JP2000341862A - エネルギー変換装置 - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- 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
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/30—The power source being a fuel cell
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電力を効率よく取り出すことができるエ
ネルギー変換装置、又はシステム全体の発電効率が向上
するエネルギー変換装置を提供すること。 【解決手段】 少なくとも２つの直流電源（１１〜１
４）と、前記少なくとも２つの直流電源に各々独立に接
続され、前記少なくとも２つの直流電源の当該直流電源
より供給される電力をそれぞれ独立して効率よく取り出
す機能を有した少なくとも２つの直流−直流コンバータ
（２１〜２４）と、前記少なくとも２つの直流−直流コ
ンバータで得られた直流電力を合成するエネルギー合成
手段（３）と、前記エネルギー合成手段により合成され
た直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するイ
ンバータ（５）とを備えた。
ネルギー変換装置、又はシステム全体の発電効率が向上
するエネルギー変換装置を提供すること。 【解決手段】 少なくとも２つの直流電源（１１〜１
４）と、前記少なくとも２つの直流電源に各々独立に接
続され、前記少なくとも２つの直流電源の当該直流電源
より供給される電力をそれぞれ独立して効率よく取り出
す機能を有した少なくとも２つの直流−直流コンバータ
（２１〜２４）と、前記少なくとも２つの直流−直流コ
ンバータで得られた直流電力を合成するエネルギー合成
手段（３）と、前記エネルギー合成手段により合成され
た直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するイ
ンバータ（５）とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電装置、各
種バッテリー装置等の直流電源装置又は太陽電池アレイ
により得られる直流電力を、直流−直流コンバータを介
してインバータに入力して交流電力に変換し、この変換
された交流電力を電力系統に供給するエネルギー変換装
置に関する。ここにおいて、太陽電池アレイは、日本工
業規格に決められており、次のように構成されている。
太陽電池アレイは、架台及び（又は）基礎、その他の工
作物を備え、太陽電池モジュール又は太陽電池パネルを
機械的に一体化し、結線させた集合体で、直流発電装置
の一つを形成している。太陽電池モジュールは、太陽電
池セル又は太陽電池サブモジュールを直列及び（又は）
並列に接続し、耐環境性のための外囲器に封入し、か
つ、外部端子を備え規定の出力を持たせた最小単位の発
電ユニットのことである。太陽電池パネルは、現場取付
けができるように複数の太陽電池モジュールを機械的に
結合し、結線させた集合体のことである。
種バッテリー装置等の直流電源装置又は太陽電池アレイ
により得られる直流電力を、直流−直流コンバータを介
してインバータに入力して交流電力に変換し、この変換
された交流電力を電力系統に供給するエネルギー変換装
置に関する。ここにおいて、太陽電池アレイは、日本工
業規格に決められており、次のように構成されている。
太陽電池アレイは、架台及び（又は）基礎、その他の工
作物を備え、太陽電池モジュール又は太陽電池パネルを
機械的に一体化し、結線させた集合体で、直流発電装置
の一つを形成している。太陽電池モジュールは、太陽電
池セル又は太陽電池サブモジュールを直列及び（又は）
並列に接続し、耐環境性のための外囲器に封入し、か
つ、外部端子を備え規定の出力を持たせた最小単位の発
電ユニットのことである。太陽電池パネルは、現場取付
けができるように複数の太陽電池モジュールを機械的に
結合し、結線させた集合体のことである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のエネルギー変換装置の一
例として、複数個の太陽電池アレイから得られる直流電
