JPH085124A

JPH085124A - 太陽電池を備えたルームエアコンシステム

Info

Publication number: JPH085124A
Application number: JP6134479A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Arakawa; 展昭荒川; Junichi Takagi; 純一高木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】太陽電池のエネルギーを有効に利用しつつ、
複数のルームエアコンを駆動する。【構成】対応電池９の発生電力は、最適有効電力分配
装置１４を介し、電力分配ユニット１５により、各ルー
ムエアコン１６〜１９に分配される。電力分配ユニット
１５は各ルームエアコン１６〜１９の運転中のものの全
負荷電流値ＩＬを検出する。最適有効電力制御装置１４
はこの全負荷電流値ＩＬと太陽電池９の出力電流Ｉとを
比較し、ＩＬ≦Ｉのとき、太陽電池９の出力電流Ｉが全
負荷電流値ＩＬと等しくなるように、太陽電池９の発生
電力を制御する。ＩＬ＞Ｉのときには、最適有効電力制
御装置１４は太陽電池９の発生電力が最大となるように
制御する。このとき、各ルームエアコンでは、太陽電池
９からの電力だけでは不足するので、その不足分を商用
電源１からの電力で補充する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータを用いた複
数個のルームエアコンからなるシステムに係り、特に、
商用電源と太陽電池を併用したルームエアコンシステム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽電池により太陽エネルギーを
電力に変換して利用するシステムが実用化されてきてい
る。太陽電池は、クリーンエネルギー源として、最近特
に注目を集めているが、太陽光の照度に応じて発電能力
が変化することや電流形の電池であるため、過負荷状態
では発電電力が低下するという問題があり、使い方が重
要な課題の１つとなっている。

【０００３】しかし、電力需要の増加傾向などの背景か
ら、特に、消費電力量の多いルームエアコンなどの補助
電源として応用する検討が盛になってきており、例え
ば、実開平３ー３０２１号公報に、図１１に示すような
回路構成のものなどが提案されている。

【０００４】図１１において、商用電源１からの交流電
力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３で直流電力に変換されて
インバータ４に供給され、このインバータ４によって圧
縮機モータ２が駆動される。

【０００５】かかる従来の構成のルームエアコンにおい
て、ＡＣ／ＤＣコンバータ３と６個のパワートランジス
タからなるインバータ部４との接続点に逆流防止用ダイ
オード６を介して太陽電池５を接続することにより、商
用電源入力１を補助するものである。これによると、イ
ンバータルームエアコンと太陽電池５を逆流防止用ダイ
オード６を介して接続していることから、太陽電池５が
商用電源１の負荷になることがなく、また、太陽電池５
の出力は商用電源側１に逆流することもない。

【０００６】しかし、かかる構成では、太陽電池５のエ
ネルギーを効率よく電力に変換して取り出すための制御
が行われていない。これを図１２に太陽電池のＶ（電
圧）−Ｉ（電流）特性を示す図１２により説明する。

【０００７】太陽電池は、一般に、図１２に示すよう
に、電流が一定の定電流動作領域と電圧がほぼ一定の定
電圧動作領域を有しており、照度に応じて最大電流（定
電流動作域の電流値）が変化する。一方、インバータル
ームエアコンでは、一般に、電圧駆動形のインバータが
使用されており、このため、インバータルームエアコン
に太陽電池を使用する場合には、低電圧動作領域で使用
しなければならない。

【０００８】図１２には、また、インバータルームエア
コンの負荷線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが示されている。インバー
タルームエアコンの負荷は外気温度や室内外ファンの風
量によって大きく変化するために、その負荷線もＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄのように変化する。いま、太陽電池のＶ−Ｉ
特性が「晴れ」のときのものとし、インバータエアコン
の負荷が負荷線Ｂで示されるものとすると、このときの
太陽電池の電圧，電流は夫々Ｖ₁，Ｉ₁である。かかる太
陽電池のＶ−Ｉ特性でインバータエアコンの負荷が負荷
線Ａと負荷線Ｄとの間で変化すれば、電圧Ｖはほぼ一定
であり、インバータエアコンを安定に運転することがで
きる。

