JP2014079126A - Optical power generating system - Google Patents

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秀行 大図
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美保 中村
Ryoto Sasaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical power generating system that has high resistance to changes in sunshine amount.SOLUTION: The optical power generating system includes: a power generation module that has at least one of power generation sections for converting optical energy into electric power; a power storage module that has a storage device for storing electric power converted by the power generation section; and a DC-DC converter. The power generation module, the power storage module, and the DC-DC converter are connected in parallel to each other, and when an output voltage of the power generation module is not more than a fixed value, electric power is supplied from the power storage module . When an output voltage of the power storage module is not more than the fixed value, the DC-DC converter comes into action.

Description

後述する実施形態は、概ね、光発電システムに関する。   Embodiments described below generally relate to photovoltaic systems.

太陽電池は、受光した光の強度により出力変動するため、単独電源としての用途に限界がある。そのため、蓄電性を有する太陽電池が提案されている。

蓄電性を有する太陽電池とすれば、太陽電池に対する光の照射が停止された後に蓄電された電力を一定時間の間供給することができる。

しかしながら、単に蓄電性を有する太陽電池とすれば、蓄電性を有さない太陽電池よりもＩ−Ｖ特性(電流−電圧特性)が悪くなるおそれがある。また、太陽電池に対する光の照射が停止された際に出力電圧の急激な降下が発生するおそれがある。 Since the output of the solar cell varies depending on the intensity of received light, there is a limit to the use as a single power source. For this reason, solar cells having power storage properties have been proposed.

If the solar cell has a power storage property, the power stored after the irradiation of light to the solar cell is stopped can be supplied for a certain period of time.

However, if the solar cell is simply a battery, the IV characteristic (current-voltage characteristic) may be worse than that of a solar battery that does not have a battery. In addition, when the irradiation of light to the solar cell is stopped, there is a possibility that a sudden drop in the output voltage occurs.

特表２００９−１３５０２５号公報Special table 2009-1335025

本発明が解決しようとする課題は、Ｉ−Ｖ特性に優れ、且つ、光の照射が停止された際の出力電圧の降下を抑制することができる光発電システムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a photovoltaic system that is excellent in IV characteristics and that can suppress a drop in output voltage when light irradiation is stopped.

実施形態にかかる光発電システムは、 光のエネルギーを電力に変換する発電部を少なくとも１つ有した発電モジュールと、前記発電部により変換された電力を蓄電する蓄電装置を有した蓄電モジュールと、ＤＣ−ＤＣコンバータ、を備え、前記発電モジュールと、前記蓄電モジュールと、ＤＣ−ＤＣコンバータは並列に接続され、前記発電モジュールの出力電圧が一定値以下になったとき、前記蓄電モジュールから電力が供給され、前記蓄電モジュールの出力電圧が一定値以下になったときにＤＣ−ＤＣコンバータが動作することを特徴とするものである。   A photovoltaic power generation system according to an embodiment includes a power generation module having at least one power generation unit that converts light energy into electric power, a power storage module having a power storage device that stores electric power converted by the power generation unit, and a DC A DC converter, and the power generation module, the power storage module, and the DC-DC converter are connected in parallel, and power is supplied from the power storage module when the output voltage of the power generation module falls below a certain value. The DC-DC converter operates when the output voltage of the power storage module falls below a certain value.

本実施の形態に係る光発電システムを例示するための模式図である。It is a mimetic diagram for illustrating a photovoltaic system concerning this embodiment. 本実施の形態に係る他の光発電システムを例示するための模式図である。It is a schematic diagram for illustrating the other photovoltaic power generation system which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るさらに別の光発電システムを例示するための模式図である。It is a schematic diagram for illustrating another photovoltaic power generation system which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る蓄電モジュールを例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating the electrical storage module concerning this embodiment. 本実施の形態に係る光発電システムのＩ−Ｖ特性を例示するための模式グラフ図である。It is a schematic graph for demonstrating the IV characteristic of the photovoltaic system which concerns on this Embodiment.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、本実施の形態に係る光発電システムを例示するための模式図である。 図１中、１は発電モジュール、２は蓄電モジュール、３はＤＣ−ＤＣコンバータ、４は負荷、５はダイオードである。
まず、発電モジュールについて説明する。発電モジュールは光のエネルギーを電力に変換する発電部を少なくとも１つ有したものである。つまり、発電部は、光起電力効果を利用して、太陽光などの光のエネルギーを電力に変換するものである。

