JP5864247B2 - Power generator - Google Patents

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Description

本発明は、インバータ発電装置の技術に関する。詳しくは、エンジン発電機に備えられたインバータの入力側に、太陽電池とバッテリからの電力供給を可能とするとともに、太陽電池の出力に応じて、バッテリの出力とエンジン発電機の出力を制御できるようにした発電装置の技術に関する。   The present invention relates to a technology of an inverter power generator. Specifically, power can be supplied from the solar cell and the battery to the input side of the inverter provided in the engine generator, and the output of the battery and the output of the engine generator can be controlled according to the output of the solar cell. The present invention relates to the technology of the power generator.

従来から太陽電池や風力発電装置やバッテリやガスエンジン発電機の出力側を一つのインバータの入力側に接続し、該インバータから商用電源に安定的に電力を供給できるようにした技術が公知となっている。例えば、特許文献１に記載の技術である。一方、商用電源網が配備されていない辺境の地、例えば、離島や山奥や砂漠等においては、電圧変動が大きい風力発電よりも太陽電池やエンジン発電機を利用して電力の供給が行われる。   Conventionally, a technology in which the output side of a solar cell, a wind power generator, a battery, or a gas engine generator is connected to the input side of one inverter and power can be stably supplied from the inverter to a commercial power source has become known. ing. For example, the technique described in Patent Document 1. On the other hand, in remote areas where no commercial power supply network is provided, such as remote islands, mountains, deserts, etc., power is supplied using solar cells and engine generators rather than wind power generation with large voltage fluctuations.

特開２００３−２５０２２２号公報JP 2003-250222 A

前記特許文献１の技術のように、複数の分散型電力発生源からの電力は、一旦、直流変換装置により直流に変換し、この直流電力をインバータにより交流に変換して、商用電源に供給する。商用電源は、電圧や周波数を厳密に管理しておく必要があるために、前記分散型電力発生源からの電圧が低下すると、直流側変換装置において、電圧を上昇させる必要があり、設定電圧に維持するための制御は複雑となり、高価な電気機器が必要となる。また、燃料電池で直流を発生させる場合、その応答性の悪さを解消するためにガスエンジン発電機を並列に接続し、所定の直流電力が得られるようにガスエンジン発電機を制御することも行われている。しかし、ガスエンジン発電機は常時作動させておく必要があり、ランニングコストが高くなる。   As in the technique of Patent Document 1, power from a plurality of distributed power generation sources is once converted into direct current by a direct current converter, and the direct current power is converted into alternating current by an inverter and supplied to a commercial power source. . Since the commercial power source needs to strictly manage the voltage and frequency, when the voltage from the distributed power generation source decreases, the DC side converter must increase the voltage, and the set voltage is set. Control for maintenance becomes complicated and expensive electric equipment is required. In addition, when direct current is generated in a fuel cell, gas engine generators are connected in parallel in order to eliminate poor response, and the gas engine generator is controlled so that predetermined direct current power can be obtained. It has been broken. However, the gas engine generator needs to be operated at all times, which increases the running cost.

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、電力負荷に対しては、主に太陽電池からの電力を供給し、太陽電池の発電量が低下すると、エンジン発電機を作動して電力供給を継続できるようにし、このエンジン発電機の立ち上り時の電圧不安定期間は、バッテリから電力を供給して、電圧低下が生じることがなく安定して継続的に電力を供給できる発電装置を提供する。   The present invention has been made in view of the situation as described above. When power is supplied mainly from a solar cell to a power load and the power generation amount of the solar cell is reduced, the engine generator is operated. The power generator can supply power continuously, and can supply power from the battery during the unstable voltage period at the start of the engine generator so that power can be supplied stably without voltage drop. I will provide a.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

