JP2003153464A

JP2003153464A - 独立形太陽光発電装置

Info

Publication number: JP2003153464A
Application number: JP2001341653A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Sumiyoshi; 眞一郎住吉; Tadashi Sadahira; 匡史貞平; Tomoya Fujinami; 知也藤濤; Kazuo Fujishita; 和男藤下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池で発電した電力をバッテリに充電
し、バッテリの電力を高効率で使用可能な電力形態に変
換すること。【解決手段】太陽電池１１と、太陽電池電圧を昇圧す
る第１コンバータ１２と、バッテリ１３と、バッテリを
昇圧する第２コンバータ１４と、接続機器に交流を出力
するインバータ１５とを有し、第１及び第２コンバータ
１２、１４の出力とインバータ１５入力を並列接続した
ことにより、太陽電池１１とインバータ１５との間の電
力変換は一回だけとし、高効率の独立形太陽光発電装置
を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池で発電し
た電力をバッテリに充電し、バッテリの電力を家庭電化
機器や車載機器の電源として使用可能な電力形態に変換
する独立形太陽光発電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の独立形太陽光発電装置を図１４に
基づいて説明する。ここで発電手段は太陽電池１として
いる。太陽電池１で発電した直流電力は第１コンバータ
２でバッテリ３に充電される。バッテリ３の直流電圧を
昇圧する第２コンバータ４の出力には、直流電圧を交流
電圧に変換するインバータ５が接続され、インバータ５
はそれぞれにダイオードが並列接続された４個のスイッ
チング素子とリアクトルとコンデンサで構成されてい
る。インバータ５の出力は交流出力コンセント６を通じ
て出力されるものである。７は制御回路である。

【０００３】以下に動作を説明する。第１コンバータ２
は日照によって電圧が変動する太陽電池１の電力を電圧
源であるバッテリ３の電圧に整合させる制御を行い、バ
ッテリ３を充電しているものである。バッテリ３として
例えば鉛蓄電池を使用した場合、バッテリ３の直流電圧
は通常１０Ｖ〜１４Ｖ程度になるため、第２コンバータ
４はバッテリ３の電圧を１５０Ｖ以上の直流に昇圧す
る。インバータ５は第２コンバータ４の出力直流電圧を
パルス幅変調制御（ＰＷＭ）することで高周波のパルス
電圧列に変換し、得られたパルス電圧はリアクトルとコ
ンデンサを通過することで高周波のリップルが除去され
るため、インバータ５の出力として正弦波状の電圧波形
が生成される。ここで、インバータ５の出力を正弦波の
ＡＣ１００Ｖにする場合、ピーク電圧は１４１Ｖとなる
ことから、インバータ５内のリアクトルの電圧降下を考
慮すると少なくとも第２コンバータ出力（＝インバータ
入力電圧）は１５０Ｖ以上が必要である。最終的にイン
バータ５の出力は、交流出力コンセント６を介して５０
Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電圧（通常１００Ｖ）とし
て、家庭で使用する電気機器に電力を供給している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、交流出力コンセント６に接続された機器の
定格が大きく、バッテリ３と太陽電池１の両方の電力で
機器を駆動する場合、太陽電池１の発電電力は第１コン
バータ２と第２コンバータ４で共に昇圧のための電力変
換を行うため、双方で損失を発生する。通常は、各コン
バータ２、４の効率が９５％程度であれば、第１コンバ
ータ２と第２コンバータ４でそれぞれ電力変換を行うこ
とから、太陽電池１が発電した電力のうち、インバータ
５に入力することができる電力は９０％に減じられてし
まう。さらに、損失が大きいことから、冷却に必要なス
ペースも大きくなり、製品の小形化に限界があるという
課題を有していた。

【０００５】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、太陽電池とインバータとの間の電力変換は一回だけ
とし高効率の独立形太陽光発電装置を提供することを目
的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の独立形太陽光発電装置は、太陽電池電圧を昇
圧する第１コンバータ及びバッテリを昇圧する第２コン
バータの出力と、接続機器に交流を出力するインバータ
の入力とを並列接続したものである。