発電部としては、例えば、太陽電池（光電池などとも称される）などとすることができる。発電部を太陽電池とする場合には、太陽電池の種類に特に限定はない。なお、発電部を太陽電池とする場合は、一枚の透明基板（ガラス板など）上に形成された太陽電池パネルを一つの発電部とカウントするものとする。 例えば、発電部は、シリコン系の太陽電池、化合物系の太陽電池、有機系の太陽電池などとすることができる。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.

FIG. 1 is a schematic diagram for illustrating the photovoltaic system according to the present embodiment. In FIG. 1, 1 is a power generation module, 2 is a power storage module, 3 is a DC-DC converter, 4 is a load, and 5 is a diode.
First, the power generation module will be described. The power generation module has at least one power generation unit that converts light energy into electric power. That is, the power generation unit converts the energy of light such as sunlight into electric power by using the photovoltaic effect.

As the power generation unit, for example, a solar cell (also referred to as a photovoltaic cell) can be used. When the power generation unit is a solar cell, the type of solar cell is not particularly limited. When the power generation unit is a solar cell, a solar cell panel formed on one transparent substrate (such as a glass plate) is counted as one power generation unit. For example, the power generation unit may be a silicon solar cell, a compound solar cell, an organic solar cell, or the like.

シリコン系の太陽電池としては、例えば、結晶シリコンやアモルファスシリコンを用いたものを例示することができる。

結晶シリコンを用いたものとしては、単結晶シリコンを用いたもの（単結晶シリコン型）、多結晶シリコンを用いたもの（多結晶シリコン型）、微細な結晶のシリコンを用いたもの（微結晶シリコン型）などを例示することができる。

また、結晶シリコンとアモルファスシリコンを積層したもの（ハイブリッド型）としたり、吸収波長域の異なるシリコン層を積層したもの（多接合型）としたりすることもできる。 Examples of the silicon-based solar battery include those using crystalline silicon or amorphous silicon.

As crystalline silicon, those using single crystal silicon (single crystal silicon type), those using polycrystalline silicon (polycrystalline silicon type), those using fine crystalline silicon (microcrystalline silicon) Type) and the like.

Moreover, it can also be set as what laminated | stacked crystalline silicon and amorphous silicon (hybrid type), or what laminated | stacked the silicon layer from which an absorption wavelength range differs (multi-junction type).

化合物系の太陽電池としては、例えば、ＩｎＧａＡｓ（インジウム・ガリウム・ヒ素）、ＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）、カルコパイライト系と呼ばれるI-III-ＶI族化合物などを用いたものを例示することができる。

有機系の太陽電池としては、例えば、有機色素を用いて光起電力を得る太陽電池（色素増感太陽電池）、有機薄膜半導体を用いて光起電力を得る太陽電池（有機薄膜太陽電池）などを例示することができる。
なお、発電部は、例示をしたものに限定されるわけではなく、光起電力効果を利用して、太陽光などの光のエネルギーを電力に変換できるものであればよい。
また、図２に示したように、複数の発電モジュール１を直列に接続することも可能である。 Examples of compound solar cells include those using InGaAs (indium gallium arsenic), GaAs (gallium arsenic), I-III-VI group compounds called chalcopyrite.

Examples of organic solar cells include solar cells that obtain photovoltaic power using organic dyes (dye-sensitized solar cells), solar cells that obtain photovoltaic power using organic thin film semiconductors (organic thin film solar cells), and the like. Can be illustrated.
Note that the power generation unit is not limited to that illustrated, and any power generation unit may be used as long as it can convert light energy such as sunlight into electric power using the photovoltaic effect.
Moreover, as shown in FIG. 2, it is also possible to connect the several electric power generation module 1 in series.

