JP3174684U - Charge / discharge system for photovoltaic power generation and charge / discharge control device used therefor - Google Patents
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Abstract
【課題】大掛かりな工事を行うことなく、既設の太陽光発電システムと簡単に接続して使用でき、太陽光発電によって発電される電力を無駄なく有効に利用し、昼夜や季節、天候を問わず、安定して確実に電力を供給でき、商用電力の使用量を必要最低限に抑え、節電や環境保護に貢献でき、太陽光発電の有効利用性、電力供給の安定性に優れる太陽光発電用充放電システムを提供する。
【解決手段】太陽光発電部で発電される電力で負荷への電力供給が行われている場合に、太陽光発電部で発電された電力でバッテリへの充電を行うバッテリ充電切替部35と、太陽光発電部で発電が不可能な場合に、バッテリに充電された電力又は商用電力を選択して負荷への電力供給を行う供給電力切替部36とを備えている。
【選択図】図3[PROBLEMS] To easily use an existing photovoltaic power generation system without extensive construction, and to effectively use the power generated by photovoltaic power generation without waste, regardless of day, night, season, or weather. For solar power generation that can supply power stably and reliably, minimize the amount of commercial power used, contribute to power saving and environmental protection, and have excellent effective use of solar power generation and stable power supply Provide a charge / discharge system.
A battery charge switching unit 35 that charges a battery with the power generated by the solar power generation unit when power is supplied to the load with the power generated by the solar power generation unit; When the solar power generation unit cannot generate power, the power generation unit includes a supply power switching unit 36 that selects power or commercial power charged in the battery and supplies power to the load.
[Selection] Figure 3
Description
本考案は、太陽光発電によって発電される電力を有効に利用して、商用電力の使用量を極力抑えることができる太陽光発電用充放電システム及びそれに用いる充放電制御装置に関するものである。 The present invention relates to a charge / discharge system for photovoltaic power generation that can effectively reduce the amount of commercial power used by effectively using the power generated by the photovoltaic power generation, and a charge / discharge control device used therefor.
石油などの化石燃料の枯渇やその使用に伴う大気中の炭酸ガスの増加による地球の温暖化への対策として、太陽エネルギーの利用の促進が図られている。
そして、一般家庭の屋根に設置された太陽電池によって発電を行い、インバータを介して家庭内の電気機器に電力を供給する太陽光発電システムの実用化が進んでいる。
しかし、一般的な太陽光発電システムの使用方法は、日中に太陽電池で発電した電力を使用しながら、電力が余った時には売電し、電力が不足した時には商用電源を使用するものであり、曇りや雨の日及び夜間の電力は商用電源に頼ったものであって、電力の供給安定性に欠けるという問題点を有していた。また、太陽光発電システムの設置費用を償却するのに長期間を要するため、普及し難いという問題点を有していた。
そこで、電力の供給方法や供給装置について様々な検討がなされている。
例えば、(特許文献1)には、割安な深夜電力や太陽エネルギーにより発生した電力を蓄電池に充電し、深夜電力の供給時間外に蓄電池の電力を、電灯・電動機・電気機器等の負荷に供給する電力供給装置が提案されている。
また、(特許文献2)には、太陽電池出力を蓄積および放出する電力蓄積部と、電源供給対象の電源受給部が接続される電源供給部と、太陽電池および電力蓄積部から電源供給部への電源供給ラインを、所定の条件に従って開閉動作する開閉手段とを備えた簡易型電源装置が開示されている。
The use of solar energy is being promoted as a countermeasure against global warming due to the depletion of fossil fuels such as oil and the increase in carbon dioxide in the atmosphere associated with its use.
And the practical use of the solar power generation system which produces electric power with the solar cell installed in the roof of a general household, and supplies electric power to an electric appliance in a home via an inverter is progressing.
However, the general method of using a solar power generation system is to use power generated by solar cells during the day, sell power when there is excess power, and use commercial power when there is not enough power. On the other hand, cloudy and rainy days and nighttime electric power depend on a commercial power source, and there is a problem that power supply stability is lacking. In addition, since it takes a long time to amortize the installation cost of the solar power generation system, there is a problem that it is difficult to spread.
Therefore, various studies have been made on power supply methods and supply devices.
For example, in (Patent Document 1), a battery is charged with cheap midnight power or power generated by solar energy, and the power of the storage battery is supplied to a load such as a lamp, an electric motor, or an electric device outside the supply time of midnight power A power supply device has been proposed.
Further, (Patent Document 2) includes a power storage unit that stores and emits solar cell output, a power supply unit to which a power supply unit to be supplied with power is connected, and the solar cell and power storage unit to the power supply unit. There is disclosed a simplified power supply device including an opening / closing means for opening and closing the power supply line according to a predetermined condition.
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
(1)(特許文献1)では、深夜電力や太陽エネルギーにより発生した電力を蓄電池に充電し、深夜電力の供給時間外に使用するので、深夜電力の供給時間中は、全ての電力を深夜電力で賄う必要があり、太陽光発電の有効利用について十分な検討が行われておらず、商用電力の使用量を減らすことができないため、電気代を節約することができず、太陽光発電システムの設置費用を償却することが困難で、実用性、環境保護性に欠けるという課題を有していた。
(2)(特許文献2)は、家庭の屋根に設置された太陽電池に簡易型電源装置を接続し、簡易型電源装置を介して所要の装置や器具に電源を供給したり、太陽電池の電力を蓄積した簡易型電源装置を、電源のない場所に手軽に持ち運んで所要の装置や器具に電源を供給したりするものであるが、家庭での電力供給に使用する際の商用電力との使い分けについては検討されておらず、日中の電力供給や、太陽電池による発電量や蓄電量が不足した場合の電力供給などをどのように行うかが不明であり、電力の供給安定性、太陽光発電の有効利用性、機能性に欠けるという課題を有していた。
However, the above conventional techniques have the following problems.
(1) (Patent Document 1) charges the storage battery with power generated by midnight power or solar energy, and uses it outside the supply time of midnight power. As the effective use of solar power generation has not been sufficiently studied and the amount of commercial power used cannot be reduced, it is not possible to save on electricity bills. It was difficult to amortize the installation cost, and there was a problem of lack of practicality and environmental protection.
(2) (Patent Document 2) connects a simple power supply device to a solar cell installed on a roof of a home, supplies power to a required device or instrument via the simple power supply device, A simple power supply unit that stores power can be easily carried to a place where there is no power supply to supply power to the required devices and equipment, but with the commercial power used for power supply at home. There is no consideration for proper use, and it is unclear how to supply power during the daytime or when the amount of power generated or stored by solar cells is insufficient. There was a problem of lack of effective utility and functionality of photovoltaic power generation.
本考案は上記課題を解決するもので、充放電制御装置を配電盤(分電盤)に接続するだけで大掛かりな工事を行うことなく、既設の太陽光発電システムと簡単に接続して使用することができ、太陽光発電によって発電される電力を無駄なく有効に利用して、昼夜や季節、天候を問わず、安定して確実に電力を供給することができ、商用電力の使用量を必要最低限に抑え、節電や環境保護に貢献することができ、太陽光発電の有効利用性、電力供給の安定性に優れる太陽光発電用充放電システムの提供、及び太陽光発電によって発電される電力を家庭内のコンセントなどを通して簡単に蓄電でき、必要に応じて家庭内の照明や電気製品などの各種負荷に電力の供給を行って電気料金を節約することができると共に、停電や商用電源の電力供給不足にも対応して電力の自給自足を推進することができる汎用性、電力供給の確実性、省エネルギー性に優れた充放電制御装置の提供を目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and can be easily connected to an existing photovoltaic power generation system without connecting to a distribution panel (distribution panel) and performing a large-scale construction. Can effectively and efficiently use the power generated by solar power generation to supply electricity stably and reliably regardless of day, night, season or weather, and reduce the amount of commercial power used to the minimum It is possible to contribute to power saving and environmental protection, and to provide a solar power generation charging / discharging system that excels in the effective use of solar power generation and the stability of power supply, and the power generated by solar power generation. Electricity can be stored easily through household outlets, etc., and when necessary, power can be supplied to various loads such as lighting and electrical appliances in the home to save on electricity bills. Bad Also it corresponds versatility can promote self-sufficiency in power, and an object reliability of the power supply, to provide excellent charge-discharge control device energy saving.
