JP3208284B2 - Solar power generation system - Google Patents
Solar power generation systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池をインバータ
を介して商用電力系統へ連系する太陽電池発電システム
に関し、特に、商用電力系統に何らかの事故が発生し
て、連系運転を停止したときに、太陽電池の発生電力を
家庭内負荷にのみ供給する自立運転の可能な太陽電池発
電システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power generation system for connecting a solar cell to a commercial power system via an inverter, and more particularly, to stopping the operation of the commercial power system due to an accident. The present invention relates to a photovoltaic power generation system capable of self-sustained operation of supplying generated power of a photovoltaic cell only to a domestic load.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、太陽電池を各家庭や工場或いは地
域に設置して、電力会社の商用電力系統へ連系し、太陽
電池の余剰電力は商用電力系統へ逆潮流する太陽電池発
電システムが実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, a solar cell power generation system in which a solar cell is installed in each home, factory, or area and connected to a commercial power system of a power company, and surplus power of the solar cell flows backward to the commercial power system has been developed. Has been put to practical use.
【0003】太陽電池発電システムにおいては、太陽電
池はインバータを介して商用電力系統へ連系され、イン
バータの出力端に家庭内負荷が接続される。これによっ
て、太陽電池の出力は直流から交流に変換されて、該交
流電力が商用電力系統及び家庭内負荷へ供給される。In a solar cell power generation system, a solar cell is connected to a commercial power system via an inverter, and a domestic load is connected to an output terminal of the inverter. Thereby, the output of the solar cell is converted from DC to AC, and the AC power is supplied to the commercial power system and the domestic load.
【0004】ところで、従来の太陽電池発電システムに
おいては、災害や落雷などによって商用電力系統に停電
が発生したとき、インバータの運転を停止する運用が行
なわれていたが、家庭内負荷への電力の供給と、太陽電
池の発生電力の有効利用を図るため、商用電力系統に対
する連系を切り離した状態で、インバータを自立運転
し、太陽電池からの電力を家庭内負荷へ供給する運用が
検討されている。In a conventional solar cell power generation system, when a power failure occurs in a commercial power system due to a disaster or lightning strike, the operation of the inverter is stopped. In order to supply and effectively use the power generated by the solar cell, the operation of the inverter to operate independently and supply the power from the solar cell to the home load while the interconnection to the commercial power system is disconnected has been studied. I have.
【0005】又、停電発生時に、夜間における必要電力
を賄うため、太陽電池とインバータの間に、充電器及び
蓄電池からなる電力備蓄手段を介在させ、日中には、自
立運転によって得られる電力を負荷へ供給すると共に、
その余剰電力は蓄電池に充電し、夜間に蓄電池を放電さ
せて、その電力を負荷へ供給する方式が検討されてい
る。[0005] In addition, in order to cover the required power at night when a power failure occurs, a power storage means including a charger and a storage battery is interposed between the solar cell and the inverter. Supply to the load,
A method of charging the storage battery with the surplus power, discharging the storage battery at night, and supplying the power to a load is being studied.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蓄電池
を具えた従来の太陽電池発電システムにおいては、太陽
電池とインバータの間に充電器が介在するため、充電器
のスイッチング動作に伴う損失によって、システム全体
の発電効率が低い問題があった。However, in a conventional solar cell power generation system having a storage battery, a charger is interposed between the solar cell and the inverter. Power generation efficiency was low.
【0007】又、太陽電池発電システムにおいては、最
大電力点を追尾する制御が行なわれるが、太陽電池の出
力端に蓄電池を接続した構成では、該蓄電池の出力電圧
によって太陽電池の出力電圧が規制され、最大電力点で
の運転が妨げられる問題があった。特に、蓄電池の電圧
が放電によって低下すると、最大電力点から大きくずれ
ることになる。In a solar cell power generation system, control for tracking the maximum power point is performed. In a configuration in which a storage battery is connected to the output terminal of the solar cell, the output voltage of the solar cell is regulated by the output voltage of the storage battery. There was a problem that operation at the maximum power point was hindered. In particular, when the voltage of the storage battery is reduced by discharging, the voltage greatly deviates from the maximum power point.
【0008】更に、災害によって商用電力系統に停電が
発生した状態では、家庭内配線にも被害が及んでいる虞
れがあり、太陽電池発電システムの自立運転を行なった
とき、太陽電池からは、連系運転時と同じ電圧、例えば
200Vが出力されており、この高い電圧によって蓄電
池を充電するため、特に家庭内配線の被覆が剥がれてい
る場合などは危険である。[0008] Further, in a state where a power failure occurs in a commercial power system due to a disaster, there is a possibility that the domestic wiring may be damaged. The same voltage as in the interconnection operation, for example, 200 V, is output, and the storage battery is charged by this high voltage, which is dangerous especially when the coating on the home wiring is peeled off.
【0009】本発明の目的は、電力備蓄手段を具えた太
陽電池発電システムにおいて、システム全体の発電効率
を改善すると共に、最大電力点での運転を可能とするこ
とである。本発明の他の目的は、電力備蓄手段を具えた
太陽電池発電システムにおいて、電力備蓄手段を十分に
低い電圧で充電することを可能とし、自立運転モードで
の安全を図ることである。[0009] It is an object of the present invention to improve the power generation efficiency of the entire system and enable operation at the maximum power point in a solar cell power generation system provided with power storage means. Another object of the present invention is to make it possible to charge the power storage means with a sufficiently low voltage in a solar cell power generation system provided with the power storage means, and to achieve safety in the self-sustaining operation mode.
