(57)【要約】【課題】優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給すること。【解決手段】太陽電池１または組電池３から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷４の動作を制御する負荷動作制御装置８において、残容量取得部８１は、直列抵抗６を用いて組電池３の残容量を取得する。実行頻度制御部８３は、残容量の値が、設定値記憶部８２が記憶する第一設定値を下回る場合、環境観測装置４１による気象データ計測間隔と無線送信機４２による気象データ送信間隔とを拡げるように制御し、残容量の値が第二設定値を下回る場合、無線送信機４２による気象データ送信を停止させ、最も優先度の高い警報情報の送信処理のみを実行するように制御する。また、実行頻度制御部８３は、残容量の値が組電池３の放電終止電圧に対応する値である場合、スイッチ５を開放する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する負荷動作制御装置であって、
前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得手段と、
前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御手段と、
を備えたことを特徴とする負荷動作制御装置。
【請求項２】
前記負荷は、自身が設置される環境の情報である環境情報を取得し、取得した前記環境情報を報知するとともに、取得した前記環境情報が所定の閾値外である場合に警告情報を報知する複数の処理を実行し、
前記実行頻度制御手段は、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値を下回る場合、前記環境情報を取得する頻度および前記環境情報を報知する頻度のうち少なくとも一方を低減させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の負荷動作制御装置。
【請求項３】
前記実行頻度制御手段は、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値より小さい値である第二の設定値を下回る場合、前記環境情報の取得処理および前記警告情報の報知処理のみを実行させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の負荷動作制御装置。
【請求項４】
前記実行頻度制御手段は、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量が、前記蓄電池の放電終止電圧に対応する値である場合、前記負荷への電力供給を停止するように制御することを特徴とする請求項３に記載の負荷動作制御装置。
【請求項５】
前記残容量取得手段は、前記蓄電池の充放電電流を検知し、検知した前記充放電電流の積算値に基づいて、前記残容量を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の負荷動作制御装置。
【請求項６】
前記残容量取得手段は、前記蓄電池の電圧に基づいて、前記残容量を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の負荷動作制御装置。
【請求項７】
前記所定の直流電源は、太陽光によって電力を発生する太陽電池であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の負荷動作制御装置。
【請求項８】
所定の直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する負荷動作制御方法であって、
前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得ステップと、
前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御ステップと、
を含んだことを特徴とする負荷動作制御方法。
【請求項９】
前記負荷は、自身が設置される環境の情報である環境情報を取得し、取得した前記環境情報を報知するとともに、取得した前記環境情報が所定の閾値外である場合に警告情報を報知する複数の処理を実行し、
前記実行頻度制御ステップは、前記残容量取得ステップによって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値を下回る場合、前記環境情報を取得する頻度および前記環境情報を報知する頻度のうち少なくとも一方を低減させるように制御することを特徴とする請求項８に記載の負荷動作制御方法。
【請求項１０】
前記実行頻度制御ステップは、前記残容量取得ステップによって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値より小さい値である第二の設定値を下回る場合、前記環境情報の取得処理および前記警告情報の報知処理のみを実行させるように制御することを特徴とする請求項９に記載の負荷動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷動作制御装置および負荷動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池と蓄電池とを組み合わせた太陽電池システムは、電源インフラの確保が困難な場所などに設置される負荷の電源として用いられている。例えば、太陽電池システムでは、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負荷に必要な電力が賄われる。
