JP2014050199A - Power control unit, junction box, power regulator, power generating system, and power control method - Google Patents
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Abstract
Description
交流電力を供給する発電システムにおいて用いられる電力制御装置に関する。 The present invention relates to a power control device used in a power generation system that supplies AC power.
電力を供給する発電システムの電力制御に関する技術として、特許文献1〜4に記載の技術がある。具体的には、特許文献1には、風力発電装置と蓄電装置とのハイブリッドシステムに関する技術が示されている。特許文献2には、回路構成体および電気接続箱に関する技術が示されている。特許文献3には、蓄電システムに関する技術が示されている。特許文献4には、ハイブリッド電源接続インタフェースに関する技術が示されている。
As technologies related to power control of a power generation system that supplies power, there are technologies described in
しかしながら、従来の発電システムでは、発電で得られた電力(電力量)が家電などへ供給されずに無駄になる場合がある。 However, in the conventional power generation system, the electric power (electric power amount) obtained by power generation may be wasted without being supplied to home appliances and the like.
そこで、本発明は、発電で得られた電力が無駄になることを抑制することができる電力制御装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a power control apparatus that can suppress the waste of power obtained by power generation.
本発明の一態様に係る電力制御装置は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置の出力値を取得する第1の取得部と、前記発電装置から供給される直流電力の供給先を、当該直流電力を交流電力に変換する変換装置、および、前記発電装置から供給された前記直流電力を充電する蓄電装置のいずれか一方に切替える切替え部と、前記第1の取得部で取得された前記出力値が所定の閾値以上である場合は前記発電装置からの電力が前記変換装置へ供給されるように前記切替え部を制御し、前記出力値が前記所定の閾値未満である場合は前記発電装置からの電力が前記蓄電装置へ供給されるように前記切替え部を制御する制御部とを備える。 A power control device according to an aspect of the present invention includes a first acquisition unit that acquires an output value of a power generation device that generates power using natural energy, and a supply destination of DC power supplied from the power generation device. A switching unit that switches to any one of a conversion device that converts DC power into AC power, and a power storage device that charges the DC power supplied from the power generation device, and the output acquired by the first acquisition unit When the value is greater than or equal to a predetermined threshold value, the switching unit is controlled so that the electric power from the power generation device is supplied to the conversion device. When the output value is less than the predetermined threshold value, the power generation device And a control unit that controls the switching unit so that the electric power is supplied to the power storage device.
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Note that these comprehensive or specific aspects may be realized by a system, method, integrated circuit, computer program, or non-transitory recording medium such as a computer-readable CD-ROM. The present invention may be realized by any combination of an integrated circuit, a computer program, and a recording medium.
本発明の電力制御装置は、発電で得られた電力が無駄になることを抑制することができる。 The power control apparatus of the present invention can suppress the waste of power obtained by power generation.
(本発明の基礎となった知見)
「背景技術」の欄に記載の技術に関し、近年、環境に対する関心の高まりによって、自然エネルギーを利用する発電システム、特に、太陽光発電システムが注目されている。本発明者は、このような発電システムに関し、以下の問題があることを見出した。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
With regard to the technology described in the “Background Technology” column, in recent years, due to increasing interest in the environment, a power generation system that uses natural energy, in particular, a solar power generation system, has attracted attention. This inventor discovered that there existed the following problems regarding such a power generation system.
家庭用の一般的な太陽光発電システムは、ソーラーパネル(太陽電池パネル、太陽電池モジュールまたは太陽光発電パネルとも呼ばれる)、および、パワーコンディショナー(電力調整器またはパワコンとも呼ばれる)を備える。ソーラーパネルは、太陽光を利用して発電する。そして、ソーラーパネルの発電電力は、パワコンに供給される。パワコンには、家電などの負荷装置が接続されている。パワコンは、ソーラーパネルから供給された電力を負荷装置に供給する。 A general solar power generation system for home use includes a solar panel (also referred to as a solar cell panel, a solar cell module, or a solar power generation panel) and a power conditioner (also referred to as a power conditioner or a power conditioner). Solar panels generate electricity using sunlight. The power generated by the solar panel is supplied to the power conditioner. A load device such as a home appliance is connected to the power conditioner. The power conditioner supplies the power supplied from the solar panel to the load device.
また、パワコンは、ソーラーパネルから供給された電力を家庭環境で利用可能な電力に変換する。例えば、パワコンは、ソーラーパネルから供給された電力を直流から交流へ変換する。これにより、パワコンは、家庭環境で利用可能な電力を供給することができる。また、パワコンは、ソーラーパネルから供給された電力で動作する。これにより、パワコンは、電力会社の電力系統から供給される電力によらずに動作する。また、パワコンは、ソーラーパネルから電力が供給される時に動作する。したがって、無駄な電力の消費が削減される。 In addition, the power converter converts the power supplied from the solar panel into power that can be used in the home environment. For example, the power converter converts the power supplied from the solar panel from direct current to alternating current. Thereby, the power conditioner can supply electric power that can be used in the home environment. In addition, the power conditioner operates with electric power supplied from the solar panel. Thereby, the power conditioner operates regardless of the power supplied from the power system of the power company. The power conditioner operates when power is supplied from the solar panel. Therefore, useless power consumption is reduced.
ソーラーパネルの発電電力は、時間帯および天候に依存する。そのため、太陽光発電システムは、蓄電池を用いることが多い。例えば、ソーラーパネルの発電電力が負荷装置の需要電力を超えた場合、余剰電力は、蓄電池に供給され充電される。逆に、負荷装置の需要電力がソーラーパネルの発電電力を超えた場合、蓄電池に充電された電力が負荷装置に供給される。これにより、ソーラーパネルの発電電力が無駄になることが抑制される。 The power generated by the solar panel depends on the time of day and the weather. For this reason, a photovoltaic power generation system often uses a storage battery. For example, when the generated power of the solar panel exceeds the demand power of the load device, surplus power is supplied to the storage battery and charged. Conversely, when the demand power of the load device exceeds the generated power of the solar panel, the power charged in the storage battery is supplied to the load device. Thereby, it is suppressed that the electric power generated by the solar panel is wasted.
しかしながら、このような太陽光発電システムでも、他の状況において、ソーラーパネルの発電電力が無駄になる場合がある。具体的には、ソーラーパネルの発電電力が、小さく不安定な場合に、無駄になる場合がある。 However, even in such a solar power generation system, the generated power of the solar panel may be wasted in other situations. Specifically, when the generated power of the solar panel is small and unstable, it may be wasted.
例えば、曇りの日では、ソーラーパネルで得られる電力が不安定である。不安定な電力がパワコンに供給された場合、その不安定な電力でパワコンは動作する。この時、いわゆるチャタリング現象が生じる。すなわち、断続的に電力がソーラーパネルからパワコンに供給されることで、パワコンが起動と停止とを繰り返す。これにより、パワコンの劣化が進行する。また、騒音が発生する。 For example, on a cloudy day, the power obtained by the solar panel is unstable. When unstable power is supplied to the power conditioner, the power conditioner operates with the unstable power. At this time, a so-called chattering phenomenon occurs. That is, power is intermittently supplied from the solar panel to the power conditioner, so that the power conditioner is repeatedly started and stopped. Thereby, deterioration of the power conditioner proceeds. In addition, noise is generated.
このようなチャタリング現象を回避するため、ソーラーパネルから十分な電力が得られると判定されるまで、パワコンは起動しないように制御される場合がある。この場合、ソーラーパネルから十分な電力が得られると判定された後に、パワコンが起動する。これにより、チャタリング現象の発生が抑制される。一方、ソーラーパネルから十分な電力が得られると判定されるまでの不安定な電力は、利用されずに捨てられる。したがって、それまでの電力が無駄になる。 In order to avoid such a chattering phenomenon, the power conditioner may be controlled not to start until it is determined that sufficient power can be obtained from the solar panel. In this case, the power conditioner is activated after it is determined that sufficient power can be obtained from the solar panel. Thereby, the occurrence of chattering is suppressed. On the other hand, unstable power until it is determined that sufficient power can be obtained from the solar panel is discarded without being used. Therefore, the power up to that time is wasted.
