JPH06106012B2 - 直流電力の給電システム - Google Patents
直流電力の給電システムInfo
- Publication number
- JPH06106012B2 JPH06106012B2 JP61136802A JP13680286A JPH06106012B2 JP H06106012 B2 JPH06106012 B2 JP H06106012B2 JP 61136802 A JP61136802 A JP 61136802A JP 13680286 A JP13680286 A JP 13680286A JP H06106012 B2 JPH06106012 B2 JP H06106012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- solar cell
- load
- storage battery
- power supply
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、直流電力の給電システムにかかり、詳しくは
太陽電池の出力電力を負荷に効率よく供給することがで
きる給電システムに関する。
太陽電池の出力電力を負荷に効率よく供給することがで
きる給電システムに関する。
（従来の技術） 従来、太陽電池を電源として直流負荷に給電するシステ
ムとしては、第４図に示すものが知られている。すなわ
ち、図においてSCは太陽電池、BTは蓄電池、11は降圧チ
ョッパ等の直流／直流変換装置（以下、必要に応じて単
にチョッパという）、12は負荷であり、晴天の日中時に
は太陽電池SCからチョッパ11を介して負荷12および蓄電
池BTに、小日射時には太陽電池SCおよび蓄電池BTの双方
から負荷12に、また、夜間時には蓄電池BTのみから負荷
12にそれぞれ直流電力が供給される。なお、チョッパ11
は太陽電池SCの出力電圧が常に最適動作電圧となるよう
に動作する。
ムとしては、第４図に示すものが知られている。すなわ
ち、図においてSCは太陽電池、BTは蓄電池、11は降圧チ
ョッパ等の直流／直流変換装置（以下、必要に応じて単
にチョッパという）、12は負荷であり、晴天の日中時に
は太陽電池SCからチョッパ11を介して負荷12および蓄電
池BTに、小日射時には太陽電池SCおよび蓄電池BTの双方
から負荷12に、また、夜間時には蓄電池BTのみから負荷
12にそれぞれ直流電力が供給される。なお、チョッパ11
は太陽電池SCの出力電圧が常に最適動作電圧となるよう
に動作する。
ここで、太陽電池SCは、周知のように光照射量および光
起電素子の温度変化によって出力特性が異なっており、
例えば光照射量をパラメータとした場合に第５図に示す
ような出力特性を示す。この第５図において、電流−電
圧特性は実線、電力−電圧特性は破線にて表わされ、光
照射量が増大するに従って取り出し得る電流Idおよび電
力Pdが増大する。また、出力電力には光照射量に応じて
最大出力電力点Pm1，Pm2，Pm3…が存在しており、これ
らの点を結ぶ最大電力曲線が存在する。従って、直流／
直流変換装置11により、太陽電池SCの出力電圧Vdを、光
照射量が大のときの最大出力電力点Pm1にほぼ対応する
値（例えばVop）に固定することにより、常にほぼ最大
の出力を得ることができる。
起電素子の温度変化によって出力特性が異なっており、
例えば光照射量をパラメータとした場合に第５図に示す
ような出力特性を示す。この第５図において、電流−電
圧特性は実線、電力−電圧特性は破線にて表わされ、光
照射量が増大するに従って取り出し得る電流Idおよび電
力Pdが増大する。また、出力電力には光照射量に応じて
最大出力電力点Pm1，Pm2，Pm3…が存在しており、これ
らの点を結ぶ最大電力曲線が存在する。従って、直流／
直流変換装置11により、太陽電池SCの出力電圧Vdを、光
照射量が大のときの最大出力電力点Pm1にほぼ対応する
