JPS5863031A

JPS5863031A - 太陽電池発電システム

Info

Publication number: JPS5863031A
Application number: JP56158419A
Authority: JP
Inventors: 田内　治
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1981-10-05
Filing date: 1981-10-05
Publication date: 1983-04-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本願は、昼間日照時のみならず、曇天および／または夜
間においても電力を消費する負荷に電力を供給する太陽
電池発電システムに関するものである。

日照時以外の時間においても負荷に電力を供給する太陽
電池発電システムにおいては、日照時にそれ以外の期間
の消費電力を含めた電力を発電し。

その余剰電力を電気エネルギーとして蓄電することＫよ
り、日照時以外の期間の電力供給を可能としている。従
来はこの電力の貯蔵に化学二次電池を縦並列したものを
利用して来た。しかし、この化学二次電池を使う太陽電
池発電システムにおいては５斗′回以上の高充電サイク
ルによる電解液消耗に対する液補充、単電池特性のばら
つきによる保持容量の不均婢増化に対する定期的な均婢
充雷が必要であり、またこのよう表充電による電池セル
の寿命の低下がある。また、この発電システムでは低放
電率放電使用から、二次電池内部洩れ電流よりの蓄電中
の電力損失、二次電池の定電圧性による残存蓄電電力監
視の困難性といった問題もある。更に、この発電システ
ムは狭い使用温度範囲、機械的強度不足、大容量電池の
モジュール化の困難性、充放電効率による電力損失の発
生尋の欠点を持ってい石。

この発明の目的は前述の太陽電池発電システムにおいて
、化学二次電池に電力を貯蔵する技術の欠点を解決する
手段として、化学二次電池の替シに大容量の電気二重層
コンデンサーに電力を貯蔵する太陽電池発電システムを
提供することにある。

以下図面を参照しながら本発明を詳細Ｋ１５２明する。

第１図は従来の二次電池を有する太陽発電システムを示
す系統図である。太陽電池アレイ１の発電電力は、過電
圧防止側路回路２及び電流逆流阻止ダイオード３を介し
て、化学反応を利用した二次電池５に蓄積される。この
二次電池５の出力電圧は、充放電時に指数関数曲線で変
化するので、定電圧調整回路６で負荷１０に許容される
電圧変動範囲に定電圧化されてから、負荷１０に供給さ
れる。負荷１００杵容電圧変動幅が二次電池５の充１１
終止電圧と放電終止電力の幅板上である場合は、当然と
の定１′圧調整回路６は省略できる。

過電圧防止側路回路２と過電圧検出回路４は化学二次電
池５の許容耐圧以上に端子電圧が上昇するのを防止する
保静回路である。検出回路４により二次電池５の端子電
圧を監視し、この電圧が許容端子１′圧まで上昇したと
き側路回路２に制御信号を与えて、太陽電池アレイ１か
らの発電電力を側路している。逆流阻止ダイオード３は
、上記のように―路したときに二次電池５に蓄積されて
いる電気エネルギーが側路回路２に逆流し、放電するの
を防止するために挿入されている。二次電池５は化学反
応を利用したものであるため、充１１［終止時において
も二次電池の個々のセルの充電度のばらつき及び各セル
の電、槽内の電解液の均一化のために、余分な充電電流
を必要とする。また、二次電池５が充電終止状態に至っ
ても、太陽１池アレイ１が発電を継続している場合には
、電池の寿命短縮及び電解液の消耗を防止するために、
過電圧防止側路回路２と過電圧検出回路４は化学二次電
池を４つ発電システムにとっては必要不可欠である。

参照数字９は二次電池５の残容量の監視または低下検出
を行なう回路である。太陽電池発電システムにおいて使
用されるヒ次電池は低放電率にて使用されるが、二次電
池の定電圧特性により、放電終止電力壕で端子電圧の変
化は微少なために二次電池の任意残容量を計測及び検出
することは鉛二次１′池の比重測定より残容量を推定す
る場合を除き困難である。このため、検出回路９は光学
比重計方式、充放電電気量積等方式、または二次電池複
数並列方式等の複雑な構成となる。

