JP3581093B2 - 太陽光発電システム用パワーコンディショナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池により得られた直流電力を交流電力に変換して、商用系統電源に連系する太陽光発電システム用パワーコンディショナに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、太陽光発電システム用パワーコンディショナは、主回路としてのインバータ部と、インバータ駆動回路部と、制御回路部と、表示部と、リモートコントローラとを備え、それら各部に必要な電力を太陽電池からのみ供給している。また、上記表示部が本体に備え付けられている場合と、上記表示部がリモートコントローラに備え付けられている場合とがある。
【0003】
従来、上記表示部がリモートコントローラに備え付けられた第1の太陽光発電システム用パワーコンディショナとしては、図13に示すものがある。この第1の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、太陽電池101により得られた直流電力を交流電力に変換するインバータ部102と、そのインバータ部102を駆動するインバータ駆動回路104,105と、インバータ駆動回路104,105を制御する制御回路107と、パワーコンディショナの出力電力や積算電力量など動作状態の表示を行う表示部(図示せず)を有するリモートコントローラ108と、各回路に電力を供給する電源回路106で構成されている。また、上記インバータ部102は、高周波インバータ109と、トランス110と、ダイオードブリッジ111と、DCフィルタ回路112と、低周波インバータ113と、ACフィルタ回路114と、連系リレー115とで構成されている。上記電源回路106は、パワーコンディショナの入力である太陽電池101の発電電力をそれぞれの回路に必要な電圧値に直流−直流変換して電力を供給する。
【0004】
また、従来の第2の太陽光発電システム用パワーコンディショナとしては、太陽電池発電時はその電力により動作し、夜間などの太陽電池が発電しないときは商用系統電源から電力を供給するものがある。この第2の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、図13に示す第1の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成に、さらに電源回路を追加した構成である。すなわち、上記第2の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、太陽電池の発電電力をそれぞれの回路に必要な電圧値に直流−直流変換して電力を供給する第1電源回路と、商用系統電源から交流−直流変換し、制御回路および表示部へ電力を供給する第2電源回路の2つの電源系統を有し、太陽電池が発電している場合は、太陽電池側の第1電源回路から供給し、夜間など太陽電池が発電しない場合は、商用系統電源側の第2電源回路から供給する。そうすることによって、夜間、表示部は、第2電源回路により駆動され、夜間でもデータの表示が可能である。なお、夜間など太陽電池が発電しない場合は、電力変換を行うインバータ部は動作する必要はないので、インバータ駆動回路には、商用系統電源側の第2電源回路からの電力供給は行わない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、太陽光発電システムは、太陽電池の発電電力を優先的に利用し、商用系統電源の消費電力を低減することを目的としている。したがって、太陽光発電システムの構成機器であるパワーコンディショナにおいて、回路駆動、制御、表示などの運転に必要な電力は、商用系統電源からではなく太陽電池から供給することが望ましい。
【0006】
しかしながら、図13に示す第1の太陽光発電システム用パワーコンディショナでは、夜間など太陽電池が発電していない場合に、システムが停止し、翌朝、太陽電池が再び発電を開始するまで停止したままで、積算電力量,期間電力量および異常発生時のエラー情報などの太陽光発電に関する情報を表示することができないという問題がある。
【0007】
また、上記第2の太陽光発電システム用パワーコンディショナでは、夜間など太陽電池が発電しないときに電力供給する商用系統電源側の第2電源回路を設けることによって、太陽光発電に関する情報を夜間に表示することは可能となるが、商用系統電源の消費電力が増大するという問題がある。例え常時表示せずに必要時のみ表示する場合においても、待機電力として消費され、商用系統電源の消費電力が増大する。さらに、本来電力を供給するためのシステムが電力を消費するという点においても矛盾する。
【0008】
そこで、この発明の目的は、夜間など太陽電池が発電していないときに商用系統電源側から電力供給されることなく、太陽光発電に関する情報を表示できる太陽光発電システム用パワーコンディショナを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、太陽電池により得られた直流電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を商用系統電源に連系しつつ負荷に供給するインバータ部と、太陽光発電に関する情報を表示する表示部とを備えた太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、上記太陽電池の出力電圧が所定電圧を越えているときは上記インバータ部の運転を行う一方、上記太陽電池の出力電圧が所定電圧以下のときは上記インバータ部の運転を停止するように上記インバータ部を制御する制御部と、上記太陽電池により得られた電力を上記インバータ部,上記制御部および上記表示部に供給する主電源部と、上記制御部により上記インバータ部の運転を停止するとき、上記表示部に表示すべき太陽光発電に関する情報を記憶する記憶部と、上記太陽電池が発電しない上記インバータ部の運転停止中、上記主電源部および上記商用電源電圧以外から上記表示部に電力を供給する補助電源部とを備え、上記補助電源部が上記商用系統電源と連系していないことを特徴としている。
