JPH11225448A - 太陽光発電システムおよびその運転方法 - Google Patents

太陽光発電システムおよびその運転方法

Info

Publication number
JPH11225448A
JPH11225448A JP10039774A JP3977498A JPH11225448A JP H11225448 A JPH11225448 A JP H11225448A JP 10039774 A JP10039774 A JP 10039774A JP 3977498 A JP3977498 A JP 3977498A JP H11225448 A JPH11225448 A JP H11225448A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emergency
solar cell
electric system
power generation
power
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
Application number
JP10039774A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyoshi Takehara
信善 竹原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP10039774A priority Critical patent/JPH11225448A/ja
Publication of JPH11225448A publication Critical patent/JPH11225448A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/50Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect

Abstract

(57)【要約】 【課題】 災害などの商用系統停電時にも、太陽電池を
有効に利用する。 【解決手段】 通常使用電気系統と非常用電気系統を商
用系統停電時に分離する非常系統分離器、非常用電気系
統を1次側入力とする無停電電源、非常用電気系統に電
気を供給できる非常用発電機、太陽電池、無停電電源に
よって駆動される非常用負荷、前記非常系統分離器と連
動して太陽電池出力を無停電電源内部の蓄電池に供給す
るための非常時接続器を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電力系統の停
電等、通常使用電気系統の異常時に使用できる非常時用
システムとして好適な太陽光発電システムおよびその運
転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】地震等の災害時に太陽光発電システムを
活用したいという要望が高まっており、このために特開
昭62−49526公報や特開平9−9528公報に開
示された技術が知られている。すなわち、特開昭62−
49526公報には、無停電電源(以下UPSと記す)
の蓄電池に太陽電池を用いて充電して、バックアップ時
間を長くするという技術が開示されている。また、特開
平9−9528公報には、双方向UPSを用いて交流/
直流兼用非常負荷を切り替え制御して非常時のシステム
の堅牢性を高める技術が開示されている。
【0003】しかしながら、太陽電池、UPSおよび非
常発電機を相互に連係および協調させた適切な構成は未
だ知られていない。それ故、太陽電池を災害時に有効利
用することが困難であった。
【0004】本発明は、商用電力系統の停電等、通常使
用電気系統の異常時に使用できる非常時用システムとし
て好適な太陽光発電システムおよびその運転方法を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】上記の課題を
解決するため、本発明の太陽光発電システムは、通常使
用電気系統の正常時に通常使用電気系統に接続されてい
る非常用電気系統を、通常使用電気系統の異常時に通常
使用電気系統から分離する非常系統分離器と、非常用電
気系統を1次側入力とする無停電電源と、無停電電源に
よって駆動される非常用負荷と、非常用電気系統に電気
を供給できる非常用発電機と、太陽電池と、通常使用電
気系統の異常時に非常系統分離器と連動して太陽電池出
力を無停電電源内部の蓄電池に供給するための非常時接
続器を具備することを特徴とする。
【0006】前記通常使用電気系統は、例えば商用電力
系統およびその負荷である。また、商用電力系統の正常
には前記太陽電池とこの商用電力系統を連系動作させ
て、太陽電池の余剰出力を商用電力系統に逆潮流させる
のが好ましい。
【0007】前記太陽電池としては、建材と一体化した
太陽電池を用いることができる。また、太陽電池として
は、アモルファスシリコンを光電変換物質に含んだ太陽
電池を用いることができる。さらに、前記非常用負荷は
