JP2014128100A

JP2014128100A - Solar cell system

Info

Publication number: JP2014128100A
Application number: JP2012282575A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Otsuka; 啓右大塚
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To omit a DC/DC converter for charging/discharging for an EDLC (Electric Double Layer Capacitor) to reduce circuit elements.SOLUTION: A solar cell system (10) for supplying electric power to an electric power converter (210) which converts AC power supplied from a commercial system (30) to a DC power and re-converts the DC power to the AC power to supply it to a load (M) has: a solar cell unit (12) which receives sunlight to generate DC power; an electric double layer capacitor (16) connected to the solar cell unit (12) so as to be directly charged by DC power supplied from the solar cell unit (12); and a boosting unit (14) which boosts the voltage of DC power supplied from the solar cell unit (12) and the electric double layer capacitor (16) to supply the DC power to a DC link (212) in the electric power converter (210).

Description

本発明は、商用電力で駆動される機器を電力アシストする太陽電池システムに関する。 The present invention relates to a solar cell system that assists power of a device driven by commercial power.

省エネニーズの高まりにより家庭やオフィスなどでインバータ式空気調和機が普及している。インバータ式空気調和機は、商用系統から供給される交流電力（商用電力）を電力変換装置で交流電力に再変換し、当該再変換した交流電力で圧縮機のモータなどの負荷を駆動するため、低消費電力で効率よく負荷を駆動することができる。 Due to increasing energy saving needs, inverter air conditioners are becoming popular in homes and offices. The inverter type air conditioner reconverts AC power (commercial power) supplied from a commercial system into AC power using a power converter, and drives a load such as a compressor motor with the reconverted AC power. The load can be driven efficiently with low power consumption.

典型的な電力変換装置は、商用系統から供給される交流電力を整流する整流器と、整流器から出力される直流電力を昇圧するコンバータと、当該昇圧された直流電力を交流電力に再変換するインバータとを備えている。したがって、電力変換装置は、構造的に、整流器に交流電力を給電（ＡＣ給電）することができる他、コンバータとインバータとの接続点である直流リンクに直流電力を直接的に給電（ＤＣ給電）することができるようになっている。 A typical power converter includes a rectifier that rectifies AC power supplied from a commercial system, a converter that boosts DC power output from the rectifier, and an inverter that reconverts the boosted DC power into AC power. It has. Therefore, the power converter can structurally supply AC power to the rectifier (AC power supply), and also directly supply DC power to the DC link that is a connection point between the converter and the inverter (DC power supply). Can be done.

一方、電力料金の値上げや商用電力の供給不足への懸念などから、太陽光を利用した発電装置が家庭やオフィスに導入されつつある。ＰＶ（Photovoltaics:太陽光発電）は出力電圧変動が小さいという特徴を持つため、ＰＶユニットとインバータ式空気調和機とを組み合わせることで、ＰＶユニットの発電電力を昇圧ユニットを介して電力変換装置の直流リンクにＤＣ給電して電力変換装置を電力アシストすることができる。 On the other hand, power generation devices that use solar light are being introduced into homes and offices due to concerns about price increases and shortage of commercial power supply. PV (Photovoltaics) is characterized by small fluctuations in output voltage. Therefore, by combining a PV unit and an inverter-type air conditioner, the power generated by the PV unit is converted into direct current from the power converter via the boost unit. The power conversion device can be assisted by supplying DC power to the link.

しかし、ＰＶには日射量によって発電電力が大きく変わるというデメリットがある。したがって、ＰＶには日射量の変化に対して常に最大電力を取り出すためのＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御が必要であり、ＰＶ出力は必ずＭＰＰＴ制御のできるＤＣ／ＤＣコンバータを経由して負荷側に供給される。 However, PV has a demerit that the generated power varies greatly depending on the amount of solar radiation. Therefore, the PV needs MPPT (Maximum Power Point Tracking) control for always taking out the maximum electric power with respect to the change in the amount of solar radiation, and the PV output is always loaded via the DC / DC converter capable of MPPT control. To be supplied.

また、ＰＶの発電電力の変動を補償するためにＥＤＬＣ（Electric Double Layer Capacitor：電気二重層キャパシタ）などの蓄電デバイスが併用されることがある。従来、ＰＶとＥＤＬＣの直並列の組み換えを可能とする切替機構を設けてＰＶとＥＤＬＣの最適制御を行い、安価で高エネルギー利用効率を実現している（例えば、特許文献１参照）。また、ＰＶ出力と負荷の状態によってＥＤＬＣの充放電のセル接続（直並列接続）を可変とし、高い充放電効率を実現している（例えば、特許文献２参照）。 In addition, an electric storage device such as an EDLC (Electric Double Layer Capacitor) may be used in combination to compensate for fluctuations in PV generated power. Conventionally, a switching mechanism that enables series-parallel recombination of PV and EDLC is provided to perform optimal control of PV and EDLC, and realize high energy utilization efficiency at low cost (for example, see Patent Document 1). In addition, EDLC charge / discharge cell connection (series-parallel connection) is made variable according to the PV output and the load state, thereby realizing high charge / discharge efficiency (see, for example, Patent Document 2).

特開２００２−２７２０１５号公報JP 2002-272015 A 特開２０１１−２３９６０３号公報JP 2011-239603 A

ＥＤＬＣは基本的にはコンデンサであるため、ＥＤＬＣの蓄電量をＱ、蓄電容量をＣ、端子電圧をＶとして、Ｑ＝ＣＶが成り立つ。すなわち、ＥＤＬＣの端子電圧はＶ＝Ｑ／Ｃで表され、充放電量（蓄電量Ｑ）に応じて線形変化する。したがって、ＥＤＬＣは基本的に定電流で充電する必要があり、充電用のＤＣ／ＤＣコンバータが必要である。また、負荷に対してＥＤＬＣの蓄電電力を定電圧または定電力で放電させる場合、負荷に供給される電圧を一定にするための放電用のＤＣ／ＤＣコンバータが必要である。すなわち、ＥＤＬＣの充放電はほとんどの場合、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータを介して行われる。したがって、ＰＶの発電電力の変動を補償するためにＥＤＬＣを併用する場合、ＰＶをＭＰＰＴ制御するためのＤＣ／ＤＣコンバータと、ＥＤＬＣの充放電用の双方向のＤＣ／ＤＣコンバータとが必要である。 Since the EDLC is basically a capacitor, Q = CV is established, where Q is the storage amount of the EDLC, C is the storage capacity, and V is the terminal voltage. That is, the terminal voltage of EDLC is represented by V = Q / C, and linearly changes according to the charge / discharge amount (charge amount Q). Therefore, the EDLC basically needs to be charged with a constant current, and a DC / DC converter for charging is necessary. In addition, when discharging the EDLC stored power to the load at a constant voltage or a constant power, a discharge DC / DC converter is required to keep the voltage supplied to the load constant. That is, in most cases, charging / discharging of EDLC is performed via a bidirectional DC / DC converter. Therefore, when EDLC is used together to compensate for fluctuations in the generated power of PV, a DC / DC converter for MPPT control of PV and a bidirectional DC / DC converter for charging / discharging EDLC are required. .

