特許 6786345 太陽光発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6786345

(24)【登録日】2020年10月30日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】太陽光発電装置

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/67 20060101AFI20201109BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20201109BHJP

【ＦＩ】

   G05F1/67 A

   H02M7/48 R

【請求項の数】3

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-204876(P2016-204876)

(22)【出願日】2016年10月19日

(65)【公開番号】特開2018-67122(P2018-67122A)

(43)【公開日】2018年4月26日

【審査請求日】2019年2月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014384

【氏名又は名称】株式会社ＲＥＪ

(74)【代理人】

【識別番号】100121119

【弁理士】

【氏名又は名称】花村 泰伸

(72)【発明者】

【氏名】上田 純

(72)【発明者】

【氏名】泉 進一

【審査官】 白井 孝治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０８７９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１４７０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０３６３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８２１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０３８８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２８４３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｆ １／６６〜 １／６７

Ｈ０２Ｍ ７／４２〜 ７／９８

Ｈ０２Ｊ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を、基準電圧に操作電圧を加算して得られる制御電圧に基づいて追従制御する太陽光発電装置において、
前記操作電圧をシフトさせたときの前記出力電力を測定し、前記出力電力に基づいて前記操作電圧のシフト方向を決定し、前記追従制御のための操作電圧を決定する操作電圧処理部と、
時刻毎の基準電圧が格納された基準電圧テーブルを有し、前記基準電圧テーブルから現在時刻の基準電圧を読み出し、前記追従制御のための基準電圧を決定する基準電圧処理部と、
前記基準電圧処理部により決定された前記基準電圧に、前記操作電圧処理部により決定された前記操作電圧を加算し、前記制御電圧を求める加算部と、を備え、
前記基準電圧処理部は、
日の出時刻の基準電圧V1S、所定時刻の基準電圧V2S及び日の入り時刻の基準電圧V3Sを含む基本パターンが予め設定されており、
前記太陽電池パネルの運転に先立って、外部から日の出及び日の入り予測情報を取得し、
前記日の出及び日の入り予測情報に含まれる日の出時刻の基準電圧に、前記基本パターンに含まれる基準電圧V1Sを設定し、
前記太陽電池パネルが設置された位置に応じて１日の中で日射量が最も多い時刻として予め設定されたピーク時刻について、前記ピーク時刻の基準電圧に、前記基本パターンに含まれる前記基準電圧V2Sを設定し、
前記日の出及び日の入り予測情報に含まれる日の入り時刻の基準電圧に、前記基本パターンに含まれる前記基準電圧V3Sを設定し、
設定した前記日の出時刻の基準電圧、前記ピーク時刻の基準電圧及び前記日の入り時刻の基準電圧を補間することで、時刻毎の基準電圧を求め、前記時刻毎の基準電圧の初期値として前記基準電圧テーブルに格納し、
前記太陽電池パネルの運転中に、外部から天気予測情報を取得し、前記天気予測情報に含まれる時間帯毎の天気に応じて、前記時刻毎の基準電圧の初期値を補正し、時刻毎の補正後の基準電圧を前記基準電圧テーブルに格納し、
前記基準電圧テーブルから現在時刻における前記補正後の基準電圧を読み出し、前記追従制御のための基準電圧を決定する、ことを特徴とする太陽光発電装置。

【請求項2】

請求項１に記載の太陽光発電装置において、
前記基準電圧処理部は、
前記太陽電池パネルの運転中に、外部から天気予測情報を取得し、前記天気予測情報に含まれる時間帯の天気に応じて、前記補正後の基準電圧が晴れ、曇り及び雨の順に低くなるように、前記時刻毎の基準電圧の初期値を補正し、時刻毎の前記補正後の基準電圧を前記基準電圧テーブルに格納する、ことを特徴とする太陽光発電装置。

【請求項3】

請求項１に記載の太陽光発電装置において、
前記基準電圧処理部は、
さらに、時刻毎の天気係数が格納される天気予測情報テーブルを有し、前記太陽電池パネルの運転中に、外部から天気予測情報を取得し、前記天気予測情報に基づいて時刻毎の天気係数を算出し、前記時刻毎の天気係数を前記天気予測情報テーブルに格納し、前記時刻毎の天気係数に基づいて、前記時刻毎の基準電圧の初期値を補正し、時刻毎の前記補正後の基準電圧を前記基準電圧テーブルに格納する、ことを特徴とする太陽光発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽光発電のＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最大電力点追従）制御を行う太陽光発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽電池パネルから電力を効率良く取り出すために、太陽電池パネルの最大電力の動作点を追従して制御するＭＰＰＴ制御が知られている。ＭＰＰＴ制御により、太陽電池パネルから電力を有効に取り出すことができるから、ＭＰＰＴ制御は、太陽光発電装置において大きな役割を果たしている。

【0003】

ＭＰＰＴ制御は、太陽電池パネルの出力電力を制御するための制御電圧を決定する際に、前回の制御電圧における出力電力と今回の制御電圧における出力電力とを比較し、その比較結果に従って制御電圧のシフト方向を決定し、制御電圧を一定量シフトさせるものである。このＭＰＰＴ制御については、既に多くの手法が知られており、例えば、ＭＰＰＴ制御を開始する制御電圧を定格電圧とする手法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0004】

図１３は、太陽電池パネルの特性の例及び従来技術を説明する図である。ここで、制御電圧が最大出力制御電圧（定格電圧）のときに最大電力を出力する特性において、その日射量をＬとする。日射量Ｌを上回る特性Ａでは、発電電力（制御電圧を定格電圧としたときの出力電力、特性Ａの動作点Ｐ₀における出力電力）が太陽電池パネルの定格出力よりも高くなる特性を有する。また、特性Ａでは、最大の出力電力及びそのときの制御電圧の動作点（最大動作点）Ｐ_-2が、日射量Ｌのときの最大動作点よりも上昇する特性を有する。

【0005】

一方、日射量Ｌを下回る特性Ｂでは、発電電力（制御電圧を定格電圧としたときの出力電力、特性Ｂの動作点Ｐ₀における出力電力）が太陽電池パネルの定格出力よりも低くなり、最大動作点Ｐ₄が、日射量Ｌのときの最大動作点よりも下降する特性を有する。

【0006】

このように、日射量が多くなり、それに伴って最大の出力電力が高くなると、そのときの制御電圧も高くなる。一方、日射量が少なくなり、それに伴って最大の出力電力が低くなると、そのときの制御電圧も低くなる。

【0007】

そこで、特許文献１の手法では、定格電圧を基準として制御電圧を設定し、そこからＭＰＰＴ制御を開始することで、最大の出力電力の動作点までの到達時間を短くし、効率的な運転を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１５−８７９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

前述した特許文献１のＭＰＰＴ制御の手法は、太陽電池パネルがある程度の日射の下で動作する場合に有効である。しかしながら、実際の日射量は天候に大きく左右され、曇り空または日陰等の影響を大きく受けるから、太陽電池パネルの出力電力は、天候等に応じて大きく変動する。例えば、図１３の特性Ｃに示すように、日の出前後または日の入り前後の日射量が少ない時間帯の特性では、ＭＰＰＴ制御の開始点（定格電圧のときの特性Ｃの動作点Ｐ₀）と、最大の出力電力の動作点Ｐ’とが離れてしまう。