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る電力制御装置は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置の出力値を取得する第1の取得部と、前記発電装置から供給される直流電力の供給先を、当該直流電力を交流電力に変換する変換装置、および、前記発電装置から供給された前記直流電力を充電する蓄電装置のいずれか一方に切替える切替え部と、前記第1の取得部で取得された前記出力値が所定の閾値以上である場合は前記発電装置からの電力が前記変換装置へ供給されるように前記切替え部を制御し、前記出力値が前記所定の閾値未満である場合は前記発電装置からの電力が前記蓄電装置へ供給されるように前記切替え部を制御する制御部とを備える。 In order to solve such a problem, a power control device according to an aspect of the present invention includes a first acquisition unit that acquires an output value of a power generation device that generates power using natural energy, and is supplied from the power generation device. A switching unit that switches a supply destination of the DC power to any one of a conversion device that converts the DC power into AC power, and a power storage device that charges the DC power supplied from the power generation device, When the output value acquired by one acquisition unit is greater than or equal to a predetermined threshold, the switching unit is controlled so that power from the power generation device is supplied to the conversion device, and the output value is the predetermined value A control unit that controls the switching unit so that power from the power generation device is supplied to the power storage device when the power is less than the threshold value.
これにより、発電装置から十分な電力が得られない場合でも、発電装置から供給される電力は充電される。したがって、電力制御装置は、発電で得られた電力が無駄になることを抑制することができる。 Thereby, even when sufficient power cannot be obtained from the power generation device, the power supplied from the power generation device is charged. Therefore, the power control apparatus can suppress waste of the power obtained by power generation.
例えば、前記制御部は、単位時間当たりに前記発電装置の出力値が前記所定の閾値を超えた回数が一定回数を超えた場合に、前記発電装置からの電力が前記変換装置へ供給されるように前記切替え部を制御してもよい。 For example, the control unit may supply power from the power generation device to the conversion device when the number of times the output value of the power generation device exceeds the predetermined threshold per unit time exceeds a certain number of times. The switching unit may be controlled.
これにより、効率的な動作が可能になる。例えば、発電装置の出力値が閾値を超えた後、発電装置の出力値が閾値を再度下回るような状況が度々生じた場合、その度スイッチが切り替えられる。このような動作は、パワコンへの電力供給が非連続になるため、パワコンにとって非効率である。本態様では、例えば、単位時間当たりに閾値を超えた回数が規定回数を超えた場合にスイッチが電池側からパワコン側へ切り替えられる。これにより、より効率的にパワコンを動作させることが可能になる。 Thereby, an efficient operation becomes possible. For example, after the output value of the power generation device exceeds the threshold value, when a situation frequently occurs where the output value of the power generation device falls below the threshold value again, the switch is switched each time. Such an operation is inefficient for the power conditioner because the power supply to the power conditioner is discontinuous. In this aspect, for example, when the number of times that the threshold is exceeded per unit time exceeds the specified number, the switch is switched from the battery side to the power controller side. As a result, the power conditioner can be operated more efficiently.
また、例えば、前記制御部は、前記発電装置の出力値が前記所定の閾値を超えている時間が一定時間以上経過した場合に前記発電装置からの電力が前記変換装置へ供給されるように前記切替え部を制御してもよい。 Further, for example, the control unit is configured to supply the power from the power generation device to the conversion device when a time during which the output value of the power generation device exceeds the predetermined threshold exceeds a predetermined time. The switching unit may be controlled.
これにより、効率的な動作が可能になる。例えば、発電装置の出力値が閾値を超えた後、発電装置の出力値が閾値を再度下回るような状況が度々生じた場合、その度スイッチが切り替えられる。このような動作は、パワコンへの電力供給が非連続になるため、パワコンにとって非効率である。本態様では、例えば、発電装置の出力値が所定の閾値を超えている時間が一定時間以上経過した場合にスイッチが電池側からパワコン側へ切り替えられる。これにより、より効率的にパワコンを動作させることが可能になる。 Thereby, an efficient operation becomes possible. For example, after the output value of the power generation device exceeds the threshold value, when a situation frequently occurs where the output value of the power generation device falls below the threshold value again, the switch is switched each time. Such an operation is inefficient for the power conditioner because the power supply to the power conditioner is discontinuous. In this aspect, for example, the switch is switched from the battery side to the power conditioner side when the time during which the output value of the power generation device exceeds a predetermined threshold has passed for a certain period of time. As a result, the power conditioner can be operated more efficiently.
また、例えば、前記制御部は、前記蓄電装置に放電させることにより、前記蓄電装置から前記変換装置へ電力を供給してもよい。 For example, the control unit may supply electric power from the power storage device to the conversion device by discharging the power storage device.
これにより、蓄電装置に十分な電力が充電された場合に、蓄電装置から変換装置へ安定した電力が供給される。 Thus, when sufficient power is charged in the power storage device, stable power is supplied from the power storage device to the conversion device.
また、例えば、前記蓄電装置の残存電力に関する情報を取得する第2の取得部を備え、前記制御部は、前記出力値が前記所定の閾値未満である場合、かつ、前記蓄電装置の残存電力が所定の電力以上である場合、前記発電装置からの電力を前記蓄電装置へ供給し、前記蓄電装置に前記発電装置からの電力を充電させつつ、前記蓄電装置に放電させ、前記蓄電装置からの電力を前記変換装置へ供給してもよい。 In addition, for example, a second acquisition unit that acquires information on the remaining power of the power storage device is provided, and the control unit is configured to display the remaining power of the power storage device when the output value is less than the predetermined threshold. When the power is greater than or equal to a predetermined power, the power from the power generation device is supplied to the power storage device, and the power from the power generation device is discharged while the power storage device is charged with the power from the power generation device. May be supplied to the converter.
これにより、蓄電装置に十分な電力が充電された場合に、蓄電装置から変換装置へ安定した電力が供給される。この時、発電装置から十分な電力が得られなくてもよい。このような場合でも、チャタリング現象の発生が抑制される。 Thus, when sufficient power is charged in the power storage device, stable power is supplied from the power storage device to the conversion device. At this time, sufficient power may not be obtained from the power generation device. Even in such a case, the occurrence of the chattering phenomenon is suppressed.
また、例えば、前記蓄電装置の残存電力に関する情報を取得する第2の取得部を備え、前記制御部は、前記出力値が前記所定の閾値以上である場合、かつ、前記発電装置からの電力が前記発電装置からの電力を消費する負荷装置の需要電力未満である場合、前記蓄電装置に放電させ、前記蓄電装置からの電力を前記変換装置へ供給してもよい。 In addition, for example, a second acquisition unit that acquires information on the remaining power of the power storage device is provided, and the control unit is configured such that when the output value is equal to or greater than the predetermined threshold, and the power from the power generation device is When it is less than the demand power of the load device that consumes the power from the power generation device, the power storage device may be discharged and the power from the power storage device may be supplied to the conversion device.
これにより、充電された電力が有効に利用される。したがって、自然エネルギーが有効に利用される。 Thereby, the charged electric power is effectively used. Therefore, natural energy is effectively used.
また、例えば、前記第1の取得部は、前記発電装置からの発電電力の値を前記出力値として取得してもよい。 For example, the first acquisition unit may acquire the value of the generated power from the power generation device as the output value.
これにより、電力制御装置は、発電電力に基づいて、発電電力の供給の切替えを適切に制御できる。 Thereby, the power control apparatus can appropriately control switching of the supply of the generated power based on the generated power.
また、例えば、前記第1の取得部は、前記蓄電装置に蓄電されている電力の単位時間当たりの増加分を、前記発電装置の前記出力値として取得してもよい。 Further, for example, the first acquisition unit may acquire an increase per unit time of power stored in the power storage device as the output value of the power generation device.
これにより、電力制御装置は、蓄電装置に充電された電力の変化から導出される発電電力値に基づいて、発電電力の供給の切替えを適切に制御できる。 Thereby, the power control device can appropriately control the switching of the supply of the generated power based on the generated power value derived from the change in the power charged in the power storage device.