次に、図４を参照しつつ蓄電モジュール２について例示をする。蓄電モジュール２は、発電部により変換された電力を蓄電する蓄電装置１１を備えている。
図４に示すように、蓄電装置１１には、電極部１２（第１の電極部の一例に相当する）、電極部１３（第２の電極部の一例に相当する）、封止部１４、蓄電部１５、電解液１６、保護部１７、還元部１８が設けられている。

電極部１２は、板状を呈し、導電性を有する材料から形成されている。
電極部１２は、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、白金などの金属から形成することができる。
電極部１３は、板状を呈し、電極部１２と対峙して設けられている。

電極部１３は、導電性を有する材料から形成されている。

電極部１３は、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、白金などの金属から形成することができる。
この場合、電極部１２と電極部１３とを同じ材料から形成することもできるし、電極部１２と電極部１３とを異なる材料から形成することもできる。
Next, the power storage module 2 is illustrated with reference to FIG. The power storage module 2 includes a power storage device 11 that stores the power converted by the power generation unit.
As shown in FIG. 4, the power storage device 11 includes an electrode part 12 (corresponding to an example of a first electrode part), an electrode part 13 (corresponding to an example of a second electrode part), a sealing part 14, A power storage unit 15, an electrolytic solution 16, a protection unit 17, and a reduction unit 18 are provided.

The electrode portion 12 has a plate shape and is made of a conductive material.
The electrode part 12 can be formed from metals, such as aluminum, copper, stainless steel, platinum, for example.
The electrode portion 13 has a plate shape and is provided to face the electrode portion 12.

The electrode part 13 is formed from the material which has electroconductivity.

The electrode part 13 can be formed from metals, such as aluminum, copper, stainless steel, platinum, for example.
In this case, the electrode part 12 and the electrode part 13 can also be formed from the same material, and the electrode part 12 and the electrode part 13 can also be formed from different materials.

また、電極部１２および電極部１３の材料は導電性を有するものであれば、透光性を有したものであってもよい。

電極部１２および電極部１３は、例えば、透光性を有する板状体にＩＴＯ、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide）、ＦＴＯ（Fluorine-doped Tin Oxide）、ＳｎＯ２、ＩｎＯ３などからなる膜を形成したものとすることもできる。
なお、電極部１２および電極部１３のいずれか一方が透光性を有し、いずれか他方が透光性を有さないものとすることもできる。また、電極部１２および電極部１３は、基板（図示しない）上に設けられる。基板はガラス基板や絶縁処理した金属基板などが例示される。
Moreover, as long as the material of the electrode part 12 and the electrode part 13 has electroconductivity, what had translucency may be sufficient.

For example, the electrode part 12 and the electrode part 13 are formed by forming a film made of ITO, IZO (Indium Zinc Oxide), FTO (Fluorine-doped Tin Oxide), SnO 2 , InO 3 or the like on a light-transmitting plate-like body. It can also be.
In addition, any one of the electrode part 12 and the electrode part 13 may have translucency, and either one may not have translucency. Moreover, the electrode part 12 and the electrode part 13 are provided on a board | substrate (not shown). Examples of the substrate include a glass substrate and an insulated metal substrate.

なお、蓄電部１５が設けられる側の電極部１３が負極側の電極となる。また、負極側の電極となる電極部１３に対峙する電極部１２が正極側の電極となる。
封止部１４は、電極部１２と電極部１３との間に設けられ、電極部１２の周縁部と電極部１３の周縁部とを封止する。

すなわち、封止部１４は、電極部１２と電極部１３の周縁に沿って蓄電装置１１の内部を囲うように設けられ、電極部１２側と電極部１３側とを接合することで蓄電装置１１の内部を密閉する。 Note that the electrode portion 13 on the side where the power storage unit 15 is provided serves as a negative electrode. Moreover, the electrode part 12 which opposes the electrode part 13 used as the negative electrode is a positive electrode.
The sealing part 14 is provided between the electrode part 12 and the electrode part 13 and seals the peripheral part of the electrode part 12 and the peripheral part of the electrode part 13.

