JP2013084824A

JP2013084824A - 移動式ソーラー発電ユニット

Info

Publication number: JP2013084824A
Application number: JP2011224428A
Authority: JP
Inventors: Kuniharu Kojima; 邦治児島; Kuniaki Takamatsu; 邦明高松
Original assignee: PRIMARY TECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: PRIMARY TECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-05-09

Abstract

【課題】複数の異なる電圧の交流電力を出力することができる移動式ソーラー発電ユニットを提供する。
【解決手段】ソーラーパネル９ａ，９ｂと、ソーラーパネル９ａ，９ｂによって発電された直流の電力を充電するバッテリ４と、バッテリ４に充電される直流の電力を制御するＭＰＰＴ制御電圧安定回路５と、バッテリ４に充電された直流の電力を各々交流の電力に変換して出力する第１のインバータ７ａ，第２のインバータ７ｂとが折り畳み可能な筐体３に収容されたソーラー式発電ユニット１において、同期回路６によって商用系統と同期された状態で第１のインバータ７ａと第２のインバータ７ｂとの出力端子から出力される交流電力が出力可能であるとともに、第１のインバータ７ａから出力される交流電力と第２のインバータ７ｂから出力される交流電力とを合成した状態で出力可能であるので、複数の異なる電圧の交流電力を出力することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、折り畳んで持ち運ぶことができる移動式ソーラー発電ユニットに関する。

特許文献１には、持ち運び可能なスーツケース型のソーラー式発電ユニットが記載されている。ソーラーパネルはケース本体と蓋部とに設置されており、発電ユニットは、蓋部を開いてソーラーパネルが太陽光を受けた状態で発電する。ケース本体の内部には、ソーラーパネルが発電した電力を充電するバッテリと、バッテリへの充電を制御するコントローラと、バッテリに充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータとが設置されている。インバータが出力する電力は電源供給用のコンセントから取り出される。

特開２００９−３８０４８号公報

特許文献１に記載のソーラー式発電ユニットは単相１００Ｖの交流電力を出力するが、単相１００Ｖの交流電力と、単相１００Ｖ以外のたとえば単相２００Ｖの交流電力とを出力し、単相１００Ｖの交流電力と単相２００Ｖの交流電力とのうちから任意に選択して用いたい場合がある。

本発明の目的は、このような課題を解決するもので、複数の異なる電圧の交流電力を出力することができる移動式ソーラー発電ユニットを提供することである。

この課題を解決するために請求項１の発明は、ソーラーパネルと、ソーラーパネルによって発電された直流の電力を充電するバッテリと、バッテリに充電される直流の電力を制御するコントローラと、バッテリに充電された直流の電力を交流の電力に変換して出力するインバータとが折り畳み可能なハウジングに収容された移動式ソーラー発電ユニットであって、前記インバータは第１のインバータと第２のインバータとを備え、同期回路によって商用系統と同期された状態で第１のインバータと第２のインバータとの出力端子から出力される交流電力が出力可能であるとともに、第１のインバータから出力される交流電力と第２のインバータから出力される交流電力とを合成した状態で出力可能である。

請求項２の発明は、ソーラーパネルは少なくとも２つ備えられており、各ソーラーパネルで発電された電力は個別のコントローラを介してバッテリに充電されるものである。

請求項１記載の発明によれば、第１のインバータと第２のインバータとを備え、同期回路によって商用系統と同期された状態で第１のインバータと第２のインバータとの出力端子から出力される交流電力が出力可能であるとともに、第１のインバータから出力される交流電力と第２のインバータから出力される交流電力とを合成した状態で出力可能であるので、複数の異なる電圧の交流電力を出力することができる。

本発明の一実施形態に係る移動式ソーラー発電ユニット１の外観図である。開いた状態の移動式ソーラー発電ユニット１の外観図である。ソーラー発電ユニット１の構成を示す図である。ソーラーパネルを取り外したケース内部を模式的に示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る移動式ソーラー発電ユニット１の外観図である。図２は開いた状態の移動式ソーラー発電ユニット１の外観図である。図３はソーラー発電ユニット１の構成を示す図である。図４はソーラーパネル９ａ，９ｂを取り外したケース２ａ，２ｂの内部を模式的に示す平面図である。

