JPH06307733A - 空調機 - Google Patents

空調機

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JPH06307733A
JPH06307733A JP5094071A JP9407193A JPH06307733A JP H06307733 A JPH06307733 A JP H06307733A JP 5094071 A JP5094071 A JP 5094071A JP 9407193 A JP9407193 A JP 9407193A JP H06307733 A JPH06307733 A JP H06307733A
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JP
Japan
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solar cell
smoothing capacitor
output
solar battery
current
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Pending
Application number
JP5094071A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuaki Aoki
和昭 青木
Makoto Ishii
誠 石井
Toru Kitayama
亨 北山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06307733A publication Critical patent/JPH06307733A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

(57)【要約】 【目的】直流電源回路において発生する直流電圧のリッ
プルによって、太陽電池の電流が断続的になり太陽電池
の稼動率を低下させる現象を防止し、太陽電池の稼動率
を向上させること。 【構成】直流電源回路の平滑コンデンサと太陽電池間に
リップル電流低減リアクタを設け、直流電源回路出力の
リップル電圧によって生じる太陽電池の出力電流のリッ
プルを低減する。 【効果】太陽電池の出力電流を連続的に流すことが可能
になるので太陽電池の稼動率を向上させる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽エネルギーを利用
する空調装置において、特に太陽電池からの電気出力を
効率良く利用するための空調機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の太陽電池電気出力を利用した空調
機は、電力供給源として商用電源と太陽電池を持ち、商
用電源を整流回路にて整流し得られた商用電源整流電圧
を平滑コンデンサに印加し、また前記太陽電池の電気出
力を、逆流防止ダイオードを通して平滑コンデンサに接
続した直流電源回路を備え、平滑コンデンサの出力によ
り空調機に電流を供給していた。また、商用電源と切り
換えスイッチを設け、太陽電池出力電圧を検出し、太陽
電池からの電流が不足する場合は、商用電源に切り換え
るようにしていた。太陽電池から得られる電力と、商用
電源を併用して運転する空調機の技術としては、特開昭
61−143667号公報に開示されたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記における従来の技
術は、太陽光が十分に得られ太陽電池の容量が十分に得
られる時は、太陽電池により空調機を運転し、太陽光が
十分に得られない時には、予め備えられていた切換器に
よって商用電源に切り換えるようにしたものである。太
陽電池の容量が空調器が必要とする容量より少ない場合
は、常時商用電源によって運転され、太陽電池の稼動率
が低下する問題があった。また、切換器を除去して、太
陽電池の電気出力を逆流防止ダイオードを通して、商用
電源を整流回路にて整流し得られた商用電源整流電圧を
印加する平滑コンデンサに接続し、前記平滑コンデンサ
の出力をインバータ回路に入力した場合において、圧縮
機の負荷状態により発生する平滑コンデンサ出力電圧の
リップルが、太陽電池から圧縮機に供給する電流を変動
させ、太陽電池の稼動率を低下させる点について何ら配
慮されていなかった。
【0004】本発明の目的は、平滑コンデンサ出力電圧
のリップルが太陽電池から圧縮機に供給する電流を変動
させて、太陽電池の稼動率を低下させる現象を防止し、
太陽電池の稼動率を向上させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】商用電源のみで
圧縮機を駆動した時、商用電源を整流して得えられる平
滑コンデンサ電圧は、商用電源の周波数に同期し、圧縮
機の負荷状態が大きくなるに従い、上下限電圧間の差が
大きくなるリップル電圧を発生する。また、前記回路の
平滑コンデンサに逆流防止ダイオードを通して太陽電池
を接続した回路構成において、太陽電池出力電圧が前記