【0010】
上記構成の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記太陽電池により得られた直流電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を商用系統電源に連系しつつ負荷に供給する上記インバータ部は、上記制御部によって、太陽電池の出力電圧が所定電圧を越えているときは運転を行う一方、日照量が減少して太陽電池の出力電圧が所定電圧以下のときは運転を停止する。そして、上記制御部によりインバータ部の運転を停止するとき、上記表示部に表示すべき太陽光発電に関する情報(積算電力量、期間電力量、二酸化炭素削減量の換算値、異常停止時のエラーコードなど)を上記記憶部に記憶する。また、上記太陽電池が発電しないインバータ部の運転停止中は、太陽電池により得られた電力を上記インバータ部,制御部および表示部に供給する上記主電源部に代わって、太陽光を必要としない商用系統電源以外の上記補助電源部により上記表示部に電力を供給する。したがって、夜間など太陽電池が発電していないときに商用系統電源側から電力供給されることなく、上記記憶部に記憶された太陽光発電に関する情報を読み出して表示部により表示することができる。
【0011】
また、一実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、上記表示部に表示を指示する表示指示部を備え、上記表示部は、上記インバータ部の運転中は、上記制御部から表示する太陽光発電に関する情報を受信して表示する一方、上記インバータ部の運転停止時は、表示を消した後、上記表示指示部の指示に基づいて上記記憶部に記憶された太陽光発電に関する情報を表示することを特徴としている。
【0012】
上記実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記インバータ部の運転中の表示部は、上記制御部から表示する太陽光発電に関する情報を受信して表示する。一方、上記インバータ部の運転停止時の表示部は表示を消し、その後は上記表示指示部の指示に基づいて上記記憶部に記憶された太陽光発電に関する情報を表示するので、必要なとき以外は表示を消して節電することができる。
【0013】
また、一実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、上記補助電源部が、上記インバータ部の運転中に上記太陽電池により得られた電力を蓄える蓄電手段を有することを特徴としている。
【0014】
上記実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記補助電源部に、上記インバータ部の運転中に太陽電池により得られた電力を蓄える上記蓄電手段を用いることによって、夜間など太陽電池が発電しない場合は、上記蓄電手段に蓄電された電力により、太陽光発電に関する情報を上記表示部により表示できる。
【0015】
また、一実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、上記蓄電手段が電気2重層コンデンサであることを特徴としている。
【0016】
上記実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記蓄電手段に電気2重層コンデンサを用いることによって、上記インバータ部の運転中に太陽電池により得られた電力を簡単な回路構成により容易に蓄えることができると共に、充放電を繰り返し行うことができ、充電式バッテリーのような寿命の問題がない。
【0017】
また、一実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、上記補助電源部が、発電手段として太陽電池を有することを特徴としている。
【0018】
上記実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記補助電源部に発電手段として太陽電池を用いることによって、夜間などのシステム用太陽電池が発電しない場合、屋内照明による上記発電手段として太陽電池の発電電力によって、太陽光発電システムの太陽光発電に関する情報を上記表示部により表示できる。
【0019】
また、一実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、上記補助電源部が、外部機器と接続するための外部機器接続手段であり、上記インバータ部の運転停止中、上記外部機器接続手段により接続された上記外部機器から電力が供給されることを特徴としている。
【0020】
上記実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記インバータ部の運転停止中、上記外部機器接続手段により接続された外部機器から電力が供給されるので、夜間など太陽電池が発電しない場合は、外部機器と接続することで外部機器から上記表示部に電力を供給できる。
【0021】
また、一実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、上記外部機器接続手段を介して接続された上記外部機器と通信を行う通信手段を備えたことを特徴としている。
【0022】
上記実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記外部機器接続手段を介して接続された情報処理端末などの外部機器と通信を行う通信手段によって、外部機器と情報交換することが可能となる。
【0023】
