JPH0946924A - 太陽電池付き無停電電源装置 - Google Patents
太陽電池付き無停電電源装置Info
- Publication number
- JPH0946924A JPH0946924A JP7209059A JP20905995A JPH0946924A JP H0946924 A JPH0946924 A JP H0946924A JP 7209059 A JP7209059 A JP 7209059A JP 20905995 A JP20905995 A JP 20905995A JP H0946924 A JPH0946924 A JP H0946924A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- power supply
- solar cell
- maximum
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリの過充電を防止し、かつパソコン通
信ネットワークシステム等に無停電で電力を供給し、ク
リーンエネルギを最大限に活用する。 【構成】 太陽電池１から出力される電力が最大となる
ように制御する最大電力追従制御部２と、交流電源３の
電力を直流電力に変換して出力する直流電源４と、上記
最大電力追従制御部２および直流電源４の出力側に接続
された逆流防止手段５と、この逆流防止手段５の出力側
に接続されたバッテリ８と、上記直流電源および最大電
力追従制御部からの直流電力を交流電力に変換して負荷
１０に供給する変換部９とを具備した。
信ネットワークシステム等に無停電で電力を供給し、ク
リーンエネルギを最大限に活用する。 【構成】 太陽電池１から出力される電力が最大となる
ように制御する最大電力追従制御部２と、交流電源３の
電力を直流電力に変換して出力する直流電源４と、上記
最大電力追従制御部２および直流電源４の出力側に接続
された逆流防止手段５と、この逆流防止手段５の出力側
に接続されたバッテリ８と、上記直流電源および最大電
力追従制御部からの直流電力を交流電力に変換して負荷
１０に供給する変換部９とを具備した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえばパソコン通
信ネットワークシステム等に適用される太陽電池付き無
停電電源装置に関し、詳しくは、交流電源の停電に際し
ても太陽電池やバッテリからの電力を無停電で負荷に供
給する太陽電池付き無停電電源装置に関するものであ
る。
信ネットワークシステム等に適用される太陽電池付き無
停電電源装置に関し、詳しくは、交流電源の停電に際し
ても太陽電池やバッテリからの電力を無停電で負荷に供
給する太陽電池付き無停電電源装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の無停電電源装置は、正
常時に交流電源の電力を負荷に供給するとともに、上記
交流電源や太陽電池からの電力をバッテリに充電してお
き、上記交流電源の停電時に上記バッテリの電力を負荷
に無停電で供給するように構成されている。また、太陽
電池からの電力は上記バッテリの充電に活用されるとと
もに、満充電で余剰になった電力は交流電力に変換され
て、交流電力の一部として負荷に給電される。
常時に交流電源の電力を負荷に供給するとともに、上記
交流電源や太陽電池からの電力をバッテリに充電してお
き、上記交流電源の停電時に上記バッテリの電力を負荷
に無停電で供給するように構成されている。また、太陽
電池からの電力は上記バッテリの充電に活用されるとと
もに、満充電で余剰になった電力は交流電力に変換され
て、交流電力の一部として負荷に給電される。
【０００３】すなわち、従来の無停電電源装置は、交流
電源の電力が正常に出力されて負荷に供給されている場
合において、太陽電池からの電力がバッテリを満充電に
して余剰になると、負荷に供給される交流電力の一部と
して活用される補給機能のみを備え、停電時以外におい
て、交流電源の電力が太陽電池の電力に優先して常時供
給される構成である。
電源の電力が正常に出力されて負荷に供給されている場
合において、太陽電池からの電力がバッテリを満充電に
して余剰になると、負荷に供給される交流電力の一部と
して活用される補給機能のみを備え、停電時以外におい
て、交流電源の電力が太陽電池の電力に優先して常時供
給される構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池か
らの電力はいわゆる自然なクリーンエネルギであるのに
対し、交流電源の電力は石油などの化石燃料エネルギや
原子力エネルギを活用して得られた環境破壊をともなう
ものが主力である。そのため、停電時以外において、交
流電源の電力が太陽電池の電力に優先して常時供給され
る従来の無停電電源装置は、地球環境に少なからず弊害
をもたらすおそれがある。
らの電力はいわゆる自然なクリーンエネルギであるのに
対し、交流電源の電力は石油などの化石燃料エネルギや
原子力エネルギを活用して得られた環境破壊をともなう
ものが主力である。そのため、停電時以外において、交
流電源の電力が太陽電池の電力に優先して常時供給され
る従来の無停電電源装置は、地球環境に少なからず弊害
をもたらすおそれがある。
【０００５】したがって、この発明の１つの目的は、ク
リーンエネルギを最大限に活用して地球環境の保全に寄
与することができる太陽電池付き無停電電源装置を提供
することにある。この発明の他の目的は、バッテリの過
充電を防止して長寿命な太陽電池付き無停電電源装置を
提供することにある。また、この発明の他の目的は、パ
ソコン通信ネットワークシステム等に無停電で電力を供
給することができる太陽電池付き無停電電源装置を提供
することにある。さらに、この発明の他の目的は、以下
に詳述されているとおりの太陽電池付き無停電電源装置
