JP2000132251A - 太陽光発電システム - Google Patents
太陽光発電システムInfo
- Publication number
- JP2000132251A JP2000132251A JP10306479A JP30647998A JP2000132251A JP 2000132251 A JP2000132251 A JP 2000132251A JP 10306479 A JP10306479 A JP 10306479A JP 30647998 A JP30647998 A JP 30647998A JP 2000132251 A JP2000132251 A JP 2000132251A
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- JP
- Japan
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- power
- solar cell
- storage battery
- solar
- charger
- 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
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池と蓄電池を電源とし、パワーコンデ
ィショナを介して負荷に給電し、太陽電池に余剰電力が
あるときに太陽電池を蓄電池に接続して充電するので
は、太陽電池の電圧が蓄電池の電圧に支配され、太陽電
池がその最大発電電力点から外れて発電効率が下がる。 【解決手段】 太陽電池１に余剰電力があるときにその
出力をダイオード１２を通してチョッパ付き充電器１１
の直流回路に供給し、スイッチＳＷの導通率制御で蓄電
池１０を充電する。充電器は、太陽電池の出力電圧をそ
の最大発電電力点になるよう導通率を制御する。
ィショナを介して負荷に給電し、太陽電池に余剰電力が
あるときに太陽電池を蓄電池に接続して充電するので
は、太陽電池の電圧が蓄電池の電圧に支配され、太陽電
池がその最大発電電力点から外れて発電効率が下がる。 【解決手段】 太陽電池１に余剰電力があるときにその
出力をダイオード１２を通してチョッパ付き充電器１１
の直流回路に供給し、スイッチＳＷの導通率制御で蓄電
池１０を充電する。充電器は、太陽電池の出力電圧をそ
の最大発電電力点になるよう導通率を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池及び蓄電
池を電源として負荷に給電する太陽光発電システムに係
り、特に太陽電池の余剰出力で蓄電池を充電する回路に
関する。
池を電源として負荷に給電する太陽光発電システムに係
り、特に太陽電池の余剰出力で蓄電池を充電する回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽光発電システムは、光エネルギーを
直接に電気エネルギーに変換できる太陽電池を電源とし
て利用できるため、クリーンエネルギー等の特長がある
が、太陽電池の出力が気象条件によって左右される。
直接に電気エネルギーに変換できる太陽電池を電源とし
て利用できるため、クリーンエネルギー等の特長がある
が、太陽電池の出力が気象条件によって左右される。
【０００３】このため、太陽光発電システムとしては、
太陽電池の発電電力をパワーコンディショナを通して交
流電力に変換して商用電源などの電力系統に連系できる
ように構成される。さらに、太陽電池とパワーコンディ
ショナの中間に蓄電池を持ち、災害発生などで電力系統
が寸断された場合に蓄電池と太陽電池で防災負荷等に給
電できるようにした自立運転機能も設けられる。
太陽電池の発電電力をパワーコンディショナを通して交
流電力に変換して商用電源などの電力系統に連系できる
ように構成される。さらに、太陽電池とパワーコンディ
ショナの中間に蓄電池を持ち、災害発生などで電力系統
が寸断された場合に蓄電池と太陽電池で防災負荷等に給
電できるようにした自立運転機能も設けられる。
【０００４】図２は、従来の太陽光発電システムを示
す。太陽電池１の発電電力は、パワーコンディショナ２
によって交流電力に変換し、開閉器３、４を通して電力
系統５との連系を可能にし、インターロック付きの開閉
器６を通して負荷７に給電する。開閉器６は、その切り
替えで電力系統から負荷７に単独で給電可能にする。
す。太陽電池１の発電電力は、パワーコンディショナ２
によって交流電力に変換し、開閉器３、４を通して電力
系統５との連系を可能にし、インターロック付きの開閉
器６を通して負荷７に給電する。開閉器６は、その切り
替えで電力系統から負荷７に単独で給電可能にする。
【０００５】電力系統との連系では、太陽電池１の発電
量が必要な負荷電力よりも少ない場合にその不足分を系
統から負荷に供給する。また、太陽電池１の発電量が必
要な負荷電力よりも多い場合には系統に余剰電力を還元
する。