移動式ソーラー発電ユニット１は、たとえば金属板を用いて箱状に形成された２つのケース２ａ，２ｂが蝶番によって折り畳み可能に連結された筐体３を備える。図４に示すように、ケース２ａの内部には、バッテリ４とコントローラであるＭＰＰＴ制御電圧安定回路５と同期回路６と第１のインバータ７ａとが略中央に収容され、ケース２ａの開口部にはソーラーパネル９ａが設置される。ケース２ｂの内部には、バッテリ４とＭＰＰＴ制御電圧安定回路５と第２のインバータ７ｂとが略中央に収容され、ケース２ｂの開口部にはソーラーパネル９ｂが設置される。

ソーラーパネル９ａ，９ｂは、たとえば多結晶シリコンからなる半導体素材を張り合わせて薄い板状に形成したものであり、太陽光を受けて電力を発生する。本実施例においてソーラーパネル９ａ，９ｂの定格出力は２５０Ｗである。ソーラーパネル９ａ，９ｂは、図３に示すように、ＭＰＰＴ制御電圧安定回路５を介してバッテリ４に接続されるとともに、ＭＰＰＴ制御電圧安定回路５を介して第１のインバータ７ａ，第２のインバータ７ｂに接続される。

バッテリ４として、３．３Ｖ×３Ａリチウム電池が１３６個用いられ、容量１３４５Ｗｈ、出力電圧２６．４Ｖとされる。バッテリ４は、ソーラーパネル９ａ，９ｂによって発電された電力を充電する。

ＭＰＰＴ制御電圧安定回路５は、バッテリ４の電圧を監視しながらソーラーパネル９ａ，９ｂが発電した電力をバッテリ４に効率良く充電する充電回路を備えている。ＭＰＰＴ制御電圧安定回路５は、バッテリ４が空の状態では高い値の電流を取り出すことで充電を行い、バッテリ４の電圧がある程度高い状態では低い値の電流を取り出す。

第１のインバータ７ａおよび第２のインバータ７ｂは、バッテリ４に充電された電力を交流（ＡＣ１００Ｖ）に変換して出力する。第１のインバータ７ａ，第２のインバータ７ｂは、たとえば最大定格出力が３００Ｗに設定されている。第１インバータ７ａは、外部出力端子Ｕと外部出力端子Ｅに接続され、端子Ｕ−Ｅ間にＡＣ１００Ｖの電圧で交流電力が出力され、また第２インバータ７ｂは、外部出力端子Ｅと外部出力端子Ｖに接続され、端子Ｅ−Ｖ間にＡＣ１００Ｖの電圧で交流電力が出力される。

そして、外部出力端子Ｕ−Ｅ間、または端子Ｅ−Ｖ間、または端子Ｕ−Ｖ間が商用系統に接続されると、同期回路６により、第１インバータ７ａの出力と第２インバータ７ｂの出力は商用系統の商用周波数に同期され、端子Ｕ−Ｖ間が商用系統に接続されると、ＡＣ２００Ｖの電圧で交流電力が出力される。

使用者は、外部出力端子Ｕと外部出力端子Ｅ、あるいは外部出力端子Ｖと外部出力端子Ｅとを用いてＡＣ１００Ｖの電力を取り出すことができ、外部出力端子Ｕと外部出力端子Ｖとを用いてＡＣ２００Ｖの電力を取り出すことができる。第１のインバータ７ａと第２のインバータ７ｂとのうち、たとえば第１のインバータ７ａに不具合が発生した場合であっても、第２のインバータ７ｂによってＡＣ１００Ｖの電力を取り出すことができる。

ＭＰＰＴ制御電圧安定回路５には、スイッチ１３，発光ダイオード１４および１５が電気配線を介して設けられている。スイッチ１３をＯＮにすると負荷への電力供給が可能となる。バッテリ４が充電されているとき発光ダイオード１４が点灯し、スイッチ１３をＯＮにしたときバッテリ４が給電可能な状態にあれば発光ダイオード１５が点灯する。なお、ケース２ａ，２ｂの内部に不図示のファンを設けてケース２の内部に発生する熱を外部に放出することもできる。

移動式ソーラー発電ユニット１の動作について説明する。バッテリ４に電力を充電する場合には、閉じられた移動式ソーラー発電ユニット１を開けて、ケース２に設置されたソーラーパネル９ａ，９ｂに太陽光が当たるように固定する。ソーラーパネル９ａ，９ｂによって発電された直流の電力は、ＭＰＰＴ制御電圧安定回路５を介してバッテリ４に充電される。ソーラーパネル９ａ，９ｂとＭＰＰＴ制御電圧安定回路５とは２つの回路に分けて設置されているので、たとえば一方のソーラーパネル９ａの回路に不具合が発生した場合でも他方のソーラーパネル９ｂの回路を用いて充電することができる。

