JP2016082706A - Photovoltaic power generation utilization system - Google Patents

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啓右 大塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic power generation utilization system whose efficiency of using power generated by a solar cell is improved.SOLUTION: A photovoltaic power generation utilization system 10 comprises: a power converter 12 between an AC power supply S and a load M; a solar cell SC for receiving sunlight to generate power; an electric double layer capacitor EDLC to be charged with power generated by the solar cell SC; a boosting unit 14 for supplying power to the power converter 12; first changeover means 16 for performing changeover between charging and discharging using power generated by the solar cell SC; second changeover means 18 for turning ON/OFF of connection between the electric double layer capacitor EDLC and the boosting unit 14; a DC current detection unit 20 disposed between the solar cell SC and the first changeover means 16 to detect DC current; an AC current detection unit 22 for detecting AC current flowing in the load M; and a control unit 26 for controlling changeover of the respective changeover means 16, 18.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、負荷に電力を直流で供給する太陽光発電利用システムに関するものである。   The present invention relates to a photovoltaic power generation utilization system that supplies power to a load with a direct current.

従来、空気調和機の負荷である圧縮機のモータを駆動させるために、交流電源（商用電力系統）から電力変換装置を介してモータに電力を供給している。また、太陽電池を設置する企業や家庭が増加しており、再生可能エネルギーの利用が進んでいる。太陽電池の発電エネルギーは直流なので、直流のまま太陽電池の出力を電力変換装置の直流部(直流リンク)に供給することで、電力アシストが可能になる。   Conventionally, in order to drive a motor of a compressor that is a load of an air conditioner, power is supplied to the motor from an AC power source (commercial power system) via a power converter. In addition, companies and households installing solar cells are increasing, and the use of renewable energy is progressing. Since the generated energy of the solar cell is a direct current, power assist can be performed by supplying the output of the solar cell to the direct current portion (DC link) of the power conversion device while maintaining the direct current.

太陽電池の発電電力を空気調和機へ直流でアシストする場合、従来の商用電力系統を経由しての交流アシスト（直流→交流→直流）に比較して、通過する電力変換装置が少なくて済み、より多くの太陽電池の発電エネルギーを負荷へ供給することができる。   When the generated power of the solar cell is assisted by direct current to the air conditioner, fewer power conversion devices pass through compared to the alternating current assist (direct current → alternating current → direct current) via the commercial power system, More power generated by the solar cell can be supplied to the load.

上記のように負荷に直流で電力アシストできる太陽光発電利用システムの一例を図４に示す。太陽光発電利用システム１００は、交流電源Ｓと負荷Ｍとの間に配置され、コンバータ２６、インバータ２８、およびコンバータ２６とインバータ２８の間の直流リンク３０を備えた電力変換装置１２、太陽光を受けて発電する太陽電池ＳＣ、太陽電池ＳＣの電力を昇圧して直流リンク３０に電力を供給する昇圧ユニット１４を備える。   FIG. 4 shows an example of a solar power generation utilization system capable of assisting the load with DC power as described above. The photovoltaic power generation utilization system 100 is disposed between an AC power source S and a load M, and includes a converter 26, an inverter 28, and a power conversion device 12 including a DC link 30 between the converter 26 and the inverter 28, sunlight. A solar cell SC that receives and generates power, and a booster unit 14 that boosts the power of the solar cell SC and supplies the DC link 30 with power.

負荷Ｍが空気調和機の圧縮機モータであれば、空調負荷変動に応じてモータの消費電力（負荷電力）は大きく変化し、空調負荷が小さい時は圧縮機のモータは停止状態（無負荷）となる。その際、太陽電池ＳＣで発電された電力を消費する負荷Ｍはゼロなので、太陽電池ＳＣの発電エネルギーを全く供給（活用）することができないという課題がある。この課題に対応するために図４の太陽光発電利用システム１００は、太陽電池ＳＣの発電電力を蓄電するための電気二重層コンデンサＥＤＬＣを付加している。   If the load M is a compressor motor of an air conditioner, the power consumption (load power) of the motor changes greatly according to the fluctuation of the air conditioning load. When the air conditioning load is small, the compressor motor is stopped (no load). It becomes. At this time, since the load M that consumes the power generated by the solar cell SC is zero, there is a problem that the power generation energy of the solar cell SC cannot be supplied (utilized) at all. In order to deal with this problem, the photovoltaic power generation utilization system 100 of FIG. 4 is provided with an electric double layer capacitor EDLC for storing the generated power of the solar battery SC.

太陽光発電利用システム１００の出力電力に対して負荷Ｍが小さい時（負荷ゼロ時も）は、太陽電池ＳＣで発電された電力は電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電し、負荷Ｍが大きく電力アシストが可能なときに昇圧ユニット１４から直流リンク３０に太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣから出力される電力を供給している。   When the load M is small relative to the output power of the photovoltaic power generation utilization system 100 (even when the load is zero), the electric power generated by the solar cell SC is charged into the electric double layer capacitor EDLC, and the load M is large and power assist is performed When possible, electric power output from the solar cell SC and the electric double layer capacitor EDLC is supplied from the booster unit 14 to the DC link 30.

電気二重層コンデンサＥＤＬＣを付加した上記のような太陽光発電利用システム１００は、太陽電池ＳＣの発電電力を電気二重層コンデンサＥＤＬＣへ充電したり、負荷Ｍへ放電をおこなうために、切換手段１８、交流電流検出部２２および制御部１０２を備える。   The solar power generation utilization system 100 to which the electric double layer capacitor EDLC is added includes the switching means 18 for charging the electric power generated by the solar cell SC to the electric double layer capacitor EDLC and discharging the load M. An alternating current detection unit 22 and a control unit 102 are provided.

負荷Ｍに流れる電流を交流電流検出部２２で検出し、制御部１０２が、電流値から負荷Ｍの消費電力を算出して、切換手段１６を切り換える。負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格電力よりも高くなれば、切換手段１６を放電側にする。昇圧ユニット１４が起動し、直流リンク３０に電力が供給される。一方、負荷Ｍの消費電力が太陽電池ＳＣの出力よりも低くなると、電力アシストを停止する。軽負荷状態検出で切換手段１８を放電から充電に切り換える。太陽電池ＳＣで発電された電力が電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電される。   The alternating current detection unit 22 detects the current flowing through the load M, and the control unit 102 calculates the power consumption of the load M from the current value, and switches the switching unit 16. When the power consumption of the load M becomes higher than the rated power of the boosting unit 14, the switching means 16 is set to the discharge side. The step-up unit 14 is activated and power is supplied to the DC link 30. On the other hand, when the power consumption of the load M becomes lower than the output of the solar battery SC, the power assist is stopped. When the light load state is detected, the switching means 18 is switched from discharging to charging. Electric power generated by the solar cell SC is charged in the electric double layer capacitor EDLC.