請求項１においては、太陽電池とバッテリとエンジン発電機とを備える発電装置であって、太陽電池の出力電圧検出手段と、バッテリ出力切換手段と、エンジン始動手段と、制御手段と、インバータとを備え、前記エンジン発電機からの出力電力をコンバータで直流に変換し、前記太陽電池からの出力電圧を電力負荷への供給電圧に応じた電圧に昇圧ユニットを介して昇圧し、前記インバータの入力側にコンバータとバッテリ出力切換手段と昇圧ユニットとを並列に接続し、前記インバータを介して太陽電池、エンジン発電機またはバッテリの出力電力を電力負荷に供給し、前記制御手段は、前記太陽電池の出力電圧が設定値未満となると、前記エンジン始動手段を作動させてエンジンを始動するとともに、前記バッテリ出力切換手段を切り換えてバッテリから電力負荷に電力を供給し、前記エンジン発電機からの出力電圧が設定値に達すると、前記バッテリ出力切換手段を切り換えてバッテリからの電力供給を停止するものである。 In claim 1, a power generator and a solar battery and the engine generator, an output voltage detection means of the solar cell, the battery output switching means, and the engine starting means, and control means, and an inverter The output power from the engine generator is converted to direct current by a converter, the output voltage from the solar cell is boosted to a voltage according to the supply voltage to the power load via a boost unit, and the input side of the inverter A converter, a battery output switching means and a boosting unit are connected in parallel, and the output power of the solar cell, engine generator or battery is supplied to the power load via the inverter, and the control means outputs the output of the solar cell. When the voltage falls below a set value, the engine starting means is operated to start the engine and the battery output switching means is turned off. Ete supplies power to the power load from the battery, the output voltage from the engine generator reaches the set value, is to stop power supply from the battery is switched to the battery output switching means.

請求項２においては、前記発電装置は、エンジン停止手段と電力検知手段とを備え、前記制御手段は、電力負荷への供給電力が設定電力未満となるとエンジンを停止し、バッテリより電力を供給するものである。   According to a second aspect of the present invention, the power generation device includes an engine stop unit and a power detection unit, and the control unit stops the engine and supplies power from the battery when the power supplied to the power load becomes less than the set power. Is.

請求項３においては、前記バッテリの出力側に電圧検知手段が設けられ、前記制御手段は、バッテリの出力電圧が設定電圧未満の場合、バッテリ出力切換手段を切り換えて、太陽電池からバッテリを充電可能とするものである。   According to a third aspect of the present invention, voltage detection means is provided on the output side of the battery, and the control means can charge the battery from the solar cell by switching the battery output switching means when the output voltage of the battery is less than the set voltage. It is what.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、商用電源を利用することができないような都市から遠く離れた場所での電力負荷であっても、太陽電池とバッテリとエンジン発電機とにより、切り換え時に電圧低下や停電することなく、安定して、効率よく電力を供給できる。また、発電装置の制御回路も厳密な電圧制御や周波数制御が不要で簡単な構成とすることができる。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
In other words, even if the power load is far away from the city where commercial power cannot be used, the solar cell, battery, and engine generator will stabilize the system without voltage drop or power failure during switching. Power can be supplied efficiently. In addition, the control circuit of the power generator can be configured simply without requiring strict voltage control or frequency control.

本発明の実施形態に係る概略図。Schematic which concerns on embodiment of this invention. 本発明の制御ブロック図。The control block diagram of this invention. 制御フローチャート。The control flowchart.

まず、発電装置１の概略構成について、図１、図２を用いて説明する。発電装置１は、太陽電池２とバッテリ３とエンジン発電機４とインバータ５とを備え、発電装置１の出力は電力負荷６と接続される。本実施形態では、バッテリを搭載したインバータ式エンジン発電機セット９のインバータ５の入力側に太陽電池（ソーラー発電機）２の出力をコンセント等で接続して使用する発電装置１を説明する。   First, a schematic configuration of the power generator 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The power generation device 1 includes a solar cell 2, a battery 3, an engine generator 4, and an inverter 5, and the output of the power generation device 1 is connected to a power load 6. In the present embodiment, a power generator 1 that uses an output of a solar cell (solar generator) 2 connected to an input side of an inverter 5 of an inverter type engine generator set 9 equipped with a battery through an outlet or the like will be described.

電力負荷６は、照明器具やテレビやパソコンやモータ等の電気機器である。電力負荷６に電力を供給する発電装置１が設置される場所は、商用電源が配備されない離島や山間や平原や砂漠等である。電力負荷６への供給電力（消費電力）は電力検知手段６１により検知され、電力検知手段６１は制御手段７と接続されている。   The power load 6 is an electric device such as a lighting fixture, a television, a personal computer, or a motor. The place where the power generation apparatus 1 that supplies power to the power load 6 is installed is a remote island, a mountain, a plain, a desert, or the like where a commercial power source is not provided. The power supplied to the power load 6 (power consumption) is detected by the power detection means 61, and the power detection means 61 is connected to the control means 7.

