JP2019198138A

JP2019198138A - 蓄電装置

Info

Publication number: JP2019198138A
Application number: JP2018089334A
Authority: JP
Inventors: 武依田; Takeshi Yoda; 隆一郎八尾; Ryuichiro Yao; 隆司目黒; Takashi Meguro; 千晶矢部; Chiaki Yabe
Original assignee: Sisolar Co Ltd
Current assignee: Sisolar Co Ltd
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2018-05-07
Publication date: 2019-11-14

Abstract

【課題】発電装置が設けられた住宅等に対して、簡易に取り付けることのできる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１０は、発電装置（２）が自然エネルギーから創り出した電力を充電する蓄電機構１２と、発電装置からパワコン３への電力線（７１、７２、７３、７４）の途中に介在されることで、発電装置からパワコン３への第１電路ＥＬ１と、発電装置から蓄電機構１２への第２電路ＥＬ２と、蓄電機構１２からパワコン３への第３電路ＥＬ３と、を形成する配線機構１１と、配線機構１１における第１電路ＥＬ１と第２電路ＥＬ２と第３電路ＥＬ３との切り替えを制御する制御部（１３、４０）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、建物の発電装置からの電力を充電する蓄電装置に関する。

近年、自然エネルギーを利用して電力を創り出す発電装置を住宅等の建物に設けて、そこからの電力を建物で使用したり電力会社等に売ったり（売電）して利用することが知られている。

このような発電装置を設けた建物では、発電装置で創り出した電力等を充電するために、蓄電池を設けることが考えられている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電池は、発電装置からの電力が適宜充電されて、その充電された電力の任意の場面での利用を可能とする。このため、発電装置および蓄電池を設けた建物では、発電装置で創り出した電力の利用の自由度や利便性を高めることができる。

実登３１５３０３８号公報

ここで、発電装置を設けた住宅等では、発電装置にパワーコンディショナ（以下ではパワコンともいう）が接続されており、そのパワコンを経ることで発電装置が創り出した電力の安定した使用および売電を可能としている。ところで、パワコンは、発電装置や商用電力系統からの電力の使用を可能としつつ蓄電装置からの電力の使用を可能とするためには、それらの動作に対応する構成とされたものを用いる必要がある。このため、発電装置を設けた住宅等では、新たに蓄電装置を設ける場合にはパワコンも対応するものに交換する必要があり、簡単には蓄電装置を設けることができない。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、発電装置が設けられた住宅等に対して、簡易に取り付けることのできる蓄電装置を提供することにある。

請求項１に記載の蓄電装置は、発電装置が自然エネルギーから創り出した電力を充電する蓄電機構と、前記発電装置からパワコンへの電力線の途中に介在されることで、前記発電装置から前記パワコンへの第１電路と前記発電装置から前記蓄電機構への第２電路と前記蓄電機構から前記パワコンへの第３電路とを形成する配線機構と、前記配線機構における前記第１電路と前記第２電路と前記第３電路との切り替えを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の蓄電装置では、発電装置が設けられた住宅等に対して、簡易に取り付けることができる。

本発明の蓄電装置の一実施形態に係る実施例１の蓄電装置が取り付けられる既存の太陽光発電システムを示す説明図である。蓄電装置を示す説明図である。蓄電装置の取り付けのために太陽光発電システムの第１電力線および第２電力線が切断された様子を示す説明図である。太陽光発電システムに蓄電装置が取り付けられて第２電路が形成された様子を示す説明図である。蓄電装置により第１電路が形成された様子を示す説明図である。蓄電装置により第３電路が形成された様子を示す説明図である。

以下に、本願発明に係る蓄電装置の実施例について図面を参照しつつ説明する。

本発明に係る蓄電装置の一実施例としての蓄電装置１０の概略的な構成を、図１から図６を用いて説明する。なお、図３から図６では、図１の太陽光発電システム１における蓄電装置１０が設けられる周辺を部分的に拡大して示している。

まず、蓄電装置１０を新たに取り付ける対象となる既存の太陽光発電システム１を、図１を用いて説明する。太陽光発電システム１は、自然エネルギーから電力を創り出す発電装置を建物に設けて構成された発電システムの一例を示すもので、太陽からのエネルギーで電力を創り出す。太陽光発電システム１は、ソーラーパネル２とパワーコンディショナ３（以下、パワコン３という）と分電盤４と負荷５と電力計６とを有する。なお、太陽光発電システム１（発電装置としてのソーラーパネル２）は、自然エネルギーから電力を創り出すものであれば、風力を利用するものでも地熱を利用するものでも潮汐力を利用するものでもよく、その他の力を利用するものでもよく、実施例１の構成に限定されない。

ソーラーパネル２は、太陽光発電システム１において発電装置を構成するもので、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である太陽電池（セル）を、複数枚並べつつそれらを接続してパネル状に構成されている。ソーラーパネル２は、複数のストリングＳを備える。各ストリングＳは、複数の太陽電池（セル）が直列接続されて構成されており、ストリングＳ単位で電力を創り出すことができる。実施例１のソーラーパネル２は、互いに等しい大きさ（発電面積）の４つのストリングＳを備えており、個別に述べる際には、語頭に第ｎ（ｎは１から４自然数）を付して示すとともに、符号Ｓの末尾にｎを付して示す。なお、ソーラーパネル２は、ストリングＳの個数や各ストリングＳの大きさ（発電面積）は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。また、ソーラーパネル２は、太陽光の熱エネルギーを電力に変換する機能を併せ持っていてもよく、実施例１の構成に限定されない。

ソーラーパネル２は、ストリングＳ毎に電力線７が設けられており、それぞれがパワコン３に接続されている。以下では、電力線７を個別に述べる際には、語頭に第ｎ（ｎは１から４自然数）を付して示すとともに、符号７の末尾にｎを付して示す。このため、ソーラーパネル２は、ストリングＳ単位で電力を創り出してパワコン３へと出力することができる。