さらに、ＥＤＬＣの利用率を上げるにはＥＤＬＣの電圧範囲を広く取らないといけないため、充放電用のＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧比が大きくなる。高昇圧時はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が大きくなるため、必要なパワーデバイスの容量を大きくせざるを得ず、ＤＣ／ＤＣコンバータのコストが上がってしまう。 Furthermore, in order to increase the utilization rate of EDLC, the voltage range of EDLC must be widened, so the step-up ratio of the DC / DC converter for charging / discharging becomes large. Since the output current of the DC / DC converter becomes large at the time of high boosting, the capacity of the necessary power device has to be increased, and the cost of the DC / DC converter increases.

上記問題に鑑み、本発明は、ＰＶにＥＤＬＣを併用する太陽電池システムにおいてＥＤＬＣの充放電用のＤＣ／ＤＣコンバータを省略して回路要素を削減することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to reduce circuit elements by omitting a DC / DC converter for charging / discharging EDLC in a solar cell system using EDLC in combination with PV.

第１の発明は、商用系統（30）から供給される交流電力を直流電力に変換してさらに交流電力に再変換して負荷（M）に供給する電力変換装置（210）に電力を供給する太陽電池システム（10）であって、太陽光を受けて直流電力を発電する太陽電池ユニット（12）と、前記太陽電池ユニット（12）から供給される直流電力によって直接充電されるように前記太陽電池ユニット（12）に接続された電気二重層キャパシタ（16）と、前記太陽電池ユニット（12）および前記電気二重層キャパシタ（16）から供給される直流電力を昇圧して前記電力変換装置（210）における直流リンク（212）に供給する昇圧ユニット（14）とを備えていることを特徴とする太陽電池システムである。 1st invention converts the alternating current power supplied from a commercial system (30) into direct-current power, reconverts it into alternating current power, and supplies electric power to the power converter device (210) supplied to a load (M) A solar cell system (10) comprising a solar cell unit (12) for generating direct-current power in response to sunlight, and the solar battery being directly charged by direct-current power supplied from the solar cell unit (12) The electric double layer capacitor (16) connected to the battery unit (12) and the DC power supplied from the solar cell unit (12) and the electric double layer capacitor (16) are boosted to increase the power converter (210 And a booster unit (14) for supplying to the DC link (212) in the solar cell system.

上記第１の発明では、太陽電池ユニット（12）から供給される直流電力で電気二重層キャパシタ（16）が直接充電され、また、電気二重層キャパシタ（16）の放電電力がＰＶ用の昇圧ユニット（14）によって昇圧される。 In the first aspect of the invention, the electric double layer capacitor (16) is directly charged with the DC power supplied from the solar cell unit (12), and the discharge power of the electric double layer capacitor (16) is a booster unit for PV. Boosted by (14).

第２の発明は、上記第１の発明において、前記太陽電池ユニット（12）の定格電圧が前記電気二重層キャパシタ（16）の定格電圧以下であることを特徴とする太陽電池システムである。 A second invention is the solar cell system according to the first invention, wherein a rated voltage of the solar cell unit (12) is equal to or lower than a rated voltage of the electric double layer capacitor (16).

上記第２の発明では、太陽電池ユニット（12）を電気二重層キャパシタ（16）に直結して電気二重層キャパシタ（16）を充電する際、電気二重層キャパシタ（16）に過電圧が印加されることがない。 In the second aspect of the invention, when the solar cell unit (12) is directly connected to the electric double layer capacitor (16) to charge the electric double layer capacitor (16), an overvoltage is applied to the electric double layer capacitor (16). There is nothing.

第３の発明は、上記第１および第２のいずれか一つの発明において、前記電気二重層キャパシタ（16）と前記太陽電池ユニット（12）との接続の有無を切り替えるスイッチユニット（18）と、前記スイッチユニット（18）に並列接続され、前記電気二重層キャパシタ（16）から前記昇圧ユニット（14）への方向に電流を流す整流素子（19）とを備えていることを特徴とする太陽電池システムである。 According to a third invention, in any one of the first and second inventions, the switch unit (18) for switching the connection between the electric double layer capacitor (16) and the solar cell unit (12); And a rectifying element (19) connected in parallel to the switch unit (18) and configured to flow current in a direction from the electric double layer capacitor (16) to the boost unit (14). System.

上記第３の発明では、スイッチユニット（18）が導通することにより電気二重層キャパシタ（16）が太陽電池ユニット（12）に接続されて電気二重層キャパシタ（16）が太陽電池ユニット（12）の出力で直接充電される。また、スイッチユニット（18）に並列接続された整流素子（19）によって、スイッチユニット（18）の導通／非導通状態にかかわらず、電気二重層キャパシタ（16）の放電電力が昇圧ユニット（14）に供給される。 In the third aspect of the invention, the switch unit (18) is electrically connected to connect the electric double layer capacitor (16) to the solar cell unit (12) so that the electric double layer capacitor (16) is connected to the solar cell unit (12). It is charged directly at the output. Further, the rectifying element (19) connected in parallel to the switch unit (18) causes the electric power of the electric double layer capacitor (16) to be discharged regardless of whether the switch unit (18) is conductive or not. To be supplied.

第４の発明は、上記第３の発明において、前記昇圧ユニット（14）は、負荷電力が入力電力よりも小さいことを検知して検知信号（CTL）を発するものであり、前記スイッチユニット（18）は、前記検知信号（CTL）を受けたとき、前記電気二重層キャパシタ（16）を前記太陽電池ユニット（12）に接続することを特徴とする太陽電池システムである。 In a fourth aspect based on the third aspect, the step-up unit (14) detects that the load power is smaller than the input power and generates a detection signal (CTL). The switch unit (18 ) Is a solar cell system that connects the electric double layer capacitor (16) to the solar cell unit (12) when receiving the detection signal (CTL).

上記第４の発明では、昇圧ユニット（14）の負荷電力が入力電力よりも小さいとき、すなわち、電力変換装置（210）が駆動する負荷が消費する電力が太陽電池ユニット（12）の発電電力よりも小さいとき、電気二重層キャパシタ（16）が太陽電池ユニット（12）に接続されて電気二重層キャパシタ（16）が太陽電池ユニット（12）の出力で直接充電される。 In the fourth invention, when the load power of the boosting unit (14) is smaller than the input power, that is, the power consumed by the load driven by the power converter (210) is larger than the generated power of the solar cell unit (12). Is smaller, the electric double layer capacitor (16) is connected to the solar cell unit (12), and the electric double layer capacitor (16) is directly charged with the output of the solar cell unit (12).

第５の発明は、上記第１から第４のいずれか一つの発明において、前記スイッチユニット（18）は、前記電気二重層キャパシタ（16）を前記太陽電池ユニット（12）に接続してから所定時間が経過したとき、前記電気二重層キャパシタ（16）を前記太陽電池ユニット（12）から切断することを特徴とする太陽電池システムである。 In a fifth aspect based on any one of the first to fourth aspects, the switch unit (18) is connected to the solar cell unit (12) after the electric double layer capacitor (16) is connected. When the time has elapsed, the electric double layer capacitor (16) is disconnected from the solar cell unit (12).

