CN104160586B - 电源装置、蓄电装置、及蓄电系统 - Google Patents

电源装置、蓄电装置、及蓄电系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电源装置、蓄电装置、及蓄电系统。本发明的电源装置，从输出变动的发电装置接受电力，及向外部供给电力，且包括：电力贮存器件，具有较作为被动元件的电容器元件高的贮存电力量及/或低的自放电率，且具有较二次电池高的充放电效率及/或高的响应性，并且接受上述发电装置的电力，及向外部释放电力；电流控制部，控制从上述电力贮存器件流向外部的电流；以及控制部，以所述发电装置的发电量成为最大的方式进行所述电力贮存器件的充放电而控制所述发电装置的电流及电压。

Description

电源装置、蓄电装置、及蓄电系统
技术领域
本发明涉及一种从输出变动的电源接受电力，并向外部供给电力的电源装置、蓄电装置、及蓄电系统。
背景技术
近年来，考虑到环境问题而推进利用太阳光、风力、波浪力、潮力、潮汐等自然能量的电源装置的开发。然而，利用自然能量的发电方式除能量密度低以外，还具有如下缺点，即其发电的输出受气象条件影响而变动，无法进行始终稳定的电力供给。
例如，在下述专利文献1中，提出有如下的风力发电装置：为了避免风力发电机的过电流流入至二次电池，而检测风力发电机的平滑电容器(smoothing capacitor)的电压，在该平滑电容器的电压成为与二次电池大致相同的电压时连接二次电池与风力发电机，且在该平滑电容器的电压与二次电池的电压不同时，经由限流电路而连接风力发电机与二次电池。
此外，在专利文献2中表示有如下的充电控制装置：将蓄电器的多个蓄电单元(cell)串联连接，当通过充电控制部，根据利用单元电压检测部所得的各单元电压的检测结果而特定单元电压最低的蓄电单元时，对分别连接于多个蓄电单元之间的多个开关(switch)个别地进行接通断开(on-off)控制，而使利用太阳电池获得的电力充电至该特定的蓄电单元，由此可使各蓄电单元的剩余容量(remaining capacity)高效率地均等化。
此外，非专利文献1中表示有如下的太阳光发电系统(system)：将电容器分别并联连接于多个太阳电池模块(module)，在阴影投至任一个太阳电池模块的情况下，通过金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)将该太阳电池模块一次性地从太阳电池模块的阵列(array)切断，在对其他电容器充分地进行充电之后，将切断的太阳电池模块再次与阵列连接。
背景技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-20805
专利文献2：日本专利特开2009-142071
非专利文献
非专利文献1：“清水俊秀、吉田俊哉、大庭胜实、“改善因阴影导致的电力降低的太阳光发电系统”，电气学会论文杂志D，vol.126，2006，pp.92-93”
发明内容
专利文献1中记载的风力发电装置，针对风速强烈产生的过电流，可通过由限流电阻等构成的限流电路控制流向二次电池的电流而保护二次电池。此外，在限流电路的上级设置有直流电容器，但该直流电容器是防止电压摆动的构件。如此，所揭示的风力发电装置对于在风速弱时的低电流发电时的电力的有效回收并未进行任何揭示。如果将风力发电机的电力直接连接于二次电池，则在风速弱时达不到二次电池的电压，无法获得风力发电机的电力。
此外，对于太阳光发电的情况，在照射光的能量弱的情况下，也达不到二次电池的电压而无法获得太阳光发电机的电力。
此外，专利文献2中记载的充电控制装置是通过充电控制部而均等地对蓄电器的各蓄电单元充电，但在该充电控制装置中为如下构成，即，只使利用太阳电池获得的电力经由各个蓄电单元之间的开关而充电至蓄电单元。而且，该蓄电单元如锂离子电池单元(lithium ion battery cell)般响应性低，且充放电效率低。
此外，在所述情况下，如果太阳电池模块的一部分存在发电电力降低的情况，则受到伴随着输出降低的太阳电池模块的影响，太阳电池整体的发电效率降低，并且在转换器(converter)中的电压转换损失变大，因此无法对蓄电单元高效率地进行充电。
此外，在非专利文献1中记载的太阳光发电系统中，电容器分别并联连接在多个太阳电池模块，在阴影投至任一个太阳电池模块的情况下，该太阳电池模块被一次性地从太阳电池模块的阵列切断，因此不受伴随着输出降低的太阳电池模块的影响而对电容器进行充电。
然而，在此种太阳光发电系统中，为了避免伴随着输出降低的太阳电池模块的影响，必须使MOSFET介于各个太阳电池模块之间，该MOSFET用以将投有阴影的太阳电池模块从阵列切断。如此，因阴影等而导致发电电力降低的模块被从阵列切断，因此在形成多个太阳电池模块串联连接而成的阵列的情况下，其他太阳电池模块无法以最大电力点发电。因此，受所述发电电力降低的太阳电池模块的影响，而无法充分地显现出作为太阳电池整体的发电电力。
如此，以往提出的充电从自然能量发电所得的电力的装置在电力降低的情况下，无法高效率地充电电力。
一实施方式的电源装置的目的在于，从输出变动的电源接受电力而高效率地对电力进行储存，并且向外部供给电力。
解决所述课题的实施方式为如以下的项目所述。
1.一种电源装置，其从输出变动的发电装置接受电力，及向外部供给电力，包括：
电力贮存器件，具有较作为被动元件的电容器元件高的贮存电力量及/或低的自放电率，且具有较二次电池高的充放电效率及/或高的响应性，并且接受所述发电装置的电力，及向外部释放电力；
电流控制部，控制从所述电力贮存器件流向外部的电流；以及
控制部，以所述发电装置的发电量成为最大的方式进行所述电力贮存器件的充放电，而控制所述发电装置的电流及电压。
就电源装置而言，太阳光发电或风力发电等发电装置与电力贮存器件之间不绝缘，发电装置与电力贮存器件始终构成并联电路而可从发电装置接受电力并高效率地储存电力，并且可向外部供给电力。
2.根据本发明的第一项所述的电源装置，其包括：
第1电压传感器(sensor)，计测所述电力贮存器件的电压；
第1电流传感器，计测所述电力贮存器件的输入输出电流；以及
第2电流传感器，计测所述发电装置的电流；并且
所述控制部通过第1电压传感器、及第2电流传感器而算出所述发电装置的电力，且以使来自所述发电装置的电力为最大的方式控制所述电流控制部。
电源装置通过第2电流传感器计测来自发电装置的电流，且使用来自电力贮存器件的电流的利用第1电流传感器所得的计测结果及利用第1电压传感器所得的电压测定结果而算出电力，并以使来自太阳光发电的电力为最大的方式进行电流控制部的电流控制。
3.根据本发明的第一项或第二项所述的电源装置，其中所述电力贮存器件为锂离子电容器(lithium ion capacitor)。
4.根据本发明的第一项至第三项中任一项所述的电源装置，其中所述发电装置为太阳光发电装置或风力发电装置。
5.根据本发明的第一项至第四项中任一项所述的电源装置，其中在外部负载的消耗电力大于所述发电装置的情况下，所述控制部从所述电力贮存器件向外部放电，且