また、一実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、上記表示部および上記補助電源部を有し、本体と切り離し可能な有線式リモートコントローラを備え、上記有線式リモートコントローラが上記本体と切り離された後も単体で動作可能であることを特徴としている。
【0024】
上記実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、上記表示部および上記補助電源部を有する有線式リモートコントローラを本体から簡単に切り離し可能とすることによって、上記インバータ部の運転時は、有線を介して本体に接続しておき、通常の操作および表示(運転状態など)を行う一方、上記インバータ部の運転停止時は、本体と切り離し、任意の場所で表示したり外部機器と接続したりすることが可能となり、利便性が向上する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の太陽光発電システム用パワーコンディショナを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0026】
(第1実施形態)
図1はこの発明の実施の一形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図を示している。図1において、1は太陽電池、2は上記太陽電池1により得られた直流電力を交流電力に変換するインバータ部、3は上記インバータ部2が連系する商用系統電源、4,5はインバータ駆動回路、6は上記太陽電池1からの直流電圧を用いて上記インバータ駆動回路4,5に駆動電力を供給する主電源部としての電源回路、7は上記電源回路6から制御電源が供給され、上記インバータ駆動回路4,5に駆動信号を出力する制御回路、8は上記制御回路7と通信信号をやり取りして、上記インバータ部2の動作を遠隔制御する有線式リモートコントローラである。上記制御回路7は、インバータ部2の電力制御をはじめ、パワーコンディショナ全体の制御を行う回路である。上記インバータ駆動回路4,5と制御回路7で制御部を構成している。また、上記リモートコントローラ8に制御回路7から制御電源が供給されている。
【0027】
図1に示すように、上記インバータ部2は、高周波絶縁型回路を用いており、以下に簡単に構成および動作を説明する。
【0028】
このインバータ部2は、太陽電池1により得られた直流電圧を高周波交流電圧に変換するスイッチング素子で構成された高周波インバータ部9と、上記高周波インバータ部9により変換された高周波交流電圧を昇圧するトランス10と、上記トランス10により昇圧された高周波交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ11と、上記ダイオードブリッジ11で全波整流された直流電圧の高周波成分を除去するリアクトルとコンデンサで構成されたDCフィルタ回路12と、上記DCフィルタ回路12により高周波成分が除去された直流電圧を商用系統電源3の周期と同期した交流電圧に変換するスイッチング素子で構成された低周波インバータ部13と、上記低周波インバータ部13から出力された交流電圧の高周波成分を除去するACフィルタ回路14と、上記ACフィルタ回路14を介して出力される交流電圧を商用系統電源3に接続する連系リレー15とを備えている。
【0029】
上記インバータ部2において、太陽電池1から入力された直流電圧は、制御回路7で生成される駆動信号(PWM制御信号)によりスイッチング動作する高周波インバータ部9により高周波交流電圧に変換された後、トランス10により絶縁および昇圧される。上記トランス10により昇圧された高周波交流電圧をダイオードブリッジ11により全波整流した後、DCフィルタ回路12により高周波成分をカットする。そして、ここで商用系統電源3の波形を全波整流した波形となり、さらに制御回路7で生成される商用系統電源3の周期と同期した駆動信号(折り返し制御信号)によりスイッチング動作する低周波インバータ部13により交流電圧に変換して、ACフィルタ回路14,連系リレー15を介して商用系統電源3と連系する交流電圧を出力する。
【0030】
また、上記電源回路6は、太陽電池1からの電力をインバータ駆動回路4,5と制御回路7およびリモートコントローラ8に供給する回路であり、図2は上記電源回路6のスイッチングレギュレータ方式を用いた回路例を示している。この電源回路6は、図2に示すように、トランス16の1次側巻線の一端にスイッチング用トランジスタQ1のコレクタが接続され、そのトランジスタQ1のエミッタとトランス16の1次側巻線の他端との間にコンデンサC2を接続している。上記トランジスタQ1のベースをパルス制御部IC1に接続し、トランジスタQ1のエミッタをパルス制御部IC1に接続している。また、トランス16の5つの2次側巻線のそれぞれの一端にダイオードD11〜D15のアノードを接続し、そのダイオードD11〜D15のカソードにチョークコイルL11〜L15の一端を接続している。上記チョークコイルL11〜L15の他端とトランス16の5つの2次側巻線のそれぞれの他端との間にコンデンサC11〜C15を接続している。そして、上記コンデンサC15の両端電圧に基づいて、抵抗R11〜R13とツェナーダイオードZD1およびフォトカプラPC1で構成された電圧検出回路により上記パルス制御部IC1が動作して、トランス16の5つの2次側巻線から所定の電圧の出力1〜出力5が得られる。
【0031】
また、図3は図1のリモートコントローラ8の構成図を示しており、このリモートコントローラ8は、図3に示すように、記憶部としての内部メモリ17aを有する制御用マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)17と、その制御用マイコン17により制御される液晶モジュール18とを備えている。上記制御用マイコン17と液晶モジュール18で表示部を構成している。
【0032】
