JP2000060021A - 太陽電池蓄電装置 - Google Patents
太陽電池蓄電装置Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池から蓄電器への蓄電を効率的に行
う。 【解決手段】 蓄電器４の蓄電電圧を電圧検出手段５で
検出し、この検出された蓄電電圧に応じて太陽電池セル
ユニット２の出力側の直列接続と並列接続の組合せを、
蓄電電圧が低いほど並列接続数を多くして蓄電器４への
電流量を増加させ、また、蓄電電圧が高いほど直列接続
数を多くして蓄電器４への印加電圧を増加させるように
直列並列切替手段５で切り替えているため、蓄電器４の
蓄電電圧が低いほど太陽電池セルユニット２から蓄電器
４への電流量が多く、蓄電器４への印加電圧が蓄電器４
の蓄電電圧を常に上回るようになって蓄電器４への蓄電
を効率的に行うことができる。
う。 【解決手段】 蓄電器４の蓄電電圧を電圧検出手段５で
検出し、この検出された蓄電電圧に応じて太陽電池セル
ユニット２の出力側の直列接続と並列接続の組合せを、
蓄電電圧が低いほど並列接続数を多くして蓄電器４への
電流量を増加させ、また、蓄電電圧が高いほど直列接続
数を多くして蓄電器４への印加電圧を増加させるように
直列並列切替手段５で切り替えているため、蓄電器４の
蓄電電圧が低いほど太陽電池セルユニット２から蓄電器
４への電流量が多く、蓄電器４への印加電圧が蓄電器４
の蓄電電圧を常に上回るようになって蓄電器４への蓄電
を効率的に行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池からの電
力を電気二重層コンデンサや二次電池などの蓄電器に蓄
電する太陽電池蓄電装置に関する。
力を電気二重層コンデンサや二次電池などの蓄電器に蓄
電する太陽電池蓄電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この太陽電池蓄電装置は、商用電
源がないかまたは引けないような場所での例えば照明な
どの電源に用いられ、太陽電池と二次電池とを併用して
おり、太陽電池からの電気エネルギーを二次電池に蓄え
ることで、日照の有無に拘らず有効な電力を供給可能に
構成している。
源がないかまたは引けないような場所での例えば照明な
どの電源に用いられ、太陽電池と二次電池とを併用して
おり、太陽電池からの電気エネルギーを二次電池に蓄え
ることで、日照の有無に拘らず有効な電力を供給可能に
構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、太陽が雲に
隠れたり出たりしたときなど、太陽電池の出力は日射量
によって大きく変動するために、蓄電器として鉛蓄電池
などの化学電池を用いる場合には、高効率に鉛蓄電池に
充電することが難しく、また、曇りの日や雨の日には太
陽電池の出力電流は微弱電流となって鉛蓄電池への充電
が難しくなる。これを解決する手段として、蓄電器とし
ての電気二重層コンデンサがある。この電気二重層コン
デンサは、鉛蓄電池などの化学電池と比較してインピー
ダンスが低く、負荷変動が激しい場合であっても高効率
に充電が可能であり、太陽電池との組み合わせがよい。
隠れたり出たりしたときなど、太陽電池の出力は日射量
によって大きく変動するために、蓄電器として鉛蓄電池
などの化学電池を用いる場合には、高効率に鉛蓄電池に
充電することが難しく、また、曇りの日や雨の日には太
陽電池の出力電流は微弱電流となって鉛蓄電池への充電
が難しくなる。これを解決する手段として、蓄電器とし
ての電気二重層コンデンサがある。この電気二重層コン
デンサは、鉛蓄電池などの化学電池と比較してインピー
ダンスが低く、負荷変動が激しい場合であっても高効率
に充電が可能であり、太陽電池との組み合わせがよい。
【０００４】一方、太陽電池の特性として、日照量と発
電電圧、電流の関係は、日照量が一定の元では定電流特
性を示し、太陽電池の発電電圧は、蓄電側の電圧に依存
している。つまり、この発電電力（出力Ｗ＝電圧Ｖ×電
流Ｉ）は、受入れ側蓄電器の蓄電電圧が低いほど小さく
なる。したがって、蓄電器として電気二重層コンデンサ
を用いる場合には、電気二重層コンデンサは蓄電と共に
電圧が上昇する特性を有しているため、充電の前半は蓄
電電圧が低く太陽電池は低発電量で推移せざるを得ず、
効率が悪いという問題を有していた。
電電圧、電流の関係は、日照量が一定の元では定電流特
性を示し、太陽電池の発電電圧は、蓄電側の電圧に依存
している。つまり、この発電電力（出力Ｗ＝電圧Ｖ×電
流Ｉ）は、受入れ側蓄電器の蓄電電圧が低いほど小さく
なる。したがって、蓄電器として電気二重層コンデンサ
を用いる場合には、電気二重層コンデンサは蓄電と共に
電圧が上昇する特性を有しているため、充電の前半は蓄
電電圧が低く太陽電池は低発電量で推移せざるを得ず、
効率が悪いという問題を有していた。
【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、太陽電池から蓄電器への蓄電を効率的に行うことが
