JP2001145396A - 複合発電システム - Google Patents
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Abstract
て発生する電力を有効に利用することができる複合発電
システムを提供する。 【解決手段】 風力発電装置11及び太陽光発電装置1
2を並列に接続してなる複合発電システムにおいて、風
力発電装置11及び太陽光発電装置12にそれぞれDC
/DC変換装置13、14を直列に接続するとともに、
これら風力発電装置11及び太陽光発電装置12の直流
電力を時分割して出力させることにより、風力発電装置
11又は太陽光発電装置12の直流出力を交互に選択す
るようにした。
Description
し、特に太陽発電、風力発電、燃料電池、電力貯蔵(貯
蔵源;新形電池(NaS、亜鉛臭素)、電気二重層キャ
パシタ)の各システムを複合した発電システムとして有
用なものである。 【0002】 【従来の技術】自然エネルギーを利用した複合発電シス
テムとして太陽光発電装置と風力発電装置とを組み合わ
せたシステムが汎用されている。図5は従来技術に係る
この種の複合発電システムを示すブロック線図である。
同図に示すように、当該複合発電システムは、風力発電
装置1と太陽光発電装置2とを有しており、風力発電の
出力と太陽電池の出力とを直流結合している。すなわ
ち、風力発電装置1の風車1aの回転により発電機1b
で発生した交流電力は整流器1cで整流した後、ダイオ
ード1dを介して出力するとともに、太陽電池2aの発
生電力はダイオード2bを介して出力している。風力発
電装置1及び太陽光発電装置2から供給される直流電力
はDC/DC変換器3を用いてその電圧を昇圧し、さら
にインバータ4で交流電力に変換している。なお、図
中、1eは電力貯蔵手段である蓄電池、5,6は平滑用
のコンデンサ、7は負荷である。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係る複合発電システムでは、風力発電出力と太陽電池出
力とが直流で結合されているため、それぞれの発電出力
が大きい方からインバータ4へ電力を供給することにな
る。例えば、風力発電装置1からの出力電力が多く太陽
光発電装置2より電圧が高くなれば、風力発電装置1か
らだけインバータ4へ電力が供給され、逆の場合には、
太陽光発電装置2からだけインバータ4へ電力が供給さ
れる。このように、2種類の発電装置(風力発電装置1
及び太陽光発電装置2)が発電しているにも関わらず、
電力は電圧が高い方からのみ供給されることとなり、発
生電力の有効利用ができていない。また、太陽光発電、
風力発電単体での有効利用(太陽光発電の最大出力追従
制御等)もできないため、最適利用ができていないとい
う問題も生起している。 【0004】本発明は、上記従来技術に鑑み、太陽光及
び風力等の自然エネルギーを利用して発生する電力を有
効に利用することができる複合発電システムを提供する
ことを目的とする。 【0005】上記目的を達成する本発明の構成は、次の
点を特徴とする。 【0006】1) 太陽光発電、風力発電等の自然エネ
ルギーを利用した異種又は同種の発電装置を並列に接続
し、負荷に電力を供給する複合発電システムにおいて、
各発電装置をDC/DC変換装置で直流接続し、各発電
装置の発電出力を時分割で出力するようにしたこと。 【0007】2) 上記1)に記載する複合発電システ
ムにおいて、DC/DC変換装置では、各発電装置の特
徴を活かした最大追従制御すること。 【0008】3) 上記1)又は2)に記載する複合発
電システムにおいて、直流に燃料電池又は電気二重層コ
ンデンサ等の電力貯蔵システムを結合したこと。 【0009】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【0010】図1は本発明の第1の実施の形態に係る複
合発電システムを示す図で、(a)はそのブロック線図
である。同図に示すように、当該複合発電システムは、
風力発電装置11と太陽光発電装置12とを有してい
る。ここで、風力発電装置11は、その風車11aの回
転により発電機11bで発生した交流電力を整流器11
cで整流し、直流電力として出力する。この直流電力
は、DC/DC変換器13によりその電圧を昇圧して出
力する。一方、太陽光発電装置12は太陽電池12aで
発生した直流電力を出力する。この直流電力は、DC/
DC変換器14によりその電圧を昇圧して出力する。D
C/DC変換器13、14の出力は両者を結合してイン