【0010】[0010]
【課題を解決する為の手段】本発明に係る太陽電池発電
システムは、太陽電池(1)の出力をインバータ(2)を介
して負荷(4)及び商用電力系統(3)へ同時に供給可能な
連系運転モードと、インバータ(2)を停止して、商用電
力系統(3)の電力を負荷(4)へ供給する夜間モードと、
インバータ(2)が商用電力系統(3)から解列された状態
で太陽電池(1)の出力を負荷(4)に供給する自立運転モ
ードの3つのモード間で切換え運転が可能である。The solar cell power generation system according to the present invention is capable of simultaneously supplying the output of a solar cell (1) to a load (4) and a commercial power system (3) via an inverter (2). A grid connection operation mode, and a night mode in which the inverter (2) is stopped to supply power of the commercial power system (3) to the load (4);
Switching operation can be performed between three modes of an independent operation mode in which the output of the solar cell (1) is supplied to the load (4) while the inverter (2) is disconnected from the commercial power system (3).
【0011】ここで、本発明の太陽電池発電システムの
特徴的構成は、太陽電池(1)と商用電力系統(3)の間
に、インバータ(2)に対して並列に接続された充電及び
放電が可能な電力備蓄手段を具えると共に、連系運転モ
ードでは電力備蓄手段の並列接続を切り離し、夜間モー
ドでは商用電力系統(3)からの電力を電力備蓄手段に供
給し、自立運転モードでは電力備蓄手段の出力をインバ
ータ(2)へ供給するための切り離し/接続手段を具えた
ことである。尚、切り離し/接続手段は、例えば太陽電
池(1)、インバータ(2)、商用電力系統(3)、負荷
(4)、及び電力備蓄手段の相互の接続点に、夫々開閉制
御可能なリレーを介在させ、これらのリレーをモードに
応じて開閉制御することにより、容易に構成することが
出来る。Here, the characteristic structure of the solar cell power generation system of the present invention is that a charge and discharge connected between the solar cell (1) and the commercial power system (3) in parallel with the inverter (2). Power storage means capable of performing the above operation, disconnecting the parallel connection of the power storage means in the interconnected operation mode, supplying power from the commercial power system (3) to the power storage means in the night mode, and providing the power storage means in the independent operation mode. That is, disconnection / connection means for supplying the output of the storage means to the inverter (2) is provided. The disconnecting / connecting means includes, for example, a solar cell (1), an inverter (2), a commercial power system (3), and a load.
(4) The relay can be easily configured by interposing relays that can be opened and closed at the connection points of the power storage means and by controlling these relays according to the mode.
【0012】本発明に係る他の太陽電池発電システムに
おいて、太陽電池(11)は、複数のモジュール(12)を配列
して構成されている。そして、その特徴的構成におい
て、太陽電池(11)と商用電力系統(3)の間には、インバ
ータ(2)に対して並列に電力備蓄手段が接続され、該電
力備蓄手段は、太陽電池(11)の1個のモジュール(12)の
出力電圧に対応する電圧で充電及び放電が可能である。
又、切り離し/接続手段及び電圧変換手段を具え、切り
離し/接続手段は、連系運転モードでは太陽電池(11)の
複数のモジュール(12)を互いに直列に接続すると共に、
電力備蓄手段の並列接続を切り離し、夜間モードでは商
用電力系統(3)からの電力を電力備蓄手段に供給し、自
立運転モードでは太陽電池(11)の複数のモジュール(12)
を互いに並列に接続すると共に、電力備蓄手段の出力を
インバータ(2)へ供給するためのものである。電圧変換
手段は、夜間モードにて、商用電力系統(3)からの電力
を電力備蓄手段に供給する際にその電圧を電力備蓄手段
の入力電圧まで降圧すると共に、自立運転モードにて、
インバータ(2)の出力電圧を系統電圧まで昇圧するもの
である。切り離し/接続手段は同様に、開閉制御可能な
複数のリレーによって容易に構成することが出来る。In another solar cell power generation system according to the present invention, the solar cell (11) is configured by arranging a plurality of modules (12). In the characteristic configuration, a power storage means is connected between the solar cell (11) and the commercial power system (3) in parallel with the inverter (2), and the power storage means is connected to the solar cell ( Charging and discharging can be performed at a voltage corresponding to the output voltage of one module (12) of (11).
In addition, it comprises disconnection / connection means and voltage conversion means, and the disconnection / connection means connects a plurality of modules (12) of the solar cell (11) in series with each other in the interconnection operation mode,
Disconnects the parallel connection of the power storage means, supplies power from the commercial power system (3) to the power storage means in the night mode, and a plurality of modules (12) of the solar cell (11) in the independent operation mode.
Are connected in parallel with each other, and the output of the power storage means is supplied to the inverter (2). The voltage conversion means reduces the voltage to the input voltage of the power storage means when supplying power from the commercial power system (3) to the power storage means in the night mode, and in the independent operation mode,
It boosts the output voltage of the inverter (2) to the system voltage. The disconnecting / connecting means can likewise be easily constituted by a plurality of relays whose opening and closing can be controlled.