【0010】

つまり、このような時間帯においては、ＭＰＰＴ制御の開始点（動作点Ｐ₀）における定格電圧と、最大の出力電力の動作点Ｐ’における制御電圧との間の電圧差が大きい。この手法では、シフト電圧ΔＶ毎に新たな制御電圧を決定することで、開始点（動作点Ｐ₀）から最大の出力電力の動作点Ｐ’へ制御電圧を順次シフトさせるから、開始点（動作点Ｐ₀）から動作点Ｐ’へ到達するまでの間の時間がかかるという問題があった。これは、日の出前後または日の入り前後の日射量が少ない時間帯だけでなく、天気が曇りまたは雨等の場合も同様である。

【0011】

したがって、従来のＭＰＰＴ制御では、日の出前後の時間帯、日の入り前後の時間帯、天気が曇りまたは雨等の時間帯のような日射量が少ないときには、発電量が安定しないだけでなく、無駄な電力を消費してしまい、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことができない。このため、このような発電量が安定しない時間帯においても、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが所望されていた。

【0012】

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、日射量が少ない時間帯においても、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能な太陽光発電装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記課題を解決するために、請求項１の太陽光発電装置は、太陽電池パネルの出力電力が最大となる動作点を、基準電圧に操作電圧を加算して得られる制御電圧に基づいて追従制御する太陽光発電装置において、前記操作電圧をシフトさせたときの前記出力電力を測定し、前記出力電力に基づいて前記操作電圧のシフト方向を決定し、前記追従制御のための操作電圧を決定する操作電圧処理部と、時刻毎の基準電圧が格納された基準電圧テーブルを有し、前記基準電圧テーブルから現在時刻の基準電圧を読み出し、前記追従制御のための基準電圧を決定する基準電圧処理部と、前記基準電圧処理部により決定された前記基準電圧に、前記操作電圧処理部により決定された前記操作電圧を加算し、前記制御電圧を求める加算部と、を備え、前記基準電圧処理部が、日の出時刻の基準電圧V1S、所定時刻の基準電圧V2S及び日の入り時刻の基準電圧V3Sを含む基本パターンが予め設定されており、前記太陽電池パネルの運転に先立って、外部から日の出及び日の入り予測情報を取得し、前記日の出及び日の入り予測情報に含まれる日の出時刻の基準電圧に、前記基本パターンに含まれる基準電圧V1Sを設定し、前記太陽電池パネルが設置された位置に応じて１日の中で日射量が最も多い時刻として予め設定されたピーク時刻について、前記ピーク時刻の基準電圧に、前記基本パターンに含まれる前記基準電圧V2Sを設定し、前記日の出及び日の入り予測情報に含まれる日の入り時刻の基準電圧に、前記基本パターンに含まれる前記基準電圧V3Sを設定し、設定した前記日の出時刻の基準電圧、前記ピーク時刻の基準電圧及び前記日の入り時刻の基準電圧を補間することで、時刻毎の基準電圧を求め、前記時刻毎の基準電圧の初期値として前記基準電圧テーブルに格納し、前記太陽電池パネルの運転中に、外部から天気予測情報を取得し、前記天気予測情報に含まれる時間帯毎の天気に応じて、前記時刻毎の基準電圧の初期値を補正し、時刻毎の補正後の基準電圧を前記基準電圧テーブルに格納し、前記基準電圧テーブルから現在時刻における前記補正後の基準電圧を読み出し、前記追従制御のための基準電圧を決定する、ことを特徴とする。

【0015】

また、請求項２の太陽光発電装置は、請求項１に記載の太陽光発電装置において、前記基準電圧処理部が、前記太陽電池パネルの運転中に、外部から天気予測情報を取得し、前記天気予測情報に含まれる時間帯の天気に応じて、前記補正後の基準電圧が晴れ、曇り及び雨の順に低くなるように、前記時刻毎の基準電圧の初期値を補正し、時刻毎の前記補正後の基準電圧を前記基準電圧テーブルに格納する、ことを特徴とする。

【0016】

また、請求項３の太陽光発電装置は、請求項１に記載の太陽光発電装置において、前記基準電圧処理部が、さらに、時刻毎の天気係数が格納される天気予測情報テーブルを有し、前記太陽電池パネルの運転中に、外部から天気予測情報を取得し、前記天気予測情報に基づいて時刻毎の天気係数を算出し、前記時刻毎の天気係数を前記天気予測情報テーブルに格納し、前記時刻毎の天気係数に基づいて、前記時刻毎の基準電圧の初期値を補正し、時刻毎の前記補正後の基準電圧を前記基準電圧テーブルに格納する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

以上のように、本発明によれば、日射量が少ない時間帯においても、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態によるＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）を含む太陽光発電システムの全体構成例を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態によるＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）の構成例を示すブロック図である。

【図3】ＭＰＰＴ制御部の構成例を示すブロック図である。

【図4】ＭＰＰＴ制御部の処理例を示すフローチャートである。

【図5】基準電圧初期化処理（ステップＳ４０２）の例を示すフローチャートである。

【図6】操作方向決定処理（ステップＳ４０５）の例を示すフローチャートである。

【図7】操作電圧決定処理（ステップＳ４０６）の例を示すフローチャートである。

【図8】基準電圧決定処理（ステップＳ４０７）の例を示すフローチャートである。

【図9】基準電圧テーブル及び天気予測情報テーブルの構成例を示す図である。

【図10】時刻毎の基準電圧Ｖ０を設定する処理（ステップＳ５０５）の例を説明する図である。

【図11】天気予測情報及び基準電圧Ｖ０の例を説明する図である。

【図12】時刻毎の太陽電池パネルの特性及び基準電圧Ｖ０の例を説明する図である。

【図13】太陽電池パネルの特性の例及び従来技術を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔太陽光発電システム〕
まず、太陽光発電システムの全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態によるＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）を含む太陽光発電システムの全体構成例を示す概略図である。この太陽光発電システム１は、太陽電池パネル１０、接続箱１１、ＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）１２、パワーコンディショナ（ＤＣ／ＡＣコンディショナ）１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４及びバッテリー１５を備えている。

【0020】

太陽光発電システム１は、太陽電池パネル１０に蓄積された電力を商用電源（系統電源、非常用電源α，β）へ系統連系させる。接続箱１１は、太陽電池パネル１０の電力をＤＣ−ＤＣコンバータ１２へ出力するためのダイオードを備えている。

【0021】

ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、太陽電池パネル１０の発電を効率的に行うために、太陽電池パネル１０の出力電圧を制御して最適な電力制御を実現するＭＰＰＴ制御を行う。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、太陽電池パネル１０からのＤＣ（直流）の出力電圧を、系統連系する商用電源に見合ったＤＣ電圧に昇圧変換する。

【0022】

パワーコンディショナ１３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４からのＤＣの出力電圧を、系統連系する商用電源に見合ったＡＣ電圧に変換して出力する。

【0023】

ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２からの出力電圧をバッテリー１５の電圧に変換し、変換後の電圧をバッテリー１５へ供給する。これにより、バッテリー１５は蓄電される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、バッテリー１５からの出力電圧を、系統連系する商用電源に見合ったＤＣ電圧に昇圧変換し、変換後の電圧をパワーコンディショナ１３に出力する。

