(57)【要約】【課題】微少な充電電流による組電池（蓄電池）の劣化を防ぎ、効率よく充電すること【解決手段】制御部７は、組電池５が充電されるために要する充電時間以上の時間である所定の時間と、スイッチ６がＯＮとなることにより、コンデンサ３から放電されることで蓄電池に流れ込む充電電流の値が所定の時間が経過するまでの間、組電池５の充電に要する最低電流値以上の値となる電圧値である所定の電圧を記憶している。そして、制御部７は、太陽電池１の出力電力を蓄積したコンデンサ３の電圧が所定の電圧になった時に、コンデンサ３にて蓄積された電荷が放電されて組電池５に充電されるようにスイッチ６をＯＮに切り替えるよう制御し、コンデンサ３の電圧が所定の電圧となった時点から所定の時間が経過した時に、太陽電池１からの出力電力がコンデンサ３に充電されるようにスイッチ６をＯＦＦに切り替えるよう制御する。【選択図】図１
2010259261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池からの出力電力を直流回路にて蓄電池へ充電する充電装置であって、
前記太陽電池と並列に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサの充放電を切り替えるためのスイッチと、
前記コンデンサの電圧が所定の電圧になった時に、当該コンデンサにて蓄積された電荷が放電されて前記蓄電池に充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御し、前記コンデンサの電圧が前記所定の電圧となった時点から所定の時間が経過した時に、前記太陽電池からの出力電力が当該コンデンサに充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記所定の時間は、１以上の実数である「ａ」と、前記蓄電池の内部抵抗である「Ｒ」と、前記コンデンサの容量である「Ｃ」とを用いることにより、前記蓄電池への充電電流が充電開始直後から１／ａになるまでの時間として下記式（１）の左辺の数式で表され、かつ、前記蓄電池が充電されるために要する充電時間である「Ｔｄ」に対して、下記式（１）に示す関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【数１】
2010259261.tif 000014
【請求項３】
前記所定の電圧「Ｖ１」は、前記蓄電池の充電に要する最低電流値を「Ｉｄ」とし、前記蓄電池の電圧を「Ｖｂ」とした場合、下記式（２）に示す関係式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
【数２】
2010259261.tif 000015
【請求項４】
太陽電池と並列に接続されたコンデンサと、前記コンデンサの充放電を切り替えるためのスイッチとを有する直流回路にて、前記太陽電池からの出力電力を蓄電池へ充電する充電方法であって、
前記コンデンサの電圧が所定の電圧になった時に、当該コンデンサにて蓄積された電荷が放電されて前記蓄電池に充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御し、前記コンデンサの電圧が前記所定の電圧となった時点から所定の時間が経過した時に、前記太陽電池からの出力電力が当該コンデンサに充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御する制御ステップを含んだことを特徴とする充電方法。
【請求項５】
前記所定の時間は、１以上の実数である「ａ」と、前記蓄電池の内部抵抗である「Ｒ」と、前記コンデンサの容量である「Ｃ」とを用いることにより、前記蓄電池への充電電流が充電開始直後から１／ａになるまでの時間として下記式（３）の左辺の数式で表され、かつ、前記蓄電池が充電されるために要する充電時間である「Ｔｄ」に対して、下記式（３）に示す不等号の関係式を満たすことを特徴とする請求項４に記載の充電方法。
【数３】
2010259261.tif 000016
【請求項６】
前記所定の電圧「Ｖ１」は、前記蓄電池の充電に要する最低電流値を「Ｉｄ」とし、前記蓄電池の電圧を「Ｖｂ」とした場合、下記式（４）に示す関係式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の充電方法。
