JP5470087B2 - 太陽光発電システムの整流器制御方式 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電システムの整流器制御方式に関する。

従来の太陽光発電システムとして、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１では、商用電源に接続される整流器の運転を、整流器から負荷へ電力を供給することができるときと蓄電池を充電することができるときのみとしている。

特開平８−３３６２４０号公報

しかし、上述した従来の太陽光発電システムでは、整流器の効率が悪いときにも整流器を運転するが、整流器の効率が悪いときに整流器を運転すると、商用電源が供給する電力を効率的に利用することができず浪費してしまう。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、商用電源が供給する電力を浪費することを防止することができる太陽光発電システムの整流器制御方式を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る太陽光発電システムの整流器制御方式は、商用電源に接続された整流器の出力電力と太陽電池の出力電力と蓄電池の出力電力とを負荷に供給する太陽光発電システムの整流器制御方式において、前記整流器の入力電力を検出する検出器と、前記整流器の出力電力を検出する検出器と、前記整流器の効率を算出する演算回路と、前記整流器を制御する制御回路と、を備え、前記整流器の効率が所定値を満たさない場合は前記整流器の運転を停止することを特徴とする。

本発明に係る太陽光発電システムの整流器制御方式においては、前記整流器と前記太陽電池と前記負荷とを用いて前記蓄電池をフロート充電する回路を備え、前記整流器の効率が前記所定値を満たす場合は前記整流器をフロート動作状態に設定することを特徴とする。

本発明に係る太陽光発電システムの整流器制御方式において、前記所定値は、前記整流器の定格効率と前記蓄電池の充放電効率との積であることを特徴とする。

本発明に係る太陽光発電システムの整流器制御方式においては、時計を備え、前記商用電源の電力料金が比較的安い所定の時間帯は、前記整流器を充電動作状態に設定することを特徴とする。

本発明に係る太陽光発電システムの整流器制御方式においては、前記蓄電池の残容量を推定する残容量推定部を備え、前記残容量の推定値が所定値以下である場合は前記整流器をフロート動作状態に設定することを特徴とする。

本発明に係る太陽光発電システムの整流器制御方式においては、前記整流器は複数あり、前記演算回路は前記複数の整流器を対象に統合した効率を算出し、該算出された効率が所定値を満たさない場合は前記複数の整流器のうちからいずれかの前記整流器の運転を停止することを特徴とする。

本発明に係る太陽光発電システムの整流器制御方式は、商用電源に接続された整流器の出力電力と太陽電池の出力電力と蓄電池の出力電力とを負荷に供給する太陽光発電システムの整流器制御方式において、前記負荷の消費電力に対して前記太陽電池の出力電力で不足する電力を前記整流器の出力電力で補う際に前記整流器の効率を所定値以上に保つように、前記整流器の動作状態が時刻ごとに定義された制御スケジュールと、時計と、前記整流器の動作状態を検出する検出器と、前記整流器を制御する制御回路と、を備え、前記時計の時刻と前記制御スケジュールと前記検出器の検出結果とに基づいて前記整流器の動作状態を設定することを特徴とする。

本発明によれば、商用電源が供給する電力を浪費することを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。 一般的な整流器の特性を示すグラフ図である。 本発明の第１実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。 本発明に係る太陽光発電システムの動作を説明するための概念図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。 本発明の第２実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。 本発明の第３実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。 本発明の第４実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。 本発明の第５実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。図１において、商用電源１の出力端子は検出器２１の入力端子に接続される。検出器２１の出力端子は整流器２の入力端子に接続される。商用電源１の出力電力は検出器２１を介して整流器２へ入力される。検出器２１は商用電源１から整流器２へ入力される電力Ｐ_Ｃを計測する。検出器２１は、計測した整流器入力電力Ｐ_Ｃを演算回路８へ通知する。

整流器２の出力端子は検出器２２の入力端子に接続される。検出器２２は、整流器２の出力電力Ｐ_Ｒと整流器２の出力電圧Ｖ_Ｒとを計測する。検出器２２は、計測した整流器出力電力Ｐ_Ｒを演算回路８へ通知する。検出器２２は、計測した整流器出力電圧Ｖ_Ｒを制御回路１０へ通知する。