太陽電池２は太陽光モジュールが複数格子状に並べて配置され、複数のモジュールが直列に接続されて、複数の系統を構成し、所定の電圧が得られるようにしている。この複数の系統は昇圧ユニット２１と接続され、電力負荷６への供給電圧に応じて系統からの出力電圧が昇圧される。太陽電池２からの出力電圧は、出力電圧検知手段２２により検知され、制御手段７と接続されている。   In the solar cell 2, a plurality of solar modules are arranged in a lattice pattern, and a plurality of modules are connected in series to form a plurality of systems so that a predetermined voltage can be obtained. The plurality of systems are connected to the boosting unit 21, and the output voltage from the system is boosted according to the supply voltage to the power load 6. The output voltage from the solar cell 2 is detected by the output voltage detection means 22 and connected to the control means 7.

バッテリ３は、鉛蓄電池やリチウムイオン電池等の二次電池であり、バックアップ用の電力を供給したり、エンジン始動手段４３（セルモータ）に電力を供給したりできるようにしている。該バッテリ３には充電器３１と電圧検知手段３２とバッテリ出力切換手段３３とが接続され、それぞれ制御手段７と接続されている。   The battery 3 is a secondary battery such as a lead storage battery or a lithium ion battery, and can supply power for backup or power to the engine starting means 43 (cell motor). The battery 3 is connected to a charger 31, voltage detection means 32, and battery output switching means 33, and is connected to the control means 7, respectively.

インバータ式エンジン発電機セット９はエンジン発電機４とインバータ５とコンバータ４６を備える。エンジン発電機４は、エンジン４１と発電機４２とからなり、エンジン４１の出力軸が発電機４２のロータと直結されて、エンジン４１を作動させることで発電機４２か発電される構成としている。エンジン４１はディーゼルエンジンであっても、ガソリンエンジンであっても、ガスエンジンであってもよく限定するものではない。   The inverter type engine generator set 9 includes an engine generator 4, an inverter 5, and a converter 46. The engine generator 4 includes an engine 41 and a generator 42. The output shaft of the engine 41 is directly connected to the rotor of the generator 42, and the generator 42 generates power when the engine 41 is operated. The engine 41 may be a diesel engine, a gasoline engine, or a gas engine, and is not limited.

エンジン４１にはエンジン始動手段４３とエンジン停止手段４４が備えられ、それぞれ制御手段７と接続されている。なお、エンジン４１は負荷が大きくなり回転数が低下すると自動的に回転数を増加させて設定回転数に維持する図示しないガバナを備えているが、電子ガバナ式エンジンとして制御手段７と接続し、電力に応じた回転数に制御する構成とすることも可能である。   The engine 41 is provided with an engine start means 43 and an engine stop means 44 and is connected to the control means 7 respectively. The engine 41 includes a governor (not shown) that automatically increases the rotational speed to maintain the set rotational speed when the load increases and the rotational speed decreases, but is connected to the control means 7 as an electronic governor engine, It is also possible to adopt a configuration in which the number of rotations is controlled according to the power.

エンジン始動手段４３は、セルモータや燃料供給装置や点火装置等であり、エンジン停止手段４４は燃料供給を停止するアクチュエータ、または、点火装置を停止する装置である。   The engine starting means 43 is a cell motor, a fuel supply device, an ignition device or the like, and the engine stop means 44 is an actuator for stopping fuel supply or a device for stopping the ignition device.

発電機４２は交流発電機であり、出力側はコンバータ４６と接続されている。発電機４２の出力電圧Ｖｇが電圧検知手段４５により検知され、制御手段７と接続されている。コンバータ４６は交流を所定の電圧の直流に変換する。   The generator 42 is an AC generator, and the output side is connected to the converter 46. The output voltage Vg of the generator 42 is detected by the voltage detection means 45 and connected to the control means 7. The converter 46 converts alternating current into direct current having a predetermined voltage.