【０００３】
このような太陽電池システムの具体的な構成例について、図４を用いて説明する。図４は、従来技術を説明するための図である。
【０００４】
図４に示すように、従来の太陽電池システムは、太陽電池と、コンバータと、組電池とから構成され、さらに太陽電池システムから供給される電力を用いて動作する負荷と接続される。
【０００５】
太陽電池は、太陽光により電力を発生する装置であり、組電池は、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いる。また、コンバータは、太陽電池が発生した直流電力を組電池および負荷が受容できる電圧に変換する装置である。
【０００６】
このような構成からなる太陽電池システムにおいては、太陽電池の発電電力が十分大きく、コンバータの出力電力が負荷の所要電力を超える場合、余剰分が組電池へ供給されることで、組電池を構成する蓄電池にて充電が行なわれる。逆に、太陽電池の発電電力では負荷への供給電力が不足する場合、組電池の放電によって不足分の電力が補われる。これにより、太陽電池システムは、太陽光のない夜間だけでなく、天候が悪化した昼間においても、負荷に電力を供給することが可能となる。
【０００７】
また、太陽電池の発電電力を一旦、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）に蓄えたのちに蓄電池へ所望の電圧・電流を供給することにより、蓄電池の過充電や充電不足を回避して効率よく充電することが可能となる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）。
【０００８】
さらに、太陽電池の発電電力を一旦、電気二重層コンデンサに蓄えたのちに複数の蓄電池へ所望の電圧・電流を分配して供給することにより、個々の蓄電池を流れる電力を低減させ、システムを構成する蓄電池の小型化・低価格化を実現することが可能となる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）。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２５０６４６号公報
【特許文献２】特開２００１−０６９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、上記した従来の太陽電池システムや独立型太陽光発電システムに接続される負荷は、太陽電池あるいは組電池から供給される電力により動作するが、不日照が継続して太陽電池の発電電力が不足する状態が長期間続くと、組電池（蓄電池）の残容量が低下し、ついには放電終止となり負荷への電力供給が停止されるため、動作を停止する。
【００１１】
これは、不日照により太陽電池の発電電力が不足しても組電池の残容量に関わらず負荷が一定量の消費電力を要求するためであるが、負荷が優先度の異なる複数の処理を行なう場合でも、負荷が要求する消費電力は、常に一定量となる。
【００１２】
例えば、負荷が、日射量や気温などの気象データを１分ごとに計測する気象観測装置と、気象観測装置が１分ごとに計測した気象データを防災センタに順次送信するとともに、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタに送信する無線装置とから構成される場合、負荷の処理において最も優先度の高い処理は、警報情報を防災センタに送信することである。
【００１３】
しかし、太陽電池と蓄電池とを負荷の電源として用いた場合、負荷は、優先度の異なる複数の処理すべてを実行するために常に一定量の消費電力を要求することとなり、不日照が継続して蓄電池の残容量がなくなって放電終止となると、最も優先度の高い処理（警報情報の送信）が実行できなくなる。
【００１４】
すなわち、上記した従来の太陽電池システムや独立型太陽光発電システムにおいては、複数の処理を行なう負荷の動作を蓄電池の残容量に応じて制御することができないため、蓄電池の残容量が少なくなっても、気象データを１分ごと計測して送信するといった優先度の低い負荷の処理が継続して実行されるために負荷の消費電力は常に一定となり、優先度の高い負荷の処理を実行する時間が短縮されてしまう。
【００１５】
このように、上記した従来の技術は、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することができないという課題があった。
【００１６】
なお、太陽電池の代わりに、単なる直流電源（例えば、ＡＣアダプタや、１次電池など）が蓄電池に充電のための電力を供給する場合でも、同様の課題があった。
【００１７】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となる負荷動作制御装置および負荷動作制御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】
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この装置は、所定の直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する負荷動作制御装置であって、前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得手段と、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が前記所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御手段と、を備えたことを要件とする。
