CN111052535A - 太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统 - Google Patents

太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111052535A
CN111052535A CN201980004192.4A CN201980004192A CN111052535A CN 111052535 A CN111052535 A CN 111052535A CN 201980004192 A CN201980004192 A CN 201980004192A CN 111052535 A CN111052535 A CN 111052535A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power generation
terminal
storage
solar panel
solar power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980004192.4A
Other languages
English (en)
Inventor
白方雅人
伊达知秀
长谷川史彦
畠山贤介
引地政明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Original Assignee
Tohoku University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC filed Critical Tohoku University NUC
Publication of CN111052535A publication Critical patent/CN111052535A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H01M10/465—Accumulators structurally combined with charging apparatus with solar battery as charging system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/251—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for stationary devices, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/298—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/597—Protection against reversal of polarity
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/36—Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

该太阳能发电/蓄电单元具备太阳能面板和与所述太阳能面板直接连接的蓄电池，所述蓄电池的最大充电电压为比所述太阳能面板的最大输出工作电压大10％的值以下。

Description

太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统。
本申请基于2018年6月14日在日本申请的日本特愿2018-113919以及2019年3月28日在日本申请的日本特愿2019-063937主张优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
太阳能发电作为可再生能源广受关注。太阳能发电是利用自然能源的发电，无法避免环境变化所引起的发电电力的变动。作为避免由发电电力的变动所引起的影响的一个手段，连接太阳能面板和蓄电池。在太阳能面板的发电时将剩余电力蓄积在蓄电池中，在非发电时使用蓄积在蓄电池中的电力。
在太阳能面板与蓄电池之间设置有功率调节器等控制装置。控制装置控制蓄电池的过放电、过充电，抑制蓄电池的劣化、热失控。
例如，在专利文献1的段落0020中记载了蓄电模块通过功率调节器等控制装置进行充放电控制。另外，例如在专利文献2中记载了在太阳能发电装置与蓄电池之间连接多个转换器的技术。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：日本发明专利公开公报特开2017-60359号
专利文献2：日本发明专利公开公报特开2015-133870号
发明内容
控制装置控制太阳能发电/蓄电单元的工作点。工作点是太阳能发电/蓄电单元高效地工作的点，是工作电压和工作电流的组合。控制装置决定工作点时使用的一个方式是MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)方式。MPPT方式在日照量一定的情况下能够确定适当的工作点(最佳工作点)。另一方面，在MPPT方式中，在日照量改变时，可能错误地识别最佳工作点，并且选择发电效率低的工作点。另外，控制装置自身消耗电力，成为电力损失的原因。即，为了提高太阳能面板的发电效率而设置的控制装置，结果成为使太阳能发电/蓄电单元的充电效率降低的原因。
另外，太阳能面板中激发的电子和空穴的再结合成为太阳能面板的发电效率降低的原因。太阳能面板的发电效率的降低成为使太阳能发电/蓄电单元的充电效率降低的原因。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高充电效率的太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统。
本发明的发明人发现，将太阳能面板与蓄电池直接连接，利用蓄电池的电压来控制太阳能面板的发电，能够提高太阳能发电/蓄电单元的充电效率。即，本发明为了解决上述课题，提供以下的手段。
(1)第一方式涉及的太阳能发电/蓄电单元具备太阳能面板和与所述太阳能面板直接连接的蓄电池，所述蓄电池的最大充电电压为比所述太阳能面板的最大输出工作电压大10％的值以下。
(2)在上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中，所述蓄电池的电阻值可以比所述太阳能面板的寄生电阻中的并联电阻小。
