JPS63133838A - 太陽光発電システムの蓄電池充放電制御方式 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、太陽光発電システムの蓄電池充放電制御方式
に関するものである。

〔従来技術〕

第３図は従来の太陽光発電システムの蓄電池充放電制御
装置の構成を示すブロック図である。同図において、１
１は太陽電池、１２は過充電防止開閉器、１３は過放電
防止開閉器、１４は負荷、１５は蓄電池、１６は制御回
゛路、１７は退散１保。

護電圧レベルＶ。ＤＣを設定する過放電レベル設定器、
１８は過充電保護電圧レベルＶ。Ｃを設定する過充電レ
ベル設定器、１９は蓄電池１５の端子電圧を検出する電
圧センサである。

過放電レベル設定器１７は蓄電池１５の定格電圧（鉛蓄
電池でセル尚り２Ｖ）の９５％程度の退散１［保護電圧
レベル■。。、を設定し、過充電レベル設定器１８は蓄
電池１５（７ｑ定格電圧の１２５％程度の過充電保護電
圧レベル■。０を設定する。

上記構成の太陽光発電システムの蓄電池充放電制御装置
において、太陽電池１１で発電された直流電流は過充１
を防止開閉器１２を通って蓄電池１５に充ｔａれ、蓄電
池１５からの電流は過放電防止開閉器１３を通って負荷
１４へ放電される。蓄電池１５の端子電圧は、電圧セン
サ１９で常時監視され、その検出出力は制御回路１６に
入力されている。蓄電池１５の端子電圧が、過放電保護
電圧レベルＶ。ＤＣ（定格電圧の９５％程度）以下とな
ると制御回路１６は過放電防止開閉器１３を開放して放
Ｔを停止し、反対に蓄電池１５の端子電圧が、過充電保
護電圧レベル■。、（定格電圧の１２５％程度）以上と
なると制御回路１６は過充電防止開閉器１３を開放して
充電を停止する。

上記のように従来の太陽光発電システムの蓄電池充放電
制御装置は、過放電保護電圧レベルＶ。ＤＣ及び過充電
保護電圧レベルＶ。Ｃを基準として過充電防止開閉器１
２及び過放電防止開閉器１３の開閉を制御し蓄電池１５
の過充放電を防止する、所謂浮動充電と称する蓄電池充
放電制御方式を採用している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来の蓄電池充放電制御方式は、蓄電
池１５の充電状態を過放電保護電圧レベルＶ　ＯＤＣと
過充電保護電圧レベル■。０との間に保つ浮動充電であ
るため、蓄電池３５内で電解液の成層化、即ち電解液に
濃い部分と薄い部分の層が生じる現象が起こるという問
題があった。この成層化が生じると寛解液の濃い部分で
は劣化が化Ｃ２薄い部分ではサルフェーションどなり、
蓄電池１５の寿命を短縮させると共に、その充放電効率
を悪化させるという問題点があった。特に蓄電池の寿命
が短くなるということは、メンテナンスの回数をできる
限り少なくすることが要望される太陽光発電システムに
おいては極めて重要な問題である。本発明は上述の点に
鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、蓄電池の
充放電効率が良く且つその寿命を延ばすことが可能な太
陽光発電システムの蓄電池充放電制御方式を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、太陽電池と、該太
陽電池で発電された直流電圧を充電する蓄電池と、該蓄
電池の端子電圧を検出する電圧センサと、過充電防止開
閉器及び過放電前止開閉器とを具備し、電圧センサの検
出電圧が予め定めた過充電保護電圧レベルに達したら過
充電防止開閉器を開放すると共に、電圧センサの検出電
圧が予め定めた過放電保護電圧レベルに達したら過放電
防止開閉器を開放するように構成された太陽光発電シス
テムにおいて、予め定めた過充電保護電圧レベルを所定
値だけ引き上げる手段を設け、過充電保護電圧レベルを
所定値だけ引き上げて所定時間充電させることができる
ように蓄電池充放電制御方式を構成した。

〔作用〕

太陽光発電システムの蓄電池充放電制御方式を上記の如
く構成することにより、過充電保護電圧レベルを所定値
だけ引き上げて所定時間充電させるから、その時蓄電池
が過充電となり余分な電気分解により水素ガスの泡が発
生し、この泡により蓄電池内の電解液が攪拌され、電解
液濃度の濃淡の層、即ち成層化が解消される。その結果
蓄電池の充放電効率が向上すると共に、蓄電池の寿命が
長くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る蓄電池充放電制御方式爛適用する
太陽光発電システムの蓄電池充放電制御装置の構成を示
すブロック図である。同図Ｃａ）において、第３図と同
一符号を付した部分は同−又は相当部分を示し、その作
用も略同−である。

同図において、２０は過充電レベル設定器１８で予め設
定された過充電保護電圧レベルＶ。Ｃ８を所定値だけ引
き上げた過充電レベルＶ。ｃｔを設定する過充電レベル
設定器である。過充電レベル設定器１８と過充電レベル
設定器２０の切換えは切換リレーＸの切換接点Ｘａで行
なう。

第１図（ｂ）は前記切換リレーＸの作動回路である。同
図において、ＰＢは押ボタンスイッチであり、該押ボタ
ンスイッチＦＢを押すと、タイマーＴと切換リレーＸに
作動［流が流れる。それにより切換リレーＸが作動し、
その常開接点ｘｂを閉じ切換リレーＸが自己保持すると
共に、その切換接点Ｘａも過充電レベル設定器１８側か
ら過充電レベル設定器２０に切り換わる。所定時間経過
して、タイマーＴが作動するとその常閉接点Ｔａが開放
され、切換リレーＸの自己保持が解放される。