力を、一つのパワーコンディショナーで交流電力に変換
して電力系統に逆潮流するように構成したものがある。
例として、複数個の太陽電池アレイから得られる直流電
力を、一つのパワーコンディショナーで交流電力に変換
して電力系統に逆潮流するように構成したものがある。
【０００３】この場合のパワーコンディショナーは、各
太陽電池アレイ全ての特性を向上させるためのもので、
各太陽電池アレイの全体の発電電力を最大とする動作点
（平均値）を分析し、出力が最大になるように追尾する
機能（最大電力追従制御機能：ＭＰＰＴ制御機能）を有
するものである。
太陽電池アレイ全ての特性を向上させるためのもので、
各太陽電池アレイの全体の発電電力を最大とする動作点
（平均値）を分析し、出力が最大になるように追尾する
機能（最大電力追従制御機能：ＭＰＰＴ制御機能）を有
するものである。
【０００４】複数個の太陽電池アレイが、例えば屋根に
設置される場合には、図６に示すように、東西南北の全
方位に分割して設置されることがある。図６は寄せ棟の
例を示しており、東西南北の各面には、太陽電池アレイ
（ＰＶＥ）１１、（ＰＶＷ）１２、（ＰＶＳ）１３、
（ＰＶＮ）１４がそれぞれ設置されている場合で、これ
らのアレイ出力は、それぞれ５００Ｗ，５００Ｗ、１ｋ
Ｗ、１ｋＷである。
設置される場合には、図６に示すように、東西南北の全
方位に分割して設置されることがある。図６は寄せ棟の
例を示しており、東西南北の各面には、太陽電池アレイ
（ＰＶＥ）１１、（ＰＶＷ）１２、（ＰＶＳ）１３、
（ＰＶＮ）１４がそれぞれ設置されている場合で、これ
らのアレイ出力は、それぞれ５００Ｗ，５００Ｗ、１ｋ
Ｗ、１ｋＷである。
【０００５】この例で、太陽電池アレイ１１〜１４上に
影が無い場合でも、日射強度の違いにより、太陽電池ア
レイ１１〜１４を構成するモジュール温度が異なる。
影が無い場合でも、日射強度の違いにより、太陽電池ア
レイ１１〜１４を構成するモジュール温度が異なる。
【０００６】また、太陽電池アレイ１１〜１４の前面に
障害物があるときは、太陽電池アレイ１１〜１４が影に
なる時間が太陽電池アレイ１１〜１４毎に異なるため、
さらに太陽電池アレイ１１〜１４間のモジュール温度の
差が大きくなる。この場合において、図８に示すよう
に、１個の直流−直流コンバータが発電電力の最大電力
を追尾制御している。図８に示すように、各太陽電池ア
レイ１１〜１４から出力された直流電流は最大電力追尾
機能を有する直流−直流コンバータ５に入力し、発電電
力量が最大となる点を探して、この最大点で太陽電池ア
レイ１１〜１４を動作させる。そして、直流−直流コン
バータ２からの出力はインバータ５に出力される。イン
バータ５は、直流−交流変換を行い、交流電力を出力す
る。
障害物があるときは、太陽電池アレイ１１〜１４が影に
なる時間が太陽電池アレイ１１〜１４毎に異なるため、
さらに太陽電池アレイ１１〜１４間のモジュール温度の
差が大きくなる。この場合において、図８に示すよう
に、１個の直流−直流コンバータが発電電力の最大電力
を追尾制御している。図８に示すように、各太陽電池ア
レイ１１〜１４から出力された直流電流は最大電力追尾
機能を有する直流−直流コンバータ５に入力し、発電電
力量が最大となる点を探して、この最大点で太陽電池ア
レイ１１〜１４を動作させる。そして、直流−直流コン
バータ２からの出力はインバータ５に出力される。イン
バータ５は、直流−交流変換を行い、交流電力を出力す
る。
【０００７】しかし、日射強度と、モジュール温度が異
なると、図７に示すように最適電圧即ち最大出力が得ら
れる動作電圧も異なるので、システム全体としての発電
効率が低下する。
なると、図７に示すように最適電圧即ち最大出力が得ら
れる動作電圧も異なるので、システム全体としての発電
効率が低下する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のエ
ネルギー変換装置にあっては、１個の直流−直流コンバ
ータにより、太陽電池アレイ１１〜１４全部の発電電力
の最大電力を追尾制御するものであるため、システム全
体の発電効率が悪くなる。
ネルギー変換装置にあっては、１個の直流−直流コンバ
ータにより、太陽電池アレイ１１〜１４全部の発電電力
の最大電力を追尾制御するものであるため、システム全
体の発電効率が悪くなる。