また、例えば、前記制御部は、前記出力値が前記所定の閾値以上である場合、かつ、前記発電装置からの電力が前記発電装置からの電力を消費する負荷装置の需要電力よりも大きい場合、前記発電装置からの電力のうち前記需要電力に相当する電力を前記変換装置へ供給し、前記発電装置からの電力のうち前記需要電力に相当する電力を除く電力を前記蓄電装置へ供給してもよい。 Further, for example, the control unit, when the output value is greater than or equal to the predetermined threshold, and when the power from the power generation device is larger than the demand power of the load device that consumes the power from the power generation device, Supplying power corresponding to the demand power out of the power from the power generation apparatus to the converter, and supplying power excluding power corresponding to the demand power out of power from the power generation apparatus to the power storage device Good.
これにより、余剰電力が充電される。したがって、電力制御装置は、発電装置で得られる電力が無駄になることを抑制することができる。 Thereby, surplus electric power is charged. Therefore, the power control device can suppress waste of the power obtained by the power generation device.
また、例えば、前記発電装置は、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置でもよい。 For example, the power generation device may be a solar power generation device that generates power using sunlight.
これにより、太陽光発電装置から十分な電力が得られない場合でも、太陽光発電装置から供給される電力は充電される。したがって、電力制御装置は、太陽光発電装置で得られる電力が無駄になることを抑制することができる。 Thereby, even when sufficient electric power cannot be obtained from the solar power generation device, the electric power supplied from the solar power generation device is charged. Therefore, the power control device can suppress waste of the power obtained by the solar power generation device.
また、本発明の一態様に係る接続箱は、前記電力制御装置と、前記蓄電装置とを備える接続箱でもよい。 The connection box according to one embodiment of the present invention may be a connection box including the power control device and the power storage device.
これにより、上記の電力制御装置が接続箱に搭載される。この接続箱は、発電で得られた電力が無駄になることを抑制することができる。 Thereby, said electric power control apparatus is mounted in a connection box. This junction box can suppress that the electric power obtained by power generation is wasted.
また、本発明の一態様に係る電力調整器は、前記電力制御装置と、前記変換装置とを備える電力調整器でもよい。 Moreover, the power regulator which concerns on 1 aspect of this invention may be a power regulator provided with the said power control apparatus and the said converter.
これにより、上記の電力制御装置が電力調整器に搭載される。この電力調整器は、発電で得られた電力が無駄になることを抑制することができる。 Thereby, said power control apparatus is mounted in a power regulator. This electric power regulator can suppress that the electric power obtained by power generation is wasted.
また、本発明の一態様に係る発電システムは、前記電力制御装置と、前記発電装置と、前記変換装置と、前記蓄電装置とを備える発電システムでもよい。 The power generation system according to one embodiment of the present invention may be a power generation system including the power control device, the power generation device, the conversion device, and the power storage device.
これにより、上記の電力制御装置が発電システムに搭載される。この発電システムは、発電で得られた電力が無駄になることを抑制することができる。 Thereby, said electric power control apparatus is mounted in a power generation system. This power generation system can suppress waste of electric power obtained by power generation.
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Note that these comprehensive or specific aspects may be realized by a non-transitory recording medium such as a system, method, integrated circuit, computer program, or computer-readable CD-ROM. The present invention may be realized by any combination of an integrated circuit, a computer program, or a recording medium.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態に係る発電システム100を示すブロック図である。発電システム100は、自然エネルギーを利用して発電する発電システムであり、例えば、太陽光発電システム、太陽熱発電システム、風力発電システムおよび地熱発電システムなどに利用可能である。本実施の形態では、発電システム100が太陽光発電システムである場合を例として説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a
図1に示された発電システム100は、接続箱101、ソーラーパネル102およびパワコン103を備える。また、パワコン103は、家庭用分電盤104に接続されている。電力系統105も、同様に、家庭用分電盤104に接続されている。家庭用分電盤104には、燃料電池106が接続されている。同様に、家庭用分電盤104には、家電など(図示せず)が接続されている。
A
接続箱101は、ソーラーパネル102とパワコン103とを接続するための接続ユニットである。例えば、接続箱101は、ソーラーパネル102からの複数の配線をまとめてパワコン103に接続する。実質的には、接続箱101は、ブレーカーのような役割を有し、パワコン103のメンテナンスの際、ソーラーパネル102とパワコン103との接続を遮断するために用いられる。
The
ソーラーパネル102は、太陽光を利用して発電する。例えば、ソーラーパネル102は、パネル状に配置された複数の太陽電池で構成される。ソーラーパネル102で得られた電力は、接続箱101を介して、パワコン103に供給される。
The
パワコン103は、ソーラーパネル102から供給された電力を家庭環境で利用可能な電力に変換する。パワコン103は、内部に、DC−DCコンバータおよびDC−ACインバータを含んでもよい。例えば、パワコン103は、ソーラーパネル102から供給された電力を直流から交流へ変換する。また、パワコン103は、ソーラーパネル102から供給された電力の電圧を調整する。パワコン103は、家庭用分電盤104を介して、調整された電力を家電などに供給する。
The
家庭用分電盤104は、電力を分配する。家庭用分電盤104には、燃料電池106、および、家電などが接続されている。家庭用分電盤104は、これらに電力を供給する。また、家庭用分電盤104は、電力の供給を遮断するブレーカーを含む。
The
電力系統105は、電力会社が提供する電力供給システムである。ソーラーパネル102から供給される電力が小さい場合、電力系統105から電力が供給される。ソーラーパネル102から供給される電力が大きい場合、電力系統105へ電力が供給される場合もある。
The
燃料電池106は、燃料の化学反応を利用して発電する。例えば、燃料電池106は、水素と酸素とを反応させることによって発電する。燃料電池106によって得られた電力は、家電などに供給される。燃料電池106は、ソーラーパネル102または電力系統105から供給される電力を用いて発電を開始する。
The
本実施の形態に係る接続箱101は、入力切替えスイッチ111、DC−DCコンバータ112、充電制御部113、蓄電池114、放電制御部115、DC−DCコンバータ116、管理部117、シャント抵抗器118および非常用スイッチ119を備える。
入力切替えスイッチ111は、パワコン103および蓄電池114のいずれかに、ソーラーパネル102からの電力の供給先を切替える。入力切替えスイッチ111は、パワコン103および蓄電池114の両方に、ソーラーパネル102からの電力を分配してもよい。例えば、入力切替えスイッチ111は、管理部117からの切替え信号に応じて、ソーラーパネル102とパワコン103との間の接続状態を導通または非導通に切替え、ソーラーパネル102と蓄電池114との間の接続状態を導通または非導通に切替える。
The
DC−DCコンバータ112は、直流電力を別の直流電力に変換する。例えば、DC−DCコンバータ112は、直流電力の電圧を所定の電圧に変換する。具体的には、DC−DCコンバータ112は、ソーラーパネル102からの電力を蓄電池114が充電できる電力に変換する。
The DC-
充電制御部113は、蓄電池114の充電を制御する。具体的には、充電制御部113は、管理部117の充電指令に基づいて、DC−DCコンバータ112から出力される電力を蓄電池114に充電させる。
