JP2016067131A - 充電システム - Google Patents
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Abstract
Description
容量の大きな安価なサブバッテリを用いることで、太陽光発電機において発電していないときに、メインバッテリに蓄電されている電力をサブバッテリに移しておき、メインバッテリの空き容量を確保しておくことができる。このため、太陽光発電機において発電量の多いときであっても、メインバッテリが直ぐに満充電されることを抑えることができ、太陽光発電機において発電された電力の無駄を抑え、電力を有効に利用することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、PVパネル10及びメインバッテリ20から交流負荷2に電力を供給している状態を示す図である。図2は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、PVパネル10から交流負荷2及びメインバッテリ20に電力を供給している状態を示す図である。図3は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、PVパネル10からメインバッテリ20に電力を供給している状態を示す図である。図4は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、メインバッテリ20から交流負荷2に電力を供給している状態を示す図である。図5は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、メインバッテリ20からサブバッテリ30に電力を供給している状態を示す図である。図6は、本発明の一実施形態に係る充電システム1のMPPT回路40を示す図である。図7は、本発明の一実施形態に係る充電システム1のDC−AC回路60を示す図である。図8は、本発明の一実施形態に係る充電システム1のDC−DC回路80を示す図である。
日中に交流負荷2において高い電力を利用する必要がある場合には、PVパネル10及びメインバッテリ20から電力を交流負荷2へ供給する。具体的には、表1に示すように、双方向昇降圧コントローラー81において、端子AをONとし、端子BをOFFとし、端子CをOFFとし、端子DをPWM出力とし、端子EをONとし、端子FをOFFとする。これにより、図1に示すように、PVパネル10及びメインバッテリ20から交流負荷2へ電力を供給可能な状態とする。
日中に交流負荷2においてそれほど高くない電力を利用する必要がある場合には、PVパネル10から交流負荷2へ電力を供給すると共に、PVパネル10からメインバッテリ20へ電力を供給して、メインバッテリ20を充電する。具体的には、表1に示すように、双方向昇降圧コントローラー81において、端子AをONとし、端子BをOFFとし、端子CをPWM出力とし、端子DをOFFとし、端子EをONとし、端子FをOFFとする。これにより、図2に示すように、PVパネル10からメインバッテリ20及び交流負荷2へ電力を供給可能な状態とする。
夜間に交流負荷2においてそれほど高くない電力を利用する必要がある場合には、メインバッテリ20から交流負荷2へ電力を供給する。具体的には、表1に示すように、双方向昇降圧コントローラー81において、端子AをONとし、端子BをOFFとし、端子CをOFFとし、端子DをPWM出力とし、端子EをONとし、端子FをOFFとする。これにより、図4に示すように、PVパネル10及びメインバッテリ20から交流負荷2へ電力を供給可能な状態とする。
日中に交流負荷2において電力を利用する必要がない場合には、PVパネル10からメインバッテリ20へ電力を供給して、メインバッテリ20を充電する。具体的には、表1に示すように、双方向昇降圧コントローラー81において、端子AをONとし、端子BをOFFとし、端子CをPWM出力とし、端子DをOFFとし、端子EをONとし、端子FをOFFとする。これにより、図3に示すように、PVパネル10からメインバッテリ20へ電力を供給可能な状態とする。
交流負荷2において電力を利用する必要がない場合には、メインバッテリ20からサブバッテリ30へ電力を供給する。具体的には、表1に示すように、双方向昇降圧コントローラー81において、端子AをPWM出力とし、端子BをOFFとし、端子CをONとし、端子DをOFFとし、端子EをOFFとし、端子FをONとする。これにより、図5に示すように、メインバッテリ20からサブバッテリ30へ、所定の電流としてバッテリパック1個につき4Aの電流以下の一定の電流で、電力を供給可能な状態とする。
図9は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、日中にはPVパネル10及びメインバッテリ20から交流負荷2に電力を供給し、夜間にはメインバッテリ20から交流負荷2に電力を供給している様子を示すグラフである。図10は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、日中にはPVパネル10から交流負荷2及びメインバッテリ20に電力を供給し、夜間にはメインバッテリ20からサブバッテリ30に電力を供給している様子を示すグラフである。図11は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、日中にはPVパネル10からメインバッテリ20に電力を供給し、夜間にはメインバッテリ20から交流負荷2に電力を供給している様子を示すグラフである。図12は、本発明の一実施形態に係る充電システム1において、日中にはPVパネル10からメインバッテリ20に電力を供給し、夜間にはメインバッテリ20からサブバッテリ30に電力を供給している様子を示すグラフである。