インバータ５は、直流を所定の周波数の所定の電圧の交流に変換する。インバータ５の入力側には、前記コンバータ４６の出力と、バッテリ出力切換手段３３を介してバッテリ３と、昇圧ユニット２１を介して太陽電池２と並列に接続される。なお、太陽電池２とコンバータ４６には逆流しないように図示しない保護回路が設けられている。   The inverter 5 converts direct current into alternating current having a predetermined frequency and a predetermined voltage. The input side of the inverter 5 is connected in parallel with the output of the converter 46, the battery 3 via the battery output switching means 33, and the solar cell 2 via the boost unit 21. The solar cell 2 and the converter 46 are provided with a protection circuit (not shown) so as not to flow backward.

インバータ５には制御部を有しており、昇圧ユニット２１の制御部と接続されて、電力負荷６の必要電力に応じて太陽電池２からの出力を昇圧できるようにしている。即ち、インバータ５と昇圧ユニット２１の間で電圧フィードバック制御が行われる。また、インバータ５の制御部は制御手段７と接続されている。制御手段７は，具体的にはＣＰＵ（中央演算装置）や、記憶手段となるＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等からなり、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。   The inverter 5 has a control unit, and is connected to the control unit of the boosting unit 21 so that the output from the solar cell 2 can be boosted according to the required power of the power load 6. That is, voltage feedback control is performed between the inverter 5 and the booster unit 21. The control unit of the inverter 5 is connected to the control means 7. Specifically, the control means 7 may be composed of a CPU (Central Processing Unit), ROM, RAM, HDD, or the like serving as storage means, or a one-chip LSI or the like.

次に、制御手段７による具体的な制御を図２、図３より説明する。まず、制御手段７は，出力電圧検知手段２２により太陽電池２からの出力電圧（検出値）Ｖｓを読み込み（Ｓ１）、該出力電圧Ｖｓと予め設定された第１設定電圧Ｖ１と比較する（Ｓ２）。この第１設定電圧Ｖ１はインバータ５により変換された後の交流電力で電力負荷６を作動させることが可能な電圧であり、制御手段７の記憶手段に記憶されている。出力電圧Ｖｓが第１設定電圧Ｖ１よりも高い場合、太陽電池２から十分発電されているのでインバータ５により交流に変換して電力負荷６に電力を供給する（Ｓ３）。   Next, specific control by the control means 7 will be described with reference to FIGS. First, the control means 7 reads the output voltage (detected value) Vs from the solar cell 2 by the output voltage detecting means 22 (S1), and compares the output voltage Vs with a preset first set voltage V1 (S2). ). The first set voltage V 1 is a voltage that can operate the power load 6 with the AC power after being converted by the inverter 5, and is stored in the storage means of the control means 7. When the output voltage Vs is higher than the first set voltage V1, the solar cell 2 has sufficiently generated power, so the inverter 5 converts it into alternating current and supplies power to the power load 6 (S3).

そしてこのとき、電圧検知手段３２によりバッテリ３の出力電圧Ｖｂを検知し（Ｓ４）、バッテリ３の出力電圧Ｖｂが予め設定された第２設定電圧Ｖ２未満であるか判断される（Ｓ５）。第２設定電圧Ｖ２はバッテリ容量が十分あり充電が不要な電圧（満充電電圧）である。バッテリ３の出力電圧Ｖｂが第２設定電圧Ｖ２未満であれば、バッテリ出力切換手段３３が切り換えられて（Ｓ６）充電器３１が作動され、太陽電池２から一部電力が供給されて充電が同時に行われる（Ｓ７）。なお、このとき、太陽電池２からの電力は充電よりも電力負荷６への供給が優先される制御を行う。バッテリ３の出力電圧Ｖｂが第２設定電圧Ｖ２以上である場合、バッテリ容量が十分あるので、過充電とならないように、バッテリ出力切換手段３３を切り換えて遮断し充電できないようにする（Ｓ８）。   At this time, the output voltage Vb of the battery 3 is detected by the voltage detection means 32 (S4), and it is determined whether the output voltage Vb of the battery 3 is less than a preset second set voltage V2 (S5). The second set voltage V2 is a voltage (full charge voltage) that has sufficient battery capacity and does not require charging. If the output voltage Vb of the battery 3 is less than the second set voltage V2, the battery output switching means 33 is switched (S6), the charger 31 is activated, a part of the power is supplied from the solar cell 2 and charging is performed simultaneously. Performed (S7). At this time, the power from the solar cell 2 is controlled so that the supply to the power load 6 is prioritized over the charging. When the output voltage Vb of the battery 3 is equal to or higher than the second set voltage V2, the battery capacity is sufficient, so that the battery output switching means 33 is switched off to prevent charging so as not to overcharge (S8).

