JP4552536B2

JP4552536B2 - 独立電源装置

Info

Publication number: JP4552536B2
Application number: JP2004199159A
Authority: JP
Inventors: 昌隆岩崎; 仁五反田; 寛宮崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2024-07-06
Also published as: JP2006025480A

Description

本発明は、太陽光や風力などの自然エネルギーを利用して発電した電力を蓄電池に充電するとともに、照明などの外部負荷に電力を供給する独立電源装置に関する。

従来、この種の独立電源装置は、太陽光と風力の自然エネルギーを利用して発電した電力が多い場合はその電力を電光パネル表示器に供給し文字を表示し、余剰電力を蓄電池に充電する。また、発電した電力が少ない場合は不足分を蓄電池から供給し、電光パネル表示器に文字を表示するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の図５では、風車２の回転により発電する風力発電機の電源は三相の交流電源であり、該交流電源を充電コントローラー８により直流に変換すると共に、過充電を防止できるように制御し、太陽光を受けて発電する太陽電池の電源は直流電源であり、該直流電源を充放電コントローラー９により太陽電池への電流の逆流を防止すると共に、過充電、過放電を防止できるように制御し、該制御して得られる前記風力発電機と太陽電池による電力を相互に補完できるように結線してバッテリー７へ入力する構成が記載されている。
実用新案登録第３０５５０２８号公報

このような従来の独立電源装置は、太陽電池、風車、蓄電池、充電回路、放電回路など様々なデバイスで構成されており、それらが複雑に絡み合って動作しているために故障が発生した場合に故障原因を特定するのが難しいという課題があり、故障原因を容易に特定できることが要求されている。

また、蓄電池の電圧、周囲温度などの状態を考慮して条件により蓄電池への充電を禁止したり、蓄電池からの放電を禁止したりしないと蓄電池の寿命が短くなると課題があり、蓄電池の寿命を長くすることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、独立電源装置の故障個所の特定が容易に行え、蓄電池の寿命を長くすることのできる独立電源装置を提供することを目的としている。

本発明の独立電源装置は上記目的を達成するために、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は風力エネルギーにて発電する風車であって、前記センサは少なくも前記風車にて発生した電圧を計測する風車電圧センサであって、前記異常判断手段は前記風車電圧センサの計測値があらかじめ定められた値以下の状態があらかじめ定められた期間以上継続した場合に風車異常とし異常の有無を表示手段にて表示する風車異常監視手段を有することを特徴としたものである。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は光エネルギーによって発電する太陽電池であって、前記充電量調整手段は前記太陽電池にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する太陽電池電力調整回路であって、前記センサは少なくとも前記太陽電池にて発生した電流を計測する太陽電池電流センサと前記太陽電池電力調整回路への出力指令を計測する太陽電池電力調整回路センサであって、前記異常判断手段は前記太陽電池電力調整回路センサの計測値があらかじめ定められた値以上であるにもかかわらず前記太陽電池電流センサの計測値があらかじめ定められた値以下の場合に太陽電池充電回路異常とし異常の有無を表示手段にて表示する太陽電池充電回路異常監視手段を有することを特徴としたものである。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は風力エネルギーにて発電する風車であって、前記充電量調整手段は前記風車にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する風車電力調整回路であって、前記センサは少なくとも前記風車にて発生した電流を計測する風車電流センサと前記風車電力調整回路への出力指令を計測する風車電力調整回路センサであって、前記異常判断手段は前記風車電力調整回路センサの計測値があらかじめ定められた値以上であるにもかかわらず前記風車電流センサの計測値があらかじめ定められた値以下の場合に風車充電回路異常とし異常の有無を表示手段にて表示する風車充電回路異常監視手段を有することを特徴としたものである。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記センサは前記蓄電池の周囲温度を計測する温度センサであって、前記異常判断手段は前記温度センサの計測値があらかじめ定められた範囲外の場合に温度放電停止状態とし放電の可不可を表示手段にて表示する温度放電停止監視手段を有し、前記異常制御手段は放電停止状態の時は前記スイッチを制御し前記蓄電池からの放電を停止する温度放電停止手段を有することを特徴としたものである。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記異常判断手段は前記蓄電池が過放電状態になった回数を表示手段にて表示する過放電カウント手段を有することを特徴としたものである。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記異常制御手段は前記蓄電池が過充電状態になった回数を表示手段にて表示する過充電カウント手段を有することを特徴としたものである。