【０００９】しかしながら、例えば太陽電池のＶ−Ｉ特
性が「うす曇り」のときのものであって、インバータエ
アコンの負荷が負荷線Ｂのときの負荷よりも大きくなっ
た場合には、太陽電池の電圧Ｖを一定とすることができ
ない。例えば、インバータエアコンの負荷が負荷線Ｂの
ときのものとなったとすると、このときの太陽電池の電
圧は負荷線Ｂのときの電圧Ｖよりも大きく低下すること
になる。このため、インバータエアコンを安定に運転す
ることができなくなる。このように太陽電池の電圧Ｖを
ほぼ一定に保てる負荷範囲の内の最大負荷に対する負荷
線を臨界負荷線といい、この臨界負荷線は太陽電池のＶ
−Ｉ特性曲線とそのニーポイントで交差する。図１２に
おいては、負荷線Ａが「晴れ」のときの臨界負荷線であ
り、負荷線Ｂが「うす曇り」のときの臨界負荷線であ
り、負荷線Ｃが「曇り」のときの臨界負荷線である。

【００１０】太陽電池単独でインバータエアコンを運転
する場合には、インバータエアコンの負荷が大きく変化
して臨界負荷線を越えた負荷ともなり得るので、安定し
た駆動を行なうことは困難である。

【００１１】以上のように、電圧駆動形インバータを備
えたインバータエアコンに太陽電池を使用する場合に
は、電圧駆動形インバータを安定運転するために、太陽
光の照度の変化にかかわらず、臨界負荷線以下の負荷状
態で、言い替えれば、太陽電池を定電圧動作領域で使用
しなければならない。臨界負荷線以上の負荷となると、
電圧が急降下してしまい、圧縮機は即座に停止してしま
う。

【００１２】そこで、商用電源を太陽電池に並列に接続
し、インバータエアコンが臨界負荷線以上の負荷状態と
なると、商用電源によって供給電力の増強を図ってい
る。しかし、臨界負荷線以下の負荷状態でも、太陽電池
を効率良く使用することが望ましく、このためには、太
陽電池のエネルギーを最大の状態として使用することが
必要であり、従って、太陽光の照度に応じた太陽電池の
Ｖ−Ｉ特性での積（Ｖ×Ｉ）が最大となるように制御し
なければならない。

【００１３】太陽電池のエネルギーが最大となるように
制御する方法の一例が、例えば、特開平３−２２６２３
７号公報に記載されている。これは最大電力追尾制御を
行なうものであり、以下、図１３によりこれを説明す
る。但し、同図において、１は５０／６０Ｈｚの商用交
流電源、７は第１の電力変換器としてのＡＣ／ＤＣコン
バータ、８は第１の負荷としてインバータエアコン、９
は太陽電池、１０は第２の電力変換器としてのインバー
タ、１１は最大電力追尾装置、１２は第２の負荷として
の電気温水器、１３は切換スイッチである。

【００１４】図１３において、商用交流電源１からの５
０／６０Ｈｚの商用交流電力はＡＣ／ＤＣコンバータ７
で直流電力に変換され、インバータエアコン８に供給さ
れる。また、太陽電池９はＡＣ／ＤＣコンバータ７とイ
ンバータエアコン８との間の連系点Ａに接続され、ＡＣ
／ＤＣコンバータ７の出力と並列にインバータエアコン
８に直流の電力を供給する。太陽電池９の直流電力は、
また、インバータ１０によって交流電力に逆変換され、
切換スイッチ１３のａ側に供給される。切換スイッチ１
３のｂ側は商用交流電源１に連系点Ｂで接続されてい
る。最大電力追尾装置１１は太陽電池９の出力電流Ｉ及
び出力電圧Ｖを検出し、これら検出値を乗算した太陽電
池９の発電電力が常に最大となるように、ＡＣ／ＤＣコ
ンバータ７の出力電圧とインバータ１０の入力電圧とを
制御する。これにより、連系点Ａの電圧は常に最適動作
電圧となる。切換スイッチ１３は、昼間では、ａ側に閉
じてインバータ１０からの交流電力を電気温水器１２に
供給し、夜間では、ｂ側に閉じて商用交流電源１からの
商用交流電力を電気温水器１２に供給する。