ステップＳ２において、太陽電池２からの発電量がほとんどない雨や夜間のときであって、太陽電池２からの出力電圧Ｖｓが第１設定電圧Ｖ１未満の場合（Ｓ２）、電力負荷６に供給されている供給電力Ｗ１を演算し（電力検知手段６１により検知し）（Ｓ１１）、供給電力Ｗ１が予め設定された設定電力Ｗ０よりも大きいか判断する（Ｓ１２）。この設定電力Ｗ０は、エンジン発電機４を作動させて電力供給するほどの大きな電力ではなく、言い換えれば、エンジン発電機４を作動させると、かえって、無駄に燃料が消費される電力であって、バッテリ３からの電力で十分カバーできる電力とする。具体的には、制御手段７の待機電力や、非常灯の点灯電力等である。この設定電力Ｗ０は、記憶手段に記憶されている。   In step S2, when the output voltage Vs from the solar cell 2 is less than the first set voltage V1 when it is raining or at night when there is almost no power generation from the solar cell 2 (S2), it is supplied to the power load 6. The supplied power W1 is calculated (detected by the power detection means 61) (S11), and it is determined whether the supplied power W1 is larger than the preset set power W0 (S12). This set power W0 is not large power enough to operate the engine generator 4 to supply power. In other words, when the engine generator 4 is operated, the power is consumed wastefully. It is assumed that the power from the battery 3 can be sufficiently covered. Specifically, it is the standby power of the control means 7, the lighting power of the emergency light, and the like. This set power W0 is stored in the storage means.

ステップＳ１２において、供給電力Ｗ１が設定電力Ｗ０未満の場合、エンジン４１が作動しているか判断され（Ｓ１３）、エンジン４１が作動しているとエンジン停止手段４４により停止される（Ｓ１４）。但し、瞬間的に電力量が落ちるような場合は除く。そして、バッテリ出力切換手段３３が切り換えられて、バッテリ３からのみインバータ５に電力が供給される（Ｓ１５）。また、ステップＳ１３において、エンジン４１が停止している場合もバッテリ３からのみインバータ５に電力が供給される（Ｓ１５）。こうして、電力負荷６の電力消費が少ない場合は、エンジン発電機４を作動させることなく、バッテリ３から電力供給が行われる。   In step S12, if the supplied power W1 is less than the set power W0, it is determined whether the engine 41 is operating (S13). If the engine 41 is operating, the engine stopping means 44 stops the operation (S14). However, this excludes cases where the amount of power drops momentarily. Then, the battery output switching means 33 is switched, and power is supplied only from the battery 3 to the inverter 5 (S15). In step S13, electric power is supplied only to the inverter 5 from the battery 3 even when the engine 41 is stopped (S15). In this way, when the power consumption of the power load 6 is small, power is supplied from the battery 3 without operating the engine generator 4.

ステップＳ１２において、供給電力Ｗ１が予め設定された設定電力Ｗ０よりも大きい場合には、バッテリ出力切換手段３３を切り換えて、バッテリ３からインバータ５に電力が供給されるとともに、エンジン４の始動手段４３を作動させて、発電機４２から電力を取り出せるようにする（Ｓ２１）。つまり、バッテリ３と発電機４から同時に電力供給が行われる。このとき、発電機４２の出力電圧Ｖｇが電圧検知手段４５により検知され（Ｓ２２）、該出力電圧Ｖｇと予め設定された第３設定電圧Ｖ３と比較演算される（Ｓ２３）。この第３設定電圧Ｖ３は電力負荷６に対して安定的に電力を供給できる電圧であり、記憶手段に記憶されている。   In step S12, when the supplied power W1 is larger than the preset set power W0, the battery output switching means 33 is switched to supply power from the battery 3 to the inverter 5, and the engine 4 starting means 43 is started. Is activated so that electric power can be taken out from the generator 42 (S21). That is, power is supplied from the battery 3 and the generator 4 simultaneously. At this time, the output voltage Vg of the generator 42 is detected by the voltage detection means 45 (S22), and the output voltage Vg is compared with a preset third set voltage V3 (S23). The third set voltage V3 is a voltage that can stably supply power to the power load 6, and is stored in the storage means.