パワコン３は、ソーラー発電用のパワーコンディショナであり、ソーラーパネル２で発電された直流電力を交流電力に変換する。パワコン３は、変換した交流電力を分電盤４に出力する。実施例１のパワコン３は、第１ストリングＳ１からの第１電力線７１と、第２ストリングＳ２からの第２電力線７２と、を内部で合流させた後に昇圧させるものとされている。また、パワコン３は、第３ストリングＳ３からの第３電力線７３と、第４ストリングＳ４からの第４電力線７４と、を内部で合流させた後に昇圧させるものとされている。すなわち、パワコン３は、第１電力線７１（第１ストリングＳ１）と第２電力線７２（第２ストリングＳ２）とを一組として扱うとともに、第３電力線７３（第３ストリングＳ３）と第４電力線７４（第４ストリングＳ４）とを一組として扱っている。そして、パワコン３は、各電力線７（７１から７４）から入力された電力を適宜直流電力から交流電力に変換することで、ソーラーパネル２で創り出した電力を負荷５で使用したり商用電力系統Ｅに売電したりすることを可能とする。

分電盤４は、負荷５と電力計６とに接続されており、商用電力系統Ｅからの電力またはソーラーパネル２からの電力の負荷５への供給を可能とする。負荷５は、建物に設けられた複数の電気製品等であり、それぞれが分電盤４に接続されたコンセント等を介して分電盤４からの電力の供給が可能とされている。実施例１では、分電盤４にはCT（Current Transformer）センサが設けられ、負荷５で必要となる電力量の取得が可能とされており、その取得情報を後述する制御コントローラ１３に出力可能とされている。

電力計６は、分電盤４と商用電力系統Ｅとの間に接続されている。電力計６は、商用電力系統Ｅから入力された電力量や、ソーラーパネル２からパワコン３を介して入力された電力量を計測する。すなわち、電力計６は、商用電力系統Ｅからの電気の使用量（買電量）や、ソーラーパネル２からの電気の売電量等を計測する。

太陽光発電システム１は、商用電力系統Ｅからの電力で負荷５を動作させることができるとともに、ソーラーパネル２で創り出した電力で負荷５を動作させることができる。また、太陽光発電システム１は、ソーラーパネル２で創り出した電力を、パワコン３および電力計６を経て商用電力系統Ｅに売電することができる。実施例１では、太陽光発電システム１における第１電力線７１および第２電力線７２の間（図１の二点鎖線で囲む箇所）に蓄電装置１０が取り付けられる。

蓄電装置１０は、この太陽光発電システム１に取り付けることで、ソーラーパネル２で創り出した電力を適宜充電して、その充電した電力を任意の時間（例えば、ソーラーパネル２で電力を創り出せない時間）に使用することを可能とする。特に、実施例１の蓄電装置１０は、４つのストリングＳのうちの第１ストリングＳ１で創り出した電力の充電を可能とするとともに、他の３つのストリングＳ（Ｓ２からＳ４）に関しては従来と同様の動作を可能とする。

蓄電装置１０は、図２に示すように、配線機構１１と蓄電機構１２と制御コントローラ１３と表示操作部１４とを備える。配線機構１１は、太陽光発電システム１の電力線７に設けられるもので、電力線７から蓄電機構１２への分岐回路を形成し、ソーラーパネル２とパワコン３と蓄電機構１２との間での電路を切り替え可能に形成する。蓄電機構１２は、ソーラーパネル２で創り出した電力を適宜充電するとともに、その電力を適宜放電して使用可能とする。制御コントローラ１３は、配線機構１１における電路の切り替え等を制御することで、蓄電機構１２での充電や放電の動作を制御する。

配線機構１１は、筐体２１に電路を収容して構成されている。筐体２１には、収容する電路の外部への入出力端子となる第１入力部２２と第１出力部２３と第２入力部２４と第２出力部２５と充電接続部２６とが設けられている。

第１入力部２２は、取り付けの対象とする発電装置（実施例１ではソーラーパネル２）において、複数のストリングのうちの充電に用いるストリングに繋がれた電力線の発電装置側が接続される。実施例１では、充電対象とする第１ストリングＳ１から伸びる第１電力線７１が中間で切断され、その第１電力線７１において第１ストリングＳ１に繋がれた側の第１電力線７１における切断された端部が第１入力部２２に接続される（図３等参照）。このため、第１入力部２２は、充電の対象とする第１ストリングＳ１が創り出した電力の配線機構１１への入力部となる。

第１出力部２３は、第１入力部２２に接続された電力線のパワコン３側が接続される。実施例１では、中間で切断された第１電力線７１においてパワコン３に繋がれた側の第１電力線７１における切断された端部が第１出力部２３に接続される（図３等参照）。このため、第１出力部２３は、充電の対象とする第１ストリングＳ１が創り出した電力のパワコン３への出力部となる。

第２入力部２４は、パワコン３において、充電に用いるストリングと一組とされたストリングに繋がれた電力線の発電装置側が接続される。実施例１では、パワコン３において、充電対象となる第１電力線７１と一組とされた第２電力線７２が中間で切断され、その第２電力線７２において第２ストリングＳ２に繋がれた側の切断された端部が第２入力部２４に接続される（図３等参照）。このため、第２入力部２４は、パワコン３において第２ストリングＳ２と一組で扱われる第２ストリングＳ２が創り出した電力の配線機構１１への入力部となる。

第２出力部２５は、第２入力部２４に接続された電力線のパワコン３側が接続される。実施例１では、中間で切断された第２電力線７２においてパワコン３に繋がれた側の第２電力線７２における切断された端部が第２出力部２５に接続される（図３等参照）。このため、第２出力部２５は、充電の対象とする第１ストリングＳ１とパワコン３において一組とされた第２ストリングＳ２が創り出した電力のパワコン３への出力部となる。

充電接続部２６は、蓄電機構１２が接続される。実施例１の充電接続部２６は、蓄電機構１２に繋がれた接続線２７が接続される。このため、充電接続部２６は、充電接続部２６への充電のための電力の出力部となるとともに、充電接続部２６から放電された電力の入力部となる。