できる太陽電池蓄電装置を提供することを目的とする。
で、太陽電池から蓄電器への蓄電を効率的に行うことが
できる太陽電池蓄電装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池蓄電装
置は、複数のセルユニットを有する太陽電池からの電力
を低インピーダンスの蓄電器に蓄えて、日照の有無に拘
らず電力供給可能な太陽電池蓄電装置であって、蓄電器
の蓄電電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手
段で検出された蓄電電圧に応じて複数のセルユニット出
力の直列接続と並列接続の組合せを、蓄電電圧が低いほ
ど並列接続数が多く直列接続数が少なくなるように切替
可能な直列並列切替手段とを有したことを特徴とするも
のである。また具体的には、この直列並列切替手段は、
複数個並列接続から複数個直列接続の間に、少なくとも
一の直列並列接続を持った多段の直列並列接続の組合せ
を切替制御するように構成したり、また、この直列並列
切替手段は、少なくともｎ（ｎは自然数）個の並列接続
を持つ直列並列接続と、ｍ（ｍは自然数でｎ＞ｍ）個の
並列接続を持つ直列並列接続を有した多段の直列並列接
続の組合せを切替制御するように構成することができ
る。
置は、複数のセルユニットを有する太陽電池からの電力
を低インピーダンスの蓄電器に蓄えて、日照の有無に拘
らず電力供給可能な太陽電池蓄電装置であって、蓄電器
の蓄電電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手
段で検出された蓄電電圧に応じて複数のセルユニット出
力の直列接続と並列接続の組合せを、蓄電電圧が低いほ
ど並列接続数が多く直列接続数が少なくなるように切替
可能な直列並列切替手段とを有したことを特徴とするも
のである。また具体的には、この直列並列切替手段は、
複数個並列接続から複数個直列接続の間に、少なくとも
一の直列並列接続を持った多段の直列並列接続の組合せ
を切替制御するように構成したり、また、この直列並列
切替手段は、少なくともｎ（ｎは自然数）個の並列接続
を持つ直列並列接続と、ｍ（ｍは自然数でｎ＞ｍ）個の
並列接続を持つ直列並列接続を有した多段の直列並列接
続の組合せを切替制御するように構成することができ
る。
【０００７】この構成により、蓄電電圧が低いほど並列
接続数が多く直列接続数が少なくなるように太陽電池の
複数のセルユニット出力の直列接続と並列接続の組合せ
を切り替えれば、蓄電電圧が低いほど太陽電池から蓄電
器への電流量が多く、蓄電電圧が高いほど太陽電池から
蓄電器への印加電圧が高く蓄電器への印加電圧が蓄電器
の蓄電電圧を常に上回って蓄電が効率的に行われる。
接続数が多く直列接続数が少なくなるように太陽電池の
複数のセルユニット出力の直列接続と並列接続の組合せ
を切り替えれば、蓄電電圧が低いほど太陽電池から蓄電
器への電流量が多く、蓄電電圧が高いほど太陽電池から
蓄電器への印加電圧が高く蓄電器への印加電圧が蓄電器
の蓄電電圧を常に上回って蓄電が効率的に行われる。
【０００８】また、好ましくは、本発明の太陽電池蓄電
装置における蓄電器は電気二重層コンデンサである。
装置における蓄電器は電気二重層コンデンサである。
【０００９】この構成により、蓄電器として電気二重層
コンデンサを用いれば、電気二重層コンデンサは鉛蓄電
池などの化学電池と比較してインピーダンスが低く、負
荷変動が激しい場合であっても蓄電器への充電が高効率
に行われる。
コンデンサを用いれば、電気二重層コンデンサは鉛蓄電
池などの化学電池と比較してインピーダンスが低く、負
荷変動が激しい場合であっても蓄電器への充電が高効率
に行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽電池蓄電
装置の実施形態について図面を参照して説明するが、本
発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
装置の実施形態について図面を参照して説明するが、本
発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００１１】図１は本発明の一実施形態の太陽電池蓄電
装置の構成を示すブロック図である。図１において、太
陽電池充電装置１は、日照エネルギーを電気エネルギー
に変換する複数モジュールの太陽電池セルユニット２
と、この複数モジュールの太陽電池セルユニット２から
出力される電力を充電して蓄えて照明などの負荷３に電
力供給可能な蓄電器４と、この蓄電器４の蓄電電圧を検
出する電圧検出手段５と、この電圧検出手段５で検出し
た蓄電電圧に応じて太陽電池の複数のセルユニット出力
の直列並列接続を切替可能な直列並列切替手段６と、蓄
電器４からの電力供給を受け、これらの電圧検出手段５
および直列並列切替手段６への安定化電源用の制御電源
安定器７とを有している。
装置の構成を示すブロック図である。図１において、太