【0024】

〔ＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）１２〕
次に、図１に示した本発明の実施形態によるＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）１２について説明する。図２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の構成例を示すブロック図である。このＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、ＭＰＰＴ制御部２０、減算部２１，２４、電圧制御器２２、電流検出器２３，２８、電流制御器２５、ＰＷＭ制御器２６、パワー変換器２７及び電圧検出器２９を備えている。

【0025】

ＭＰＰＴ制御部２０は、電流検出器２８から電流ＦＢ（太陽電池パネル１０の出力電流）を入力すると共に、電圧検出器２９から電圧ＦＢ（太陽電池パネル１０の出力電圧）を入力する。また、ＭＰＰＴ制御部２０は、予め設定された動作開始電圧を外部から入力し、インターネット等のネットワークを介して、日の出及び日の入り予測情報、並びに天気予測情報を受信する。

【0026】

ＭＰＰＴ制御部２０は、動作開始電圧、日の出及び日の入り予測情報、並びに天気予測情報に基づいて、時刻毎の基準電圧Ｖ０を決定し、そして、時々刻々変化する天気予測情報に基づいて、時刻毎の基準電圧Ｖ０を補正する。基準電圧Ｖ０は、太陽電池パネル１０の最大電力の動作点を追従して制御するＭＰＰＴ制御の基準となる電圧であり、日射量の異なる時刻毎に決定される。また、基準電圧Ｖ０は、動作開始電圧を下回らないものとする。

【0027】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ＭＰＰＴ制御である最大電力点追従制御を行うために、電流ＦＢ及び電圧ＦＢから電力（太陽電池パネル１０の出力電力）を算出する。そして、ＭＰＰＴ制御部２０は、算出した太陽電池パネル１０の出力電力に基づいて、操作電圧ＶＳをシフトさせる操作方向ｃを決定し、シフト後の操作電圧ＶＳを決定する。

【0028】

ＭＰＰＴ制御部２０は、現在時刻の基準電圧Ｖ０に、シフト後の操作電圧ＶＳを加算し、加算結果を制御電圧Ｖとして減算部２１に出力する。これにより、太陽電池パネル１０の出力電圧は、制御電圧Ｖと一致するように制御される。

【0029】

減算部２１は、ＭＰＰＴ制御部２０から制御電圧Ｖを入力すると共に、電圧検出器２９から電圧ＦＢを入力し、制御電圧Ｖから電圧ＦＢを減算して電圧偏差を求める。そして、減算部２１は、電圧偏差を電圧制御器２２に出力する。

【0030】

電圧制御器２２は、減算部２１から電圧偏差を入力し、電圧偏差が０になるように電流指令を生成し、電流指令を減算部２４に出力する。

【0031】

電流検出器２３は、パワー変換器２７の出力電流（ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力側の電流）を検出する。そして、電流検出器２３は、出力電流を電流ＦＢ’として減算部２４に出力する。

【0032】

減算部２４は、電圧制御器２２から電流指令を入力すると共に、電流検出器２３から電流ＦＢ’（ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力側の電流）を入力し、電流指令から電流ＦＢ’を減算して電流偏差を求める。そして、減算部２４は、電流偏差を電流制御器２５に出力する。

【0033】

電流制御器２５は、減算部２４から電流偏差を入力し、電流偏差が０になるように電圧指令を生成し、電圧指令をＰＷＭ制御器２６に出力する。

【0034】

このように、減算部２１、電圧制御器２２、減算部２４及び電流制御器２５により、太陽電池パネル１０の出力電圧である電圧ＦＢが、ＭＰＰＴ制御された制御電圧Ｖに一致するように制御され、電圧指令が生成される。

【0035】

ＰＷＭ制御器２６は、電流制御器２５から電圧指令を入力し、電圧指令と、図示しない発振器にて発生する信号、例えば三角波信号等とを図示しないコンパレータに入力し、ＰＷＭ信号を生成する。そして、ＰＷＭ制御器２６は、ＰＷＭ信号をパワー変換器２７に出力する。パワー変換器２７は、ＰＷＭ制御器２６からＰＷＭ信号を入力し、ＤＣ／ＤＣの電力変換を行う。

【0036】

電流検出器２８は、太陽電池パネル１０から接続箱１１を介して入力した、太陽電池パネル１０の出力電流を検出する。そして、電流検出器２８は、検出した出力電流を電流ＦＢとしてＭＰＰＴ制御部２０に出力する。

【0037】

電圧検出器２９は、太陽電池パネル１０から接続箱１１を介して入力した、太陽電池パネル１０の出力電圧を検出する。そして、電圧検出器２９は、検出した出力電圧を電圧ＦＢとしてＭＰＰＴ制御部２０及び減算部２１に出力する。

【0038】

これにより、太陽電池パネル１０の出力電圧とＭＰＰＴ制御部２０により出力された制御電圧Ｖとの間の電圧偏差が０になるように、制御が行われる。そして、太陽電池パネル１０のＤＣの出力電力は、所定のＤＣ電圧の電力に変換され、パワーコンディショナ１３及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４へ供給される。

【0039】

〔ＭＰＰＴ制御部２０の構成〕
次に、図２に示したＭＰＰＴ制御部２０の構成について説明する。図３は、ＭＰＰＴ制御部２０の構成例を示すブロック図である。前述のとおり、ＭＰＰＴ制御部２０は、動作開始電圧、日の出及び日の入り予測情報、並びに天気予測情報に基づいて、時刻毎の基準電圧Ｖ０を決定し、その後の天気予測情報に基づいて、時刻毎の基準電圧Ｖ０を補正する。また、ＭＰＰＴ制御部２０は、太陽電池パネル１０の出力電力を算出することで、操作電圧ＶＳをシフトさせる操作方向ｃを決定し、シフト後の操作電圧ＶＳを決定し、現在時刻の基準電圧Ｖ０にシフト後の操作電圧ＶＳを加算することで、制御電圧Ｖを求める。

【0040】

ＭＰＰＴ制御部２０は、電力算出部３０、操作電圧処理部３１、時計３２、基準電圧処理部３３及び加算部３４を備えている。電力算出部３０は、電流検出器２８から太陽電池パネル１０の出力電流である電流ＦＢを入力すると共に、電圧検出器２９から太陽電池パネル１０の出力電圧である電圧ＦＢを入力する。そして、電力算出部３０は、電流ＦＢに電圧ＦＢを乗算し、太陽電池パネル１０の出力電力である電力Ｐを求め、電力Ｐを操作電圧処理部３１に出力する。

【0041】

操作電圧処理部３１は、方向決定手段４０及び操作電圧決定手段４１を備えている。方向決定手段４０は、所定の操作電圧ＶＳに対してシフト電圧ΔＶを加減算した電圧に対する電力Ｐを電力算出部３０からそれぞれ入力し、これらの電力Ｐに基づいて、操作電圧ＶＳの操作方向ｃを決定する。そして、方向決定手段４０は、操作方向ｃを操作電圧決定手段４１に出力する。

【0042】

操作電圧決定手段４１は、方向決定手段４０から操作方向ｃを入力し、操作方向ｃの示す方向に操作電圧ＶＳをシフトし、ＭＰＰＴ制御のための新たな操作電圧ＶＳを決定する。そして、操作電圧決定手段４１は、新たな操作電圧ＶＳを加算部３４に出力する。

【0043】

時計３２には、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）から取得された時刻データに基づいて、現在時刻情報が設定される。時計３２は、現在時刻情報を基準電圧処理部３３に出力する。現在時刻情報には、現在の年月日時分秒の情報が含まれる。尚、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、ＧＰＳにより時刻データを取得し、時刻データに基づいて、現在時刻情報を時計３２に設定する。