【０００７】これにより、太陽電池とインバータとの間
の電力変換は一つのコンバータだけとなり高効率なもの
となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、太陽
電池と、太陽電池電圧を昇圧する第１コンバータと、バ
ッテリと、バッテリを昇圧する第２コンバータと、接続
機器に交流を出力するインバータとを有し、第１及び第
２コンバータの出力とインバータ入力を並列接続した独
立形太陽光発電装置とすることにより、太陽電池とイン
バータとの間の電力変換は一回だけとなり高効率なもの
となる。

【０００９】請求項２に記載した発明は、第１コンバー
タの出力と、第２コンバータの入力または出力の間に第
１切換手段を有し、バッテリの放電時は第１コンバータ
出力と第２コンバータ出力を接続し、充電時は第１コン
バータ出力と第２コンバータ入力を接続する請求項１に
記載の独立形太陽光発電装置とすることにより、太陽電
池からバッテリへの充電と太陽電池からインバータへの
放電とも高効率で行える。

【００１０】請求項３に記載した発明は、第２コンバー
タは入力と出力間の片相が直接接続され、これと異なる
片相同士が第１切換手段と接続されている請求項１また
は２に記載の独立形太陽光発電装置とすることにより、
第１切換手段の接点を１個にして、安価でかつ高効率の
電力変換ができる。

【００１１】請求項４に記載した発明は、第１切換手段
は半導体スイッチで構成される請求項２または３に記載
の独立形太陽光発電装置とすることにより、日照条件や
接続機器の変化によって充電と放電が頻繁に入れ替わる
ような動作状態においても高速かつ高精度の制御が行え
る。

【００１２】請求項５に記載した発明は、第２コンバー
タは外部利用可能な複数の直流を出力する請求項１〜４
のいずれか１項に記載の独立形太陽光発電装置とするこ
とにより、直流機器用電源への変更が容易で利便性の高
いものである。

【００１３】請求項６に記載した発明は、太陽電池電力
検出手段と交流出力電力検出手段を有し、交流出力電力
が太陽電池電力以上となった場合のみ、第２コンバータ
が昇圧動作する請求項１〜５のいずれか１項に記載の独
立形太陽光発電装置とすることにより、太陽電池からバ
ッテリへの充放電による損失を低減することができ、さ
らに太陽電池電力の不足に対して電力供給を維持できる
高効率かつ高信頼性の装置を実現できるものである。

【００１４】請求項７に記載した発明は、インバータ入
力電圧を検出する入力電圧検出手段を有し、入力電圧が
制御回路内部のしきい値以下となったとき、第２コンバ
ータを昇圧動作する請求項１〜６のいずれか１項に記載
の独立形太陽光発電装置とすることにより、太陽電池か
らバッテリへの充放電による損失を低減できるととも
に、より安価な構成で太陽電池電力の不足を検知して接
続機器の動作を確保することができるものである。

【００１５】請求項８に記載した発明は、第２切換手段
を有し、バッテリから制御回路への電力供給を選択し、
交流出力電力がゼロでかつ太陽電池が発電しない時はバ
ッテリと制御回路を切り離して、制御回路への電源供給
を停止する請求項１〜７のいずれか１項に記載の独立形
太陽光発電装置とすることにより、制御回路での消費電
力を最小にすることで、蓄電電力を無駄にすることな
く、長時間に渡って接続機器の使用が可能な装置が実現
できるものである。

【００１６】請求項９に記載した発明は、第１コンバー
タの電力制御は太陽電池の最大電力点を追尾してなる請
求項１〜８のいずれか１項に記載の独立形太陽光発電装
置とすることにより、太陽電池の発電電力を最大限利用
することのできる高効率の装置を実現できるものであ
る。

【００１７】請求項１０に記載した発明は、太陽電池ま
たはバッテリから選択的に電力を制御回路に供給する電
力供給選択手段を有する請求項１〜９のいずれか１項に
記載の独立形太陽光発電装置とすることにより、バッテ
リが制御回路を動作することのできる残電力量を有して
いない場合でも、確実に装置を起動することのできる高
い信頼性を実現できるものである。