【０００９】本発明は、直流電力を効率よく取り出すこ
とができるエネルギー変換装置、又はシステム全体の発
電効率が向上するエネルギー変換装置を提供することを
目的とする。
とができるエネルギー変換装置、又はシステム全体の発
電効率が向上するエネルギー変換装置を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。
解決するために次のような手段を講じた。
【００１１】本発明の第１のエネルギー変換装置は、少
なくとも２つの直流電源と、前記少なくとも２つの直流
電源に各々独立に接続され、前記少なくとも２つの直流
電源の当該直流電源より供給される電力をそれぞれ独立
して効率よく取り出す機能を有した少なくとも２つの直
流−直流コンバータと、前記少なくとも２つの直流−直
流コンバータで得られた直流電力を合成するエネルギー
合成手段と、前記エネルギー合成手段により合成された
直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するイン
バータとを備えたことを特徴とする。ここにおいて、前
記少なくとも２つの直流電源は、異なる種類の直流電源
であって、前記直流電源として、太陽電池アレイ、燃料
電池、風力発電機を含むことを特徴とする。このよう
に、直流電源はいかなる電源であっても構わない。
なくとも２つの直流電源と、前記少なくとも２つの直流
電源に各々独立に接続され、前記少なくとも２つの直流
電源の当該直流電源より供給される電力をそれぞれ独立
して効率よく取り出す機能を有した少なくとも２つの直
流−直流コンバータと、前記少なくとも２つの直流−直
流コンバータで得られた直流電力を合成するエネルギー
合成手段と、前記エネルギー合成手段により合成された
直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するイン
バータとを備えたことを特徴とする。ここにおいて、前
記少なくとも２つの直流電源は、異なる種類の直流電源
であって、前記直流電源として、太陽電池アレイ、燃料
電池、風力発電機を含むことを特徴とする。このよう
に、直流電源はいかなる電源であっても構わない。
【００１２】（１種類に限らない）各直流電源にそれぞ
れ対応して独立に制御可能な直流−直流コンバータを接
続して、各直流電源からそれぞれ最大の電力を得た後
に、エネルギー合成手段で合成してインバータに供給す
るようにしたので、直流電力を効率よく取り出せる。
れ対応して独立に制御可能な直流−直流コンバータを接
続して、各直流電源からそれぞれ最大の電力を得た後
に、エネルギー合成手段で合成してインバータに供給す
るようにしたので、直流電力を効率よく取り出せる。
【００１３】上記の第１及び第２のエネルギー変換装置
の好ましい実施態様は以下の通りである。
の好ましい実施態様は以下の通りである。
【００１４】（１） 各前記直流−直流コンバータは、
共振型電源を構成する絶縁トランスと、前記直流電源の
電力を常時監視して、入力電力が最大になるように太陽
電池アレイの動作電圧を制御する最大電力追尾回路とを
有すること。各直流電源から最大電力を得ることができ
る。
共振型電源を構成する絶縁トランスと、前記直流電源の
電力を常時監視して、入力電力が最大になるように太陽
電池アレイの動作電圧を制御する最大電力追尾回路とを
有すること。各直流電源から最大電力を得ることができ
る。
【００１５】（２） 前記直流−直流コンバータは、前
記直流電源から電源を供給されることにより、動作する
こと。直流−直流コンバータが、駆動用電力を特別に必
要としない。
記直流電源から電源を供給されることにより、動作する
こと。直流−直流コンバータが、駆動用電力を特別に必
要としない。
【００１６】（３） 前記エネルギー合成手段は、前記
直流−直流コンバータに対応した個数のコンデンサを有
すること。他のコンバータからの出力の影響を受けない
ので、効率よく電力を取り出せる。
直流−直流コンバータに対応した個数のコンデンサを有
すること。他のコンバータからの出力の影響を受けない
ので、効率よく電力を取り出せる。
【００１７】（４） 前記インバータは、前記エネルギ
ー合成手段から電源を供給されることにより、動作する
こと。インバータが、駆動用電力を特別に必要としな
い。
ー合成手段から電源を供給されることにより、動作する
