JP3083167U - 太陽電池の電力供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常に太陽エネルギーから得られた電力を安定
に供給することができる太陽電池の電力供給装置を提供
する。 【解決手段】 太陽電池１１と、この出力を昇圧するＤ
Ｃ・ＤＣコンバータ１４と、昇圧された電力を蓄積する
２次電池１５とを備えた太陽電池の電力供給装置におい
て、太陽電池１１とＤＣ・ＤＣコンバータ１４との間に
バッファ回路１３を介在させた。また、電力供給装置の
制御回路１７に、起動用の充電回路１８を内蔵させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、太陽エネルギーを太陽電池により電力に変換し、この電力をＤＣ・ ＤＣコンバータにより昇圧して電池に充電する方式の太陽電池の電力供給装置に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

太陽エネルギーを太陽電池により電力に変換する場合、一日の中で天候の変化 が激しく、曇ったかと思うとすぐに晴れるという状況があり、太陽エネルギーの 供給量は変動が激しい場合がある。また、もちろん夜間には太陽エネルギーの供 給は期待できない。このような状況に対応するため、太陽電池出力をＤＣ・ＤＣ コンバータにより昇圧し、この昇圧した電力を２次電池に蓄積し、更に、例えば インバータ装置を用いて交流電力に逆変換し所要の電力を需要家側に供給するこ とが行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ＤＣ・ＤＣコンバータは、入力電圧の大きさに対応してその変 換効率が大きく変動する。特に、入力電圧が低下すると、その変換効率が著しく 劣化する。一方で、上述したように、天候の変化により太陽エネルギーの供給量 が変動する場合があり、これにより安定した電力の供給に支障を生じる場合があ る。

【０００４】 本考案は上述した課題に鑑みて為されたもので、常に太陽エネルギーから得ら れた電力を安定に供給することができる太陽電池の電力供給装置を提供すること を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の太陽電池の電力供給装置は、太陽電池と、この出力を昇圧するＤＣ・ ＤＣコンバータと、昇圧された電力を蓄積する２次電池とを備えた太陽電池の電 力供給装置において、前記太陽電池とＤＣ・ＤＣコンバータとの間にバッファ回 路を介在させたことを特徴とする。

【０００６】 太陽電池とＤＣ・ＤＣコンバータとの間にバッファ回路を配置したので、これ により天候の変動等により太陽エネルギーの供給量が変化しても、バッファ回路 でこの変動を吸収し、ＤＣ・ＤＣコンバータに安定した電圧の電力を供給するこ とができる。従って、ＤＣ・ＤＣコンバータの変換効率が安定した領域に動作点 を維持することが可能となり、これにより安定した電力の供給が行える。

【０００７】 また、他の態様の本考案は、前記電力供給装置の制御回路に、起動用の充電回 路を内蔵したことを特徴とする。

【０００８】 これにより、２次電池が充電されていない起動時に、先ず起動用の充電回路を 太陽電池の出力により充電し、これにより制御回路に電源が供給され、ＤＣ・Ｄ Ｃコンバータを動作させることができる。従って、太陽電池の電力供給装置の起 動を２次電池がカラの状態でもスムーズに行うことが可能となる。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する

【００１０】 図１は、本考案の実施の形態の太陽電池の電力供給装置を示す。太陽電池１１ は、図示しない建屋の屋根または集光装置等に搭載され、なるべく太陽に向けて 太陽光を十分に受けられるように配置されている。太陽電池１１の出力は、ダイ オード１２を介してバッファ回路１３に貯えられる。ここでダイオード１２は逆 流防止のために挿入している。バッファ回路１３は、例えば電気二重層コンデン サからなり、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４に接続され、太陽電池出力の変動を吸収 する。太陽電池出力は、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４で昇圧され、２次電池１５に 供給される。例えば、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４は入力電圧が３−５Ｖで動作し 、これを例えば２次電池の＋１２Ｖまたは＋２４Ｖという電圧に昇圧する。２次 電池１５に貯えられた直流電力は、インバータ装置１６等により例えば商用交流 電源電力の交流電圧に変換され、需要家側に供給される。