在外部负载的消耗电力小于所述发电装置的情况下，所述控制部对所述电力贮存器件充电。
6.根据本发明的第一项至第五项中任一项所述的电源装置，其中该电源装置具备第1电力贮存器件～第n(n为2以上的自然数)电力贮存器件，所述第1电力贮存器件与所述第1发电装置并联连接，所述第n电力贮存器件与所述第n发电装置并联连接，此外，所述第1电力贮存器件～第n电力贮存器件分别串联连接，
第1发电装置～第n发电装置分别经由二极管(diode)而串联连接。
在所述构成中，电源装置不会对在最大电力点上的输出造成影响，第1电力贮存器件～第n电力贮存器件分别可进行所对应的第1发电装置～第n发电装置的最大电力点上的电力的充电。
例如，在将第1发电装置～第n发电装置设为太阳电池的情况下，由于各个发电装置相互串联连接，因此如果阴影投至任一个太阳电池上，则太阳电池整体的输出会降低。然而，在各个太阳电池并联连接第1电力贮存器件～第n电力贮存器件，而且使太阳电池彼此经由二极管串联连接，由此可不受投有阴影的任一个太阳电池的影响，而对连接于未投阴影的太阳电池的任一个第1电力贮存器件～第n电力贮存器件进行充电。也就是说，投有阴影的太阳电池通过二极管的作用而被自未投阴影的太阳电池切断，因此未投阴影的太阳电池可不受投有阴影的太阳电池的影响。
7.根据本发明的第6项所述的电源装置，其中所述电流控制部连接于串联连接的所述第1电力贮存器件的+端子与所述第n电力贮存器件的-端子之间，而将所述两端子间的电压转换为规定的电压，且
所述控制部根据所述两端子间的电压的变化而控制所述电流控制部的转换动作。
在所述构成中，通过使电流控制部驱动，而使第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的整体的电压与可输出第1发电装置～第n发电装置的最大电力的动作电压一致，从而可避免在可运用第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的上限电压附近利用该第1电力贮存器件～第n电力贮存器件，因此第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的自放电损失变小，可实现高效率的充电。
8.根据本发明的第6项所述的电源装置，其中在所述电流控制部的输出端连接有串联连接的多个蓄电器件，
所述控制部根据所述两端子间的电压的变动而控制所述电流控制部的转换动作，且
通过所述电流控制部的转换动作而将来自所述第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的电力充电至所述多个蓄电器件。
通过控制部，根据第1电力贮存器件～第n电力贮存器件整体的电压的变动而驱动电流控制部，将来自第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的电力充电至多个蓄电器件，由此，可将贮存在第1电力贮存器件～第n电力贮存器件中的电力量的剩余部分转移至多个蓄电器件。
9.根据本发明的第6项至第8项中任一项所述的电源装置，其中在所述第1电力贮存器件的端子间连接有第1切换开关，
在所述第n电力贮存器件的端子间连接有第n切换开关，
在这些第1切换开关～第n切换开关连接有将母线的电压转换为规定的电压的第1电压转换部，
所述控制部根据各个所述第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的端子间电压的变动而使所述第1切换开关～第n切换开关接通(on)或断开(off)，并且控制所述第1电压转换部的转换动作，且
通过所述第1电压转换部转换的电力经由接通的所述第1切换开关～第n切换开关而充电至所对应的所述第1电力贮存器件～第n电力贮存器件。
通过第1电压转换部转换的电力经由第1切换开关～第n切换开关中的任一者而充电至第1电力贮存器件～第n电力贮存器件中的任一者，由此，可填补相互串联连接的第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的电压不均衡，从而可抑制第1电力贮存器件～第n电力贮存器件的两端间的电压降(voltage drop)。
10.根据本发明的第9项所述的电源装置，其中在所述第1电力贮存器件的+端子与所述第n电力贮存器件的-端子之间连接有第2电压转换部，所述第2电压转换部将该两端子间的电压转换为规定的电压，并且将所述母线的电压转换为规定的电压，在串联连接的所述多个蓄电器件的全体的两端连接有第3电压转换部，所述第3电压转换部将该两端的电压转换为规定的电压，并且将所述母线的电压转换为规定的电压，
所述控制部根据所述母线的电压的变动而控制所述第2电压转换部及/或所述第3电压转换部的转换动作，且
在所述母线的电压稳定之前，进行所述第1电力贮存器件～第n电力贮存器件、及/或所述多个蓄电器件的充放电。
通过控制部控制第2电压转换部及/或第3电压转换部的转换动作，由此，控制母线与第1电力贮存器件～第n电力贮存器件之间的充放电、及/或母线与多个蓄电器件之间的充放电，而使根据负载的工作状况而变动的母线的电压稳定化。
11.一种蓄电装置，其包括：本发明的第一项至第10项中任一项所述的电源装置；以及蓄电器件，贮存所述电源装置输出的电力。
12.一种蓄电系统，其包括：本发明的第1项至第10项中任一项所述的电源装置、或本发明的第11项所述的蓄电装置；以及太阳光发电装置或风力发电装置，连接于所述电源装置。
一实施方式的电源装置可从输出变动的电源接受电力，并高效率地对电力进行储存，并且向外部供给电力。
附图说明
图1是表示电源装置的构成的一例的图。
图2A是表示贮存能量的各种器件的图。
图2B是表示日照射强度与发电曲线的关系的图。
图3是表示应用于风力发电机的电源装置的详细例的电路图。
图4是表示风力发电与风速的关系的图。
图5是表示风力发电的发电电力与电源装置的受电能力的一例的图。
图6是表示连接于太阳光发电装置的电源装置的构成例的图。
图7是表示连接于多个发电装置的电源装置的构成的一例的图。
图8A是连接于太阳光发电装置的电源装置的电路图。
图8B是连接于太阳光发电装置的电源装置的电路图。
图8C是连接于太阳光发电装置的电源装置的电路图。
图8D是连接于太阳光发电装置的电源装置的电路图。
图8E是连接于太阳光发电装置的电源装置的电路图。
图8F是连接于太阳光发电装置的电源装置的电路图。
图9是表示将电源装置应用于车辆的情况的构成例的图。
图10是说明将电源装置应用于其他电源的情况的电路图。
图11是说明将电源装置应用于其他电源的情况的电路图。
[符号的说明]
5：发电装置
7、7c：整流器
7a：4分接头切换变压器
7b：分接头切换用电磁开闭器
10a～10d：PV(光伏阵列)
20：电力贮存器件
20a～20d：电力贮存器件(LiC)
30、30a～30c：二极管
40：蓄电池
40a～40d：LiB
50a～50d：切换开关
60：电流控制部
60a～60d：转换器
62a：电压传感器
62b：电流传感器
63：电流传感器
