(57)【要約】【課題】出力電圧が負荷の動作に必要な電圧よりも高い場合であってもアシスト動作が可能な昇圧ユニットを提供する。【解決手段】コンバータ部（211）で整流された電源電力を平滑化する直流リンクコンデンサ（C）を有する直流リンク部（212）に自然エネルギーによって発電された直流電力を昇圧して出力する昇圧ユニット（102）であって、直流電力を昇圧して直流リンク部（212）に出力する昇圧コンバータ部（111）と、アシスト動作中に、直流リンク部（212）の直流リンク電圧（Vdc）が所定の電圧閾値（Vth）よりも高くなった場合に、昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を、直流リンク電圧（Vdc）が該電圧閾値（Vth）よりも高くなった時点における出力電圧よりも低く、かつ０Ｖよりも高い所定の電圧（Vmin）に低下するように制御する制御部（113）とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源（30）からの電力を整流化するコンバータ部（211）と、該コンバータ部（211）の出力を平滑化する直流リンクコンデンサ（C）を有する直流リンク部（212）と、該直流リンク部（212）の直流リンク電圧（Vdc）を交流電力に変換して負荷（M）に供給するインバータ部（213）とを有する電力供給システムに用いられ、自然エネルギーによって発電された直流電力を昇圧して、該直流リンク部（212）に出力する昇圧ユニット（102）であって、
上記自然エネルギーによって発電された直流電力を昇圧して上記直流リンク部（212）に出力する昇圧コンバータ部（111）と、
上記直流リンク部（212）の直流リンク電圧（Vdc）が所定の電圧閾値（Vth）よりも高くなった場合に、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を、該直流リンク電圧（Vdc）が該電圧閾値（Vth）よりも高くなった時点における出力電圧よりも低く、かつ０Ｖよりも高い所定の電圧（Vmin）に低下するように制御する制御部（113）とを備えている
ことを特徴とする昇圧ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
上記制御部（113）は、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を上記所定の電圧（Vmin）に低下させてから所定の期間内に、上記直流リンク電圧（Vdc）が上記電圧閾値（Vth）以下になった場合に、上記直流リンク電圧（Vdc）が上記電圧閾値（Vth）となるように、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を上記所定の電圧（Vmin）から徐々に高くするように制御する
ことを特徴とする昇圧ユニット。
【請求項３】
請求項１において、
上記制御部（113）は、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を上記所定の電圧（Vmin）に低下させてから所定の期間が経過しても、上記直流リンク電圧（Vdc）が上記電圧閾値（Vth）よりも高い場合に、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を０Ｖにするように制御する
ことを特徴とする昇圧ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
上記制御部（113）は、上記所定の電圧（Vmin）が、上記昇圧コンバータ部（113）の定格出力の略１０分の１となるように制御する
ことを特徴とする昇圧ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
上記自然エネルギーは、太陽光エネルギーである
ことを特徴とする昇圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、商用電源からの電力と自然エネルギーによって発電された電力とを併用する電力供給システムに用いられる昇圧ユニットに関し、特に、自然エネルギーによって発電された電力を直流給電するための電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネニーズの高まりにより、インバータ方式の空気調和機が家庭用・業務用ともに幅広く普及し、空気調和機の消費電力が大幅に低減したことで、地球環境保護や電力需要の削減に大きな効果をあげている。また、夏の電力需要ピークを削減（ピークカット）するための取り組みとして、インバータ方式の空気調和機に蓄電池を組み合わせた蓄電式空気調和装置も提案されている（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