を提供することにある。
リーンエネルギを最大限に活用して地球環境の保全に寄
与することができる太陽電池付き無停電電源装置を提供
することにある。この発明の他の目的は、バッテリの過
充電を防止して長寿命な太陽電池付き無停電電源装置を
提供することにある。また、この発明の他の目的は、パ
ソコン通信ネットワークシステム等に無停電で電力を供
給することができる太陽電池付き無停電電源装置を提供
することにある。さらに、この発明の他の目的は、以下
に詳述されているとおりの太陽電池付き無停電電源装置
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による太陽電池
付き無停電電源装置は、交流電源の電力を直流電力に変
換して出力する直流電源と、太陽電池から出力される電
力が最大となるように制御する最大電力追従制御部と、
上記直流電源および最大電力追従制御部の出力側に接続
された逆流防止手段と、この逆流防止手段の出力側に接
続されたバッテリと、上記直流電源および最大電力追従
制御部からの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給
する変換部とを具備したことを特徴とする。
付き無停電電源装置は、交流電源の電力を直流電力に変
換して出力する直流電源と、太陽電池から出力される電
力が最大となるように制御する最大電力追従制御部と、
上記直流電源および最大電力追従制御部の出力側に接続
された逆流防止手段と、この逆流防止手段の出力側に接
続されたバッテリと、上記直流電源および最大電力追従
制御部からの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給
する変換部とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成において、直流電源および最大電力追
従制御部の出力側に逆流防止手段を接続するとともに、
この逆流防止手段の出力側にバッテリを接続し、上記直
流電源および最大電力追従制御部からの直流電力を交流
電力に変換して負荷に供給するため、太陽電池からの電
力を直流電源からの電力に優先させてバッテリおよび負
荷に供給することができる。したがって、上記構成によ
れば、太陽電池の出力にもとづくクリーンエネルギを活
用して地球環境の保全に寄与することができる。
従制御部の出力側に逆流防止手段を接続するとともに、
この逆流防止手段の出力側にバッテリを接続し、上記直
流電源および最大電力追従制御部からの直流電力を交流
電力に変換して負荷に供給するため、太陽電池からの電
力を直流電源からの電力に優先させてバッテリおよび負
荷に供給することができる。したがって、上記構成によ
れば、太陽電池の出力にもとづくクリーンエネルギを活
用して地球環境の保全に寄与することができる。
【０００８】また、最大電力追従制御部は太陽電池から
の直流電力を最大限に出力する構成であるため、クリー
ンエネルギを最大限に有効活用することができる。さら
に、最大電力追従制御部は、バッテリが過充電とならな
い最大電力で充電されるような電圧を出力するように構
成されているため、バッテリの過充電を防止して長寿命
化を達成することができるるとともに、パソコン通信ネ
ットワークシステム等に太陽電池の出力にもとづくクリ
ーンエネルギである電力を無停電で供給することができ
る。
の直流電力を最大限に出力する構成であるため、クリー
ンエネルギを最大限に有効活用することができる。さら
に、最大電力追従制御部は、バッテリが過充電とならな
い最大電力で充電されるような電圧を出力するように構
成されているため、バッテリの過充電を防止して長寿命
化を達成することができるるとともに、パソコン通信ネ
ットワークシステム等に太陽電池の出力にもとづくクリ
ーンエネルギである電力を無停電で供給することができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図１は、この発明による太陽電池付き無停電
電源装置の一例を示すブロック回路図である。同図にお
いて、１は太陽電池、２はこの太陽電池１から出力され
る電力が最大となるように制御する最大電力追従制御
部、３は商用電源からなる交流電源、４はこの交流電源
３の電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換
部からなる直流電源である。
説明する。図１は、この発明による太陽電池付き無停電
電源装置の一例を示すブロック回路図である。同図にお
いて、１は太陽電池、２はこの太陽電池１から出力され
る電力が最大となるように制御する最大電力追従制御
部、３は商用電源からなる交流電源、４はこの交流電源
３の電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換
部からなる直流電源である。
【００１０】上記最大電力追従制御部２および直流電源
４の各出力側には逆流防止手段５として、たとえば逆流
防止ダイオ−ド６，７が接続されるとともに、上記逆流
防止手段５の出力側にバッテリ８が接続されている。９
は上記最大電力追従制御部２，直流電源４およびバッテ
リ８からの各直流電力を交流電力に変換するインバータ
（変換部）、１０はパソコンなどの負荷である。
４の各出力側には逆流防止手段５として、たとえば逆流
防止ダイオ−ド６，７が接続されるとともに、上記逆流
防止手段５の出力側にバッテリ８が接続されている。９
は上記最大電力追従制御部２，直流電源４およびバッテ
リ８からの各直流電力を交流電力に変換するインバータ
（変換部）、１０はパソコンなどの負荷である。
【００１１】図２は、上記最大電力追従制御部２の一例
を示すブロック回路図である。同図において、１１は上
記太陽電池１から出力される電圧、電力を電流、電圧に