【0013】[0013]
【作用】上記本発明に係る太陽電池発電システムにおい
て、連系運転モードでは、電力備蓄手段が切り離され
て、太陽電池(1)の出力はインバータ(2)を経て交流に
変換された後、負荷(4)及び商用電力系統(3)へ供給さ
れる。ここで、太陽電池(1)からの電力供給路には、電
力備蓄手段は介在せず、従って電力備蓄手段の動作に伴
う損失は発生しない。又、太陽電池(1)の出力電圧は電
力備蓄手段の電圧によって影響を受けることはなく、従
って最大電力点での運転が可能である。In the solar cell power generation system according to the present invention, in the interconnection operation mode, the power storage means is disconnected, and the output of the solar cell (1) is converted into AC through the inverter (2), and then the load is changed. (4) and the commercial power system (3). Here, the power storage means does not intervene in the power supply path from the solar cell (1), and thus no loss occurs due to the operation of the power storage means. Also, the output voltage of the solar cell (1) is not affected by the voltage of the power storage means, and therefore, operation at the maximum power point is possible.
【0014】インバータ(2)が停止した夜間モードで
は、商用電力系統(3)から電力備蓄手段へ至る電力線を
接続状態とすることによって、商用電力系統(3)からの
電力を電力備蓄手段に供給し、これを充電する。又、商
用電力系統(3)からの電力は負荷(4)へ供給されて、夜
間の必要電力が賄われる。In the night mode in which the inverter (2) is stopped, the power line from the commercial power system (3) to the power storage means is connected to supply power from the commercial power system (3) to the power storage means. And charge it. In addition, electric power from the commercial power system (3) is supplied to the load (4) to cover the necessary power at night.
【0015】更に自立運転モードでは、太陽電池(1)の
出力がインバータ(2)へ入力されると共に、夜間に充電
された電力備蓄手段からの電力がインバータ(2)へ入力
される。これによってインバータ(2)から出力される交
流電力は、負荷(4)へ供給される。又、負荷(4)の電力
需要が低いときには、太陽電池(1)の余剰電力が電力備
蓄手段へ供給されて、電力備蓄手段が充電されることに
なる。Further, in the self-sustained operation mode, the output of the solar cell (1) is inputted to the inverter (2), and the electric power from the electric power storage means charged at night is inputted to the inverter (2). Thus, the AC power output from the inverter (2) is supplied to the load (4). When the power demand of the load (4) is low, the surplus power of the solar cell (1) is supplied to the power storage means, and the power storage means is charged.
【0016】本発明に係る他の太陽電池発電システムに
おいて、連系運転モードでは、太陽電池(11)を構成する
複数のモジュール(12)が互いに直列に接続されて、イン
バータ(2)の高効率運転のために必要な十分に高い電圧
がインバータ(2)へ入力される。ここで、太陽電池(1)
からの電力供給路には、電力備蓄手段は介在しないの
で、電力備蓄手段の動作に伴う損失は発生せず、然も最
大電力点での運転が可能である。In another solar cell power generation system according to the present invention, in the interconnected operation mode, a plurality of modules (12) constituting the solar cell (11) are connected in series with each other, and the high efficiency of the inverter (2) is improved. A sufficiently high voltage required for operation is input to the inverter (2). Here, solar cell (1)
Since no power storage means is interposed in the power supply path from, there is no loss associated with the operation of the power storage means, and operation at the maximum power point is possible.
【0017】夜間モードでは、商用電力系統(3)からの
電力を電力備蓄手段に供給し、これを充電する。この
際、商用電力系統(3)から得られる電力は、その電圧
(100V)が電力備蓄手段の入力電圧(例えば24V)ま
で降圧されて、電力備蓄手段に入力される。又、商用電
力系統(3)からの電力は負荷(4)へ供給されて、夜間の
必要電力が賄われる。In the night mode, electric power from the commercial electric power system (3) is supplied to the electric power storage means and charged. At this time, the power obtained from the commercial power system (3)
(100 V) is reduced to the input voltage (for example, 24 V) of the power storage means and is input to the power storage means. In addition, electric power from the commercial power system (3) is supplied to the load (4) to cover the necessary power at night.
【0018】自立運転モードでは、太陽電池(11)を構成
する複数のモジュール(12)が互いに並列に接続されて、
電力備蓄手段の電圧に対応する低い電圧がインバータ
(2)へ入力される。又、夜間に充電された電力備蓄手段
からの低電圧の電力がインバータ(2)へ入力される。こ
れによってインバータ(2)から得られる交流電力は、電
圧変換手段によって系統電圧まで昇圧された後、負荷
(4)へ供給される。太陽電池(11)の余剰電力は電力備蓄
手段に充電される。In the self-sustaining operation mode, a plurality of modules (12) constituting a solar cell (11) are connected in parallel with each other,
The low voltage corresponding to the voltage of the power storage means
Input to (2). Also, low-voltage power from the power storage means charged at night is input to the inverter (2). As a result, the AC power obtained from the inverter (2) is boosted to the system voltage by the
It is supplied to (4). The surplus power of the solar cell (11) is charged to the power storage means.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明に係る太陽電池発電システムによ
れば、連系運転モードでの電力損失が抑制されるので、
システム全体の発電効率が改善されると共に、最大電力
点での運転が可能となる。又、本発明に係る他の太陽電
池発電システムによれば、連系運転モードでは高電圧が
インバータへ供給されるので、インバータの運転効率が
高い。然も、自立運転モードに於いては、電力備蓄手段
は、太陽電池(11)の1個のモジュール(12)の出力電圧に
対応する十分に低い電圧で充電されるので、家庭内の電
力線が損傷を受けていたとしても安全である。According to the photovoltaic power generation system of the present invention, the power loss in the interconnection operation mode is suppressed.