本考案の請求項1に記載の太陽光発電用充放電システムは、太陽光発電部で発電される電力又は商用電力のいずれか一方が選択されて供給される充電用コンセントに挿抜自在に接続されるプラグと、前記プラグを通して供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータで変換された直流電力を充電するバッテリと、前記バッテリに充電された電力を交流電力に変換して出力するインバータと、前記太陽光発電部で発電される電力又は前記商用電力による前記バッテリへの充電及び前記太陽光発電部で発電される電力、前記商用電力、前記バッテリに充電された電力のいずれかによる負荷への電力供給を制御する制御部と、を有する充放電制御装置を備え、前記制御部が、前記太陽光発電部で前記負荷の消費電力以上の電力が発電され、前記太陽光発電部で発電される電力で前記負荷への電力供給が行われている場合に、前記太陽光発電部で発電された電力で前記バッテリへの充電を行うバッテリ充電切替部と、前記太陽光発電部で発電が不可能な場合に、前記バッテリに充電された電力又は前記商用電力を選択して前記負荷への電力供給を行う供給電力切替部と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)コンバータ、バッテリ、インバータ、制御部を有する充放電制御装置を備えているので、太陽光発電システムを備えた家庭などにおいて、充放電制御装置を配電盤(分電盤)に接続する簡単な電気工事だけで設置することができ、設置容易性、太陽光発電の有効利用性に優れる。
(2)太陽光発電部で発電される電力又は商用電力のいずれか一方が選択されて供給される充電用コンセントに挿抜自在に接続されるプラグを有する充放電制御装置を備えているので、プラグを充電用コンセントに差し込むだけで、太陽光発電部で発電される電力や商用電力を簡単にバッテリに充電して利用することができ、取扱い性、設置作業性に優れる。
(3)プラグ等の接続器具を通して供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータを有する充放電制御装置を備えているので、充電用コンセント等の接続器具から供給される交流電力をバッテリの容量に応じた直流の出力電圧に変換してバッテリに充電することができ、充電効率性に優れる。
(4)バッテリに充電された電力を交流電力に変換して出力するインバータを有する充放電制御装置を備えていることにより、バッテリに充電された電力を家庭内の照明やコンセントに接続された電気製品などの各種負荷に簡単に供給することができるので、停電や商用電力の供給不足などにも即座に対応することができ、機能性、電力供給の確実性に優れる。
(5)太陽光発電部で発電される電力又は商用電力によるバッテリへの充電及び太陽光発電部で発電される電力、商用電力、バッテリに充電された電力のいずれかによる負荷への電力供給を制御する制御部を有する充放電制御装置を備えているので、太陽光発電部での発電量に関わらず、確実にバッテリへの充電を行うことができると共に、家庭内の照明やコンセントに接続された電気製品などの各種負荷に正弦波で安定して電力を供給することができ、太陽光発電の有効利用性、電力供給の安定性に優れる。
(6)充放電制御装置の制御部が、太陽光発電部で負荷の消費電力以上の電力が発電され、太陽光発電部で発電される電力で負荷への電力供給が行われている場合に、太陽光発電部で発電された電力でバッテリへの充電を行うバッテリ充電切替部を備えていることにより、日中の負荷による消費電力を太陽光発電部で発電される電力で賄いながら、夜間の負荷による消費電力を賄うための電力をバッテリに充電することができるので、太陽光発電部で発電される全ての電力を無駄なく有効に利用し、商用電力の使用量を極力減らすことができ、環境保護性に優れる。
(7)充放電制御装置の制御部が、太陽光発電部で発電が不可能な場合に、バッテリに充電された電力又は商用電力を選択して負荷への電力供給を行う供給電力切替部を備えていることにより、日中の天気が悪い日や夜間でも、バッテリに充電された電力が残っている間は商用電力に頼ることなくバッテリから負荷への電力供給を行うことができると共に、バッテリの充電が切れた時には直ちに商用電力による電力供給を行うことができるので、商用電力の使用量を必要最低限に抑えながら、途切れることなく確実に電力を供給し続けることができ、環境保護性、電力供給の確実性に優れる。
The charging / discharging system for solar power generation according to
This configuration has the following effects.
(1) Since a charge / discharge control device having a converter, a battery, an inverter, and a control unit is provided, a simple connection of the charge / discharge control device to a distribution board (distribution board) in a home equipped with a photovoltaic power generation system. It can be installed only by electrical work, and is excellent in installation ease and effective use of solar power generation.
(2) Since it is provided with a charge / discharge control device having a plug that is detachably connected to a charging outlet to which either one of the power generated by the solar power generation unit or the commercial power is selected and supplied, the plug By simply plugging the battery into the charging outlet, the battery can easily use the electric power or commercial power generated by the solar power generation unit, and it is excellent in handling and installation workability.
(3) Since a charge / discharge control device having a converter that converts AC power supplied through a connecting device such as a plug into DC power is provided, the AC power supplied from the connecting device such as a charging outlet is stored in the capacity of the battery. It is possible to charge the battery by converting the output voltage to a direct current output voltage that is excellent in charging efficiency.
(4) By providing a charge / discharge control device having an inverter that converts the power charged in the battery into AC power and outputs the power, the power charged in the battery is connected to household lighting or an outlet. Since it can be easily supplied to various loads such as products, it can immediately respond to power outages and shortage of commercial power supply, etc., and has excellent functionality and reliability of power supply.
(5) Charging of the battery with power generated by the solar power generation unit or commercial power and power supply to the load by any of the power generated by the solar power generation unit, commercial power, or power charged to the battery Since it is equipped with a charge / discharge control device that has a control unit to control, the battery can be reliably charged regardless of the amount of power generated by the solar power generation unit, and it can be connected to household lighting and outlets. It is possible to stably supply electric power to various loads such as electric products with a sine wave, and it is excellent in the effective use of solar power generation and the stability of electric power supply.
(6) When the control unit of the charge / discharge control device generates power that is greater than or equal to the power consumption of the load in the solar power generation unit, and power is supplied to the load with the power generated by the solar power generation unit By providing a battery charge switching unit that charges the battery with the power generated by the solar power generation unit, the power generated by the solar power generation unit is covered by the power generated by the solar power generation unit at night. Because it is possible to charge the battery with power to cover the power consumed by the load, it is possible to effectively use all the power generated by the solar power generation unit without waste and reduce the amount of commercial power used as much as possible. Excellent environmental protection.
(7) When the control unit of the charge / discharge control device cannot generate power in the solar power generation unit, a power supply switching unit that selects power or commercial power charged in the battery and supplies power to the load. This makes it possible to supply power from the battery to the load without relying on commercial power while the battery is charged even when the daytime weather is bad or at night. As soon as the battery is out of charge, commercial power can be supplied, it is possible to continue supplying power without interruption while minimizing the amount of commercial power used. Excellent power supply reliability.
ここで、太陽光発電部はパワーコンディショナ(コントローラ)を有している。このパワーコンディショナは、インバータ、系統連係保護装置、自動運転制御装置などを内蔵しており、太陽電池パネルで発電した直流電力を100Vの交流電力に変換し、系統と連係運転を行う。これにより、家庭にある配電盤(分電盤)を通して家庭内の照明やコンセントに接続された電気製品などの各種負荷に、太陽光発電部で発電した電力や商用電力を選択的に供給することができる。よって、パワーコンディショナは太陽光発電部の発電量が不足する場合には、商用電源から各種負荷に電力を供給するように自動的に切り替えを行う。また、発電された電力の内、消費されなかった余剰電力はパワーコンディショナを通して売電される。
充放電制御装置のコンバータ、バッテリ、インバータ、制御部は1つの筐体の中に収容することが好ましい。充放電制御装置の各部を一体に取り扱うことができ、取扱い性、設置作業性などに優れるためである。
Here, the solar power generation unit has a power conditioner (controller). This power conditioner incorporates an inverter, a system linkage protection device, an automatic operation control device, and the like, converts DC power generated by the solar cell panel into 100V AC power, and performs linked operation with the system. As a result, it is possible to selectively supply the electric power generated by the solar power generation unit or commercial power to various loads such as electric appliances connected to household lighting and outlets through a distribution board (distribution panel) in the home. it can. Therefore, when the power generation amount of the solar power generation unit is insufficient, the power conditioner automatically switches so that power is supplied from the commercial power source to various loads. In addition, surplus power that has not been consumed among the generated power is sold through the power conditioner.
The converter, battery, inverter, and control unit of the charge / discharge control device are preferably housed in a single housing. This is because the respective parts of the charge / discharge control device can be handled integrally, and the handleability and installation workability are excellent.
充放電制御装置は配電盤(分電盤)と電気接続して制御部によりバッテリの充放電や負荷への電力供給を制御することができる。
制御部は、時刻、日照時間、バッテリの充電量などに応じて、バッテリ充電切替部や供給電力切替部によってバッテリの充放電や負荷への電力供給を制御できるものであればよい。バッテリ充電切替部や供給電力切替部としては、時刻(タイマー)によってオン、オフを切り替えるタイマーリレーやバッテリからの供給電圧によってオン、オフを切り替える低電圧リレーなどが好適に用いられる。制御部がタイマーを備えることにより、日照時間か否か、深夜電力時間帯か否かを簡便に判定することができ、バッテリの充放電や負荷への電力供給を適切に制御して、安定した電力供給を行うことができる。
The charge / discharge control device can be electrically connected to the switchboard (distribution panel) and can control the charge / discharge of the battery and the power supply to the load by the control unit.