The charging
蓄電池114は、充放電可能な電池であり、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池またはニッケル水素電池等である。蓄電池114の容量は、0.3〜0.5kWhでもよい。蓄電池114には、DC−DCコンバータ112から出力される電力が充電される。
The
放電制御部115は、蓄電池114の放電を制御する。具体的には、放電制御部115は、管理部117の放電指令に基づいて、蓄電池114に放電させる。蓄電池114から取り出された電力は、DC−DCコンバータ116に供給される。
The
DC−DCコンバータ116は、DC−DCコンバータ112と同様に、直流電力を別の直流電力に変換する。具体的には、DC−DCコンバータ116は、蓄電池114から取り出された電力をパワコン103が利用できる電力に変換する。
Similarly to the DC-
管理部117は、ソーラーパネル102の出力値を取得する。また、管理部117は、入力切替えスイッチ111へ切替え信号を送信することにより、入力切替えスイッチ111を制御する。また、管理部117は、蓄電池114の残存電力の値を取得する。また、管理部117は、充電制御部113に充電指令を送信することにより、蓄電池114の充電を制御し、放電制御部115に放電指令を送信することにより、蓄電池114の放電を制御する。
The
なお、入力切替えスイッチ111の制御機能と蓄電池の充電および放電の制御機能とが、同じ管理部117の中ではなく、例えば、スイッチ制御部および蓄電制御部としてそれぞれ独立に設けられていてもよい。
Note that the control function of the
シャント抵抗器118は、電流を測定するために用いられる抵抗器である。管理部117は、電圧の値、および、シャント抵抗器118を用いて測定される電流の値に基づいて、ソーラーパネル102からの電力の値を取得できる。
非常用スイッチ119は、手動で蓄電池114に放電させるためのスイッチである。例えば、非常用スイッチ119が入れられた場合、管理部117は、蓄電池114の残存電力によらず、蓄電池114に放電させる。
The
本実施の形態に係る発電システム100は、上記の構成を備える。そして、本実施の形態に係る発電システム100は、チャタリング現象の発生を抑制し、発電で得られた電力が無駄になることを抑制することができる。
The
例えば、管理部117は、ソーラーパネル102からの電力が所定の電力以上である場合、ソーラーパネル102からの電力がパワコン103に供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。また、管理部117は、ソーラーパネル102からの電力が所定の電力未満である場合、ソーラーパネル102からの電力が蓄電池114に供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。また、管理部117は、充電制御部113を制御して、ソーラーパネル102からの電力を蓄電池114に充電させる。
For example, when the power from the
これにより、ソーラーパネル102から十分な電力が得られる場合に、パワコン103に電力が供給される。したがって、チャタリング現象の発生が抑制される。また、ソーラーパネル102から十分な電力が得られない場合、蓄電池114に電力が供給される。したがって、発電で得られた電力が無駄になることが抑制される。
Thereby, when sufficient electric power is obtained from the
管理部117は、シャント抵抗器118を用いて、ソーラーパネル102からの電力の値を取得してもよい。管理部117は、蓄電池114の残存電力の値を用いて、ソーラーパネル102からの電力の値を取得してもよい。また、管理部117は、ソーラーパネル102からの電圧の値、または、ソーラーパネル102からの電流の値に基づいて、入力切替えスイッチ111を制御してもよい。
The
電流の値は、電流を流すことで計測される。一方、電圧の値は、電流を流すことなく計測される。ソーラーパネル102からの電力がどこにも供給されない場合、電流が流れない。この場合、管理部117は、電圧の値をソーラーパネル102の出力値として取得し、電圧の値に基づいて、入力切替えスイッチ111を制御する。
The current value is measured by passing a current. On the other hand, the voltage value is measured without flowing current. When the electric power from the
しかし、電圧が大きい場合でも、電力が小さい場合がある。小さい電力でパワコン103が起動しても、電力不足で、すぐに停止する。したがって、電圧の値に基づく制御は、チャタリング現象を誘発する。本実施の形態では、パワコン103に電力を供給しない場合も、蓄電池114に電力が供給されるため、電流の計測が可能である。したがって、本実施の形態では、電圧のみではなく、電流および電力に基づく確実な制御が可能である。
However, even when the voltage is large, the power may be small. Even if the
さらに、管理部117は、ソーラーパネル102の温度、日射量、または、時間帯などに基づいて、ソーラーパネル102の出力値を推定することにより、ソーラーパネル102の出力値を取得してもよい。
Furthermore, the
また、管理部117は、蓄電池114の残存電力が所定の電力以上である場合、蓄電池114に放電させる。例えば、蓄電池114の残存電力が所定の電力以上であり、かつ、ソーラーパネル102からの電力が所定の電力以上であり、かつ、ソーラーパネル102からの電力が家電などの需要電力未満である場合に、管理部117は、蓄電池114に放電させてもよい。これにより、電力系統105から供給される電力が削減され、蓄電池114の電力が有効利用される。
Moreover, the
また、例えば、蓄電池114の残存電力が所定の電力以上であり、かつ、ソーラーパネル102からの電力が所定の電力未満である場合、かつ、家電などの需要電力が所定の需要電力以上である場合に、管理部117は、蓄電池114を放電させてもよい。これにより、安定した電力が蓄電池114から供給される。したがって、チャタリング現象の発生が抑制され、蓄電池114の電力が有効利用される。
In addition, for example, when the remaining power of the
図2は、図1に示された発電システム100の第1の利用状態を示す図である。図2に示された利用状態は、ソーラーパネル102からの電力が安定している状態である。この時、ソーラーパネル102の出力値は所定の閾値以上である。したがって、管理部117は、ソーラーパネル102からパワコン103に電力が供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。これにより、ソーラーパネル102からパワコン103に電力が供給される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a first usage state of the
図2に示された利用状態では、ソーラーパネル102からパワコン103に電力が安定的に供給される。したがって、チャタリング現象は発生しない。また、ソーラーパネル102からの電力が無駄にならない。
In the utilization state shown in FIG. 2, power is stably supplied from the
図3は、図1に示された発電システム100の第2の利用状態を示す図である。図3に示された利用状態は、ソーラーパネル102からの電力が安定していない状態である。この時、ソーラーパネル102の出力値は所定の閾値未満である。したがって、管理部117は、ソーラーパネル102から蓄電池114に電力が供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。これにより、ソーラーパネル102から蓄電池114に電力が供給される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a second usage state of the
図3に示された利用状態では、不安定な電力がパワコン103に供給されない。したがって、チャタリング現象は発生しない。また、この不安定な電力は、蓄電池114に充電されるため、無駄にならない。
In the usage state shown in FIG. 3, unstable power is not supplied to the
さらに、蓄電池114の残存電力が所定の電力以上である場合、管理部117は、蓄電池114に放電させる。蓄電池114からの電力は、パワコン103に供給される。これにより、安定した電力が、蓄電池114からパワコン103に供給される。したがって、チャタリング現象は発生せず、蓄電池114の電力が有効利用される。
Furthermore, when the remaining power of the
図4は、図1に示された発電システム100の第3の利用状態を示す図である。図4に示された利用状態は、夜間あるは雨天によりソーラーパネル102から電力が得られず、かつ、停電により電力系統105からも電力が得られない状態である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a third usage state of the
このような状態で非常用スイッチ119が入れられた場合、管理部117は、蓄電池114に放電させる。蓄電池114からの電力は、パワコン103に供給される。これにより、安定した電力が、蓄電池114からパワコン103に供給される。したがって、チャタリング現象は発生せず、蓄電池114の電力が有効利用される。
When the
例えば、このような状態でも、蓄電池114の電力が、冷蔵庫または照明などの家電に供給される。また、蓄電池114の電力が燃料電池106へ供給されることで、燃料電池106が発電を開始できる可能性がある。そして、燃料電池106が家電などに電力を供給できる可能性がある。
For example, even in such a state, the power of the
図5は、図1に示されたパワコン103の日の出の際の出力を示す図である。ソーラーパネル102の出力は、日射量に対応する。また、パワコン103の出力は、ソーラーパネル102の出力に対して、正の相関関係を有する。すなわち、ソーラーパネル102の出力が大きいほど、パワコン103の出力は大きい。
FIG. 5 is a diagram showing the output of the
しかし、ソーラーパネル102からの電力が小さい場合、チャタリング現象を回避するため、パワコン103に電力が供給されない。したがって、図5のように、非変換電力が発生する。本実施の形態では、この非変換電力が蓄電池114に充電される。よって、チャタリング現象の発生が抑制され、かつ、発電電力が無駄になることも抑制される。
However, when the power from the
図6は、図1に示されたパワコン103の日の入りの際の出力を示す図である。日の入りの際の状況も、日の出の際の状況と同様である。日の入りの際にも、非変換電力が発生する。この非変換電力が蓄電池114に充電されるため、発電電力が無駄になることが抑制される。
FIG. 6 is a diagram showing an output at sunset of the