配線機構１１では、筐体２１内に、第１入力部２２から伸びる第１電線３１と、第１電線３１の端部に設けられた切替スイッチ３２と、切替スイッチ３２と第１出力部２３とを繋ぐ第２電線３３と、切替スイッチ３２と充電接続部２６とを繋ぐ第３電線３４と、第２入力部２４と第２出力部２５とを繋ぐ第４電線３５と、が設けられている。切替スイッチ３２は、第１スイッチ部３２ａと、第２スイッチ部３２ｂと、両スイッチ部３２ａ、３２ｂを繋ぐ第１経路３２ｃと、第１スイッチ部３２ａと第２電線３３とを繋ぐ第２経路３２ｄと、を有する。

第１スイッチ部３２ａは、第１電線３１に設けられた端子３２ｅと、第１経路３２ｃの第１スイッチ部３２ａ側の端部に設けられた端子３２ｆと、第２経路３２ｄの第１スイッチ部３２ａ側の端部に設けられた端子３２ｇと、端子３２ｅから伸びる接続子３２ｈと、を有する。第１スイッチ部３２ａは、端子３２ｅ、３２ｆを接続子３２ｈで接続して第１電線３１と第１経路３２ｃとを接続する状態と、端子３２ｅ、３２ｇを接続子３２ｈで接続して第１電線３１と第２経路３２ｄとを接続する状態（図５参照）と、の切り替えが可能とされている。

第２スイッチ部３２ｂは、第１経路３２ｃの第２スイッチ部３２ｂ側の端部に設けられた端子３２ｉと、第２電線３３の端部に設けられた端子３２ｊと、第３電線３４の端部に設けられた端子３２ｋと、端子３２ｋから伸びる接続子３２ｍと、を有する。第２スイッチ部３２ｂは、端子３２ｉ、３２ｋを接続子３２ｍで接続して第１経路３２ｃと第３電線３４とを接続する状態と、端子３２ｊ、３２ｋを接続子３２ｍで接続して第２電線３３と第３電線３４とを接続する状態（図６参照）と、の切り替えが可能とされている。

切替スイッチ３２は、後述する駆動コントローラ４０の制御下で、第１スイッチ部３２ａと第２スイッチ部３２ｂとが連動されて、端子３２ｅ（第１電線３１）と端子３２ｊ（第２電線３３）と端子３２ｋ（第３電線３４）との接続状態を切り替える。切替スイッチ３２は、第１スイッチ部３２ａの端子３２ｅと端子３２ｆとを接続しつつ第２スイッチ部３２ｂの端子３２ｉと端子３２ｋとを接続する状態（図４参照）とすることで、両スイッチ部３２ａ、３２ｂおよび第１経路３２ｃを経て第１電線３１と第３電線３４とを導通させる。このとき、第１スイッチ部３２ａの端子３２ｇが開放されているので、第２電線３３から第２経路３２ｄへと電流が流れることが防止されている。

また、切替スイッチ３２は、第１スイッチ部３２ａの端子３２ｅと端子３２ｇとを接続しつつ第２スイッチ部３２ｂの端子３２ｉと端子３２ｋとを接続する状態（図５参照）とすることで、第１スイッチ部３２ａおよび第２経路３２ｄを経て第１電線３１と第２電線３３とを導通させる。このとき、第１スイッチ部３２ａの端子３２ｆが開放されているので、第３電線３４から第２スイッチ部３２ｂを経て第１経路３２ｃへと電流が流れることが防止されている。また、第２スイッチ部３２ｂの端子３２ｊが開放されているので、第３電線３４から第２スイッチ部３２ｂへと電流が流れることが防止されている。

さらに、切替スイッチ３２は、第１スイッチ部３２ａの端子３２ｅと端子３２ｆとを接続しつつ第２スイッチ部３２ｂの端子３２ｊと端子３２ｋとを接続する状態（図６参照）とすることで、第２スイッチ部３２ｂを経て第２電線３３と第３電線３４とを導通させる。このとき、第１スイッチ部３２ａの端子３２ｇが開放されているので、第２電線３３から第２経路３２ｄへと電流が流れることが防止されている。また、第２スイッチ部３２ｂの端子３２ｉが開放されているので、第１電線３１から第１スイッチ部３２ａを経て第１経路３２ｃへと電流が流れることが防止されている。

第１電線３１では、第１入力部２２と端子３２ｅ（切替スイッチ３２）との間に、逆流防止ダイオード３６と電圧測定部３７とが設けられている。逆流防止ダイオード３６は、第１電線３１において、端子３２ｅ（切替スイッチ３２）から第１入力部２２へと電流が流れることを防止する。電圧測定部３７は、第１電線３１の電圧を測定するもので、測定結果（第１電線３１の電圧）を示す電圧情報を後述する駆動コントローラ４０に出力する。

第３電線３４では、端子３２ｋ（切替スイッチ３２）と充電接続部２６との間に、ＤＣ/ＤＣコンバータ３８が設けられている。ＤＣ/ＤＣコンバータ３８は、第１入力部２２を経て入力された直流電力や充電接続部２６を経て入力された直流電力の電圧を、昇圧または降圧し、この昇圧または降圧した直流電力を出力する。ＤＣ/ＤＣコンバータ３８は、直流電力を昇圧または降圧することで、蓄電機構１２での充電や蓄電機構１２からの放電を可能とする。なお、ＤＣ/ＤＣコンバータ３８は、第１ストリングＳ１からの出力を最大とするためのＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を行うものとしてもよい。このＭＰＰＴ制御に関しては、公知であるので、詳細な説明は省略する。

第４電線３５では、逆流防止ダイオード３９が設けられている。逆流防止ダイオード３９は、第４電線３５において、第２出力部２５から第２入力部２４へと電流が流れることを防止するもので、逆流防止部として機能する。

配線機構１１では、筐体２１内に、駆動コントローラ４０が設けられている。駆動コントローラ４０は、切替スイッチ３２やＤＣ/ＤＣコンバータ３８の動作を、電圧測定部３７からの電圧情報や蓄電機構１２の後述するＢＭＳ４２からのバッテリー情報に基づいて制御する。駆動コントローラ４０は、その制御により、第１入力部２２に接続された第１ストリングＳ１からの電力を蓄電機構１２（その後述する蓄電池本体４１）に充電させたり、第１ストリングＳ１からの電力をパワコン３に送ったり、蓄電機構１２に充電された電力をパワコン３に送ったりする。

