JP5879510B2 - 蓄電システム - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池とインバータ装置とを接続する送電ラインに接続される蓄電システ
ムに関する。

近年、太陽電池と、この太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換して商用電
力系統へ重畳する連系運転を行うインバータ装置（系統連系装置）とを有する太陽光発電
システムが提供されている。この様な太陽光発電システムのインバータ装置は、商用電力
系統において停電が起きた場合に、太陽電池を商用電力系統から切り離し、太陽電池から
出力される電力を商用電力系統への重畳を行わず負荷へ供給する自立運転を行う。

また、太陽電池とインバータ装置とを接続する送電ラインに充放電回路を介して蓄電池
を接続し、蓄電池からインバータ装置に電力供給できるように、或いは送電ラインの電力
（太陽電池の電力、或いは系統からインバータ装置を介して整流した電力）を蓄電池に充
電可能にした太陽光発電システムが提案されている（特許文献１）。
特開２００８−５４４７３

特許文献１に記載の太陽光発電システムは、日射量の変動に応じて太陽電池の出力可能
な電力が変動するため、この変動に応じて蓄電池の放電と充電を切り替える。例えば、太
陽電池が直流電力を出力できない夜間や、或いは出力が著しく抑えられてしまう低日射時
などに、蓄電池を充電から放電に切り替えて足りない電力を賄う。また、特許文献１に記
載の太陽光発電システムは、負荷に対して太陽電池から十分に電力を賄うことできる場合
は蓄電池を放電から充電に切り替えて太陽電池の出力する直流電力を蓄電池へ充電するこ
とができる。この動作は、連系運転中においても自立運転中においても同様に行うことが
できる。

しかしながら、充電と放電とを切り替えの際には、例えば、放電開始時、或いは充電開
始時に突入電流防止のために徐々に放電電圧や充電電圧を高くするような動作などを行う
ため、蓄電池が十分な電力を出力することができない期間が設けられることになる。

このため、自立運転の際に、太陽電池の出力が十分に得られるようになって、放電から
充電に切り替えている最中に、日射量の急変により太陽電池の出力する電力が負荷に対し
て十分に得られなくなると、従来の太陽光発電システムは、今度は、充電から放電に切り
替える動作を行う。こうなると、この切り替えている期間は、太陽電池からも蓄電池から
も負荷に対して十分に電力を出力することができず、インバータ装置から負荷への電力供
給が途切れ、負荷を停止しなければならなくなるという問題があった。

本発明は、この様な点に鑑み成されたものであり、インバータ装置が自立運転をしてい
る際に、インバータ装置から負荷への電力供給が途切れることを抑制する蓄電システムを
提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の蓄電システムは、直流電力を出力する直流電源と
該直流電力を交流電力に変換して系統へ重畳するインバータ装置とを接続する送電ライン
に接続される蓄電池を有する蓄電システムにおいて、前記インバータ装置が前記交流電力
を前記系統へ重畳させている間に前記直流電源から直流電力が出力される際に前記送電ラ
インを介して前記蓄電池の充電を可能とする第１モードと、前記インバータ装置が前記交
流電力の前記系統への重畳を行わず負荷へ交流電力を供給している際に前記蓄電池への充
電を禁止する第２モードとを有することを特徴とする。

この様にすることで、インバータ装置がインバータ装置の変換する交流電力の系統への
重畳を行わず負荷へこの交流電力を供給している（自立運転している）際に、太陽電池か
ら蓄電池への充電を禁止して、放電と充電とを切り替える期間を無くしている。このため
、太陽電池の出力が小さく、蓄電池からも電力が得られなくなる期間が無くなるため、イ
ンバータ装置から負荷への電力供給が途切れることを抑制することができる。

また、上述の発明において、第２モードにおいて、前記蓄電池の放電量は前記直流電源
から出力される直流電力との和が前記負荷に相当するように制御されることを特徴とする
。

また、上述の発明において、前記第２モードが選択されている場合に、前記蓄電池の容
量が第１所定量以下になると蓄電池の充電のみを行う第３モードに切り替えることを特徴
とする。

また、上述の発明において、第２モードから第３モードに切り替わったら報知すること
を特徴とする。

また、上述の発明において、前記第２モードが選択されている場合に、前記蓄電池の容
量が第２所定量以下になると、前記負荷よりも前記直流電源の出力する直流電力が大きい
場合に充電し、前記負荷よりも前記直流電源の出力する直流電力が小さい場合に放電する
第４モードに切り替えることを特徴とする。

