JP2014209826A - Independent power supply - Google Patents

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JP2014209826A
JP2014209826A JP2013133009A JP2013133009A JP2014209826A JP 2014209826 A JP2014209826 A JP 2014209826A JP 2013133009 A JP2013133009 A JP 2013133009A JP 2013133009 A JP2013133009 A JP 2013133009A JP 2014209826 A JP2014209826 A JP 2014209826A
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昌隆 岩崎
Masataka Iwasaki
昌隆 岩崎
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Panasonic Corp
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an independent power supply using a solar cell capable of solving a problem in conventional secondary batteries which are repeatedly used from a full-charged state to a point immediately before the charged quantity of electricity runs out resulting in unsatisfactory service life by means of a float charging.SOLUTION: The independent power supply sequentially calculates the current amount flowing in/out a secondary battery. After charging the secondary battery to a certain level in a manner of bulk charge, the charging is continued up so as to replenish the discharged electric quantity. After the discharged electric quantity becomes equal to the charged electric quantity, the charging mode enters into a zero-charge mode to stop the charging. If the secondary battery cannot get full by the electricity from a solar cell module during day-time, the electric power generation of the solar cell module can be effectively used according to how to use a commercial power supply that fully charges the secondary battery as a night-time commercial power supply.

Description

本発明は太陽電池モジュールと二次電池を組み合わせた独立電源装置に関する発明である。   The present invention relates to an independent power supply device combining a solar cell module and a secondary battery.

太陽電池は太陽光を用いて発電する電池である。無尽蔵ともいえる太陽光を利用するため、クリーンで安全なエネルギーとして注目されている。しかし、夜間の太陽光がない時間帯では、発電できなくなるという課題があった。そこで、太陽電池によって発電した電気を二次電池に貯えて置き、昼間は、太陽光による発電の電気を利用し、夜間は昼間充電しておいた二次電池の電気を負荷に供給する独立電源装置が提唱されている(特許文献1)。   A solar cell is a battery that generates power using sunlight. Because it uses sunlight, which can be said to be inexhaustible, it is attracting attention as a clean and safe energy. However, there was a problem that power generation could not be performed during the time when there was no sunlight at night. Therefore, an independent power source that stores the electricity generated by the solar cell in a secondary battery, uses the electricity generated by sunlight during the daytime, and supplies the secondary battery electricity that was charged during the daytime to the load. An apparatus has been proposed (Patent Document 1).

また、二次電池の充電方法に関しては、トリクル充電やフロート充電といった方法が提唱されている(特許文献2)。ここでトリクル充電とは、二次電池の自己放電分だけを充電すべく、微小電流で充電を継続する方法をいう。この充電方法では、大きく放電した電力を再度充電するには、時間がかかるものの、過充電を心配する必要はあまりない。   Moreover, regarding the charging method of the secondary battery, methods such as trickle charging and float charging have been proposed (Patent Document 2). Here, trickle charging refers to a method of continuing charging with a minute current so as to charge only the self-discharge of the secondary battery. In this charging method, although it takes time to recharge the largely discharged power, it is not necessary to worry about overcharging.

一方、フロート充電とは、満充電になるまで充電した後は、バイパス回路によって電流を他(負荷等)に流し、二次電池への負担を低減する方法である。電圧は二次電池にかけたままであるので、充電しながら負荷にも電力を供給されるという特徴がある。このような方法で充電するために、フロート充電は二次電池を長持ちさせることができるとされている。   On the other hand, the float charging is a method of reducing a burden on the secondary battery by flowing current to another (load or the like) by a bypass circuit after charging until the battery is fully charged. Since the voltage remains applied to the secondary battery, power is supplied to the load while charging. In order to charge by such a method, it is said that float charging can make a secondary battery last longer.

特開平05−074499号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-074499 特開平08−017473号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-017473

太陽電池を用いた独立電源装置は、太陽電池モジュールからの電力を負荷に出力する。したがって、夜間太陽電池モジュールが発電を行わない場合は、二次電池の電力を負荷に供給することになる。すなわち、太陽電池を用いた独立電源装置では、二次電池は夜間と昼間で放電と充電を繰り返すため、負担が多いと言える。   The independent power supply device using a solar cell outputs power from the solar cell module to a load. Therefore, when the night solar cell module does not generate power, the power of the secondary battery is supplied to the load. That is, in an independent power supply device using a solar battery, it can be said that the secondary battery repeatedly discharges and charges at night and daytime, and thus has a heavy burden.

このような二次電池に充電を行う際は、放出した電力を所定電圧まで最大電力で充電するバルク充電と、過充電を防止するために所定時間定電圧充電を行う吸収充電と、その後自己放電分を補う電圧で充電と負荷への電力供給を行うフロート充電が行われている。   When charging such a secondary battery, bulk charging for charging the discharged power up to a predetermined voltage at maximum power, absorption charging for performing constant voltage charging for a predetermined time to prevent overcharging, and then self-discharge Float charging is performed to charge and supply power to the load with a voltage that compensates for the amount.

しかし、フロート充電は、常に満充電に近い状態で使用される二次電池に対しては、長寿命化に効果があるものの、太陽電池を用いた独立電源装置では、満充電から貯蔵電力が枯渇する直前までの間を日々繰り返すため、通常言われているように二次電池の寿命を長くできないという課題があった。   However, although float charging is effective in extending the life of secondary batteries that are always used in a state close to full charge, the independent power supply using solar cells depletes the stored power from full charge. Since the period until immediately before is repeated every day, there is a problem that the life of the secondary battery cannot be extended as is usually said.

また、二次電池の寿命を長くしつつ、太陽電池モジュールの効率的な利用方法については、従来知見がなかった。   Moreover, there has been no knowledge in the past about how to efficiently use the solar cell module while extending the life of the secondary battery.

本発明は、上記の課題に鑑みて想到されたものである。本発明の発明者は、満充電と大量の電力放電を繰り返す二次電池にあっては、バルク充電で二次電池の端子間電圧が所定の値になる時と、定電圧充電によって充放電電気量がゼロになる時の時間差が所定の時間になった時に、過充電処理を行うことで、電池寿命を延ばすのに効果があることを見出して完成するに至った。また、商用電源を利用することで、太陽電池モジュールの効率的な利用が可能であることを見出した。   The present invention has been conceived in view of the above problems. The inventor of the present invention, in a secondary battery that repeats a full charge and a large amount of power discharge, when the voltage between the terminals of the secondary battery reaches a predetermined value in the bulk charge, and charge and discharge electricity by the constant voltage charge When the time difference when the amount becomes zero reaches a predetermined time, it has been found that there is an effect in extending the battery life by performing the overcharge process. Moreover, it discovered that the solar cell module could be used efficiently by using a commercial power source.

より具体的に本発明の独立電源装置は、
太陽エネルギーにて発電する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールで発電した発電電力を負荷に供給するとともに、余剰電力を二次電池に充電し、前記発電電力が不足した時は前記二次電池から前記負荷に不足電力を供給する独立電源装置であって、
前記太陽電池モジュールにて発電した電力若しくは、商用電源からの電力の、前記二次電池への充電量および前記負荷に対する電力供給量を制御する充放電制御手段と、
前記二次電池の電圧を計測する電圧センサと、
前記二次電池への充電電流および前記二次電池からの放電電流を計測する充放電電流センサと、
前記電圧センサと前記充放電電流センサからの計測値に基づいて前記二次電池への充電電気量および前記二次電池からの放電電気量の合計である充放電電気量を演算する充放電電気量演算手段を有し、
前記充放電制御手段は前記二次電池を充電する際は、
前記二次電池電圧が定電圧設定値(V2)に達する時と、前記充放電電気量がゼロ以上になった時の時間差が所定の時間以下になったら、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電し、
また、前記二次電池が前記太陽電池モジュールで前記充放電電気量がゼロまで充電できなかった場合は、夜になってから商用電源から前記二次電池に充電することを特徴とする。
More specifically, the independent power supply device of the present invention is:
A solar cell module that generates power with solar energy;
An independent power supply that supplies generated power generated by the solar cell module to a load, charges surplus power to a secondary battery, and supplies insufficient power from the secondary battery to the load when the generated power is insufficient Because
Charge / discharge control means for controlling the amount of power generated by the solar cell module or the amount of power supplied from a commercial power source to the secondary battery and the amount of power supplied to the load;
A voltage sensor for measuring the voltage of the secondary battery;
A charge / discharge current sensor for measuring a charge current to the secondary battery and a discharge current from the secondary battery;
Charging / discharging electric quantity which calculates the charging / discharging electric quantity which is the sum total of the charging electric quantity to the said secondary battery, and the discharging electric quantity from the said secondary battery based on the measured value from the said voltage sensor and the said charging / discharging current sensor Having an arithmetic means;
When the charge / discharge control means charges the secondary battery,
When the time difference between the time when the secondary battery voltage reaches a constant voltage setting value (V2) and the time when the charge / discharge electricity amount becomes zero or more becomes a predetermined time or less, the charge / discharge electricity amount becomes a predetermined amount or more. Overcharge until
In addition, when the secondary battery is the solar battery module and the charge / discharge electricity amount cannot be charged to zero, the secondary battery is charged from a commercial power source at night.

また、本発明に係る独立電源装置では、
太陽エネルギーにて発電する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールで発電した発電電力を負荷に供給するとともに、余剰電力を二次電池に充電し、前記発電電力が不足した時は前記二次電池から前記負荷に不足電力を供給する独立電源装置であって、
前記太陽電池モジュールにて発電した電力若しくは、商用電源からの電力の、前記二次電池への充電量および前記負荷に対する電力供給量を制御する充放電制御手段と、
前記二次電池の電圧を計測する電圧センサと、
前記二次電池への充電電流および前記二次電池からの放電電流を計測する充放電電流センサと、
前記電圧センサと前記充放電電流センサからの計測値に基づいて前記二次電池への充電電気量および前記二次電池からの放電電気量の合計である充放電電気量を演算する充放電電気量演算手段を有し、
前記充放電制御手段は前記二次電池を充電する際は、
前記二次電池電圧が定電圧設定値(V2)に達する時と、前記充放電電気量がゼロ以上になった時の時間差が所定の時間以下になったら、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電し、
また、前記二次電池が実行深度まで利用されたら、商用電源から前記二次電池に充電することを特徴とする。
Moreover, in the independent power supply device according to the present invention,
A solar cell module that generates power with solar energy;
An independent power supply that supplies generated power generated by the solar cell module to a load, charges surplus power to a secondary battery, and supplies insufficient power from the secondary battery to the load when the generated power is insufficient Because
Charge / discharge control means for controlling the amount of power generated by the solar cell module or the amount of power supplied from a commercial power source to the secondary battery and the amount of power supplied to the load;
A voltage sensor for measuring the voltage of the secondary battery;
A charge / discharge current sensor for measuring a charge current to the secondary battery and a discharge current from the secondary battery;
Charging / discharging electric quantity which calculates the charging / discharging electric quantity which is the sum total of the charging electric quantity to the said secondary battery, and the discharging electric quantity from the said secondary battery based on the measured value from the said voltage sensor and the said charging / discharging current sensor Having an arithmetic means;
When the charge / discharge control means charges the secondary battery,
When the time difference between the time when the secondary battery voltage reaches a constant voltage setting value (V2) and the time when the charge / discharge electricity amount becomes zero or more becomes a predetermined time or less, the charge / discharge electricity amount becomes a predetermined amount or more. Overcharge until
In addition, when the secondary battery is used to the execution depth, the secondary battery is charged from a commercial power source.

また、本発明に係る独立電源装置では、
太陽エネルギーにて発電する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールで発電した発電電力を負荷に供給するとともに、余剰電力を二次電池に充電し、前記発電電力が不足した時は前記二次電池から前記負荷に不足電力を供給する独立電源装置であって、
前記太陽電池モジュールにて発電した電力若しくは、商用電源からの電力の、前記二次電池への充電量および前記負荷に対する電力供給量を制御する充放電制御手段と、
前記二次電池の電圧を計測する電圧センサと、
前記二次電池への充電電流および前記二次電池からの放電電流を計測する充放電電流センサと、
前記電圧センサと前記充放電電流センサからの計測値に基づいて前記二次電池への充電電気量および前記二次電池からの放電電気量の合計である充放電電気量を演算する充放電電気量演算手段を有し、
前記充放電制御手段は前記二次電池を充電する際は、
前記二次電池電圧が定電圧設定値(V2)に達する時と、前記充放電電気量がゼロ以上になった時の時間差が所定の時間以下になったら、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電し、
また、前記二次電池が実行深度まで利用されたら、夜になってから商用電源から前記二次電池に充電することを特徴とする。
Moreover, in the independent power supply device according to the present invention,
A solar cell module that generates power with solar energy;
An independent power supply that supplies generated power generated by the solar cell module to a load, charges surplus power to a secondary battery, and supplies insufficient power from the secondary battery to the load when the generated power is insufficient Because
Charge / discharge control means for controlling the amount of power generated by the solar cell module or the amount of power supplied from a commercial power source to the secondary battery and the amount of power supplied to the load;
A voltage sensor for measuring the voltage of the secondary battery;
A charge / discharge current sensor for measuring a charge current to the secondary battery and a discharge current from the secondary battery;
Charging / discharging electric quantity which calculates the charging / discharging electric quantity which is the sum total of the charging electric quantity to the said secondary battery, and the discharging electric quantity from the said secondary battery based on the measured value from the said voltage sensor and the said charging / discharging current sensor Having an arithmetic means;
When the charge / discharge control means charges the secondary battery,
When the time difference between the time when the secondary battery voltage reaches a constant voltage setting value (V2) and the time when the charge / discharge electricity amount becomes zero or more becomes a predetermined time or less, the charge / discharge electricity amount becomes a predetermined amount or more. Overcharge until
In addition, when the secondary battery is used up to the execution depth, the secondary battery is charged from a commercial power source at night.