That is, the sealing portion 14 is provided so as to surround the inside of the power storage device 11 along the periphery of the electrode portion 12 and the electrode portion 13, and the power storage device 11 is joined by joining the electrode portion 12 side and the electrode portion 13 side. Seal inside.

封止部１４は、ガラス材料を含むものとすることができる。

封止部１４は、例えば、粉末ガラス、アクリル樹脂などのバインダ、有機溶媒などを混合してペースト状にしたガラスフリットを用いて形成することができる。

粉末ガラスの材料としては、例えば、バナジン酸塩系ガラスや酸化ビスマス系ガラスなどを例示することができる。 The sealing part 14 shall contain a glass material.

The sealing portion 14 can be formed using, for example, a glass frit that is made into a paste by mixing powder glass, a binder such as an acrylic resin, an organic solvent, or the like.

Examples of the powder glass material include vanadate glass and bismuth oxide glass.

この場合、封止部１４は、ペースト状にしたガラスフリットを封止対象部分に塗布し、これを焼成して形成することができる。そして、封止部１４を加熱することで封止部１４を溶融させて封止を行うようにすることができる。例えば、形成された封止部１４にレーザ光を照射し、封止部１４のレーザ光が照射された部分を溶融させることで封止を行うようにすることができる。   In this case, the sealing portion 14 can be formed by applying paste-like glass frit to a portion to be sealed and firing it. And it can seal by melting the sealing part 14 by heating the sealing part 14. For example, sealing can be performed by irradiating the formed sealing portion 14 with laser light and melting a portion of the sealing portion 14 irradiated with the laser light.

なお、封止部１４は、ガラス材料を含むものに限定されるわけではない。

例えば、封止部１４は、樹脂材料を含み、電極部１２と電極部１３との間に接着されたものとすることもできる。 In addition, the sealing part 14 is not necessarily limited to what contains a glass material.

For example, the sealing part 14 may include a resin material and be bonded between the electrode part 12 and the electrode part 13.

蓄電部１５は、封止部１４の内側であって、電極部１３の電極部１２に対峙する側の面に設けられている。

蓄電部１５は、保護部１７を介して電極部１３上に設けられている。

蓄電部１５は、蓄電性を有する材料から形成されている。

蓄電部１５は、例えば、ＷＯ３（酸化タングステン）から形成されるものとすることができる。

蓄電部１５は、多孔質構造を有するものとすることができる。また、多孔質構造の空隙率は２０〜８０ｖｏｌ％の範囲であることが好ましい。また、平均粒径１〜１００ｎｍの酸化タングステン粒子が好ましい。また、蓄電性能を向上させるために酸化タングステン粒子の表面に金属被膜、金属酸化物被膜を設けてもよい。 The power storage unit 15 is provided inside the sealing unit 14 and on the surface of the electrode unit 13 facing the electrode unit 12.

The power storage unit 15 is provided on the electrode unit 13 via the protection unit 17.

The power storage unit 15 is formed of a material having a power storage property.

The power storage unit 15 can be made of, for example, WO 3 (tungsten oxide).

The power storage unit 15 can have a porous structure. Moreover, it is preferable that the porosity of a porous structure is the range of 20-80 vol%. Further, tungsten oxide particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm are preferable. In addition, a metal film or a metal oxide film may be provided on the surface of the tungsten oxide particles in order to improve power storage performance.