上記第５の発明では、電気二重層キャパシタ（16）が太陽電池ユニット（12）に接続されて所定時間が経過すると、電気二重層キャパシタ（16）が太陽電池ユニット（12）から切断され、太陽電池ユニット（12）の発電電力および電気二重層キャパシタ（16）の放電電力が電力変換装置（210）に再びＤＣ給電される。 In the fifth invention, when the electric double layer capacitor (16) is connected to the solar cell unit (12) and a predetermined time has elapsed, the electric double layer capacitor (16) is disconnected from the solar cell unit (12), The power generated by the battery unit (12) and the discharge power of the electric double layer capacitor (16) are DC-fed again to the power converter (210).

第１の発明によれば、電気二重層キャパシタ（16）の充放電用のＤＣ／ＤＣコンバータが不要となり、太陽電池システム（10）の回路要素を削減することができる。 According to 1st invention, the DC / DC converter for charging / discharging of an electric double layer capacitor (16) becomes unnecessary, and the circuit element of a solar cell system (10) can be reduced.

第２の発明によれば、電気二重層キャパシタ（16）が過電圧印加によって破壊されることを回避することができる。 According to the second invention, it is possible to avoid the electric double layer capacitor (16) from being destroyed by application of an overvoltage.

第３の発明によれば、電気二重層キャパシタ（16）を太陽電池ユニット（12）の出力で必要に応じて充電することができる。 According to the third aspect of the invention, the electric double layer capacitor (16) can be charged as necessary with the output of the solar cell unit (12).

第４の発明によれば、太陽電池システム（10）が電力アシストしているときに負荷が軽くなり、太陽電池ユニット（12）の発電電力を消費しきれなくなったとき、電気二重層キャパシタ（16）が太陽電池ユニット（12）の発電電力で充電されるため、ＰＶ発電電力を無駄にせずに有効に利用することができる。 According to the fourth invention, when the solar cell system (10) is assisting power, the load becomes light, and when the generated power of the solar cell unit (12) cannot be consumed, the electric double layer capacitor (16 ) Is charged with the generated power of the solar cell unit (12), the PV generated power can be used effectively without wasting it.

第５の発明によれば、定期的に電気二重層キャパシタ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断することで、電力アシスト可能な機会を逃さずにＰＶ発電電力を電力アシスト使用することができるとともに、電力アシスト不要な場合にはＰＶ発電電力で電気二重層キャパシタ（16）を充電することができるため、ＰＶ発電電力を有効に利用することができる。 According to the fifth invention, by periodically disconnecting the electric double layer capacitor (16) from the solar cell unit (12), it is possible to use the PV generated power as power assist without missing the opportunity for power assist. In addition, when the electric power assist is unnecessary, the electric double layer capacitor (16) can be charged with the PV generated power, so that the PV generated power can be effectively used.

本発明の一実施形態に係る太陽電池システムを備えた空気調和システムのブロック図The block diagram of the air conditioning system provided with the solar cell system which concerns on one Embodiment of this invention. 空気調和システムの電力系統のブロック図Air conditioning system power system block diagram 太陽電池システムにおけるＥＤＬＣの充放電切り替えの一例を示すフローチャートFlow chart showing an example of charge / discharge switching of EDLC in a solar cell system 太陽電池システムにおけるＥＤＬＣの充放電切り替えの別例を示すフローチャートFlow chart showing another example of charge / discharge switching of EDLC in solar cell system 空気調和システムにおける各種電力を表すグラフGraph showing various electric power in air conditioning system

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池システム（10）を備えた空気調和システム（1）を示す。空気調和システム（1）は、太陽電池システム（10）と、インバータ式空気調和機（20）とを備えている。 FIG. 1 shows an air conditioning system (1) including a solar cell system (10) according to an embodiment of the present invention. The air conditioning system (1) includes a solar cell system (10) and an inverter type air conditioner (20).

インバータ式空気調和機（20）は商用系統（30）から供給された交流電力（商用電力）で駆動される。太陽電池システム（10）は太陽光を受けて発電し、その発電電力をインバータ式空気調和機（20）にＤＣ給電することでインバータ式空気調和機（20）を電力アシストする。 The inverter type air conditioner (20) is driven by AC power (commercial power) supplied from the commercial system (30). The solar cell system (10) receives sunlight to generate electric power, and DC power is fed to the inverter-type air conditioner (20) to assist the electric power of the inverter-type air conditioner (20).

インバータ式空気調和機（20）は、室内に設置される室内ユニット（21）と、室外に設定される室外ユニット（22）とを備えている。室内ユニット（21）と室外ユニット（22）とが連絡配管（23,23）によって互いに接続されることにより、冷媒回路が構成されている。インバータ式空気調和機（20）の運転は、例えば、図示しないリモートコントローラによる遠隔操作により制御される。 The inverter type air conditioner (20) includes an indoor unit (21) installed indoors and an outdoor unit (22) set outdoor. The indoor unit (21) and the outdoor unit (22) are connected to each other by a connecting pipe (23, 23), thereby forming a refrigerant circuit. The operation of the inverter type air conditioner (20) is controlled by, for example, remote operation using a remote controller (not shown).

室内ユニット（21）は、室内熱交換器（201）と、室内ファン（202）と、室内膨張弁（203）とを含んでいる。室内熱交換器（201）は、例えば、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室内ファン（202）によって送風される。これにより、室内熱交換器（201）では、伝熱管の内部を流れる冷媒と伝熱管の外部を通過する空気との間で熱が交換される。室内膨張弁（203）は、例えば、電子膨張弁によって構成されている。 The indoor unit (21) includes an indoor heat exchanger (201), an indoor fan (202), and an indoor expansion valve (203). The indoor heat exchanger (201) is configured by, for example, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger, and is blown by the indoor fan (202). Thus, in the indoor heat exchanger (201), heat is exchanged between the refrigerant flowing inside the heat transfer tube and the air passing outside the heat transfer tube. The indoor expansion valve (203) is constituted by, for example, an electronic expansion valve.

室外ユニット（22）は、室外熱交換器（204）と、室外ファン（205）と、室外膨張弁（206）と、圧縮機（207）と、四方切換弁（208）と、電力変換装置（210）とを含んでいる。室外熱交換器（204）は、例えば、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室外ファン（205）によって送風される。これにより、室外熱交換器（204）では、伝熱管の内部を流れる冷媒と伝熱管の外部を通過する空気との間で熱が交換される。室外膨張弁（206）は、例えば、電子膨張弁によって構成されている。 The outdoor unit (22) includes an outdoor heat exchanger (204), an outdoor fan (205), an outdoor expansion valve (206), a compressor (207), a four-way switching valve (208), a power converter ( 210). The outdoor heat exchanger (204) is constituted by, for example, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger, and is blown by an outdoor fan (205). Thus, in the outdoor heat exchanger (204), heat is exchanged between the refrigerant flowing inside the heat transfer tube and the air passing outside the heat transfer tube. The outdoor expansion valve (206) is constituted by, for example, an electronic expansion valve.

圧縮機（207）は、モータ（M）（負荷）を有している。例えば、圧縮機（207）は、スクロール圧縮機などの回転式圧縮機によって構成されている。 The compressor (207) has a motor (M) (load). For example, the compressor (207) is constituted by a rotary compressor such as a scroll compressor.