発電機４２の出力電圧Ｖｇが第３設定電圧Ｖ３未満の場合、つまり、過渡期の状態では、安定するまでステップＳ２２にもどり、バッテリ３から電力が供給されるとともに、発電機４２の出力がコンバータ４６により直流に変換されて、バッテリ出力に重畳される。   When the output voltage Vg of the generator 42 is less than the third set voltage V3, that is, in a transitional state, the process returns to step S22 until it is stabilized, power is supplied from the battery 3, and the output of the generator 42 is converted to the converter. It is converted into direct current by 46 and superimposed on the battery output.

ステップＳ２３において、発電機４２の出力電圧Ｖｇが第３設定電圧Ｖ３以上となると、バッテリ出力切換手段３３が切り換えられて、バッテリ３からの電力供給が停止されて（Ｓ２４）、発電機４２からのみ電力が供給される。なおこの時、バッテリ３の出力電圧Ｖｂが第２設定電圧Ｖ２未満であれば、バッテリ出力切換手段３３を切り換えて充電するように制御することも可能である。   In step S23, when the output voltage Vg of the generator 42 becomes equal to or higher than the third set voltage V3, the battery output switching means 33 is switched, the power supply from the battery 3 is stopped (S24), and only from the generator 42. Power is supplied. At this time, if the output voltage Vb of the battery 3 is less than the second set voltage V2, the battery output switching means 33 can be controlled to be switched and charged.

前述のように、太陽電池２からの発電量が低下し、エンジン発電機４から電力を供給するように切り換えるときに、エンジン発電機４は瞬時に作動することができないため、その過渡期における電圧低下が生じないように、過渡期にバッテリ３から電力を供給するようにしている。従って、無停電で電力負荷６に電力を供給することができるのである。また、エンジン発電機４からの出力の不足分のみバッテリ３から電力を供給するので、バッテリ３の容量は、太陽電池２やエンジン発電機４の容量よりも小さくて済み、コスト低減化を図ることができる。また、これら太陽電池２とバッテリ３とエンジン発電機４を一体的にユニット化することにより、搬送や設置やメンテナンス等が簡単にできるようになる。   As described above, when the amount of power generated from the solar battery 2 is reduced and the engine generator 4 is switched to supply power from the engine generator 4, the engine generator 4 cannot operate instantaneously. Electric power is supplied from the battery 3 during the transition period so as not to cause a decrease. Therefore, electric power can be supplied to the electric power load 6 without a power failure. Moreover, since electric power is supplied from the battery 3 only for the shortage of the output from the engine generator 4, the capacity of the battery 3 can be smaller than the capacity of the solar cell 2 or the engine generator 4, and the cost can be reduced. Can do. Further, the solar cell 2, the battery 3, and the engine generator 4 are integrated into a unit, so that transportation, installation, maintenance, and the like can be easily performed.

