JPH0583880A - 電源装置 - Google Patents
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- JPH0583880A JPH0583880A JP3238235A JP23823591A JPH0583880A JP H0583880 A JPH0583880 A JP H0583880A JP 3238235 A JP3238235 A JP 3238235A JP 23823591 A JP23823591 A JP 23823591A JP H0583880 A JPH0583880 A JP H0583880A
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- solar cell
- voltage
- battery
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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
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 太陽電池の発電電力を最大限に取り出すため
に、太陽電池モジュール１の動作温度とバッテリー６の
端子電圧を計測するセンサー７と１０を備え、制御装置
１１によりそれらの値から太陽電池の最適動作電圧を演
算し、太陽電池の直並列数とバッテリー６の直列数を変
えるようにした。 【効果】 太陽電池の動作電圧を最適動作電圧となるよ
うに調整できる。
に、太陽電池モジュール１の動作温度とバッテリー６の
端子電圧を計測するセンサー７と１０を備え、制御装置
１１によりそれらの値から太陽電池の最適動作電圧を演
算し、太陽電池の直並列数とバッテリー６の直列数を変
えるようにした。 【効果】 太陽電池の動作電圧を最適動作電圧となるよ
うに調整できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池とバッテリ
ーを用いた電源装置に関するものである。
ーを用いた電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来例の構成を図５を参照しながら説明
する。図５は、例えば特開昭５９−６７３０号公報に示
された従来の電源装置を示すブロック図である。
する。図５は、例えば特開昭５９−６７３０号公報に示
された従来の電源装置を示すブロック図である。
【０００３】図５において、１は太陽電池モジュール、
２、３、４及び５は太陽電池モジュール１の直並列接続
切換用スイッチ、６はバッテリー、７はバッテリー電圧
を検出するための電圧センサー、８は直交変換装置、９
は負荷である。なお、太陽電池回路は、太陽電池モジュ
ール１を複数枚直列接続してブロック化し、これらの複
数ブロックを並列接続して構成されている。また、バッ
テリー回路は、バッテリー・セルを複数個直列接続して
構成されている。上記太陽電池回路とバッテリー回路と
が並列接続されて、負荷９への電力供給が行われる。
２、３、４及び５は太陽電池モジュール１の直並列接続
切換用スイッチ、６はバッテリー、７はバッテリー電圧
を検出するための電圧センサー、８は直交変換装置、９
は負荷である。なお、太陽電池回路は、太陽電池モジュ
ール１を複数枚直列接続してブロック化し、これらの複
数ブロックを並列接続して構成されている。また、バッ
テリー回路は、バッテリー・セルを複数個直列接続して
構成されている。上記太陽電池回路とバッテリー回路と
が並列接続されて、負荷９への電力供給が行われる。
【０００４】つぎに、前述した従来例の動作を図６及び
図７を参照しながら説明する。図６は従来の電源装置の
太陽電池モジュールの出力特性を示す図、図７は従来の
電源装置のバッテリーの充放電特性を示す図である。図
６において、縦軸は太陽電池発電電力Ｗ、横軸は動作電
圧Ｖをそれぞれ示す。図７において、縦軸はバッテリー
セル電圧、横軸はバッテリー充放電時間をそれぞれ示
す。
図７を参照しながら説明する。図６は従来の電源装置の
太陽電池モジュールの出力特性を示す図、図７は従来の
電源装置のバッテリーの充放電特性を示す図である。図
６において、縦軸は太陽電池発電電力Ｗ、横軸は動作電
圧Ｖをそれぞれ示す。図７において、縦軸はバッテリー
セル電圧、横軸はバッテリー充放電時間をそれぞれ示
す。
【０００５】太陽電池モジュール１の出力特性は、図６
に示すように、動作電圧によって発電電力Ｗが変化し、
最大発電電力を取り出す電圧を最適動作電圧という。一
方、バッテリー６の充放電特性は、図７に示すように、