特許文献１の蓄電式空気調和装置には、空気調和機の圧縮機のモータを駆動するために電力変換装置が設けられている。電力変換装置は、商用電力（交流電力）を整流化するコンバータ部と、コンバータ部の出力を平滑化する直流リンクコンデンサ（例えば、大容量の電解コンデンサ）を有する直流リンク部と、直流リンク部の直流リンク電圧を交流電力に変換して圧縮機のモータに供給するインバータ部とを備えている。そして、この蓄電式空気調和装置では、蓄電池からの電力（直流電力）を電力変換装置の直流リンク部に供給（ＤＣ給電）することにより、電力変換装置による空気調和機の負荷（すなわち、モータ）の駆動をアシストしている。
【０００４】
また、近年、自然エネルギーとして、例えば太陽電池（以下、適宜、ＰＶと略記する）と上記のような電力変換装置とを備え、ＰＶによって発電された電力を利用して電力変換装置による負荷の駆動をアシストする太陽電池システムを構築することも検討されている。このような太陽電池システムにおいても、ＰＶからの電力（直流電力）を交流電力に変換することなく電力変換装置の直流リンク部に供給（ＤＣ給電）することにより、直流電力から交流電力への電力変換によるロスをなくすことができ、太陽光エネルギーを有効に利用することが可能となる。
【０００５】
なお、上記の電力変換装置は、空気調和機以外の装置（例えば、冷蔵庫、洗濯機、ＩＨ調理器、プリンタなど）にも搭載されている。すなわち、上記の太陽電池システムは、空気調和機以外の装置にも適用可能である。
【０００６】
ところで、上記の太陽電池システムには、ＰＶからの直流電力を昇圧して、直流リンク部に供給するための昇圧ユニット（ストリングコンバータ）が用いられる。太陽電池システム用の一般的な昇圧ユニットの基本スペックを図５に示す。図５に示す機種名ＤＪＢ０１Ｎの昇圧ユニットの基本仕様は、自身が接続されたストリングのＰＶの電圧を、ＰＶの発電出力電力が最大になるように、電圧や電流の動作点を最適に制御（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）しながら、他のストリングのＰＶによる電圧に合わせた出力電圧まで昇圧するというものである。
【０００７】
この昇圧ユニットは昇圧比可変型のＤＣ／ＤＣコンバータであるが、図５に示す「出力電圧保護」設定値により、出力電圧の上限値を規定するように構成されている。出力電圧の上限値を規定しないと、昇圧ユニットの後段側に接続されるパワコン等が壊れてしまうおそれがある。これは、ＭＰＰＴ制御によって、出力を常に最大にするようにＰＶの動作点が決まるため、昇圧ユニットには出力電圧を上げるような制御が働いてしまい、無制限に出力電圧が上昇するからである。
【０００８】
任意のストリング電圧を他のストリング電圧に合わせることでマルチストリングに対応したシステム全体としてのＭＰＰＴ制御ができるので、一般には昇圧ユニットの「出力電圧保護」設定値は、設置されたＰＶのストリング電圧に従って最適値が設定されるようになっている。なお、「出力電圧保護」設定値は、スイッチで広範囲に切り替えが可能に構成されている。図５に示す昇圧ユニットでは、「出力電圧保護」設定値は１５０Ｖ〜３００Ｖの間で１０Ｖ単位で設定可能である。
【０００９】
昇圧ユニットが電圧を出力しているときに、出力電圧が「出力電圧保護」設定値を超えたこと、つまり過電圧状態であることが検出されると、無条件で出力がＯＦＦされるが、これはシステムが正常動作していることを示す。したがって、システムが正常動作している限り、「出力電圧保護」設定値よりも高い出力電圧が検出されることはありえないといえる。過電圧状態であるということは、システムの異常が検出されたという意味合いを示す。
【００１０】
図５に示す昇圧ユニットは、過電圧状態が検出されて出力が一旦ＯＦＦするとすぐには復帰せず、ある一定時間（１０分程度）経過してから再起動する仕様になっている。
【００１１】
このような昇圧ユニットを活用して、太陽電池システムとして例えば空調アシストシステムを構成すると、空調機のインバータ部に直流出力を行う直流リンク部に、ＰＶの発電エネルギーを安全にＤＣ給電することができるため、ＰＶによる空調機のエネルギーアシストシステムを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３３２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記太陽電池システムにおいて、ＰＶの出力（昇圧ユニットの出力）＜空調負荷のような状態では、昇圧ユニットはＰＶの発電出力が最大出力となるような動作点でＭＰＰＴ制御しながら、直流リンク部にその出力を重畳する（エネルギーアシスト状態）。ところが、このような運転状態において空調負荷が変化し、ＰＶの出力＞空調負荷となると、その瞬間に直流リンク電圧が上昇し、やがて昇圧ユニットの過電圧検出機能が働いて昇圧ユニットはＯＦＦしてしまう。以下、この点について詳述する。