(3)在上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中，所述蓄电池具有蓄电元件，所述蓄电元件具有含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极以及夹持在所述正极与所述负极之间的隔膜，所述正极活性物质可以含有在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质。
(4)在上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中，所述正极活性物质可以具有尖晶石结构。
(5)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元可以还具有第一切断元件，所述第一切断元件在所述蓄电池过充电时，将所述太阳能面板与所述蓄电池之间切断。
(6)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元可以还具有第二切断元件，所述第二切断元件在所述蓄电池过放电时，将所述蓄电池与外部之间切断。
(7)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中的所述蓄电池，至少具有正极，负极，以及与所述正极或所述负极连接的第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子和所述第三端子与所述正极或所述负极相互分离地连接，所述第二端子可以与所述正极或所述负极中的未连接所述第一端子和所述第三端子的电极连接。
(8)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中的所述蓄电池，具备多个蓄电元件，所述多个蓄电元件中的至少一个至少具有第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子将正极或负极中的任一者与所述太阳能面板连接，所述第二端子将所述正极或所述负极中的未连接所述第一端子的电极与不同的蓄电元件连接，所述第三端子将所述正极或所述负极中的连接有所述第一端子的电极与外部连接。
(9)第二方式涉及的太阳能发电/蓄电系统，具有多个上述形式涉及的太阳能发电/蓄电单元。
(10)上述形式涉及的太阳能发电/蓄电系统，多个太阳能发电/蓄电单元通过公共的外部配线与外部连接，所述外部配线可以具有防逆流元件。
上述形式涉及的太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统能够提高对蓄电池的充电效率。
附图说明
图1是本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元的示意图。
图2是示出太阳能面板的I-V特性的图表。
图3是太阳能面板的等效电路图。
图4是示出蓄电池的电阻值与太阳能面板的寄生电阻中的并联电阻之间的关系的图表。
图5示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元中的面板电压的时间变化。
图6示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元中的面板电流的时间变化。
图7示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率的时间变化。
图8示出实施例1的太阳能发电/蓄电单元相对于比较例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率的改善率。
图9是在将太阳能面板与蓄电池直接连接时求出对蓄电池充电的电量的图表。
图10是在将太阳能面板与蓄电池直接连接时求出对蓄电池充电的电量的时间变化的图表。
图11是本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元所使用的蓄电元件的示意图。
图12是示意性地示出正极活性物质的晶体结构的图。
图13是示出开关元件的一例的图。
图14是示出开关元件的其他例子的图。
图15是第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元的示意图。
图16是第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元所使用的蓄电元件的示意图。
图17是示出第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中的蓄电元件的具体连接关系的图。
图18是示意性示出第三实施方式涉及的太阳能发电/蓄电系统的图。
具体实施方式
以下，适当参照附图对本实施方式进行详细说明。在以下的说明中使用的附图，为了容易理解本发明的特征，有时为了方便而将成为特征的部分放大表示，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本发明并不限定于此，在不变更其主旨的范围内能够适当变更而实施。
[第一实施方式]
(太阳能发电/蓄电单元)
图1是本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100的示意图。太阳能发电/蓄电单元100具备太阳能面板10和蓄电池20。太阳能面板10与蓄电池20通过配线直接连接。直接连接意味着不具有控制这些动作(例如，工作电压)的控制电路。当太阳能面板10与蓄电池20直接连接时，太阳能面板10由蓄电池20的电压控制。太阳能面板10的工作电压依赖于蓄电池20的电压。在太阳能面板10与蓄电池20之间，也可以连接不规定电位的开关元件30等元件。
太阳能面板10具有多个电池12(参照图1)。每个电池12具有1V左右(在结晶硅中为0.8V左右)的输出电压。通过连接多个电池12，太阳能面板10的输出电压提高。
图2是示出太阳能面板10的I-V特性的图表。太阳能面板10的I-V特性表示随着电压增加电流下降的特性。Isc是短路电流，Voc是开路电压。p1是最佳工作点。最佳工作点p1表示太阳能面板10显示最大输出时的太阳能面板10的输出电压和输出电流的组合。最佳工作点p1中的电压被称为最大输出工作电压Vpm，最佳工作点p1中的电流被称为最大输出工作电流Ipm。当太阳能面板10在最佳工作点p1工作时，输出最大。