また、上記リモートコントローラ8は、本体と接続するためのコネクタ21を有し、そのコネクタ21を介して制御電源VCC1および通信信号が接続される。上記コネクタ21の受信側通信信号用の端子に抵抗R21を介してフォトカプラPC2の一方の入力端子を接続し、そのフォトカプラPC2の他方の入力端子に制御電源VCC1を接続している。上記フォトカプラPC2の出力端子に制御電源VCC1を抵抗R24を介して接続すると共に、そのフォトカプラPC2の出力端子を制御用マイコン17の入力端子に接続している。上記フォトカプラPC2のグランド端子にグランドGNDを接続している。一方、上記制御用マイコン17の出力端子に抵抗R23を介してトランジスタQ2のベースを接続し、そのトランジスタQ2のコレクタを抵抗R22を介してコネクタ21の送信側通信信号用の端子に接続している。そして、上記トランジスタQ2のエミッタをグランドGNDに接続している。上記抵抗R21〜R24,フォトカプラPC2およびトランジスタQ2で通信回路を構成している。
【0033】
また、上記制御用マイコン17の出力端子にLEDドライバIVの入力端子を接続し、そのLEDドライバIVの出力端子を抵抗R26を介して発光ダイオードLED1のカソードに接続し、発光ダイオードLED1のアノードに制御電源VCC1を接続している。上記LEDドライバIV,抵抗R26および発光ダイオードLED1でLED回路を構成している。
【0034】
また、上記コネクタ21からの制御電源VCC1にダイオードD1のアノードを接続し、そのダイオードD1のカソードに抵抗R1の一端を接続し、その抵抗R1の他端とグランドGNDとの間に電気2重層コンデンサC1を接続している。上記ダイオードD1,抵抗R1および電気2重層コンデンサC1で補助電源部を構成している。そして、上記抵抗R1の一端を電源VCC2の電源ラインに接続し、その電源VCC2を制御用マイコン17の電源端子に接続し、制御用マイコン17のグランド端子をグランドGNDに接続している。また、上記制御用マイコン17の電源電圧検出用の入力端子に抵抗R25を介して制御電源VCC1を接続している。また、電源VCC2を液晶モジュール18の電源端子に接続し、液晶モジュール18のグランド端子をグランドGNDに接続している。
【0035】
また、上記制御用マイコン17に、「運転・停止切換」用の操作スイッチSW21と、「表示項目切換」用の表示指示部としての操作スイッチSW22と、「運転モード切換」用の操作スイッチSW23を接続している。また、上記液晶モジュール18の表示内容は、運転状態(運転・停止)、運転時出力電力、設置からの積算電力量、ある期間内の期間電力量、二酸化炭素削減量の換算値、異常停止時のエラーコードの表示である。
【0036】
上記構成の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、運転時、液晶モジュール18の表示内容のデータは、本体の制御回路7で演算され、制御回路7からその都度、リモートコントローラ8が受信して液晶モジュール18に表示する。また、リモートコントローラ8で操作した内容を、その都度本体の制御回路7に送信する。これらの処理は、リモートコントローラ8内の制御用マイコン17により制御され、それぞれのデータ通信は、本体の制御回路7と2線でシリアルデータとして相互に行われる。また、このとき、リモートコントローラ8は、本体の電源回路6から電力供給を受けて動作すると共に、内蔵の電気2重層コンデンサC1に電荷を充電する。
【0037】
そして、日射量が減少して太陽電池1の出力が低下すると、制御回路7は、太陽電池1の出力電圧の低下を検出し、太陽電池1の出力電圧が第1所定電圧以下になったときに、インバータ駆動回路4,5にスイッチング素子をオフする信号を出力して、インバータ部2を停止させる。
【0038】
また、上記電源回路6は、上記第1所定電圧さらに低い第2所定電圧を設けており、太陽電池1の出力電圧が第2所定電圧以下になったとき、電源回路6は、駆動電源および制御電源の出力を停止する。これにより、上記電源回路6は、インバータ駆動回路4,5、制御回路7、リモートコントローラ8ヘ電力供給できなくなる。
【0039】
上記電源回路6からの電力供給にて動作している場合、本体の制御回路7は動作中であり、前述したようにリモートコントローラ8の表示内容は、本体の制御回路7から受信するが、電源回路6が停止した場合は、制御回路7も停止するため、データ通信は不可となる。このため、本体の制御回路7は、電源回路6が停止するときの第2所定電圧よりも高い第3所定電圧(<第1所定電圧)を定め、太陽電池1の出力電圧が第3所定電圧以下になったときに、表示データ(積算電力量、期間電力量、二酸化炭素削減量の換算値、エラーコード)をリモートコントローラ8に記憶用として送信する。この時点でリモートコントローラ8は、制御回路7から送信された記憶用のデータを太陽光発電に関する情報として内部メモリ17aに記憶する。
【0040】
また、電源回路6からの電力供給にて動作している場合、リモートコントローラ8は常時表示していても問題はないが、電源回路6が停止した場合は、できる限り電力消費を抑えて長時間の使用を可能とするため、表示は消しておくことが望ましく、操作した場合のみ表示するようにする。すなわち、リモートコントローラ8内の制御用マイコン17は、電源回路6から供給された制御電源の電圧を監視し、電源回路6からの電力供給がなくなった場合、液晶モジュール18の表示をクリアし、操作スイッチ信号の入力待機状態となり、操作スイッチSW22(表示切換)を操作した場合のみ、内部メモリ17a内のデータを読み出して表示する。
【0041】
図4,図5,図6は、上記太陽光発電システム用パワーコンディショナの太陽電池発電時の動作と、太陽電池出力低下時(本体20の電源断直前)の動作と、夜間の動作を夫々示している。以下、図4,図5,図6に従って本体20とリモートコントローラ8の各動作を説明する。
【0042】