70a～70b：保护电路
80：控制部
90a：检测线
90b：控制线
100：电源装置
101：燃料电池(FC)系统
102：电动机(MT)系统
103：柴油发动机(EG)系统
104：电动机系统
200：母线
300：车辆
500：虚线
a～w、x-1～x-6：连接点
具体实施方式
以下，参照图式对本发明的电源装置的实施方式的详情进行说明。本实施方式的电源装置从输出变动的发电装置接受电力，及向外部供给电力。作为输出变动的发电装置，有太阳光发电装置、风力发电装置、水力发电装置、波浪力发电装置、潮力发电装置、潮汐发电装置、以及振动发电装置。另外，本发明的电源装置也与输出保持为固定的火力发电装置、柴油(diesel)发电装置、燃料电池发电装置连接，但其连接方法与输出变动的发电装置不同。
首先，[1]作为第1实施方式而说明发电装置为单数的情况，[2]作为第2实施方式而说明发电装置为多个的情况，[3]作为第3实施方式而说明将电源装置应用于车辆的情况。
[1]第1实施方式
第1实施方式是发电装置为单数的情况。
[1.1]电源装置
图1是表示本实施方式的电源装置的构成的一例的图。图1所示的本电源装置100是从输出变动的发电装置5接受电力，及向外部供给电力的电源装置，且包括：电力贮存器件20，具有较作为被动元件的电容器元件高的贮存电力量及/或低的自放电率，且具有较二次电池高的充放电效率及/或高的响应性，并且接受所述发电装置的电力，及向外部释放电力；电流控制部60，控制从所述电力贮存器件流向外部的电流；以及控制部80，以所述发电装置的发电量成为最大的方式进行所述电力贮存器件的充放电，而控制所述发电装置的电流及电压。
电源装置100进而包括：电压传感器62a，计测电力贮存器件20的电压；电流传感器62b，计测电力贮存器件20的输入输出电流；以及电流传感器63，计测发电装置的电流。
电源装置100接受电力的发电装置例如为风力发电机或太阳光发电装置。以下，对电源装置100的各构成要素进行说明。
[1.1.1]电力贮存器件
图2A为说明贮存能量的各种器件的图。表1中表示有锂离子电容器、超导磁储能(SMES，superconducting magnetic energy storage)、电双层电容器、或作为二次电池的镍氢电池、锂离子电池、及铅蓄电池等。虚线500的左侧是直流电阻小且充放电效率高的器件，虚线500的右侧是直流电阻大且充放电效率低的器件。
如图示般，这些器件以贮存电力量[Wh]及最大输出[W]进行分类。此外，这些器件如下述般以输入输出响应性或充放电效率来区分。
A.输入输出响应性
众所周知，电力贮存器件的输入输出响应性与电力贮存器件的额定电输出之间存在正相关关系。换言之，电力贮存器件的额定电输出越大，则电力贮存器件的输入输出响应性越高，而电力贮存器件的额定电输出越小，则电力贮存器件的输入输出响应性越低。
B.充放电效率
此外，众所周知，电力贮存器件的充放电效率与电力贮存器件的直流电阻之间存在负相关关系。换言之，电力贮存器件的直流电阻越小则电力贮存器件的充放电效率越高，而电力贮存器件的直流电阻越大则电力贮存器件的充放电效率越低。另外，作为在电路中使用的被动元件的电容器的贮存电力量极低，因此无法图示。
表1是表示电力贮存器件的响应性、充放电效率、自放电率的表。应用于本电源装置的电力贮存器件构成为：以即便输出变动的多个电源中的一个电源的输出降低，其他电源也会以其最大电力点动作的方式，即便电源的输出降低，也可通过贮存电力而维持电力。此外，当电源的电力变化频繁时，如果充放电效率低，则会使通过电源产生的电力损失。因此，应用于本电源装置的电力贮存器件具有高的充放电效率。
[表1]
C.贮存电力量及自放电率
此外，如果如作为在电路中使用的被动元件的电容器(也称为“电容器元件”)般贮存电力量小且自放电率[％/月]高，则通过放电而电压迅速降低，因此其他电力贮存器件无法长时间以最大电力点动作。因此，应用于本电源装置的电力贮存器件通过贮存电力而维持电压，且要求实质上无自放电的低的自放电率。
如上所述，“锂离子电容器”及“电双层电容器”具有较作为被动元件的电容器元件高的贮存电力量及/或低的自放电率，且具有较二次电池高的充放电效率及/或高的响应性。
应用于本电源装置的电力贮存器件要求高的输入输出响应性、高的充放电效率、高的通过贮存电力而维持电压的贮存电力量、及低的自放电率，所以相当于图2A所示的“锂离子电容器”、及“SMES”。
[1.1.2]电流控制部
电流控制部60控制从电力贮存器件流向外部的电流。电流控制部60包括进行开闭动作的开关元件、电流控制用的开关元件、升压电路、降压电路、及电路控制部。电流控制用的开关元件例如包括MOSFET等，电路控制部根据从控制部80供给的控制信号而进行脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制来控制输出电流量。升压电路在电力贮存器件20的电压低于外部电压的情况下对该电力贮存器件20进行升压，降压电路在电力贮存器件20的电压高于外部电压的情况下对该电力贮存器件20进行降压。
[1.1.3]控制部
控制部80以发电装置的发电量成为最大的方式进行电力贮存器件的充放电，而控制发电装置的电流及电压。控制部80具有储存数据(data)或程序(program)的存储部、及进行数值运算处理的处理部。存储部中储存进行最大电力点跟踪(Maximum Power PointTracking，MPPT)处理的控制程序、或在下述的表格(table)参照法中使用的发电数据。
控制部80执行控制程序，并根据从各种传感器62a、传感器62b、传感器63接收到的表示电流或电压的电信号而对电流控制部60等输出控制信号，以来自发电装置的电力成为最大的方式实现MPPT处理。
控制部80分别分开算出发电装置5的电力及电力贮存器件20的电力。例如，在太阳光发电输出10A时，通过电流控制部60向外部供给5A，且向电力贮存器件充电5A，在将降低电压者判断为MPPT效率提高的情况下，控制部80必须从电力贮存器件放电而降低电力贮存器件的电压，因此必须通过电流控制部60而将超过向电力贮存器件20的充电电流的电流(为了使电力贮存器件20放电而为5A以上的电流)向外部侧输送。因此，电流传感器需要电力贮存器件侧的电流传感器62b、及发电装置侧的电流传感器63。
A.MPPT处理
对MPPT处理进行说明。电力是利用电流与电压的积求出，可通过以适当平衡(balance)控制电压与电流而使获取的电力的值最大化。因此，控制部80以发电装置能以最大电力点动作的方式进行改变电压与电流的MPPT控制(最大电力点追踪控制)。
控制部80进行“登山法”及/或“表格参照法”作为MPPT控制。
登山控制方式是如下方式，即检测实际上从发电装置输出的电压或电流并使电流一点一点地变动，比较控制前与控制后的电力，使动作点追踪至最大电力点。