四方切換弁（208）は、第１から第４までの４つのポートを有し、冷媒回路の冷媒の循環方向を切り換えるように構成されている。四方切換弁（208）は、冷房運転時に第１ポートと第２ポートを連通させ且つ第３ポートと第４ポートを連通させる状態（図１の実線で示す状態）となり、暖房運転時に第１ポートと第３ポートを連通させ且つ第２ポートと第４ポートとを連通させる状態（図１の破線で示す状態）となる。 The four-way switching valve (208) has four ports from first to fourth, and is configured to switch the circulation direction of the refrigerant in the refrigerant circuit. The four-way switching valve (208) is in a state where the first port and the second port communicate with each other during cooling operation and the third port and the fourth port communicate with each other (state indicated by a solid line in FIG. 1). And the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other (state indicated by a broken line in FIG. 1).

電力変換装置（210）は、商用電力を所望の出力交流電力に変換して圧縮機（207）のモータ（M）に供給することにより、モータ（M）を駆動する。この例では、商用電力は単相交流電力、出力交流電力は三相交流電力である。 The power converter (210) drives the motor (M) by converting commercial power into desired output AC power and supplying it to the motor (M) of the compressor (207). In this example, the commercial power is single-phase AC power, and the output AC power is three-phase AC power.

なお、商用電力は三相交流電力であってもよい。業務用のインバータ式空気調和機（20）では動力源として２００Ｖの三相交流電力を用いることがある。 The commercial power may be three-phase AC power. In a commercial inverter air conditioner (20), 200V three-phase AC power may be used as a power source.

次に、空気調和システム（1）の電力系統について詳細に説明する。図２は、空気調和システム（1）の電力系統を示す。 Next, the power system of the air conditioning system (1) will be described in detail. FIG. 2 shows a power system of the air conditioning system (1).

電力変換装置（210）は、コンバータ（211）と、インバータ（213）とを備えている。コンバータ（211）は、商用系統（30）から供給される交流電力を整流（より具体的には、全波整流）し、さらに整流後の直流電力を昇圧して出力する。例えば、コンバータ（211）は、整流回路として、図示しないダイオードブリッジ回路を含んでいる。また、コンバータ（211）は、昇圧回路として、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを含んでいる。 The power conversion device (210) includes a converter (211) and an inverter (213). The converter (211) rectifies (more specifically, full-wave rectification) AC power supplied from the commercial system (30), and further boosts and outputs the rectified DC power. For example, the converter (211) includes a diode bridge circuit (not shown) as a rectifier circuit. The converter (211) includes a DC / DC converter (not shown) as a booster circuit.

インバータ（213）は、コンバータ（211）から出力される直流電力をスイッチング動作によって交流電力に変換して負荷（図１に示したモータ（M））に供給する。例えば、インバータ（213）は、図示しないスイッチング素子や還流ダイオードなどを用いて構成されている。 The inverter (213) converts the DC power output from the converter (211) into AC power through a switching operation and supplies the AC power to the load (motor (M) shown in FIG. 1). For example, the inverter (213) is configured using a switching element, a free wheel diode, or the like (not shown).

コンバータ（211）とインバータ（213）との接続ノードである直流リンク（212）に直流リンクコンデンサ（C）が設けられている。直流リンクコンデンサ（C）は、コンバータ（211）の出力を平滑化して直流リンク電圧を生成する。例えば、直流リンクコンデンサ（C）は、電解コンデンサによって構成されている。 A DC link capacitor (C) is provided in a DC link (212) which is a connection node between the converter (211) and the inverter (213). The DC link capacitor (C) smoothes the output of the converter (211) and generates a DC link voltage. For example, the DC link capacitor (C) is constituted by an electrolytic capacitor.

また、電力変換装置（210）は、インバータ（213）から負荷へ交流電力を供給して負荷を駆動する駆動動作と、直流リンク（212）の直流リンクコンデンサ（C）を放電する放電動作とを実行可能に構成されている。例えば、インバータ（213）を制御する制御部（図示せず）は、駆動動作の場合には、モータ（M）の各相に流れるモータ電流を制御するために、インバータ（213）のスイッチング動作を制御し、放電動作の場合には、モータ（M）の一相のみにモータ電流が流れて電力が消費されるように（すなわち、モータ（M）が駆動していない状態で直流リンクコンデンサ（C）に蓄積された電荷が消費されるように）、インバータ（213）のスイッチング動作を制御する。このようにインバータ（213）を制御することにより、電力変換装置（210）の駆動動作および放電動作を実現することができる。 In addition, the power conversion device (210) performs a driving operation for driving the load by supplying AC power from the inverter (213) to the load, and a discharging operation for discharging the DC link capacitor (C) of the DC link (212). Configured to be executable. For example, a control unit (not shown) that controls the inverter (213) performs a switching operation of the inverter (213) in order to control a motor current flowing in each phase of the motor (M) in the case of a driving operation. In the case of controlling and discharging operation, the DC current is connected to the DC link capacitor (C so that the motor current flows only in one phase of the motor (M) and power is consumed (ie, the motor (M) is not driven). ) To control the switching operation of the inverter (213). By controlling the inverter (213) in this way, the drive operation and the discharge operation of the power converter (210) can be realized.

なお、この例では、電力変換装置（210）は、空気調和機（20）の運転中に駆動動作を実行し、空気調和機（20）がサーモオフ状態になると駆動動作を中断するように構成されている。また、電力変換装置（210）は、空気調和機（20）の運転を停止させるための操作が実行されると、モータ（M）を停止させた後に放電動作を開始するように構成されている。 In this example, the power conversion device (210) is configured to execute a driving operation while the air conditioner (20) is in operation, and interrupt the driving operation when the air conditioner (20) is in a thermo-off state. ing. The power conversion device (210) is configured to start the discharge operation after stopping the motor (M) when an operation for stopping the operation of the air conditioner (20) is executed. .

太陽電池システム（10）は、太陽電池ユニット（12）と、昇圧ユニット（14）と、ＥＤＬＣ（16）と、スイッチユニット（18）と、整流素子としてのダイオード（19）を含んでいる。 The solar cell system (10) includes a solar cell unit (12), a booster unit (14), an EDLC (16), a switch unit (18), and a diode (19) as a rectifying element.

太陽電池ユニット（12）は、家屋の屋根やビルの屋上などに設けられ、太陽光を受けて直流電力を発電する。太陽電池ユニット（12）からはＭＰＰＴ制御された直流電力が出力される。 The solar cell unit (12) is provided on the roof of a house, the roof of a building, and the like, and receives direct sunlight to generate DC power. From the solar cell unit (12), MPPT-controlled DC power is output.

太陽電池ユニット（12）の出力側にはダイオード（13）が設けられている。ダイオード（13）は、太陽電池ユニット（12）の出力側から太陽電池ユニット（12）の内部の方向に電流が逆流するのを防いでいる。 A diode (13) is provided on the output side of the solar cell unit (12). The diode (13) prevents the current from flowing backward from the output side of the solar cell unit (12) to the inside of the solar cell unit (12).

昇圧ユニット（14）は、供給される直流電力を昇圧して電力変換装置（210）における直流リンク（212）に供給する。すなわち、昇圧ユニット（14）は直流リンク（212）にＤＣ給電することで電力変換装置（210）を電力アシストする。 The boosting unit (14) boosts the supplied DC power and supplies it to the DC link (212) in the power converter (210). That is, the boosting unit (14) assists the power converter (210) with power by supplying DC power to the DC link (212).