蓄电池20由多个电池(蓄电元件)构成。一个电池的电压例如为3.0V以上且4.2V以下。蓄电池20的最大充电电压Vmax是通过将构成蓄电池20的各电池的电压相加而获得的值。
蓄电池20的最大充电电压Vmax被设定为比太阳能面板10的最大输出工作电压Vpm大10％的值以下，优选被设定为太阳能面板10的最大输出工作电压Vpm以下。比最大输出工作电压Vpm大10％的值是图2中的工作点p2的电压。最大输出工作电压Vpm是JIS规格(JIS C8914)的“结晶系太阳能电池模块输出测定方法”中规定的标准状态中的电压。在图2中，示出在太阳能面板10的I-V特性中蓄电池20的最大充电电压Vmax与最大输出工作电压Vpm的位置关系的一例。蓄电池20的最大充电电压Vmax优选设定为比太阳能面板10的最大输出工作电压Vpm小50％的值以上，更优选设定为比太阳能面板10的最大输出工作电压Vpm小40％的值以上，进一步优选设定为比太阳能面板10的最大输出工作电压Vpm小30％的值以上。
蓄电池20的最大充电电压Vmax可以通过构成蓄电池20的电池的连接数来设定。例如，在构成蓄电池20的单电池的充电电压为4.1V、最大输出工作电压Vpm为20V的情况下，将构成蓄电池20的电池数设为4个(最大充电电压为16.4V)。
另外，也可以根据与太阳能面板的开路电压Voc的关系设定蓄电池20的最大充电电压Vmax。例如，太阳能面板10的开路电压Voc优选设定为蓄电池20的最大充电电压Vmax的100％以上且300％以下，更优选设定为120％以上且300％以下，进一步优选设定为120％以上且200％以下，特别优选设定为130％以上且160％以下。
蓄电池20的最大充电电压Vmax优选为60V以下，更优选为30V以下。太阳能面板10与蓄电池20直接连结而一体化。即使在太阳能面板10的开路电压Voc高的情况下，太阳能面板10的电位也成为蓄电池20的电位(最大充电电压Vmax)。其结果是，能够抑制高电压施加于直流配线。如果施加在直流配线上的电压为60V以下，则布线工程等容易，触电、起火的风险也降低。
如果相对于太阳能面板10的最大输出工作电压Vpm或开放电压Voc设定蓄电池20的最大充电电压Vmax，则能够将由太阳能面板10发电的电力高效地对蓄电池20充电。对其理由进行具体说明。
太阳能面板10的I-V特性根据日照量而变动。例如，当日照量增多时短路电流Isc变大，当日照量减少时短路电流Isc变小。在太阳能面板10由MPPT电路控制的情况下，MPPT电路一边使太阳能面板10的输出电压上升，一边确定成为最大输出的电力，设定太阳能面板10的最佳工作点p1。电力由电压和电流的乘积求出。在日照量一定的情况下，短路电流Isc一定，输出电力随着太阳能面板10的输出电压的上升而增加，在某个值表现出最大输出。电力成为最大输出的太阳能面板10的输出电压是最大输出工作电压Vpm。在日照量一定的情况下，电流量不根据日照量而变动，因此能够适当地规定太阳能面板10的最佳工作点p1。
另一方面，当日照量在MPPT电路的工作期间改变时，电流量与太阳能面板10的输出电压的升高分别地变动。其结果，存在电力成为最大输出的电压与最大输出工作电压Vpm不一致的情况。例如，如果在太阳能面板10的输出电压相比最佳工作点p1为高电压的情况下日照量增加，则该点的输出电流值变得比日照量增加前的输出电流值大。在各个工作点输出的电力是电压和电流的积。当电流值变化时，输出的电力也变化，并且电压高于最佳工作点p1的工作点处的电力可能大于在最佳工作点p1处输出的电力。其结果，MPPT电路有时会误认最佳工作点p1，将开路电压Voc附近的电压误认为最大输出工作电压Vpm。由于该情况下的电压值与最大输出工作电压Vpm相比显著降低，所以太阳能面板10的输出电力显著降低。
与此相对，当将太阳能面板10与蓄电池20直接连接时，太阳能面板10的电位被固定为蓄电池20的电位。太阳能面板10以蓄电池20的最大充电电压Vmax以下的电压工作。最大充电电压Vmax是由蓄电池20设定的值，不受日照量的变动的影响。最大充电电压Vmax被设定为比最大输出工作电压Vpm大10％的值以下的值。即，太阳能面板10的工作电压不会变动，在I-V特性中，不会将输出电流量显著变小的电压值误认为最佳工作点。在设定了蓄电池20的最大充电电压Vmax的基础上，直接连接蓄电池20和太阳能面板10时，能够以蓄电池20的最大充电电压Vmax来规定太阳能面板10的工作电压，能够抑制太阳能面板10的输出电力降低。
另外图3是太阳能面板10的等效电路图。太阳能面板10由发电部G、二极管D、并联电阻Rsh和串联电阻Rs表示。并联电阻Rsh和串联电阻Rs是太阳能面板10的寄生电阻。太阳能面板10的第一端子t1和第二端子t2与负载连接。在本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100的情况下，负载是蓄电池20。
从太阳能面板10输出的输出电流I由以下的式子表示。
I＝Iph-Id-(V+RsI)/Rsh…(1)
在式(1)中Iph是光感应电流。Iph是由于光入射到太阳能面板10而产生的。式(1)中，Id是二极管电流。太阳能面板10的各电池12是具有p-n结的二极管，因此，二极管电流根据工作电压而产生。在式(1)中，(V+RsI)/Rsh是流过并联电阻的电流。在式(1)中，Rs是串联电阻的电阻值，Rsh是并联电阻的电阻值，V是输出电压。
式(1)可改写为以下的式(2)。
I＝(RshIph-RshId-V)/(Rs+Rsh)…(2)
在式(2)中，Rs+Rsh是寄生电阻，不变，可视为固定值。另外，在本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100的情况下，输出电压V被固定为蓄电池20的最大充电电压Vmax，大致视为常数。因此，在式(2)中，对输出电流I的变动带来影响的是Rsh(Iph-Id)的部分。Rsh(Iph-Id)的值在发生激子的再结合时变小。