太陽電池３の出力端子は充放電制御回路（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）４の入力端子に接続される。充放電制御回路４の出力端子はダイオード５の入力端子に接続される。ダイオード５の出力端子は検出器２３の入力端子に接続される。太陽電池３の出力電力は、充放電制御回路４及びダイオード５を介して検出器２３へ入力される。検出器２３は太陽電池３の出力電力Ｐ_Ｐを計測する。検出器２３は、計測した太陽電池出力電力Ｐ_Ｐを演算回路８へ通知する。

蓄電池６の出力端子は充放電制御回路７の入力端子に接続される。充放電制御回路７の出力端子は検出器２４の入力端子に接続される。蓄電池６の出力電力は、充放電制御回路７を介して検出器２４へ入力される。検出器２４は蓄電池６の出力電力Ｐ_Ｂを計測する。検出器２４は、計測した蓄電池出力電力Ｐ_Ｂを演算回路８へ通知する。なお、蓄電池６の充電時には、充放電制御回路７の各端子は入出力方向が逆になる。

検出器２２の出力端子と検出器２３の出力端子と検出器２４の出力端子とは、検出器２５の入力端子に接続される。検出器２５の出力端子は負荷１００の入力端子に接続される。整流器２の出力電力Ｐ_Ｒと太陽電池３の出力電力Ｐ_Ｐと蓄電池６の出力電力Ｐ_Ｂとは、検出器２５を介して負荷１００へ入力されて消費される。検出器２５は、負荷１００で消費される電力Ｐ_Ｌを計測する。検出器２５は、計測した負荷消費電力Ｐ_Ｌを演算回路８へ通知する。

演算回路８は、整流器２の効率を算出する。メモリ９は演算回路８に接続される。メモリ９は、演算回路８が使用する各種のデータを保持する。制御回路１０は、演算回路８から入力される制御信号に従って整流器２を制御する。

図１の太陽光発電システムでは、通常時に蓄電池６をフロート充電する。

次に、本発明に係る整流器２について説明する。図２は、一般的な整流器の特性を示すグラフ図である。図２において、縦軸は整流器の効率η、横軸は整流器の出力電力Ｐ_Ｒである。図２に示されるように、一般的に、整流器は、定格出力電力Ｐ_Ｒ＿定格に対して相対的に出力電力Ｐ_Ｒが大きく低下すると、効率ηが著しく低下するという特性を持つ。このため、効率ηが著しく低下する条件下において整流器２を運転することは、商用電源１が供給する電力を浪費することにつながる。そこで、本発明では、整流器２の効率ηが著しく低下する条件下では、整流器２の運転を停止させる。これにより、商用電源１が供給する電力を浪費することを防止する。

図１において、負荷１００の消費電力Ｐ_Ｌが一定であると仮定する。例えば、負荷１００が無線機である場合には、消費電力Ｐ_Ｌはほぼ一定である。すると、負荷消費電力Ｐ_Ｌと整流器出力電力Ｐ_Ｒと太陽電池出力電力Ｐ_Ｐと蓄電池出力電力Ｐ_Ｂとの間の関係として、次式が成立する。
Ｐ_Ｌ＝Ｐ_Ｒ＋Ｐ_Ｐ＋Ｐ_Ｂ

整流器２の効率ηは、整流器入力電力Ｐ_Ｃと整流器出力電力Ｐ_Ｒとから次式で与えられる。
η＝Ｐ_Ｒ÷Ｐ_Ｃ
これにより、次式となる。
Ｐ_Ｌ＝η×Ｐ_Ｃ＋Ｐ_Ｐ＋Ｐ_Ｂ

ここで、蓄電池出力電力Ｐ_Ｂは、蓄電池６の充放電効率をαとすると、次式で与えられる。
Ｐ_Ｂ＝α×Ｐ_Ｒ’＝α×η’×Ｐ_Ｃ’
但し、η’は、蓄電池６の充電時における整流器２の効率である。Ｐ_Ｃ’は、蓄電池６の充電時における整流器入力電力である。Ｐ_Ｒ’は、蓄電池６の充電時における整流器出力電力である。

整流器２が通常の動作状態（フロート充電の状態（以下、フロート動作状態と称する））であると、蓄電池出力電力Ｐ_Ｂは限りなく小さい。このため、太陽電池出力電力Ｐ_Ｐが大きくなると、必然的に整流器出力電力Ｐ_Ｒが小さくなるので、効率ηが低くなる。そこで、商用電源１が供給する電力をより効率的に利用するために、次式「η＜α×η’」の条件を満たす時には、整流器出力電力Ｐ_Ｒの代わりに、整流器出力電力Ｐ_Ｒ’が大きい時に蓄電池６に充電しておいた蓄電池出力電力Ｐ_Ｂを利用できるように、整流器２の出力電圧Ｖ_Ｒを制御する。