蓄電機構１２は、蓄電池本体４１とＢＭＳ（Battery Management System）４２とを有する。蓄電池本体４１は、電力を蓄えること（充電）や、蓄えた電力を放出すること（放電）が可能とされたものである。ＢＭＳ４２は、蓄電池本体４１における過放電や過充電等を防止するための制御を行うもので、蓄電池本体４１の充電量や温度等のバッテリー情報を取得し、そのバッテリー情報を駆動コントローラ４０に出力する。

制御コントローラ１３は、プログラムを記憶させたコンピュータで形成され、分電盤４（そのCTセンサ）や配線機構１１（その駆動コントローラ４０）や蓄電機構１２（そのＢＭＳ４２）や表示操作部１４と無線や有線で通信することが可能とされている。制御コントローラ１３は、内蔵する内部メモリ１３ａに記憶したプログラムに基づいて、駆動コントローラ４０を制御すること、すなわち駆動コントローラ４０を介して配線機構１１の切替スイッチ３２やＤＣ/ＤＣコンバータ３８の動作を制御することが可能とされている。制御コントローラ１３は、ＢＭＳ４２からのバッテリー情報と、電圧測定部３７からの電圧情報と、分電盤４（CTセンサ）からの取得情報と、が入力される。そして、制御コントローラ１３は、これらの情報に基づいて、駆動コントローラ４０を適宜制御する。このため、制御コントローラ１３は、駆動コントローラ４０による蓄電機構１２の充放電の動作において、通常とは異なる動作を行うことができる。

また、制御コントローラ１３は、蓄電機構１２を放電させている際、分電盤４からの取得情報に基づいて蓄電機構１２の放電量を制御する。すなわち、制御コントローラ１３は、取得情報に基づく分電盤４からの負荷５で必要となる電力量に合わせた放電量となるようにＤＣ/ＤＣコンバータ３８の動作を制御させる信号を、駆動コントローラ４０に出力する。これにより、蓄電機構１２（その蓄電池本体４１）に充電した電力を効率良く使用することができる。これは、このような制御を行わないと、蓄電機構１２から最大放電量で電力を放出することとなるので、短時間で蓄電機構１２が放電下限値となってしまうことによる。この制御コントローラ１３は、駆動コントローラ４０と協働して、後述するように第１電路ＥＬ１と第２電路ＥＬ２と第３電路ＥＬ３との切り替えを制御する制御部として機能する。

表示操作部１４は、プログラムを記憶させたコンピュータで形成し、本実施例では、スマートフォンで形成する。表示操作部１４は、制御コントローラ１３の制御下で、蓄電装置１０の動作状況やソーラーパネル２の発電量や蓄電機構１２の充電量等を表示する。表示操作部１４は、蓄電装置１０の操作のためのアイコン等が適宜表示させることで、タッチパネルの機能を利用して蓄電装置１０の操作部としても機能する。表示操作部１４は、蓄電機構１２に充電した電力を負荷５で使用することや、その電力を売電すること等とする動作の切り替え操作が可能とされている。なお、表示操作部１４は、制御コントローラ１３と組み合わせて構成してもよく、表示部と操作部とを分けて構成してもよく、表示部と操作部との一方と制御コントローラ１３とを組み合わせて構成してもよく、実施例１の構成に限定されない。また、表示操作部１４は、ソーラーパネル２からの電力を負荷５で使用することや、その電力を売電することや、その電力を蓄電機構１２に充電することの動作の切り替え操作を可能としてもよい。

次に、この蓄電装置１０を太陽光発電システム１への取り付けについて説明する。実施例１では、太陽光発電システム１において、ソーラーパネル２の４つのストリングＳのうち第１ストリングＳ１を充電対象とする。

先ず、図３に示すように、太陽光発電システム１において、充電対象とする第１ストリングＳ１からの第１電力線７１を中間で切断し、その切断した両端部のそれぞれに接続端子４３を取り付ける。また、パワコン３において、第１ストリングＳ１と一組とされている第２ストリングＳ２からの第２電力線７２を中間で切断し、その切断した両端部にもそれぞれ接続端子４３を取り付ける。この各接続端子４３は、第１入力部２２や第１出力部２３や第２入力部２４や第２出力部２５への接続が可能とされている。

そして、図４に示すように、第１ストリングＳ１（ソーラーパネル２）に繋がれた側の第１電力線７１の接続端子４３を、配線機構１１の筐体２１の第１入力部２２に接続するとともに、パワコン３に繋がれた側の第１電力線７１の接続端子４３を、筐体２１の第１出力部２３に接続する。これにより、配線機構１１がソーラーパネル２の第１ストリングＳ１からの第１電力線７１の途中に介在される。また、筐体２１の充電接続部２６には、接続線２７を介して蓄電機構１２が接続されている。

また、第２ストリングＳ２（ソーラーパネル２）に繋がれた側の第２電力線７２の接続端子４３を、配線機構１１の筐体２１の第２入力部２４に接続するとともに、パワコン３に繋がれた側の第２電力線７２の接続端子４３を、筐体２１の第２出力部２５に接続する。これにより、配線機構１１がソーラーパネル２の第２ストリングＳ２からの第２電力線７２の途中に介在される。すると、第２ストリングＳ２は、第２電力線７２、接続端子４３、第２入力部２４、第４電線３５、第２出力部２５、接続端子４３および第２電力線７２を介して、パワコン３に接続される。このため、第２入力部２４、第４電線３５、第２出力部２５が、第２ストリングＳ２（ソーラーパネル２）からパワコン３への第４電路ＥＬ４となる。

これにより、蓄電装置１０が太陽光発電システム１に取り付けられる。このように、蓄電装置１０は、太陽光発電システム１に簡単に取り付けることができる。次に、この蓄電装置１０の動作について説明する。実施例１の蓄電装置１０では、基本的にソーラーパネル２からの電力を蓄電機構１２で充電するものとされており、蓄電機構１２が満充電（許容最大値）となるとソーラーパネル２からの電力を売電する設定とされている。