変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータ（変換部）、１２
は上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の制御回路で、この制
御回路１２は、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電
流Ｉo および出力電圧Ｖo を検出し、上記ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１１への入力電圧Ｖin、入力電流Ｉi からバッ
テリ８に最大の充電電流Ｉo を流せるような制御電圧Ｖ
r を上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に指令し、図３で示
す最大電力 ＰM ＝ＩM ×ＶM …(1) でバッテリ８に充電するように構成されている。
を示すブロック回路図である。同図において、１１は上
記太陽電池１から出力される電圧、電力を電流、電圧に
変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータ（変換部）、１２
は上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の制御回路で、この制
御回路１２は、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電
流Ｉo および出力電圧Ｖo を検出し、上記ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１１への入力電圧Ｖin、入力電流Ｉi からバッ
テリ８に最大の充電電流Ｉo を流せるような制御電圧Ｖ
r を上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に指令し、図３で示
す最大電力 ＰM ＝ＩM ×ＶM …(1) でバッテリ８に充電するように構成されている。
【００１２】すなわち、上記最大電力追従制御部２は、
図３における太陽電池１の電圧−電流特性における斜線
部分の面積が最大となる動作点ＰM で発電するように構
成されている。
図３における太陽電池１の電圧−電流特性における斜線
部分の面積が最大となる動作点ＰM で発電するように構
成されている。
【００１３】いま、太陽電池１からの入力電圧Ｖi 、入
力電流Ｉi を受けて、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１で
変換される電圧、電力をＶo 、Ｐo とすると、次のよう
な関係が成立する。 Ｖo ＝ＤＶi …(2) Ｐo ＝ηＰi …(3) ここで、ηはＤＣ／ＤＣコンバータ１１の効率（０＜η
＜１）、Ｄは入力電圧Ｖi と出力電圧Ｖo との比（電圧
変換比）である。また、入力電流Ｉi 、出力電流Ｉo の
関係は、 Ｉo ＝（η／Ｄ）Ｉi …(4) となる。
力電流Ｉi を受けて、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１で
変換される電圧、電力をＶo 、Ｐo とすると、次のよう
な関係が成立する。 Ｖo ＝ＤＶi …(2) Ｐo ＝ηＰi …(3) ここで、ηはＤＣ／ＤＣコンバータ１１の効率（０＜η
＜１）、Ｄは入力電圧Ｖi と出力電圧Ｖo との比（電圧
変換比）である。また、入力電流Ｉi 、出力電流Ｉo の
関係は、 Ｉo ＝（η／Ｄ）Ｉi …(4) となる。
【００１４】上記出力電圧Ｖo および出力電流Ｉo はＤ
の値の変化により、出力側の電圧−電流特性Ｖo −Ｉo
は変化する。また、効率をη＝１とすると、上記太陽電
池１からＤＣ／ＤＣコンバータ１１へ入力される電流Ｉ
i 、電圧Ｖi が所定の特性をもち、これを出力側からみ
た電圧−電流特性に変換するために、この出力側の電圧
−電流特性とバッテリ８の電圧−電流特性との交点が動
作点となり、所定の充電電圧−充電電流特性が得られ
る。
の値の変化により、出力側の電圧−電流特性Ｖo −Ｉo
は変化する。また、効率をη＝１とすると、上記太陽電
池１からＤＣ／ＤＣコンバータ１１へ入力される電流Ｉ
i 、電圧Ｖi が所定の特性をもち、これを出力側からみ
た電圧−電流特性に変換するために、この出力側の電圧
−電流特性とバッテリ８の電圧−電流特性との交点が動
作点となり、所定の充電電圧−充電電流特性が得られ
る。
【００１５】ここで、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の
電圧変換比Ｄの値を大小に変化させることにより、出力
側の電圧−電流特性が変化し、これにともなって動作点
も変化する。つまり、Ｄの値が大きくなることにより、
出力側の特性は電流が減少し、電圧が増加する方向にシ
フトす。これにより、充電電流および充電電力が図３
（Ａ），（Ｂ）で示すような最大になる点ＰM の値がた
だ一つだけ存在し、この動作点ＰM の充電電流を流すこ
とにより、常に最大電流での充電を行なうことができ
る。
電圧変換比Ｄの値を大小に変化させることにより、出力
側の電圧−電流特性が変化し、これにともなって動作点
も変化する。つまり、Ｄの値が大きくなることにより、
出力側の特性は電流が減少し、電圧が増加する方向にシ
フトす。これにより、充電電流および充電電力が図３
（Ａ），（Ｂ）で示すような最大になる点ＰM の値がた
だ一つだけ存在し、この動作点ＰM の充電電流を流すこ
とにより、常に最大電流での充電を行なうことができ
る。
【００１６】上記最大電流での充電を行うために、制御
回路１２において最大充電電流の探索動作が行われる。
たとえば、出力電圧Ｖo 、出力電流Ｉo それぞれの時間
的な差分を求め、その求めた出力電圧差と出力電流差を
入力して所定のアルゴリズムにより最大充電電圧差を算
