(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、
蓄電池と、
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を前記蓄電池に充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、
該ＤＣ／ＤＣコンバータによる太陽光発電電力の充電のオンオフを切り換える第１スイッチと、
前記蓄電池による負荷への放電のオンオフを切り換える第２スイッチと
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を交流電力に変換し、該交流電力を商用系統に逆潮流させる太陽光発電用インバータと、
該太陽光発電用インバータによる太陽光発電電力の交流電力変換のオンオフを切り換える第３スイッチと
が備えられ、
前記蓄電池は、少なくとも第１，第２の二つの蓄電池で構成されており、それに対応して、前記第１及び第２のスイッチがそれぞれ対応数備えられて、各蓄電池が第１及び第２のスイッチのオンオフ切換えによって互いに独立して充電と放電とを行うことができるようになされているのに加え、
前記各蓄電池の蓄電容量を検知する第１センサーと、
オフの第２スイッチがオンに切り換わった後、対応する蓄電池が放電を開始したか否かを検知する第２センサーと、
第３スイッチがオフの状態で、前記第１蓄電池が第１スイッチオン、第２スイッチオフで充電をしていると共に、第２蓄電池が第１スイッチオフ、第２スイッチオンで負荷への放電をしている過程において、前記第１センサーが第１蓄電池の満充電を検知したとき、第１蓄電池に対応する第１スイッチをオフ、同第２スイッチをオン、第３スイッチをオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサーが第１蓄電池の放電開始を検知したとき、第２蓄電池に対応する第２スイッチをオフ、同第１スイッチをオン、第３スイッチをオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行う制御装置と
が備えられていることを特徴とする、太陽光発電電力を利用した蓄電池システム。
【請求項２】
太陽電池と、
蓄電池と、
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を前記蓄電池に充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、
該ＤＣ／ＤＣコンバータによる太陽光発電電力の充電のオンオフを切り換える第１スイッチと、
前記蓄電池による負荷への放電のオンオフを切り換える第２スイッチと
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を交流電力に変換し、該交流電力を商用系統に逆潮流させる太陽光発電用インバータと、
該太陽光発電用インバータによる太陽光発電電力の交流電力変換のオンオフを切り換える第３スイッチと
が備えられ、
前記蓄電池は、少なくとも第１，第２の二つの蓄電池で構成されており、それに対応して、前記第１及び第２のスイッチがそれぞれ対応数備えられて、各蓄電池が第１及び第２のスイッチのオンオフ切換えによって互いに独立して充電と放電とを行うことができるようになされているのに加え、
前記各蓄電池の蓄電容量を検知する第１センサーと、
オフの第２スイッチがオンに切り換わった後、対応する蓄電池が放電を開始したか否かを検知する第２センサーと、
第３スイッチがオフの状態で、前記第１蓄電池が第１スイッチオン、第２スイッチオフで充電をしていると共に、第２蓄電池が第１スイッチオフ、第２スイッチオンで負荷への放電をしている過程において、前記第１センサーが第２蓄電池の放電終了間近を検知したとき、第１蓄電池に対応する第１スイッチをオフ、同第２スイッチをオン、第３スイッチをオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサーが第１蓄電池の放電開始を検知したとき、第２蓄電池に対応する第２スイッチをオフ、同第１スイッチをオン、第３スイッチをオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行う制御装置と
が備えられていることを特徴とする、太陽光発電電力を利用した蓄電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電電力を利用した蓄電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電電力を利用した蓄電池システムは、従来より、種々提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のものでは、蓄電池が充電と放電とを同時に行うことができず、蓄電池がリチウムイオン二次電池等であるような場合に、チャタリング防止機能が働いて充電と放電の切替に、例えば１分程度のタイムラグを生じ、充電中に放電への切り替えを行った場合に、放電が実際に開始されるまでの間に時間を要し、その間、商用系統からの買電を生じさせてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、蓄電池が、チャタリング防止機能により充電と放電の切替にタイムラグを生じるようなものであっても、そのようなタイムラグによる商用系統からの買電を生じさせることがないのはもちろん、そのようなタイムラグを利用して、逆に、商用系統への売電を生じさせることができる、太陽光発電電力を利用した蓄電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、