【００１５】かかる構成により、インバータエアコン８
の需要電力が太陽電池９の発電電力を下回る場合には、
太陽電池９の発電電力を最大にしてインバータエアコン
８に供給するとともに、不足分を商用交流電源１からＡ
Ｃ／ＤＣコンバータ７を介して供給する。また、太陽電
池９の発電電力がインバータエアコン８の需要電力を上
回る場合には、太陽電池９による余剰電力が発生する
が、ＡＣ／ＤＣコンバータ７はこの余剰電力の商用電源
１側への逆潮流を阻止するため、このままでは、太陽電
池９を最大動作点で動作させることができなくなる。こ
のため、インバータ１０を動作させるとともに切換スイ
ッチ１３をａ側に閉じ、太陽電池９から電気温水器１２
に電力を供給することによって余剰電力を吸収する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、太陽電
池は、太陽光の照射量に応じて発電能力が大きく異なる
ため、ルームエアコンのように太陽光の照射量に係りの
ない電力が必要になる負荷に対しては、それ単独で使用
することができず、商用電源と協調をとって利用しなけ
ればならない。太陽光の照射量が充分大きく、太陽電池
にルームエアコンに必要とされる電力以上の発電能力が
あるときには、これ単独でルームエアコンの駆動を行な
い、曇りなどで発電電力が低下したときには、太陽電池
を商用電源と合わせてルームエアコンを駆動することが
太陽電池の最も適当な利用方法であるが、上記のよう
に、実開平３−３０２１号公報に記載の技術では、太陽
電池のエネルギーを効率良く電力に変換して取り出すた
めの制御が行なわれていない。

【００１７】また、特開平３−２２６２３７号公報に記
載の技術では、最大電力追尾制御を行なうことにより、
太陽電池の有効利用を図っているが、図１３において、
切換スイッチ１３は、昼間では、ａ側に閉じて、電気温
水器１２には、太陽電池９の余剰電力が発生したときの
み、その発電電力の余剰分を供給するようになされ、太
陽電池９が発電しない夜間では、ｂ側に閉じて電気温水
器１２へは商用交流電源１からの深夜電力が供給され、
かつインバータエアコン８にも商用交流電源１から電力
が供給される。従って、昼間の太陽電池９の余剰電力が
発生したときのみしか、電気温水器１２のようなインバ
ータエアコン８以外の負荷を運転することができない。

【００１８】本発明の目的は、かかる問題を解消し、太
陽電池の発電電力を複数個のルームエアコンに効率良く
供給することができるようにした太陽電池を備えたルー
ムエアコンシステムを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、交流電源から電力が供給される複数個の
ルームエアコン夫々のインバータ回路に太陽電池からの
電力を供給し、太陽電池とこれらルームエアコンとの間
に、太陽電池が常にルームエアコンの負荷状態に見合っ
た電力で動作するように制御する最適有効電力制御装置
と、複数個のルームエアコンに最適有効電力を分配する
電力分配ユニットとを設ける。

【００２０】

【作用】最適有効電力制御装置は、太陽電池の発電電力
がルームエアコンの負荷よりも小なるとき、太陽電池の
発電電力を最大となるように制御し、太陽電池の発電電
力がルームエアコンの負荷よりも大なるときには、太陽
電池の発電電力をルームエアコンの負荷と同等となるま
で低下させる。また、電力分配ユニットは、最適有効電
力制御装置を介した太陽電池の発電電力を複数個のルー
ムエアコンに供給するものであるが、運転状態にあるル
ームエアコンに優先して太陽電池の発電電力供給し、ま
たは、ルームエアコンの運転の有無にかかわらず、太陽
電池の発電電力を平均化して供給する。この際、太陽電
池の発電電力は最大となるように制御され、電力分配ユ
ニットを介して複数個のルームエアコンを自動で運転す
るように制御する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。なお、以下の実施例では、集合住宅やアパート、マ
ンションなどの複数の家庭が集合した建造物において、
夫々の家庭のルームエアコンを一括したシステムを対象
として説明するが、本発明はこれに限るものではなく、
任意の複数のエアコンを一括したシステムに適用するこ
とができることはいうまでもない。

【００２２】図１は本発明による太陽電池を備えたルー
ムエアコンシステムの一実施例を示すブロック図であっ
て、１は５０／６０Ｈｚの商用電源、９は太陽電池、１
４は最適有効電力制御装置、１５は電力分配ユニット、
１６〜１９は各家庭のルームエアコンの室外機、２０〜
２３はこれらルームエアコンの室内機、２４〜２７はこ
れらルームエアコンの整流回路（ＡＣ／ＤＣコンバー
タ）である。