バータ15に供給する。ここで、、DC/DC変換器1
3、14の出力は、図1(b)に示すようなタイミング
で切り換えられる。すなわち、DC/DC変換器13、
14の出力は時分割され、一方の出力をインバータ15
に供給している時、他方の出力が遮断されるよう、かか
る動作を等間隔で繰り返す。かくして、インバータ15
には、風力発電装置11及び太陽光発電装置12の出力
が交互に供給され、これを交流に変換して出力する。な
お、図1中、16,17,18は平滑用のコンデンサ、
19は負荷である。 【0011】上述の如き複合発電システムによれば、風
力発電装置11及び太陽光発電装置12の発電出力を均
等に出力させることができる。すなわち、各発電装置の
利用率を高めることができる。 【0012】図2は本発明の第2の実施の形態に係る複
合発電システムを示す図で、(a)はそのブロック線図
である。同図に示すように、当該複合発電システムは、
スイッチ20、21を時分割手段とするとともに、直流
電圧の昇圧用のDC/DC変換器22を風力発電装置1
1及び太陽光発電装置12で共用するように構成したも
のである。その他の構成は図1に示す第1の実施の形態
と同様である。そこで、図1と同一部分には同一番号を
付し、重複する説明は省略する。当該実施の形態におい
て、スイッチ手段21、22は図2(b)に示すよう
に、交互にON/OFFする。すなわち、スイッチ手段
21、22のON/OFF動作で、風力発電装置11又
は太陽光発電装置12のうち何れか一方の出力電力が選
択され、インバータ15に供給される。 【0013】上述の如き複合発電システムによっても、
第1の実施の形態と同様に、風力発電装置11及び太陽
光発電装置12の発電出力を均等に出力させることがで
きる。すなわち、各発電装置の利用率を高めることがで
きる。 【0014】図3は本発明の第3の実施の形態に係る複
合発電システムを示す図で、(a)はそのブロック線図
である。同図に示すように、当該複合発電システムは、
燃料電池システム31を追加したものである。その他の
構成は図1に示す第1の実施の形態と同様である。そこ
で、図1と同一部分には同一番号を付し、重複する説明
は省略する。ここで燃料電池システム31は、燃料電池
31a及びこの燃料電池31aの出力を平滑化するコン
デンサ31bを有しており、燃料電池31aに直列に接
続されてその出力電圧を昇圧するDC/DC変換器32
を介し、その発生電力を出力するもので、風力発電装置
11及び太陽光発電装置12に並列に接続してある。 【0015】ここで、、DC/DC変換器13、14、
32の出力は、図3(b)に示すようなタイミングで切
り換えられる。すなわち、DC/DC変換器13、1
4、32の出力は時分割され、何れか1つの電力が選択
されるよう順次切り換えて、且つこの切り換えを繰り返
すことにより、各出力をインバータ15に供給するよう
になっている。 【0016】上述の如き複合発電システムによっても、
第1の実施の形態と同様に、風力発電装置11及び太陽
光発電装置12の発電出力を均等に出力させることがで
きる。すなわち、各発電装置の利用率を高めることがで
きる。さらに、本形態によれば自然エネルギーの出力低
下時のバッファとして燃料電池システム31を機能させ
ることができる。 【0017】図4は本発明の第4の実施の形態に係る複
合発電システムを示す図で、(a)はそのブロック線図
である。同図に示すように、当該複合発電システムは、
燃料電池システム31の代わりに電力貯蔵システムを用
いたものである。その他の構成は図3に示す第3の実施
の形態と同様である。そこで、図3と同一部分には同一
番号を付し、重複する説明は省略する。ここで電力貯蔵
システム41は、充電/放電が可能な電力貯蔵源41a
及び電力貯蔵源41aの出力を平滑化するコンデンサ4
1bを有しており、電力貯蔵源41aに直列に接続され
てその出力電圧を昇圧するDC/DC変換器42を介し
て電力を出力するもので、風力発電装置11及び太陽光
発電装置12に並列に接続してある。ここで、電力貯蔵
源41aは、充電/放電が可能な新形電池(NaS、亜
鉛臭素)、電気二重層キャパシタ等を用いて好適に形成
することができる。また、DC/DC変換器42は双方
向の電流の供給が可能な装置として構成してある。 【0018】本形態において、DC/DC変換器13、
14、42の出力は、図4(b)に示すようなタイミン
グで切り換えられる。すなわち、DC/DC変換器1
3、14、42の出力は時分割され、何れか1つの電力
が選択されるよう順次切り換えて、且つこの切り換えを
繰り返すことにより、各出力をインバータ15に供給す