太陽電池と、
蓄電池と、
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を前記蓄電池に充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、
該ＤＣ／ＤＣコンバータによる太陽光発電電力の充電のオンオフを切り換える第１スイッチと、
前記蓄電池による負荷への放電のオンオフを切り換える第２スイッチと
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を交流電力に変換し、該交流電力を商用系統に逆潮流させる太陽光発電用インバータと、
該太陽光発電用インバータによる太陽光発電電力の交流電力変換のオンオフを切り換える第３スイッチと
が備えられ、
前記蓄電池は、少なくとも第１，第２の二つの蓄電池で構成されており、それに対応して、前記第１及び第２のスイッチがそれぞれ対応数備えられて、各蓄電池が第１及び第２のスイッチのオンオフ切換えによって互いに独立して充電と放電とを行うことができるようになされているのに加え、
前記各蓄電池の蓄電容量を検知する第１センサーと、
オフの第２スイッチがオンに切り換わった後、対応する蓄電池が放電を開始したか否かを検知する第２センサーと、
第３スイッチがオフの状態で、前記第１蓄電池が第１スイッチオン、第２スイッチオフで充電をしていると共に、第２蓄電池が第１スイッチオフ、第２スイッチオンで負荷への放電をしている過程において、前記第１センサーが第１蓄電池の満充電を検知したとき、第１蓄電池に対応する第１スイッチをオフ、同第２スイッチをオン、第３スイッチをオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサーが第１蓄電池の放電開始を検知したとき、第２蓄電池に対応する第２スイッチをオフ、同第１スイッチをオン、第３スイッチをオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行う制御装置と
が備えられていることを特徴とする、太陽光発電電力を利用した蓄電池システムによって解決される（第１発明）。
【０００７】
このシステムでは、そのような構成により、第３スイッチがオフの状態で、第１蓄電池が第１スイッチオン、第２スイッチオフで充電をしていると共に、第２蓄電池が第１スイッチオフ、第２スイッチオンで負荷への放電をしている過程において、第１センサーが第１蓄電池の満充電を検知したとき、第１蓄電池に対応する第１スイッチがオフ、同第２スイッチがオン、第３スイッチがオンにそれぞれ切り換えられる第１の制御が行われ、それに引き続いて、第２センサーが第１蓄電池の放電開始を検知したとき、第２蓄電池に対応する第２スイッチがオフ、同第１スイッチがオン、第３スイッチがオフにそれぞれ切り換えられる第２の制御が行われるようになされているので、
蓄電池が、チャタリング防止機能により充電と放電の切替にタイムラグを生じるようなものであっても、そのようなタイムラグによる商用系統からの買電を生じさせることがないのはもちろん、そのようなタイムラグを利用して、逆に、商用系統への売電を生じさせることができる。
【０００８】
また、上記の課題は、
太陽電池と、
蓄電池と、
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を前記蓄電池に充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、
該ＤＣ／ＤＣコンバータによる太陽光発電電力の充電のオンオフを切り換える第１スイッチと、
前記蓄電池による負荷への放電のオンオフを切り換える第２スイッチと
前記太陽電池で発電した太陽光発電電力を交流電力に変換し、該交流電力を商用系統に逆潮流させる太陽光発電用インバータと、
該太陽光発電用インバータによる太陽光発電電力の交流電力変換のオンオフを切り換える第３スイッチと
が備えられ、
前記蓄電池は、少なくとも第１，第２の二つの蓄電池で構成されており、それに対応して、前記第１及び第２のスイッチがそれぞれ対応数備えられて、各蓄電池が第１及び第２のスイッチのオンオフ切換えによって互いに独立して充電と放電とを行うことができるようになされているのに加え、
前記各蓄電池の蓄電容量を検知する第１センサーと、
オフの第２スイッチがオンに切り換わった後、対応する蓄電池が放電を開始したか否かを検知する第２センサーと、
第３スイッチがオフの状態で、前記第１蓄電池が第１スイッチオン、第２スイッチオフで充電をしていると共に、第２蓄電池が第１スイッチオフ、第２スイッチオンで負荷への放電をしている過程において、前記第１センサーが第２蓄電池の放電終了間近を検知したとき、第１蓄電池に対応する第１スイッチをオフ、同第２スイッチをオン、第３スイッチをオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサーが第１蓄電池の放電開始を検知したとき、第２蓄電池に対応する第２スイッチをオフ、同第１スイッチをオン、第３スイッチをオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行う制御装置と