太陽電池発電時すなわち運転中は、図4に示すように、本体20は、出力される電力を検出して電力量を演算する。そして、本体20は、演算された電力量に基づく表示データから表示内容を選択して、選択された表示データをリモートコントローラ8に送信し、リモートコントローラ8は表示データを受信して表示する。
【0043】
また、リモートコントローラ8は、スイッチ操作(表示切換)待ち、すなわちスイッチSW21〜SW23が操作されるのを待機しており、スイッチSW21〜SW23が操作されると、操作内容を表す操作データを本体20に送信する。そして、本体20がリモートコントローラ8からの操作データを受信すると、本体20は、表示内容を決定し、決定された表示データをリモートコントローラ8に送信し、リモートコントローラ8は、本体20からの表示データを受信して表示を切り換える。
【0044】
次に、太陽電池出力低下時は、図5に示すように、太陽電池1の出力電圧が第1所定電圧以下になると、本体20は運転を停止し、さらに太陽電池1の出力電圧が第3所定電圧以下になると、表示に必要な全データ(積算電力量、エラー状況)をリモートコントローラ8に送信する。そして、リモートコントローラ8は、全表示データを受信すると、その全表示データをリモートコントローラ8の内部メモリ17aに保存する。さらに、太陽電池1の出力電圧が低下して第2所定電圧以下になると、本体20側の制御電源が停止する。
【0045】
また、夜間は、図6に示すように、本体20が完全に停止し、リモートコントローラ8は独立した状態となり、補助電源回路の電気2重層コンデンサC1に充電された電荷により動作を継続する。リモートコントローラ8は、本体20からの制御電源の状態を監視しておき、電源停止を検出し、本体20との通信制御を禁止する。そして、リモートコントローラ8は、通常表示を消して、スイッチ操作(表示切換)を待機する。操作が行われると、内部メモリ17aに保存しておいたデータを読み出して液晶モジュール18に表示する。この場合、表示切換操作により、期間電力量→積算電力量→エラー状況(運転中、発生していれば)などに順次切り換わる。
【0046】
そうして、上記液晶モジュール18に表示して、ある一定時間(例えば5秒間)スイッチ操作がなければ、表示を消しておく。
【0047】
また、図3に示すように、リモートコントローラ8の電源はVCC1とVCC2の2系統となり、VCC2の供給源である電気2重層コンデンサC1は、リモートコントローラ8の制御用マイコン17,表示回路18および操作スイッチSW21〜SW23の必要最小限の回路に供給し、それ以外の通信回路(R21〜R24,PC2,Q2)およびLED回路(IV,R26,LED1)は、本体の電源回路6(VCC1)から供給される。
【0048】
上記制御用マイコン17および表示回路18における電源電圧は5V〜2Vとし、消費電流を平均0.1mAとした場合、電気2重層コンデンサC1の容量は1Fで約10時間持続する。
【0049】
このように、夜間など太陽電池1が発電していないときに商用系統電源3側から電力供給されることなく、内部メモリ17aに記憶された太陽光発電に関する情報を読み出して液晶モジュール18に表示することができる。
【0050】
また、上記インバータ部2の運転停止に伴って液晶モジュール18は表示を消し、操作スイッチSW22に基づいて内部メモリ17aに記憶された太陽光発電に関する情報を表示するので、必要なとき以外は表示を消すことで節電することができる。
【0051】
また、補助電源部として、運転中に太陽電池1により得られた電力を蓄える蓄電手段としての電気2重層コンデンサC1を用いることによって、夜間など太陽電池1が発電しない場合は、電気2重層コンデンサC1に蓄電された電力により、太陽光発電に関する情報を液晶モジュール18に表示することができる。
【0052】
また、上記蓄電手段に電気2重層コンデンサC1を用いることによって、運転中に太陽電池1により得られた電力を簡単な構成により容易に蓄えることができると共に、充放電を繰り返し行うことができ、充電式バッテリーのような寿命の問題がなく、メンテナンス性が向上する。
【0053】
また、上記制御用マイコン17,液晶モジュール18および補助電源部を有する有線式リモートコントローラ8を、本体と簡単に切り離し可能とすることによって、運転時は、有線を介して本体に接続しておき、通常の操作および表示(運転状態など)を行う一方、運転停止時は、本体と切り離し、任意の場所で表示したり外部機器と接続したりすることが可能となり、利便性を向上できる。
【0054】
(第2実施形態)
図7はこの発明の第2実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。この第2実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、図7に示すように、リモートコントローラを除いて第1実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナと同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【0055】
また、図8は図7のリモートコントローラの構成図を示しており、このリモートコントローラ28は、補助電源部を除いて第1実施形態のリモートコントローラ8と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。図8に示すように、上記コネクタ21からの制御電源VCC1にダイオードD21のアノードを接続し、そのダイオードD1のカソードを電源VCC2の電源ラインに接続している。また、陰極側がグランドGNDに接続された太陽電池23の陽極側をレギュレータ回路24の入力端子に接続し、そのレギュレータ回路24の出力端子をダイオードD22のアノードに接続している。そして、上記ダイオードD22のカソードをダイオードD21のカソードに接続している。上記ダイオードD21,D22と太陽電池23およびレギュレータ回路24で補助電源部を構成している。
【0056】