蓄電部１５を多孔質構造を有するものとすれば、電解液１６との接触面積を大きくすることができる。そのため、蓄電部１５への蓄電を容易とすることができる。

蓄電部１５の厚み寸法は、例えば、３０μｍ程度とすることができる。

例えば、蓄電部１５は、直径寸法が２０ｎｍ程度のＷＯ３の粒子を３０μｍ程度の厚みに積層させることで形成されたものとすることができる。

また、蓄電部１５の厚みは蓄電機能を有すれば特に限定されるものではないが、１μｍ〜１００μｍが好ましい。 If the power storage unit 15 has a porous structure, the contact area with the electrolytic solution 16 can be increased. As a result, power storage in the power storage unit 15 can be facilitated.

The thickness dimension of the electrical storage part 15 can be about 30 micrometers, for example.

For example, the power storage unit 15 can be formed by laminating WO 3 particles having a diameter of about 20 nm to a thickness of about 30 μm.

The thickness of the power storage unit 15 is not particularly limited as long as it has a power storage function, but is preferably 1 μm to 100 μm.

電解液１６は、封止部１４の内側に設けられている。

すなわち、電解液１６は、電極部１２と電極部１３と封止部１４とで画される空間に充填されている。

電解液１６は、例えば、ヨウ素を含む電解液とすることができる。電解液１６は、例えば、アセトニトリルなどの溶媒に、ヨウ化リチウムとヨウ素とを溶解させたものとすることができる。 The electrolytic solution 16 is provided inside the sealing portion 14.

That is, the electrolytic solution 16 is filled in a space defined by the electrode part 12, the electrode part 13, and the sealing part 14.

The electrolytic solution 16 can be, for example, an electrolytic solution containing iodine. The electrolyte solution 16 can be obtained by, for example, dissolving lithium iodide and iodine in a solvent such as acetonitrile.

保護部１７は、膜状を呈し、蓄電部１５と電極部１３との間に設けられている。保護部１７は、封止部１４により画された電極部１３の表面を覆うように設けられている。保護部１７は、電解液１６により電極部１３が腐食するのを抑制するために設けられている。そのため、保護部１７は、導電性と、電解液１６に対する耐薬品性とを有する材料から形成される。

保護部１７は、例えば、炭素や白金などから形成されるものとすることができる。

保護部１７の厚み寸法は、例えば、１００ｎｍ程度とすることができる。

なお、電極部１３が電解液１６に対する耐薬品性を有する材料から形成される場合には、保護部１７は、必ずしも設ける必要はない。 The protection unit 17 has a film shape and is provided between the power storage unit 15 and the electrode unit 13. The protection part 17 is provided so as to cover the surface of the electrode part 13 defined by the sealing part 14. The protection part 17 is provided in order to prevent the electrode part 13 from being corroded by the electrolytic solution 16. Therefore, the protection part 17 is formed from a material having conductivity and chemical resistance against the electrolytic solution 16.

The protection part 17 can be made of, for example, carbon or platinum.

The thickness dimension of the protection part 17 can be about 100 nm, for example.

In addition, when the electrode part 13 is formed from the material which has chemical resistance with respect to the electrolyte solution 16, the protection part 17 does not necessarily need to be provided.

還元部１８は、膜状を呈し、封止部１４により画された電極部１２の表面を覆うように設けられている。

還元部１８は、電解液１６に含まれているイオンを還元するために設けられている。例えば、還元部１８は、電解液１６に含まれているＩ３ −イオン（三ヨウ化物イオン）をＩ−イオン（ヨウ化物イオン）に還元する。 The reducing part 18 has a film shape and is provided so as to cover the surface of the electrode part 12 defined by the sealing part 14.

The reducing unit 18 is provided to reduce ions contained in the electrolytic solution 16. For example, the reducing unit 18 reduces I 3 − ions (triiodide ions) contained in the electrolytic solution 16 to I − ions (iodide ions).

そのため、還元部１８は、導電性と、電解液１６に対する耐薬品性と、電解液１６に含まれているイオンの還元を考慮した材料から形成される。

還元部１８は、例えば、炭素や白金などから形成されるものとすることができる。還元部１８の厚み寸法は、例えば、８０ｎｍ程度とすることができる。
なお、蓄電モジュールは図２に示したように、複数の蓄電モジュールを直列に接続してもよい。 Therefore, the reducing part 18 is formed from a material that takes into consideration conductivity, chemical resistance to the electrolytic solution 16 and reduction of ions contained in the electrolytic solution 16.