また、上述の発明において、前記第４モードが選択されている場合に、前記蓄電池の容
量が前記第２所定量より小さい第１所定量以下になると、蓄電池の充電のみを行う第３モ
ードに切り替えることを特徴とする。

また、上述の発明において、第２モードから第４モードに切り替わったら報知すること
を特徴とする。

本発明によれば、インバータ装置が自立運転をしている際に、インバータ装置から負荷
への電力供給が途切れることを抑制する蓄電システムを提供することができる。

太陽光発電システム１００を示す構成図である。 インバータ装置２の構成図である。 蓄電システム３の構成図である。 第１の実施形態における蓄電システムの動作のフローチャートである。 第２の実施形態における蓄電システムの動作のフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、図面に基づき本発明の第１の実施形態を詳述する。図１は第１の実施形態におけ
る太陽光発電システム１００を示す構成図である。

太陽光発電システム１００は、太陽電池１、系統連系装置２（インバータ装置２）、及
び蓄電システム３により構成されている。

太陽電池１は、日射量に応じて発電量が変化する。また、太陽電池１は、複数の単セル
の太陽電池を有し、複数の単セルの太陽電池を直列接続及び／又は並列接続することによ
り構成されている。例えば、定格電圧が２５０Ｖ、３００Ｖ、出力２．４Ｋｗ、出力４．
８Ｋｗなどである。

インバータ装置２は、送電ライン７により太陽電池と接続される。インバータ装置２は
、太陽電池１から出力された直流電力をこの送電ライン７を介して入力し、入力した直流
電力を交流電力に変換する、そして、インバータ装置２は、この交流電力を系統連系用リ
レー２１を介して商用電力系統５へ重畳する（連系運転）。

また、商用電力系統５が停電時には、太陽電池１及び／又は蓄電システム３から出力さ
れた直流電力を送電ライン７を介して入力し、入力した直流電力を交流電力に変換する。
そして、インバータ装置はこの交流電力の商用電力系統５への重畳は行わず、この交流電
力を自立運転用リレー２２を介して負荷６へ供給する（自立運転）。インバータ装置２は
、商用電力系統５の停電を検出して連系運転と自立運転の切り替えを自動で行う機能を有
する。尚、連系運転と自立運転の切り替えは、インバータ装置２が停電を検出して停止し
た後、手動で行えるように構成しても良い。図２にインバータ装置２の構成図を示す。

インバータ装置２は、昇圧回路２３、インバータ回路２４、インバータ制御回路２６、
系統連系用リレー２１、及び自立運転用リレー２２を有している。

昇圧回路２３は、図２に示すように、リアクトル、スイッチ素子、ダイオードを有する
昇圧チョッパ回路により構成される。また、昇圧回路２３は入力側が送電ライン７に接続
され、スイッチ素子のデューティ比を制御することにより、送電ライン７からインバータ
装置２（昇圧回路２３）に入力された直流電力を所望の電圧に昇圧する。

インバータ回路２４は、フルブリッジ接続した複数のスイッチ素子により構成されるブ
リッジ回路と、このブリッジ回路の後段（交流側）に設けられるフィルタ回路とにより構
成される。このスイッチ素子をＰＷＭ制御することにより、昇圧回路２３の出力する直流
電力を交流電力に変換する。ブリッジ回路は変換した交流電力をフィルタ回路に出力する
。

フィルタ回路は、２つのリアクトルとコンデンサにより構成され、ブリッジ回路の出力
する交流電力の高周波成分を除去する。高周波成分が除去された交流電力は、系統連系用
リレー２１を介して商用電力系統へ、或いは自立運転用リレー２２を介して負荷６へ出力
される。

インバータ制御回路２６は、昇圧回路２３、インバータ回路２４、系統連系用リレー２
１、自立運転用リレー２２の動作を制御する。インバータ制御回路２６は、起動時に商用
電力系統５が停電しているか否かを判断する。インバータ制御回路２６は、商用電力系統
５が停電している場合は、系統連系用リレー２１を開き、自立運転用リレー２２を閉じて
自立運転を行う。また、インバータ制御回路２６は、商用電力系統５が給電している場合
は、系統連系用リレー２１を閉じ、自立運転用リレー２２を開いて連系運転を行う。

また、蓄電システム３について図面を用いて説明する。図３に蓄電システム３の構成図
を示す。蓄電システム３は、蓄電池３０、充放電回路３１、蓄電システム制御回路３２を
備える。また、蓄電システム３は、太陽電池１とインバータ装置２とをすでに利用してい
る需要家に後付できるようになっている。