在此，优选与第一端子t1和第二端子t2连接的蓄电池20的电阻值比太阳能面板10的寄生电阻(Rs+Rsh)中的并联电阻Rsh小。蓄电池20的电阻值优选为并联电阻Rsh的电阻值的五分之一以下，更优选为并联电阻Rsh的电阻值的二十五分之一以下，进一步优选为五十分之一以下，特别优选为一百分之一以下。图4是示出蓄电池的电阻值与太阳能面板的寄生电阻中的并联电阻的关系的图表。图4中的纵轴是将蓄电池的电阻值为并联电阻的电阻值的一百一十分之一(电阻比为0.01)时的太阳能面板10的发电效率作为1而标准化的情况下的太阳能面板10的发电效率，横轴是蓄电池的电阻值与并联电阻的电阻值的电阻比。如图4所示，当蓄电池的电阻值为并联电阻的电阻值的五十分之一以下(电阻比为0.04以下)时，太阳能面板10的发电效率急剧变高。例如，在构成蓄电池20的正极活性物质是三元系化合物或铁橄榄石系的情况下，蓄电池20的电阻值为并联电阻Rsh的电阻值的五分之一到二十五分之一。
当蓄电池20的电阻值与并联电阻Rsh的电阻值满足上述的关系时，到达分支部pb的电流的大部分不是流向并联电阻Rsh侧，而是流向第一端子t1侧，并被输出到外部。当流过并联电阻Rsh的电流量增加时，太阳能面板10的温度上升，太阳能面板10的发电效率降低。太阳能面板10的发电效率的降低成为向蓄电池20的充电效率降低的原因。此外，太阳能面板10的温度上升促进了在发电部G中的激子(电子和空穴)的再结合。激子的再结合成为对蓄电池20的充电效率降低的原因。
也就是说，相对于太阳能面板10的最大输出工作电压Vpm或开路电压Voc设定蓄电池20的最大充电电压Vmax时，则能够限定影响来自太阳能面板10的输出电流I的参数。另外，通过使蓄电池20的电阻值小于并联电阻Rsh的电阻值，能够使在发电部G产生的电流高效地流向第一端子t1侧，防止激子的再结合。其结果，能够提高太阳能面板10的发电效率，并且，能够提高对蓄电池20的充电效率，能够将由太阳能面板10发电的电力高效地充电到蓄电池20。
图5至图8是示出将蓄电池与太阳能面板直接连结的情况(实施例1)与用MPPT电路控制太阳能面板的情况(比较例1)的发电效率的差异的图表。图5示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元中的面板电压的时间变化。图6示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元中的面板电流的时间变化。图7示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率的时间变化。图8示出实施例1的太阳能发电/蓄电单元相对于比较例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率的改善率。图5至图8所示的横轴的时间表示测定时刻。在图5至图8中，蓄电池的最大充电电压为15.49V，太阳能面板的开路电压为22.5V。太阳能面板的最大输出工作电压Vpm比蓄电池的最大充电电压Vmax大。
如图5所示，太阳能面板的面板电压按每个时刻变化。实施例1中的太阳能面板，由蓄电池的电压规定太阳能面板的面板电压。实施例1的太阳能面板的面板电压与日照量无关地向蓄电池的最大充电电压Vmax渐近。与此相对，比较例1中的太阳能面板，MPPT电路根据日照量按每个时刻使电压值变动。
此外，如图6所示，太阳能面板的面板电流也按每个时刻变化。实施例1中的太阳能面板，随着太阳能面板和蓄电池的电位差的减小，面板电流量逐渐减小。实施例1中的太阳能面板，直到太阳能面板和蓄电池的电位差成为零为止，输出大电流量的面板电流。与此相对，比较例1中的太阳能面板，经过一定的时间后，输出的面板电流量急剧减少。这种面板电流量的急剧现象是由于激子的再结合引起的。在比较例1的太阳能发电/蓄电单元中，MPPT电路有时无法适当地确定最佳工作点p1，通过在并联电阻Rsh(参照图3)侧流过电流，诱发激子的再结合。
太阳能发电/蓄电单元的发电效率通过面板电压和面面板电流的乘积来换算。如图7和图8所示，实施例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率高于比较例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率。即，如实施例1那样，当以蓄电池的最大充电电压Vmax规定太阳能面板的工作电压时，太阳能发电/蓄电单元的发电效率提高。
另外，图9是求出在太阳能发电/蓄电单元的蓄电池中蓄积的电力量的图表。太阳能面板使用标称最大输出100W(18.5V，5.4A)、开路电压22.5V、短路电流5.9A的面板。蓄电池具有多个电池(蓄电元件)，改变了串联连接的电池数量。图9的纵轴的左栏是蓄积于蓄电池的电力量(W)，右栏是施加于蓄电池的电压(V)和电流量(A)。图9的横轴是构成蓄电池的电池数。
如图9所示，当构成蓄电池的电池数增加时，施加于蓄电池的电压(V)增加。电压(V)对应于蓄电池的最大充电电压Vmax。另一方面，蓄电池中蓄积的电力量(W)在连接电池数为4个为止的情况下增加，但在连接电池数为5个时减少。该减少起因于在连接电池数成为5个的时刻，蓄电池的电流量(A)开始减少。太阳能面板10和蓄电池20的电位差变小，电流量(A)减少。
图9所示的蓄电池在连接电池数为4个的情况下，将由太阳能面板发电的电力最有效地充电。连接电池数为4个时的蓄电池的最大充电电压为15.49V。太阳能面板的开路电压(22.5V)是蓄电池的最大充电电压的145％。另外，蓄电池的最大充电电压Vmax比太阳能面板的最大输出工作电压Vpm小。在相对于太阳能面板的最大输出工作电压Vpm或开路电压Voc设定蓄电池的最大充电电压Vmax时，能够高效地对蓄电池充电电力。
另外，图10是求出在太阳能发电/蓄电单元的蓄电池中蓄积的电力量的时间变化的图表。横轴是充电时间，纵轴是单位时间内蓄积在蓄电池中的电力量。太阳能面板和蓄电池为与图9的实验相同的结构。此外，在图表中，同时图示了在太阳能面板与蓄电池之间夹设有作为控制元件的MPPT(Maximum Power Point Tracking)电路的情况下的例子(比较例1)。
如图10所示，在串联电池数为4个的情况下，与串联电池数为3个的情况相比，能够更高效地蓄电。该结果与图9所示的结果相关。另外，在经由MPPT电路控制太阳能面板的情况下，与不具有MPPT电路的情况相比，充电效率差。认为MPPT电路成为电力损耗的原因。
接着，对太阳能发电/蓄电单元100的各结构进行具体说明。图11是构成蓄电池20的蓄电元件21(电池)的示意图。蓄电池20具有一个或多个蓄电元件21。在多个蓄电元件21串联连接时，蓄电池20能够充电的最大充电电压Vmax变大。蓄电池20优选为锂离子二次电池。蓄电元件21具有正极22、负极24及隔膜26。正极22与第一端子22A连接，负极24与第二端子24A连接。正极22和负极24的层叠数量不受限制，只要它们隔着隔膜26层叠即可。