なお、蓄電池６の充電時には、負荷消費電力Ｐ_Ｌおよび充電電力Ｐ_Ｂを供給するために整流器２から多くの電力を供給することになり、図２において定格出力電力Ｐ_Ｒ＿定格に近い領域で整流器２を動作させることになる。このことから、蓄電池６の充電時における整流器２の効率η’は、整流器２の定格効率η＿定格に近似することができる。これにより、条件式「η＜α×η’」は、「η＜α×η＿定格」に近似することができる。

次に、図３を参照して、図１に示す太陽光発電システムの動作を説明する。図３は、第１実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。太陽光発電システムは、整流器２の運転を開始すると、図３の整流器制御手順を開始する。

図３において、ステップＳ０では、整流器２の動作モードを確認する。この結果、整流器２の動作モードが、通常の動作状態（フロート動作状態）である場合はステップＳ１に進み、運転が停止されている出力停止状態（オフ状態）である場合はステップＳ６に進む。

整流器２の動作モードがフロート動作状態である場合、ステップＳ１では、整流器入力電力Ｐ_Ｃ及び整流器出力電力Ｐ_Ｒを検出する。具体的には、検出器２１が整流器入力電力Ｐ_Ｃを検出し、検出器２２が整流器出力電力Ｐ_Ｒを検出する。整流器入力電力Ｐ_Ｃは検出器２１から演算回路８へ通知される。整流器出力電力Ｐ_Ｒは検出器２２から演算回路８へ通知される。

次いで、ステップＳ２では、演算回路８が、ステップＳ１で検出した整流器入力電力Ｐ_Ｃ及び整流器出力電力Ｐ_Ｒを用いて、次式により効率ηを計算する。
η＝Ｐ_Ｒ÷Ｐ_Ｃ

次いで、ステップＳ３では、演算回路８が、次式の条件が成立するかを判定する。
η＜α×η＿定格
但し、αは蓄電池６の充放電効率である。η＿定格は整流器２の定格効率である。充放電効率α及び定格効率η＿定格は、事前に、メモリ９に格納しておく。充放電効率αは、蓄電池６の仕様に基づいて決定される。定格効率η＿定格は、整流器２の仕様に基づいて決定される。

ステップＳ３の条件が成立する場合（ステップＳ３、ＹＥＳ）はステップＳ４に進み、ステップＳ３の条件が成立しない場合（ステップＳ３、ＮＯ）はステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、整流器２の運転を停止し、整流器２からの出力が停止した状態（オフ状態）にする。具体的には、演算回路８が終端電圧Ｖ_{Ｂ＿ＴＥＲＭ}を制御回路１０へ通知する。そして、制御回路１０は、検出器２２から通知される整流器出力電圧Ｖ_Ｒが終端電圧Ｖ_{Ｂ＿ＴＥＲＭ}になるように、整流器２を制御する。この後、ステップＳ１に戻る。なお、終端電圧Ｖ_{Ｂ＿ＴＥＲＭ}は、事前に、メモリ９に格納しておく。終端電圧Ｖ_{Ｂ＿ＴＥＲＭ}は、蓄電池６の仕様に基づいて決定される。

ステップＳ５では、整流器２の運転を行い、整流器２を通常の動作状態（フロート動作状態）にする。具体的には、演算回路８がフロート電圧Ｖ_{Ｂ＿ＦＬＯＡＴ}を制御回路１０へ通知する。そして、制御回路１０は、検出器２２から通知される整流器出力電圧Ｖ_Ｒがフロート電圧Ｖ_{Ｂ＿ＦＬＯＡＴ}になるように、整流器２を制御する。この後、ステップＳ１に戻る。なお、フロート電圧Ｖ_{Ｂ＿ＦＬＯＡＴ}は、事前に、メモリ９に格納しておく。フロート電圧Ｖ_{Ｂ＿ＦＬＯＡＴ}は、蓄電池６の仕様に基づいて決定される。