【００１８】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の実施例１につい
て図１を参照しながら説明する。図に示すように、太陽
電池１１で発電した電力を第１コンバータ１２で昇圧
し、インバータ１５に入力する。また、バッテリ１３に
蓄電された電力は第２コンバータ１４で昇圧され、イン
バータ１５に入力される。第１及び第２コンバータ１
２、１４で昇圧された電力はインバータ１５によって交
流電圧に変換される。インバータ１５はＱ１〜Ｑ４の４
個のスイッチング素子によるフルブリッジとリアクトル
とコンデンサで構成され、フルブリッジの中間端子には
高周波フィルタとして機能するリアクトルとコンデンサ
が接続されている。ここで、インバータ１５の出力は交
流出力コンセント１６に供給され、接続機器、すなわち
家庭電化製品等のプラグと接続可能である。

【００１９】以上の様に構成された独立形太陽光発電装
置について動作を説明する。第１コンバータ１２は、発
電機である太陽電池１１から得られる直流電力を安定な
直流電力に変換すると共に正弦波が必要とされる交流出
力電圧のピーク値（例えば、交流出力電圧がＡＣ１００
Ｖの場合、ピーク電圧は１４１Ｖ）以上に昇圧する。ま
た、蓄電手段であるバッテリ１３を入力とする第２コン
バータ１４は、第１コンバータ１２と同様に、バッテリ
１３の電圧を前述の交流出力電圧のピーク値以上に昇圧
する。ここで、第１及び第２コンバータ１２、１４の出
力は並列に接続されているため、各コンバータ１２、１
４の出力電圧は同一値となっている。インバータ１５は
入力直流電圧をパルス幅変調制御（ＰＷＭ）して平均値
が正弦波状となる高周波のパルス電圧に変換する。得ら
れたパルス電圧はリアクトルとコンデンサを通過させる
ことで高周波のリップルを除去して、正弦波状の電圧波
形を交流出力コンセント１６に５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ
の交流電圧（通常１００Ｖ）を発生させる。太陽電池１
１及びバッテリ１３の電力は共に一回の電力変換で所望
の直流電圧に昇圧され、インバータ１５に電力を供給す
る。

【００２０】以上のように本実施例によれば、電圧の異
なる電力供給源を必要最小の変換回数で同一電圧まで昇
圧することで、特に太陽電池１１の発電電力がインバー
タ１５出力電力よりも小さく、バッテリ１３と太陽電池
１１から電力を供給する場合において、高効率での電力
変換が可能となる独立形太陽光発電装置を実現すること
ができる。

【００２１】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて図２を参照しながら説明する。この実施例において
実施例１と異なるのは、第１コンバータ１２の出力に第
１切換手段１７、１７を追加して、第１コンバータ１２
と第２コンバータ１４との接続点を入力または出力で選
択できるようにした点である。上記以外の構成要素は実
施例１と同等であり説明を省略する。

【００２２】以上のように構成されたバッテリ内蔵型電
力変換装置について動作を説明する。交流出力コンセン
ト１６に消費電力の小さい機器が接続されている場合、
太陽電池１１で発電した電力が全て交流出力電力として
消費されない。したがって、第２コンバータ１４は余剰
電力をバッテリ１３に充電するが、それまで第１コンバ
ータ１２の出力と第２コンバータ１４の出力を接続して
いた第１切換手段１７は、第１コンバータ１２の出力と
第２コンバータ１４の入力を接続することによって、第
１コンバータ１２単独で太陽電池１１とバッテリ１３間
の電力変換を行う。

【００２３】以上のように本実施例によれば、第１コン
バータ１２の出力と第２コンバータ１４の入出力との間
で第１切換手段１７、１７を用いて切り換えることによ
り、充電と放電の双方において高効率な電力変換が可能
な独立形太陽光発電素須知を実現できる。