The power generation efficiency of the entire system is improved, and operation at the maximum power point becomes possible. Further, according to another solar cell power generation system according to the present invention, in the interconnected operation mode, a high voltage is supplied to the inverter, so that the operation efficiency of the inverter is high. Of course, in the self-sustaining operation mode, the power storage means is charged with a sufficiently low voltage corresponding to the output voltage of one module (12) of the solar cell (11). Safe even if damaged.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の2つの実施例につき、図面に
沿って詳述する。第1実施例 図1に示す如く、DC200Vの出力が可能な太陽電池
(1)は、インバータ(2)を介して商用電力系統(3)へ連
系されており、インバータ(2)の出力端には負荷(4)が
接続され、該接続点と商用電力系統(3)の間に、トラン
ス(7)が介在している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Two embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First Embodiment As shown in FIG. 1, a solar cell capable of outputting 200 V DC
(1) is connected to a commercial power system (3) via an inverter (2), and a load (4) is connected to an output terminal of the inverter (2). Transformer (7) is interposed between 3).
【0021】又、インバータ(2)及び負荷(4)に対して
並列に充電器(5)が接続され、該充電器(5)には、DC
200Vの蓄電池(6)が接続されている。該充電器(5)
は、太陽電池(1)から出力されるDC200Vを受けて
蓄電池(6)の充電が可能であると共に、商用電力系統
(3)からトランス(7)を経て供給されるAC100Vの
電力を受けて蓄電池(6)の充電が可能である。A charger (5) is connected in parallel to the inverter (2) and the load (4).
A 200 V storage battery (6) is connected. The charger (5)
Can charge the storage battery (6) by receiving 200V DC output from the solar battery (1), and
The storage battery (6) can be charged by receiving AC100V power supplied from (3) via the transformer (7).
【0022】更に、インバータ(2)と負荷(4)の間に第
1リレーRY1(81)、トランス(7)の1次巻線と充電器
(5)の間に第2リレーRY2(82)、太陽電池(1)と充電
器(5)の間に第3リレーRY3(83)、トランス(7)の2
次巻線と商用電力系統(3)の間に第4リレーRY4(84)
が介在し、これらのリレーは図示省略する制御回路によ
って開閉が制御されている。Further, a first relay RY1 (81), a primary winding of a transformer (7) and a charger are connected between the inverter (2) and the load (4).
The second relay RY2 (82) between the (5), the third relay RY3 (83) and the transformer (7) between the solar cell (1) and the charger (5).
A fourth relay RY4 (84) between the next winding and the commercial power system (3)
The opening and closing of these relays are controlled by a control circuit (not shown).
【0023】図2は、上記太陽電池発電システムの動作
を表わしている。先ずステップS1にて、商用電力系統
(3)の電圧が80Vを越えているかどうかを判断し、Y
ESの場合はステップS2へ移行して、更に太陽電池
(1)の出力電圧が140Vを越えているかどうかを判断
する。尚、太陽電池(1)及び商用電力系統(3)の電圧
は、PTなどの周知の電圧検出手段によって検出するこ
とが出来る。FIG. 2 shows the operation of the solar cell power generation system. First, in step S1, the commercial power system
It is determined whether the voltage of (3) exceeds 80 V, and Y
In the case of ES, the process proceeds to step S2, and further the solar cell
It is determined whether or not the output voltage of (1) exceeds 140V. The voltages of the solar cell (1) and the commercial power system (3) can be detected by a well-known voltage detecting means such as PT.
【0024】ステップS2にてYESと判断されたとき
は、ステップS3にて第2リレーRY2(82)及び第3リ
レーRY3(83)をOFFとすると共に、ステップS4に
て第1リレーRY1(81)及び第4リレーRY4(84)をO
Nとした後、ステップS5にて連系運転モードに移行す
る。When YES is determined in the step S2, the second relay RY2 (82) and the third relay RY3 (83) are turned off in a step S3, and the first relay RY1 (81) in a step S4. ) And the fourth relay RY4 (84)
After setting N, the process proceeds to the interconnection operation mode in step S5.
【0025】連系運転モードでは、太陽電池(1)の直流
出力がインバータ(2)を経て交流に変換された後、第1
リレーRY1(81)を経て負荷(4)へ供給されると共に、
更にトランス(7)、及び第4リレーRY4(84)を経て、
商用電力系統(3)へ供給される。ここで、インバータ
(2)は、周知の最大電力点追尾制御が行なわれて、常に
最大電力点で動作する。In the interconnection operation mode, after the DC output of the solar cell (1) is converted to AC by the inverter (2), the first
While being supplied to the load (4) via the relay RY1 (81),
Further, through the transformer (7) and the fourth relay RY4 (84),
It is supplied to the commercial power system (3). Where the inverter
In (2), the well-known maximum power point tracking control is performed, and the apparatus always operates at the maximum power point.