商用電源のみで圧縮機を駆動した時に生じる平滑コンデ
ンサのリップル電圧の上下限の電圧間にある時、太陽電
池出力電流は、太陽電池出力電圧が商用電源のみで圧縮
機を駆動した時に生じる平滑コンデンサのリップル電圧
より高い時にのみ流れる特徴を持つ断続的なリップル電
流となる。本発明では、直流電源回路の平滑コンデンサ
と太陽電池間にリップル電流低減リアクタを設けた。こ
れによって、リップル電流低減リアクタを取り付ける前
に太陽電池から断続的に流れていたリップル電流は、リ
ップル電流低減リアクタを取り付けることによって、連
続的な平滑化された電流となり、リップル電流は低減さ
れる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0007】図1は本発明の一実施例を示す制御構成図
である。図1において、利用電力系統として、商用電源
2と太陽電池1を持ち、太陽電池1の電気出力を逆流防
止ダイオード6を通して、商用電源2を整流回路4にて
整流し得られた商用電源整流電圧を印加する平滑コンデ
ンサ5に接続した電源回路を備え、インバータ回路9に
よって圧縮機10を駆動する構成である。
【0008】本発明の構成では、太陽電池1の出力電圧
が商用電源2のみで圧縮機10を駆動した時の平滑コン
デンサ5の電圧より高い時、太陽電池1からリップル電
流低減リアクタ7と逆流防止ダイオード6を通して平滑
コンデンサ5に電流が流れる。空調機が必要とする負荷
電力は、インバータ回路9によって平滑コンデンサ5か
ら圧縮機10に供給される。太陽電池1から供給される
電力が空調機が必要とする負荷電力より少ない時、不足
した電力は商用電源2から供給される。また、夜間等の
太陽光が得られない時、または、昼間でも太陽の日射量
が十分に得られない時、空調機の必要とする負荷電流
は、前記同様商用電源2より供給される。
【0009】本発明によれば、太陽電池1と商用電源2
の2つの電源は、それらの電源を切り換える切換器等を
必要とせずに、太陽の日射量と空調機の必要とする負荷
電力によって、簡単な回路構成で自動的に前記2つの電
源の電力を適当に配分できる効果がある。また、空調機
が必要とする負荷電力よりも少ない発電電力しか持たな
い容量の太陽電池1を接続する場合でも、商用電源2の
みで圧縮機10を駆動した時の平滑コンデンサ5の電圧
よりも太陽電池1の電圧を高く設計しておけば、太陽電
池1から優先的に電力を供給でき、太陽電池1の稼動率
を効率良く利用できる効果がある。
【0010】尚、図1の回路構成は、太陽電池1からリ
ップル電流低減リアクタ7と逆流防止ダイオード6を通
して平滑コンデンサ5に電流が流れるようになっている
が、逆流防止ダイオード6とリップル低減リアクタ7の
接続位置が逆の回路構成の場合においても、上記本発明
と同様のことが言える。
【0011】図2は、本発明の一実施例を示す保護回路
図である。図2において還流ダイオード8が接続されて
いない時には、太陽の日射量が高く太陽電池1からリッ
プル電流低減リアクタ7を通じて大きな電流が流れてい
る状態で、雲等が太陽電池1を横切って、太陽電池1の
出力電圧が急激に低下した場合、リップル電流低減リア
クタ7の持つ誘導成分により過大な電圧が生じ太陽電池
1の極性とは、逆の極性電圧が太陽電池1に印加され、
発電電圧が低下した太陽電池1内に電流が流入し、太陽
電池1を構成する素子は劣化する。
【0012】本発明では、前記太陽電池1の劣化防止の
目的で、リップル電流低減リアクタ7に蓄えられたエネ
ルギーを還流電流の形で放出できるように還流ダイオー
ド8を設け、還流ダイオード8の一方に端子をリップル
電流低減リアクタ7と太陽電池1間に接続し、また還流
ダイオード8の他の一方を太陽電池1の他方に接続し、
かつ太陽電池1の出力電圧が、高い電圧からほぼ0Vま
で低下した時、リップル電流低減リアクタ7に流れてい
た電流が還流ダイオード8を通して還流する方向に、還
流ダイオード8のアノード端子、カソード端子を接続し
た回路を設けた。
【0013】本発明は、太陽電池1の素子に流れる過大
電流は還流ダイオード8を通して流れるので、太陽電池
1の劣化を防止する効果がある。
【0014】尚、図2の回路構成は、図1の商用電源1
を整流回路4において整流し得られた商用電源整流電圧
を印加する平滑コンデンサ5を直流電源11とし、太陽
電池1と還流ダイオード8の間に逆流防止ダイオード6
が接続され、リップル電流低減リアクタ7と還流ダイオ
ード8と直流電源11において、1つの閉回路が構成さ
れているが、逆流防止ダイオード6を前記閉回路中のリ
ップル電流低減リアクタ7と直列接続した回路構成の場
合においても、上記本発明と同様のことが言える。
【0015】図3は本発明の一実施例を示す動作図であ
る。(a)は商用電源2を整流回路3によって整流され
た電圧Vsと商用電源2のみで圧縮機10を駆動した時
の平滑コンデンサ5の電圧Vdを、Vdに対して圧縮機
10の負荷状態により太陽電池1の出力電圧VaがA;
高い場合、B;Vdのリップル電圧の範囲内にある場
合、C;低い場合の各々の動作状態があることを示して
いる。次にA,B,Cの各々の場合について説明する。
(b)はAの状態の時の太陽電池1の出力電流Iaと商