【００１９】
また、この方法は、所定の直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する負荷動作制御方法であって、前記蓄電池の残容量を取得する残容量取得ステップと、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値を下回る場合、前記複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量取得手段によって取得された前記残容量の値が所定の設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する実行頻度制御ステップと、を含んだことを要件とする。
【発明の効果】
【００２０】
開示の装置および方法によれば、優先度の高低に関わらず負荷が一定量の消費電力を要求することを回避し、優先度の低い処理から順に実行頻度を低減させることにより、優先度の高い処理の実行時間を延長して、例えば、警報情報を送信するために必要となる重要な情報を取得するための機会を増やすことができ、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る負荷動作制御装置および負荷動作制御方法の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係わる負荷動作制御装置を含んで構成される太陽電池システムを実施例として説明する。
【実施例】
【００２２】
まず、本実施例における太陽電池システムの構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施例における太陽電池システムの構成を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施例における太陽電池システムは、太陽電池１と、コンバータ２と、組電池３と、負荷４と、スイッチ５と、直列抵抗６と、負荷動作制御装置８とから構成され、さらに、防災センタ７が負荷４と無線あるいは有線による通信回線にて接続される。なお、防災センタ７には、通信回線を介して報知される情報を受信する受信装置および受信した情報を管理する管理装置が設置される。本実施例では、受信装置および管理装置を一括して、防災センタ７と表記する。また、図１においては、電力線を実線、通信回線を点線矢印、負荷動作制御装置５による制御用通信線を実線矢印にて示す。
【００２４】
太陽電池１は、太陽光により電力を発生する装置である。例えば、本実施例における太陽電池１は、最大９０Ｗの発電能力を有する。なお、太陽電池１は、特許請求の範囲に記載の「所定の直流電源」に対応する。
【００２５】
コンバータ２は、太陽電池１が発生した直流電力を組電池３および負荷４が受容できる電圧に変換する装置である。例えば、本実施例におけるコンバータ２は、最高１６Ｖを出力できるＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００２６】
組電池３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が発生した電力を用いて充電および放電を行なう。例えば、本実施例における組電池３は、「定格電圧：１．２Ｖ、定格容量：１００Ａｈ」のニッケル水素蓄電池セルが、１０個直列接続され、１２００Ｗｈの蓄電能力がある。１個のニッケル水素蓄電池セルは、最高充電電圧（VH）が１．６Ｖであり、放電終止電圧（VL）が１．０Ｖであることから、本実施例における組電池３は、「最高充電電圧：１６Ｖ、放電終止電圧：１０Ｖ」となる。
【００２７】
ここで、太陽電池１の発電電力が十分大きく、コンバータ２の出力電力が負荷の所要電力を超える場合、余剰分がコンバータ２から組電池３へ供給されることで、組電池３を構成するニッケル水素蓄電池セルにて充電が行なわれる。逆に、太陽電池１の発電電力では負荷４への供給電力が不足する場合、組電池３の放電によって不足分の電力が補われる。
【００２８】
負荷４は、太陽電池１または組電池３から供給される電力により動作する装置であり、組電池３の使用範囲である最高充電電圧から放電終止電圧の間（本実施例では１０Ｖから１６Ｖの間）で、動作可能な装置である。また、負荷４は、不日照が継続して太陽電池１の発電電力が不足する状態が長期間続き、組電池３の残容量が低下して放電終止となると、動作を停止する。
【００２９】
ここで、本実施例における負荷４は、図１に示すように、環境観測装置４１と無線通信機４２とから構成され、優先度の異なる複数の処理を実行する。
【００３０】
環境観測装置４１は、自身が設置される環境の情報として、気温および日射量の気象データを、例えば、１分ごとに計測し、計測した気象データを順次無線通信機４２に通知する。なお、環境観測装置４１の観測対象は、上記した気象データの他、紫外線量、粉塵、光化学スモッグなどの環境汚染物資や、河川水量、地震震度などの防災用監視情報であってもよい。
【００３１】
無線通信機４２は、環境観測装置４１が計測した気象データを報知するために、環境観測装置４１が１分ごとに通知した気象データを無線信号に変換して遠隔地にある防災センタ７に順次送信する。また、無線通信機４２は、環境観測装置４１が計測した気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ７に送信する。
【００３２】
ここで、負荷４が実行する複数の処理において最も優先度の高い処理は、警報情報の防災センタ７への送信処理となる。
【００３３】