【0044】

基準電圧処理部３３は、テーブル処理手段４２、基準電圧テーブル４３、天気予測情報テーブル４４及び基準電圧決定手段４５を備えている。テーブル処理手段４２は、時計３２から現在時刻情報を入力すると共に、予め設定された動作開始電圧を入力し、ネットワークを介して、日の出及び日の入り予測情報、並びに天気予測情報を受信する。

【0045】

テーブル処理手段４２は、現在時刻情報に含まれる月日情報、動作開始電圧、日の出及び日の入り予測情報、予め設定されたピーク時刻等に基づいて、時刻毎の基準電圧Ｖ０の初期値を設定し、基準電圧テーブル４３に格納する。また、テーブル処理手段４２は、天気予測情報に基づいて時刻毎の天気係数Ｋ０を算出し、時刻毎の天気係数Ｋ０を天気予測情報テーブル４４に格納する。さらに、テーブル処理手段４２は、天気予測情報テーブル４４に格納された時刻毎の天気係数Ｋ０に基づいて、基準電圧テーブル４３に格納された時刻毎の基準電圧Ｖ０を補正し、補正後の時刻毎の基準電圧Ｖ０を基準電圧テーブル４３に格納する。

【0046】

例えば、テーブル処理手段４２は、これらの情報に基づいて、時刻毎の日射量を予測し、時刻毎の日射量から、太陽電池パネル１０における時刻毎の特性（制御電圧Ｖ及び出力電力の関係）を予測する。そして、テーブル処理手段４２は、予測した時刻毎の特性から、出力電力が最大となる動作点の制御電圧Ｖを特定し、これを時刻毎の基準電圧Ｖ０として設定する。

【0047】

ピーク時刻は、１日の中で同じ天気が続いた場合に、日射量が最も多い時刻であり、太陽電池パネル１０が設置された場所（緯度及び経度）に応じて、固定した時刻に予め設定される。尚、太陽光発電システム１が移動し、太陽電池パネル１０の設置場所が変化する場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、ＧＰＳにより太陽電池パネル１０の位置情報を取得し、位置情報が示す経度及び緯度に応じて、ピーク時刻を設定する。

【0048】

これにより、基準電圧テーブル４３には、日の出時刻、日の入り時刻、ピーク時刻等の時刻毎に、動作開始電圧が反映され、かつ当日の月日及び天気に応じて日射量が反映された基準電圧Ｖ０が、ＭＰＰＴ制御に先立って格納される。

【0049】

図９は、基準電圧テーブル４３及び天気予測情報テーブル４４の構成例を示す図である。基準電圧テーブル４３は、日の出時刻、ピーク時刻、日の入り時刻等の各時刻または時間帯、及び、各時刻または時間帯に対応する基準電圧Ｖ０の各データにより構成される。ここで、日の出時刻の基準電圧Ｖ０には、動作開始電圧が格納される。図９の基準電圧テーブル４３には、日の出時刻の基準電圧Ｖ０（動作開始電圧）としてV0-1、ピーク時刻の基準電圧Ｖ０としてV0-2、日の入り時刻の基準電圧Ｖ０としてV0-3が格納されている。一般に、ピーク時刻の基準電圧V0-2は、日の出時刻の基準電圧V0-1及び日の入り時刻の基準電圧V0-3よりも高い。また、基準電圧テーブル４３は、基準電圧Ｖ０が補正される毎に追加生成される。１番目の基準電圧テーブル４３には基準電圧Ｖ０の初期値が格納され、２番目以降の基準電圧テーブル４３には、補正された基準電圧Ｖ０がそれぞれ格納される。

【0050】

天気予測情報テーブル４４は、基準電圧テーブル４３と同じ日の出時刻、ピーク時刻、日の入り時刻等の各時刻または時間帯、及び、各時刻または時間帯に対応する天気係数Ｋ０の各データにより構成される。図９の天気予測情報テーブル４４には、日の出時刻の天気係数Ｋ０としてK0-1、ピーク時刻の天気係数Ｋ０としてK0-2、日の入り時刻の天気係数Ｋ０としてK0-3が格納されている。天気係数K0-1，K0-2，K0-3は、天気予測情報から算出された当該時刻の天気係数Ｋ０である。天気予測情報テーブル４４は、ネットワークを介して新たな天気予測情報が取得される毎に追加生成される。

【0051】

図３に戻って、基準電圧決定手段４５は、時計３２から現在時刻情報を入力し、現在時刻情報に含まれる時分秒情報の時刻に対応する基準電圧Ｖ０を基準電圧テーブル４３から読み出すことで、天気係数Ｋ０が勘案されたＭＰＰＴ制御のために用いる基準電圧Ｖ０を決定する。そして、基準電圧決定手段４５は、決定した基準電圧Ｖ０を加算部３４に出力する。

【0052】

加算部３４は、操作電圧処理部３１から操作電圧ＶＳを入力すると共に、基準電圧処理部３３から基準電圧Ｖ０を入力し、以下の数式（１）に示すように、基準電圧Ｖ０に操作電圧ＶＳを加算して制御電圧Ｖを求める。そして、加算部３４は、制御電圧Ｖを減算部２１に出力する。
［数１］
制御電圧Ｖ＝基準電圧Ｖ０＋操作電圧ＶＳ ・・・（１）

【0053】

〔ＭＰＰＴ制御部２０の処理〕
次に、図３に示したＭＰＰＴ制御部２０の処理について説明する。図４は、ＭＰＰＴ制御部２０の処理例を示すフローチャートである。

【0054】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ＭＰＰＴ制御に入っているか否かを判定する（ステップＳ４０１）。例えば、オペレータにより手動のボタン操作が行われた場合、または所定の条件が満たされた場合に、ＭＰＰＴ制御が開始または終了する。

【0055】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０１において、ＭＰＰＴ制御に入っていると判定した場合（ステップＳ４０１：Ｙ）、ステップＳ４０２へ移行し、ＭＰＰＴ制御に入っていないと判定した場合（ステップＳ４０１：Ｎ）、当該処理を終了する。

【0056】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０１から移行して、基準電圧初期化処理を行う（ステップＳ４０２）。詳細については後述する。

【0057】

ＭＰＰＴ制御部２０は、操作電圧ＶＳに初期値０を設定することで、操作電圧ＶＳを初期化する（ステップＳ４０３）。

【0058】

ＭＰＰＴ制御部２０は、基準電圧Ｖ０に操作電圧ＶＳを加算して得られた制御電圧Ｖについて、太陽電池パネル１０の電力Ｐを測定する。そして、ＭＰＰＴ制御部２０は、ＭＰＰＴ制御条件を満たすか否か、具体的には電力Ｐが所定の電力値５００Ｗ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０４）。所定の電力値５００Ｗは、太陽光発電システム１として太陽電池パネル１０による運転が可能な電力の下限値を示し、日の出のときの電力値に相当する。

【0059】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０４において、ＭＰＰＴ制御条件を満たすと判定した場合、すなわち電力Ｐが所定の電力値５００Ｗ以上であると判定した場合（ステップＳ４０４：Ｙ）、ステップＳ４０５へ移行する。