【００１１】 また、制御回路１７は補助充電回路１８を内蔵し、太陽電池出力によりこの補 助充電回路１８が充電される。所要の電圧に到達すると、これにより制御回路１ ７が動作し、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４を動作させて２次電池１５に太陽エネル ギーにより形成された電力を充電する。ここで、補助充電回路１８としては、例 えば電気２重層コンデンサ等の大容量コンデンサを用いることが好ましい。

【００１２】 次に、この電力供給装置の動作について説明する。図２は、太陽電池の動作特 性を示す。太陽電池は、入射光がないときは通常のダイオードと同じ特性を示す 。太陽光が入射すると、図示するようにダイオード特性が下方に移動する。この 時、電流軸との交点を短絡光電流Ｉshと呼び、電圧軸との交点を開放光起電圧Ｖ opと呼んでいる。通常、太陽電池１段当たりの開放光起電圧Ｖopは約０．７Ｖ程 度であり、通常これを複数段接続し、数Ｖ程度の出力電圧が得られるようにして いる。短絡光電流Ｉshは、太陽セルの大きさで決まり、μＡ程度からＡ（アンペ ア）程度まで大きく変化する。

【００１３】 上述したように、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４は、その入力電圧の大きさにより 動作効率が大きく変化し、特に入力電圧が３Ｖ以下の場合には変換効率が著しく 低下する。例えば電気２重層コンデンサ等の大容量で且つ小型のバッファ回路１ ３を挿入することで、例えば天候の変動による太陽光出力電圧の変動を防止する ことができる。これにより、常にＤＣ・ＤＣコンバータの動作点を安定した状態 に保つことができ、常に効率よく電力供給装置を動作させることができる。

【００１４】 補助充電回路１８は、この電力供給装置の起動用に設けられたものである。こ の電力供給装置の起動時に、２次電池１５が空の状態にある。この状態では、制 御回路１７に電源が供給されず、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４を動作させることが できない。補助充電回路１８を内蔵することで、太陽電池１１の出力電力をここ に充電し、一定電圧になるとこの電源によって制御回路１７が動作を開始する。 そして、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４に電源が供給され、この昇圧動作が開始する 。これにより、２次電池１５が空の状態でも太陽電池出力をＤＣ・ＤＣコンバー タ１４により昇圧して２次電池１５を充電することができる。２次電池１５が充 電されれば、制御回路１７、ＤＣ・ＤＣコンバータ１４、インバータ装置１６に 電源が供給され、通常の動作状態に入る。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、気象条件の変動等に伴う太陽エネル ギーの供給の変動が存在しても、常に安定した電力を供給することができる。ま た、この考案によれば、更に２次電池が空の状態でも太陽電池の電力供給装置を 起動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施の形態の太陽電池の電力供給装置
を示すブロック図である。

【図２】太陽電池の動作特性を示す図である。

【符号の説明】

１１ 太陽電池 １２ 逆流防止ダイオード １３ バッファ回路 １４ ＤＣ・ＤＣコンバータ １５ ２次電池 １６ インバータ装置 １７ 制御回路 １８ 補助充電回路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池と、この出力を昇圧するＤＣ・
   ＤＣコンバータと、昇圧された電力を蓄積する２次電池
   とを備えた太陽電池の電力供給装置において、 前記太陽電池とＤＣ・ＤＣコンバータとの間にバッファ
   回路を介在させたことを特徴とする太陽電池の電力供給
   装置。
2. 【請求項２】 太陽電池と、この出力を昇圧するＤＣ・
   ＤＣコンバータと、昇圧された電力を蓄積する２次電池
   とを備えた太陽電池の電力供給装置において、 前記電力供給装置の制御回路に、起動用の充電回路を内
   蔵したことを特徴とする太陽電池の電力供給装置。