例えば、公称２Ｖセルのバッテリーでは、充電状態のと
きはセル電圧が２．１Ｖ〜２．３Ｖとなり充電状態が進
むほどセル電圧が高くなる。また、放電状態のときはセ
ル電圧が１．９Ｖ〜２．０Ｖとなり放電が進むほどセル
電圧が低くなる。
に示すように、動作電圧によって発電電力Ｗが変化し、
最大発電電力を取り出す電圧を最適動作電圧という。一
方、バッテリー６の充放電特性は、図７に示すように、
例えば、公称２Ｖセルのバッテリーでは、充電状態のと
きはセル電圧が２．１Ｖ〜２．３Ｖとなり充電状態が進
むほどセル電圧が高くなる。また、放電状態のときはセ
ル電圧が１．９Ｖ〜２．０Ｖとなり放電が進むほどセル
電圧が低くなる。
【０００６】太陽電池の発電電力が負荷９の消費する電
力より大きいときは、バッテリー６は充電状態となり、
図６のＡ点付近で太陽電池が動作する。太陽電池の発電
電力が負荷９の消費する電力より小さいときは、バッテ
リー６は放電状態となり、図６のＢ点付近で太陽電池が
動作する。Ｂ点付近で太陽電池が動作すると、最適動作
電圧のときより約１０％発電電力が減少することとな
る。
力より大きいときは、バッテリー６は充電状態となり、
図６のＡ点付近で太陽電池が動作する。太陽電池の発電
電力が負荷９の消費する電力より小さいときは、バッテ
リー６は放電状態となり、図６のＢ点付近で太陽電池が
動作する。Ｂ点付近で太陽電池が動作すると、最適動作
電圧のときより約１０％発電電力が減少することとな
る。
【０００７】そのため、図５に示すように、従来の電源
装置では、バッテリー６のセル電圧を計測監視するセン
サー７を備え、バッテリーセル電圧が２．１Ｖ以上、す
なわち充電状態のときは太陽電池モジュール１の直列接
続数を例えば１２直列、並列接続数を例えば１１並列と
なるようにして太陽電池の動作電圧が最適動作電圧のＡ
点付近になるようにする。
装置では、バッテリー６のセル電圧を計測監視するセン
サー７を備え、バッテリーセル電圧が２．１Ｖ以上、す
なわち充電状態のときは太陽電池モジュール１の直列接
続数を例えば１２直列、並列接続数を例えば１１並列と
なるようにして太陽電池の動作電圧が最適動作電圧のＡ
点付近になるようにする。
【０００８】また、バッテリーセル電圧が２．１Ｖ以
下、すなわち放電状態のときは太陽電池の直列接続数を
例えば１１直列、並列接続数を例えば１２並列となるよ
うに接続替えをすることによって、太陽電池の動作電圧
が最適動作電圧のＢ点付近になるように調整していた。
下、すなわち放電状態のときは太陽電池の直列接続数を
例えば１１直列、並列接続数を例えば１２並列となるよ
うに接続替えをすることによって、太陽電池の動作電圧
が最適動作電圧のＢ点付近になるように調整していた。
【０００９】しかしながら、太陽電池の最適動作電圧
は、太陽電池の動作温度によって変化し、温度が２０℃
上がると最適動作電圧は約１０％低下する。例えば、冬
季の太陽電池の動作温度２５℃の最適動作電圧が１モジ
ュール当たり２０Ｖとすると１１直列のときは２２０Ｖ
となり、バッテリー充電時のセル電圧２．１Ｖ〜２．３
Ｖに対してバッテリーセルが例えば１００直列のときの
バッテリー端子電圧は２１０Ｖ〜２３０Ｖであり、最適
動作電圧とほぼ同じになる。
は、太陽電池の動作温度によって変化し、温度が２０℃
上がると最適動作電圧は約１０％低下する。例えば、冬
季の太陽電池の動作温度２５℃の最適動作電圧が１モジ
ュール当たり２０Ｖとすると１１直列のときは２２０Ｖ
となり、バッテリー充電時のセル電圧２．１Ｖ〜２．３
Ｖに対してバッテリーセルが例えば１００直列のときの
バッテリー端子電圧は２１０Ｖ〜２３０Ｖであり、最適
動作電圧とほぼ同じになる。
【００１０】また、バッテリー放電時はセル電圧１．９
Ｖ〜２．０Ｖで１００直列のバッテリー端子電圧は１９
０Ｖ〜２００Ｖとなり、太陽電池を１０直列に減らすと
最適動作電圧は２００Ｖとなり、ほぼ最適動作電圧に近
くなる。
Ｖ〜２．０Ｖで１００直列のバッテリー端子電圧は１９
０Ｖ〜２００Ｖとなり、太陽電池を１０直列に減らすと
最適動作電圧は２００Ｖとなり、ほぼ最適動作電圧に近
くなる。
【００１１】夏季においては、太陽電池の動作温度が例
えば４５℃となると、１モジュール当たりの最適動作電
圧は１８Ｖとなり、１１直列のときは最適動作電圧は１
９８Ｖとなり、バッテリー充電時のセル電圧２．１Ｖ〜
２．３Ｖに対してバッテリーセルが１００直列のときの
バッテリー端子電圧は２１０Ｖ〜２３０Ｖであり最適動
作電圧からずれることとなる。放電時はセル電圧１．９
Ｖ〜２．０Ｖで１００直列のバッテリー端子電圧は１９
０Ｖ〜２００Ｖであり、冬季と同じく太陽電池を１０直
列に減らすと最適動作電圧は１８０Ｖとなり、さらに離