第２図は太陽光発電システムの蓄電池充放電制御装置の
動作を示す蓄電池１５の端子電圧と経過時間との関係を
示す図である。次に同図に基づいて上記第１図（ａ）及
び（ｂ）に示す太陽光発電システムの蓄電池充放電制御
装置の動作を説明する。先ず蓄電池１５の端子電圧が零
の状態から過充電防止開閉器１２を閉じ、太陽電池１１
からの直流電流を蓄電池１５に充電すると、蓄電池１５
の端子電圧は徐々に上昇し、過放電レベル設定器１７の
設定する過放電保護電圧レベルＶ。ＤＣと過充電保護電
圧レベルＶ。Ｃ１との間を制御回路１６の過充電防止開
閉器１２及び過放電防止開閉器１３の開閉制御により上
下する。この状態が所謂浮動充電の状態である。

上記浮動充電を継続させて後の所定時間ｔ１に押ボタン
スイッチＦＢを閉じると、上述のようにタイマーＴと切
換リレーＸに作動電流が流れる。

それにより切換リレーＸが作動し、その常開接点ｘｂを
閉じ切換リレーＸが自己保持すると共に、その切換接点
Ｘａも過充電レベル設定器１８側から過充電レベル設定
器２０に切り換わる。これにより、過充電レベル設定器
２０の設定する過充電レベル■。Ｃ２が制御回路１６に
入力され、蓄電池１５の端子電圧は該過充電レベル■。

、２に向かって上昇する。所定時間経過して、タイマー
Ｔが作動するとその常閉接点Ｔａが開放され、切換リレ
ーＸの自己保持が解放される。その結果再び切換接点Ｘ
ａは過充電レベル設定器１８側に切換り、蓄電池１５の
端子電圧は過放電保護電圧レベル■。ＤＣと過充電保護
電圧レベルＶ。Ｃ１との間を上。

下する浮動充電に移る。

蓄電池１５は浮動充電が続くと、その電解液の濃度に濃
い部分と薄い部分の成層化が生じる。この成層化が上記
のように蓄電池１５の充放１効率やその寿命に悪影響を
与える。しかしながら、上記蓄電池１５の端子電圧を過
充電保護電圧レベルＶＯＣ＋を越えた強い過充電状態に
すると、該過充電状態において蓄電池１５内では余分な
電気分解により水素ガスが発生し、それによる泡で電解
液が攪拌され、電解液の濃度が均一となるから上記電解
液の成層化が解消される。成層化が解消されると蓄電池
１５の充放電効率が向上すると共に、蓄電池の寿命が長
くなる。

なお、上記水素ガスの発生は蓄電池１５の爆発等の危険
があるが、過充電レベルＶ。。、を所定のレベル以下に
抑えるとその危険はない。

上記のような蓄電池１５を過充電保護電圧レベルＶ。ｃ
ｌを越える過充電に強制的にするのは年数回程度で充分
である。

なお、上記実施例は押ボタンスイッチＰＢを手動で操作
し、蓄電池１５を浮動充電から強い過充電にする例を示
したが、所定時間毎（年数回程度）に自動的に過充電レ
ベル設定器１８から過充電レベル設定器２０に切換るよ
うにすれば、定期的にしかも自動的に上記蓄電池１５を
強い過充電状態にし、蓄電池１５の電解液の成層化を解
消させ充放電効率の向上及び寿命長期化を図ることが可
能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、過充電保護電圧レ
ベルを所定値だけ引き上げて蓄電池を所定時間充電させ
るから、その時蓄電池が強い過充電となり余分な電気分
解により水素ガスの泡が発生し、蓄電池内の電解液が攪
拌され、電解液の濃度が均一となるから、均等充電に等
しい充電が可能となり、充放電効率が向上すると共に、
電解液の所謂成層化が解消されることから電極等の局部
的性能の劣化を生じることなく蓄電池の寿命が延びると
いう優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蓄電池充放電制御方式を適用する
太陽光発電システムの蓄電池充放電制御装置の構成を示
すブロック図で、同図（ａ）は太陽光発電システムの構
成を示すブロック図、同図（ｂ）は切換リレーの作動回
路を示す回路図、第２図は太陽光発電システムの蓄電池
充放電制御装置の蓄電池の端子電圧と経過時間との関係
を示す図、第３図は従来の太陽光発電システムの蓄電池
充放電制御装置の構成を示すブロック図である。 図中、１１・・・・太陽電池、１２・・・・過充電防止
開閉器、１３・・・・過放電防止開閉器、１４・・・・
負荷、１５・・・・蓄電池、１６・・・・制御回路、１
７・・・・過放電レベル設定器、１８・・・・過充電レ
ベル設定器、１９・・・・電圧センサ、２０・・・・過
充電レベル設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽電池と、該太陽電池で発電された直流電圧を充電す
   る蓄電池と、該蓄電池の端子電圧を検出する電圧センサ
   と、過充電防止開閉器及び過放電防止開閉器とを具備し
   、前記電圧センサの検出電圧が予め定めた過充電保護電
   圧レベルに達したら過充電防止開閉器を開放すると共に
   、前記電圧センサの検出電圧が予め定めた過放電保護電
   圧レベルに達したら過放電防止開閉器を開放するように
   構成された太陽光発電システムにおいて、前記予め定め
   た過充電保護電圧レベルを所定値だけ引き上げる設定手
   段を設け、過充電保護電圧レベルを所定値だけ引き上げ
   て所定時間充電させることを特徴とする太陽光発電シス
   テムの蓄電池充放電制御方式。