また上記の独立電源装置では、
前記充放電制御手段は、前記二次電池が前記充放電電気量がマイナス値からゼロに達するまで充電されたら、前記発電電力を前記負荷への電力供給だけに使用することを特徴とする。
In the above independent power supply,
The charge / discharge control means uses the generated power only for power supply to the load when the secondary battery is charged until the charge / discharge electricity amount reaches zero from a negative value.

また、本発明に係る独立電源装置では、
前記充放電制御手段は、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電した際は、前記充放電電気量の値をリセットすることを特徴とする。
Moreover, in the independent power supply device according to the present invention,
The charge / discharge control means resets the value of the charge / discharge electricity amount when overcharged until the charge / discharge electricity amount reaches a predetermined amount or more.

本発明に係る独立電源装置は、使用する二次電池の満充電の状態から、使用した充放電電気量を記録しておき、充電を行う際は、充電する電気量と使用した充放電電気量が等しくなるまで定電圧で充電することとした。したがって、過充電になるおそれがない。   The independent power supply according to the present invention records the amount of charge / discharge electricity used from the fully charged state of the secondary battery to be used, and when charging, the amount of electricity to be charged and the amount of charge / discharge electricity used It was decided to charge at a constant voltage until. Therefore, there is no possibility of overcharging.

また、放電した電気量分を充電し終わった後は、全く充電を行わないゼロ充電モードになる。したがって、満充電と大量の放電を繰り返す、太陽電池モジュールを用いた独立電源装置の二次電池であっても、二次電池の寿命を延ばすことができる。   In addition, after charging the discharged amount of electricity, the zero charge mode is entered in which no charging is performed. Therefore, even if it is the secondary battery of the independent power supply device using a solar cell module which repeats full charge and a large amount of discharge, the lifetime of a secondary battery can be extended.

また、充放電のサイクルの内、バルク充電で二次電池の端子間電圧が所定の値になる時と、定電圧充電によって充放電電気量がゼロになる時の時間差が所定の時間になった時に、過充電を行うことで、使用する二次電池の履歴を検討することなく、電池寿命を延ばすことができる。   Also, in the charge / discharge cycle, the time difference between when the voltage between the terminals of the secondary battery becomes a predetermined value in the bulk charge and when the charge / discharge electricity amount becomes zero by the constant voltage charge becomes the predetermined time. Sometimes, overcharging can extend battery life without considering the history of secondary batteries used.

さらに、二次電池を実行深度まで利用した時、若しくは満充電まで太陽電池モジュールで充電できなかった場合は、商用電源を用いることとしたので、二次電池の充放電を二次電池の容量の一定の割合以下に維持することができ、二次電池の寿命を延ばすことができる。   In addition, when the secondary battery is used up to the effective depth, or when the solar battery module cannot be fully charged, the commercial power supply is used. It can be kept below a certain ratio, and the life of the secondary battery can be extended.

また、商用電源を適宜使用するので、太陽電池モジュールが発電した電気を無駄にすることなく、利用することができる。   Moreover, since a commercial power source is used as appropriate, the electricity generated by the solar cell module can be used without wasting it.

本発明に係る独立電源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the independent power supply device which concerns on this invention. 充放電制御手段の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a charging / discharging control means. 充放電電気量演算手段のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a charging / discharging electric quantity calculating means. 本発明に係る独立電源装置の充電処理を時間軸で示したグラフである。It is the graph which showed the charging process of the independent power supply device which concerns on this invention on the time-axis. 充電処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a charging process. 図4において、二次電池が劣化しt2とt3が等しくなった状態を示す図である。In FIG. 4, it is a figure which shows the state in which the secondary battery deteriorated and t2 and t3 became equal. 即時充電型独立電源装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of an immediate charge type independent power supply device. 太陽電池モジュールを用いて充電する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow charged using a solar cell module. 商用電源を用いて充電する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow charged using a commercial power source. 夜間充電型独立電源装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of a night charge type independent power supply device. 不足充電型独立電源装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of an undercharge type independent power supply device. バックアップ付独立電源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the independent power supply with backup. 図12における充放電制御手段の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the charging / discharging control means in FIG. バックアップ付独立電源装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the independent power supply with backup.

以下に本発明に係る独立電源装置について図を用いて説明する。なお、以下の説明は本発明の独立電源装置のいくつかの実施形態について例示するものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて改変することができる。   The independent power supply apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description exemplifies several embodiments of the independent power supply device of the present invention, and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

(実施の形態1)
図1は、本発明に係る独立電源装置1の構成を示す図である。本発明の独立電源装置1は、太陽電池モジュール10と、二次電池12と、充放電制御手段11と、電圧センサ13と充放電電流センサ14と、出力端子15と、商用電源入力端子31を有する。また、出力端子15の直前にインバータ34を有していても良い。太陽電池モジュール10は配線L1によって充放電制御手段11と接続されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an independent power supply device 1 according to the present invention. The independent power supply device 1 of the present invention includes a solar cell module 10, a secondary battery 12, a charge / discharge control means 11, a voltage sensor 13, a charge / discharge current sensor 14, an output terminal 15, and a commercial power input terminal 31. Have. Further, an inverter 34 may be provided immediately before the output terminal 15. The solar cell module 10 is connected to the charge / discharge control means 11 by the wiring L1.

充放電制御手段11は、二次電池12と配線L2で接続されており、また、出力端子15と配線L3で接続されている。出力端子15は配線L4で負荷19と接続される。これらの配線は図1では太線で示した。これら配線L1乃至L4は、負荷19に供給される若しくは二次電池12に充電される電流が流れる。   The charge / discharge control means 11 is connected to the secondary battery 12 via a wiring L2, and is connected to the output terminal 15 via a wiring L3. The output terminal 15 is connected to the load 19 through the wiring L4. These wirings are indicated by bold lines in FIG. A current supplied to the load 19 or charged to the secondary battery 12 flows through the wirings L1 to L4.

また、商用電源30と配線L5を介して接続する商用電源入力端子31は、配線L6によって、充放電制御手段11に接続される。また、配線L6上にAC−DCコンバータ32が配置されてもよい。   The commercial power input terminal 31 connected to the commercial power supply 30 via the wiring L5 is connected to the charge / discharge control means 11 by the wiring L6. Further, the AC-DC converter 32 may be disposed on the wiring L6.

太陽電池モジュール10は、太陽光線から光起電力効果によって電気を取り出すデバイスで、シリコンや化合物半導体、色素増感型など特にタイプは問わない。二次電池12も特に限定されるものではなく、鉛電池、ニッケル水素、リチウムイオンなど二次電池であればよいが、鉛電池が好適に利用できる。   The solar cell module 10 is a device that extracts electricity from solar rays by the photovoltaic effect, and is not particularly limited to silicon, a compound semiconductor, and a dye-sensitized type. The secondary battery 12 is not particularly limited as long as it is a secondary battery such as a lead battery, nickel metal hydride, or lithium ion, but a lead battery can be preferably used.

電圧センサ13は二次電池12の電圧を検知するものであれば、特に限定されるものではない。また電圧センサ13は充放電制御手段11と信号線SL1で接続されている。電圧センサ13は計測した電圧値SVを信号線SL1を通じて充放電制御手段11に送信する。   The voltage sensor 13 is not particularly limited as long as it detects the voltage of the secondary battery 12. The voltage sensor 13 is connected to the charge / discharge control means 11 by a signal line SL1. The voltage sensor 13 transmits the measured voltage value SV to the charge / discharge control means 11 through the signal line SL1.

また充放電電流センサ14は、電流センサであって、現在流れている電流が充電のための電流(充電電流)か、放電している電流(放電電流)かを判別できる電流センサである。充放電電流センサ14は充放電制御手段11と信号線SL2で接続されている。充放電電流センサ14は計測した電流値SAを信号線SL2を通じて充放電制御手段11に送信する。   The charge / discharge current sensor 14 is a current sensor that can determine whether the current flowing is a current for charging (charging current) or a discharging current (discharge current). The charge / discharge current sensor 14 is connected to the charge / discharge control means 11 by a signal line SL2. The charge / discharge current sensor 14 transmits the measured current value SA to the charge / discharge control means 11 through the signal line SL2.

充放電制御手段11は、充放電電流センサ14の出力(SA)に基づいて、後述する充放電電気量ΣCといった電気量を算出する。充放電制御手段11は、例えば、MPU(Micro Processor Unit)とメモリといった組み合わせのコンピュータで実現できる。   Based on the output (SA) of the charge / discharge current sensor 14, the charge / discharge control means 11 calculates an amount of electricity such as a charge / discharge amount ΣC described later. The charge / discharge control means 11 can be realized by, for example, a combination computer such as an MPU (Micro Processor Unit) and a memory.

また、太陽電池モジュール10は起電力モニタ16を有し、充放電制御手段11と信号線SL3で接続されている。起電力モニタ16は、現在の太陽電池モジュール10の起電力の値SPvを出力として送り出すことができる。なお、起電力モニタ16は太陽電池モジュール10に組み込みでなくてもよい。充放電制御手段11が太陽電池モジュール10の起電力を知ることが出来さえすればよいので、太陽電池モジュール10から充放電制御手段11までの間に配置された電圧計でもよいからである。   Moreover, the solar cell module 10 has an electromotive force monitor 16, and is connected to the charge / discharge control means 11 by a signal line SL3. The electromotive force monitor 16 can send out the current electromotive force value SPv of the solar cell module 10 as an output. The electromotive force monitor 16 may not be incorporated in the solar cell module 10. This is because the charge / discharge control means 11 only needs to be able to know the electromotive force of the solar cell module 10 and may be a voltmeter disposed between the solar cell module 10 and the charge / discharge control means 11.

図2には充放電制御手段11の詳細図を示す。充放電制御手段11には少なくとも制御装置(MPU)20、メモリ24、電力制御部22、タイマ25を有する。制御装置20は、メモリ24と、太陽電池モジュール10の起電力モニタ16と、電力制御部22と、充放電電流センサ14と、電圧センサ13とタイマ25とに接続されている。   FIG. 2 shows a detailed view of the charge / discharge control means 11. The charge / discharge control means 11 includes at least a control unit (MPU) 20, a memory 24, a power control unit 22, and a timer 25. The control device 20 is connected to the memory 24, the electromotive force monitor 16 of the solar cell module 10, the power control unit 22, the charge / discharge current sensor 14, the voltage sensor 13, and the timer 25.

また、電力制御部22は、太陽電池モジュール10および二次電池12および商用電源入力端子31および出力端子15と配線L1乃至L3、L6で接続されている。商用電源入力端子31には、商用電源30が接続される。また、出力端子15には負荷19が接続される(図1参照)。   The power control unit 22 is connected to the solar cell module 10, the secondary battery 12, the commercial power supply input terminal 31, and the output terminal 15 through wirings L1 to L3 and L6. A commercial power supply 30 is connected to the commercial power input terminal 31. A load 19 is connected to the output terminal 15 (see FIG. 1).

電力制御部22は、太陽電池モジュール10での発電電力のうち二次電池12および出力端子15(負荷19)に供給する電力を調整する。また、内部には、DC−DCコンバータなどの電圧変換手段(図示せず)を有しており、二次電池12への充電電圧や出力端子15(負荷19)への供給電圧等を所定の値で出力することができる。   The electric power control part 22 adjusts the electric power supplied to the secondary battery 12 and the output terminal 15 (load 19) among the electric power generated in the solar cell module 10. In addition, it has voltage conversion means (not shown) such as a DC-DC converter inside, and the charging voltage to the secondary battery 12, the supply voltage to the output terminal 15 (load 19), etc. Can be output as a value.

さらに太陽電池モジュール10が発電しない夜間などにおいては、二次電池12に蓄えた電気量を出力端子15(負荷19)へ供給する制御も行い、二次電池12からの電流が出力端子15以外へは流れないようにする回路等を有している。また、電力制御部22は、商用電源30とも接続されており、必要に応じて二次電池12および負荷19に商用電源30からの電力を流す。なお、電力制御部22のこれらの機能は、制御装置20からの指示Covによって、起動、変更若しくは停止される。   Further, at night when the solar cell module 10 does not generate electricity, control is performed to supply the amount of electricity stored in the secondary battery 12 to the output terminal 15 (load 19), and the current from the secondary battery 12 is transferred to other than the output terminal 15. Has a circuit or the like for preventing flow. In addition, the power control unit 22 is also connected to the commercial power source 30, and flows power from the commercial power source 30 to the secondary battery 12 and the load 19 as necessary. Note that these functions of the power control unit 22 are activated, changed, or stopped by an instruction Cov from the control device 20.

次に充放電制御手段11での機能について説明する。少なくとも本発明に係る充放電制御手段11は、充放電電気量演算手段の機能を実現する。充放電電気量演算手段は、二次電池12へ充電された電気量と二次電池12から放電された電気量の合計である充放電電気量ΣCを算出する。このように本発明に係る独立電源装置1は、二次電池12に蓄積された電気を電気量(Ah)に換算して管理する。   Next, functions of the charge / discharge control means 11 will be described. At least the charge / discharge control means 11 according to the present invention realizes the function of charge / discharge electricity quantity calculation means. The charge / discharge electricity amount calculating means calculates a charge / discharge electricity amount ΣC, which is the sum of the amount of electricity charged to the secondary battery 12 and the amount of electricity discharged from the secondary battery 12. As described above, the independent power supply device 1 according to the present invention manages the electricity stored in the secondary battery 12 by converting it into the amount of electricity (Ah).

充放電制御手段11では、充放電電流センサ14からの信号(SA)から充放電電気量ΣCを算出する充放電電気量演算手段を実現する。これは、制御装置20が二次電池12に流れた電流と流れた時間の積から電気量を求め、順次積算することで求められる。図3に充放電電気量演算手段のフローを示す。   The charge / discharge control means 11 realizes charge / discharge electricity calculation means for calculating the charge / discharge electricity ΣC from the signal (SA) from the charge / discharge current sensor 14. This is calculated | required when the control apparatus 20 calculates | requires the amount of electricity from the product of the electric current which flowed through the secondary battery 12, and the flow time, and integrates sequentially. FIG. 3 shows a flow of the charge / discharge electric quantity calculation means.

