Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

869
m1
m2
m
x
Controller
S
Figure 19.5
Partial-shunting controller for high-voltage systems
m1
m2
m3
S1
S2
D1
D2
D3
Controller
S3
Figure 19.6
Sub-array switching controller for high-power systems
In consequence, the remaining generator voltage is too low to further charge the battery.
The advantage of partial shunting is the reduced voltage stress for the switch in high-
voltage systems. On the other hand, a tap and additional wiring are needed.
In high-power systems, sub-array switching according to Figure 19.6 is used for
charge control. The PV generator is set up as a number of sub-arrays (strings), and each
of these strings is connected to the battery via its own control element (e.g. blocking
diode and switch).

---

870
POWER CONDITIONING FOR PHOTOVOLTAIC POWER SYSTEMS
Two different control strategies are used. The multiple switches can be driven in
parallel, turning the full array current on and off in one step. A preferred strategy is to drive
the switches in a certain sequence that allows stepwise adjustment of the charging current.
With all of the switching controllers described above, the designer or end user has
to be aware that the solar generator is directly coupled with the battery and the load. If the
battery connection is interrupted (maintenance work, lead breakage, blowing of the battery
fuse etc.), the full open-circuit voltage of the PV generator can be applied to the load and
may destroy it! To prevent damage, either the loads must be able to withstand the high
voltage or the controller must be designed to avoid voltages higher than the rated output.
This can be achieved, for example, by rapid over-voltage detection and load cut-off.