The control unit only needs to be able to control the charging / discharging of the battery and the power supply to the load by the battery charge switching unit and the supply power switching unit according to the time of day, the daylight hours, the amount of charge of the battery, and the like. As the battery charge switching unit and the supply power switching unit, a timer relay that switches on and off according to time (timer), a low voltage relay that switches on and off according to a supply voltage from the battery, and the like are preferably used. By providing a timer in the control unit, it is possible to easily determine whether it is daylight hours or whether it is a midnight power time zone, and it is stable by appropriately controlling charge / discharge of the battery and power supply to the load. Electric power can be supplied.
コンバータは充電用コンセントから供給される交流の100Vをバッテリに合わせて直流の充電電圧に変換する。バッテリの充電電圧は、直流12V,24V,36V,48Vなどがあり、適宜、選択することができるが、充電効率の良い12Vを使用することが好ましい。
尚、過充電保護回路を取り付けることにより、バッテリへの過充電を防止でき、安全性に優れる。
バッテリに充電された電力は、家庭内の各種負荷で使用できるようにインバータで再び正弦波交流の100Vに変換され、配電盤(分電盤)を通してコンセントなどから供給される。尚、交流出力の周波数は使用地に合わせて50Hz又は60Hzを選択することができる。
尚、バッテリへの充電は、太陽光発電部で発電される電力だけでなく、商用電源からも行うことができる。商用電源から充電しておくことにより、太陽光発電の発電量が不足した場合や非常時にも確実に電力を供給することができ、電力供給の安定性に優れるためである。特に、深夜電力を契約すれば、充電不足時に夜間の内に安価な深夜電力で充電を行うことができ、電気代を節約することができる。
The converter converts AC 100V supplied from the charging outlet into a DC charging voltage in accordance with the battery. The battery charging voltage includes DC 12V, 24V, 36V, 48V, and the like, and can be selected as appropriate. However, it is preferable to use 12V having good charging efficiency.
In addition, by attaching an overcharge protection circuit, overcharge to the battery can be prevented, and the safety is excellent.
The electric power charged in the battery is converted again into 100 V of sinusoidal alternating current by an inverter so that it can be used in various loads in the home, and supplied from an outlet or the like through a distribution board (distribution board). The frequency of AC output can be selected from 50 Hz or 60 Hz according to the place of use.
The battery can be charged not only from the power generated by the solar power generation unit but also from a commercial power source. This is because charging from a commercial power source can reliably supply power even when the amount of power generated by photovoltaic power generation is insufficient or in an emergency, and is excellent in power supply stability. In particular, if a contract is made for late-night power, charging can be performed with cheap late-night power during the night when charging is insufficient, and electricity costs can be saved.
太陽光発電部で発電される電力が負荷の消費電力より少なく、商用電力で負荷への電力供給が行われている場合に、太陽光発電部で発電される電力を充電用コンセントに供給する充電源切替部を設けておけば、制御部のバッテリ充電切替部により、バッテリへの充電が選択された時に、太陽光発電部で発電された電力でバッテリへの充電を行うことができる。これにより、天候などの影響によって太陽光発電部での発電量が不足しても、日中の負荷への電力供給が途切れることがなく、太陽光発電部で発電される電力を無駄なく確実にバッテリに充電することができ、太陽光発電部の発電量不足時や夜間の電力供給に備えることが可能で、天候や季節などに左右されずに安定して電力を供給することができ、機能性、電力供給の確実性に優れる。
通常の太陽光発電システムでは、太陽光発電部で発電される電力が負荷の消費電力より少ない場合、パワーコンディショナは商用電源から各種負荷に電力を供給するように自動的に切り替えを行うが、上記のように太陽光発電部で発電された電力が充電用コンセントに供給されるようにしておけば、バッテリ充電切替部をオンにするだけで、容易に太陽光発電部で発電された電力でバッテリの充電を行うことができる。
Charging to supply the power generated by the solar power generation unit to the charging outlet when the power generated by the solar power generation unit is less than the power consumption of the load and the power is supplied to the load with commercial power If the source switching unit is provided, when the battery charging switching unit of the control unit selects charging of the battery, the battery can be charged with the electric power generated by the solar power generation unit. As a result, even if the amount of power generated by the solar power generation unit is insufficient due to the influence of the weather, etc., the power supply to the load during the day is not interrupted, and the power generated by the solar power generation unit is ensured without waste. The battery can be charged, can be prepared for the power supply shortage of the solar power generation unit or at night, and can be stably supplied regardless of the weather or season, And excellent power supply reliability.
In a normal solar power generation system, when the power generated by the solar power generation unit is less than the power consumption of the load, the power conditioner automatically switches to supply power from the commercial power source to various loads. If the power generated by the solar power generation unit is supplied to the charging outlet as described above, the power generated by the solar power generation unit can be easily turned on simply by turning on the battery charge switching unit. The battery can be charged.
請求項2に記載の考案は、請求項1に記載の太陽光発電用充放電システムであって、前記制御部の前記供給電力切替部は、前記バッテリに充電された電力による前記負荷への電力供給中に異常が発生した時に、前記商用電力による電力供給に切り替える構成を有している。
この構成により、請求項1の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)制御部の供給電力切替部は、バッテリに充電された電力による負荷への電力供給中に異常が発生した時に、商用電力による電力供給に切り替えることにより、バッテリに異常が発生した場合でも、負荷への電力供給が途切れることはなく、電力供給の確実性に優れる。
Invention of
With this configuration, in addition to the operation of the first aspect, the following operation is provided.
(1) Even if an abnormality occurs in the battery, the supply power switching unit of the control unit switches to power supply using commercial power when an abnormality occurs during power supply to the load by the power charged in the battery. The power supply to the load is not interrupted, and the power supply reliability is excellent.
ここで、バッテリの異常としては、供給電圧の低下、温度上昇、容量オーバーなどがある。バッテリに充電された電力の残量やバッテリからの供給電圧の変動などに応じて、制御部の供給電力切替部がバッテリによる電力供給から商用電力による電力供給に自動的に切り替えることにより、安定した電力供給を行うことができる。特に、日中の発電量が不十分で、バッテリの充電量が不足している場合でも、直ちに商用電力による電力供給に自動的に切り替えることができるので、夜間などに負荷への電力供給が途切れることがなく、信頼性に優れる。 Here, battery abnormalities include a decrease in supply voltage, a temperature increase, a capacity over, and the like. Depending on the remaining amount of power charged in the battery and fluctuations in the supply voltage from the battery, the supply power switching unit of the control unit automatically switches from the power supply by the battery to the power supply by the commercial power. Electric power can be supplied. In particular, even when the amount of power generated during the day is insufficient and the amount of charge in the battery is insufficient, it is possible to automatically switch to power supply using commercial power immediately, so the power supply to the load is interrupted at night. It has no reliability and excellent reliability.
請求項3に記載の考案は、請求項1又は2に記載の太陽光発電用充放電システムであって、前記制御部の前記バッテリ充電切替部は、深夜電力時間帯に前記バッテリの充電量が、設定した規定値を下回った時に、深夜電力によって前記バッテリへの充電を行う構成を有している。
この構成により、請求項1又は2の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)制御部のバッテリ充電切替部は、深夜電力時間帯にバッテリの充電量が、設定した規定値を下回った時に、深夜電力によってバッテリへの充電を行うことにより、翌日の太陽光発電部による発電量が不十分で、太陽光発電部から負荷への電力供給ができない場合に備えることができ、前日の夜間に安い深夜電力で充電されたバッテリから電力供給することができるので、電気代を節約できるだけでなく、日中の商用電力の消費量を低減できると共に、商用電力の供給不足が発生しても確実に電力を供給することができ、節電性、電力供給の安定性に優れる。
Invention of
With this configuration, in addition to the operation of the first or second aspect, the following operation is provided.
(1) The battery charge switching unit of the control unit is configured to charge the battery with midnight power when the charge amount of the battery falls below a set specified value during the midnight power time period, thereby Can be prepared when the amount of power generated by the solar power generator is insufficient and power cannot be supplied to the load from the solar power generation unit, and power can be supplied from a battery charged with cheap late-night power the night before. In addition to saving power, the amount of commercial power consumed during the day can be reduced, and even if a shortage of commercial power occurs, power can be reliably supplied, resulting in excellent power saving and power supply stability.