図3を参照して、この処理がスタートすると(ステップS1000)、初期値が設定される。初期値としては、微小時間の間の電気量であるΔCと、積算した充放電電気量ΣCである。これらの値をゼロに設定する(ステップS1010)。次に終了判定を行う(ステップS1020)。終了する場合は終了処理(ステップS1070)にフローを移す。   Referring to FIG. 3, when this process starts (step S1000), an initial value is set. The initial value is ΔC, which is the amount of electricity during a minute time, and the accumulated charge / discharge amount of electricity ΣC. These values are set to zero (step S1010). Next, end determination is performed (step S1020). When the process is to be ended, the flow is shifted to the end process (step S1070).

終了判定は、この処理中若しくは他の処理中であっても、作動中止の信号もしくはアクションがあれば、終了することができる。すなわち、終了判定の工程であるステップS1020には、どこからも処理が戻されていないが、これは以後のフローのどこからでもこの終了判定に戻れることを示すものとする。   The end determination can be ended if there is an operation stop signal or an action even during this processing or other processing. In other words, the process is not returned from anywhere in step S1020, which is an end determination process, but this indicates that the end determination can be returned from any subsequent flow.

次に制御装置20は、充放電電流センサ14からの電流値SAと電流の向きを取得する(ステップS1030)。この時、取得する電流は例えば、充電用に流れた電流であれば正符号を、負荷19に向かって流れた電流であれば、負符号をつけて扱えるようにしておくと好適である。なお、この時、電圧センサ13から電圧値SVを取得してもよい。   Next, the control device 20 acquires the current value SA and the current direction from the charge / discharge current sensor 14 (step S1030). At this time, for example, it is preferable that the current to be acquired be handled with a positive sign if the current flows for charging and with a negative sign if the current flows toward the load 19. At this time, the voltage value SV may be acquired from the voltage sensor 13.

次に電流値SAと所定の微小時間ΔTを乗算し、微小充放電電気量ΔCを得る(ステップS1040)。そして、充放電電気量ΣCに微小充放電電気量ΔCを加算し、新たな充放電電気量ΣCとする(ステップS1050)。そして、微小時間ΔTが経過するまでそのまま待機する(ステップS1060)。そして、再びステップS1030に戻り、電流値SAを取得する。このようにすることで、制御装置20は、充放電電気量ΣC(二次電池12から放電若しくは充電された結果の電気量の合計)を常に保持しておくことができる。   Next, the current value SA is multiplied by a predetermined minute time ΔT to obtain a minute charge / discharge amount of electricity ΔC (step S1040). Then, the small charge / discharge electricity amount ΔC is added to the charge / discharge electricity amount ΣC to obtain a new charge / discharge electricity amount ΣC (step S1050). And it waits as it is until minute time (DELTA) T passes (step S1060). And it returns to step S1030 again and acquires electric current value SA. By doing in this way, the control apparatus 20 can always hold | maintain charging / discharging electricity amount (SIGMA) C (total amount of electricity as a result of discharging or charging from the secondary battery 12).

次に本発明の独立電源装置1の動作について説明する。なお、ここで満充電容量FCを決めておく。満充電容量FCとは、二次電池12を満充電にしてから完全放電されるまでの電気量であり、電流×時間(A・hr:「Ah」と記す)で表される。これは、通常放電曲線と呼ばれる電池の特性曲線から求めることができる。   Next, the operation of the independent power supply device 1 of the present invention will be described. Here, the full charge capacity FC is determined. The full charge capacity FC is the amount of electricity from when the secondary battery 12 is fully charged until it is fully discharged, and is expressed as current × time (A · hr: written as “Ah”). This can be obtained from a characteristic curve of the battery, usually called a discharge curve.

図4には、独立電源装置1の太陽電池モジュール10だけを用いた充放電の基本的な動作を説明するグラフを示す。商業電源30は使用しない。また、図5には、図4に対する動作のフローを示す。図4(a)、(b)、(c)は共に横軸が時刻を表す。時刻t1からt4までは太陽光線を得ることができる時間帯で、充電可能時間帯とする。図4(a)の縦軸は二次電池12の端子電圧(V)である。電圧V1は公称電圧である。たとえば鉛蓄電池の場合は13.0V程度である。   In FIG. 4, the graph explaining the basic operation | movement of charging / discharging using only the solar cell module 10 of the independent power supply device 1 is shown. The commercial power supply 30 is not used. FIG. 5 shows a flow of operations for FIG. In FIGS. 4A, 4B, and 4C, the horizontal axis represents time. From time t1 to t4 is a time zone in which sunlight can be obtained, and is a chargeable time zone. The vertical axis in FIG. 4A is the terminal voltage (V) of the secondary battery 12. The voltage V1 is a nominal voltage. For example, in the case of a lead storage battery, it is about 13.0V.

またV2は、充電時に許容される最大電圧で、定電圧設定値である。定電圧設定値は、後述するバルク充電から吸収充電に移行する際の目安になる値である。鉛蓄電池の場合は14.9V程度である。   V2 is the maximum voltage allowed at the time of charging and is a constant voltage setting value. The constant voltage set value is a value that serves as a guide when shifting from bulk charging (described later) to absorption charging. In the case of a lead storage battery, it is about 14.9V.

図4(b)では縦軸は二次電池12に流れる充放電電流(A)である。電流値が正の場合は、二次電池12に流れ込む電流、つまり充電される電流であり、電流値が負の場合は、二次電池12から流れ出る電流である。また、図4(c)では、縦軸は二次電池12の充放電電気量ΣC(Ah)である。   In FIG. 4B, the vertical axis represents the charge / discharge current (A) flowing through the secondary battery 12. When the current value is positive, the current flows into the secondary battery 12, that is, the charged current. When the current value is negative, the current flows out from the secondary battery 12. In FIG. 4C, the vertical axis represents the charge / discharge electricity amount ΣC (Ah) of the secondary battery 12.

図5のフローを参照して、この処理がスタートすると(ステップS300)、初期設定が行われ(ステップS302)、終了判定が行われる(ステップS304)。終了する場合(ステップS304のY分岐)は、独立電源装置1を終了させる(ステップS340)。   Referring to the flow of FIG. 5, when this process starts (step S300), initial setting is performed (step S302), and an end determination is performed (step S304). In the case of termination (Y branch of step S304), the independent power supply device 1 is terminated (step S340).

説明を簡単にするため、夜間二次電池12が負荷19に電力を供給し、図4の時刻t0であるとする。この時は、充放電電気量ΣCの積算を継続し(ステップS306)、太陽電池モジュール10の起電力が生じたか否かを判断する(ステップS308)。なお、図5では、「パネルon(Vth)」と表示した。   In order to simplify the explanation, it is assumed that the nighttime secondary battery 12 supplies power to the load 19 and is at time t0 in FIG. At this time, the integration of the charge / discharge electricity amount ΣC is continued (step S306), and it is determined whether or not the electromotive force of the solar cell module 10 is generated (step S308). In FIG. 5, “panel on (Vth)” is displayed.

これは起電力モニタ16からの値SPvを参照することで行われる。より具体的には、値SPvが所定の電圧Vthより大きくなったかどうかで判断する。ここで電圧Vthは太陽電池モジュール10の発電力を利用できるか否かを判断するための閾値である。   This is performed by referring to the value SPv from the electromotive force monitor 16. More specifically, the determination is made based on whether or not the value SPv is greater than a predetermined voltage Vth. Here, the voltage Vth is a threshold value for determining whether or not the power generated by the solar cell module 10 can be used.

この時図4では時刻がt0からt1の間であり、二次電池12の電圧(図4(a))は徐々に低下し、流れる電流(図4(b))は二次電池12から負荷19に向かって流れている(符号が負)。したがって、充放電電気量ΣC(図4(c))は、マイナス値を積算し、マイナス値の絶対値が大きくなる。すなわち、二次電池12は枯渇状態に向かって減少していると言える。充放電電気量ΣCが「−FC(Ahr)」となれば、二次電池12の電気量は全て放出したことになる。   At this time, in FIG. 4, the time is between t0 and t1, the voltage of the secondary battery 12 (FIG. 4A) gradually decreases, and the flowing current (FIG. 4B) is loaded from the secondary battery 12 to the load. It flows toward 19 (the sign is negative). Therefore, the charge / discharge electricity amount ΣC (FIG. 4C) is integrated with minus values, and the absolute value of the minus value increases. That is, it can be said that the secondary battery 12 is decreasing toward a depleted state. When the charge / discharge electricity amount ΣC becomes “−FC (Ahr)”, the electricity amount of the secondary battery 12 is all discharged.

時刻t1になると日が昇り太陽電池モジュール10が発電を始める。起電力モニタ16からの値SPvが所定の値(Vth)を超えたことを確認したら(ステップS308のY分岐)、バルク充電に移る(ステップS310)。バルク充電とは、二次電池12への充電をMPPT(Maximum Power Point Tracker)制御で行う充電モードをいう。   At time t1, the sun rises and the solar cell module 10 starts generating power. When it is confirmed that the value SPv from the electromotive force monitor 16 exceeds a predetermined value (Vth) (Y branch in step S308), the process proceeds to bulk charging (step S310). Bulk charging refers to a charging mode in which charging of the secondary battery 12 is performed by MPPT (Maximum Power Point Tracker) control.

ここでは、太陽電池モジュール10が発電した電力のうち負荷19が必要とする電力以外を全て二次電池12への充電に使用する。制御装置20は、電力制御部22にこのような充電を行うことを指示Covで指示する。なお、バルク充電の間でも充放電電気量演算手段は処理を行っており、電気量の流れを算出し、充放電電気量ΣCを積算している。   Here, all the power generated by the solar cell module 10 other than the power required by the load 19 is used for charging the secondary battery 12. The control device 20 instructs the power control unit 22 to perform such charging with an instruction Cov. It should be noted that the charge / discharge electricity calculation means performs processing even during bulk charging, calculates the flow of electricity, and integrates the charge / discharge electricity ΣC.

バルク充電では、二次電池12に電流が流れ込むので、充放電電流は正となる(図4(b)参照)。また、二次電池12の端子電圧は上昇する(図4(a)参照)。バルク充電は二次電池12の端子電圧が定電圧設定値V2になるまで続けられる(ステップS312のN分岐)。またこの間、二次電池12へ電流が流れるので、充放電電気量ΣCは、マイナス値からゼロに向かって増える(図4(c)参照)。   In bulk charging, current flows into the secondary battery 12, so that the charge / discharge current is positive (see FIG. 4B). In addition, the terminal voltage of the secondary battery 12 increases (see FIG. 4A). Bulk charging is continued until the terminal voltage of the secondary battery 12 reaches the constant voltage set value V2 (N branch in step S312). During this time, since a current flows to the secondary battery 12, the charge / discharge electricity amount ΣC increases from a negative value toward zero (see FIG. 4C).

二次電池12の端子電圧値(SV)が定電圧設定値V2になったら(ステップS312のY分岐)、充電電圧を一定にして充電する定電圧充電モード(吸収充電とも呼ばれる)に移行する(ステップS318)。定電圧充電モードでは、二次電池12の端子間電圧が所定の値(ここでは定電圧設定値V2)になるように、電力制御部22が調整を行う。一方、充放電電流は徐々に減少する(図4(b)参照)。   When the terminal voltage value (SV) of the secondary battery 12 reaches the constant voltage set value V2 (Y branch of step S312), the mode shifts to a constant voltage charging mode (also called absorption charging) in which charging is performed with a constant charging voltage (also called absorption charging) ( Step S318). In the constant voltage charging mode, the power control unit 22 performs adjustment so that the voltage between the terminals of the secondary battery 12 becomes a predetermined value (here, the constant voltage setting value V2). On the other hand, the charge / discharge current gradually decreases (see FIG. 4B).

なお、この間でも充放電制御手段11は、負荷19には必要な電力を供給する。また、充放電電気量演算手段も継続し、充放電電気量ΣCを算出し続けている。充放電電気量ΣCは、二次電池12へ電流が流れ込むので、マイナス値からゼロに向かって増加する。   Even during this time, the charge / discharge control means 11 supplies necessary power to the load 19. In addition, the charge / discharge electricity calculation means continues to calculate the charge / discharge electricity ΣC. The charge / discharge electricity amount ΣC increases from a negative value toward zero because a current flows into the secondary battery 12.

定電圧充電モードでは、制御装置20は、充放電電気量ΣCが目標値TCになったか否かを検出している(ステップS320)。なお、ここではTCはゼロに設定されている。   In the constant voltage charging mode, the control device 20 detects whether or not the charge / discharge electricity amount ΣC has reached the target value TC (step S320). Here, TC is set to zero.

充放電電気量ΣCがマイナス値から目標値TC(ここでは「ゼロ」)になったら、定電圧充電モードを終了する(ステップS320のY分岐)。つまり、本発明の独立電源装置1では、二次電池12から放電した充放電電気量ΣCをマイナス値で積算しておき、充放電電気量ΣCがゼロに戻るまで二次電池12に充電を行う。言い換えると、従来行われていたように、二次電池12の端子間電圧に基づいて満充電と判断することをしない。   When the charge / discharge electricity amount ΣC is changed from the negative value to the target value TC (here, “zero”), the constant voltage charging mode is terminated (Y branch of step S320). That is, in the independent power supply device 1 of the present invention, the charge / discharge electricity amount ΣC discharged from the secondary battery 12 is accumulated as a negative value, and the secondary battery 12 is charged until the charge / discharge electricity amount ΣC returns to zero. . In other words, it is not determined that the battery is fully charged based on the voltage between the terminals of the secondary battery 12 as conventionally performed.