【数４】
2010259261.tif 000017
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、充電装置および充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源インフラの確保が困難な場所において気象観測や監視を行う場合、データ収集や情報送信のための電源として、太陽電池と蓄電池とを組み合わせた太陽電池システムを利用することが可能である。太陽電池システムでは、例えば、昼間は、太陽電池によって発電された電力が負荷に供給されるとともに、余剰電力で蓄電池が充電され、夜間は、蓄電池からの放電で必要な電力が賄われる。
【０００３】
かかる太陽電池システムの例としては、蓄電池と太陽電池とを組み合わせた独立型太陽光発電システムが知られている。具体的には、太陽電池の出力に接続された第１のコンバータと、第１のコンバータの出力に接続された充電器により充電されるＮｉ−ＭＨ（ニッケル・水素）蓄電池と、第１のコンバータの出力と電気二重層コンデンサの出力に接続され、かつ、Ｎｉ−ＭＨ蓄電池に逆流阻止ダイオードを介して接続された第２のコンバータと、第２のコンバータの出力に接続された負荷とを備えた独立型太陽光発電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、太陽光により電力を発生する太陽電池と、太陽電池の出力に接続されるコンバータと、コンバータの出力に接続される電気二重層キャパシタと、コンバータの出力および電気二重層キャパシタに接続される複数の充電器と、充電器にそれぞれ対応して接続される複数のＮｉ−ＭＨ蓄電池と、複数のＮｉ−ＭＨ蓄電池の出力に接続される負荷とを備えた独立型太陽光発電システムも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このように、太陽電池により蓄電池を充電する場合には、コンバータを介して充電を行うのが一般的である。コンバータは、太陽電池を入力として蓄電池に一定電圧を出力するものであり、出力電圧を蓄電池の充電電圧に一致させている。ここで、太陽電池の発電電力は日照によって大きく変動するが、その変動はコンバータの出力電流（充電電流）の増減となって表れる。つまり、発電量が低下しても、コンバータの出力電圧（充電電圧）は変化せず、出力電流（充電電流）が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２５０６４６号公報
【特許文献２】特開２００１−０６９６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、通常、蓄電池の充電電流には最適値が設定されており、充電電流が微少になった場合には、充電効率が著しく低下して蓄電池が充電されなくなる。その場合、蓄電池に入力された電力のほとんどは熱に変換されるが、この発熱反応によって、蓄電池の劣化が進行してしまうという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、微少な充電電流による蓄電池の劣化を防ぎ、効率よく充電することが可能となる充電装置および充電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この装置は、太陽電池からの出力電力を直流回路にて蓄電池へ充電する充電装置であって、前記太陽電池と並列に接続されたコンデンサと、前記コンデンサの充放電を切り替えるためのスイッチと、前記コンデンサの電圧が所定の電圧になった時に、当該コンデンサにて蓄積された電荷が放電されて前記蓄電池に充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御し、前記コンデンサの電圧が前記所定の電圧となった時点から所定の時間が経過した時に、前記太陽電池からの出力電力が当該コンデンサに充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御する制御手段と、を備えたことを要件とする。
【００１０】