【0026】ステップS2にてNOと判断されたとき
は、ステップS6にて第1リレーRY1(81)及び第3リ
レーRY3(83)をOFFとすると共に、ステップS7に
て第2リレーRY2(82)及び第4リレーRY4(84)をO
Nとした後、ステップS8にて充電モード(夜間モード)
に移行する。If NO is determined in step S2, the first relay RY1 (81) and the third relay RY3 (83) are turned off in step S6, and the second relay RY2 (82) is turned on in step S7. ) And the fourth relay RY4 (84)
After setting N, in step S8 the charging mode (night mode)
Move to
【0027】充電モードでは、商用電力系統(3)から第
4リレーRY4(84)及びトランス(7)を経て負荷(4)へ
電力が供給されると共に、トランス(7)の1次巻線から
得られるAC100Vの電力は第2リレーRY2(82)を
経て充電器(5)へ供給される。この結果、蓄電池(6)は
夜間電力によって安価に充電されることになる。In the charging mode, electric power is supplied from the commercial power system (3) to the load (4) through the fourth relay RY4 (84) and the transformer (7), and from the primary winding of the transformer (7). The obtained AC power of 100 V is supplied to the charger (5) via the second relay RY2 (82). As a result, the storage battery (6) is charged at low cost by the nighttime power.
【0028】ステップS1にてNOと判断されたとき
は、ステップS9にて第2リレーRY2(82)及び第4リ
レーRY4(84)をOFFとすると共に、ステップS10
にて第1リレーRY1(81)及び第3リレーRY3(83)を
ONとした後、ステップS11にて自立運転モードに移
行する。If NO is determined in the step S1, the second relay RY2 (82) and the fourth relay RY4 (84) are turned off in a step S9, and a step S10 is executed.
After turning on the first relay RY1 (81) and the third relay RY3 (83) in step S11, the operation shifts to the independent operation mode in step S11.
【0029】自立運転モードでは、太陽電池(1)の直流
出力がインバータ(2)へ供給されると共に、蓄電池(6)
からの直流電力が第3リレーRY3(83)を経てインバー
タ(2)へ供給される。これによってインバータ(2)から
得られるAC100Vは第1リレーRY1(81)を経て負
荷(4)へ供給される。又、負荷(4)の消費電力が太陽電
池(1)の発電電力を下回るときは、太陽電池(1)の余剰
電力が第3リレーRY3(83)を経て充電器(5)へ入力さ
れ、蓄電池(6)が充電される。尚、自立運転モードで
は、第2リレーRY2(82)をONとして、インバータ
(2)からの出力電力を充電器(5)へ供給し、蓄電池(6)
を充電する方式も採用可能である。In the self-sustaining operation mode, the DC output of the solar cell (1) is supplied to the inverter (2) and the storage battery (6)
Is supplied to the inverter (2) via the third relay RY3 (83). As a result, AC 100 V obtained from the inverter (2) is supplied to the load (4) via the first relay RY1 (81). When the power consumption of the load (4) is lower than the power generated by the solar cell (1), the surplus power of the solar cell (1) is input to the charger (5) through the third relay RY3 (83), The storage battery (6) is charged. In the independent operation mode, the second relay RY2 (82) is turned on and the inverter
The output power from (2) is supplied to the charger (5), and the storage battery (6)
A method of charging is also possible.
【0030】上記太陽電池発電システムにおいては、商
用電力系統(3)の停電時、即ち自立運転モードにて太陽
電池(1)と蓄電池(6)の両方で負荷(4)の必要電力を賄
うことが出来るので、エネルギーの有効利用が図られ
る。In the above-mentioned solar cell power generation system, when the commercial power system (3) is out of power, that is, in the self-sustaining operation mode, both the solar cell (1) and the storage battery (6) cover the required power of the load (4). As a result, energy can be effectively used.
【0031】第2実施例 図3に示す如く、太陽電池(11)は複数(9個)のモジュー
ル(12)を配列して構成され、1個のモジュール(12)はD
C24Vの出力が可能である。太陽電池(11)は、インバ
ータ(2)を介して商用電力系統(3)へ連系されており、
インバータ(2)の出力端には負荷(4)が接続され、該接
続点と商用電力系統(3)の間に、トランス(71)が介在し
ている。 Second Embodiment As shown in FIG. 3, a solar cell (11) is constituted by arranging a plurality of (9) modules (12), and one module (12) is
Output of C24V is possible. The solar cell (11) is connected to a commercial power system (3) via an inverter (2),
A load (4) is connected to the output terminal of the inverter (2), and a transformer (71) is interposed between the connection point and the commercial power system (3).
【0032】又、インバータ(2)及び負荷(4)に対して
並列に充電器(51)が接続され、該充電器(51)には、DC
24Vの蓄電池(61)が接続されている。該充電器(51)
は、太陽電池(11)から出力されるDC24Vを受けて蓄
電池(61)の充電が可能であると共に、トランス(71)の1
次補助巻線(74)から得られるAC24Vの電力を受けて
蓄電池(61)の充電が可能である。A charger (51) is connected in parallel to the inverter (2) and the load (4).
