JP3025802U - 太陽光発電システム用負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池を単独の電源として蓄電池を持たず
に負荷機器を複数台有する太陽光発電システムにおい
て、日射量の増減による太陽電池の発生電力の増減に追
従して負荷機器の台数を制御し、消費電力を増減して両
者のバランスを保つことによって、太陽電池の発生電力
の許容範囲内の台数の負荷機器を正常に動作させること
が出来る負荷制御装置を提供する。 【構成】 太陽電池の発生電力と負荷機器の消費電力の
合計とのバランスが、日射量の増減による太陽電池の発
生電力の増減により変化するのを、基準高電圧と基準低
電圧を発生する基準電圧回路、高電圧検出回路とＯＮタ
イマ−および高電圧検出回路と制御回路のＡＮＤゲ−ト
とＯＮタイマ−、低電圧検出回路とＯＦＦタイマ−およ
び低電圧検出回路と制御回路のＡＮＤゲ−トとＯＦＦタ
イマ−の動作により検出し、太陽電池の発生電力の増減
に追従して制御回路と半導体スイッチをＯＮ、ＯＦＦし
て負荷機器の動作台数を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、太陽電池を単独の電源として蓄電池を持たない太陽光発電システム の負荷制御装置の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に太陽電池を単独の電源として蓄電池を持たずに負荷機器を複数台有する 太陽光発電システムにおいては、太陽電池の最大発生電力とすべての負荷機器が 正常に動作するのに必要な消費電力の合計とが対応するように設計されている。 従来は、太陽電池とすべての負荷機器とが常に接続されていて、日射量の増減に よる太陽電池の発生電力の増減に追従して負荷機器の動作台数を制御することに より消費電力を増減し両者のバランスを保つ負荷制御装置は設けられていなかっ た。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

太陽電池を単独の電源として蓄電池を持たずに負荷機器を複数台有する太陽光 発電システムにおいては、夜間など日射量が全くない時には太陽電池の発生電力 が零となるから負荷機器は動作出来ない。昼間においても季節・天候・時刻など の諸条件により日射量が増減し、それに伴って発生電力も増減するから、従来の ように太陽電池と複数台のすべての負荷機器が常に接続されている場合、日射量 が多くて太陽電池の発生電力が大きい時にはすべての負荷機器が必要とする電力 が供給され、負荷機器は正常に動作することが出来るが、日射量が少なくて太陽 電池の発生電力が小さい時にはすべての負荷機器が必要とする電力を供給するこ とが出来ずに電圧が低下するので、複数台の負荷機器の一部、或いは全部が正常 に動作出来なくなるという問題点があった。

【０００４】 本考案はこの問題を解決し、日射量の増減による太陽電池の発生電力の増減に 追従して負荷機器の台数を制御し、消費電力を増減して両者のバランスを保つこ とによって太陽電池の発生電力の許容範囲内の台数の負荷機器を正常に動作させ ることが出来る太陽光発電システムの負荷制御装置を提供することを目的として いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案においては太陽電池の発生電力と負荷機 器の消費電力の合計とのバランスが、日射量の増減による太陽電池の発生電力の 増減により変化するのを、基準電圧回路から基準高電圧を受ける高電圧検出回路 とＯＮタイマ−および高電圧検出回路と制御回路のＡＮＤゲ−トとＯＮタイマ− 、基準低電圧を受ける低電圧検出回路とＯＦＦタイマ−および低電圧検出回路と 制御回路のＡＮＤゲ−トとＯＦＦタイマ−の動作により検出し、太陽電池の発生 電力の増減に追従して制御回路と半導体スイッチをＯＮ、ＯＦＦして負荷機器の 動作台数を制御する。

【０００６】

【作用】

上記のように構成すれば、太陽電池の発生電力に追従して負荷機器の動作台数 が制御され、太陽電池の発生電力と負荷機器の消費電力の合計とのバランスが保 たれて太陽電池の発生電力の許容範囲内の台数の負荷機器を正常に動作させるこ とが出来る。