蓄電システム３は、太陽電池１から直流電力が出力される際に送電ライン７を介して蓄
電池３０の充電を可能とする充電メイン制御（第１モード、或いは第３モード）と、蓄電
池への充電を禁止して、蓄電池３０からのインバータ回路への放電を可能にする放電メイ
ン制御（第２モード）とを有する。ユーザーは、この充電メイン制御と放電メイン制御と
のどちらの制御により蓄電システム３を動作させるかを選ぶことができる。この選択は、
リモコン９や蓄電システム３の筺体に設けられる入力部（不図示）を操作することにより
行うことができる。

第１の実施形態の蓄電システム３は、停電が起きたときの非常用の補助電源を想定して
いるため、放電メイン制御は、自立運転の際にしか選ぶことができないようになっている
。また、充電メイン制御については、連系運転中でも自立運転中でも選択することができ
る。

蓄電池３０は、補助電源として利用されるため、例えば、鉛蓄電池の様な安価な物が利
用され、定格電圧が１２［Ｖ］〜２４０［Ｖ］になるように単電池を直列及び／又は並列
に接続して構成される。尚、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池など他の電池を利用
しても良い。

充放電回路３１は、トランス４０を介して蓄電池３０の充電及び放電を行う。トランス
は４０、送電ラインに接続される電源側巻線４１と、蓄電池３０へ接続される蓄電池側巻
線５１とを有する。また、この２つの巻線４１、５１は共通のコア５０に巻回される。充
放電回路３１は、電源側巻線４１と蓄電池側巻線５１との巻数比を、電源側巻線４１の巻
数／蓄電池側巻線５１の巻数とする場合に、蓄電池３０を放電するときの巻数比よりも、
蓄電池を充電するときの巻数比を大きくすることが可能に構成されている。

充放電回路３１は、充電用スイッチ素子４２の一端が巻線４１と直列に接続され、巻線
４１がリアクトル４４を介して送電ライン７の正極側に接続される。また、充電用スイッ
チ素子４２の他端は、送電ライン７の負極側に接続される。また、充電回路３１は、充電
用スイッチ素子４２の他端側と巻線４１の一部をバイパスして充電用スイッチ４２と並列
に接続されるダイオード４３を有している。また、充放電回路３１は、巻線４１及びリア
クトル４４の間と伝送ライン７の負極側とを接続するコンデンサ４５を有している。

充放電回路３１は、放電用スイッチ素子５２の一端が巻線５１と直列に接続され、巻線
５１がリアクトル５４を介して蓄電池３０の正極側に接続される。また、放電用スイッチ
素子５２の他端は、蓄電池３０の負極側に接続される。また、充放電回路３１は、放電用
スイッチ素子５２の他端側をバイパスして放電用スイッチ５２と並列に接続されるダイオ
ード５３を有している。また、充放電回路３１は、巻線５１及びリアクトル５４の間と蓄
電池３０の負極側とを接続するコンデンサ５５を有している。

蓄電池３０を充電するとき、充放電回路３１は、巻線４１全てを用いて充電する。具体
的には、蓄電池３０を充電する際には、放電用スイッチ素子５２を遮断して、充電用スイ
ッチ素子４２を周期的に導通、又は遮断して２つの巻線４１ａ、４１ｂを周期的に導通す
る。この際に、太陽電池１からの出力電圧が蓄電池３０の電圧より少し高い電圧に降圧さ
れるようなデューティ比を持つ信号が蓄電システム制御回路３２により作成され充電用ス
イッチ素子４２へ入力される。また、充放電回路３１は、充電開始の際に、目標の電圧（
デューティ比）になるまで徐々に充電用スイッチ素子４２のデューティ比を大きくする。
また、充放電回路３１は、充電を終える場合は現在のデューティ比から徐々に小さくして
充電用スイッチ素子４２をＯＦＦにする。

この様にすることで、巻線４１及び充電用スイッチ素子４２に電流が流れると、放電用
スイッチ素子５２を迂回してダイオード５３に蓄電池３０に充電が行われる方向の電流が
流れ、蓄電池３０が充電される。充電は、蓄電池３０の電圧が所定の電圧値までは蓄電池
３０に流れる電流が一定になる定電流充電を行い、電圧が所定の電圧値よりも大きい場合
は、蓄電池３０に印加される電圧が一定になる定電圧充電を行う。