【００２３】同図において、各家庭のルームエアコンの
室外機１６〜１９では、商用電源１から交流電力が供給
され、整流回路２４〜２７で直流電力に変換されて図示
しないインバータに供給され、図示しない圧縮器モータ
を駆動する。また、太陽電池９の発電電力は最適有効電
力制御装置１４で調整され、電力分配ユニット１５によ
って各家庭のルームエアコンの室外機１６〜１９に分配
される。各室外機１６〜１９では、このように供給され
た太陽電池９からの直流電力がインバータに供給され、
圧縮機モータの駆動に供される。これにより、エアコン
室外機１６〜１９とエアコン室内機２０〜２３とで熱交
換を行ない、各家庭の室内での空調が行なわれる。

【００２４】図２は図１におけるネームエアコンの電力
系統の一具体例を示す構成図であって、２８はインバー
タ、２９は圧縮機モータ、３０は力率改善回路、３１は
ノイズ除去用フィルタ、３２は直流電源、３３，３４は
制御回路、３５，３６は室内外機接続部であり、図１に
対応する部分には同一符号を付けている。

【００２５】同図において、室内外機接続部３５，３６
の右側の部分が室外機１６であり、左側の部分が室内機
２０である。商用電源１からの交流電力は室内機２０側
から取り込まれ、室内外機接続部３５，３６を介して室
外機１６に送られる。室外機１６では、この交流電力が
ノイズ除去用フィルタ３１と力率改善回路３０を介して
整流回路２４に供給され、直流電力に変換される。この
直流電力はインバータ２８に供給され、これによって圧
縮機モータ２９が駆動される。

【００２６】また、ノイズ除去用フィルタ３１から出力
される交流電力は直流電源に供給されて所定値の直流電
圧に変換され、制御回路３３や室内機２０の制御回路３
４に電源電圧として供給される。制御回路３３は図示し
ない温度センサなどの出力に応じてインバータ２８を制
御し、圧縮機モータ２９の回転数などを制御して空調を
行なう。図示しないが、制御回路３３，３４間には信号
線が設けられており、この信号線を介して室内機２０，
室外機１６間で制御信号の授受が行なわれる。

【００２７】また、図１における電力分配ユニット１５
が室外機接続部３７を介してインバータ２８に接続され
ており、電力分配ユニット１５で分配された太陽電池９
（図１）からの発電電力（直流電圧）がこの室外機接続
部３７を介してインバータ２８に供給される。なお、図
示しないが、室外機接続部３７の直後には、図１１に示
したダイオード６と同様の作用をするダイオードが設け
られており、整流回路２４から太陽電池９への逆流を防
止している。

【００２８】ここで、インバータ２８は、太陽電池９か
らの直流電力がその負荷を賄うことができる電力である
場合、この直流電力で駆動され、負荷が大きくてこの直
流電力では充分でない場合、不足分の電力が整流回路２
４からの直流電力で補なわれて駆動される。このように
電力分配ユニット１５からの直流電力が不足する場合に
は、図１において、太陽電池９の発電電力が各家庭のル
ームエアコンの全負荷よりも低下したことになり、この
場合には、最適有効電力制御装置１４が太陽電池９の発
電電力が最大となるようにする。また、太陽電池９の発
電電力が各家庭のルームエアコンの全負荷よりも大きい
ときには、最適有効電力制御装置１４は太陽電池９の発
電電力を全負荷と同等またはそれ以下に低下させる。

【００２９】電力分配ユニット１５は最適有効電力制御
装置１４からの直流電力を、各ルームエアコンに均等
に、または、運転中のルームエアコンに優先的に分配す
る。

【００３０】太陽電池９は、先に図１１と図１２によっ
て説明したように、定電流動作領域と定電圧動作領域を
有しており、太陽光の照度（日射量）に応じて最大電流
（定電流動作領域の電流値）が変化する（なお、低電圧
動作領域での電圧は整流回路２４〜２７から出力される
直流電圧とほとんど等しく設定される）。このため、最
適有効電力制御装置１４と電力分配ユニット１５とが、
日射量による太陽電池９の発電電力とルームエアコンの
負荷状態に応じて電力量を制御する。以下、この最適有
効電力制御装置１４について説明する。

【００３１】図３は図１における最適有効電力制御装置
１４の一具体例を示す構成図であって、３５は制御回
路、３６は駆動部、３７はトランジスタ（ＦＥＴ）、３
８はトランス、３９，４０はダイオード、４１はチョー
クコイル、４２はコンデンサ、４３はダイオードであ
る。