【０００７】

【実施例】

実施例につき図面を参照して、太陽光発電システム用負荷制御装置を説明する と、図１において太陽電池１の発生電力は基準電圧回路２、高電圧検出回路３、 低電圧検出回路４に入力される。基準電圧回路２は基準高電圧を発生して高電圧 検出回路３に供給し、太陽電池１の発生電力の電圧をこれと比較して基準高電圧 以上であれば高電圧として検出するが、これは太陽電池１の発生電力の電圧が、 負荷機器２７、２８、２９、３０が正常に動作するのに十分な高い電圧であるこ とを意味する。同時に基準電圧回路２は基準低電圧を発生して低電圧検出回路４ に供給し、太陽電池１の発生電力の電圧をこれと比較して基準低電圧以下であれ ば低電圧として検出するが、これは太陽電池１の発生電力の電圧が、負荷機器２ ７、２８、２９、３０が正常に動作するのには不十分な低い電圧であることを意 味する。

【０００８】 日射量が多くなって太陽電池１の発生電力が大きくなり電圧が上昇して基準高 電圧より高くなると、高電圧検出回路３は高電圧を検出してＯＮタイマ−５に動 作信号を出してこれを動作させる、ＯＮタイマ−５がタイムアップすると制御回 路１９にＯＮ信号を送り、制御回路１９は半導体スイッチ２３にＯＮ信号を送り 、これをＯＮさせて負荷機器２７は動作する。これと同時に制御回路１９はＡＮ Ｄゲ−ト１３にＯＮ信号を送るが、この時に高電圧検出回路３が高電圧を検出し ておればＡＮＤゲ−ト１３にＯＮ信号を出しているからＡＮＤゲ−ト１３はＡＮ Ｄの条件が成立してＯＮタイマ−６に動作信号を出してこれを動作させ、ＯＮタ イマ−６がタイムアップすると制御回路２０にＯＮ信号を送り、制御回路２０は 半導体スイッチ２４にＯＮ信号を送り、これをＯＮさせて負荷機器２８は動作す る。このように日射量が多くて太陽電池１の発生電力が大きく負荷機器２７、２ ８が順次動作しても電圧が基準高電圧より高い時には、高電圧検出回路３のＯＮ 信号が送られているから、この信号と制御回路２０、２１のＯＮ信号とがＡＮＤ ゲ−ト１４、１５に入力されるとＡＮＤの条件が成立して、上記のようにＯＮタ イマ−７、８が順番にタイミングをとって制御回路２１、２２、半導体スイッチ ２５、２６をＯＮさせて負荷機器２９、３０を動作させる。

【０００９】 日射量が多くて太陽電池１の発生電力が大きい時には前記のように負荷機器２ ７、２８、２９、３０がすべて動作出来るが、日射量が減少して来ると太陽電池 １の発生電力が小さくなり負荷機器２７、２８、２９、３０の消費電力を満たせ なくなると電圧が下降して基準低電圧より低くなり、低電圧検出回路４は低電圧 を検出してＯＦＦタイマ−１２に動作信号を出してこれを動作させる、ＯＦＦタ イマ−１２がタイムアップすると制御回路２２にＯＦＦ信号を送り、制御回路２ ２は半導体スイッチ２６にＯＦＦ信号を送り、これをＯＦＦさせて負荷機器３０ は動作を停止する。これと同時に制御回路２２はＡＮＤゲ−ト１８にＯＦＦ信号 を送るが、この時に低電圧検出回路４が低電圧を検出しておればＡＮＤゲ−ト１ ８にＯＦＦ信号を出しているからＡＮＤゲ−ト１８のＡＮＤの条件が成立してＯ ＦＦタイマ−１１に動作信号を出してこれを動作させ、ＯＦＦタイマ−１１がタ イムアップすると制御回路２１にＯＦＦ信号を送り、制御回路２１は半導体スイ ッチ２５にＯＦＦ信号を送り、これをＯＦＦさせて負荷機器２９は動作を停止す る。このように日射量が減少して太陽電池１の発生電力が小さくなり負荷機器３ ０、２９が順次動作を停止しても電圧が基準低電圧より低い時には、低電圧検出 回路４のＯＦＦ信号が送られているから、この信号と制御回路２１、２０のＯＦ Ｆの信号とがＡＮＤゲ−ト１７、１６に入力されるとＡＮＤの条件が成立して、 上記のようにＯＦＦタイマ−１０、９が順番にタイミングをとって制御回路２０ 、１９、半導体スイッチ２４、２３をＯＦＦさせて負荷機器２８、２７の動作を 停止させる。