また、別実施例として、前記制御をさらに簡単とすることもできる。すなわち、太陽電池２の定格出力電圧Ｖｓ１はコンバータ４６からの定格出力電圧Ｖｃ１よりも高く設定され、コンバータ４６からの定格出力電圧Ｖｃ１はバッテリ３からの定格出力電圧Ｖｂ１よりも高く設定されている（Ｖｓ１＞Ｖｃ１＞Ｖｂ１）。そして、制御手段７は次のような制御を行う。夜になり太陽電池２の出力電圧Ｖｓがバッテリ３からの定格出力電圧Ｖｂ１よりも低くなると、自動的にバッテリ３から電力負荷６に電力が供給されるとともに、エンジン発電機４が始動される。そして、エンジン発電機４が定格運転状態に近くなるとコンバータ４６からの出力電圧Ｖｃは、バッテリ３からの定格出力電圧Ｖｂよりも高くなるので、バッテリ３は充電されて出力されることはない。また、朝になり太陽電池２の出力電圧Ｖｓがコンバータ４６からの定格出力電圧Ｖｃ１よりも高くなると、エンジン発電機４は停止される。こうして、制御プログラムを簡単にすることができる。   In another embodiment, the control can be further simplified. That is, the rated output voltage Vs1 of the solar cell 2 is set higher than the rated output voltage Vc1 from the converter 46, and the rated output voltage Vc1 from the converter 46 is set higher than the rated output voltage Vb1 from the battery 3 ( Vs1> Vc1> Vb1). The control means 7 performs the following control. When the output voltage Vs of the solar cell 2 becomes lower than the rated output voltage Vb1 from the battery 3 at night, power is automatically supplied from the battery 3 to the power load 6 and the engine generator 4 is started. When the engine generator 4 is close to the rated operation state, the output voltage Vc from the converter 46 becomes higher than the rated output voltage Vb from the battery 3, so that the battery 3 is not charged and output. In the morning, when the output voltage Vs of the solar cell 2 becomes higher than the rated output voltage Vc1 from the converter 46, the engine generator 4 is stopped. Thus, the control program can be simplified.

以上のように、太陽電池２とバッテリ３とエンジン発電機４とインバータ５とを備える発電装置１であって、太陽電池２の出力電圧検知手段２２と、バッテリ出力切換手段３３と、エンジン始動手段４３と、制御手段７とを備え、制御手段７は、太陽電池２の出力電圧Ｖｓが第１設定値Ｖ１未満となると、エンジン始動手段４３を作動させてエンジン４１を始動するとともに、バッテリ出力切換手段３３を切り換えてバッテリ３から電力負荷６に電力を供給し、エンジン発電機４からの出力電圧Ｖｇが第３設定値Ｖ３に達すると、バッテリ出力切換手段３３を切り換えてバッテリ３から電力供給を停止するものである。   As described above, the power generation device 1 includes the solar cell 2, the battery 3, the engine generator 4, and the inverter 5, and includes the output voltage detection unit 22, the battery output switching unit 33, and the engine start unit of the solar cell 2. 43 and the control means 7, and when the output voltage Vs of the solar cell 2 becomes less than the first set value V1, the control means 7 operates the engine start means 43 to start the engine 41 and switches the battery output. When the means 33 is switched to supply power from the battery 3 to the power load 6 and the output voltage Vg from the engine generator 4 reaches the third set value V3, the battery output switching means 33 is switched to supply power from the battery 3. It will stop.

このように制御することにより、商用電源を利用することができないような都市から遠く離れた場所での電力負荷６であっても、太陽電池２とバッテリ３とエンジン発電機４とにより、切り換え時に電圧低下や停電することなく、安定して、効率よく電力を供給できる。また、発電装置１の制御回路も厳密な電圧制御や周波数制御が不要で簡単な構成とすることができる。   By controlling in this way, even when the power load 6 is located far from the city where commercial power cannot be used, the solar cell 2, the battery 3, and the engine generator 4 can be used at the time of switching. Power can be supplied stably and efficiently without a voltage drop or power failure. In addition, the control circuit of the power generator 1 can be configured simply without requiring strict voltage control or frequency control.

前記発電装置１は、エンジン停止手段４４と電力検知手段６１とを備え、前記制御手段７は、電力負荷６への供給電力Ｗ１が設定電力Ｗ０未満となるとエンジン４１を停止し、バッテリ３より電力を供給するものである。従って、電力負荷の必要電力が小さいため、エンジン発電機４で電力を供給するよりも、バッテリ３から供給するほうが無駄な燃料消費が防げ、ランニングコストを低減できる。   The power generation device 1 includes an engine stop unit 44 and a power detection unit 61, and the control unit 7 stops the engine 41 when the supply power W 1 to the power load 6 is less than the set power W 0, and the power is supplied from the battery 3. Supply. Therefore, since the required power of the power load is small, it is possible to prevent wasteful fuel consumption and to reduce the running cost by supplying from the battery 3 rather than supplying power from the engine generator 4.