れてしまうこととなる。
えば４５℃となると、１モジュール当たりの最適動作電
圧は１８Ｖとなり、１１直列のときは最適動作電圧は１
９８Ｖとなり、バッテリー充電時のセル電圧２．１Ｖ〜
２．３Ｖに対してバッテリーセルが１００直列のときの
バッテリー端子電圧は２１０Ｖ〜２３０Ｖであり最適動
作電圧からずれることとなる。放電時はセル電圧１．９
Ｖ〜２．０Ｖで１００直列のバッテリー端子電圧は１９
０Ｖ〜２００Ｖであり、冬季と同じく太陽電池を１０直
列に減らすと最適動作電圧は１８０Ｖとなり、さらに離
れてしまうこととなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電源装置では、バッテリーセル電圧が２．１Ｖ以上（充
電状態）のときは太陽電池の直列数を増加し、バッテリ
ーセル電圧が２．１Ｖ以下（放電状態）のときには太陽
電池の直列数を減らして、太陽電池の動作電圧を最適動
作電圧に近付けるように調整していたが太陽電池の動作
温度によっては、さらに最適動作電圧から離れてしまう
という問題点があった。また、太陽電池の直列数を変え
て調整すると、１８Ｖ〜２０Ｖ単位でしか調整できない
ので最適動作電圧に近付けるのが難しく、太陽電池の最
大電力が利用されないという問題点があった。
電源装置では、バッテリーセル電圧が２．１Ｖ以上（充
電状態）のときは太陽電池の直列数を増加し、バッテリ
ーセル電圧が２．１Ｖ以下（放電状態）のときには太陽
電池の直列数を減らして、太陽電池の動作電圧を最適動
作電圧に近付けるように調整していたが太陽電池の動作
温度によっては、さらに最適動作電圧から離れてしまう
という問題点があった。また、太陽電池の直列数を変え
て調整すると、１８Ｖ〜２０Ｖ単位でしか調整できない
ので最適動作電圧に近付けるのが難しく、太陽電池の最
大電力が利用されないという問題点があった。
【００１３】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、太陽電池の動作電圧を最適動作電
圧に近付けて、太陽電池の最大電力を利用することがで
きる電源装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、太陽電池の動作電圧を最適動作電
圧に近付けて、太陽電池の最大電力を利用することがで
きる電源装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る電源装置は、次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 太陽電池の動作温度を計測する温度センサー。 〔２〕 バッテリーの端子電圧を計測する電圧センサ
ー。 〔３〕 前記計測された動作温度及び端子電圧に基づい
て前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太陽電池
の直並列数及び前記バッテリーの直列数を変える制御手
段。
る電源装置は、次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 太陽電池の動作温度を計測する温度センサー。 〔２〕 バッテリーの端子電圧を計測する電圧センサ
ー。 〔３〕 前記計測された動作温度及び端子電圧に基づい
て前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太陽電池
の直並列数及び前記バッテリーの直列数を変える制御手
段。
【００１５】この発明の請求項２に係る電源装置は、次
に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 最適動作電圧の異なるモジュールを組み合わせ
た太陽電池。 〔２〕 この太陽電池の動作温度を計測する温度センサ
ー。 〔３〕 バッテリーの端子電圧を計測する電圧センサ
ー。 〔４〕 前記計測された動作温度及び端子電圧に基づい
て前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太陽電池
のモジュールの直並列数を変える制御手段。
に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 最適動作電圧の異なるモジュールを組み合わせ
た太陽電池。 〔２〕 この太陽電池の動作温度を計測する温度センサ
ー。 〔３〕 バッテリーの端子電圧を計測する電圧センサ
ー。 〔４〕 前記計測された動作温度及び端子電圧に基づい
て前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太陽電池
のモジュールの直並列数を変える制御手段。