【００３２】同図において、制御回路３５は太陽電池９
の出力電圧Ｖと出力電流Ｉとを検出して太陽電池９の発
電電力Ｐ（＝Ｖ×Ｉ）を算出する。また、図１での電力
分配ユニット１５が運転中のルームエアコンの全負荷電
流Ｉ_Lを検出し、この検出値Ｉ_Lを最適有効電力制御装置
１４の制御回路３５に送る。この制御回路３５は太陽電
池９の出力電流Ｉと全負荷電流Ｉ_Lとの大小を判定し、
この判定結果や太陽電池９の発電電力Ｐに応じて駆動部
３６を制御する。太陽電池９からトランス３８の一次巻
線、ＦＥＴ３７を介して電流Ｉが流れ、この電流Ｉを駆
動部３６によってオン，オフ駆動されるＦＥＴ３７によ
って断続させる。従って、太陽電池９の出力電流ＩはＦ
ＥＴ３７のオン，オフ期間によって決まるデューティ比
で断続する交流電流となる。この交流電流はトランス３
８を通ってダイオード３９，４０で整流され、コンデン
サ４２で平滑されてダイオード４３から電圧，電流の直
流電力が得られる。この直流電力が最適有効電力制御装
置１４から電力分配ユニット１５に出力される電力であ
って、この直流電力は上記交流電流のデューティ比で決
まり、上記交流電流のオン期間が長くてデューティ比が
大きいほど直流電力は大きくなる。

【００３３】いま、日射量が大きく、ルームエアコンの
全負荷で必要とする電力以上の電力を太陽電池９が発生
でき、図４に示すように、太陽電池９の出力電流Ｉと全
負荷電流Ｉ_LがＩ＞Ｉ_Lとすると（このときの太陽電池９
に対する負荷線を負荷線Ａとする）、このときには、運
転中のルームエアコンが必要とする電力以上の電力が太
陽電池９から出力されていることになる。そこで、制御
回路３５は駆動部３６を制御し、ＦＥＴ３７によるデュ
ーティ比を小さくする。これにより、太陽電池９の出力
電流Ｉを全負荷電流Ｉ_L に等しいか、それよりやや小さ
くし、太陽電池９は運転中のルームエアコンが必要とす
る電力だけを出力する。

【００３４】なお、この場合には、太陽電池９に対する
負荷の負荷線が、図４において、負荷線Ａから負荷線Ｂ
に変化させられたことになる。ここで、太陽電池９のＶ
−Ｉ特性でのニーポイントを負荷線が横切るような負荷
状態のとき、この負荷に太陽電池９から最大の発電電力
が供給されることになる。従って、図４において、負荷
線Ｂの負荷状態では、太陽電池９から最大発電電力の一
部しか負荷に供給されないことになる。しかし、かかる
状態で、各ルームエアコンに必要な電力が供給されるこ
とになる。

【００３５】これに対し、日射量が少なく、ルームエア
コンの全負荷を必要とする電力を太陽電池９が発生でき
ず、太陽電池９の出力電流Ｉが負荷電流Ｉ_Lに対してＩ
＜Ｉ_Lとすると、制御回路３５は駆動部３６を制御し、
太陽電池９から負荷に最大発電電力が供給されるように
ＦＥＴ３７によるデューティ比を設定する。この場合に
は、図５において、負荷に対する実際の負荷線を負荷線
Ａ’とすると、これを負荷線Ｂ’とするものであり、負
荷線Ａ’，Ｂ’間の電流差ΔＩが負荷に対して不足する
電力の不足電流である。この不足電流ΔＩは、図１にお
いて、整流回路２４〜２７を介した商用電源１から供給
される。なお、この場合、図５において、負荷線Ｂ’は
太陽電池９のＶ−Ｉ特性曲線のニーポイントと交差する
から、図２において、太陽電池９から室外機接続部３７
を介して供給される直流電圧と整流回路２４から供給さ
れる直流電圧とはほとんど等しい。従って、室外機接続
部３７から供給される電流の不足分を整流回路２４から
補うことができる。