陽電池充電装置１は、日照エネルギーを電気エネルギー
に変換する複数モジュールの太陽電池セルユニット２
と、この複数モジュールの太陽電池セルユニット２から
出力される電力を充電して蓄えて照明などの負荷３に電
力供給可能な蓄電器４と、この蓄電器４の蓄電電圧を検
出する電圧検出手段５と、この電圧検出手段５で検出し
た蓄電電圧に応じて太陽電池の複数のセルユニット出力
の直列並列接続を切替可能な直列並列切替手段６と、蓄
電器４からの電力供給を受け、これらの電圧検出手段５
および直列並列切替手段６への安定化電源用の制御電源
安定器７とを有している。
【００１２】この蓄電器４は、化学電池（鉛蓄電池）な
どの二次電池や電気二重層コンデンサなどで構成されて
おり、太陽電池セルユニット２からの電力を充電して蓄
電するようになっている。また、電気二重層コンデンサ
は鉛蓄電池などの化学電池と比較してインピーダンスが
低く、負荷変動が激しい場合であっても蓄電器３への充
電が高効率に行われ得る。また、電気二重層コンデンサ
は蓄電と共に蓄電電圧が上昇する特性を有している。
どの二次電池や電気二重層コンデンサなどで構成されて
おり、太陽電池セルユニット２からの電力を充電して蓄
電するようになっている。また、電気二重層コンデンサ
は鉛蓄電池などの化学電池と比較してインピーダンスが
低く、負荷変動が激しい場合であっても蓄電器３への充
電が高効率に行われ得る。また、電気二重層コンデンサ
は蓄電と共に蓄電電圧が上昇する特性を有している。
【００１３】さらに、電圧検出手段５は、図２に示すよ
うに、蓄電器４としての電気二重層コンデンサ４ａの蓄
電電圧と第１所定電圧とを比較する電圧比較用の第１コ
ンパレータ８と、その蓄電電圧と第２所定電圧とを比較
する電圧比較用の第２コンパレータ９と、その蓄電電圧
と第３所定電圧とを比較する電圧比較用の第３コンパレ
ータ１０と、第１所定電圧〜第３所定電圧を得るための
分圧抵抗１１〜１４とを有している。これらの第１所定
電圧〜第３所定電圧は、第１所定電圧＜第２所定電圧＜
第３所定電圧となっており、制御電源安定器７から供給
される電圧を基準として分圧抵抗１１〜１４で分圧する
ことで得ている。これらの第１所定電圧〜第３所定電圧
に蓄電電圧が至った時点で直列並列切替手段６によって
太陽電池セルユニット２の直列並列の組合せを切り替え
させるようになっている。また、これらの第１コンパレ
ータ８、第２コンパレータ９および第３コンパレータ１
０と、後述するリレー制御回路１５とに制御電源安定器
７から電力が供給されている。
うに、蓄電器４としての電気二重層コンデンサ４ａの蓄
電電圧と第１所定電圧とを比較する電圧比較用の第１コ
ンパレータ８と、その蓄電電圧と第２所定電圧とを比較
する電圧比較用の第２コンパレータ９と、その蓄電電圧
と第３所定電圧とを比較する電圧比較用の第３コンパレ
ータ１０と、第１所定電圧〜第３所定電圧を得るための
分圧抵抗１１〜１４とを有している。これらの第１所定
電圧〜第３所定電圧は、第１所定電圧＜第２所定電圧＜
第３所定電圧となっており、制御電源安定器７から供給
される電圧を基準として分圧抵抗１１〜１４で分圧する
ことで得ている。これらの第１所定電圧〜第３所定電圧
に蓄電電圧が至った時点で直列並列切替手段６によって
太陽電池セルユニット２の直列並列の組合せを切り替え
させるようになっている。また、これらの第１コンパレ
ータ８、第２コンパレータ９および第３コンパレータ１
０と、後述するリレー制御回路１５とに制御電源安定器
７から電力が供給されている。
【００１４】また、直列並列切替手段６は、この電圧検
出手段５で検出した蓄電電圧に応じて太陽電池の複数モ
ジュールのセルユニット出力の直列接続と並列接続の組
合せを、蓄電電圧が低いほど並列接続数が多く直列接続
数が少なくなるように切替えるようになっている。その
太陽電池セルユニット２の直列並列接続の組合せの切替
えは、例えば複数個並列接続から複数個直列接続の間
に、いくつかの直列並列接続を持った多段の直列並列接
続の組合せのうちの何れかの切替制御を図２に示すよう
な自己保持型のリレー制御回路１５にて行っている。
出手段５で検出した蓄電電圧に応じて太陽電池の複数モ
ジュールのセルユニット出力の直列接続と並列接続の組
合せを、蓄電電圧が低いほど並列接続数が多く直列接続
数が少なくなるように切替えるようになっている。その
太陽電池セルユニット２の直列並列接続の組合せの切替
えは、例えば複数個並列接続から複数個直列接続の間
に、いくつかの直列並列接続を持った多段の直列並列接
続の組合せのうちの何れかの切替制御を図２に示すよう
な自己保持型のリレー制御回路１５にて行っている。
【００１５】このリレー制御回路１５は、コンパレータ
８〜１０の出力が入力されており、コンパレータ８〜１
０で検出した蓄電電圧（第１所定電圧〜第３所定電圧）
に応じてリレーＲＬ１〜ＲＬ４の各コイルに対して出力
制御が為されて各コイルを励磁するようになっている。
これらのリレーＲＬ１〜ＲＬ４の各コイルの励磁でリレ
ー接点１６がオンまたはオフして、太陽電池セルユニッ