【００１６】
【作用】この発明の請求項１に係る電源装置において
は、温度センサーによって、太陽電池の動作温度が計測
される。また、電圧センサーによって、バッテリーの端
子電圧が計測される。そして、制御手段によって、前記
計測された動作温度及び端子電圧に基づいて前記太陽電
池の最適動作電圧が演算され、前記太陽電池の直並列数
及び前記バッテリーの直列数が変えられる。
は、温度センサーによって、太陽電池の動作温度が計測
される。また、電圧センサーによって、バッテリーの端
子電圧が計測される。そして、制御手段によって、前記
計測された動作温度及び端子電圧に基づいて前記太陽電
池の最適動作電圧が演算され、前記太陽電池の直並列数
及び前記バッテリーの直列数が変えられる。
【００１７】この発明の請求項２に係る電源装置におい
ては、温度センサーによって、最適動作電圧の異なるモ
ジュールを組み合わせた太陽電池の動作温度が計測され
る。また、電圧センサーによって、バッテリーの端子電
圧が計測される。そして、制御手段によって、前記計測
された動作温度及び端子電圧に基づいて前記太陽電池の
最適動作電圧が演算され、前記太陽電池のモジュールの
直並列数が変えられる。
ては、温度センサーによって、最適動作電圧の異なるモ
ジュールを組み合わせた太陽電池の動作温度が計測され
る。また、電圧センサーによって、バッテリーの端子電
圧が計測される。そして、制御手段によって、前記計測
された動作温度及び端子電圧に基づいて前記太陽電池の
最適動作電圧が演算され、前記太陽電池のモジュールの
直並列数が変えられる。
【００１８】
【実施例】実施例１．この発明の実施例１の構成を図１
を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施例１
を示すブロック図であり、太陽電池モジュール１〜負荷
９は上述した従来装置のものと全く同一である。なお、
各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施例１
を示すブロック図であり、太陽電池モジュール１〜負荷
９は上述した従来装置のものと全く同一である。なお、
各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１９】図１において、１０は太陽電池の動作温度
を検出するための温度センサー、１１はセンサー７及び
１０に接続されＣＰＵなどを含む制御装置、１２、１３
及び１４はバッテリーセルの直列数の切換用スイッチ、
１５は抵抗である。
を検出するための温度センサー、１１はセンサー７及び
１０に接続されＣＰＵなどを含む制御装置、１２、１３
及び１４はバッテリーセルの直列数の切換用スイッチ、
１５は抵抗である。
【００２０】ところで、請求項１に係るこの発明の制御
手段は、前述したこの発明の実施例１では制御装置１
１、スイッチ２、３、４、５、１２、１３及び１４から
構成されている。
手段は、前述したこの発明の実施例１では制御装置１
１、スイッチ２、３、４、５、１２、１３及び１４から
構成されている。
【００２１】つぎに、前述した実施例１の動作を図２を
参照しながら説明する。図２は、この発明の実施例１の
動作を示すフローチャートである。
参照しながら説明する。図２は、この発明の実施例１の
動作を示すフローチャートである。
【００２２】太陽電池の１モジュールの２５℃標準動作
温度での最適動作電圧は設計時に決まり、例えば、２０
Ｖのものを使用した場合、動作温度が４５℃となったと
きの最適動作電圧は太陽電池の種類によって決まる温度
係数から、そのときの動作温度が判れば計算によって求
められる。
温度での最適動作電圧は設計時に決まり、例えば、２０
Ｖのものを使用した場合、動作温度が４５℃となったと
きの最適動作電圧は太陽電池の種類によって決まる温度
係数から、そのときの動作温度が判れば計算によって求
められる。
【００２３】ステップ２０において、制御装置１１は、
温度センサー１０により、太陽電池モジュール１の動作
温度Ｑを入力する。例えば、Ｑ＝３５℃とする。ステッ
プ２１において、動作温度Ｑ℃における１モジュールの
最適動作電圧ＶQを計算する。以下の式１から最適動作
電圧ＶQを求める。
温度センサー１０により、太陽電池モジュール１の動作
温度Ｑを入力する。例えば、Ｑ＝３５℃とする。ステッ
プ２１において、動作温度Ｑ℃における１モジュールの
最適動作電圧ＶQを計算する。以下の式１から最適動作
電圧ＶQを求める。
【００２４】 ＶQ＝Ｖm×｛１−（Ｑ−２５）×ｋ｝ … 式１
【００２５】ここで、Ｖmは標準動作温度２５℃におけ
る最適動作電圧、ｋは温度係数である。このＶm及びｋ
は太陽電池の種類によって決まる。ここでは、例えばＶ