駆動コントローラ４０は、電圧情報により第１電線３１の電圧が所定値（充電可能な最低値）を超えるとともにバッテリー情報により蓄電池本体４１の充電量が許容最大値に達していない場合、切替スイッチ３２において第１電線３１と第３電線３４とを導通させるとともに、ＤＣ/ＤＣコンバータ３８を蓄電池本体４１の充電の動作とする。すると、第１ストリングＳ１は、第１電力線７１、接続端子４３、第１入力部２２、第１電線３１、第１スイッチ部３２ａ、第１経路３２ｃ、第２スイッチ部３２ｂ、第３電線３４、充電接続部２６および接続線２７を介して、蓄電機構１２に接続される。これにより、第１入力部２２、第１電線３１、第１スイッチ部３２ａ、第１経路３２ｃ、第２スイッチ部３２ｂ、第３電線３４、充電接続部２６が、第１ストリングＳ１（ソーラーパネル２）から蓄電機構１２への第２電路ＥＬ２となる。これにより、第１ストリングＳ１（ソーラーパネル２）で創り出した電力が、配線機構１１を経て蓄電機構１２（その蓄電池本体４１）に充電される。なお、このソーラーパネル２からの電力の蓄電機構１２での充電は、時間帯で設定する等のように予め設定されていてもよく、実施例１の構成に限定されない。

このとき、第２ストリングＳ２は、配線機構１１において第４電路ＥＬ４が形成されることで、パワコン３に接続されている。そして、パワコン３において第２ストリングＳ２と一組とされた第１ストリングＳ１に繋がる第１電力線７１のパワコン３に繋がれた側が、接続端子４３、第１出力部２３、第２電線３３を介して接続された切替スイッチ３２の端子３２ｊが開放されているので、第２電線３３から第２スイッチ部３２ｂへと電流が流れることが防止されている。このため、第２ストリングＳ２で創り出した電力は、第１電力線７１から配線機構１１に逆流することなく、パワコン３に出力される。すなわち、第２ストリングＳ２で創り出した電力は、第１ストリングＳ１で創り出した電力と合流されないことを除くと、蓄電装置１０を取り付ける前と同様にパワコン３に出力されて、負荷５で適宜使用されるとともに、電力計６を経て商用電力系統Ｅへと適宜売電される。また、第３ストリングＳ３および第４ストリングＳ４は、蓄電装置１０を取り付ける前と何らの変化がないので、創り出した電力がパワコン３に出力されて、負荷５で適宜使用されるとともに、電力計６を経て商用電力系統Ｅへと適宜売電される。

また、駆動コントローラ４０は、上記した充電を行っていて、バッテリー情報により蓄電池本体４１の充電量が許容最大値に達すると、図５に示すように、切替スイッチ３２において第１電線３１と第２電線３３とを導通させるとともにＤＣ/ＤＣコンバータ３８の蓄電池本体４１の充電の動作を停止する。すると、第１ストリングＳ１は、第１電力線７１、接続端子４３、第１入力部２２、第１電線３１、第１スイッチ部３２ａ、第２経路３２ｄ、第２電線３３、第１出力部２３、接続端子４３および第１電力線７１を介して、パワコン３に接続される。このため、第１入力部２２、第１電線３１、第１スイッチ部３２ａ、第２経路３２ｄ、第２電線３３、第１出力部２３が、第１ストリングＳ１からパワコン３への第１電路ＥＬ１となる。これにより、第１ストリングＳ１で創り出した電力は、配線機構１１を経てパワコン３に出力される。この状態は、配線機構１１を経ることを除くと、蓄電装置１０を取り付ける前と同様である。このため、第１ストリングＳ１で創り出した電力は、他のストリング（Ｓ２からＳ４）で創り出した電力とともに、電力計６を経て商用電力系統Ｅへと売電される。なお、第１ストリングＳ１で創り出した電力は、他のストリング（Ｓ２からＳ４）で創り出した電力とともに、負荷５で適宜使用されるものとしてもよい。この場合、第１ストリングＳ１で創り出した電力の使用または売電は、表示操作部１４への操作で設定可能とすることで、使用と売電とを適宜切り替えることができる。

さらに、駆動コントローラ４０は、第１ストリングＳ１からの電力で蓄電機構１２を充電している際に充電に適さない状態となると、切替スイッチ３２において第１電線３１と第２電線３３とを導通させるとともにＤＣ/ＤＣコンバータ３８を蓄電機構１２の充電の動作を停止して、配線機構１１で第１電路ＥＬ１を形成する。この充電に適さない状態は、電圧情報により第１電線３１の電圧が所定値を下回る、ＢＭＳ４２からのバッテリー情報により温度や電圧値が許容値を超える等により蓄電機構１２（蓄電池本体４１）が充電に適さない状態となる、またはバッテリー情報が取得できなくなる等で判断する。これにより、蓄電機構１２を保護しつつ、各ストリング（Ｓ１からＳ４）で創り出した電力を、電力計６を経て商用電力系統Ｅへと売電できる。なお、このときも上記した場合と同様に、負荷５で適宜使用するものとしてもよい。

次に、ソーラーパネル２が発電していない場面において、表示操作部１４への操作により蓄電機構１２に充電した電力を使用することが選択されたものとする。すると、駆動コントローラ４０は、図６に示すように、電圧情報により第１電線３１の電圧が所定値を下回るとともにバッテリー情報により蓄電機構１２（蓄電池本体４１）の充電量が許容最低値に達していない場合、切替スイッチ３２において第２電線３３と第３電線３４とを導通させるとともにＤＣ/ＤＣコンバータ３８を蓄電機構１２の放電の動作とする。すると、蓄電機構１２は、接続線２７、充電接続部２６、第３電線３４、第２スイッチ部３２ｂ、第２電線３３、第１出力部２３、接続端子４３および第１電力線７１を介して、パワコン３に接続される。このため、充電接続部２６、第３電線３４、第２スイッチ部３２ｂ、第２電線３３、第１出力部２３が、蓄電機構１２からパワコン３への第３電路ＥＬ３となる。