用電源2の入力電流Isとの関係を示している。状態A
は、太陽電池1の出力電圧Vaが平滑コンデンサ5の電
圧Vdより高い場合であって、太陽電池1の出力電流I
aは、ほぼ直流として、(b)のIaのように流れる。
その時、商用電源2の入力電流Isは、ほとんど流れな
い。これに対して(c)はCの状態の時、即ち太陽電池
1の出力電圧Vaが、平滑コンデンサの電圧Vdより低
い場合の、太陽電池1の出力電流Iaと商用電源2の入
力電流Isとの関係を示している。この場合、太陽電池
1の出力電圧Vaが、平滑コンデンサの電圧Vdより低
いため商用電源2の入力電流Isが流れ、太陽電池1の
出力電流Iaは流れない。ところが、(d)に示すよう
に、太陽電池1の出力電圧Vaが、平滑コンデンサ5の
電圧Vdのリップルの上下限の電圧間にある場合、太陽
電池1の出力電流Iaは断続的に流れ、太陽電池1が発
電しない領域が発生して太陽電池1の稼動率が低下す
る。
【0016】本発明は、太陽電池1の出力電流Iaをリ
ップル電流低減リアクタ7と、逆流防止ダイオード6を
通して平滑コンデンサ5に流れるように回路を構成し
た。これによって、(d)に示すように断続して流れる
太陽電池1の出力電流Iaは、(e)に示すように連続
して流れるようになる。
【0017】本発明によれば、リップル電流低減リアク
タ7を取り付ける前に太陽電池1から断続的に流れてい
た太陽電池1の出力電流Iaは、リップル電流低減リア
クタ7を取り付けることによって連続的に流れるので、
電流が流れていなかった時間も、太陽電池1から電流を
取り出すことが可能となり、太陽電池1の稼動率は向上
する効果がある。また、インバータ回路9のスイッチン
グによって生じるスイッチング周波数の電流は、リップ
ル電流低減リアクタ7によって阻止され、高調波の電流
が太陽電池1に流れることはなく、高調波電流による太
陽電池1の素子に加わるストレスが少なくなり、素子劣
化を防止する効果があるばかりでなく、高調波電流が、
太陽電池1までの比較的長い電線上を流れることがない
ので、放射ノイズを防止する効果もある。
【0018】以上、本説明を太陽電池1と商用電源2で
供給する電力をインバータ回路9を用いて電力変換する
空調機について説明したが、空調機に限らず、圧縮機1
1以外の負荷が接続されるような装置でも実施すること
が出来る。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、直流電源回路の平滑コ
ンデンサと太陽電池との間にリップル電流低減リアクタ
を設けて、太陽電池の電流を連続的に流すことが可能に
なるので、太陽電池の稼動率を向上させる効果がある。
また、太陽電池劣化防止として、リップル電流低減リア
クタに蓄えられたエネルギーを還流電流の形で放出でき
るように還流ダイオードを用い、前記還流ダイオードと
リップル電流低減リアクタを直列接続し、かつ前記回路
を直流電源回路の平滑コンデンサの負極側に還流ダイオ
ードのアノード側を接続して1つの閉回路を設けて、太
陽電池の出力電圧の急変時に、太陽電池に加わるストレ
スを防ぎ、素子の劣化を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す制御構成図である。
【図2】本発明の一実施例を示す保護回路動作図であ
る。
【図3】本発明の一実施例を示す動作図である。
【符号の説明】
1…太陽電池、 2…商用電源、 3…力率改善フィルタ、 4…整流回路、 5…平滑コンデンサ、 6…逆流防止ダイオード、 7…リップル電流低減リアクタ、 8…還流ダイオード、 9…インバータ回路、 10…圧縮機、 11…直流電源、 12…負荷。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷媒と冷媒を圧縮する圧縮機、室外熱交換
    器、室内熱交換器、断熱膨張配管で構成されており、電
    力供給源として商用電源と太陽電池を持ち、商用電源を
    整流回路にて整流し得られた商用電源整流電圧を平滑コ
    ンデンサに印加し、また前記太陽電池の電気出力を、逆
    流防止ダイオードを通して前記平滑コンデンサに接続し
    た直流電源回路を備え、前記平滑コンデンサの出力をイ
    ンバータ回路に入力し、前記インバータ回路の出力によ
    り圧縮機を駆動するようにした空調機において、平滑コ
    ンデンサと太陽電池の出力端子間にリアクタを接続した
    ことを特徴とする空調機。
  2. 【請求項2】請求項1の空調機において、ダイオードの
    一方の端子を前記リアクタと太陽電池間に接続し、また
    ダイオードの他の一方を太陽電池の他方に接続し、かつ
    太陽電池の出力電圧が、高い電圧からほぼ0V付近まで
    低下した時リアクタに流れていた電流がダイオードを還
    流する方向にダイオードのアノード側、カソード側を接
    続したことを特徴とする空調機。
JP5094071A 1993-04-21 1993-04-21 空調機 Pending JPH06307733A (ja)

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