昇圧ユニット（14）には太陽電池ユニット（12）およびＥＤＬＣ（16）から直流電力が供給される。すなわち、ＥＤＬＣ（16）の放電用のＤＣ／ＤＣコンバータとして昇圧ユニット（14）を用いる。一般的なＰＶ用の昇圧ユニットは最大で４倍程度の昇圧比を有するため、昇圧ユニット（14）はＥＤＬＣ（16）の放電電圧を昇圧するの十分な能力を有している。 DC power is supplied to the booster unit (14) from the solar cell unit (12) and the EDLC (16). That is, the step-up unit (14) is used as a DC / DC converter for discharging the EDLC (16). Since a general PV boosting unit has a boosting ratio of about four times at the maximum, the boosting unit (14) has a sufficient ability to boost the discharge voltage of the EDLC (16).

スイッチユニット（18）は、太陽電池ユニット（12）の出力側、より詳細にはダイオード（13）のカソードとＥＤＬＣ（16）との間に設けられている。スイッチユニット（18）は、例えば、リレー装置、より具体的には直流電路切り替え用のリレー装置を含んでいる。 The switch unit (18) is provided on the output side of the solar cell unit (12), more specifically, between the cathode of the diode (13) and the EDLC (16). The switch unit (18) includes, for example, a relay device, more specifically, a DC device switching relay device.

スイッチユニット（18）が導通することで、ＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）に直結される。すなわち、充電用のＤＣ／ＤＣコンバータを介さずに、太陽電池ユニット（12）から供給される直流電力によってＥＤＬＣ（12）が直接充電されるようになっている。 When the switch unit (18) is conducted, the EDLC (16) is directly connected to the solar cell unit (12). That is, the EDLC (12) is directly charged by the DC power supplied from the solar cell unit (12) without going through the charging DC / DC converter.

なお、太陽電池ユニット（12）の定格電圧をＥＤＬＣ（16）の定格電圧以下にしておくことが望ましい。こうすることで、ＥＤＬＣ（16）を充電する際、ＥＤＬＣ（16）に過電圧が印加されることがない。例えば、昇圧ユニット（14）が最大昇圧比が４倍で、電力変換装置（210）における直流リンク（212）の電圧が２８０Ｖの場合、太陽電池ユニット（12）およびＥＤＬＣ（16）の定格電圧は７０Ｖ以上であればよい。太陽電池ユニット（12）およびＥＤＬＣ（16）ともに、モジュール数を増減することで定格電圧を容易に調整することができる。 It is desirable that the rated voltage of the solar cell unit (12) be equal to or lower than the rated voltage of the EDLC (16). By doing so, when the EDLC (16) is charged, no overvoltage is applied to the EDLC (16). For example, when the boost unit (14) has a maximum boost ratio of 4 and the voltage of the DC link (212) in the power converter (210) is 280V, the rated voltage of the solar cell unit (12) and the EDLC (16) is What is necessary is just 70V or more. In both the solar cell unit (12) and the EDLC (16), the rated voltage can be easily adjusted by increasing or decreasing the number of modules.

一方、ＥＤＬＣ（16）の充電量が小さい場合、ＥＤＬＣ（16）の出力電圧が低いため、太陽電池ユニット（12）からＥＤＬＣ（16）に大きな充電電流が流れるおそれがある。しかし、太陽電池ユニット（12）の最大電流はセルの短絡電流で制限されるため、ＥＤＬＣ（16）を破壊するほどの過電流が流れる心配はない。 On the other hand, when the charge amount of the EDLC (16) is small, the output voltage of the EDLC (16) is low, so that a large charge current may flow from the solar cell unit (12) to the EDLC (16). However, since the maximum current of the solar cell unit (12) is limited by the short-circuit current of the cell, there is no fear that an overcurrent that will destroy the EDLC (16) flows.

ＥＤＬＣ（12）の充電開始時において太陽電池ユニット（12）の出力電圧とＥＤＬＣ（16）の出力電圧とは一致しないが、ＥＤＬＣ（16）の充電が進むにつれ太陽電池ユニット（12）からＥＤＬＣ（16）に流れる電流値が自動的に成り行きで決まる。また、最大充電電流は太陽電池ユニット（12）の短絡電流で制限されるため、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に直結することでＥＤＬＣ（16）を成り行きで充電することができる。 Although the output voltage of the solar cell unit (12) does not match the output voltage of the EDLC (16) at the start of charging of the EDLC (12), as the charging of the EDLC (16) proceeds, The current value flowing through 16) is automatically determined by the course of events. In addition, since the maximum charging current is limited by the short-circuit current of the solar cell unit (12), the EDLC (16) can be charged in a random manner by directly connecting the EDLC (16) to the solar cell unit (12).

スイッチユニット（18）に並列にダイオード（19）が設けられている。ダイオード（19）のアノードはＥＤＬＣ（16）に接続され、カソードは太陽電池ユニット（12）の出力側、より詳細にはダイオード（13）のカソードに接続されている。このように、ダイオード（19）は、ＥＤＬＣ（16）の放電電力を昇圧ユニット（14）に供給するための整流素子として機能する。したがって、ＥＤＬＣ（16）が十分に充電されている場合、スイッチユニット（18）の導通／非導通にかかわらず、ＥＤＬＣ（16）から昇圧ユニット（14）に直流電力を供給することができる。 A diode (19) is provided in parallel with the switch unit (18). The anode of the diode (19) is connected to the EDLC (16), and the cathode is connected to the output side of the solar cell unit (12), more specifically to the cathode of the diode (13). Thus, the diode (19) functions as a rectifying element for supplying the discharge power of the EDLC (16) to the boost unit (14). Therefore, when the EDLC (16) is sufficiently charged, DC power can be supplied from the EDLC (16) to the boosting unit (14) regardless of the conduction / non-conduction of the switch unit (18).

スイッチユニット（18）によるＥＤＬＣ（16）の接続／切断の切り替えは、例えば、昇圧ユニット（14）から出力される制御信号（CTL）で制御することができる。昇圧ユニット（14）が直流リンク（212）にＤＣ給電している場合において電力変換装置（210）が駆動する負荷が重い場合、インバータ（213）は直流リンク（212）に供給される直流電力をすべて消費して負荷を駆動するため、直流リンク（212）の電圧は所定の範囲内に収まる。一方、昇圧ユニット（14）が直流リンク（212）にＤＣ給電している場合において電力変換装置（210）が駆動する負荷が軽い場合、インバータ（213）が直流リンク（212）に供給される直流電力をすべて消費しきれない状態で昇圧ユニット（14）からＤＣ給電が続くため、直流リンク（212）の電圧、すなわち、昇圧ユニット（14）の出力電圧がどんどん上昇する。昇圧ユニット（14）は、自身の出力電圧を常時監視しており、出力電圧の上限値を超えたことを検知（過電圧検知）すると出力を停止するようになっている。すなわち、昇圧ユニット（14）は、負荷電力が入力電力（この例ではＰＶ発電電力）よりも小さいことを検知することができるようになっている。したがって、昇圧ユニット（14）は、負荷電力が入力電力よりも小さいことを検知して制御信号（CTL）を発することができ、この制御信号（CTL）で、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に接続するようにスイッチユニット（18）を制御することができる。 Switching of connection / disconnection of the EDLC (16) by the switch unit (18) can be controlled by, for example, a control signal (CTL) output from the boost unit (14). When the booster unit (14) supplies DC power to the DC link (212) and the load driven by the power converter (210) is heavy, the inverter (213) generates DC power supplied to the DC link (212). Since all is consumed to drive the load, the voltage of the DC link (212) falls within a predetermined range. On the other hand, when the booster unit (14) supplies DC power to the DC link (212) and the load driven by the power converter (210) is light, the inverter (213) is supplied to the DC link (212). Since DC power supply continues from the booster unit (14) in a state where all the electric power cannot be consumed, the voltage of the DC link (212), that is, the output voltage of the booster unit (14) increases steadily. The boosting unit (14) constantly monitors its own output voltage, and stops output when it detects that the upper limit value of the output voltage has been exceeded (overvoltage detection). That is, the boosting unit (14) can detect that the load power is smaller than the input power (in this example, the PV generated power). Therefore, the boosting unit (14) can detect that the load power is smaller than the input power and issue a control signal (CTL). With this control signal (CTL), the EDLC (16) is converted into a solar cell unit ( The switch unit (18) can be controlled to connect to 12).

電力変換装置（210）が駆動する負荷が軽くなってＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に接続した後に再び電力変換装置（210）が駆動する負荷が重くなった場合、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断してＥＤＬＣ（16）の充電を止めて太陽電池ユニット（12）の出力電力をすべて電力アシストに用いるべきである。そこで、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に接続してから所定時間が経過したとき、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断するとよい。 If the load driven by the power converter (210) becomes light and the load driven by the power converter (210) becomes heavy again after the EDLC (16) is connected to the solar cell unit (12), the EDLC (16) Should be disconnected from the solar cell unit (12) to stop charging the EDLC (16) and use all the output power of the solar cell unit (12) for power assist. Therefore, when a predetermined time has elapsed since the EDLC (16) was connected to the solar cell unit (12), the EDLC (16) may be disconnected from the solar cell unit (12).

例えば、スイッチユニット（18）は自らの判断でＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断することができるようにするとよい。例えば、スイッチユニット（18）は、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に接続してから所定時間が経過したとき、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断することができる。具体的には、スイッチユニット（18）に図示しないリトライタイマーを設けて、当該リトライタイマーで所定時間を計時する。なお、所定時間は１〜１０分程度が適当である。 For example, it is preferable that the switch unit (18) can disconnect the EDLC (16) from the solar cell unit (12) by its own judgment. For example, the switch unit (18) can disconnect the EDLC (16) from the solar cell unit (12) when a predetermined time elapses after the EDLC (16) is connected to the solar cell unit (12). Specifically, a retry timer (not shown) is provided in the switch unit (18), and a predetermined time is counted with the retry timer. The predetermined time is appropriately about 1 to 10 minutes.

あるいは、昇圧ユニット（14）に上記のリトライタイマーを設けて、昇圧ユニット（14）がスイッチユニット（18）に対してＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断するように制御してもよい。 Alternatively, the boost unit (14) may be provided with the above retry timer so that the boost unit (14) controls the switch unit (18) to disconnect the EDLC (16) from the solar cell unit (12). Good.

負荷が軽くなってＰＶ発電電力によるＥＤＬＣ（16）の充電が開始され所定時間が経過してからＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）から切断されたときに、もし負荷が重くなっていればＥＤＬＣ（16）は太陽電池ユニット（12）から切断されたままとなり、ＰＶ発電電力はすべて電力アシストに使用される。一方、もし負荷が依然として軽い状態であれば、ＰＶ発電電力によるＥＤＬＣ（16）の充電が再開され上記の動作が繰り返される。このように、定期的にＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断することで、電力アシスト可能な機会を逃さずにＰＶ発電電力を電力アシスト使用することができるとともに、電力アシスト不要な場合にはＰＶ発電電力でＥＤＬＣ（16）を充電することができるため、ＰＶ発電電力を有効に利用することができる。 When the EDLC (16) is disconnected from the solar cell unit (12) after the load is lightened and the EDLC (16) is started to be charged with PV power and a predetermined time has passed, the load is heavy. For example, the EDLC (16) remains disconnected from the solar cell unit (12), and all PV generated power is used for power assist. On the other hand, if the load is still light, charging of the EDLC (16) with the PV generated power is resumed and the above operation is repeated. Thus, by periodically disconnecting the EDLC (16) from the solar cell unit (12), the PV generated power can be used for power assist without missing the opportunity for power assist, and no power assist is required. In this case, since the EDLC (16) can be charged with PV generated power, the PV generated power can be used effectively.

図３は、太陽電池システム（10）におけるＥＤＬＣ（16）の充放電切り替えの一例を示すフローチャートである。太陽電池システム（10）が起動すると、スイッチユニット（18）はＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断する（S1）。これにより、太陽電池ユニット（12）の発電電力およびＥＤＬＣ（16）の放電電力が昇圧ユニット（14）に供給され、昇圧ユニット（14）は直流リンク（212）にＤＣ給電を開始する。昇圧ユニット（14）が直流リンク（212）にＤＣ給電している間、昇圧ユニット（14）は自身の出力電圧を監視する。そして、昇圧ユニット（14）は、負荷電力が入力電力よりも小さいことを検知すると（S2でYES）、制御信号（CTL）を出力する。スイッチユニット（18）は制御信号（CTL）を受けると、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に接続してＥＤＬＣ（16）がＰＶ発電電力により充電可能な状態となる（S3）。ＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）に接続されると、スイッチユニット（18）は上記のリトライタイマーをスタートさせる（S4）。そして、リトライタイマーがタイムアップすると（S5でYES）、ステップS1に戻り、スイッチユニット（18）はＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断する（S1）。これにより、太陽電池ユニット（12）の発電電力およびＥＤＬＣ（16）の放電電力が昇圧ユニット（14）に供給され、昇圧ユニット（14）は直流リンク（212）にＤＣ給電を再開する。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of charge / discharge switching of the EDLC (16) in the solar cell system (10). When the solar cell system (10) is activated, the switch unit (18) disconnects the EDLC (16) from the solar cell unit (12) (S1). Thereby, the generated power of the solar cell unit (12) and the discharge power of the EDLC (16) are supplied to the boost unit (14), and the boost unit (14) starts DC power feeding to the DC link (212). While the boosting unit (14) is supplying DC power to the DC link (212), the boosting unit (14) monitors its output voltage. When the boosting unit (14) detects that the load power is smaller than the input power (YES in S2), it outputs a control signal (CTL). When the switch unit (18) receives the control signal (CTL), the EDLC (16) is connected to the solar cell unit (12) so that the EDLC (16) can be charged by the PV generated power (S3). When the EDLC (16) is connected to the solar cell unit (12), the switch unit (18) starts the retry timer (S4). When the retry timer expires (YES in S5), the process returns to step S1, and the switch unit (18) disconnects the EDLC (16) from the solar cell unit (12) (S1). Thereby, the generated power of the solar cell unit (12) and the discharge power of the EDLC (16) are supplied to the boost unit (14), and the boost unit (14) resumes DC power feeding to the DC link (212).

