JP2013172623A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温の場合であっても、蓄電池の放電容量を簡易に確保する技術を提供する。
【解決手段】温度計３２は、蓄電池１２近傍の温度を測定する。第１取得部４２は、温度計３２において測定した温度を取得する。指示部４６は、電力を蓄えるための蓄電池１２と、蓄電池１２に接続されて熱源となりうる変換装置１４とが内設された筐体内の熱を筐体外に放出するために、ファン３４を第１回転方向に回転させる。指示部４６は、第１取得部４２において取得した温度がしきい値よりも低い場合に、第１回転方向とは逆の第２回転方向にファン３４を回転させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御技術に関し、特に蓄電池の動作を制御する制御装置に関する。

太陽電池を用いた配電システムに蓄電池が接続される場合、太陽電池において発電された電力は、蓄電池に蓄えられる。曇りや夜間など、発電された電力が負荷の要求する消費電力を下回る場合、蓄電池に蓄えられた電力が、負荷に供給されることによって、消費電力が満たされる。このような構成によって、太陽電池において発電される電力が不足した場合にも、負荷に安定的に電力が供給される。

このような蓄電池の温度が低くなると、蓄電池の内部抵抗が高くなることによって、蓄電池の放電容量の確保が困難になる。そのため、温度が低い状態で大電流で蓄電池を充電すると、蓄電池は、すぐに満充電電圧に到達する。これは、定電流充電可能な期間が短くなることに相当する。これにより、太陽電池が蓄電池に直接接続されている場合、太陽電池からの電流量を調節できないので、定電流充電ができなくなってしまう。その結果、温度が低い場合、発電量が十分に多いにもかかわらず、蓄電池は十分に充電されなくなる。これに対応するために、蓄電池をリボン状の電熱ヒータで加温させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１０２１９２号公報

蓄電池が単体で設置されるのではなく、他の機器とともに筐体内に内設されることもある。筐体内に電熱ヒータを設けた場合、加熱によって、蓄電池以外の機器に影響を与えることもあり得る。また、影響を小さくするように、筐体内の機器の設置位置を設計する必要がある。そのため、太陽電池からの電流量が多く、かつ蓄電池が低温の場合に、蓄電池の放電容量を簡易に確保することが望まれる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温の場合であっても、蓄電池の放電容量を簡易に確保する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御装置は、再生可能エネルギー発電装置から出力される電流の少なくとも一部を入力する蓄電池における電圧の値を取得する取得部と、取得部において取得した電圧の値をもとに、再生可能エネルギー発電装置から出力される電流のうち、蓄電池が内設された筐体の外部に接続された負荷にて消費すべき電流の値を調節する指示部とを備える。指示部は、取得部において取得した電圧の値が目標の値に近づくように、負荷にて消費すべき電流の値を決定する。

本発明の別の態様もまた、制御装置である。この装置は、並列に配置された複数の再生エネルギー発電装置のそれぞれと１対１で設けられた複数のスイッチに接続された蓄電池の電圧の値を取得する取得部と、取得部において取得した電圧の値をもとに、複数のスイッチのそれぞれの開閉を制御する指示部とを備える。指示部は、取得部において取得した電圧の値に応じて、開放したスイッチの数を段階的に増加させる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、低温の場合であっても、蓄電池の放電容量を簡易に確保できる。

図１（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例に係る配電システムの構成を示す図である。 図１（ａ）−（ｃ）の配電システムの構成を詳細に示す図である。 図３（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例に係る筐体の構成を示す図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、図２の指示部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。 図２の制御部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る配電システムの構成を詳細に示す図である。 図６の指示部の処理概要を示す図である。 図６の指示部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。 図６の制御部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の別の変形例に係る配電システムの構成を詳細に示す図である。 図１１（ａ）−（ｂ）は、図１０の蓄電池の外観を示す斜視図である。 図１２（ａ）−（ｂ）は、図１０の指示部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。 図１０の制御部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明のさらに別の変形例に係る配電システムの構成を詳細に示す図である。 図１４の指示部の処理概要を示す図である。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、太陽電池を商用電力系統と並列に接続し、商用電源および太陽電池の両方から負荷へ電力を供給するとともに、蓄電池を充電する配電システムに関する。このように蓄電池は、商用電源および太陽電池によって充電される。一般的に充電処理では、まず定電流充電がなされ、満充電近くになると、定電流充電が定電圧充電に切りかえられる。前述のごとく、蓄電池の温度が低い場合、蓄電池の内部抵抗が高くなるので、定電流充電がほとんどできなくなってしまう。商用電源の場合、蓄電池に供給する電流の量を制御できるが、太陽電池の場合、発電される電力を制御できないので、蓄電池に供給する電流の量も制御できない。その結果、蓄電池が低温であり、かつ太陽電池からの電流の量が多い場合、太陽電池において発電される電力が十分多くても、蓄電池は十分に充電されないという現象が生じる。これに対応するために、本実施例は、次の処理を実行する。