出し、この最大充電電圧差に出力電圧Ｖo を加算して最
大充電電圧ＶM を求め、これに所定通流率を乗算して最
大充電電流ＩM でバッテリ８を充電できるような電圧Ｖ
r をＤＣ／ＤＣコンバータ１１に指令するものである。
回路１２において最大充電電流の探索動作が行われる。
たとえば、出力電圧Ｖo 、出力電流Ｉo それぞれの時間
的な差分を求め、その求めた出力電圧差と出力電流差を
入力して所定のアルゴリズムにより最大充電電圧差を算
出し、この最大充電電圧差に出力電圧Ｖo を加算して最
大充電電圧ＶM を求め、これに所定通流率を乗算して最
大充電電流ＩM でバッテリ８を充電できるような電圧Ｖ
r をＤＣ／ＤＣコンバータ１１に指令するものである。
【００１７】上記バッテリ８に入力される電力が最大で
あれば、その充電電流も最大となり、また、上記ＤＣ／
ＤＣコンバータ１１に入力される電力が最大のとき、出
力される電力も最大電力となる。したがって、太陽電池
１から最大電力点ＰM を常に得ることによって、バッテ
リ８に常に最大の電流ＩM を流すことができる。
あれば、その充電電流も最大となり、また、上記ＤＣ／
ＤＣコンバータ１１に入力される電力が最大のとき、出
力される電力も最大電力となる。したがって、太陽電池
１から最大電力点ＰM を常に得ることによって、バッテ
リ８に常に最大の電流ＩM を流すことができる。
【００１８】しかしながら、上記バッテリ８が満充電電
圧に近づくと、図４で示すように上記最大電力追従制御
部２の出力電圧Ｖo は上昇する。ところで、上記バッテ
リ８は所定の満充電電圧ＶR 以上で充電すると劣化する
ので、上記最大電力追従制御部２は出力電圧Ｖo を上記
満充電電圧以下の所定の出力制限電圧ＶM とする機能を
有している。すなわち、上記最大電力追従制御部２の出
力制限電圧ＶM と直流電源４の出力電圧ＶR との関係を ＶM ＞ＶR …(5) に設定し、これによって、上記太陽電池１からの電力を
直流電源４からの電力に優先させて上記バッテリ８およ
び負荷１０に供給することができる。
圧に近づくと、図４で示すように上記最大電力追従制御
部２の出力電圧Ｖo は上昇する。ところで、上記バッテ
リ８は所定の満充電電圧ＶR 以上で充電すると劣化する
ので、上記最大電力追従制御部２は出力電圧Ｖo を上記
満充電電圧以下の所定の出力制限電圧ＶM とする機能を
有している。すなわち、上記最大電力追従制御部２の出
力制限電圧ＶM と直流電源４の出力電圧ＶR との関係を ＶM ＞ＶR …(5) に設定し、これによって、上記太陽電池１からの電力を
直流電源４からの電力に優先させて上記バッテリ８およ
び負荷１０に供給することができる。
【００１９】いま、太陽電池１からの入力電圧Ｖi が太
陽電池１の最適動作電圧ＶS よりも大きくなったとき、
電圧Ｖref は低下し、その結果、上記入力電圧Ｖi も低
下して、フィードバック制御で Ｖi ＝ＶS …(6) となるように動作する。他方、上記最大電力追従制御部
２の出力電圧Ｖo が出力制限電圧ＶM よりも小さいと
き、上記フィードバック制御動作を繰り返しているが、
上記出力電圧Ｖoが出力制限電圧ＶM 以上になったと
き、 Ｖo ＝ＶM となるように電圧制御される。 …(7) このように、最大電力追従制御部２は太陽電池１からの
直流電力ＰM を出力して最大限に有効活用するととも
に、バッテリ８が過充電とならない制限電圧ＶM以下の
最大電力ＰM で充電されるため、上記バッテリ８の過充
電にもとづく劣化を防止して長寿命化を達成することが
できる。
陽電池１の最適動作電圧ＶS よりも大きくなったとき、
電圧Ｖref は低下し、その結果、上記入力電圧Ｖi も低
下して、フィードバック制御で Ｖi ＝ＶS …(6) となるように動作する。他方、上記最大電力追従制御部
２の出力電圧Ｖo が出力制限電圧ＶM よりも小さいと
き、上記フィードバック制御動作を繰り返しているが、
上記出力電圧Ｖoが出力制限電圧ＶM 以上になったと
き、 Ｖo ＝ＶM となるように電圧制御される。 …(7) このように、最大電力追従制御部２は太陽電池１からの
直流電力ＰM を出力して最大限に有効活用するととも
に、バッテリ８が過充電とならない制限電圧ＶM以下の
最大電力ＰM で充電されるため、上記バッテリ８の過充
電にもとづく劣化を防止して長寿命化を達成することが
できる。
【００２０】つぎに、図１に開示された太陽電池付き無
停電電源装置の動作を説明する。いま、図５（Ａ）で示
すように、時間照度特性における時間Ｔ0 〜Ｔ8 におい
て、照度ＬがＬ0 〜ＴM のような山形に変化する晴天の
１日を想定すると、夜間Ｔ0 〜Ｔ1 およびＴ8 〜Ｔ0 に
おいて、照度Ｌがほぼ零であるため、バッテリ８には、
図５（Ｂ），（Ｃ）で示すように、直流電源４の一定電
圧ＶR でもって電流ＩR で充電されるとともに負荷１０
に給電される。その間、逆流防止ダイオ−ド６が逆バイ
アスされて、上記直流電源４からの電流ＩR が最大電力
追従制御部２および太陽電池１に逆流するのを防止する
ことができる。また、朝から昼間Ｔ1 〜Ｔ5 にかけて、
太陽の照度Ｌが増加すると、太陽電池１および最大電力
追従制御部２の出力電流ＩS もほぼ比例して増加し、出
力電圧ＶS も順次増加する。
停電電源装置の動作を説明する。いま、図５（Ａ）で示
すように、時間照度特性における時間Ｔ0 〜Ｔ8 におい
て、照度ＬがＬ0 〜ＴM のような山形に変化する晴天の
１日を想定すると、夜間Ｔ0 〜Ｔ1 およびＴ8 〜Ｔ0 に
おいて、照度Ｌがほぼ零であるため、バッテリ８には、
図５（Ｂ），（Ｃ）で示すように、直流電源４の一定電
圧ＶR でもって電流ＩR で充電されるとともに負荷１０
に給電される。その間、逆流防止ダイオ−ド６が逆バイ
アスされて、上記直流電源４からの電流ＩR が最大電力
追従制御部２および太陽電池１に逆流するのを防止する