値（例えばVop）に固定することにより、常にほぼ最大
の出力を得ることができる。
（発明が解決しようとする問題点） しかるに、この従来の給電システムにおいては、太陽電
池SCの出力が常にチョッパ11を経由して負荷12および蓄
電池BTに供給されるため、太陽電池SCの出力電力に比例
した電力がチョッパ11における損失となり、給電効率が
悪いという問題があった。
池SCの出力が常にチョッパ11を経由して負荷12および蓄
電池BTに供給されるため、太陽電池SCの出力電力に比例
した電力がチョッパ11における損失となり、給電効率が
悪いという問題があった。
すなわち、仮りに太陽電池SCの出力電力をAkw,負荷12の
消費電力をBkw,蓄電池BTへの充電電力をCkw,チョッパ11
における損失電力をDkwとすると、以下の関係式が成立
する。
消費電力をBkw,蓄電池BTへの充電電力をCkw,チョッパ11
における損失電力をDkwとすると、以下の関係式が成立
する。
Ａ−Ｄ＝Ｂ＋Ｃ ここでチョッパ11の変換効率を約90％とすると、 Ｄ＝Ａ×（１−0.9）＝0.1A となり、太陽電池SCの出力電力のうちの10％が損失とな
ってしまう。
ってしまう。
本発明は上記の問題点を解決するべく提案されたもの
で、その目的とするところは、太陽電池の出力電力と負
荷消費電力との大小関係に応じて給電回路を切り替える
ことにより、チョッパ等の直流／直流変換装置での損失
を低減して給電効率を高め、太陽電池の有効利用を可能
にした構成簡単な直流電力の給電システムを提供するこ
とにある。
で、その目的とするところは、太陽電池の出力電力と負
荷消費電力との大小関係に応じて給電回路を切り替える
ことにより、チョッパ等の直流／直流変換装置での損失
を低減して給電効率を高め、太陽電池の有効利用を可能
にした構成簡単な直流電力の給電システムを提供するこ
とにある。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、太陽電池と、この
太陽電池から降圧チョッパ等の直流／直流変換装置を介
して充電される蓄電池との何れか一方または双方にて負
荷に直流電力を供給する給電システムにおいて、太陽電
池の出力電力が負荷の消費電力よりも大きい時には、太
陽電池から負荷に直接給電すると共に太陽電池にて蓄電
池を充電する。
太陽電池から降圧チョッパ等の直流／直流変換装置を介
して充電される蓄電池との何れか一方または双方にて負
荷に直流電力を供給する給電システムにおいて、太陽電
池の出力電力が負荷の消費電力よりも大きい時には、太
陽電池から負荷に直接給電すると共に太陽電池にて蓄電
池を充電する。
また、太陽電池の出力電力が負荷の消費電力以下の時に
は、蓄電池の出力電力を直流／直流変換装置を介して負
荷に給電し、同時に蓄電池の出力電力を負荷に給電する
ことを特徴とする。
は、蓄電池の出力電力を直流／直流変換装置を介して負
荷に給電し、同時に蓄電池の出力電力を負荷に給電する
ことを特徴とする。
（作用） 本発明では、予め構成された給電システム内に、接点の
開閉によって２つの給電回路が選択的に形成される。こ
れらの給電回路は、太陽電池の出力電力と負荷の消費電
力との大小関係により切り替えられるが、かかる大小関
係は給電システム内の蓄電池の充放電々流の存在によっ
て検出される。
開閉によって２つの給電回路が選択的に形成される。こ
れらの給電回路は、太陽電池の出力電力と負荷の消費電
力との大小関係により切り替えられるが、かかる大小関
係は給電システム内の蓄電池の充放電々流の存在によっ
て検出される。
すなわち、蓄電池への充電電流が存在する場合には、こ
の充電電流は太陽電池の余剰電力によるもので太陽電池
の出力電力が負荷の消費電力よりも大きいため、点線の
切り替えにより、太陽電池から直流／直流変換装置を介
することなく負荷に直接給電して直流／直流変換装置に
よる損失を低減する。
の充電電流は太陽電池の余剰電力によるもので太陽電池
の出力電力が負荷の消費電力よりも大きいため、点線の