蓄電池は、インバータ機能やコンバータ機能を有した変換装置とともに、ひとつの筐体内に設置される。変換装置は、処理によって発熱するので熱源となりうる。このような発熱による筐体内の温度上昇を抑制するために、筐体にはファンが設けられる。例えば、ファンと蓄電池との間に変換装置が設置される。変換装置によって生じた熱は、ファンによって筐体外に出力される。ここで、蓄電池の温度が第１しきい値よりも低い場合、ファンは逆回転に回転させられる。このようにすると、変換装置によって生じた熱は、ファンによって蓄電池の方向に出力される。その結果、変換装置から発せられる熱によって蓄電池は暖められるので、蓄電池の放電容量が増加する。

図１（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例に係る配電システム１００の構成を示す。図１（ａ）において配電システム１００は、太陽電池１０、蓄電池１２、変換装置１４、管理装置１６、第１ＳＷ１８、第２ＳＷ２０、商用電源２２、特定負荷２４、一般負荷２６を含む。商用電源２２は、電力会社からの電力を供給するための交流電源である。図１（ａ）は、商用電源２２が停電していない場合（以下、「通常時」という）における配電システム１００の構成に相当する。

太陽電池１０は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。太陽電池１０として、シリコン太陽電池、さまざまな化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。太陽電池１０は、発電した電力を出力する。蓄電池１２は、充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できるようになり、繰り返し使用することができる２次電池である。蓄電池１２は、再生可能エネルギー源をもとに発電した電力、つまり太陽電池１０において発電した電力、あるいは商用電源２２からの電力によって充電される。

変換装置１４は、一端側に太陽電池１０を接続する。変換装置１４と太陽電池１０との経路は、途中で分岐されており、分岐された経路には、蓄電池１２が接続される。つまり、変換装置１４の一端側には、分岐点を介して、太陽電池１０と蓄電池１２とが並列に接続される。また、変換装置１４は、他端側に商用電源２２を接続する。変換装置１４の動作は後述する。管理装置１６は、蓄電池１２の動作を制御するための指示を変換装置１４に出力する。

一般負荷２６は、交流駆動型の電気機器である。一般負荷２６は、変換装置１４と商用電源２２との間の経路から分岐された経路に接続される。なお、変換装置１４と商用電源２２との間の経路上であって、かつ商用電源２２への分岐点から商用電源２２側には、図示しない逆潮流センサ、分電盤が接続される。逆潮流センサは、分電盤と商用電源２２との間に設置され、分電盤から商用電源２２に向かう電力を検出する。これは、電力が分電盤から商用電源２２に向かうことを防止するためである。逆潮流センサにおける検出処理には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。

第１ＳＷ１８、第２ＳＷ２０は、管理装置１６からの指示に応じて経路を変更するためのスイッチである。第１ＳＷ１８、第２ＳＷ２０のオン／オフや切替は、変換装置１４によって指示される。なお、管理装置１６によって指示されてもよい。通常時において、第１ＳＷ１８は、オンされ、第２ＳＷ２０は、Ｙ側の端子に接続される。その結果、第２ＳＷ２０のＹ側の端子と特定負荷２４とが接続される。なお、特定負荷２４は、一般負荷２６と同様に、交流駆動型の電気機器である。このような形態によって、通常時の（１）充電と（２）放電は、次のようになされる。

（１）通常時の充電
電力会社が時間帯別電気料金制度を採用している場合、夜間の時間帯の電気料金は、昼間の時間帯の電気料金よりも低く設定される。また、一例として、昼間の時間帯は７時から２３時であり、夜間の時間帯は２３時から翌日の７時というように規定される。そのため、夜間の時間帯において、商用電源２２から供給される電力は、第１ＳＷ１８、変換装置１４を介して蓄電池１２に充電される。その際、変換装置１４は、商用電源２２から入力した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を蓄電池１２に出力する。また、昼間の時間帯において、太陽電池１０が発電した電力は、変換装置１４に出力される。太陽電池１０が発電した電力が、特定負荷２４、一般負荷２６において消費される電力よりも多い場合、余剰の電力が蓄電池１２に充電される。

