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発明の名称 無停電形太陽光発電システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−336240
公開日 平成8年(1996)12月17日
出願番号 特願平7−140670
出願日 平成7年(1995)6月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 青木 忠一 / 田爪 國利 / 小畠 隆幸
要約 目的
本発明は、太陽電池の発電電力と商用電源の電力を有効に利用でき、商用電源の電気使用量を低減できる無停電形太陽光発電システムを提供することを目的とする。

構成
本発明は、太陽電池1、蓄電池3と充放電回路12、商用電源2と整流器4をコンデンサ11を介して負荷6へ接続し、コンデンサ11の端子電圧が整流器4の出力電圧より高い場合は整流器4の運転を行わず、コンデンサ11の端子電圧が整流器4の出力電圧より低く、しかも商用電源2の電圧が所定電圧より高い場合は整流器4の運転を行い、コンデンサ11の端子電圧が蓄電池3の端子電圧より低い場合は充放電回路12の運転を行うことを特徴とする無停電形太陽光発電システム。
特許請求の範囲
【請求項1】 太陽電池をダイオードを介してコンデンサに接続し、蓄電池と充放電回路を直列に接続した回路を前記コンデンサに接続し、さらに商用電源と整流器を直列に接続した回路を前記コンデンサに接続し、前記コンデンサをインバータを介して負荷へ接続した無停電形太陽光発電システムであって、前記コンデンサの端子電圧と前記商用電源の電圧と前記蓄電池の端子電圧を検出する回路と演算回路を具備し、該コンデンサの端子電圧が前記整流器の出力電圧より高い場合は前記整流器の運転を行わず、該コンデンサの端子電圧が該整流器の出力電圧より低く、しかも該商用電源の電圧が所定電圧より高い場合は前記整流器の運転を行い、該コンデンサの端子電圧が該蓄電池の端子電圧より低い場合は前記充放電回路の運転を行うことを特徴とする無停電形太陽光発電システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池、蓄電池、商用電源とインバータを組み合わせ、太陽電池、蓄電池、商用電源の各エネルギーの有効利用を図った無停電形太陽光発電システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からあるこの種のシステムを図4に示す。図中、1は太陽電池、2は商用電源、3は蓄電池、4は整流器、5はインバータ、6は負荷、CBは回路遮断器、D1,D2はダイオードである。
【0003】従来の無停電形太陽光発電システムの動作を図面を参照しながら以下に説明する。整流器4の出力電圧Yよりも太陽電池1の発電電圧Xのほうが大きくなるように予め設定されているので、太陽電池1で発電した直流電力はダイオードD1と回路遮断器CBを介してインバータ5に入力され、交流電力に変換されて負荷6へ供給される。太陽電池1の発電が停止すると、太陽電池1の発電電圧Xよりも整流器4の出力電圧Yのほうが大きくなるので、商用電源2の交流電力は整流器4で直流電力に変換された後、ダイオードD2を介してインバータ5で再び交流電力に変換され、負荷6へ供給される。一方、常に蓄電池3は整流器4により浮動充電されているので、太陽電池1が発電しなく、かつ商用電源2が停電した場合に放電を開始し、蓄電池3の直流電力はダイオードD2を介してインバータ5へ入力され、交流電力に変換されて負荷6へ供給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の無停電形太陽光発電システムでは、太陽電池で発電した直流電力で蓄電池を充電することができないので、負荷の電力消費量が少ない場合、太陽電池の発電電力を有効に使用することができなく、また、停電時に蓄電池を充電することができない。さらに、常に整流器を動作させて蓄電池を浮動充電しているので、商用電源の電力消費量が多く、電気料金が高い。
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、太陽電池の発電電力と商用電源の電力を有効に利用でき、商用電源の電気使用量を低減できる無停電形太陽光発電システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発明が次に挙げる新規な特徴的な構成手段を採用することにより達成される。すなわち、本発明の特徴は、太陽電池をダイオードを介してコンデンサに接続し、蓄電池と充放電回路を直列に接続した回路を前記コンデンサに接続し、さらに商用電源と整流器を直列に接続した回路を前記コンデンサに接続し、前記コンデンサをインバータを介して負荷へ接続した無停電形太陽光発電システムであって、前記コンデンサの端子電圧と前記商用電源の電圧と前記蓄電池の端子電圧を検出する回路と演算回路を具備し、該コンデンサの端子電圧が前記整流器の出力電圧より高い場合は前記整流器の運転を行わず、該コンデンサの端子電圧が該整流器の出力電圧より低く、しかも該商用電源の電圧が所定電圧より高い場合は前記整流器の運転を行い、該コンデンサの端子電圧が該蓄電池の端子電圧より低い場合は前記充電回路の運転を行うことを特徴とする無停電形太陽光発電システムである。