ここで、制御部は、日中や夜間における負荷の電力消費量を記録できることが好ましい。日中における負荷の平均的な電力消費量に応じて、深夜電力によってバッテリへの充電を行う規定値や充電量を適切に決定することができるためである。
少なくとも1日の内の日中に消費する予定の電力を前日の夜間にバッテリに充電しておけば、翌日、太陽光発電部による発電が不能な場合でも、バッテリから負荷への電力供給を行うことができ、商用電力を使用する必要が少なくなり、電気代を節約できる。
尚、バッテリの充電容量は適宜、選択することができるが、夜間に深夜電力によってバッテリへの充電を行った後でも、少なくとも太陽光発電部によって発電される1日分の電力を充電できるだけの容量を有することが好ましい。翌日、太陽光発電部による発電が行われた場合に、発電された電力を無駄なく確実にバッテリへ充電し、有効利用するためである。
Here, it is preferable that the control unit can record the power consumption of the load during the day and at night. This is because it is possible to appropriately determine a specified value and a charge amount for charging the battery with midnight power according to the average power consumption of the load during the daytime.
If the battery that is scheduled to be consumed at least during the day of the day is charged to the battery the night before, the next day, even if power generation by the solar power generation unit is impossible, power is supplied from the battery to the load. This reduces the need to use commercial power and saves on electricity bills.
In addition, although the charging capacity of the battery can be selected as appropriate, the capacity is sufficient to charge at least one day of power generated by the photovoltaic power generation unit even after the battery is charged with midnight power at night. It is preferable to have. This is because, when power is generated by the solar power generation unit on the next day, the generated power is reliably charged to the battery without waste and used effectively.
請求項4に記載の考案は、請求項1乃至3の内いずれか1項に記載の太陽光発電用充放電システムであって、前記バッテリが、鉛蓄電池である構成を有している。
この構成により、請求項1乃至3の内いずれか1項の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)バッテリが、鉛蓄電池であることにより、リチウム電池のように完全放電させてから充電しなくても性能が劣化することがないので、鉛蓄電池の特性を活かして必要な時に充放電を繰り返すことができ、電力の供給が途切れるおそれがなく、性能の安定性、長寿命性、連続使用性に優れる。
Invention of
With this configuration, in addition to the operation of any one of
(1) Since the battery is a lead-acid battery, the performance will not deteriorate even if it is not charged after being completely discharged like a lithium battery. It can be repeated, there is no possibility that the supply of power is interrupted, and the stability of performance, long life and continuous usability are excellent.
ここで、鉛蓄電池は新品でも使用済みバッテリ(廃鉛蓄電池)の再生品でもよい。特に、再生品(再生鉛蓄電池)を使用することにより、廃鉛蓄電池を有効利用することができ、省資源性、環境保護性に優れる。 Here, the lead storage battery may be a new product or a recycled product of a used battery (waste lead storage battery). In particular, by using a recycled product (recycled lead acid battery), the waste lead acid battery can be used effectively, and it is excellent in resource saving and environmental protection.
本考案の請求項5に記載の充放電制御装置は、請求項1乃至4の内いずれか1項に記載の太陽光発電用充放電システムに用いる充放電制御装置であって、筐体内に前記コンバータ、前記バッテリ、前記インバータ、前記制御部が電気的に接続されて収容され、前記バッテリが複数の再生鉛蓄電池からなる構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
(1)筐体内にコンバータ、バッテリ、インバータ、制御部が電気的に接続されて収容されているので、配電盤(分電盤)に接続するだけで既設の太陽光発電システムと協働して太陽光発電で発電された電力の充放電や売電を簡単に制御することができ、昼夜や季節、天候を問わず、安定して確実に電力を供給することができ、太陽光発電の有効利用性、電力供給の確実性に優れる。
(2)筐体内に収容されたコンバータ、バッテリ、インバータ、制御部を一体に取り扱うことができ、設置作業や補修、点検などを容易に行うことが可能で、取扱い性、メンテナンス性、耐久性に優れる。
(3)バッテリとして複数の再生鉛蓄電池を用いるので、各家庭の電力消費量に応じて再生鉛蓄電池の数を増減させるだけで、必要な電力を充電、供給することができ、汎用性、動作の確実性に優れる。
(4)バッテリとして再生鉛蓄電池を利用することにより、資源の有効利用性、環境保護性に優れる。
A charging / discharging control device according to
This configuration has the following effects.
(1) Since the converter, battery, inverter, and control unit are electrically connected and housed in the housing, the solar power generation system works in cooperation with the existing solar power generation system simply by connecting to the switchboard (distribution panel). Charge / discharge and sale of electricity generated by photovoltaic power generation can be easily controlled, and power can be supplied stably and reliably regardless of day, night, season, and weather. Effective use of solar power generation And excellent power supply reliability.
(2) The converter, battery, inverter, and control unit housed in the housing can be handled as a single unit, making it easy to perform installation work, repairs, and inspections. Excellent.
(3) Since a plurality of regenerative lead-acid batteries are used as the battery, the necessary power can be charged and supplied simply by increasing or decreasing the number of regenerative lead-acid batteries according to the power consumption of each household. Excellent certainty.
(4) By using a regenerative lead-acid battery as a battery, it is excellent in effective use of resources and environmental protection.
ここで、筐体は、コンバータ、バッテリ、インバータ、制御部を収容できるものであればよいが、防雨型とすることにより、各部を風雨などから守ることができ、屋外に設置することも可能で、耐久性、設置自在性に優れる。
再生鉛蓄電池の数は、各家庭の電力消費量などに応じて、適宜、選択することができる。尚、電力消費量に比べて蓄電容量を大きめに設定し、常に一定量の電力を蓄えるようにしておけば、天候不良や停電、商用電源の電力供給不足などが続いても、安定した電力供給を行うことができ、信頼性に優れる。
充放電制御装置は、各々の再生鉛蓄電池の電圧を検査するバッテリ検査部を有することが好ましい。複数の再生鉛蓄電池の中から、性能が低下したものを順次交換することができ、全ての再生鉛蓄電池を最後まで有効に利用することができ、省資源性に優れるためである。
バッテリ検査部としては、各々の再生鉛蓄電池の複数の液口栓の内のいずれか1つから電槽の内部に挿通される検査用端子を有し、一端が再生鉛蓄電池の正極端子又は負極端子と接続され、他端がロータリースイッチなどの端子選択部により各々の再生鉛蓄電池の検査用端子に選択的に接続されて、正極端子又は負極端子と検査用端子の間の電圧を測定する電圧計(テスター)を備えたものが好適に用いられる。端子選択部で各々の再生鉛蓄電池の検査用端子を順次選択することができ、どの再生鉛蓄電池の電圧が低下しているか短時間で効率的に検査することができ、メンテナンス性に優れる。このとき、充放電制御装置に、電圧低下の有無を表示するランプやメータなどのバッテリ検査表示部を設けることにより、誰でも簡単に検査を行うことができ、使用性に優れる。尚、検査用端子により電解液の液面高さも検出することができるので、電解液が不足している場合には蒸留水を供給して性能を維持することができる。
Here, the case is not limited as long as it can accommodate the converter, battery, inverter, and control unit. However, by adopting a rainproof type, each part can be protected from wind and rain and can be installed outdoors. Excellent durability and installation flexibility.
The number of regenerative lead acid batteries can be appropriately selected according to the power consumption of each household. If the storage capacity is set larger than the power consumption and a constant amount of power is always stored, stable power supply can be achieved even in the event of bad weather, power outages, insufficient commercial power supply, etc. Can be performed and is highly reliable.
The charge / discharge control device preferably includes a battery inspection unit that inspects the voltage of each regenerative lead-acid battery. This is because, among the plurality of regenerative lead-acid batteries, ones with reduced performance can be sequentially replaced, and all the regenerative lead-acid batteries can be effectively used to the end, and resource saving is excellent.
As a battery inspection part, it has the terminal for a test | inspection inserted in the inside of a battery case from any one of the several liquid mouth plugs of each reproduction | regeneration lead acid battery, and one end is the positive electrode terminal or negative electrode of a reproduction lead acid battery A voltage that is connected to a terminal and whose other end is selectively connected to a test terminal of each regenerative lead-acid battery by a terminal selection unit such as a rotary switch, and measures a voltage between the positive terminal or the negative terminal and the test terminal Those equipped with a meter (tester) are preferably used. The terminal selection unit can sequentially select the inspection terminals for each regenerative lead acid battery, and can efficiently inspect which regenerative lead acid battery voltage is lowered in a short time, and is excellent in maintainability. At this time, by providing the charge / discharge control device with a battery inspection display unit such as a lamp or meter that displays the presence or absence of a voltage drop, anyone can easily perform the inspection, and the usability is excellent. In addition, since the liquid level height of the electrolytic solution can be detected by the inspection terminal, when the electrolytic solution is insufficient, the performance can be maintained by supplying distilled water.