こと。インバータが、駆動用電力を特別に必要としな
い。
【００１８】（５） 前記直流−直流コンバータは、少
なくとも２つの任意の個数、容量及び入力電圧を有する
ものを組み合わせて使用すること。任意の直流電源を適
宜組み合わせて使用できるので、環境或いは使用状況に
よって、所望の装置構成とすることができる。
なくとも２つの任意の個数、容量及び入力電圧を有する
ものを組み合わせて使用すること。任意の直流電源を適
宜組み合わせて使用できるので、環境或いは使用状況に
よって、所望の装置構成とすることができる。
【００１９】（６） 前記少なくとも２つの直流電源
は、前記少なくとも２つの直流−直流コンバータに、端
子台、直流開閉器を介して接続されていること。
は、前記少なくとも２つの直流−直流コンバータに、端
子台、直流開閉器を介して接続されていること。
【００２０】各直流電源（すなわち、各太陽電池アレ
イ、燃料電池、或いは風力発電機等の直流電源とみなせ
るもの）にそれぞれ対応して直流−直流コンバータを各
々接続し、各直流−直流コンバータの出力をエネルギー
合成手段で合成してインバータに供給するようにしたの
で、システム全体の発電効率が向上する。
イ、燃料電池、或いは風力発電機等の直流電源とみなせ
るもの）にそれぞれ対応して直流−直流コンバータを各
々接続し、各直流−直流コンバータの出力をエネルギー
合成手段で合成してインバータに供給するようにしたの
で、システム全体の発電効率が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００２２】図１は、本発明の実施の形態に係るエネル
ギー変換装置の概略ブロック図である。複数個の太陽電
池アレイ１１〜１４は、例えば、図６に示すように、寄
せ棟の東西南北の屋根の各面に設置され、太陽エネルギ
ーを直流電力に変換して、直流電流を出力する。
ギー変換装置の概略ブロック図である。複数個の太陽電
池アレイ１１〜１４は、例えば、図６に示すように、寄
せ棟の東西南北の屋根の各面に設置され、太陽エネルギ
ーを直流電力に変換して、直流電流を出力する。
【００２３】詳細は後述する複数個の直流−直流コンバ
ータ２１〜２４は、太陽電池アレイ１１〜１４に対応し
て設けられており、各太陽電池アレイ１１〜１４により
発電される発電電力の最大点を追尾する機能（最大電力
追従制御機能：ＭＰＰＴ制御機能）を有している。
ータ２１〜２４は、太陽電池アレイ１１〜１４に対応し
て設けられており、各太陽電池アレイ１１〜１４により
発電される発電電力の最大点を追尾する機能（最大電力
追従制御機能：ＭＰＰＴ制御機能）を有している。
【００２４】ここで、各太陽電池アレイ１１〜１４と各
直流−直流コンバータ２１〜２４は、従来例のように接
続箱を使用せず、端子台と直流開閉器を介して接続され
ている。従来の直流−直流コンバータ２は、具体的には
１つのパワーコンディショナーの入力端子と接続される
直流開閉器を有する接続箱に、複数のサージアブソー
バ、逆流防止用ダイオード、端子台を収納して構成され
ている。
直流−直流コンバータ２１〜２４は、従来例のように接
続箱を使用せず、端子台と直流開閉器を介して接続され
ている。従来の直流−直流コンバータ２は、具体的には
１つのパワーコンディショナーの入力端子と接続される
直流開閉器を有する接続箱に、複数のサージアブソー
バ、逆流防止用ダイオード、端子台を収納して構成され
ている。
【００２５】各直流−直流コンバータ２１〜２４により
得られた直流電力は、エネルギー合成回路３で合成され
る。
得られた直流電力は、エネルギー合成回路３で合成され
る。
【００２６】そして、エネルギー合成回路３により合成
された直流電力を交流電力に変換する系統連系インバー
タ５と、インバータ５で変換された交流電力を電力系統
に逆潮流する保護開閉器６を備えたものである。
された直流電力を交流電力に変換する系統連系インバー
タ５と、インバータ５で変換された交流電力を電力系統
に逆潮流する保護開閉器６を備えたものである。
【００２７】直流−直流コンバータ２１〜２４は、全て
同じ構成であるので、１つの直流−直流コンバータの構
成のみを示す。図２に示すように、各直流−直流コンバ
ータ２１〜２４は、太陽電池アレイ１で得られる直流電
圧の波形のノイズを除去するためのフィルター２ａと、