図7は、図1に示されたソーラーパネル102の出力を示す図である。ソーラーパネル102の出力は、時刻に応じて変化する。時々刻々の出力値が用いられた場合、出力値の瞬間的な上昇、および、出力値の瞬間的な下降によって、チャタリング現象が発生する可能性がある。そこで、管理部117は、所定の時間間隔毎の出力の平均値を出力値として入力切替えスイッチ111の制御に用いてもよい。これにより、チャタリング現象の発生が抑制される。
FIG. 7 is a diagram showing an output of the
例えば、図7のように、管理部117は、それぞれが所定の時間間隔に対応する時間帯T1〜T8のそれぞれで、ソーラーパネル102の出力の平均値を取得する。平均値が閾値以上である場合、管理部117は、ソーラーパネル102からの電力がパワコン103に供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。平均値が閾値未満である場合、管理部117は、ソーラーパネル102からの電力が蓄電池114に供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。
For example, as shown in FIG. 7, the
時刻Taの瞬間的な出力値は閾値以上である。しかし、時刻Taを含む時間帯T2における出力の平均値は閾値未満である。この場合、管理部117は、ソーラーパネル102からの電力が蓄電池114に供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。
The instantaneous output value at time Ta is greater than or equal to the threshold value. However, the average value of the output in the time zone T2 including the time Ta is less than the threshold value. In this case, the
また、時刻Tbの瞬間的な出力値は閾値未満である。しかし、時刻Tbを含む時間帯T5における出力の平均値は閾値以上である。この場合、管理部117は、ソーラーパネル102からの電力がパワコン103に供給されるように、入力切替えスイッチ111を制御する。
Also, the instantaneous output value at time Tb is less than the threshold value. However, the average value of the output in the time zone T5 including the time Tb is equal to or greater than the threshold value. In this case, the
管理部117は、蓄電池114の残存電力の変化に基づいて、出力の平均値を算出してもよい。例えば、管理部117は、所定の時間間隔毎に残存電力を計測する。ソーラーパネル102からの電力が蓄電池114に供給されている場合、蓄電池114の残存電力は増加する。
The
したがって、管理部117は、所定の時間間隔における残存電力の増分値を当該所定の時間間隔におけるソーラーパネル102からの電力の合計値として取得することができる。また、管理部117は、この増分値に基づいて、所定の時間間隔におけるソーラーパネル102からの電力の平均値を取得することができる。蓄電池114が放電している場合、管理部117は、放電に対応する電力値を残存電力の増分値に加えることで、ソーラーパネル102からの電力に対応する値を取得してもよい。
Therefore, the
また、管理部117は、所定の時間間隔内において、シャント抵抗器118を利用してソーラーパネル102からの電力を複数回計測し、計測結果の平均値を出力値として用いてもよい。これにより、ソーラーパネル102からの電力の瞬間的な上昇または下降に伴うチャタリング現象の発生が抑制される。
Moreover, the
以上の通り、本実施の形態に係る接続箱101は、ソーラーパネル102の出力値が小さい場合、ソーラーパネル102からの電力をパワコン103に供給せずに、ソーラーパネル102からの電力を蓄電池114に充電させる。これにより、チャタリング現象の発生を抑制し、発電電力が無駄になることを抑制する。
As described above, when the output value of the
なお、本実施の形態では、接続箱101が電力制御装置として電力制御を行っているが、他の装置が電力制御装置として同様の電力制御を行ってもよい。例えば、専用の装置が同様の電力制御を行ってもよいし、パワコン103のフロント部分で同様の電力制御が行われてもよい。また、本実施の形態では、太陽光発電システムである発電システム100が示されているが、太陽熱発電システム、風力発電システムまたは地熱発電システム等に、同様の仕組みが適用されてもよい。
In the present embodiment,
(実施の形態2)
本実施の形態に係る発電システムは、実施の形態1に係る発電システム100と同様に、発電電力が無駄になることを抑制する。また、本実施の形態に係る発電システムは、実施の形態1で示された特徴的な構成要素を備える。
(Embodiment 2)
Similarly to the
図8は、本実施の形態に係る発電システムを示すブロック図である。図8に示された発電システム200は、電力制御装置201、発電装置202、蓄電装置203および変換装置204を備え、変換装置204に接続された負荷装置205に交流電力を供給する。
FIG. 8 is a block diagram showing a power generation system according to the present embodiment. A
電力制御装置201は、取得部211、制御部212および切替え部213を備える。電力制御装置201は、実施の形態1に係る接続箱101またはパワコン103に対応する装置でもよいし、接続箱101またはパワコン103に搭載される装置でもよい。発電装置202は、実施の形態1に係るソーラーパネル102に対応する。
The
蓄電装置203は、実施の形態1に係る蓄電池114に対応する。蓄電装置203は、さらに、DC−DCコンバータ112、充電制御部113、放電制御部115およびDC−DCコンバータ116に対応してもよい。変換装置204は、実施の形態1に係るパワコン103に対応する。
取得部211および制御部212は、実施の形態1に係る管理部117に対応する。取得部211は、さらに、実施の形態1に係るシャント抵抗器118に対応してもよい。制御部212は、さらに、実施の形態1に係る充電制御部113および放電制御部115に対応してもよい。切替え部213は、実施の形態1に係る入力切替えスイッチ111に対応する。
The
これらの構成要素は、それぞれ、これらに対応する構成要素と同様の構造を有してもよいし、これらに対応する構成要素と同様の処理を実行してもよい。しかし、これらの構成要素の構造および処理は、それぞれ、これらに対応する構成要素の構造および処理に限定されない。 Each of these components may have the same structure as the component corresponding to them, or the same processing as the component corresponding to these may be executed. However, the structures and processes of these components are not limited to the structures and processes of the corresponding components, respectively.
電力制御装置201は、発電装置202から蓄電装置203または変換装置204への電力の供給を制御する。電力制御装置201は、上記のように実施の形態1に係る接続箱101などに搭載されてもよいし、別個の独立した装置でもよい。
The
発電装置202は、自然エネルギーを利用して発電する。自然エネルギーは、再生可能エネルギーとも呼ばれ、枯渇することなく、自然現象から継続的に得られるエネルギーである。自然エネルギーの例として、太陽光、太陽熱、水力、風力、地熱、波力、温度差およびバイオマスなどがある。特に、不安定な自然エネルギーが利用される場合、効果が高い。
The
蓄電装置203は、発電装置202からの電力を充電する。すなわち、蓄電装置203は、発電装置202からの電力を内部に蓄積する。蓄電装置203は、1つの蓄電池で構成されてもよいし、複数の蓄電池で構成されてもよい。また、蓄電装置203は、1以上の蓄電池を含み、発電装置202からの電力をこの1以上の蓄電池に充電させてもよい。
The
変換装置204は、発電装置202からの電力を直流から交流に変換する。例えば、変換装置204は、発電装置202からの電力を変換することで得られた電力を負荷装置205に供給する。
The
負荷装置205は、発電装置202からの電力を消費する電気器具であり、例えば、家電である。負荷装置205は、変換装置204に接続される。そして、負荷装置205には、発電装置202からの電力が変換装置204を介して供給される。
The
電力制御装置201の取得部211は、発電装置202の出力値を取得する。発電装置202の出力値の例として、発電装置202から出力される電力、電圧または電流等の値がある。取得部211は、発電装置202の出力値を監視または検出するセンサでもよいし、このようなセンサから発電装置202の出力値を取得してもよい。
The
電力制御装置201の制御部212は、取得部211で取得された出力値に基づいて切替え部213を制御する。具体的には、発電装置202の出力値が所定の閾値未満である場合、制御部212は、切替え部213が発電装置202からの電力を蓄電装置203へ供給するように、切替え部213を制御する。そして、発電装置202の出力値が所定の閾値以上である場合、制御部212は、切替え部213が発電装置202からの電力を変換装置204へ供給するように、切替え部213を制御する。
The
電力制御装置201の切替え部213は、変換装置204に発電装置202からの電力を供給するか否かを切替える。また、切替え部213は、蓄電装置203に発電装置202からの電力を供給するか否かを切替える。
The
例えば、これらの構成要素は、主に、回路で構成される。特に、取得部211および制御部212は、1以上の集積回路で構成されてもよい。また、取得部211および制御部212は、汎用プロセッサで構成されてもよい。例えば、このような汎用プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより、取得部211および制御部212として動作する。
For example, these components are mainly composed of circuits. In particular, the
また、これらの構成要素は、直接接続されてなくてもよい。これらの構成要素の間に、DC−DCコンバータまたは家庭用分電盤などが存在してもよい。構成要素の間で、電力が調整されてもよいし、電力が変換されてもよい。 Moreover, these components do not need to be directly connected. Between these components, there may be a DC-DC converter or a household distribution board. The power may be adjusted between components, or the power may be converted.