本発明によれば、独立電源装置の故障原因の特定が容易に行え、蓄電池の寿命を長くできるという効果のある独立電源装置を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は光エネルギーによって発電する太陽電池であって、前記センサは少なくとも屋外照度の度合いを検出する照度センサと前記太陽電池にて発生した電圧を計測する太陽電池電圧センサであって、前記異常判断手段は前記照度センサの計測値があらかじめ定められた値以上であるのに前記太陽電池電圧センサの出力があらかじめ定められた値以下の場合は太陽電池異常とし異常の有無を表示手段にて表示する太陽電池異常監視手段を有する構成としたものであり、太陽電池にて発電される独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサの計測値をもとに独立電源装置の異常を検知し、表示し、蓄電池への充放電を停止する必要がある場合は充放電を停止するという作用を有し、また、太陽電池の異常を監視するという作用を有する。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は風力エネルギーにて発電する風車であって、前記センサは少なくも前記風車にて発生した電圧を計測する風車電圧センサであって、前記異常判断手段は前記風車電圧センサの計測値があらかじめ定められた値以下の状態があらかじめ定められた期間以上継続した場合に風車異常とし異常の有無を表示手段にて表示する風車異常監視手段を有する構成としたものであり、風車にて発電される独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサの計測値をもとに独立電源装置の異常を検知し、表示し、蓄電池への充放電を停止する必要がある場合は充放電を停止するという作用を有し、また、風車の異常を監視するという作用を有する。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は光エネルギーによって発電する太陽電池であって、前記充電量調整手段は前記太陽電池にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する太陽電池電力調整回路であって、前記センサは少なくとも前記太陽電池にて発生した電流を計測する太陽電池電流センサと前記太陽電池電力調整回路への出力指令を計測する太陽電池電力調整回路センサであって、前記異常判断手段は前記太陽電池電力調整回路センサの計測値があらかじめ定められた値以上であるにもかかわらず前記太陽電池電流センサの計測値があらかじめ定められた値以下の場合に太陽電池充電回路異常とし異常の有無を表示手段にて表示する太陽電池充電回路異常監視手段を有する構成としたものであり、太陽電池にて発電される独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサの計測値をもとに独立電源装置の異常を検知し、表示し、蓄電池への充放電を停止する必要がある場合は充放電を停止するという作用を有し、また、太陽電池充電回路の異常を監視するという作用を有する。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は風力エネルギーにて発電する風車であって、前記充電量調整手段は前記風車にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する風車電力調整回路であって、前記センサは少なくとも前記風車にて発生した電流を計測する風車電流センサと前記風車電力調整回路への出力指令を計測する風車電力調整回路センサであって、前記異常判断手段は前記風車電力調整回路センサの計測値があらかじめ定められた値以上であるにもかかわらず前記風車電流センサの計測値があらかじめ定められた値以下の場合に風車充電回路異常とし異常の有無を表示手段にて表示する風車充電回路異常監視手段を有する構成としたものであり、風車にて発電される独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサの計測値をもとに独立電源装置の異常を検知し、表示し、蓄電池への充放電を停止する必要がある場合は充放電を停止するという作用を有し、また、風車充電回路の異常を監視するという作用を有する。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記センサは前記蓄電池の周囲温度を計測する温度センサであって、前記異常判断手段は前記温度センサの計測値があらかじめ定められた範囲外の場合に温度放電停止状態とし放電の可不可を表示手段にて表示する温度放電停止監視手段を有し、前記異常制御手段は放電停止状態の時は前記スイッチを制御し前記蓄電池からの放電を停止する温度放電停止手段を有する構成としたものであり、独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサの計測値をもとに独立電源装置の異常を検知し、表示し、蓄電池への充放電を停止する必要がある場合は充放電を停止するという作用を有し、また、温度センサの計測値を監視し、蓄電池からの放電を停止するという作用を有する。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記異常判断手段は前記蓄電池が過放電状態になった回数を表示手段にて表示する過放電カウント手段を有する構成としたものであり、独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサの計測値をもとに独立電源装置の異常を検知し、表示し、蓄電池への充放電を停止する必要がある場合は充放電を停止するという作用を有し、また、蓄電池が過放電状態になった回数を表示するという作用を有する。