ト２の図３に示す各モジュールＢＴ１〜ＢＴ１２の直列
接続と並列接続の組合せをリレー接点１６で切替えるよ
うになっている。なお、図３のリレー接点１６は、接点
が開いているのがａコンで、接点が閉じているのがｂコ
ンであってリレーＲＬ１〜ＲＬ４がＯＦＦの様子を示し
ている。リレーＲＬがＯＦＦからＯＮになると、逆にａ
コンが閉じて、ｂコンが開くことになる。
８〜１０の出力が入力されており、コンパレータ８〜１
０で検出した蓄電電圧（第１所定電圧〜第３所定電圧）
に応じてリレーＲＬ１〜ＲＬ４の各コイルに対して出力
制御が為されて各コイルを励磁するようになっている。
これらのリレーＲＬ１〜ＲＬ４の各コイルの励磁でリレ
ー接点１６がオンまたはオフして、太陽電池セルユニッ
ト２の図３に示す各モジュールＢＴ１〜ＢＴ１２の直列
接続と並列接続の組合せをリレー接点１６で切替えるよ
うになっている。なお、図３のリレー接点１６は、接点
が開いているのがａコンで、接点が閉じているのがｂコ
ンであってリレーＲＬ１〜ＲＬ４がＯＦＦの様子を示し
ている。リレーＲＬがＯＦＦからＯＮになると、逆にａ
コンが閉じて、ｂコンが開くことになる。
【００１６】本実施形態では、例えば一つのモジュール
の太陽電池セルユニット２の出力電圧を２．５Ｖとして
１２モジュールＢＴ１〜ＢＴ１２の直列並列切替回路を
図３のように構成し、例えば２直列６並列接続（モジュ
ール２個の直列回路が６個並列接続）から６直列２並列
接続（モジュール６個の直列回路が２個並列接続）まで
の間に３直列４並列接続（モジュール３個の直列回路が
４個並列接続）と４直列３並列接続（モジュール４個の
直列回路が３個並列接続）を有する４段切替としてもよ
い。このときの設定電圧（電流）は、６Ｖ（３ＩＡ），
９Ｖ（２ＩＡ），１２Ｖ（１．５ＩＡ），１８Ｖ（Ｉ
Ａ）である。この場合のリレー接点１６のオンオフ制御
は、次の（表１）に示すようにリレーＲＬ１〜ＲＬ４の
各コイルがリレー制御回路１５にてオンオフ制御される
ようになっている。図３のＶ+端とＶ-端は電気二重層コ
ンデンサ４ａの両端に接続されている。
の太陽電池セルユニット２の出力電圧を２．５Ｖとして
１２モジュールＢＴ１〜ＢＴ１２の直列並列切替回路を
図３のように構成し、例えば２直列６並列接続（モジュ
ール２個の直列回路が６個並列接続）から６直列２並列
接続（モジュール６個の直列回路が２個並列接続）まで
の間に３直列４並列接続（モジュール３個の直列回路が
４個並列接続）と４直列３並列接続（モジュール４個の
直列回路が３個並列接続）を有する４段切替としてもよ
い。このときの設定電圧（電流）は、６Ｖ（３ＩＡ），
９Ｖ（２ＩＡ），１２Ｖ（１．５ＩＡ），１８Ｖ（Ｉ
Ａ）である。この場合のリレー接点１６のオンオフ制御
は、次の（表１）に示すようにリレーＲＬ１〜ＲＬ４の
各コイルがリレー制御回路１５にてオンオフ制御される
ようになっている。図３のＶ+端とＶ-端は電気二重層コ
ンデンサ４ａの両端に接続されている。
【００１７】
【表１】
【００１８】このように、太陽電池セルユニット２を蓄
電器４側の蓄電電圧に応じて、直列並列切替を４段切替
で行うようになっている。蓄電電圧が低い電圧のときに
は並列接続を多くするように切替えて電流量を並列数倍
に増加させ、これによって充電が進み一定の電圧（第１
所定電圧〜第３所定電圧）に到達する毎に順次、直列接
続を多くするように切り替え、太陽電池セルユニット２
の発電電圧が常に蓄電器４の蓄電電圧を上回るように
（太陽電池セルユニット２の高効率発電の近傍にくるよ
うに）制御して高効率に充電を行い得るようにしてい
る。
電器４側の蓄電電圧に応じて、直列並列切替を４段切替
で行うようになっている。蓄電電圧が低い電圧のときに
は並列接続を多くするように切替えて電流量を並列数倍
に増加させ、これによって充電が進み一定の電圧（第１
所定電圧〜第３所定電圧）に到達する毎に順次、直列接
続を多くするように切り替え、太陽電池セルユニット２
の発電電圧が常に蓄電器４の蓄電電圧を上回るように
（太陽電池セルユニット２の高効率発電の近傍にくるよ
うに）制御して高効率に充電を行い得るようにしてい
る。
【００１９】上記構成により、１２モジュールＢＴ１〜
ＢＴ１２の太陽電池セルユニット２が蓄電器４としての
電気二重層コンデンサ４ａを充電するに際して、まず、
電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電圧が最も低い電圧の
とき、リレー制御回路１５はリレーＲＬ１〜ＲＬ４のリ
レー接点１６をオンオフ制御してモジュール２個の直列
回路が６個並列接続された並列接続の最も多い状態に切
替えて電流量を並列数倍に増加させるようにしている。
このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電圧
特性はＣ１となっており、従来例の蓄電電圧特性Ｄ１と
比べて立ち上がりが鋭くなっている。これは、電気二重
層コンデンサ４ａに流れ込む電流量が多いためである。
ＢＴ１２の太陽電池セルユニット２が蓄電器４としての