使用图2B说明太阳光发电控制中的登山法。图2B是表示日照射强度与发电曲线的关系的图。在图2B中，成为弧线者是电力的曲线，通过以该曲线的顶点为目标改变输出电流的值而使电压点移动，结果看起来像是在登山，从而命名为“登山法”。首先规定日照射强度或气温，在所述条件中通过变更电流也可规定电压。例如，当存在面板(panel)温度25℃、600W/m2的日照射强度时，在不流通电流的情况下(不存在负载或二次电池的情况下)电压成为开路电压(open voltage)而为约28V，电流成为0A。于此，如果连接负载而流通4A的电流，则电压成为26V或17V。其次，如果将电流设为5A，则电压成为22V左右，从而成为最大电力点。如此可使从太阳电池输出的电流变化而始终探寻最大电力点来进行控制。
在风力发电中，风力发电的电输出对于风力发电的发电机而言是机械负载。也就是说，如果设计成无限大地获取电流(成为使风力发电机的输出端短路而向负载流通超大电流的状态)，则用以通过风使发电机旋转所必需的旋转力也变得无限大。也就是说，风车不旋转，电输出成为0W。总而言之，即便是强风，根据所获取的电流(电力)，风车的转速也会是成为0(输出端短路)，也会是风车非常好地旋转(输出端开路)。
于此，与太阳光发电同样，如果一点点地增加或减少从风力发电机获取的电流，则风力发电机的发电电压会对应于此而减少或增加。此时，如果计测电流及电压而探寻成为最大电力的电流，则成为登山法。
表格参照法是如下的控制法，即预先收集太阳光发电或风力发电的各种状况下的发电数据并将该发电数据表格化，且预先将该发电数据输入(input)至MPPT控制器而参照该发电数据。表格参照法的优点在于，如果详细地采集数据，则可轻松地进行MPPT控制，但缺点在于预先采集的数据变得庞大的方面。在太阳光发电的情况下，因设置角度而日照射光的种类的不同、气温、日照射强度、串并联个数等参数(parameter)过多而难以利用表格参照法。对于风力发电而言，如果有表示风速与电力的关系的数据，则可相对准确地推测最大电力点，因此也有时使用表格参照法。
在风力发电的情况下，设置风速计，并根据其测得的风速而参照表格来决定成为最大电力的电流。其结果，风力发电的电输出与利用风产生的机械输入持平而输出最大电力。
B.外部负载控制
对在电源装置100的外部连接有二次电池的情况的负载控制进行说明。在太阳光发电等的发电电力大于负载的消耗电力的情况下，电流控制部60始终持续对负载供给电力，并通过多余的电力对电力贮存器件进行充电，或通过电流控制部60而对处于外部的二次电池充电。此时，如果电力贮存器件电压上升，则偏离发电装置的最大电力点而MPPT效率变低。另一方面，如果使用电流控制部60向外部供给电力，则将电能量损失相当于电流控制部60的效率、二次电池的充放电效率的量。此外，如果为了输送低电流而使电流控制部60动作，则该电流控制部60的转换效率自身会大幅地降低。
因此，运算并比较由MPPT效率的降低所致的损失量(尽管有风或日照射但无法发电的机会损失)、与对二次电池进行充电时的损失量(甚至考虑到因输送电流而转换效率变动的转换器效率与二次电池充放电效率)，控制部80选择损失少者。
在负载的消耗电力高于太阳光发电等的发电电力的情况下，当存在风力或太阳光发电等的输出时，电流控制部60始终持续将与太阳光发电等的输出相等的电力供给至负载，而不足的电力则通过电流控制部60从电力贮存器件追加放电。运算及比较由电力贮存器件的电压降所致的MPPT效率的降低与在电流控制部60中的转换损失(与所述情况不同，不包含二次电池的充放电效率。因为二次电池为正在放电的状态，所以利用电流控制部60输送来的电力不会被充电至二次电池)，控制部80选择损失更少者。
[1.1.4]蓄电池
蓄电池40例如为表1所示的锂离子电池、镍氢电池、铅蓄电池。蓄电池40储存电力贮存器件所释放的电力。蓄电池40根据外部的电力需求而进行充放电动作。
[1.2]从风力发电机接受电力的电源装置
图3是表示从风力发电机接受电力的电源装置的构成例的图。因为风力发电机为交流电源，所以图3所示的电源装置100经由变压器及整流器7而与作为风力发电机的交流电源的发电装置10连接。图3所示的变压器及整流器7包括4分接头切换变压器(tap-changing transformer)7a、分接头切换用电磁开闭器7b、以及整流器7c。4分接头切换变压器7a以发电装置10的输出电压成为电力贮存器件20的上限电压及下限电压的范围内的方式进行电压转换。分接头切换用电磁开闭器7b根据发电装置10的输出电压而进行向电力贮存器件20施加的电压的切换。整流器7c将来自交流输出的发电装置10的交流电力进行电力转换为直流电力。
如图3所示，电力贮存器件20也可对应于风力发电机的电压而串联连接。
图4是表示风力发电与风速的关系的图。在陆地上，一般而言风速为2m/s～4m/s的风居多。近年来开发出多种能从这些低风速的风发电的风力发电机，但因连接于风力发电机上的电力转换器的电力转换效率显著降低，而无法利用来自风力发电机的发电电力。因此，无法利用出现的频率(frequency)高且占全年的发电量中的多半比例的从0m/s～4m/s的风发电的电力。
图5是表示风力发电的发电电力与电源装置的受电能力的一例的图。电力贮存器件中使用锂离子电容器。如图4所示，电源装置100即便在低风速下也可储存电力，因此也可储存能期待相对于图4所示的年总发电量占多半比例的0m/s～4m/s风速的发电电力。
[2]第2实施方式
第2实施方式的发电装置是存在多种的情况。
[2.1]电源装置
于此，说明将本发明的电源装置应用于例如下一代的电力网络(network)即智能电网(smart grid)的情况。
图6是表示电源装置的构成例的图。作为发电装置的光伏阵列(Photovoltaicarray，PV)10a～光伏阵列10c由以14串联×175并联配置的太阳电池模块构成。PV10a～PV10c分别构成将14个太阳电池模块串联而成的阵列。太阳电池模块包括多个单元。
图7是表示连接于多个发电装置的电源装置的构成的一例的图。图7所示的电源装置100针对每个PV而设置有电力贮存器件，且在该PV之间设置有二极管30a～二极管30c。
如图7所示，因为PV10a、PV10b、PV10c串联连接，由此如果阴影投至任一个PV，则不仅投有阴影的PV的输出降低，而且投有阴影的PV也作为电阻发挥作用，从而其他PV的输出也降低，其结果，PV整体的输出降低。然而，在各个PV10a、PV10b、PV10c上并联连接有电力贮存器件20a、电力贮存器件20b、电力贮存器件20c，而且PV10a、PV10b、PV10c彼此经由二极管30而串联连接，由此，可不受投有阴影的任一个PV10a、PV10b、PV10c的影响，而进行向连接于未投阴影的PV10a或PV10b或PV10c的电力贮存器件20a或电力贮存器件20b或电力贮存器件20c的充电。
也就是说，如果投有阴影的PV10a或PV10b或PV10c的电压变得低于电力贮存器件20a或电力贮存器件20b或电力贮存器件20c的电压，则通过连接于PV10a或PV10b或PV10c的+端子的二极管30的作用，而将投有阴影的PV10a或PV10b或PV10c从电力贮存器件20a或电力贮存器件20b或电力贮存器件20c切断，因此未投阴影的PV10a或PV10b或PV10c可不受投有阴影的PV10a或PV10b或PV10c的影响。另外，当例如阴影投至PV10c而该PV10c的+端子的电压低于电力贮存器件20b的+端子的电压时，二极管30被反向偏压(reverse bias)而以不导通的方式发挥作用。
