JP4641507B2

JP4641507B2 - 給電システム

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Publication number: JP4641507B2
Application number: JP2006075152A
Authority: JP
Inventors: 亮二松井; 和夫山田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP2007252146A

Description

本発明は、太陽電池出力と、この太陽電池出力または夜間電力のように安価な電力を貯蔵する二次電池を組み合わせ、負荷に電力供給する給電システムに関する。

太陽電池と蓄電池を組み合わせて、効率よく太陽電池の発電電力を使用する技術として、蓄電池の電圧を太陽電池の最大電力点の電圧に合わせこむという技術が存在する。
しかし、このシステムでは、太陽電池から供給される電力だけで賄える時間帯であっても、何割か蓄電池から放電してしまい、結果として、自然エネルギーである太陽電池の電力を完全には有効利用していない。

例えば、特許文献１は、蓄電池併用運転と太陽電池のみの運転を行い、また系統からの受電電力のピークカットをするために、太陽電池と、この太陽電池に充放電手段を介して蓄電池を並列に接続し、さらに太陽電池の出力電力を交流電源と連係する連力変換器を接続し、蓄電池の電圧を太陽電池の直流定電圧より小さく設定し、蓄電池の電圧が太陽電池の電圧よりも小さいときは蓄電池の放電を阻止するものである。
特開２００２−０３４１７５号公報

特許文献１は、太陽電池の出力電圧および出力電流を検出し、ピークカットを行なうような外部からの電力指令による制御を行なうものである。従って、電圧検出手段、電流検出手段、外部からの電力指令を受ける手段、蓄電池の放電を阻止する手段を必要とする。
本発明は、以上のような問題点に鑑みて、極めて簡単な回路構成で、複雑な制御をすることなく、太陽電池出力を優先的に供給し、太陽電池出力が低下したときに、蓄電池電力を使用して負荷を駆動するものである。

本発明の給電システムは前記課題を解決するために、発電電源が接続される第一の受電部と、充放電可能な二次電池が接続される第二の受電部と、前記第一の受電部の出力電圧を第一の電圧に変圧して出力する第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第二の受電部の出力電圧を第二の電圧に変圧して出力する第二のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第一及び第二のＤＣ／ＤＣコンバータから出力された第一及び第二の電圧を負荷に供給する接続部と、前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧より高く、または低く制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記二次電池の状態に基づいて第二のＤＣ／ＤＣコンバータが出力する第二の電圧を制御し、前記二次電池の状態が第一所定値以上のとき第一の電圧より高く、前記二次電池の状態が第一所定値より低い第二所定値まで低下したとき第一の電圧より低くなるように制御することを特徴とする。
これにより、第一の受電部の電力を優先的に供給する場合と、第二の受電部の電力を優先的に供給する場合に制御することができる。また、二次電池の状態に基づいて、二次電池の状態が第一所定値以上のときは第二の受電部の電力を優先的に供給し、二次電池の状態が第一所定値より低い第二所定値まで低下したときは第一の受電部の電力を優先的に供給第一の電圧より低くなるように制御することができる。また二以上の電源を有するときも各電源に出力電圧差を設定することにより、二以上の優先順位も設定することができる。