また、この方法は、太陽電池と並列に接続されたコンデンサと、前記コンデンサの充放電を切り替えるためのスイッチとを有する直流回路にて、前記太陽電池からの出力電力を蓄電池へ充電する充電方法であって、前記コンデンサの電圧が所定の電圧になった時に、当該コンデンサにて蓄積された電荷が放電されて前記蓄電池に充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御し、前記コンデンサの電圧が前記所定の電圧となった時点から所定の時間が経過した時に、前記太陽電池からの出力電力が当該コンデンサに充電されるように前記スイッチを切り替えるよう制御する制御ステップを含んだことを要件とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の装置および方法によれば、微少な充電電流による蓄電池の劣化を防ぎ、効率よく充電することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施例における充電装置の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、本実施例における充電装置にてスイッチをＯＮとしたときの回路を説明するための図である。
【図３】図３は、本実施例における充電装置の運用時における並列回路の電圧と組電池の充電電流の推移を説明するための図である。
【図４】図４は、実施例における充電装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る充電装置および充電方法の実施例を説明する。なお、実施例１では、本発明に係る充電方法を実行する充電装置を実施例として説明する。
【実施例】
【００１４】
まず、本実施例における充電装置の構成について説明する。図１は、本実施例における充電装置の構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施例における充電装置は、太陽電池１と、ダイオード２と、コンデンサ３と、組電池５と、スイッチ６と、制御部７とを有する。
【００１５】
太陽電池１は、太陽光により直流電力を発生する装置であり、ダイオード２と直列接続され、さらに、コンデンサ３と並列に接続される。すなわち、太陽電池１とコンデンサ３とは、図１の点線枠に示すように、並列回路４を構成する。そして、並列回路４は、スイッチ６を介して、組電池５と接続されることが可能となる。
【００１６】
ダイオード２は、整流作用を有する電子素子であり、本実施例における充電装置においては、ダイオード２のアノードおよびカソードの端子が、図１に示すように接続されることにより、コンデンサ３や組電池５から太陽電池１へ電流が逆流することを防いでいる。
【００１７】
コンデンサ３は、太陽電池１が出力した直流電力により電荷を蓄積（充電）し、また、蓄積した電荷を組電池５に放電する。なお、コンデンサ３における充放電は、スイッチ６の開閉により制御される。
【００１８】
組電池５は、複数の蓄電池が直列あるいは並列にて接続された構成となっており、太陽電池１の出力電力を、直流回路にて充電する。具体的には、本実施例における組電池５は、太陽電池１が出力した直流電力を蓄電したコンデンサ３から放電された電荷を充電する。例えば、本実施例における組電池５は、「公称電圧：１．２Ｖ、公称容量：１００Ａｈ」のニッケル水素蓄電池セルが１０個直列接続されることで、「公称電圧：１２Ｖ、公称容量：１００Ａｈ」となり、１２００Ｗｈの蓄電能力を有する。
【００１９】
ここで、組電池５には、充電可能な最低電流があり、例えば、ニッケル水素蓄電池セルでは、最低でも１Ａの充電電流が必要となる。最低電流を下回って充電を継続すると充電効率が著しく低下し、蓄電池の劣化を促進するため、組電池５は、最低電流以上で充電されることが望ましい。このため、本実施例においては、最低電流「Ｉｄ」として、例えば、「１Ａ」が定められる。
【００２０】
また、充電電流が最低電流を超えていたとしても、充電時間が短い場合、組電池５においては、充電に寄与する反応が起こらなくなる。このため、本実施例においては、組電池５が充電されるために要する充電時間「Ｔｄ」として、例えば、「１ｍｓ」が定められる。
【００２１】