（２）通常時の放電
特定負荷２４、一般負荷２６において消費される電力が多くなる時間帯において、商用電源２２からの電力の消費を低減するために、蓄電池１２に蓄えられた電力が放電される。放電された電力は、変換装置１４、第１ＳＷ１８を介して、特定負荷２４、一般負荷２６に供給される。その際、変換装置１４は、蓄電池１２から入力した直流電力を交流電力に変換し、交流電力を第１ＳＷ１８に出力する。さらに、通常時において、商用電源２２からの電力が特定負荷２４、一般負荷２６に供給されるとともに、太陽電池１０からの電力も特定負荷２４、一般負荷２６に供給される。その際、変換装置１４は、太陽電池１０から入力した直流電力を交流電力に変換し、交流電力を第１ＳＷ１８に出力する。以上の説明のように、変換装置１４は、交流電力を直流電力に変換したり、直流電力を交流電力に変換したりするが、これらの変換処理として公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。

図１（ｂ）は、商用電源２２が停電している場合（以下、「停電時」という）における配電システム１００の構成に相当する。商用電源２２からの電力の供給がなくなった場合、図示しない分電盤は、停電を検出する。停電を検出した場合、変換装置１４は、第１ＳＷ１８、第２ＳＷ２０とを制御する。具体的に説明すると、停電時において、第１ＳＷ１８がオフされ、第２ＳＷ２０は、Ｘ側の端子に接続される。その結果、特定負荷２４は、変換装置１４に接続されるが、一般負荷２６は、変換装置１４から切り離される。そのため、太陽電池１０からの電力は、変換装置１４に出力され、変換装置１４からの電力が、特定負荷２４に供給される。なお、太陽電池１０からの電力よりも、特定負荷２４において消費される電力が少ない場合、余剰の電力が蓄電池１２に充電される。なお、停電時において、蓄電池１２は、電力を出力してもよい。放電した電力も、変換装置１４に出力され、変換装置１４からの電力が、特定負荷２４に供給される。

このように、特定負荷２４は、通常時において、太陽電池１０、蓄電池１２、商用電源２２から電力の供給を受けることが可能であり、停電時においても太陽電池１０、蓄電池１２から電力の供給を受けることが可能である。一方、一般負荷２６は、通常時において太陽電池１０、蓄電池１２、商用電源２２から電力の供給を受けることが可能であるが、停電時において電力の供給を受けることができない。

図１（ｃ）は、停電時から、商用電源２２が停電していない状態に復旧した場合（以下、「復旧時」という）における配電システム１００の構成に相当する。停電時において、商用電源２２からの電力の供給が回復した場合、図示しない分電盤は、復旧を検出する。復旧を検出した場合、変換装置１４は、第２ＳＷ２０を制御する。具体的に説明すると、復旧時において、第１ＳＷ１８のオフが維持され、第２ＳＷ２０は、Ｙ側の端子に接続される。その結果、特定負荷２４および一般負荷２６は、変換装置１４から切り離され、商用電源２２に接続される。その結果、商用電源２２からの電力は、特定負荷２４、一般負荷２６に供給される。なお、変換装置１４には、特定負荷２４および一般負荷２６が接続されていないので、変換装置１４は、交流電力を出力しない。太陽電池１０において発電された電力は、蓄電池１２に供給される。

図２は、配電システム１００の構成を詳細に示す。配電システム１００は、太陽電池１０、蓄電池１２、変換装置１４、管理装置１６、電圧計３０、温度計３２、ファン３４を含む。管理装置１６は、制御部４０を含み、制御部４０は、第１取得部４２、第２取得部４４、指示部４６を含む。図２では、図１（ａ）−（ｃ）に示した配電システム１００のうちの必要な部分を示す。

温度計３２は、蓄電池１２の近傍に設置され、蓄電池１２の近傍の温度を測定する。近傍とは、蓄電池１２での温度変化を検出できる程度の距離である。温度の測定には公知の技術が使用されればよい。温度計３２は、測定した温度を出力する。第１取得部４２は、温度計３２から、蓄電池１２近傍の温度を取得する。第１取得部４２は、温度を指示部４６に出力する。

指示部４６は、電力を蓄えるための蓄電池１２と、蓄電池１２に接続されて熱源となりうる変換装置１４とが内設された図示しない筐体内の熱を筐体外に放出するために、ファン３４を第１回転方向に回転させる。図３（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例に係る筐体９０の構成を示す。図３（ａ）において、筐体９０は、内部に蓄電池１２、変換装置１４、管理装置１６、ファン３４を備える。これらは、図１（ａ）−（ｃ）、図２に示されている。また、これらの他の構成要素も筐体９０に内設されているが、ここでは省略する。筐体９０の上部にファン３４が設置される。なお、ファン３４は、筐体９０の上部以外に設置されてもよい。また、ファン３４と蓄電池１２との間に、変換装置１４が設置される。図示のごとく、変換装置１４から発せられる熱を筐体９０外部に出力するために、ファン３４が回転させられる。このときのファン３４の回転方向が前述の第１回転方向に相当する。図３（ｂ）は後述し、図２に戻る。