【0060】

一方、ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０４において、ＭＰＰＴ制御条件を満たしていないと判定した場合、すなわち電力Ｐが所定の電力値５００Ｗ以上でないと判定した場合（ステップＳ４０４：Ｎ）、ＭＰＰＴ制御条件を満たすまで待つ。この場合、ＭＰＰＴ制御部２０は、所定時間経過してもＭＰＰＴ制御条件を満たさない場合、エラーを表示し、ＭＰＰＴ制御を終了する。

【0061】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０４から移行して、操作電圧ＶＳのシフト方向である操作方向ｃを決定するための操作方向決定処理を行う（ステップＳ４０５）。詳細については後述する。

【0062】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０５にて決定した操作方向ｃに従い、新たな操作電圧ＶＳを決定するための操作電圧決定処理を行う（ステップＳ４０６）。詳細については後述する。

【0063】

ＭＰＰＴ制御部２０は、時々刻々と変化する天気予測情報テーブル４４に格納された天気係数Ｋ０に基づいて、基準電圧テーブル４３に格納された時刻毎の基準電圧Ｖ０を補正する。また、ＭＰＰＴ制御部２０は、基準電圧テーブル４３から現在時刻の基準電圧Ｖ０を読み出すことで、基準電圧Ｖ０を決定するための基準電圧決定処理を行う（ステップＳ４０７）。詳細については後述する。

【0064】

尚、図４では、説明の便宜上、ステップＳ４０５、ステップＳ４０６及びステップＳ４０７を順番に記載した。ステップＳ４０７の基準電圧決定処理は、ステップＳ４０５の操作方向決定処理及びステップＳ４０６の操作電圧決定処理と連動することなく、常時または所定時間毎に行われる。

【0065】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０７から移行して、保護処理を行う（ステップＳ４０８）。具体的には、ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０４と同様のＭＰＰＴ制御条件を満たすか否かを判定し、リンク電圧が所定の過電圧未満であるか否かを判定し、また、太陽電池パネル１０の電力Ｐが定格電力以下であるか否かを判定する。リンク電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２とパワーコンディショナ１３との間の電圧である。

【0066】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ＭＰＰＴ制御条件を満たし、リンク電圧が過電圧未満であり、かつ電力Ｐが定格電力以下であると判定した場合、ステップＳ４０９へ移行する。一方、ＭＰＰＴ制御部２０は、ＭＰＰＴ制御条件を満たしていないと判定した場合、リンク電圧が過電圧以下でないと判定した場合、または、電力Ｐが定格電力以下でないと判定した場合、これらの判定条件を満たすまで待つ。この場合、ＭＰＰＴ制御部２０は、所定時間経過してもこれらの判定条件を満たさない場合、エラーを表示し、ＭＰＰＴ制御を終了する。

【0067】

ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０８から移行して、ステップＳ４０１と同様に、ＭＰＰＴ制御に入っているか否かを判定する（ステップＳ４０９）。ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０９において、ＭＰＰＴ制御に入っていると判定した場合（ステップＳ４０９：Ｙ）、ステップＳ４０４へ移行し、ステップＳ４０４〜ステップＳ４０８を繰り返す。一方、ＭＰＰＴ制御部２０は、ステップＳ４０９において、ＭＰＰＴ制御に入っていないと判定した場合（ステップＳ４０９：Ｎ）、当該処理を終了する。

【0068】

これにより、基準電圧テーブル４３には、日の出時刻、日の入り時刻、ピーク時刻等の時刻毎に、動作開始電圧が反映され、かつ当日の月日及び天気に応じて日射量が反映された基準電圧Ｖ０が格納されるから、動作開始電圧及び日射量が反映された基準電圧Ｖ０に基づくＭＰＰＴ制御が行われる。

【0069】

〔基準電圧初期化処理（ステップＳ４０２）〕
次に、図４に示したステップＳ４０２の基準電圧初期化処理について説明する。図５は、ステップＳ４０２の基準電圧初期化処理の例を示すフローチャートである。この処理は、テーブル処理手段４２及び基準電圧決定手段４５により行われ、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０６の処理は、夜間に行われる。

【0070】

テーブル処理手段４２は、ネットワークを介して、日の出及び日の入り予測情報を取得し（ステップＳ５０１）、天気予測情報を取得する（ステップＳ５０２）。日の出及び日の入り予測情報には、太陽電池パネル１０が設置された場所を含む地域毎に、日の出時刻及び日の入り時刻が含まれている。また、天気予測情報には、太陽電池パネル１０が設置された場所を含む地域毎に、時間帯毎の天気（晴れ、曇り、雨等）に関する情報が含まれている。

【0071】

テーブル処理手段４２は、天気予測情報に基づいて時刻毎の天気係数Ｋ０を算出し（ステップＳ５０３）、時刻毎の天気係数Ｋ０を天気予測情報テーブル４４に格納する（ステップＳ５０４）。天気係数Ｋ０は、天気予測情報に応じた日射量に比例するパラメータであり、例えば晴れ、曇り、雨の順に値が小さくなる。例えば、天気予測情報が「曇り一時晴れ」の場合、天気係数Ｋ０は、天気「曇り」「晴れ」及び予報用語「一時」の各要素を数値化した所定式を用いて算出される。また、天気予測情報が「曇り時々雨」の場合、天気係数Ｋ０は、天気「曇り」「雨」及び予報用語「時々」の各要素を数値化した所定式を用いて算出される。

【0072】

テーブル処理手段４２は、太陽電池パネル１０による運転に先立って、日の出時刻、予め設定されたピーク時刻、及び日の入り時刻を含む時刻毎に、基準電圧Ｖ０を設定する（ステップＳ５０５）。

【0073】

図１０は、時刻毎の基準電圧Ｖ０を設定する処理（ステップＳ５０５）の例を説明する図である。図１０（１）に示すように、１年を通した月日毎に、例えば天気を晴れとした場合（晴れの天気係数Ｋ０を想定した場合）における日の出時刻の基準電圧V1S、午前１２時（午後０時）の基準電圧V2S、及び日の入り時刻の基準電圧V3Sを含む基本パターンが予め設定されているものとする。また、基準電圧V1S，V2S，V3Sは、それぞれの時刻における太陽電池パネル１０の特性（予測した特性）において、太陽電池パネル１０の出力電力が最大となる動作点の制御電圧Ｖであり、過去の統計（例えば学習）により得られた値とする。尚、日の出時刻の基準電圧V1Sには、予め設定された動作開始電圧が設定されており、基準電圧V2S，V3Sは、動作開始電圧が反映されると共に、当該動作開始電圧を下回らないように設定されているものとする。

【0074】

テーブル処理手段４２は、図１０（１）の予め設定された月日毎の基本パターンから、太陽電池パネル１０による運転に先立つ月日の基本パターンを、時計３２から入力した現在時刻情報に基づいて特定する。そして、テーブル処理手段４２は、基本パターンに含まれる基準電圧V1S，V3Sを、日の出及び日の入り予測情報に含まれる日の出時刻及び日の入り時刻の基準電圧V1S,V3Sにそれぞれ設定する。また、テーブル処理手段４２は、基本パターンに含まれる基準電圧V2Sを、予め設定されたピーク時刻の基準電圧V2Sに設定する。

【0075】

テーブル処理手段４２は、日の出時刻の基準電圧V1S、ピーク時刻の基準電圧V2S及び日の入り時刻の基準電圧V3Sを用いて、日の出時刻、ピーク時刻及び日の入り時刻以外の時刻毎の基準電圧Ｖ０を補間処理により算出する。これにより、図１０（２）に示すように、日の出及び日の入り予測情報を反映し、補間を行った後のパターン（初期値）が得られる。