図４は、太陽電池システム（10）におけるＥＤＬＣ（16）の充放電切り替えの別例を示すフローチャートである。太陽電池システム（10）が起動すると、スイッチユニット（18）はＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に接続してＥＤＬＣ（16）がＰＶ発電電力により充電可能な状態となる（S3）。ＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）に接続されると、スイッチユニット（18）は上記のリトライタイマーをスタートさせる（S4）。そして、リトライタイマーがタイムアップすると（S5でYES）、スイッチユニット（18）はＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）から切断する（S1）。これにより、太陽電池ユニット（12）の発電電力およびＥＤＬＣ（16）の放電電力が昇圧ユニット（14）に供給され、昇圧ユニット（14）は直流リンク（212）にＤＣ給電を開始する。昇圧ユニット（14）が直流リンク（212）にＤＣ給電している間、昇圧ユニット（14）は自身の出力電圧を監視する。そして、昇圧ユニット（14）は、負荷電力が入力電力よりも小さいことを検知すると（S2でYES）、制御信号（CTL）を出力する。スイッチユニット（18）は制御信号（CTL）を受けると、ＥＤＬＣ（16）を太陽電池ユニット（12）に接続してＥＤＬＣ（16）がＰＶ発電電力により充電可能な状態となる（S3）。 FIG. 4 is a flowchart showing another example of charge / discharge switching of the EDLC (16) in the solar cell system (10). When the solar cell system (10) is activated, the switch unit (18) connects the EDLC (16) to the solar cell unit (12) so that the EDLC (16) can be charged with PV generated power (S3). When the EDLC (16) is connected to the solar cell unit (12), the switch unit (18) starts the retry timer (S4). When the retry timer expires (YES in S5), the switch unit (18) disconnects the EDLC (16) from the solar cell unit (12) (S1). Thereby, the generated power of the solar cell unit (12) and the discharge power of the EDLC (16) are supplied to the boost unit (14), and the boost unit (14) starts DC power feeding to the DC link (212). While the boosting unit (14) is supplying DC power to the DC link (212), the boosting unit (14) monitors its output voltage. When the boosting unit (14) detects that the load power is smaller than the input power (YES in S2), it outputs a control signal (CTL). When the switch unit (18) receives the control signal (CTL), the EDLC (16) is connected to the solar cell unit (12) so that the EDLC (16) can be charged by the PV generated power (S3).

次に、太陽電池システム（10）による電力アシストの例について説明する。図５は、空気調和システム（1）における各種電力を表すグラフである。ここで、太陽電池ユニット（12）が時刻（t1）から時刻（t7）までの期間発電し、インバータ式空気調和機（20）が時刻（t2）から時刻（t4）までの期間、および時刻（t5）から時刻（t8）までの期間稼働するものとする。 Next, an example of power assist by the solar cell system (10) will be described. FIG. 5 is a graph showing various electric powers in the air conditioning system (1). Here, the solar cell unit (12) generates power during the period from time (t1) to time (t7), and the inverter air conditioner (20) operates during the period from time (t2) to time (t4) and the time ( It shall be in operation from t5) to time (t8).

時刻（t1）から時刻（t2）までの間、インバータ式空気調和機（20）はまだ稼働していないため、ＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）に接続され、太陽電池ユニット（12）の発電電力はＥＤＬＣ（16）の充電に使用される。時刻（t2）にインバータ式空気調和機（20）が稼働開始してから時刻（t3）までの間、インバータ式空気調和機（20）の負荷電力はＰＶ発電電力よりも大きいため、ＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）から切断され、太陽電池ユニット（12）の発電電力およびＥＤＬＣ（16）の放電電力が電力変換装置（210）の直流リンク（212）にＤＣ給電される。すなわち、時刻（t2）から時刻（t3）までの間、インバータ式空気調和機（20）は太陽電池システム（10）からのＤＣ給電により電力アシストされ、商用電力の消費電力が低減する。 From time (t1) to time (t2), the inverter air conditioner (20) is not yet in operation, so the EDLC (16) is connected to the solar cell unit (12), and the solar cell unit (12) Is used to charge the EDLC (16). Since the load power of the inverter air conditioner (20) is larger than the PV generated power from the start of operation of the inverter air conditioner (20) at time (t2) to time (t3), the EDLC (16 ) Is disconnected from the solar cell unit (12), and the generated power of the solar cell unit (12) and the discharge power of the EDLC (16) are DC-fed to the DC link (212) of the power converter (210). That is, during the period from time (t2) to time (t3), the inverter air conditioner (20) is assisted by the DC power supply from the solar cell system (10), and the power consumption of commercial power is reduced.

時刻（t3）を過ぎるとインバータ式空気調和機（20）の負荷電力がＰＶ発電電力を下回るようになる。これにより、ＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）に接続され、太陽電池ユニット（12）の発電電力はＥＤＬＣ（16）の充電に使用される。時刻（t4）から時刻（t5）までの間はインバータ式空気調和機（20）が稼働していないため、引き続きＥＤＬＣ（16）は太陽電池ユニット（12）の発電電力により充電される。 After the time (t3), the load power of the inverter air conditioner (20) becomes lower than the PV generated power. Thereby, EDLC (16) is connected to a solar cell unit (12), and the generated electric power of a solar cell unit (12) is used for charge of EDLC (16). Since the inverter air conditioner (20) is not in operation from time (t4) to time (t5), the EDLC (16) is continuously charged by the generated power of the solar cell unit (12).

時刻（t5）にインバータ式空気調和機（20）が再び稼働開始するが、時刻（t6）までは負荷電力はＰＶ発電電力を下回っている。したがって、ＥＤＬＣ（16）は太陽電池ユニット（12）に接続されたままで、引き続きＥＤＬＣ（16）は太陽電池ユニット（12）の発電電力により充電される。 The inverter air conditioner (20) starts to operate again at time (t5), but the load power is lower than the PV generated power until time (t6). Accordingly, the EDLC (16) remains connected to the solar cell unit (12), and the EDLC (16) is continuously charged by the generated power of the solar cell unit (12).

時刻（t6）を過ぎるとインバータ式空気調和機（20）の負荷電力がＰＶ発電電力を上回るようになる。これにより、ＥＤＬＣ（16）が太陽電池ユニット（12）から切断され、太陽電池ユニット（12）の発電電力およびＥＤＬＣ（16）の放電電力が電力変換装置（210）の直流リンク（212）にＤＣ給電される。したがって、時刻（t6）から時刻（t7）までの間、インバータ式空気調和機（20）は太陽電池システム（10）からのＤＣ給電により電力アシストされ、商用電力の消費電力が低減する。 After the time (t6), the load power of the inverter air conditioner (20) exceeds the PV generated power. As a result, the EDLC (16) is disconnected from the solar cell unit (12), and the generated power of the solar cell unit (12) and the discharged power of the EDLC (16) are DC-connected to the DC link (212) of the power converter (210). Power is supplied. Therefore, from the time (t6) to the time (t7), the inverter air conditioner (20) is assisted by the DC power supply from the solar cell system (10), and the power consumption of the commercial power is reduced.