ことができる。また、朝から昼間Ｔ1 〜Ｔ5 にかけて、
太陽の照度Ｌが増加すると、太陽電池１および最大電力
追従制御部２の出力電流ＩS もほぼ比例して増加し、出
力電圧ＶS も順次増加する。
【００２１】上記出力電流ＩS が増加した分、出力電圧
ＶS が減少し、太陽電池１の最適動作電圧ＶS が前述の
(6) 式が成立するようになったとき、 ＶS ＝ＶR …(8) ＩS ＝ＩR …(9) となる。
ＶS が減少し、太陽電池１の最適動作電圧ＶS が前述の
(6) 式が成立するようになったとき、 ＶS ＝ＶR …(8) ＩS ＝ＩR …(9) となる。
【００２２】さらに、上記太陽電池１の動作電圧ＶS が
増加して、 ＶS ＞ＶR …(10) になると、逆流防止ダイオ−ド７が逆バイアスされて、
上記太陽電池１からの最適動作電流ＩS は直流電源４に
逆流するのを遮断するとともに、負荷１０に給電され
る。このとき、上記バッテリ８の電圧ＶB は太陽電池１
の動作電圧ＶS もしくは直流電源４の出力電圧ＶR のい
ずれか高い方の電圧から上記逆流防止ダイオ−ド７の逆
方向電圧ＶD を差し引いた電圧に保持されている。
増加して、 ＶS ＞ＶR …(10) になると、逆流防止ダイオ−ド７が逆バイアスされて、
上記太陽電池１からの最適動作電流ＩS は直流電源４に
逆流するのを遮断するとともに、負荷１０に給電され
る。このとき、上記バッテリ８の電圧ＶB は太陽電池１
の動作電圧ＶS もしくは直流電源４の出力電圧ＶR のい
ずれか高い方の電圧から上記逆流防止ダイオ−ド７の逆
方向電圧ＶD を差し引いた電圧に保持されている。
【００２３】上記構成によれば、バッテリ８が過充電と
ならない制限電圧ＶM 以下で充電することができるとと
もに、太陽電池１からの最適動作電流ＩS を直流電源４
の電流ＩR に優先させて負荷１０に給電することができ
る。したがって、最大電力追従制御部２は太陽電池１か
らの直流電力ＰM を出力して最大限に有効活用するとと
もに、バッテリ８が過充電とならない制限電圧ＶL以下
の最大電力ＰL （図４）で充電されるため、上記バッテ
リ８の過充電にもとづく劣化を防止して長寿命化を達成
することができる。
ならない制限電圧ＶM 以下で充電することができるとと
もに、太陽電池１からの最適動作電流ＩS を直流電源４
の電流ＩR に優先させて負荷１０に給電することができ
る。したがって、最大電力追従制御部２は太陽電池１か
らの直流電力ＰM を出力して最大限に有効活用するとと
もに、バッテリ８が過充電とならない制限電圧ＶL以下
の最大電力ＰL （図４）で充電されるため、上記バッテ
リ８の過充電にもとづく劣化を防止して長寿命化を達成
することができる。
【００２４】上記実施例において、逆流防止手段５とし
て、図６で示すように、逆流防止ダイオ−ド６，７を使
用したけれども、直流電源４および最大電力追従制御部
２のいずれか一方の出力側に切り換えるスイッチング手
段１３を設け、このスイッチング手段１３を太陽電池１
の発電量を検出する発電量検出部１４で動作させるよう
に構成し、上記発電量検出部１４が所定の発電量に到達
した際、上記スイッチング手段１３でもって上記直流電
源４の出力側から最大電力追従制御部２の出力側を上記
バッテリ８および負荷１０に切り換え接続するようにし
てもよい。上記構成によれば、逆流防止ダイオ−ド６，
７を通じて流れる場合に比較して電圧降下による電力損
失が非常に少なくなるとともに、上記直流電源４の出力
電圧ＶR が最大電力追従制御部２の出力電圧ＶS 以下と
なったとき、上記最大電力追従制御部２やバッテリ８側
から上記直流電源４側へ逆流するのを、上記スイッチン
グ手段１３の開成によって確実に防止される。
て、図６で示すように、逆流防止ダイオ−ド６，７を使
用したけれども、直流電源４および最大電力追従制御部
２のいずれか一方の出力側に切り換えるスイッチング手
段１３を設け、このスイッチング手段１３を太陽電池１
の発電量を検出する発電量検出部１４で動作させるよう
に構成し、上記発電量検出部１４が所定の発電量に到達
した際、上記スイッチング手段１３でもって上記直流電
源４の出力側から最大電力追従制御部２の出力側を上記
バッテリ８および負荷１０に切り換え接続するようにし
てもよい。上記構成によれば、逆流防止ダイオ−ド６，
７を通じて流れる場合に比較して電圧降下による電力損
失が非常に少なくなるとともに、上記直流電源４の出力
電圧ＶR が最大電力追従制御部２の出力電圧ＶS 以下と
なったとき、上記最大電力追従制御部２やバッテリ８側
から上記直流電源４側へ逆流するのを、上記スイッチン
グ手段１３の開成によって確実に防止される。
【００２５】また、上記発電量検出部１４は、図７で示
すように、小型太陽電池１５に直列接続されたリレーコ
イル１６からなり、このリレーコイル１６で駆動される
リレー接点１３で上記スイッチング手段を構成し、上記
リレー接点１３でもって上記直流電源４の出力側から最
大電力追従制御部２の出力側を上記バッテリ８および負
荷１０に切り換え接続するようにしてもよい。
すように、小型太陽電池１５に直列接続されたリレーコ
イル１６からなり、このリレーコイル１６で駆動される
リレー接点１３で上記スイッチング手段を構成し、上記
リレー接点１３でもって上記直流電源４の出力側から最
大電力追従制御部２の出力側を上記バッテリ８および負
荷１０に切り換え接続するようにしてもよい。
【００２６】図８は、この発明による太陽電池付き無停
電電源装置の他の例を示すブロック回路図である。同図
で示すように、直流電力を交流電力に変換する変換部９
の出力側を常用出力側１７と非常用出力側１８に分離
し、常用出力側１７は交流電源４の電力停止を検出リレ
ー１９で検出し、そのリレー接点２０を介してタイマ２
１を動作させ、常用出力遮断リレー２２で所定時間、た
とえば１０分後に常用出力接点２３を開放させて常用出
