JP2010220411A - 電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システム - Google Patents

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Abstract

【課題】高速道路の上部、側面、駐車場上部に設置の太陽電池パネルで発生した直流電力を電気自動車駆動用のエネルギーの電力源として送電する場合の送電電力損失低減。太陽電池パネルで構成される分散電源の不具合箇所の特定と、不具合内容の把握。
【解決手段】高速道路の上部、側面、駐車場上部に設置の分散太陽電池電源装置出力部１０ａ〜１０ｎのＤＣ／ＤＣコンバータ装置１３ａ〜１３ｎで電圧を昇圧することによって送電電力損失を低減する。高速道路の上部、側面、駐車場上部に分散設置の分散太陽電池電源装置及び駐車エリア設置の電動自動車充電装置６０ａ〜６０ｍあるいは／および電動自動車燃料電池用水素発生装置７０ａ〜７０ｋなどの中央監視装置４０による遠隔監視及び遠隔制御を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は高速道路上に設備する電動自動車駆動エネルギー供給ステーションに関する。太陽電池パネルの設置場所に関する。分散太陽電池電源装置に関する。監視制御に関する。電力送電に関する。
高速道路上あるいは高速道路の駐車エリアに太陽電池パネルによって屋根構造を形成した太陽電池パネルと、太陽電池パネルの出力部の逆流防止ダイオードを介して共通の直流接続電線に並列接続した直流電源と、直流電源に接続された駐車エリア設置の電気自動車給電装置などの直流負荷と、電力を蓄えるバッテリー装置と、直流電源にインバータを介してして接続する交流負荷と、上記負荷で電力を使用後に電力に過不足があった場合に商用系統電源との間で電力を授受する交流／直流変換用のコンバータで構成される太陽光発電システム。
特開２００３−８６８２１号公報
先行技術においては、各太陽電池パネルは出力回路が逆流防止ダイオードで構成される分散電源を相互接続している。高速道路上の屋根部より各駐車エリアまで太陽電池パネルの発生電圧のまま送電される。直流電源の送電電圧が低いので、直流電流が大きくなり送電電力損失が大きい。
先行技術においては、各太陽電池パネルは出力回路が逆流防止ダイオードで構成される分散電源を相互接続している。各分散電源の発生電圧は照度などの影響を受けるために不安定であり、各太陽電池パネルの方向の違いなどにより安定した出力電圧を得られないために分散電源の間で適切な電力分担ができない。
高速道路上あるいは高速道路の駐車エリアに太陽電池パネルによって屋根構造を形成した太陽電池パネルで構成される分散電源は不具合が発生した場合にその場所を特定し、不具合内容を把握する事は大きな労力を必要とする。
高速道路上あるいは高速道路の駐車エリアに太陽電池パネルによって屋根構造を形成した太陽電池パネルで構成される分散電源の状況を把握し最適な状態に調整する事は大きな労力を必要とする。
駐車エリア設置の電動自動車給電装置などは複数台あり広範囲に分散する、また不慣れな運転者が操作する可能性がある。不具合が発生した場合にその場所と不具合内容を把握する事は容易でない。
請求項１に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの発明は分散太陽電池電源装置出力部のＤＣ／ＤＣコンバータ装置で電圧を昇圧することによって送電電力損失を低減する。
請求項１に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの発明は各分散太陽電池電源装置内太陽電池パネルの発生電圧の違いは出力部のＤＣ／ＤＣコンバータ装置で出力電圧などを制御することを可能とする。
請求項４、請求項５に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの発明は分散太陽電池電源装置、電動自動車充電装置、電動自動車燃料電池用水素発生装置の内部状態を監視情報として送信し、制御情報を受信することによって、分散太陽電池電源装置内部の監視と制御を遠隔より可能とする。
請求項３に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの発明は分散太陽電池電源装置、電動自動車充電装置、電動自動車燃料電池用水素発生装置の内部において不具合が発生した時、当該装置をその不具合の内容によって自動的にあるいは制御入力情報によって、共通電源より切離すことを可能とする。
請求項４、請求項５に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの発明は広範囲に分散する電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの個々の装置のデータとシステムの運用データを得ることを可能とする。
高速道路の上部、側面、駐車場上部に太陽電池パネルを設置した場合、太陽電池パネルは高所の広範囲に分散設置される。分散太陽電池電源装置の直流電力を直流送電する時に送電電力損失が発生する。ＤＣ／ＤＣコンバータ装置で電圧を昇圧することによって送電電力損失を低減する。