A 24 V storage battery (61) is connected. The charger (51)
Can charge the storage battery (61) by receiving 24V DC output from the solar battery (11),
The storage battery (61) can be charged by receiving 24V AC power obtained from the next auxiliary winding (74).
【0033】又、インバータ(2)と負荷(4)の間に第1
リレーRY1(91)、トランス(71)の1次補助巻線(74)と
充電器(51)の間に第2リレーRY2(92)、太陽電池(11)
と充電器(51)の間に第3リレーRY3(93)、トランス(7
1)の2次巻線(73)と商用電力系統(3)の間に第4リレー
RY4(94)が介在している。更に、太陽電池(11)には、
接点切換え式の第5リレーRY5(95)及び第6リレーR
Y6(96)が接続され、9個のモジュール(12)を互いに直
列に接続し、或いは並列に接続することが可能となって
いる。更に又、インバータ(2)の出力端とトランス(71)
の1次補助巻線(74)との間には、第7リレーRY7(97)
が介在している。これらのリレーは図示省略する制御回
路によって開閉或いは切換えが制御されている。Further, a first voltage is applied between the inverter (2) and the load (4).
Relay RY1 (91), second relay RY2 (92) between primary auxiliary winding (74) of transformer (71) and charger (51), solar cell (11)
The third relay RY3 (93) and the transformer (7)
A fourth relay RY4 (94) is interposed between the secondary winding (73) of 1) and the commercial power system (3). Furthermore, the solar cell (11) has
Fifth relay RY5 (95) and sixth relay R of contact switching type
Y6 (96) is connected so that nine modules (12) can be connected to each other in series or in parallel. Furthermore, the output terminal of the inverter (2) and the transformer (71)
Between the first auxiliary winding (74) and the seventh relay RY7 (97).
Is interposed. Opening / closing or switching of these relays is controlled by a control circuit (not shown).
【0034】図4は、上記太陽電池発電システムの動作
を表わしている。先ずステップS21にて、商用電力系
統(3)の電圧が80Vを越えているかどうかを判断し、
YESの場合はステップS22へ移行して、第5リレー
RY5(95)及び第6リレーRY6(96)をa接点に切り換
えた後、ステップS23にて太陽電池(11)の出力電圧が
140Vを越えているかどうかを判断する。FIG. 4 shows the operation of the solar cell power generation system. First, in step S21, it is determined whether the voltage of the commercial power system (3) exceeds 80V,
In the case of YES, the process proceeds to step S22, in which the fifth relay RY5 (95) and the sixth relay RY6 (96) are switched to the a contact, and in step S23, the output voltage of the solar cell (11) exceeds 140V. Determine if it is.
【0035】ステップS23にてYESと判断されたと
きは、ステップS24にて第2リレーRY2(92)、第3
リレーRY3(93)及び第7リレーRY7(97)をOFFと
すると共に、ステップS25にて第1リレーRY1(91)
及び第4リレーRY4(94)をONとした後、ステップS
26にて連系運転モードに移行する。If YES is determined in the step S23, the second relay RY2 (92) and the third relay RY2 (92) are determined in a step S24.
The relay RY3 (93) and the seventh relay RY7 (97) are turned off, and the first relay RY1 (91) is set in step S25.
And after turning on the fourth relay RY4 (94), step S
At 26, the mode shifts to the interconnection operation mode.
【0036】連系運転モードでは、太陽電池(11)のモジ
ュール(12)が互いに直列に接続されて、該太陽電池(11)
から得られる216Vの直流出力がインバータ(2)を経
て100Vの交流に変換された後、第1リレーRY1(9
1)を経て負荷(4)へ供給されると共に、更にトランス(7
1)及び第4リレーRY4(94)を経て、商用電力系統(3)
へ供給される。ここで、インバータ(2)は、周知の最大
電力点追尾制御が行なわれて、常に最大電力点で動作す
る。In the interconnected operation mode, the modules (12) of the solar cell (11) are connected in series with each other, and
216V DC output obtained from the first relay RY1 (9) is converted to 100V AC through the inverter (2).
1) to the load (4), and further to the transformer (7
1) and through the fourth relay RY4 (94), the commercial power system (3)
Supplied to Here, the inverter (2) is always operated at the maximum power point by performing the well-known maximum power point tracking control.
【0037】ステップS23にてNOと判断されたとき
は、ステップS27にて第1リレーRY1(91)、第3リ
レーRY3(93)及び第7リレーRY7(97)をOFFとす
ると共に、ステップS28にて第2リレーRY2(92)及
び第4リレーRY4(94)をONとした後、ステップS2
9にて充電モード(夜間モード)に移行する。If NO is determined in the step S23, the first relay RY1 (91), the third relay RY3 (93), and the seventh relay RY7 (97) are turned off in a step S27, and in a step S28. After turning on the second relay RY2 (92) and the fourth relay RY4 (94) in step S2,
At 9, the mode shifts to the charging mode (night mode).