ここで、ソーラーパネル２が発電していない場面であることから、第１ストリングＳ１と同様に第２ストリングＳ２も発電していない。すると、パワコン３では、第１ストリングＳ１と第２ストリングＳ２とが一組とされているので、第１電力線７１を介して蓄電機構１２から電力が送られると、第２電力線７２から配線機構１１の第４電路ＥＬ４を通って第２ストリングＳ２へと電流が逆流する虞がある。しかしながら、配線機構１１は、第４電路ＥＬ４における第４電線３５に逆流防止ダイオード３９を設けているので、蓄電機構１２から第２ストリングＳ２への電流の逆流を防止できる。これにより、第２ストリングＳ２が、逆流に起因して何らかの不具合が生じることを防止できる。パワコン３は、第１ストリングＳ１から電力が送られてきた場合と同様に、蓄電機構１２から送られてきた電力を、負荷５での使用または商用電力系統Ｅへの売電のために変換する。これにより、蓄電機構１２に充電した電力を、負荷５で適宜使用できるとともに電力計６を経て商用電力系統Ｅへと適宜売電できる。なお、この蓄電機構１２に充電した電力の使用または売電は、時間帯で設定する等のように予め設定されていてもよく、実施例１の構成に限定されない。

次に、商用電力系統Ｅからの電力を使用しない設定（下記の動作で不足する場合には使用する）とされて、蓄電機構１２の充電量が十分（充電量が許容最小値を超えている）であって、ソーラーパネル２からの発電量が変化する場面における動作の一例を説明する。この例では、朝方であって、時間の経過とともに発電量が増加するものとする。この場合、駆動コントローラ４０は、電圧情報により第１電線３１の電圧が所定値を下回ると、ソーラーパネル２が発電していない（発電量が小さい場合も含む）ものと判断する。すると、駆動コントローラ４０は、バッテリー情報により蓄電機構１２（蓄電池本体４１）の充電量が許容最低値に達していないため、切替スイッチ３２において第２電線３３と第３電線３４とを導通させるとともにＤＣ/ＤＣコンバータ３８を蓄電機構１２の放電の動作とする。これにより、配線機構１１において第３電路ＥＬ３（図６参照）が形成され、蓄電機構１２に充電した電力がパワコン３に出力されて、負荷５で適宜使用されるとともに、電力計６を経て商用電力系統Ｅへと適宜売電される。

その後、日が昇りソーラーパネル２から十分な発電量が得られるようになったものとする。すると、駆動コントローラ４０は、電圧情報により第１電線３１の電圧が所定値を上回るので、充電する設定となっているか否かを判断する。充電する設定の場合、駆動コントローラ４０は、バッテリー情報により蓄電機構１２（蓄電池本体４１）の充電量が許容最大値に達していないと、切替スイッチ３２において第１電線３１と第３電線３４とを導通させるとともにＤＣ/ＤＣコンバータ３８を蓄電池本体４１の充電の動作とする。これにより、配線機構１１において第２電路ＥＬ２（図４参照）が形成され、第１ストリングＳ１で創り出した電力が、配線機構１１を経て蓄電機構１２（その蓄電池本体４１）に充電される。充電しない設定の場合、駆動コントローラ４０は、切替スイッチ３２において第１電線３１と第２電線３３とを導通させるとともにＤＣ/ＤＣコンバータ３８の蓄電池本体４１の充電の動作を停止する。これにより、配線機構１１において第１電路ＥＬ１（図５参照）が形成され、第１ストリングＳ１で創り出した電力が、配線機構１１を経てパワコン３に出力されて、負荷５で適宜使用されるとともに、電力計６を経て商用電力系統Ｅへと適宜売電される。

このように、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２からパワコン３への電力線（７１から７４）の途中に配線機構１１が介在されると、配線機構１１における第１電路ＥＬ１と第２電路ＥＬ２と第３電路ＥＬ３とを制御コントローラ１３および駆動コントローラ４０により切り替える。すると、太陽光発電システム１では、蓄電装置１０が蓄電機構１２に充電する場合、配線機構１１においてソーラーパネル２から蓄電機構１２への第２電路ＥＬ２が形成されることで、蓄電装置１０が取り付けられる前のソーラーパネル２が発電していない状態と同様となる。また、太陽光発電システム１では、蓄電装置１０が蓄電機構１２に充電しない場合、配線機構１１においてソーラーパネル２からパワコン３への第１電路ＥＬ１が形成されることで、蓄電装置１０が取り付けられる前のソーラーパネル２が発電している状態と同様となる。さらに、太陽光発電システム１では、蓄電装置１０が蓄電機構１２を放電する場合、配線機構１１において蓄電機構１２からパワコン３への第３電路ＥＬ３が形成されることで、蓄電装置１０が取り付けられる前のソーラーパネル２が発電している状態と同様となる。

このように、太陽光発電システム１では、蓄電装置１０の取り付けの有無に拘わらず、パワコン３への送電の有無に応じて動作することで、負荷５で適宜電力を使用できるとともに、電力計６を経て商用電力系統Ｅへと適宜売電できる。よって、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２からパワコン３への電力線（７１から７４）の途中に配線機構１１を介在させるだけで、パワコン３を始めとして太陽光発電システム１の各構成部の変更を招くことなく、ソーラーパネル２からの電力を適宜充電し放電させての使用を可能とする。

特に、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２が有する４つのストリングＳのうちの１つである第１ストリングＳ１から伸びる第１電力線７１の途中に配線機構１１を介在させて、第１ストリングＳ１が創り出した電力のみを蓄電機構１２への充電の対象としている。ここで、従来の蓄電装置は、１つのソーラーパネル２が創り出した電力を一纏めとして扱っているので、日中に偏って創り出される大きな電力を所定の割合で切り分けて利用することが困難である。これに対して、蓄電装置１０は、第１ストリングＳ１が創り出した電力のみを蓄電機構１２への充電の対象としているので、ソーラーパネル２からの電力の４分の１を蓄電機構１２の充電に利用しつつ残りの４分の３を他の用途（負荷５での使用や売電）に利用することができる。

これにより、蓄電装置１０は、例えば、日中は蓄電機構１２で充電しかつソーラーパネル２が発電しない時間帯に蓄電機構１２に充電した電力を利用することで、日中は発電量の４分の３を利用可能としつつ発電しない時間帯でも発電量の約４分の１を利用可能とすることができる。このため、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２におけるピークの発電量を低減させるとともに電力を創り出す時間帯を拡げることができ、実質的に発電の態様を均すことができる。加えて、蓄電装置１０は、日中であっても第１電路ＥＬ１とすることで、蓄電機構１２で充電せずに従来と同様に全ての電力を利用することもできる。よって、蓄電装置１０は、簡易な構成でソーラーパネル２が創り出す電力を所定の割合で切り分けて利用することができ、創り出された電力の利用の自由度を高めることができる。

加えて、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２の４つのストリングＳのうちの１つの第１ストリングＳ１から伸びる第１電力線７１の途中に配線機構１１を介在させて、第１ストリングＳ１が創り出した電力のみを蓄電機構１２への充電の対象としている。このため、蓄電装置１０は、蓄電機構１２やＤＣ/ＤＣコンバータ３８の容量を小さくすることができ、小型化やコストを低減することができる。

本開示に係る眼科装置の実施例１の蓄電装置１０は、以下の各作用効果を得ることができる。

蓄電装置１０は、発電装置としてのソーラーパネル２が創り出した電力を充電する蓄電機構１２と、ソーラーパネル２からパワコン３への第１電路ＥＬ１とソーラーパネル２から蓄電機構１２への第２電路ＥＬ２と蓄電機構１２からパワコン３への第３電路ＥＬ３とを形成する配線機構１１と、を備える。そして、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２からパワコン３への電力線（７１から７４）の途中に配線機構１１が介在され、制御部としての制御コントローラ１３および駆動コントローラ４０により、配線機構１１における第１電路ＥＬ１と第２電路ＥＬ２と第３電路ＥＬ３とを切り替える。これにより、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２からパワコン３への電力線の途中に配線機構１１を介在させるだけで、パワコン３の変更を招くことなく、ソーラーパネル２が作り出した電力を蓄電機構１２に適宜充電し、適宜放電して利用することを可能とする。

特に、実施例１の蓄電装置１０は、ソーラーパネル２に繋がれた電力線（７１から７４）の途中に配線機構１１を介在させて第２電路ＥＬ２を形成し、ソーラーパネル２からの直流電力をＤＣ/ＤＣコンバータ３８を介して蓄電機構１２で充電する。このため、実施例１の蓄電装置１０は、例えば直流から交流に変換した後に再び直流に変換することのように変換効率に起因して電力が低減することを防止でき、より効率良く充電することができる。

蓄電装置１０は、配線機構１１が、ソーラーパネル２が有する複数のストリングＳのうちの単一のストリングＳ（実施例１では４つのストリングＳのうちの第１ストリングＳ１）から伸びる第１電力線７１の途中に介在される。このため、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２が創り出す電力のうちの一部を蓄電機構１２で充電するとともに、他部を従来と同様に負荷５で適宜使用したり電力計６を経て商用電力系統Ｅへと適宜売電したりして利用できる。よって、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２が創り出す電力を所定の割合で切り分けて利用することができ、その電力の利用の自由度を高めることができる。

蓄電装置１０は、配線機構１１が、パワコン３において第１ストリングＳ１と一組とされた第２ストリングＳ２から伸びる電力線（第１電力線７１）の途中に介在されることで、パワコン３から第２ストリングＳ２への電流の逆流を防止する逆流防止部（実施例１では逆流防止ダイオード３９）を設けた第４電路ＥＬ４を形成する。このため、蓄電装置１０は、ソーラーパネル２が発電していない場面で、蓄電機構１２に充電した電力をパワコン３に送っても、蓄電機構１２から第２ストリングＳ２への逆流を防止でき、第２ストリングＳ２での不具合の発生を防止しつつ蓄電機構１２で充電した電力を使用したり売電したりできる。

蓄電装置１０は、制御コントローラ１３および駆動コントローラ４０が、ソーラーパネル２での発電量と蓄電機構１２の状態とに応じて、配線機構１１における第１電路ＥＬ１と第２電路ＥＬ２と第３電路ＥＬ３とを切り替える。このため、蓄電装置１０は、充電に適した状態では第２電路ＥＬ２とすることでソーラーパネル２からの電力で蓄電機構１２を充電することができるとともに、充電に適さない状態では第１電路ＥＬ１とすることで従来と同様にソーラーパネル２からの電力を利用することができる。また、蓄電装置１０は、放電に適した状態では第３電路ＥＬ３とすることで、蓄電機構１２に充電した電力を利用することができ、放電に適さない状態では第１電路ＥＬ１とすることで、従来と同様にソーラーパネル２からの電力を利用することができる。

したがって、本発明に係る蓄電装置１０は、発電装置としてのソーラーパネル２が設けられた住宅等に対して、簡易に取り付けることができる。

以上、本開示の蓄電装置を各実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については各実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、蓄電装置１０が発電装置（ソーラーパネル２）で創り出した電力のみを充電するものとしている。しかしながら、蓄電装置１０は、商用電力系統Ｅからの電力を充電するものとしてもよく、実施例１の構成に限定されない。この場合、蓄電装置１０は、例えば、安価な夜間電力を充電し、その充電した電力を昼間に使用することで、より経済的に電力を使用することができる。

また、実施例１では、蓄電装置１０の配線機構１１が、第２ストリングＳ２（ソーラーパネル２）からパワコン３への第４電路ＥＬ４を形成可能としている、しかしながら、取り付ける太陽光発電システム（１）のパワコン３が２つのストリングを一組とするものではない、または一組とされた他方のストリングにも第１電路ＥＬ１から第３電路ＥＬ３を形成するように配線機構１１を設けるものとすれば、第４電路ＥＬ４を形成しなくてもよく、実施例１の構成に限定されない。加えて、取り付ける太陽光発電システム（１）のパワコン３が３つ以上のストリングを一組とするものである場合には、配線機構（１１）を一組とするストリングの数に合わせて第４電路ＥＬ４と同様の電路を形成できる構成として、それらから伸びる電力線にも配線機構（１１）を介在させることが望ましい。

さらに、実施例１では、発電装置（ソーラーパネル２）に対して単一の蓄電装置１０を設けるものとしている。しかしながら、蓄電装置１０は、発電装置に対して複数設けてもよく、実施例１の構成に限定されない。このため、蓄電装置１０は、単一の発電装置に対して、それが有するストリングの数だけ取り付けることができるので、容易に任意の受電容量とすることができる。

実施例１では、配線機構１１において、第１電線３１のみに電圧測定部３７を設けている。しかしながら、蓄電装置１０は、配線機構１１の第４電線３５にも電圧測定部（３７）を設けるものとしてもよい。この場合、第２ストリングＳ２での発電量も併せて取得できるので、より適切に制御できるとともにより効率良く発電装置（ソーラーパネル２）で創り出した電力を利用できる。これは、次のことによる。第１電線３１のみに電圧測定部３７を設けている場合、ソーラーパネル２が発電しているか否かを、第１ストリングＳ１の発電量のみで判断することとなる。このため、第２ストリングＳ２での発電量も併せて取得することで、より適切にソーラーパネル２が発電しているか否かを判断できる。

ここで、第１ストリングＳ１と第２ストリングＳ２とでは、実施例１のように同一のソーラーパネル２に同じ大きさ（発電面積）で隣接して設けられていても、発電量が必ずしも一致していない。このため、第１ストリングＳ１では発電しておらず（所定値よりも小さい発電量も含む）、かつ第２ストリングＳ２では発電している場合がある。ここで、例えば、ソーラーパネル２が発電している場合にはその電力を利用し、ソーラーパネル２が発電しなくなると蓄電機構１２に充電した電力を利用する設定としている場合、第１電線３１のみに電圧測定部３７を設けていると第１ストリングＳ１では発電していないことから、第２ストリングＳ２の発電の有無に拘わらず、第３電路ＥＬ３を形成して蓄電機構１２に充電した電力を利用することとなる。すると、蓄電機構１２からの電力に対して第２ストリングＳ２からの電力が小さく、それらの電力の差が大きいと、第２ストリングＳ２からの電力を実質的に利用できなくなって蓄電機構１２からの電力のみがパワコン３から出力されてしまう場合がある。このため、創り出された第２ストリングＳ２からの電力を利用できなくなってしまう。これに対して、第２ストリングＳ２の発電量も併せて取得していれば、第２ストリングＳ２が発電していると判断できるので、例えば、蓄電機構１２からの電力の利用を待つ等のように第２ストリングＳ２からの電力を利用できるように制御することができる。これにより、第４電線３５にも電圧測定部（３７）を設けることで、第２ストリングＳ２からの電力を利用できるようにより適切に制御できるとともにより効率良く発電装置（ソーラーパネル２）で創り出した電力を利用できる。

実施例１では、配線機構１１が図２に示す構成とされている。しかしながら、配線機構１１は、ソーラーパネル２からパワコン３への電力線（７１から７４）の途中に介在された状態で、ソーラーパネル２からパワコン３への第１電路ＥＬ１と、ソーラーパネル２から蓄電機構１２への第２電路ＥＬ２と、蓄電機構１２からパワコン３への第３電路ＥＬ３と、が切り替え可能とされていればよく、実施例１の構成に限定されない。

実施例１では、蓄電池が設けられていない太陽光発電システム１に蓄電装置１０を取り付ける例を示している。しかしながら、蓄電装置１０は、既に蓄電池が設けられている太陽光発電システム（１）に取り付けるものとしてもよい。この場合であっても、太陽光発電システム（１）は取り付けられる前と同様に動作することを可能としつつ蓄電池を増設することが可能となり、実施例１と同様の効果を得ることができる。

実施例１では、分電盤４にCTセンサが設けられて負荷５で必要となる電力量の取得が可能とされており、その取得情報が制御コントローラ１３に出力されるものとしている。しかしながら、制御コントローラ１３が、負荷５で必要となる電力量の取得するものであればよく、実施例１の構成に限定されない。この他の方法としては、例えば、電力計６に代えて、売電量や買電量の計測とともに負荷５で必要となる電力量の取得が可能であって、それらのデータを無線または有線で送信することが可能なスマートメータを設けることがあげられる。

２（発電装置の一例としての）ソーラーパネル３パワコン１０蓄電装置１１配線機構１２蓄電機構１３（制御部の一例としての）制御コントローラ３９（逆流防止部の一例としての）逆流防止ダイオード４０（制御部の一例としての）駆動コントローラ７１（電力線の一例としての）第１電力線７２（電力線の一例としての）第２電力線７３（電力線の一例としての）第３電力線７４（電力線の一例としての）第４電力線ＥＬ１第１電路ＥＬ２第２電路ＥＬ３第３電路ＥＬ４第４電路ＳストリングＳ１第１ストリングＳ２第２ストリング

Claims

発電装置が自然エネルギーから創り出した電力を充電する蓄電機構と、
前記発電装置からパワコンへの電力線の途中に介在されることで、前記発電装置から前記パワコンへの第１電路と前記発電装置から前記蓄電機構への第２電路と前記蓄電機構から前記パワコンへの第３電路とを形成する配線機構と、
前記配線機構における前記第１電路と前記第２電路と前記第３電路との切り替えを制御する制御部と、を備えることを特徴とする蓄電装置。
前記配線機構は、前記発電装置が有する複数のストリングのうちの単一のストリングから伸びる前記電力線の途中に介在されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
前記配線機構が介在された前記ストリングを第１ストリングとして、
前記配線機構は、前記パワコンにおいて前記第１ストリングと一組とされた第２ストリングから伸びる前記電力線の途中に介在されることで、前記パワコンから前記第２ストリングへの逆流を防止する逆流防止部を設けた第４電路を形成することを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
前記制御部は、前記発電装置での発電量と前記蓄電機構の状態とに応じて、前記配線機構における前記第１電路と前記第２電路と前記第３電路とを切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の蓄電装置。