電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になればそれ以上充電できないので、負荷Ｍが軽負荷状態でなければ、昇圧ユニット１４での電力損失を差し引いても、太陽電池ＳＣの電力を直流リンク３０にアシストする方が良い場合がある。しかし、図４の回路では、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態がわからず、電力アシストできるタイミングがわからない。   If the electric double layer capacitor EDLC is fully charged, it cannot be charged any more. If the load M is not in a light load state, the power of the solar cell SC is assisted to the DC link 30 even if the power loss in the boosting unit 14 is subtracted. Sometimes it is better to do. However, in the circuit of FIG. 4, the charging state of the electric double layer capacitor EDLC is not known, and the timing at which power assist can be performed is not known.

一方では、切換手段１６を定期的に切り換えて、昇圧ユニット１４をリセットし、定期的に電気二重層コンデンサＥＤＬＣを放電することが考えられる。しかし、切換手段１６を放電側にしたときに昇圧ユニット１４の出力電力より負荷Ｍの消費電力が低いと、昇圧ユニット１４がトリップ（動作を中断）し、電力アシストできない。これは、昇圧ユニット１４からアシストする電力が負荷Ｍの消費電力よりも高くなり、昇圧ユニット１４の過電圧保護機能が動作するためである。   On the other hand, it is conceivable to periodically switch the switching means 16 to reset the boosting unit 14 and periodically discharge the electric double layer capacitor EDLC. However, if the power consumption of the load M is lower than the output power of the booster unit 14 when the switching means 16 is set to the discharge side, the booster unit 14 trips (interrupts operation) and power assist cannot be performed. This is because the power assisted from the boosting unit 14 becomes higher than the power consumption of the load M, and the overvoltage protection function of the boosting unit 14 operates.

また昇圧ユニット１４はトリップした後の自動復帰のために、タイマーを備える。昇圧ユニット１４は、トリップした後にタイマーが作動し、タイマーで設定された時間になった時に自動復帰する。その間は電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になっても、電力アシストに切り替えることができないが、これは本来アシスト可能な条件下においても電力アシストできないことを意味する。すなわち太陽電池ＳＣで発電された電力が、アシストが必要なときに利用されず、年間を通しての太陽光発電利用システム１００における太陽電池ＳＣの発電電力の利用効率を低下させる要因になる。   The boosting unit 14 includes a timer for automatic return after a trip. The booster unit 14 automatically recovers when the timer is activated after the trip and the time set by the timer is reached. In the meantime, even if the electric double layer capacitor EDLC is fully charged, it cannot be switched to the power assist, which means that the power assist cannot be performed even under a condition where the assist can be originally performed. That is, the electric power generated by the solar cell SC is not used when assistance is necessary, and becomes a factor of reducing the utilization efficiency of the generated power of the solar cell SC in the solar power generation utilization system 100 throughout the year.

下記の特許文献１に太陽電池の電力を電気二重層コンデンサに充電し、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して出力する装置が開示されている。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの詳細仕様や負荷変動時の制御仕様については開示されておらず、太陽電池の出力電力が負荷電力を上回った場合、上記同様の問題（電力利用効率の低下）が生じることになる。   Patent Document 1 listed below discloses a device that charges the electric power of a solar cell to an electric double layer capacitor and outputs it via a DC / DC converter. However, detailed specifications of the DC / DC converter and control specifications at the time of load change are not disclosed, and when the output power of the solar cell exceeds the load power, the same problem (decrease in power utilization efficiency) occurs. It will be.

特開２００２−２７２０１５号公報JP 2002-272015 A

本発明は、太陽電池で発電された電力の利用効率を高めた太陽光発電利用システムを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the solar power generation utilization system which raised the utilization efficiency of the electric power generated with the solar cell.

本発明の太陽光発電利用システムは、交流電源と負荷との間に配置され、コンバータ、インバータ、およびコンバータとインバータの間の直流リンクを備えた電力変換装置と、太陽光を受けて発電する太陽電池と、前記太陽電池で発電された電力を充電する電気二重層コンデンサと、前記太陽電池および電気二重層コンデンサの電力を昇圧して前記直流リンクに電力を供給する昇圧ユニットと、前記太陽電池から電気二重層コンデンサへの充電または太陽電池および電気二重層コンデンサの電力の放電を切り換える第１切換手段と、前記太陽電池と第１切換手段の間で直流電流を検出する直流電流検出部と、前記負荷に流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、前記電気二重層コンデンサと昇圧ユニットの接続をオン・オフする第２切換手段と、前記検出された直流電流の値および交流電流の値によって第１切換手段の切り換えおよび第２切換手段のオン・オフを制御する制御部とを備える。   The photovoltaic power generation utilization system of the present invention is arranged between an AC power source and a load, and includes a converter, an inverter, and a power conversion device including a DC link between the converter and the inverter, and a solar that receives sunlight to generate power A battery, an electric double layer capacitor that charges the electric power generated by the solar cell, a boost unit that boosts the electric power of the solar cell and the electric double layer capacitor and supplies electric power to the DC link, and the solar cell First switching means for switching charging of the electric double layer capacitor or discharging of the electric power of the solar cell and the electric double layer capacitor, a direct current detection unit for detecting a direct current between the solar cell and the first switching means, An AC current detector for detecting an AC current flowing through the load, and a second switch for turning on / off the connection between the electric double layer capacitor and the boosting unit. Comprising stages and, and a control unit for controlling the on-off switching and the second switching means of the first switching means by the value of the value and alternating current of the detected DC current.

交流電源の電力は電力変換装置を介して負荷に供給される。太陽電池で発電された電力は、昇圧ユニットを介して電力変換装置の直流リンクに供給されるか、電気二重層コンデンサに充電される。放電と充電の切り換えは、第１切換手段で行う。電気二重層コンデンサの昇圧ユニットへの接続は第２切換手段で行う。制御手段が直流電流検出部と交流電流検出部で検出された値を使用して、各切換手段を制御する。   The power of the AC power supply is supplied to the load via the power converter. The electric power generated by the solar cell is supplied to the DC link of the power conversion device via the boost unit or charged in the electric double layer capacitor. Switching between discharging and charging is performed by the first switching means. The electric double layer capacitor is connected to the boosting unit by the second switching means. A control means controls each switching means using the value detected by the direct current detection part and the alternating current detection part.