【００１４】
ＰＶの出力＞空調負荷である場合に、空調機が運転状態（サーモＯＮ、圧縮機駆動状態）から停止状態（サーモＯＦＦ、圧縮機停止状態）になると、昇圧ユニットがＯＦＦするのは、正常であるため何ら問題ないといえる。
【００１５】
しかし、空調機がサーモＯＮからサーモＯＦＦしたのではなく、サーモＯＮの状態で空調負荷が低下した場合でも直流リンク電圧が上昇するため、昇圧ユニットがＯＦＦしてしまうことがある。これは、昇圧ユニット側では、空調の負荷状態を知ることはできず、空調機がサーモＯＦＦしたことを検出することができないため、常にＰＶの発電出力をＭＰＰＴ制御しながら出力を最大にしようと動作するからである。
【００１６】
昇圧ユニットは、過電圧状態を検出して一旦出力をＯＦＦしてしまうとすぐには復帰できず、一定の時間（例えば１０分）経過後、リトライ動作を行う。リトライ動作において、過電圧状態が検出されなければ昇圧ユニットは再び運転を始める。
【００１７】
昇圧ユニットが過電圧状態を検出して出力をＯＦＦする動作は、正常な運転条件ではありえない異常検出として働く保護機能である。そのため、異常を検出した状態から異常要因（過電圧の原因）を人為的に取り除いて、正常な状態に復帰させることが妥当である。ところが、過電圧状態を検出することでシステムがダウンしないようにするために、昇圧ユニットは、ある一定時間ごとにリトライして自動的に復帰できる仕様になっている。
【００１８】
したがって、空調負荷が軽くなったときに起きる過電圧検出によって昇圧ユニットの出力がＯＦＦしてしまうと、ＰＶからのエネルギーアシストが停止してしまい、サーモＯＮ（圧縮機が駆動状態）であるにもかかわらず、ある一定の時間はＰＶによる発電エネルギーが有効に活用されない状態が生じてしまうことになる。
【００１９】
そこで、この発明は、昇圧ユニットの機能に何ら変更や悪影響を与えずに、その出力電圧が負荷の動作に必要な電圧よりも高くなった場合でもアシスト動作が可能な昇圧ユニット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】
【００２０】
第１の発明は、電源（30）からの電力を整流化するコンバータ部（211）と、該コンバータ部（211）の出力を平滑化する直流リンクコンデンサ（C）を有する直流リンク部（212）と、該直流リンク部（212）の直流リンク電圧（Vdc）を交流電力に変換して負荷（M）に供給するインバータ部（213）とを有する電力供給システムに用いられ、自然エネルギーによって発電された直流電力を昇圧して、該直流リンク部（212）に出力する昇圧ユニット（102）であって、上記自然エネルギーによって発電された直流電力を昇圧して上記直流リンク部（212）に出力する昇圧コンバータ部（111）と、上記直流リンク部（212）の直流リンク電圧（Vdc）が所定の電圧閾値（Vth）よりも高くなった場合に、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を、該直流リンク電圧（Vdc）が該電圧閾値（Vth）よりも高くなった時点における出力電圧よりも低く、かつ０Ｖよりも高い所定の電圧（Vmin）に低下するように制御する制御部（113）とを備えていることを特徴とする昇圧ユニットである。
【００２１】
上記第１の発明では、昇圧ユニット（102）は、自然エネルギーによる発電電力を昇圧して、直流リンク部（212）に出力するアシスト動作を実行可能である。ここで、制御部（113）は、負荷（M）が軽負荷状態になるなどして、直流リンク電圧（Vdc）が所定の電圧閾値（Vth）よりも高くなった場合に、昇圧コンバータ部（111）の出力を低下させる。このとき、昇圧コンバータ部（111）の出力はＯＦＦしておらず、その出力電圧は、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高くなった時点における出力電圧よりも低く、かつ０Ｖよりも高い。したがって、直流リンク電圧（Vdc）は低下するため、昇圧ユニット（102）は低出力でのアシスト動作が可能となる。
