JP2001275258A - 太陽電池システム - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
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- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/50—Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 日射量による太陽電池の発電電力の大小に拘
わらず、コンプレッサに必要な電力を供給でき、且つ商
用電源のランニングコストを下げる。 【解決手段】 太陽電池１と商用電源３の２つの電源を
持ち、太陽電池の発電電力の不足分だけ商用電源を供給
しコンプレッサ２を運転する。すなわち、太陽電池の発
電電力と、商用電源よりＡＣ／ＤＣ変換回路１０を通し
た電力とがインバータ６に供給され、インバータの交流
出力によってコンプレッサの運転を行う。このとき、イ
ンバータの出力電圧は、晴天時に太陽電池の発電電力の
みによりコンプレッサを運転したときのピーク電圧より
も低い値に設定されている。これにより、太陽電池の発
電電力が低下するに従って、ＡＣ／ＤＣ変換回路、すな
わち商用電源からの供給電力が増える。又、コントロー
ラ９は浄化運転と逆洗浄運転の切り換えを行い、逆洗浄
時にはコンプレッサに大電力を供給する。
わらず、コンプレッサに必要な電力を供給でき、且つ商
用電源のランニングコストを下げる。 【解決手段】 太陽電池１と商用電源３の２つの電源を
持ち、太陽電池の発電電力の不足分だけ商用電源を供給
しコンプレッサ２を運転する。すなわち、太陽電池の発
電電力と、商用電源よりＡＣ／ＤＣ変換回路１０を通し
た電力とがインバータ６に供給され、インバータの交流
出力によってコンプレッサの運転を行う。このとき、イ
ンバータの出力電圧は、晴天時に太陽電池の発電電力の
みによりコンプレッサを運転したときのピーク電圧より
も低い値に設定されている。これにより、太陽電池の発
電電力が低下するに従って、ＡＣ／ＤＣ変換回路、すな
わち商用電源からの供給電力が増える。又、コントロー
ラ９は浄化運転と逆洗浄運転の切り換えを行い、逆洗浄
時にはコンプレッサに大電力を供給する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池と商用電
源を併用した太陽電池システムに関し、特に、太陽電池
の発電電力を有効に利用し、商用電源のランニングコス
トを下げてコンプレッサ運転を行う水質浄化装置に関す
る。
源を併用した太陽電池システムに関し、特に、太陽電池
の発電電力を有効に利用し、商用電源のランニングコス
トを下げてコンプレッサ運転を行う水質浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題の関心の高まりから、工
場や上下水道施設や河川などにおいて盛んに水質浄化装
置が利用されている。水質浄化装置はポンプによって駆
動されているが、通常、省エネルギーの面から太陽電池
を用いてコンプレッサを運転している。例えば、特開平
８−１１８０４１号公報には、太陽電池の発電電力に応
じてコンプレッサを運転する水質浄化装置が開示されて
いる。
場や上下水道施設や河川などにおいて盛んに水質浄化装
置が利用されている。水質浄化装置はポンプによって駆
動されているが、通常、省エネルギーの面から太陽電池
を用いてコンプレッサを運転している。例えば、特開平
８−１１８０４１号公報には、太陽電池の発電電力に応
じてコンプレッサを運転する水質浄化装置が開示されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
な従来技術では、日射量の少ない曇天や雨天時には太陽
電池が使えないためにコンプレッサを運転することがで
きない。したがって、運転時間が限られてしまい、必要
な時に必要な運転を確保することはできない。尚、必要
な時に運転を確保するためには、太陽電池と商用電源と
を切り替える方法がある。しかし、このような択一的な
切り替え方式では、例えば、曇天時などの発電量が少な
いときに商用電源に切り替えると、太陽電池の発電電力
は全く使用されなくなり、太陽電池のエネルギーが無駄
になると共に、商用電源の無駄な消費ともなる。また、
曇天時でも太陽電池が有効に使えるように、太陽電池か
らの供給電力を低めに設定して商用電源との切り変えを
行うようにすると、水質浄化装置の逆洗浄時などには、
コンプレッサが必要とするパワーを供給することができ
ない。すなわち、逆洗浄時には浄化運転時と同じ空気量
では逆洗効果が不充分になるため、大きな電力でコンプ
レッサを運転する必要がある。しかし、曇天時の太陽電
池からはそのような大電力を供給することができない。
な従来技術では、日射量の少ない曇天や雨天時には太陽
電池が使えないためにコンプレッサを運転することがで
きない。したがって、運転時間が限られてしまい、必要
な時に必要な運転を確保することはできない。尚、必要
な時に運転を確保するためには、太陽電池と商用電源と
を切り替える方法がある。しかし、このような択一的な
切り替え方式では、例えば、曇天時などの発電量が少な
いときに商用電源に切り替えると、太陽電池の発電電力
は全く使用されなくなり、太陽電池のエネルギーが無駄
になると共に、商用電源の無駄な消費ともなる。また、
曇天時でも太陽電池が有効に使えるように、太陽電池か
らの供給電力を低めに設定して商用電源との切り変えを
行うようにすると、水質浄化装置の逆洗浄時などには、
コンプレッサが必要とするパワーを供給することができ
ない。すなわち、逆洗浄時には浄化運転時と同じ空気量
では逆洗効果が不充分になるため、大きな電力でコンプ
レッサを運転する必要がある。しかし、曇天時の太陽電