前記制御部は、前記交流電流の値から負荷の消費電力を求め、前記直流電流の値から昇圧ユニットに供給される電力および電気二重層コンデンサの充電状態を求める。   The control unit obtains power consumption of a load from the value of the alternating current, and obtains power supplied to the boosting unit and a charge state of the electric double layer capacitor from the value of the direct current.

前記第１切換手段が充電側になった状態で、電気二重層コンデンサが満充電（充電電流がゼロ）になれば、第１切換手段を放電側にし、第２切換手段をオフにする。   If the electric double layer capacitor is fully charged (the charging current is zero) with the first switching means on the charging side, the first switching means is set to the discharging side and the second switching means is turned off.

前記昇圧ユニットが再起動するためのタイマーを備え、前記第２切換手段をオフにした後に昇圧ユニットが起動しなければ、タイマーによって昇圧ユニットを再起動する。   A timer for restarting the boosting unit is provided, and if the boosting unit does not start after turning off the second switching means, the boosting unit is restarted by the timer.

本発明は、電気二重層コンデンサが満充電になれば即放電することができ、太陽電池で発電された電力の利用効率が上がる。負荷の消費電力と電気二重層コンデンサの充電状態を検出しており、適切な電力アシストが可能になっている。   In the present invention, when the electric double layer capacitor is fully charged, it can be discharged immediately, and the utilization efficiency of the power generated by the solar cell is increased. The power consumption of the load and the charge state of the electric double layer capacitor are detected, and appropriate power assist is possible.

本願の太陽光発電利用システムの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the solar power generation utilization system of this application. 図１の回路における制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control in the circuit of FIG. 図１の回路におけるタイミングチャートである。2 is a timing chart in the circuit of FIG. 従来の太陽光発電利用システムの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the conventional solar power generation utilization system.

本発明の太陽光発電利用システムについて図面を用いて説明する。   The photovoltaic power generation utilization system of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示す本願の太陽光発電利用システム１０は、交流電源Ｓと負荷Ｍとの間の電力変換装置１２、太陽光を受けて発電する太陽電池ＳＣ、太陽電池ＳＣで発電された電力を充電する電気二重層コンデンサＥＤＬＣ、電力変換装置１２に電力を供給するための昇圧ユニット１４、太陽電池ＳＣで発電された電力の充電または放電を切り換える第１切換手段１６、電気二重層コンデンサＥＤＬＣと昇圧ユニット１４との接続をオン・オフする第２切換手段１８、太陽電池ＳＣと第１切換手段１６の間で直流電流を検出する直流電流検出部２０、負荷Ｍに流れる交流電流を検出する交流電流検出部２２、および各切換手段１６、１８の切り換えを制御する制御部２４を備える。   The solar power generation utilization system 10 of the present application shown in FIG. 1 is charged with a power conversion device 12 between an AC power source S and a load M, a solar cell SC that receives sunlight to generate power, and power generated by the solar cell SC. Electric double layer capacitor EDLC, boost unit 14 for supplying power to power converter 12, first switching means 16 for switching charging or discharging of power generated by solar cell SC, electric double layer capacitor EDLC and boost unit The second switching means 18 for turning on / off the connection to the power supply 14, the direct current detection section 20 for detecting the direct current between the solar cell SC and the first switching means 16, and the alternating current detection for detecting the alternating current flowing through the load M And a control unit 24 that controls switching of the switching units 16 and 18.

交流電源Ｓは商用の電力系統を含む。交流電源Ｓから電力変換装置１２に電力が供給され、電力変換装置１２が駆動する。また本願を空気調和機に適用すれば、負荷Ｍは室外機の圧縮機内蔵三相交流モータになる。   The AC power source S includes a commercial power system. Power is supplied from the AC power source S to the power converter 12, and the power converter 12 is driven. Moreover, if this application is applied to an air conditioner, the load M becomes a compressor built-in three-phase AC motor of the outdoor unit.

電力変換装置１２は、コンバータ２６、インバータ２８、およびコンバータ２６とインバータ２８の間の直流リンク３０を備える。コンバータ２６はダイオードブリッジなどの回路であり、交流電源Ｓが出力した交流電力を直流電力に変換する。インバータ２８は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング用パワー素子（トランジスタ）を複数備え、それらをオン・オフすることで、直流電力を交流電力に変換するものである。直流リンク３０はコンバータ２６の出力を受ける。直流リンク３０に平滑コンデンサやスナバ回路などを設けることができる。   The power conversion device 12 includes a converter 26, an inverter 28, and a DC link 30 between the converter 26 and the inverter 28. The converter 26 is a circuit such as a diode bridge, and converts AC power output from the AC power source S into DC power. The inverter 28 includes a plurality of switching power elements (transistors) such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), and converts DC power into AC power by turning them on and off. DC link 30 receives the output of converter 26. The DC link 30 can be provided with a smoothing capacitor, a snubber circuit, or the like.

複数の太陽電池ＳＣを接続した複数の太陽電池アレイと太陽電池アレイの電圧を出力するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備えることで、太陽光発電ユニットになる。各太陽電池アレイは直流電力を出力する過程でＤＣ／ＤＣコンバータによってＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御される。   By providing a plurality of solar cell arrays to which a plurality of solar cells SC are connected and a DC / DC converter for outputting the voltage of the solar cell array, a photovoltaic power generation unit is obtained. Each solar cell array is subjected to MPPT (Maximum Power Point Tracking) control by a DC / DC converter in the process of outputting DC power.

電気二重層コンデンサＥＤＬＣは、太陽電池ＳＣが発電しているが、電力変換装置１２に電力をアシストできないときに、太陽電池ＳＣで発電された電力が充電される。電力アシスト可能なときは、電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電された電力を放電する。   The electric double layer capacitor EDLC is generated by the solar cell SC, but the electric power generated by the solar cell SC is charged when the power conversion device 12 cannot assist the power. When the power assist is possible, the electric power charged in the electric double layer capacitor EDLC is discharged.

昇圧ユニット１４は、電力を昇圧し、電力変換装置１２に供給するための回路である。昇圧ユニット１４は、太陽電池ＳＣから直接電力が供給されるか、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力が供給されるか、または両方から同時に電力が供給される。昇圧ユニット１４の出力は電力変換装置１２の直流リンク３０に接続される。   The boosting unit 14 is a circuit for boosting power and supplying it to the power converter 12. The boosting unit 14 is directly supplied with power from the solar cell SC, supplied with power from the electric double layer capacitor EDLC, or supplied with power from both simultaneously. The output of the boost unit 14 is connected to the DC link 30 of the power converter 12.