【0076】

テーブル処理手段４２は、天気予測情報テーブル４４に格納された天気係数Ｋ０に基づいて、時刻毎の基準電圧Ｖ０の初期値を補正する。基準電圧Ｖ０の初期値は、例えば天気が晴れの場合を基準に設定されており、一般に、天気が曇りの場合は晴れの場合に比べ日射量が減り、雨の場合にはさらに日射量が減る。基準電圧Ｖ０は、太陽電池パネル１０の出力電力が最大となる動作点の制御電圧Ｖであり、日射量が減ると、出力電力が最大となる動作点の制御電圧Ｖが低くなる（図１３の特性Ａ，Ｂ，Ｃを参照）。したがって、天気が晴れの場合は、曇り及び雨の場合に比べ、基準電圧Ｖ０が高い値となり、曇りの場合は、雨の場合に比べ基準電圧Ｖ０が高い値となる。

【0077】

図１１は、天気予測情報及び基準電圧Ｖ０の例を説明する図である。横軸は時刻を示し、縦軸は基準電圧Ｖ０を示す。図１１に示すように、日中の各時刻の基準電圧Ｖ０は、天気が晴れ、曇り及び雨の順に低い値となる。また、日の出時刻の基準電圧Ｖ０は、天気に依存することなく近い値となり、日の入り時刻の基準電圧Ｖ０も同様である。さらに、基準電圧Ｖ０は、ピーク時刻に近いほど、高い値となる。日の出時刻の基準電圧Ｖ０が動作開始電圧であり、全時刻の基準電圧Ｖ０は動作開始電圧を下回ることがない。

【0078】

図１０に戻って、テーブル処理手段４２は、例えば、天気予測情報が示す時間帯の天気が曇りの場合（天気予測情報テーブル４４に格納された天気係数Ｋ０が曇りを示す値ＫＡの場合）、当該時間帯の基準電圧Ｖ０に天気係数ＫＡを乗算し、当該時間帯については、乗算結果の基準電圧Ｖ０×ＫＡを新たな基準電圧Ｖ０に設定する。また、テーブル処理手段４２は、例えば、天気予測情報が示す時間帯の天気が雨の場合（天気予測情報テーブル４４に格納された天気係数Ｋ０が雨を示す値ＫＢの場合）、当該時間帯の基準電圧Ｖ０に天気係数ＫＢを乗算し、当該時間帯については、乗算結果の基準電圧Ｖ０×ＫＢを新たな基準電圧Ｖ０に設定する。これにより、図１０（３）に示すように、天気係数Ｋ０を反映した後のパターン（例えば、ピーク時刻の基準電圧V2SがV2S×KAに補正されたパターン）が得られる。

【0079】

図５に戻って、テーブル処理手段４２は、ステップＳ５０５から移行して、ステップＳ５０５にて設定した時刻毎の基準電圧Ｖ０を、基準電圧テーブル４３に格納する（ステップＳ５０６）。つまり、テーブル処理手段４２は、図１０（２）に示したパターンを時刻毎の基準電圧Ｖ０の初期値として、基準電圧テーブル４３に格納すると共に、図１０（３）に示したパターンを時刻毎の基準電圧Ｖ０として、基準電圧テーブル４３に格納する。

【0080】

これにより、基準電圧テーブル４３には、基準の天気（例えば晴れの天気係数Ｋ０）が反映された時刻毎の基準電圧Ｖ０の初期値、及び、天気予報情報から得られた天気係数Ｋ０が反映された時刻毎の基準電圧Ｖ０が格納される。ステップＳ５０１〜ステップＳ５０６の処理は夜間に行われ、基準電圧テーブル４３は、運転に先立って夜間に生成される。

【0081】

図１２は、時刻毎の太陽電池パネル１０の特性及び基準電圧Ｖ０の例を説明する図である。横軸は制御電圧Ｖ（基準電圧Ｖ０＋操作電圧ＶＳ）を示し、縦軸は太陽電池パネル１０の出力電力を示す。操作電圧ＶＳ＝０とし、基準電圧テーブル４３には、図９に示した基準電圧Ｖ０が格納されているものとする。日の出及び日の入り時刻の特性は、制御電圧Ｖ＝基準電圧V0-1，V0-3のときに出力電力が最大となる特性であり、ピーク時刻の特性は、制御電圧Ｖ＝基準電圧V0-2のときに出力電力が最大となる特性である。

【0082】

図５のステップＳ５０６により基準電圧Ｖ０が格納され生成された基準電圧テーブル４３（図９に示した基準電圧テーブル４３）は、図１２に示した太陽電池パネル１０の特性を予定しているものといえる。

【0083】

図５に戻って、基準電圧決定手段４５は、ステップＳ５０６から移行して、時計３２から現在時刻情報を取得する（ステップＳ５０７）。そして、基準電圧決定手段４５は、現在時刻情報に含まれる時分秒情報の時刻を特定し、現在時刻に対応する基準電圧Ｖ０を基準電圧テーブル４３から読み出す（ステップＳ５０８）。そして、基準電圧決定手段４５は、基準電圧テーブル４３から読み出した基準電圧Ｖ０、すなわち天気予測情報テーブル４４に格納された天気係数Ｋ０が勘案された基準電圧Ｖ０を加算部３４に出力する（ステップＳ５０９）。

【0084】

このように、基準電圧Ｖ０は、日の出及び日の入り予測情報、ピーク時刻、並びに天気予測情報が反映されているから、実際の太陽電池パネル１０の特性は、図１２に示した特性に近くなる。そして、全ての時刻において、出力電力が最大となる制御電圧Ｖ＝基準電圧Ｖ０を基準（開始点）にしてＭＰＰＴ制御が行われるから、開始点から最大の出力電力の動作点（実際の動作点）へ短時間で到達することが可能となる。したがって、日の出及び日の入り、ピーク時刻、及び天気を考慮するようにしたから、日射量が少ない時間帯においても、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。

【0085】

〔操作方向決定処理（ステップＳ４０５）〕
次に、図４に示したステップＳ４０５の操作方向決定処理について説明する。図６は、ステップＳ４０５の操作方向決定処理の例を示すフローチャートである。この処理は、方向決定手段４０により行われる。

【0086】

方向決定手段４０は、操作電圧決定手段４１により決定された操作電圧ＶＳ（初期値は０）を入力する（ステップＳ６０１）。そして、方向決定手段４０は、操作電圧ＶＳに対してシフト電圧ΔＶを加減算した操作電圧ＶＳ，ＶＳ−ΔＶ，ＶＳ＋ΔＶのときの太陽電池パネル１０の電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２を測定する（ステップＳ６０２）。

【0087】

具体的には、方向決定手段４０は、操作電圧ＶＳのときの電力Ｐを測定するために、操作電圧決定手段４１が操作電圧ＶＳを加算部３４に出力する。加算部３４により、基準電圧Ｖ０に操作電圧ＶＳが加算され、制御電圧Ｖが求められる。そして、方向決定手段４０は、この制御電圧Ｖにて制御された太陽電池パネル１０の電力Ｐを電力算出部３０から入力する。