【００２２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記制御部（113）は、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を上記所定の電圧（Vmin）に低下させてから所定の期間内に、上記直流リンク電圧（Vdc）が上記電圧閾値（Vth）以下になった場合に、上記直流リンク電圧（Vdc）が上記電圧閾値（Vth）となるように、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を上記所定の電圧（Vmin）から徐々に高くするように制御することを特徴とすることを特徴とする昇圧ユニットである。
【００２３】
上記第２の発明では、制御部（113）は、所定の期間内において、昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を所定の電圧に低下させているときに、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下に低下すると、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）となるように昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を徐々に高くするように制御する。これにより、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）に維持されるようになる。つまり、昇圧ユニット（102）は、出力をＯＦＦすることなく、アシスト動作を継続することができる。
【００２４】
第３の発明は、上記制御部（113）は、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を上記所定の電圧（Vmin）に低下させてから所定の期間が経過しても、上記直流リンク電圧（Vdc）が上記電圧閾値（Vth）よりも高い場合に、上記昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を０Ｖにするように制御することを特徴とする昇圧ユニットである。
【００２５】
上記第３の発明では、制御部（113）は、所定の期間、昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を低下させるが、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下に低下しない場合には、昇圧コンバータ部（111）の出力をＯＦＦする。つまり、昇圧ユニット（112）は、アシスト動作を停止する。この場合、例えば空調機の圧縮機のような負荷（M）がサーモＯＦＦした状態であると判断することができる。
【００２６】
第４の発明は、上記第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、上記制御部（113）は、上記所定の電圧（Vmin）が、上記昇圧コンバータ部（113）の定格出力の略１０分の１となるように制御する昇圧ユニットである。
【００２７】
上記第４の発明では、制御部（113）は、昇圧コンバータ部（111）の定格出力の略１０分の１が、所定の電圧（Vmin）となるように制御する。
【００２８】
第５の発明は、上記第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、上記自然エネルギーは、太陽光エネルギーであることを特徴とする昇圧ユニットである。
【００２９】
上記第５の発明では、昇圧ユニット（102）は、太陽光エネルギーによって発電された直流電力を昇圧して直流リンク部（212）に供給する。
【発明の効果】
【００３０】
第１の発明によれば、昇圧ユニット（102）は、アシスト動作中に、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高くなった場合、つまり昇圧ユニット（102）の出力電圧が負荷（M）の動作に必要な電圧よりも大きくなった場合でも、出力をＯＦＦすることなく低出力でのアシスト動作を継続することができる。このように、昇圧ユニット（102）の機能に何ら変更や悪影響を与えることなく、制御の仕方を変更することで、低出力でのアシスト動作が可能であるため、自然エネルギーによって発電された電力を有効利用することができる。
【００３１】
第２の発明によれば、昇圧ユニット（102）は、所定の期間出力を低下しているときに、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下に低下した場合、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）となるようにアシスト動作を継続することができる。