昇圧ユニット１４に太陽電池ＳＣ、電気二重層コンデンサＥＤＬＣまたはその両方から電力が供給されると、昇圧ユニット１４内の制御用電源が供給されて昇圧ユニット１４が起動（昇圧出力を開始）する。このとき負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力電力よりも高ければ、昇圧ユニット１４から直流リンク３０に電力を供給して、電力アシストする。昇圧ユニット１４の起動後に、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力電力未満になれば、昇圧ユニット１４はトリップ（昇圧動作を中断）する。昇圧ユニット１４は過電圧検知機能を備えており、直流リンク３０の過電圧を検知すると昇圧動作を中断して待機状態になるためである。   When power is supplied to the boosting unit 14 from the solar cell SC, the electric double layer capacitor EDLC, or both, the control power supply in the boosting unit 14 is supplied to start up the boosting unit 14 (start boosting output). At this time, if the power consumption of the load M is higher than the output power of the booster unit 14, the power is supplied from the booster unit 14 to the DC link 30 to assist the power. If the power consumption of the load M becomes less than the output power of the boosting unit 14 after the boosting unit 14 is activated, the boosting unit 14 trips (stops the boosting operation). This is because the boosting unit 14 has an overvoltage detection function, and when the overvoltage of the DC link 30 is detected, the boosting operation is interrupted and enters a standby state.

昇圧ユニット１４は異常検知状態を自動復帰させるためのタイマーを備えており、トリップするとタイマーが起動する。タイマーが起動すると、タイマーで設定された待機時間後に昇圧ユニット１４が自動復帰されるようになっている。   The booster unit 14 includes a timer for automatically returning the abnormality detection state, and the timer starts when tripped. When the timer is activated, the booster unit 14 is automatically returned after the standby time set by the timer.

第１切換手段１６は、太陽電池ＳＣで発電された電力の充電と放電を切り換える回路である。第１切換手段１６は、太陽電池ＳＣの電力の行き先として、電気二重層コンデンサＥＤＬＣと昇圧ユニット１４を選択できるようになっている。充電を選択すれば電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電になり、放電を選択すれば昇圧ユニット１４に接続される。第１切換手段１６は、直流電路切換用のリレーを使用することができる。また、トランジスタなどのスイッチング素子によって、同等の回路を構成しても良い。   The first switching means 16 is a circuit that switches between charging and discharging of the electric power generated by the solar battery SC. The first switching means 16 can select the electric double layer capacitor EDLC and the boosting unit 14 as the destination of the electric power of the solar cell SC. If charging is selected, the electric double layer capacitor EDLC is charged, and if discharging is selected, it is connected to the boosting unit 14. The first switching means 16 can use a DC circuit switching relay. In addition, an equivalent circuit may be configured by a switching element such as a transistor.

電気二重層コンデンサＥＤＬＣから太陽電池ＳＣと第１切換手段１６の間にダイオードＤと第２切換手段１８の直列回路が接続されている。ダイオードＤは、アノードが電気二重層コンデンサＥＤＬＣに接続され、カソードが太陽電池ＳＣに接続される。第２切換手段１８は、リレーなどのスイッチを使用する。   A series circuit of a diode D and second switching means 18 is connected from the electric double layer capacitor EDLC between the solar cell SC and the first switching means 16. The diode D has an anode connected to the electric double layer capacitor EDLC and a cathode connected to the solar cell SC. The second switching means 18 uses a switch such as a relay.

第２切換手段１８がオンの状態で、第１切換手段１６が放電になったときに、電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電された電力が、第２切換手段１８、ダイオードＤおよび第１切換手段１６を介して昇圧ユニット１４に供給される。第２切換手段１８がオフになると、電気二重層コンデンサＥＤＬＣと昇圧ユニット１４とが非接続になり、電気二重層コンデンサＥＤＬＣは放電できなくなる。第２切換手段１８はリレーなどを使用する。   When the second switching means 18 is on and the first switching means 16 is discharged, the electric power charged in the electric double layer capacitor EDLC is supplied to the second switching means 18, the diode D and the first switching means 16. Is supplied to the booster unit 14 via When the second switching means 18 is turned off, the electric double layer capacitor EDLC and the step-up unit 14 are disconnected, and the electric double layer capacitor EDLC cannot be discharged. The second switching means 18 uses a relay or the like.

電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電で、負荷Ｍがゼロまたはゼロ付近でなければ、第２切換手段１８をオフにして、昇圧ユニット１４の起動を試みる。電気二重層コンデンサＥＤＬＣを切り離して昇圧ユニット１４を起動することで、昇圧ユニット１４の出力は太陽電池ＳＣの発電出力だけとなり、負荷Ｍが軽負荷であっても電力アシストできる確率を高めることができる。   If the electric double layer capacitor EDLC is fully charged and the load M is not zero or near zero, the second switching means 18 is turned off and the boosting unit 14 is started. By starting up the booster unit 14 after disconnecting the electric double layer capacitor EDLC, the output of the booster unit 14 is only the power generation output of the solar cell SC, and the probability of being able to assist the power even when the load M is a light load can be increased. .

第２切換手段１８をオフにした後、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格電力よりも高くなれば、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力も利用しても、昇圧ユニット１４がトリップすることはない。したがって、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格電力よりも高くなれば、第２切換手段１８をオンにする。   If the power consumption of the load M becomes higher than the rated power of the boost unit 14 after the second switching means 18 is turned off, the boost unit 14 will trip even if the electric double layer capacitor EDLC is also used. Absent. Therefore, when the power consumption of the load M becomes higher than the rated power of the boosting unit 14, the second switching means 18 is turned on.

なお、図１において第２切換手段１８はダイオードＤのアノードに接続されているが、ダイオードＤのカソードに接続することも可能である。   In FIG. 1, the second switching means 18 is connected to the anode of the diode D, but it can also be connected to the cathode of the diode D.

直流電流検出部２０は、太陽電池ＳＣと第１切換手段１６との間であり、かつダイオードＤの接続部よりも第１切換手段１６側に設けられ、直流電流を検出する。直流電流検出部２０は、直流カレント・トランス（ＤＣＣＴ）を使用することができる。検出された値は制御部２４に入力される。直流電流検出部２０の検出値によって昇圧ユニット入力電力（太陽電池ＳＣ発電電力と電気二重層コンデンサＥＤＬＣ放電電力の和）の概算値を知ることができるが、昇圧ユニット入力電力が０．２ｋｗ相当以下の場合、低アシスト状態と定義し、負荷Ｍの状態に応じて電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充放電を切り替える。   The direct current detection unit 20 is provided between the solar cell SC and the first switching unit 16 and is closer to the first switching unit 16 than the connection portion of the diode D, and detects a direct current. The direct current detection unit 20 can use a direct current transformer (DCCT). The detected value is input to the control unit 24. Although the approximate value of the boost unit input power (the sum of the solar cell SC generated power and the electric double layer capacitor EDLC discharge power) can be known from the detected value of the DC current detection unit 20, the boost unit input power is 0.2 kw or less. In this case, the low assist state is defined, and charging / discharging of the electric double layer capacitor EDLC is switched according to the state of the load M.