スイッチ６は、後述する制御部７による制御のもと、コンデンサ３の充放電を切り替える。すなわち、スイッチ６がＯＦＦ（閉）の場合は、並列回路４と組電池５とが切り離された状態となり、太陽電池１の出力電力はコンデンサ３へ充電される。また、スイッチ６がＯＮ（開）の場合は、並列回路４と組電池５とが接続された状態となり、コンデンサ３に蓄積された電荷が組電池５へ放電され、組電池５にて充電される。
【００２２】
例えば、本実施例におけるスイッチ６は、スイッチング素子であるＦＥＴ（電界効果トランジスタ、Field  Effect  Transistor）で実現され、後述する制御部７は、スイッチング素子であるスイッチ６の制御電極にＯＮ信号を送信することで、スイッチ６をＯＮにし、ＯＮ信号をリセットすることで、スイッチ６をＯＦＦとする。
【００２３】
なお、本実施例では、ＦＥＴがスイッチ６である場合について説明するが、本発明がこれに限定されるものではなく、コンデンサ３の充放電を切り替える機能を有するスイッチであるならば、スイッチ６として充電装置に組み込むことが可能である。
【００２４】
このように、本実施例における充電装置は、太陽電池１とコンデンサ３とが並列接続された並列回路４が、コンデンサ３の充放電を切り替えるスイッチ６を介して組電池５と接続可能な直流回路にて、太陽電池１からの出力電力をコンデンサ３に蓄電したのちに組電池５へ充電する太陽電池システムであるが、以下、詳細に説明する制御部７の処理により、微少な充電電流による組電池５の劣化を防ぎ、効率よく充電することが可能となることに主たる特徴がある。
【００２５】
この主たる特徴について、図１とともに、図２および図３を用いて説明する。なお、図２は、本実施例における充電装置にてスイッチをＯＮとしたときの回路を説明するための図であり、図３は、本実施例における充電装置の運用時における並列回路の電圧と組電池の充電電流の推移を説明するための図である。
【００２６】
図１に示す制御部７は、コンデンサ３の電圧が所定の電圧になった時に、コンデンサ３にて蓄積された電荷が放電されて組電池５に充電されるようにスイッチ６をＯＮに切り替えるよう制御し、コンデンサ３の電圧が所定の電圧となった時点から所定の時間が経過した時に、太陽電池１からの出力電力がコンデンサ３に充電されるようにスイッチをＯＦＦに切り替えるよう制御する。すなわち、スイッチ６をＯＮとする条件は、コンデンサ３の両端電圧に等しい並列回路４の電圧が所定の電圧以上となった時であり、スイッチ６をＯＦＦとする条件は、ＯＮとなってから所定の時間が経過したときである。
【００２７】
ここで、制御部７がスイッチ６のＯＮ／ＯＦＦを切り替え制御する際に用いる「所定の時間」および「所定の電圧」は、以下のように設定される。すなわち、「所定の時間」は、組電池５が充電されるために要する充電時間「Ｔｄ」以上の時間であり、「所定の電圧」は、スイッチ６がＯＮとなることにより、コンデンサ３から放電されることで蓄電池に流れ込む充電電流の値が、「所定の時間」が経過するまでの間、組電池５の充電に要する最低電流値「Ｉｄ」以上の値となる電圧値である。以下、「所定の時間」および「所定の電圧」を算出するための算出法について、説明する。
【００２８】
まず、スイッチ６がＯＮの状態で、コンデンサ３から組電池５へ流れる充電電流の大きさおよび充電電流の大きさの時間経過にともなう変化は、コンデンサ３の容量と、組電池５の電圧値と、組電池５の内部抵抗値と、スイッチ６がＯＮとなった瞬間の並列回路４の電圧値によって予め算出することができる。
【００２９】
これについて、図２に示す回路構成を参照して説明する。なお、微少な充電電流による組電池５の劣化を防ぎ、効率よく充電するためにスイッチ６のＯＮ／ＯＦＦを切り替える条件を決定することから、日射量が少ない状況を想定しているため、図２に示す回路においては、図１に示す太陽電池１は省略してある。
【００３０】
まず、図２の回路においては、容量「Ｃ」のコンデンサ３の蓄積電荷が「ｑ」とされている。また、図２の回路においては、組電池５は、電圧値「Ｖｂ」の電圧源８と抵抗値「Ｒ」の内部抵抗９との直列接続で表現されており、コンデンサ３からの充電電流「ｉ」の流れる方向は、組電池５が充電される方向となっている。なお、図２に示す「ｖ」は、蓄積電荷「ｑ」によって定まる並列回路４の電圧である。