【００２４】（実施例３）本発明の実施例３について図
３を参照しながら説明する。この実施例において実施例
２と異なるのは、第２コンバータ２４の構成を非絶縁形
の１石昇圧チョッパ構成とし、第２コンバータ２４は入
力と出力間の片相が直接接続（バッテリ１３のマイナス
極を第２コンバータ２４の出力電位と共通）され、これ
と異なる片相同士が第１切換手段１７と接続すること
で、第１切換手段１７の接点を１点としたことである。
上記以外の構成要素は実勢例２と同等であり説明を省略
する。

【００２５】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について動作を説明する。バッテリ１３の蓄電電力
をインバータ１５の入力側に放電する際、第２コンバー
タ２４は昇圧動作を行う。最初にスイッチング素子をオ
ンしてリアクトルに電流を蓄積する。次にスイッチング
素子がオフした際、直前にリアクトルに流れていた電流
は維持され、ダイオードを通じてインバータ１５に電力
を供給する。この動作を１周期として、通常動作周波数
は１０ｋＨｚ以上で行われる。この時、太陽電池１１の
電力を放電する第１コンバータ１２は出力が第２コンバ
ータ２４出力と接続されており、第２コンバータ２４と
同様にインバータ１５に電力を供給している。また、バ
ッテリ１３に充電が行われる場合は、第１コンバータ１
２の出力は第１切換手段１７でバッテリ１３と直結され
ており、第２コンバータ２４を構成する昇圧チョッパと
は無関係にバッテリ１３に電力を注入している。

【００２６】以上のように本実施例によれば、第２コン
バータ２４に非絶縁形の変換手段を用いることで、第２
コンバータ２４と第１コンバータ１２間の第１切換手段
１７の接点を１点にすることができるため、簡素、安価
でかつ信頼性の高い構成の高効率電力変換が可能な独立
形太陽光発電装置を実現することができる。

【００２７】（実施例４）本発明の実施例４について図
４を参照しながら説明する。この実施例において実施例
３と異なるのは、第１切換手段２７を２個の半導体スイ
ッチ２７（ａ）、２７（ｂ）で構成した点である。上記
以外の構成要素は実施例３と同等であり、説明を省略す
る。

【００２８】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について動作を説明する。バッテリ１３の電力を放
電する際、第１切換手段２７を構成する半導体スイッチ
２７（ａ）がオンし、半導体スイッチ２７（ｂ）がオフ
することで、第１コンバータ１２の出力と第２コンバー
タ２４の出力が直結され、第１及び第２コンバータ１
２、２４は昇圧動作を行う。ここで、太陽電池１１から
余剰電力が発生した場合、半導体スイッチ２７（ｂ）は
オンし、半導体スイッチ２７（ａ）がオフすることで、
第１コンバータ１２の出力はバッテリ１３と直結され、
バッテリ１３に充電が行われる。日照条件や交流出力コ
ンセント１６に接続される接続機器が頻繁にオンオフさ
れるような場合は、充電と放電が頻繁に切り換わること
になるが、例えばリレーの様な機械接点に比べて高速か
つ高精度で充電と放電のモード移行が行われる。

【００２９】以上のように本実施例によれば、充電と放
電が頻繁に入れ替わるような動作状態において、高速か
つ高精度の制御が維持できるため、装置の高効率な電力
変換が可能な独立形太陽光発電装置を実現することがで
きる。

【００３０】（実施例５）本発明の実施例５について図
５を参照しながら説明する。この実施例において実施例
１と異なるのは、独立形太陽光発電装置の筐体１９に複
数の直流出力コンセント１８を配置して、第１コンバー
タ１２及び第２コンバータ１４の出力を利用することが
できるようにした点である。すなわち、第２コンバータ
１４は外部利用可能な複数の直流を出力するようにして
いる。上記以外の構成要素は実施例１と同等であり説明
を省略する。

【００３１】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について動作を説明する。第２コンバータ１４及び
これと接続された第１コンバータ１２の出力は、通常、
インバータ１５出力の交流電圧ピーク値以上（交流電圧
１００Ｖ以上の場合、ピーク値は１４１Ｖ）の直流電圧
に昇圧されている。ここで第２コンバータ１４は昇圧目
標値を１４１Ｖ以上から１２Ｖや２４Ｖに変更して、ス
イッチング動作を行う。得られた直流電圧は筐体１９外
部に引き出され、直流出力コンセント１８を介して利用
することができる。仮に、バッテリ１３の電圧または太
陽電池１１の電圧が変動したとしても、第１及び第２コ
ンバータ１２、１４は出力電圧を維持する。

【００３２】以上のように本実施例によれば、第２コン
バータ１４の出力を筐体１９外部に引き出して直流出力
コンセント１８を配置し、制御電圧の目標値を変更する
だけで、直流機器用電源への変更が容易な利便性の高い
独立形太陽光発電装置を実現することができる。

【００３３】（実施例６）本発明の実施例６について図
６を参照しながら説明する。この実施例において実施例
１と異なるのは、太陽電池１１の出力部に太陽電池電力
検出手段２１を、インバータ１５の出力に交流電力検出
手段２０を配置して、第２コンバータ１４の動作を制御
する制御回路２２を設けた点である。上記以外の構成要
素は実施例１と同等であり説明を省略する。

【００３４】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について図７の波形図を参照して動作を説明する。
接続機器の電力は交流電力検出手段２０で検知され、太
陽電池１１の発電電力は太陽電池電力検出手段２１で検
知されて、両電力検出値は制御回路２２で比較される。
ここで、接続機器の使用電力が太陽電池１１の電力以下
の場合、太陽電池電力を優先的に使用するために、第１
コンバータ１２を動作させて、第２コンバータ１４の起
動信号は停止状態とする。また、日照条件などの変化や
接続機器の追加などの理由で太陽電池１１の電力が接続
機器の電力以下となった場合、制御回路２２は第２コン
バータ１４に起動信号を送り、第２コンバータ１４はバ
ッテリ１３の電力を昇圧してインバータ１５に電力を供
給する。

【００３５】以上のように本実施例によれば、接続機器
の電力が太陽電池発電電力以下の場合、第２コンバータ
１４の動作を停止して、太陽電池１１の発電電力を優先
的に使用することによって、太陽電池１１からバッテリ
１３への充放電による損失を低減することができ、さら
に太陽電池電力の不足に対して電力供給を維持できる高
効率かつ高信頼性の独立形太陽光発電装置を実現するこ
とができる。

【００３６】（実施例７）本発明の実施例７について図
８を参照しながら説明する。この実施例において実施例
１と異なるのは、インバータ１５の入力電圧を検出する
入力電圧検出手段２３を有し、入力電圧が制御回路２２
内部のしきい値以下となったとき、第２コンバータ１４
を昇圧動作するようにした点である。上記以外の構成要
素は第１の実施例と同等であり説明を省略する。

【００３７】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について、図９の波形図を参照して動作を説明す
る。第１及び第２コンバータ１２、１４の出力電圧と同
じであるインバータ入力電圧は、入力電圧検出手段２３
で検知されている。接続機器の使用電力が太陽電池１１
の発電電力以下の場合、第２コンバータ１４は動作せず
とも第１コンバータ１２の動作によってインバータ入力
電圧は交流出力電圧ピーク値以上の電圧に維持されてい
る。ここで、日照条件の変動や接続機器が追加されるな
どの変化があった場合、太陽電池電力が接続機器の消費
電力を下回ることが発生して、第１コンバータ１２はイ
ンバータ入力電圧を維持できなくなり入力電圧検出手段
２３で得られる入力電圧は制御回路２２内部のしきい値
以下に低下する。この変化により制御回路２２が第２コ
ンバータ１４に起動信号を送ることで昇圧し、バッテリ
１３の電力が第２コンバータ１４によってインバータ１
５に供給され、接続機器の動作を維持する。

【００３８】以上のように本実施例によれば、接続機器
の電力が太陽電池発電電力以下の場合、第２コンバータ
１４の動作を停止して、太陽電池１１の発電電力を優先
的に使用することによって、太陽電池１１からバッテリ
１３への充放電による損失を低減でき、さらに安価な構
成で、太陽電池電力の不足を検知して接続機器の動作を
維持することが可能な高信頼性の独立形太陽光発電装置
を実現することができる。

【００３９】（実施例８）本発明の実施例８について図
１０を参照しながら説明する。この実施例において実施
例６と異なるのは、バッテリ１３と制御回路２２間に第
２切換手段２６を設けた点である。上記以外の構成要素
は第６の実施例と同等であり説明を省略する。

【００４０】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について図１１の波形図を参照して動作を説明す
る。太陽電池電力検出手段２１または交流電力検出手段
２０で検出された電力値が正の時、第２切換手段２６の
動作信号をオンとして、第２切換手段２６は閉路される
ことで、制御回路２２を駆動するための電力はバッテリ
１３から供給される。ここで太陽電池電力検出手段２１
と交流電力検出手段２０で検出された電力がともにゼロ
となった時、つまり太陽電池１１の発電がなく、接続機
器への電力供給が必要ない場合、制御回路２２は第２切
換手段２６への動作信号をオフとして第２切換手段２６
を開放し、バッテリ１３からの電力供給を停止すること
で、バッテリ１３の電力消費を最小限とする。

【００４１】以上のように本実施例によれば、例えば夜
間のように太陽電池１１から発電が得られず、かつ接続
機器が動作していない状況において、制御回路２２での
消費電力を最小にすることで、蓄電電力を無駄にするこ
となく、接続機器の使用が長時間にわたって可能な独立
形太陽光発電装置を実現することができる。

【００４２】（実施例９）本発明の実施例９について図
１２を参照しながら説明する。この実施例において実施
例１と異なるのは、第１コンバータ１２の電力制御は太
陽電池１１の最大電力点の追尾をしている点であり、そ
の他の構成要素は実施例１と同等であり説明を省略す
る。

【００４３】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について図を参照して動作を説明する。一般的に太
陽電池１１の電圧−電流の関係は図に示すように垂下特
性を持っており、さらに最大電力点における電圧と電流
は日照に応じて変化する。また太陽電池１１の出力電圧
は１セル当たり約０．６Ｖと低いため、多数のセルを直
列にして電圧を確保しているが、１モジュール当たりの
電圧は通常１０数Ｖ程度で構成されることが一般的であ
る。交流電圧としてＡＣ１００Ｖを出力する場合、イン
バータ１５の入力電圧として１４１Ｖ以上の直流電圧が
必要であるため、第１コンバータ１２は自身の入力イン
ピーダンスを変化させて動作点を最大電力点に維持しつ
つ、１０数Ｖから約１０倍以上の昇圧を行う。

【００４４】以上のように本実施例によれば、日照に応
じて変化する電圧と電流を追尾して、太陽電池１１の発
電電力を最大限利用することのできる高効率の独立形太
陽光発電装置を実現できる。

【００４５】（実施例１０）本発明の実施例１０につい
て図１３を参照しながら説明する。この実施例において
実施例８と異なるのは、太陽電池１１またはバッテリ１
３から選択的に電力を制御回路２２に供給する電力供給
選択手段２５を有する点である。上記以外の構成要素は
第８の実施例と同等であり説明を省略する。

【００４６】以上のように構成された独立形太陽光発電
装置について動作を説明する。ダイオードで構成された
電力供給選択手段２５は、バッテリ１３の電圧と太陽電
池１１の電圧の高い方が制御回路２２への電力供給を行
う。通常はバッテリ電圧＞太陽電池電圧であることか
ら、第２切換手段２６が閉路状態において、バッテリ１
３から制御回路２２に電力供給を行っている。仮にバッ
テリ１３の残電力量がゼロとなった場合、電力供給選択
手段２５と直接接続されている太陽電池１１から制御回
路２２へ電力が供給され、第１コンバータ１２は起動し
てインバータ１５に電力を供給すると共に、余剰電力は
バッテリ１３に充電される。

【００４７】以上のように本実施例によれば、仮にバッ
テリ１３の放電が進んだため、バッテリ１３が制御回路
２２を動作することのできる残電力量を有していない場
合でも、確実に装置が可能な信頼性の高い独立形太陽光
発電装置を実現することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように請求項１〜１０項に記載の
発明は、太陽電池とインバータとの間の電力変換を一回
だけとし高効率の独立形太陽光発電装置を提供すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における独立形太陽光発電装
置の回路図

【図２】本発明の実施例２における独立形太陽光発電装
置の回路図

【図３】本発明の実施例３における独立形太陽光発電装
置の回路図

【図４】本発明の実施例４における独立形太陽光発電装
置の回路図

【図５】本発明の実施例５における独立形太陽光発電装
置の回路図

【図６】本発明の実施例６における独立形太陽光発電装
置の回路図

【図７】同実施例６における独立形太陽光発電装置の各
部動作を示す波形図

【図８】本発明の実施例７における独立形太陽光発電装
置の回路図

【図９】同実施例７における独立形太陽光発電装置の各
部動作を示す波形図

【図１０】本発明の実施例８における独立形太陽光発電
装置の回路図

【図１１】同実施例８における独立形太陽光発電装置の
各部動作を示す波形図

【図１２】本発明の実施例９における独立形太陽光発電
装置の太陽電池動作を示す特性図

【図１３】本発明の実施例１０における独立形太陽光発
電装置の回路図

【図１４】従来の独立形太陽光発電装置の構成を示す回
路図

【符号の説明】

１１太陽電池１２第１コンバータ１３バッテリ１４、２４第２コンバータ１５インバータ１６交流出力コンセント１７、２７第１切換手段１８直流出力コンセント１９筐体２０交流電力検出手段２１太陽電池電力検出手段２２制御回路２３入力電圧検出手段２５電力供給選択手段２６第２切換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤濤知也大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤下和男大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5G003 AA06 BA01 CC02 DA07 DA18 GB06 5H420 CC03 CC09 DD03 DD09 DD10 EA11 EA37 EA39 EA45 EB09 FF03 FF04 FF10 FF23 FF24 FF25 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池と、太陽電池電圧を昇圧する第
１コンバータと、バッテリと、バッテリを昇圧する第２
コンバータと、接続機器に交流を出力するインバータと
を有し、第１及び第２コンバータの出力とインバータ入
力を並列接続した独立形太陽光発電装置。
【請求項２】第１コンバータの出力と、第２コンバー
タの入力または出力の間に第１切換手段を有し、バッテ
リの放電時は第１コンバータ出力と第２コンバータ出力
を接続し、充電時は第１コンバータ出力と第２コンバー
タ入力を接続する請求項１に記載の独立形太陽光発電装
置。
【請求項３】第２コンバータは入力と出力間の片相が
直接接続され、これと異なる片相同士が第１切換手段と
接続されている請求項１または２に記載の独立形太陽光
発電装置。
【請求項４】第１切換手段は半導体スイッチで構成さ
れる請求項２または３に記載の独立形太陽光発電装置。
【請求項５】第２コンバータは外部利用可能な複数の
直流を出力する請求項１〜４のいずれか１項に記載の独
立形太陽光発電装置。
【請求項６】太陽電池電力検出手段と交流出力電力検
出手段を有し、交流出力電力が太陽電池電力以上となっ
た場合のみ、第２コンバータが昇圧動作する請求項１〜
５のいずれか１項に記載の独立形太陽光発電装置。
【請求項７】インバータ入力電圧を検出する入力電圧
検出手段を有し、入力電圧が制御回路内部のしきい値以
下となったとき、第２コンバータを昇圧動作する請求項
１〜６のいずれか１項に記載の独立形太陽光発電装置。
【請求項８】第２切換手段を有し、バッテリから制御
回路への電力供給を選択し、交流出力電力がゼロでかつ
太陽電池が発電しない時はバッテリと制御回路を切り離
して、制御回路への電源供給を停止する請求項１〜７の
いずれか１項に記載の独立形太陽光発電装置。
【請求項９】第１コンバータの電力制御は太陽電池の
最大電力点を追尾してなる請求項１〜８のいずれか１項
に記載の独立形太陽光発電装置。
【請求項１０】太陽電池またはバッテリから選択的に
電力を制御回路に供給する電力供給選択手段を有する請
求項１〜９のいずれか１項に記載の独立形太陽光発電装
置。