【００３２】
第３の発明によれば、昇圧ユニット（102）は、所定の期間出力を低下しても、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下に低下しない場合には、出力をＯＦＦしてアシスト動作を停止するため、直流リンク部（212）への過電圧供給が抑制され、昇圧ユニット（102）の後段側に接続される機器を保護することができる。
【００３３】
第４の発明によれば、昇圧ユニット（102）の出力により、直流リンク電圧（Vdc）の上昇を十分に抑制することができる。
【００３４】
第５の発明によれば、ＰＶ（101）を用いたシステムにおいて、ＰＶ（101）の出力が負荷（M）の動作に必要な電力よりも大きくなった場合でもアシスト動作が可能であるため、ＰＶ（101）の電力を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】空気調和システムの構成例について説明するための図。
【図２】太陽電池システムの構成例について説明するための図。
【図３】この実施形態の太陽電池システムによる動作について具体的に説明するためのタイミングチャート。
【図４】この実施形態の太陽電池システムによる動作について説明するためのフローチャート。
【図５】一般的な昇圧ユニットの仕様を例示した図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。
【００３７】
〔空気調和システム〕
図１は、この発明の実施形態による太陽電池システム（10）（電力供給システム）を備えた空気調和システム（1）の構成例を示している。空気調和システム（1）は、太陽電池ユニット（11）と、空気調和機（20）とを備えている。
【００３８】
〈空気調和機〉
空気調和機（20）は、室内に設置される室内ユニット（21）と、室外に設置される室外ユニット（22）とを備えている。室内ユニット（21）と室外ユニット（22）とが連絡配管（23,23）によって互いに接続されることにより、冷媒回路が構成されている。空気調和機（20）の運転は、例えば、リモートコントローラ（図示せず）による遠隔操作により制御される。
【００３９】
《室内ユニット》
室内ユニット（21）は、室内熱交換器（201）と、室内ファン（202）と、室内膨張弁（203）とを含んでいる。室内熱交換器（201）は、例えば、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室内ファン（202）によって送風される。これにより、室内熱交換器（201）では、伝熱管の内部を流れる冷媒と伝熱管の外部を通過する空気との間で熱が交換される。室内膨張弁（203）は、例えば、電子膨張弁によって構成されている。
【００４０】
《室外ユニット》
室外ユニット（22）は、室外熱交換器（204）と、室外ファン（205）と、室外膨張弁（206）と、圧縮機（207）と、四方切換弁（208）と、電力変換装置（210）とを含んでいる。室外熱交換器（204）は、例えば、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室外ファン（205）によって送風される。これにより、室外熱交換器（204）では、伝熱管の内部を流れる冷媒と伝熱管の外部を通過する空気との間で熱が交換される。室外膨張弁（206）は、例えば、電子膨張弁によって構成されている。圧縮機（207）は、モータ（M）（負荷）を有している。例えば、圧縮機（207）は、スクロール圧縮機等の回転式圧縮機によって構成されている。四方切換弁（208）は、第１から第４までの４つのポートを有し、冷媒回路の冷媒の循環方向を切り換えるように構成されている。四方切換弁（208）は、冷房運転時に第１ポートと第２ポートを連通させ且つ第３ポートと第４ポートを連通させる状態（図１の実線で示す状態）となり、暖房運転時に第１ポートと第３ポートを連通させ且つ第２ポートと第４ポートとを連通させる状態（図１の破線で示す状態）となる。電力変換装置（210）は、商用電源（30）から供給された電力（以下、電源電力と表記）を所望の出力交流電力に変換して圧縮機（207）のモータ（M）に供給することにより、負荷としてのモータ（M）を駆動する。この例では、電源電力および出力交流電力は、三相交流電力である。
【００４１】
〈太陽電池ユニット〉