【0007】
【作用】本発明は、前記のような新規な手段を講ずるので、太陽電池の発電電力で蓄電池を充電することが可能である。また、整流器の運転は整流器から負荷へ電力を供給するときと蓄電池を充電するときのみであることから、商用電源の使用量が削減できる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面につき説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロック図である。図中、11はコンデンサ、12は充放電回路、13は制御回路、14は蓄電池電圧検出回路、15はコンデンサ電圧検出回路、16は商用電源電圧検出回路、17は演算回路、18はメモリである。また、充放電回路12は充電回路12−1、放電回路12−2により構成される。なお、前記従来例と同一回路には、同一の符号を使用して重複説明を省略する。
【0009】図2は本発明の一実施例の動作を示すフローチャート図、図3(a)は本発明の動作の一例(インバータへの電力供給源の変化)を示す図、図3(b)は本発明の動作の一例(蓄電池の状況)を示す図である。
【0010】本実施例の無停電形太陽光発電システムの動作を図1、図2、図3(a),(b)を参照しながら説明する。メモリ18には予め整流器の運転開始を決める整流器運転開始電圧VR1、整流器の運転停止を決める整流器運転停止電圧VR2、蓄電池の充電開始を決める基準蓄電池電圧VB1、蓄電池の満充電を決める蓄電池満充電電圧VB2、商用電源2の復電を決める商用電源基準値VARの各値が蓄えられており、次の関係が成り立つとする。
【0011】VR2>VR1>VB2>VB1システム起動当初はインバータ5を運転開始し、コンデンサ電圧検出回路15により検出したコンデンサ11の端子電圧VC と整流器運転開始電圧VR1が演算回路17で比較され、コンデンサ11の端子電圧VC が整流器運転開始電圧VR1より高い場合は、太陽電池1で発電した電力はダイオードD1、回路遮断器CB、コンデンサ11を介してインバータ5に入力され、交流電力が負荷6へ給電される。コンデンサ11の端子電圧VC が整流器運転開始電圧VR1と等しいか、整流器運転開始電圧VR1より低い場合は整流器4の運転を開始し、コンデンサ11の端子電圧VC と蓄電池3の満充電電圧VB2が演算回路17で比較され、コンデンサ11の端子電圧VC が蓄電池3の満充電電圧VB2より高い場合は、商用電源2の電力が回路遮断器CB、整流器4、コンデンサ11を介してインバータ5に入力され、交流電力が負荷6へ供給される。また、商用電源2の電力で給電中に太陽電池1が発電を開始し、コンデンサ11の端子電圧VC が整流器運転停止電圧VR2より高くなった場合は、整流器4の動作(運転)を停止させ、太陽電池1の発電電力が負荷6へ給電される。コンデンサ11の端子電圧VC が蓄電池3の満充電電圧VB2に等しいか、満充電電圧VB2より低い場合は、放電回路12−2のを動作(運転)を開始させた後、整流器4を運転停止させ、蓄電池3の電力が回路遮断器CB、充放電回路12、コンデンサ11を介してインバータ5に入力され、交流電力が負荷6へ供給される。また、蓄電池3の電力で給電中に商用電源電圧検出回路16により検出した商用電源2の実効電圧VA が商用電源基準値VARより高くなった場合は整流器4を運転開始した後、放電回路12−2を運転停止させ、商用電源2の電力により負荷6へ給電し、また蓄電池3の電力で給電中にコンデンサ11の端子電圧VC が整流器運転開始電圧VR1より高くなった場合は、放電回路12−2を運転停止させ、太陽電池1の発電電力により負荷6へ給電する。
【0012】一方、蓄電池3の充電は、蓄電池電圧検出回路14により検出した蓄電池3の端子電圧VB が基準蓄電池電圧VB1より低くなった時で、かつコンデンサ11の端子電圧VC が蓄電池3の満充電電圧VB2より高い場合に、充電回路12−1を運転開始させ、蓄電池3を充電し、蓄電池3の端子電圧VB が蓄電池満充電電圧VB2になったら充電回路12−1の運転を停止させる。
【0013】なお、太陽電池1とコンデンサ11間、商用電源2と整流器4間、および蓄電池3と充放電回路12間に接続する回路遮断器CBは、装置の故障などにより過大な電流が流れた場合に、この過大な電流を遮断するためのものである。
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、太陽電池の発電電力で蓄電池を充電できること、整流器の運転は整流器から負荷へ電力を供給するときと蓄電池を充電するときのみであることから、太陽電池の発電電力と商用電源の電力を有効に利用できる。さらに、商用電源の電気使用量を低減できることから、電力使用料金を安くできる。




 

 


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