JPH0993834A - 無停電電源システム - Google Patents

無停電電源システム

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JPH0993834A
JPH0993834A JP24754295A JP24754295A JPH0993834A JP H0993834 A JPH0993834 A JP H0993834A JP 24754295 A JP24754295 A JP 24754295A JP 24754295 A JP24754295 A JP 24754295A JP H0993834 A JPH0993834 A JP H0993834A
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JP
Japan
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power supply
storage battery
temperature
thermoelectric element
power
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JP24754295A
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English (en)
Inventor
Yutaka Kuwata
豊 鍬田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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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

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  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲温度により蓄電池の出力容量や寿命が低
下せず、信頼性の高い無停電電源システムを提供するこ
と。 【解決手段】 蓄電池3の上部に熱電素子5を配置し、
該熱電素子5と直流電源回路2の出力との間をスイッチ
6を介して接続し、蓄電池3の温度を検出し、該温度に
応じてスイッチ6のオン・オフを制御する温度検出回路
7を設けることにより、蓄電池3の温度に応じて熱電素
子5を動作させ、これによって蓄電池3の温度を一定に
保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用交流電源の停
電時に蓄電池から負荷へ電力を供給する無停電電源シス
テムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は従来の無停電電源システムの一例
を示すもので、図中、1は商用交流電源、2は直流電源
回路、3は蓄電池、4は負荷である。
【0003】本システムでは、商用交流電源1が正常な
場合、該商用交流電源1を入力とする直流電源回路2か
ら負荷4へその必要とする直流電力が供給されるととも
に蓄電池3が浮動充電される。
【0004】ここで、商用交流電源1が停電になると直
流電源回路2の出力も停止するが、該直流電源回路2の
代りに蓄電池3からその蓄積エネルギーにより負荷4へ
電力が無瞬断で供給される。この際、蓄電池3の容量を
大きくすることにより、該蓄電池3から負荷4へ電力を
供給し続け得る時間(保持時間)を長くすることができ
る。
【0005】なお、その後、商用交流電源1が復旧する
と、直流電源回路2から負荷4へ電力の供給が再開され
るとともに蓄電池3への充電も再開され、消費された蓄
積エネルギーが補充される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の無停電電源システムでは、蓄電池3によって商用交
流電源1の停電時にも負荷4へ安定した電力を供給でき
るが、該蓄電池3から取り出し得る電力の大きさ(出力
容量)やその寿命は周囲温度により大きく左右されると
いう問題があった。例えば、寿命についてみると、周囲
温度が45℃の時の寿命は25℃の時に比べて約1/4
になり、また、出力容量についてみると、周囲温度が0
℃の時に蓄電池から取り出し得る容量は25℃の時に比
べて約25%も低減するという問題があった。
【0007】また、前記システムが屋外に設置される場
合、外気温が高いと蓄電池3の温度が上昇して充電電流
が増加する。充電電流が増加すると、蓄電池3は発熱し
て熱逸走を起こす場合があり、該熱逸走により蓄電池3
の内部温度が急増すると、その内部圧力が高くなって破
損するという問題があった。特に、最近は補水の不要な
シール鉛蓄電池が多く使われているが、この蓄電池は蓄