また本発明の給電システムにおいて、第二のＤＣ／ＤＣコンバータは、その出力電圧を第一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧より高く、または低く制御する制御部を更に備えるとよい。このように、第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御することにより、第二の受電部の電力を優先的に供給する場合と、第一の受電部より電力を優先的に供給する場合に制御することができる。
また本発明の給電システムにおいて、前記二次電池の状態は、二次電池の電力残量または二次電池の電圧であることが望ましい。これにより、二次電池の電力残量または二次電池の電圧に基づいて制御することができる。
また本発明の給電システムにおいて、系統電力から蓄電池へ電力を供給する経路を持つことが望ましい。これにより、系統電力、特に深夜電力時間帯等の安い電力を利用することができる。また余剰電力を売電することができる。さらに系統電力から電力を供給して前記二次電池を充電するＡＣ／ＤＣコンバータを備え、前記制御部は、前記二次電池が満充電の状態で、かつ、系統電力から二次電池への電力供給がなくなったとき、第二のＤＣ／ＤＣコンバータが出力する第二の電圧を、第一の電圧より低くすることが望ましい。これにより、発電電源から優先的に電力を供給し、二次電池からの電力供給を少なくすることができる。
また本発明の給電システムにおいて、受電部に太陽電池と蓄電池が接続されていた場合、第一のＤＣ／ＤＣコンバータと第二のＤＣ／ＤＣコンバータの接続点の電圧を監視して、その接続点の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータの低い電圧にそろっている場合は、蓄電池から電力が出力されているという本システムの特徴を利用し、系統へ逆潮流している時に、接続点の電圧が、蓄電池が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧まで低くならないように制御し、蓄電池からの逆潮流を防ぐことも可能である。
また本発明の給電システムは、前記接続部にＡＣ電力を出力するＤＣ／ＡＣインバータを接続するものである。これにより交流負荷を駆動することができる。
また本発明の給電システムは、前記発電電源が太陽電池であり、二次電池がリチウムイオン二次電池であるとよい。これにより、太陽電池のような再生可能な自然エネルギーを利用した電力を優先的に供給することができる。
また本発明の給電システムは、それぞれのＤＣ／ＤＣコンバータが離れた場所に存在すると、それぞれの配線の内部抵抗が変化し、本システムの電圧差の値の決定が難しくなるため、すべてのＤＣ／ＤＣコンバータが一つの装置内に収まっていることが望ましい。

本発明によれば、第一の受電部の電力を、第二の受電部の電力より優先的に供給することができる。しかも本発明は第一のＤＣ／ＤＣコンバータと第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧に差を設定するだけでよく、複雑な制御も必要ない。更に受電部が二以上ある場合も、そのＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧差を設定することにより、二以上の優先順位を設定することができる。

本発明の給電システムは、第一の受電部と、第二の受電部と、前記第一の受電の出力電力を変圧する第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第二の受電部の出力電力を変圧し、その出力電圧が前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧より低い第二のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第一及び第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端を負荷に接続する接続部とを備えて、構成される。

ここで、第一の受電部には、太陽光を電気に変換する太陽電池を接続する。その他、風力を電気に変換する風力発電機、水力を電気に変換する水力発電機のように再生可能な自然エネルギーを利用した発電電源や、燃料を必要とする燃料電池等を接続してもかまわない。また第二の受電部には、鉛蓄電池あるいはリチウムイオン電池など充放電可能な二次電池などの蓄積電源、もしくは、燃料を必要とする燃料電池等を接続する。本発明のある実施例では、電池の種類によって優先順位を設定することも可能である。例えばリチウムイオン電池は、満充電状態にして放置すると、電池寿命が短くなるので、他の二次電池に比べてより優先的に電力供給するように設定することも可能である。
また本発明において、出力電圧を、第一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧より高く、または低く制御できる第二のＤＣ／ＤＣコンバータを備え、第一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力を優先するか否かを制御するものである。

本発明において、第一と、第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧差は、１Ｖ以上あれば所期の動作を期待することができる。しかし、回路動作の確実性を高くするためには５Ｖ以上であればよく、更に好ましくは１０Ｖ単位の仕様、または規格をもつＤＣ／ＤＣコンバータでは、１０Ｖの電圧差を設定するとよい。一般的には電圧差は大きいほど、確実に優先順位を付けることができる。しかし電圧差が小さくなると、その電源の内部インピーダンスや配線抵抗が影響して、確実な電圧差を保つことができなくなり、優先順位を確保できなくなる恐れがある。
第一のＤＣ／ＤＣコンバータ、第二のＤＣ／ＤＣコンバータおよび第三のＤＣ／ＤＣコンバータの形式は任意の形式を使用することができ、各コンバータは同一形式でもよく、それぞれが異なる形式でもよい。
太陽電池は、負荷の最大消費電力より大きい発電能力を有し、余剰電力は系統へ売電し、あるいは二次電池に充電するものである。
太陽電池は、一般に屋根や屋上のように日当たりのよい場所に設置され、また風力発電機や水力発電機は野外に設置される。一方、蓄積電源、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＡＣ／ＤＣインバータは、太陽電池架台の下、風力発電機本体や水力発電機本体の中、屋内や上記発電機の近くに設置した建造物内に格納されることが多い。そのため発電機と蓄積電池、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＡＣ／ＤＣインバータ間の距離があるので、例えば、配線抵抗、太陽電池や二次電池の内部抵抗を考慮して、前記第一及び第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端を接続する接続部において、太陽電池出力が優先的に消費されるよう、太陽電池用ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の方が二次電池用ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧より高くなるように設定する。このように第一及び第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端を接続する接続部において、電圧値を設定することが必要であるので、第一及び第二のＤＣ／ＤＣコンバータは、一つの装置内に収納することが望ましい。
以下に説明する実施例は本発明の一例であって、これによって本発明を限定的に解釈されるものではない。