【0038】充電モードでは、商用電力系統(3)から第
4リレーRY4(94)、トランス(71)の2次巻線(73)及び
1次主巻線(72)を経て負荷(4)へ電力が供給されると共
に、トランス(71)の1次補助巻線(74)から得られるAC
24Vの電力は第2リレーRY2(92)を経て充電器(51)
へ供給される。この結果、蓄電池(61)は夜間電力によっ
て安価に充電されることになる。In the charging mode, the commercial power system (3) passes through the fourth relay RY4 (94), the secondary winding (73) of the transformer (71) and the primary main winding (72) to the load (4). The power is supplied and the AC obtained from the primary auxiliary winding (74) of the transformer (71) is supplied.
The 24V power is supplied to the charger (51) via the second relay RY2 (92).
Supplied to As a result, the storage battery (61) is charged at low cost by nighttime power.
【0039】ステップS21にてNOと判断されたとき
は、ステップS30にて第5リレーRY5(95)及び第6
リレーRY6(96)をb接点に切り換えて、太陽電池(11)
の複数のモジュール(12)を互いに並列に接続する。そし
て、ステップS31にて第1リレーRY1(91)、第2リ
レーRY2(92)及び第4リレーRY4(94)をOFFとす
ると共に、ステップS32にて第3リレーRY3(93)及
び第7リレーRY7(97)をONとした後、ステップS3
3にて自立運転モードに移行する。If NO is determined in the step S21, the fifth relay RY5 (95) and the sixth relay RY5 (95) are determined in a step S30.
By switching the relay RY6 (96) to the contact b, the solar cell (11)
Are connected in parallel with each other. Then, in step S31, the first relay RY1 (91), the second relay RY2 (92), and the fourth relay RY4 (94) are turned off, and in step S32, the third relay RY3 (93) and the seventh relay RY3 (93) are turned off. After turning on RY7 (97), step S3
At 3, the mode shifts to the independent operation mode.
【0040】自立運転モードでは、太陽電池(11)から得
られる24Vの直流出力がインバータ(2)へ供給される
と共に、蓄電池(61)からの24Vの直流電力が第3リレ
ーRY3(93)を経てインバータ(2)へ供給される。これ
によってインバータ(2)から得られるAC24Vは第7
リレーRY7(97)を経てトランス(71)の1次補助巻線(7
4)へ供給され、これによってトランス(71)の1次主巻線
(72)から得られるAC100Vが負荷(4)へ供給され
る。又、負荷(4)の消費電力が太陽電池(11)の発電電力
を下回るときは、太陽電池(11)の余剰電力が第3リレー
RY3(93)を経て充電器(51)へ入力され、蓄電池(61)が
充電されるのである。In the self-sustaining operation mode, a 24 V DC output obtained from the solar cell (11) is supplied to the inverter (2), and a 24 V DC power from the storage battery (61) is supplied to the third relay RY3 (93). After that, it is supplied to the inverter (2). As a result, AC24V obtained from inverter (2)
Via the relay RY7 (97), the primary auxiliary winding (7) of the transformer (71)
4), whereby the primary main winding of the transformer (71)
100V AC obtained from (72) is supplied to the load (4). When the power consumption of the load (4) is lower than the power generated by the solar cell (11), the surplus power of the solar cell (11) is input to the charger (51) via the third relay RY3 (93), The storage battery (61) is charged.
【0041】上記太陽電池発電システムによれば、自立
運転モードにて太陽電池(11)及び蓄電池(61)が24Vで
使用されるので、仮に屋内配線の被覆に損傷があったと
しても、従来の200Vで使用される場合に比べて安全
である。又、太陽電池(11)の一部のモジュール(12)が損
傷を受けて発電不能となったとしても、複数のモジュー
ル(12)は並列接続されているので、他の正常なモジュー
ル(12)によって発電が可能である。According to the above solar cell power generation system, the solar cell (11) and the storage battery (61) are used at 24 V in the independent operation mode. Safer than when used at 200V. Also, even if some modules (12) of the solar cell (11) are damaged and cannot generate power, since the plurality of modules (12) are connected in parallel, other normal modules (12) Can generate electricity.
【0042】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。The description of the above embodiments is for the purpose of illustrating the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Further, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.
【図1】第1実施例における太陽電池発電システムの構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a solar cell power generation system according to a first embodiment.
【図2】該太陽電池発電システムの動作を表わすフロー
チャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the solar cell power generation system.
【図3】第2実施例における太陽電池発電システムの構
成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a solar cell power generation system according to a second embodiment.
【図4】該太陽電池発電システムの動作を表わすフロー
チャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the solar cell power generation system.