整流器２の動作モードがオフ状態である場合、ステップＳ６では、負荷消費電力Ｐ_Ｌ及び太陽電池出力電力Ｐ_Ｐを検出する。具体的には、検出器２５が負荷消費電力Ｐ_Ｌを検出し、検出器２３が太陽電池出力電力Ｐ_Ｐを検出する。負荷消費電力Ｐ_Ｌは検出器２５から演算回路８へ通知される。太陽電池出力電力Ｐ_Ｐは検出器２３から演算回路８へ通知される。

次いで、ステップＳ７では、演算回路８が、ステップＳ６で検出した負荷消費電力Ｐ_Ｌ及び太陽電池出力電力Ｐ_Ｐを用いて、次式「Ｐ_Ｌ−Ｐ_Ｐ」を計算する。

次いで、ステップＳ８では、演算回路８が、次式の条件が成立するかを判定する。
Ｐ_Ｒ＿閾値＜（Ｐ_Ｌ−Ｐ_Ｐ）
但し、Ｐ_Ｒ＿閾値は、図２に示される整流器出力電力Ｐ_Ｒに係る閾値（α×η＿定格の効率が得られる整流器出力電力に相当）である。Ｐ_Ｒ＿閾値は、事前に、メモリ９に格納しておく。

ステップＳ８の条件が成立する場合（ステップＳ８、ＹＥＳ）はステップＳ４に進み、整流器２をフロート動作状態にする。これは、太陽電池出力電力Ｐ_Ｐが小さくなることにより、整流器２からＰ_Ｒ＿閾値を越える整流器出力電力Ｐ_Ｒが出力されるときは、蓄電池６に充電するよりも整流器２の効率がよくなるからである。

ステップＳ８の条件が成立しない場合（ステップＳ８、ＮＯ）はステップＳ４に進み、整流器２のオフ状態を継続する。

図４は、本発明に係る太陽光発電システムの動作を説明するための概念図である。図４（１）は従来の太陽光発電システムにおける整流器の制御なしの場合を示し、図４（２）は本発明に係る太陽光発電システムにおける整流器の制御ありの場合を示す。ここでは、負荷消費電力Ｐ_Ｌは一定であるとする。

図４（１）に示す整流器の制御なしの場合、整流器出力電圧Ｖ_Ｒは、常時、フロート電圧Ｖ_{Ｂ＿ＦＬＯＡＴ}であり、蓄電池へフロート充電を行う状態となる。このため、太陽電池出力電力Ｐ_Ｐが大きくなるにつれて整流器出力電力Ｐ_Ｒが小さくなる。この結果、整流器の効率ηが低下し続け、商用電力を大きく浪費することになってしまう。

これに対して、図４（２）に示す本発明に係る整流器の制御ありの場合、整流器の効率ηが所定値を満たさなくなると、整流器出力電圧Ｖ_Ｒをフロート電圧Ｖ_{Ｂ＿ＦＬＯＡＴ}から終端電圧Ｖ_{Ｂ＿ＴＥＲＭ}へ変更して整流器の出力を停止し、負荷消費電力Ｐ_Ｌに対して太陽電池出力電力Ｐ_Ｐで不足する分を蓄電池から放電させる。これにより、太陽電池出力電力Ｐ_Ｐが大きくなるにつれて整流器出力電力Ｐ_Ｒが小さくなるが、整流器の効率ηが所定値を満たさなくなった時に、整流器の運転が停止されるので、商用電力の浪費を防止することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態の変形例である。図５は、本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。この図５において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図５に示す第２実施形態では、図１に示す第１実施形態に対して、さらに時計３０を備える。

次に、図６を参照して、図５に示す太陽光発電システムの動作を説明する。図６は、第２実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。この図６において、図３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。太陽光発電システムは、整流器２の運転を開始すると、図６の整流器制御手順を開始する。

図６において、ステップＳ１１では、演算回路８が時計３０から現在時刻を取得する。次いで、ステップＳ１２では、演算回路８は、現在時刻が深夜電力時間帯であるか否かを判定する。深夜電力時間帯の情報は、事前に、メモリ９に格納しておく。深夜電力時間帯は、商用電源１の電力料金が比較的安い時間帯である。

ステップＳ１２の判定の結果、現在時刻が深夜電力時間帯である場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）はステップＳ１３に進み、現在時刻が深夜電力時間帯ではない場合（ステップＳ１２、ＮＯ）はステップＳ０に進む。