図１は、実施例１を示すブロック図である。実施例１では、受電部とＤＣ／ＤＣコンバータはそれぞれ３つ存在している。第一の受電部１には１０ｋＷ鉛蓄電池、第二、第三の受電部２、３には１ｋＷ太陽電池が接続されており、鉛蓄電池の満充電時の電圧は２００Ｖ、各太陽電池の開放電圧は２５０Ｖである。第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、鉛蓄電池の電力を昇圧後、３６５Ｖになるよう設定しておく。第二、第三のＤＣ／ＤＣコンバータ１２、１３は、太陽電池の電力を昇圧後、第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧より高い、３７２Ｖになるよう設定しておく。この例では、７Ｖ高くなるように設定している。
上記３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２、１３の出力端を接続するＤＣ／ＡＣコンバータ２１のＡＣ電力出力部には、５００Ｗの電球３１と、系統電力４１が接続されている。また、系統電力４１は、ＡＣ／ＤＣインバータ２２を介して鉛蓄電池が接続されている第一の受電部１に接続されている。５００Ｗの電球３１は、負荷の一例として示したものであり、任意の負荷を接続してもかまわない。

次に、実施例１の動作を説明する。
ある日の午前７時には、日射強度が高く、太陽電池の出力は８００Ｗであり、５００Ｗの電球３１を点灯させるのに十分であった。この状態では、第二、第三のＤＣ／ＤＣコンバータ１２、１３の出力電圧は３７２Ｖであり、第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧は３６５Ｖである。したがって、第二、第三のＤＣ／ＤＣコンバータ１２、１３の出力電圧の方が第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧より高いので、太陽電池の電力のみ電球に供給され、鉛蓄電池からは放電されない。このとき太陽電池は最大電力追従制御する。更にこの場合、余剰電力８００×２−５００＝１１００Ｗは、ＤＣ／ＡＣコンバータ２１を介して系統電力４１に売電する。
午前９時までこの状態が続いたが、午前９時には天気が悪くなり、太陽電池が２００Ｗずつしか出力できなくなった。したがって、第二、第三のＤＣ／ＤＣコンバータ１２、１３の出力電圧が低下して、残りの１００Ｗを鉛蓄電池が放電し、第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１より電力供給された。

この状態が午後７時まで続き、夜になったので、太陽電池が全く発電しなくなった。そこで、鉛蓄電池のみが、午後７時から午後１１時まで電球に５００Ｗの電力を供給した。
午後１１時から午前７時までは系統電力料金が安いため、系統電力から、電球に電力を供給しながら鉛蓄電池を充電した。
このように、実施例１では、太陽電池が負荷に対して十分に発電している場合、太陽電池の電力を優先して使用でき、その場合に第一、第二、第三のＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２、１３の出力電圧差によって、優先順位が決まるので、特別な回路部品、制御を必要としない。しかも太陽電池出力が優先的に消費されているとき、蓄電池の電力は消費されないという効果を示している。

（実験例）
図２は、実施例１を実験するためのブロック図である。
この実験例では、実施例１の受電部１、２とＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２と同様に、それぞれ２つ存在している。第一の受電部１ｓには３ｋＷ鉛蓄電池、第二の受電部２ｓには５００Ｗ太陽電池模擬電源を接続した。太陽電池模擬電源は、太陽電池の出力電力を模擬的に出力するための装置である。第一の受電部１ｓの鉛蓄電池は満充電のとき、昇圧回路後の受電部の電圧はおよそ２４０Ｖ、太陽電池模擬電源の開放電圧は２４０Ｖである。第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｓは、鉛蓄電池の電力を昇圧後、３５７Ｖになるよう設定しておく。第二のＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｓは、太陽電池模擬電源の電力を昇圧後、３７０Ｖになるよう設定しておく。ＡＣ電力出力部には、消費電力１００Ｗの電球３１ｓが７つ（１つずつＯＮできる）が接続されている。また、鉛蓄電池は、系統電力４１ｓから充電している。