正极22具有正极集电体和形成于正极集电体的至少一面的正极活性物质。正极集电体为导电体，例如为铝。
正极活性物质优选含有在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质。在蓄电池20是锂离子二次电池的情况下，“有助于充放电的离子”是锂离子。“在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质”是例如具有尖晶石结构、橄榄石结构、钙钛矿结构的物质。正极活性物质例如优选LiMnO4、LiMn1.5Ni0.5O4、LiFePO4、LiMnPO4等。
图12是示意性地示出正极活性物质的晶体结构的图。图12(a)示出LiCoO2的晶体结构，图12(b)示出LiMnO4的晶体结构。图12(a)及图12(b)对应于从一个方向观察晶体结构的图。
LiCoO2具有锂和由Co和O的八面体构成的板交替层叠的结构(参照图12(a)。锂离子在充放电时进出由Co和O的八面体构成的板的层间。LiCoO2在锂离子被完全除去时不能维持晶体结构。为了维持层间，在充电时(脱离锂离子的状态)，也需要残留30％左右的锂离子。因此，LiCoO2不属于“在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质”。
与此相对，LiMnO4是尖晶石结构的化合物(参照图12(b))。LiMnO4是Mn和O的八面体三维结合而成的。锂离子在充放电时在八面体之间插入、脱离。LiMnO4即使完全除去锂离子，Mn和O的八面体也作为柱发挥作用，维持晶体结构。因此，LiMnO4相当于“在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质”。
“在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质”，即使除去该离子，也能维持结晶结构。因此，即使正极活性物质中所包含的该离子(例如，锂离子)的量发生变动，蓄电池也可以稳定地工作。换言之，包含该物质的蓄电池不要求充放电时的晶体结构内的该离子量的控制。包含该物质的蓄电池即使不经由控制装置(例如，包含MPPT电路的功率调节器)而与输出电压不稳定的电源(例如，太阳能面板)直接连结，也能够进行稳定的工作。另外，使用具有尖晶石结构的正极活性物质的蓄电池的电阻值小，能够使蓄电池20的电阻值小于并联电阻Rsh的电阻值。
负极24具有负极集电体和形成于负极集电体的至少一面的负极活性物质。负极集电体是导电体，例如是铝、铜、镍。
负极活性物质可以使用公知的活性物质。另外，负极活性物质优选含有在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质。负极活性物质例如优选石墨、具有尖晶石结构的锂钛氧化物(Li4Ti5O12：LTO)、锂钒氧化物(LiVO2、Li1.1V0.9O2)。此外，石墨在锂离子在层间插入、脱离这一点上与图12(a)一致，即使锂离子完全脱离也能维持晶体结构。
隔膜26夹持在正极22与负极24之间。隔膜26可以使用公知的隔膜。例如，对于隔膜26，可以使用由聚乙烯或聚丙烯等的聚烯烃、纤维素、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺等的膜。
蓄电池20可以将蓄电元件21作为单体(单电池)使用，也可以将多个(多个电池)蓄电元件21连接使用。在多个蓄电元件21串联连接时，蓄电池20能够充电的最大充电电压Vmax变大。
开关元件30例如在三个状态之间切换。第一状态将太阳能面板10和蓄电池20连接，并将由太阳能面板10发电的电力充电到蓄电池20。第二状态将太阳能面板10与外部连接，并将由太阳能面板10发电的电力直接输出到外部。第三状态将蓄电池20与外部连接，并将蓄电池20中充电的电力放出。开关元件30根据日照量改变连接状态。例如，在日照量大而产生过剩电力的情况下，将开关元件30的连接状态设为第一状态或者第二状态，在将太阳能面板10所产生的电力输出到外部，并且以过剩部分对蓄电池20进行充电。
图13和图14是示出开关元件30的具体示例的图。图13所示的开关元件30具有第一切断元件31和第二切断元件32。第一切断元件31切断太阳能面板10与蓄电池20之间的连接(第一状态)。第一切断元件31防止从满充电状态进一步充电(过度充电)。第二切断元件32切断蓄电池20与外部的连接(第三状态)。第二切断元件32抑制过放电。
图14所示的开关元件30具有第一切断元件31、第二切断元件32和第三切断元件33。
当断开第一切断元件31和第二切断元件32，并连接第三切断元件33时，由太阳能面板10发电的电力直接输出到外部。
当断开第二切断元件32和第三切断元件33，并连接第一切断元件31时，由太阳能面板10发电的电力对蓄电池20充电。
当断开第一切断元件31和第三切断元件33，并连接第二切断元件32时，向外部输出充电到蓄电池20中的电力。
当断开第一切断元件31，并连接第二切断元件32和第三切断元件33时，将由太阳能面板10发电的电力输出到外部，并且将不足部分从蓄电池20输出到外部。
当断开第二切断元件32，并连接第一切断元件31和第三切断元件33时，能够将由太阳能面板10发电的电力输出到外部，并且将剩余部分充电到蓄电池20。
当断开第三切断元件33，并连接第一切断元件31和第二切断元件32时，能够将由太阳能面板10发电的电力在蓄电池20中蓄电，并且输出至外部。
如图14所示地连接太阳能面板10和蓄电池20时，即使在发生了外部环境的变化的情况下，也能够通过切换第一切断元件31、第二切断元件32以及第3切断元件33来将输出电压保持为恒定。
从太阳能面板10和蓄电池20输出到外部的电流是直流。在与直流驱动的元件连接的情况下，可以直接利用。另一方面，在与交流驱动的元件连接的情况下，需要转换为交流。在外部元件为交流驱动的情况下，优选在太阳能发电/蓄电单元100与外部元件之间设置DC/AC转换器。
如上所述，根据第一实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100，能够将由太阳能面板10发电的电力传输到直接连接的蓄电池20，能够高效地对蓄电池20进行蓄电。
[第二实施方式]