太陽電池ユニット（11）は、自然エネルギーとしての太陽光エネルギーによって電力を発生する太陽電池（101）と、太陽電池（101）で発生した電力を昇圧する昇圧ユニット（102）とを含んでいる。太陽電池（101）は、家屋の屋根やビルの屋上などに設けられる。この例では、太陽電池ユニット（11）（より具体的には、太陽電池（101）および昇圧ユニット（102））と電力変換装置（210）とによって、太陽電池システム（10）が構成されている。
【００４２】
〈太陽電池システム〉
図２は、太陽電池システム（10）の構成例を示している。
【００４３】
《電力変換装置》
電力変換装置（210）は、コンバータ部（211）と、直流リンク部（212）と、インバータ部（213）と、制御部（214）とを備えている。コンバータ部（211）は、電源電力を整流化（より具体的には、全波整流）する。例えば、コンバータ部（211）は、ダイオードブリッジ回路によって構成されている。直流リンク部（212）は、直流リンクコンデンサ（C）を有し、コンバータ部（211）の出力を平滑化して直流リンク電圧（Vdc）を生成する。例えば、直流リンクコンデンサ（C）は、電解コンデンサによって構成されている。インバータ部（213）は、直流リンク部（212）によって生成された直流リンク電圧（Vdc）をスイッチング動作によって出力交流電力に変換してモータ（M）に供給する。例えば、インバータ部（213）は、スイッチング素子や還流ダイオードなどを用いて構成されている。制御部（214）は、インバータ部（213）のスイッチング動作を制御する。
【００４４】
また、電力変換装置（210）は、インバータ部（213）からモータ（M）へ交流電力を供給してモータ（M）を駆動させる駆動動作と、直流リンク部（212）の直流リンクコンデンサ（C）を放電する放電動作とを実行可能に構成されている。例えば、制御部（214）は、駆動動作の場合には、モータ（M）の各相に流れるモータ電流を制御するために、インバータ部（213）のスイッチング動作を制御し、放電動作の場合には、モータ（M）の一相のみにモータ電流が流れて電力が消費されるように（すなわち、モータ（M）が駆動していない状態で直流リンクコンデンサ（C）に蓄積された電荷が消費されるように）、インバータ部（213）のスイッチング動作を制御する。このようにインバータ部（213）を制御するにより、電力変換装置（210）の駆動動作および放電動作を実現することができる。
【００４５】
なお、この例では、電力変換装置（210）は、空気調和機（20）の運転中に駆動動作を実行し、空気調和機（20）がサーモＯＦＦ状態になると駆動動作を中断するように構成されている。また、電力変換装置（210）は、空気調和機（20）の運転を停止させるための操作が実行されると、モータ（M）を停止させた後に放電動作を開始するように構成されている。
【００４６】
《太陽電池》
太陽電池（101）（以下、適宜、ＰＶ（101）と略記する）は、太陽光を受けて電力を発電する。この例では、太陽電池（101）は、直列に接続された複数の太陽電池素子によって構成されている。なお、複数の太陽電池（101）を互いに並列接続して複数のストリングを構成するようにしてもよい。
【００４７】
《昇圧ユニット》
昇圧ユニット（102）は、ストリングコンバータを構成し、太陽電池（101）によって発電された電力（以下、太陽電池電力と表記）を電力変換装置（210）の直流リンク部（212）に供給するように構成されている。
【００４８】
より具体的には、昇圧ユニット（102）は、アシスト動作と、リトライ動作とを実行する。アシスト動作とは、太陽電池電力を太陽電池ユニット（11）から直流リンク部（212）に供給する動作のことである。リトライ動作とは、アシスト動作を停止した後に予め定められた待機時間（例えば１０分）が経過すると、アシスト動作を再開する動作のことである。
【００４９】
この例では、昇圧ユニット（102）は、昇圧コンバータ部（111）と、電圧検出部（112）と、制御部（113）とによって構成されている。昇圧コンバータ部（111）は、太陽電池電力をスイッチング動作によって昇圧して直流リンク部（212）に供給する。例えば、昇圧コンバータ部（111）は、スイッチング素子や還流ダイオードなどを用いて構成されている。
【００５０】
電圧検出部（112）は、直流リンク電圧（Vdc）を検出する。例えば、電圧検出部（112）は、直流リンクコンデンサ（C）の両端から昇圧コンバータ部（111）へ延びる一対の分岐配線の間の電圧に基づいて、直流リンク電圧（Vdc）を検出するように構成されている。
【００５１】
制御部（113）は、電圧検出部（112）によって検出された直流リンク電圧（Vdc）に基づいて、昇圧コンバータ部（111）のスイッチング動作の制御などを実行する。このように、昇圧コンバータ部（111）の出力電圧は直流リンク電圧（Vdc）に基づいて、制御部（113）によって制御される。