The reducing unit 18 can be formed of, for example, carbon or platinum. The thickness dimension of the reduction | restoration part 18 can be about 80 nm, for example.
As shown in FIG. 2, the power storage module may be a plurality of power storage modules connected in series.

本実施の形態では、発電モジュール１、蓄電モジュール２、さらにＤＣ−ＤＣコンバータ３を並列に接続し、負荷４に接続している。ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電圧を別の直流電圧に変換する装置である。つまり、所定の電圧を異なる電圧に変換する装置である。変換効率の良い装置として、スイッチング電源が例示される。
また、負荷４は、パソコンやテレビなどの小電力設備、家庭や工場などの中・大規模設備、スマートグリッドなどの総合設備など電力を使う設備であれば特に限定されるものではない。
また、図３に示すように、発電モジュール１と蓄電モジュール２とを積層させるとともに、太陽光などの光が照射される側に発電モジュール１が設けられるようにすることができる。この様にすれば、光発電システム１の設置面積を小さくすることができる。 In the present embodiment, the power generation module 1, the power storage module 2, and the DC-DC converter 3 are connected in parallel and connected to the load 4. A DC-DC converter is a device that converts a DC voltage into another DC voltage. That is, a device that converts a predetermined voltage into a different voltage. A switching power supply is illustrated as an apparatus with good conversion efficiency.
Further, the load 4 is not particularly limited as long as it is a facility that uses electric power, such as a small power facility such as a personal computer or a television, a medium or large scale facility such as a home or factory, or a comprehensive facility such as a smart grid.
Further, as shown in FIG. 3, the power generation module 1 and the power storage module 2 can be stacked, and the power generation module 1 can be provided on the side irradiated with light such as sunlight. In this way, the installation area of the photovoltaic system 1 can be reduced.

次に、光発電システムの作用について例示をする。
発電モジュール１に設けられた発電部に太陽光などの光が照射されると、発電部により太陽光などの光のエネルギーが電力に変換される。この様にして変換された電力の一部は負荷４供給され、消費される。

また、変換された電力の一部は蓄電モジュール２に設けられた蓄電装置１１に供給される。蓄電装置１１に供給された電力は、蓄電部１５に電気化学的に蓄電される。 Next, the operation of the photovoltaic system is illustrated.
When light such as sunlight is irradiated on the power generation unit provided in the power generation module 1, energy of light such as sunlight is converted into electric power by the power generation unit. A part of the converted electric power is supplied to the load 4 and consumed.

A part of the converted electric power is supplied to the power storage device 11 provided in the power storage module 2. The electric power supplied to the power storage device 11 is electrochemically stored in the power storage unit 15.

発電モジュール１に対する太陽光などの光の照射が停止された場合には、発電部による光のエネルギーの変換が行われなくなる。すると、蓄電部１５に電気化学的に蓄電されていた電力が負荷４に供給されるようになる。そのため、発電モジュール１に対する太陽光などの光の照射が停止された場合であっても、負荷４に電力を一定時間の間供給することができる。蓄電モジュール２から供給される電力は、蓄電モジュールの蓄電容量や負荷の大きさによって消費されるスピードが変わる。
本実施の形態では、蓄電モジュール２と負荷４との間にＤＣ−ＤＣコンバータを配置することにより、蓄電モジュール２から供給される電力が一定値まで低下した際に、ＤＣ−ＤＣコンバータにより一定の電力に変換し、負荷４に供給する電力を安定させることが可能となる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータにより電力を変換している間に商用電源へ切り替えることを可能とする。 When irradiation of light such as sunlight to the power generation module 1 is stopped, conversion of light energy by the power generation unit is not performed. Then, the electric power that is electrochemically stored in the power storage unit 15 is supplied to the load 4. Therefore, even when irradiation of light such as sunlight to the power generation module 1 is stopped, power can be supplied to the load 4 for a certain period of time. The speed at which the electric power supplied from the power storage module 2 is consumed varies depending on the power storage capacity of the power storage module and the load.
In the present embodiment, by arranging the DC-DC converter between the power storage module 2 and the load 4, when the power supplied from the power storage module 2 is reduced to a certain value, the DC-DC converter It becomes possible to stabilize the electric power that is converted into electric power and supplied to the load 4. In addition, it is possible to switch to a commercial power source while power is being converted by the DC-DC converter.