图15是第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元101的示意图。第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元101与第一实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100的不同之处在于，蓄电池40的结构不同、不具有开关元件30。其他结构与第一实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100相同，省略对相同结构的说明。
图16是构成第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元所使用的蓄电池40的蓄电元件41的示意图。蓄电元件41优选为锂离子二次电池。蓄电元件41具有正极42、负极44和隔膜46。蓄电元件41在正极42上连接有两个端子这一点上与蓄电元件21不同。其他方面蓄电元件21和蓄电元件41相同。第一端子42A和第三端子42B分离地连接至正极42，并且第二端子44A连接至负极44。第一端子42A与第三端子42B相互分离。
如图15所示，蓄电元件41的第一端子42A和第二端子44A与太阳能面板10连接，第二端子44A和第三端子42B与外部连接。蓄电元件41能够一边经由第一端子42A以及第二端子44A充电，一边经由第二端子44A以及第三端子42B放电。
蓄电元件41即使从太阳能面板10供给的电压(充电电压)发生变动，也能够将向外部输出的电压(放电电压)保持为恒定。其理由考虑2个。
第一个理由是在第一端子42A与第三端子42B之间存在正极活性物质。蓄电元件41的正极42的电位，根据正极活性物质中所含的传导离子(锂离子)的含量而变动。即，蓄电元件41的正极42的电位不取决于来自外部的充电电压，而是由传导离子的移动量制约。即，即使第一端子42A的充电电压发生变动，通过正极活性物质中的传导离子移动，电压变动也衰减。其结果，在到达第三端子42B的时刻，电压变动被抑制，放电电压成为恒定。
第二个理由是太阳能面板10与蓄电元件41的阻抗的不同。一般地，太阳能面板10的阻抗比蓄电元件41的阻抗高。即，从太阳能面板10经由细的配线供给的充电电压的变动量在具有充分宽的区域的蓄电元件41中得到缓和。其结果，在到达第三端子42B的时刻，电压变动被抑制，放电电压成为恒定。
在正极42的俯视形状为矩形的情况下，优选将第一端子42A和第三端子42B设置于不同的边。通过确保第一端子42A与第三端子42B的距离，能够充分抑制充电电压的变动。
另一方面，在正极42的俯视形状为矩形的情况下，也可以将第一端子42A和第三端子42B设置于同一边。但是，在第一端子42A和第三端子42B位于同一边的情况下，连接第一端子42A和第三端子42B之间的正极活性物质有可能因某种理由而剥离。在这种情况下，从第一端子42A输入的充电电压的变动可能通过传导性优良的正极集电体传递到第三端子42B。在该情况下，为了充分缓和充电电压的变动，优选第一端子42A与第三端子42B分离规定的距离以上。
规定的距离由根据端子间电阻与蓄电元件41的内部电阻的比率求出的噪声吸收能力决定。端子间电阻R由R＝ρ×L/A求出。在此，ρ是正极集电体与正极活性物质的合成电阻的电阻率，L是第一端子42A与第三端子42B的距离，A是剥离正极活性物质而露出的正极集电体的截面积。因此，在将蓄电元件41的内部电阻设为R'时，R/R'×100为噪声吸收能力。R/R'×100优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为90％以上。即，端子间距离优选以噪声电平为50％以下的方式设定，更优选以噪声电平为30％以下的方式设定，进一步优选以噪声电平为10％以下的方式设定。另外，内部电阻R'对应于正极活性物质与集电体的合成电阻(并联连接)。
例如，考虑正极集电体为电阻率2.8μΩcm、厚度20μm的铝，在第一端子42A与第三端子42B之间以0.1mm宽度存在剥离了正极活性物质的非形成区域的情况。蓄电元件41的正极的层叠数为30片，内部电阻为2.8mΩ。在这种情况下，当第一端子42A和第三端子42B之间的距离为1mm时，噪声电平降低至30％，当距离为2mm时，噪声电平降低至20％，当距离为4mm时，噪声电平降低至10％。
另外，在使用上述那样的三端子型的蓄电元件的情况下，优选将各个蓄电元件41如图17所示那样连接。图17是表示蓄电元件41的具体连接关系的图。图17(a)是连接二端子型蓄电元件21与三端子型蓄电元件41的例子，图17(b)是连接多个三端子型蓄电元件41的例子。在任何情况下，从太阳能面板10输入的充电电压都经由蓄电元件21、41输出到外部。即，即使从太阳能面板10供给的电压(充电电压)发生变动，也能够将向外部输出的电压(放电电压)保持为恒定。
另外，至此，对在正极42侧设置第三端子42B的例子进行了说明，但第三端子42B也可以设置在负极44侧。另外，也可以同时设置三端子以上的端子。
如上所述，根据第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元101，能够起到与第一实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100相同的效果。另外，根据第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元101，能够同时进行充放电，即使从太阳能面板10供给的电压(充电电压)存在变动，也能够将向外部输出的电压(放电电压)保持为恒定。
[第三实施方式]
(太阳能发电/蓄电系统)
图18是示意性地示出第三实施方式的太阳能发电/蓄电系统的图。图18所示的太阳能发电/蓄电系统200具有多个第一实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100。
图18所示的太阳能发电/蓄电系统200共有化用于从太阳能发电/蓄电单元100向外部输出的外部配线。配线可以分别设置，但通过共有化，能够简化配线。
另一方面，在如图18所示那样将外部配线共有化的情况下，优选在太阳能发电/蓄电单元100彼此之间设置防逆流元件50。防逆流元件50能够使用二极管等。
太阳能面板10根据照射量而使发电量变动。各个太阳能面板10的发电量、蓄电池20中蓄积的蓄电量根据太阳能发电/蓄电单元100而不同。通过设置防逆流元件50，能够防止电流在太阳能发电/蓄电单元100之间流动。另外，从电位最高的太阳能发电/蓄电单元100依次放电，太阳能发电/蓄电系统200整体的电压均匀化。
