JP3194793U - 商用電源を備えた自家発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電パネルなど自家発電装置から供給される不安定な発電電力を、定常運転が必要な負荷機器に安定して供給するために、商用電源によって発電電力を補助するようにした商用電源を備えた自家発電装置を提供する。【解決手段】商用電源２を直流電力に変換する整流器３、その直流電力を自家発電装置１からの直流電圧と合成する調整器４、その合成された直流電力を交流電力に変換して出力する為のインバータ５を備えている。【選択図】図１

Description

本考案は、太陽光発電パネルなどの自家発電装置から供給される不安定な発電電力を、定常運転が必要な負荷機器に安定して供給するために、商用電源を補助的に備えた自家発電装置に関するものである。

太陽光発電パネルなどの自家発電装置は、日照量の変化により出力が変化したり、夜間発電が出来なかったりするため、定常的あるいは永続的に電力を消費する自動販売機や冷蔵庫などの負荷機器の電源として使用するには、大容量の蓄電池を備えるなどの対策が必要である。

また、近年普及し始めている家庭用太陽光発電パネルでは、大容量の蓄電装置を使わない代わりに、商用電源への逆潮流もありえる系統連系を行うことにより、自家発電電力の変動を商用電源により調整している。
特許３５９２５９５号 特許３７８０８０８号

ところで、自家発電装置の発電力を安定化させるために、大容量の蓄電池を付加したり、系統連系装置により商用電源へ逆潮流を安全に実現させるためには、高価な機器が必要であったり、電力会社との協議が必要である。
このため、特許文献１に記載している「系統連系用電力変換システム」では、系統連系時に万一、商用電源が途絶えたときに発電を停止するために、マイクロコンピュータを用いて商用電源を監視する機能を付加したり、特許文献２に記載している「自家発電設備」では、複数の負荷機器を電力量に合わせて切替えるなどの高度な機能を備えるとしている。

しかしながら、そのための機器全体の導入コストは高くなり、電力会社との協議に長い時間や労力を費やしたりする必要があった。また、これらの機器の導入コストを回収するために余剰な発電能力を追加し、そのために太陽光発電パネルを設置する多大な面積を必要としたりするので、自己発電装置の普及には大きな支障と成っている。

そこで、大容量の蓄電池や複雑な系統連系機器を使わずに、自家発電装置による発電電力を安定的に使用可能とする手法の開発が望まれている。
本考案が解決しようとする課題はこれら問題点であり、太陽光や水力などを用いた自家発電装置から供給する電力が一時的に不足した際には、商用電源から供給して負荷機器を常に安定して稼動することが出来るようにした自家発電装置を提供する。

本考案の自家発電装置は、商用電源を直流電力に変換する整流器、その直流電力を自家発電装置からの直流電圧と合成する調整器を有している。そして、その合成された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータから構成されている。
したがって、インバータから出力される交流電力は、商用電源及び自家発電装置の何れか又は両方から供給される直流電力を入力電力とするので、自家発電装置の発電電力の変動や停止の影響は受けない。

本考案に係る自家発電装置は、調整器に充放電用の蓄電池を追加し、常に商用電源あるいは自家発電装置から充電を行うことによって、直流電力が不足する場合にはそれを補助することが出来るようにしている。
ところで、本考案の自家発電装置は太陽光パネル、風車、又は水車などを対象とし、特に限定するものではない。

本考案の自家発電装置は太陽光パネルなどを備え、ここから供給される電力を利用して負荷機器を稼動させることが出来る。しかし、自家発電装置から十分な電力を供給することが出来ない場合には商用電源から補うことが出来る。
すなわち、商用電源を直流電力に変換する整流器、その直流電力を自家発電装置からの直流電圧と合成する調整器、その合成された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータを備えており、負荷機器で使用可能な電力は自家発電装置の発電電力の変動や停止の影響を受けることはない。
一方、停電時や電力使用抑制時など、商用電源が十分供給されない場合においても、蓄電池からの電力供給により一定時間は、負荷機器を継続的に稼働することが可能である。

本考案に係る商用電源を備えた自家発電装置を示す概略図。

図１は本考案に係る商用電源を備えた自家発電装置の実施例を示す概略図である。同図の１は自家発電装置、２は商用電源、６は負荷機器を表し、自家発電装置１からの直流電流８と、商用電源２からの交流電流９を整流器３で整流した直流電流１０が調整器４で合成される。そして、合成された直流出力電力１１は、インバータ５によって交流出力電力１２に変換されて負荷機器６に送電される。

ここで、上記自家発電装置１とは、太陽光発電パネル、水力又は風力を利用した発電装置、さらにはディーゼル発電機や蒸気発電機などがあり、直流電力を発生させるものである。一方、商用電源２としては、単相ＡＣ１００〜２００Ｖや三相２００Ｖ〜４００Ｖを用いることができる。

整流器３は、商用電源２からの商用交流電力９を整流して商用直流電力１０に変換する装置である。
調整器４は、自家発電電力８と商用直流電力１０を合成して、直流出力電力１１とする装置であり、この直流出力電力１１はインバータ５に導かれる。

さらに調整器４は、自家発電電力８の電圧を商用直流電力１０の電圧よりも５〜１０Ｖ程度高めの電圧に昇圧して一定に調製する機能を有している。この電圧差により、商用直流電力１０よりも自家発電電力８が優先して直流出力電力１１へ流れることが出来る。

すなわち、負荷機器６で消費される交流出力電力１２が自家発電電力８により十分に賄える場合は、直流出力電力１１は自家発電電力８が支配的となり、商用交流電力９は消費されないことになる。
一方、交流出力電力１２が、自家発電電力８により賄えなくなった場合には、その賄えない分の電力は商用直流電力１０より補充されることになる。

インバータ５は、調整器４からの直流出力電力１１を、負荷機器６に適応する電圧の交流出力電力１１に生成し、これを負荷機器６に供給する。
この結果、自家発電装置１の出力電力あるいは負荷機器６の消費電力に変化があった場合には、商用電源２から自動的に最適な補助が実現できるように制御される。

また、調整器４においては、蓄電池７への充電および放電機能を備えており、停電等により商用交流電力９による補助が不足する場合には、蓄電池７からの蓄電電力１３による補助が出来るように制御している。

１ 自家発電装置
２ 商用電源
３ 整流器
４ 調整器
５ インバータ
６ 負荷機器
７ 蓄電池
８ 自家発電電力
９ 商用交流電力
10 商用直流電力
11 直流出力電力
12 交流出力電力
13 蓄電電力

Claims (2)

1. 商用電源を補足的に備えた自家発電装置において、商用電源を直流電力に変換する整流器、その直流電力を自家発電装置からの直流電圧と合成する調整器、その合成された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータを備えたことを特徴とする商用電源を備えた自家発電装置。
2. 上記調整器に充放電用の蓄電池を追加し、常に商用電源あるいは自家発電装置から充電を行うことによって、直流電力が不足する場合にはそれを補助するようにした請求項１記載の商用電源を備えた自家発電装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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