池からはそのような大電力を供給することができない。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、日射量に依存される太陽電
池の発電電力の大小に拘わらず、常に、コンプレッサが
必要とする電力を供給することができると共に、商用電
源のランニングコストを下げることのできる電力供給方
式を備えた太陽電池システムを提供することにある。
たものであり、その目的は、日射量に依存される太陽電
池の発電電力の大小に拘わらず、常に、コンプレッサが
必要とする電力を供給することができると共に、商用電
源のランニングコストを下げることのできる電力供給方
式を備えた太陽電池システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の太陽電池システムは、太陽電池と商用電
源又は蓄電池を併用してコンプレッサを運転する太陽電
池システムにおいて、太陽電池の発電電力の足りない分
だけ商用電源より電力を供給して、コンプレッサ運転を
行うように構成したことを特徴とする。すなわち、太陽
電池の発電電力の足りない分だけ商用電源を利用するこ
とができれば、必要な運転量を常に確保することができ
る。また、太陽電池の発電電力を無駄にしないようにす
るために、商用電源の出力段にＡＣ／ＤＣ変換回路を設
けて、太陽電池と商用電源との併用化を図る。さらに、
必要な時に必要な電力量を確保できるようにするため、
ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧設定部分に電圧値を任意
に変えられる機能を設けた。
めに、本発明の太陽電池システムは、太陽電池と商用電
源又は蓄電池を併用してコンプレッサを運転する太陽電
池システムにおいて、太陽電池の発電電力の足りない分
だけ商用電源より電力を供給して、コンプレッサ運転を
行うように構成したことを特徴とする。すなわち、太陽
電池の発電電力の足りない分だけ商用電源を利用するこ
とができれば、必要な運転量を常に確保することができ
る。また、太陽電池の発電電力を無駄にしないようにす
るために、商用電源の出力段にＡＣ／ＤＣ変換回路を設
けて、太陽電池と商用電源との併用化を図る。さらに、
必要な時に必要な電力量を確保できるようにするため、
ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧設定部分に電圧値を任意
に変えられる機能を設けた。
【０００６】このようにすることによって、逆洗浄時の
大量な空気量が必要なときには、ＡＣ／ＤＣ変換回路か
ら最大電力が供給でき、且つ、水温が低い時には商用電
源の供給電力量を低いレベルに押さえてランニングコス
トを下げ、さらに、集中して運転したいときには供給レ
ベルを上げることができる。
大量な空気量が必要なときには、ＡＣ／ＤＣ変換回路か
ら最大電力が供給でき、且つ、水温が低い時には商用電
源の供給電力量を低いレベルに押さえてランニングコス
トを下げ、さらに、集中して運転したいときには供給レ
ベルを上げることができる。
【０００７】すなわち、本発明における請求項１に記載
の太陽電池システムは、太陽電池と、商用電源又は蓄電
池とを併用してコンプレッサを運転する太陽電池システ
ムにおいて、商用電源又は蓄電池の電圧値を任意の値に
設定する電圧制御手段と、太陽電池及び電圧制御手段の
出力電圧を併用して、コンプレッサの駆動電圧を生成す
る駆動電圧生成手段と、太陽電池の電圧値が電圧制御手
段の設定した電圧値より低いとき、太陽電池の電圧値を
電圧制御手段の設定した電圧値に補充する電圧補充手段
とを備え、太陽電池の発電電力の足りない分だけ、商用
電源又は蓄電器より電力を供給して、コンプレッサの運
転を行うように構成したことを特徴とする。
の太陽電池システムは、太陽電池と、商用電源又は蓄電
池とを併用してコンプレッサを運転する太陽電池システ
ムにおいて、商用電源又は蓄電池の電圧値を任意の値に
設定する電圧制御手段と、太陽電池及び電圧制御手段の
出力電圧を併用して、コンプレッサの駆動電圧を生成す
る駆動電圧生成手段と、太陽電池の電圧値が電圧制御手
段の設定した電圧値より低いとき、太陽電池の電圧値を
電圧制御手段の設定した電圧値に補充する電圧補充手段
とを備え、太陽電池の発電電力の足りない分だけ、商用
電源又は蓄電器より電力を供給して、コンプレッサの運
転を行うように構成したことを特徴とする。
【０００８】また、請求項２に記載の太陽電池システム
は、請求項１の太陽電池システムにおいて、コンプレッ
サは、電圧制御手段が設定した電圧値に基づいて、駆動
電圧生成手段が生成した駆動電圧によって運転され、太
陽電池の電圧値が電圧制御手段の設定した電圧値より低
いとき、電圧補充手段が太陽電池の電圧値を補充して、
駆動電圧生成手段よりコンプレッサに所望の駆動電圧を
供給することを特徴とする。
は、請求項１の太陽電池システムにおいて、コンプレッ
サは、電圧制御手段が設定した電圧値に基づいて、駆動
電圧生成手段が生成した駆動電圧によって運転され、太
陽電池の電圧値が電圧制御手段の設定した電圧値より低
いとき、電圧補充手段が太陽電池の電圧値を補充して、
駆動電圧生成手段よりコンプレッサに所望の駆動電圧を
供給することを特徴とする。
【０００９】また、請求項３に記載の太陽電池システム
は、請求項１又は請求項２の太陽電池システムにおい
て、電圧制御手段が設定した電圧値は、晴天時に、太陽
電池の発電電力のみによりコンプレッサを運転したとき
のピーク電圧より低い値に設定されていることを特徴と
する。
は、請求項１又は請求項２の太陽電池システムにおい
て、電圧制御手段が設定した電圧値は、晴天時に、太陽
電池の発電電力のみによりコンプレッサを運転したとき
のピーク電圧より低い値に設定されていることを特徴と
する。
【００１０】また、請求項４に記載の太陽電池システム