进一步增设太阳能发电/蓄电单元100时，即使在更换发生了故障的太阳能发电/蓄电单元100时，也不需要调整各个太阳能发电/蓄电单元100的电压。因此，即使在上述的情况下，也不需要使太阳能发电/蓄电系统200整体停止。
另外，图18所示的太阳能发电/蓄电系统200在与直流驱动的元件连接的情况下，能够直接利用。另一方面，在与交流驱动的元件连接的情况下，需要转换为交流。在外部元件为交流驱动的情况下，优选在太阳能发电/蓄电系统200与外部元件之间设置DC/AC转换器。
以上，详细说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不局限于特定的实施方式，在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内能够进行各种变形、变更。
符号的说明
10 太阳能面板
12 电池
20、40 蓄电池
21、41 蓄电元件
22、42 正极
24、44 负极
26、46 隔膜
22A、42A 第一端子
24A、44A 第二端子
42B 第三端子
30 开关元件
50 防逆流元件
100 太阳能发电/蓄电单元
200 太阳能发电/蓄电系统

Claims (10)

1.一种太阳能发电/蓄电单元，该太阳能发电/蓄电单元具备太阳能面板和与所述太阳能面板直接连接的蓄电池，
所述蓄电池的最大充电电压为比所述太阳能面板的最大输出工作电压大10％的值以下。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述蓄电池的电阻值比所述太阳能面板的寄生电阻中的并联电阻小。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述蓄电池具有蓄电元件，所述蓄电元件具有含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极以及夹持在所述正极与所述负极之间的隔膜，
所述正极活性物质含有在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质。
4.根据权利要求3所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述正极活性物质具有尖晶石结构。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述太阳能发电/蓄电单元还具有第一切断元件，所述第一切断元件在所述蓄电池过充电时，将所述太阳能面板与所述蓄电池之间切断。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述太阳能发电/蓄电单元还具有第二切断元件，所述第二切断元件在所述蓄电池过放电时，将所述蓄电池与外部之间切断。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述蓄电池至少具有正极，负极，以及与所述正极或所述负极连接的第一端子、第二端子和第三端子，
所述第一端子和所述第三端子与所述正极或所述负极相互分离地连接，
所述第二端子与所述正极或所述负极中的未连接所述第一端子和所述第三端子的电极连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述蓄电池具备多个蓄电元件，
所述多个蓄电元件中的至少一个至少具有第一端子、第二端子和第三端子，
所述第一端子将正极或负极中的任一者与所述太阳能面板连接，
所述第二端子将所述正极或所述负极中的未连接所述第一端子的电极与不同的蓄电元件连接，
所述第三端子将所述正极或所述负极中的连接有所述第一端子的电极与外部连接。
9.一种太阳能发电/蓄电系统，该太阳能发电/蓄电系统具有多个权利要求1-8中任意一项所述的太阳能发电/蓄电单元。
10.根据权利要求9所述的太阳能发电/蓄电系统，其中，多个所述太阳能发电/蓄电单元通过公共的外部配线与外部连接，
所述外部配线具有防逆流元件。
CN201980004192.4A 2018-06-14 2019-06-12 太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统 Pending CN111052535A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-113919 2018-06-14
JP2018113919 2018-06-14
JP2019063937 2019-03-28
JP2019-063937 2019-03-28
PCT/JP2019/023338 WO2019240192A1 (ja) 2018-06-14 2019-06-12 太陽光発電・蓄電ユニットおよび太陽光発電・蓄電システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111052535A true CN111052535A (zh) 2020-04-21

Family

ID=68843394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980004192.4A Pending CN111052535A (zh) 2018-06-14 2019-06-12 太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210091716A1 (zh)
EP (1) EP3809556A4 (zh)
JP (1) JP7042527B2 (zh)
KR (1) KR20210019983A (zh)
CN (1) CN111052535A (zh)
WO (1) WO2019240192A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7326675B2 (ja) * 2020-08-06 2023-08-16 株式会社リコー 蓄電システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005109599A1 (fr) * 2004-05-09 2005-11-17 Yun Li Systeme a charge solaire
US20090302681A1 (en) * 2006-01-27 2009-12-10 Kazuo Yamada Power supply system