また、自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記異常制御手段は前記蓄電池が過充電状態になった回数を表示手段にて表示する過充電カウント手段を有する構成としたものであり、独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサの計測値をもとに独立電源装置の異常を検知し、表示し、蓄電池への充放電を停止する必要がある場合は充放電を停止するという作用を有し、また、過充電状態になった回数を表示するという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例による独立電源装置について図１〜図1３に基づいて説明する。図１は本発明の実施例１による独立電源装置の構成図を示している。図１に示すように、太陽電池１で発電された電力は太陽電池電力調整回路２で電力量が調整された後、蓄電池３および照明器具４に供給され、風車５で発電された電力は風車電力調整回路６で電力量が調整された後、蓄電池３および照明器具４に供給される。

また、照明器具４への電力供給を供給／遮断させるスイッチ７が設けられている。

さらに、独立電源装置の設置場所の状態を計測するセンサや独立電源装置の動作状態を計測するセンサとして、太陽電池の電圧を計測する太陽電池電圧センサ８、太陽電池の電流を計測する太陽電池電流センサ９、風車の電圧を計測する風車電圧センサ１０、風車の電流を計測する風車電流センサ１１、蓄電池の電圧を計測する蓄電池電圧センサ１２、蓄電池の電流を計測する蓄電池電流センサ１３、周囲の照度を計測する照度センサ１４、周囲の温度を計測する温度センサ１５、太陽電池電力調整回路２の出力状態を計測する太陽電池電力調整回路センサ１６、風車電力調整回路６の出力状態を計測する風車電力調整回路センサ１７が設けられておりこれらの計測値は異常判断手段１８に入力される。異常判断手段１８はこれらの計測値をもとに各種異常の判断を行い異常制御手段１９に出力する。

異常制御手段１９は異常判断手段１８での判断結果をもとに太陽電池電力調整回路２、風車電力調整回路６およびスイッチ７を制御し、太陽電池１および風車５から蓄電池３への充電あるいは蓄電池３から照明器具４への放電を停止する。

図２は異常判断手段１８の構成図を示している。図２に示すように異常判断手段１８は、表示手段２０、照度センサ異常監視手段２１、太陽電池異常監視手段２２、風車異常監視手段２３、太陽電池充電回路異常監視手段２４、風車充電回路異常監視手段２５、照明器具異常監視手段２６、温度放電停止監視手段２７、温度充電禁止監視手段２８、蓄電池過放電監視手段２９、過放電カウント手段３０、蓄電池過充電監視手段３１、過充電カウント手段３２とから構成されている。

ここで、表示手段２０にはＬＣＤなどが使用される。

図３は異常制御手段１９の構成図を示している。図３に示すように異常制御手段１９は、温度放電停止手段３３、温度充電停止手段３４、蓄電池過放電停止手段３５、蓄電池強制放電手段３６とから構成されている。

次に動作について説明する。図４〜図１０は本発明の実施例１による異常判断手段１８の各構成部の動作ブロック図を示している。

また、図１１〜図１３は本発明の実施例１による異常判断手段１８および異常制御手段１９の各構成部の動作ブロック図を示している。

図４に示すように、照度センサ異常監視手段２１は太陽電池電圧センサ８の計測値Ｖ_SOがV_HSO以上であるのに照度センサ１４の計測値ＤがＤ_L以下の場合は照度センサ異常とし、表示手段２０に「照度センサ異常」と表示する。ここでＶ_HSOおよびＤ_Lはあらかじめ設定された定数である。

一般に、周囲が明るい場合は太陽電池電圧センサ８の計測値Ｖ_SOは１０ボルト以上、照度センサ１４の計測値Ｄは１０００ルクス以上になる。

従って、Ｖ_HSOには１０ボルト、Ｄ_Lには１０００ルクスを設定し、太陽電池電圧センサ８の計測値Ｖ_SOが１０ボルト以上であるのに照度センサ１４の計測値Ｄが１０００ルクス以下の場合は照度センサ異常としている。