高速道路の上部、側面、駐車場上部に太陽電池パネルを設置した場合、太陽電池パネルと分散太陽電池電源装置は広範囲に分散設置される。直流電源に接続された駐車エリア設置の電動自動車充電装置あるいは／および電動自動車燃料電池用水素発生装置も複数台広範囲に設置される。各装置において故障が発生した場合に故障の影響によって他設備に被害を及ぼさないことが必要である。迅速で自動的に故障した装置を切離すことによって保守が容易になる。
高速道路の上部、側面、駐車場上部に太陽電池パネルを設置した場合、太陽電池パネルは高所の広範囲に分散設置される。直流電源に接続された駐車エリア設置の電動自動車充電装置あるいは／および電動自動車燃料電池用水素発生装置も複数台広範囲に設置される。装置の遠隔監視及び遠隔制御が可能になるので保守が容易になる。
各分散太陽電池電源装置の出力電圧、出力電流などを各分散太陽電池電源装置内部のＤＣ／ＤＣコンバータ装置で制御することによって、更に制御情報を遠隔より送信可能とすることによって、各分散太陽電池電源装置間の出力電力の分担を遠方より制御可能となる。
本発明の実施例によるブロック図 本発明の実施例による電力授受図
以下、本発明に係わる電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの実施形態について図１に従って説明する。近年問題になっている地球温暖化は二酸化炭素の排出が大きな原因の一つである。運輸関係における二酸化炭素排出量は日本国の全排出量の約２０%を占めている。そのエネルギー消費の多くを占める高速道路上でクリーンなエネルギー源として太陽電池は有効である。一方太陽電池は発電効率が２０%前後と低く電力密度が低いために、電動自動車が大規模に普及した場合、太陽電池パネルの設置のために大きな面積が必要である。
本発明は太陽電池パネルを高速道路の上部、側面、駐車場上部などに広範囲に分散設置した分散太陽電池電源装置の直流電力を送電するときに送電電圧を昇圧する。分散太陽電池電源装置の直流電力を電動自動車駆動エネルギー供給ステーションに送電するときに発生する送電損失を低減する。
商用電源に連系することによって、余剰電力を商用電力系統に売電すること、夜間・雨天などの分散太陽電池電源装置の発電電力が不十分な場合においても不足電力を商用電源系統より買電すること、によって安定した電動自動車駆動エネルギーの供給を可能にする。
電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの稼動状況を監視あるいは／および稼動状態を制御する中央監視制御装置を備え、前記分散太陽電池電源装置内の故障情報などの監視情報を前記分散太陽電池電源装置より前記中央監視制御装置に送信し、運転状況を決定する制御情報を前記中央監視制御装置より前記分散太陽電池電源装置へ送信する通信手段を持つことによって、電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの保守を容易とする。有線伝送の場合のブロック図を図１に示す。
分散太陽電池電源装置１０ａ〜１０ｎは高速道路の上部、側面、駐車場上部に設置した電源装置太陽電池パネル１２ａ〜１２ｎと、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１３ａ〜１３ｎと、伝送制御回路１５ａ〜１５ｎと、で構成されている。上記分散太陽電池電源装置１０ａ〜１０ｎの直流出力電圧は直流送電線路２０における送電損失を低減するためにＤＣ／ＤＣコンバータ装置１３ａ〜１３ｎで昇圧される。直流送電線路２０によって高速道路のパーキングエリアに送電した電力を電動自動車充電装置６０ａ〜６０ｍ、電動自動車燃料電池用水素発生装置７０ａ〜７０ｋで使用後、余剰電力あるいは不足電力が発生した場合、余剰電力を蓄電池８６に充電する充電器８１と不足電力が発生した場合蓄電池８６より供給する整流器８２と電磁接触器８３で構成される充放電制御回路８０によって、蓄電池への電力貯蔵あるいは蓄電池からの電力補充を行う。
貯蔵電力が蓄電池８６の容量を超えた場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ装置５１と整流器装置５３と電磁接触器５２，５４で構成される系統連系装置５０を介して交流の商用電源系統９０と連系することによって商用電源との間で電力授受を行う。分散太陽電池電源装置１０ａ〜１０ｎ内の伝送制御回路１５ａ〜１５ｎと、電動自動車充電装置６０ａ〜６０ｍ内の伝送制御回路６５ａ〜６５ｍと、電動自動車燃料電池用水素発生装置７０ａ〜７０ｋ内の伝送制御回路７５ａ〜７５ｋと、充放電制御回路８０内の伝送制御回路８５と、系統連系装置５０内の伝送制御回路５５と、中央監視制御装置４０内の伝送制御回路４５と、は伝送線路３０で接続されている。
伝送線路３０を介して各装置間で監視情報、制御情報を送受信する。中央監視制御装置４０に監視情報を入力し、中央監視制御装置４０より制御信号を出力する事によって、電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システム全体を中央監視制御装置４０より監視制御可能である。