フィルター２ａの出力を交流に変換するチョッパ２ｂ
と、チョッパ２ｂの出力電圧を昇圧し共振型電源を構成
する絶縁トランス２ｃと、トランス２ｃの二次電圧を整
流する整流器２ｄと、最大電力追従制御機能を有する最
大電力追尾回路２ｅからなっている。なお、この直流−
直流コンバータ２１〜２４は、太陽電池アレイ１１から
１４からの電力により動作するように構成されている。
同じ構成であるので、１つの直流−直流コンバータの構
成のみを示す。図２に示すように、各直流−直流コンバ
ータ２１〜２４は、太陽電池アレイ１で得られる直流電
圧の波形のノイズを除去するためのフィルター２ａと、
フィルター２ａの出力を交流に変換するチョッパ２ｂ
と、チョッパ２ｂの出力電圧を昇圧し共振型電源を構成
する絶縁トランス２ｃと、トランス２ｃの二次電圧を整
流する整流器２ｄと、最大電力追従制御機能を有する最
大電力追尾回路２ｅからなっている。なお、この直流−
直流コンバータ２１〜２４は、太陽電池アレイ１１から
１４からの電力により動作するように構成されている。
【００２８】ここで、最大電力追尾回路２ｅの機能につ
いて説明する。最大電力追尾回路２ｅは、図３に示す電
圧と、太陽電池アレイの電圧・電流の特性図に基づき、
太陽電池アレイ１の動作点を分析し、発電電力量が最大
となる点（最大電力点）を探し、この点で太陽電池アレ
イ１を動作させる。
いて説明する。最大電力追尾回路２ｅは、図３に示す電
圧と、太陽電池アレイの電圧・電流の特性図に基づき、
太陽電池アレイ１の動作点を分析し、発電電力量が最大
となる点（最大電力点）を探し、この点で太陽電池アレ
イ１を動作させる。
【００２９】上記の実施形態のように、直流−直流コン
バータ２１〜２４毎に最大電力点を探すのは、次のよう
な理由に基づく。寄せ棟などの家屋の屋根に太陽電池ア
レイを設置する場合には、東西南北の各面の太陽電池ア
レイ１１〜１４への太陽光の入射角が、それぞれ異なる
角度となることがあるからである。つまり、屋根全面に
太陽電池アレイを設置する場合、太陽電池アレイ１１〜
１４毎に最大出力が得られる動作電圧が異なるからであ
る。
バータ２１〜２４毎に最大電力点を探すのは、次のよう
な理由に基づく。寄せ棟などの家屋の屋根に太陽電池ア
レイを設置する場合には、東西南北の各面の太陽電池ア
レイ１１〜１４への太陽光の入射角が、それぞれ異なる
角度となることがあるからである。つまり、屋根全面に
太陽電池アレイを設置する場合、太陽電池アレイ１１〜
１４毎に最大出力が得られる動作電圧が異なるからであ
る。
【００３０】エネルギー合成回路３は、図４に示すよう
に、並列接続された複数（直流−直流コンバータ２１〜
２４に対応した個数であり、例えば４個）のコンデン
サ、例えば４５０Ｖ耐圧で４７０μＦのコンデンサ３
Ｅ，３Ｗ，３Ｓ，３Ｎを有する。
に、並列接続された複数（直流−直流コンバータ２１〜
２４に対応した個数であり、例えば４個）のコンデン
サ、例えば４５０Ｖ耐圧で４７０μＦのコンデンサ３
Ｅ，３Ｗ，３Ｓ，３Ｎを有する。
【００３１】インバータ５は、図５に示すように、４個
の半導体素子例えばＩＧＢＴ（絶縁バイポーラ型トラン
ジスタ）５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄをブリッジ接続し、こ
れらを図示しない制御回路で例えばＰＷＭ制御すること
により、直流を交流に変換するインバータ回路と、イン
バータ回路の出力電流のノイズを除去するためのフィル
ター回路５ｅとを有する。なお、このインバータは５
は、詳細は後述するエネルギー合成回路３からの電力で
動作するようにしても良い。
の半導体素子例えばＩＧＢＴ（絶縁バイポーラ型トラン
ジスタ）５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄをブリッジ接続し、こ
れらを図示しない制御回路で例えばＰＷＭ制御すること
により、直流を交流に変換するインバータ回路と、イン
バータ回路の出力電流のノイズを除去するためのフィル
ター回路５ｅとを有する。なお、このインバータは５
は、詳細は後述するエネルギー合成回路３からの電力で
動作するようにしても良い。
【００３２】このような構成により、エネルギー合成回
路３のエネルギー量を分析し、該エネルギー量に対応し
た最適な電力量を逆潮流して電力系統に供給することで
きる。