m＝２０Ｖ、ｋ＝０．００５とする。従って、式１にそ
れぞれを代入すると次のようになる。
る最適動作電圧、ｋは温度係数である。このＶm及びｋ
は太陽電池の種類によって決まる。ここでは、例えばＶ
m＝２０Ｖ、ｋ＝０．００５とする。従って、式１にそ
れぞれを代入すると次のようになる。
【００２６】 ＶQ＝２０×｛１−（３５−２５）×０．００５｝＝１９（Ｖ）
【００２７】ステップ２２において、電圧センサー７に
より、バッテリー６の端子電圧を入力する。例えば、バ
ッテリーセルｎ個直列時のバッテリー６の端子電圧Ｖd
が２１５Ｖの場合、ｎ＝１００とすると、１セル当たり
の電圧ＶnはＶn＝２１５／１００＝２．１５（Ｖ）とな
る。
より、バッテリー６の端子電圧を入力する。例えば、バ
ッテリーセルｎ個直列時のバッテリー６の端子電圧Ｖd
が２１５Ｖの場合、ｎ＝１００とすると、１セル当たり
の電圧ＶnはＶn＝２１５／１００＝２．１５（Ｖ）とな
る。
【００２８】ステップ２３において、太陽電池の直列数
Ｓを次の式２より計算する。 Ｓ＝Ｖd／ＶQ … 式２ すなわち、Ｓ＝２１５／１９≒１１．３となり、小数点
以下を切り捨てると、１１直列数となる。従って、１１
直列時の最適動作電圧Ｖm’は、Ｖm’＝Ｓ×ＶQ＝１１
×１９＝２０９Ｖとなる。
Ｓを次の式２より計算する。 Ｓ＝Ｖd／ＶQ … 式２ すなわち、Ｓ＝２１５／１９≒１１．３となり、小数点
以下を切り捨てると、１１直列数となる。従って、１１
直列時の最適動作電圧Ｖm’は、Ｖm’＝Ｓ×ＶQ＝１１
×１９＝２０９Ｖとなる。
【００２９】ステップ２４において、バッテリーセルの
直列数ｎ1を次の式３より計算する。 ｎ1＝Ｖm’／Ｖn … 式３ すなわち、ｎ1＝２０９／２．１５≒９７（セル）とな
る。
直列数ｎ1を次の式３より計算する。 ｎ1＝Ｖm’／Ｖn … 式３ すなわち、ｎ1＝２０９／２．１５≒９７（セル）とな
る。
【００３０】ステップ２５において、太陽電池の直列数
Ｓ＝１１、バッテリーセルの直列数ｎ1＝９７となるよ
うに、スイッチ２〜５、スイッチ１２〜１４を切り換え
る。
Ｓ＝１１、バッテリーセルの直列数ｎ1＝９７となるよ
うに、スイッチ２〜５、スイッチ１２〜１４を切り換え
る。
【００３１】他の例を説明する。太陽電池の動作温度が
３５℃の場合、１モジュールの最適動作電圧が１９Ｖと
計算されたとき、太陽電池が１２直列のときは最適動作
電圧Ｖm”＝１２×１９＝２２８Ｖとなる。一方、バッ
テリー６の端子電圧が、例えば、１００セル直列で２３
０Ｖのとき、１セル当たりの電圧は２．３Ｖであり、１
００セル直列から９９セル直列に変えたときは、バッテ
リー６の端子電圧は２２８Ｖとなり、太陽電池の１２直
列時の最適動作電圧と合わせられる。
３５℃の場合、１モジュールの最適動作電圧が１９Ｖと
計算されたとき、太陽電池が１２直列のときは最適動作
電圧Ｖm”＝１２×１９＝２２８Ｖとなる。一方、バッ
テリー６の端子電圧が、例えば、１００セル直列で２３
０Ｖのとき、１セル当たりの電圧は２．３Ｖであり、１
００セル直列から９９セル直列に変えたときは、バッテ
リー６の端子電圧は２２８Ｖとなり、太陽電池の１２直
列時の最適動作電圧と合わせられる。
【００３２】また、太陽電池の動作温度が例えば、４５
℃のとき、１モジュールの最適動作電圧は１８Ｖと計算
され、太陽電池が１１直列のときは１９８Ｖ、１２直列
のときは２１６Ｖ、１３直列のときは２３４Ｖであり、
バッテリー６の端子電圧が１００セル直列で２２０Ｖの
とき、１セル当たりの電圧は２．２Ｖであり、１００セ
ル直列から９８セル直列に変えるとバッテリー６の端子
電圧は２１６Ｖとなり、太陽電池の１２直列時の最適動
作電圧と合わせられる。
℃のとき、１モジュールの最適動作電圧は１８Ｖと計算
され、太陽電池が１１直列のときは１９８Ｖ、１２直列
のときは２１６Ｖ、１３直列のときは２３４Ｖであり、
バッテリー６の端子電圧が１００セル直列で２２０Ｖの
とき、１セル当たりの電圧は２．２Ｖであり、１００セ
ル直列から９８セル直列に変えるとバッテリー６の端子
電圧は２１６Ｖとなり、太陽電池の１２直列時の最適動
作電圧と合わせられる。
【００３３】太陽電池の直並列の接続を変える方法は、
例えば、太陽電池モジュール１が１２直列接続のとき
は、図１において、スイッチ２とスイッチ３を閉とし、
スイッチ４とスイッチ５を開とする。この状態で１１直
列に接続するのは、スイッチ２とスイッチ３を開とし、
スイッチ４とスイッチ５を閉とする。
例えば、太陽電池モジュール１が１２直列接続のとき
は、図１において、スイッチ２とスイッチ３を閉とし、
スイッチ４とスイッチ５を開とする。この状態で１１直
列に接続するのは、スイッチ２とスイッチ３を開とし、