図２に分散太陽電池電源装置１０ａ〜１０ｎの発生電力Ａと、パーキングエリアに設置された電動自動車充電装置６０ａ〜６０ｍ電動自動車燃料電池用水素発生装置７０ａ〜７０ｋの消費電力Ｂと、蓄電池８６への電力貯蔵あるいは蓄電池８６からの電力補充を行う前における余剰電力Ｃの関係を示す。余剰電力Ｃは蓄電池８６に充電することによって電力貯蔵を行う。余剰電力Ｃが蓄電池８６の容量を超えた場合、系統連系装置５０を介して商用交流電源系統９０と連系することによって商用交流電源系統との間で電力の授受を行う。
１０ａ〜１０ｎ 分散太陽電池電源装置
１２ａ〜１２ｎ 太陽電池パネル
１３ａ〜１３ｎ ＤＣ／ＤＣコンバータ装置
１５ａ〜１５ｎ 伝送制御回路
２０ 直流送電線路
３０ 伝送線路
４０ 中央監視制御装置
４５ 伝送制御回路
５０ 系統連系装置
５１ ＤＣ／ＡＣコンバータ装置
５２、５４ 電磁接触器
５３ 整流器
５５ 伝送制御回路
６０ａ〜６０ｍ 電動自動車充電装置
６５ 伝送制御回路
７０ａ〜７０ｋ 電動自動車燃料電池用水素発生装置
７５ 伝送制御回路
８０ 充放電制御回路
８１ 充電器
８２ 整流器
８３ 電磁接触器
８５ 伝送制御回路
８６ 蓄電池
９０ 商用交流電源系統
９１ 電動自動車

Claims (5)

  1. 高速道路の上部、側面、駐車場上部に設置された太陽電池パネルと、その太陽電池パネルを直列あるいは並列に複数台逆流防止ダイオードを介して相互接続して得た直流電力の電圧の昇圧および電流の逆流防止を目的とするＤＣ／ＤＣコンバータ装置と、で構成される複数の分散太陽電池電源装置と、複数の前記分散太陽電池電源装置の出力を並列接続し、前記分散太陽電池電源装置の電力を直流送電する直流送電線路と、前記直流送電線路に接続された駐車エリア設置の電動自動車充電装置あるいは／および電動自動車燃料電池用水素発生装置と、前記直流送電線路に接続された蓄電池と、前記直流送電線路上において電力に余剰が発生した場合に前記蓄電池に充電を行った後に更に余剰がある場合は電力を商用交流電源系統側に供給し、前記電力に不足が発生した場合に前記蓄電池より放電を行った後に更に不足がある場合は前記商用交流電源系統側より電力を受電する系統連系装置と、を備えることを特徴とする電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システム。
  2. 前記分散太陽電池電源装置、前記電動自動車充電装置、前記電動自動車燃料電池用水素発生装置の内部において、前記分散太陽電池電源装置、前記電動自動車充電装置、前記電動自動車燃料電池用水素発生装置の各主回路と、前記直流送電線路との接続を切離す手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システム。
  3. 前記分散太陽電池電源装置、前記電動自動車充電装置、前記電動自動車燃料電池用水素発生装置の内部に不具合が発生した場合、その不具合の内容によって自動的に、前記分散太陽電池電源装置、前記電動自動車充電装置、前記電動自動車燃料電池用水素発生装置の各主回路と、前記直流送電線路との接続を前記分散太陽電池電源装置、前記電動自動車充電装置、前記電動自動車燃料電池用水素発生装置の内部において切離す手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システム。
  4. 電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システムの稼動状況を監視あるいは／および稼動状態を制御する中央監視制御装置を備え、前記分散太陽電池電源装置内の故障情報などの監視情報を前記分散太陽電池電源装置より前記中央監視制御装置に送信し、あるいは／および前記分散太陽電池電源装置の主回路遮断指令などの制御情報を前記中央監視制御装置より前記分散太陽電池電源装置へ送信する通信手段を持つことを特徴とする請求項１に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システム。
  5. 前記通信手段によって、更に前記分散太陽電池電源装置内の前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の出力電圧、出力電流などの監視情報を前記分散太陽電池電源装置より前記中央監視制御装置に送信し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記出力電流、前記出力電圧を制御する制御定数などのＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御情報を前記中央監視制御装置より前記分散太陽電池電源装置へ送信することによって、前記中央監視制御装置において複数の前記分散太陽電池電源装置間の出力電力の分担を制御することを特徴とする請求項１に記載の電動自動車駆動エネルギー供給用太陽光発電システム。
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