蓄電池３０を放電するときは、巻線４１の一部を用いて放電する。蓄電池３０を放電す
る際には、充電用スイッチ素子４２を遮断して、放電用スイッチ素子５２を周期的に導通
、又は遮断して蓄電池３０側巻線５１を周期的に導通する。この際に、蓄電池３０からの
出力電圧が一定になるように一定のデューティ比を有する信号が入力される。放電も充電
と同様に、充放電回路３１は、放電開始の際には目標の電圧（デューティ比）になるまで
徐々に放電用スイッチ素子５２のデューティ比を大きくし、放電を終える場合は現在のデ
ューティ比から徐々に小さくして放電用スイッチ素子５２をＯＦＦにする。

この様にすることで、巻線５１及び放電用スイッチ素子５２に電流が流れると、充電用
スイッチ素子４２を迂回してダイオード４３に送電ラインの負極側から正極側へ向かう電
流が流れ、インバータ装置２に蓄電池の出力電力が供給される。また、出力電圧が一定電
圧Ｖ１に成るように放電制御がなされるため、太陽電池の出力電圧（出力電力）がこの一
定電圧Ｖ１より小さい場合には、電力を補うように蓄電池３０に蓄えられた電力がインバ
ータ装置２へ出力される。太陽電池１の出力電圧（出力電力）が一定電圧Ｖ１より大きい
場合には、太陽電池１の出力電圧よりも充放電回路３１が放電する電圧の方が小さくなる
ため、放電用スイッチ５２は動作しているが蓄電池３０の放電は止まっている状態になる
。このようにして、放電メイン制御において、蓄電池３０の放電量は太陽電池１から出力
される直流電力との和が負荷の消費電力に相当するように制御される。

蓄電システム制御回路３２は、充放電回路３１の動作を制御する。充放電回路３１の動
作は、ユーザーにより充電メイン制御が選択されているか、放電メイン制御が選択されて
いるかにより変わる。

充電メイン制御、及び放電メイン制御については、ユーザーに切り替えさせる（蓄電シ
ステム３により自動で切り替わらないようにする）だけでも良いが第１の実施形態では、
以下に示すようにこれらを蓄電システム３が判断して切り替える。

図４は、第１の実施形態における蓄電システムの動作のフローチャートである。蓄電シ
ステム制御回路３２は、動作を開始すると、充電メイン動作が選択されているか否かを判
定する（ステップＳ１１）。充電メイン動作が選択されている場合は、図４に示すブロッ
クＡの充電メイン制御を行うため蓄電システム制御回路３２はステップＳ１２へ移行する
。

ステップＳ１２では、太陽電池１が蓄電池３０の充電が可能な所定量以上の直流電力を
出力することが可能か否かを判定する。判定は、太陽電池１の出力電圧を検出することに
より行うことができる。太陽電池１の出力電圧はコンデンサ４５の電圧を検出することに
より検出できる。ステップＳ１２の判定がＹＥＳの場合、蓄電システム制御回路３２は、
充電可能と判断して充放電回路３２に充電を行わせてステップＳ１１へ戻る。また、ステ
ップＳ１２の判定がＮＯの場合、蓄電システム制御回路３２は、充電不可能と判断して充
放電回路３２に充電停止させてステップＳ１１へ戻る。

次に、ステップＳ１１により充電メイン動作が選択されていないと判定された場合、蓄
電システム制御回路３２は、放電メイン動作が選択されていると判断して、図４に示すブ
ロックＢの放電メイン制御を行うため蓄電システム制御回路３２はステップＳ２１へ移行
する。

ステップＳ２１では、商用電力系統５が停電しているか否かを判定する。蓄電システム
制御回路３２は、商用電力系統５が停電していないと判定した場合、放電メイン制御から
充電メイン制御に切り替えを行って（ステップＳ２２）ステップＳ１２へ移行する。これ
により、商用電力系統５が給電を行っている際に蓄電池３０から放電が行われない（放電
メイン制御にならない）ようにしている。蓄電システム制御回路３２による停電の検出は
、商用電力系統５の電圧を監視することにより行うことができる。即ち、商用電力系統５
の電圧が規定通り（例えば、規定の周波数、既定の電圧値）であれば停電していないと判
断でき、商用電力系統５の電圧が規定通りでない場合停電していると判断することができ
る。