また、図9はリモートコントローラ28の外観図を示しており、リモートコントローラ28は、システム動作時、電源回路6から電力供給を受けて動作するが、システムが停止し、電源回路6からの電力供給が停止した場合、リモートコントローラ28は、付属の太陽電池23の発電電力により動作する。
【0057】
上記電源回路6からの電力供給の場合と付属の太陽電池23による電力供給の場合では、リモートコントローラ28の動作が異なる。上記リモートコントローラ28は、制御用マイコン17により電源回路6からの電源電圧を監視し、電源回路6からの電力供給がある場合は通常動作として、前述したように、制御回路7と通信を行って表示する。一方、電源回路6からの電力供給がない場合は、付属の太陽電池23からの電力供給となり、制御回路7との通信を行わず、内部メモリ17aに記憶された表示データ(積算電力量、期間電力量、二酸化炭素削減量換算値、エラーコード)をスイッチ操作に応じて表示する。この内部メモリ17aには、電源がなくなってもデータを保持する不揮発性メモリ(例えばフラッシュメモリ)を用い、表示データは、前述のシステム停止のときに、本体から受信して、内部メモリ17aに記憶しておく。
【0058】
上記電源回路6からの電力供給により動作している場合、リモートコントローラ28は常時表示していても問題はないが、電源回路6が停止した場合は、できる限り電力消費を抑え、付属の太陽電池23の発電電力が小さくても使用可能とするため、リモートコントローラ28に付属の太陽電池23(VCC2)は、リモートコントローラ28の制御用マイコン17,表示回路18および操作スイッチSW21〜SW23の必要最小限の回路に電力供給し、それ以外の通信回路(R21〜R24,PC2,Q2)およびLED回路(IV,R26,LED1)は、本体の電源回路6(VCC1)から電力供給される。
【0059】
この第2実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、第1実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナと同様の効果を有すると共に、補助電源部に発電手段として太陽電池23を用いることによって、夜間などのシステム用太陽電池1が発電しない場合、屋内照明による太陽電池23の発電電力によって、太陽光発電システムの太陽光発電に関する情報を液晶モジュール18に表示することができる。
【0060】
(第3実施形態)
図10はこの発明の第3実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。この第3実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、図10に示すように、リモートコントローラを除いて第1実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナと同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【0061】
また、図11は図10のリモートコントローラ30の構成図を示しており、このリモートコントローラ30は、補助電源部およびデータ通信用のドライバレシーバを除いて第1実施形態のリモートコントローラ8と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【0062】
上記リモートコントローラ30は、図11に示すように、外部機器接続手段としての外部機器接続端子31と、通信手段としてのドライバレシーバ32を有し、外部機器接続端子31に情報端末機器等の外部機器(図示せず)を接続して、その外部機器から電力供給を受け、データ通信を行う。
【0063】
外部機器とのデータ通信は、本体の制御回路7と同様、リモートコントローラ30内の制御用マイコン17により制御され、それぞれのデータ通信は、外部機器と2線でシリアルデータとして相互に行われる。
【0064】
また、リモートコントローラ30は、本体の電源回路6から電力供給を受けて動作するが、外部機器からも電力供給が可能であり、本体の電源回路6から電力供給停止時、外部機器を接続することにより電力供給される。
【0065】
このとき、リモートコントローラ30は、内部データを表示すると共に、外部機器からデータ送信要求を受けたときは、外部機器にデータを送信する。
【0066】
このように、上記リモートコントローラ30は、コネクタ21により簡単に着脱可能としておけば、システム運転時は、有線で本体に接続しておき、通常の操作および表示(運転状態など)し、システム停止時は、コネクタ21により本体と切り離し、任意の場所で表示したり外部機器と接続したりすることが可能となり、使いやすさがさらに向上する。
【0067】
この第3実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、第1実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナと同様の効果を有する。
【0068】
また、運転停止中、外部機器接続手段としての外部機器接続端子31により接続された外部機器から電力が供給されるので、夜間など太陽電池1が発電しない場合は、外部機器と接続することで外部機器から制御用マイコン17,液晶モジュール18に電力を供給することができる。
【0069】
また、上記外部機器接続端子31を介して接続された情報処理端末などの外部機器と通信を行う通信手段としてのドライバレシーバ32によって、外部機器と情報交換することが可能となる。
【0070】
なお、上記第1〜第3実施形態を組み合わることも可能であり、例えばリモートコントローラに電気2重層コンデンサと太陽電池を有するようにすれば、付属の太陽電池で補い、電気2重層コンデンサ容量を小さくすることが可能になる。また、太陽電池を有するリモートコントローラに外部機器が接続可能であれば、太陽電池の電力が不足しても外部機器があれば、表示させることが可能であり、逆に、必ずしも外部機器がなくても付属の太陽電池で表示することが可能である。