量が必要な負荷電力よりも少ない場合にその不足分を系
統から負荷に供給する。また、太陽電池１の発電量が必
要な負荷電力よりも多い場合には系統に余剰電力を還元
する。
【０００６】太陽電池１とパワーコンディショナ２の中
間には、ダイオードで電流方向を制限した開閉器８、９
の並列回路を通して蓄電池１０を接続する。開閉器８
は、電力系統に一定時間以上の停電が発生したときに投
入され、太陽電池１と蓄電池１０の両方から負荷７に給
電できる自立運転状態になり、太陽電池１の発電量不足
分を蓄電池１０が補う。
間には、ダイオードで電流方向を制限した開閉器８、９
の並列回路を通して蓄電池１０を接続する。開閉器８
は、電力系統に一定時間以上の停電が発生したときに投
入され、太陽電池１と蓄電池１０の両方から負荷７に給
電できる自立運転状態になり、太陽電池１の発電量不足
分を蓄電池１０が補う。
【０００７】開閉器９の投入は、太陽電池１の発電量が
負荷への給電量よりも大きく、蓄電池１０が一定以上の
放電を行った場合に行われ、太陽電池１の余剰電力を蓄
電池１０の充電に利用する。
負荷への給電量よりも大きく、蓄電池１０が一定以上の
放電を行った場合に行われ、太陽電池１の余剰電力を蓄
電池１０の充電に利用する。
【０００８】チョッパ付き充電器１１は、系統が正常時
には常に運転され、電力系統５から開閉器４を通した交
流入力を直流に変換し、蓄電池１０への充電電流を発生
する。
には常に運転され、電力系統５から開閉器４を通した交
流入力を直流に変換し、蓄電池１０への充電電流を発生
する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成において、
開閉器９は、太陽電池１の発電量が負荷への給電量より
も大きく、蓄電池１０が一定以上の放電を行った場合に
投入され、太陽電池１の余剰電力を蓄電池１０の充電に
利用する。
開閉器９は、太陽電池１の発電量が負荷への給電量より
も大きく、蓄電池１０が一定以上の放電を行った場合に
投入され、太陽電池１の余剰電力を蓄電池１０の充電に
利用する。
【００１０】この充電において、太陽電池１の電力容量
は、蓄電池１０のそれに比べて小さいため、開閉器９を
投入した状態ではパワーコンディショナ２の入力電圧が
蓄電池電圧に支配され、太陽電池から最大出力を取り出
すことができず、太陽電池の発電効率の低下になる。
は、蓄電池１０のそれに比べて小さいため、開閉器９を
投入した状態ではパワーコンディショナ２の入力電圧が
蓄電池電圧に支配され、太陽電池から最大出力を取り出
すことができず、太陽電池の発電効率の低下になる。
【００１１】この現象を図３で説明する。同図の実線で
示す特性Ａは、太陽電池の電圧−電流特性を示し、太陽
電池から取り出せる最大出力は、交点ＰMAXの電流と電
圧ＶMの積になる。しかし、太陽電池の出力電圧が電圧
ＶMより低い蓄電池電圧ＶBで支配されると、太陽電池の
出力が交点ＰBの電流と電圧ＶBの積になり、その最大出
力を取り出すことができない。
示す特性Ａは、太陽電池の電圧−電流特性を示し、太陽
電池から取り出せる最大出力は、交点ＰMAXの電流と電
圧ＶMの積になる。しかし、太陽電池の出力電圧が電圧
ＶMより低い蓄電池電圧ＶBで支配されると、太陽電池の
出力が交点ＰBの電流と電圧ＶBの積になり、その最大出
力を取り出すことができない。
【００１２】本発明の目的は、太陽電池から最大電力を
取り出して蓄電池を充電することができる太陽光発電シ
ステムを提供することにある。
取り出して蓄電池を充電することができる太陽光発電シ
ステムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池から
充電器を介して蓄電池を充電することにより、太陽電池
出力が蓄電池電圧で制限されるのをなくし、充電器の制
御により太陽電池の出力電圧をその最大発電電力点にす
るもので、以下の構成を特徴とする。
充電器を介して蓄電池を充電することにより、太陽電池
出力が蓄電池電圧で制限されるのをなくし、充電器の制
御により太陽電池の出力電圧をその最大発電電力点にす
るもので、以下の構成を特徴とする。
【００１４】太陽電池と蓄電池を電源とし、太陽電池の
発電電力及び蓄電池の充電電力をパワーコンディショナ
で交流電力に変換して負荷に給電し、太陽電池に余剰電
力があるときに太陽電池の出力で蓄電池を充電する構成
にした太陽光発電システムにおいて、前記蓄電池の充電
は、太陽電池の出力を充電器の直流入力端に供給し、該
充電器は前記蓄電池への充電電流制御を行い、この制御
は太陽電池の出力電圧を最大発電電力点にする構成にし
たことを特徴とする。
発電電力及び蓄電池の充電電力をパワーコンディショナ
で交流電力に変換して負荷に給電し、太陽電池に余剰電
力があるときに太陽電池の出力で蓄電池を充電する構成
にした太陽光発電システムにおいて、前記蓄電池の充電
は、太陽電池の出力を充電器の直流入力端に供給し、該
充電器は前記蓄電池への充電電流制御を行い、この制御
は太陽電池の出力電圧を最大発電電力点にする構成にし
たことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
システム構成図である。同図が図２と異なる部分は、開
閉器９の回路に代えて、太陽電池１の出力端からチョッ
パ付き充電器１１の整流器出力端（直流入力端）にダイ
オード１２を設けた点にある。
システム構成図である。同図が図２と異なる部分は、開
閉器９の回路に代えて、太陽電池１の出力端からチョッ
パ付き充電器１１の整流器出力端（直流入力端）にダイ
オード１２を設けた点にある。
【００１６】ダイオード１２は、逆流防止用であり、電
力系統５から充電器１１に電力供給する場合にその整流
器ＲＥＣから太陽電池１側に電流が逆流するのを阻止
し、太陽電池から充電器には直流電力を供給できる極性
にする。
力系統５から充電器１１に電力供給する場合にその整流
器ＲＥＣから太陽電池１側に電流が逆流するのを阻止
し、太陽電池から充電器には直流電力を供給できる極性
にする。
【００１７】本実施形態において、太陽電池１の余剰電
力で蓄電池１０を充電するには、太陽電池１の電圧ＶS
が蓄電池１０の電圧ＶBよりも高いことを条件にチョッ
パ付き充電器１１を動作させる。この動作は、制御回路
１１Ａが半導体スイッチＳＷをチョッパ動作させ、スイ
ッチＳＷのオン期間には、太陽電池１からダイオード１
２→スイッチＳＷ→リアクトルＬ→蓄電池１０の経路で
充電電流を供給し、スイッチＳＷのオフ期間にはリアク
トルＬの蓄積エネルギーをダイオードＤ→リアクトルＬ
→蓄電池１０の経路で供給する。
力で蓄電池１０を充電するには、太陽電池１の電圧ＶS
が蓄電池１０の電圧ＶBよりも高いことを条件にチョッ
パ付き充電器１１を動作させる。この動作は、制御回路
１１Ａが半導体スイッチＳＷをチョッパ動作させ、スイ
ッチＳＷのオン期間には、太陽電池１からダイオード１
２→スイッチＳＷ→リアクトルＬ→蓄電池１０の経路で
充電電流を供給し、スイッチＳＷのオフ期間にはリアク
トルＬの蓄積エネルギーをダイオードＤ→リアクトルＬ
→蓄電池１０の経路で供給する。
【００１８】この充電動作において、制御回路１１Ａ
は、太陽電池１の発生電力が最大になるよう充電器１１
から蓄電池１０への充電電流を制御する。すなわち、太
陽電池１の出力電圧ＶSが図３の電圧ＶMになるよう、充
電器１１のスイッチＳＷの導通率を制御する。
は、太陽電池１の発生電力が最大になるよう充電器１１
から蓄電池１０への充電電流を制御する。すなわち、太
陽電池１の出力電圧ＶSが図３の電圧ＶMになるよう、充
電器１１のスイッチＳＷの導通率を制御する。
【００１９】なお、制御回路１１Ａは、本来は電力系統
から蓄電池への充電を行うことから、太陽電池１からの
充電電流ＩSや蓄電池１０の充電電流ＩBに対しても過電
流制限や過充電防止のための保護機能を持つ。
から蓄電池への充電を行うことから、太陽電池１からの
充電電流ＩSや蓄電池１０の充電電流ＩBに対しても過電
流制限や過充電防止のための保護機能を持つ。
【００２０】したがって、本実施形態によれば、太陽電
池１の余剰電力で蓄電池１０を充電するのに、充電器１
１を通した充電とすることにより、太陽電池１の出力電
圧が蓄電池１０の電圧に支配されることがなくなり、太
陽電池１の最大電力点になる電圧ＶMにした充電によっ
て太陽電池１の発電効率を高めることができる。
池１の余剰電力で蓄電池１０を充電するのに、充電器１
１を通した充電とすることにより、太陽電池１の出力電
圧が蓄電池１０の電圧に支配されることがなくなり、太
陽電池１の最大電力点になる電圧ＶMにした充電によっ
て太陽電池１の発電効率を高めることができる。
【００２１】また、太陽電池１の発電効率を高めること
は、システムの自立運転時に太陽電池１から負荷７への
電力供給を高めて蓄電池１０からの放電量を減らすこと
ができ、蓄電池１０の充電状態による停電保証時間を最
大限に延ばすことができる。
は、システムの自立運転時に太陽電池１から負荷７への
電力供給を高めて蓄電池１０からの放電量を減らすこと
ができ、蓄電池１０の充電状態による停電保証時間を最
大限に延ばすことができる。
【００２２】また、蓄電池１０の充電を充電器１１を通
して行うため、充電時の過電圧、過電流等に対するリミ
ッタ動作を充電器１１で簡単に実現することができ、太
陽電池１及び蓄電池１０の保護が確実、容易になる。
して行うため、充電時の過電圧、過電流等に対するリミ
ッタ動作を充電器１１で簡単に実現することができ、太
陽電池１及び蓄電池１０の保護が確実、容易になる。
【００２３】なお、本実施形態における太陽電池による
蓄電池充電回路は、太陽電池１とパワーコンディショナ
２との間に蓄電池１０を設けた他の太陽光発電システ
ム、例えば電力系統を持たない独立電源構成のシステ
ム、電力系統を常時連系するシステムなどに適用して同
等の作用効果を得ることができる。
蓄電池充電回路は、太陽電池１とパワーコンディショナ
２との間に蓄電池１０を設けた他の太陽光発電システ
ム、例えば電力系統を持たない独立電源構成のシステ