また、これらの構成要素のうち、変換装置204の起動および停止の繰り返しが、変換装置204の劣化を進行させる。発電システム200におけるその他の構成要素では、消費電力が小さい、あるいは、電力が消費されないため、起動および停止の繰り返しの影響は小さい。
In addition, among these constituent elements, the repetition of starting and stopping of the
図9は、図8に示された発電システム200の動作を示すフローチャートである。まず、発電装置202は、自然エネルギーを利用して発電する(S101)。次に、取得部211は、発電装置202の出力値を取得する(S102)。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the
制御部212は、出力値に基づいて切替え部213を制御することにより、発電装置202からの電力を蓄電装置203または変換装置204へ供給する(S103、S104、S105)。具体的には、出力値が閾値未満である場合(S103でYes)、制御部212は、発電装置202からの電力を蓄電装置203へ供給する(S104)。出力値が閾値以上である場合(S103でNo)、制御部212は、発電装置202からの電力を変換装置204へ供給する(S105)。
The
その後、電力制御装置201は、これらの処理(S102〜S105)を繰り返す。さらに、電力制御装置201は、蓄電装置203に充電されている電力の状況、または、負荷装置205の需要電力の状況などに応じて、追加的な任意の処理を実行してもよい。
Thereafter, the
以上の通り、本実施の形態に係る電力制御装置201は、発電装置202の出力値が小さい場合、発電装置202からの電力を変換装置204ではなく蓄電装置203へ供給する。これにより、チャタリング現象の発生を抑制し、発電電力が無駄になることを抑制する。
As described above,
なお、蓄電装置203の残存電力が所定の電力以上である場合、制御部212は、蓄電装置203に放電させ、蓄電装置203からの電力を変換装置204へ供給してもよい。ここで、蓄電装置203からの電力は、放電によって蓄電装置203から取り出された電力である。
Note that when the remaining power of the
また、電力制御装置201は、切替え部213および蓄電装置203の両方を制御する制御部212に代えて、あるいは、制御部212に加えて、切替え部213を制御する切替え制御部と、蓄電装置203を制御する蓄電制御部とを別々に備えてもよい。
In addition, the
また、発電装置202の出力値が所定の閾値未満である場合、かつ、蓄電装置203の残存電力が所定の電力以上である場合、制御部212は、発電装置202からの電力を蓄電装置203に充電させつつ、蓄電装置203に放電させ、蓄電装置203からの電力を変換装置204へ供給してもよい。
In addition, when the output value of
また、発電装置202の出力値が所定の閾値以上である場合、かつ、発電装置202からの電力が負荷装置205の需要電力未満である場合、制御部212は、蓄電装置203に放電させ、蓄電装置203からの電力を変換装置204へ供給してもよい。
Further, when the output value of the
また、取得部211は、発電装置202からの電力の値を出力値として取得してもよい。また、取得部211は、蓄電装置203の残存電力の変化に基づいて、発電装置202からの電力の値を発電装置202の出力値として取得してもよい。また、取得部211は、所定の時間間隔毎の蓄電装置203の残存電力の変化に基づいて、所定の時間間隔毎の発電装置202からの電力の平均値を発電装置202の出力値として取得してもよい。
Moreover, the
また、取得部211は、蓄電装置203に蓄電されている電力の単位時間当たりの増加分を、発電装置202の出力値として取得してもよい。
In addition, the
また、取得部211は、発電装置202からの電力の電圧の値を発電装置202の出力値として取得してもよい。また、取得部211は、所定の時間間隔毎の発電装置202の出力の平均値を発電装置202の出力値として取得してもよい。
The
制御部212は、単位時間当たりに発電装置202の出力値が所定の閾値を超えた回数が一定回数を超えた場合に、発電装置202からの電力が変換装置204へ供給されるように切替え部213を制御してもよい。制御部212は、発電装置202の出力値が所定の閾値を超えている時間が一定時間以上経過した場合に発電装置202からの電力が変換装置204へ供給されるように切替え部213を制御してもよい。
The
また、発電装置202は、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置(太陽光電池パネル)でもよい。発電装置202は、太陽熱を利用して発電する太陽熱発電装置(太陽熱電池パネル)でもよい。発電装置202は、風力を利用して発電する風力発電装置(風力発電機)でもよい。発電装置202は、地熱を利用して発電する地熱発電装置(地熱発電機)でもよい。
The
例えば、発電装置202が太陽光発電装置である場合、変換装置204は、太陽光発電装置からの電力を直流から交流に変換する。そして、蓄電装置203は、太陽光発電装置からの電力を充電する。
For example, when the
また、この場合、取得部211は、太陽光発電装置の出力値を取得する。また、切替え部213は、変換装置204に太陽光発電装置からの電力を供給するか否かを切替え、蓄電装置203に太陽光発電装置からの電力を供給するか否かを切替える。また、制御部212は、出力値が所定の閾値以上である場合に太陽光発電装置からの電力を変換装置204へ供給し、出力値が所定の閾値未満である場合に太陽光発電装置からの電力を蓄電装置203へ供給する。
In this case, the
また、制御部212は、発電装置202の出力値が所定の閾値以上である場合、かつ、発電装置202からの電力が負荷装置205の需要電力よりも大きい場合、発電装置202からの電力のうち需要電力に相当する電力を変換装置204へ供給し、発電装置202からの電力のうち需要電力に相当する電力を除く電力を蓄電装置203へ供給してもよい。
In addition, when the output value of the
また、切替え部213は、発電装置202と変換装置204との間の接続状態を導通または非導通に切替えることにより、発電装置202からの電力を変換装置204へ供給するか否かを切替えてもよい。また、切替え部213は、発電装置202と蓄電装置203との間の接続状態を導通または非導通に切替えることにより、発電装置202からの電力を蓄電装置203へ供給するか否かを切替えてもよい。
In addition, the
また、切替え部213は、蓄電装置203からの電力を変換装置204へ供給するか否かを切替えてもよい。例えば、切替え部213は、蓄電装置203と変換装置204との間の接続状態を導通または非導通に切替えることにより、蓄電装置203からの電力を変換装置204へ供給するか否かを切替えてもよい。あるいは、別の切替え部が、蓄電装置203からの電力を変換装置204へ供給するか否かを切替えてもよいし、蓄電装置203と変換装置204との間の接続状態を導通または非導通に切替えてもよい。
Further, the
また、制御部212は、蓄電装置203の充電および放電を制御してもよい。例えば、制御部212は、発電装置202と蓄電装置203との導通および非導通を制御することにより、蓄電装置203の充電を制御してもよい。同様に、制御部212は、蓄電装置203と変換装置204との導通および非導通を制御することにより、蓄電装置203の放電を制御してもよい。
また、例えば、制御部212は、充電指令を蓄電装置203に送信することにより、蓄電装置203の充電を制御してもよい。そして、制御部212は、放電指令を蓄電装置203に送信することにより、蓄電装置203の放電を制御してもよい。電力制御装置201は、蓄電装置203の充電および放電を制御する別の制御部を備えてもよい。
For example, the
また、取得部211は、蓄電装置203の残存電力の値を取得してもよい。そして、制御部212が、取得部211で取得された値と、所定の残存電力の値との比較に基づいて、蓄電装置203の充電および放電を制御してもよい。電力制御装置201は、蓄電装置203の残存電力の値を取得する別の取得部を備えてもよい。
In addition, the
また、出力値が所定の閾値未満である場合、制御部212は、蓄電装置203に放電させ、変換装置204へ蓄電装置203からの電力を供給してもよい。これにより、発電装置202からの電力が不安定である場合でも、切替え部213を制御することなく、電力制御装置201は、不安定な電力が無駄になることを抑制し、かつ、チャタリング現象の発生を抑制できる。したがって、このような処理が行われる場合、電力制御装置201は、切替え部213を備えていなくてもよい。
When the output value is less than the predetermined threshold, the
(実施の形態3)
本実施の形態に係る発電システムは、実施の形態2に係る発電システム200と同様に、発電電力が無駄になることを抑制する。本実施の形態に係る発電システムは、実施の形態2で示された発電システム200の一具体例である。
(Embodiment 3)
Similarly to the
図10は、本実施の形態に係る発電システムを示すブロック図である。図10に示された発電システム300は、電力制御装置301、発電装置302、蓄電装置303および変換装置304を備え、変換装置304に接続された負荷装置305に交流電力を供給する。また、電力制御装置301は、取得部311、制御部312および切替え部313を備える。
FIG. 10 is a block diagram showing a power generation system according to the present embodiment. A
本実施の形態に係る電力制御装置301、発電装置302、蓄電装置303、変換装置304、負荷装置305、取得部311、制御部312および切替え部313は、それぞれ、実施の形態2に係る電力制御装置201、発電装置202、蓄電装置203、変換装置204、負荷装置205、取得部211、制御部212および切替え部213に対応する。
The