定電圧充電モードが終了したら(図4の時刻t3)、次にゼロ充電モードに移行する(ステップS322)。ゼロ充電モードとは、二次電池12に対しては全く充電を行わないモードである。太陽電池モジュール10が生み出した電力のうち負荷19が必要とする電気が電力制御部22から供給される。したがって、充放電電流はゼロとなる(図4(b)時刻t3からt4参照)。また、充放電電流量ΣCの値も変化しない。   When the constant voltage charging mode ends (time t3 in FIG. 4), the process proceeds to the zero charging mode (step S322). The zero charge mode is a mode in which the secondary battery 12 is not charged at all. Of the power generated by the solar cell module 10, electricity required by the load 19 is supplied from the power control unit 22. Therefore, the charge / discharge current becomes zero (see time t3 to t4 in FIG. 4B). Further, the value of the charge / discharge current amount ΣC does not change.

ゼロ充電モードに移行したら、日暮れになったか否かをモニタする(ステップS324)。これは起電力モニタ16の値SPvを制御装置20が監視することで実現できる。ステップS308と同じであるが、値SPvと比較される閾値が、ステップS308の閾値Vthより低い、Vssに置き換えられる。すなわち、ゼロ充電モードは、日が暮れて太陽電池モジュール10からの電力供給が全く無くなるまで継続される(ステップS324のY分岐)。   After shifting to the zero charge mode, it is monitored whether or not it has become nightfall (step S324). This can be realized by the control device 20 monitoring the value SPv of the electromotive force monitor 16. As in step S308, the threshold value compared with the value SPv is replaced with Vss, which is lower than the threshold value Vth in step S308. In other words, the zero charge mode is continued until the sunset and the power supply from the solar cell module 10 is completely eliminated (Y branch in step S324).

日が暮れて太陽電池モジュール10の起電力がなくなったら(ステップS324のN分岐)、二次電池12は貯えた電気量から負荷19に対して放電を開始する。この時、二次電池12と負荷19は、制御装置20の指示Covによって電力制御部22が接続する。処理のフローは、日付DLをインクリメントし(ステップS326)、ステップS304に戻る。ステップS304では、終了判定の後(ステップS304のN分岐)ふたたび、充放電電気量ΣCにマイナス値を積算しながら負荷19に電気を供給し、太陽電池モジュール10の起動(ステップS308のY分岐)を待つ。   When the sun sets and the electromotive force of the solar cell module 10 disappears (N branch in step S324), the secondary battery 12 starts discharging the load 19 from the stored amount of electricity. At this time, the secondary battery 12 and the load 19 are connected by the power control unit 22 according to an instruction Cov from the control device 20. The process flow increments the date DL (step S326) and returns to step S304. In step S304, after the end determination (N branch in step S304), electricity is supplied to the load 19 while adding a negative value to the charge / discharge electricity amount ΣC, and the solar cell module 10 is activated (Y branch in step S308). Wait for.

以上のように、太陽電池モジュール10を用いた独立電源装置1は、昼間の充電および夜間の放電を繰り返す。ところで、二次電池12は、充放電を繰り返すうちに、劣化することが知られている。しかし、所定のタイミングで充放電電気量ΣCがゼロ以上になるような過充電処理を行うことで、セルバランスが回復し、二次電池12の劣化が抑制される。ここで、ゼロ以上とは、満充電容量FCのおよそ0.2倍程度である。   As described above, the independent power supply device 1 using the solar cell module 10 repeats daytime charging and nighttime discharging. By the way, it is known that the secondary battery 12 deteriorates while charging and discharging are repeated. However, by performing overcharge processing such that the charge / discharge electricity amount ΣC becomes zero or more at a predetermined timing, the cell balance is recovered, and deterioration of the secondary battery 12 is suppressed. Here, zero or more is about 0.2 times the full charge capacity FC.

本発明に係る発明者は、二次電池12が充放電を繰り返すと、バルク充電で定電圧設定値(V2)になった時刻と、その後定電圧充電で充放電電気量ΣCがゼロになった時刻の時間間隔が、徐々に短くなり、この時間間隔が所定の値になったら過充電処理を行うことで、二次電池12の寿命を延ばせることを見出した。   The inventor according to the present invention, when the secondary battery 12 repeats charging and discharging, the time when the constant voltage set value (V2) is reached by bulk charging, and then the charging / discharging electricity amount ΣC becomes zero by constant voltage charging. It has been found that the time interval of the time is gradually shortened, and when the time interval reaches a predetermined value, the life of the secondary battery 12 can be extended by performing an overcharge process.

例えば、図4を参照すると、バルク充電で定電圧設定値(V2)になったのが時刻t2である。また、その後の定電圧充電により充放電電気量ΣCがゼロになるのは、時刻t3である。このt3−t2の時間間隔(以後この時間間隔を「劣化指標時間」と呼ぶ。)は、充放電を重ねる毎に短くなる。図6は、時刻t2と時刻t3が重なった場合である。   For example, referring to FIG. 4, the constant voltage set value (V2) is reached at time t2 in bulk charging. Further, the charge / discharge electricity amount ΣC becomes zero by the constant voltage charge thereafter at time t3. This time interval t3-t2 (hereinafter, this time interval is referred to as “degradation index time”) is shortened each time charging and discharging are repeated. FIG. 6 shows a case where time t2 and time t3 overlap.

使用する二次電池12は、「劣化指標時間」が所定の値になったら過充電するのが望ましい。例えば、図6に示す「劣化指標時間」がゼロの時である。しかし、「劣化指標時間」が一定の時間であれば、特にゼロに限定されるものではない。この「劣化指標時間」が長ければ、過充電処理を行う時間間隔が短くなる。したがって、使用する二次電池12の特性や、使用環境などによって、「劣化指標時間」は決定することができる。   The secondary battery 12 to be used is preferably overcharged when the “deterioration index time” reaches a predetermined value. For example, the “deterioration index time” shown in FIG. 6 is zero. However, if the “deterioration index time” is a fixed time, it is not particularly limited to zero. If this “degradation index time” is long, the time interval for performing the overcharge process is shortened. Therefore, the “degradation index time” can be determined depending on the characteristics of the secondary battery 12 to be used, the usage environment, and the like.

また、二次電池12をいつも同じ状態に回復させるという観点からは、過充電処理を行うのは、この「劣化指標時間」が常に所定の値になった時に行うのが望ましい。しかし、太陽電池モジュール10を使用する場合は、充電できるタイミングは天気に依存する。したがって、この「劣化指標時間」が所定の時間以下になれば、過充電処理を行うとしてよい。   Further, from the viewpoint of always recovering the secondary battery 12 to the same state, it is desirable that the overcharge process is performed when the “deterioration index time” always becomes a predetermined value. However, when the solar cell module 10 is used, the timing for charging depends on the weather. Therefore, if this “degradation index time” is equal to or shorter than a predetermined time, the overcharge process may be performed.

さて、本発明に係る独立電源装置1では、太陽電池モジュール10以外に、商用電源30も使用する。以下に商用電源30を用いた独立電源装置1を3タイプ示す。それぞれのタイプの特徴を示す。
(1)二次電池が実行深度まで使用されたら、商用電源で満充電まで充電する。
(2)二次電池が実行深度まで使用されたら、夜まで待って商用電源で満充電する。
(3)二次電源が満充電されなかったら、その日の夜に商用電源で満充電する。
Now, in the independent power supply device 1 which concerns on this invention, the commercial power supply 30 is also used besides the solar cell module 10. FIG. Below, three types of independent power supply devices 1 using a commercial power supply 30 are shown. The characteristics of each type are shown.
(1) When the secondary battery is used to the execution depth, it is charged to full charge with a commercial power source.
(2) When the secondary battery has been used up to the working depth, wait until night and fully charge with commercial power.
(3) If the secondary power supply is not fully charged, fully charge it with commercial power supply on the night of the day.

(1)は即時充電型、(2)は夜間充電型、(3)は不足充電型と呼ぶ。それぞれ独立電源装置1a、1b、1cと呼ぶ。それぞれのハード構成は、図1および2に示したもので、全て同じであるが、充放電制御手段11が行うソフトウェアが異なる。すなわち、二次電池12への充電の仕方および商用電源30の使用方法が異なる。なお、それぞれの独立電源装置1は、上記に説明した「劣化指標時間」を検知して、過充電処理を行うことは共通である。以下のそれぞれのタイプの独立電源装置1の処理フローについて詳説する。   (1) is called immediate charge type, (2) is called night charge type, and (3) is called undercharge type. These are referred to as independent power supply devices 1a, 1b, and 1c, respectively. Each hardware configuration is the same as that shown in FIGS. 1 and 2 and is the same, but the software executed by the charge / discharge control means 11 is different. That is, the method of charging the secondary battery 12 and the method of using the commercial power source 30 are different. In addition, it is common for each independent power supply device 1 to detect the “degradation index time” described above and perform an overcharge process. The processing flow of each of the following types of independent power supply devices 1 will be described in detail.

<即時充電型独立電源装置1a>
即時充電型の独立電源装置1aは、二次電池12が実行深度まで使用されたら、商用電源30で満充電まで充電を行う。なお、ここで満充電とは充放電電気量ΣCがゼロになるまで充電することをいう。図7に処理のフローを示す。
<Instantaneous charging type independent power supply 1a>
When the secondary battery 12 is used up to the execution depth, the immediate charge type independent power supply 1a charges the commercial power supply 30 until it is fully charged. Here, full charge means charging until the charge / discharge electricity amount ΣC becomes zero. FIG. 7 shows a processing flow.

処理がスタートすると(ステップS100)、初期設定を行う(ステップS102)。即時充電型の独立電源装置1aでは、いくつかの変数を利用するので、それらの値を所定の値にしておく。具体的には、充放電電気量ΣC、充電の目標値TC、「劣化指標時間」と比較される所定時間Tth、満充電の指標となるS等である。   When the process starts (step S100), initialization is performed (step S102). In the immediate charge type independent power supply 1a, several variables are used, and these values are set to predetermined values. Specifically, the charging / discharging electricity amount ΣC, the target value TC for charging, the predetermined time Tth compared with the “deterioration index time”, S as the index for full charge, and the like.

次に終了判断を行い(ステップS104)、終了の場合(ステップS104のY分岐)は、停止する(ステップS101)。継続する場合(ステップS104のN分岐)。次に、日暮れが訪れたか否かを判断する(ステップS106)。これは制御装置20がタイマ25を利用して現在時刻を知り判断してもよい。また、図5のステップS324と同じ処理を行ってもよい。   Next, an end determination is made (step S104), and in the case of end (Y branch of step S104), it stops (step S101). When continuing (N branch of step S104). Next, it is determined whether or not nightfall has come (step S106). This may be determined by the control device 20 using the timer 25 to know the current time. Moreover, you may perform the same process as step S324 of FIG.

1日が経過した場合は(ステップS106のY分岐)、変数DLをインクリメントする(ステップS116)。DLは日付を表す変数である。ただし、DLは日暮れから日暮れまでを1日とする。太陽電池モジュール10が作動しない夜の間は1つの連続した時間として扱うためである。   If one day has passed (Y branch of step S106), the variable DL is incremented (step S116). DL is a variable representing a date. However, DL assumes one day from nightfall to nightfall. This is because the night when the solar cell module 10 does not operate is treated as one continuous time.

次に負荷19に電力供給が可能か否かを判断する(ステップS108)。夜太陽が出ていない場合はもちろんであるが、太陽が出ている時間であっても、太陽電池モジュール10との角度が浅い場合や、極めて天気が悪い場合などは、発電できない場合もある。したがって、ここで太陽電池モジュール10が発電を行っているか否かを判断していると言ってもよい。   Next, it is determined whether power can be supplied to the load 19 (step S108). Of course, when the sun does not come out at night, even if it is the time when the sun goes out, there are cases where power generation cannot be performed when the angle with the solar cell module 10 is shallow or when the weather is extremely bad. Therefore, it may be said here that it is determined whether the solar cell module 10 is generating power.

負荷19に供給できる程度の発電力があると判断されたら(ステップS108のY分岐)、次に充電可能か否かを判断する(ステップS110)。なお、この時点で太陽電池モジュール10が発電していると判断される。したがって、ステップS110のY分岐後の太陽電池モジュール10からの電気量が「合計発電量」となる。独立電源装置1は、負荷19に電力を供給するのが目的であるので、発電した電気はまず負荷19に供給され、次に余剰電気を二次電池12に充電する。   If it is determined that there is enough power to be supplied to the load 19 (Y branch in step S108), it is next determined whether or not charging is possible (step S110). At this time, it is determined that the solar cell module 10 is generating power. Therefore, the amount of electricity from the solar cell module 10 after the Y branch in step S110 becomes the “total power generation amount”. Since the purpose of the independent power supply 1 is to supply power to the load 19, the generated electricity is first supplied to the load 19, and then surplus electricity is charged to the secondary battery 12.

発電をしていて、負荷19に供給する電力はあるものの、充電するほどの電気はない場合(ステップS110のN分岐)、太陽電池モジュール10で発電された電気を負荷19に供給する(ステップS128)。図では、「太陽負荷供給」と記載した。   If power is being generated and there is power to be supplied to the load 19 but not enough electricity to charge (N branch in step S110), the electricity generated by the solar cell module 10 is supplied to the load 19 (step S128). ). In the figure, it was described as “solar load supply”.

一方、発電量に充電する余裕がある場合(ステップS110のY分岐)は、この日満充電を行ったか否かを調べる(ステップS112)。これは、変数SがDL(日付を表す変数)になっているかどうかで判断する。すなわち、その日のうちで満充電を実行したら、変数Sにその日の日付が入力される。   On the other hand, if the power generation amount has room to be charged (Y branch in step S110), it is checked whether or not this full charge has been performed (step S112). This is determined based on whether or not the variable S is DL (a variable representing a date). That is, when full charge is executed within the day, the date of the day is input to the variable S.

