JP3216969B2 - 無停電形太陽光発電システム - Google Patents

無停電形太陽光発電システム

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JP3216969B2
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忠一 青木
國利 田爪
隆幸 小畠
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池、蓄電池、
商用電源とインバータを組み合わせ、太陽電池、蓄電
池、商用電源の各エネルギーの有効利用を図った無停電
形太陽光発電システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からあるこの種のシステムを図4に
示す。図中、1は太陽電池、2は商用電源、3は蓄電
池、4は整流器、5はインバータ、6は負荷、CBは回
路遮断器、D1,D2はダイオードである。
【0003】従来の無停電形太陽光発電システムの動作
を図面を参照しながら以下に説明する。整流器4の出力
電圧Yよりも太陽電池1の発電電圧Xのほうが大きくな
るように予め設定されているので、太陽電池1で発電し
た直流電力はダイオードD1と回路遮断器CBを介して
インバータ5に入力され、交流電力に変換されて負荷6
へ供給される。太陽電池1の発電が停止すると、太陽電
池1の発電電圧Xよりも整流器4の出力電圧Yのほうが
大きくなるので、商用電源2の交流電力は整流器4で直
流電力に変換された後、ダイオードD2を介してインバ
ータ5で再び交流電力に変換され、負荷6へ供給され
る。一方、常に蓄電池3は整流器4により浮動充電され
ているので、太陽電池1が発電しなく、かつ商用電源2
が停電した場合に放電を開始し、蓄電池3の直流電力は
ダイオードD2を介してインバータ5へ入力され、交流
電力に変換されて負荷6へ供給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の無停電形太陽光
発電システムでは、太陽電池で発電した直流電力で蓄電
池を充電することができないので、負荷の電力消費量が
少ない場合、太陽電池の発電電力を有効に使用すること
ができなく、また、停電時に蓄電池を充電することがで
きない。さらに、常に整流器を動作させて蓄電池を浮動
充電しているので、商用電源の電力消費量が多く、電気
料金が高い。
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、太陽電池の発電電力と商用電源の電力を有効に利用
でき、商用電源の電気使用量を低減できる無停電形太陽
光発電システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次に挙げる新規な特徴的な構成手段を採用すること
により達成される。すなわち、本発明の特徴は、太陽電
池をダイオードを介してコンデンサに接続し、蓄電池と
充放電回路を直列に接続した回路を前記コンデンサに接
続し、さらに商用電源と整流器を直列に接続した回路を
前記コンデンサに接続し、前記コンデンサをインバータ
を介して負荷へ接続した無停電形太陽光発電システムで
あって、前記コンデンサの端子電圧と前記商用電源の電
圧と前記蓄電池の端子電圧を検出する回路と演算回路を
具備し、該コンデンサの端子電圧が前記整流器の出力電
圧より高い場合は前記整流器の運転を行わず、該コンデ
ンサの端子電圧が該整流器の出力電圧より低く、しかも
該商用電源の電圧が所定電圧より高い場合は前記整流器
の運転を行い、該コンデンサの端子電圧が該蓄電池の端
子電圧より低い場合は前記充電回路の運転を行うことを
特徴とする無停電形太陽光発電システムである。
【0007】
【作用】本発明は、前記のような新規な手段を講ずるの
で、太陽電池の発電電力で蓄電池を充電することが可能
である。また、整流器の運転は整流器から負荷へ電力を
供給するときと蓄電池を充電するときのみであることか
ら、商用電源の使用量が削減できる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面につき説明する。図1
は本発明の一実施例を示すブロック図である。図中、1
1はコンデンサ、12は充放電回路、13は制御回路、
14は蓄電池電圧検出回路、15はコンデンサ電圧検出
回路、16は商用電源電圧検出回路、17は演算回路、
18はメモリである。また、充放電回路12は充電回路
12−1、放電回路12−2により構成される。なお、
前記従来例と同一回路には、同一の符号を使用して重複
説明を省略する。
【0009】図2は本発明の一実施例の動作を示すフロ
ーチャート図、図3(a)は本発明の動作の一例(イン
バータへの電力供給源の変化)を示す図、図3(b)は
本発明の動作の一例(蓄電池の状況)を示す図である。
【0010】本実施例の無停電形太陽光発電システムの
動作を図1、図2、図3(a),(b)を参照しながら
説明する。メモリ18には予め整流器の運転開始を決め
る整流器運転開始電圧VR1、整流器の運転停止を決める
整流器運転停止電圧VR2、蓄電池の充電開始を決める基
準蓄電池電圧VB1、蓄電池の満充電を決める蓄電池満充
電電圧VB2、商用電源2の復電を決める商用電源基準値
ARの各値が蓄えられており、次の関係が成り立つとす
る。
【0011】VR2>VR1>VB2>VB1 システム起動当初はインバータ5を運転開始し、コンデ
