい第二の変更幅とのいずれかを用い、該第一の変更幅を用いた該時比率の変更により前記動作点が前記最大電力点を越えて移動したと判断された時に、用いる変更幅を該第二の変更幅へと切り替える
   よう更に構成された、光電池の動作点制御方法。
2. 前記時比率の変更を繰り返す時間間隔を、前記光電池の出力電力の変化量に応じて調整するよう更に構成された、請求項１に記載の方法。
3. 前記電力制御器から前記負荷側へと出力される出力電圧の値が所定の設定電圧値以上であることを条件として、又は該設定電圧値を超えることを条件として、該条件が満たされない場合に請求項１又は２に記載の方法を実施し、前記光電池の動作点を前記最大電力点に向かって制御する段階と、
   前記条件が満たされる場合において、前記出力電圧の値が出力電圧目標値を超える場合には該出力電圧を降下させ、該出力電圧の値が該出力電圧目標値を下回る場合には該出力電圧を上昇させるよう、前記時比率を変更することにより、該出力電圧を該出力電圧目標値に向かって制御する段階と
   を備えた、光電池システムの制御方法。
4. 前記光電池システムにおいて、前記電力制御器としてＤＣ／ＤＣコンバータが用いられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記光電池システムにおいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対して前記負荷側にインバータ回路が更に接続される、請求項４に記載の方法。
6. 光電池と、
   前記光電池の出力電力を負荷側へと出力する、スイッチを有する電力制御器と
   を備え、
   前記スイッチのオンオフ切り替えの時比率を変更することにより、前記光電池の動作電圧を変化させ、
   前記動作電圧の変化により前記光電池の出力電力が増加した場合には、該動作電圧の該変化と同じ方向へと、減少した場合には異なる方向へと、前記時比率を再び変更することにより該光電池の動作電圧を再び変化させる
   ことにより、前記光電池の動作電圧を繰り返し変化させ、該光電池の動作点を最大電力点に向かって制御するよう構成され、
   前記光電池の動作点の前記最大電力点に向かった前記制御における前記時比率の変更幅としては、第一の変更幅と、該第一の変更幅よりも小さい第二の変更幅とのいずれかを用い、該第一の変更幅を用いた該時比率の変更により前記動作点が前記最大電力点を越えて移動したと判断された時に、用いる変更幅を該第二の変更幅へと切り替える
   よう更に構成された、光電池システム。
7. 前記時比率の変更を繰り返す時間間隔を、前記光電池の出力電力の変化量に応じて調整するよう更に構成された、請求項６に記載の光電池システム。
8. 前記電力制御器から前記負荷側へと出力される出力電圧の値が所定の設定電圧値以上であることを条件として、又は該設定電圧値を超えることを条件として、該条件が満たされない場合に、前記光電池の動作点の前記最大電力点に向かった前記制御を実施するよう構成され、
   前記条件が満たされる場合において、前記出力電圧の値が出力電圧目標値を超える場合には該出力電圧を降下させ、該出力電圧の値が該出力電圧目標値を下回る場合には該出力電圧を上昇させるよう、前記時比率を変更することにより、該出力電圧を該出力電圧目標値に向かって制御する
   よう更に構成された、請求項６又は７に記載の光電池システム。
9. 前記電力制御器はＤＣ／ＤＣコンバータである、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の光電池システム。
10. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対して前記負荷側に接続されたインバータ回路を更に備える、請求項９に記載の光電池システム。

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