は、請求項１〜請求項３の何れかの太陽電池システムに
おいて、電圧制御手段は、コンプレッサが浄化運転及び
逆洗浄運転を行っていることを認識し、それぞれの運転
状態に応じて、駆動電圧を所望の電圧値に設定すること
を特徴とする。また、請求項５に記載の太陽電池システ
ムは、請求項４の太陽電池システムにおいて、電圧制御
手段は、コンプレッサが逆洗浄運転を行っているとき
は、浄化運転を行っているときより、高い電圧値に設定
することを特徴とする。
は、請求項１〜請求項３の何れかの太陽電池システムに
おいて、電圧制御手段は、コンプレッサが浄化運転及び
逆洗浄運転を行っていることを認識し、それぞれの運転
状態に応じて、駆動電圧を所望の電圧値に設定すること
を特徴とする。また、請求項５に記載の太陽電池システ
ムは、請求項４の太陽電池システムにおいて、電圧制御
手段は、コンプレッサが逆洗浄運転を行っているとき
は、浄化運転を行っているときより、高い電圧値に設定
することを特徴とする。
【００１１】また、請求項６に記載の太陽電池システム
は、請求項４又は請求項５の太陽電池システムにおい
て、電圧制御手段は、コンプレッサの運転状態を検出し
て、電圧制御回路の抵抗値を可変することによって、コ
ンプレッサの駆動電圧を所望の電圧値に設定することを
特徴とする。また、請求項７に記載の太陽電池システム
は、請求項１〜請求項３の何れかの太陽電池システムに
おいて、電圧制御手段は気温又は水温を検出し、コンプ
レッサが浄化運転しているときの駆動電圧を、気温又は
水温に応じて所望の電圧値に制御することを特徴とす
る。
は、請求項４又は請求項５の太陽電池システムにおい
て、電圧制御手段は、コンプレッサの運転状態を検出し
て、電圧制御回路の抵抗値を可変することによって、コ
ンプレッサの駆動電圧を所望の電圧値に設定することを
特徴とする。また、請求項７に記載の太陽電池システム
は、請求項１〜請求項３の何れかの太陽電池システムに
おいて、電圧制御手段は気温又は水温を検出し、コンプ
レッサが浄化運転しているときの駆動電圧を、気温又は
水温に応じて所望の電圧値に制御することを特徴とす
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明にお
ける太陽電池システムの実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明における太陽電池と商用電源とを併用し
た太陽電池システムの実施の形態である水質浄化装置を
示す図である。この水質浄化装置は、太陽電池１とコン
プレッサ２と商用電源３とダイオード４とコンデンサ５
とインバータ６と三方弁７とフィルターカートリツジ８
とコントローラ９とＡＣ／ＤＣ変換回路１０とによって
構成されている。すなわち、この水質浄化装置は、太陽
電池１と商用電源３の２つの電源を持ち、コンプレッサ
２を運転する場合において、太陽電池１の発電電力の不
足分だけ商用電源３を供給してコンプレッサ２を運転す
るように構成されている。
ける太陽電池システムの実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明における太陽電池と商用電源とを併用し
た太陽電池システムの実施の形態である水質浄化装置を
示す図である。この水質浄化装置は、太陽電池１とコン
プレッサ２と商用電源３とダイオード４とコンデンサ５
とインバータ６と三方弁７とフィルターカートリツジ８
とコントローラ９とＡＣ／ＤＣ変換回路１０とによって
構成されている。すなわち、この水質浄化装置は、太陽
電池１と商用電源３の２つの電源を持ち、コンプレッサ
２を運転する場合において、太陽電池１の発電電力の不
足分だけ商用電源３を供給してコンプレッサ２を運転す
るように構成されている。
【００１３】太陽電池１の発電電力は、ダイオード４を
通してコンデンサ５に充電される。また、インバータ６
は、コンデンサ５の直流電圧をスイッチングして矩形波
状の交流を出力する。よって、この交流電圧の波高値
は、コンデンサ５の直流電圧に等しい。インバータ６
は、入力電圧に応じて負荷のコンプレッサ２の運転を行
い、さらに、コンプレッサ２は、三方弁７を通してフィ
ルターカートリッジ８のエアリフトポンプに空気を供給
し、フィルタカートリッジ８に通水を行う。コントロー
ラ９は、タイマー等により浄化運転と逆洗浄運転の切り
換えを行い、逆洗浄時には、三方弁７を切り換えて逆洗
ノズルにエアを供給することにより逆洗浄を行う。
通してコンデンサ５に充電される。また、インバータ６
は、コンデンサ５の直流電圧をスイッチングして矩形波
状の交流を出力する。よって、この交流電圧の波高値
は、コンデンサ５の直流電圧に等しい。インバータ６
は、入力電圧に応じて負荷のコンプレッサ２の運転を行
い、さらに、コンプレッサ２は、三方弁７を通してフィ
ルターカートリッジ８のエアリフトポンプに空気を供給
し、フィルタカートリッジ８に通水を行う。コントロー
ラ９は、タイマー等により浄化運転と逆洗浄運転の切り
換えを行い、逆洗浄時には、三方弁７を切り換えて逆洗
ノズルにエアを供給することにより逆洗浄を行う。
【００１４】一つの電力系統は、太陽電池１とダイオー
ド４とインバータ６とコンプレッサ２から成る構成によ
り、コンプレッサ２は、太陽電池１の発電量に応じて運
転を行う。また、インバータ６の入力部には、太陽電池
１の出力とＡＣ／ＤＣコンバータ１０の出力が合成され
ている。したがって、もう一つの電力系統は、商用電源
３とＡＣ／ＤＣコンバータ１０とインバータ６とコンプ
レッサ２から成る構成になっている。また、ＡＣ／ＤＣ
コンバータ１０は、商用電源３を電源とし、その出力電
圧は、晴天時に太陽電池の発電電力のみにより負荷（す
なわち、コンプレッサ２）を運転したときのピーク電圧
よりも低い値に設定されている。
ド４とインバータ６とコンプレッサ２から成る構成によ