電池内部の電解液が少ないので熱容量が小さく、周囲温
度により蓄電池の内部温度が影響を受け易くなっている
ため、通常の液体の電解液を使う蓄電池に比べて熱逸走
を起こし易いという問題があった。
【0008】本発明の目的は、周囲温度により蓄電池の
出力容量や寿命が低下せず、信頼性の高い無停電電源シ
ステムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では前記課題を解
決するため、通常は商用交流電源を入力とする直流電源
回路により負荷へ直流電力を供給するとともに蓄電池を
充電し、商用交流電源の停電時は蓄電池から負荷へ直流
電力を供給する無停電電源システムにおいて、蓄電池に
接触もしくは近接して配置される熱電素子と、該熱電素
子と直流電源回路の出力とを接続するスイッチと、蓄電
池の温度を検出し、該温度に応じて前記スイッチのオン
・オフを制御する温度検出手段とを設けた。
【0010】本発明によれば、蓄電池の周囲温度が変化
して該蓄電池の温度が変化すると、これが温度検出手段
で検出され、スイッチのオン・オフが制御されて直流電
源回路から熱電素子への電力の供給が制御され、これに
伴う熱電素子の動作によって蓄電池の温度が一定に保持
される。
【0011】また、太陽電池と、該太陽電池から出力さ
れる電力を直流電源回路の出力と同様な電圧に変換して
負荷及び蓄電池に供給する電力変換手段とを設けること
により、屋外に設置した場合等に太陽光を有効利用する
ことができる。
【0012】また、元々、温度変化の少ない地下に蓄電
池を設置すれば、蓄電池の温度をより安定に保つことが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】図2は本発明の実施の形態の一例
を示すもので、図中、従来例と同一構成部分は同一符号
をもって表す。即ち、1は商用交流電源、2は直流電源
回路、3は蓄電池、4は負荷、5は熱電素子、6はスイ
ッチ、7は温度検出手段(回路)である。
【0014】熱電素子5は周知のペルチェ素子等からな
り、蓄電池3の上部にその吸熱側が接触する如く取り付
けられる。スイッチ6は熱電素子5と直流電源回路2の
出力との間に接続され、該素子と回路の出力との電気的
接続をオン・オフする。温度検出回路7は蓄電池3の温
度を検出し、該温度に応じて前記スイッチ6のオン・オ
フを制御、ここでは通常はオフ状態とし、予め設定した
所定の温度を越えるとオン状態に制御する制御信号S1
を出力する如くなっている。
【0015】前記構成において、商用交流電源1が正常
な場合、該商用交流電源1を入力とする直流電源回路2
から負荷4へその必要とする直流電力が供給されるとと
もに蓄電池3が浮動充電される。
【0016】ここで、蓄電池3の周囲温度が上昇し、該
蓄電池3の温度が前記所定の温度を越えると温度検出回
路7から制御信号S1 がスイッチ6に出力され、該スイ
ッチ6がオン状態となる。これによって熱電素子5に直
流電源回路2から電力が供給され、該熱電素子5が動作
して蓄電池3が冷却される。この冷却により蓄電池3の
温度が前記所定の温度以下に下がると、温度検出回路7
から制御信号S1 が出力されなくなり、これによってス
イッチ6がオフ状態に復旧し、熱電素子5への電力の供
給が停止して熱電素子5の動作も停止する。
【0017】また、商用交流電源1が停電になった場
合、直流電源回路2の出力が停止し、該直流電源回路2
の代りに蓄電池3からその蓄積エネルギーにより負荷4
へ電力が無瞬断で供給されるが、この時も蓄電池3の蓄
積エネルギーにより熱電素子5への電力供給を行うこと
ができる。
【0018】なお、その後、商用交流電源1が復旧する
と、直流電源回路2から負荷4へ電力の供給が再開され
るとともに蓄電池3への充電も再開され、消費された蓄
積エネルギーが補充される。
【0019】このように本形態によれば、蓄電池3の温
度に応じて熱電素子5の動作を制御することにより該蓄
電池3の温度を一定に保持することができ、これによっ
て蓄電池3の蓄積エネルギーを効率良く取り出すことが
できるとともにその寿命を長くすることができる。
【0020】図3は本発明の実施の形態の他の例を示す
もので、ここではシステム全体を屋外に設置する場合の
例を示す。即ち、図中、8は蓄電池収容箱であり、屋外
のうち比較的周囲温度の変化の少ない地下に埋設され、
特に温度の影響を受けやすい蓄電池3を、他の直流電源
回路2、負荷4、熱電素子5、スイッチ6、温度検出回
路7とともに収容する如くなしている。このように構成
することにより、蓄電池3の温度変化を少なくすること
ができ、熱電素子5の動作に要する電力を少なくするこ
とができる。
【0021】外気温が高い場合、蓄電池収容箱8内の温
度も上昇し、蓄電池3の温度も上昇する。この時、前記
同様に、熱電素子5からの冷熱を蓄電池3に与えること
により、その温度を下げることができる。通常、冷たい