蓄電システム制御回路３２は、ステップＳ２１で、商用電力系統５が停電していると判
定した場合、蓄電池３０の容量ＳＯＣが第１所定量ｔｈ１よりも大きいか否かを判定する
（ステップＳ２３）。ここで第１所定量ｔｈ１は蓄電池３０の容量が殆ど空の状態の値を
設定し、例えば、満充の時の容量ＳＯＣを１００％とした場合に、０〜２０％程度で設定
される。蓄電池３０の容量ＳＯＣは、例えば、蓄電池３０とリアクトル５４との間に電流
センサを設けておき、蓄電池へ充電される電流、蓄電池から放電される電流を監視するこ
とにより求めることができる。また、蓄電池３０の開放電圧を検出することにより蓄電池
３０の容量ＳＯＣを求めることもできる。この方法では開放電圧を検出する工夫が必要に
なる。

蓄電システム制御回路３２は、ステップＳ２３において、容量ＳＯＣが第１所定量ｔｈ
１よりも小さいと判断した場合、放電を停止し（ステップＳ２５）、ユーザーに放電メイ
ン制御（第２モード）から蓄電池の充電のみを行う充電メイン制御（第３モード）へ切り
替えることを報知（ステップＳ２６）してステップＳ２２へ移行する。

蓄電システム制御回路３２は、ステップＳ２３において、容量ＳＯＣが第１所定量ｔｈ
１よりも小さくないと判断した場合、蓄電システム制御回路３２は、蓄電池３０が放電可
能と判断して充放電回路３２に放電を行わせて（ステップＳ２４）ステップＳ１１へ戻る
。この様にして第１の実施形態では、蓄電システム３の蓄電池３０の充電、及び放電の動
作が制御される。

尚、このフローチャートによる動作の途中で適宜ユーザーにより充電メイン制御と放電
メイン制御とを切り替えることができることに留意すべきである。また、ユーザーによる
切り替えが行われた際には、蓄電システム制御回路３２は、現在行っている動作（充電or
放電）を停止してスタートに戻ると良い。

以上のように第１の実施形態によれば、インバータ装置２はインバータ装置２の変換す
る交流電力の商用電力系統５への重畳を行わず負荷６へこの交流電力を供給している（自
立運転している）際に、太陽電池１から蓄電池３０への充電を禁止して、放電と充電とを
切り替える期間を無くしている。このため、太陽電池１の出力が小さく、蓄電池３０から
も電力が得られなくなる期間が無くなる。このため、インバータ装置２から負荷６への電
力供給が途切れることを抑制することができる。

また、第１の実施形態によれば、蓄電システム３は、停電検出を行うことができるため
、後付されても、インバータ制御回路２６と蓄電システム制御回路３２は、特に通信等を
行わずとも動作することが可能である。

また、インバータ装置２は、自立運転を行う際に、入力がなくなると安全のため動作を
停止するものが多い。このような状態になると、ユーザーはインバータ装置２が再度動作
して負荷へ電力を供給するようにインバータ装置２を操作しなければならなくなる。しか
しながら、第１の実施形態によれば、放電と充電とを切り替える期間、即ち、太陽電池１
の出力が小さく蓄電池３０からも電力が得られなくなり、インバータ装置２への入力がな
くなる期間を無くすことができる。このため、蓄電池３０が空になるまでユーザーにイン
バータ装置２の再起動という手間をかけさせることを省くことができる。

また、第１の実施形態では、放電や充電（充放電）の開始や終了の際に、徐々に充放電
を開始したり徐々に充放電を終了している。このようにすることで、送電ライン７や蓄電
システム３に急に電圧がかかって予期せぬ大きな電流（突入電流）などが流れることを防
止することができる。

また、徐々に充放電を行うことは、放電と充電とを切り替える期間を長くすることにつ
ながるが、蓄電池３０から放電を行う際に充電を禁止する放電メイン制御（第１モード、
第３モード）を有している。このため、放電と放電とを自動で切り替える期間をなくすこ
とができる。これにより、徐々に充放電を開始したり徐々に充放電を終了しても、充電と
放電の切り替えによりインバータ装置２から負荷６への電力供給が途切れることを抑制す
ることができる。

また、第１の実施形態によれば、放電メイン制御が選択されている場合に、蓄電池３０
の容量ＳＯＣが第１所定量ｔｈ１以下になると蓄電池３０の充電のみを行う充電メイン制
御に切り替えている。これにより、放電メイン制御において蓄電池３０が空になった場合
に自動的に充電ができる制御へ切り替えることができる。

また、第１の実施形態によれば、放電メイン制御から充電メイン制御に切り替わったこ
とをユーザーに報知するため、ユーザーは蓄電池３０からの放電が禁止されたこと、また
、蓄電池３０が空になったことを速やかに知ることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、放電メイン制御を行う場合に、第１の実施形態と同様に蓄電池３
０への充電を禁止して放電を行うことができる充電禁止モード（第２モード）と、蓄電池
３への充電及び放電の両方を行うことができる充電許可モード（第４モード）とを選択し
て切り替えることができる。