請求項6に記載の考案は、請求項5に記載の太陽光発電用充放電システムに用いる充放電制御装置であって、前記バッテリが充電中であるか又は放電中であるかを表示する充放電表示部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項5の作用に加え、以下のような作用を有する。
(1)バッテリが充電中であるか又は放電中であるかを表示する充放電表示部を有することにより、充電又は放電の動作が正常に行われているかどうかを容易に確認することができ、取扱い性、メンテナンス性に優れる。
The device according to
With this configuration, in addition to the operation of the fifth aspect, the following operation is provided.
(1) By having a charge / discharge indicator that displays whether the battery is being charged or discharged, it is possible to easily confirm whether the charging or discharging operation is normally performed, Excellent handling and maintenance.
ここで、充放電表示部は充電中か放電中かを区別できるものであればよいが、ランプを点灯させるものや、文字を表示させるものが好適に用いられる。
太陽光発電部で発電が行われているにも関わらず、バッテリへの充電が行われていない場合や夜間にバッテリからの放電(負荷への電力供給)が行われていない場合には、バッテリの性能低下や充放電制御装置の動作不良が発生している可能性があるため、直ちに検査を行って、バッテリの交換や充放電制御装置の修理などを行うことができ、メンテナンス性に優れる。
尚、充放電制御装置を屋外に設置する場合には、室内に充放電表示部を設置することにより、室内から常時簡単に充放電制御装置の動作状況を知ることができ、使用性に優れる。
Here, the charging / discharging display unit may be any device that can distinguish between charging and discharging, but a device that lights a lamp or a device that displays characters is preferably used.
If power is being generated by the solar power generation unit and the battery is not being charged, or if the battery is not discharged at night (power supply to the load), the battery Therefore, it is possible to perform an inspection immediately, replace the battery, repair the charge / discharge control device, etc., and have excellent maintainability.
When the charge / discharge control device is installed outdoors, by installing the charge / discharge display unit in the room, the operation status of the charge / discharge control device can be easily known from the room at all times, and the usability is excellent.
本考案の太陽光発電用充放電システムによれば、以下のような効果が得られる。
請求項1に記載の考案によれば、以下のような効果を有する。
(1)太陽光発電システムを備えた家庭などにおいて、簡単な電気工事だけで設置することができ、太陽光発電の発電量や負荷による電力消費量などに応じて、充放電を制御することが可能な設置容易性、太陽光発電の有効利用性に優れた太陽光発電用充放電システムを提供することができる。
According to the charging / discharging system for photovoltaic power generation of the present invention, the following effects can be obtained.
The device according to
(1) In households equipped with a solar power generation system, it can be installed by simple electrical work, and charging and discharging can be controlled according to the amount of power generated by solar power generation and the amount of power consumed by the load. It is possible to provide a charge / discharge system for photovoltaic power generation that is excellent in possible installation ease and effective utilization of photovoltaic power generation.
請求項2に記載の考案によれば、請求項1の効果に加え、以下のような効果を有する。
(1)日中の発電量が不十分でバッテリの充電量が不足する場合やその他の異常が発生した場合でも、負荷への電力供給が途切れることがなく、電力供給の確実性に優れた太陽光発電用充放電システムを提供することができる。
According to the invention described in
(1) Even when the amount of power generation during the day is insufficient and the battery charge level is insufficient, or when other abnormalities occur, the power supply to the load will not be interrupted, and the sun will have excellent power supply reliability. A charge / discharge system for photovoltaic power generation can be provided.
請求項3に記載の考案によれば、請求項1又は2の効果に加え、以下のような効果を有する。
(1)太陽光発電による発電量の不足に備えて夜間の内に深夜電力でバッテリへの充電を行うことにより、日中の商用電力の消費量を確実に低減して電気代を節約できるだけでなく、商用電力の供給不足が発生しても安定して負荷への電力供給を行うことができる節電性、電力供給の安定性に優れた太陽光発電用充放電システムを提供することができる。
According to the invention described in
(1) In preparation for the shortage of power generation by solar power generation, the battery can be charged with late-night power during the night, so that the consumption of commercial power during the day can be reliably reduced and the electricity bill can be saved. In addition, it is possible to provide a solar power generation charging / discharging system excellent in power saving and power supply stability that can stably supply power to a load even when commercial power supply is insufficient.
請求項4に記載の考案によれば、請求項1乃至3の内いずれか1項の効果に加え、以下のような効果を有する。
(1)リチウム電池のように完全放電させてから充電する必要がなく、充放電を繰り返すことができ、電力の供給が途切れるおそれのない性能の安定性、長寿命性、連続使用性に優れた太陽光発電用充放電システムを提供することができる。
According to the invention described in
(1) There is no need to charge after fully discharging like a lithium battery, charging / discharging can be repeated, and there is no risk of interruption of power supply. A charge / discharge system for photovoltaic power generation can be provided.
請求項5に記載の考案によれば、以下のような効果を有する。
(1)配電盤(分電盤)に接続するだけで既設の太陽光発電システムと協働して太陽光発電で発電された電力の充放電や売電を簡単に制御することができ、昼夜や季節、天候を問わず、安定して確実に電力を供給することができる太陽光発電の有効利用性、電力供給の確実性に優れた充放電制御装置を提供することができる。
The invention according to
(1) By simply connecting to the switchboard (distribution panel), it is possible to easily control the charge / discharge and sale of power generated by solar power generation in cooperation with the existing solar power generation system. It is possible to provide a charge / discharge control device that is capable of supplying power stably and reliably regardless of the season and weather, and that is excellent in the effectiveness of solar power generation and the reliability of power supply.
請求項6に記載の考案によれば、請求項5の効果に加え、以下のような効果を有する。
(1)充電又は放電の動作が正常に行われているかどうかを容易に確認することができる取扱い性、メンテナンス性に優れた充放電制御装置を提供することができる。
According to the invention described in
(1) It is possible to provide a charge / discharge control device that can easily confirm whether or not the charging or discharging operation is normally performed and that is excellent in handling and maintenance.
(実施の形態1)
本考案の実施の形態1における太陽光発電用充放電システムについて、以下、図面を用いて説明する。なお、本考案は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
図1は実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの構成を示すブロック図である。
図1中、1は後述する太陽光発電部20と充放電制御装置30を組合せて構成された実施の形態1における太陽光発電用充放電システム、10は家庭などに設置され後述する太陽光発電部20で発電される電力又は商用電源50から供給される商用電力のいずれかを家庭内に供給するための配電盤(分電盤)、15は配電盤10を通して電力が供給される家庭内の照明やコンセントに接続された電気製品などの各種負荷、21は屋根などに設置され太陽光発電を行う太陽光発電部20の太陽電池パネル、22は太陽電池パネル21で発電した直流電力を交流100Vに変換すると共に、家庭内などへ供給する電力源の選択や売電を制御する太陽光発電部20のパワーコンディショナ、25は配電盤10を通して電力が供給されるコンセントの一つで後述する充放電制御装置30を充電するための充電用コンセント、30は配電盤10に電気接続されると共に、プラグを充電用コンセント25に差し込むことにより、太陽光発電部20で発電される電力の充放電や家庭内の各種負荷15への電力供給を制御する太陽光発電用充放電システム1の充放電制御装置、30Aは後述する充放電制御装置30のバッテリ32の充放電の有無を表示する充放電表示部、31は充電用コンセント25からプラグを通して供給される100Vの交流電力(太陽光発電部20で発電される電力又は商用電源50から供給される商用電力)を12Vの直流電力に変換する充放電制御装置30のコンバータ、32はコンバータ31で変換された12Vの直流電力を充電する鉛蓄電池を用いた充放電制御装置30のバッテリ、33はバッテリ32に充電された電力を100Vの交流電力に変換して出力する充放電制御装置30のインバータ、34は太陽光発電部20で発電される電力又は商用電源50から供給される商用電力によるバッテリ32への充電及び太陽光発電部20で発電される電力、商用電力、バッテリ32に充電された電力のいずれかによる各種負荷15への電力供給を内蔵されたタイマーなどで制御する充放電制御装置30の制御部である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a charging / discharging system for photovoltaic power generation according to
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the charge / discharge system for photovoltaic power generation according to the first embodiment.