なお、環境観測装置４１における気象データの計測処理および計測した気象データの無線通信機４２への通知処理には、１回分で、０．１５Ｗｈの消費電力が必要とされ、無線通信機４２の送信処理には、１回分で、０．１Ｗｈの消費電力が必要とされるとする。
【００３４】
この場合、上述したように、環境観測装置４１および無線通信機４２は、１分ごとに定期的な処理を行なうので、警告情報の送信処理を除くと、１日あたりの負荷４の消費電力は、３６０Ｗｈとなる。
【００３５】
一方、晴天時において、太陽電池１からコンバータ２を介して得られる発電電力は、３６０Ｗｈであるので、負荷４が通常の動作中に晴天日が継続する限り、エネルギー収支は「０」となり、太陽電池１および組電池３とを含んで構成される太陽電池システムから供給される電力を用いた負荷４による複数の処理は、継続して実行される。
【００３６】
しかし、雲天日や雨天日のように晴天時の日照が得られない日は、負荷４の消費電力の一部は、組電池３からの放電によって賄われるので、放電により組電池３の残容量は、低下する。また、不日照が継続すると、放電を続ける組電池３の電圧は、最終的に放電終止電圧に達するので、組電池３からの放電を停止することが必要となる。
【００３７】
そこで、本実施例における太陽電池システムは、以下に詳述するスイッチ５、直列抵抗６および負荷動作制御装置８を設置して負荷４の動作を制御することにより、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷４に対して、組電池３に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となることに主たる特徴がある。
【００３８】
この主たる特徴について、図１とともに、図２を用いて説明する。図２は、実行頻度制御部を説明するための図である。
【００３９】
図１に示すように、本実施例における太陽電池システムに設置される負荷動作制御装置８は、残容量取得部８１と、設定値記憶部８２と、実行頻度制御部８３とから構成される。ここで、残容量取得部８１は、特許請求の範囲に記載の「残容量取得手段」に対応し、実行頻度制御部８３は、同じく「実行頻度制御手段」に対応する。
【００４０】
なお、本実施例では、負荷動作制御装置８が組電池３に組み込まれている場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、負荷動作制御装置８が負荷４に組み込まれている場合や、負荷動作制御装置８が独立した装置として設置される場合であってもよい。また、以下に説明する負荷動作制御装置８は、低消費電力マイコンとメモリとで構成可能であるので、装置内部電池により動作することが可能である。あるいは、負荷動作制御装置８の消費電力は、環境観測装置４１や無線通信機４２と比較して充分小さいので、組電池３から供給するようにしても、組電池３の残電力に大きな変動を与えない。
【００４１】
残容量取得部８１は、組電池３の残容量を取得する。具体的には、図１に示すように、組電池３に接続される配線に直列抵抗６を挿入しておき、残容量取得部８１は、直列抵抗６の両端に発生する電圧を計測することで、充放電電流を検知し、検知した充放電電流の積算値に基づいて、組電池３の残容量を取得する。
【００４２】
設定値記憶部８２は、実行頻度制御部８３による処理に用いられる各種設定値を記憶する。例えば、設定値記憶部８２は、第一設定値として「３０％」を記憶し、第二設定値として「１０％」を記憶し、設定値記憶部８２は、組電池３の放電終止電圧や放電終止電圧から設定される復帰電圧に対応する残容量を記憶する。さらに、設定値記憶部８２は、実行頻度制御部８３による残容量に応じた負荷４に対する制御処理内容も記憶する。
【００４３】
実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が、設定値記憶部８２が記憶する第一設定値を下回る場合、負荷４の複数の処理のうち優先度の低い処理の実行頻度を、前記残容量の値が第一設定値以上であるときの実行頻度より低減させるように制御する。
【００４４】
具体的には、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％を下回る場合、環境観測装置４１が気象データを取得する頻度および無線送信機４２が気象データを送信する頻度のうち少なくとも一方を、残容量の値が３０％以上であるときより低減させる。
【００４５】
ここで、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％以上の場合、図２の（Ａ）に示すように、環境観測装置４１による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに１分間隔とし、無線送信機４２による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに１分間隔とするように制御している。さらに、実行頻度制御部８３は、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ７に送信するように制御する。
【００４６】
しかし、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％を下回る場合、図２の（Ｂ）に示すように、環境観測装置４１による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに１０分間隔とし、無線送信機４２による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに１０分間隔とするように制御する。なお、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ７に送信するように制御する。