【００５２】
具体的に、制御部（113）は、電圧検出部（112）が検出した直流リンク電圧（Vdc）が所定の電圧閾値（Vth）よりも高くなった場合に、昇圧コンバータ部（111）からの出力電圧を所定の電圧に低下するように制御する。これにより、昇圧ユニット（102）は低出力動作を実行する。低出力動作時における昇圧ユニット（102）からの出力電圧は、０Ｖよりも高く、かつ直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高くなった時点における出力電圧よりも低く設定される。例えば、昇圧ユニット（102）の定格出力が、図５に示す昇圧ユニットの「最大出力電力」に記載されている１．１５ｋｗである場合、低出力動作時において昇圧ユニット（102）は、その略１０分の１として約１００ｗの電力を出力するように制御される。なお、インバータ部（213）の制御によって、圧縮機（207）に供給される電力の下限値を、空気調和機（20）の定格出力の約１０分の１に絞ることが可能であるため、低出力動作時における昇圧ユニット（102）の出力を、インバータ部（213）の最低出力に基づいて設定してもよい。
【００５３】
〈昇圧ユニットの動作〉
次に、図３を参照して、昇圧ユニット（102）の動作例について説明する。なお、図３において、上段のタイミングチャートは、直流リンク電圧（Vdc）の時間的な変化を示し、下段のタイミングチャートは、昇圧ユニット（102）の出力の時間的な変化を示す。
【００５４】
時刻（t1）までは、空気調和機（20）の圧縮機（207）は作動していない（空調ＯＦＦ）ため、昇圧ユニット（102）の出力はＯＦＦ、つまり出力電圧は０Ｖである。したがって、昇圧ユニット（102）から直流リンク部（212）にＤＣ給電されていないため、直流リンク電圧（Vdc）は最も低い状態となっている。
【００５５】
《時刻（t1）》
時刻（t1）になると、空気調和機（20）の運転が開始（空調ＯＮ）され、商用電源（30）から電力変換装置（210）に電力が供給される。これにより、空気調和機（20）がサーモＯＮの状態になり、直流リンク電圧（Vdc）が上昇し始める。その後、時刻（t1）から時刻（t2）までの期間において、直流リンク電圧（Vdc）は所定値になる。
【００５６】
《時刻（t2）》
時刻（t2）になると、昇圧ユニット（102）がアシスト動作を開始する。すなわち、昇圧ユニット（102）の出力電圧が上昇し始める。その後、時刻（t2）から時刻（t3）までの期間において、出力電圧は最大出力（Vmax）で一定となる。このとき、昇圧ユニット（102）は通常運転しており、ＰＶ（101）の出力（昇圧ユニット（102）の出力）は空調負荷よりも小さい状態である。
【００５７】
《時刻（t3）》
時刻（t3）において、空調負荷が軽くなるなどして直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高くなって、過電圧状態であることが検出されると、昇圧ユニット（102）は出力電圧を最小出力（Vmin）に低下する。このように、ＰＶ（101）の出力が空調負荷よりも大きくなった場合、昇圧ユニット（102）はアシスト動作を停止せずに、低出力動作を実行する。そして、昇圧ユニット（102）の低出力動作により、時刻（t3）直後において、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下になると、昇圧ユニット（102）は出力電圧を徐々に高くする。その後、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）になる。
【００５８】
《時刻（t4）》
時刻（t4）において、昇圧ユニット（102）は、直流リンク電圧（Vdc）を電圧閾値（Vth）に維持するためのＶｔｈ上限運転を実行する。なお、昇圧ユニット（102）の出力電圧を最大出力（Vmax）にして、通常運転が可能である場合には、昇圧ユニット（102）は通常運転を実行する。
【００５９】
《時刻（t5）》
時刻（t5）において、圧縮機（207）が停止してサーモＯＦＦの状態になると、直流リンク電圧（Vdc）は電圧閾値（Vth）よりも高くなる。したがって、昇圧ユニット（102）は出力電圧を最小出力（Vmin）に低下し、低出力動作を実行する。その後、昇圧ユニット（102）は、例えば１００ｍｓの間隔で出力電圧を最小出力（Vmin）から徐々に高くしようとする。つまり、Ｖｔｈ上限運転が可能かどうかを試みる。
【００６０】
《時刻（t6）》
ところが、時刻（t6）において、直流リンク電圧（Vdc）は電圧閾値（Vth）を上回っているため、昇圧ユニット（102）は、出力をＯＦＦ、つまり出力電圧を０Ｖにする。これにより、アシスト動作が停止する。