切り替えにより、太陽電池から直流／直流変換装置を介
することなく負荷に直接給電して直流／直流変換装置に
よる損失を低減する。
逆に、蓄電池からの放電電流が存在する場合には太陽電
池の出力電力が負荷の消費電力よりも小さいため、接点
を切り替え、従来と同様に太陽電池の出力電力を直流／
直流変換装置を介して最適動作電圧の近傍で負荷に給電
し、同時に蓄電池の電力を負荷に給電するものである。
池の出力電力が負荷の消費電力よりも小さいため、接点
を切り替え、従来と同様に太陽電池の出力電力を直流／
直流変換装置を介して最適動作電圧の近傍で負荷に給電
し、同時に蓄電池の電力を負荷に給電するものである。
（実施例） 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。第１図
において、SCは太陽電池、BTは蓄電池であり、これらの
間には直流／直流変換装置（以下、単にチョッパとい
う）１が接続されている。また、太陽電池SCには接点MC
1を介して負荷２が接続されていると共に、蓄電池BTと
負荷２との間には、別の接点MC2および過充電防止用の
ダイオードD1からなる並列回路が接続されている。
において、SCは太陽電池、BTは蓄電池であり、これらの
間には直流／直流変換装置（以下、単にチョッパとい
う）１が接続されている。また、太陽電池SCには接点MC
1を介して負荷２が接続されていると共に、蓄電池BTと
負荷２との間には、別の接点MC2および過充電防止用の
ダイオードD1からなる並列回路が接続されている。
この給電システムでは、接点MC1，MC2の切り替えによっ
て第２図および第３図の給電回路を実現することができ
る。つまり、第２図は接点MC1がON,接点MC2がOFFの場
合、第３図は接点MC1がOFF,接点MC2がONの場合である。
このうち、第２図の回路は太陽電池SCの出力電力Ａが負
荷２の消費電力Ｂよりも大きい場合（Ａ＞B:日中時，光
照射量大，負荷小の場合）に適用され、また、第３図の
回路は上記出力電力Ａが消費電力Ｂよりも小さいかある
いは両者が等しい場合（Ａ≦B:夜間時，光照射量小，負
荷大の場合）に適用されるものとする。
て第２図および第３図の給電回路を実現することができ
る。つまり、第２図は接点MC1がON,接点MC2がOFFの場
合、第３図は接点MC1がOFF,接点MC2がONの場合である。
このうち、第２図の回路は太陽電池SCの出力電力Ａが負
荷２の消費電力Ｂよりも大きい場合（Ａ＞B:日中時，光
照射量大，負荷小の場合）に適用され、また、第３図の
回路は上記出力電力Ａが消費電力Ｂよりも小さいかある
いは両者が等しい場合（Ａ≦B:夜間時，光照射量小，負
荷大の場合）に適用されるものとする。
以上のような構成において、いま太陽電池SCの出力電力
Ａ＝100kw,負荷２の消費電力Ｂ＝80kwとした場合のチョ
ッパ１の損失電力Ｄおよび蓄電池BTの充電電力Ｃを従来
例（第４図）と共に試算し、その結果を表１に示す。な
お、本発明については上述した原理により第２図の給電
回路が適用され、また、チョッパ１の変換効率は90％と
した。
Ａ＝100kw,負荷２の消費電力Ｂ＝80kwとした場合のチョ
ッパ１の損失電力Ｄおよび蓄電池BTの充電電力Ｃを従来
例（第４図）と共に試算し、その結果を表１に示す。な
お、本発明については上述した原理により第２図の給電
回路が適用され、また、チョッパ１の変換効率は90％と
した。
この表から明らかなように、本発明ではチョッパ１の損
失電力Ｄが従来例よりも8kwも少なく、その分、充電電
力Ｃが増加している。損失電力Ｄのみを比較すれば、一
般には（Ａ×（１−0.9）−｛（Ａ−Ｂ）×（１−0.
9）｝＝0.1Bとなり、従来例に比べて負荷２の消費電力
Ｂの10％分、損失電力Ｄが少なくなる。
失電力Ｄが従来例よりも8kwも少なく、その分、充電電
力Ｃが増加している。損失電力Ｄのみを比較すれば、一
般には（Ａ×（１−0.9）−｛（Ａ−Ｂ）×（１−0.