バッテリ４に充電された電力を商用系統に連系する場合には、スイッチ１３をＯＮにする。バッテリ４に充電された直流の電力は第１のインバータ７ａと第２のインバータ７ｂとに給電される。第１のインバータ７ａと第２のインバータ７ｂとに給電された電力は、同期回路６によって商用系統と同期した状態でＡＣ１００Ｖに変換され、第１のインバータ７ａと第２のインバータ７ｂとから出力される。

使用者は、端子Ｕ−Ｅ間を商用系統に接続して第１のインバータ７ａをＡＣ１００Ｖの商用系統に連系させることができる。または、端子Ｖ−Ｅ間を商用系統に接続して第２のインバータ７ｂをＡＣ１００Ｖの商用系統に連系させることができる。さらに端子Ｕ−Ｖ間を商用系統に接続してＡＣ２００Ｖの商用系統に連系させることもできる。

ソーラーパネル９ａ，９ｂに太陽光を当ててソーラーパネル９ａ，９ｂで発電した電力をバッテリ４に充電しながら商用に系統連系することもできる。ソーラーパネル９ａ，９ｂで発電した電力をバッテリ４に充電しながらスイッチ１３をＯＮにすると、発光ダイオード１４と発光ダイオード１５とがともに点灯する。

図１に示すように、移動式ソーラー発電ユニット１は、折り畳んだ状態で縦方向の長さＬ＝１４５０ｍｍ，横方向の長さＷ＝９８６ｍｍ，高さＨ＝１２０ｍｍ、重量が約３７ｋｇであり運搬可能である。使用者は、ソーラーパネル９ａ，９ｂに太陽を当てるために、あるいは商用系統に連系するために、移動式ソーラー発電ユニット１を所望の場所まで運搬することができる。

このように、ソーラーパネル９ａ，９ｂと、ソーラーパネル９ａ，９ｂによって発電された直流の電力を充電するバッテリ４と、バッテリ４に充電される直流の電力を制御するコントローラであるＭＰＰＴ制御電圧安定回路５と、バッテリ４に充電された直流の電力を各々交流の電力に変換して出力する第１のインバータ７ａ，第２のインバータ７ｂとが折り畳み可能なハウジングである筐体３に収容されたソーラー式発電ユニット１において、同期回路６によって商用系統と同期された状態で第１のインバータ７ａと第２のインバータ７ｂとの出力端子から出力される交流電力が出力可能であるとともに、第１のインバータ７ａから出力される交流電力と第２のインバータ７ｂから出力される交流電力とを合成した状態で出力可能であるので、複数の異なる電圧の交流電力を出力することができる。

さらに、ソーラーパネル９ａ，９ｂは少なくとも２つ備えられており、各ソーラーパネル９ａ，９ｂで発電された電力は個別のＭＰＰＴ制御電圧安定回路５を介してバッテリ４に充電されるので、一方のソーラーパネル９ａの回路に不具合が発生した場合でも他方のソーラーパネル９ｂの回路を用いて充電することができる。

１移動式ソーラー発電ユニット
２ケース
３筐体
４バッテリ
５ＭＰＰＴ制御電圧安定回路
６同期回路
７ａ第１のインバータ
７ｂ第２のインバータ
９ａ第１のソーラーパネル
９ｂ第２のソーラーパネル
１３スイッチ
１４，１５発光ダイオード

Claims

ソーラーパネルと、ソーラーパネルによって発電された直流の電力を充電するバッテリと、バッテリに充電される直流の電力を制御するコントローラと、バッテリに充電された直流の電力を交流の電力に変換して出力するインバータとが折り畳み可能なハウジングに収容された移動式ソーラー発電ユニットにおいて、
前記インバータは第１のインバータと第２のインバータとを備え、同期回路によって商用系統と同期された状態で第１のインバータと第２のインバータとの出力端子から出力される交流電力が出力可能であるとともに、第１のインバータから出力される交流電力と第２のインバータから出力される交流電力とを合成した状態で出力可能であることを特徴とする移動式ソーラー発電ユニット。
ソーラーパネルは少なくとも２つ備えられており、各ソーラーパネルで発電された電力は個別のコントローラを介してバッテリに充電されることを特徴とする請求項１に記載の移動式ソーラー発電ユニット。