指示部４６は、第１取得部４２から温度の値を受けつける。温度が第１しきい値以上である場合に、指示部４６は、ファン３４の第１回転方向を維持させる。一方、温度が第１しきい値よりも低い場合に、指示部４６は、第１回転方向とは逆の第２回転方向にファン３４を回転させる。図３（ｂ）は、第２回転方向にファン３４が回転させられている場合を示す。図示のごとく、変換装置１４から発せられる熱が蓄電池１２に向かう。蓄電池１２は、変換装置１４からの熱によって暖められる。図２に戻る。

このような処理を実現するために、指示部４６は、テーブルを記憶する。図４（ａ）−（ｂ）は、指示部４６に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図４（ａ）において示されたように、条件欄２００、回転方向欄２０２が含まれる。指示部４６は、受けつけた温度を条件欄２００と比較し、該当する方の回転方向を回転方向欄２０２から選択する。図４（ｂ）は後述し、図２に戻る。

指示部４６は、次のようにファン３４の回転方向を選択してもよい。電圧計３０は、蓄電池１２における電圧の値を測定する。電圧の測定には公知の技術が使用されればよい。電圧計３０は、電圧の値を出力する。第２取得部４４は、電圧計３０から、電圧の値を取得する。

指示部４６は、第１取得部４２において取得した温度が第１しきい値よりも低い場合に加えて、第２取得部４４において取得した電圧の値が第２しきい値よりも大きい場合に、第２回転方向にファン３４を回転させる。つまり、指示部４６は、温度だけではなく、電圧の量にも応じて、ファン３４の回転方向を制御する。上記以外の場合に、指示部４６は、第１回転方向にファン３４を回転させる。図４（ｂ）は、指示部４６に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図４（ａ）と同様に、図４（ｂ）でも、条件欄２００、回転方向欄２０２が含まれる。温度が第１しきい値よりも低くても、電圧の値が第２しきい値以下であれば、指示部４６は、第１回転方向を維持させる。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による配電システム１００の動作を説明する。図５は、制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。温度が第１しきい値よりも低ければ（Ｓ１０のＹ）、指示部４６は、ファン３４を第２回転方向に回転させる（Ｓ１２）。一方、温度が第１しきい値よりも低くなければ（Ｓ１０のＮ）、指示部４６は、ファン３４を第１回転方向に回転させる（Ｓ１４）。

次に、本発明の変形例を説明する。変形例も、実施例と同様に、配電システムに関する。変形例においても、蓄電池が低温であり、かつ太陽電池からの電流の量が多い場合、太陽電池において発電される電力が十分多くても、蓄電池は十分に充電されないという現象が生じる。変形例は、次の処理を実行する。

太陽電池は複数のパネルによって構成されており、複数のパネルは並列に接続されている。なお、各パネルでは、複数のパネルがさらに直列に接続されてもよいが、ここでは、直列に接続された複数のパネルを単にパネルという。各パネルにはスイッチが接続されている。スイッチがオフされた場合、スイッチに対応したパネルにおいて発電された電力が出力されない。なお、初期状態においては、すべてのスイッチがオンされている。ここで、蓄電池の温度が第１しきい値よりも低い場合、蓄電池の電圧を監視し、電圧が一定になるように、スイッチが段階的にオフされていく。その結果、太陽電池において発電される電力が十分多い場合に、蓄電池に入力される電流が抑制される。

図６は、本発明の変形例に係る配電システム１００の構成を詳細に示す。配電システム１００は、パネル６０と総称される第１パネル６０ａ、第２パネル６０ｂ、第Ｎパネル６０ｎ、パネルＳＷ６２と総称される第１パネルＳＷ６２ａ、第２パネルＳＷ６２ｂ、第ＮパネルＳＷ６２ｎ、蓄電池１２、変換装置１４、管理装置１６、電圧計３０、温度計３２を含む。管理装置１６は、制御部４０を含み、制御部４０は、第１取得部５０、第２取得部５２、指示部５６を含む。