基本的に、本実施の形態に係るこれらの構成要素は、それぞれ、これらに対応する構成要素と同様の構造を有し、同様の処理を実行する。ただし、本実施の形態に係る制御部312は、所定の条件が満たされた場合、蓄電装置303に放電させ、蓄電装置303からの電力を変換装置304へ供給する。
Basically, these constituent elements according to the present embodiment have the same structure as the corresponding constituent elements, and execute the same processing. However,
図11は、図10に示された発電システム300の動作を示すフローチャートである。まず、切替え部313は、発電装置302と変換装置304とを接続する(S201)。すなわち、切替え部313は、発電装置302からの電力を変換装置304へ供給するか否かを、電力を供給する方に切替える。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the
次に、発電装置302は、自然エネルギーを利用して発電する(S202)。次に、取得部311は、発電装置302の発電電圧を取得する(S203)。
Next, the
発電装置302の発電電圧が0である場合(S204でNo)、再度、最初から処理を行う。また、発電装置302の発電電圧が所定の電圧以上である場合(S205でNo)、発電システム300は、再度、最初から処理を行う。この場合、発電装置302からの電力は、変換装置304に供給される。
When the power generation voltage of the
発電装置302の発電電圧が0よりも大きい場合(S204でYes)、かつ、発電装置302の発電電圧が所定の電圧未満である場合(S205でYes)、切替え部313は、発電装置302と蓄電装置303とを接続する(S206)。この場合、切替え部313は、発電装置302からの電力を蓄電装置303へ供給するか否かを、電力を供給する方に切替える。そして、切替え部313は、発電装置302からの電力を変換装置304へ供給するか否かを、電力を供給しない方に切替える。
When the power generation voltage of the
そして、蓄電装置303の残存電力が所定の電力よりも小さい場合(S207でYes)、蓄電装置303は発電装置302からの電力を充電する(S208)。その後においても、蓄電装置303の残存電力が所定の電力よりも小さい場合(S209でYes)、蓄電装置303は、充電を継続する。
If the remaining power of the
蓄電装置303の残存電力が所定の電力以上である場合(S207でNo、または、S209でNo)、蓄電装置303は放電する(S210)。蓄電装置303からの電力は、変換装置304に供給される。蓄電装置303からの電力は安定しているため、チャタリング現象は生じない。また、この時、蓄電装置303は、充電を継続する。
When the remaining power of
その後、蓄電装置303の残存電力が所定の電力以上である場合(S211でNo)、蓄電装置303は、充電および放電を継続する。蓄電装置303の残存電力が所定の電力未満である場合(S211でYes)、蓄電装置303は、放電を停止する(S212)。この時も、蓄電装置303は、充電を継続する。
Thereafter, when the remaining power of
そして、発電装置302の発電電圧が所定の電圧よりも小さい場合(S213でYes)、蓄電装置303は、さらに、充電を継続する。発電装置302の発電電圧が所定の電圧以上である場合(S213でNo)、再度、最初から処理を行う。この場合、発電装置302からの電力は、変換装置304に供給される。
When the power generation voltage of
以上の通り、充電および放電が適切なタイミングで実行される。したがって、発電装置302からの電力が無駄になることが抑制される。また、変換装置304には、安定した電力が供給されるため、チャタリング現象の発生が抑制される。
As described above, charging and discharging are performed at appropriate timing. Therefore, waste of power from the
(実施の形態4)
本実施の形態に係る発電システムは、実施の形態1に係る発電システム200または実施の形態2に係る発電システム300と同様に、発電電力が無駄になることを抑制する。本実施の形態では、実施の形態1に係る電力制御装置201または実施の形態2に係る電力制御装置301と同様の構成要素が接続箱に搭載される。
(Embodiment 4)
Like the
図12は、本実施の形態に係る発電システムを示すブロック図である。図12に示された発電システム400は、接続箱401、発電装置402および変換装置404を備え、変換装置404に接続された負荷装置405に交流電力を供給する。また、接続箱401は、取得部411、制御部412、切替え部413および蓄電装置403を備える。
FIG. 12 is a block diagram showing a power generation system according to the present embodiment. A
本実施の形態に係る発電装置402、蓄電装置403、変換装置404、負荷装置405、取得部411、制御部412および切替え部413は、それぞれ、実施の形態2に係る発電装置202、蓄電装置203、変換装置204、負荷装置205、取得部211、制御部212および切替え部213に対応する。
The
また、本実施の形態に係る発電装置402、蓄電装置403、変換装置404、負荷装置405、取得部411、制御部412および切替え部413は、それぞれ、実施の形態3に係る発電装置302、蓄電装置303、変換装置304、負荷装置305、取得部311、制御部312および切替え部313に対応してもよい。
In addition, the
すなわち、本実施の形態では、実施の形態2に係る電力制御装置201、または、実施の形態3に係る電力制御装置301が、接続箱401として実装されている。また、接続箱401は、実施の形態1に係る接続箱101に対応し、蓄電装置403を備える。
That is, in the present embodiment, the
接続箱401は、発電装置402または変換装置404に比べて、簡易な構成である。したがって、比較的容易に、設置または置き換えが可能である。また、接続箱401において、発電装置402と変換装置404との間の複数の配線がまとめられている。したがって、接続箱401によって、一括して、変換装置404への電力の供給を制御することが可能である。
The
(実施の形態5)
本実施の形態に係る発電システムは、実施の形態1に係る発電システム200または実施の形態2に係る発電システム300と同様に、発電電力が無駄になることを抑制する。本実施の形態では、実施の形態1に係る電力制御装置201または実施の形態2に係る電力制御装置301と同様の構成要素が電力調整器に搭載される。
(Embodiment 5)
Like the
図13は、本実施の形態に係る発電システムを示すブロック図である。図13に示された発電システム500は、電力調整器501、発電装置502および蓄電装置503を備え、電力調整器501に接続された負荷装置505に交流電力を供給する。また、電力調整器501は、取得部511、制御部512、切替え部513および変換装置504を備える。
FIG. 13 is a block diagram showing a power generation system according to the present embodiment. A
本実施の形態に係る発電装置502、蓄電装置503、変換装置504、負荷装置505、取得部511、制御部512および切替え部513は、それぞれ、実施の形態2に係る発電装置202、蓄電装置203、変換装置204、負荷装置205、取得部211、制御部212および切替え部213に対応する。
The
また、本実施の形態に係る発電装置502、蓄電装置503、変換装置504、負荷装置505、取得部511、制御部512および切替え部513は、それぞれ、実施の形態3に係る発電装置302、蓄電装置303、変換装置304、負荷装置305、取得部311、制御部312および切替え部313に対応してもよい。
In addition, the
すなわち、本実施の形態では、実施の形態2に係る電力制御装置201、または、実施の形態3に係る電力制御装置301が、電力調整器501として実装されている。また、電力調整器501は、実施の形態1に係るパワコン103に対応し、変換装置504を備える。
That is, in the present embodiment, the
発電装置502から安定した電力が得られない場合、電力調整器501のうち、取得部511、制御部512および切替え部513が動作し、変換装置504は動作しない。この場合、電力調整器501は、蓄電装置503に電力を供給する。そして、発電装置502から安定した電力が得られる場合、電力調整器501は、変換装置504に電力を供給する。
When stable power cannot be obtained from the
これにより、電力調整器501は、内部の変換装置504の起動を制御する。したがって、新たな制御装置を導入することなく、チャタリング現象の発生が抑制され、かつ、電力が無駄になることが抑制される。また、蓄電装置503は、不安定な電力の充電とは無関係に、余剰電力の充電のため、予め準備されている場合がある。したがって、追加コストが削減される。
Thereby, the
上記複数の実施の形態において示された通り、各実施の形態に係る発電システムは、蓄電装置と変換装置とを適切に利用する。したがって、チャタリング現象の発生が抑制され、かつ、電力が無駄になることが抑制される。 As shown in the plurality of embodiments, the power generation system according to each embodiment appropriately uses the power storage device and the conversion device. Therefore, the occurrence of the chattering phenomenon is suppressed, and power is prevented from being wasted.