充電禁止モードと充電許可モードの選択は、リモコン９や蓄電システム３の筺体に設け
られる入力部を操作することにより行うことができる。また、充電メイン制御と放電メイ
ン制御との切り替えと、充電禁止モードと充電許可モードとの切り替えとは、充電メイン
制御と放電メイン制御との切り替えの方が簡単にできるようにすると良い。

具体的には、充電メイン制御と放電メイン制御との切り替えの方が充電禁止モードと充
電許可モードとの切り替えよりもボタンを押す回数が少なくて切り替えることができるよ
うにする。また、充電メイン制御と放電メイン制御との切り替えは、蓄電システム３の筺
体に設けられる入力部の操作及びリモコン９のどちらを用いてもできるようにして、充電
禁止モードと充電許可モードとの切り替えは、蓄電システム３の筺体に設けられる入力部
の操作を行わないとできないようにしても良い。

これには以下のような理由がある。充電許可モードでは、蓄電システム３の充放電を切
り替えるため、太陽電池１の出力が急に低下した場合に、充放電の切り替えが間に合わず
負荷６への電力供給ができなくなる可能性がある。充電禁止モード充電許可モードの切り
替えは、この可能性をユーザーが容認するか否かを選択するものである。このため、充電
禁止モードと充電許可モードの切り替えは、容易に行われないようにするのが良い。充電
メイン制御と放電メイン制御との切り替えは、このような選択をせまるものではなく充放
電を選択するものであり簡単に切り替えられると良い。

充電メイン制御、放電メイン制御、充電禁止モード、及び充電許可モードについては、
ユーザーに切り替えさせる（蓄電システム３により自動で切り替わらないようにする）だ
けでも良いが第２の実施形態では、以下に示すようにこれらを蓄電システム３が判断して
切り替える。

図５は、第２の実施形態における蓄電システムの動作のフローチャートである。第２の
実施形態では、第１の実施形態のブロックＢをブロックＣに変えて利用する。ブロックＡ
は、第１の実施形態と同じため説明を省略する。

ステップＳ１１により充電メイン動作が選択されていないと判定された場合、蓄電シス
テム制御回路３２は、放電メイン動作が選択されていると判断して、図５に示すブロック
Ｃの放電メイン制御を行うため蓄電システム制御回路３２はステップＳ３１へ移行する。

ステップＳ３１では、商用電力系統５が停電しているか否かを判定する。蓄電システム
制御回路３２は、商用電力系統５が停電していないと判定した場合、放電メイン制御から
充電メイン制御に切り替えを行って（ステップＳ３２）ステップＳ１２へ移行する。これ
により、商用電力系統５が給電を行っている際に蓄電池３０から放電が行われない（放電
メイン制御にならない）ようにしている。蓄電システム制御回路３２による停電の検出は
、ステップＳ２１と同様のやり方で行うことができるので説明を省略する。

また、ステップＳ３１において、蓄電システム制御回路３２は、商用電力系統５が停電
していると判定した場合、充電禁止モードであるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
蓄電システム制御回路３２は、充電禁止モードである場合は、蓄電池３０の容量ＳＯＣが
第２所定量ｔｈ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３４）。また、ステップＳ
３３において、蓄電システム制御回路３２は、充電禁止モードでないと判定した場合は、
蓄電許可モードと判定してステップＳ３８へ移行する。

ステップＳ３４により、蓄電池３０の容量ＳＯＣが第２所定値ｔｈ２よりも大きいと判
定された場合、蓄電システム制御回路３２は、蓄電池３０が放電可能と判断して充放電回
路３２に放電を行わせて（ステップＳ３５）ステップＳ１１へ戻る。ここで第２所定量ｔ
ｈ２は第１所定値ｔｈ１より大きな値を設定する。例えば、満充の時の容量ＳＯＣを１０
０％とした場合に、２０〜５０％程度で設定すると良い。

また、ステップＳ３４により、蓄電池３０の容量ＳＯＣが第２所定値ｔｈ２よりも小さ
いと判定された場合、蓄電システム制御回路３２は、充電禁止モードから充電許可モード
に切り替えて（ステップＳ３６）、ユーザーにその旨を報知し（ステップＳ３７）ステッ
プＳ３８に移行する。