り、コンプレッサ２は、太陽電池１の発電量に応じて運
転を行う。また、インバータ６の入力部には、太陽電池
１の出力とＡＣ／ＤＣコンバータ１０の出力が合成され
ている。したがって、もう一つの電力系統は、商用電源
３とＡＣ／ＤＣコンバータ１０とインバータ６とコンプ
レッサ２から成る構成になっている。また、ＡＣ／ＤＣ
コンバータ１０は、商用電源３を電源とし、その出力電
圧は、晴天時に太陽電池の発電電力のみにより負荷（す
なわち、コンプレッサ２）を運転したときのピーク電圧
よりも低い値に設定されている。
【００１５】図２は、日射量の変化に対するコンプレッ
サ運転電圧を示す図である。すなわち、横軸に時間、縦
軸にコンプレッサ運転電圧をとり、一日のコンプレッサ
運転電圧の変化の様子を示している。尚、図の曲線ａは
太陽電池１の電圧である。今、ＡＣ／ＤＣ変換回路の出
力電圧をＥに設定すると、太陽電池１の発電電圧がＡＣ
／ＤＣ変換回路１０の出力電圧よりも高いとき（時間Ｔ
３）は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０からは電力が供給され
ず、太陽電池１の発電電力のみにより運転される。この
ような時間Ｔ３は、例えば晴天の昼間などである。した
がって、正午付近をピークに太陽電池１からコンプレッ
サ２に供給される電圧が変化している。また、太陽電池
１の発電電力がないとき（時間Ｔ１、Ｔ５）は、ＡＣ／
ＤＣ変換回路１０の電力のみによる電力供給によってコ
ンプレッサ運転電圧はＥに維持されている。このような
時間Ｔ１、Ｔ５は、例えば夜間や雨天などである。
サ運転電圧を示す図である。すなわち、横軸に時間、縦
軸にコンプレッサ運転電圧をとり、一日のコンプレッサ
運転電圧の変化の様子を示している。尚、図の曲線ａは
太陽電池１の電圧である。今、ＡＣ／ＤＣ変換回路の出
力電圧をＥに設定すると、太陽電池１の発電電圧がＡＣ
／ＤＣ変換回路１０の出力電圧よりも高いとき（時間Ｔ
３）は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０からは電力が供給され
ず、太陽電池１の発電電力のみにより運転される。この
ような時間Ｔ３は、例えば晴天の昼間などである。した
がって、正午付近をピークに太陽電池１からコンプレッ
サ２に供給される電圧が変化している。また、太陽電池
１の発電電力がないとき（時間Ｔ１、Ｔ５）は、ＡＣ／
ＤＣ変換回路１０の電力のみによる電力供給によってコ
ンプレッサ運転電圧はＥに維持されている。このような
時間Ｔ１、Ｔ５は、例えば夜間や雨天などである。
【００１６】次に、太陽電池１の発電電力のみでは電力
が不足する場合は（時間Ｔ２、Ｔ４）、太陽電池１とＡ
Ｃ／ＤＣ変換回路１０の両方から電力が供給され、太陽
電池１の発電電力の不足分のみＡＣ／ＤＣ変換回路１０
より電力が供給され、コンプレッサ運転電圧はＥに維持
されている。すなわち、図中Ｓ１の部分が太陽電池１か
らの供給電力、Ｓ２の部分がＡＣ／ＤＣ変換回路１０か
らの供給電力である。このような時間Ｔ１、Ｔ５は、例
えば午前中とか午後あるいは曇天の時などである。尚、
太陽電池１は電流源的特性を持ち、出力電圧は負荷に依
存されるので、太陽電池１の発電電力に拘わらず、太陽
電池１の電圧はＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧と同
じ値になる。
が不足する場合は（時間Ｔ２、Ｔ４）、太陽電池１とＡ
Ｃ／ＤＣ変換回路１０の両方から電力が供給され、太陽
電池１の発電電力の不足分のみＡＣ／ＤＣ変換回路１０
より電力が供給され、コンプレッサ運転電圧はＥに維持
されている。すなわち、図中Ｓ１の部分が太陽電池１か
らの供給電力、Ｓ２の部分がＡＣ／ＤＣ変換回路１０か
らの供給電力である。このような時間Ｔ１、Ｔ５は、例
えば午前中とか午後あるいは曇天の時などである。尚、
太陽電池１は電流源的特性を持ち、出力電圧は負荷に依
存されるので、太陽電池１の発電電力に拘わらず、太陽
電池１の電圧はＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧と同
じ値になる。
【００１７】また、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧
の設定は、高くしすぎると太陽電池１の利用効率が大幅
に低下するため、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧
は、晴天時に太陽電池１の発電電力のみにより負荷（コ
ンプレッサ２）を運転したときのピーク電圧よりも低い
値に設定することが望ましい。しかし、ＡＣ／ＤＣ変換
回路１０の出力電圧を低く設定しすぎると、逆洗浄時に
コンプレッサ２への供給電力が不足して空気量が足りな
くなる。尚、逆洗浄時には大きな空気量が必要であるの
でコンプレッサ２への供給電力を多くしている。
の設定は、高くしすぎると太陽電池１の利用効率が大幅
に低下するため、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧
は、晴天時に太陽電池１の発電電力のみにより負荷（コ
ンプレッサ２）を運転したときのピーク電圧よりも低い
値に設定することが望ましい。しかし、ＡＣ／ＤＣ変換
回路１０の出力電圧を低く設定しすぎると、逆洗浄時に
コンプレッサ２への供給電力が不足して空気量が足りな
くなる。尚、逆洗浄時には大きな空気量が必要であるの
でコンプレッサ２への供給電力を多くしている。
【００１８】そこで、本発明では、逆洗浄時にはＡＣ／
ＤＣ変換回路１０の出力電圧を浄化運転時よりも高い電
圧に可変する工夫がなされている。図３は、本発明の太
陽電池システムに適用されるＡＣ／ＤＣ変換回路の内部
構成図である。このＡＣ／ＤＣ変換回路１０は、整流回