【００４７】
これにより、警告情報の送信処理を除くと、１日あたりの負荷４の消費電力は、３６Ｗｈと、通常運用時と比較して１０分の１とすることができる。すなわち、組電池３の残容量が１００％（１２００Ｗｈ）の時点から全く日照が得られないと仮定すると、動作頻度を１分間隔とした場合における負荷４の稼働日数は、「１２００／３６０＝３．３日」であるが、組電池３の残容量が３０％まで低下したのちに、動作頻度を１０分間隔とした場合における負荷４の稼働日数は、「（１２００×０．７）／３６０＋（１２００×０．３）／３６＝１２．３日」とすることができる。
【００４８】
あるいは、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％を下回る場合、図２の（Ｃ）に示すように、環境観測装置４１による気象データ計測において、気温の計測のみ５分間隔で実行して、日照量の計測を停止させ、無線送信機４２による気象データ送信間隔において、気温のデータのみ５分間隔で送信して、日照量のデータ送信を停止させるように制御する。なお、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ７に送信するように制御する。これによっても、警告情報の送信処理を除くと、１日あたりの負荷４の消費電力を低減することができる。また、警告情報を送信するために必要な気象データの計測間隔はそのままで、気象データ送信間隔のみを拡げる（例えば、２時間間隔に拡げる）場合であってもよい。
【００４９】
また、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が第二設定値である１０％を下回る場合、図２の（Ｄ）に示すように、環境観測装置４１による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに１０分間隔としたまま、無線送信機４２による気象データ送信を停止させ、最も優先度の高い警報情報の送信処理のみを実行するように制御する。
【００５０】
また、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が組電池３の放電終止電圧（１０Ｖ）に対応する値である場合、負荷４への電力供給を停止するために、スイッチ５を開放する（オフにする）。
【００５１】
なお、実行頻度制御部８３は、日照が復活して組電池３の残容量が上昇する場合にも、負荷４の実行頻度を制御するが、これについては、のちに詳述する。
【００５２】
次に、図３を用いて、本実施例における負荷動作制御装置８の処理について説明する。図３は、本実施例における負荷動作制御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、太陽電池１が太陽電池システムに接続され、組電池３が満充電となったのちの負荷動作制御装置８の処理について説明する。
【００５３】
図３に示すように、本実施例における負荷動作制御装置８は、組電池３が満充電となると（ステップＳ３０１肯定）、実行頻度制御部８３は、負荷４の動作を開始するように制御するとともに、残容量取得部８１は、組電池３の残容量取得を開始する（ステップＳ３０２）。
【００５４】
すなわち、実行頻度制御部８３は、環境観測装置４１による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに１分間隔とし、無線送信機４２による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに１分間隔とするようにして動作を開始させるように制御し、残容量取得部８１は、直列抵抗６の両端に発生する電圧を計測することで、充放電電流を検知し、検知した充放電電流の積算値に基づいて、組電池３の残容量を取得する。
【００５５】
そして、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【００５６】
ここで、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値以上の場合（ステップＳ３０３否定）、残容量の値を継続して判定する。
【００５７】
一方、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値を下回った場合（ステップＳ３０３肯定）、気象データの計測頻度および送信頻度を低減させる（頻度低減モード１、ステップＳ３０４）。
【００５８】
具体的には、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が第一設定値である３０％を下回る場合、環境観測装置４１による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに１０分間隔とし、無線送信機４２による気象データ送信間隔を、気温および日照量ともに１０分間隔とするように制御する。なお、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ７に送信するように制御する。
【００５９】
そののち、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値以上となったか否かを判定する（ステップＳ３０５）。
【００６０】