路３のエネルギー量を分析し、該エネルギー量に対応し
た最適な電力量を逆潮流して電力系統に供給することで
きる。
【００３３】具体的には、図示しない制御回路からＩＧ
ＢＴ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対して制御信号を与え、
エネルギー合成回路３のエネルギーを時間的に分割して
転送することで、得られたエネルギー量に対応した最適
な電力量を逆潮流して電力系統に供給する。分割された
電力は、フィルター回路５ｅによって高周波成分例えば
１７ｋＨｚは除去され、逆潮流する交流電力に変換され
る。
ＢＴ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対して制御信号を与え、
エネルギー合成回路３のエネルギーを時間的に分割して
転送することで、得られたエネルギー量に対応した最適
な電力量を逆潮流して電力系統に供給する。分割された
電力は、フィルター回路５ｅによって高周波成分例えば
１７ｋＨｚは除去され、逆潮流する交流電力に変換され
る。
【００３４】以上述べた実施形態の作用効果について、
説明する。太陽電池アレイ１１〜１４で発電される発電
電力の最大点は、太陽電池アレイ１１〜１４に対応して
それぞれ接続された直流−直流コンバータ２１〜２４に
より追尾され、各太陽電池アレイ１１〜１４の発電電力
を最大限に引き出すことができる。
説明する。太陽電池アレイ１１〜１４で発電される発電
電力の最大点は、太陽電池アレイ１１〜１４に対応して
それぞれ接続された直流−直流コンバータ２１〜２４に
より追尾され、各太陽電池アレイ１１〜１４の発電電力
を最大限に引き出すことができる。
【００３５】そして、直流−直流コンバータ２１〜２４
の電力は、エネルギー合成回路３に入力されて、合成さ
れ、一時的に静電エネルギーとして蓄えられる。
の電力は、エネルギー合成回路３に入力されて、合成さ
れ、一時的に静電エネルギーとして蓄えられる。
【００３６】そして、エネルギー合成回路３に蓄えられ
たエネルギーは、インバータ回路５により電力系統に接
続され、逆潮流される。
たエネルギーは、インバータ回路５により電力系統に接
続され、逆潮流される。
【００３７】このように、太陽電池アレイ１１〜１４に
対応して、発電電力の最大点を追尾する直流−直流コン
バータ２１〜２４がそれぞれ接続されていることから、
システム全体の発電効率が向上する。
対応して、発電電力の最大点を追尾する直流−直流コン
バータ２１〜２４がそれぞれ接続されていることから、
システム全体の発電効率が向上する。
【００３８】直流−直流コンバータ２１〜２４は、それ
ぞれ太陽電池アレイ１１〜１４の電力を常時監視し、最
大電力追尾機能を有しているので、太陽電池アレイ１１
〜１４の入力の電圧が最大になる動作電圧へ速やかに移
動できる。
ぞれ太陽電池アレイ１１〜１４の電力を常時監視し、最
大電力追尾機能を有しているので、太陽電池アレイ１１
〜１４の入力の電圧が最大になる動作電圧へ速やかに移
動できる。
【００３９】また、直流−直流コンバータ２１〜２４
は、それぞれチョッパ２ｂと整流器２ｄの間に絶縁トラ
ンス２ｃを内蔵しているので、安全性を高めることがで
きる。さらに、直流−直流コンバータ２１〜２４は、そ
れぞれ共振型電源を構成しているので、高効率化及び低
ノイズ化が可能となる。また、本発明においては、この
直流−直流コンバータ２１〜２４により、従来入力とし
て、１６０Ｖ〜３３０Ｖ程度の直流電圧を入力するよう
にしていたが、それよりも低電圧の範囲、例えば、２５
Ｖ〜４０Ｖの範囲や、５０Ｖ〜８０Ｖの範囲でも使用可
能となっている。
は、それぞれチョッパ２ｂと整流器２ｄの間に絶縁トラ
ンス２ｃを内蔵しているので、安全性を高めることがで
きる。さらに、直流−直流コンバータ２１〜２４は、そ
れぞれ共振型電源を構成しているので、高効率化及び低
ノイズ化が可能となる。また、本発明においては、この
直流−直流コンバータ２１〜２４により、従来入力とし
て、１６０Ｖ〜３３０Ｖ程度の直流電圧を入力するよう
にしていたが、それよりも低電圧の範囲、例えば、２５
Ｖ〜４０Ｖの範囲や、５０Ｖ〜８０Ｖの範囲でも使用可
能となっている。
【００４０】（変形例）本発明は、以上述べた実施形態
に限らず種々変形して実施できる。前述の実施形態は、
太陽電池アレイのみを複数個備えたものを説明したが、