前記バッテリ３の出力側に電圧検知手段３２が設けられ、前記制御手段７は、バッテリ３の出力電圧Ｖｂが第２設定電圧Ｖ２未満の場合、バッテリ出力切換手段３３を切り換えて、太陽電池２からの電力によりバッテリ３を充電可能とするものである。こうして、エンジン３の始動や太陽電池２からエンジン発電機４の電力への切り換え時にバッテリ３から電力が供給されて蓄電量が減少しても、太陽電池２が発電しているときに充電できるため、バッテリ上がりがなく安定してバッテリ３から電力を供給できる。   Voltage detection means 32 is provided on the output side of the battery 3, and the control means 7 switches the battery output switching means 33 when the output voltage Vb of the battery 3 is less than the second set voltage V <b> 2. The battery 3 can be charged with the electric power. Thus, even when power is supplied from the battery 3 when the engine 3 is started or when the power is switched from the solar cell 2 to the power of the engine generator 4 and the amount of stored power is reduced, charging can be performed when the solar cell 2 is generating power. The battery 3 can be stably supplied with power without being discharged.

１ 発電装置
２ 太陽電池
３ バッテリ
４ エンジン発電機
５ インバータ５
６ 電力負荷
７ 制御手段
２２ 出力電圧検知手段
３３ バッテリ出力切換手段
４３ エンジン始動手段
４４ エンジン停止手段
６１ 電力検知手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generator 2 Solar cell 3 Battery 4 Engine generator 5 Inverter 5
6 Power Load 7 Control Unit 22 Output Voltage Detection Unit 33 Battery Output Switching Unit 43 Engine Start Unit 44 Engine Stop Unit 61 Power Detection Unit

Claims (3)

太陽電池とバッテリとエンジン発電機とを備える発電装置であって、
太陽電池の出力電圧検出手段と、バッテリ出力切換手段と、エンジン始動手段と、制御手段と、インバータとを備え、
前記エンジン発電機からの出力電力をコンバータで直流に変換し、前記太陽電池からの出力電圧を電力負荷への供給電圧に応じた電圧に昇圧ユニットを介して昇圧し、
前記インバータの入力側にコンバータとバッテリ出力切換手段と昇圧ユニットとを並列に接続し、
前記インバータを介して太陽電池、エンジン発電機またはバッテリの出力電力を電力負荷に供給し、
前記制御手段は、前記太陽電池の出力電圧が設定値未満となると、前記エンジン始動手段を作動させてエンジンを始動するとともに、前記バッテリ出力切換手段を切り換えてバッテリから電力負荷に電力を供給し、
前記エンジン発電機からの出力電圧が設定値に達すると、前記バッテリ出力切換手段を切り換えてバッテリからの電力供給を停止する
ことを特徴とする発電装置。 A power generating apparatus comprising a solar cell and a battery and an engine generator,
An output voltage detection means of the solar cell, a battery output switching means, an engine starting means, a control means, and an inverter ,
The output power from the engine generator is converted into direct current by a converter, and the output voltage from the solar cell is boosted to a voltage according to the supply voltage to the power load via a boost unit,
A converter, a battery output switching means and a boost unit are connected in parallel to the input side of the inverter,
Supply the output power of the solar cell, engine generator or battery to the power load through the inverter,
When the output voltage of the solar cell is less than a set value, the control means activates the engine starting means to start the engine, and switches the battery output switching means to supply power from the battery to the power load.
When the output voltage from the engine generator reaches a set value, the power output from the battery is stopped by switching the battery output switching means. 前記発電装置は、エンジン停止手段と電力検知手段とを備え、前記制御手段は、電力負荷への供給電力が設定電力未満となるとエンジンを停止し、バッテリより電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の発電装置。   The power generation device includes an engine stop unit and a power detection unit, and the control unit stops the engine and supplies power from a battery when the power supplied to the power load becomes less than the set power. Item 2. The power generation device according to Item 1. 前記バッテリの出力側に電圧検知手段が設けられ、前記制御手段は、バッテリの出力電圧が設定電圧未満の場合、バッテリ出力切換手段を切り換えて、太陽電池からバッテリを充電可能とすることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。   Voltage detection means is provided on the output side of the battery, and the control means switches the battery output switching means so that the battery can be charged from a solar cell when the output voltage of the battery is less than a set voltage. The power generator according to claim 1.
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