少なくとも通信設備と照明設備を含むことが好ましい。
【0008】本発明の太陽光発電システムは、商用電力
系統停電時、例えば、最初は前記非常用発電機で予め定
められた非常用負荷および前記無停電電源を駆動し、非
常用発電機が運転不能になったときに、無停電電源の蓄
電池に前記太陽電池から充電しつつ無停電電源で非常用
負荷の一部または全部を駆動し続けるように運転され
る。
【0009】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の好ましい実施の
形態に係る太陽光発電システムの構成を示した。同図に
おいて、太陽電池1は、太陽光をPNまたはPIN接合
構造を有した半導体により光電変換するものであり、光
電変換層に使用される半導体セルとしては、結晶シリコ
ン、アモルファスシリコン、カドミウムテルルなどがあ
る。一般にこのセルを複数組み合わせ、耐候性樹脂で封
止してモジュールを構成し、さらにこのモジュールを複
数組み合わせてアレイを作って利用する。
【0010】特に建材(屋根材または壁材等)と同一の
形状のモジュール、いわゆる建材一体型太陽電池にする
ことで、建材と同時に使用することができ、建物の壁面
や屋根面を有効利用することができる。
【0011】アモルファスシリコンを光電変換に用いる
場合は、その厚さを1μ以下にできるので、金属薄板と
組み合わせることで、柔軟かつ堅牢な太陽電池モジュー
ルを構成することができる。この特徴により、アモルフ
ァスシリコン太陽電池は建材一体型太陽電池を構成する
ために大変好適である。
【0012】無停電電源(UPS)2は、少なくとも蓄
電池21、ならびに不図示の整流器およびインバータを
有しており、用途に応じて様々な出力容量および蓄電池
容量のものが市販されている。本実施形態を構成するた
めには、蓄電池電圧と上記太陽電池アレイの電圧が概略
一致するようにしておく必要がある。もし、止むをえ
ず、電圧が合わせられない場合には電圧を合わせるため
のDC/DCコンバータが必要になる。また、蓄電池2
1に対して過充電保護(多くの場合、UPSにその機能
は内蔵されている)を行う必要がある。
【0013】非常用発電機3としては、ディーゼルエン
ジン発電機、ガスエンジン発電機などがあり、非常用と
してはディーゼル発電機を用いることが比較的多いよう
である。本実施形態を構成するための、特別な制限はな
い。負荷容量や電気種別(単相、3相等)により、適切
な機種を選択すればよい。
【0014】非常用負荷4の種類には特に制限はない
が、当然ながらその容量がUPS2の出力容量以下とな
っている必要がある。
【0015】非常系統分離器5は、自動/手動で開閉可
能な遮断機(交流用)で負荷遮断能力があるものならど
のようなものでもよく大変多くの市販品が使用可能であ
る。
【0016】非常時接続器6は、自動・手動で開閉可能
な遮断機で、直流で使用できるものであれば、どのよう
なものでもよい。
【0017】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る太陽光発電システム
の構成を示す。太陽電池1としては、建材一体型アモル
ファスシリコン太陽電池(キヤノン製BS−03、 14
V、4.6A、64W)を、14直列16並列として使
用し、14KW(196V、74A)なるアレイを構成
した。
【0018】発電機3としては出力電圧6.6KV、三
相60Hz、250KVAの容量を持ったディーゼル発
電機を使用した。このような発電機は、非常に多くのメ
ーカーから販売されている。
【0019】非常系統分離器5は市販の真空遮断機(い
わゆるVCB)を利用した。遮断機の容量は、非常用負
荷4(4a、4b)の容量に基づいて、十分な余裕をも
たせて、決めておく必要がある。本実施例においては、
非常用消火設備4aおよびUPS2以下を含めて合計5
0KVA程度の負荷容量があるので、100KVAのV
CBを採用した。
【0020】UPS2は容量10KVAで蓄電池21は
180V50Ahとした。このUPS2によってバック
アップされる負荷4bは、電話交換機と非常用照明であ
り、その容量は3KVAであった。
【0021】太陽電池1から効率よく充電する事を考え
ると、蓄電池電圧は太陽電池アレイ出力電圧よりもやや
低めに設定しておく必要がある。また、本実施例におい
ては、UPS2内部の蓄電池保護機能が太陽電池1の出
力電圧に対応できていなかったので、蓄電池21の過充
電防止装置22(非常運転時用)は外付けとした。無
論、UPS2の内部保護装置を最初から太陽電池1に対
応できるように製作することは、当然可能であり、その
ようにしたほうが実用上もスマートである。
【0022】太陽電池1からUPS2の蓄電池部分へ接
続するための非常時接続器6は、太陽電池容量に応じて
その容量を決めれば良い。本実施例ではDC450V、
100Aの直流ブレーカを採用した。このような直流ブ
レーカは、三菱電機など、いわゆる強電のメーカから多
数市販されている。本発明を実施するにあたって重要な