太陽電池アレイ以外に風力発電装置、燃料電池、各種バ
ッテリー装置等、その他の直流電源装置を複数個組み合
わせた構成としてもよい。このように構成することによ
り、直流電力を効率よく取り出すことができる。更に、
異なる種類の直流電源を組み合わせて使用できる。すな
わち、この場合には、異なる入力電圧（や容量）の複数
の直流電源を同時に接続して（ハイブリッド形式で）使
用可能なエネルギー変換装置が可能になる。また、上記
の実施形態では、直流電源装置（太陽電池アレイ）が４
個の場合について説明したが、設置場所や、その状況に
応じて適宜変更可能である。
に限らず種々変形して実施できる。前述の実施形態は、
太陽電池アレイのみを複数個備えたものを説明したが、
太陽電池アレイ以外に風力発電装置、燃料電池、各種バ
ッテリー装置等、その他の直流電源装置を複数個組み合
わせた構成としてもよい。このように構成することによ
り、直流電力を効率よく取り出すことができる。更に、
異なる種類の直流電源を組み合わせて使用できる。すな
わち、この場合には、異なる入力電圧（や容量）の複数
の直流電源を同時に接続して（ハイブリッド形式で）使
用可能なエネルギー変換装置が可能になる。また、上記
の実施形態では、直流電源装置（太陽電池アレイ）が４
個の場合について説明したが、設置場所や、その状況に
応じて適宜変更可能である。
【００４１】さらに、図１に示すエネルギー変換装置に
おいて、エネルギー合成回路３の入力側あるいは前記変
形例の装置のエネルギー合成回路３の入力側において、
充電器、バッテリー、直流−直流コンバータ及び直流開
閉器を介して接続しておくことで、太陽光、風がないよ
うなときの非常用バックアップ電源を備えた構成として
もよい。
おいて、エネルギー合成回路３の入力側あるいは前記変
形例の装置のエネルギー合成回路３の入力側において、
充電器、バッテリー、直流−直流コンバータ及び直流開
閉器を介して接続しておくことで、太陽光、風がないよ
うなときの非常用バックアップ電源を備えた構成として
もよい。
【００４２】前述した各種の直流電源装置と直流−直流
コンバータを、端子台と直流開閉器を介して接続する場
合には、直流−直流コンバータの動作電源を該直流電源
装置から得ることができる。
コンバータを、端子台と直流開閉器を介して接続する場
合には、直流−直流コンバータの動作電源を該直流電源
装置から得ることができる。
【００４３】本発明は、上記の発明の実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々変形して実施できるのは勿論である。
されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々変形して実施できるのは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、直流電
力を効率よく取り出すことができるエネルギー変換装
置、又はシステム全体の発電効率が向上するエネルギー
変換装置を提供することができる。
力を効率よく取り出すことができるエネルギー変換装
置、又はシステム全体の発電効率が向上するエネルギー
変換装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るエネルギー変換装置
の概略ブロック図。
の概略ブロック図。
【図２】図１の直流−直流コンバータの構成を説明する
ための図。
ための図。
【図３】図１の直流−直流コンバータの機能を説明する
ための図。
ための図。
【図４】図１のエネルギー合成回路を説明するための
図。
図。
【図５】図１のインバータを説明するための図。
【図６】従来の技術の課題を説明するための寄せ棟の平
面図。
面図。
【図７】従来の技術の課題を説明するための太陽電池ア
レイの特性図。
レイの特性図。
【図８】従来のエネルギー変換装置の概略ブロック図。
１１〜１４…太陽電池アレイ、 ２１〜２４…直流−直流コンバータ、 ２ａ…フィルター、 ２ｂ…チョッパ、 ２ｃ…絶縁トランス、 ２ｄ…整流器、 ２ｅ…最大電力追尾回路、 ３…エネルギー合成回路、 ５…系統連系インバータ、 ６…保護開閉器。
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも２つの直流電源と、 前記少なくとも２つの直流電源に各々独立に接続され、