[2.2]电源装置的电路图
图8A～图8F是说明连接于太阳光发电装置的电源装置的电路图。在该实施方式中，在电力贮存器件使用锂离子电容器(LiC：Lithium-ion capacitor)，且在蓄电池使用锂离子电池(LiB：Lithium-ion battery)。
图8A～图8F所示的电源装置100进而包括切换开关50a～切换开关50d、作为电流控制部的转换器60a、其他的与电源装置100的外部的充放电用转换器60b～充放电用转换器60d、保护电路70a、保护电路70b、及控制部(control unit，控制单元)80。
此外，该图8A～图8F中的符号90a表示检测线，该图8A～图8F中的符号90b表示控制线，该图8A～图8F中的符号200表示母线电压例如为直流电(Direct current，DC)380V的智能电网中的母线(DC Bus，直流电母线)。另外，于此，列举智能电网中的母线200为例，但并不限于此，直流或交流及母线电压可无限定地使用。此外，符号a～符号w、符号x-1～符号x-6表示控制部80用以检测电压等的连接点。另外，除这些连接点a～连接点w、连接点x-1～连接点x-6以外，还存在多个控制部80检测的连接点，但于此只显示主要的连接点。
于此，作为PV10a～PV10d，可使用由单晶硅(monocrystalline silicon)、多晶硅(polycrystal silicon)、非晶硅(amorphous silicon)、薄膜硅等各种材料构成的PV。此外，对于各个PV10a～PV10d而言，将各个PV的额定输出设为相同或大致相同程度。如此，通过将各个PV10a～PV10d的额定输出设为相同或大致相同程度，例如在PV10a～PV10d串联连接，且日照条件相同的情况下，可抑制PV10a～PV10d整体的输出降低。
附带而言，各个PV10a～PV10d的最大电力点(MPP：Maximum Power Point)是通过取决于动作电压及动作电流的电力特性而求出，但由连接于各个PV10a～PV10d的各种蓄电器件或负载大幅左右。本实施方式中，将下述LiC20a～LiC20d相对于PV10a～PV10d并联连接，进而通过最大电力追踪控制而使下述的转换器60a驱动，由此具有PV10a～PV10d以最大电力点进行充电等各种特征，但对于各种特征的详细情况将在下文中进行叙述。
LiC20a～LiC20d充电来自PV10a～PV10d的电力。或者，LiC20a～LiC20d发挥如下等辅助性的作用，即为了使母线200稳定化而对母线200进行电力的供给/吸收。所述LiC20a～LiC20d与普通的电解电容器或蓄电池(电池)等相比具有如下优点，即充放电的响应性高，充放电效率高，且自放电少。
LiB40a～LiB40d充电对LiC20a～LiC20d充电的电力的剩余部分，或者发挥如下等辅助性的作用，即为了使母线200稳定化而对母线200进行电力的供给/吸收。另外，LiB40a～LiB40d虽然与LiC20a～LiC20d相比充放电的响应性或充放电效率及自放电特性差，但具有如下优点，即某种程度上来说具有充足的充电容量，而且低成本(cost)。在此情况下，例如即便是如铅蓄电池或镍氢电池等其他电池也具有如下优点，即在某种程度上来说具有充足的充电容量，并且低成本，因此可使用这些电池来代替LiB40a～LiB40d。
切换开关50a～切换开关50d对应于各个LiC20a～LiC20d而设置。这些切换开关50a～切换开关50d在通过转换器60b转换的来自母线200的电力被充电至任一个LiC20a～LiC20d时，如虚线所示般接通。
转换器60a是进行直流电-直流电(direct current-direct current，DC-DC)转换的转换器，且如下文所述般在相对于LiC20a～LiC20d进行最大电力点追踪(MPPT)、或使LiC20a～LiC20d的剩余电力量充电至LiB40a～LiB40d时动作，将来自LiC20a～LiC20d的直流电压转换为规定的直流电压。于此，作为规定的直流电压而言，为了减少在LiB40a～LiB40d中的充电损失，优选使该规定的直流电压与LiB40a～LiB40d的额定电压相同，或略高于LiB40a～LiB40d的额定电压。
转换器60b与所述情况同样是进行DC-DC转换的转换器，且将母线200的直流电压(例如DC380V)转换为规定的直流电压。于此，作为规定的直流电压而言，考虑到PV10a～PV10d介于切换开关50a～切换开关50d与LiC20a～LiC20d之间，而将该规定的直流电压设为例如PV10a～PV10d的绝缘耐压以下。具体而言，例如考虑PV10a～PV10d的开路电压而决定该规定的直流电压即可。
与上文所述同样，转换器60c是进行DC-DC转换的转换器，且在谋求调整母线200的供需(使电压变动均衡化)时动作。也就是说，母线200的电压(例如规定电压＝DC380V)根据未图示的负载的工作状况而变动，但为了向负载侧送出稳定的电压，优选使所述母线200的电压稳定。因此，例如在负载电力增加而母线200的电压低于规定电压的情况下，例如通过转换器60c将来自LiC20a～LiC20d的直流电压转换为规定的直流电压而对母线200供给电力。此处的规定的直流电压设为可将母线200的电压变动保持为规定电压的值。
另一方面，在母线200的电压例如高于DC380V的情况下，通过转换器60c将母线200的直流电压转换为规定的直流电压，而将来自母线200的电力充电至LiC20a～LiC20d。此处的规定的直流电压例如为LiC20a～LiC20d的额定输入电压左右即可。
转换器60d与转换器60c同样是在谋求调整母线200的供需(使电压变动均衡化)时动作的转换器。也就是说，在母线200的电压低于规定电压的情况下，例如通过转换器60d将来自LiB40a～LiB40d的直流电压转换为规定的直流电压而对母线200供给电力。此处所谓的规定的直流电压与所述同样设为可将母线200的电压变动保持为规定电压的值。
另一方面，在母线200的电压高于例如DC380V的情况下，通过转换器60d将母线200的直流电压转换为规定的直流电压，而将来自母线200的电力充电至LiB40a～LiB40d。此处所谓的规定的直流电压例如为LiB40a～LiB40d的额定输入电压左右即可。
保护电路70a是防止因来自LiC20a～LiC20d的突入电流(inrush current)等而导致转换器60a、转换器60c被破坏的情况的电路。保护电路70b是防止因来自LiB40a～LiB40d的突入电流等导致转换器60a、转换器60d被破坏的情况的电路。这些保护电路70a、保护电路70b在内部具备并联连接的降流元件(电阻、电抗器(reactor)等)及开关，且以如下方式动作，即在转换器60a、转换器60c、转换器60d启动时，在因来自LiC20a～LiC20d或LiB40a～LiB40d的突入电流所致的放电结束之前使并联连接于降流元件的开关断开，且在经过规定时间之后使所述开关接通，这些保护电路70a、保护电路70b通过手动或控制部80的控制而接通/断开。