In FIG. 1, 1 is a solar power generation charge / discharge system according to
充放電表示部30Aは、ランプの点灯や文字表示などによりバッテリ32が充電中か放電中かを表示するものが好適に用いられる。これにより、充放電制御装置30が正常に動作しているかどうかを容易に確認することができる。尚、充放電制御装置30を屋外に設置する場合には、室内に充放電表示部30Aを設置することにより、室内でも常時簡単に充放電制御装置30の動作状況を知ることができ、使用性に優れる。
バッテリ32に使用する鉛蓄電池は新品でも使用済みバッテリ(廃鉛蓄電池)の再生品でもよいが、特に、再生品(再生鉛蓄電池)を使用することにより、廃鉛蓄電池を有効利用することができ、省資源性、環境保護性に優れる。
尚、バッテリ32として使用する鉛蓄電池(再生鉛蓄電池)の数は、各家庭の電力消費量などに応じて、適宜、選択することができるが、電力消費量に比べて蓄電容量を大きめに設定し、常に一定量の電力を蓄えるようにしておけば、天候不良や停電、商用電源の電力供給不足などが続いても、安定した電力供給を行うことができ、信頼性に優れる。
As the charge /
The lead acid battery used for the
The number of lead-acid batteries (recycled lead-acid batteries) used as the
バッテリ32として複数の再生鉛蓄電池を使用する場合、充放電制御装置30は、各々の再生鉛蓄電池の電圧を検査するバッテリ検査部を有することが好ましい。複数の再生鉛蓄電池の中から、性能が低下したものを順次検出して交換することができ、全ての再生鉛蓄電池を最後まで有効に利用することができ、省資源性に優れるためである。
バッテリ検査部としては、例えば再生鉛蓄電池の複数の液口栓の内のいずれか1つから電槽の内部に検査用端子を挿通しておけば、正極端子又は負極端子と検査用端子との間の電圧を電圧計(テスター)で測定することができる。よって、各々の再生鉛蓄電池の検査用端子と電圧計(テスター)の端子との間の接続をロータリースイッチなどの端子選択部を用いて、順次選択して切り替えるようにすれば、どの再生鉛蓄電池の電圧が低下しているか短時間で効率的に検査することができ、メンテナンス性に優れる。このとき、充放電制御装置30に、電圧低下の有無を表示するランプやメータなどのバッテリ検査表示部を設けることにより、誰でも簡単に検査を行うことができ、使用性に優れる。尚、検査用端子により電解液の液面高さも検出することができるので、電解液が不足している場合には蒸留水を供給して性能を維持することができる。
When a plurality of regenerative lead storage batteries are used as the
As the battery inspection unit, for example, if an inspection terminal is inserted into the battery case from any one of a plurality of liquid mouth plugs of a regenerative lead-acid battery, the positive electrode terminal or the negative electrode terminal and the inspection terminal The voltage between them can be measured with a voltmeter (tester). Therefore, if the connection between the inspection terminal of each regenerative lead-acid battery and the terminal of the voltmeter (tester) is sequentially selected and switched using a terminal selection unit such as a rotary switch, any regenerative lead-acid battery It can be efficiently inspected in a short time whether the voltage of the battery is lowered, and is excellent in maintainability. At this time, by providing the charge /
以上のように構成された実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの動作について説明する。
図2は実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの動作を示すフローチャートである。
図2において、まず、充放電制御装置30の制御部34は内蔵されたタイマーで日照時間か否かを判定する(S1:日照時間判定ステップ)。
日照時間中、太陽光発電部20のパワーコンディショナ22は、太陽光発電部20(太陽電池パネル21)による太陽光発電量が家庭内の各種負荷15による負荷消費電力量以上か否かを判定する(S2:太陽光発電量第1判定ステップ)。
パワーコンディショナ22は、ステップ2で太陽光発電量が負荷消費電力量以上であると判定した場合、太陽光発電部20から各種負荷15への電力供給を行う(S3:太陽光発電電力供給ステップ)。
このとき、充電用コンセント25にも太陽光発電部20から電力が供給されるので、制御部34によりバッテリ32への充電が選択されれば、太陽光発電部20からバッテリ32への充電が行われ(S4:太陽光発電電力充電ステップ)、その旨が充放電表示部30Aなどに表示される(S5:第1充電表示ステップ)。
さらに、パワーコンディショナ22は、太陽光発電部20で発電される電力から各種負荷15に供給される電力とバッテリ32に充電される電力を差し引いて余剰電力があるか否かを判定し(S6:太陽光発電余剰電力判定ステップ)、余剰電力があると判定した時は売電を行い(S7:太陽光発電電力売電ステップ)、ステップ1へ戻る。ステップ6で余剰電力がないと判定した場合は、ステップ1へ戻る。
Operation | movement of the charging / discharging system for photovoltaic power generation of
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the charge / discharge system for photovoltaic power generation according to the first embodiment.
In FIG. 2, first, the
During the daylight hours, the
If the
At this time, since the power is also supplied from the photovoltaic
Further, the
また、パワーコンディショナ22は、ステップ2で太陽光発電量が負荷消費電力量より少ないと判定した場合、各種負荷15への電力供給不足を防止するため、商用電源50から各種負荷15への電力供給を行う(S8:商用電力第1供給ステップ)。そして、充電用コンセント25にも商用電源50から電力が供給されるので、制御部34がバッテリ32への充電を選択することにより、商用電源50からバッテリ32へ充電を行い(S9:商用電力充電ステップ)、その旨を充放電表示部30Aなどに表示して(S10:第2充電表示ステップ)、ステップ1へ戻る。
In addition, when the
また、ステップ1でタイマーにより日照時間でないと判定した場合、制御部34は、バッテリ32の充電を停止する(S11:バッテリ充電停止ステップ)。そして、制御部34は、充放電制御装置30のバッテリ32に異常が発生していないかどうかを判定する(S12:バッテリ異常判定ステップ)。
制御部34は、ステップ12でバッテリ32に異常が発生していない(正常な電力供給可能)と判定した場合、バッテリ32から各種負荷15への電力供給を行い(S13:バッテリ充電電力供給ステップ)、バッテリ32が放電中であることを充放電表示部30Aなどに表示して(S14:放電表示ステップ)、ステップ1へ戻る。
Moreover, when it determines with it not being the sunshine time by a timer in
When it is determined in
また、制御部34は、ステップ12でバッテリ32に電圧低下、発熱、容量オーバーなどの異常が発生していると判定した場合、バッテリ32からの電力供給(放電)を停止し、商用電源50から各種負荷15への電力供給を行う(S15:商用電力第2供給ステップ)。
次に、制御部34は、タイマーにより現在時刻が深夜電力の時間帯か否かを判定し(S16:深夜電力時間帯判定ステップ)、深夜電力の時間帯であると判定した時は商用電源50からバッテリ32への充電を行い(S17:深夜電力充電ステップ)、バッテリ32が充電中であることを充放電表示部30Aなどに表示して(S18:第3充電表示ステップ)、ステップ1へ戻る。ステップ16で深夜電力の時間帯でないと判定した場合は、ステップ1へ戻る。
以上の動作を絶え間なく繰り返すことにより、各種負荷15への電力供給とバッテリ32の充放電が途切れることなく適切に行われる。
If the
Next, the
By repeating the above operation continuously, power supply to the various loads 15 and charging / discharging of the
次に、実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの動作を具体的な回路に基づいて説明する。
図3は実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの日中の動作の一例を示す回路図であり、図4は実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの夜間の動作の一例を示す回路図であり、図5は実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの夜間の動作の他の例を示す回路図である。
図3乃至図5中、35は充放電制御装置30のプラグが充電用コンセント25に接続された状態でバッテリ32への充電の有無を切り替える制御部34のバッテリ充電切替部、36はバッテリ32に充電された電力又は商用電源50から供給される電力を選択して各種負荷15への電力供給を行う制御部34の供給電力切替部、37はバッテリ32から各種負荷15への電力供給の有無を切り替える供給電力切替部36のバッテリ電力供給切替部、38aはバッテリ32からの供給電圧の低下に応じてバッテリ32からの電力供給を停止する低電圧リレーを用いた供給電力切替部36の充電不足時電力供給第1切替部、38bは充電不足時電力供給第1切替部38aと同期して商用電源50から各種負荷15への電力供給に切り替える低電圧リレーを用いた供給電力切替部36の充電不足時電力供給第2切替部、39は太陽光発電部20又は商用電源50から各種負荷15への電力供給の有無を切り替える供給電力切替部36の負荷用電力供給切替部、40はバッテリ充電切替部35,供給電力切替部36のバッテリ電力供給切替部37,負荷用電力供給切替部39のオン、オフを時間によって切り替える制御部34のタイマーである。
Next, operation | movement of the charging / discharging system for photovoltaic power generation of
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of daytime operation of the solar power generation charge / discharge system of the first embodiment, and FIG. 4 shows an example of nighttime operation of the solar power generation charge / discharge system of the first embodiment. FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of nighttime operation of the charge / discharge system for photovoltaic power generation according to the first embodiment.