複数のパネル６０は、既に説明した太陽電池１０に相当する。複数のパネル６０のそれぞれは、並列に配置されている。また、パネル６０は、パネルＳＷ６２と１対１で接続されている。パネルＳＷ６２がオンされている場合、当該パネルＳＷ６２に対応したパネル６０において発電された電力は、蓄電池１２や変換装置１４へ出力される。一方、パネルＳＷ６２がオフされている場合、当該パネルＳＷ６２に対応したパネル６０において発電された電力は出力されない。各パネル６０は、パネルＳＷ６２を介して、蓄電池１２と変換装置１４との間の経路に接続される。前述のごとく、ひとつのパネル６０は、直列に接続された複数のパネルによって構成されてもよい。ここで、パネル６０には、ひとつのパネルＳＷ６２によって制御される数のパネルが含まれるものとする。

第１取得部５０は、図２に示された第１取得部４２と同様に、温度計３２から、蓄電池１２近傍の温度を取得する。第１取得部５０は、温度を指示部５６に出力する。第２取得部５２も、図２に示された第２取得部４４と同様に、電圧計３０から、蓄電池１２における電圧の値を取得する。第２取得部５２は、電圧の値を指示部５６に出力する。

指示部５６は、第１取得部５０において取得した温度と、第２取得部５２において取得した電圧の値とをもとに、複数のパネルＳＷ６２のそれぞれの開閉を制御する。ここで、初期段階においては、すべてのパネルＳＷ６２が閉じられている、つまりオンされている。これは、すべてのパネル６０において発電された電力が出力されていることに相当する。第１取得部５０において取得した温度が第１しきい値以上である場合、指示部５６は、すべてのパネルＳＷ６２を閉じたままに維持させる。一方、第１取得部５０において取得した温度が第１しきい値よりも低い場合、指示部５６は、第２取得部５２において取得した電圧の値に応じて、開放するパネルＳＷ６２の数を段階的に増加させる。具体的に説明すると、指示部５６は、第２取得部５２において取得した電圧の値が目標値に近づくように、開放したパネルＳＷ６２の数を段階的に増加させる。

図７は、指示部５６の処理概要を示す図である。縦軸が電圧値を示し、横軸が時間を示す。また、ここでは、温度が第１しきい値よりも低いとする。また、前述の目標値がＶＭとして示される。前述のごとく、初期状態においては、すべてのパネルＳＷ６２が閉じられているので、時間の経過とともに、電圧値が上昇する。時間Ｔ１において、電圧値がＶＭになると、指示部５６は、ひとつ目のパネルＳＷ６２を開放する。また、時間Ｔ２において、電圧値が再びＶＭになると、指示部５６は、ふたつ目のパネルＳＷ６２を開放する。このように、電圧値がＶＭになるたびに、指示部５６は、パネルＳＷ６２を順次開放する。図６に戻る。

このような処理を実現するために、指示部５６は、テーブルを記憶する。図８は、指示部５６に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図８において示されたように、条件欄２１０、パネルＳＷ欄２１２が含まれる。指示部４６は、受けつけた温度を条件欄２１０と比較し、該当する方の動作をパネルＳＷ欄２１２から選択する。図６に戻る。

なお、図７では、説明を明瞭にするために、パネルＳＷ６２を解放して、しばらくすると常にＶＭまで電圧が上昇している。しかしながら、充電により蓄電池１２が温められると充電可能容量が回復し、パネル６０の数によっては、電圧が下降する場合もある。これに対応させるために、指示部５６は、第２取得部５２において取得した電圧の値が目標値に近づくように、開放したパネルＳＷ６２の数を段階的に減少させてもよい。

以上の構成による配電システム１００の動作を説明する。図９は、制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。温度が第１しきい値よりも低く（Ｓ２０のＹ）、電圧値がＶＭに達すると（Ｓ２２のＹ）、指示部５６は、パネルＳＷ６２をオフする（Ｓ２４）。電圧値がＶＭに達しなければ（Ｓ２２のＮ）、ステップ２４はスキップされる。温度が第１しきい値よりも低くない場合（Ｓ２０のＮ）、すべてのパネルＳＷ６２はオンされる（Ｓ２６）。

次に、本発明の別の変形例を説明する。別の変形例も、これまでと同様に、配電システムに関する。別の変形例においても、蓄電池が低温であり、かつ太陽電池からの電流の量が多い場合、太陽電池において発電される電力が十分多くても、蓄電池は十分に充電されないという現象が生じる。別の変形例は、次の処理を実行する。蓄電池には、内部の熱を外部に出力するための通風口が設けられている。ここで、蓄電池の温度が第１しきい値よりも低い場合、蓄電池の電圧を監視し、通風口が蓋によって閉じられる。その結果、蓄電池の内部にて発せられる熱が外部に逃げずに、蓄電池内に蓄えられる。一方、蓄電池の温度が第１しきい値よりも低くなければ、通風口が開放される。