電気二重層コンデンサ４ａを充電するに際して、まず、
電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電圧が最も低い電圧の
とき、リレー制御回路１５はリレーＲＬ１〜ＲＬ４のリ
レー接点１６をオンオフ制御してモジュール２個の直列
回路が６個並列接続された並列接続の最も多い状態に切
替えて電流量を並列数倍に増加させるようにしている。
このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電圧
特性はＣ１となっており、従来例の蓄電電圧特性Ｄ１と
比べて立ち上がりが鋭くなっている。これは、電気二重
層コンデンサ４ａに流れ込む電流量が多いためである。
【００２０】次に、電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電
圧が第１所定電圧（６Ｖ）に達した時点ｔ１で、リレー
制御回路１５は第１コンパレータ８からの出力を受けて
リレーＲＬ１〜ＲＬ４のリレー接点１６をオンオフ制御
し、モジュール３個の直列回路が４個並列接続された状
態に切替えて電流量を２／３倍に減少させる代りに、モ
ジュール直列数を増加させて太陽電池セルユニット２か
ら電気二重層コンデンサ４ａへの印加電圧を増加させ、
その印加電圧が電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電圧を
上回るように制御して高効率に充電を行い得るようにす
る。このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａの蓄電
電圧特性はＣ２となっており、蓄電電圧特性Ｃ１と比べ
て立ち上がりが鈍くなっている。これは、電気二重層コ
ンデンサ４ａに印加させる電圧を高くした分だけ、電気
二重層コンデンサ４ａに流れ込む電流量が少なくなって
いるためである。
圧が第１所定電圧（６Ｖ）に達した時点ｔ１で、リレー
制御回路１５は第１コンパレータ８からの出力を受けて
リレーＲＬ１〜ＲＬ４のリレー接点１６をオンオフ制御
し、モジュール３個の直列回路が４個並列接続された状
態に切替えて電流量を２／３倍に減少させる代りに、モ
ジュール直列数を増加させて太陽電池セルユニット２か
ら電気二重層コンデンサ４ａへの印加電圧を増加させ、
その印加電圧が電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電圧を
上回るように制御して高効率に充電を行い得るようにす
る。このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａの蓄電
電圧特性はＣ２となっており、蓄電電圧特性Ｃ１と比べ
て立ち上がりが鈍くなっている。これは、電気二重層コ
ンデンサ４ａに印加させる電圧を高くした分だけ、電気
二重層コンデンサ４ａに流れ込む電流量が少なくなって
いるためである。
【００２１】さらに、電気二重層コンデンサ４ａの蓄電
電圧が第２所定電圧（９Ｖ）に達した時点ｔ２で、リレ
ー制御回路１５は第２コンパレータ９からの出力を受け
てリレーＲＬ１〜ＲＬ４のリレー接点１６をオンオフ制
御してモジュール４個の直列回路が３個並列接続された
状態に切替えて電流量を３／４倍に減少させる代りに、
モジュール直列数を増加させて太陽電池セルユニット２
から電気二重層コンデンサ４ａへの印加電圧を増加さ
せ、その印加電圧が電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電
圧を上回るように制御して高効率に充電を行い得るよう
にする。このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａの
蓄電電圧特性はＣ３となっており、蓄電電圧特性Ｃ２と
比べて立ち上がりがさらに鈍くなっている。この場合
も、電気二重層コンデンサ４ａに印加させる電圧を高く
した分だけ、電気二重層コンデンサ４ａに流れ込む電流
量が少なくなっている。
電圧が第２所定電圧（９Ｖ）に達した時点ｔ２で、リレ
ー制御回路１５は第２コンパレータ９からの出力を受け
てリレーＲＬ１〜ＲＬ４のリレー接点１６をオンオフ制
御してモジュール４個の直列回路が３個並列接続された
状態に切替えて電流量を３／４倍に減少させる代りに、
モジュール直列数を増加させて太陽電池セルユニット２
から電気二重層コンデンサ４ａへの印加電圧を増加さ
せ、その印加電圧が電気二重層コンデンサ４ａの蓄電電
圧を上回るように制御して高効率に充電を行い得るよう
にする。このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａの
蓄電電圧特性はＣ３となっており、蓄電電圧特性Ｃ２と
比べて立ち上がりがさらに鈍くなっている。この場合
も、電気二重層コンデンサ４ａに印加させる電圧を高く
した分だけ、電気二重層コンデンサ４ａに流れ込む電流
量が少なくなっている。
【００２２】さらに、電気二重層コンデンサ４ａの蓄電
電圧が第３所定電圧（１２Ｖ）に達した時点ｔ３で、リ