控制部(control unit)80经由连接于所述多个连接点a～连接点w、连接点x-1～连接点x-6的检测线90a而检测PV10a～PV10d的输出电压、转换器60a～转换器60d的输出电压、LiC20a～LiC20d的端子间电压、LiB40a～LiB40d的端子间电压、母线200的电压及电流等，并根据各个检测结果而使转换器60a～转换器60d驱动，或使切换开关50a～切换开关50d接通/断开。另外，检测线90a连接于所有连接点a～连接点w、连接点x-1～连接点x-6，但为了便于图示，表示该检测线90a连接于一部分连接点a～连接点w、连接点x-1～连接点x-6的情况。
此外，表示本实施方式中的电源装置100连接于流动直流电力的母线200的情况，但当然也可连接于流动交流电力的母线200。在此情况下，将所述的转换器60c～转换器60d置换为进行直流电-交流电(direct current-alternating current，DC-AC)转换的逆变器(Inverter)即可，转换器60b置换为进行交流电-直流电(alternating current-directcurrent，AC-DC)转换的转换器即可。此外，LiC20a～LiC20d及LiB40a～LiB40d中的充放电均通过控制部80控制，但该控制可配合运用状况而适当设定变更。
在图8B中，PV10a与LiC20a并联连接，PV10b与LiC20b并联连接，进而，PV10a与PV10b串联连接。另外，于此，其他PV10c、PV10d及LiC20c、LiC20d也与PV10a、PV10b及LiC20a、LiC20b处于同样的连接关系，因此以PV10a、PV10b及LiC20a、LiC20b为代表而表示。
于此，PV10a的+端子经由从该+端子沿顺方向串联连接的两个二极管30及连接点a而连接于LiC20a的+端子，PV10a的-端子经由连接点b而连接于LiC20a的-端子。从连接于PV10a及连接点a的所述两个二极管30的连接部，引出连接于切换开关50a的+端子的引出线。从PV10a的-端子及LiC20a的-端子的连接部，经由二极管30而引出连接于切换开关50a的-端子的引出线。
此外，PV10b的+端子经由从该+端子沿顺方向串联连接的两个二极管30及连接点c而连接于LiC20b的+端子，PV10b的-端子经由连接点d而连接于LiC20b的-端子。从连接于PV10b及连接点c的所述两个二极管30的连接部，引出连接于切换开关50b的+端子的引出线。从PV10b的-端子及LiC20b的-端子的连接部，经由二极管30而引出连接于切换开关50b的-端子的引出线。
此外，PV10a的-端子与PV10b的+端子之间，经由连接点b、连接点c、及从PV10b的+端子朝向连接点c沿着顺方向串联连接的两个二极管30而连接。另外，如上所述，这些连接点a～连接点d也是控制部80检测LiC20a、LiC20b的各自的端子间电压的位置。
再次参照图6，说明图8A所示的电源装置的效果。例如，即便图6的PV10a因云影而电力降低，由于LiC20a通过贮存电力维持电压，并具有实质上不存在自放电的低自充放电率，因此PV10b及PV10c仍能以最大电力点动作。
此外，再次参照图8B，在所述构成中，LiC20a、LiC20b如上所述般充放电的响应性高且充放电效率高，因此当通过转换器60a进行最大电力追踪控制而以成为最大电力点的方式控制LiC20a、LiC20b时，不会对PV10a、PV10b的最大电力点下的输出造成影响。因此，LiC20a、LiC20b可进行PV10a、PV10b的最大电力点下的电力的充电。
换言之，即便在PV10a、PV10b可输出最大电力的情况下，如果受电侧的能力(响应性或充放电效率特性)低，则从PV10a、PV10b的输出会配合受电侧的能力(响应性或充放电效率特性)而成为低输出。因此，通过如本实施方式般使用充放电的响应性高的LiC20a、LiC20b，可在不妨碍PV10a、PV10b能输出最大电力的状况下，进行来自PV10a、PV10b的电力的充电。
此外，由于LiC20a、LiC20b的充放电的响应性高且充放电效率高，因此不必使以往使用的为了进行最大电力点下的电力的充电而调整电压等的转换器等介于该LiC20a、LiC20b与PV10a、PV10b之间。此外，因为LiC20a、LiC20b串联连接，所以可实现由放电所致的来自连接点a的输出高电压化。
在图8C中，在LiC20a的连接点a侧，经由保护电路70a而连接有通过控制部80控制的转换器60a。
也就是说，LiC20a～LiC20d如图示般并联连接于PV10a～PV10d，并且相互串联连接。此外，在LiC20a的连接点a与LiC20d的连接点h之间连接有转换器60a。此外，保护电路70a设置在LiC20a的+端子侧与转换器60a+端子侧之间。此外，控制部80经由检测线90a而检测连接点i～连接点1的电压、即PV10a～PV10d的输出电压。此外，控制部80经由连接点a～连接点h而检测各个LiC20a～LiC20d的端子间电压。
在所述构成中，控制部80可检测连接点i～连接点1的电压、即PV10a～PV10d的动作电压。此外，控制部80可检测连接点a～连接点h的电压、即串联连接的LiC20a～LiC20d整体的电压。于此，如果控制部80检测出所述电压变化，则经由控制线90b而使转换器60a驱动。
也就是说，LiC20a～LiC20d由于充放电的响应性高且充放电效率高，因此如上所述般能够进行PV10a～PV10d的最大电力点下的电力的充电。另一方面，通过使转换器60a驱动，LiC20a～LiC20d的电压与PV10a～PV10d的可输出最大电力的动作电压一致，因此PV10a～PV10d与LiC20a～LiC20d中的充电损失变小，能够进行高效率的充电。
另外，通过转换器60a的驱动，经由保护电路70a的已短路的开关侧而流动虚线箭头A所示的电流，但通过控制所述电流的量，可进行使LiC20a～LiC20d的电压与PV10a～PV10d的可输出最大电力的动作电压一致的所谓最大电力点追踪(MPPT)控制。
在图8D中，特征在于如下，即控制部80使转换器60a驱动而可将贮存在LiC20a～LiC20d中的剩余电力量转移至LiB40a～LiB40d。此外，通过LiC20a～LiC20d串联连接，可提高连接点a的电位，而且即便因阴影等而在PV10a～PV10d的一部分产生电力降低，LiC20a～LiC20d也会通过切换开关50a～切换开关50d切换来自转换器60b的电力而补充电力，因此可使转换器60a始终在额定输入电压附近驱动。
也就是说，在LiC20a的连接点a侧，如上所述般经由保护电路70a而连接有转换器60a。进而，在转换器60a的输出侧，经由保护电路70b而连接有LiB40a～LiB40d。另外，LiB40a～LiB40d相互串联连接。
