JPS6364139B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽電池に併せて用いる蓄電池の過充
電防止回路に関するものである。

第１図に示すように、太陽電池１からチヨツパ
やインバータ等の電力変換装置（図示せず）を介
して負荷４に電力を供給する場合、太陽電池１は
日射の影響を受けて不安定に出力するものである
ために電池１と負荷４との間に蓄電池３を挿入
し、太陽電池１の供給する電力が負荷４の消費す
る電力に満たない時は、蓄電池３から不足分の電
力を供給し、逆に、太陽電池１の出力が負荷４の
消費電力より大きい時は差電力で蓄電池３が充電
されるようにして安定を図つている。なお、図中
２は逆流防止ダイオードである。

しかし、後者の充電状態が必要以上に続くこと
は、蓄電池３を過充電に至らしめることになり、
好ましくないので、かかる過充電を防止すること
が必要となる。

まず、上記過充電防止の従来例を説明し、よつ
て本発明の目的を明らかにする。

例えば従来例１は第２図に示すように、第１図
に短絡スイツチ５を追加したもので、この短絡ス
イツチ５は太陽電池１とダイオード２との間に電
池１及び負荷４に並例に挿入接続され、蓄電池３
の電圧を監視し、それが高くなり過ぎた時には該
スイツチ５をとじることにより、太陽電池１の電
圧を下げ蓄電池３の電圧より下げてしまい、太陽
電池１からの電力の過供給を防止するものであ
る。

しかしこの方法では、太陽電池１を完全に短絡
するには、太陽電池１の出力特性がよく揃い、太
陽電池１が全体としての短絡電流を流すときに逆
電圧が印加される太陽電池セルが発生しないこと
が必要となるが、これは、太陽電池セルの個数が
増えるに従い困難となる。

また、特性のばらつきを許容するために、スイ
ツチ５に直列に抵抗を接続し、スイツチ５の投入
時の太陽電池１の電圧を、蓄電池３より少し下げ
逆流防止ダイオード２を逆阻止状態で維持する程
度にとどめた場合は、太陽電池１の最適動作電圧
における発生電力をやや下回る程度の電力が負荷
で連続的に消費されることになり抵抗容量として
ほぼ太陽電池１の定格電力に近いものを用意する
必要があり、装置自体の外形、価格、発熱量にい
ずれもが大きなものになつてしまう。

次に、従来例２として第３図に示すように、第
１図の回路に、蓄電池３と負荷４との間にスイツ
チ６を並列に挿入してこのスイツチ６に過充電防
止用負荷７を直列に接続し、蓄電池３の電圧に応
じてスイツチ６を操作して、その負荷７を投入解
列しようというものもある。

しかし、この場合も負荷７の容量は太陽電池１
の定格電力以上のものが必要であり装置全体の外
形、価格、発熱量が大きくなるという上記従来例
１と同様の欠点が存在する。

本発明の目的は上記従来例の不都合を解消し、
蓄電池の過充電防止のために必要となる装置は小
型、低損失のものですむようにし、しかも太陽電
池に対しても無害な動作が得られる太陽電池用蓄
電池の過充電防止回路を提供することにある。

しかしてこの目的は本発明によれば、太陽電池
と負荷又は交流系統との間に蓄電池を有する太陽
光発電システムにおいて、該太陽電池とこれと並
列に配置される蓄電池との間に順方向にサイリス
タを挿入し、更に該サイリスタより太陽電池側に
太陽電池と並列にトランジスタを接続し、その都
度短時間だけトランジスタを導通制御することに
より上記サイリスタを消弧するようにしたことに
より達成される。

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説
明する。

第４図は本発明の第１実施例を示す回路図で、
太陽電池１と蓄電池３と交流系統を含む負荷４と
を順次並列接続した回路で、太陽電池１と並列に
トランジスタ８とそれによりスイツチされるサイ
リスタ消弧用負荷９を接続し、第１図〜第３図に
おける逆流防止用ダイオード２に置き換えたサイ
リスタ１０を蓄電池３と太陽電池１間に順方向に
挿入したものである。