また、その日満充電を達成している場合(ステップS112のY分岐)は、ステップS128の「太陽負荷供給」に処理を移す。ここでは、負荷19に供給する以上の発電はあるものの、二次電池12側に充電する余地はないわけである。従って、負荷19に供給された残りの電気は、そのまま破棄される。これを「無効発電量」と呼ぶ。   If the full charge is achieved (Y branch of step S112), the process proceeds to "Solar load supply" of step S128. Here, although there is more power generation than is supplied to the load 19, there is no room for charging on the secondary battery 12 side. Therefore, the remaining electricity supplied to the load 19 is discarded as it is. This is called “invalid power generation”.

満充電を達成していない場合(ステップS112のN分岐)は、二次電池12に充電を行う(ステップS114)。図7では、「太陽充電」と記した。この処理の内容には、バルク充電、定電圧充電と、上記で説明した「劣化指標時間」に基づく過充電処理を含む。この処理の内容の詳細は図8を用いて後程詳説する。   When full charge is not achieved (N branch of step S112), the secondary battery 12 is charged (step S114). In FIG. 7, “solar charge” is described. The contents of this processing include bulk charging, constant voltage charging, and overcharging processing based on the “degradation index time” described above. Details of the contents of this processing will be described later with reference to FIG.

さて、ステップS108に戻って、負荷19に電気を供給できない場合(ステップS108のN分岐)は、二次電池12から負荷19に電気を供給する(ステップS118)。図7では「電池負荷供給」と記した。充放電制御手段11は、二次電池12から負荷19へ電気を供給するように制御する。そして、充放電制御手段11は、目標値TCが0.2であるか否かを判断する(ステップS120)。これは、過充電処理を行うか否かを判断する処理である。なお、ここで0.2は満充電容量FCの0.2倍の事である。以降も「0.2」と省略して記す。   Now, returning to step S108, when electricity cannot be supplied to the load 19 (N branch of step S108), electricity is supplied from the secondary battery 12 to the load 19 (step S118). In FIG. 7, “battery load supply” is described. The charge / discharge control means 11 controls to supply electricity from the secondary battery 12 to the load 19. Then, the charge / discharge control means 11 determines whether or not the target value TC is 0.2 (step S120). This is a process for determining whether or not to perform an overcharge process. Here, 0.2 is 0.2 times the full charge capacity FC. Hereinafter, it is abbreviated as “0.2”.

この処理で目標値TCが0.2になっている場合(ステップS120のY分岐)は、太陽電池モジュール10で過充電をしていた際に、発電が中止された場合が考えられる。その場合は、過充電処理を続けるために商用電源30での処理(ステップS124)に移す。過充電処理を行っていない場合(ステップS120のN分岐)は、二次電池12の使用状態が実行深度に達しているか否かを判断する(ステップS122)。   In this process, when the target value TC is 0.2 (Y branch in step S120), it may be considered that power generation is stopped when the solar cell module 10 is overcharged. In that case, in order to continue an overcharge process, it transfers to the process in the commercial power source 30 (step S124). When the overcharge process is not performed (N branch of step S120), it is determined whether the usage state of the secondary battery 12 has reached the execution depth (step S122).

実行深度とは、二次電池12の放電量の限界量である。二次電池12は電池容量の全てを放出する充放電を繰り返すと、急速に寿命が短くなる。そこで、充放電させる電気量は電池容量の一部で止めている。具体的には、充放電制御手段11は、充放電電気量ΣCがどの程度まで減ったかで判断する。実行深度は、システムの設計時に適宜決められ、通常満充電容量FCの70%程度を目安に決定される。   The execution depth is a limit amount of the discharge amount of the secondary battery 12. When the secondary battery 12 is repeatedly charged and discharged to release all of the battery capacity, the life of the secondary battery 12 is rapidly shortened. Therefore, the amount of electricity to be charged and discharged is stopped at a part of the battery capacity. Specifically, the charge / discharge control means 11 determines how much the charge / discharge electricity amount ΣC has decreased. The execution depth is appropriately determined at the time of designing the system, and is usually determined with reference to about 70% of the full charge capacity FC.

二次電池12の充放電電気量ΣCが実行深度に達していない場合(ステップS122のN分岐)は、継続して二次電池12から負荷19に電気を供給する。処理のフローは、ステップS104に戻る。しかし、ステップS106、S108と同じ判断が繰り返されるので、再びステップS118に戻り、二次電池12から負荷19に電気が継続して供給される。   When the charge / discharge amount ΣC of the secondary battery 12 has not reached the execution depth (N branch in step S122), electricity is continuously supplied from the secondary battery 12 to the load 19. The process flow returns to step S104. However, since the same determination as in steps S106 and S108 is repeated, the process returns to step S118 again, and electricity is continuously supplied from the secondary battery 12 to the load 19.

充放電電気量ΣCが実行深度に達している場合(ステップS122のY分岐)は、商用電源30を用いて負荷19への電力供給と二次電池12への充電を行う。充放電制御手段11は、ステップS124で、商用電源30から負荷19へ所定の電気が流れるように制御を行う。そして、商用電源30を用いて二次電池12を充電する(ステップS126)。図7では、「商用充電」と記載した。   When the amount of charge / discharge electricity ΣC has reached the execution depth (Y branch in step S122), the commercial power supply 30 is used to supply power to the load 19 and charge the secondary battery 12. The charge / discharge control unit 11 performs control so that predetermined electricity flows from the commercial power supply 30 to the load 19 in step S124. Then, the secondary battery 12 is charged using the commercial power supply 30 (step S126). In FIG. 7, “commercial charging” is described.

商用電源30を用いた二次電池12の充電では、太陽電池モジュール10を用いた充電であるステップS114の「太陽充電」とほぼ同じ操作で充電が行われる。したがって、バルク充電、定電圧充電と、上記で説明した「劣化指標時間」に基づく過充電処理を含む。この処理の詳細については、図9を用いて後程詳説する。   In the charging of the secondary battery 12 using the commercial power source 30, charging is performed by substantially the same operation as “solar charging” in step S <b> 114 which is charging using the solar battery module 10. Therefore, bulk charging, constant voltage charging, and overcharge processing based on the “deterioration index time” described above are included. Details of this processing will be described later with reference to FIG.

次にステップS114の「太陽充電」の処理を図8を参照して、説明する。この処理は、バルク充電と定電圧充電と過充電処理と過充電処理を行うか否かを判断する処理が含まれている。図8を参照して、(図7の)ステップS114「太陽充電」に処理が移ったら、バルク充電が終了したか否かを判断する(ステップS152)。バルク処理が終了し、充電が定電圧充電処理に移っても、このステップを通過するので、その際にはバルク充電処理をスキップするためである。   Next, the “solar charging” process in step S114 will be described with reference to FIG. This process includes a process for determining whether to perform bulk charge, constant voltage charge, overcharge process, and overcharge process. Referring to FIG. 8, when the process moves to step S <b> 114 “solar charge” (of FIG. 7), it is determined whether or not bulk charge is completed (step S <b> 152). This is because the bulk charge process is skipped at this time because the process passes through this step even when the bulk process is finished and the charge is shifted to the constant voltage charge process.

バルク充電が終了していない場合(ステップS152のN分岐)は、バルク充電を行う(ステップS154)。充放電制御手段11は二次電池12に対してバルク充電を行うように回路を調整する。次にバルク処理の終了を確認する。これは二次電池12の端子電圧値SVが定電圧設定値(V2)になっているか否かで判断する。   If the bulk charge is not completed (N branch in step S152), the bulk charge is performed (step S154). The charge / discharge control means 11 adjusts the circuit so that the secondary battery 12 is bulk charged. Next, the end of bulk processing is confirmed. This is determined by whether or not the terminal voltage value SV of the secondary battery 12 is a constant voltage setting value (V2).

まだバルク充電が終了していない場合(ステップS156のN分岐)は、その「太陽充電」の処理を抜ける。そして、図7のステップ104に戻り、太陽電池モジュール10が所定の発電を継続していれば、またこのステップに戻ってくる。   If the bulk charging has not been completed yet (N branch in step S156), the process of the “solar charging” is exited. Then, returning to step 104 in FIG. 7, if the solar cell module 10 continues the predetermined power generation, the process returns to this step again.

二次電池12の端子電圧値SVが定電圧設定値(V2)になったら(ステップS156のY分岐)、バルク充電は終了したとする。そして、その時の時刻Tsaを記録する(ステップS158)。次にバルク充電が終了したことを示すフラグを立てて(ステップS160)、定電圧充電が終了したか否かを判断する(ステップS162)。   When the terminal voltage value SV of the secondary battery 12 reaches the constant voltage setting value (V2) (Y branch of step S156), it is assumed that the bulk charge is finished. Then, the time Tsa at that time is recorded (step S158). Next, a flag indicating that the bulk charging has ended is set (step S160), and it is determined whether or not the constant voltage charging has ended (step S162).

これは充放電電気量ΣCが充電の目標値TCを越えたか否かで判断する。そして、定電圧充電が終了していない場合(ステップS162のN分岐)は、さらに定電圧充電を行う(ステップS164)。充放電制御手段11は、二次電池12に対して定電圧充電を行うように制御する。そして、「太陽充電」のルーチンを抜け図7のステップS104に戻る。   This is determined based on whether or not the charge / discharge electricity amount ΣC exceeds the charge target value TC. If constant voltage charging has not ended (N branch in step S162), constant voltage charging is further performed (step S164). The charge / discharge control means 11 controls the secondary battery 12 to perform constant voltage charging. Then, the routine of “solar charge” is exited and the process returns to step S104 in FIG.

ステップS104からは、また同じ判断によって、再び「太陽充電」(ステップS114)に戻ってくると、すでにバルク充電が終了しているので、ステップS152では、Y分岐に入る。そして、バルク充電(ステップS154、S156)をスキップして再度ステップS162からの定電圧充電の処理に戻る。このようにして定電圧充電が継続する。   From step S104, if the same determination is made and the process returns to "solar charge" (step S114) again, bulk charge has already been completed, and therefore, in step S152, the Y branch is entered. Then, the bulk charging (steps S154 and S156) is skipped, and the process returns to the constant voltage charging process from step S162 again. In this way, constant voltage charging continues.

このように、「太陽充電」のルーチンでは、逐次ステップS104(図7参照)まで戻る。これは、太陽電池モジュール10が天候によって発電が中断されることを想定する必要があるからである。「太陽充電」のようなルーチンにしておけば、発電が停止した場合に、いつでも、図7のステップS108からステップS118に処理が移り、二次電池12から負荷19に電力を供給できる(ステップS118)。   Thus, in the “solar charge” routine, the process returns to step S104 (see FIG. 7). This is because it is necessary to assume that power generation of the solar cell module 10 is interrupted by the weather. If a routine such as “solar charge” is used, when power generation stops, the process moves from step S108 to step S118 in FIG. 7 and power can be supplied from the secondary battery 12 to the load 19 (step S118). ).

再び図8を参照して、定電圧充電が終了したら(ステップS162のY分岐)、その時の時刻Tecを記憶する(ステップS170)。次に目標値TCが0.2か否かを判断する(ステップS172)。このステップは、ステップS164で行った定電圧充電の処理が過充電処理であったか否かを判断する。もし過充電処理であった場合(ステップS172のY分岐)は、各変数をリセットする(ステップS174)。そして、満充電を行った事を記憶するために、変数Sにその日の日付DLを記録しておく(ステップS176)。   Referring to FIG. 8 again, when the constant voltage charging is completed (Y branch of step S162), the time Tec at that time is stored (step S170). Next, it is determined whether or not the target value TC is 0.2 (step S172). In this step, it is determined whether or not the constant voltage charging process performed in step S164 is an overcharge process. If it is an overcharge process (Y branch of step S172), each variable is reset (step S174). And in order to memorize | store that having fully charged, the date DL of the day is recorded on the variable S (step S176).

ステップS172で行った定電圧充電が、過充電処理でなかった場合(ステップS172のN分岐)は、時刻Tecと時刻Tsaの時間間隔(「劣化指標時間」)が所定時間Tthより小さくなっているか否かを判断する(ステップS178)。これは図4および図6で説明した時刻t2とt3の時間間隔(「劣化指標時間」)が所定の値Tthより小さいか否かを判断することにあたる。   If the constant voltage charging performed in step S172 is not an overcharge process (N branch in step S172), is the time interval ("deterioration index time") between time Tec and time Tsa shorter than the predetermined time Tth? It is determined whether or not (step S178). This corresponds to determining whether or not the time interval (“deterioration index time”) between times t2 and t3 described in FIGS. 4 and 6 is smaller than a predetermined value Tth.

「劣化指標時間」が、所定時間Tthより小さくない場合(ステップS178のN分岐)は、まだ続けて二次電池12を使用することができるとして、ステップS176で満充電にしたことを記録する処理(変数Sに日付DLを代入)を行い、「太陽充電」(ステップS114)を抜ける。   When the “deterioration index time” is not shorter than the predetermined time Tth (N branch in step S178), the process of recording that the battery is fully charged in step S176, assuming that the secondary battery 12 can still be used. (Substitute the date DL for the variable S), and go out of "solar charge" (step S114).

「劣化指標時間」が所定時間Tthより小さい場合(ステップS178のY分岐)は、過充電処理を行う必要があると判断し、目標値TCを0.2と変更する(ステップS180)。そしてそのまま「太陽充電」のルーチンを抜け、ステップS104に戻る。   If the “deterioration index time” is smaller than the predetermined time Tth (Y branch of step S178), it is determined that the overcharge process needs to be performed, and the target value TC is changed to 0.2 (step S180). Then, the routine of “solar charge” is exited, and the process returns to step S104.

太陽電池モジュール10がまだ発電していれば、ステップS106からステップS112を通過して再びステップS114の「太陽充電」のルーチンに戻ってくる。すでにバルク充電は終わっているので、ステップS154からステップS160はスキップされ、定電圧充電が終了しているか否かの判断(ステップS162)が行われる。   If the solar cell module 10 is still generating power, the process returns from step S106 to step S112 to return to the “solar charge” routine in step S114. Since bulk charging has already been completed, steps S154 to S160 are skipped, and it is determined whether or not constant voltage charging has ended (step S162).