図５に示すように、太陽電池異常監視手段２２は照度センサ１４の計測値ＤがＤ_H以上であるのに太陽電池電圧センサ８の計測値がＶ_LSO以下の場合は太陽電池異常とし、表示手段２０に「太陽電池異常」と表示する。ここでＤ_HおよびＶ_LSOはあらかじめ設定された定数である。

一般に、周囲が明るい場合は太陽電池太陽電池電圧センサ８の計測値Ｖ_SOは１０ボルト以上、照度センサ照度センサ１４の計測値Ｄは１０００ルクス以上になる。

従って、Ｖ_LSOには１０ボルト、Ｄ_Hには１０００ルクスを設定し、照度センサ１４の計測値Ｄが１０００ルクス以上であるのに太陽電池電圧センサ８の計測値Ｖ_SOが１０ボルト以下の場合は太陽電池異常としている。

図６に示すように、風車異常監視手段２３は風車電圧センサ１０の計測値Ｖ_WがＶ_LW以下の日がＸ日以上連続して続いた場合は風車異常とし、表示手段２０に「風車異常」と表示する。ここでＶ_LWおよびＸはあらかじめ設定された定数である。

一般に、最低でも７日のうち１日は風が吹き、風車電圧センサ１０の計測値Ｖ_Wが１０ボルト以上になる。

従って、Ｖ_LWには１０ボルト、Ｘには７日を設定し、風車電圧センサ１０の計測値Ｖ_Wが１０ボルト以下の日が７日以上連続して続いた場合は風車異常としている。

図７に示すように、太陽電池充電回路異常監視手段２４は太陽電池電力調整回路センサ１６の計測値Ｄ_SOがＤ_LSO以上であるのに太陽電池電流センサの計測値Ｉ_SO がＩ_LSO以下の場合は太陽電池充電回路異常とし、表示手段２０に「太陽電池充電回路異常」と表示する。ここでＤ_LSOおよびＩ_LSOはあらかじめ設定された定数である。

一般に、太陽電池電力調整回路センサ１６の計測値Ｄ_Sは０〜１００％の範囲内で変化し、５０％以上ならば太陽電池１からの充電が行われ太陽電池電流センサ９の計測値Ｉ_LSOは０アンペア以上になる。

従って、Ｄ_LSOには５０％、Ｉ_LSOには０．００１アンペアを設定し、太陽電池電力調整回路センサ１６の計測値Ｄ_SOが５０％以上であるのに太陽電池電流センサ９の計測値Ｉ_SOが０．００１アンペア以下の場合は太陽電池充電回路異常としている。

図８に示すように、風車充電回路異常監視手段２５は風車電力調整回路センサ１７の計測値Ｄ_WがＤ_LW以上であるのに風車電流センサ１１の計測値Ｉ_WがＩ_LW以下の場合は風車充電回路異常とし、表示手段２０に「風車充電回路異常」と表示する。ここでＤ_LWおよびＩ_LWはあらかじめ設定された定数である。

一般に、風車電力調整回路センサ１７の計測値Ｄ_Wは０〜１００％の範囲で変化し、５０％以上ならば風車５からの充電が行われ風車電流センサ１１の計測値Ｉ_Wは０アンペア以上になる。

従って、Ｄ_LWには５０％、Ｉ_LWには０．００１アンペアを設定し、風車電力調整回路センサ１７の計測値Ｄ_Wが５０％以上であるのに風車電流センサ１１の計測値I_Wが０．００１アンペア以下の場合は風車充電回路異常としている。

図９に示すように、照明器具異常監視手段２６はスイッチ７の状態がＯＮであるのに蓄電池電流センサ１３の計測値がゼロの場合は照明器具異常とし、表示手段２０に「照明器具異常」と表示する。

その理由は、スイッチ７の状態がＯＮであれば蓄電池３から放電が行われ照明器具４が点灯するからである。

図１０に示すように、温度放電停止監視手段２７は温度センサ１５の計測値ＴがＴ_LSより低いかＴ_HSより高い場合は放電停止温度とし表示手段２０に「放電停止温度です」と表示するとともに温度放電停止手段３３に信号を出力する。温度放電停止手段３３は温度放電停止監視手段２７からの信号を受けてスイッチ７をＯＦＦにし蓄電池３からの放電を停止する。