TW201237445A (en) * 2011-03-04 2012-09-16 Ritek Corp Solar cell test method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596730A (ja) * 1982-06-30 1984-01-13 松下電工株式会社 太陽電池電源装置
JP3553755B2 (ja) * 1997-02-17 2004-08-11 三洋電機株式会社 角型蓄電池
JP4798966B2 (ja) * 2004-06-07 2011-10-19 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
JP5028049B2 (ja) * 2006-08-17 2012-09-19 シャープ株式会社 太陽光発電システム
US8551660B2 (en) * 2009-11-30 2013-10-08 Tai-Her Yang Reserve power supply with electrode plates joined to auxiliary conductors
JP6151649B2 (ja) 2014-01-15 2017-06-21 京セラ株式会社 電力変換装置及び電力変換方法
WO2015137099A1 (ja) * 2014-03-14 2015-09-17 株式会社村田製作所 充電回路およびそれを用いたモジュール
JP6513002B2 (ja) 2015-09-18 2019-05-15 シャープ株式会社 太陽光発電システム
JP2018113919A (ja) 2017-01-19 2018-07-26 株式会社シマノ 両軸受リール
JP2019063937A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 三菱マテリアル株式会社 耐溶着チッピング性にすぐれた表面被覆切削工具

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005109599A1 (fr) * 2004-05-09 2005-11-17 Yun Li Systeme a charge solaire
US20090302681A1 (en) * 2006-01-27 2009-12-10 Kazuo Yamada Power supply system
TW201237445A (en) * 2011-03-04 2012-09-16 Ritek Corp Solar cell test method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PRIYANKA SINGH等: "Analysis of series and shunt resistance in silicon solar cells using single and double exponential models", 《EMERGING MATERIALS RESEARCH》, pages 33 - 38 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3809556A1 (en) 2021-04-21
EP3809556A4 (en) 2022-03-02
US20210091716A1 (en) 2021-03-25
JP7042527B2 (ja) 2022-03-28
KR20210019983A (ko) 2021-02-23
JPWO2019240192A1 (ja) 2021-07-26
WO2019240192A1 (ja) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5571129B2 (ja) ハイブリッド電源システム
US10008861B2 (en) Charge balancing in a battery
US6377023B1 (en) Charging control system for a battery of electric storage cells and in particular a battery of lithium cells
EP1803203B1 (en) Apparatus and method for charging an accumulator
US10833352B2 (en) Vehicle having a lithium-ion battery
CN111052535A (zh) 太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统
KR20200027960A (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
KR101668106B1 (ko) 태양광 발전 시스템용 바나듐레독스흐름전지
JP2017127173A (ja) 蓄電装置
CN114243862A (zh) 锂电池并联限流电路及锂电池并联系统
JP7082842B2 (ja) 太陽光ユニット、太陽光システム、太陽光ユニットの制御方法および太陽光システムの制御方法
KR102520568B1 (ko) 강화된 하이브리드 전력 시스템들을 위한 연료 전지 스택
US20210296924A1 (en) Charging device
US20230133126A1 (en) Battery system and method for controlling a battery system
US20210291685A1 (en) Charging device
JP7364380B2 (ja) 電源装置及び切替モジュール
JP2016086597A (ja) 蓄放電発電パネル及びこれを含む蓄放電発電システム
KR20210039081A (ko) 서로 다른 형태의 전극을 포함하는 이차전지용 전극조립체
JP2016158317A (ja) 蓄電装置
KR20060093777A (ko) 안전소자가 구비된 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination