JP2010045929A - Load operation control device and load operation control method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、負荷動作制御装置および負荷動作制御方法に関する。 The present invention relates to a load operation control device and a load operation control method.
従来より、太陽電池と蓄電池とを組み合わせた太陽電池システムは、電源インフラの確保が困難な場所などに設置される負荷の電源として用いられている。例えば、太陽電池システムでは、昼間は、太陽電池によって発電された電力が負荷に供給されるとともに、余剰電力で蓄電池が充電され、夜間は、蓄電池からの放電で負荷に必要な電力が賄われる。 Conventionally, a solar cell system combining a solar cell and a storage battery has been used as a power source for a load installed in a place where it is difficult to secure a power infrastructure. For example, in a solar cell system, the electric power generated by the solar cell is supplied to the load during the daytime, the storage battery is charged with surplus power, and the electric power necessary for the load is covered by the discharge from the storage battery at night.
このような太陽電池システムの具体的な構成例について、図4を用いて説明する。図4は、従来技術を説明するための図である。 A specific configuration example of such a solar cell system will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the prior art.
図4に示すように、従来の太陽電池システムは、太陽電池と、コンバータと、組電池とから構成され、さらに太陽電池システムから供給される電力を用いて動作する負荷と接続される。 As shown in FIG. 4, the conventional solar cell system is composed of a solar cell, a converter, and an assembled battery, and is further connected to a load that operates using electric power supplied from the solar cell system.
太陽電池は、太陽光により電力を発生する装置であり、組電池は、複数の蓄電池が直列あるいは並列にて接続された構成となっている。また、コンバータは、太陽電池が発生した直流電力を組電池および負荷が受容できる電圧に変換する装置である。 The solar cell is a device that generates electric power by sunlight, and the assembled battery has a configuration in which a plurality of storage batteries are connected in series or in parallel. The converter is a device that converts DC power generated by the solar battery into a voltage that can be received by the assembled battery and the load.
このような構成からなる太陽電池システムにおいては、太陽電池の発電電力が十分大きく、コンバータの出力電力が負荷の所要電力を超える場合、余剰分が組電池へ供給されることで、組電池を構成する蓄電池にて充電が行なわれる。逆に、太陽電池の発電電力では負荷への供給電力が不足する場合、組電池の放電によって不足分の電力が補われる。これにより、太陽電池システムは、太陽光のない夜間だけでなく、天候が悪化した昼間においても、負荷に電力を供給することが可能となる。 In the solar cell system having such a configuration, when the generated power of the solar cell is sufficiently large and the output power of the converter exceeds the required power of the load, the surplus is supplied to the assembled battery to configure the assembled battery. Charging is performed by the storage battery. Conversely, when the power supplied to the load is insufficient with the generated power of the solar battery, the insufficient power is supplemented by the discharge of the assembled battery. As a result, the solar cell system can supply power to the load not only at night without sunlight but also at daytime when the weather worsens.
また、太陽電池の発電電力を一旦、電気二重層キャパシタ(コンデンサ)に蓄えたのちに蓄電池へ所望の電圧・電流を供給することにより、蓄電池の過充電や充電不足を回避して効率よく充電することが可能となる独立型太陽光発電システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, once the generated power of the solar battery is stored in an electric double layer capacitor (capacitor), the battery is supplied with the desired voltage and current, thereby efficiently charging the battery without overcharging or insufficient charging. A stand-alone photovoltaic power generation system that can do this is known (for example, see Patent Document 1).
さらに、太陽電池の発電電力を一旦、電気二重層コンデンサに蓄えたのちに複数の蓄電池へ所望の電圧・電流を分配して供給することにより、個々の蓄電池を流れる電力を低減させ、システムを構成する蓄電池の小型化・低価格化を実現することが可能となる独立型太陽光発電システムも知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, once the generated power of the solar cell is stored in the electric double layer capacitor, the desired voltage and current are distributed and supplied to multiple storage cells, thereby reducing the power flowing through each storage battery and configuring the system. A stand-alone photovoltaic power generation system that can realize a reduction in size and price of a storage battery is also known (see, for example, Patent Document 2).
ここで、上記した従来の太陽電池システムや独立型太陽光発電システムに接続される負荷は、太陽電池あるいは組電池から供給される電力により動作するが、不日照が継続して太陽電池の発電電力が不足する状態が長期間続くと、組電池(蓄電池)の残容量が低下し、ついには放電終止となり負荷への電力供給が停止されるため、動作を停止する。 Here, the load connected to the above-described conventional solar cell system or stand-alone photovoltaic power generation system is operated by the power supplied from the solar cell or the assembled battery. If the state of shortage continues for a long period of time, the remaining capacity of the assembled battery (storage battery) decreases. Finally, the discharge is terminated and the power supply to the load is stopped, so that the operation is stopped.
これは、不日照により太陽電池の発電電力が不足しても組電池の残容量に関わらず負荷が一定量の消費電力を要求するためであるが、負荷が優先度の異なる複数の処理を行なう場合でも、負荷が要求する消費電力は、常に一定量となる。 This is because the load requires a certain amount of power consumption regardless of the remaining capacity of the assembled battery even if the generated power of the solar battery is insufficient due to unsunshine, but the load performs a plurality of processes with different priorities. Even in this case, the power consumption required by the load is always a constant amount.
例えば、負荷が、日射量や気温などの気象データを1分ごとに計測する気象観測装置と、気象観測装置が1分ごとに計測した気象データを防災センタに順次送信するとともに、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタに送信する無線装置とから構成される場合、負荷の処理において最も優先度の高い処理は、警報情報を防災センタに送信することである。 For example, a load is a meteorological observation device that measures meteorological data such as solar radiation and temperature every minute, and meteorological data that the meteorological observation device measures every minute is sequentially transmitted to the disaster prevention center, and the measured temperature In the case of a wireless device that transmits alarm information to the disaster prevention center when the value falls below a predetermined threshold, the highest priority processing in the load processing is to transmit the alarm information to the disaster prevention center.
しかし、太陽電池と蓄電池とを負荷の電源として用いた場合、負荷は、優先度の異なる複数の処理すべてを実行するために常に一定量の消費電力を要求することとなり、不日照が継続して蓄電池の残容量がなくなって放電終止となると、最も優先度の高い処理(警報情報の送信)が実行できなくなる。 However, when solar cells and storage batteries are used as power sources for the load, the load always requires a certain amount of power consumption to execute all of the plurality of processes with different priorities. When the remaining capacity of the storage battery is exhausted and the discharge is terminated, the highest priority processing (sending of alarm information) cannot be executed.
すなわち、上記した従来の太陽電池システムや独立型太陽光発電システムにおいては、複数の処理を行なう負荷の動作を蓄電池の残容量に応じて制御することができないため、蓄電池の残容量が少なくなっても、気象データを1分ごと計測して送信するといった優先度の低い負荷の処理が継続して実行されるために負荷の消費電力は常に一定となり、優先度の高い負荷の処理を実行する時間が短縮されてしまう。 That is, in the above-described conventional solar cell system and stand-alone photovoltaic power generation system, the operation of a load for performing a plurality of processes cannot be controlled according to the remaining capacity of the storage battery, so that the remaining capacity of the storage battery is reduced. However, since load processing with low priority, such as measuring and transmitting weather data every minute, is continuously executed, the power consumption of the load is always constant, and the time for executing load processing with high priority Will be shortened.
このように、上記した従来の技術は、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することができないという課題があった。 As described above, the above-described conventional technique has a problem in that the power charged in the storage battery cannot be efficiently supplied according to the remaining capacity with respect to a load that performs a plurality of processes having different priorities.
なお、太陽電池の代わりに、単なる直流電源(例えば、ACアダプタや、1次電池など)が蓄電池に充電のための電力を供給する場合でも、同様の課題があった。 Note that the same problem occurs even when a simple DC power supply (for example, an AC adapter, a primary battery, or the like) supplies power for charging to the storage battery instead of the solar battery.
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となる負荷動作制御装置および負荷動作制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the power charged in the storage battery is efficiently determined according to the remaining capacity with respect to a load that performs a plurality of processes having different priorities. It is an object of the present invention to provide a load operation control device and a load operation control method that can be supplied well.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この装置は、所定の直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する負荷動作制御装置であって、前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得手段と、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御手段と、を備えたことを要件とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, this device is a load operation control device that controls the operation of a load that executes a plurality of processes using electric power supplied from a predetermined DC power supply or a storage battery. The remaining capacity acquisition means for acquiring the remaining capacity of the storage battery, and when the value of the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition means is lower than a predetermined set value, And an execution frequency control means for controlling the execution frequency so as to be lower than the execution frequency when the value of the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition means is greater than or equal to the predetermined set value. And
また、この方法は、所定の直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する負荷動作制御方法であって、前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得ステップと、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御ステップと、を含んだことを要件とする。 Further, this method is a load operation control method for controlling the operation of a load that executes a plurality of processes using electric power supplied from a predetermined DC power source or a storage battery, and acquires the remaining capacity of the storage battery. When the value of the remaining capacity acquired by the acquiring step and the remaining capacity acquiring unit is lower than a predetermined set value, the execution frequency of the low priority process among the plurality of processes is acquired by the remaining capacity acquiring unit. And an execution frequency control step for performing control so as to reduce the value of the remaining capacity to be lower than the execution frequency when the value is equal to or greater than a predetermined set value.
開示の装置および方法によれば、優先度の高低に関わらず負荷が一定量の消費電力を要求することを回避し、優先度の低い処理から順に実行頻度を低減させることにより、優先度の高い処理の実行時間を延長して、例えば、警報情報を送信するために必要となる重要な情報を取得するための機会を増やすことができ、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となる。 According to the disclosed apparatus and method, it is possible to prevent the load from requesting a certain amount of power consumption regardless of the priority level, and to reduce the execution frequency in order from the processing with the lower priority, thereby increasing the priority. By extending the execution time of the process, for example, it is possible to increase the opportunity to acquire important information necessary for transmitting alarm information, and for the load of performing a plurality of processes with different priorities, It becomes possible to efficiently supply the power charged in the storage battery according to the remaining capacity.
以下に添付図面を参照して、この発明に係る負荷動作制御装置および負荷動作制御方法の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係わる負荷動作制御装置を含んで構成される太陽電池システムを実施例として説明する。 Exemplary embodiments of a load operation control device and a load operation control method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, below, the solar cell system comprised including the load operation control apparatus concerning this invention is demonstrated as an Example.
まず、本実施例における太陽電池システムの構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施例における太陽電池システムの構成を示す図である。 First, the structure of the solar cell system in a present Example is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a solar cell system in the present embodiment.
図1に示すように、本実施例における太陽電池システムは、太陽電池1と、コンバータ2と、組電池3と、負荷4と、スイッチ5と、直列抵抗6と、負荷動作制御装置8とから構成され、さらに、防災センタ7が負荷4と無線あるいは有線による通信回線にて接続される。なお、防災センタ7には、通信回線を介して報知される情報を受信する受信装置および受信した情報を管理する管理装置が設置される。本実施例では、受信装置および管理装置を一括して、防災センタ7と表記する。また、図1においては、電力線を実線、通信回線を点線矢印、負荷動作制御装置5による制御用通信線を実線矢印にて示す。
As shown in FIG. 1, the solar cell system in this embodiment includes a solar cell 1, a converter 2, an assembled
太陽電池1は、太陽光により電力を発生する装置である。例えば、本実施例における太陽電池1は、最大90Wの発電能力を有する。なお、太陽電池1は、特許請求の範囲に記載の「所定の直流電源」に対応する。 The solar cell 1 is a device that generates electric power from sunlight. For example, the solar cell 1 in the present embodiment has a power generation capability of a maximum of 90W. The solar cell 1 corresponds to a “predetermined DC power source” described in the claims.
コンバータ2は、太陽電池1が発生した直流電力を組電池3および負荷4が受容できる電圧に変換する装置である。例えば、本実施例におけるコンバータ2は、最高16Vを出力できるDC/DCコンバータである。
The converter 2 is a device that converts DC power generated by the solar battery 1 into a voltage that can be received by the assembled
組電池3は、複数の蓄電池が直列あるいは並列にて接続された構成となっており、太陽電池1が発生した電力を用いて充電および放電を行なう。例えば、本実施例における組電池3は、「定格電圧:1.2V、定格容量:100Ah」のニッケル水素蓄電池セルが、10個直列接続され、1200Whの蓄電能力がある。1個のニッケル水素蓄電池セルは、最高充電電圧(VH)が1.6Vであり、放電終止電圧(VL)が1.0Vであることから、本実施例における組電池3は、「最高充電電圧:16V、放電終止電圧:10V」となる。
The assembled
ここで、太陽電池1の発電電力が十分大きく、コンバータ2の出力電力が負荷の所要電力を超える場合、余剰分がコンバータ2から組電池3へ供給されることで、組電池3を構成するニッケル水素蓄電池セルにて充電が行なわれる。逆に、太陽電池1の発電電力では負荷4への供給電力が不足する場合、組電池3の放電によって不足分の電力が補われる。
Here, when the generated power of the solar battery 1 is sufficiently large and the output power of the converter 2 exceeds the required power of the load, the surplus is supplied from the converter 2 to the assembled
負荷4は、太陽電池1または組電池3から供給される電力により動作する装置であり、組電池3の使用範囲である最高充電電圧から放電終止電圧の間(本実施例では10Vから16Vの間)で、動作可能な装置である。また、負荷4は、不日照が継続して太陽電池1の発電電力が不足する状態が長期間続き、組電池3の残容量が低下して放電終止となると、動作を停止する。
The load 4 is a device that operates with the electric power supplied from the solar cell 1 or the assembled
ここで、本実施例における負荷4は、図1に示すように、環境観測装置41と無線通信機42とから構成され、優先度の異なる複数の処理を実行する。
Here, as shown in FIG. 1, the load 4 in this embodiment includes an
環境観測装置41は、自身が設置される環境の情報として、気温および日射量の気象データを、例えば、1分ごとに計測し、計測した気象データを順次無線通信機42に通知する。なお、環境観測装置41の観測対象は、上記した気象データの他、紫外線量、粉塵、光化学スモッグなどの環境汚染物資や、河川水量、地震震度などの防災用監視情報であってもよい。
The
無線通信機42は、環境観測装置41が計測した気象データを報知するために、環境観測装置41が1分ごとに通知した気象データを無線信号に変換して遠隔地にある防災センタ7に順次送信する。また、無線通信機42は、環境観測装置41が計測した気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ7に送信する。
In order to notify the weather data measured by the
ここで、負荷4が実行する複数の処理において最も優先度の高い処理は、警報情報の防災センタ7への送信処理となる。
Here, the process with the highest priority among the plurality of processes executed by the load 4 is a process of transmitting alarm information to the
なお、環境観測装置41における気象データの計測処理および計測した気象データの無線通信機42への通知処理には、1回分で、0.15Whの消費電力が必要とされ、無線通信機42の送信処理には、1回分で、0.1Whの消費電力が必要とされるとする。
In addition, the measurement process of the meteorological data and the process of notifying the measured meteorological data to the
この場合、上述したように、環境観測装置41および無線通信機42は、1分ごとに定期的な処理を行なうので、警告情報の送信処理を除くと、1日あたりの負荷4の消費電力は、360Whとなる。
In this case, as described above, the
一方、晴天時において、太陽電池1からコンバータ2を介して得られる発電電力は、360Whであるので、負荷4が通常の動作中に晴天日が継続する限り、エネルギー収支は「0」となり、太陽電池1および組電池3とを含んで構成される太陽電池システムから供給される電力を用いた負荷4による複数の処理は、継続して実行される。
On the other hand, since the generated power obtained from the solar cell 1 through the converter 2 is 360 Wh in fine weather, the energy balance becomes “0” as long as the sunny day continues during normal operation of the load 4. A plurality of processes by the load 4 using electric power supplied from the solar cell system including the battery 1 and the assembled
しかし、雲天日や雨天日のように晴天時の日照が得られない日は、負荷4の消費電力の一部は、組電池3からの放電によって賄われるので、放電により組電池3の残容量は、低下する。また、不日照が継続すると、放電を続ける組電池3の電圧は、最終的に放電終止電圧に達するので、組電池3からの放電を停止することが必要となる。
However, on days when sunny weather is not available, such as cloudy days or rainy days, a part of the power consumption of the load 4 is covered by the discharge from the
そこで、本実施例における太陽電池システムは、以下に詳述するスイッチ5、直列抵抗6および負荷動作制御装置8を設置して負荷4の動作を制御することにより、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷4に対して、組電池3に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となることに主たる特徴がある。
Therefore, the solar cell system in the present embodiment installs the
この主たる特徴について、図1とともに、図2を用いて説明する。図2は、実行頻度制御部を説明するための図である。 This main feature will be described with reference to FIG. 2 together with FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the execution frequency control unit.
図1に示すように、本実施例における太陽電池システムに設置される負荷動作制御装置8は、残容量取得部81と、設定値記憶部82と、実行頻度制御部83とから構成される。ここで、残容量取得部81は、特許請求の範囲に記載の「残容量取得手段」に対応し、実行頻度制御部83は、同じく「実行頻度制御手段」に対応する。
As shown in FIG. 1, the load
なお、本実施例では、負荷動作制御装置8が組電池3に組み込まれている場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、負荷動作制御装置8が負荷4に組み込まれている場合や、負荷動作制御装置8が独立した装置として設置される場合であってもよい。また、以下に説明する負荷動作制御装置8は、低消費電力マイコンとメモリとで構成可能であるので、装置内部電池により動作することが可能である。あるいは、負荷動作制御装置8の消費電力は、環境観測装置41や無線通信機42と比較して充分小さいので、組電池3から供給するようにしても、組電池3の残電力に大きな変動を与えない。
In this embodiment, the case where the load
残容量取得部81は、組電池3の残容量を取得する。具体的には、図1に示すように、組電池3に接続される配線に直列抵抗6を挿入しておき、残容量取得部81は、直列抵抗6の両端に発生する電圧を計測することで、充放電電流を検知し、検知した充放電電流の積算値に基づいて、組電池3の残容量を取得する。
The remaining
設定値記憶部82は、実行頻度制御部83による処理に用いられる各種設定値を記憶する。例えば、設定値記憶部82は、第一設定値として「30%」を記憶し、第二設定値として「10%」を記憶し、設定値記憶部82は、組電池3の放電終止電圧や放電終止電圧から設定される復帰電圧に対応する残容量を記憶する。さらに、設定値記憶部82は、実行頻度制御部83による残容量に応じた負荷4に対する制御処理内容も記憶する。
The setting
実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が、設定値記憶部82が記憶する第一設定値を下回る場合、負荷4の複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量の値が第一設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する。
The execution
具体的には、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%を下回る場合、環境観測装置41が気象データを取得する頻度および無線送信機42が気象データを送信する頻度のうち少なくとも一方を、残容量の値が30%以上であるときより低減させる。
Specifically, when the remaining capacity value acquired by the remaining
ここで、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%以上の場合、図2の(A)に示すように、環境観測装置41による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに1分間隔とし、無線送信機42による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに1分間隔とするように制御している。さらに、実行頻度制御部83は、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ7に送信するように制御する。
Here, when the value of the remaining capacity acquired by the remaining
しかし、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%を下回る場合、図2の(B)に示すように、環境観測装置41による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに10分間隔とし、無線送信機42による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに10分間隔とするように制御する。なお、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ7に送信するように制御する。
However, when the value of the remaining capacity acquired by the remaining
これにより、警告情報の送信処理を除くと、1日あたりの負荷4の消費電力は、36Whと、通常運用時と比較して10分の1とすることができる。すなわち、組電池3の残容量が100%(1200Wh)の時点から全く日照が得られないと仮定すると、動作頻度を1分間隔とした場合における負荷4の稼働日数は、「1200/360=3.3日」であるが、組電池3の残容量が30%まで低下したのちに、動作頻度を10分間隔とした場合における負荷4の稼働日数は、「(1200×0.7)/360+(1200×0.3)/36=12.3日」とすることができる。
Thus, excluding the warning information transmission process, the power consumption of the load 4 per day can be reduced to 36 Wh, which is 1/10 of that during normal operation. That is, assuming that no sunshine is obtained from the time when the remaining capacity of the assembled
あるいは、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%を下回る場合、図2の(C)に示すように、環境観測装置41による気象データ計測において、気温の計測のみ5分間隔で実行して、日照量の計測を停止させ、無線送信機42による気象データ送信間隔において、気温のデータのみ5分間隔で送信して、日照量のデータ送信を停止させるように制御する。なお、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ7に送信するように制御する。これによっても、警告情報の送信処理を除くと、1日あたりの負荷4の消費電力を低減することができる。また、警告情報を送信するために必要な気象データの計測間隔はそのままで、気象データ送信間隔のみを拡げる(例えば、2時間間隔に拡げる)場合であってもよい。
Alternatively, when the value of the remaining capacity acquired by the remaining
また、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が第二設定値である10%を下回る場合、図2の(D)に示すように、環境観測装置41による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに10分間隔としたまま、無線送信機42による気象データ送信を停止させ、最も優先度の高い警報情報の送信処理のみを実行するように制御する。
Further, when the value of the remaining capacity acquired by the remaining
また、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が組電池3の放電終止電圧(10V)に対応する値である場合、負荷4への電力供給を停止するために、スイッチ5を開放する(オフにする)。
Moreover, the execution
なお、実行頻度制御部83は、日照が復活して組電池3の残容量が上昇する場合にも、負荷4の実行頻度を制御するが、これについては、のちに詳述する。
The execution
次に、図3を用いて、本実施例における負荷動作制御装置8の処理について説明する。図3は、本実施例における負荷動作制御装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、太陽電池1が太陽電池システムに接続され、組電池3が満充電となったのちの負荷動作制御装置8の処理について説明する。
Next, processing of the load
図3に示すように、本実施例における負荷動作制御装置8は、組電池3が満充電となると(ステップS301肯定)、実行頻度制御部83は、負荷4の動作を開始するように制御するとともに、残容量取得部81は、組電池3の残容量取得を開始する(ステップS302)。
As illustrated in FIG. 3, the load
すなわち、実行頻度制御部83は、環境観測装置41による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに1分間隔とし、無線送信機42による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに1分間隔とするようにして動作を開始させるように制御し、残容量取得部81は、直列抵抗6の両端に発生する電圧を計測することで、充放電電流を検知し、検知した充放電電流の積算値に基づいて、組電池3の残容量を取得する。
That is, the execution
そして、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値を下回ったか否かを判定する(ステップS303)。
Then, the execution
ここで、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値以上の場合(ステップS303否定)、残容量の値を継続して判定する。
Here, when the remaining capacity acquired by the remaining
一方、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値を下回った場合(ステップS303肯定)、気象データの計測頻度および送信頻度を低減させる(頻度低減モード1、ステップS304)。
On the other hand, when the remaining capacity acquired by the remaining
具体的には、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が第一設定値である30%を下回る場合、環境観測装置41による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに10分間隔とし、無線送信機42による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに10分間隔とするように制御する。なお、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ7に送信するように制御する。
Specifically, when the value of the remaining capacity acquired by the remaining
そののち、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値以上となったか否かを判定する(ステップS305)。
After that, the execution
ここで、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値以上となった場合(ステップS305肯定)、負荷4の処理頻度を動作開始時の状態に戻し(ステップS307)、ステップS303に戻って、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値を下回ったか否かを判定する。
Here, the execution
一方、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値を下回った場合(ステップS305否定)、残容量取得部81によって継続して取得される残容量が第二設定値を下回ったか否かを判定する(ステップS306)。
On the other hand, when the remaining capacity acquired by the remaining
ここで、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第二設定値以上である場合(ステップS306否定)、ステップS305に戻って残容量の値を継続して判定する。
Here, when the remaining capacity acquired by the remaining
一方、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第二設定値を下回る場合(ステップS306肯定)、気象データの送信処理を停止させる(頻度低減モード2、ステップS308)。
On the other hand, when the remaining capacity acquired by the remaining
具体的には、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が第二設定値である10%を下回る場合、環境観測装置41による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに10分間隔としたまま、無線送信機42による気象データ送信を停止させ、最も優先度の高い警報情報の送信処理のみを実行するように制御する。
Specifically, when the value of the remaining capacity acquired by the remaining
そののち、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第二設定値以上となったか否かを判定する(ステップS309)。
After that, the execution
ここで、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第二設定値以上となった場合(ステップS309肯定)、負荷4の処理頻度を頻度低減モード1に戻し(ステップS311)、ステップS305に戻って、残容量取得部81によって取得された残容量が第一設定値以上となったか否かを判定する。
Here, the execution
一方、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が第二設定値を下回った場合(ステップS309否定)、残容量取得部81によって継続して取得される残容量が組電池3の放電終止電圧に対応する値となったか否かを判定する(ステップS310)。
On the other hand, when the remaining capacity acquired by the remaining
ここで、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が放電終止電圧に対応する値より大きい場合(ステップS310否定)、ステップS309に戻って残容量の値を継続して判定する。
Here, when the remaining capacity acquired by the remaining
一方、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が放電終止電圧に対応する値となった場合(ステップS310肯定)、スイッチ5をオフに切り替え(ステップS312)、負荷4の動作を停止させる。
On the other hand, when the remaining capacity acquired by the remaining
そして、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって継続して取得される残容量が組電池3の放電終止電圧から設定される復帰電圧に対応する値より大きくなったか否かを判定する(ステップS313)。ここで、復帰電圧とは、スイッチ5をオンにする判定基準となる電圧値である。蓄電池には、放電を停止すると、充電されなくても電圧が自然回復する性質がある。すなわち、組電池3が放電終止電圧に達したことにより、ステップS312にてスイッチ5を開放して放電を停止すると、組電池3の電圧は、自然に上昇する。このため、スイッチ5をオンにする判定基準を、放電終止電圧とすると、組電池3の残容量が実際には上昇していないにも関わらず、放電を開始させてしまう。このため、放電終止電圧より高い値にて設定した復帰電圧を判定基準とする必要がある。本実施例のように、定格電圧が12V(1.2×10)であり放電終止電圧が10Vである組電池3の場合、復帰電圧は、例えば、12Vと設定される。
Then, the execution
ここで、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が復帰電圧に対応する値以下である場合(ステップS313否定)、残容量取得部81によって継続して取得される残容量の判定をそのまま継続する。
Here, when the remaining capacity acquired by the remaining
一方、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量が復帰電圧に対応する値より大きくなった場合(ステップS313肯定)、スイッチ5をオンに切り替えて、負荷4の実行頻度を頻度低減モード2に戻し(ステップS314)、ステップS309に戻って、残容量取得部81によって取得された残容量が第二設定値以上となったか否かを判定する。
On the other hand, when the remaining capacity acquired by the remaining
このようにして、本実施例における負荷動作制御装置8は、組電池3の残容量に応じて、負荷4による複数の処理の実行頻度を調整する。
In this way, the load
上述してきたように、本実施例では、残容量取得部81は、直列抵抗6の両端に発生する電圧を計測することで充放電電流を検知し、検知した充放電電流の積算値に基づいて、組電池3の残容量を取得する。そして、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が、設定値記憶部82が記憶する第一設定値である30%を下回る場合、環境観測装置41による気象データ計測間隔(1分間隔)を、気温および日照量ともに10分間隔とし、無線送信機42による気象データ送信間隔(1分間隔)を、気温および日照量ともに10分間隔とするように制御する。なお、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が30%を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ7に送信するように制御する。
As described above, in this embodiment, the remaining
また、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が第二設定値である10%を下回る場合、環境観測装置41による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに10分間隔としたまま、無線送信機42による気象データ送信を停止させ、最も優先度の高い警報情報の送信処理のみを実行するように制御する。また、実行頻度制御部83は、残容量取得部81によって取得された残容量の値が組電池3の放電終止電圧(10V)に対応する値である場合、負荷4への電力供給を停止するために、スイッチ5を開放(オフ)にするので、優先度の高低に関わらず負荷4が一定量の消費電力を要求することを回避し、優先度の低い処理から順に実行頻度を低減させることにより、優先度の高い処理の実行時間を延長することができ、上記した主たる特徴の通り、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷4に対して、組電池3に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となる。
In addition, when the remaining capacity value acquired by the remaining
なお、本実施例では、充放電電量の積算値から組電池3の残容量を取得する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、組電池3の電圧を測定し、測定した電圧から、組電池3の残容量を取得する場合であってもよい。例えば、残容量が30%に対応する組電池3の電圧を第一設定値として記憶しておき、測定された電圧が、残容量30%に対応する電圧を下回った場合に、負荷4の処理を頻度低減モード1に移行させる場合であってもよい。
In addition, although the present Example demonstrated the case where the remaining capacity of the assembled
また、本実施例では、優先度の異なる複数の処理を実行する負荷4が、気象データの計測を行なう環境観測装置41と、気象データの送信および警告情報の送信を行なう無線送信機42とから構成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、優先度の異なる複数の処理を実行する負荷4であれば、本発明を適用することができる。
In this embodiment, the load 4 that executes a plurality of processes with different priorities includes an
例えば、優先度の異なる複数の処理を実行する負荷4が、自身が設置される環境の情報として画像を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像を防犯センタに送信し、カメラによって撮影された画像に人物が映りこんでいる場合に警告情報を防犯センタに送信する送信機と構成される場合であってもよい。この場合、最も優先度の高い処理は、警告情報を防犯センタに送信することであり、警告情報の送信処理時間を延長できるように、負荷4の優先度の低い処理頻度を、組電池3の残容量に応じて調整する。
For example, a load 4 that executes a plurality of processes having different priorities transmits a camera that captures an image as information on an environment in which the load 4 is installed, and transmits an image captured by the camera to a crime prevention center. It may be configured as a transmitter that transmits warning information to the crime prevention center when a person is reflected in the image. In this case, the process with the highest priority is to transmit the warning information to the crime prevention center, and the processing frequency with a low priority of the load 4 is set to the
あるいは、警告情報としてブザーを鳴らして、負荷4の周囲にいる警備員などに不審者の存在を報知する場合であってもよい。この場合、ブザーを発する装置の処理が最も優先度の高い処理となる。 Alternatively, it may be a case where a buzzer is sounded as the warning information to notify the guards around the load 4 of the presence of the suspicious person. In this case, the process of the device that emits the buzzer is the process with the highest priority.
また、本実施例では、組電池3を構成する蓄電池が、ニッケル水素蓄電池である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、組電池3を構成する蓄電池が、例えば、鉛蓄電池やニッケルカドミウム蓄電池やリチウムイオン蓄電池などである場合であってもよい。
Moreover, although the storage battery which comprises the assembled
また、本実施例では、組電池3が充電する際に用いる電力が太陽電池1から供給される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、極めて電力事情の悪い場所において、組電池3が充電する際に用いる電力がACアダプタや1次電池などの直流電源から供給される場合であってもよい。
Moreover, although the present Example demonstrated the case where the electric power used when the assembled
以上のように、本発明に係る負荷動作制御装置および負荷動作制御方法は、太陽電池などの直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する場合に有用であり、特に、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することに適する。 As described above, the load operation control device and the load operation control method according to the present invention control the operation of a load that executes a plurality of processes using electric power supplied from a DC power source such as a solar cell or a storage battery. It is useful, and is particularly suitable for efficiently supplying the power charged in the storage battery according to the remaining capacity to a load that performs a plurality of processes having different priorities.
1 太陽電池
2 コンバータ
3 組電池
4 負荷
41 環境観測装置
42 無線送信機
5 スイッチ
6 直列抵抗
7 防災センタ
8 負荷動作制御装置
81 残容量取得部
82 設定値記憶部
83 実行頻度制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2
Claims (10)
前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得手段と、
前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御手段と、
を備えたことを特徴とする負荷動作制御装置。 A load operation control device that controls the operation of a load that executes a plurality of processes using electric power supplied from a predetermined DC power supply or a storage battery,
A remaining capacity acquisition means for acquiring a remaining capacity of the storage battery;
When the value of the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition unit is below a predetermined set value, the execution frequency of the low priority process among the plurality of processes is determined as the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition unit. Execution frequency control means for controlling the capacity value to be lower than the execution frequency when the value is equal to or greater than the predetermined set value;
A load operation control device comprising:
前記実行頻度制御手段は、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値を下回る場合、前記環境情報を取得する頻度および前記環境情報を報知する頻度のうち少なくとも一方を低減させるように制御することを特徴とする請求項1に記載の負荷動作制御装置。 The load acquires environment information that is information on an environment in which the load is installed, notifies the acquired environment information, and also notifies warning information when the acquired environment information is outside a predetermined threshold. Execute the process of
The execution frequency control means, when the value of the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition means is less than the predetermined set value, at least one of the frequency of acquiring the environment information and the frequency of notifying the environment information The load operation control device according to claim 1, wherein control is performed so as to reduce the load.
前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得ステップと、
前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御ステップと、
を含んだことを特徴とする負荷動作制御方法。 A load operation control method for controlling the operation of a load that executes a plurality of processes using electric power supplied from a predetermined DC power supply or a storage battery,
A remaining capacity acquisition step of acquiring a remaining capacity of the storage battery;
When the value of the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition unit is below a predetermined set value, the execution frequency of the low priority process among the plurality of processes is determined as the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition unit. An execution frequency control step for controlling the capacity value to be lower than the execution frequency when the value is equal to or greater than a predetermined set value;
The load operation control method characterized by including.
前記実行頻度制御ステップは、前記残容量取得ステップによって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値を下回る場合、前記環境情報を取得する頻度および前記環境情報を報知する頻度のうち少なくとも一方を低減させるように制御することを特徴とする請求項8に記載の負荷動作制御方法。 The load acquires environment information that is information on an environment in which the load is installed, notifies the acquired environment information, and also notifies warning information when the acquired environment information is outside a predetermined threshold. Execute the process of
The execution frequency control step includes at least one of a frequency of acquiring the environment information and a frequency of notifying the environment information when the value of the remaining capacity acquired by the remaining capacity acquisition step is lower than the predetermined set value. 9. The load operation control method according to claim 8, wherein control is performed so as to reduce the load.
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