【0088】

また、方向決定手段４０は、操作電圧ＶＳ−ΔＶのときの電力Ｐ１を測定するために、操作電圧決定手段４１が操作電圧ＶＳ−ΔＶを加算部３４に出力する。加算部３４により、基準電圧Ｖ０に操作電圧ＶＳ−ΔＶが加算され、制御電圧Ｖが求められる。そして、方向決定手段４０は、この制御電圧Ｖにて制御された太陽電池パネル１０の電力Ｐ１を電力算出部３０から入力する。

【0089】

同様に、方向決定手段４０は、操作電圧ＶＳ＋ΔＶのときの電力Ｐ２を測定するために、操作電圧決定手段４１が操作電圧ＶＳ＋ΔＶを加算部３４に出力する。加算部３４により、基準電圧Ｖ０に操作電圧ＶＳ＋ΔＶが加算され、制御電圧Ｖが求められる。そして、方向決定手段４０は、この制御電圧Ｖにて制御された太陽電池パネル１０の電力Ｐ２を電力算出部３０から入力する。そして、操作電圧決定手段４１は、元の操作電圧ＶＳに戻し、操作電圧ＶＳを加算部３４に出力する。

【0090】

方向決定手段４０は、電力Ｐが電力Ｐ１以上（電力Ｐ≧電力Ｐ１）であり、かつ電力Ｐが電力Ｐ２以上（電力Ｐ≧電力Ｐ２）であるか否かを判定する（ステップＳ６０３）。方向決定手段４０は、ステップＳ６０３において、電力Ｐ≧電力Ｐ１かつ電力Ｐ≧電力Ｐ２であると判定した場合（ステップＳ６０３：Ｙ）、電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２の中で電力Ｐが最も高いとして、操作方向ｃに０を設定する（ステップＳ６０４）。

【0091】

一方、方向決定手段４０は、ステップＳ６０３において、電力Ｐ≧電力Ｐ１かつ電力Ｐ≧電力Ｐ２でないと判定した場合（ステップＳ６０３：Ｎ）、電力Ｐ１が電力Ｐ２以上（電力Ｐ１≧電力Ｐ２）であるか否かを判定する（ステップＳ６０５）。

【0092】

方向決定手段４０は、ステップＳ６０５において、電力Ｐ１≧電力Ｐ２であると判定した場合（ステップＳ６０５：Ｙ）、電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２の中で電力Ｐ１が最も高いとして、操作方向ｃに−１を設定する（ステップＳ６０６）。

【0093】

一方、方向決定手段４０は、ステップＳ６０５において、電力Ｐ１≧電力Ｐ２でないと判定した場合（ステップＳ６０５：Ｎ）、電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２の中で電力Ｐ２が最も高いとして、操作方向ｃに＋１を設定する（ステップＳ６０７）。

【0094】

方向決定手段４０は、ステップＳ６０４、ステップＳ６０６またはステップＳ６０７から移行して、操作方向ｃを操作電圧決定手段４１に出力する（ステップＳ６０８）。操作方向ｃ＝０は、操作電圧ＶＳをシフトさせないことを示し、操作方向ｃ＝−１は、操作電圧ＶＳをマイナス方向へシフト電圧ΔＶだけシフトさせることを示し、操作方向ｃ＝＋１は、操作電圧ＶＳをプラス方向へシフト電圧ΔＶだけシフトさせることを示す。

【0095】

このように、方向決定手段４０により、操作電圧ＶＳ，ＶＳ−ΔＶ，ＶＳ＋ΔＶのときの太陽電池パネル１０の電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２が測定され、最も高い電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２の方向に操作電圧ＶＳをシフトさせるための操作方向ｃが決定される。

【0096】

〔操作電圧決定処理（ステップＳ４０６）〕
次に、図４に示したステップＳ４０６の操作電圧決定処理について説明する。図７は、ステップＳ４０６の操作電圧決定処理の例を示すフローチャートである。この処理は、操作電圧決定手段４１により行われる。

【0097】

操作電圧決定手段４１は、方向決定手段４０から操作方向ｃを入力する（ステップＳ７０１）。操作電圧決定手段４１は、操作方向ｃが０の場合（ステップＳ７０２：ｃ＝０）、元の操作電圧ＶＳを維持する。

【0098】

一方、操作電圧決定手段４１は、操作方向ｃが−１の場合（ステップＳ７０２：ｃ＝−１）、元の操作電圧ＶＳからシフト電圧ΔＶを減算し、新たな操作電圧ＶＳを求める（ステップＳ７０３）。また、操作電圧決定手段４１は、操作方向ｃが＋１の場合（ステップＳ７０２：ｃ＝＋１）、元の操作電圧ＶＳにシフト電圧ΔＶを加算し、新たな操作電圧ＶＳを求める（ステップＳ７０４）。

【0099】

操作電圧決定手段４１は、ステップＳ７０２、ステップＳ７０３またはステップＳ７０４から移行して、操作電圧ＶＳを加算部３４に出力する（ステップＳ７０５）。

【0100】

このように、操作電圧ＶＳは、太陽電池パネル１０の電力Ｐが高くなる操作方向ｃへ、シフト電圧ΔＶ単位にシフトする。

【0101】

〔基準電圧決定処理（ステップＳ４０７）〕
次に、図４に示したステップＳ４０７の基準電圧決定処理について説明する。図８は、ステップＳ４０７の基準電圧決定処理の例を示すフローチャートである。この処理は、テーブル処理手段４２及び基準電圧決定手段４５により行われる。

【0102】

テーブル処理手段４２は、太陽電池パネル１０の運転中に、ネットワークを介して、天気予測情報を取得し（ステップＳ８０１）、天気予測情報に基づいて、時刻毎の天気係数Ｋ０を算出する（ステップＳ８０２）。そして、テーブル処理手段４２は、時刻毎の天気係数Ｋ０を天気予測情報テーブル４４に格納する（ステップＳ８０３）。天気予測情報は、例えば、所定時刻毎または所定周期のタイミングで取得される。

【0103】

テーブル処理手段４２は、基準電圧テーブル４３から時刻毎の基準電圧Ｖ０の初期値を読み出す。そして、テーブル処理手段４２は、時刻毎の基準電圧Ｖ０の初期値に、対応する時刻毎の天気係数Ｋ０を乗算して最新の基準電圧Ｖ０を補正し、補正後の時刻毎の基準電圧Ｖ０を新たな基準電圧Ｖ０として基準電圧テーブル４３に格納する（ステップＳ８０４）。

【0104】

図１０（３）及び図１１にて説明したとおり、基準電圧Ｖ０は、天気に応じて異なる値となる。したがって、基準電圧Ｖ０が基準電圧テーブル４３に格納されたときの過去の天気と、現在の天気予測情報が示す天気とが異なる場合、基準電圧Ｖ０は、予測した天気の変化に応じて補正されるべきである。

【0105】

そこで、テーブル処理手段４２により、ステップＳ８０４において、基準電圧テーブル４３における所定時刻の基準電圧Ｖ０が格納されたときの当該所定時刻の天気と、現在の天気予測情報が示す当該所定時刻の天気とが異なる場合（天気係数Ｋ０が異なる場合）、当該所定時刻の基準電圧Ｖ０が補正される。