ステップＳ１３では、整流器２の運転を行い、整流器２を充電動作状態にする。具体的には、演算回路８が充電電圧Ｖ_{Ｂ＿ＣＨＡＲ}を制御回路１０へ通知する。そして、制御回路１０は、検出器２２から通知される整流器出力電圧Ｖ_Ｒが充電電圧Ｖ_{Ｂ＿ＣＨＡＲ}になるように、整流器２を制御する。この後、ステップＳ１１に戻る。なお、充電電圧Ｖ_{Ｂ＿ＣＨＡＲ}は、事前に、メモリ９に格納しておく。充電電圧Ｖ_{Ｂ＿ＣＨＡＲ}は、蓄電池６の仕様に基づいて決定される。

ステップＳ０からＳ８までの処理は、図３に示す第１実施形態と同じである。

第２実施形態によれば、商用電源１の電力料金が比較的安い深夜電力を有効に活用することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態は、第１実施形態の変形例である。図７は、本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。この図７において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図７に示す第３実施形態は、図１に示す第１実施形態と同様の構成であるが、検出器２４が蓄電池６の出力電力Ｐ_Ｂ及び出力電圧Ｖ_Ｂを計測する。検出器２４は、計測した蓄電池出力電力Ｐ_Ｂ及び蓄電池出力電圧Ｖ_Ｂを演算回路８へ通知する。

次に、図８を参照して、図７に示す太陽光発電システムの動作を説明する。図８は、第３実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。この図８において、図３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。太陽光発電システムは、整流器２の運転を開始すると、図８の整流器制御手順を開始する。

図８において、ステップＳ２１では、演算回路８が、蓄電池出力電圧Ｖ_Ｂに基づいて蓄電池６の残容量を推定する。次いで、ステップＳ２２では、演算回路８は、蓄電池６の残容量の推定値が基準値以下であるか否かをを判定する。残容量の基準値は、事前に、メモリ９に格納しておく。

ステップＳ２２の判定の結果、蓄電池６の残容量の推定値が基準値以下である場合（ステップＳ２２、ＹＥＳ）はステップＳ５に進み、蓄電池６の残容量の推定値が基準値よりも多い場合（ステップＳ２２、ＮＯ）はステップＳ０に進む。

ステップＳ０からＳ８までの処理は、図３に示す第１実施形態と同じである。

第３実施形態によれば、蓄電池６の残容量を一定以上に保つことができる。

なお、蓄電池６の残容量推定方法は、上述した蓄電池出力電圧Ｖ_Ｂに基づく方法に限定されない。例えば、蓄電池６の初期容量を保持しておき、その後の蓄電池６の充電量と放電量とに基づいて残容量を算出する方法が挙げられる。

第３実施形態は、第２実施形態と組み合わせるようにしてもよい。

［第４実施形態］
第４実施形態は、第１実施形態の変形例である。図９は、本発明の第４実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。この図９において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図９に示す第４実施形態は、図１に示す第１実施形態と同様の構成であるが、複数（この例では２個）の商用電源１−１、１−２の各各に対応する複数（この例では２台）の検出器２１−１、２１−２と複数（この例では２台）の整流器２−１、２−２を備えている。

検出器２１−１は、商用電源１−１から整流器２−１へ入力される電力Ｐ_Ｃ−１を計測する。検出器２１−１は、計測した整流器入力電力Ｐ_Ｃ−１を演算回路８へ通知する。検出器２１−２は、商用電源１−２から整流器２−２へ入力される電力Ｐ_Ｃ−２を計測する。検出器２１−２は、計測した整流器入力電力Ｐ_Ｃ−２を演算回路８へ通知する。

各整流器２−１、２−２の出力端子は検出器２２の入力端子に接続される。検出器２２は、整流器２−１及び２−２の出力電力Ｐ_Ｒと、整流器２−１及び２−２の出力電圧Ｖ_Ｒとを計測する。検出器２２は、計測した整流器出力電力Ｐ_Ｒを演算回路８へ通知する。検出器２２は、計測した整流器出力電圧Ｖ_Ｒを制御回路１０へ通知する。

次に、図１０を参照して、図９に示す太陽光発電システムの動作を説明する。図１０は、第４実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。太陽光発電システムは、整流器２−１、２−２の運転を開始すると、図１０の整流器制御手順を開始する。

