JP3330157B2 - 電力供給システム - Google Patents
電力供給システムInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
供給システムの改良に関するものである。
の一例のブロック図である。環境問題に対する意識の高
まりで、図5のような独立型太陽電池システムにより家
庭の照明,テレビ等の比較的消費電力の小さい電化機器
に交流電力を供給することが行なわれている。図5にお
いて、太陽電池アレイ20は、DC/ACインバータ2
1を介して消費電力の小さい100ボルトで使用される
AC負荷22に電力を供給している。太陽電池アレイ2
0の出力は、蓄電池23を充電し、AC負荷22は太陽
電池アレイ20から直接に、または必要により蓄電池2
3から電力を供給される。
庭に複数台のエアコン設置が一般化している。その一方
で、家庭用電化製品としては消費電力の非常に大きいエ
アコンの普及が、日中における電力消費量の増大の原因
となっている。エアコンとしては、200ボルトで使用
されるVVVFインバータを使用したエアコンが普及さ
れつつある。
商用電力の需要の集中を緩和する方策の1つとして開発
されている、太陽電池の電力をたとえばインバータエア
コンに供給する商用電源併用型太陽電池利用エアコンシ
ステムの一例のブロック図である。図6において、太陽
電池アレイ30はDC/DC変換器31を経由して、エ
アコン32のVVVFインバータ32bに送られ、所要
の電圧および周波数に変換されコンプレッサ32cを運
転する。一方、交流電源33からの入力は、倍電圧整流
回路32aにより昇圧され、太陽電池アレイ30からの
不足電力を補う。
システムは、年間を通じて安定的に負荷に電力供給を行
なうため、システムは平均的な日射条件での運転を想定
して、太陽電池容量,蓄電池容量が決められる。したが
って、特に日射状態のよい夏季には蓄電池が過充電にな
りやすく、太陽電池の出力を全面的には利用できない。
エアコンシステムでは、1台の太陽電池アレイの負荷が
エアコン1台のみであるため、春季、秋季等エアコンを
停止している場合、太陽電池出力は有効に利用できな
い。
ステムの夏季における蓄電池過充電状態時における太陽
電池の利用向上を図るとともに、商用電源併用型太陽電
池利用エアコンシステムの運転停止時における太陽電池
の有効利用を図ることにある。
レイからの直流電圧を交流電圧に変換して、その交流電
圧を消費電力の大きな負荷または消費電力の小さな負荷
のいずれかに、選択的に供給する電力供給システムであ
って、太陽電池アレイからの直流電圧によって充電され
る蓄電池と、太陽電池アレイからの直流電圧を交流電圧
に変換する変換手段と、消費電力の大きい負荷の運転時
には太陽電池アレイと蓄電池とを切り離し、変換手段か
らの交流電圧を消費電力の大きな負荷に供給し、消費電
力の大きな負荷の非運転時には太陽電池アレイを蓄電池
に接続して充電可能な状態で変換手段からの交流電圧を
消費電力の小さい負荷に供給するように制御する電力制
御手段を備えたことを特徴とする。 また、電力制御手段
は、蓄電池を充電時に過充電を検出したことに応じて、
太陽電池アレイと蓄電池との接続を解除することを特徴
とする。
イ,蓄電池,電力制御回路等から構成されている。ま
ず、太陽電池アレイの出力を消費電力の小さな100ボ
ルト用の家庭用電気機器(たとえば、照明機器,テレビ
等)に交流電力を供給する場合、太陽電池出力は蓄電池
に充電され、さらに電力制御回路で直流から交流に変換
して負荷に電力を供給する。
い例えば200ボルト用エアコンのVVVFインバータ
に供給する場合について述べる。通常、エアコンは商用
電源だけで運転するとき、コンプレッサを駆動するため
整流回路で一旦交流の商用電源を直流電力に変換し、V
VVFインバータに直流電力を供給しているが、本シス
テムでは太陽電池アレイの出力を、電力制御回路を介し
てエアコンのVVVFインバータに供給する。
VFインバータの消費電力に応じて太陽電池出力を調整
する機能を有し、太陽電池出力とVVVFインバータの
消費電力とを比較して、太陽電池出力のほうが小さいと
きには、太陽電池の動作点を出力が最大となるようにす
ると同時に、不足電力を商用電源より供給する。また、
太陽電池アレイの出力がVVVFインバータ消費電力よ
り大きい場合には、太陽電池の動作点を移動させてVV
VFインバータの要求電力とが等しくなるように制御を
行なう。
る。太陽電池アレイ1,蓄電池2,電力制御回路3等に
より構成され、AC負荷4およびエアコン5のVVVF
インバータ5bに電力を供給する。
るためのFETブリッジ7,これと直列に接続されるA
Cフィルタ14,トランス15,FETブリッジ7を制
御するための制御部8,トランス15からの出力をエア
コン5に供給するための倍電圧整流回路9等により構成
されている。電磁接触器MgD1 により太陽電池アレイ
1と接続され、電磁接触器MgA1 およびサーキットブ
レーカCB1 を介してAC負荷4に接続される。また、
電磁接触器MgD2 により蓄電池2に接続されている。
トランス15と倍電圧整流回路9との間には、電磁接触
器MgA2 およびサーキットブレーカCB2 が設けられ
ている。
池2から電圧VBatt,後述のVVVFインバータ5bの
入力電流IINV および入力電圧VINV ならびにトランス
15の出力電流IOUT および出力電圧VOUT 等のデータ
が供給される。