ここで、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値以上となった場合（ステップＳ３０５肯定）、負荷４の処理頻度を動作開始時の状態に戻し（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０３に戻って、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値を下回ったか否かを判定する。
【００６１】
一方、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値を下回った場合（ステップＳ３０５否定）、残容量取得部８１によって継続して取得される残容量が第二設定値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ３０６）。
【００６２】
ここで、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第二設定値以上である場合（ステップＳ３０６否定）、ステップＳ３０５に戻って残容量の値を継続して判定する。
【００６３】
一方、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第二設定値を下回る場合（ステップＳ３０６肯定）、気象データの送信処理を停止させる（頻度低減モード２、ステップＳ３０８）。
【００６４】
具体的には、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が第二設定値である１０％を下回る場合、環境観測装置４１による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに１０分間隔としたまま、無線送信機４２による気象データ送信を停止させ、最も優先度の高い警報情報の送信処理のみを実行するように制御する。
【００６５】
そののち、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第二設定値以上となったか否かを判定する（ステップＳ３０９）。
【００６６】
ここで、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第二設定値以上となった場合（ステップＳ３０９肯定）、負荷４の処理頻度を頻度低減モード１に戻し（ステップＳ３１１）、ステップＳ３０５に戻って、残容量取得部８１によって取得された残容量が第一設定値以上となったか否かを判定する。
【００６７】
一方、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が第二設定値を下回った場合（ステップＳ３０９否定）、残容量取得部８１によって継続して取得される残容量が組電池３の放電終止電圧に対応する値となったか否かを判定する（ステップＳ３１０）。
【００６８】
ここで、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が放電終止電圧に対応する値より大きい場合（ステップＳ３１０否定）、ステップＳ３０９に戻って残容量の値を継続して判定する。
【００６９】
一方、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が放電終止電圧に対応する値となった場合（ステップＳ３１０肯定）、スイッチ５をオフに切り替え（ステップＳ３１２）、負荷４の動作を停止させる。
【００７０】
そして、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって継続して取得される残容量が組電池３の放電終止電圧から設定される復帰電圧に対応する値より大きくなったか否かを判定する（ステップＳ３１３）。ここで、復帰電圧とは、スイッチ５をオンにする判定基準となる電圧値である。蓄電池には、放電を停止すると、充電されなくても電圧が自然回復する性質がある。すなわち、組電池３が放電終止電圧に達したことにより、ステップＳ３１２にてスイッチ５を開放して放電を停止すると、組電池３の電圧は、自然に上昇する。このため、スイッチ５をオンにする判定基準を、放電終止電圧とすると、組電池３の残容量が実際には上昇していないにも関わらず、放電を開始させてしまう。このため、放電終止電圧より高い値にて設定した復帰電圧を判定基準とする必要がある。本実施例のように、定格電圧が１２Ｖ（１．２×１０）であり放電終止電圧が１０Ｖである組電池３の場合、復帰電圧は、例えば、１２Ｖと設定される。
【００７１】
ここで、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が復帰電圧に対応する値以下である場合（ステップＳ３１３否定）、残容量取得部８１によって継続して取得される残容量の判定をそのまま継続する。
【００７２】
一方、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量が復帰電圧に対応する値より大きくなった場合（ステップＳ３１３肯定）、スイッチ５をオンに切り替えて、負荷４の実行頻度を頻度低減モード２に戻し（ステップＳ３１４）、ステップＳ３０９に戻って、残容量取得部８１によって取得された残容量が第二設定値以上となったか否かを判定する。
【００７３】
このようにして、本実施例における負荷動作制御装置８は、組電池３の残容量に応じて、負荷４による複数の処理の実行頻度を調整する。
【００７４】