レー制御回路１５は第３コンパレータ１０からの出力を
受けてリレーＲＬ１〜ＲＬ４のリレー接点１６をオンオ
フ制御してモジュール６個の直列回路が２個並列接続さ
れた状態に切替えて電流量を２／３倍に減少させる代り
に、モジュール直列数を増加させて太陽電池セルユニッ
ト２から電気二重層コンデンサ４ａへの印加電圧を増加
させ、その印加電圧が電気二重層コンデンサ４ａの蓄電
電圧を上回るように制御して高効率に充電を行い得るよ
うにする。このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａ
の蓄電電圧特性はＣ４となっており、蓄電電圧特性Ｃ２
と比べて立ち上がりがさらに鈍く、従来例の蓄電電圧特
性Ｄ１と平行になっている。この場合も、電気二重層コ
ンデンサ４ａに印加させる電圧を高くした分だけ、電気
二重層コンデンサ４ａに流れ込む電流量が少なくなって
いる。
電圧が第３所定電圧（１２Ｖ）に達した時点ｔ３で、リ
レー制御回路１５は第３コンパレータ１０からの出力を
受けてリレーＲＬ１〜ＲＬ４のリレー接点１６をオンオ
フ制御してモジュール６個の直列回路が２個並列接続さ
れた状態に切替えて電流量を２／３倍に減少させる代り
に、モジュール直列数を増加させて太陽電池セルユニッ
ト２から電気二重層コンデンサ４ａへの印加電圧を増加
させ、その印加電圧が電気二重層コンデンサ４ａの蓄電
電圧を上回るように制御して高効率に充電を行い得るよ
うにする。このとき、図４の電気二重層コンデンサ４ａ
の蓄電電圧特性はＣ４となっており、蓄電電圧特性Ｃ２
と比べて立ち上がりがさらに鈍く、従来例の蓄電電圧特
性Ｄ１と平行になっている。この場合も、電気二重層コ
ンデンサ４ａに印加させる電圧を高くした分だけ、電気
二重層コンデンサ４ａに流れ込む電流量が少なくなって
いる。
【００２３】以上のように、蓄電器４の蓄電電圧を電圧
検出手段５で検出し、この検出された蓄電電圧に応じて
太陽電池セルユニット２の出力側の直列接続と並列接続
の組合せを、蓄電電圧が低いほど並列接続数を多くして
蓄電器４への電流量を増加させ、また、蓄電電圧が高い
ほど直列接続数を多くして蓄電器４への印加電圧を増加
させるように直列並列切替手段５で切り替えているた
め、蓄電器４の蓄電電圧が低いほど太陽電池セルユニッ
ト２から蓄電器４への電流量が多く、蓄電器４への印加
電圧が蓄電器４の蓄電電圧を常に上回るようにして蓄電
器４への蓄電を効率的に行うことができる。
検出手段５で検出し、この検出された蓄電電圧に応じて
太陽電池セルユニット２の出力側の直列接続と並列接続
の組合せを、蓄電電圧が低いほど並列接続数を多くして
蓄電器４への電流量を増加させ、また、蓄電電圧が高い
ほど直列接続数を多くして蓄電器４への印加電圧を増加
させるように直列並列切替手段５で切り替えているた
め、蓄電器４の蓄電電圧が低いほど太陽電池セルユニッ
ト２から蓄電器４への電流量が多く、蓄電器４への印加
電圧が蓄電器４の蓄電電圧を常に上回るようにして蓄電
器４への蓄電を効率的に行うことができる。
【００２４】なお、本実施形態では、一つのモジュール
の太陽電池セルユニット２の出力電圧を２．５Ｖとして
１２モジュールＢＴ１〜ＢＴ１２の直列並列切替回路を
構成し、例えば２直列６並列接続から６直列２並列接続
までの間に３直列４並列接続と４直列３並列接続を有す
る４段切替とし、このときの設定電圧（電流）が、６Ｖ
（３ＩＡ），９Ｖ（２ＩＡ），１２Ｖ（１．５ＩＡ），
１８Ｖ（ＩＡ）としたが、これに限らず、例えば一つの
モジュールの太陽電池セルユニット２の出力電圧を２Ｖ
として８モジュールの直列並列切替回路を構成し、例え
ば８並列から８直列までの間に４並列２直列と２並列４
直列の組合せを有する４段切替とし、設定電圧（電流）
を２Ｖ（８ＩＡ），４Ｖ（４ＩＡ），８Ｖ（２ＩＡ），
１６Ｖ（ＩＡ）としてもよい。また、この場合の４段切
替はそれ以外の多段切替であってもよい。その太陽電池
セルユニット２の直列並列接続の組合せの切替えは、要
は、例えば複数個並列接続から複数個直列接続の間に、
少なくとも一の直列並列接続を持った多段の直列並列接
続の組合せの切替制御を自己保持型のリレー制御回路１
５にて行わせるようにすればよい。また、少なくともｎ
（ｎは自然数）個の並列接続を持つ直列並列接続と、ｍ
（ｍは自然数でｎ＞ｍ）個の並列接続を持つ直列並列接
続を有した多段の直列並列接続の組合せの切替制御を自
己保持型のリレー制御回路１５にて行わせるようにして
もよい。この場合の蓄電電圧特性は図５のＥ１〜Ｅ４の
ようになる。
の太陽電池セルユニット２の出力電圧を２．５Ｖとして
１２モジュールＢＴ１〜ＢＴ１２の直列並列切替回路を
構成し、例えば２直列６並列接続から６直列２並列接続
までの間に３直列４並列接続と４直列３並列接続を有す
る４段切替とし、このときの設定電圧（電流）が、６Ｖ
（３ＩＡ），９Ｖ（２ＩＡ），１２Ｖ（１．５ＩＡ），
１８Ｖ（ＩＡ）としたが、これに限らず、例えば一つの
モジュールの太陽電池セルユニット２の出力電圧を２Ｖ
として８モジュールの直列並列切替回路を構成し、例え