のは、このブレーカが前記非常系統分離器5と連係動作
をできることである。このためには遠隔操作でブレーカ
が動作できる事がのぞましい。また停電時に切り替え動
作を行うには停電検出する必要があるが、これには受電
設備の保護装置に内蔵されていたUVR(不足電圧検出
リレー)7の出力を利用した。
【0023】なお、本実施例においては、常時太陽電池
1を有効利用するという観点から、系統連系インバータ
8を採用しており、常時は太陽電池1の出力は6.6K
Vトランス12を通じて6.6KV高圧バス9に逆潮流
されるようにしてある。太陽電池1と連系する商用電力
系統10は6.6KV、1500KWのものである。
【0024】以下、本実施例の動作について説明する。 (1)通常状態 通常状態では、非常系統分離機5がON、非常時接続器
6がOFF、非常発電機3がOFFとなっており、商用
電力が6.6KVトランス12、13を通じて負荷2、
4a、4bおよび11に供給されている。また、太陽電
池出力は連系インバータ8を通じて、この太陽光発電シ
ステムが設置された商店や事務所や工場内の負荷11に
供給されている。
【0025】(2)非常状態 商用電力系統10の停電時は、以下のように動作が行わ
れる。まず、非常系統分離器5がOFFして、非常用電
気系統が商用給電系統より完全に切り離される。次に非
常時接続器6がONして、太陽電池1がUPS2の蓄電
池21に接続される。なお、連系インバータ8は不図示
の停電検出装置を備えており、停電を検出すると、入力
および出力回路の少なくとも一方を遮断(OFF)す
る。この状態で非常用発電機3を起動し、非常用負荷4
a、4bをバックアップ運転する。
【0026】通信設備などUPS2の出力につながって
いる負荷4bはUPS2、太陽電池1および非常用発電
機3の3電源でバックアップされることになるわけで、
大変信頼性が高くなる。非常用発電機3の燃料が無くな
った時には、太陽電池1とUPS2で、通信設備などの
負荷4bを駆動し続けることができるのである。このよ
うな一連の動作を図3のフローチャートに示した。
【0027】
【他の実施例】本実施例にあっては、図1に示す構成に
おいて、太陽電池容量を6.4KW(キヤノン製BS−
03、10直列10並列、140V、45A)とし、商
用電力系統10からは200V単相3線で受電する低圧
受電とする系を構成してみた。
【0028】UPS2は容量3KVA、蓄電池容量は1
20V、50Ahとした。また非常用発電機3の容量は
6KVA(200V、30A)として、非常用負荷4に
ついてはUPS2につなげられたいずれも不図示の金銭
登録機とモデムおよび非常用照明とした。さらに連系イ
ンバータ(日本電池製、容量5KVA)8を使用して、
常用連系とした。
【0029】非常系統分離器5および非常接続器6は、
それぞれAC200V、50A容量のブレーカとDC4
50V、50Aの直流ブレーカを採用して、図1のよう
に構成した。
【0030】ここで停電検出には連系インバータ8の停
電検出信号を利用して、この信号で非常系統分離5と太
陽電池1から蓄電池21への接続が行えるように構成し
た。低圧受電のような小電力の設備の場合には、電気設
備の保護装置が装備されないこともあるので、このよう
にインバータ8の保護装置を利用することが実用上は便
利である。
【0031】本実施例においても、図3に示したような
フローで、非常時の運転が可能な事を確認した。このよ
うに、低圧・高圧の受電態様にかかわらず、本発明を実
施することが可能である。太陽電池やUPSに関して
も、様々な実施態様を取りうることは明らかであり、そ
のような変更は本発明の思想を何ら歪めるものではな
い。
【0032】
【発明の効果】本発明は、通常使用電気系統と非常用電
気系統を分離する非常系統分離器、非常用電気系統を1
次側入力とする無停電電源(UPS)、非常用電気系統
に電気を供給できる非常用発電機、太陽電池(PV)、
無停電電源によって駆動される非常用負荷、前記非常系
統分離器と連動して太陽電池出力を無停電電源内部の蓄
電池に供給するための非常時接続器を具備した太陽光発
電システムであり、以下の効果がある。
【0033】発電機−UPS−PVの接続構成と運転
方法を明らかにしたので、容易に非常用システムを構成
できる。 発電機とPVをUPS蓄電池の充電用に使用すること
で非常用負荷を長時間バックアップできる。 PVを使ってUPSを充電している間に、発電機の燃
料を補給すれば、更に長時間のバックアップができる。 上記のような効果をもたらす本発明の産業上の利用価値
は大変大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る太陽光発電システ
ムの構成を示す図である。
【図2】 本発明の一実施例に係る太陽光発電システム
の構成を示す図である。
【図3】 図2のシステムの動作を説明するフロー図で
ある。
【符号の説明】
1:太陽電池(PV)、2:無停電電源(UPS)、
3:非常用発電機、4,4a,4b:非常用負荷、5:
非常系統分離器、6:非常時接続器、7:不足電圧検出
リレー(UVR)、8:系統連系インバータ、9:高圧
バス、10:商用電力系統、11:その他の負荷、1
2,13:6.6KVトランス、21:蓄電池、22:
過充電防止装置。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通常使用電気系統の正常時は通常使用電
    気系統と非常用電気系統とを接続し通常使用電気系統の
    異常時は非常用電気系統を通常使用電気系統から分離す
    る非常系統分離器と、非常用電気系統を1次側入力とす
    る無停電電源と、無停電電源によって駆動される非常用
    負荷と、非常用電気系統に電気を供給できる非常用発電
    機と、太陽電池と、通常使用電気系統の異常時に非常系
    統分離器と連動して太陽電池出力を無停電電源内部の蓄
    電池に供給するための非常時接続器を具備することを特
    徴とする太陽光発電システム。
  2. 【請求項2】 前記通常使用電気系統が商用電力系統お
    よびその負荷であることを特徴とする請求項1記載の太
    陽光発電システム。
  3. 【請求項3】 前記商用電力系統の正常時、前記太陽電
    池の出力と前記商用電力系統を連系動作させる電力連系
    手段をさらに具備することを特徴とする請求項2記載の
    太陽光発電システム。
  4. 【請求項4】 前記太陽電池が、建材と一体化した太陽
    電池であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
    つに記載の太陽光発電システム。
  5. 【請求項5】 前記太陽電池が、アモルファスシリコン
    を光電変換物質に含んだ太陽電池であることを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれか1つに記載の太陽光発電シス
    テム。
  6. 【請求項6】 前記非常用負荷が少なくとも通信設備と
    照明設備を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれ
    か1つに記載の太陽光発電システム。
  7. 【請求項7】 請求項2または3に記載の太陽光発電シ
    ステムの、商用電力系統停電時の運転方法であって、 最初は前記非常用発電機で予め定められた非常用負荷お
    よび前記無停電電源を駆動し、非常用発電機が運転不能
    になったときに、無停電電源の蓄電池に前記太陽電池か
    ら充電しつつ無停電電源で非常用負荷の一部または全部
    を駆動し続けることを特徴とする太陽光発電システムの
    運転方法。
JP10039774A 1998-02-06 1998-02-06 太陽光発電システムおよびその運転方法 Pending JPH11225448A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10039774A JPH11225448A (ja) 1998-02-06 1998-02-06 太陽光発電システムおよびその運転方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10039774A JPH11225448A (ja) 1998-02-06 1998-02-06 太陽光発電システムおよびその運転方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11225448A true JPH11225448A (ja) 1999-08-17

Family

ID=12562291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10039774A Pending JPH11225448A (ja) 1998-02-06 1998-02-06 太陽光発電システムおよびその運転方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11225448A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007124811A (ja) * 2005-10-28 2007-05-17 Seiko Electric Co Ltd 電力貯蔵システム、ルート発生装置及びルート発生方法
JP2008245454A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi Ltd 災害時対応電力供給方法およびシステム
JP2011010412A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Shimizu Corp 重要負荷の自立運転制御システム