力を停止し、非常用出力側１８から負荷に給電するよう
に構成することが推奨される。これによって、常用出力
側１７において、たとえば2,700Wの給電を達成するとと
もに、非常用出力側１８において、たとえば300Wの給電
を３日間のバックアップ時間を保証することができる。
なお、同図中、図１と同一もしくは相当部分には同一の
符号を付して、その詳しい説明を省略する。
電電源装置の他の例を示すブロック回路図である。同図
で示すように、直流電力を交流電力に変換する変換部９
の出力側を常用出力側１７と非常用出力側１８に分離
し、常用出力側１７は交流電源４の電力停止を検出リレ
ー１９で検出し、そのリレー接点２０を介してタイマ２
１を動作させ、常用出力遮断リレー２２で所定時間、た
とえば１０分後に常用出力接点２３を開放させて常用出
力を停止し、非常用出力側１８から負荷に給電するよう
に構成することが推奨される。これによって、常用出力
側１７において、たとえば2,700Wの給電を達成するとと
もに、非常用出力側１８において、たとえば300Wの給電
を３日間のバックアップ時間を保証することができる。
なお、同図中、図１と同一もしくは相当部分には同一の
符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００２７】図９は、この発明による太陽電池付き無停
電電源装置の応用の一例を示す構成図である。同図で示
すように、太陽電池付き無停電電源装置Ａは、太陽電池
１を建築物Ｂの壁部に設定するとともに商用電源３に入
力側を接続し、公衆通信回線Ｄや衛星通信回線Ｅに接続
される、たとえばパソコン通信ネットワークシステム等
の通信システムＣに電力を供給することができる。
電電源装置の応用の一例を示す構成図である。同図で示
すように、太陽電池付き無停電電源装置Ａは、太陽電池
１を建築物Ｂの壁部に設定するとともに商用電源３に入
力側を接続し、公衆通信回線Ｄや衛星通信回線Ｅに接続
される、たとえばパソコン通信ネットワークシステム等
の通信システムＣに電力を供給することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バッ
テリの過充電を防止して長寿命であり、かつパソコン通
信ネットワークシステム等に無停電で電力を供給できる
とともに、クリーンエネルギを最大限に活用して地球環
境の保全に寄与することができるなどの優れた利点を有
する。
テリの過充電を防止して長寿命であり、かつパソコン通
信ネットワークシステム等に無停電で電力を供給できる
とともに、クリーンエネルギを最大限に活用して地球環
境の保全に寄与することができるなどの優れた利点を有
する。
【図１】この発明による太陽電池付き無停電電源装置の
一例を示すブロック回路図である。
一例を示すブロック回路図である。
【図２】同実施例における要部の回路構成図である。
【図３】同実施例における最大電力追従制御部の動作特
性図である。
性図である。
【図４】同最大電力追従制御部におけるバッテリの充電
特性図である。
特性図である。
【図５】同無停電電源装置の動作を説明するための特性
図である。
図である。
【図６】同実施例における逆流防止手段の他の例を示す
回路構成図である。
回路構成図である。
【図７】同実施例における逆流防止手段の他の異なる例
を示す回路構成図である。
を示す回路構成図である。
【図８】この発明による太陽電池付き無停電電源装置の
他の例を示すブロック回路図である。
他の例を示すブロック回路図である。
【図９】この発明による無停電電源装置の応用の一例を
示す構成図である。
示す構成図である。
１ 太陽電池 ２ 最大電力追従制御部 ３ 交流電源 ４ 直流電源 ５ 逆流防止手段 ６ 逆流防止ダイオード ７ 逆流防止ダイオード ８ バッテリ ９ 直流−交流変換部 １０ 負荷に １３ スイッチング手段（リレー接点） １４ 発電量検出部 １５ 小型太陽電池 １６ リレーコイル １７ 常用出力側 １８ 非常用出力側 Ａ 太陽電池付き無停電電源装置 Ｃ パソコン通信ネットワークシステム Ｄ 公衆通信回線 Ｅ 衛星通信回線
Claims (7)
- 【請求項１】 交流電源の電力を直流電力に変換して出
力する直流電源と、太陽電池から出力される電力が最大
となるように制御する最大電力追従制御部と、上記直流
電源および最大電力追従制御部の出力側に接続された逆
流防止手段と、この逆流防止手段の出力側に接続された
バッテリと、上記直流電源および最大電力追従制御部か
らの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する変換
部とを具備し、上記直流電源からの電力に優先させて太
陽電池からの電力を上記バッテリおよび負荷に供給する
ように構成したことを特徴とする太陽電池付き無停電電
源装置。 - 【請求項２】 上記最大電力追従制御部は、バッテリが
過充電とならない最大電力で充電されるような電圧を出
力するように構成されていることを特徴とする請求項１
に記載の太陽電池付き無停電電源装置。 - 【請求項３】 上記逆流防止手段は、直流電源および最
大電力追従制御部の各出力側に接続されたダイオードで
ある請求項１または２に記載の太陽電池付き無停電電源
装置。 - 【請求項４】 上記逆流防止手段は、直流電源および最
大電力追従制御部のいずれか一方の出力側に切り換えて
バッテリおよび負荷に接続するスイッチング手段と、太
陽電池の発電量を検出する発電量検出手段とを具備し、
この発電量検出手段が所定の発電量に到達した際、上記
スイッチング手段を直流電源側から最大電力追従制御部
の出力側に切り換えるように構成されていることを特徴
とする請求項１または２に記載の太陽電池付き無停電電
源装置。 - 【請求項５】 上記発電量検出手段は小型太陽電池に直
列接続されたリレーコイルからなり、このリレーコイル
で駆動されるリレー接点で上記スイッチング手段を構成
したことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池付き無
停電電源装置。 - 【請求項６】 直流電力を交流電力に変換する変換部の
出力側を常用と非常用に分離し、常用出力側は交流電源
の電力停止から所定時間後に出力を停止するように構成
されていることを特徴とする請求項１ないし５のいづれ
かに記載の太陽電池付き無停電電源装置。 - 【請求項７】 公衆通信回線や衛星通信回線に接続され
る通信システムに電力を供給することを特徴とする請求
項１ないし６のいづれかに記載の太陽電池付き無停電電
源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7209059A JPH0946924A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 太陽電池付き無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7209059A JPH0946924A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 太陽電池付き無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0946924A true JPH0946924A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16566580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7209059A Pending JPH0946924A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 太陽電池付き無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0946924A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008306925A (ja) * | 2004-02-27 | 2008-12-18 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP2012151942A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Nichicon Corp | 電源装置 |
| JP2013027177A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 配電システム |
| JP2013069225A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 直流電源給電システム及び照明装置 |
| CN103117643A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-05-22 | 鼎点视讯科技有限公司 | 用于光网络单元的电源控制电路 |
| JP2014023211A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Denso Corp | 充電装置 |
| JP2014030302A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 品質別直流給電システム |
| WO2015005414A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | 株式会社パワーユナイテッド | 電力供給システムおよびヒートポンプシステム |
| WO2015116222A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Device with blocking rectifier |
| JP2015154552A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | 新電元工業株式会社 | 電源装置 |
| JP2016021808A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 大井電気株式会社 | 太陽電池制御装置 |
| CN107017701A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-04 | 中山市中泰能科技有限公司 | 一种太阳能不间断电源管理系统 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP7209059A patent/JPH0946924A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008306925A (ja) * | 2004-02-27 | 2008-12-18 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP2012151942A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Nichicon Corp | 電源装置 |
| JP2013027177A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 配電システム |
| JP2013069225A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 直流電源給電システム及び照明装置 |