ステップＳ３８では、蓄電システム制御回路３２は、蓄電池３０の容量ＳＯＣが第１閾
値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ３８により、蓄電池３０の容量ＳＯＣが第
１閾値よりも大きいと判定した場合、蓄電システム制御回路３２は、ステップＳ３９へ移
行する。また、ステップＳ３８により、蓄電池３０の容量ＳＯＣが第１閾値よりも小さい
と判定した場合、蓄電システム制御回路３２は、蓄電池３０の容量ＳＯＣがほぼ空である
と判定してステップＳ４０へ移行する。

ステップＳ３９では、蓄電システム制御回路３２は、太陽電池１の出力電圧Ｖｓが電圧
閾値Ｖｔｈよりも大きいか否かを判定する。ここで電圧閾値Ｖｔｈは、蓄電池３０に供給
可能な最大電力に、インバータ装置が自立運転を行う場合に出力可能な最大電力を加えた
電力値が、十分に太陽電池１から出力可能と思える太陽電池１の電圧値を設定すると良い
。

ステップＳ３９により、太陽電池１の出力電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈよりも大きいと判
断されると、蓄電システム制御回路３２は、蓄電池３０を充電可能と判断し、ステップＳ
１４へ移行して充放電回路３２に放電を行わせる。また、ステップＳ３９により、太陽電
池１の出力電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖｔｈよりも小さいと判断されると、蓄電システム制御回
路３２は、ステップＳ３５へ移行して充放電回路３１に放電動作を行わせる。

ステップＳ４０では、蓄電システム制御装置３２は、蓄電池３０の放電を停止し、放電
メイン制御から蓄電メイン制御に切り替えて（ステップＳ４１）、ユーザーに放電メイン
制御（第２モード）から蓄電池の充電のみを行う充電メイン制御（第３モード）へ切り替
えたことを報知（ステップＳ４２）してステップＳ１１へ戻る。この様にして第２の実施
形態では、蓄電システム３の蓄電池３０の充電、及び放電の動作が制御される。

尚、このフローチャートによる動作の途中で適宜ユーザーにより充電メイン制御と放電
メイン制御とを切り替え、又は充電禁止モードと充電許可モードの切り替えを行うことが
できることに留意すべきである。また、ユーザーによる切り替えが行われた際には、蓄電
システム制御回路３２は、現在行っている動作（充電or放電）を停止してスタートに戻る
と良い。

以上のように、第２の実施形態によれば、充電禁止モードが選択されている場合に、イ
ンバータ装置２はインバータ装置２の変換する交流電力の商用電力系統５への重畳を行わ
ず負荷６へこの交流電力を供給している（自立運転している）際に、太陽電池１から蓄電
池３０への充電を禁止して、放電と充電とを切り替える期間を無くしている。このため、
太陽電池１の出力が小さく、蓄電池３０からも電力が得られなくなる期間が無くなる。こ
れにより、インバータ装置２から負荷６への電力供給が途切れることを抑制することがで
きる。

また、第２の実施形態によれば、充電禁止モードが選択されている場合に、蓄電池３０
の容量が第２所定量ｔｈ２以下になると、負荷６よりも太陽電池１の出力する直流電力が
大きい場合（Ｖｓ＞Ｖｔｈにより判定）に充電し、負荷６よりも太陽電池１の出力する直
流電力が小さい場合（Ｖｓ＜Ｖｔｈにより判定）に放電する充電許可モードに切り替える
。このようにすることで、電池が減ってきた場合に蓄電池３０へ充電ができるようになり
、第１の実施例よりも長い期間蓄電池３０を利用することができるようになる。

充電許可モード（第４モード）が選択されている場合に、蓄電池３０の容量ＳＯＣが第
２所定量ｔｈ２より小さい第１所定量ｔｈ１以下になると、蓄電池３０の充電のみを行う
充電メイン制御（第３モード）に切り替える。これにより、充電許可モードにおいて、蓄
電池３０が空になった場合に自動的に充電ができる制御へ切り替えることができる。

充電禁止モードから充電許可モードに切り替わったらユーザーに報知するようにしてい
る。これにより、太陽電池１の出力が急に低下した場合に、充放電の切り替えが間に合わ
ず負荷６への電力供給ができなくなる可能性があることをユーザーに報知することができ
る。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、直流電源として太陽電池１を用いたが、外的要因により（予期せず）出力が変
動するような直流電源、例えば、再生可能エネルギーを用いた発電機、例えば、風力発電
機などに対して本蓄電システム３を用いることもできる。