在所述构成中，控制部80经由各个连接点a～连接点h而检测各个LiC20a～LiC20d的各自的端子间电压或LiC20a～LiC20d整体的电压。于此，如果控制部80检测出LiC20a～LiC20d整体的电压超过规定的电压，则可辨别出某一个LiC20a～LiC20d处于满充电状态。
在此情况下，如果控制部80经由控制线90b使转换器60a驱动，而使串联连接的LiC20a～LiC20d输出(释放)电力，则所述电力如虚线箭头B所示般经由保护电路70b的已短路的开关侧而充电至LiB40a～LiB40d。
然后，如果任一个LiC20a～LiC20d的端子间电压降低，且控制部80检测出所述端子间电压低于规定值，则经由控制线90b而使转换器60a的驱动停止。
由此，可将LiC20a～LiC20d的剩余的电力量转移至LiB40a～LiB40d，由此可预先对LiB40a～LiB40d充电。
此外，由于避免任一个LiC20a～LiC20d的满充电状态，因此如上所述般也不存在妨碍PV10a～PV10d可输出最大电力的状况。
此外，在转换器60a驱动时，LiC20a～LiC20d串联连接，因此可提高来自连接点a的输出电位，可使转换器60a在额定输入电压附近驱动，因此可使转换器60a中的电压转换损失极小。换言之，可将来自LiC20a～LiC20d的电力以减小在转换器60a中的损失的状态充电至LiB40a～LiB40d，因此可对LiB40a～LiB40d进行高效率的充电。进而，由于LiC20a～LiC20d分别串联连接，因此可不介置调整电压等的转换器等而将从LiC20a～LiC20d输出的电位提高至与LiB40a～LiB40d同等的电位，从而可使转换器60a的输入电压与输出电压为同等的电位，由此可提高转换器60a自身的电压转换效率。
另外，即便因阴影等而在PV10a～PV10d的一部分产生电力降低，由于LiC20a～LiC20d通过切换开关50a～切换开关50d切换来自转换器60b的电力而补充电力，因此仍可使转换器60a始终在额定输入电压附近驱动。
在图8E中，填补LiC20a～LiC20d的各自的电压不均衡。首先，在各个LiC20a～LiC20d上连接有切换开关50a～切换开关50d。也就是说，切换开关50a经由两个二极管30而连接于连接点a、连接点b间，切换开关50b经由两个二极管30而连接于连接点c与连接点d之间，切换开关50c经由两个二极管30而连接于连接点e与连接点f之间，切换开关50d经由两个二极管30而连接于连接点g与连接点h之间。另外，各二极管30配置在图8D所示的位置，顺方向的方向如图8D所示。
此外，切换开关50a～切换开关50d经由共用线而连接于转换器60b，该转换器60b连接于母线200。此外，控制部80经由连接点a～连接点h而检测各个LiC20a～LiC20d的端子间电压。
在所述构成中，在与所述情况同样地控制部80经由各个连接点a～连接点h而检测出各个LiC20a～LiC20d的端子间电压时，如果辨别出在各个LiC20a～LiC20d的端子间电压产生偏差，则经由控制线90b使对应的切换开关50a～切换开关50d接通，并且经由控制线90b使转换器60b驱动。
在此情况下，例如在LiC20b～LiC20d的端子间电压相对于LiC20a的端子间电压低的情况下，使与LiC20b～LiC20d对应的切换开关50b～切换开关50d如虚线所示般依序接通，并且使转换器60b驱动。
由此，如虚线箭头C所示，通过转换器60b转换的母线200的电力经由切换开关50b～切换开关50d而依序充电至LiC20b～LiC20d。此时，通过PV10b～PV10d的+端子侧的二极管30阻止电流向PV10b～PV10d侧流入。而且，当LiC20b～LiC20d的端子间电压分别成为与LiC20a的端子间电压相同程度时，使切换开关50b～切换开关50d如实线所示般断开，并且使转换器60b的驱动停止。
由此，填补相互串联连接的LiC20a～LiC20d的电压不均衡，因此可抑制伴随着任一个LiC20a～LiC20d的充电容量降低的连接点a与连接点h之间的电压降。另外，在上文中判别出LiC20b～LiC20d的端子间电压相对于LiC20a的端子间电压低的情况，但也可判别LiC20a的端子间电压相对于LiC20b～LiC20d的端子间电压低的情况。此时，切换开关50a与切换开关50b～切换开关50d的接通/断开状态相反，仅切换开关50a接通。
在图8F中，可通过转换器60c、转换器60d等进行母线200的供需调整(使电压变动均衡化)。也就是说，在LiC20a的连接点a与LiC20d的连接点h之间连接有转换器60c。此外，保护电路70a设置在LiC20a的+端子侧与转换器60c的+端子侧之间。此外，在LiB40a的连接点p与LiB40d的连接点q之间连接有转换器60d。此外，保护电路70b设置在LiB40a的+端子侧与转换器60d的+端子侧之间。
此外，在转换器60a的输出侧连接有转换器60d，该转换器60d连接于母线200。此外，控制部80经由连接点x-3～连接点x-6而检测母线200的直流电压(例如DC380V)。
在所述构成中，如果控制部80经由连接点x-3～连接点x-6而检测出母线200的直流电压(例如DC380V)的变动，则经由控制线90b而使转换器60c或转换器60d驱动。
也就是说，母线200的电压(例如规定电压：DC380V)根据未图示的负载的工作状况而变动，但为了向负载侧送出稳定的电压，优选使该母线200的电压稳定。因此，例如如果负载电力增加而母线电压下降，则通过控制部80检测出母线200的电压低于规定电压，而经由控制线90b驱动转换器60c。
此时，通过转换器60c例如将来自LiC20a～LiC20d的直流电压转换为规定的直流电压，并如虚线箭头D所示般对母线200供给电力。此处的规定的直流电压只要是将母线200的电压变动保持为规定电压、且向母线的输出电流为规定范围内的值即可。
另一方面，在因某种原因而母线200的电压高于例如DC380V的情况下，通过转换器60c或转换器60d将母线200的直流电压转换为规定的直流电压，并如虚线箭头D所示般充电至LiC20a～LiC20d或LiB40a～LiB40d。此处的规定的直流电压例如为LiC20a～LiC20d或LiB40a～LiB40d的额定输入电压左右，且流入至LiC20a～LiC20d或LiB40a～LiB40d的电流为规定的范围内即可。
另外，LiC20a～LiC20d如上所述般尤其是充放电的响应性高且充放电效率高，因此虽然也取决于转换器60c的响应速度，但即便相对于母线200的瞬间的电压变动也可在某种程度上瞬时地使电压稳定。
此外，控制部80可使转换器60d与转换器60c同样地驱动。在此情况下，当母线200的电压低于规定电压时，例如来自LiB40a～LiB40d的直流电压通过转换器60d而转换为规定的直流电压，并如虚线箭头E所示般对母线200供给电力。此处的规定的直流电压与所述情况同样，只要是将母线200的电压变动保持为规定电压、且LiB40a～LiB40d的电流为规定范围内的值即可。