図１０は、本発明の別の変形例に係る配電システム１００の構成を詳細に示す。配電システム１００は、太陽電池１０、蓄電池１２、変換装置１４、管理装置１６、電圧計３０、温度計３２、開閉部６４を含む。管理装置１６は、制御部４０を含み、制御部４０は、第１取得部７０、第２取得部７２、指示部７４を含む。

第１取得部７０は、図２に示された第１取得部４２と同様に、温度計３２から、蓄電池１２近傍の温度を取得する。第１取得部７０は、温度を指示部７４に出力する。指示部７４は、第１取得部７０において取得した温度をもとに、蓄電池１２の通風口の開閉を制御する。具体的に説明すると、指示部７４は、第１取得部７０において取得した温度が第１しきい値以上である場合、開閉部６４に対して通風口を開けさせる。一方、指示部７４は、第１取得部７０において取得した温度が第１しきい値よりも低い場合、開閉部６４に対して通風口を閉じさせる。

図１１（ａ）−（ｂ）は、蓄電池１２の外観を示す斜視図である。図１１（ａ）において、蓄電池１２には、通風口９２と総称される第１通風口９２ａ、第２通風口９２ｂ、第３通風口９２ｃ、第４通風口９２ｄが含まれる。そのため、図１１（ａ）は、図１０の開閉部６４によって、通風口９２が開けられている場合に相当する。図１１（ｂ）において、蓄電池１２には、蓋９４と総称される第１蓋９４ａ、第２蓋９４ｂ、第３蓋９４ｃ、第４蓋９４ｄが含まれる。蓋９４によって通風口９２がふさがれている。そのため、図１１（ｂ）は、図１０の開閉部６４によって、通風口９２が閉じられている場合に相当する。図１０に戻る。

このような処理を実現するために、指示部７４は、テーブルを記憶する。図１２（ａ）−（ｂ）は、指示部７４に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図１２（ａ）において示されたように、条件欄２２０、通風口欄２２２が含まれる。指示部７４は、受けつけた温度を条件欄２２０と比較し、該当する方の動作を通風口欄２２２から選択する。図１２（ｂ）は後述し、図１０に戻る。

指示部７４は、次のように通風口９２を閉じるか否かを選択してもよい。第２取得部７２は、図２の第２取得部４４と同様に、電圧計３０から、電圧の値を取得する。指示部７４は、第１取得部７０において取得した温度が第１しきい値よりも低い場合に加えて、第２取得部７２において取得した電圧の値が第２しきい値よりも大きい場合に、開閉部６４に対して通風口９２を閉じさせる。上記以外の場合に、指示部７４は、開閉部６４に対して通風口９２を開けさせる。図１２（ｂ）は、指示部７４に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図１２（ａ）と同様に、図１２（ｂ）でも、条件欄２２０、通風口欄２２２が含まれる。温度が第１しきい値よりも低くても、電圧の値が第２しきい値以下であれば、指示部７４は、通風口９２を開けさせる。

以上の構成による配電システム１００の動作を説明する。図１３は、制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。温度が第１しきい値よりも低ければ（Ｓ３０のＹ）、指示部７４は、開閉部６４に通風口９２を閉じさせる（Ｓ３２）。一方、温度が第１しきい値よりも低くなければ（Ｓ３０のＮ）、指示部７４は、開閉部６４に通風口９２を開けさせる（Ｓ３４）。

次に、本発明のさらに別の変形例を説明する。さらに別の変形例も、これまでと同様に、配電システムに関する。さらに別の変形例においても、蓄電池が低温であり、かつ太陽電池からの電流の量が多い場合、太陽電池において発電される電力が十分多くても、蓄電池は十分に充電されないという現象が生じる。さらに別の変形例は、次の処理を実行する。配電システムに接続された一般負荷のうち、少なくともひとつが稼働時間を調節可能な負荷である。これの一例が、ネットワークで制御可能な自然冷媒ヒートポンプ給湯機である。また、このような負荷は、蓄電池が内設された筐体の外部に接続されている。

ここで、蓄電池の温度が第１しきい値よりも低い場合、稼働時間を調節可能な負荷に電力が供給されることによって、電力が消費される。その結果、蓄電池へ出力される電流が制限される。また、定電圧充電となるように、蓄電池へ出力される電流が調節される。その結果、太陽電池において発電される電力が十分多い場合に、蓄電池に入力される電流が抑制される。