【００３６】ここで、図６により、上記のように太陽電
池９から負荷に最大発電電力を供給する方法を説明す
る。

【００３７】同図において、図示する太陽電池９のＶ−
Ｉ特性曲線と図示しない負荷線が点Ｘ１で交差している
ものとすると、太陽電池９の出力電圧Ｖと出力電流Ｉと
から制御回路３５がこのときの発電電力Ｐ１を求める。
次に、制御回路３５は駆動部３６を制御してＦＥＴ３７
によるデューティ比を変化させ、このときの太陽電池９
の出力電圧Ｖと出力電流Ｉとから発電電力Ｐ２を求め
る。そして、これら発電電力Ｐ１，Ｐ２を比較し、この
とき、図６でＶ−Ｉ特性曲線と点Ｘ２で交差する負荷線
となってＰ１＜Ｐ２であるときには、ＦＥＴ３７による
デューティ比を同じ方向にさらに変化させ、発電電力Ｐ
３を求めて発電電力Ｐ２と比較する。Ｐ１＜Ｐ２のとき
には、ＦＥＴ３７によるデューティ比を逆方向に変化さ
せる。このようにして、今回求めた発電電力Ｐｉ（但
し、ｉ＝１，２，……）とこれより１回前に求めた発電
電力Ｐ（ｉ＋１）とがＰｉ＜Ｐ（ｉ＋１）であるかぎり
ＦＥＴ３７によるデューティ比を同じ方向に変化させ、
Ｐｉ≧Ｐ（ｉ＋１）となったときに、図６でのＶ−Ｉ特
性曲線のニーポイントｋの近傍に達してことになる。

【００３８】また、図６において、Ｖ−Ｉ特性曲線と図
示しない負荷線が点Ｙ１で交差しているときには、ＦＥ
Ｔ３７によるデューティ比を上記とは逆方向に変化させ
ることにより、同様にして太陽電池９の発生出力が最大
となる状態とすることができる。

【００３９】以上のようにして、この実施例では、複数
のルームエアコンに太陽電池９の発電電力を最適に供給
することができ、太陽電池９の発電電力が各ルームエア
コンが必要とする電力よりも小さいときには、太陽電池
９から効率良く最大の電力を引き出し、その不足分を商
用電源から補充することができる。従って、商用電源か
らは必要最小限度の電力が供給されればよく、商用電源
からの使用電力量を大幅に低減することができる。

【００４０】図７は図１に示した実施例での電力分配ユ
ニット１５の構成をさらに詳細に示したブロック図であ
って、１５’は電力分配器であり、図１に対応する部分
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

【００４１】同図において、電力分配ユニット１５はル
ームエアコン毎の電力分配器１５’からなっている。こ
れら電力分配器１５’はその出力電流を負荷電流として
検出する手段を有し、電力分配ユニット１５では、図示
しない装置により、各電力分配器１５’で検出された負
荷電流の合計、即ち、全負荷電流値Ｉ_Lを算出する。こ
の全負荷電流値Ｉ_L は最適有効電力制御装置１４に供給
され、先に説明したように、太陽電池９の出力電流Ｉと
の大小判定やその制御などに用いられる。

【００４２】また、これら電力分配器１５’は、リレー
を有しており、これに接続されているルームエアコンが
運転されないときには、このリレーをオフにして電力の
供給を遮断する。これにより、運転していないルームエ
アコンでの不要な電力消費を防ぐことができる。但し、
かかるリレーを設けなくともよい。

【００４３】図８は本発明による太陽電池を備えたルー
ムエアコンシステムの他の実施例を示すブロック図であ
って、１４ａ〜１４ｄは最適有効電力制御装置、１５ａ
〜１５ｄは電力分配ユニットであり、図１に対応する部
分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

【００４４】同図において、最適有効電力制御装置１４
ａ〜１４ｄは図１における最適有効電力制御装置１４と
同様のものであり、電力分配ユニット１５ａ〜１５ｄも
図１での電力分配ユニット１５と同様のものである。こ
の実施例は、各家庭毎もしくは各ルームエアコン毎に最
適有効電力制御装置と電力分配ユニットとを設けたもの
であり、図１に示した実施例に比べ、これら最適有効電
力制御装置と電力分配ユニットとして容量が小さい小型
のものを使用することができる。従って、これらを各家
庭毎に小さなスペースで設置することができる。また、
電力分配ユニット１５ａ〜１５ｄはリレーなどを備えて
おり、ルームエアコンなどの負荷が使用されないときに
は、この負荷への太陽電池９からの電力供給を遮断す
る。これにより、不要な電力消費を防止することができ
る。