スイッチ４とスイッチ５を閉とする。
【００３４】この時、例えば、１２直列×６５並列（太
陽電池モジュール１の合計枚数は７８０枚となる。）の
システムの場合、１１直列にすると１１直列×６０並列
と１２直列×１０並列となるが運転に支障はなく、６０
並列分が最適動作電圧に近い発電電力となり、１０並列
分は最適動作電圧よりずれた分の発電電力となる。
陽電池モジュール１の合計枚数は７８０枚となる。）の
システムの場合、１１直列にすると１１直列×６０並列
と１２直列×１０並列となるが運転に支障はなく、６０
並列分が最適動作電圧に近い発電電力となり、１０並列
分は最適動作電圧よりずれた分の発電電力となる。
【００３５】バッテリーセルの直列数を変える方法は、
１００直列から９９直列に切り換える場合を図１におい
て説明する。１００直列のときはスイッチ１２が閉、ス
イッチ１３とスイッチ１４が開である。この時、スイッ
チ１３を閉にして抵抗１５をバッテリーセルに並列に挿
入する。その後、スイッチ１２を開にした後、スイッチ
１４を閉、スイッチ１３を開にして１００直列から９９
直列に切り換える。
１００直列から９９直列に切り換える場合を図１におい
て説明する。１００直列のときはスイッチ１２が閉、ス
イッチ１３とスイッチ１４が開である。この時、スイッ
チ１３を閉にして抵抗１５をバッテリーセルに並列に挿
入する。その後、スイッチ１２を開にした後、スイッチ
１４を閉、スイッチ１３を開にして１００直列から９９
直列に切り換える。
【００３６】バッテリー６の直列回路から外したバッテ
リーセルは、他のバッテリー充電専用の太陽電池又は他
の電源によって同じ充電状態となるようにＡＨを管理し
て充電する。
リーセルは、他のバッテリー充電専用の太陽電池又は他
の電源によって同じ充電状態となるようにＡＨを管理し
て充電する。
【００３７】この発明の実施例１は、前述したように、
太陽電池モジュール１の動作温度とバッテリー６の端子
電圧から演算比較して太陽電池の直列数を変えることに
よって粗く、バッテリー６の直列数を変えることによっ
て細かく太陽電池の最適動作電圧とバッテリー６の端子
電圧とを合わせることができるので、太陽電池の発電電
力を有効に利用することができるという効果を奏する。
太陽電池モジュール１の動作温度とバッテリー６の端子
電圧から演算比較して太陽電池の直列数を変えることに
よって粗く、バッテリー６の直列数を変えることによっ
て細かく太陽電池の最適動作電圧とバッテリー６の端子
電圧とを合わせることができるので、太陽電池の発電電
力を有効に利用することができるという効果を奏する。
【００３８】すなわち、太陽電池の発電電力を最大限に
取り出すために、太陽電池モジュール１の動作温度とバ
ッテリー６の端子電圧を計測するセンサー７と１０を備
え、制御装置１１によりそれらの値から太陽電池の最適
動作電圧を演算し、太陽電池の直並列数とバッテリー６
の直列数を変えるようにした。従って、太陽電池の動作
電圧を最適動作電圧となるように調整できる。
取り出すために、太陽電池モジュール１の動作温度とバ
ッテリー６の端子電圧を計測するセンサー７と１０を備
え、制御装置１１によりそれらの値から太陽電池の最適
動作電圧を演算し、太陽電池の直並列数とバッテリー６
の直列数を変えるようにした。従って、太陽電池の動作
電圧を最適動作電圧となるように調整できる。
【００３９】実施例２．なお、前述した実施例１では、
太陽電池モジュール１の直並列数を変えることによって
粗く、バッテリーセルの直列数を変えることによって細
かく調整したが、性能の異なる太陽電池モジュールを組
み合わせることによっても同様の動作を期待できる。
太陽電池モジュール１の直並列数を変えることによって
粗く、バッテリーセルの直列数を変えることによって細
かく調整したが、性能の異なる太陽電池モジュールを組
み合わせることによっても同様の動作を期待できる。
【００４０】この発明の実施例２の構成を図３を参照し
ながら説明する。図３は、この発明の実施例２の太陽電
池を示す図である。他の構成は、実施例１と同様であ
る。
ながら説明する。図３は、この発明の実施例２の太陽電
池を示す図である。他の構成は、実施例１と同様であ
る。
【００４１】太陽電池のモジュールは、複数の太陽電池
セルを直列接続して製作されており、例えば、２５℃の
基準温度において最適動作電圧２０Ｖ（夏季の４５℃の
ときは１８Ｖ）のものと、４Ｖ（夏季の４５℃のときは
３．６Ｖ）のものを２種類製作する。２０Ｖのものは太
陽電池セルを例えば４０枚直列接続して構成し、４Ｖの
ものは８枚を直列接続することによって製作することが
できる。
セルを直列接続して製作されており、例えば、２５℃の