なお、この負荷９は太陽電池１の受ける日射が
最大の時でも電圧が蓄電池３の電圧以下になる抵
抗値のものを選定する。したがつて、負荷９の抵
抗値は所定の上限値以下に選定されればよいこと
から、場合によつては負荷９を省略することも可
能あるが、トランジスタ８を電流容量の小さいも
のですませるためには上記の上限値近くの抵抗値
を有する負荷９を接続することが好ましい。

このようにすれば、今、蓄電池３の電圧が上昇
し過充電に近づいた時にトランジスタ８をオンす
れば、サイリスタ消弧用の負荷９に電流が流れ、
太陽電池１の電圧は蓄電池３の電圧より低くな
り、サイリスタ１０は消弧する。

次いでサイリスタ１０のターンオフ時間より若
干後にトランジスタ８をオフする。この結果、蓄
電池３への充電は防止され、太陽電池１は開放状
態になる。

従つて、負荷９の接続時の太陽電池１電圧は蓄
電池３の電圧よりやや低くする程度でよいので、
太陽電池１に有害な逆電圧を発生させることがな
く、負荷９に電流の流れる時間はサイリスタのタ
ーンオフ時間と同程度であるので、負荷９の定格
電力は小さくてもよい。

また、同様にトランジスタ８に流れる電流も短
時間であるから、第２図のごとくスイツチとして
半導体スイツチを用い、連続電流を流した場合よ
り熱処理が容易となり、さらに、負荷９の開閉に
可動部品を用いないので長期信頼性が得られ、か
つ、太陽電池１から負荷４に電力を供給する運転
では第１図の逆流防止用ダイオード２をサイリス
タ１０で置き換えただけであるので、損失は殆ん
ど増えず、システム効率を低下させるおそれがな
い。

第５図は本発明の第２実施例を示す回路図で、
上記第４図における第１実施例の回路のサイリス
タ消弧用負荷９の代わりにリアクトル１１を置
き、トランジスタ８のオフ時の過電圧防止にダイ
オード１２を該トランジスタ８と直列接続して設
けたものである。

この場合でも、第４図の第１実施例と同様な動
作を行なうことができ、同様な効果を期待でき
る。

さらに、この第２実施例の場合、リアクトル１
１の電流定格と、トランジスタ８の冷却性能を太
陽電池１の短絡電流が許容できるように設計すれ
ば、特に、太陽電池１における感電事故等重大事
故が起こつた時には、太陽電池１を短絡すること
により、太陽電池セルのいくつかにダメージを与
えるとしても、太陽電池１の出力電圧を０とし故
障電流をなくす方が得策であると判断される場合
にトランジスタ８を連続導通状態に置いて保護動
作をなすことができる。

以上述べたように本発明の太陽電池用蓄電池の
過充電防止回路は、太陽電池と負荷又は交流系統
との間に蓄電池を有する太陽光発電システムにお
いて、該太陽電池と並列に配置される蓄電池の間
に順方向にサイリスタを挿入し、更に該サイリス
タにより太陽電池側に太陽電池と並列にトランジ
スタを接続し、トランジスタのオンオフ動作によ
り上記サイリスタを消弧するようにしたので、過
充電防止のために必要な装置は小型かつ安価で低
損失のものですみ、また太陽電池に対しても無害
で信頼性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は太陽光発電システムの一般例を示す回
路図、第２図、第３図は従来の蓄電池過充電防止
回路を示す回路図、第４図は本発明の過充電防止
回路の第１実施例を示す回路図、第５図は同上第
２実施例を示す回路図である。 １……太陽電池、２……逆流防止ダイオード、
３……蓄電池、４……負荷、５……短絡スイツ
チ、６……スイツチ、７……過充電防止用負荷、
８……トランジスタ、９……負荷、１０……サイ
リスタ、１１……リアクトル、１２……ダイオー
ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 太陽電池と負荷又は交流系統との間に蓄電池
   を有する太陽光発電システムにおいて、該太陽電
   池とこれと並列に配置される蓄電池との間に順方
   向にサイリスタを挿入し、更に該サイリスタより
   太陽電池側に太陽電池と並列にトランジスタを接
   続し、その都度短時間だけトランジスタを導通制
   御することにより前記サイリスタを消弧するよう
   にしたことを特徴とする太陽光発電システムにお
   ける蓄電池の過充電防止回路。