上述してきたように、本実施例では、残容量取得部８１は、直列抵抗６の両端に発生する電圧を計測することで充放電電流を検知し、検知した充放電電流の積算値に基づいて、組電池３の残容量を取得する。そして、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が、設定値記憶部８２が記憶する第一設定値である３０％を下回る場合、環境観測装置４１による気象データ計測間隔（１分間隔）を、気温および日照量ともに１０分間隔とし、無線送信機４２による気象データ送信間隔（１分間隔）を、気温および日照量ともに１０分間隔とするように制御する。なお、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が３０％を下回る場合でも、計測された気温が所定の閾値を下回ったら警報情報を防災センタ７に送信するように制御する。
【００７５】
また、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が第二設定値である１０％を下回る場合、環境観測装置４１による気象データ計測間隔を、気温および日照量ともに１０分間隔としたまま、無線送信機４２による気象データ送信を停止させ、最も優先度の高い警報情報の送信処理のみを実行するように制御する。また、実行頻度制御部８３は、残容量取得部８１によって取得された残容量の値が組電池３の放電終止電圧（１０Ｖ）に対応する値である場合、負荷４への電力供給を停止するために、スイッチ５を開放（オフ）にするので、優先度の高低に関わらず負荷４が一定量の消費電力を要求することを回避し、優先度の低い処理から順に実行頻度を低減させることにより、優先度の高い処理の実行時間を延長することができ、上記した主たる特徴の通り、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷４に対して、組電池３に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することが可能となる。
【００７６】
なお、本実施例では、充放電電量の積算値から組電池３の残容量を取得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、組電池３の電圧を測定し、測定した電圧から、組電池３の残容量を取得する場合であってもよい。例えば、残容量が３０％に対応する組電池３の電圧を第一設定値として記憶しておき、測定された電圧が、残容量３０％に対応する電圧を下回った場合に、負荷４の処理を頻度低減モード１に移行させる場合であってもよい。
【００７７】
また、本実施例では、優先度の異なる複数の処理を実行する負荷４が、気象データの計測を行なう環境観測装置４１と、気象データの送信および警告情報の送信を行なう無線送信機４２とから構成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、優先度の異なる複数の処理を実行する負荷４であれば、本発明を適用することができる。
【００７８】
例えば、優先度の異なる複数の処理を実行する負荷４が、自身が設置される環境の情報として画像を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像を防犯センタに送信し、カメラによって撮影された画像に人物が映りこんでいる場合に警告情報を防犯センタに送信する送信機と構成される場合であってもよい。この場合、最も優先度の高い処理は、警告情報を防犯センタに送信することであり、警告情報の送信処理時間を延長できるように、負荷４の優先度の低い処理頻度を、組電池３の残容量に応じて調整する。
【００７９】
あるいは、警告情報としてブザーを鳴らして、負荷４の周囲にいる警備員などに不審者の存在を報知する場合であってもよい。この場合、ブザーを発する装置の処理が最も優先度の高い処理となる。
【００８０】
また、本実施例では、組電池３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３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である場合であってもよい。
【００８１】
また、本実施例では、組電池３が充電する際に用いる電力が太陽電池１から供給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、例えば、極めて電力事情の悪い場所において、組電池３が充電する際に用いる電力がＡＣアダプタや１次電池などの直流電源から供給される場合であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明に係る負荷動作制御装置および負荷動作制御方法は、太陽電池などの直流電源または蓄電池から供給される電力を用いて複数の処理を実行する負荷の動作を制御する場合に有用であり、特に、優先度の異なる複数の処理を行なう負荷に対して、蓄電池に充電された電力を残容量に応じて効率よく供給することに適する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施例における太陽電池システムの構成を示す図である。
【図２】実行頻度制御部を説明するための図である。
【図３】本実施例における負荷動作制御装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  太陽電池
２  コンバータ
３  組電池
４  負荷
４１  環境観測装置
４２  無線送信機
５  スイッチ
６  直列抵抗
７  防災センタ
８  負荷動作制御装置
８１  残容量取得部
８２  設定値記憶部
８３  実行頻度制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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