基準温度において最適動作電圧２０Ｖ（夏季の４５℃の
ときは１８Ｖ）のものと、４Ｖ（夏季の４５℃のときは
３．６Ｖ）のものを２種類製作する。２０Ｖのものは太
陽電池セルを例えば４０枚直列接続して構成し、４Ｖの
ものは８枚を直列接続することによって製作することが
できる。
【００４２】バッテリー６の端子電圧が最高となる、例
えば、２３４Ｖのときに、年間を通して太陽電池の直列
数が最大になるのは夏季であり、そのときの１モジュー
ル当たりの最適動作電圧は例えば１８Ｖとすると１３直
列となる。冬季になると１モジュール当たりの最適動作
電圧は２０Ｖとなり、太陽電池の直列数を減らすことに
なる。
えば、２３４Ｖのときに、年間を通して太陽電池の直列
数が最大になるのは夏季であり、そのときの１モジュー
ル当たりの最適動作電圧は例えば１８Ｖとすると１３直
列となる。冬季になると１モジュール当たりの最適動作
電圧は２０Ｖとなり、太陽電池の直列数を減らすことに
なる。
【００４３】図３に示すように、最適動作電圧が１８Ｖ
の太陽電池Ａを１２直列したものと、最適動作電圧が
３．６Ｖの太陽電池Ｂを５直列したものとで１直列回路
を構成し、これらが例えば７０並列あるとする。この直
列回路の最適動作電圧は、１２直列×１８＋５直列×
３．６＝２３４（Ｖ）となる。
の太陽電池Ａを１２直列したものと、最適動作電圧が
３．６Ｖの太陽電池Ｂを５直列したものとで１直列回路
を構成し、これらが例えば７０並列あるとする。この直
列回路の最適動作電圧は、１２直列×１８＋５直列×
３．６＝２３４（Ｖ）となる。
【００４４】実施例３．この発明の実施例３の構成を図
４を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施例
３の太陽電池を示す図である。他の構成は、実施例１と
同様である。
４を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施例
３の太陽電池を示す図である。他の構成は、実施例１と
同様である。
【００４５】最適動作電圧を２３０．４Ｖとするために
は図４に示すように、最適動作電圧が１８Ｖの太陽電池
Ａを１２直列したものと、最適動作電圧が３．６Ｖの太
陽電池Ｂを４直列したものとで１直列回路を構成したも
のが６４並列分とし、太陽電池Ｂを６４直列したものを
１並列分とする。これらは最適動作電圧２３０．４Ｖと
なる。
は図４に示すように、最適動作電圧が１８Ｖの太陽電池
Ａを１２直列したものと、最適動作電圧が３．６Ｖの太
陽電池Ｂを４直列したものとで１直列回路を構成したも
のが６４並列分とし、太陽電池Ｂを６４直列したものを
１並列分とする。これらは最適動作電圧２３０．４Ｖと
なる。
【００４６】残りの６並列分は太陽電池Ａを１２直列し
たものと、太陽電池Ｂを５直列したものとになり最適動
作電圧は２３４Ｖそのままとなる。実施例１で説明した
ように、２３０．４Ｖの直列回路群は最大発電電力とな
り、２３４Ｖの直列回路群は最適動作電圧よりずれた発
電電力となる。このように構成したとき、最適動作電圧
は３．６Ｖ（夏季）〜４Ｖ（冬季）のピッチで調整する
ことができるという効果を奏する。
たものと、太陽電池Ｂを５直列したものとになり最適動
作電圧は２３４Ｖそのままとなる。実施例１で説明した
ように、２３０．４Ｖの直列回路群は最大発電電力とな
り、２３４Ｖの直列回路群は最適動作電圧よりずれた発
電電力となる。このように構成したとき、最適動作電圧
は３．６Ｖ（夏季）〜４Ｖ（冬季）のピッチで調整する
ことができるという効果を奏する。
【００４７】
【発明の効果】この発明の請求項１に係る電源装置は、
以上説明したとおり、太陽電池の動作温度を計測する温
度センサーと、バッテリーの端子電圧を計測する電圧セ
ンサーと、前記計測された動作温度及び端子電圧に基づ
いて前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太陽電
池の直並列数及び前記バッテリーの直列数を変える制御
手段とを備えたので、太陽電池の動作電圧を最適動作電
圧に近付けて、太陽電池の最大電力を利用することがで
きるという効果を奏する。
以上説明したとおり、太陽電池の動作温度を計測する温
度センサーと、バッテリーの端子電圧を計測する電圧セ
ンサーと、前記計測された動作温度及び端子電圧に基づ
いて前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太陽電
池の直並列数及び前記バッテリーの直列数を変える制御
手段とを備えたので、太陽電池の動作電圧を最適動作電
圧に近付けて、太陽電池の最大電力を利用することがで
きるという効果を奏する。