【００１０】 上記のように、この実施例では、太陽電池１の発生電力と負荷機器２７、２８ 、２９、３０の消費電力の合計とのバランスが、日射量の増減による太陽電池１ の発生電力の増減により変化するのを、基準電圧回路２が発生する基準高電圧と 基準低電圧とによって高電圧検出回路３と低電圧検出回路４で検出する。そして 、高電圧の時にはＯＮタイマ−５、６、７、８によってタイミングをとると共に 、ＡＮＤゲ−ト１３、１４、１５により高電圧の持続を確認しながら順次に制御 回路１９、２０、２１、２２と半導体スイッチ２３、２４、２５、２６をＯＮし て負荷機器２７、２８、２９、３０を動作させる。又、低電圧の時にはＯＦＦタ イマ−１２、１１、１０、９によってタイミングをとると共に、ＡＮＤゲ−ト１ ８、１７、１６により低電圧の持続を確認しながら順次に制御回路２２、２１、 ２０、１９と半導体スイッチ２６、２５、２４、２３をＯＦＦして負荷機器３０ 、２９、２８、２７を停止させて負荷制御を行うことが出来るのである。

【００１１】 この実施例では負荷機器の台数が４台の場合を示しているが、負荷機器の台数 は必要に応じて増減することが可能である。又、負荷機器の重要度によって動作 する順位を予め決めておけば、重要度の高い負荷機器を優先して動作させること が出来る。

【００１２】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように日射量の変動による太陽電池の発生電力の変動 に追従して負荷機器の動作台数を制御し、太陽電池の発生電力と負荷機器の消費 電力の合計とのバランスを保つことによって、太陽光発電システムの電圧を一定 の範囲内に保持して、太陽電池の発生電力の許容範囲内で最大数の負荷機器を正 常に動作させることが出来ると共に、重要度の高い負荷機器を優先して動作させ 得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】太陽光発電システム用負荷制御装置のブロック
線図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池（ＰＶ） ２ 基準電圧回路（ＳＶ） ３ 高電圧検出回路（ＨＶ） ４ 低電圧検出回路（ＬＶ） ５、６、７、８ ＯＮタイマ−（ＴＯＮ） ９、１０、１１、１２ ＯＦＦタイマ−（ＴＯＦＦ） １３、１４、１５、１６、１７、１８ ＡＮＤゲ−ト １９、２０、２１、２２ 制御回路（Ｃ−ＯＮ、ＯＦ
Ｆ） ２３、２４、２５、２６ 半導体スイッチ ２７、２８、２９、３０ 負荷機器（Ｌ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池を単独の電源として蓄電池を持
   たずに負荷機器を複数台有する太陽光発電システムにお
   いて、太陽電池の発生電力と負荷機器の消費電力の合計
   とのバランスが、日射量の増減による太陽電池の発生電
   力の増減により変化するのを、基準電圧回路から基準高
   電圧を受ける高電圧検出回路とＯＮタイマ−および高電
   圧検出回路と制御回路のＡＮＤゲ−トとＯＮタイマ−、
   基準低電圧を受ける低電圧検出回路とＯＦＦタイマ−お
   よび低電圧検出回路と制御回路のＡＮＤゲ−トとＯＦＦ
   タイマ−の動作により検出し、太陽電池の発生電力の増
   減に追従して制御回路と半導体スイッチをＯＮ、ＯＦＦ
   して負荷機器の動作台数を制御することを特徴とする太
   陽光発電システム用負荷制御装置。