ム、電力系統を常時連系するシステムなどに適用して同
等の作用効果を得ることができる。
【００２４】また、実施形態において、ダイオード１２
に代えて、従来の開閉器９やサイリスタ等の半導体スイ
ッチを太陽電池と充電器の間に設ける構成とし、そのオ
ン・オフを制御回路１１Ａで制御することもできる。ま
た、充電器１１の構成は、チョッパ付きのものに限ら
ず、充電器の充電電流制御で太陽電池の出力電圧をその
最大発電電力点に制御する直流−直流変換器とすること
ができる。
に代えて、従来の開閉器９やサイリスタ等の半導体スイ
ッチを太陽電池と充電器の間に設ける構成とし、そのオ
ン・オフを制御回路１１Ａで制御することもできる。ま
た、充電器１１の構成は、チョッパ付きのものに限ら
ず、充電器の充電電流制御で太陽電池の出力電圧をその
最大発電電力点に制御する直流−直流変換器とすること
ができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、太陽電
池から充電器を介して蓄電池を充電し、充電器の制御に
より太陽電池の出力電圧をその最大発電電力点にするよ
うにしたため、太陽電池から最大電力を取り出して蓄電
池を充電することができ、発電効率を高めることができ
る。また、蓄電池の停電保証時間を最大限に延ばし、蓄
電池の保護も確実、容易になる。
池から充電器を介して蓄電池を充電し、充電器の制御に
より太陽電池の出力電圧をその最大発電電力点にするよ
うにしたため、太陽電池から最大電力を取り出して蓄電
池を充電することができ、発電効率を高めることができ
る。また、蓄電池の停電保証時間を最大限に延ばし、蓄
電池の保護も確実、容易になる。
【図１】本発明の実施形態を示すシステム構成図。
【図２】従来のシステム構成図。
【図３】太陽電池の特性と出力関係図。
１…太陽電池 ２…パワーコンディショナ ５…電力系統 ７…負荷 １０…蓄電池 １１…チョッパ付き充電器 １１Ａ…制御回路 １２…逆流防止用ダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽電池と蓄電池を電源とし、太陽電池
の発電電力及び蓄電池の充電電力をパワーコンディショ
ナで交流電力に変換して負荷に給電し、太陽電池に余剰
電力があるときに太陽電池の出力で蓄電池を充電する構
成にした太陽光発電システムにおいて、 前記蓄電池の充電は、太陽電池の出力を充電器の直流入
力端に供給し、該充電器は前記蓄電池への充電電流制御
を行い、この制御は太陽電池の出力電圧を最大発電電力
点にする構成にしたことを特徴とする太陽光発電システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306479A JP2000132251A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306479A JP2000132251A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 太陽光発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000132251A true JP2000132251A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17957522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10306479A Pending JP2000132251A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000132251A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT509888B1 (de) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | Younicos Ag | Elektrischer energiespeicher und verfahren zum regeln eines solchen energiespeichers |
-
1998
- 1998-10-28 JP JP10306479A patent/JP2000132251A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT509888B1 (de) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | Younicos Ag | Elektrischer energiespeicher und verfahren zum regeln eines solchen energiespeichers |
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