次に、この実験例の動作を説明する。
最初、電球３１ｓの消費電力が０Ｗであり、ストリングパワーコンディショナーの待機電力のみ消費していた。その後、ＯＮする電球を１００Ｗずつ増やしていくと、３００Ｗまでは、太陽電池模擬電源（ＰＶ）２ｓがすべて電力を供給していた。この間、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｓの昇圧後の電圧(点Ａ)は３７０Ｖであった。電球を４個ＯＮして、４００Ｗ点灯させると、太陽電池模擬電源からだけでは電力をまかないきれず、鉛蓄電池（ＳＢ）から電力を供給し始めた。この間、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｓ、１２ｓの昇圧後の電圧(点Ａは３５７Ｖになった。その後、７００Ｗまで電球を点灯させると、太陽電池模擬電源がまかないきれない電力は、鉛蓄電池から供給された。この間、ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧後の電圧(点Ａ)は３５７Ｖのままであった。その後、電球のＯＮ数を減らすと、ＯＮ数に応じて鉛蓄電池の出力電力は減少した。電球のＯＮ数が３つになったとき、鉛蓄電池の出力はなくなり、太陽電池の出力によって電力供給された.その後、電球のＯＮ数の減少とともに太陽電池の出力も減少した。
この実験結果を図３に示す。図３の横軸は時間を示し、ここでは分単位で示している。左側の縦軸は電力量（Ｗ）を示し、右側の縦軸はＤＣ／ＤＣコンバータＡ点の出力電圧を示す。図中、実線ａは、電球の消費電力を示し、電球のＯＮ数の変化とともに段階的に変化する。波曲線ｂは太陽電池出力電力を示し、電球が４個ＯＮされるまでは、電球のＯＮ数とともに変化する。波曲線ｃは鉛蓄電池の出力電力を示し、電球のＯＮ数が４個になると、太陽電池出力電力が不足する分を出力する。波曲線ｄは太陽電池出力電力曲線ｂと、鉛蓄電池の出力電力曲線ｃの合計電力を示し、常に電球の消費電力を上回っている。曲線ｅは接続点Ａの電圧変動を示し、電球が３個から４個ＯＮになるとき、電圧が３７０Ｖから３５７Ｖに低下する。また電球が４個ＯＮから３個ＯＮになるとき、電圧が３５７Ｖから３７０Ｖに上昇する。
本実施例では、太陽電池からの電力を、蓄電池からの電力より優先的に使用することが容易に可能であることを示す例である。

図４は、実施例２を示すブロック図である。この実施例２が実施例1と異なるところは、系統に接続されていないところである。その他は同じであるので、同一番号を付して示す。
次に、実施例２の動作を説明する。
ある日の午前７時には、日射強度が高く、太陽電池の出力は８００Ｗであり、５００Ｗの電球を点灯させるのに十分であった。この状態では、太陽電池の電力のみ電球に供給され、鉛蓄電池からは放電されない。そして、余剰電力８００×２−５００＝１１００Ｗは、ＤＣ／ＡＣコンバータ２１およびＤＣ／ＡＣコンバータ２２を介して、鉛蓄電池に充電した。
午前９時までこの状態が続いたが、午前９時には天気が悪くなり、太陽電池が２００Ｗずつしか出力できなくなった。したがって、残りの１００Ｗを鉛蓄電池が放電した。
この状態が午後七時まで続き、夜になったので、太陽電池が全く発電しなくなった。そこで、鉛蓄電池のみで、午後７時から午前７時まで電球に５００Ｗの電力を供給した。
本実施例は、蓄電池に電力をできるだけ蓄え、系統電力からの供給がなく、自立運転時に効果がある。