第１切換手段１６が放電の場合、直流電流検出部２０は昇圧ユニット１４に流れ込む電流を検出する。制御部２６で昇圧ユニット１４へ供給される電力が求められる。特に第２切換手段１８がオフの状態であれば、太陽電池ＳＣの電力が求められる。   When the first switching means 16 is discharged, the direct current detector 20 detects the current flowing into the booster unit 14. The power supplied to the boosting unit 14 is obtained by the control unit 26. In particular, if the second switching means 18 is in an off state, the power of the solar cell SC is obtained.

また、第１切換手段１６が充電の場合、直流電流検出部２０は電気二重層コンデンサＥＤＬＣへの電流を検出することになる。制御部２６は、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態を求めることができる。   When the first switching means 16 is charged, the direct current detection unit 20 detects the current to the electric double layer capacitor EDLC. The control unit 26 can determine the state of charge of the electric double layer capacitor EDLC.

交流電流検出部２２は、インバータ２８と負荷Ｍとの間において、電流を検出する。交流電流検出部２２は、交流カレント・トランス（ＡＣＣＴ）を使用することができる。検出された値は制御部２４に入力される。交流電流検出部２２の検出値を負荷Ｍの消費電力の概算値に変換（換算）することができるが、負荷Ｍの消費電力が０．２ｋｗ相当以下を負荷ゼロまたはゼロ相当の状態、また０．２ｋｗ相当から１ｋｗ相当までを軽負荷状態、１ｋｗ相当以上を高負荷状態と定義する。   The alternating current detection unit 22 detects a current between the inverter 28 and the load M. The alternating current detection unit 22 can use an alternating current transformer (ACCT). The detected value is input to the control unit 24. The detection value of the alternating current detection unit 22 can be converted (converted) into an approximate value of the power consumption of the load M, but the power consumption of the load M is equal to or less than 0.2 kW, or the load is zero or zero. The equivalent of 2 kw to 1 kw is defined as a light load state, and 1 kw or more is defined as a high load state.

制御部２４は、第１切換手段１６および第２切換手段１８の切り換えをおこなうための回路である。制御部２４による各切換手段１６、１８の切り換えは後述する。制御部２４は、直流電流検出部２０で検出された値を増幅する増幅部３２、交流電流検出部２２で検出された電流を増幅し、直流化する増幅直流変換部３４、コンパレータ３６、３８、および各切換手段１６、１８を制御するドライバ４０を備える。   The control unit 24 is a circuit for switching the first switching unit 16 and the second switching unit 18. Switching of the switching means 16 and 18 by the control unit 24 will be described later. The control unit 24 includes an amplification unit 32 that amplifies the value detected by the DC current detection unit 20, an amplification DC conversion unit 34 that amplifies the current detected by the AC current detection unit 22 and converts the current into a direct current, comparators 36 and 38, And the driver 40 which controls each switching means 16 and 18 is provided.

第１および第２コンパレータ３６、３８は、それぞれ増幅部３２および増幅直流部３４の出力を受け、それに応じた信号をドライバに出力する。各コンパレータ３６、３８は、微妙な変化やノイズに影響されないようにヒステリシスコンパレータを使用する。   The first and second comparators 36 and 38 receive the outputs of the amplifying unit 32 and the amplified DC unit 34, respectively, and output signals corresponding to the outputs to the driver. Each of the comparators 36 and 38 uses a hysteresis comparator so as not to be affected by subtle changes or noise.

第１コンパレータ３６は、直流電流検出部２０の電流値から、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になっているか否かの信号、太陽電池ＳＣの電力値の信号をドライバ４０に出力する。   The first comparator 36 outputs to the driver 40 a signal indicating whether or not the electric double layer capacitor EDLC is fully charged and a signal indicating the power value of the solar battery SC from the current value of the DC current detection unit 20.

第２コンパレータ３８は、交流電流検出部２２の電流値から、負荷Ｍが昇圧ユニット１４の定格電力を超えたこと、負荷Ｍが軽負荷状態であることの信号をドライバ４０に出力する。また、負荷Ｍの消費電力をドライバ４０に出力することで、太陽電池ＳＣの電力と負荷Ｍの消費電力の比較が可能になる。   The second comparator 38 outputs a signal to the driver 40 that the load M has exceeded the rated power of the boosting unit 14 and that the load M is in a light load state based on the current value of the AC current detection unit 22. Further, by outputting the power consumption of the load M to the driver 40, the power of the solar cell SC and the power consumption of the load M can be compared.

ドライバ４０は、コンパレータ３６、３８の出力の組み合わせから各切換手段１６、１８を切り換える。
第１切換手段１６は、
（Ａ）負荷Ｍが負荷ゼロまたはゼロ相当の状態よりも低いときは充電、
（Ｂ）太陽電池ＳＣの出力が低く、昇圧ユニット１４から出力できる電力が低アシスト状態では充電、
（Ｃ）負荷Ｍが軽負荷状態では充電と放電のどちらかが選択（（Ｃ）の充電と放電の選択は後述する。）、
（Ｄ）負荷Ｍが高負荷時は放電に切り換えられる。
第２切換手段１８は、
（Ｅ）電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電であり、かつ負荷Ｍが軽負荷の場合にオフ、
（Ｆ）それ以外の場合にオンにする。 The driver 40 switches the switching means 16 and 18 from the combination of the outputs of the comparators 36 and 38.
The first switching means 16
(A) Charging when the load M is zero or lower than the load equivalent state,
(B) The output of the solar cell SC is low, and the power that can be output from the booster unit 14 is charged in a low assist state.
(C) When the load M is in a light load state, either charging or discharging is selected (the selection of charging and discharging in (C) will be described later).
(D) When the load M is high, it is switched to discharging.
The second switching means 18
(E) Off when the electric double layer capacitor EDLC is fully charged and the load M is light load,
(F) Turn on in other cases.