なお、上記各実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。 In each of the above embodiments, a process executed by a specific processing unit may be executed by another processing unit. In addition, the order in which the processes are executed may be changed, or a plurality of processes may be executed in parallel.
また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の電力制御装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。 In each of the above embodiments, each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. Here, the software that realizes the power control apparatus according to each of the above embodiments is the following program.
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、交流電力を供給する発電システムにおいて用いられる電力制御方法であって、自然エネルギーを利用して発電する発電装置の出力値を取得し、前記出力値が所定の閾値以上である場合、前記発電装置からの電力を直流から交流に変換する変換装置へ前記発電装置からの電力を供給し、前記出力値が前記所定の閾値未満である場合、前記発電装置からの電力を充電する蓄電装置へ前記発電装置からの電力を供給する電力制御方法を実行させる。 That is, this program is a power control method used in a power generation system that supplies AC power to a computer, acquires an output value of a power generation device that generates power using natural energy, and the output value is a predetermined threshold value. When it is above, when the electric power from the said electric power generating apparatus is supplied to the converter which converts the electric power from the said electric power generating apparatus into an alternating current, and the said output value is less than the said predetermined threshold value, the electric power from the said electric power generating apparatus A power control method for supplying power from the power generator to the power storage device that charges the battery is executed.
以上、一つまたは複数の態様に係る電力制御装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 As mentioned above, although the power control apparatus which concerns on one or several aspects was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, and forms constructed by combining components in different embodiments are also within the scope of one or more aspects. May be included.
本発明は、自然エネルギーを利用して発電する発電システムに利用可能であり、例えば、太陽光発電システム、太陽熱発電システム、風力発電システムおよび地熱発電システムなどに利用可能である。 The present invention can be used in a power generation system that generates power using natural energy, and can be used in, for example, a solar power generation system, a solar thermal power generation system, a wind power generation system, and a geothermal power generation system.
100、200、300、400、500 発電システム
101、401 接続箱
102 ソーラーパネル
103 パワコン(パワーコンディショナー)
104 家庭用分電盤
105 電力系統
106 燃料電池
111 入力切替えスイッチ
112、116 DC−DCコンバータ
113 充電制御部
114 蓄電池
115 放電制御部
117 管理部
118 シャント抵抗器
119 非常用スイッチ
201、301 電力制御装置
202、302、402、502 発電装置
203、303、403、503 蓄電装置
204、304、404、504 変換装置
205、305、405、505 負荷装置
211、311、411、511 取得部
212、312、412、512 制御部
213、313、413、513 切替え部
501 電力調整器
100, 200, 300, 400, 500
104
Claims (14)
前記発電装置から供給される直流電力の供給先を、当該直流電力を交流電力に変換する変換装置、および、前記発電装置から供給された前記直流電力を充電する蓄電装置のいずれか一方に切替える切替え部と、
前記第1の取得部で取得された前記出力値が所定の閾値以上である場合は前記発電装置からの電力が前記変換装置へ供給されるように前記切替え部を制御し、前記出力値が前記所定の閾値未満である場合は前記発電装置からの電力が前記蓄電装置へ供給されるように前記切替え部を制御する制御部とを備える
電力制御装置。 A first acquisition unit that acquires an output value of a power generation device that generates power using natural energy;
Switching to switch the supply destination of the DC power supplied from the power generation device to one of a conversion device that converts the DC power into AC power and a power storage device that charges the DC power supplied from the power generation device And
When the output value acquired by the first acquisition unit is greater than or equal to a predetermined threshold, the switching unit is controlled so that power from the power generation device is supplied to the conversion device, and the output value is And a control unit that controls the switching unit so that power from the power generation device is supplied to the power storage device when the power is less than a predetermined threshold.
請求項1に記載の電力制御装置。 The control unit is configured to supply the power from the power generation device to the conversion device when the number of times the output value of the power generation device exceeds the predetermined threshold per unit time exceeds a certain number of times. Control the switching unit,
The power control apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の電力制御装置。 The control unit controls the switching unit so that electric power from the power generation device is supplied to the conversion device when a time during which an output value of the power generation device exceeds the predetermined threshold exceeds a predetermined time. The power control device according to claim 1.
請求項1に記載の電力制御装置。 The power control device according to claim 1, wherein the control unit supplies power from the power storage device to the conversion device by discharging the power storage device.
前記制御部は、前記出力値が前記所定の閾値未満である場合、かつ、前記蓄電装置の残存電力が所定の電力以上である場合、前記発電装置からの電力を前記蓄電装置へ供給し、前記蓄電装置に前記発電装置からの電力を充電させつつ、前記蓄電装置に放電させ、前記蓄電装置からの電力を前記変換装置へ供給する
請求項4に記載の電力制御装置。 A second acquisition unit that acquires information on the remaining power of the power storage device;
When the output value is less than the predetermined threshold, and when the remaining power of the power storage device is greater than or equal to a predetermined power, the control unit supplies power from the power generation device to the power storage device, The power control device according to claim 4, wherein the power storage device is charged with power from the power generation device and is discharged to the power storage device, and the power from the power storage device is supplied to the conversion device.
前記制御部は、前記出力値が前記所定の閾値以上である場合、かつ、前記発電装置からの電力が前記発電装置からの電力を消費する負荷装置の需要電力未満である場合、前記蓄電装置に放電させ、前記蓄電装置からの電力を前記変換装置へ供給する
請求項4に記載の電力制御装置。 A second acquisition unit that acquires information on the remaining power of the power storage device;
When the output value is equal to or greater than the predetermined threshold, and when the power from the power generation device is less than the demand power of a load device that consumes power from the power generation device, the control unit The power control device according to claim 4, wherein the power control device is discharged and the power from the power storage device is supplied to the conversion device.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力制御装置。 The power control device according to claim 1, wherein the first acquisition unit acquires a value of generated power from the power generation device as the output value.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力制御装置。 The power according to any one of claims 1 to 6, wherein the first acquisition unit acquires an increase per unit time of power stored in the power storage device as the output value of the power generation device. Control device.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力制御装置。 When the output value is greater than or equal to the predetermined threshold, and when the power from the power generation device is greater than the demand power of a load device that consumes power from the power generation device, the control unit, from the power generation device The power corresponding to the demand power is supplied to the conversion device among the power of the power, and the power excluding the power corresponding to the demand power is supplied to the power storage device from the power from the power generation device. The power control apparatus according to any one of claims.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の電力制御装置。 The power generation device is a solar power generation device that generates power using sunlight.
The power control apparatus according to any one of claims 1 to 9.
前記蓄電装置とを備える
接続箱。 The power control apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A junction box comprising the power storage device.
前記変換装置とを備える
電力調整器。 The power control apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A power regulator comprising the conversion device.
前記発電装置と、
前記変換装置と、
前記蓄電装置とを備える
発電システム。 The power control apparatus according to any one of claims 1 to 10,
The power generation device;
The conversion device;
A power generation system comprising the power storage device.
自然エネルギーを利用して発電する発電装置の出力値を取得し、
前記出力値が所定の閾値以上である場合、前記発電装置からの電力を直流から交流に変換する変換装置へ前記発電装置からの電力を供給し、
前記出力値が前記所定の閾値未満である場合、前記発電装置からの電力を充電する蓄電装置へ前記発電装置からの電力を供給する
電力制御方法。 A power control method used in a power generation system for supplying AC power,
Obtain the output value of the power generator that uses natural energy to generate electricity,
When the output value is equal to or greater than a predetermined threshold, supply power from the power generation device to a conversion device that converts power from the power generation device from direct current to alternating current,
A power control method for supplying power from the power generation device to a power storage device that charges power from the power generation device when the output value is less than the predetermined threshold.
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