【0106】

例えば、過去の天気予測情報が示す所定時刻の天気が曇りであり、現在の天気予測情報が示す当該所定時刻の天気が晴れである場合を想定する。天気が曇りの場合の天気係数Ｋ０をＫＡ、天気が晴れの場合の天気係数Ｋ０をＫＳとする（ＫＡ＜ＫＳ）。基準電圧テーブル４３には、所定時刻の最新の基準電圧としてＶ０×ＫＡが格納されている。テーブル処理手段４２は、取得した現在の天気予測情報が示す所定時刻の天気が晴れであるから、基準電圧Ｖ０の初期値に天気係数ＫＳを乗算し、乗算結果の基準電圧Ｖ０×ＫＳを新たな基準電圧Ｖ０に設定し、補正後の基準電圧Ｖ０として基準電圧テーブル４３に格納する。尚、天気が晴れを基準として基準電圧Ｖ０の初期値が設定されている場合、天気が晴れの場合の天気係数Ｋ０はＫＳ＝１である。また、テーブル処理手段４２は、現在の天気予測情報が示す当該所定時刻の天気が雨である場合（天気係数Ｋ０をＫＢとする（ＫＢ＜ＫＡ＜ＫＳ））、当該所定時刻については、乗算結果の基準電圧Ｖ０×ＫＢを新たな基準電圧Ｖ０に設定し、補正後の基準電圧Ｖ０として基準電圧テーブル４３に格納する。

【0107】

基準電圧決定手段４５は、ステップＳ８０４から移行して、時計３２から現在時刻情報を取得する（ステップＳ８０５）。そして、基準電圧決定手段４５は、現在時刻情報に含まれる時分秒情報の時刻を特定し、現在時刻に対応する基準電圧Ｖ０を基準電圧テーブル４３から読み出す（ステップＳ８０６）。そして、基準電圧決定手段４５は、基準電圧テーブル４３から読み出した基準電圧Ｖ０、すなわち天気予測情報テーブル４４に格納された天気係数Ｋ０が勘案された基準電圧Ｖ０を加算部３４に出力する（ステップＳ８０７）。

【0108】

このように、基準電圧Ｖ０は、時々刻々と変化する天気予測情報が反映されているから、実際の太陽電池パネル１０の特性は、図１２に示したような予定した特性に一層近くなる。そして、全ての時刻において、出力電力が最大となる制御電圧Ｖ＝基準電圧Ｖ０を基準（開始点）にしてＭＰＰＴ制御が行われるから、開始点から最大の出力電力の動作点（実際の動作点）へ短時間で到達することが可能となる。したがって、日の出及び日の入り、ピーク時刻、及び天気を考慮するようにしたから、日射量が少ない時間帯においても、ＭＰＰＴ制御を一層効率的に行うことが可能となる。

【0109】

以上のように、本発明の実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）１２によれば、基準電圧処理部３３のテーブル処理手段４２は、太陽電池パネル１０の運転に先立って、現在の月日、動作開始電圧、日の出及び日の入り予測情報、予め設定されたピーク時刻、及び天気予測情報に基づいて、日の出時刻、ピーク時刻及び日の入り時刻を含む時刻毎に、天気予測情報を反映した基準電圧Ｖ０を設定し、基準電圧テーブル４３に格納する。また、テーブル処理手段４２は、太陽電池パネル１０の運転中に、最新の天気予測情報に基づいて天気係数Ｋ０を算出し、天気予測情報テーブル４４に格納し、天気予測情報テーブル４４に格納された天気係数Ｋ０に基づいて、基準電圧テーブル４３に格納された基準電圧Ｖ０を補正する。

【0110】

これにより、基準電圧テーブル４３には、天気が晴れの時刻について、曇り及び雨の場合よりも高い値の基準電圧Ｖ０が格納され、天気が曇りの時刻について、雨の場合よりも高い値の基準電圧Ｖ０が格納される。

【0111】

そして、基準電圧処理部３３の基準電圧決定手段４５は、基準電圧テーブル４３から現在時刻の基準電圧Ｖ０を読み出すことで、天気係数Ｋ０が勘案された基準電圧Ｖ０を決定する。また、操作電圧処理部３１の方向決定手段４０は、操作電圧ＶＳに対してシフト電圧ΔＶを加減算した電圧に対する電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２を測定し、これらの電力Ｐ，Ｐ１，Ｐ２に基づいて、操作電圧ＶＳの操作方向ｃを決定する。操作電圧決定手段４１は、操作方向ｃの示す方向に操作電圧ＶＳをシフトし、新たな操作電圧ＶＳを決定する。加算部３４は、基準電圧決定手段４５により決定された基準電圧Ｖ０に、操作電圧決定手段４１により決定された操作電圧ＶＳを加算し、制御電圧Ｖを求める。

【0112】

このようにして求めた制御電圧Ｖにより、太陽電池パネル１０の出力電力が制御される。これにより、基準電圧テーブル４３の基準電圧Ｖ０は、時々刻々と変化する天気予測情報が反映される。そして、出力電力が最大となる制御電圧Ｖ＝基準電圧Ｖ０を用いてＭＰＰＴ制御が行われるから、開始点から最大の出力電力の動作点（実際の動作点）へ短時間で到達することが可能となる。つまり、日の出及び日の入り、ピーク時刻、及び天気を考慮するようにしたから、日射量が少ない時間帯においても、ＭＰＰＴ制御を効率的に行うことが可能となる。

【0113】

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２のＭＰＰＴ制御部２０は、ネットワークを介して、天気予測情報を取得し、天気予測情報に基づいて、基準電圧Ｖ０を設定し補正するようにした。これに対し、ＭＰＰＴ制御部２０は、ネットワークを介して、天気予測情報の代わりに、日射量予測情報を取得するようにしてもよい。日射量予測情報には、太陽電池パネル１０が設置された場所を含む地域毎に、時刻毎または時間帯毎の日射量が含まれる。ＭＰＰＴ制御部２０は、日射量予測情報に基づいて、基準電圧Ｖ０を設定し補正する。具体的には、ＭＰＰＴ制御部２０は、日射量が増加した時間帯について、元の基準電圧Ｖ０に対しその増加分に比例した所定値を加算して新たな基準電圧Ｖ０を設定する。また、ＭＰＰＴ制御部２０は、日射量が減少した時間帯について、基準電圧Ｖ０に対しその減少分に比例した所定値を減算して新たな基準電圧Ｖ０を設定する。

【0114】

尚、本発明の実施形態によるＤＣ−ＤＣコンバータ１２のハードウェア構成としては、マイクロプロセッサＭＰＵ等により実現することができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、ＭＰＵ、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２に備えた電力算出部３０、操作電圧処理部３１、基準電圧処理部３３及び加算部３４の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。

【符号の説明】

【0115】

１ 太陽光発電システム
１０ 太陽電池パネル
１１ 接続箱
１２ ＤＣ−ＤＣコンバータ（太陽光発電装置）
１３ パワーコンディショナ
１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１５ バッテリー
２０ ＭＰＰＴ制御部
２１，２４ 減算部
２２ 電圧制御器
２３，２８ 電流検出器
２５ 電流制御器
２６ ＰＷＭ制御器
２７ パワー変換器
２９ 電圧検出器
３０ 電力算出部
３１ 操作電圧処理部
３２ 時計
３３ 基準電圧処理部
３４ 加算部
４０ 方向決定手段
４１ 操作電圧決定手段
４２ テーブル処理手段
４３ 基準電圧テーブル
４４ 天気予測情報テーブル
４５ 基準電圧決定手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】