【００４５】ここで、図示するように、４台のルームエ
アコンがシステムを形成しているとすると、太陽電池９
は、日照量が多いときに、４台のルームエアコンを同時
に運転しても、これらルームエアコンに単独で電力を供
給することができるような容量のものが使用される。

【００４６】そこで、いま、４台のルームエアコンを同
時に運転しているときに、太陽電池９から最大発電電力
が得られているものとすると、そのときの負荷線は、図
９に示すように、太陽電池９のＶ−Ｉ特性曲線ａとその
ニーポイント近傍で交差する負荷線Ａ４となる。各最適
有効電力制御装置１４ａ〜１４ｄは、その入力電流を太
陽電池９の出力電流Ｉ、その出力電流をルームエアコン
による負荷電流ＩＬとして、図１における最適有効電力
制御装置１４と同様に、この入力電流が出力電流と等し
くなるように制御する。これにより、太陽電池９の出力
電流Ｉが、全負荷量に応じたものとして、ルームエアコ
ンの負荷量毎に各最適有効電力制御装置１４ａ〜１４ｄ
に分配され、このときの太陽電池９の出力電流Ｉによっ
て図９での負荷線Ａ４が決まるのである。

【００４７】上記と同じ太陽電池９のＶ−Ｉ特性曲線ａ
で、１台のルームエアコンが停止していて、他の３台の
ルームエアコンが運転されているときには、同様にし
て、運転しているルームエアコンが接続されている最適
有効電力制御装置（例えば、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）
がその出力電流に入力電流が等しくなるように制御を行
ない、この結果、太陽電池９の出力電流Ｉは運転してい
る３台のルームエアコンによる全負荷量に応じたものと
なり、これが最適有効電力制御装置１４ａ，１４ｂ，１
４ｃにその負荷量に応じて分配される。このときの負荷
線は、図９に示すように、負荷線Ａ４よりも太陽電池９
の出力電流Ｉが小さい負荷線Ａ３となる。

【００４８】同様にして、４台のうち２台しか運転され
ていないときには、図９において、負荷線Ａ２となり、
４台のうち１台しか運転されていないときには、図９に
おいて、負荷線Ａ１となる。

【００４９】以上は、日照量が多く、太陽電池９から負
荷に対して充分電力を供給できる場合であったが、次
に、曇るなどして日照量が低下し、太陽電池９が全負荷
に電力を供給できない場合について図１０により説明す
る。

【００５０】いま、４台のルームエアコンが運転されて
いるものとし、このときの負荷線を負荷線Ａとすると、
晴れていて日照量が多いときには、上記のように、太陽
電池９のＶ−Ｉ特性曲線は曲線ａであり、太陽電池９の
みで各ルームエアコンに電力を供給することができる。
しかし、かかる運転状態で曇りとなり、日照量が低下す
ると、このときの太陽電池９のＶ−Ｉ特性曲線は曲線ｂ
となって負荷線Ａはその定電流動作領域で交差し、太陽
電池９の出力電圧Ｖが大幅に低下することになる。ま
た、各最適有効電力制御装置１４ａ〜１４ｄに分配され
る電流も夫々に必要な負荷電流よりも低下する。

【００５１】しかしながら、最適有効電力制御装置１４
ａ〜１４ｄは、図１に示した最適有効電力制御装置１４
と同様に、その入力電流（上記の分配される電流）がそ
の出力電流（負荷電流）よりも小さくなると、太陽電池
９の出力電流Ｉと出力電圧Ｖとを検出して太陽電池９の
発電電力Ｐを算出し、この発電電力Ｐが最大となるよう
に図６で説明した制御を行なう。この場合、いずれの最
適有効電力制御装置１４ａ〜１４ｄでも、その入力電流
がその出力電流よりも小さいから、かかる制御が同時に
行なわれ、太陽電池９から最大発電電力が得られる状態
になったとき、かかる制御を停止する。この状態では、
負荷線が図９での負荷線Ｂとなり、このときの太陽電池
９のＶ−Ｉ特性曲線ｂのニーポイント付近で交差する。
そして、太陽電池９のこのときの出力電流Ｉは最適有効
電力制御装置１４ａ〜１４ｄにその負荷量に応じて分配
されることになる。また、このときには、各ルームエア
コンに太陽電池９から供給される電力は不足しているの
で、図１に示した実施例と同様に、この不足分が商用電
源から供給される。

【００５２】以上のようにして、この実施例では、容量
が小さく小型の最適有効電力制御装置や電力分配ユニッ
トをルームエアコン毎に用いながら、図１に示した実施
例と同様の効果が得られることになる。