ここで図５を用いて本実施の形態のＩ−Ｖ特性を例示する。縦軸は、光発電システムが供給する電力の電圧、横軸は時間である。発電モジュール１は光を浴びで一定の電圧を供給することになる。天候の変化などにより日照量が低下すると発電モジュール１からの電力は低下する。このとき、一定の電圧（△Ｖ１）まで下がると蓄電モジュール２から電力が供給される。蓄電モジュール２に蓄えられた電力に応じて、電力が供給される。蓄電モジュール２からの電圧が一定の電圧（△Ｖ２）まで下がると、ＤＣ−ＤＣコンバータにより一定の電圧になるように変換していく。
また、ＤＣ−ＤＣコンバータにより一定の電圧に変換している間に、商用電源などへの切り替えを行うものとする。これにより、太陽電池などの発電モジュールに関する日照量変化に伴い電力供給が不安定になる問題を改善することができる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えることにより、蓄電モジュールが必要以上に大型化することを防ぐことができる。そのため、省スペース化を行うことができる。 Here, the IV characteristic of the present embodiment will be illustrated with reference to FIG. The vertical axis represents the voltage of power supplied by the photovoltaic system, and the horizontal axis represents time. The power generation module 1 is exposed to light and supplies a constant voltage. When the amount of sunlight decreases due to changes in the weather, the power from the power generation module 1 decreases. At this time, power is supplied from the power storage module 2 when the voltage drops to a certain voltage (ΔV1). Electric power is supplied according to the electric power stored in the power storage module 2. When the voltage from the power storage module 2 drops to a constant voltage (ΔV2), the voltage is converted to a constant voltage by the DC-DC converter.
In addition, switching to a commercial power source or the like is performed while the voltage is being converted to a constant voltage by the DC-DC converter. Thereby, the problem that electric power supply becomes unstable with the change in the amount of sunshine related to the power generation module such as a solar battery can be improved. Further, by providing the DC-DC converter, it is possible to prevent the power storage module from becoming larger than necessary. Therefore, space saving can be performed.

また、発電モジュール１と蓄電モジュール２の間にダイオード５を設けることにより、蓄電モジュール２からの電流が発電モジュール１に流れ込む逆流現象を防ぐことができる。逆流防止のダイオード５を設けることにより、蓄電モジュール２の電力を効率的にＤＣ−ＤＣコンバータや負荷に供給することができる。そのため、蓄電モジュール２から供給される電圧が一定値（△Ｖ２）まで低下する時間を１秒以上稼ぐことができる。また、蓄電モジュールから供給される電圧が一定値（△Ｖ２）まで下がる時間を１０秒以上とすることによりＤＣ−ＤＣコンバータの動作時間や負荷の能力低下を考慮して、商用電源などと切り替える時間を制御し易くなる。なお、蓄電モジュールから供給される電圧が一定値（△Ｖ２）まで低下する時間があまり長すぎると蓄電モジュールの大型化をまねくおそれがある。そのため、蓄電モジュールから供給される電圧が一定値（△Ｖ２）まで低下する時間は５分以下が好ましい。   Further, by providing the diode 5 between the power generation module 1 and the power storage module 2, it is possible to prevent a backflow phenomenon in which a current from the power storage module 2 flows into the power generation module 1. By providing the diode 5 for preventing the backflow, the power of the power storage module 2 can be efficiently supplied to the DC-DC converter and the load. Therefore, the time for the voltage supplied from the power storage module 2 to drop to a certain value (ΔV2) can be earned for 1 second or longer. In addition, by setting the time for the voltage supplied from the power storage module to fall to a certain value (ΔV2) to 10 seconds or longer, the time for switching to a commercial power supply or the like in consideration of the operation time of the DC-DC converter and the load capacity decrease It becomes easy to control. Note that if the time during which the voltage supplied from the power storage module is reduced to a certain value (ΔV2) is too long, the power storage module may be increased in size. Therefore, the time for the voltage supplied from the power storage module to drop to a certain value (ΔV2) is preferably 5 minutes or less.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was illustrated, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