が備えられていることを特徴とする、太陽光発電電力を利用した蓄電池システムによって解決される（第２発明）。
【０００９】
このシステムでは、そのような構成により、第３スイッチがオフの状態で、第１蓄電池が第１スイッチオン、第２スイッチオフで充電をしていると共に、第２蓄電池が第１スイッチオフ、第２スイッチオンで負荷への放電をしている過程において、前記第１センサーが第２蓄電池の放電終了間近を検知したとき、第１蓄電池に対応する第１スイッチがオフ、同第２スイッチがオン、第３スイッチがオンにそれぞれ切り換えられる第１の制御が行われ、それに引き続いて、第２センサーが第１蓄電池の放電開始を検知したとき、第２蓄電池に対応する第２スイッチがオフ、同第１スイッチがオン、第３スイッチがオフにそれぞれ切り換えられる第２の制御が行われるようになされているので、
蓄電池が、チャタリング防止機能により充電と放電の切替にタイムラグを生じるようなものであっても、そのようなタイムラグによる商用系統からの買電を生じさせることがないのはもちろん、そのようなタイムラグを利用して、逆に、商用系統への売電を生じさせることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以上のとおりのものであるから、蓄電池が、チャタリング防止機能により充電と放電の切替にタイムラグを生じるようなものであっても、そのようなタイムラグによる商用系統からの買電を生じさせることがないのはもちろん、そのようなタイムラグを利用して、逆に、商用系統への売電を生じさせることができて、太陽光発電電力を効率良く活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のシステムの全体構成を示す説明図である。
【図２】図（イ）及び図（ロ）は、図３（ハ）（ニ）と共に、制御装置の行う制御の一例を順次に示す説明図である。
【図３】図（ロ）及び図（ハ）は、図２（イ）（ロ）と共に、制御装置の行う制御の同一例を順次に示す説明図である。
【図４】図（イ）及び図（ロ）は、図５（ハ）（ニ）と共に、制御装置の行う制御の他の例を順次に示す説明図である。
【図５】図（ロ）及び図（ハ）は、図４（イ）（ロ）と共に、制御装置の行う制御の同他の例を順次に示す説明図である。
【図６】図（イ）及び図（ロ）は、図７（ハ）（ニ）と共に、制御装置の行う制御の更に他の例を順次に示す説明図である。
【図７】図（ロ）及び図（ハ）は、図６（イ）（ロ）と共に、制御装置の行う制御の同他の例を順次に示す説明図である。
【図８】図（イ）及び図（ロ）は、図９（ハ）（ニ）と共に、制御装置の行う制御の更に他の例を順次に示す説明図である。
【図９】図（ロ）及び図（ハ）は、図８（イ）（ロ）と共に、制御装置の行う制御の同他の例を順次に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示す実施形態の、太陽光発電電力を利用した蓄電池システムは、モードの切換えによって、太陽光発電電力を充電して使用したり、商用電力（深夜電力）を充電して使用したりすることができるシステムに構成されているものである。
【００１４】
同システムにおいて、１は太陽電池、２はリチウムイオン二次電池などからなる蓄電池であり、該システムは、太陽電池１で発電した太陽光発電電力を蓄電池２に充電するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３による太陽光発電電力の充電のオンオフを切り換える第１スイッチ４と、蓄電池２による負荷５，６への放電のオンオフを切り換える第２スイッチ７と、太陽電池１で発電した太陽光発電電力を交流電力に変換し、該交流電力を商用系統８に逆潮流させる太陽光発電用インバータ９と、太陽光発電用インバータ９による太陽光発電電力の交流電力変換のオンオフを切り換える第３スイッチ１０とを備えている。
【００１５】
そして、蓄電池２は、少なくとも二つの蓄電池、本実施形態では三つの蓄電池２ａ，２ｂ，２ｃで構成されており、それに対応して、前記第１及び第２のスイッチ４，７がそれぞれ対応数備えられ、各蓄電池２ａ，２ｂ，２ｃが第１及び第２のスイッチ４，７のオンオフ切換えによって互いに独立して充電と放電とを行うことができるようになされている。
【００１６】
また、各蓄電池２ａ，２ｂ，２ｃの蓄電容量を検知する第１センサー１１と、オフの第２スイッチ７がオンに切り換わった後、対応する蓄電池が放電を開始したか否かを検知する第２センサー１２と、制御装置１３とが備えられ、該制御装置１３は、次のような制御を行うようになされている。
【００１７】
即ち、制御装置１３は、図２（イ）に示すように、第３スイッチ１０がオフであると共に、第１スイッチ４がオン、第２スイッチ７がオフとなっていて太陽光発電電力の充電を行っている蓄電池が２つ２ａ，２ｂあり、第１スイッチ４がオフ、第２スイッチ７がオンとなっていて負荷５，６への放電を行っている蓄電池が１つ２ｃあるなかで、第１センサー１１が蓄電池２ｂ（第１蓄電池）の満充電を検知したとき、図２（ロ）及び図３（ハ）に示すように、該蓄電池２ｂに対応する第１スイッチ４をオフ、同第２スイッチ７をオン、第３スイッチ１０をオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサー１２が蓄電池２ｂの放電開始を検知したとき、図３（ニ）に示すように、蓄電池２ｃ（第２蓄電池）に対応する第２スイッチ７をオフ、同第１スイッチ４をオン、第３スイッチ１０をオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行うようになされている。