前記少なくとも２つの直流電源の当該直流電源より供給
される電力をそれぞれ独立して効率よく取り出す機能を
有した少なくとも２つの直流−直流コンバータと、 前記少なくとも２つの直流−直流コンバータで得られた
直流電力を合成するエネルギー合成手段と、 前記エネルギー合成手段により合成された直流電力を交
流電力に変換して電力系統に供給するインバータとを備
えたことを特徴とするエネルギー変換装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のエネルギー変換装置にお
いて、前記少なくとも２つの直流電源は、異なる種類の
直流電源であって、前記直流電源として、太陽電池アレ
イ、燃料電池、風力発電機を含むことを特徴とするエネ
ルギー変換装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のエネルギー
変換装置において、各前記直流−直流コンバータは、共
振型電源を構成する絶縁トランスと、前記直流電源の電
力を常時監視して、入力電力が最大になるように太陽電
池アレイの動作電圧を制御する最大電力追尾回路とを有
することを特徴とするエネルギー変換装置。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載のエネルギー
変換装置において、前記直流−直流コンバータは、前記
直流電源から電源を供給されることにより、動作するこ
とを特徴とするエネルギー変換装置。 - 【請求項５】 請求項１又は請求項２記載のエネルギー
変換装置において、前記エネルギー合成手段は、前記直
流−直流コンバータに対応した個数のコンデンサを有す
ることを特徴とするエネルギー変換装置。 - 【請求項６】 請求項１又は請求項２記載のエネルギー
変換装置において、前記インバータは、前記エネルギー
合成手段から電源を供給されることにより、動作するこ
とを特徴とするエネルギー変換装置。 - 【請求項７】 請求項１又は請求項２記載のエネルギー
変換装置において、前記直流−直流コンバータは、少な
くとも２つの任意の個数、容量及び入力電圧を有するも
のを組み合わせて使用することを特徴とするエネルギー
変換装置。 - 【請求項８】 請求項１又は請求項２記載のエネルギー
変換装置において、前記少なくとも２つの直流電源は、
前記少なくとも２つの直流−直流コンバータに、端子
台、直流開閉器を介して接続されていることを特徴とす
るエネルギー変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078787A JP2000341862A (ja) | 1999-03-19 | 2000-03-21 | エネルギー変換装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-75014 | 1999-03-19 | ||
| JP7501499 | 1999-03-19 | ||
| JP2000078787A JP2000341862A (ja) | 1999-03-19 | 2000-03-21 | エネルギー変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341862A true JP2000341862A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=26416173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000078787A Pending JP2000341862A (ja) | 1999-03-19 | 2000-03-21 | エネルギー変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000341862A (ja) |
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-
2000
- 2000-03-21 JP JP2000078787A patent/JP2000341862A/ja active Pending
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