また、例えば、放電メイン制御から充電メイン制御に切り替えたことをユーザーに報知
しているが、第１所定値ｔｈ１より少し大きい第３所定値ｔｈ３を用いて、蓄電池３０の
容量ＳＯＣがこの第３所定値ｔｈ３よりも小さくなった場合に、もうすぐ放電メイン制御
から充電メイン制御に切り替わることをユーザーに報知しても良い。このようにすること
により、ユーザーは蓄電池３０の容量ＳＯＣが空になりそうで有ることを察知し負荷など
の調整を行うことができる。

また、例えば、充電禁止モードから放電禁止モードに切り替えたことをユーザーに報知
しているが、第２所定値ｔｈ２より少し大きい第４所定値ｔｈ４を用いて、蓄電池３０の
容量ＳＯＣがこの第４所定値ｔｈ４よりも小さくなった場合に、もうすぐ充電禁止モード
から放電禁止モードに切り替わることをユーザーに報知しても良い。このようにすること
により、ユーザーは充放電の切り替えが間に合わず負荷６への電力供給ができなくなる可
能性を察知し、負荷などの調整を行うことができる。

また、第２の実施形態において、ユーザーが充電禁止モードを選択している場合に、蓄
電池３０の容量ＳＯＣが減少すると、充電禁止モードから充電許可モードに自動で切り替
えた。そして、その際には、充電許可モードのままになるようにしていたが、蓄電池３０
の容量ＳＯＣが十分になれば充電許可モードから充電禁止モードに自動的に戻るようにし
ても良い。また、その際に、さらに蓄電池３０の容量ＳＯＣが減り、充電メイン制御に切
り替わった場合にも、充電禁止モードから充電許可モードに自動的に戻るようにしても良
い。このようにすることで、充放電の切り替えが間に合わず負荷６への電力供給ができな
くなる可能性を排除したにもかかわらずその可能性がいつまでも残ることを抑制すること
ができる。

１ 太陽電池
２ インバータ装置（インバータ装置）
３ 蓄電システム
５ 商用電力系統
６ 負荷
７ 送電ライン
８ 負荷
２１ 系統連系用リレー
２２ 自立運転用リレー
２３ インバータ制御回路
２４ インバータ回路
２６ インバータ制御回路
３０ 蓄電池
３１ 充放電回路
３２ 蓄電システム制御回路

Claims (5)

1. 直流電力を出力する直流電源と該直流電力を交流電力に変換して系統へ重畳するインバ
   ータ装置とを接続する送電ラインに接続される蓄電池を有する蓄電システムにおいて、
   前記インバータ装置が前記交流電力を前記系統へ重畳させている間に前記直流電源から
   直流電力が出力される際に前記送電ラインを介して前記蓄電池の充電を可能とする第１モ
   ードと、前記インバータ装置が前記交流電力の前記系統への重畳を行わず負荷へ交流電力
   を供給している際に前記蓄電池への充電を禁止する第２モードとを有し、
   前記第２モードが選択されている場合に、前記蓄電池の容量が第１所定量以下になると
   蓄電池の充電のみを行う第３モードに切り替えることを特徴とする蓄電システム。
2. 第２モードにおいて、前記蓄電池の放電量は前記直流電源から出力される直流電力との
   和が前記負荷に相当するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システ
   ム。
3. 第２モードから第３モードに切り替わったら報知することを特徴とする請求項１又は２
   に記載の蓄電システム。
4. 直流電力を出力する直流電源と該直流電力を交流電力に変換して系統へ重畳するインバ
   ータ装置とを接続する送電ラインに接続される蓄電池を有する蓄電システムにおいて、
   前記インバータ装置が前記交流電力を前記系統へ重畳させている間に前記直流電源から
   直流電力が出力される際に前記送電ラインを介して前記蓄電池の充電を可能とする第１モ
   ードと、前記インバータ装置が前記交流電力の前記系統への重畳を行わず負荷へ交流電力
   を供給している際に前記蓄電池への充電を禁止する第２モードとを有し、
   前記第２モードが選択されている場合に、前記蓄電池の容量が第２所定量以下になると
   、前記負荷よりも前記直流電源の出力する直流電力が大きい場合に充電し、前記負荷より
   も前記直流電源の出力する直流電力が小さい場合に放電する第４モードに切り替え、
   前記第４モードが選択されている場合に、前記蓄電池の容量が前記第２所定量より小さ
   い第１所定量以下になると、蓄電池の充電のみを行う第３モードに切り替えることを特徴
   とする蓄電システム。
5. 第２モードから第４モードに切り替わったら報知することを特徴とする請求項４に記載
   の蓄電システム。

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