制御部２４の中に、昇圧ユニット１４が起動しなかった場合に、リセットするためのタイマー（図示省略）を備える。タイマーで設定された時間が経過すると、第１切換手段１６を放電にした後に充電にすることで、昇圧ユニット１４をリセットし、再起動させる。   The control unit 24 includes a timer (not shown) for resetting when the boosting unit 14 is not activated. When the time set by the timer elapses, the booster unit 14 is reset and restarted by charging the first switching means 16 after discharging it.

次に、図２を用いて、各切換手段１６、１８の切り換えについて説明する。昇圧ユニット１４の定格電力は１ｋＷとし、最大１ｋＷの電力をアシストできるとする。本説明では負荷Ｍの高負荷状態を昇圧ユニット１４の定格電力以上となっている。   Next, switching of the switching means 16 and 18 will be described with reference to FIG. The rated power of the boosting unit 14 is 1 kW, and it is assumed that the maximum power of 1 kW can be assisted. In this description, the high load state of the load M is equal to or higher than the rated power of the booster unit 14.

（１）回路の初期状態として、第１切換手段１６が充電、第２切換手段１８がオンになっている（Ｓ１）。太陽電池ＳＣが電気二重層コンデンサＥＤＬＣに接続され、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが充電される。   (1) As an initial state of the circuit, the first switching means 16 is charged and the second switching means 18 is on (S1). Solar cell SC is connected to electric double layer capacitor EDLC, and electric double layer capacitor EDLC is charged.

（２）負荷Ｍの消費電力が１ｋＷ以上になって高負荷状態になれば（Ｓ２）、第２切換手段１８をオンにした状態（Ｓ３）で第１切換手段１６を放電にし、昇圧ユニット１４を起動させて電力アシストする（Ｓ４）。昇圧ユニット１４が、直流リンク３０に電力を供給する。   (2) When the power consumption of the load M becomes 1 kW or higher and a high load state is reached (S2), the first switching means 16 is discharged while the second switching means 18 is turned on (S3), and the boosting unit 14 Is activated to assist the power (S4). The step-up unit 14 supplies power to the DC link 30.

（３）負荷Ｍの消費電力が０．２ｋＷを下回って負荷ゼロまたはゼロ相当状態（停止状態）になれば（Ｓ５）、電力アシストする必要はなく、第１切換手段１６を充電にし、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが充電される（Ｓ１）。   (3) If the power consumption of the load M falls below 0.2 kW and the load becomes zero or a state equivalent to zero (stopped state) (S5), there is no need to assist the power, the first switching means 16 is charged, The multilayer capacitor EDLC is charged (S1).

（４）負荷Ｍが軽負荷状態でなくても、太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣによる昇圧ユニット１４からの合計出力が０．２ｋＷを下回れば（低アシスト状態、Ｓ６）、第１切換手段１６を充電にし、昇圧ユニット１４を停止させる（Ｓ７）。低アシスト状態で電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電するのは、電力アシストするよりも昇圧ユニット１４での電力消費（電力変換部の損失）が大きくなるためである。低アシスト状態では、昇圧ユニット１４が停止しなければ、電力アシストが継続される（Ｓ４）。   (4) Even if the load M is not in a light load state, if the total output from the step-up unit 14 by the solar cell SC and the electric double layer capacitor EDLC falls below 0.2 kW (low assist state, S6), the first switching means 16 is charged and the boosting unit 14 is stopped (S7). The reason why the electric double layer capacitor EDLC is charged in the low assist state is that the power consumption (loss of the power conversion unit) in the boosting unit 14 is larger than that in the power assist. In the low assist state, if the boosting unit 14 does not stop, the power assist is continued (S4).

（５）電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電となり（Ｓ８）、負荷Ｍが高負荷状態あるいは負荷ゼロまたはゼロ相当状態でなければ（Ｓ９）、第２切換手段１８をオフにして電気二重層コンデンサＥＤＬＣを昇圧ユニット１４から切り離す（Ｓ１０）。   (5) If the electric double layer capacitor EDLC is fully charged (S8) and the load M is not in a high load state or a load zero or zero equivalent state (S9), the second switching means 18 is turned off to turn on the electric double layer capacitor EDLC. Is separated from the boosting unit 14 (S10).

（６）第１切換手段１６を放電にし、昇圧ユニット１４の起動を試みる（Ｓ１１）。負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力よりも高ければ、昇圧ユニット１４が起動する。一方、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力よりも低ければ、昇圧ユニット１４は瞬時に過電圧を検出して、トリップし、起動できない。上記（５）の工程で、第２切換手段１８をオフにしているため、太陽電池ＳＣの電力を昇圧ユニット１４が昇圧する。満充電になった電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力を利用しないため、昇圧ユニット１４の出力が定格電力よりも低くなり、負荷Ｍの消費電力よりも低くなる確率を高めることができる。   (6) The first switching means 16 is discharged, and the booster unit 14 is started (S11). If the power consumption of the load M is higher than the output of the boost unit 14, the boost unit 14 is activated. On the other hand, if the power consumption of the load M is lower than the output of the boosting unit 14, the boosting unit 14 instantaneously detects an overvoltage, trips, and cannot start. In the step (5), since the second switching means 18 is turned off, the boosting unit 14 boosts the power of the solar cell SC. Since the electric power of the fully charged electric double layer capacitor EDLC is not used, the probability that the output of the boosting unit 14 is lower than the rated power and lower than the power consumption of the load M can be increased.

（７）昇圧ユニット１４が起動しなければ、昇圧ユニット１４内のタイマーが起動し（Ｓ１２）、タイマーで決められた時間経過すれば（Ｓ１３）、再び第２切換手段１８をオフにした状態で、昇圧ユニット１４の起動を試みる（Ｓ１１）。   (7) If the boosting unit 14 is not activated, the timer in the boosting unit 14 is activated (S12). If the time determined by the timer has elapsed (S13), the second switching means 18 is turned off again. The booster unit 14 is tried to start (S11).

（８）昇圧ユニット１４が起動すれば、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが昇圧ユニット１４から切り離された状態で昇圧ユニット１４の昇圧動作を継続する（Ｓ１４）。この状態では太陽電池ＳＣで発電された電力のみで電力アシストされる。   (8) When the boosting unit 14 is activated, the boosting operation of the boosting unit 14 is continued with the electric double layer capacitor EDLC disconnected from the boosting unit 14 (S14). In this state, the power is assisted only by the power generated by the solar cell SC.