路１１とコイル１２とトランジスタ１３とダイオード１
４とコンデンサ１５と制御回路１６とによって構成され
ている。商用電源１から交流電圧が入力されると、整流
回路１１にて直流電圧に変換され、さらに、この直流電
圧はコイル１２、スイッチング素子１３、ダイオード１
４から成る直流チョッパ回路により設定電圧に変換され
る。スイッチング素子１３は、制御回路１６によってＯ
Ｎ／ＯＦＦ駆動され、ＰＷＭ波形を出力する。
ＤＣ変換回路１０の出力電圧を浄化運転時よりも高い電
圧に可変する工夫がなされている。図３は、本発明の太
陽電池システムに適用されるＡＣ／ＤＣ変換回路の内部
構成図である。このＡＣ／ＤＣ変換回路１０は、整流回
路１１とコイル１２とトランジスタ１３とダイオード１
４とコンデンサ１５と制御回路１６とによって構成され
ている。商用電源１から交流電圧が入力されると、整流
回路１１にて直流電圧に変換され、さらに、この直流電
圧はコイル１２、スイッチング素子１３、ダイオード１
４から成る直流チョッパ回路により設定電圧に変換され
る。スイッチング素子１３は、制御回路１６によってＯ
Ｎ／ＯＦＦ駆動され、ＰＷＭ波形を出力する。
【００１９】図４は、図３のＡＣ／ＤＣ変換回路を駆動
制御する制御回路の構成図である。この制御回路１６
は、オペアンプ１７とコンパレー夕１８とトランジスタ
１９、及び抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とによって構成されて
いる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力のフィード
バック電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により分圧し、オぺ
アンプ１７によって、この分圧電圧を基準電圧と比較し
て差動増幅を行なう。そして、オぺアンプ１７の出力電
圧はコンバレータ１８に入力されて三角波と比較するこ
とによりＰＷＭの信号が生成される。
制御する制御回路の構成図である。この制御回路１６
は、オペアンプ１７とコンパレー夕１８とトランジスタ
１９、及び抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とによって構成されて
いる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力のフィード
バック電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により分圧し、オぺ
アンプ１７によって、この分圧電圧を基準電圧と比較し
て差動増幅を行なう。そして、オぺアンプ１７の出力電
圧はコンバレータ１８に入力されて三角波と比較するこ
とによりＰＷＭの信号が生成される。
【００２０】このような一般的なＰＷＭ制御回路を設
け、コントローラ９の逆洗浄指令によってトランジスタ
１９を動作させる。トランジスタ１９のエミッタ、コレ
クタはＲ２の両端に接続され、コントローラ９より逆洗
浄指令が来ると、トランジスタ１９はＯＮ状態となり、
Ｒ２を短絡させる。すると、オぺアンプ１７に入力され
るフィードバック電圧は低下するため、結果として、出
力電圧が上昇するように制御される。これにより、逆洗
浄時のコンプレッサ２の運転電圧が高くなり、逆洗浄専
用のコンプレッサ等が不用になる。
け、コントローラ９の逆洗浄指令によってトランジスタ
１９を動作させる。トランジスタ１９のエミッタ、コレ
クタはＲ２の両端に接続され、コントローラ９より逆洗
浄指令が来ると、トランジスタ１９はＯＮ状態となり、
Ｒ２を短絡させる。すると、オぺアンプ１７に入力され
るフィードバック電圧は低下するため、結果として、出
力電圧が上昇するように制御される。これにより、逆洗
浄時のコンプレッサ２の運転電圧が高くなり、逆洗浄専
用のコンプレッサ等が不用になる。
【００２１】しかし、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０に、図６
に示すようような昇圧コンバータを用いれば、逆洗浄時
のコンプレッサ２の運転電圧を自動的に高くすることが
できる。図６は、一般的な昇圧コンバータの回路図であ
る。すなわち、この昇圧コンバータは、ＰＷＭ制御回路
２１が、入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖo及び負荷電流Ｉoを
フィードバックして制御を行っている。すなわち、抵抗
Ｒ１とＲ２の分圧によって入力電圧Ｖｉを検出し、抵抗
Ｒ３とＲ４の分圧によって出力電圧Ｖｏを検出し、さら
に、抵抗Ｒ５によって負過電流Ｉｏを検出し、これらの
信号をフィードバックしてＰＷＭパルスを生成してトラ
ンジスタＱをスイッチング制御している。
に示すようような昇圧コンバータを用いれば、逆洗浄時
のコンプレッサ２の運転電圧を自動的に高くすることが
できる。図６は、一般的な昇圧コンバータの回路図であ
る。すなわち、この昇圧コンバータは、ＰＷＭ制御回路
２１が、入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖo及び負荷電流Ｉoを
フィードバックして制御を行っている。すなわち、抵抗
Ｒ１とＲ２の分圧によって入力電圧Ｖｉを検出し、抵抗
Ｒ３とＲ４の分圧によって出力電圧Ｖｏを検出し、さら
に、抵抗Ｒ５によって負過電流Ｉｏを検出し、これらの
信号をフィードバックしてＰＷＭパルスを生成してトラ
ンジスタＱをスイッチング制御している。
【００２２】逆洗浄時はコンプレッサ２の負荷が重くな
るので、負過電流Ｉoが増えてＰＷＭのデューティ幅が
広がるように制御されて、出力電圧が高くなる。また、
通常の浄化運転のときは負荷が軽くなるので、負過電流
Ｉoが減ってＰＷＭのデューティ幅が狭くなるように制
御されて、出力電圧が低くなる。このようにして、浄化