| JP2014023211A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Denso Corp | 充電装置 |
| JP2014030302A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 品質別直流給電システム |
| CN103117643A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-05-22 | 鼎点视讯科技有限公司 | 用于光网络单元的电源控制电路 |
| JPWO2015005414A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2017-03-02 | 株式会社パワーユナイテッド | 電力供給システムおよびヒートポンプシステム |
| CN105556797A (zh) * | 2013-07-10 | 2016-05-04 | 统能株式会社 | 电力供给系统及热泵系统 |
| WO2015005414A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | 株式会社パワーユナイテッド | 電力供給システムおよびヒートポンプシステム |
| EP3021455A4 (en) * | 2013-07-10 | 2017-03-15 | Powerunited Inc. | Power supply system and heat pump system |
| WO2015116222A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Device with blocking rectifier |
| US10084316B2 (en) | 2014-01-31 | 2018-09-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Device with blocking rectifier |
| JP2015154552A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | 新電元工業株式会社 | 電源装置 |
| JP2016021808A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 大井電気株式会社 | 太陽電池制御装置 |
| CN107017701A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-04 | 中山市中泰能科技有限公司 | 一种太阳能不间断电源管理系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4765162B2 (ja) | 電力貯蔵型太陽光発電システム | |
| JP3147257B2 (ja) | 系統連系電源システム | |
| US9722435B2 (en) | Battery charge balancing device and battery charge balancing system | |
| JP2002354677A (ja) | 太陽光発電用パワーコンディショナ | |
| JP2013126339A (ja) | 電力供給システム | |
| JP2001005543A (ja) | 直流電力出力装置および太陽光発電システム | |
| CN110176788B (zh) | 蓄电系统以及蓄电装置 | |
| JP2002315197A (ja) | ハイブリッド電源システム及びその運転方法 | |
| JPH0946924A (ja) | 太陽電池付き無停電電源装置 | |
| KR101849664B1 (ko) | 태양광 발전 장치 연계형 전력공급장치 및 그 동작방법 | |
| JPH10336916A (ja) | 非常用電源システム | |
| JP3469678B2 (ja) | 直流電源システム | |
| JPH09163626A (ja) | 太陽光発電装置 | |
| JPH1146458A (ja) | 太陽光発電システム | |
| KR101737461B1 (ko) | 태양전지에서 생성된 전력으로 제어 구동전원을 얻는 태양광 발전 시스템 및 그 방법 | |
| JP2021197823A (ja) | 直流マイクログリッドシステム及びその制御方法 | |
| JP2003116224A (ja) | 太陽光発電システム及びその電力変換装置、並びに該システムの制御方法 | |
| JP6519553B2 (ja) | 太陽光発電システム | |
| JP6385207B2 (ja) | 蓄電池システム | |
| JPH10243575A (ja) | 太陽電池電源装置及びその運転方法 | |
| JP2000166124A (ja) | 補助電源装置 | |
| KR101162221B1 (ko) | 에너지 저장장치의 과충전/과방전 방지장치 및 방법 | |
| Mishra et al. | An efficient power management control technique for battery supported solar powered water pump using positive output luo converter | |
| Abdelmoaty et al. | A single-step, single-inductor energy-harvestingbased power supply platform with a regulated battery charger for mobile applications | |
| JPH0433529A (ja) | 電力貯蔵型電源装置 |