JP2011151961A - 蓄電システム、蓄電方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自然エネルギー(太陽光あるいは太陽熱等)を利用して発電する発電手段と、発電手段の発電量が負荷で消費される電力量よりも大きい場合は、電力の一部を蓄電し、発電手段の発電量が接続されるべき負荷で消費される電力量よりも小さい場合は、蓄電した電力を放電する蓄電手段と、入力端からの直流電力を前記負荷で消費可能な交流電力に変換するインバータと、蓄電手段が満充電で、発電手段の発電量が前記負荷で消費される電力量よりも大きい場合に、蓄電手段をインバータの入力端とは切り離して、発電手段とインバータの入力端とを接続する切り替え手段と、を備える。
【選択図】図3
Description
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
図1および図2を用いて、本実施形態に係る蓄電システムの構成について説明する。
本実施形態に係る蓄電システムは、図1に示すように、自然エネルギー発電装置1と、蓄電装置2と、負荷3と、電力供給系統4とから構成されている。
本実施形態に係る蓄電装置の構成について説明する。
本実施形態に係る蓄電装置は、例えば、筐体ケースの内部に、蓄電池が複数、組電池として接続されて配置されるとともに、制御回路部が配置されている。また、装置前面部には、液晶パネル等で形成された表示器が配置されるとともに、操作スイッチ等の操作部が配置されている。なお、ここでは複数の蓄電池と制御回路とを同じ筐体ケースに収納することを例としているが、複数の蓄電池と制御回路とを別々の筐体ケースに収納して、蓄電池と制御回路とを電気的に接続するようにしてもよい。
図4用いて、本実施形態に係る制御部の構成について、詳細に説明する。
本実施形態に係る制御部15は、図4に示すように、発電電力検出部21と、消費電力検出部22と、比較部23と、充放電制御部24と、インバータ制御部25と、充電状態検出部26と、売電電力検出部27と、MPPTコンバータ制御部28と、スイッチ制御部29と、表示制御部30とから構成されている。
図6および図7を用いて、本実施形態に係る蓄電システムの動作について説明する。
まず、発電電力検出部21が、自然エネルギー発電装置1の発電量を逐次検出する(ステップS101)。消費電力検出部22は、負荷3で消費する消費電力を逐次検出する(ステップS102)。充電状態検出部26は、蓄電池の充電量を逐次検出する(ステップS103)。
次に、本発明の他の実施形態を説明する。図8は本発明の他の実施形態に係る蓄電システムのブロック図である。本実施形態に係る蓄電システムは、図8に示すように、自然エネルギー発電装置1としての太陽電池101と、蓄電装置2と、負荷3と、電力供給系統4とから構成されている。
図9を用いて、本発明の他の実施形態に係る蓄電装置の構成について説明する。なお、本実施形態に係る蓄電装置は、先に説明した実施形態と同様な概観をなしているものである。
図10を用いて、シャント回路の回路構成の一例について、説明する。
本実施形態に係るシャント回路は、トランジスタQ1と、オペアンプOP1と、ツェナーダイオードD2と、抵抗素子R1、R3、R4、R5と、可変抵抗素子R2とから構成されている。
図11を用いて、本実施形態に係る制御部の構成について、詳細に説明する。
本実施形態に係る制御部15は、図11に示すように、発電電力検出部21と、消費電力検出部22と、比較部23と、充放電制御部24と、インバータ制御部25と、充電状態検出部26と、売電電力検出部27と、電流検出部128と、スイッチ制御部29と、表示制御部30とから構成されている。つまり、図11に示す本実施形態の蓄電装置と先に説明した図4の蓄電装置とを対比してみると明らかなように、図4の蓄電装置におけるMPPTコンバータ制御部28に代えて電流検出部128が設けられている点で異なる。
図12および図13を用いて、本実施形態に係る蓄電システムの動作について説明する。
まず、発電電力検出部21が、太陽電池101の発電量を逐次検出する(ステップS201)。消費電力検出部22は、負荷3で消費する消費電力を逐次検出する(ステップS202)。充電状態検出部26は、蓄電池の充電量を逐次検出する(ステップS203)。
2;蓄電装置
3;負荷
4;電力供給系統
11;MTTPコンバータ
12;インバータ
13;スイッチ群
14;蓄電池
15;制御部
16;表示部
21;発電電力検出部
22;消費電力検出部
23;比較部
24;充放電制御部
25;インバータ制御部
26;充電状態検出部
27;売電電力検出部
28;MPPTコンバータ制御部
29;スイッチ制御部
30;表示制御部
101;シャント回路
128;電流検出部
D1;ダイオード
D2;ツェナーダイオード
OP1;オペアンプ
Q1;トランジスタ
R1;抵抗素子
R2;可変抵抗素子
R3;抵抗素子
R4;フィードバック抵抗素子
R5;抵抗素子
Claims (19)
- 自然エネルギーを利用して発電する発電手段と、
前記発電手段の発電量が前記負荷で消費される電力量よりも大きい場合は、電力の一部を蓄電し、前記発電手段の発電量が接続されるべき負荷で消費される電力量よりも小さい場合は、蓄電した電力を放電する蓄電手段と、
入力端からの直流電力を前記負荷で消費可能な交流電力に変換するインバータと、
前記蓄電手段が満充電で、前記発電手段の発電量が前記負荷で消費される電力量よりも大きい場合に、前記蓄電手段を前記インバータの入力端とは切り離して、前記発電手段と前記インバータの入力端とを接続する切り替え手段と、
を備えた蓄電システム。 - 前記発電手段の発電量を検出する発電量検出手段と、
前記負荷で消費する消費電力を検出する消費電力検出手段と、
前記発電手段から最大の直流電力を取り出す電力取得手段と、
前記発電量検出手段における発電量と前記消費電力検出手段における消費電力とを比較する比較手段と、