ここでは、充放電電気量ΣCがゼロになっているものの、ステップS180で目標値TCの値が0.2に書き換えられているため、定電圧充電は終わっていないと判断される。つまり、定電圧充電は継続され、過充電処理が実行される。   Here, although the charge / discharge electricity amount ΣC is zero, since the target value TC is rewritten to 0.2 in step S180, it is determined that constant voltage charging has not ended. That is, constant voltage charging is continued and overcharge processing is executed.

定電圧充電が終了すると、充放電電気量ΣCは0.2まで充電されており、過充電処理が実施されたことになる。再び終了時刻Tecが記憶される(ステップS170)が、次のステップS172における目標値TCの判断では値が0.2になっているため、過充電処理が行われたことになり各変数をリセットする(ステップS172のY分岐からステップS174)。   When the constant voltage charging is completed, the charge / discharge electric quantity ΣC is charged to 0.2, and the overcharge process is performed. The end time Tec is stored again (step S170). However, since the value is 0.2 in the determination of the target value TC in the next step S172, the overcharge process is performed and each variable is reset. (From the Y branch of step S172 to step S174).

リセットする変数としては、充放電電気量ΣCの充電の目標値であるTC、充放電電気量であるΣCである。これらは値をゼロにすることでリセットされたことになる。   The variables to be reset are TC, which is the target value for charging the charge / discharge electricity amount ΣC, and ΣC, which is the charge / discharge electricity amount. These are reset by setting the value to zero.

なお、過充電処理が行われている最中に太陽電池モジュール10が発電を停止したら、ステップS108で太陽電池モジュール10が負荷19に電力を供給できないと判断され(ステップS108のN分岐)、二次電池12から負荷19へ電気が供給される(ステップS118)。この制御はもちろん充放電制御手段11が行う。そして、次のステップS120でTCが0.2か否かを判断される。   If the solar cell module 10 stops generating power during the overcharge process, it is determined in step S108 that the solar cell module 10 cannot supply power to the load 19 (N branch in step S108). Electricity is supplied from the secondary battery 12 to the load 19 (step S118). Of course, this control is performed by the charge / discharge control means 11. Then, in the next step S120, it is determined whether or not TC is 0.2.

したがって、ここで過充電処理が未処理であることが検知され、ステップS124以後による商用電源30で負荷19に電気を送りつつ、商用電源30で過充電処理を継続する。つまり、過充電処理がスタートすると太陽電池モジュール10が発電しなくなっても、商用電源30によって過充電処理は完了される。   Therefore, it is detected that the overcharge process is unprocessed, and the overcharge process is continued with the commercial power source 30 while electricity is sent to the load 19 with the commercial power source 30 after step S124. That is, when the overcharge process starts, the overcharge process is completed by the commercial power supply 30 even if the solar cell module 10 does not generate power.

次に図9を参照して、ステップS126の「商用充電」について説明する。「商用充電」のルーチンは、「太陽充電」のルーチンとほぼ同じである。「太陽充電」のルーチンと、異なるステップは異なるステップ番号を付与した。ステップS182(S156)とステップS184(S164)、ステップS186(S174)である。   Next, with reference to FIG. 9, “commercial charging” in step S126 will be described. The “commercial charging” routine is almost the same as the “solar charging” routine. Different steps from the “solar charge” routine were given different step numbers. Step S182 (S156), step S184 (S164), and step S186 (S174).

「太陽充電」のルーチンとの違いは、「商用充電」のルーチンは、商用電源30を利用するため、充電が途中で中断されることを想定する必要がない点である。したがって、バルク充電が始まったら(ステップS154)、バルク充電が終わるまで続ける(ステップS182)。   The difference from the “solar charging” routine is that the “commercial charging” routine uses the commercial power source 30 and therefore does not require that charging be interrupted in the middle. Therefore, when the bulk charge starts (step S154), the process continues until the bulk charge ends (step S182).

すなわち、ステップS182で二次電池12の端子電圧値SVが定電圧設定値(V2)にならない限り(ステップS182のN分岐)、バルク充電を継続する。また、定電圧充電(ステップS184)も、充放電電気量ΣCが充電の目標値TCになるまで継続する。   That is, as long as the terminal voltage value SV of the secondary battery 12 does not reach the constant voltage setting value (V2) in step S182 (N branch of step S182), the bulk charge is continued. Further, the constant voltage charging (step S184) is continued until the charge / discharge electric quantity ΣC reaches the target value TC for charging.

以上の処理で構成される即時充電型の独立電源装置1aは、昼間太陽電池モジュール10で負荷19に電気を配信し、二次電池12が満充電になるまでは、電気を蓄積する。しかし、仮にその日に満充電が行われなくても、商用電源30を使って満充電になるまで充電することはしない。   The immediate charging independent power supply device 1a configured by the above processing distributes electricity to the load 19 by the daytime solar cell module 10, and accumulates electricity until the secondary battery 12 is fully charged. However, even if a full charge is not performed on that day, the commercial power supply 30 is not used for charging until the battery is fully charged.

一方、「劣化指標時間」がTth以下であった場合は、太陽電池モジュール10若しくは商用電源30を使って必ず充電する。これは、「太陽充電」(ステップS114)若しくは「商用充電」(ステップS126)でTC=0.2とセットすることで行われる。   On the other hand, when the “degradation index time” is equal to or less than Tth, the solar cell module 10 or the commercial power source 30 is used for charging. This is performed by setting TC = 0.2 in “solar charge” (step S114) or “commercial charge” (step S126).

また、二次電池12の使用において、実行深度まで到達したら、直ちに満充電(若しくは過充電)処理が行われる。これは、「商用充電」(ステップS126)で行われる。   Further, when the secondary battery 12 is used, when the execution depth is reached, a full charge (or overcharge) process is performed immediately. This is performed by “commercial charging” (step S126).

<夜間充電型独立電源装置1b>
夜間充電型の独立電源装置1bは、二次電池12が実行深度まで使用されたら、夜まで待ってから商用電源30で満充電まで充電を行う。夜まで待つのは、昼間であれば、太陽電池モジュール10を用いて充電ができるかもしれないからである。
<Night-chargeable independent power supply 1b>
When the secondary battery 12 is used up to the execution depth, the night-charging independent power supply 1b waits until night and then charges the commercial power supply 30 until it is fully charged. The reason for waiting until night is that the solar cell module 10 may be used for charging during the daytime.

図10に夜間充電型の独立電源装置1bの処理フローを示す。図7の即時充電型の独立電源装置1aの処理と比較すると、太陽電池モジュール10で負荷19に電気を供給できない場合(ステップS108N分岐)に、実行深度に到達したか否かの判断(ステップS122)を行い、その後に、夜であるか否かを判断する(ステップS123)。   FIG. 10 shows a processing flow of the night charge type independent power supply 1b. Compared with the process of the immediate charge type independent power supply 1a of FIG. 7, when the solar cell module 10 cannot supply electricity to the load 19 (step S108, branch N), it is determined whether or not the execution depth has been reached (step S122). After that, it is determined whether it is night (step S123).

実行深度に到達していない場合(ステップS122のN分岐)は、二次電池12による負荷19への電気供給が行われる。一方、実行深度まで到達していた場合(ステップS122のY分岐)であっても、夜でなければ(ステップS123のN分岐)、ステップS104からステップS108を回り、二次電池12による負荷19への電気供給が継続される(ステップS118)。   If the execution depth has not been reached (N branch in step S122), the secondary battery 12 supplies electricity to the load 19. On the other hand, even if the execution depth has been reached (Y branch of step S122), if it is not night (N branch of step S123), the process goes from step S104 to step S108 to the load 19 by the secondary battery 12. Is continued (step S118).

夜になったら(ステップS123のY分岐)、商用電源30を用いて負荷19に電気を流しつつ、二次電池12に充電を行う(ステップS126)。なお、夜か否かは、充放電制御手段11が有するタイマ25などにアクセスすることで確認することができる。   When it is night (Y branch of step S123), the secondary battery 12 is charged while supplying electricity to the load 19 using the commercial power supply 30 (step S126). Whether or not it is night can be confirmed by accessing the timer 25 or the like included in the charge / discharge control means 11.

二次電池12による負荷19への電気供給(ステップS118)を行っていても、天候が回復して太陽電池モジュール10が発電を行う場合がある。その場合は、ステップS108のY分岐からステップS112を通り、ステップS114で太陽電池モジュール10による充電を行う。   Even if the secondary battery 12 supplies electricity to the load 19 (step S118), the weather may recover and the solar cell module 10 may generate power. In that case, from the Y branch of step S108, it passes through step S112, and charging by the solar cell module 10 is performed in step S114.

なお、天候が回復して太陽電池モジュール10による充電が行われた結果、満充電にはならないものの、実行深度以上に充電される場合は、太陽電池モジュール10での発電がなくなり(ステップS108のN分岐)、二次電池12での負荷19への電気供給が行われても、商用電源30での充電はされない(ステップS124に処理は移らない。)。しかしながら、二次電池12からの負荷19への電気供給が続くので、夜になれば実行深度に到達し、そこで、商用電源30による充電(ステップS126)が行われる。   As a result of the recovery of the weather and the charging by the solar cell module 10, the battery does not become fully charged, but if it is charged beyond the execution depth, no power is generated in the solar cell module 10 (N in step S 108). (Branch) Even if the secondary battery 12 supplies the load 19 with electricity, the commercial power source 30 is not charged (the process does not move to step S124). However, since the electric supply from the secondary battery 12 to the load 19 continues, the execution depth is reached at night, and charging by the commercial power source 30 is performed (step S126).

夜間充電型の独立電源装置1bでは、昼間に実行深度に到達し、天候が悪くて太陽電池モジュール10で充電できない場合であっても、さらに夜までは二次電池12で負荷19に電気を供給することになる。   In the night-charging type independent power supply 1b, even when the operating depth is reached in the daytime and the solar cell module 10 cannot be charged due to bad weather, the secondary battery 12 supplies electricity to the load 19 until the night. Will do.

<不足充電型独立電源装置1c>
不足充電型の独立電源装置1cは、満充電にできなかった日は、商用電源30で満充電まで充電する。図11に不足充電型の独立電源装置1cの処理のフローを示す。図7の即時充電型の独立電源装置1aと異なるフローは、ステップS107、S1071およびS200である。ステップS200は、処理の内容は二次電池12による負荷19への電気供給であり、図7の場合と同じである。しかし、次の処理の移り先が異なる。
<Insufficient charge type independent power supply 1c>
The undercharged independent power supply 1c is charged to the full charge with the commercial power supply 30 on the day when it cannot be fully charged. FIG. 11 shows a processing flow of the undercharged independent power supply 1c. Steps S107, S1071 and S200 are different from the immediate charge type independent power supply device 1a of FIG. In step S200, the content of the process is electricity supply to the load 19 by the secondary battery 12, and is the same as in the case of FIG. However, the destination of the next process is different.

ステップS107から説明する。ステップS107は現在昼間かどうかを確認する。昼間とは、日の出から日の入りまでの間を指す。つまり、太陽電池モジュール10が発電可能であれば昼間である。これは年間の日の出、日の入の時刻をテーブルで持つなどして確認できる。昼間であれば(ステップS107のY分岐)、太陽電池モジュール10で負荷19に電気が供給可能であるか否かを判断する(ステップS108)。   This will be described from step S107. In step S107, it is confirmed whether it is currently daytime. Daytime refers to the period from sunrise to sunset. That is, it is daytime if the solar cell module 10 can generate power. This can be confirmed by holding the sunrise and sunset times of the year on a table. If it is daytime (Y branch of step S107), it is determined whether the solar cell module 10 can supply electricity to the load 19 (step S108).

供給可能であれば(ステップS108のY分岐)、太陽電池モジュール10で充電可能であるかを判断する処理に移る。この先のステップS110、S112、S114、S128は、即時充電型の独立電源装置1aの場合と同様である。したがって、「劣化指標時間」に基づく過充電処理も行われる。   If supply is possible (Y branch in step S108), the process proceeds to a process of determining whether the solar cell module 10 can be charged. The subsequent steps S110, S112, S114, and S128 are the same as in the case of the immediate charge type independent power supply 1a. Therefore, overcharge processing based on the “degradation index time” is also performed.

供給可能でなければ(ステップS108のN分岐)、二次電池12で負荷19に電気を供給する(ステップS200)。充放電制御手段11は、二次電池12から負荷19に電気が流れるように制御し、処理を再びステップS104に戻す。   If supply is not possible (N branch in step S108), electricity is supplied to the load 19 by the secondary battery 12 (step S200). The charge / discharge control means 11 performs control so that electricity flows from the secondary battery 12 to the load 19, and the process returns to step S104 again.

ステップS107で昼間でなければ(ステップS107のN分岐)、その日満充電が行われたか否かを判断する(ステップS1071)。変数Sに日付DLが代入されていれば満充電を行ったことを表す。満充電が行われていたら(ステップS1071のY分岐)、太陽電池モジュール10で負荷19に電気が供給できるか否かを判断するステップS108に移行する。しかし、すでに夜になっているので、処理はステップS108のN分岐に進み、充放電制御手段11は、二次電池12で負荷19に電気を供給する(ステップS200)。   If it is not daytime in step S107 (N branch in step S107), it is determined whether or not the full charge has been performed that day (step S1071). If the date DL is assigned to the variable S, it indicates that the battery is fully charged. If fully charged (Y branch of step S1071), it will transfer to step S108 which judges whether electricity can be supplied to the load 19 with the solar cell module 10. FIG. However, since it is already night, the process proceeds to the N branch of step S108, and the charge / discharge control means 11 supplies electricity to the load 19 with the secondary battery 12 (step S200).