１…発電モジュール
２…蓄電モジュール
３…ＤＣ−ＤＣコンバータ
４…負荷
５…ダイオード
１１…蓄電装置
１２…電極部
１３…電極部
１４…封止部
１…蓄電部
１６…電解液
１７…保護部
１８…還元部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power generation module 2 ... Power storage module 3 ... DC-DC converter 4 ... Load 5 ... Diode 11 ... Power storage device 12 ... Electrode part 13 ... Electrode part 14 ... Sealing part 1 ... Power storage part 16 ... Electrolytic solution 17 ... Protection part 18 ... reduction part

Claims (7)

光のエネルギーを電力に変換する発電部を少なくとも１つ有した発電モジュールと、
前記発電部により変換された電力を蓄電する蓄電装置を有した蓄電モジュールと、
ＤＣ−ＤＣコンバータ、
を備え、
前記発電モジュールと、前記蓄電モジュールと、ＤＣ−ＤＣコンバータは並列に接続され、
前記発電モジュールの出力電圧が一定値以下になったとき、前記蓄電モジュールから電力が供給され、前記蓄電モジュールの出力電圧が一定値以下になったときにＤＣ−ＤＣコンバータが動作することを特徴とする光発電システム。 A power generation module having at least one power generation unit that converts light energy into electric power;
A power storage module having a power storage device for storing the power converted by the power generation unit;
DC-DC converter,
With
The power generation module, the power storage module, and the DC-DC converter are connected in parallel.
When the output voltage of the power generation module falls below a certain value, power is supplied from the electricity storage module, and when the output voltage of the electricity storage module falls below a certain value, the DC-DC converter operates. Photovoltaic power generation system. 前記発電モジュールと、前記蓄電モジュールと、が積層され、
前記発電モジュールは、光が照射される側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光発電システム。 The power generation module and the power storage module are stacked,
The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the power generation module is provided on a light irradiation side. 前記蓄電装置は、酸化タングステン粒子層を有することを特徴とする請求項１記載の光発電システム。   The photovoltaic system according to claim 1, wherein the power storage device has a tungsten oxide particle layer. 前記蓄電モジュールから電圧が供給され、前記蓄電モジュールの出力電圧が一定値以下になるまで１秒以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光発電システム。   4. The photovoltaic system according to claim 1, wherein a voltage is supplied from the power storage module, and the output voltage of the power storage module is 1 second or longer until the voltage drops below a certain value. 5. . 前記発電モジュールと前記蓄電モジュールの間にはダイオードが配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光発電システム。   The photovoltaic system according to any one of claims 1 to 4, wherein a diode is disposed between the power generation module and the power storage module. 複数の発電モジュールおよび複数の蓄電モジュールを有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光発電システム。   The photovoltaic system according to any one of claims 1 to 5, comprising a plurality of power generation modules and a plurality of power storage modules. 前記ＤＣ−ＤＣコンバータにより、電力を変換している間に商用電源からの電力供給を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光発電システム。   The photovoltaic system according to any one of claims 1 to 6, wherein power is supplied from a commercial power source while power is being converted by the DC-DC converter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10491047B2 (en) 2017-02-23 2019-11-26 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Device for performing optical power transfer from an optical energy source to a load

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