この場合には、日中(6時〜20時)には制御アが用いられ、夜間(20時〜6時)には、制御ウが用いられる。この制御により、図9に示すように、日中の7時〜18時の間の時間帯にPVパネル10において発電された電力は、交流負荷2へ供給される。また、メインバッテリ20においては、図9に示すように、日中の7時以降に、PVパネル10において発電された電力は充電されるが、10時〜18時の時間帯に、交流負荷2において高い電力が要求されると、メインバッテリ20からも交流負荷2へ電力が供給される。夜間の22時〜6時の時間帯に、交流負荷2からの電力の要求があった場合には、PVパネル10において発電が行われていないため、PVパネル10から交流負荷2への電力の供給はないが、メインバッテリ20から交流負荷2へ電力が供給される。なお、この状態では、サブバッテリ30には、電力は供給されず、サブバッテリ30の充電は行われない。
この場合には、日中(6時〜20時)には制御イが用いられ、夜間(20時〜6時)には、制御オが用いられる。この制御により、図10に示すように、日中の7時〜18時の間の時間帯にPVパネル10において発電された電力は、交流負荷2及びメインバッテリ20へ供給される。夜間の22時〜6時の時間帯には、メインバッテリ20からサブバッテリ30へ電力が供給され、サブバッテリ30に充電が行われる。これによりメインバッテリ20の空き容量を確保することができ、翌日のPVパネル10からの電力を蓄電するための、メインバッテリ20の容量を確保しておくことができる。
この場合には、日中(6時〜20時)には制御エが用いられ、夜間(20時〜6時)には、制御ウが用いられる。この制御により、図11に示すように、日中の7時〜18時の間の時間帯にPVパネル10において発電された電力は、全てメインバッテリ20へ供給され、メインバッテリ20に蓄電される。夜間の22時〜6時の時間帯には、メインバッテリ20から交流負荷2へ電力が供給される。なお、この状態では、サブバッテリ30には、電力は供給されず、サブバッテリ30の充電は行われない。
この場合には、日中(6時〜20時)には制御エが用いられ、夜間(20時〜6時)には、制御オが用いられる。この制御により、図12に示すように、日中の7時〜18時の間の時間帯にPVパネル10において発電された電力は、全てメインバッテリ20へ供給され、メインバッテリ20に蓄電される。夜間の22時〜6時の時間帯には、メインバッテリ20からサブバッテリ30へ電力が供給され、サブバッテリ30に充電が行われる。これによりメインバッテリ20の空き容量を確保することができ、翌日のPVパネル10からの電力を蓄電するための、メインバッテリ20の容量を確保しておくことができる。
本実施形態では、充電システム1は、太陽光発電機としてのPVパネル10と、PVパネル10により発電された電力を交流の電力に変換するDC/AC変換器としてのDC−AC回路60と、PVパネル10により発電された電力を蓄電するバッテリと、バッテリからの電力の電圧を変換するDC/DC変換器としてのDC−DC回路80と、を備えている。そして、バッテリは、メインバッテリ20と、メインバッテリ20よりも内部抵抗が高いサブバッテリ30と、を有している。
これにより、メインバッテリ20に充電する際に、電力が熱エネルギーとして消費されることを抑えることができ、メインバッテリ20の充電の効率化を図ることができる。
また、容量の大きなサブバッテリ30を用いることができる。このため、PVパネル10において発電していないときに、メインバッテリ20に蓄電されている電力をサブバッテリ30に移しておいて,メインバッテリ20の空き容量を確保しておくことができる。このため、PVパネル10において発電量の多いときであっても、メインバッテリ20が直ぐに満充電されることを抑えることができ、PVパネル10において発電された電力の無駄を抑え、電力を有効に利用することができる。
これにより、変動するPVパネル10からの電力でサブバッテリ30が充電されることを防止することができる。このため、メインバッテリ20に対して内部抵抗が高いサブバッテリ30を充電する際に、サブバッテリ30が発熱して劣化をすることを、低減することができる。
このため、メインバッテリ20に対して内部抵抗が高いサブバッテリ30を充電する際に、サブバッテリ30が発熱して劣化をすることを、低減することができる。
このため、1日でメインバッテリ20が満充電されることを防止することができ、PVパネル10において発電された電力の無駄を抑え、電力を有効に利用することができる。
例えば、本実施形態では、太陽光発電機としてPVパネル10を用いたが、PVパネル10に限定されない。また、本実施形態の充電システム1は、メインバッテリ20とサブバッテリ30との2つのバッテリを有していたが、2つのバッテリに限定されない。
10…PVパネル(太陽光発電機)
20…メインバッテリ
30…サブバッテリ
60…DC/AC回路(DC/AC変換器)
80…DC/DC回路(DC/DC変換器、電気的接続切換え部)
81…双方向昇降圧コントローラー
Claims (4)
- 太陽光発電機と、
前記太陽光発電機により発電された電力を交流の電力に変換するDC/AC変換器と、
前記太陽光発電機により発電された電力を蓄電するバッテリと、
前記バッテリからの電力の電圧を変換するDC/DC変換器と、を備え、
前記バッテリは、メインバッテリと、前記メインバッテリよりも内部抵抗が高いサブバッテリと、を有する充電システム。 - 前記太陽光発電機と前記メインバッテリとを電気的に接続可能であり、前記メインバッテリと前記サブバッテリとを電気的に接続可能である電気的接続切換え部と、
前記サブバッテリが前記太陽光発電機からの電力により充電されず、前記メインバッテリからの電力により充電されるように、前記電気的接続切換え部を制御する制御部と、を備える請求項1に記載の充電システム。 - 前記制御部は、前記サブバッテリが前記メインバッテリからの所定の電流以下の一定の電流により充電されるように、前記電気的接続切換え部を制御する請求項2に記載の充電システム。
- 前記メインバッテリは、1日に前記太陽光発電機で得られる最大電力の2倍以上の電力を蓄電できる容量を有する請求項1〜請求項3のいずれかに記載の充電システム。
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