るようになっている。同時に、DC/DC変換器13、
14がインバータ15に電力を供給している時には、そ
の一部がDC/DC変換器42を介して電力貯蔵源41
aに供給され、この電力貯蔵源41aを充電するように
なっている。 【0019】上述の如き複合発電システムによっても、
第1の実施の形態と同様に、風力発電装置11及び太陽
光発電装置12の発電出力を均等に出力させることがで
きる。すなわち、各発電装置の利用率を高めることがで
きる。さらに、本形態によれば自然エネルギーの出力低
下時のバッファとして電力貯蔵源41を機能させること
ができ、しかもこの電力貯蔵源41は風力発電装置11
及び太陽光発電装置12で充電しておくことができる。 【0020】なお、上記各実施の形態では、自然エネル
ギーを利用した異種の発電装置(風力発電装置11及び
太陽光発電装置12)を組み合わせたものであるが、こ
れは同種の発電装置を組み合わせたものであっても、勿
論良い。さらに、風力発電装置11の最大効率運転制御
をDC/DC変換器13で行わせることにより、また太
陽光発電装置12の最大出力追従制御をDC/DC変換
器14で行わせることによりさらに利用率を高めること
ができる。 【0021】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、本発明によれば、自然エネルギーを利用した発電
装置を複数台並列に接続した複合発電システムにおい
て、各発電装置の出力を時分割出力させることにより、
各発電出力を有効に出力可能となる。また、発電エネル
ギー自体の有効利用(例えば、太陽光発電での最大出力
追従制御等)がDC/DC変換器にて可能となり、さら
に、利用率が高められる。 【0022】また、燃料電池又は電力貯蔵システムを結
合させた場合には、自然エネルギーの発電出力を貯蔵し
て直流接続することにより、負荷供給電圧の安定化がで
きる。 【0023】さらに、各発電装置を直流で結合している
ので、インバータが1台で構成可能となる。
テムを示す図で、(a)はそのブロック線図である。 【図2】本発明の第2の実施の形態に係る複合発電シス
テムを示す図で、(a)はそのブロック線図である。 【図3】本発明の第3の実施の形態に係る複合発電シス
テムを示す図で、(a)はそのブロック線図である。 【図4】本発明の第4の実施の形態に係る複合発電シス
テムを示す図で、(a)はそのブロック線図である。 【図5】従来技術に係る複合発電システムを示すブロッ
ク線図である。 【符号の説明】 11 風力発電装置 12 太陽光発電装置 13 DC/DC変換器 14 DC/DC変換器 15 インバータ 31 燃料電池システム 31a 燃料電池 32 DC/DC変換器 41 電力貯蔵システム 41a 電力貯蔵源 42 DC/DC変換器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 太陽光発電、風力発電等の自然エネルギ
ーを利用した異種又は同種の発電装置を並列に接続し、
負荷に電力を供給する複合発電システムにおいて、 各発電装置をDC/DC変換装置で直流接続し、各発電
装置の発電出力を時分割で出力するようにしたことを特
徴とする複合発電システム。 【請求項2】 〔請求項1〕に記載する複合発電システ
ムにおいて、 DC/DC変換装置では、各発電装置の特徴を活かした
最大出力追従制御又は最大効率運転制御をすることを特
徴とする複合発電システム。 【請求項3】 〔請求項1〕又は〔請求項2〕に記載す
る複合発電システムにおいて、 直流に燃料電池又は電気二重層コンデンサ等の電力貯蔵
システムを結合したことを特徴とする複合発電システ
ム。
Priority Applications (1)
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JP32528099A JP4218155B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 複合発電システム |
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-
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- 1999-11-16 JP JP32528099A patent/JP4218155B2/ja not_active Expired - Fee Related
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