（９）負荷Ｍの消費電力が１ｋＷを超えると（Ｓ１５）、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを昇圧ユニット１４に接続する（Ｓ１６）。電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力を利用することで、昇圧ユニット１４の出力が定格出力になるが、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格出力よりも高いため、昇圧ユニット１４がトリップすることはない。   (9) When the power consumption of the load M exceeds 1 kW (S15), the electric double layer capacitor EDLC is connected to the boosting unit 14 (S16). By using the electric power of the electric double layer capacitor EDLC, the output of the boost unit 14 becomes the rated output. However, since the power consumption of the load M is higher than the rated output of the boost unit 14, the boost unit 14 will trip. Absent.

なお、図２の制御において、どのステップを実行していても、負荷Ｍへの電力供給を停止すれば、制御は終了する。   In any of the steps in the control of FIG. 2, if the power supply to the load M is stopped, the control ends.

また、上述した制御について、具体的な負荷Ｍの消費電力、太陽電池ＳＣの電力、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態を図３に示して説明する。昇圧ユニット１４はロスなく昇圧動作できるとする。   In addition, the above-described control will be described with reference to FIG. 3 showing specific power consumption of the load M, power of the solar cell SC, and a charged state of the electric double layer capacitor EDLC. It is assumed that the boost unit 14 can perform a boost operation without loss.

負荷Ｍが起動し、徐々に消費電力が上昇する。時間Ｔ１で負荷Ｍの消費電力が１ｋＷになると、第１切換手段１６を放電にして、昇圧ユニット１４を起動させ、電力アシストする。時間Ｔ２まで太陽電池ＳＣから昇圧ユニット１４を介して電力アシストされる。   The load M is activated and the power consumption gradually increases. When the power consumption of the load M becomes 1 kW at time T1, the first switching means 16 is discharged, the boosting unit 14 is activated, and power assist is performed. Power is assisted from the solar cell SC through the boosting unit 14 until time T2.

太陽電池ＳＣの出力が低下し、時間Ｔ２で昇圧ユニット１４への入力電力が０．２ｋＷを下回ると、第１切換手段１６を充電にして、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電する。電力アシストするよりも昇圧ユニット１４の損失が大きく、昇圧ユニット１４を停止させて、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電した方が、電力利用効率が良いからである。   When the output of the solar cell SC decreases and the input power to the boosting unit 14 falls below 0.2 kW at time T2, the first switching means 16 is charged to charge the electric double layer capacitor EDLC. This is because the loss of the boost unit 14 is larger than that of the power assist, and it is more efficient to use the electric double layer capacitor EDLC by stopping the boost unit 14 and charging the electric double layer capacitor EDLC.

時間Ｔ２から時間Ｔ３まで、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが太陽電池ＳＣの発電電力で充電される。時間Ｔ３で電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になれば、第１切換手段１６を放電にして、昇圧ユニット１４の起動を試みる。時間Ｔ３では、負荷Ｍが高負荷であり、電気二重層コンデンサＥＤＬＣから昇圧ユニット１４を介して電力アシストされる。電気二重層コンデンサＥＤＬＣが徐々に放電される。時間Ｔ３から時間Ｔ４まで太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力を使用して電力アシストされる。   From time T2 to time T3, electric double layer capacitor EDLC is charged with the power generated by solar cell SC. When the electric double layer capacitor EDLC is fully charged at time T3, the first switching means 16 is discharged and the boosting unit 14 is started. At time T3, the load M is a high load, and power is assisted from the electric double layer capacitor EDLC via the boost unit 14. The electric double layer capacitor EDLC is gradually discharged. From time T3 to time T4, power is assisted using the power of the solar cell SC and the electric double layer capacitor EDLC.

負荷Ｍの消費電力が低下し、時間Ｔ４で１ｋＷ未満になれば、昇圧ユニット１４はトリップする。昇圧ユニット１４から出力される電力が負荷Ｍの消費電力よりも高いためである。   When the power consumption of the load M decreases and becomes less than 1 kW at time T4, the boosting unit 14 trips. This is because the power output from the boosting unit 14 is higher than the power consumption of the load M.

負荷Ｍの消費電力が低下し、時間Ｔ５で０．２ｋＷ以下になれば、負荷Ｍは負荷ゼロまたはゼロ相当状態である。この場合第１切換手段１６を充電に切り換え、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電し、昇圧ユニット１４を停止させる。太陽電池ＳＣの電力は電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電に利用される。   When the power consumption of the load M decreases and becomes less than 0.2 kW at time T5, the load M is in a load zero or zero equivalent state. In this case, the first switching means 16 is switched to charging, the electric double layer capacitor EDLC is charged, and the boosting unit 14 is stopped. The electric power of the solar cell SC is used for charging the electric double layer capacitor EDLC.

時間Ｔ５から時間Ｔ６まで、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが太陽電池ＳＣの発電電力で充電される。時間Ｔ６では、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になっているが、負荷Ｍが負荷ゼロまたはゼロ相当状態であるため、第１切換手段１６は充電のままである。   From time T5 to time T6, electric double layer capacitor EDLC is charged with the generated power of solar cell SC. At time T6, the electric double layer capacitor EDLC is fully charged, but the load M is in the zero or equivalent state, so the first switching means 16 remains charged.

負荷Ｍの消費電力が上昇し、時間Ｔ７で軽負荷状態になると、第１切換手段１６を放電にし、昇圧ユニット１４の起動を試みる。第２切換手段１８がオフの状態で昇圧ユニット１４の起動を試みる。第２切換手段１８がオフになっているので、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力は電力アシストされず、太陽電池ＳＣの発電電力のみで電力アシストを試みる。   When the power consumption of the load M rises and the light load state is reached at time T7, the first switching means 16 is discharged and the boosting unit 14 is started. Attempts to start up the booster unit 14 in a state where the second switching means 18 is off. Since the second switching means 18 is turned off, the electric power of the electric double layer capacitor EDLC is not power-assisted, and the power assist is attempted only with the generated power of the solar cell SC.

しかし、時間Ｔ７から時間Ｔ８までは、太陽電池ＳＣの発電電力によって昇圧ユニット１４の出力電力が０．４ｋＷになっており、負荷Ｍの消費電力よりも高い。したがって、昇圧ユニット１４は起動できない。   However, from time T7 to time T8, the output power of the boosting unit 14 is 0.4 kW due to the power generated by the solar cell SC, which is higher than the power consumption of the load M. Therefore, the booster unit 14 cannot be activated.