図１０において、ステップＳ３１では、整流器入力電力Ｐ_Ｃ−１、Ｐ_Ｃ−２及び整流器出力電力Ｐ_Ｒを検出する。具体的には、検出器２１−１が整流器入力電力Ｐ_Ｃ−１を検出し、検出器２１−２が整流器入力電力Ｐ_Ｃ−２を検出し、検出器２２が整流器出力電力Ｐ_Ｒを検出する。各整流器入力電力Ｐ_Ｃ−１、Ｐ_Ｃ−２は各検出器２１−１、２１−２から演算回路８へ通知される。整流器出力電力Ｐ_Ｒは検出器２２から演算回路８へ通知される。

次いで、ステップＳ３２では、演算回路８が、ステップＳ３１で検出した整流器入力電力Ｐ_Ｃ−１、Ｐ_Ｃ−２及び整流器出力電力Ｐ_Ｒを用いて、次式により効率ηを計算する。
η＝Ｐ_Ｒ÷（Ｐ_Ｃ−１＋Ｐ_Ｃ−２）

次いで、ステップＳ３３では、演算回路８が、次式の条件が成立するかを判定する。
η＜α×η＿定格
但し、αは蓄電池６の充放電効率である。η＿定格は整流器２の定格効率である。充放電効率α及び定格効率η＿定格は、事前に、メモリ９に格納しておく。充放電効率αは、蓄電池６の仕様に基づいて決定される。定格効率η＿定格は、整流器２−１、２−２の仕様に基づいて決定される。

ステップＳ３３の条件が成立する場合（ステップＳ３３、ＹＥＳ）はステップＳ３４に進み、ステップＳ３３の条件が成立しない場合（ステップＳ３３、ＮＯ）はステップＳ３５に進む。

ステップＳ３４では、２台の整流器２−１、２−２のうちからいずれかの整流器に対して、運転を停止し、整流器からの出力が停止した状態（オフ状態）にする。整流器の動作状態をオフ状態にする方法は、第１実施形態と同様である。

複数の整流器のうちから運転を停止する整流器を選択する方法としては、いくつかの方法が挙げられる。
（方法１）複数の整流器のうちから、無作為に、運転を停止する整流器を選択する。
（方法２）複数の整流器に対して、事前に、運転を停止する順番を決めておく。例えば、２台の整流器２−１、２−２に対して、メイン系統かサブ系統かを決めておく。
（方法３）複数の整流器のうちから、稼働時間が長いほうから順番に、運転を停止する整流器を選択する。
上記方法１から３は、太陽光発電システムの運用方針に従って決定される。

ステップＳ３５では、整流器２−１、２−２２の両方の運転を行い、整流器２−１、２−２を通常の動作状態（フロート動作状態）にする。整流器の動作状態をフロート動作状態にする方法は、第１実施形態と同様である。

［第５実施形態］
図１１は、本発明の第５実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。この図１１において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図１１に示す第５実施形態は、図１に示す第１実施形態に対して、検出器２３、２４、２５を具備しない。又、検出器２２は、整流器出力電圧Ｖ_Ｒのみを計測する。検出器２２は、計測した整流器出力電圧Ｖ_Ｒを演算回路８及び制御回路１０へ通知する。又、時計３０を備える。

第５実施形態では、整流器２の制御スケジュールを事前に準備し、メモリ９に格納しておく。整流器２の制御スケジュールは、負荷１００の消費電力に対して太陽電池３の出力電力で不足する電力を整流器２の出力電力で補う際に整流器２の効率を所定値以上に保つように、整流器２の動作状態が時刻ごとに定義されたデータである。具体的には、整流器２の制御スケジュールは、時刻ごとに、整流器出力電圧の設定値を有する。整流器出力電圧の設定値は、当該時刻における整流器２の動作状態に対応する。

太陽電池３の出力電力は、時刻や天候、所在地の緯度、季節などの日照条件によって変化する。この太陽電池３の出力電力の時時の変化が事前に分かる場合において、負荷１００の消費電力の時時の変化が事前に分かるとき（例えば、負荷１００の消費電力が一定であるとき）は、時刻ごとに、負荷１００の消費電力に対して太陽電池３の出力電力で不足する電力が分かる。この不足電力を整流器２の出力電力で補う際に不足電力が小さいと、整流器２の出力電力が小さいので整流器２の効率が悪くなる。そこで、整流器２の効率を所定値以上に保つように、整流器２の動作状態を時刻ごとに定義する。