時刻（t7）以降は太陽電池ユニット（12）は発電を停止するため、太陽電池ユニット（12）の発電電力による電力アシストはできなくなる。しかし、ＥＤＬＣ（16）が十分に充電されているため、ＥＤＬＣ（16）の放電電力が電力変換装置（210）の直流リンク（212）にＤＣ給電される。したがって、時刻（t7）から時刻（t8）までの間、インバータ式空気調和機（20）は太陽電池システム（10）からのＤＣ給電により電力アシストされ、商用電力の消費電力が低減する。 After time (t7), since the solar cell unit (12) stops generating power, the power assist by the generated power of the solar cell unit (12) cannot be performed. However, since the EDLC (16) is sufficiently charged, the discharge power of the EDLC (16) is DC-fed to the DC link (212) of the power converter (210). Therefore, from the time (t7) to the time (t8), the inverter air conditioner (20) is assisted by the DC power supply from the solar cell system (10), and the power consumption of the commercial power is reduced.

以上のように、本実施形態に係る太陽電池システム（10）ではＥＤＬＣ（16）の充放電用のＤＣ／ＤＣコンバータが不要であり、回路要素を削減することができる。また、本実施形態に係る太陽電池システム（10）は、負荷が重くて電力変換装置（210）が大電力を必要とする場合にはＰＶ発電電力およびＥＤＬＣ放電電力で電力変換装置（210）を電力アシストし、負荷が軽くなってＰＶ発電電力が負荷電力よりも大きい場合にはＰＶ発電電力でＥＤＬＣ（16）を充電することができる。これにより、太陽電池システム（10）においてＰＶ発電電力を無駄にせずに有効に利用することができる。 As described above, the solar cell system (10) according to the present embodiment does not require a DC / DC converter for charging / discharging the EDLC (16), and circuit elements can be reduced. Further, the solar cell system (10) according to the present embodiment has a power converter (210) that uses PV generated power and EDLC discharge power when the load is heavy and the power converter (210) requires large power. When the load is lightened and the PV generated power is larger than the load power, the EDLC (16) can be charged with the PV generated power. Thereby, in the solar cell system (10), PV generated power can be effectively used without being wasted.

（その他の実施形態）
以上の説明では、太陽電池システム（10）が空気調和システム（1）に適用される場合を例に挙げて説明したが、太陽電池システム（10）は、冷蔵庫、洗濯機、ＩＨ調理器、プリンタなどにも適用可能である。 (Other embodiments)
In the above description, the case where the solar cell system (10) is applied to the air conditioning system (1) has been described as an example. However, the solar cell system (10) includes a refrigerator, a washing machine, an IH cooker, and a printer. It is also applicable to.

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、上記の太陽電池システムは、圧縮機を用いて冷媒回路に冷媒を循環させる空気調和システムなどに有用である。 As described above, the solar cell system described above is useful for an air conditioning system in which a refrigerant is circulated in a refrigerant circuit using a compressor.

１０太陽電池システム
１２太陽電池ユニット
１４昇圧ユニット
１６ＥＤＬＣ（電気二重層キャパシタ）
１８スイッチユニット
１９ダイオード（整流素子）
３０商用系統
２１０電力変換装置
２１２直流リンク
Ｍ負荷（モータ） 10 Solar Cell System 12 Solar Cell Unit 14 Booster Unit 16 EDLC (Electric Double Layer Capacitor)
18 Switch unit 19 Diode (rectifier element)
30 Commercial system 210 Power converter 212 DC link M Load (motor)

Claims

商用系統（30）から供給される交流電力を直流電力に変換してさらに交流電力に再変換して負荷（M）に供給する電力変換装置（210）に電力を供給する太陽電池システム（10）であって、
太陽光を受けて直流電力を発電する太陽電池ユニット（12）と、
前記太陽電池ユニット（12）から供給される直流電力によって直接充電されるように前記太陽電池ユニット（12）に接続された電気二重層キャパシタ（16）と、
前記太陽電池ユニット（12）および前記電気二重層キャパシタ（16）から供給される直流電力を昇圧して前記電力変換装置（210）における直流リンク（212）に供給する昇圧ユニット（14）とを備えている
ことを特徴とする太陽電池システム。 A solar cell system (10) that supplies power to a power converter (210) that converts AC power supplied from a commercial system (30) into DC power, converts it back to AC power, and supplies it to a load (M) Because
A solar cell unit (12) for generating direct-current power in response to sunlight,
An electric double layer capacitor (16) connected to the solar cell unit (12) to be directly charged by direct-current power supplied from the solar cell unit (12);
A step-up unit (14) for stepping up DC power supplied from the solar cell unit (12) and the electric double layer capacitor (16) and supplying the DC power to the DC link (212) in the power converter (210). A solar cell system characterized by that.

請求項１に記載の太陽電池システム（10）において、
前記太陽電池ユニット（12）の定格電圧が前記電気二重層キャパシタ（16）の定格電圧以下である
ことを特徴とする太陽電池システム。 In the solar cell system (10) according to claim 1,
The solar cell system, wherein a rated voltage of the solar cell unit (12) is not more than a rated voltage of the electric double layer capacitor (16).

請求項１および２のいずれか一つに記載の太陽電池システム（10）において、
前記電気二重層キャパシタ（16）と前記太陽電池ユニット（12）との接続の有無を切り替えるスイッチユニット（18）と、
前記スイッチユニット（18）に並列接続され、前記電気二重層キャパシタ（16）から前記昇圧ユニット（14）への方向に電流を流す整流素子（19）とを備えている
ことを特徴とする太陽電池システム。 In the solar cell system (10) according to any one of claims 1 and 2,
A switch unit (18) for switching presence / absence of connection between the electric double layer capacitor (16) and the solar cell unit (12);
And a rectifying element (19) connected in parallel to the switch unit (18) and configured to flow current in a direction from the electric double layer capacitor (16) to the boost unit (14). system.

請求項３に記載の太陽電池システム（10）において、
前記昇圧ユニット（14）は、負荷電力が入力電力よりも小さいことを検知して検知信号（CTL）を発するものであり、
前記スイッチユニット（18）は、前記検知信号（CTL）を受けたとき、前記電気二重層キャパシタ（16）を前記太陽電池ユニット（12）に接続する
ことを特徴とする太陽電池システム。 In the solar cell system (10) according to claim 3,
The boost unit (14) detects a load power smaller than an input power and issues a detection signal (CTL).
When the switch unit (18) receives the detection signal (CTL), the switch unit (18) connects the electric double layer capacitor (16) to the solar cell unit (12).

請求項１から４のいずれか一つに記載の太陽電池システム（10）において、
前記スイッチユニット（18）は、前記電気二重層キャパシタ（16）を前記太陽電池ユニット（12）に接続してから所定時間が経過したとき、前記電気二重層キャパシタ（16）を前記太陽電池ユニット（12）から切断する
ことを特徴とする太陽電池システム。 In the solar cell system (10) according to any one of claims 1 to 4,
The switch unit (18) connects the electric double layer capacitor (16) to the solar cell unit (16) when a predetermined time elapses after the electric double layer capacitor (16) is connected to the solar cell unit (12). 12) A solar cell system characterized by being disconnected from.