【００３１】
ここで、図２の回路にキルヒホッフの電圧則を適用すると、以下に示す式（１）が得られる。
【００３２】
【数１】
2010259261.tif 000003
【００３３】
また、蓄積電荷「ｑ」の経過時間「ｔ」にともなう変化量と、コンデンサ３からの充電電流「ｉ」との間には、以下に示す式（２）の関係式が成立する。
【００３４】
【数２】
2010259261.tif 000004
【００３５】
そして、式（２）を用いて式（１）を解くことにより、以下に示す式（３）が得られる。なお、式（３）における「ｉ０」は、スイッチ６をＯＮにした直後の電流値（電流初期値）である。
【００３６】
【数３】
2010259261.tif 000005
【００３７】
ここで、並列回路４の両端の電圧は、スイッチ６をＯＮにした瞬間でも連続した値であることから、スイッチ６をＯＮにする時の電圧「Ｖ１」と電流初期値「ｉ０」とには、以下に示す式（４）の関係が成り立つ。
【００３８】
【数４】
2010259261.tif 000006
【００３９】
したがって、電流初期値「ｉ０」は、以下に示す式（５）によって求められる。
【００４０】
【数５】
2010259261.tif 000007
【００４１】
式（３）により、経過時間「ｔ」における充電電流の値「ｉ」は、電流初期値「ｉ０」からの減衰として表され、充電時間は、時定数である「ＲＣ」に関係がある。充電時間、すなわち上述した「所定の時間」を、例えば、式（３）において、電流初期値「ｉ０」が半分まで低下する時間「ｔ１／２」として定義すると、「ｉ＝ｉ０／２」であることから、「ｔ１／２」は、以下に示す式（６）で求められる。
【００４２】
【数６】
2010259261.tif 000008
【００４３】
ここで、「ｔ１／２」が経過した時点での充電電流は、「ｉ０／２」となることから、スイッチ６をＯＮにしてから「ｔ１／２」が経過するまで、充電に必要な最低電流「Ｉｄ」以上で組電池５が充電されるための条件は、「ｉ０／２≧Ｉｄ」となり、式（５）により、以下に示す式（７）となる。
【００４４】
【数７】
2010259261.tif 000009
【００４５】
また、組電池５が充電時間「Ｔｄ」以上で充電されるための条件は、「ｔ１／２≧Ｔｄ」となることから、式（６）により、以下に示す式（８）となる。
【００４６】
【数８】
2010259261.tif 000010
【００４７】
すなわち、式（７）および式（８）を満たす「Ｖ１」および「ｔ１／２＝ＲＣｌｎ２」を、「所定の電圧」および「所定の時間」とすることで、組電池５は、「Ｉｄ」以上の電流値にて、「Ｔｄ」以上の充電時間にてコンデンサ３からの放電により連続して充電されることとなる。すなわち、日照が少ない場合であっても、組電池５は、劣化することなく、効率よく充電される。
【００４８】
例えば、充電装置に組み込む組電池５のデータから、「Ｖｂ＝１２Ｖ（公称電圧）」であり、「Ｒ＝１Ω」であり、「Ｉｄ＝１Ａ」であり、「Ｔｄ＝１ｍｓ」であることが既知ならば、式（７）、（８）より、「Ｖ１」は、「１４Ｖ」以上となり、「Ｃ」は、「１．４４ｍＦ」以上となる。そこで、充電装置の管理者は、「１．４４ｍＦ」に近い容量を有するコンデンサ３を選定したうえで、所定の電圧を「１４Ｖ」とし、所定の時間を「１ｍｓ」とする設定を、制御部７の内部メモリに格納する。
【００４９】
そして、制御部７は、充電装置の運用が開始された時点で、スイッチ６をＯＦＦとなるように制御することで、コンデンサ３の充電を開始するとともに、図１に示すように、並列回路４の電圧「ｖ」の計測を開始する。そして、制御部７は、電圧「ｖ」が「１４Ｖ」となった時点で、スイッチ６をＯＮとなるように制御することで、組電池５の充電を開始し、スイッチ６がＯＮとなった時点から「１ｍｓ」が経過した時点で、スイッチ６をＯＦＦとなるように制御することで、組電池５の充電を終了して、再度、コンデンサ３の充電を開始する。
【００５０】
なお、上記では、「所定の時間」を、電流初期値「ｉ０」が半分まで低下する時間「ｔ１／２」と設定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、「所定の時間」を、電流初期値「ｉ０」が１０分の１まで低下する時間など、電流初期値が任意の値まで低下する時間として設定する場合であってもよい。