参照数字７け二次電池５に鉛二次電池を使用する場合に
必要な過放電防止電圧検出回路であり、鉛二次電池が過
放電、によシその性能の劣化及び寿命の短縮が起ること
を防止し、二次電、池５の端子電圧を監視し、許容電圧
以下に低下した場合にしゃ断器８によ多負荷１０を開放
する。

第２図は本発明による太陽発電システムを示す系統図で
あり、第１図と同じ参照数字はそれらと同じ機能を有す
る。太陽電池アレイ１で得られる発電電力は、本発明の
特徴とする電気二重層コンデンサー１５に静電気電気量
として充電される。

この本願のシステムにおいては、太陽電池発電システム
を運転する場所においての最高太陽輻射工、　ネルギー
を受けた時に、太陽電池アレイ１の開放出力電圧が電気
二次電池１５の許容耐電圧を越えぬよう、電池アレイ１
の太陽電池単位セルの直列接続数、または二次電池１５
の耐電圧を設定すれば、第１図の従来システムと異なシ
、過電圧防止側路回路２及び検出回路４は必ずしも必要
ではない。また、残容量監視または低下検出回路１９は
電気二次ｍ６１５の端子電圧が蓄１１気量に対して指数
比例するので、その端子電圧を計測することによ〕容易
に残存蓄電容量に換算することが出来、またシステムの
許容最低残量に相当する端子電圧に電圧検出器を設゛定
しておけば、残容量低下警報を容易に端子１３より外部
に送出できる。

本発明の太陽電池発電システムは電気二重層コンデンサ
ーを二次電池に使うよう構成しているので、保守が不要
、長寿命、広使用温度範囲、固体ブロックで構造が轡械
的に堅固、内部洩れ電流が少ない、端子電圧による残存
容量の監視が要易等多くの利点を有する。このため、下
記の太陽電池発電システムに使えば、よシ効果的である
。

１）定期点検保守が困難な無線通信無人中継所用電源；２）宇宙空間で運転される衛星トランスポンダー用電源
；３）パイプラインの監視、制御、テレメトリ−用電源；４）鉄道通信における監視、制御、テレメトリ−用電源
：５）無人標識用の電源；６）気象、地学データー収集用無人テレメーター用電源
等である。

実施例に示したように本発明の太陽電池発電システムを
実施すれば、王妃のような効果が得られる０１）蓄電池保守作業の省略：２）電気二重層コンデンサーを屋外設置する事によシ局
舎、または中継筐の床面積の低減；３）蓄電池の場合に
必要な換気、空調設備及びその消費電源の省略；４）低い洩れ電流による太陽電池自体の発電量の低減；５）鉛蓄電の場合に必要な過放電防止手段（第１図の７
．９）の省略：６）端子電圧の監視による保持電力のテレメ）　ＩＪソ
ングび不足警報検出の容易性ニア）現地組立て工事の省略：８）太陽電池アレイの開放出力電圧をコンデンサ耐電圧
より低く設計する事によシ充電終了時の過電圧検出回路
（２及び４）の省略；９）二次電池に於ける充放電効率に和尚する電力損失が
ないのでその分の太陽電池出力の低減勢非常に多くの効
果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の化学二次電池を使用した太陽電池発電シ
ステム系統図：第２図は本発明による電気二次電池を使
用した太陽電池発電システム系統図である〇図において、１・・・・・・太陽電池アレイ、２・・・
・・・過電圧防止側路回路、３・・す・・・逆流閉止ダ
イオード、４・・・・・・過電圧検出回路、１５・・・
・・・電気二重層コンデンサー、６・・・・・・定電圧
調整回路、１９・・・・・・残容量監視／低下検出回路
、１０・・・・・・負荷、１１及び１２・・・、・・・
負荷端子、１３・・・・・・残容量監視出力または低下
警報出力端子である。

Claims

【特許請求の範囲】

１、太陽エネルギーよ〕電気エネルギーを得る太陽電池
と、前記太陽電池から得られる電気エネルギーを蓄積保
持する電気二重層コンデンサとを含む太陽電池発電シス
テム。