【００４８】この発明の請求項２に係る電源装置は、以
上説明したとおり、最適動作電圧の異なるモジュールを
組み合わせた太陽電池と、この太陽電池の動作温度を計
測する温度センサーと、バッテリーの端子電圧を計測す
る電圧センサーと、前記計測された動作温度及び端子電
圧に基づいて前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前
記太陽電池のモジュールの直並列数を変える制御手段と
を備えたので、太陽電池の動作電圧を最適動作電圧に近
付けて、太陽電池の最大電力を利用することができると
いう効果を奏する。
上説明したとおり、最適動作電圧の異なるモジュールを
組み合わせた太陽電池と、この太陽電池の動作温度を計
測する温度センサーと、バッテリーの端子電圧を計測す
る電圧センサーと、前記計測された動作温度及び端子電
圧に基づいて前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前
記太陽電池のモジュールの直並列数を変える制御手段と
を備えたので、太陽電池の動作電圧を最適動作電圧に近
付けて、太陽電池の最大電力を利用することができると
いう効果を奏する。
【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例１の動作を示すフローチャー
トである。
トである。
【図３】この発明の実施例２の太陽電池の構成を示す図
である。
である。
【図４】この発明の実施例３の太陽電池の構成を示す図
である。
である。
【図５】従来の電源装置を示すブロック図である。
【図６】従来の電源装置及びこの発明の各実施例の太陽
電池モジュールの出力特性を示す図である。
電池モジュールの出力特性を示す図である。
【図７】従来の電源装置及びこの発明の各実施例のバッ
テリーの充放電特性を示す図である。
テリーの充放電特性を示す図である。
１ 太陽電池モジュール ２、３、４、５ スイッチ ６ バッテリー ７ 電圧センサー １０ 温度センサー １１ 制御装置 １２、１３、１４ スイッチ
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽電池の動作温度を計測する温度セン
サー、バッテリーの端子電圧を計測する電圧センサー、
並びに前記計測された動作温度及び端子電圧に基づいて
前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太陽電池の
直並列数及び前記バッテリーの直列数を変える制御手段
を備えたことを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】 最適動作電圧の異なるモジュールを組み
合わせた太陽電池、この太陽電池の動作温度を計測する
温度センサー、バッテリーの端子電圧を計測する電圧セ
ンサー、並びに前記計測された動作温度及び端子電圧に
基づいて前記太陽電池の最適動作電圧を演算し、前記太
陽電池のモジュールの直並列数を変える制御手段を備え
たことを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238235A JPH0583880A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238235A JPH0583880A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583880A true JPH0583880A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17027158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3238235A Pending JPH0583880A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0583880A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2023203871A1 (ja) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | 株式会社日立製作所 | 直流充電装置 |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP3238235A patent/JPH0583880A/ja active Pending
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