【００５１】
ここで、「所定の時間」を、電流初期値「ｉ０」がａ分の１まで低下する時間「ｔ１／ａ」と、一般化して設定する場合について、以下、説明する。なお、「ａ」は、１以上の実数として定義される。
【００５２】
まず、「ｔ１／ａ」は、式（３）から以下に示す式（９）により求められる。
【００５３】
【数９】
2010259261.tif 000011
【００５４】
したがって、スイッチ６をＯＮにしてから「ｔ１／ａ」が経過するまで、充電に必要な最低電流「Ｉｄ」以上で組電池５が充電されるための条件は、「ｉ０／ａ≧Ｉｄ」となることから、式（５）により、以下に示す式（１０）となる。
【００５５】
【数１０】
2010259261.tif 000012
【００５６】
また、組電池５が充電時間「Ｔｄ」以上で充電されるための条件は、「ｔ１／ａ≧Ｔｄ」となることから、式（９）により、以下に示す式（１１）となる。
【００５７】
【数１１】
2010259261.tif 000013
【００５８】
すなわち、式（１０）および式（１１）を満たす「Ｖ１」および「ｔ１／ａ＝ＲＣｌｎａ」を、「所定の電圧」および「所定の時間」とする。
【００５９】
例えば、管理者は、充電装置に組み込む組電池５のデータから、「Ｖｂ」、「Ｒ」、「Ｉｄ」および「Ｔｄ」が既知であるならば、「Ｖ１」を式（１０）の等号が成立する値とし、式（１１）を満たす「Ｃ」の値に近い容量を有するコンデンサ３を選定したうえで、既知の「Ｔｄ」を所定の時間（充電時間）として、充電装置の運用を行なう。
【００６０】
また、管理者は、予め設定した「Ｖ１」により、式（１０）および式（１１）を満たす「Ｃ」および「ａ」を求めて、コンデンサ３の選定および所定の時間（充電時間）の決定を行なってもよい。
【００６１】
あるいは、管理者は、式（１０）および式（１１）を用いることにより、予め選定していたコンデンサ３の容量「Ｃ」により、「Ｖ１」と「ａ」とを求めて、所定の電圧および所定の時間の決定を行なってもよい。
【００６２】
なお、上記では、式（１０）の等号成立時の「Ｖ１」を所定の電圧として決定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、式（１０）および式（１１）を満たすならば、式（１０）にて左辺が右辺より大きくなる「Ｖ１」を所定の電圧として決定する場合であってもよい。
【００６３】
また、上記では、所定の時間「ＲＣｌｎａ」が「Ｔｄ」として設定される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、式（１０）および式（１１）を満たすならば、所定の時間「ＲＣｌｎａ」は、「Ｔｄ」より大きい値として設定される場合であってもよい。
【００６４】
ここで、改めて、図３を用いて、本実施例における充電装置の運用時における並列回路４の電圧「ｖ」と組電池５の充電電流「ｉ」の推移を説明する。
【００６５】
図３に示すように、並列回路４の電圧「ｖ」が所定の電圧「Ｖ１」に達した時点でスイッチ６が制御部７によりＯＮとなり、電流初期値「ｉ０」にて組電池５の充電が開始される。そして、所定の時間「ｔ１／ａ＝ＲＣｌｎａ」が経過して、充電電流「ｉ」が「ｉ０／ａ」まで低下した時点でスイッチ６が制御部７によりＯＦＦとなる。これらスイッチ６の動作が、内部メモリに所定の電圧および所定の時間が設定された制御部７の処理により繰り返され、組電池５の充電に要する時間（または、組電池５の充電に要する時間より長い時間）、常に最低電流以上の充電電流にて組電池５の充電が行なわれる。
【００６６】
次に、図４を用いて、本実施例における充電装置の処理について説明する。図４は、本実施例における充電装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、充電装置の管理者により制御部７の内部メモリに所定の時間「ｔ１／ａ」および所定の電圧「Ｖ１」が格納されたのちの処理について図４を用いて説明する。
【００６７】
図４に示すように、本実施例における充電装置の制御部７は、管理者から充電装置の運用開始指示を受け付けると（ステップＳ１０１肯定）、スイッチ６をＯＦＦとするように制御する（ステップＳ１０２）。なお、制御部７は、管理者から充電装置の運用開始指示を受け付けた時点から、並列回路４の電圧の測定を開始する。