図１４は、本発明のさらに別の変形例に係る配電システム１００の構成を詳細に示す。配電システム１００は、太陽電池１０、蓄電池１２、変換装置１４、管理装置１６、一般負荷２６、電圧計３０、温度計３２を含む。管理装置１６は、制御部４０を含み、制御部４０は、第１取得部８０、第２取得部８２、指示部８４を含む。

一般負荷２６は、前述のとおりであるが、ここでは特に稼働時間を調節可能な負荷、例えば、自然冷媒ヒートポンプ給湯機であるとする。また、一般負荷２６は、蓄電池１２が内設された筐体の外部に接続される。電圧計３０は、蓄電池１２における電圧の値を測定する。なお、蓄電池１２は、太陽電池１０から出力される電流の少なくとも一部を入力する。第１取得部８０は、電圧計３０から、電圧の値を取得する。第１取得部８０は、電圧の値を指示部８４に出力する。第２取得部８２は、図２に示された第１取得部４２と同様に、温度計３２から、蓄電池１２近傍の温度を取得する。ここで、蓄電池１２には、太陽電池１０から出力される電流の少なくとも一部が入力される。第２取得部８２は、温度を指示部８４に出力する。

指示部８４は、第１取得部８０において取得した電圧の値と、第２取得部８２において取得した温度とをもとに、太陽電池１０から出力される電流のうち、一般負荷２６にて消費すべき電流の値を調節する。具体的に説明すると、指示部８４は、第２取得部８２において取得した温度がしきい値よりも低い場合に、第１取得部８０において取得した電圧の値が目標の値に近づくように、一般負荷２６にて消費すべき電流の値を決定する。

図１５は、指示部８４の処理概要を示す。縦軸が電流値を示し、横軸が時間を示す。発電電流値２３０は、太陽電池１０から出力される電流の値である。また、出力電流値２３２は、蓄電池１２に入力すべき電流の値である。図示のごとく、出力電流値２３２は、時間の経過とともに低減する。これは、蓄電池１２において定電圧充電がなされるようにするためである。指示部８４は、発電電流値２３０から出力電流値２３２を減算した値が正であれば、当該値に応じた電流を一般負荷２６に消費させる。一般負荷２６に消費させる電流は、図１５の斜線部分に相当する。図１４に戻る。

さらに別の変形例に係る配電システム１００において、制御部４０は、次の処理を実行してもよい。（１）指示部８４は、第２取得部８２において取得した温度がしきい値よりも低い場合に、第１取得部８０において取得した電圧の値が目標の値に達すれば、蓄電池１２を放電させる。蓄電池１２を放電させてから一定期間経過後、指示部８４は、蓄電池１２への充電を実行する。

（２）図１４の制御部４０に、図示しない第３取得部が含まれてもよい。第３取得部は、太陽電池１０における発電開始の予想時刻に関する情報を取得する。発電開始の予想時刻は、例えば、午前７時のような一定時間として記憶されてもよく、季節によって変動する時間として記憶されていてもよい。指示部８４は、第２取得部８２において取得した温度がしきい値よりも低い場合に、第３取得部において取得した情報での予定時刻が到来する前に、蓄電池１２を放電させる。なお、予定時刻が到来する前は、一定の期間として規定されていればよい。（３）配電システム１００に一般負荷２６が接続されていない場合、変換装置１４は、太陽電池１０からの電力を商用電源２２に出力してもよい。

本発明の実施例によれば、蓄電池の温度が低いと、筐体内の熱を筐体外に放出するためのファンを逆回転に回転させるので、筐体内に熱を保持できる。また、筐体内に熱が保持されるので、蓄電池を暖めることができる。また、蓄電池が暖まるので、太陽電池からの電流が大きい場合であっても、蓄電池の放電容量を簡易に確保できる。また、蓄電池の温度が低く、蓄電池における電圧が大きい場合に、筐体内の熱を筐体外に放出するためのファンを逆回転に回転させるので、蓄電池を暖めることができる。また、いずれか一方が満たされない場合には、ファンを逆回転させないので、熱の放出を実行できる。

また、蓄電池の温度が低いと、パネルに接続されたパネルＳＷを段階的に開放するので、蓄電池に入力される電流を抑制できる。また、蓄電池の電圧に応じて、パネルＳＷを段階的に開放するので、蓄電池を定電圧充電させることができる。また、蓄電池が定電圧充電されるので、蓄電池の放電容量を簡易に確保できる。また、蓄電池の温度が低く、蓄電池における電圧が大きい場合に、パネルに接続されたパネルＳＷを段階的に開放するので、蓄電池に入力される電流を抑制できる。また、いずれか一方が満たされない場合には、パネルＳＷを開放しないので、電流の低下を抑制できる。また、蓄電池の電圧が目標値に値が近づくように、開放したパネルＳＷの数を段階的に増加させるので、蓄電池を定電圧充電させることができる。