ステップS1071に戻って、その日満充電が行われていない場合(ステップS1071のN分岐)は、商用電源30を用いて負荷19に電気を供給し(ステップS124)、「商用充電」(ステップS126)で二次電池12を充電する。すでに図9で説明したように、「商用充電」は一度実行されると、充放電電気量ΣCが充電の目標値TCになるまで充電され、満充電がされたことを表す変数Sに日付DLが代入される(なお、「劣化指標時間」が所定以下であった場合は、目標値TCが0.2に置き換えられ1度ステップS104に移り、再びステップS126に戻ってくる。)。   Returning to step S1071, if the full charge is not performed that day (N branch of step S1071), electricity is supplied to the load 19 using the commercial power supply 30 (step S124), and "commercial charging" (step S126). Then, the secondary battery 12 is charged. As already described with reference to FIG. 9, once the “commercial charging” is executed, the charging is performed until the charge / discharge electricity amount ΣC reaches the charging target value TC, and the variable DL indicating that the charging has been fully performed (Note that if the “degradation index time” is less than or equal to the predetermined value, the target value TC is replaced with 0.2, and the process proceeds to step S104 once and returns to step S126 again).

したがって、ステップS126から処理がステップS104に戻り、ステップS107で昼でないと判断され、ステップS1071で満充電が行われたか否かを判断されると、変数Sに日付DLが代入されているので満充電がされたとしてY分岐に進む。   Therefore, the process returns from step S126 to step S104. If it is determined in step S107 that it is not daytime, and if it is determined in step S1071 whether or not a full charge has been performed, the date DL is assigned to the variable S. Proceed to the Y branch because the battery is charged.

ステップS1071のY分岐は、ステップS108で太陽電池モジュール10での電気供給可能かを判断される。すでに夜であるので、ステップS200で二次電池12での負荷19への電気供給が行われる。すなわち、充放電制御手段11は、商用電源30で負荷19に電気を供給し(ステップS124)、二次電池12を充電する(ステップS126)と、次に二次電池12から負荷19に電気を供給するように制御を変える。   In step S1071, it is determined in step S108 whether or not electricity can be supplied from the solar cell module 10 in step S108. Since it is already night, electricity is supplied to the load 19 in the secondary battery 12 in step S200. That is, the charging / discharging control unit 11 supplies electricity to the load 19 with the commercial power source 30 (step S124) and charges the secondary battery 12 (step S126). Next, electricity is supplied from the secondary battery 12 to the load 19. Change control to supply.

以上のように不足充電型の独立電源装置1cでは、1日の間に1回は必ず満充電になるまでの充電が行われる。   As described above, in the undercharged independent power supply 1c, the battery is charged until it becomes fully charged once a day.

以上の独立電源装置1が、どれほど効果的に太陽電池モジュール10を使用するかについては、解析的に求めるのは、容易ではない。そこで、実際の設置場所の年間気候に基づいてシミュレーションを行ってみた。場所は、札幌、大阪、那覇である。シミュレーションの条件は以下の通りである。   It is not easy to analytically determine how effectively the independent power supply device 1 uses the solar cell module 10. Therefore, we performed a simulation based on the annual climate of the actual installation location. The places are Sapporo, Osaka and Naha. The simulation conditions are as follows.

各都市の気象データはNEDOが公開している気象データで、日照時間、天気等の年間データを用いた。太陽電池モジュール10は、定格460Whのものである。二次電池12は鉛蓄電池で構成されており、24V、180Ah、4.32kWhの容量がある。負荷19は、消費電力が50Wで、1日あたり1200Whの電気量を消費するとした。なお、二次電池12若しくは太陽電池モジュール10からの電気はDC−ACインバータで100Vの交流に変換される。   The weather data for each city is the weather data published by NEDO, and annual data such as sunshine hours and weather were used. The solar cell module 10 has a rating of 460 Wh. The secondary battery 12 is composed of a lead storage battery and has a capacity of 24 V, 180 Ah, and 4.32 kWh. The load 19 has a power consumption of 50 W and consumes 1200 Wh of electricity per day. In addition, the electricity from the secondary battery 12 or the solar cell module 10 is converted into an alternating current of 100 V by a DC-AC inverter.

シミュレーションの結果を表1に示す。合計発電量というのは、太陽電池モジュール10が発電した総電力である。図7のステップS108でY分岐になった時からの積算電力である。有効発電量というのは、二次電池12に集められたか若しくは、負荷19に流された電気である。   The simulation results are shown in Table 1. The total power generation amount is the total power generated by the solar cell module 10. This is the integrated power from the time when the Y branch is reached in step S108 in FIG. The effective power generation amount is electricity collected in the secondary battery 12 or passed through the load 19.

無効発電量というのは、二次電池12にも蓄積できず、負荷19にも流されなかった電気である。つまり、太陽電池モジュール10が発電を行っても、蓄積も消費もできずに、そのまま破棄される電気である。図7のステップS112のY分岐の時に、太陽電池モジュール10の発電量から負荷19に供給する電力を引いた値である。また、有効発電率は、合計発電量に対する有効発電量の割合である。   The reactive power generation amount is electricity that cannot be stored in the secondary battery 12 and is not passed through the load 19. That is, even if the solar cell module 10 generates power, it cannot be stored or consumed and is discarded as it is. This is a value obtained by subtracting the power supplied to the load 19 from the power generation amount of the solar cell module 10 at the time of the Y branch in step S112 of FIG. The effective power generation rate is the ratio of the effective power generation amount to the total power generation amount.

合計発電量を見ると、那覇、大阪、札幌の順で少なくなる。これは日照時間が異なるためである。また、有効発電率を見ると、那覇、大阪、札幌といずれの都市でも、不足充電型独立電源装置1cが最も有効発電率が高い。そして、次が夜間充電型独立電源装置1bであった。即時充電型独立電源装置1aの有効発電率は、いずれの都市でも60%程度であった。即時充電型独立電源装置1aは、実行深度になったら直ちに充電を行う方法である。   Looking at the total power generation, it decreases in the order of Naha, Osaka, and Sapporo. This is because the sunshine hours are different. In terms of the effective power generation rate, the undercharged independent power supply 1c has the highest effective power generation rate in any city such as Naha, Osaka, and Sapporo. And the next was the night charge-type independent power supply device 1b. The effective power generation rate of the immediate charge type independent power supply 1a was about 60% in any city. The immediate charging type independent power supply 1a is a method of charging immediately after the execution depth is reached.

一方、不足充電型独立電源装置1cは、毎日満充電を経験させる方式である。すなわち、日々満充電を目指して充電制御を行うことで、太陽電池モジュール10の発電した電気を有効発電率90%程度の高い効率で有効に利用することができることを示している。   On the other hand, the undercharged independent power supply 1c is a system that allows a full charge to be experienced every day. That is, it is shown that the electricity generated by the solar cell module 10 can be effectively used with a high efficiency of about 90% of the effective power generation rate by performing charge control aiming at full charge every day.

以上のように、本発明に係る独立電源装置1は、いずれのタイプであっても、およそ60%程度の有効発電率を有し、太陽光を有効に利用しているといえる。   As described above, it can be said that the independent power supply device 1 according to the present invention has an effective power generation rate of about 60% and effectively uses sunlight regardless of the type.

(実施の形態2)
本実施の形態では、不足充電型独立電源装置1cが、大規模震災などの緊急事態において、所定の期間のバックアップ機能を有する場合について説明する。これをバックアップ付独立電源装置1dとする。本発明に係る独立電源装置1は、太陽電池モジュール10からの充電が不足した場合は、なんらかの形態で商用電源30から充電を行う。しかし、大規模震災といった緊急事態が発生すると、商用電源30は停電してしまう可能性が非常に高い。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a case will be described in which the undercharged independent power supply 1c has a backup function for a predetermined period in an emergency such as a large-scale earthquake. This is designated as an independent power supply with backup 1d. The independent power supply device 1 according to the present invention performs charging from the commercial power supply 30 in some form when charging from the solar cell module 10 is insufficient. However, when an emergency such as a large-scale earthquake occurs, the possibility that the commercial power supply 30 will be cut off is very high.

そのような場合であっても独立電源装置1は、所定の日数(所定の保証期間)の間は、動作が保証される必要がある。この期間を停電時動作保証期間と呼ぶ。この停電時動作保証期間とは、より具体的に言うと、商用電源30が停電し、なおかつ雨等によって太陽電池モジュール10からの昼間の充電もされない場合の動作保証期間である。停電時動作保証期間はバックアップ付独立電源装置1dの表面に表示される若しくは取扱説明書に記載されることになる。   Even in such a case, the operation of the independent power supply device 1 needs to be guaranteed for a predetermined number of days (a predetermined warranty period). This period is called an operation guarantee period during a power failure. More specifically, the operation guarantee period at the time of a power failure is an operation guarantee period when the commercial power source 30 is out of power and is not charged in the daytime from the solar cell module 10 due to rain or the like. The operation guarantee period during a power failure is displayed on the surface of the backup independent power supply 1d or described in the instruction manual.

バックアップ付独立電源装置1dは、不足充電型独立電源装置1cを基本構成とする。つまり、毎日満充電されるので、停電が発生した前日の満充電を経験している。したがって、商用電源30が停電してからn日期間の動作を保証するのであれば、n+1日分の二次電池12を搭載していればよい。例えば、停電時動作保証期間を3日とすると、不足充電型独立電源装置1cは、4日分以上の容量を有する二次電池12を搭載すればよい。   The independent power supply with backup 1d has a basic configuration of the undercharged independent power supply 1c. In other words, since it is fully charged every day, it experiences full charge the day before the power failure occurred. Therefore, if the operation of the n-day period is guaranteed after the commercial power supply 30 has failed, it is only necessary to install the secondary battery 12 for n + 1 days. For example, assuming that the operation guarantee period during a power failure is 3 days, the undercharged independent power supply device 1c may be equipped with the secondary battery 12 having a capacity of 4 days or more.

より具体的な例を示すと、負荷での一日の消費電力を600Wとする。放電効率をおよそ85%と考えると、二次電池12の容量は、(600W×4日÷0.85=)2824Wh以上必要となる。   As a more specific example, the daily power consumption at the load is 600 W. Assuming that the discharge efficiency is about 85%, the capacity of the secondary battery 12 needs to be (600 W × 4 days ÷ 0.85 =) 2824 Wh or more.

また、これを開放端子間電圧12V、容量が60Ahの蓄電池で構成すると、劣化時の蓄電率を80%として、必要な蓄電池の量は、2824Wh÷(60Ah×12V×0.8)=4.9個となる。ここで劣化時の蓄電率とは、二次電池12が劣化することによって、満充電であっても定格容量である60Ahを発揮できない場合を考慮したものである。以上の計算でわかるように、上記の規格の電池であれば、5個以上を搭載することで、停電時動作保証期間のバックアップ機能を有することになる。   Further, when this is constituted by a storage battery having a voltage between open terminals of 12 V and a capacity of 60 Ah, assuming that the storage rate during deterioration is 80%, the required amount of storage battery is 2824 Wh ÷ (60 Ah × 12 V × 0.8) = 4. Nine. Here, the storage rate at the time of deterioration takes into account the case where the rated capacity of 60 Ah cannot be exhibited even when the secondary battery 12 is deteriorated, even when fully charged. As can be seen from the above calculation, if a battery of the above-mentioned standard is installed, it has a backup function of the operation guarantee period at the time of power failure by installing five or more batteries.

図12にバックアップ付独立電源装置1dの構成例を示す。また図13には、充放電制御手段11の構成を示す。実施の形態1で示した図1及び図2の構成とほぼ同じである。違いは、充放電制御手段11から外部に対して信号線L10が設けられており、その信号線L10で信号Semを送信する点である。図13を参照して、この信号線L10は、充放電制御手段11の制御装置20から配線されるものである。   FIG. 12 shows a configuration example of the independent power supply with backup 1d. FIG. 13 shows the configuration of the charge / discharge control means 11. The configuration is almost the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. The difference is that a signal line L10 is provided from the charge / discharge control means 11 to the outside, and a signal Sem is transmitted through the signal line L10. Referring to FIG. 13, this signal line L <b> 10 is wired from control device 20 of charge / discharge control means 11.

また、制御装置20は、電力制御部22から配線L6によって電力が供給されているか否かの信号Scvを受ける。つまり、バックアップ付独立電源装置1dは、商用電源30から供給される電気(AC−DCコンバータ32の出力)の有無について信号を制御装置20に送ることができる。   In addition, the control device 20 receives a signal Scv indicating whether power is supplied from the power control unit 22 through the wiring L6. That is, the independent power supply with backup 1 d can send a signal to the control device 20 regarding the presence / absence of electricity supplied from the commercial power supply 30 (output of the AC-DC converter 32).

図14に、バックアップ付独立電源装置1dの動作フローを示す。バックアップ付独立電源装置1dは、不足充電型独立電源装置1cを基本としているので、図11の処理フローと同じ部分がある。そこで、図11と同じ部分については、同じ番号を付し、説明は省略する。   FIG. 14 shows an operation flow of the independent power supply with backup 1d. Since the independent power supply with backup 1d is based on the undercharged independent power supply 1c, there is the same part as the processing flow of FIG. Therefore, the same parts as those in FIG.

バックアップ付独立電源装置1dでは、ステップS107で夜を検出し(N分岐)、ステップS1071で満充電を検出しない場合(N分岐)の次に、商用電源30が停電状態になった場合の一連の処理が挿入される。まず、充放電制御手段11は、AC−DCコンバータ32(図12参照)から出力があるか否かを判断する(ステップS140)。   In the independent power supply with backup 1d, a series of cases in which the commercial power source 30 is in a power failure state after detecting the night in step S107 (N branch) and not detecting the full charge in step S1071 (N branch). Processing is inserted. First, the charge / discharge control means 11 determines whether or not there is an output from the AC-DC converter 32 (see FIG. 12) (step S140).

