ソーラ・エネルギ - パワー・オプティマイザ

グリッドに接続された太陽光発電（PV）装置は、通常、ストリング・インバータに直列に接続されたモジュール・アレイで構築されます。従来のストリング・インバータを補完することでモジュールあたりのエネルギー獲得量を増やす新しいシステム・アーキテクチャでは、個々のモジュール専用の DC-DC コンバータが使用されます。これらのシステムは、マイクロコンバータまたは DC-DC パワー・オプティマイザと呼ばれ、個別のモジュール・レベルで最大電力点追従（MPPT）を実行することで、部分的に日陰になる場合や、その他の経年変化の問題に対応します。こうすることで、性能の低いモジュールのためにストリング全体が制限されることがなくなります。

インバータの中核となるのは MPPT アルゴリズムであり、マイコンまたは MPPT コントローラから実行できます。コントローラは、DC-DC 変換を調整してストリングに必要な出力 DC 電圧を生成しながら、パネルを最大電力抽出点に維持するのに必要な高精度のアルゴリズムを実行します。このコントローラはすべての電力管理機能に必要な制御ループを実行するようにプログラムされています。PV の最大出力電力は動作条件に依存し、温度、遮光、汚れ、雲量、および時間帯によって常に変動するため、最大出力を常にトラッキングし調整する必要があります。コントローラには、制御ループを実装するため、高精度 PWM 出力や ADC などの高度なペリフェラルが搭載されています。ADC は、PV 出力電圧や電流などの変数を測定し、負荷に応じて PWM デューティ・サイクルを変更することにより DC/DC コンバータを調整します。部分的に日陰になった PV モジュールでも正しく最大値を監視するために複雑な仕組みが存在します。

ADC を読み取り、単一クロック・サイクル内で PWM を調整するように設計されたリアルタイム・プロセッサが適しています。単純なシステム上の通信は単一のプロセッサで処理できますが、複雑なモニタリングのレポートを行う精巧なシステムではセカンダリ・プロセッサが必要になる場合があります。電流はフラックスゲート・センサまたはシャント・レジスタで検出されます。安全性の観点より、プロセッサとライン電流および電圧、さらには外部への通信バスとの絶縁が必要となる場合があります。絶縁装置が内蔵されたデルタ・シグマ変調器が好適です。バイアス電源では、DC-DC コンバータを使用してインバータ上の電子機器に電力を供給します。また、高電圧を処理でき、検出機能が内蔵された MOSFET/IGBT ドライバも適しています。通信機能が内蔵されている場合は、ユーザーがコンバータを監視したり、電力状態および動作条件をレポートしたり、ファームウェアを更新したりすることができます。一般的に、有線または無線（Bluetooth、ZigBee/IEEE802.15.4、6loWPAN） 通信機能を削るために、電力線通信（PLC）が使用されます。