【0071】
(第4実施形態)
図12はこの発明の第4実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。この太陽光発電システム用パワーコンディショナは、リモートコントローラを持たず、本体に操作機能,表示機能を内蔵している。
【0072】
上記太陽光発電システム用パワーコンディショナは、図12に示すように、インバータ部2と、インバータ駆動回路4,5と、電源回路6と、制御回路40と、液晶モジュール41と、操作スイッチ42とで構成されている。
【0073】
この場合、制御回路40内に補助電源部43(電気2重層コンデンサを含む)を有し、制御回路40内の制御用マイコン47は、第1〜第3実施形態のリモートコントローラの制御用マイコン17と同様の動作をする。すなわち、制御用マイコン47は、電源回路6からの電源電圧を監視し、電源回路6からの電力供給がなくなった場合、表示をクリアし、操作スイッチ信号を待機する状態となり、操作スイッチ42を操作した場合のみ、内部メモリ(図示せず)内のデータを読み出して表示する。また、補助電源部43の電気2重層コンデンサは、制御用マイコン40,液晶モジュール41および操作スイッチ42の必要最小限の回路に電力供給し、それ以外は本体の電源回路6から供給される。
【0074】
また、パワーコンディショナ本体に太陽電池をつけた場合についても、上記第2実施形態のリモートコントローラに太陽電池をつけた場合と同様の動作が可能である。
【0075】
また、外部機器との接続についても、第3実施形態のリモートコントローラの場合と同様の動作が可能である。
【0076】
この第4実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナは、第1実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナと同様の効果を有する。
【0077】
上記第1〜第4実施形態では、制御マイコン17,47内に記憶部としての内部メモリ17aを有したが、記憶部はマイコンとは別に備えてもよい。
【0078】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の太陽光発電システム用パワーコンディショナによれば、太陽電池により得られた直流電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を商用系統電源に連系しつつ負荷に供給するインバータ部と、太陽光発電に関する情報を表示する表示部とを備えた太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、太陽電池発電時は、その電力により動作し、夜間など太陽電池が発電しない場合は、商用系統電源から電力を消費することなく、上記商用系統電源を用いない補助電源部から供給される電力により記憶部に記憶された太陽光発電に関する情報を表示部が表示することによって、夜間など太陽電池が発電しない場合においても、商用系統電源側から電力供給されることなく、パワーコンディショナ情報を確認することができる。
【0079】
また、上記インバータ部の運転停止に伴って上記表示部は表示を消した後、表示指示部の指示に基づいて記憶部に記憶された太陽光発電に関する情報を表示するので、必要なとき以外は表示を消して節電することができる。
【0080】
また、上記補助電源部が蓄電手段を有し、太陽電池発電時には、その電力により動作すると共に、蓄電手段に電力を蓄電する一方、太陽電池が発電しない場合、表示部がその蓄電手段に蓄電された電力により動作することにより、夜間など太陽電池が発電しない場合においても、パワーコンディショナ情報を確認することができる。
【0081】
また、上記補助電源部の蓄電手段に電気2重層コンデンサを用いることにより、充放電回路をより簡素化することが可能となる。また、太陽電池発電時には、その電力により動作すると共に、電気2重層コンデンサに電力を蓄電する一方、太陽電池が発電しない場合、表示部がその電気2重層コンデンサに蓄電された電力により動作することにより、夜間など太陽電池が発電しない場合においても、パワーコンディショナ情報を確認することができる。
【0082】
また、上記補助電源部は、太陽光発電システム用の太陽電池以外に太陽電池を有し、システム用の太陽電池発電時には、その電力により動作し、太陽光発電システム用の太陽電池が発電しない場合、表示部が補助電源部の太陽電池により動作することにより、夜間などシステム用太陽電池が発電しない場合においても、パワーコンディショナは、屋内照明さえあれば、付属の太陽電池が発電する電力によりパワーコンディショナ情報を確認することができる。
【0083】
また、外部機器を接続する外部機器接続手段を有することにより、夜間など太陽電池が発電しない場合は、外部機器接続手段を介して外部機器と接続することで外部機器から電力を供給することにより、パワーコンディショナ情報を確認することができる。
【0084】
また、上記外部機器接続手段により接続された外部機器と通信を行う通信手段を有することにより、外部機器とデータ通信により情報交換することが可能となる。
【0085】
また、上記表示部と補助電源部を有する有線式リモートコントローラを本体から切り離し可能とすることにより、任意の場所でパワーコンディショナ情報を確認または外部機器との接続による情報交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。
【図2】図2は上記太陽光発電システム用パワーコンディショナの電源回路の回路図である。
【図3】図3は上記太陽光発電システム用パワーコンディショナのリモートコントローラを示す構成図である。
【図4】図4は上記太陽光発電システム用パワーコンディショナの太陽電池発電時の動作を示す図である。