電圧整流回路5a,VVVFインバータ5bおよびコン
プレッサ5c等により構成される。
力はVVVFインバータ5bに供給される。
D1 ,MgD2 およびMgA1 をオン,電磁接触器Mg
A2 をオフにして、太陽電池アレイ1の出力(直流電
力)は、蓄電池2に充電される。
作動し、FETブリッジ7で直流を高周波電力に変換
し、ACフィルタ14,トランス15を経由して、交流
100ボルトをAC負荷4に供給する。
ック図である。電流電圧検出回路11には電力制御回路
3の出力電流Iout および出力電圧Vout 、VVVFイ
ンバータ5bの入力電流IINV および入力電圧VINV ,
基準電圧(AC100V)が供給され、発振回路12に
は電力制御回路3の出力電圧Vout およびAC100V
が供給されている。電流電圧検出回路11で作られるV
INV と基準電圧との差信号と、発振回路12で作られる
商用電源周波数に同期させた発振パルスと同期した鋸歯
状波とを、パルス幅制御回路13で比較して、交流10
0ボルトとするPWM信号を形成して、スイッチング素
子駆動回路17を介してFETブリッジ7に出力する。
VBattを検出しており、過電圧設定値に達すると電磁接
触器MgD1 をオフにして太陽電池アレイ1を切り離し
て、蓄電池2を過充電から保護し、蓄電池2が放電を行
ないその電圧が予め設定した充電開始レベルの値まで低
下すれば、電磁接触器MgD1 をオンにする。
達すると、電力制御回路3を停止させて蓄電池2を過放
電から保護する。その後、太陽電池アレイ1により蓄電
池2が充電されて、予め設定した放電開始レベルまで上
昇すれば、電力制御回路3の運転を再開する。
のVVVFインバータ5bの入力電流IINV を検出し
て、IINV =0であればエアコン停止、IINV >0なら
ばエアコン運転と判断する。あるいは、エアコン5の制
御部(図示されない)のエアコン起動停止信号を利用す
ることもできる。
ば、図1の電磁接触器MgD1 ,MgA2 をオン、また
電磁接触器MgD2 ,MgA1 をオフにして、太陽電池
アレイ1の出力電力をVVVFインバータ5bに供給す
る。つまり、このとき本電力供給システムは蓄電池を接
続されない状態で運転し、太陽電池アレイ1の出力は、
FETブリッジ7において高周波電力に変換した後、倍
電圧整流回路9で昇圧して、エアコン5のVVVFイン
バータ5bに入力する。
優先してVVVFインバータ5bに供給するには、商用
電源単独でエアコン5を運転しているときのVVVFイ
ンバータ5bの入力電圧値VINV 以上の電圧を印加すれ
ばよく、電力制御回路3の倍電圧整流回路9の出力電圧
の増減は、制御部8での基準電圧値の調整で行なう。
電流と基準電圧値の変化との関係を示すグラフである。
基準電圧値をDa ,Db ,Dc と変化させると、太陽電
池アレイ1の出力電圧もVa ,Vb ,Vc と変化し、出
力もa,b,cと変化する。
力における、電力制御回路3の出力と商用電源16から
の出力との電力分担比率を示すグラフである。前記基準
電圧値を徐々に増加させると、太陽電池アレイ1の動作
点は開放電圧側から最適動作点方向に移動して出力が増
加するとともに、電力制御回路3の出力電圧も増加し
て、太陽電池アレイ出力に電力制御回路3の変換効率を
掛けた出力をVVVFインバータ5bに供給する。
インバータ5bの消費電力に応じて太陽電池出力を調整
する機能を有し、太陽電池アレイ1の出力とVVVFイ
ンバータ5bの消費電力とを比較して、太陽電池出力の
ほうが小さいときには、基準電圧値を太陽電池アレイ1
の出力が最大となるように固定する。なお、不足電力分
は商用電源より供給する。
インバータ5bの消費電力より大きい場合には、VVV
Fインバータ5bの入力電圧が許容電圧値を超えない電
圧で一定となるように、基準電圧値を制御することによ
って、太陽電池アレイ1の動作点を最大出力点から移動
させて、VVVFインバータ5bの要求電力とが等しく
なるように制御を行なう。
ことによって、日射変動あるいは日没による日射の低下
で、日射が予め設定したシステム起動日射強度以下にな
ったことを検知し、VVVFインバータ5bへの電力供
給ができなくなった場合には、電磁接触器MgD2 ,M
gA1 をオン,電磁接触器MgA2 をオフにするととも
に、基準電圧値を電力制御回路3の出力がAC100ボ
ルトとなるようにして、太陽電池アレイ1の出力を蓄電
池2を介して交流負荷4に供給するモードにする。
わりに、太陽電池の開放電圧,短絡電流を利用して日射
強度を推定することも可能である。
電力の大きい負荷の運転時には太陽電池アレイと蓄電池
とを切り離し、変換手段からの交流電圧を消費電力の大
きな負荷に供給し、消費電力の大きな負荷の非運転時に
は太陽電池アレイを蓄電池に接続して充電可能な状態で
変換手段からの交流電圧を消費電力の小さい負荷に供給
するようにしたので、特に夏季日中時における蓄電池に
蓄えきれない太陽電池の出力を有効に活用できる。しか
も、消費電力の大きな負荷の非運転時には太陽電池で蓄
電池を充電するとともに、家庭電化製品など消費電力の
小さな負荷にも太陽電池からの電力に基づく交流電圧を
供給できるので太陽電池を有効に活用でき、省エネルギ
に貢献できる。
ク図である。
である。
を示すグラフである。
のブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 太陽電池アレイからの直流電圧を交流電
圧に変換して、その交流電圧を消費電力の大きな負荷ま