JP2014131422A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Panasonic Corp 電力供給システムおよびパワーコンディショナ
CN105006886A (zh) * 2015-07-23 2015-10-28 上海瑞营机械制造有限公司 一种可移动型led显示屏机组供电系统
US9762036B2 (en) 2014-02-25 2017-09-12 Wave Energy Inc. Electric power distribution system
WO2023084603A1 (ja) * 2021-11-09 2023-05-19 Jfeエンジニアリング株式会社 発電システム、制御装置、制御方法、およびプログラム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007124811A (ja) * 2005-10-28 2007-05-17 Seiko Electric Co Ltd 電力貯蔵システム、ルート発生装置及びルート発生方法
JP2008245454A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi Ltd 災害時対応電力供給方法およびシステム
JP2011010412A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Shimizu Corp 重要負荷の自立運転制御システム
JP2014131422A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Panasonic Corp 電力供給システムおよびパワーコンディショナ
US9762036B2 (en) 2014-02-25 2017-09-12 Wave Energy Inc. Electric power distribution system
CN105006886A (zh) * 2015-07-23 2015-10-28 上海瑞营机械制造有限公司 一种可移动型led显示屏机组供电系统
WO2023084603A1 (ja) * 2021-11-09 2023-05-19 Jfeエンジニアリング株式会社 発電システム、制御装置、制御方法、およびプログラム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5548504A (en) Power line linking apparatus for linking a power generator to a commercial power line
US11316471B2 (en) Manual transfer switch for onsite energy generation and storage systems
US7177168B2 (en) Power converting apparatus and power generating apparatus
US6593520B2 (en) Solar power generation apparatus and control method therefor
JP3327774B2 (ja) 太陽光発電システム
JP3754898B2 (ja) 太陽光発電用集電箱、太陽光発電装置および制御方法
EP3087655B1 (en) Power supply system
CN110799925B (zh) 聚集和供应能量的设备和方法
US20080203820A1 (en) Backup power system
JP7009612B2 (ja) エネルギー貯蔵システム
US9761913B2 (en) High efficiency high voltage battery pack for onsite power generation systems
JP2002091586A (ja) 太陽光発電装置およびその制御方法
KR101336042B1 (ko) 태양광발전 시스템을 갖는 비상 전원 시스템
JP6503095B2 (ja) 充放電装置
Martirano et al. Implementation of SCADA systems for a real microgrid lab testbed
WO2013015097A1 (ja) 蓄電システム、及びそれを利用した系統連系システム
JP3469678B2 (ja) 直流電源システム
JP2004104851A (ja) 発電機連系機能付系統連系形システム
JPH11225448A (ja) 太陽光発電システムおよびその運転方法
JP2019092389A (ja) 電源切替装置及び電源切替システム
JPH1169659A (ja) 太陽発電充電システム
JP2014050292A (ja) 分散電源システム及び自立運転制御装置
JP4405654B2 (ja) 電力変換装置および発電装置
CN113285518A (zh) 直流电源系统
JPH0951638A (ja) 分散形電源装置