【００１８】
また、制御装置１３は、上記と同じなかで、図４（イ）に示すように、第１センサー１１が蓄電池２ｃ（第２蓄電池）の放電終了間近（例えば、残量が１０％まで下がったこと）を検知したとき、図４（ロ）及び図５（ハ）に示すように、蓄電容量の最も高い充電中の蓄電池２ｂ（第１蓄電池）に対応する第１スイッチ４をオフ、同第２スイッチ７をオン、第３スイッチ１０をオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサー１２が蓄電池２ｂの放電開始を検知したとき、図５（ニ）に示すように、蓄電池２ｃに対応する第２スイッチ７をオフ、同第１スイッチ４をオン、第３スイッチ１０をオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行うようになされている。
【００１９】
また、制御装置１３は、図６（イ）に示すように、第３スイッチ１０がオフであると共に、第１スイッチ４がオン、第２スイッチ７がオフとなっていて太陽光発電電力の充電を行っている蓄電池が１つ２ｂあり、第１スイッチ４がオフ、第２スイッチ７がオンとなっていて負荷５，６への放電を行っている蓄電池が２つ２ａ，２ｃあるなかで、第１センサー１１が蓄電池２ｂ（第１蓄電池）の満充電を検知したとき、図６（ロ）及び図７（ハ）に示すように、該蓄電池２ｂに対応する第１スイッチ４をオフ、同第２スイッチ７をオン、第３スイッチ１０をオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサー１２が蓄電池２ｂの放電開始を検知したとき、図７（ニ）に示すように、蓄電容量の最も低い放電中の蓄電池２ｃ（第２蓄電池）に対応する第２スイッチ７をオフ、同第１スイッチ４をオン、第３スイッチ１０をオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行うようになされている。
【００２０】
更に、制御装置１３は、上記と同じなかで、図８（イ）に示すように、第１センサー１１が蓄電池２ｃ（第２蓄電池）の放電終了間近（例えば、残量が１０％まで下がったこと）を検知したとき、図８（ロ）及び図９（ハ）に示すように、充電中の蓄電池２ｂ（第１蓄電池）に対応する第１スイッチ４をオフ、同第２スイッチ７をオン、第３スイッチ１０をオンにそれぞれ切り換える第１の制御を行い、該第１の制御に引き続いて、第２センサー１２が蓄電池２ｂの放電開始を検知したとき、図９（ニ）に示すように、蓄電池２ｃに対応する第２スイッチ７をオフ、同第１スイッチ４をオン、第３スイッチ１０をオフにそれぞれ切り換える第２の制御を行うようになされている。
【００２１】
このように、上記のシステムによれば、制御装置１３が上記のような制御を行うことにより、蓄電池２ａ，２ｂ，２ｃが、チャタリング防止機能により充電と放電の切替にタイムラグを生じるようなものからなっているにもかかわらず、そのようなタイムラグによる商用系統８からの買電を生じさせることがないのはもちろん、そのようなタイムラグを利用して、逆に、商用系統８への売電を生じさせることができて、太陽光発電電力を効率良く活用することができる。
【００２２】
なお、１４はＢＭＵ。１５は蓄電池用インバータで、蓄電池２に蓄電された直流電力を交流電力に変換して負荷５，６に送るものである。１６は充電器で、商用系統８からの商用電力を蓄電池２に充電するものであり、１７は第４スイッチで、充電器１６による商用電力の充電のオンオフを切り換えるものである。１８は逆潮流防止装置で、蓄電池２に蓄電された電力が商用系統８に売電されるのを防ぐものであり、１９は停電検出装置、１９は第５スイッチであり、第５スイッチ１９は、停電検出装置１９が停電を検出したとき、重要負荷６に対してのみ電力を供給する切り換えを行うものである。
【００２３】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、モードの切換えによって、太陽光発電電力を充電して使用したり、商用電力（深夜電力）を充電して使用したりすることができるシステムに適用した場合を示したが、本発明のシステムは、太陽光発電電力を充電して使用するが、商用電力（深夜電力）を充電して使用することのないシステムに構成されていてもよい。
【００２４】
また、上記の実施形態では、蓄電池２が、３つの蓄電池２ａ，２ｂ，２ｃで構成されている場合を示したが、蓄電池２は、２つで構成されていてもよいし、４つ以上で構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１…太陽電池
２…蓄電池
２ａ，２ｂ，２ｃ…蓄電池
３…ＤＣ／ＤＣコンバータ
４…第１スイッチ
５，６…負荷
７…第２スイッチ
８…商用系統
９…太陽光発電用インバータ
１０…第３スイッチ
１１…第１センサー
１２…第２センサー
１３…制御装置
【図１】
0005571522.tif 000002
【図２】
0005571522.tif 000003
【図３】
0005571522.tif 000004
【図４】
0005571522.tif 000005
【図５】
0005571522.tif 000006
【図６】
0005571522.tif 000007
【図７】
0005571522.tif 000008
【図８】
0005571522.tif 000009
【図９】
0005571522.tif 000010