より詳細には、電力制御部22が配線L6の接続端に電力が供給されているか否かを検出し、その結果を信号Scvによって制御装置20に通知することで、制御装置20が判断する。AC−DCコンバータ32からの出力がなければ(Y分岐)、停電と判断し停電処理のルーチンに処理を移す。   More specifically, the control device 20 determines whether or not the power control unit 22 detects whether power is supplied to the connection end of the wiring L6 and notifies the control device 20 of the result by the signal Scv. If there is no output from the AC-DC converter 32 (Y branch), it is determined that a power failure has occurred, and the process proceeds to a power failure processing routine.

なお、停電と判断した後に、充放電制御手段11は、外部に対して停電状態を検出した旨の信号Semを生成し、信号線L10で送信してもよい(フローは省略した)。この信号は、バックアップ付独立電源装置1dに設けられたパネル表示35に表示することにしてもよい。商用電源30が停電でないとしても、バックアップ付独立電源装置1dまでの配線や、AC−DCコンバータ32の障害によって、バックアップ付独立電源装置1dにとっての停電状態は発生しうる。   After determining that a power failure has occurred, the charge / discharge control unit 11 may generate a signal Sem indicating that a power failure state has been detected to the outside, and transmit the signal Sem via the signal line L10 (the flow is omitted). This signal may be displayed on the panel display 35 provided in the independent power supply with backup 1d. Even if the commercial power supply 30 is not a power failure, a power failure state for the backup independent power supply 1d may occur due to the wiring to the backup independent power supply 1d and the failure of the AC-DC converter 32.

つまり、この信号Semは、停電だけを表すのではなく、バックアップ付独立電源装置1dの内部に障害が発生した可能性のあることを外部に通知する信号にもなる。   That is, this signal Sem does not only indicate a power failure, but also serves as a signal notifying the outside that a failure may have occurred inside the backup independent power supply 1d.

AC−DCコンバータ32の出力があれば、停電は発生していないと判断し、不足充電型独立電源装置1cと同じ商用電源30から負荷へ電力を供給する処理(ステップS124)を行う。   If there is an output from the AC-DC converter 32, it is determined that a power failure has not occurred, and a process of supplying power from the commercial power supply 30 that is the same as the undercharged independent power supply 1c to the load (step S124) is performed.

一方、停電処理では、充放電制御手段11は、二次電池12から負荷に電気を供給するように回路を調整する(ステップS142)。そして、ステップS104に戻る。夜で停電している間は、ステップS104からステップS106、S107、S1071を経て、再びステップS142に戻る。したがって、この処理の繰り返しは、停電が復旧するまで継続し、その間負荷には二次電池12から電気が供給される。   On the other hand, in the power failure process, the charge / discharge control means 11 adjusts the circuit so as to supply electricity from the secondary battery 12 to the load (step S142). Then, the process returns to step S104. While a power failure occurs at night, the process returns to step S142 again from step S104 through steps S106, S107, and S1071. Therefore, the repetition of this process is continued until the power failure is restored, and electricity is supplied from the secondary battery 12 to the load during that time.

停電が夜の間に復旧した場合は、ステップS140の判断が、N分岐となり、商用電源30から負荷に電気が供給され(ステップS124)、さらにステップS126で、二次電池12も、充電される。   If the power failure is restored during the night, the determination in step S140 is N branch, electricity is supplied from the commercial power supply 30 to the load (step S124), and the secondary battery 12 is also charged in step S126. .

また、バックアップ付独立電源装置1dは昼間の動作については、不足充電型独立電源装置1cと同じ動作を行う。   In addition, the backup independent power supply 1d performs the same operation as the undercharged independent power supply 1c in the daytime operation.

以上のようにバックアップ付独立電源装置1dは、停電が発生し、天候のため昼間に太陽電池モジュール10からの発電ができなかった場合であっても、所定の期間負荷に電気を送ることを保証することができる。   As described above, the independent power supply with backup 1d ensures that electricity is sent to the load for a predetermined period even when a power failure occurs and power generation from the solar cell module 10 cannot be performed in the daytime due to weather. can do.

本発明の独立電源装置は、太陽電池モジュールを用いた電源装置だけでなく、二次電池の充電制御に広く利用することができる。   The independent power supply device of the present invention can be widely used not only for a power supply device using a solar battery module but also for charging control of a secondary battery.

1 独立電源装置
10 太陽電池モジュール
11 充放電制御手段
12 二次電池
13 電圧センサ
14 充放電電流センサ
15 出力端子
16 起電力モニタ
19 負荷
20 制御装置
22 電力制御部
24 メモリ
25 タイマ
30 商用電源
31 商用電源入力端子
32 AC−DCコンバータ
34 インバータ
35 表示
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Independent power supply device 10 Solar cell module 11 Charging / discharging control means 12 Secondary battery 13 Voltage sensor 14 Charging / discharging current sensor 15 Output terminal 16 Electromotive force monitor 19 Load 20 Controller 22 Power controller 24 Memory 25 Timer 30 Commercial power supply 31 Commercial Power input terminal 32 AC-DC converter 34 Inverter 35 Display

Claims (7)

太陽エネルギーにて発電する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールで発電した発電電力を負荷に供給するとともに、余剰電力を二次電池に充電し、前記発電電力が不足した時は前記二次電池から前記負荷に不足電力を供給する独立電源装置であって、
前記太陽電池モジュールにて発電した電力若しくは、商用電源からの電力の、前記二次電池への充電量および前記負荷に対する電力供給量を制御する充放電制御手段と、
前記二次電池の電圧を計測する電圧センサと、
前記二次電池への充電電流および前記二次電池からの放電電流を計測する充放電電流センサと、
前記電圧センサと前記充放電電流センサからの計測値に基づいて前記二次電池への充電電気量および前記二次電池からの放電電気量の合計である充放電電気量を演算する充放電電気量演算手段を有し、
前記充放電制御手段は前記二次電池を充電する際は、
前記二次電池電圧が定電圧設定値(V2)に達する時と、前記充放電電気量がゼロ以上になった時の時間差が所定の時間以下になったら、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電し、
また、前記二次電池が前記太陽電池モジュールで前記充放電電気量がゼロまで充電できなかった場合は、夜になってから商用電源から前記二次電池に充電することを特徴とする独立電源装置。
A solar cell module that generates power with solar energy;
An independent power supply that supplies generated power generated by the solar cell module to a load, charges surplus power to a secondary battery, and supplies insufficient power from the secondary battery to the load when the generated power is insufficient Because
Charge / discharge control means for controlling the amount of power generated by the solar cell module or the amount of power supplied from a commercial power source to the secondary battery and the amount of power supplied to the load;
A voltage sensor for measuring the voltage of the secondary battery;
A charge / discharge current sensor for measuring a charge current to the secondary battery and a discharge current from the secondary battery;
Charging / discharging electric quantity which calculates the charging / discharging electric quantity which is the sum total of the charging electric quantity to the said secondary battery, and the discharging electric quantity from the said secondary battery based on the measured value from the said voltage sensor and the said charging / discharging current sensor Having an arithmetic means;
When the charge / discharge control means charges the secondary battery,
When the time difference between the time when the secondary battery voltage reaches a constant voltage setting value (V2) and the time when the charge / discharge electricity amount becomes zero or more becomes a predetermined time or less, the charge / discharge electricity amount becomes a predetermined amount or more. Overcharge until
In addition, when the secondary battery is the solar battery module and the charge / discharge amount of electricity cannot be charged to zero, the secondary battery is charged from a commercial power source after night. .
太陽エネルギーにて発電する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールで発電した発電電力を負荷に供給するとともに、余剰電力を二次電池に充電し、前記発電電力が不足した時は前記二次電池から前記負荷に不足電力を供給する独立電源装置であって、
前記太陽電池モジュールにて発電した電力若しくは、商用電源からの電力の、前記二次電池への充電量および前記負荷に対する電力供給量を制御する充放電制御手段と、
前記二次電池の電圧を計測する電圧センサと、
前記二次電池への充電電流および前記二次電池からの放電電流を計測する充放電電流センサと、
前記電圧センサと前記充放電電流センサからの計測値に基づいて前記二次電池への充電電気量および前記二次電池からの放電電気量の合計である充放電電気量を演算する充放電電気量演算手段を有し、
前記充放電制御手段は前記二次電池を充電する際は、
前記二次電池電圧が定電圧設定値(V2)に達する時と、前記充放電電気量がゼロ以上になった時の時間差が所定の時間以下になったら、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電し、
また、前記二次電池が実行深度まで利用されたら、商用電源から前記二次電池に充電することを特徴とする独立電源装置。
A solar cell module that generates power with solar energy;
An independent power supply that supplies generated power generated by the solar cell module to a load, charges surplus power to a secondary battery, and supplies insufficient power from the secondary battery to the load when the generated power is insufficient Because
Charge / discharge control means for controlling the amount of power generated by the solar cell module or the amount of power supplied from a commercial power source to the secondary battery and the amount of power supplied to the load;
A voltage sensor for measuring the voltage of the secondary battery;
A charge / discharge current sensor for measuring a charge current to the secondary battery and a discharge current from the secondary battery;
Charging / discharging electric quantity which calculates the charging / discharging electric quantity which is the sum total of the charging electric quantity to the said secondary battery, and the discharging electric quantity from the said secondary battery based on the measured value from the said voltage sensor and the said charging / discharging current sensor Having an arithmetic means;
When the charge / discharge control means charges the secondary battery,
When the time difference between the time when the secondary battery voltage reaches a constant voltage setting value (V2) and the time when the charge / discharge electricity amount becomes zero or more becomes a predetermined time or less, the charge / discharge electricity amount becomes a predetermined amount or more. Overcharge until
In addition, the independent power supply device is characterized in that the secondary battery is charged from a commercial power supply when the secondary battery is used to the execution depth.
太陽エネルギーにて発電する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールで発電した発電電力を負荷に供給するとともに、余剰電力を二次電池に充電し、前記発電電力が不足した時は前記二次電池から前記負荷に不足電力を供給する独立電源装置であって、
前記太陽電池モジュールにて発電した電力若しくは、商用電源からの電力の、前記二次電池への充電量および前記負荷に対する電力供給量を制御する充放電制御手段と、
前記二次電池の電圧を計測する電圧センサと、
前記二次電池への充電電流および前記二次電池からの放電電流を計測する充放電電流センサと、
前記電圧センサと前記充放電電流センサからの計測値に基づいて前記二次電池への充電電気量および前記二次電池からの放電電気量の合計である充放電電気量を演算する充放電電気量演算手段を有し、
前記充放電制御手段は前記二次電池を充電する際は、
前記二次電池電圧が定電圧設定値(V2)に達する時と、前記充放電電気量がゼロ以上になった時の時間差が所定の時間以下になったら、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電し、
また、前記二次電池が実行深度まで利用されたら、夜になってから商用電源から前記二次電池に充電することを特徴とする独立電源装置。
A solar cell module that generates power with solar energy;
An independent power supply that supplies generated power generated by the solar cell module to a load, charges surplus power to a secondary battery, and supplies insufficient power from the secondary battery to the load when the generated power is insufficient Because
Charge / discharge control means for controlling the amount of power generated by the solar cell module or the amount of power supplied from a commercial power source to the secondary battery and the amount of power supplied to the load;
A voltage sensor for measuring the voltage of the secondary battery;
A charge / discharge current sensor for measuring a charge current to the secondary battery and a discharge current from the secondary battery;
Charging / discharging electric quantity which calculates the charging / discharging electric quantity which is the sum total of the charging electric quantity to the said secondary battery, and the discharging electric quantity from the said secondary battery based on the measured value from the said voltage sensor and the said charging / discharging current sensor Having an arithmetic means;
When the charge / discharge control means charges the secondary battery,
When the time difference between the time when the secondary battery voltage reaches a constant voltage setting value (V2) and the time when the charge / discharge electricity amount becomes zero or more becomes a predetermined time or less, the charge / discharge electricity amount becomes a predetermined amount or more. Overcharge until
In addition, when the secondary battery is used up to the execution depth, the secondary battery is charged from a commercial power source after night.
前記商用電源が停電になった場合は、停電状態を検出した旨の信号を生成することを特徴とする請求項1に記載された独立電源装置。   The independent power supply device according to claim 1, wherein when the commercial power supply fails, a signal indicating that a power failure state has been detected is generated. 前記二次電池は、負荷の1日あたりの消費電力に停電時動作保証期間にさらに1日を加えた期間を乗じた以上の容量を有し、夜になって前記商用電源が停電していた場合は、前記二次電池から前記負荷に電気を供給することを特徴とする請求項1乃至4の何れかの請求項に記載された独立電源装置。   The secondary battery has a capacity equal to or more than the power consumption per day of the load multiplied by a period obtained by adding one more day to the operation guarantee period at the time of a power failure, and the commercial power supply was interrupted at night. In this case, the independent power supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein electricity is supplied from the secondary battery to the load. 前記充放電制御手段は、前記二次電池が前記充放電電気量がマイナス値からゼロに達するまで充電されたら、前記発電電力を前記負荷への電力供給だけに使用することを特徴とする請求項1乃至5の何れかの請求項に記載された独立電源装置。   The charge / discharge control means uses the generated power only for power supply to the load when the secondary battery is charged until the charge / discharge electricity amount reaches zero from a negative value. The independent power supply device according to any one of claims 1 to 5. 前記充放電制御手段は、前記充放電電気量が所定量以上になるまで過充電した際は、前記充放電電気量の値をリセットすることを特徴とする請求項1乃至6の何れかの請求項に記載された独立電源装置。   The said charge / discharge control means resets the value of the said charge / discharge electric quantity, when it overcharges until the said charge / discharge electric quantity becomes more than predetermined amount, The claim of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. The independent power supply device described in the section.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107681765A (en) * 2017-11-10 2018-02-09 常州欧迈斯新能源科技有限公司 Solar DC energy storage power device and its control method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107681765A (en) * 2017-11-10 2018-02-09 常州欧迈斯新能源科技有限公司 Solar DC energy storage power device and its control method

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