ここで、Ｔ_LSおよびＴ_HSの値は使用する蓄電池３の放電可能温度範囲内で設定され、Ｔ_LSは−１０℃、Ｔ_HSは５０℃が一般的な値である。

図１１に示すように、温度充電禁止監視手段２８は温度センサ１５の計測値ＴがＴ_Ldより低いかＴ_Hdより高い場合は充電停止温度とし表示手段２０に「充電停止温度です」と表示するとともに温度充電停止手段３４に信号を出力する。温度充電停止手段３４は温度充電禁止監視手段２８からの信号を受けて太陽電池電力調整回路２および風車電力調整回路の出力をゼロにし蓄電池３への充電を停止する。

ここで、Ｔ_LdおよびＴ_Hdの値は使用する蓄電池３の充電可能温度範囲内で設定され、Ｔ_Ldは−１０℃、Ｔ_Hdは４０℃が一般的な値である。

図１２に示すように、蓄電池過放電監視手段２９は蓄電池電圧センサ１２の計測値Ｖ_EがＶ_Dより小さい時は過放電異常とし表示手段２０に「過放電異常」と表示するとともに過放電カウント手段３０および蓄電池過放電停止手段３５に信号を出力する。過放電カウント手段３０は蓄電池過放電監視手段２９からの信号を受けて、過放電になった回数をカウントアップし表示手段２０に、たとえば過放電になった回数が４回目なら「過放電回数4回」と表示する。蓄電池過放電停止手段３５は蓄電池過放電監視手段２９からの信号を受けて、スイッチ７をＯＦＦにし蓄電池３からの放電を停止し、蓄電池３の電圧低下を防止する。

過放電状態となった蓄電池３は放電を直ちに停止しないと寿命が極端に短くなる。

Ｖ_Dの値は、蓄電池３の種類により多少異なるが、ほぼ１２Ｖである。また、過放電になった回数も蓄電池３の寿命に影響する。過放電になった回数をカウントし、表示することにより使用者が蓄電池３の交換時期を決める目安にしている。

図１３に示すように、蓄電池過充電監視手段３１は蓄電池電圧センサ１２の計測値Ｖ_EがＶ_Cより大きい時は過充電異常とし表示手段２０に「過充電異常」と表示するとともに過充電カウント手段３２および蓄電池強制放電手段３６に信号を出力する。過充電カウント手段３２は蓄電池過放電監視手段３１からの信号を受けて、過充電になった回数をカウントアップし表示手段２０に、たとえば過充電になった回数が５回目なら「過充電回数５回」と表示する。蓄電池強制放電手段３６は蓄電池過充電監視手段３１からの信号を受けて、スイッチ７をＯＮにし、照明器具４を点灯することで蓄電池３を強制的に放電させ、蓄電池３の電圧下げる。

過充電状態となった蓄電池３は直ちに放電を行い、電圧を下げないと寿命が極端に短くなる。

Ｖ_Cの値は、蓄電池３の種類により多少異なるが、ほぼ１５Ｖである。また、過充電になった回数も蓄電池３の寿命に影響する。過充電になった回数をカウントし、表示することにより使用者が蓄電池３の交換時期を決める目安にしている。

このように、独立電源装置に設けられた様々なセンサ計測値から異常判断手段１８で独立電源の異常を判断し、表示手段２０に表示することで独立電源の異常原因を容易に特定することができる。

また、異常原因により蓄電池３への放電を停止する必要があるときは異常制御手段１９でスイッチ７をＯＦＦにし、蓄電池３への放電を停止する。

また、異常原因により蓄電池３への充電を停止する必要があるときは異常制御手段１９で太陽電池電力調整回路２および風車電力調整回路６の出力をＯＦＦにし、蓄電池３への充電を停止する。

さらに、蓄電池３が過充電状態になった時は異常制御手段１９でスイッチ７をＯＮにし照明器具４を点灯し、強制的に放電させて蓄電池３を過充電状態から復帰させる。

上記３つの動作により蓄電池３の劣化を防ぎ蓄電池３の寿命を延ばしている。

本発明は、独立電源装置以外にも一般の電力線と系統連携させる発電装置の用途にも適用できる。

本発明の実施例１による独立電源装置の構成図同異常判断手段のブロック図同異常制御手段のブロック図同異常判断手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段および異常制御手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段および異常制御手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段および異常制御手段の各構成部の動作ブロック図同異常判断手段および異常制御手段の各構成部の動作ブロック図