ンサ電圧検出回路15により検出したコンデンサ11の
端子電圧VC と整流器運転開始電圧VR1が演算回路17
で比較され、コンデンサ11の端子電圧VC が整流器運
転開始電圧VR1より高い場合は、太陽電池1で発電した
電力はダイオードD1、回路遮断器CB、コンデンサ1
1を介してインバータ5に入力され、交流電力が負荷6
へ給電される。コンデンサ11の端子電圧VC が整流器
運転開始電圧VR1と等しいか、整流器運転開始電圧VR1
より低い場合は整流器4の運転を開始し、コンデンサ1
1の端子電圧VC と蓄電池3の満充電電圧VB2が演算回
路17で比較され、コンデンサ11の端子電圧VC が蓄
電池3の満充電電圧VB2より高い場合は、商用電源2の
電力が回路遮断器CB、整流器4、コンデンサ11を介
してインバータ5に入力され、交流電力が負荷6へ供給
される。また、商用電源2の電力で給電中に太陽電池1
が発電を開始し、コンデンサ11の端子電圧VC が整流
器運転停止電圧VR2より高くなった場合は、整流器4の
動作(運転)を停止させ、太陽電池1の発電電力が負荷
6へ給電される。コンデンサ11の端子電圧VC が蓄電
池3の満充電電圧VB2に等しいか、満充電電圧VB2より
低い場合は、放電回路12−2のを動作(運転)を開始
させた後、整流器4を運転停止させ、蓄電池3の電力が
回路遮断器CB、充放電回路12、コンデンサ11を介
してインバータ5に入力され、交流電力が負荷6へ供給
される。また、蓄電池3の電力で給電中に商用電源電圧
検出回路16により検出した商用電源2の実効電圧VA
が商用電源基準値VARより高くなった場合は整流器4を
運転開始した後、放電回路12−2を運転停止させ、商
用電源2の電力により負荷6へ給電し、また蓄電池3の
電力で給電中にコンデンサ11の端子電圧VC が整流器
運転開始電圧VR1より高くなった場合は、放電回路12
−2を運転停止させ、太陽電池1の発電電力により負荷
6へ給電する。
【0012】一方、蓄電池3の充電は、蓄電池電圧検出
回路14により検出した蓄電池3の端子電圧VB が基準
蓄電池電圧VB1より低くなった時で、かつコンデンサ1
1の端子電圧VC が蓄電池3の満充電電圧VB2より高い
場合に、充電回路12−1を運転開始させ、蓄電池3を
充電し、蓄電池3の端子電圧VB が蓄電池満充電電圧V
B2になったら充電回路12−1の運転を停止させる。
【0013】なお、太陽電池1とコンデンサ11間、商
用電源2と整流器4間、および蓄電池3と充放電回路1
2間に接続する回路遮断器CBは、装置の故障などによ
り過大な電流が流れた場合に、この過大な電流を遮断す
るためのものである。
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、太陽電
池の発電電力で蓄電池を充電できること、整流器の運転
は整流器から負荷へ電力を供給するときと蓄電池を充電
するときのみであることから、太陽電池の発電電力と商
用電源の電力を有効に利用できる。さらに、商用電源の
電気使用量を低減できることから、電力使用料金を安く
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1のシステムの動作を示すフローチャートで
ある。
【図3】(a)は図1の動作の一例(インバータへの電
力供給源の変化)を示す特性図、(b)は図1の動作の
一例(蓄電池の状況)を示す特性図である。
【図4】従来例の無停電形太陽光発電システムを示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1…太陽電池 2…商用電源 3…蓄電池 4…整流器 5…インバータ 6…負荷 11…コンデンサ 12…充放電回路 13…制御回路 14…蓄電池電圧検出回路 15…コンデンサ電圧検出回路 16…商用電源電圧検出回路 17…演算回路 18…メモリ 12−1…充電回路 12−2…放電回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−266456(JP,A) 特開 平4−372537(JP,A) 特開 平5−108176(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 1/00 - 9/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池をダイオードを介してコンデン
    サに接続し、蓄電池と充放電回路を直列に接続した回路
    を前記コンデンサに接続し、さらに商用電源と整流器を
    直列に接続した回路を前記コンデンサに接続し、前記コ
    ンデンサをインバータを介して負荷へ接続した無停電形
    太陽光発電システムであって、 前記コンデンサの端子電圧と前記商用電源の電圧と前記
    蓄電池の端子電圧を検出する回路と演算回路を具備し、
    該コンデンサの端子電圧が前記整流器の出力電圧より高
    い場合は前記整流器の運転を行わず、該コンデンサの端
    子電圧が該整流器の出力電圧より低く、しかも該商用電
    源の電圧が所定電圧より高い場合は前記整流器の運転を
    行い、該コンデンサの端子電圧が該蓄電池の端子電圧よ
    り低い場合は前記充放電回路の運転を行うことを特徴と
    する無停電形太陽光発電システム。
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