另一方面，在母线200的电压高于例如DC380V的情况下，通过转换器60d将母线200的直流电压转换为规定的直流电压，并如虚线箭头E所示般对LiB40a～LiB40d充电。此处的规定的直流电压例如为LiB40a～LiB40d的额定输入电压左右，且LiB40a～LiB40d的电流为规定的范围内即可。
[3]第3实施方式
第3实施方式是发电装置为车辆的情况。
图9是表示将电源装置应用于车辆的情况的构成例的图。图9所示的车辆300包括四个轮胎(tire)、电动机(motor)、变速器(transmission)等作为混合动力汽车(hybridcar)(在此情况下具有发动机(engine))或电动汽车所必需的构成、及电源装置100、电池40、PV10a、再生制动器(regenerative brake)10e。PV10a例如安装在车的发动机罩(bonnet)上，但也可并非为一个模块，而是有多个模块。
再生制动器10e10d在使车辆300停止时发电，因此成为输出变动的电源。因为车辆300在运转、停止时输出变动大，电源装置100相对于电动机而言电力也变动，所以电源装置100重复进行高频率的充放电循环(cycle)。然而，本电源装置100的电力贮存器件具有非常高的充放电效率，因此难以因充放电循环而产生损失，此外，控制部80不控制来自电池40的放电，而是控制来自电力贮存器件的输出，由此，即便循环次数多，也能防止电池的浪费。此外，即便在因车辆急发动等而需要大的转矩(torque)的情况下，也能通过电力贮存器件的高输入输出响应性而瞬时地响应。此外，控制部80可进行在怠速熄火(idling stop)时从电池40对电力贮存器件供电的控制。
图10及图11是用以说明将电源装置应用于输出固定的电源的情况的电路图。在车辆的情况下，例如通过如图10所示，将本发明的电源装置连接于燃料电池(FC)系统101与电动机(MT)系统102之间的母线200，可谋求与电动机系统102的工作状态对应的母线200的供需调整(使电压变动均衡化)。
此外，在船舶的情况下，例如通过如图11所示，将本发明的电源装置连接于柴油发动机(EG)系统103与电动机(MT)系统104之间的母线200，可谋求与电动机系统104的工作状况对应的母线200的供需调整(使电压变动均衡化)。
以上所说明的实施方式只不过是作为典型例而列举者，本领域技术人员明白所述各实施方式的构成要素的组合、变化及变更(variation)，如果是本领域技术人员，则明白可在不脱离本发明的原理及权利要求书中记载的发明的范围的情况下对所述实施方式进行各种变化。

Claims (10)

1.一种电源装置，其从输出变动的发电装置接受电力及向外部供给电力，所述电源装置的特征在于包括：
电力贮存器件，具有较作为被动元件的电容器元件高的贮存电力量及/或低的自放电率，且具有较二次电池高的充放电效率及/或高的响应性，并且接受所述发电装置的电力及向外部释放电力；
电流控制部，控制从所述电力贮存器件流向外部的电流；以及
控制部，以所述发电装置的发电量成为最大的方式进行所述电力贮存器件的充放电，而控制所述发电装置的电流及电压；
其中该电源装置包括第1电力贮存器件～第n电力贮存器件，其中n为2以上的自然数；并且
所述第1电力贮存器件与第1发电装置并联连接，
所述第n电力贮存器件与第n发电装置并联连接，
进而，所述第1电力贮存器件～所述第n电力贮存器件分别串联连接，
所述第1发电装置～所述第n发电装置分别经由二极管而串联连接；
其中，在所述第1电力贮存器件的端子间连接有第1切换开关，
在所述第n电力贮存器件的端子间连接有第n切换开关，
在所述第1切换开关～所述第n切换开关连接有第1电压转换部，该第1电压转换部将母线的电压转换为规定的电压，
所述控制部根据各个所述第1电力贮存器件～所述第n电力贮存器件的端子间电压的变动而接通或断开所述第1切换开关～所述第n切换开关，并且控制所述第1电压转换部的转换动作，
通过所述第1电压转换部转换的电力经由接通的所述第1切换开关～所述第n切换开关而充电至所对应的所述第1电力贮存器件～所述第n电力贮存器件。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于还包括：
第1电流传感器，计测所述电力贮存器件的输入输出电流；
第1电压传感器，计测所述电力贮存器件的电压；以及
第2电流传感器，计测所述发电装置的电流；并且
所述控制部通过所述第1电压传感器、及所述第2电流传感器算出所述发电装置的电力，而以使来自所述发电装置的电力成为最大的方式控制所述电流控制部。
3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，
所述电力贮存器件为锂离子电容器。
4.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，
所述发电装置为太阳光发电装置或风力发电装置。
5.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，
在外部负载的消耗电力大于所述发电装置的情况下，所述控制部从所述电力贮存器件向外部放电，且
在外部负载的消耗电力小于所述发电装置的情况下，所述控制部从所述电力贮存器件对外部充电。
6.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述电流控制部连接于串联连接的所述第1电力贮存器件的﹢端子与所述第n电力贮存器件的-端子之间，而将所述两端子间的电压转换为规定的电压，
所述控制部根据所述两端子间的电压的变化而控制所述电流控制部的转换动作。
7.根据权利要求6所述的电源装置，其特征在于，
在所述电流控制部的输出端连接有串联连接的多个蓄电器件，
通过所述电流控制部的转换动作，而将来自所述第1电力贮存器件～所述第n电力贮存器件的电力充电至所述多个蓄电器件。
8.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
在所述第1电力贮存器件的﹢端子与所述第n电力贮存器件的-端子之间连接有第2电压转换部，所述第2电压转换部将该两端子间的电压转换为规定的电压，并且将所述母线的电压转换为规定的电压，
在串联连接的多个蓄电器件的全体的两端连接有第3电压转换部，所述第3电压转换部将该两端的电压转换为规定的电压，并且将所述母线的电压转换为规定的电压，
所述控制部根据所述母线的电压的变动而控制所述第2电压转换部及/或所述第3电压转换部的转换动作，且
在所述母线的电压稳定之前进行所述第1电力贮存器件～所述第n电力贮存器件、及/或所述多个蓄电器件的充放电。
9.一种蓄电装置，其特征在于包括：
权利要求1至8中任一项所述的电源装置；以及
蓄电器件，贮存所述电源装置输出的电力。
10.一种蓄电系统，其特征在于包括：
权利要求1至8中任一项所述的电源装置、或权利要求9所述的蓄电装置；以及
太阳光发电装置或风力发电装置，连接于所述电源装置。
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