符号の説明

１太陽電池
２太陽電池電力調整回路
３蓄電池
４照明器具
５風車
６風車電力調整回路
７スイッチ
８太陽電池電圧センサ
９太陽電池電流センサ
１０風車電圧センサ
１１風車電流センサ
１２蓄電池電圧センサ
１３蓄電池電流センサ
１４照度センサ
１５温度センサ
１６太陽電池電力調整回路センサ
１７風車電力調整回路センサ
１８異常判断手段
１９異常制御手段
２０表示手段
２１照度センサ異常監視手段
２２太陽電池異常監視手段
２３風車異常監視手段
２４太陽電池充電回路異常監視手段
２５風車充電回路異常監視手段
２６照明器具異常監視手段
２７温度放電停止監視手段
２８温度充電禁止監視手段
２９蓄電池過放電監視手段
３０過放電カウント手段
３１蓄電池過充電監視手段
３２過充電カウント手段
３３温度放電停止手段
３４温度充電停止手段
３５蓄電池過放電停止手段
３６蓄電池強制放電手段

Claims

自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は風力エネルギーにて発電する風車であって、前記センサは少なくも前記風車にて発生した電圧を計測する風車電圧センサであって、前記異常判断手段は前記風車電圧センサの計測値があらかじめ定められた値以下の状態があらかじめ定められた期間以上継続した場合に風車異常とし異常の有無を表示手段にて表示する風車異常監視手段を有することを特徴とする独立電源装置。
自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は光エネルギーによって発電する太陽電池であって、前記充電量調整手段は前記太陽電池にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する太陽電池電力調整回路であって、前記センサは少なくとも前記太陽電池にて発生した電流を計測する太陽電池電流センサと前記太陽電池電力調整回路への出力指令を計測する太陽電池電力調整回路センサであって、前記異常判断手段は前記太陽電池電力調整回路センサの計測値があらかじめ定められた値以上であるにもかかわらず前記太陽電池電流センサの計測値があらかじめ定められた値以下の場合に太陽電池充電回路異常とし異常の有無を表示手段にて表示する太陽電池充電回路異常監視手段を有することを特徴とする独立電源装置。
自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記発電手段は風力エネルギーにて発電する風車であって、前記充電量調整手段は前記風車にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する風車電力調整回路であって、前記センサは少なくとも前記風車にて発生した電流を計測する風車電流センサと前記風車電力調整回路への出力指令を計測する風車電力調整回路センサであって、前記異常判断手段は前記風車電力調整回路センサの計測値があらかじめ定められた値以上であるにもかかわらず前記風車電流センサの計測値があらかじめ定められた値以下の場合に風車充電回路異常とし異常の有無を表示手段にて表示する風車充電回路異常監視手段を有することを特徴とする独立電源装置。
自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記センサは前記蓄電池の周囲温度を計測する温度センサであって、前記異常判断手段は前記温度センサの計測値があらかじめ定められた範囲外の場合に温度放電停止状態とし放電の可不可を表示手段にて表示する温度放電停止監視手段を有し、前記異常制御手段は放電停止状態の時は前記スイッチを制御し前記蓄電池からの放電を停止する温度放電停止手段を有することを特徴とする独立電源装置。
自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記異常判断手段は前記蓄電池が過放電状態になった回数を表示手段にて表示する過放電カウント手段を有することを特徴とする独立電源装置。
自然エネルギーにて発電する発電手段と、前記発電手段にて発生した電力を蓄電する蓄電池と、前記発電手段にて発生した電力の前記蓄電池への充電量を調整する充電量調整手段と、前記蓄電池から供給された電力にて動作する外部負荷と、前記蓄電池から外部負荷への電力供給を導通／遮断するスイッチを備え、前記独立電源装置の状態をセンサにて計測することで前記独立電源装置の異常状態を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段での判断結果をもとに前記充電量調整手段、スイッチを制御し前記蓄電池への充電および放電を停止する異常制御手段を有する独立電源装置であって、前記異常制御手段は前記蓄電池が過充電状態になった回数を表示手段にて表示する過充電カウント手段を有することを特徴とする独立電源装置。