運転時と逆洗浄運転時とに応じて、自動的に出力電圧が
所望の値に制御される。
るので、負過電流Ｉoが増えてＰＷＭのデューティ幅が
広がるように制御されて、出力電圧が高くなる。また、
通常の浄化運転のときは負荷が軽くなるので、負過電流
Ｉoが減ってＰＷＭのデューティ幅が狭くなるように制
御されて、出力電圧が低くなる。このようにして、浄化
運転時と逆洗浄運転時とに応じて、自動的に出力電圧が
所望の値に制御される。
【００２３】以上説明したような動作により、日射量が
低下しても、常に必要なコンプレッサ運転電圧が維持さ
れているので、一定以上のレベルで浄化運転を続けるこ
とができる。また、日射量レベルに応じて太陽電池と商
用電源とを切り替える場合とは異なり、運転は連続さ
れ、かつ日射量が少ないときでも、太陽電池の発電電力
を使用できるので効率的である。しかも、非常に単純な
回路構成で実現することが可能である。また、逆洗浄時
に直流電源の設定電圧を高くすることにより、逆洗浄用
のポンプまたは電源を用意する必要がなく、水質浄化装
置がシンプルかつ安価になる。
低下しても、常に必要なコンプレッサ運転電圧が維持さ
れているので、一定以上のレベルで浄化運転を続けるこ
とができる。また、日射量レベルに応じて太陽電池と商
用電源とを切り替える場合とは異なり、運転は連続さ
れ、かつ日射量が少ないときでも、太陽電池の発電電力
を使用できるので効率的である。しかも、非常に単純な
回路構成で実現することが可能である。また、逆洗浄時
に直流電源の設定電圧を高くすることにより、逆洗浄用
のポンプまたは電源を用意する必要がなく、水質浄化装
置がシンプルかつ安価になる。
【００２４】次に、本発明の太陽電池システムの他の実
施の形態としての水質浄化装置を説明する。すなわち、
湖沼や河用などでは、一般的に、水温が高いときには水
の汚れが激しいため浄化の必要性が高く、水温が低いと
きには水の汚れが少ないため浄化の必要性が低い。よっ
て冬場などの浄化の必要性が低いときは、自動的にコン
プレッサの運転量を減らすために温度センサを設け、水
温に応じてコンプレッサの運転量を制御する。
施の形態としての水質浄化装置を説明する。すなわち、
湖沼や河用などでは、一般的に、水温が高いときには水
の汚れが激しいため浄化の必要性が高く、水温が低いと
きには水の汚れが少ないため浄化の必要性が低い。よっ
て冬場などの浄化の必要性が低いときは、自動的にコン
プレッサの運転量を減らすために温度センサを設け、水
温に応じてコンプレッサの運転量を制御する。
【００２５】図５は、図３のＡＣ／ＤＣ変換回路を駆動
制御する制御回路の他の構成図である。すなわち、図５
に示す制御回路１６に温度センサを接続した状態を示し
ている。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって、フィードバッ
ク電圧の分圧比を変える動作は前述の図４の場合と同じ
である。この実施の形態の場合は、温度センサ２０は水
温により内部でスイッチがＯＮ／ＯＦＦするものであ
り、水温が温度センサ２０の設定値よりも低いときはス
イッチはＯＦＦ、設定値よりも高いときスイッチはＯＮ
となる。したがって、水温が設定値よりも低いときは、
温度センサ２０のスイッチはＯＦＦすることにより、オ
ぺアンプ１７に入力されるフィードバック電圧が高くな
り、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧は低い値とな
る。
制御する制御回路の他の構成図である。すなわち、図５
に示す制御回路１６に温度センサを接続した状態を示し
ている。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって、フィードバッ
ク電圧の分圧比を変える動作は前述の図４の場合と同じ
である。この実施の形態の場合は、温度センサ２０は水
温により内部でスイッチがＯＮ／ＯＦＦするものであ
り、水温が温度センサ２０の設定値よりも低いときはス
イッチはＯＦＦ、設定値よりも高いときスイッチはＯＮ
となる。したがって、水温が設定値よりも低いときは、
温度センサ２０のスイッチはＯＦＦすることにより、オ
ぺアンプ１７に入力されるフィードバック電圧が高くな
り、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧は低い値とな
る。
【００２６】一方、水温が設定値よりも高いとスイッチ
はＯＮすることにより抵抗Ｒ２が短絡されて、オぺアン
プ１７に入力されるフィードバック電圧が低くなり、Ａ
Ｃ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧は上昇する。尚、温度
センサ２０と抵抗Ｒ２の変わりにサーミスタを用いて、
温度によって変化するサーミスタ抵抗によって、フィー
ドバック電圧を変えるようにしても前述と同じ結果が得
られることはいうまでもない。
はＯＮすることにより抵抗Ｒ２が短絡されて、オぺアン
プ１７に入力されるフィードバック電圧が低くなり、Ａ
Ｃ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧は上昇する。尚、温度
センサ２０と抵抗Ｒ２の変わりにサーミスタを用いて、
温度によって変化するサーミスタ抵抗によって、フィー
ドバック電圧を変えるようにしても前述と同じ結果が得
られることはいうまでもない。
【００２７】この実施の形態の効果としては、温度によ
り運転電圧設定を変えることにより、夏場などの浄化の
必要性が高いときは自動的にコンプレッサの運転量を増
やすことができる。また、水温に拘わらず一定の設定電
圧で年間を通じて運転するのではなく、水温によって運
転レベルを変えたことにより、一層、省エネルギー化に
貢献することができる。
り運転電圧設定を変えることにより、夏場などの浄化の