例えば、第１実施形態に係る次式「η＜α×η＿定格」の条件が成立する時刻では、整流器２の運転を停止し、整流器２からの出力が停止した状態（オフ状態）にする。一方、「η＜α×η＿定格」の条件が成立しない時刻では、整流器２の運転を行い、整流器２を通常の動作状態（フロート動作状態）にする。又、第２実施形態に係る深夜電力時間帯では、整流器２の運転を行い、整流器２を充電動作状態にする。又、第３実施形態に係る蓄電池６の残容量の推定値が基準値以下になる時刻では、整流器２の運転を行い、整流器２を通常の動作状態（フロート動作状態）にする。又、複数の商用電源１の各各に対応する複数の整流器２がある場合において、第４実施形態に係る次式「η＜α×η＿定格」の条件が成立する時刻では、いずれの整流器２の運転を停止して該整流器２からの出力が停止した状態（オフ状態）にするのかを定義する。

次に、図１２を参照して、図１１に示す太陽光発電システムの動作を説明する。図１２は、第５実施形態に係る整流器制御手順を示すフローチャートである。太陽光発電システムは、整流器２の運転を開始すると、図１２の整流器制御手順を開始する。

図１２において、ステップＳ５１では、演算回路８がメモリ９から制御スケジュールを読み込む。次いで、ステップＳ５２では、演算回路８が時計３０から現在時刻を取得する。次いで、ステップＳ５３では、整流器出力電圧Ｖ_Ｒを検出する。具体的には、検出器２２が整流器出力電圧Ｖ_Ｒを検出して演算回路８へ通知する。次いで、ステップＳ５４では、演算回路８は、整流器出力電圧Ｖ_Ｒが制御スケジュールで定義された現在時刻の整流器出力電圧設定値（設定電圧）に等しいかを判定する。このとき、誤差許容範囲を設けておき、一定の誤差を許容する。

ステップＳ５４の判定の結果、整流器出力電圧Ｖ_Ｒが設定電圧に等しい場合はそのままステップＳ５２に戻る。一方、整流器出力電圧Ｖ_Ｒが設定電圧に等しくない場合はステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５では、整流器出力電圧Ｖ_Ｒを現在時刻の設定電圧に設定する。具体的には、演算回路８が現在時刻の設定電圧を制御回路１０へ通知する。そして、制御回路１０は、検出器２２から通知される整流器出力電圧Ｖ_Ｒが現在時刻の設定電圧になるように、整流器２を制御する。この後、ステップＳ５２に戻る。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…商用電源、２…整流器、３…太陽電池、４…充放電制御回路（ＭＰＰＴ）、５…ダイオード、６…蓄電池、７…充放電制御回路、８…演算回路、９…メモリ、１０…制御回路、２１〜２５…検出器、３０…時計

Claims (6)

1. 商用電源に接続された整流器の出力電力と太陽電池の出力電力と蓄電池の出力電力とを負荷に供給する太陽光発電システムの整流器制御方式において、
   前記整流器の入力電力を検出する検出器と、
   前記整流器の出力電力を検出する検出器と、
   前記整流器の効率を算出する演算回路と、
   前記整流器を制御する制御回路と、を備え、
   前記整流器の効率が所定値を満たさない場合は前記整流器の運転を停止する、
   ことを特徴とする太陽光発電システムの整流器制御方式。
2. 前記整流器と前記太陽電池と前記負荷とを用いて前記蓄電池をフロート充電する回路を備え、
   前記整流器の効率が前記所定値を満たす場合は前記整流器をフロート動作状態に設定することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの整流器制御方式。
3. 前記所定値は、前記整流器の定格効率と前記蓄電池の充放電効率との積であることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システムの整流器制御方式。
4. 時計を備え、
   前記商用電源の電力料金が比較的安い所定の時間帯は、前記整流器を充電動作状態に設定することを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システムの整流器制御方式。
5. 前記蓄電池の残容量を推定する残容量推定部を備え、
   前記残容量の推定値が所定値以下である場合は前記整流器をフロート動作状態に設定することを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システムの整流器制御方式。
6. 前記整流器は複数あり、前記演算回路は前記複数の整流器を対象に統合した効率を算出し、
   該算出された効率が所定値を満たさない場合は前記複数の整流器のうちからいずれかの前記整流器の運転を停止することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの整流器制御方式。

Images