該比較手段の比較結果により、前記発電量が前記消費電力よりも大きく、前記蓄電手段が満充電でない場合に、その発電手段の発電による電力の一部を前記蓄電手段に蓄電するよう制御し、前記発電量が前記消費電力よりも大きく、前記蓄電手段が満充電である場合に、前記蓄電手段を前記インバータの入力端とは切り離し、前記発電手段と前記インバータの入力端とを接続するよう前記切り替え手段を制御するとともに、前記発電量が前記消費電力よりも小さい場合に、前記蓄電手段と前記インバータの入力端とを接続するよう前記切り替え手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。 - 前記発電手段が太陽光電池パネルであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電システム。
- 前記発電手段が太陽熱電池パネルであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電システム。
- 前記発電手段が風力発電機であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電システム。
- 前記発電手段が地熱発電機であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蓄電システム。
- 前記蓄電手段が、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の蓄電システム。
- 前記蓄電手段が、リチウムイオンポリマー電池であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の蓄電システム。
- 前記蓄電手段が、前記発電手段における発電量に応じた蓄電容量を有する組電池構造であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1つに記載の蓄電システム。
- 住宅、ビル等の商業施設、工場や研究所等の工業施設に配置されることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1つに記載の蓄電システム。
- 特定地域の蓄電所に配置されることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1つに記載の蓄電システム。
- 前記太陽発電手段の発電量が予め定めた電力量よりも大きいときに、その発電手段の発電による電力の一部を前記太陽発電手段に回生する回生手段を有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の蓄電システム。
- 前記太陽発電手段の発電量が予め定めた電力量よりも大きいときに、その発電手段の発電による電力の一部を前記太陽発電手段に回生するように制御し、前記発電量が前記消費電力よりも小さい場合に、前記蓄電手段から前記負荷に対して、電力を供給するよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項12に記載の蓄電システム。 - 前記回生手段の入力端と前記蓄電手段の入出力端との間に、一方向素子を設けたことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の蓄電システム。
- 前記回生手段に流れる電流を検出する電流検出手段を備えたことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の蓄電システム。
- 自然エネルギーを利用して発電する発電手段を備えた蓄電システムにおける蓄電方法であって、
自然エネルギーによる発電から直流電力を取り出す第1のステップと、
自然エネルギーによる発電の発電量を検出する第2のステップと、
負荷で消費する消費電力を検出する第3のステップと、
蓄電池の充電量を検出する第4のステップと、
前記発電量が前記消費電力よりも小さい場合に、前記蓄電池とインバータとを接続し、前記蓄電池から放電された電力をインバータで変換して前記負荷に供給する第5のステップと、
発電量と消費電力とを比較して、前記発電量が前記消費電力よりも大きく、前記蓄電池が満充電でない場合に、その発電手段の発電による電力の一部を前記蓄電池に蓄電するよう制御し、前記発電量が前記消費電力よりも大きく、前記蓄電池が満充電である場合に、前記蓄電池を前記インバータとは切り離して、前記発電手段と前記インバータとを接続し、該発電手段で発電された電力を前記インバータで変換して前記負荷に供給する第6のステップと、
を備えたことを特徴とする蓄電方法。 - 前記発電量が予め定めた発電量を超える場合に、その発電手段の発電による電力の一部を前記太陽発電手段に回生する第7のステップを備えたことを特徴とする請求項16に記載の蓄電方法。
- 自然エネルギーを利用して発電する発電手段を備えた蓄電システムにおける蓄電方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
自然エネルギーによる発電から直流電力を取り出す第1のステップと、
自然エネルギーによる発電の発電量を検出する第2のステップと、
負荷で消費する消費電力を検出する第3のステップと、
蓄電池の充電量を検出する第4のステップと、
前記発電量が前記消費電力よりも小さい場合に、前記蓄電池とインバータとを接続し、前記蓄電池から放電された電力をインバータで変換して前記負荷に供給する第5のステップと、
発電量と消費電力とを比較して、前記発電量が前記消費電力よりも大きく、前記蓄電池が満充電でない場合に、その発電手段の発電による電力の一部を前記蓄電池に蓄電するよう制御し、前記発電量が前記消費電力よりも大きく、前記蓄電池が満充電である場合に、前記蓄電池を前記インバータとは切り離して、前記発電手段と前記インバータとを接続し、該発電手段で発電された電力を前記インバータで変換して前記負荷に供給する第6のステップと、
を実行させるためのプログラム。 - 前記発電量が予め定めた発電量を超える場合に、その発電手段の発電による電力の一部を前記発電手段に回生する第7のステップを備えたことを特徴とする請求項18に記載のプログラム。
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