【図5】図5は上記太陽光発電システム用パワーコンディショナの太陽電池出力低下時の動作を示す図である。
【図6】図6は上記太陽光発電システム用パワーコンディショナの夜間の動作を示す図である。
【図7】図7はこの発明の第2実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。
【図8】図8は上記太陽光発電システム用パワーコンディショナのリモートコントローラを示す構成図である。
【図9】図9は上記リモートコントローラの外観図である。
【図10】図10はこの発明の第3実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。
【図11】図11は太陽光発電システム用パワーコンディショナのリモートコントローラを示す構成図である。
【図12】図12はこの発明の第4実施形態の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。
【図13】図13は従来の太陽光発電システム用パワーコンディショナの構成図である。
【符号の説明】
1…太陽電池、
2…インバータ部、
3…商用系統電源、
4,5…インバータ駆動回路、
6…電源回路、
7,41…制御回路、
8…リモートコントローラ、
9…高周波インバータ、
10…トランス、
11…ダイオードブリッジ、
12…DCフィルタ回路、
13…低周波インバータ、
14…ACフィルタ回路、
15…連系リレー、
17,47…制御用マイコン、
18…液晶モジュール、
19…操作スイッチ、
21…コネクタ、
23…太陽電池、
24…レギュレータ回路、
31…外部接続端子、
32…ドライバレシーバ、
42…操作スイッチ、
43…補助電源部、
C1…電気2重層コンデンサ。
Claims (8)
- 太陽電池により得られた直流電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を商用系統電源に連系しつつ負荷に供給するインバータ部と、太陽光発電に関する情報を表示する表示部とを備えた太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記太陽電池の出力電圧が所定電圧を越えているときは上記インバータ部の運転を行う一方、上記太陽電池の出力電圧が所定電圧以下のときは上記インバータ部の運転を停止するように上記インバータ部を制御する制御部と、
上記太陽電池により得られた電力を上記インバータ部,上記制御部および上記表示部に供給する主電源部と、
上記制御部により上記インバータ部の運転を停止するとき、上記表示部に表示すべき太陽光発電に関する情報を記憶する記憶部と、
上記太陽電池が発電しない上記インバータ部の運転停止中、上記主電源部および上記商用電源電圧以外から上記表示部に電力を供給する補助電源部とを備え、
上記補助電源部が上記商用系統電源と連系していないことを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。 - 請求項1に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記表示部に表示を指示する表示指示部を備え、
上記表示部は、上記インバータ部の運転中は、上記制御部から表示する太陽光発電に関する情報を受信して表示する一方、上記インバータ部の運転停止時は、表示を消した後、上記表示指示部の指示に基づいて上記記憶部に記憶された太陽光発電に関する情報を表示することを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。 - 請求項1または2に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記補助電源部は、上記インバータ部の運転中に上記太陽電池により得られた電力を蓄える蓄電手段を有することを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。 - 請求項3に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記蓄電手段が電気2重層コンデンサであることを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。 - 請求項1または2に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記補助電源部は、発電手段として太陽電池を有することを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。 - 請求項1または2に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記補助電源部は、外部機器と接続するための外部機器接続手段であり、
上記インバータ部の運転停止中、上記外部機器接続手段により接続された上記外部機器から電力が供給されることを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。 - 請求項6に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記外部機器接続手段を介して接続された上記外部機器と通信を行う通信手段を備えたことを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。 - 請求項1または2に記載の太陽光発電システム用パワーコンディショナにおいて、
上記表示部および上記補助電源部を有し、本体と切り離し可能な有線式リモートコントローラを備え、
上記有線式リモートコントローラが上記本体と切り離された後も単体で動作可能であることを特徴とする太陽光発電システム用パワーコンディショナ。
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