図５は、実施例３を示したブロック図である。この実施例では、受電部とＤＣ／ＤＣコンバータはそれぞれ４つ存在している。第一の受電部４には５ｋＷ鉛蓄電池、第二の受電部５には５ｋＷリチウムイオン二次電池、第三の受電部６には１ｋＷ太陽電池、第四の受電部７には２ｋＷ燃料電池が接続されており、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池の満充電時の電圧は２００Ｖ、太陽電池の開放電圧は２５０Ｖ、燃料電池の供給電圧は２３０Ｖである。第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、鉛蓄電池の電力を昇圧後、３６０Ｖになるよう設定しておく。第二のＤＣ／ＤＣコンバータ１５は、鉛蓄電池よりリチウムイオン電池の方が優先的に消費されるように、リチウムイオン二次電池の電力を昇圧後の電圧が第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１４より高い、３６５Ｖに設定しておく。即ち、５Ｖ高く設定している。第三のＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、太陽電池の電力を昇圧後、３７５Ｖになるよう設定しておく。この実施例では、太陽電池の出力電力を一番優先的に消費するようにするため、最も高く設定している。第四のＤＣ／ＤＣコンバータ１７は、燃料電池の電力を昇圧後、３７０Ｖになるように設定しておく。燃料電池はこの実施例の場合、鉛蓄電池、リチウムイオン電池の電力残量を検出して、電力不足するときに運転するように制御しておくとよい。このように出力電圧を設定していているので、太陽電池の出力が一番優先的に消費され、次に燃料電池、三番にリチウムイオン電池、四番に鉛蓄電池が消費される。
上記４つのＤＣ／ＤＣインバータの出力が接続されるＡＣ／ＤＣインバータ２３の電力出力部には、１０００Ｗの電球３２が接続されており、さらにＡＣ／ＤＣインバータ２４の先には鉛蓄電池を接続する第一の受電部４、リチウムイオン二次電池を接続する第二の受電部５が接続されている。

次に、実施例３の動作を説明する。
ある日の午前７時には、日射強度が高く、太陽電池の出力は１０００Ｗであり、１０００Ｗの電球を点灯させるのに十分であった。このとき太陽電池は最大電力追従制御する。このとき、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ１６の出力電圧は３７５Ｖであり、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧は３６０Ｖ、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ１５の出力電圧は３６５Ｖである。したがって、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ１６の出力電圧の方が第１、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ１４、１５の出力電圧より高いので、太陽電池の電力のみ電球３２に供給され、燃料電池、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池からは放電されなかった。この時点では鉛蓄電池、およびリチウムイオン電池の電力残量が多く、そのため燃料電池は運転されていない状態である。
午前９時までこの状態が続いたが、午前９時には天気が悪くなり、太陽電池が２００Ｗずつしか出力できなくなった。したがって、残りの８００Ｗのうち５００Ｗを燃料電池が放電し、残り３００Ｗをリチウムイオン二次電池が放電した。燃料電池は出力を変動することができる発電機であり、燃料電池は鉛蓄電池およびリチウムイオン電池の電力残量を検出して、リチウムイオン電池では不足する５００Ｗを出力するよう運転が設定される。
この状態は５時まで続いたが、午後５時にはリチウムイオン二次電池が空になってしまったので、次に鉛蓄電池が３００Ｗを放電した。
この状態は、午後７時まで続き、夜になったので、太陽電池が全く発電しなくなった。そのため午後７時から午後１１時までは燃料電池が５００Ｗ、鉛蓄電池が５００Ｗ電球に供給した。
午後１１時からは、燃料電池が２ｋＷ電力を供給するよう運転され、その内の１０００Ｗは電球３２に電力を供給しつつ、残りの１０００Ｗを鉛蓄電池が接続される第一の受電部４と、リチウムイオン二次電池が接続される第二の受電部５へ５００Ｗずつ供給した。
実施例３では、自然エネルギーである太陽電池の電力を最優先して使用し、燃料である水素を必要とした燃料電池の優先順位をさげ、より効率的なシステムになるように設定してある点と、満充電付近で保存すると劣化が進みやすいリチウムイオン二次電池の電力を優先的に使用し、電池を長寿命にして、システムの効率を上げることができる。

図６は、実施例４を示したブロック図である。
図６の構成は、系統からの電力供給状態信号を送る信号線５１と、電池の電力残量信号を送る信号線５２を制御装置５０に接続し、この制御装置５０により第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの昇圧後の電圧を、３６５Ｖから３８０Ｖまで変更する制御を行なう点と、第一の受電部１ａの鉛蓄電池がリチウムイオン二次電池に変わった点以外は実施例１と同じである。電力残量信号線５１は、リチウムイオン電池の電力残量を検出する信号を制御装置５０へ送り、制御装置５０は電量残量が１００％のときはＤＣ／ＤＣコンバータの出力を３８０Ｖに制御し、電力残量が８０％のとき３７２Ｖに制御し、電力残量が６０％のとき３６５Ｖに制御する。