ば８並列から８直列までの間に４並列２直列と２並列４
直列の組合せを有する４段切替とし、設定電圧（電流）
を２Ｖ（８ＩＡ），４Ｖ（４ＩＡ），８Ｖ（２ＩＡ），
１６Ｖ（ＩＡ）としてもよい。また、この場合の４段切
替はそれ以外の多段切替であってもよい。その太陽電池
セルユニット２の直列並列接続の組合せの切替えは、要
は、例えば複数個並列接続から複数個直列接続の間に、
少なくとも一の直列並列接続を持った多段の直列並列接
続の組合せの切替制御を自己保持型のリレー制御回路１
５にて行わせるようにすればよい。また、少なくともｎ
（ｎは自然数）個の並列接続を持つ直列並列接続と、ｍ
（ｍは自然数でｎ＞ｍ）個の並列接続を持つ直列並列接
続を有した多段の直列並列接続の組合せの切替制御を自
己保持型のリレー制御回路１５にて行わせるようにして
もよい。この場合の蓄電電圧特性は図５のＥ１〜Ｅ４の
ようになる。
【００２５】なお、例えば３直列４並列接続（モジュー
ル３個の直列回路が４個並列接続）は、４並列３直列接
続（モジュール４個の並列回路が３個直列接続）であっ
ても、蓄電器４に対する太陽電池セルユニット２からの
電流量や発電電圧は同じであり、要は、電流量や発電電
圧には直列接続数と並列接続数との関係が重要である。
安定化のために、できるだけ同一の直列接続数のモジュ
ールを並列接続したり、できるだけ同一の並列接続数の
モジュールを直列接続するようにする。
ル３個の直列回路が４個並列接続）は、４並列３直列接
続（モジュール４個の並列回路が３個直列接続）であっ
ても、蓄電器４に対する太陽電池セルユニット２からの
電流量や発電電圧は同じであり、要は、電流量や発電電
圧には直列接続数と並列接続数との関係が重要である。
安定化のために、できるだけ同一の直列接続数のモジュ
ールを並列接続したり、できるだけ同一の並列接続数の
モジュールを直列接続するようにする。
【００２６】
【発明の効果】以上のように請求項１〜３によれば、蓄
電電圧が低いほど並列接続数が多く直列接続数が少なく
なるように太陽電池の複数のセルユニット出力の直列接
続と並列接続の組合せを切り替えるため、蓄電電圧が低
いほど太陽電池から蓄電器への電流量が多く、蓄電電圧
が高いほど太陽電池から蓄電器への印加電圧が高く蓄電
器への印加電圧が蓄電器の蓄電電圧を常に上回って、蓄
電を効率的に行うことができる。
電電圧が低いほど並列接続数が多く直列接続数が少なく
なるように太陽電池の複数のセルユニット出力の直列接
続と並列接続の組合せを切り替えるため、蓄電電圧が低
いほど太陽電池から蓄電器への電流量が多く、蓄電電圧
が高いほど太陽電池から蓄電器への印加電圧が高く蓄電
器への印加電圧が蓄電器の蓄電電圧を常に上回って、蓄
電を効率的に行うことができる。
【００２７】また、請求項４によれば、蓄電器として電
気二重層コンデンサを用いるため、電気二重層コンデン
サは鉛蓄電池などの化学電池と比較してインピーダンス
が低く、負荷変動が激しい場合であっても蓄電器への充
電を高効率に行うことができる。
気二重層コンデンサを用いるため、電気二重層コンデン
サは鉛蓄電池などの化学電池と比較してインピーダンス
が低く、負荷変動が激しい場合であっても蓄電器への充
電を高効率に行うことができる。
【図１】本発明の一実施形態の太陽電池蓄電装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】図１の電圧検出手段および直列並列切替手段の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図３】図２のリレー接点と太陽電池セルユニットの一
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施形態の帯電電圧特性を示す図で
ある。
ある。
【図５】本発明の他の実施形態の帯電電圧特性を示す図
である。
である。
１ 太陽電池蓄電装置 ２ 太陽電池セルユニット ４ 蓄電器 ４ａ 電気二重層コンデンサ ５ 電圧検出手段 ６ 直列並列切替手段 ７ 制御電源安定器 ８ 第１コンパレータ ９ 第２コンパレータ １０ 第３コンパレータ １１〜１４ 分割抵抗 １５ リレー制御回路 １６ リレー接点
Claims (4)
- 【請求項１】 複数のセルユニットを有する太陽電池か
らの電力を低インピーダンスの蓄電器に蓄えて、日照の
有無に拘らず電力供給可能な太陽電池蓄電装置であっ
て、 前記蓄電器の蓄電電圧を検出する電圧検出手段と、この
電圧検出手段で検出された蓄電電圧に応じて前記複数の
セルユニット出力の直列接続と並列接続の組合せを、前
記蓄電電圧が低いほど並列接続数が多く直列接続数が少
なくなるように切替可能な直列並列切替手段とを有した
ことを特徴とする太陽電池蓄電装置。 - 【請求項２】 前記直列並列切替手段は、複数個並列接
続から複数個直列接続の間に、少なくとも一の直列並列
接続を持った多段の直列並列接続の組合せを切替制御す
ることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池蓄電装