必要性が高いときは自動的にコンプレッサの運転量を増
やすことができる。また、水温に拘わらず一定の設定電
圧で年間を通じて運転するのではなく、水温によって運
転レベルを変えたことにより、一層、省エネルギー化に
貢献することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の太陽電池
システムによれば、日射量が低下しても一定以上のレベ
ルで浄化時の運転を続けることができる。また、日射量
レベルに応じて太陽電池と商用電源を切り替える場合と
異なり、運転は連続され、かつ日射量が少ないときでも
太陽電池の発電電力を使用できるので、太陽電池の利用
率が高くなり効率的となる。しかも、非常に単純な回路
構成で実現することができる。また、災害などにより商
用電源から電力を供給できない場合でも、太陽電池のみ
による運転も可能である。さらに、逆洗浄時に直流電源
の設定電圧を高くすることにより、逆洗浄用のポンプま
たは電源を用意する必要がなく、水質浄化装置全体がシ
ンプルかつ安価になる。また、温度により運転電圧設定
を変えることにより、夏場などの浄化の必要性が高いと
きには、自動的に運転量を増やすことができ、冬場など
の浄化の必要性が低いときは、設定電圧を低く設定する
ことにより省エネルギー化に貢献することができる。
システムによれば、日射量が低下しても一定以上のレベ
ルで浄化時の運転を続けることができる。また、日射量
レベルに応じて太陽電池と商用電源を切り替える場合と
異なり、運転は連続され、かつ日射量が少ないときでも
太陽電池の発電電力を使用できるので、太陽電池の利用
率が高くなり効率的となる。しかも、非常に単純な回路
構成で実現することができる。また、災害などにより商
用電源から電力を供給できない場合でも、太陽電池のみ
による運転も可能である。さらに、逆洗浄時に直流電源
の設定電圧を高くすることにより、逆洗浄用のポンプま
たは電源を用意する必要がなく、水質浄化装置全体がシ
ンプルかつ安価になる。また、温度により運転電圧設定
を変えることにより、夏場などの浄化の必要性が高いと
きには、自動的に運転量を増やすことができ、冬場など
の浄化の必要性が低いときは、設定電圧を低く設定する
ことにより省エネルギー化に貢献することができる。
【図１】 本発明における、太陽電池と商用電源とを併
用した太陽電池システムの実施の形態を示す図である。
用した太陽電池システムの実施の形態を示す図である。
【図２】 日射量の変化に対するコンプレッサ運転電圧
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 本発明の太陽電池システムに適用されるＡＣ
／ＤＣ変換回路の内部構成図である。
／ＤＣ変換回路の内部構成図である。
【図４】 図３のＡＣ／ＤＣ変換回路を駆動制御する制
御回路の構成図である。
御回路の構成図である。
【図５】 図３のＡＣ／ＤＣ変換回路を駆動制御する制
御回路の他の構成図である。
御回路の他の構成図である。
【図６】 一般的な昇圧コンバータの回路図である。
１ 太陽電池 ２ コンプレッサ ３ 商用電源 ４、１４ ダイオード ５、１５ コンデンサ ６ インバータ ７ 三方弁 ８ フィルターカートリッジ ９ コントローラ １０ ＡＣ／ＤＣ変換回路 １１ 整流回路 １２ コイル １３、１９ トランジスタ １６ 制御回路 １７ オペアンプ １８ コンパレー夕 ２０ 温度センサ ２１ ＰＷＭ制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/35 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｋ Ｆターム(参考） 5F051 BA05 BA17 JA18 KA03 5G003 AA06 BA01 DA04 DA15 DA18 GB03 GB06 5G066 HA15 HB06 5H030 AS01 BB01 BB07 BB21 DD20 FF22 FF41
Claims (7)
- 【請求項１】 太陽電池と、商用電源又は蓄電池とを併
用してコンプレッサを運転する太陽電池システムにおい
て、 前記商用電源又は前記蓄電池の電圧値を、任意の値に設
定する電圧制御手段と、 前記太陽電池及び前記電圧制御手段の出力電圧を併用し
て、前記コンプレッサの駆動電圧を生成する駆動電圧生
成手段と、 前記太陽電池の電圧値が、前記電圧制御手段の設定した
電圧値より低いとき、前記太陽電池の電圧値を前記電圧
制御手段の設定した電圧値に補充する電圧補充手段とを
備え、 前記太陽電池の発電電力の足りない分だけ、前記商用電
源又は前記蓄電器より電力を供給して、前記コンプレッ
サの運転を行うように構成したことを特徴とする太陽電
池システム。 - 【請求項２】 前記コンプレッサは、前記電圧制御手段
が設定した電圧値に基づいて、前記駆動電圧生成手段が
生成した駆動電圧によって運転され、 前記太陽電池の電圧値が前記電圧制御手段の設定した電
圧値より低いとき、前記電圧補充手段が前記太陽電池の
電圧値を補充して、前記駆動電圧生成手段より前記コン
プレッサに所望の駆動電圧を供給することを特徴とする
請求項１に記載の太陽電池システム。 - 【請求項３】 前記電圧制御手段が設定した電圧値は、
晴天時に、前記太陽電池の発電電力のみにより前記コン
プレッサを運転したときのピーク電圧より、低い値に設
定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に
記載の太陽電池システム。 - 【請求項４】 前記電圧制御手段は、前記コンプレッサ
が浄化運転及び逆洗浄運転を行っていることを認識し、
それぞれの運転状態に応じて、駆動電圧を所望の電圧値
に設定することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れ