【００５３】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、これら実施例のみに限定されるものでは
ない。例えば、上記実施例では、負荷となるルームエア
コンを４台としているが、特に、その台数にはこれに限
られるものではない。

【００５４】また、太陽電池９の出力電力が発生する昼
間の場合には、太陽電池９の出力電力を有効に利用する
ために、ルームエアコンを自動で運転させるように制御
し、この際、電力分配ユニット１５により、各家庭のル
ームエアコンに太陽電池９の出力電力を、負荷量に応じ
て分配するようにしてもよいし、負荷量に拘らず（運転
されているか否かに拘らず）、均等に分配するようにし
てもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
最適有効電力制御装置により、日射量や負荷に応じて太
陽電池の発電電力を調整し、太陽電池単独運転モードと
商用電源との併用運転モードとを選択してルームエアコ
ンを駆動できるとともに、電力分配ユニットにより、複
数のルームエアコンへ太陽電池の発電電力を有効に供給
できるため、複数個のルームエアコンに対し、太陽電池
を有効に商用電源と併用させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による太陽電池を備えたルームエアコン
システムの一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１におけるルームエアコンの電力系統の一具
体例を示す構成図である。

【図３】図１における最適有効電力制御装置の一具体例
を示す構成図である。

【図４】図３に示した具体例の負荷が変化したときの動
作を示す図である。

【図５】図３に示した具体例の日照量が変化したときの
動作を示す図である。

【図６】図３に示した具体例の太陽電池から最大発生電
力を得るための動作を示す図である。

【図７】図１に示した実施例での電力分配ユニットの構
成を具体的に示したブロック図である。

【図８】本発明による太陽電池を備えたルームエアコン
システムの他の実施例を示すブロック図である。

【図９】図８に示した実施例の負荷の変化による太陽電
池の動作を示す図である。

【図１０】図８に示した実施例の日照量の変化による太
陽電池の動作を示す図である。

【図１１】従来の太陽電池を備えたルームエアコンの一
例を示す構成図である。

【図１２】太陽電池のＶ−Ｉ特性図である。

【図１３】従来の太陽電池を備えたルームエアコンの他
の例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１商用電源９太陽電池１４，１４ａ〜１４ｄ最適有効電力制御装置１５，１５ａ〜１５ｄ電力分配ユニット１５’ 電力分配器１６〜１９ルームエアコンの室外機２０〜２３ルームエアコンの室内機２４〜２７整流回路２８インバータ２９圧縮機モータ３０力率改善回路３１ノイズフィルタ３２直流電源３３室外制御回路３４室内制御回路３５，３６室内外機接続部３７室外機接続部３８室外電気品ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源からの交流を整流回路で変換し
た直流電力と太陽電池からの直流電力とが供給されるイ
ンバータ回路を備えたルームエアコンの複数台からなる
ルームエアコンシステムにおいて、該太陽電池の発電電力を負荷状態に応じて制御する最適
有効電力制御装置と、該該発電電力を該ルームエアコン
夫々に分配する電力分配ユニットとを設けたことを特徴
とする太陽電池を備えたルームエアコンシステム。
【請求項２】請求項１において、前記最適有効電力制御装置は、前記太陽電池の発電電力
が前記ルームエアコンの負荷よりも小なるとき、前記太
陽電池の発電電力を最大となるように制御し、前記太陽
電池の発電電力が前記ルームエアコンの負荷よりも大な
るとき、前記太陽電池の発電電力を前記ルームエアコン
の負荷と同等まで低下させることを特徴とする太陽電池
を備えたルームエアコンシステム。
【請求項３】請求項１において、前記電力分配ユニットは、前記最適有効電力制御装置で
制御される前記太陽電池の発電電力を運転されているル
ームエアコンに優先して供給することを特徴とする太陽
電池を備えたルームエアコンシステム。
【請求項４】請求項１において、前記電力分配ユニットは、前記最適有効電力制御装置で
制御される前記太陽電池の発電電力を前記全てのルーム
エアコンに均等に供給することを特徴とする太陽電池を
備えたルームエアコンシステム。
【請求項５】請求項１，２，３または４において、前記最適有効電力制御装置と前起電力分配ユニットを前
記ルームエアコン毎に設けたことを特徴とする太陽電池
を備えたルームエアコンシステム。