昇圧ユニット１４が起動しなければ、タイマーが起動し、設定された時間が経過したときに、第１切換手段１６を一旦充電にした後に放電に切り換えて、再び昇圧ユニット１４の起動が試みられる。時間Ｔ８で負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力電力よりも高くなるため、電力アシストが可能になる。時間Ｔ８から時間Ｔ９まで、太陽電池ＳＣの電力によって電力アシストされる。   If the boost unit 14 is not activated, the timer is activated, and when the set time has elapsed, the first switching means 16 is temporarily charged and then switched to discharging, and the activation of the boost unit 14 is attempted again. Since the power consumption of the load M becomes higher than the output power of the boosting unit 14 at time T8, power assist is possible. From time T8 to time T9, power is assisted by the power of the solar cell SC.

時間Ｔ９で太陽電池ＳＣの電力が低下し、昇圧ユニット１４でアシストできる電力が負荷Ｍの消費電力を下回れば、昇圧ユニット１４がトリップする。さらに時間Ｔ１０で負荷Ｍが負荷ゼロまたはゼロ相当状態になれば、第１切換手段１６を充電にし、電力アシストを停止する。   When the power of the solar cell SC decreases at time T9 and the power that can be assisted by the booster unit 14 falls below the power consumption of the load M, the booster unit 14 trips. Further, when the load M becomes zero or equivalent to the load at time T10, the first switching unit 16 is charged and the power assist is stopped.

時間Ｔ１１および時間Ｔ１２については、上記した時間Ｔ７および時間Ｔ８と同じ状況であり、同じように太陽電池ＳＣからの電力アシストが試みられる。   About the time T11 and the time T12, it is the same situation as the above-mentioned time T7 and the time T8, and the electric power assist from the solar cell SC is tried similarly.

時間Ｔ１３で再び負荷Ｍの消費電力が上昇し１ｋＷを超えると、時間Ｔ１と同様に、第１切換手段１６を放電、第２切換手段１８をオンにして、電力アシストする。太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣの両方から電力アシストされる。   When the power consumption of the load M rises again at time T13 and exceeds 1 kW, similarly to time T1, the first switching means 16 is discharged and the second switching means 18 is turned on to assist power. Power is assisted from both the solar cell SC and the electric double layer capacitor EDLC.

以上のように、本発明は負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４から電力アシストできる電力に達していなくても電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になれば、太陽電池ＳＣの電力によって電力アシストすることができ、電力の利用効率が向上する。電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態を検出することでき、従来と異なり、満充電になったタイミングで太陽電池ＳＣから電力アシストを開始することができる。   As described above, according to the present invention, if the electric double layer capacitor EDLC is fully charged even if the power consumption of the load M does not reach the power that can be power assisted from the boost unit 14, the power assisted by the power of the solar cell SC. Can improve the efficiency of power use. The state of charge of the electric double layer capacitor EDLC can be detected, and unlike the conventional case, the power assist can be started from the solar cell SC at the time of full charge.

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。   In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

１０：太陽光発電利用システム
１２：電力変換装置
１４：昇圧ユニット
１６、１８：切換手段
２０：直流電流検出部
２２：交流電流検出部
２４：制御部
２６：コンバータ
２８：インバータ
３０：直流リンク
３２：増幅部
３４：増幅直流変化部
３６、３８：コンパレータ
４０：ドライバ
Ｓ：交流電源
Ｍ：負荷
ＳＣ：太陽電池
ＥＤＬＣ：電気二重層コンデンサ 10: Photovoltaic power generation system 12: Power converter 14: Boosting unit 16, 18: Switching means 20: DC current detection unit 22: AC current detection unit 24: Control unit 26: Converter 28: Inverter 30: DC link 32: Amplifier 34: Amplified DC change unit 36, 38: Comparator 40: Driver S: AC power supply M: Load SC: Solar cell EDLC: Electric double layer capacitor

Claims (4)

交流電源と負荷との間に配置され、コンバータ、インバータ、およびコンバータとインバータの間の直流リンクを備えた電力変換装置と、
太陽光を受けて発電する太陽電池と、
前記太陽電池で発電された電力を充電する電気二重層コンデンサと、
前記太陽電池および電気二重層コンデンサの電力を昇圧して前記直流リンクに電力を供給する昇圧ユニットと、
前記太陽電池から電気二重層コンデンサへの充電または太陽電池および電気二重層コンデンサの電力の放電を切り換える第１切換手段と、
前記太陽電池と第１切換手段の間で直流電流を検出する直流電流検出部と、
前記負荷に流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、
前記電気二重層コンデンサと昇圧ユニットの接続をオン・オフする第２切換手段と、
前記検出された直流電流の値および交流電流の値によって第１切換手段の切り換えおよび第２切換手段のオン・オフを制御する制御部と、
を備えた太陽電池システム。 A power conversion device disposed between an AC power source and a load and provided with a converter, an inverter, and a DC link between the converter and the inverter;
Solar cells that generate sunlight and generate electricity;
An electric double layer capacitor for charging the electric power generated by the solar cell;
A boosting unit that boosts the power of the solar cell and the electric double layer capacitor to supply power to the DC link;
First switching means for switching charging from the solar cell to the electric double layer capacitor or discharging of electric power from the solar cell and the electric double layer capacitor;
A direct current detector for detecting a direct current between the solar cell and the first switching means;
An alternating current detector for detecting an alternating current flowing through the load;
Second switching means for turning on and off the connection between the electric double layer capacitor and the boosting unit;
A control unit for controlling switching of the first switching means and on / off of the second switching means according to the detected direct current value and alternating current value;
Solar cell system with 前記制御部は、
前記交流電流の値から負荷の消費電力を求め、
前記直流電流の値から昇圧ユニットに供給される電力または電気二重層コンデンサの充電状態を求める
請求項１の太陽電池システム。 The controller is
Obtain the power consumption of the load from the value of the alternating current,
2. The solar cell system according to claim 1, wherein the state of electric power supplied to the boosting unit or the state of charge of the electric double layer capacitor is obtained from the value of the direct current. 前記第１切換手段が充電側になった状態で、電気二重層コンデンサが満充電になれば、第１切換手段を放電側にし、第２切換手段をオフにする請求項２の太陽電池システム。 3. The solar cell system according to claim 2, wherein when the electric double layer capacitor is fully charged in a state where the first switching unit is on a charging side, the first switching unit is set on a discharging side and the second switching unit is turned off. 前記昇圧ユニットが再起動するためのタイマーを備え、
前記第２切換手段をオフにした後に昇圧ユニットが起動しなければ、タイマーによって昇圧ユニットを再起動させる
請求項３の太陽電池システム。 A timer for restarting the boosting unit;
4. The solar cell system according to claim 3, wherein if the boosting unit does not start after turning off the second switching means, the boosting unit is restarted by a timer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020160532A (en) * 2019-03-25 2020-10-01 ラピスセミコンダクタ株式会社 Information input device, information input system, and program

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