かに記載の太陽電池システム。 - 【請求項５】 前記電圧制御手段は、前記コンプレッサ
が逆洗浄運転を行っているときは、浄化運転を行ってい
るときより、高い電圧値に設定することを特徴とする請
求項４に記載の太陽電池システム。 - 【請求項６】 前記電圧制御手段は、前記コンプレッサ
の運転状態を検出して、電圧制御回路の抵抗値を可変す
ることによって、前記コンプレッサの駆動電圧を所望の
電圧値に設定することを特徴とする請求項４又は請求項
５に記載の太陽電池システム。 - 【請求項７】 前記電圧制御手段は気温又は水温を検出
し、前記コンプレッサが浄化運転しているときの駆動電
圧を、気温又は水温に応じて、所望の電圧値に制御する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の
太陽電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085241A JP2001275258A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 太陽電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085241A JP2001275258A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 太陽電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001275258A true JP2001275258A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18601605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000085241A Pending JP2001275258A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 太陽電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001275258A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003281691A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-03 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | 交通信号システム |
| KR101002277B1 (ko) * | 2009-04-15 | 2010-12-20 | 주식회사 삼광산전 | 직류 교류 전력 혼합 조절 장치 및 방법 |
| GB2519823A (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | Control Tech Ltd | Method and system for powering a load |
| CN107681690A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-09 | 国网青海省电力公司 | 光伏电站暂态等值电势在线辨识方法 |
| CN109167395A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-01-08 | 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 | 基于adpss的光伏发电***的暂态等值电势辨识方法 |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000085241A patent/JP2001275258A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003281691A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-03 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | 交通信号システム |
| KR101002277B1 (ko) * | 2009-04-15 | 2010-12-20 | 주식회사 삼광산전 | 직류 교류 전력 혼합 조절 장치 및 방법 |
| GB2519823A (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | Control Tech Ltd | Method and system for powering a load |
| GB2519823B (en) * | 2013-10-31 | 2017-05-10 | Control Techniques Ltd | Method and system for powering a load |
| CN107681690A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-09 | 国网青海省电力公司 | 光伏电站暂态等值电势在线辨识方法 |
| CN109167395A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-01-08 | 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 | 基于adpss的光伏发电***的暂态等值电势辨识方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20041126 |