3 to 5,
まず、実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの日中の動作について説明する。
図3は、日中において、太陽光発電部20で十分な発電が行われている状態を示している。
また、表1は、制御部34の各々の切替部(35,37,38a,38b,39)のON、OFFの切替によるバッテリ32の充放電状態を示している。
太陽光発電部20で十分な発電が行われている場合、太陽光発電部20のパワーコンディショナ22の制御によって、各種負荷15及び充電用コンセント25の電力源として太陽光発電部20が選択される。このとき、制御部34では、タイマー40により、日照時間であることを判定し、供給電力切替部36の負荷用電力供給切替部39をオンにすることにより、太陽光発電部20で発電された電力が各種負荷15に供給されている。同時に、バッテリ充電切替部35をオンにすることにより、太陽光発電部20で発電された電力がバッテリ32に充電される。尚、バッテリ32から放電されないように、バッテリ電力供給切替部37,充電不足時電力供給第1切替部38aはオフにし、充電不足時電力供給第2切替部38bは充電不足時電力供給第1切替部38aと同期してオンになっている(表1のバッテリ充電状態)。
さらに、太陽光発電部20の発電量に余裕がある場合は、太陽光発電部20のパワーコンディショナ22の制御によって、余剰電力を売電することができる。
なお、太陽光発電部20での発電量が不足する時には、太陽光発電部20のパワーコンディショナ22の制御によって、各種負荷15及び充電用コンセント25の電力源として商用電源50が選択される。よって、充放電制御装置30の制御部34により、バッテリ充電切替部35をオンにしたままにしておけば、商用電源50でバッテリ32に充電することができる。
FIG. 3 shows a state in which sufficient power generation is performed by the solar
Table 1 shows the charge / discharge state of the
When sufficient power generation is performed in the solar
Furthermore, when there is a margin in the power generation amount of the solar
When the amount of power generated by the solar
次に、実施の形態1の太陽光発電用充放電システムの夜間の動作について説明する。
図4は、夜間において、バッテリ32が十分に充電されている状態を示している。
制御部34は、タイマー40により、日照時間でないことを判定すると、バッテリ充電切替部35をオフにし、供給電力切替部36のバッテリ電力供給切替部37,充電不足時電力供給第1切替部38aををオンにして、充電不足時電力供給第2切替部38b,負荷用電力供給切替部39ををオフにすることにより、バッテリ32から各種負荷15へ電力を供給することができる(表1のバッテリ放電状態)。
尚、夜間であるため、太陽光発電部20のパワーコンディショナ22の制御によって、各種負荷15及び充電用コンセント25の電力源として商用電源50が自動的に選択されている。これにより、バッテリ32の充電量が不足し、出力電圧が低下した時には、図5に示すように、制御部34が供給電力切替部36の充電不足時電力供給第1切替部38aをオフにし、充電不足時電力供給第2切替部38bをオンにすることにより、タイマー40の時間とは無関係に、直ちにバッテリ32による電力供給から商用電源50による電力供給に切り替わる(表1のバッテリ放電中止状態)。
また、制御部34はバッテリ32の充電量が不足している場合など、必要に応じてバッテリ充電切替部35をオンにすることにより、深夜電力によるバッテリ32への充電を行うこともできる。
Next, the nighttime operation of the charge / discharge system for photovoltaic power generation according to
FIG. 4 shows a state where the
When it is determined by the
Since it is nighttime, the
The
本考案の実施の形態1における太陽光発電用充放電システムによれば、以下の作用を有する。
(1)コンバータ、バッテリ、インバータ、制御部を有する充放電制御装置を備えているので、太陽光発電システムを備えた家庭などにおいて、充放電制御装置を配電盤(分電盤)に接続する簡単な電気工事だけで設置することができ、設置容易性、太陽光発電の有効利用性に優れる。
(2)太陽光発電部で発電される電力又は商用電力のいずれか一方が選択されて供給される充電用コンセントに挿抜自在に接続されるプラグを有する充放電制御装置を備えているので、プラグを充電用コンセントに差し込むだけで、太陽光発電部で発電される電力や商用電力を簡単にバッテリに充電して利用することができ、取扱い性、設置作業性に優れる。
(3)プラグ等の接続器具を通して供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータを有する充放電制御装置を備えているので、充電用コンセント等の接続器具から供給される交流電力をバッテリの容量に応じた直流の出力電圧に変換してバッテリに充電することができ、充電効率性に優れる。
(4)バッテリに充電された電力を交流電力に変換して出力するインバータを有する充放電制御装置を備えていることにより、バッテリに充電された電力を家庭内の照明やコンセントに接続された電気製品などの各種負荷に簡単に供給することができるので、停電や商用電力の供給不足などにも即座に対応することができ、機能性、電力供給の確実性に優れる。
(5)太陽光発電部で発電される電力又は商用電力によるバッテリへの充電及び太陽光発電部で発電される電力、商用電力、バッテリに充電された電力のいずれかによる負荷への電力供給を制御する制御部を有する充放電制御装置を備えているので、太陽光発電部での発電量に関わらず、確実にバッテリへの充電を行うことができると共に、家庭内の照明やコンセントに接続された電気製品などの各種負荷に正弦波で安定して電力を供給することができ、太陽光発電の有効利用性、電力供給の安定性に優れる。
(6)充放電制御装置の制御部が、太陽光発電部で負荷の消費電力以上の電力が発電され、太陽光発電部で発電される電力で負荷への電力供給が行われている場合に、太陽光発電部で発電された電力でバッテリへの充電を行うバッテリ充電切替部を備えているので、日中の負荷による消費電力を太陽光発電部で発電される電力で賄いながら、夜間の負荷による消費電力を賄うための電力をバッテリに充電することができるので、太陽光発電部で発電される全ての電力を無駄なく有効に利用し、商用電力の使用量を極力減らすことができ、環境保護性に優れる。
(7)充放電制御装置の制御部が、太陽光発電部で発電が不可能な場合に、バッテリに充電された電力又は商用電力を選択して負荷への電力供給を行う供給電力切替部を備えているので、日中の天気が悪い日や夜間でも、バッテリに充電された電力が残っている間は商用電力に頼ることなくバッテリから負荷への電力供給を行うことができると共に、バッテリの充電が切れた時には直ちに商用電力による電力供給を行うことができるので、商用電力の使用量を必要最低限に抑えながら、途切れることなく確実に電力を供給し続けることができ、環境保護性、電力供給の確実性に優れる。
(8)制御部の供給電力切替部は、バッテリに充電された電力による負荷への電力供給中に電圧低下などの異常が発生した時に、商用電力による電力供給に切り替えることにより、バッテリに異常が発生した場合でも、負荷への電力供給が途切れることはなく、電力供給の確実性に優れる。
(9)制御部のバッテリ充電切替部は、深夜電力時間帯にバッテリの充電量が、設定した規定値を下回った時に、深夜電力によってバッテリへの充電を行うことにより、翌日の太陽光発電部による発電量が不十分で、太陽光発電部から負荷への電力供給ができない場合に備えることができ、前日の夜間に安い深夜電力で充電されたバッテリから電力供給することができるので、電気代を節約できるだけでなく、日中の商用電力の消費量を低減できると共に、商用電力の供給不足が発生しても確実に電力を供給することができ、節電性、電力供給の安定性に優れる。
(10)バッテリが、鉛蓄電池であることにより、リチウム電池のように完全放電させてから充電しなくても性能が劣化することがないので、その特性を活かして充放電を繰り返すことができ、電力の供給が途切れるおそれがなく、性能の安定性、長寿命性、連続使用性に優れる。
The charge / discharge system for photovoltaic power generation according to
(1) Since a charge / discharge control device having a converter, a battery, an inverter, and a control unit is provided, a simple connection of the charge / discharge control device to a distribution board (distribution board) in a home equipped with a photovoltaic power generation system. It can be installed only by electrical work, and is excellent in installation ease and effective use of solar power generation.
(2) Since it is provided with a charge / discharge control device having a plug that is detachably connected to a charging outlet to which either one of the power generated by the solar power generation unit or the commercial power is selected and supplied, the plug By simply plugging the battery into the charging outlet, the battery can easily use the electric power or commercial power generated by the solar power generation unit, and it is excellent in handling and installation workability.
(3) Since a charge / discharge control device having a converter that converts AC power supplied through a connecting device such as a plug into DC power is provided, the AC power supplied from the connecting device such as a charging outlet is stored in the capacity of the battery. It is possible to charge the battery by converting the output voltage to a direct current output voltage that is excellent in charging efficiency.
(4) By providing a charge / discharge control device having an inverter that converts the power charged in the battery into AC power and outputs the power, the power charged in the battery is connected to household lighting or an outlet. Since it can be easily supplied to various loads such as products, it can immediately respond to power outages and shortage of commercial power supply, etc., and has excellent functionality and reliability of power supply.