【００６８】
そして、制御部７は、並列回路４の電圧が「Ｖ１」以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００６９】
ここで、制御部７は、並列回路４の電圧が「Ｖ１」未満である場合（ステップＳ１０３否定）、並列回路４の電圧と「Ｖ１」との比較判定を継続して実行する。
【００７０】
一方、制御部７は、並列回路４の電圧が「Ｖ１」以上である場合（ステップＳ１０３肯定）、スイッチ６をＯＮとするように制御する（ステップＳ１０４）。
【００７１】
そののち、制御部７は、スイッチ６がＯＮとなってから充電時間である所定の時間「ｔ１／ａ」が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００７２】
ここで、制御部７は、「ｔ１／ａ」が経過していない場合（ステップＳ１０５否定）、スイッチ６がＯＮとなってからの経過時間と「ｔ１／ａ」との比較判定を継続して実行する。
【００７３】
一方、制御部７は、「ｔ１／ａ」が経過した場合（ステップＳ１０５肯定）、ステップＳ１０２に戻って、スイッチ６をＯＦＦとするように制御し、以下、ステップＳ１０３以降の処理を継続して実行する。
【００７４】
上述してきたように、本実施例では、制御部７は、組電池５が充電されるために要する充電時間「Ｔｄ」以上の時間である「所定の時間」と、スイッチ６がＯＮとなることにより、コンデンサ３から放電されることで蓄電池に流れ込む充電電流の値が「所定の時間」経過するまでの間、組電池５の充電に要する最低電流値「Ｉｄ」以上の値となる電圧値である「所定の電圧」を内部メモリに記憶する。そして、制御部７は、太陽電池１の出力電力を蓄積したコンデンサ３の電圧が所定の電圧になった時に、コンデンサ３にて蓄積された電荷が放電されて組電池５に充電されるようにスイッチ６をＯＮに切り替えるよう制御し、コンデンサ３の電圧が所定の電圧となった時点から所定の時間が経過した時に、太陽電池１からの出力電力がコンデンサ３に充電されるようにスイッチをＯＦＦに切り替えるよう制御する。
【００７５】
したがって、日射量が少ない場合でも充電に必要な充電電流を充電に必要な時間分確保できるため、上記した主たる特徴の通り、微少な充電電流による組電池５の劣化を防ぎ、効率よく充電することが可能となる。
【００７６】
また、上記の式（１０）および式（１１）を満たすように、充電装置に組み込むコンデンサ３や組電池５を選定したり、充電装置に組み込まれているコンデンサ３や組電池５の特性に基づいてスイッチ６の切り替え条件を決定したりするなどといったように、充電装置の管理者は、微少な充電電流による組電池５の劣化を防ぎ、効率よく充電する太陽電池システムを容易に運用することが可能となる。
【００７７】
なお、本実施例では、組電池５を構成する蓄電池が、ニッケル水素蓄電池である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、組電池５を構成する蓄電池が、例えば、鉛蓄電池やニッケルカドミウム蓄電池やリチウムイオン蓄電池など他の種類の蓄電池により構成される場合であってもよい。
【００７８】
また、コンデンサ３は、キャパシタのように、蓄電量「Ｑ」と、蓄電容量「Ｃ」と、両極電圧「Ｖ」との間に「Ｑ＝ＣＶ」の関係を満たす蓄電素子であれば、本発明に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明に係る充電装置および充電方法は、太陽電池からの出力電力を直流回路にて蓄電池へ充電する場合に有用であり、特に、微少な充電電流による蓄電池の劣化を防ぎ、効率よく充電することに適する。
【符号の説明】
【００８０】
１  太陽電池
２  ダイオード
３  コンデンサ
４  並列回路
５  組電池
６  スイッチ
７  制御部
８  電圧源
９  内部抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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