空気は蓄電池収容箱8の下部に集まり、暖かい空気は上
部に集まるので、蓄電池3の上部に熱電素子5を設置す
ることにより、該熱電素子5からの冷熱を蓄電池3に有
効に与えることができる。
【0022】また、熱電素子5の放熱側、即ち蓄電池3
の反対側に放熱フィン9を取り付けることにより、該熱
電素子5を効率良く動作させることができ、さらに蓄電
池収容箱8の上部に集まる暖められた空気を、該蓄電池
収容箱8の上部に冷却ファン10を取り付けて外部に放
出することにより、さらに効率良く冷却することができ
る。なお、冷却ファン10の動作に必要な電力は直流電
源回路2から供給すれば良い。
【0023】商用交流電源1が停電した場合、直流電源
回路2の出力は停止するが、蓄電池3の蓄積エネルギー
を利用して熱電素子5への電力供給を行うことにより、
蓄電池3自体の温度を下げることができる。
【0024】また、蓄電池収容箱8を地下に設置した場
合、蓄電池3の充電時に発生する水素ガスや酸素ガスを
収容箱8の外部に放出しなければならないが、水素ガス
や酸素ガスは空気より軽いので、収容箱8の蓄電池3の
上部に小さな孔を開けておくことにより、該水素ガスや
酸素ガスを外部に簡単に放出できる。
【0025】システムを屋外に設置する場合、外気温の
変化の大きい環境に設置されることになる半面、太陽光
を利用できるというメリットがある。そこで、本例では
さらに太陽電池11と電力変換回路12とを設けた。
【0026】太陽電池11は収容箱8の上部外面に設置
され、得られた電力は電力変換回路12により直流電源
回路2の出力と同様な電圧に変換され、蓄電池3、負荷
4及び熱電素子5に供給される。このように構成したこ
とにより、太陽電池11の発電によって得られた電力を
直流電源回路2の電力と合わせて供給できるので、直流
電流回路2の消費電力を低減でき、省エネルギー化が図
れる。
【0027】また、太陽が出ている時には収容箱8内部
の温度上昇が著しくなる可能性が高いので、太陽電池1
1のエネルギーを蓄電池3の冷却に利用することによ
り、太陽光エネルギーの有効利用、商用交流電源の省エ
ネルギー化が可能となる。さらにまた、収容箱8の上部
外面に太陽電池11を設けたことにより、太陽光線が収
容箱8に直接当たるのを防ぐことができ、これによって
収容箱8の温度上昇を抑制することもできる。
【0028】なお、図3の例では直流電源回路や負荷も
収容箱8内に設置しているが、外部に設置しても良いこ
とはいうまでもない。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蓄
電池に接触もしくは近接して熱電素子を配置し、該熱電
素子と直流電源回路の出力とを接続するスイッチを蓄電
池の温度を応じてオン・オフ制御することにより、蓄電
池の温度を一定に保持することができ、これによって蓄
電池の蓄積エネルギーを効率良く取り出すことができる
とともにその寿命を長くすることができ、保守も容易で
信頼性の高い無停電電源システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の無停電電源システムの一例を示す図
【図2】本発明の無停電電源システムの実施の形態の一
例を示す図
【図3】本発明の無停電電源システムの実施の形態の他
の例を示す図
【符号の説明】
1…商用交流電源、2…直流電源回路、3…蓄電池、4
…負荷、5…熱電素子、6…スイッチ、7…温度検出回
路、8…蓄電池収容箱、9…放熱フィン、10…冷却フ
ァン、11…太陽電池、12…電力変換回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通常は商用交流電源を入力とする直流電
    源回路により負荷へ直流電力を供給するとともに蓄電池
    を充電し、商用交流電源の停電時は蓄電池から負荷へ直
    流電力を供給する無停電電源システムにおいて、 蓄電池に接触もしくは近接して配置される熱電素子と、 該熱電素子と直流電源回路の出力とを接続するスイッチ
    と、 蓄電池の温度を検出し、該温度に応じて前記スイッチの
    オン・オフを制御する温度検出手段とを設けたことを特
    徴とする無停電電源システム。
  2. 【請求項2】 太陽電池と、該太陽電池から出力される
    電力を直流電源回路の出力と同様な電圧に変換して負荷
    及び蓄電池に供給する電力変換手段とを設けたことを特
    徴とする請求項1記載の無停電電源システム。
  3. 【請求項3】 蓄電池を地下に設置したことを特徴とす
    る請求項1または2記載の無停電電源システム。
JP24754295A 1995-09-26 1995-09-26 無停電電源システム Pending JPH0993834A (ja)

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