また、蓄電池の温度が低いと、蓄電池の通風口を閉じるので、蓄電池内に熱を保持できる。また、蓄電池内に熱が保持されるので、蓄電池を暖めることができる。また、蓄電池の温度が低く、蓄電池における電圧が大きい場合に、蓄電池の通風口を閉じるので、蓄電池を暖めることができる。また、いずれか一方が満たされない場合には、通風口を閉じないので、熱の放出を実行できる。また、蓄電池の温度が低いと、発電された電力の一部を外部の一般負荷に消費させるので、蓄電池に入力される電流を抑制できる。また、蓄電池における電圧が目標の値に近づくように、一般負荷に電力を消費させるので、定電圧充電を実行できる。また、定電圧充電が実行されるので、蓄電池の放電容量を簡易に確保できる。また、蓄電池の電圧が目標値に達しても、温度が低ければ、蓄電池を放電させるので、蓄電池の温度を上昇させることができる。また、発電を開始する予想時刻の前に、蓄電池を放電させるので、蓄電池の温度を上昇させることができる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、制御部４０は、管理装置１６に含まれている。しかしながらこれに限らず例えば、制御部４０は、変換装置１４に含まれていてもよい。本変形例によれば、設計の自由度を向上できる。

本発明の実施例において、発電するために太陽電池１０が設けられている。しかしながらこれに限らず例えば、太陽電池１０以外に、再生可能エネルギー源をもとした電力を生成するための装置が設けられてもよい。例えば、風力発電機である。本変形例によれば、配電システム１００の構成の自由度を向上できる。

１０ 太陽電池、 １２ 蓄電池、 １４ 変換装置、 １６ 管理装置、 １８ 第１ＳＷ、 ２０ 第２ＳＷ、 ２２ 商用電源、 ２４ 特定負荷、 ２６ 一般負荷、 ３０ 電圧計、 ３２ 温度計、 ３４ ファン、 ４０ 制御部、 ４２ 第１取得部、 ４４ 第２取得部、 ４６ 指示部、 ５０ 第１取得部、 ５２ 第２取得部、 ５６ 指示部、 ６０ パネル、 ６２ パネルＳＷ、 ６４ 開閉部、 ７０ 第１取得部、 ７２ 第２取得部、 ７４ 指示部、 ８０ 第１取得部、 ８２ 第２取得部、 ８４ 指示部。

Claims (6)

1. 再生可能エネルギー発電装置から出力される電流の少なくとも一部を入力する蓄電池における電圧の値を取得する取得部と、
   前記取得部において取得した電圧の値をもとに、前記再生可能エネルギー発電装置から出力される電流のうち、前記蓄電池が内設された筐体の外部に接続された負荷にて消費すべき電流の値を調節する指示部とを備え、
   前記指示部は、前記取得部において取得した電圧の値が目標の値に近づくように、負荷にて消費すべき電流の値を決定することを特徴とする制御装置。
2. 前記取得部は、前記蓄電池の近傍の温度も取得し、
   前記指示部は、前記取得部において取得した温度がしきい値よりも低い場合に、前記取得部において取得した電圧の値が目標の値に近づくように、負荷にて消費すべき電流の値を決定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 並列に配置された複数の再生エネルギー発電装置のそれぞれと１対１で設けられた複数のスイッチに接続された蓄電池の電圧の値を取得する取得部と、
   前記取得部において取得した電圧の値をもとに、前記複数のスイッチのそれぞれの開閉を制御する指示部とを備え、
   前記指示部は、前記取得部において取得した電圧の値に応じて、開放したスイッチの数を段階的に増加させることを特徴とする制御装置。
4. 前記取得部は、前記蓄電池の近傍の温度も取得し、
   前記指示部は、前記取得部において取得した温度がしきい値よりも低い場合に、前記取得部において取得した電圧の値に応じて、開放したスイッチの数を段階的に増加させることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記指示部は、前記取得部において取得した電圧の値が目標値に近づくように、開放したスイッチの数を段階的に増加させることを特徴とする請求項３または４に記載の制御装置。
6. 前記指示部は、前記取得部において取得した電圧の値が目標値に近づくように、開放したスイッチの数を段階的に減少させることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の制御装置。

Images