次に、本実施例の動作を説明する。
ある日の午前７時には、日射強度が高く、太陽電池の出力は８００Ｗであり、５００Ｗの電球を点灯させるのに十分であった。しかし、リチウムイオン二次電池は満充電状態であったので、電力残量が１００％であることを検出し、制御装置５０により第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの昇圧後の電圧を３８０Ｖになるように制御する。そのため太陽電池の電力を昇圧する第二、第三のＤＣ／ＤＣインバータ１２、１３の出力電圧３７２Ｖよりも高いので、優先的にリチウムイオン二次電池から５００Ｗ放電される。この状態はリチウムイオン二次電池の電力残量が８０％になるまで続き、８０％になったとき、電力残量信号により制御装置５０が第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの昇圧後の電圧を３７２Ｖに制御する。これにより、第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの電圧は、第２,第３のＤＣ／ＤＣコンバータと同じ電圧になり、負荷には各太陽電池とリチウムイオン二次電池からそれぞれほぼ１６７Ｗづつ出力される。その後、リチウムイオン二次電池の電力残量が６０％になったとき、第一のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの出力電圧は３６５Ｖに制御される。このためリチウムイオン二次電池からは電力供給されず、太陽電池からの電力が優先的に電球へ供給された。

午後７時になって、太陽電池が出力しなくなったので、午後１１時まではリチウムイオン二次電池が電球へ電力を供給した。
午後１１時から午前７時までは、系統電力がリチウムイオン二次電池と電球へ電力を供給して、午前７時には、リチウムイオン二次電池が満充電になった。
午前７時に停電が起こり、系統電力からの電力供給がなくなった。このため電力供給状態信号の信号がなくなるので、制御装置５０は、本来なら第一のＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧後の電圧を３８０Ｖにするところを、３６５Ｖに設定し、太陽電池から優先的に電力を負荷へ供給するようにして、リチウムイオン二次電池からの電力供給を最小限にとどめるようにした。
午前１１時に系統電力が復旧したとき、リチウムイオン二次電池の充電状態は７０％であったので、電力残量信号により制御装置５０が第一のＤＣ／ＤＣコンバータの電圧を３７２Ｖに設定して、通常運転を行った。
本実施例では、第一のＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧後の電圧を可変にすることにより、リチウムイオン二次電池からの電力供給の優先順位を変え、システムの効率化を図る例である。

実施例１のブロック図を示す。実験例のブロック図を示す。実験結果を示す。実施例２のブロック図を示す。実施例３のブロック図を示す。実施例４のブロック図を示す。

符号の説明

１、４第一の受電部
２、５第二の受電部
３、６第三の受電部
７第四の受電部
１１、１２、１３、１４、１５、１５、１７ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１、２３ＤＣ／ＡＣコンバータ
２２、２４ＡＣ／ＤＣコンバータ
３１、３２電球
４１系統
５０制御装置

Claims

発電電源が接続される第一の受電部と、
充放電可能な二次電池が接続される第二の受電部と、
前記第一の受電部の出力電圧を第一の電圧に変圧して出力する第一のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第二の受電部の出力電圧を第二の電圧に変圧して出力する第二のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第一及び第二のＤＣ／ＤＣコンバータから出力された第一及び第二の電圧を負荷に供給する接続部と、
前記第二のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記第一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧より高く、または低く制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記二次電池の状態に基づいて第二のＤＣ／ＤＣコンバータが出力する第二の電圧を制御し、前記二次電池の状態が第一所定値以上のとき第一の電圧より高く、前記二次電池の状態が第一所定値より低い第二所定値まで低下したとき第一の電圧より低くなるように制御することを特徴とする給電システム。
前記二次電池の状態は、二次電池の電力残量または二次電池の電圧であることを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
系統電力から電力を供給して前記二次電池を充電するＡＣ／ＤＣコンバータをさらに備え、前記制御部は、前記二次電池が満充電の状態で、かつ、系統電力から二次電池への電力供給がなくなったとき、第二のＤＣ／ＤＣコンバータが出力する第二の電圧を、第一の電圧より低くする請求項１または２に記載の給電システム。
前記発電電源が太陽電池であり、二次電池がリチウムイオン二次電池である請求項１から３までのいずれか１項に記載の給電システム。