(5) Charging of the battery with power generated by the solar power generation unit or commercial power and power supply to the load by any of the power generated by the solar power generation unit, commercial power, or power charged to the battery Since it is equipped with a charge / discharge control device that has a control unit to control, the battery can be reliably charged regardless of the amount of power generated by the solar power generation unit, and it can be connected to household lighting and outlets. It is possible to stably supply electric power to various loads such as electric products with a sine wave, and it is excellent in the effective use of solar power generation and the stability of electric power supply.
(6) When the control unit of the charge / discharge control device generates power that is greater than or equal to the power consumption of the load in the solar power generation unit, and power is supplied to the load with the power generated by the solar power generation unit Since it has a battery charge switching unit that charges the battery with the power generated by the solar power generation unit, the power generated by the solar power generation unit is covered by the power generated by the solar power generation unit at night. Since the battery can be charged with power to cover the power consumed by the load, all the power generated by the photovoltaic power generation unit can be used effectively without waste, and the amount of commercial power used can be reduced as much as possible. Excellent environmental protection.
(7) When the control unit of the charge / discharge control device cannot generate power in the solar power generation unit, a power supply switching unit that selects power or commercial power charged in the battery and supplies power to the load. Therefore, even when the weather is bad during the day or at night, the battery can supply power to the load without relying on commercial power as long as the battery is charged. Since power can be supplied from commercial power immediately when the battery is cut off, it is possible to continue supplying power without interruption while minimizing the amount of commercial power used. Excellent supply reliability.
(8) The supply power switching unit of the control unit switches the power supply to the commercial power supply when an abnormality such as a voltage drop occurs during power supply to the load by the power charged in the battery. Even if it occurs, power supply to the load is not interrupted, and the reliability of power supply is excellent.
(9) The battery charge switching unit of the control unit is configured to charge the battery with midnight power when the amount of charge of the battery falls below a set specified value during the midnight power time period, thereby Can be prepared when the amount of power generated by the solar power generator is insufficient and power cannot be supplied to the load from the solar power generation unit, and power can be supplied from a battery charged with cheap late-night power the night before. In addition to saving power, the amount of commercial power consumed during the day can be reduced, and even if a shortage of commercial power occurs, power can be reliably supplied, resulting in excellent power saving and power supply stability.
(10) Since the battery is a lead-acid battery, the performance will not deteriorate even if it is not fully charged like a lithium battery and then charged, so charging and discharging can be repeated taking advantage of its characteristics, There is no risk of interruption of power supply, and it has excellent performance stability, long life, and continuous use.
本考案の実施の形態1における太陽光発電用充放電システムに用いる充放電制御装置によれば、以下の作用を有する。
(1)筐体内にコンバータ、バッテリ、インバータ、制御部が電気的に接続されて収容されているので、配電盤(分電盤)に接続するだけで既設の太陽光発電システムと協働して太陽光発電で発電された電力の充放電や売電を簡単に制御することができ、昼夜や季節、天候を問わず、安定して確実に電力を供給することができ、太陽光発電の有効利用性、電力供給の確実性に優れる。
(2)筐体内に収容されたコンバータ、バッテリ、インバータ、制御部を一体に取り扱うことができ、設置作業や補修、点検などを容易に行うことが可能で、取扱い性、メンテナンス性、耐久性に優れる。
(3)バッテリとして複数の再生鉛蓄電池を用いるので、各家庭の電力消費量に応じて再生鉛蓄電池の数を増減させるだけで、必要な電力を充電、供給することができ、汎用性、動作の確実性に優れる。
(4)バッテリとして再生鉛蓄電池を利用することにより、資源の有効利用性、環境保護性に優れる。
(5)バッテリが充電中であるか又は放電中であるかを表示する充放電表示部を有することにより、充電又は放電の動作が正常に行われているかどうかを容易に確認することができ、取扱い性、メンテナンス性に優れる。
The charge / discharge control device used in the charge / discharge system for photovoltaic power generation according to
(1) Since the converter, battery, inverter, and control unit are electrically connected and housed in the housing, the solar power generation system works in cooperation with the existing solar power generation system simply by connecting to the switchboard (distribution panel). Charge / discharge and sale of electricity generated by photovoltaic power generation can be easily controlled, and power can be supplied stably and reliably regardless of day, night, season, and weather. Effective use of solar power generation And excellent power supply reliability.
(2) The converter, battery, inverter, and control unit housed in the housing can be handled as a single unit, making it easy to perform installation work, repairs, and inspections. Excellent.
(3) Since a plurality of regenerative lead-acid batteries are used as the battery, the necessary power can be charged and supplied simply by increasing or decreasing the number of regenerative lead-acid batteries according to the power consumption of each household. Excellent certainty.
(4) By using a regenerative lead-acid battery as a battery, it is excellent in effective use of resources and environmental protection.
(5) By having a charge / discharge indicator that displays whether the battery is being charged or discharged, it is possible to easily confirm whether the charging or discharging operation is normally performed, Excellent handling and maintenance.
本考案は、充放電制御装置を配電盤(分電盤)に接続するだけで大掛かりな工事を行うことなく、既設の太陽光発電システムと簡単に接続して使用することができ、太陽光発電によって発電される電力を無駄なく有効に利用して、昼夜や季節、天候を問わず、安定して確実に電力を供給することができ、商用電力の使用量を必要最低限に抑え、節電や環境保護に貢献することができ、太陽光発電の有効利用性、電力供給の安定性に優れる太陽光発電用充放電システムの提供、及び太陽光発電によって発電される電力を家庭内のコンセントなどを通して簡単に蓄電でき、必要に応じて家庭内の照明や電気製品などの各種負荷に電力の供給を行って電気料金を節約することができると共に、停電や商用電源の電力供給不足にも対応することができる汎用性、電力供給の確実性、省エネルギー性に優れた充放電制御装置の提供を行うことができ、既存の太陽光発電システムを有効利用して電力の自給自足を図ることができ、商用電力の供給不足の解消に役立てることができる。 The present invention can be used by simply connecting to the existing photovoltaic power generation system without performing extensive construction by simply connecting the charge / discharge control device to the switchboard (distribution panel). Efficiently and efficiently use generated power to supply power stably and reliably regardless of day, night, season, or weather, minimizing the amount of commercial power used, and saving power and environment It can contribute to protection, provide a solar power charging / discharging system that is effective in solar power generation and has excellent power supply stability, and easily generate power generated by solar power through a household outlet. It is possible to store electricity, and to supply electricity to various loads such as lighting and electrical appliances in the home as needed to save electricity charges, and to cope with power outages and shortage of commercial power supply Can It is possible to provide a charge / discharge control device with excellent versatility, reliability of power supply, and energy saving, making it possible to effectively utilize existing solar power generation systems and to achieve self-sufficiency of commercial power. It can be used to resolve supply shortages.
1 太陽光発電用充放電システム
10 配電盤(分電盤)
15 各種負荷
20 太陽光発電部
21 太陽電池パネル
22 パワーコンディショナ
25 充電用コンセント
30 充放電制御装置、
31 コンバータ
32 バッテリ
33 インバータ
34 制御部
35 バッテリ充電切替部
36 供給電力切替部
37 バッテリ電力供給切替部
38a 充電不足時電力供給第1切替部
38b 充電不足時電力供給第2切替部
39 負荷用電力供給切替部
40 タイマー
50 商用電源
1 Photovoltaic charging / discharging
15
31
Claims (6)
前記制御部が、前記太陽光発電部で前記負荷の消費電力以上の電力が発電され、前記太陽光発電部で発電される電力で前記負荷への電力供給が行われている場合に、前記太陽光発電部で発電された電力で前記バッテリへの充電を行うバッテリ充電切替部と、前記太陽光発電部で発電が不可能な場合に、前記バッテリに充電された電力又は前記商用電力を選択して前記負荷への電力供給を行う供給電力切替部と、を備えていることを特徴とする太陽光発電用充放電システム。 A plug that is removably connected to a charging outlet that is supplied with either one of the power generated by the solar power generation unit or the commercial power, and the AC power supplied through the plug is converted into DC power. A converter, a battery that charges the DC power converted by the converter, an inverter that converts the power charged in the battery into AC power and outputs the power, and power generated by the solar power generation unit or the commercial power Charging / discharging control comprising: a control unit that controls charging of the battery and power supplied to the load by any of the power generated by the solar power generation unit, the commercial power, and the power charged to the battery Equipped with equipment,
In the case where the control unit generates power equal to or higher than the power consumption of the load by the solar power generation unit, and the power is supplied to the load by the power generated by the solar power generation unit, the solar power generation unit A battery charge switching unit that charges the battery with the power generated by the photovoltaic power generation unit, and when the solar power generation unit is unable to generate power, selects the power charged in the battery or the commercial power. And a supply power switching unit for supplying power to the load.
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