(1) 太陽電池 (2) インバータ (3) 商用電力系統 (4) 負荷 (5) 充電器 (6) 蓄電池 (81) 第1リレーRY1 (82) 第2リレーRY2 (83) 第3リレーRY3 (84) 第4リレーRY4 (1) Solar cell (2) Inverter (3) Commercial power system (4) Load (5) Charger (6) Storage battery (81) First relay RY1 (82) Second relay RY2 (83) Third relay RY3 ( 84) Fourth relay RY4
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 1/00 304 H02J 3/38 H02J 7/35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 1/00 304 H02J 3/38 H02J 7/35
Claims (2)
商用電力系統(3)に連系されると共に、インバータ(2)
と商用電力系統(3)の間に負荷(4)が接続され、太陽電
池(1)の出力をインバータ(2)を介して負荷(4)及び商
用電力系統(3)へ同時に供給可能な連系運転モードと、
インバータ(2)を停止して、商用電力系統(3)からの電
力を負荷(4)へ供給する夜間モードと、インバータ(2)
が商用電力系統(3)から解列された状態で太陽電池(1)
の出力を負荷(4)に供給する自立運転モードの3つのモ
ード間で切換え運転が可能な太陽電池発電システムにお
いて、 太陽電池(1)と商用電力系統(3)の間に、インバータ
(2)に対して並列に接続された充電及び放電が可能な電
力備蓄手段と、 連系運転モードでは電力備蓄手段の並列接続を切り離
し、夜間モードでは商用電力系統(3)からの電力を電力
備蓄手段に供給し、自立運転モードでは電力備蓄手段の
出力をインバータ(2)へ供給するための切り離し/接続
手段とを具えたことを特徴とする太陽電池発電システ
ム。1. A solar cell (1) is connected to a commercial power system (3) via an inverter (2), and the inverter (2)
A load (4) is connected between the power supply (3) and the commercial power system (3), and is capable of simultaneously supplying the output of the solar cell (1) to the load (4) and the commercial power system (3) via the inverter (2). System operation mode,
A night mode in which the inverter (2) is stopped and power from the commercial power system (3) is supplied to the load (4);
Is disconnected from the commercial power system (3) and the solar cell (1)
In a solar cell power generation system capable of switching operation between three modes of a self-sustained operation mode for supplying the output of the solar cell to a load (4), an inverter is provided between the solar cell (1) and the commercial power system (3).
The power storage means capable of charging and discharging connected in parallel to (2) and the parallel connection of the power storage means in the interconnected operation mode are disconnected, and the power from the commercial power system (3) is used in the night mode. A photovoltaic power generation system, comprising: disconnection / connection means for supplying power to the storage means and supplying the output of the power storage means to the inverter (2) in the independent operation mode.
商用電力系統(3)に連系されると共に、インバータ(2)
と商用電力系統(3)の間に負荷(4)が接続され、太陽電
池(11)の出力をインバータ(2)を介して負荷(4)及び商
用電力系統(3)へ同時に供給可能な連系運転モードと、
インバータ(2)を停止して、商用電力系統(3)からの電
力を負荷(4)へ供給する夜間モードと、インバータ(2)
が商用電力系統(3)から解列された状態で太陽電池(11)
の出力を負荷(4)に供給する自立運転モードの3つのモ
ード間で切換え運転が可能な太陽電池発電システムにお
いて、太陽電池(11)は複数のモジュール(12)を配列して
構成され、 太陽電池(11)と商用電力系統(3)の間に、インバータ
(2)に対して並列に接続され、太陽電池(11)の1個のモ
ジュール(12)の出力電圧に対応する電圧で充電及び放電
が可能な電力備蓄手段と、 連系運転モードでは太陽電池(11)の複数のモジュール(1
2)を互いに直列に接続すると共に、電力備蓄手段の並列
接続を切り離し、夜間モードでは商用電力系統(3)から
の電力を電力備蓄手段に供給し、自立運転モードでは太
陽電池(11)の複数のモジュール(12)を互いに並列に接続
すると共に、電力備蓄手段の出力をインバータ(2)へ供
給するための切り離し/接続手段と、 夜間モードにて、商用電力系統(3)からの電力を電力備
蓄手段に供給する際にその電圧を電力備蓄手段の入力電
圧まで降圧すると共に、自立運転モードにて、インバー
タ(2)の出力電圧を系統電圧まで昇圧する電圧変換手段
とを具えたことを特徴とする太陽電池発電システム。2. A solar cell (11) is connected to a commercial power system (3) via an inverter (2), and the solar cell (11) is connected to the inverter (2).
A load (4) is connected between the power supply (3) and the commercial power system (3), and is capable of simultaneously supplying the output of the solar cell (11) to the load (4) and the commercial power system (3) via the inverter (2). System operation mode,
A night mode in which the inverter (2) is stopped and power from the commercial power system (3) is supplied to the load (4);
Is disconnected from the commercial power system (3) and the solar cell (11)
In a solar cell power generation system capable of switching operation between three modes of a self-sustaining operation mode for supplying an output of the solar cell to a load (4), a solar cell (11) is configured by arranging a plurality of modules (12); Inverter between battery (11) and commercial power system (3)
Power storage means connected in parallel to (2) and capable of charging and discharging at a voltage corresponding to the output voltage of one module (12) of the solar cell (11); Multiple modules of (11) (1
2) are connected in series with each other, and the parallel connection of the power storage means is disconnected. In the night mode, power from the commercial power system (3) is supplied to the power storage means. And a disconnecting / connecting means for supplying the output of the power storage means to the inverter (2), and power supply from the commercial power system (3) in the night mode. And a voltage conversion means for stepping down the voltage to the input voltage of the power storage means when supplying the voltage to the storage means and boosting the output voltage of the inverter (2) to the system voltage in the independent operation mode. Solar cell power generation system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13841095A JP3208284B2 (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Solar power generation system |
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JPH08317552A JPH08317552A (en) | 1996-11-29 |
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Family
ID=15221315
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- 1995-05-12 JP JP13841095A patent/JP3208284B2/en not_active Expired - Lifetime
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