置。 - 【請求項３】 前記直列並列切替手段は、少なくともｎ
（ｎは自然数）個の並列接続を持つ直列並列接続と、ｍ
（ｍは自然数でｎ＞ｍ）個の並列接続を持つ直列並列接
続を有した多段の直列並列接続の組合せを切替制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池蓄電装置。 - 【請求項４】 前記蓄電器は電気二重層コンデンサであ
ることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池蓄電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10221944A JP2000060021A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 太陽電池蓄電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10221944A JP2000060021A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 太陽電池蓄電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000060021A true JP2000060021A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16774611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10221944A Pending JP2000060021A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 太陽電池蓄電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000060021A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005527066A (ja) * | 2001-10-11 | 2005-09-08 | デノヴォ リサーチ エルエルシー | デジタル電池 |
| KR100879719B1 (ko) | 2006-11-03 | 2009-01-22 | (주)니츠개발 | 전압레벨에 따른 축전지 충전회로 |
| KR101352474B1 (ko) | 2012-04-16 | 2014-01-20 | 김하식 | 직병렬 가변 어레이를 이용한 태양광 발전 시스템 |
| EP4164143A1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-04-12 | Fundación Imdea Networks | Rf backscatter system based on light fidelity |
-
1998
- 1998-08-05 JP JP10221944A patent/JP2000060021A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005527066A (ja) * | 2001-10-11 | 2005-09-08 | デノヴォ リサーチ エルエルシー | デジタル電池 |
| KR100879719B1 (ko) | 2006-11-03 | 2009-01-22 | (주)니츠개발 | 전압레벨에 따른 축전지 충전회로 |
| KR101352474B1 (ko) | 2012-04-16 | 2014-01-20 | 김하식 | 직병렬 가변 어레이를 이용한 태양광 발전 시스템 |
| EP4164143A1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-04-12 | Fundación Imdea Networks | Rf backscatter system based on light fidelity |
| WO2023057618A1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-04-13 | Fundación Imdea Networks | Rf backscatter system based on light fidelity |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040419 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040722 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051115 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060314 |