9）｝＝0.1Bとなり、従来例に比べて負荷２の消費電力
Ｂの10％分、損失電力Ｄが少なくなる。
この結果は、Ａ＞Ｂである時に、その大部分をチョッパ
１を介さずに負荷２に直接供給したことによるものであ
り、本発明によって損失を大幅に低減できることが確認
された。また、Ａ≦Ｂの時にはチョッパ１への入力電力
が比較的小さいから、第３図の回路によりチョッパ１を
介して負荷２に給電することとしても、損失は本来的に
少ないものである。
１を介さずに負荷２に直接供給したことによるものであ
り、本発明によって損失を大幅に低減できることが確認
された。また、Ａ≦Ｂの時にはチョッパ１への入力電力
が比較的小さいから、第３図の回路によりチョッパ１を
介して負荷２に給電することとしても、損失は本来的に
少ないものである。
なお、給電回路の切り替えのタイミングは第２図および
第３図における蓄電池BTの放電電流Ibおよび充電電流Is
をそれぞれ検出して決定すればよい。つまり、第２図の
回路（Ａ＞Ｂであるべき状態）において放電電流Ibが流
れることはＡ≦Ｂの状態を意味するから、これを検出し
て第３図の回路に切り替える。この場合に第２図の回路
のままにしておくと、太陽電池SCの出力電圧は第５図の
Vopから蓄電池BTの端子電圧Vbtに低下してしまい、出力
効率が大幅に低下してしまうためである。
第３図における蓄電池BTの放電電流Ibおよび充電電流Is
をそれぞれ検出して決定すればよい。つまり、第２図の
回路（Ａ＞Ｂであるべき状態）において放電電流Ibが流
れることはＡ≦Ｂの状態を意味するから、これを検出し
て第３図の回路に切り替える。この場合に第２図の回路
のままにしておくと、太陽電池SCの出力電圧は第５図の
Vopから蓄電池BTの端子電圧Vbtに低下してしまい、出力
効率が大幅に低下してしまうためである。
また、第３図の回路（Ａ≦Ｂであるべき状態）において
充電電流Isが流れることはＡ＞Ｂの状態を意味するか
ら、これを検出して第２図の回路に切り替える。これに
より、チョッパ１での損失増加を防ぐことができる。
充電電流Isが流れることはＡ＞Ｂの状態を意味するか
ら、これを検出して第２図の回路に切り替える。これに
より、チョッパ１での損失増加を防ぐことができる。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、太陽電池の出力
電力が負荷の消費電力よりも大きい時には直流／直流変
換装置を介さずに負荷に給電するようにしたため、直流
／直流変換装置での損失を低減して給電効率を向上さ
せ、太陽電池の有効利用を図ることができる。
電力が負荷の消費電力よりも大きい時には直流／直流変
換装置を介さずに負荷に給電するようにしたため、直流
／直流変換装置での損失を低減して給電効率を向上さ
せ、太陽電池の有効利用を図ることができる。
また、極めて簡単な構成であるから、低コストにて実現
することができる。
することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す給電システムの構成
図、第２図および第３図は第１図の給電システムに基づ
く給電回路の構成図、第４図は従来例を示す構成図、第
５図は光照射量をパラメータとした太陽電池の出力特性
図である。 １…直流／直流変換装置、２…負荷 SC…太陽電池、BT…蓄電池 MC1，MC2…接点、D1…ダイオード
図、第２図および第３図は第１図の給電システムに基づ
く給電回路の構成図、第４図は従来例を示す構成図、第
５図は光照射量をパラメータとした太陽電池の出力特性
図である。 １…直流／直流変換装置、２…負荷 SC…太陽電池、BT…蓄電池 MC1，MC2…接点、D1…ダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】太陽電池と、この太陽電池から直流／直流
変換装置を介して充電される蓄電池との何れか一方また
は双方にて負荷に直流電力を供給する給電システムにお
いて、 太陽電池の出力電力が負荷の消費電力よりも大きい時に
は、太陽電池から負荷に直接給電すると共に蓄電池を充
電し、太陽電池の出力電力が負荷の消費電力以下の時に
は、蓄電池と、前記直流／直流変換装置を介した太陽電
池とから負荷に給電することを特徴とした直流電力の給
電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136802A JPH06106012B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 直流電力の給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136802A JPH06106012B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 直流電力の給電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62293942A JPS62293942A (ja) | 1987-12-21 |
| JPH06106012B2 true JPH06106012B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=15183857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136802A Expired - Lifetime JPH06106012B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 直流電力の給電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06106012B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000102192A (ja) * | 1998-09-24 | 2000-04-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 独立型太陽光発電システム |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213431A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-06 | 宇宙開発事業団 | 人工衛星の電源装置 |
| JP5541982B2 (ja) * | 2010-06-28 | 2014-07-09 | シャープ株式会社 | 直流配電システム |
-
1986
- 1986-06-11 JP JP61136802A patent/JPH06106012B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000102192A (ja) * | 1998-09-24 | 2000-04-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 独立型太陽光発電システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62293942A (ja) | 1987-12-21 |
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