たは消費電力の小さな負荷のいずれかに、選択的に供給
する電力供給システムであって、 前記太陽電池アレイからの直流電圧によって充電される
蓄電池と、 前記太陽電池アレイからの直流電圧を交流電圧に変換す
る変換手段と、 前記消費電力の大きい負荷の運転時には前記太陽電池ア
レイと前記蓄電池とを切り離し、前記変換手段からの交
流電圧を前記消費電力の大きな負荷に供給し、前記消費
電力の大きな負荷の非運転時には前記太陽電池アレイを
前記蓄電池に接続して充電可能な状態で前記変換手段か
らの交流電圧を前記消費電力の小さい負荷に供給するよ
うに制御する電力制御手段を備えたことを特徴とする、
電力供給システム。 - 【請求項2】 前記電力制御手段は、前記蓄電池を充電
時に過充電を検出したことに応じて、前記太陽電池アレ
イと前記蓄電池との接続を解除することを特徴とする、
請求項1に記載の電力供給システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12348592A JP3330157B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 電力供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12348592A JP3330157B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 電力供給システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05324106A JPH05324106A (ja) | 1993-12-07 |
JP3330157B2 true JP3330157B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=14861800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12348592A Expired - Lifetime JP3330157B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 電力供給システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3330157B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107388426A (zh) * | 2017-06-17 | 2017-11-24 | 安徽南国机电科技发展有限公司 | 一种节能、环保多能源互补冷暖联供中心集合系统 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8302416B2 (en) | 2009-03-02 | 2012-11-06 | Rocky Research | Liquid refrigerant composite cooling system |
US8278778B2 (en) | 2009-07-27 | 2012-10-02 | Rocky Research | HVAC/R battery back-up power supply system having a variable frequency drive (VFD) power supply |
US9160258B2 (en) | 2009-07-27 | 2015-10-13 | Rocky Research | Cooling system with increased efficiency |
US9071078B2 (en) | 2011-01-24 | 2015-06-30 | Rocky Research | Enclosure housing electronic components having hybrid HVAC/R system with power back-up |
US9228750B2 (en) | 2011-01-24 | 2016-01-05 | Rocky Research | HVAC/R system with multiple power sources and time-based selection logic |
JP2016039759A (ja) * | 2014-08-11 | 2016-03-22 | 株式会社椿本チエイン | 電力供給システム及び電力変換装置 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP12348592A patent/JP3330157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107388426A (zh) * | 2017-06-17 | 2017-11-24 | 安徽南国机电科技发展有限公司 | 一种节能、环保多能源互补冷暖联供中心集合系统 |
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JPH05324106A (ja) | 1993-12-07 |
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Legal Events
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