【００６１】
次に、図４を参照して、昇圧ユニット（102）の動作フローについて説明する。
【００６２】
《ステップ（ST101）》
まず、昇圧ユニット（102）は通常運転をしており、ＰＶ（101）の出力中において直流リンク電圧（Vdc）≦電圧閾値（Vth）であるとする。つまり、ＰＶ（101）の出力（昇圧ユニット（102）の出力）よりも空調負荷の方が大きい状態でのアシスト動作が可能である。このとき、制御部（113）は、電圧検出部（112）によって検出された直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下であるため、昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を最大出力（Vmax）にするように制御する。そして、ステップ（ST102）に進む。
【００６３】
《ステップ（ST102）》
次に、制御部（113）は、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高くなったかどうかを判定する。直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高い場合は、ステップ（ST103）へ進み、そうでない場合には、昇圧ユニット（102）の通常運転が可能であるため、運転を継続するためにステップ（ST102）を繰り返す。
【００６４】
《ステップ（ST103）》
次に、制御部（113）は、昇圧コンバータ部（111）の出力電圧を最小出力（Vmin）にするように昇圧コンバータ部（111）を制御する。つまり、制御部（113）は、出力電圧が過電圧状態であると判定し、昇圧ユニット（102）は所定の期間低出力動作を実行する。そして、ステップ（ST104）に進む。なお、従来の昇圧ユニットは、この時点で出力を即座にＯＦＦする。
【００６５】
《ステップ（ST104）》
次に、制御部（113）は、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高いかどうかを判定する。つまり、ステップ（ST103）における昇圧ユニット（102）の低出力動作により、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下になったかどうかが判定される。直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高い場合にはステップ（ST105）に進み、そうでない場合にはステップ（ST106）に進む。
【００６６】
《ステップ（ST105）》
昇圧ユニット（102）が所定の期間低出力動作を実行しても、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高い場合、制御部（113）は、圧縮機（207）が停止してサーモＯＦＦの状態であると判定し、ＰＶ（101）の出力（昇圧コンバータ部（111）の出力）をＯＦＦする。
【００６７】
《ステップ（ST106）》
一方、昇圧ユニット（102）の低出力動作によって直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下になると、制御部（113）は、昇圧コンバータ部（111）の出力を徐々に上昇するように制御する。そして、ステップ（ST107）に進む。
【００６８】
《ステップ（ST107）》
次に、制御部（113）は、直流リンク電圧（Vdc）と電圧閾値（Vth）とが等しくなったどうか、つまり、直流リンク電圧（Vdc）が上昇して、電圧閾値（Vth）に到達したかどうかを判定する。直流リンク電圧（Vdc）と電圧閾値（Vth）とが等しくなった場合にはステップ（ST108）に進み、そうでない場合（Vdc＜Vthの場合）には（ST109）に進む。
【００６９】
《ステップ（ST108）》
直流リンク電圧（Vdc）＝電圧閾値（Vth）の場合、制御部（113）は、直流リンク電圧（Vdc）を電圧閾値（Vth）に維持するため、昇圧ユニット（102）がＶｔｈ上限運転をするように昇圧コンバータ部（111）を制御する。そして、ステップ（ST102）に戻る。
【００７０】
《ステップ（ST109）》
直流リンク電圧（Vdc）＜電圧閾値（Vth）の場合、制御部（113）は、直流リンク電圧（Vdc）を電圧閾値（Vth）にするため、昇圧ユニット（102）を通常運転するように昇圧コンバータ部（111）を制御する。これにより、昇圧コンバータ部（111）の出力電圧はさらに上昇する。そして、ステップ（ST102）に戻る。
【００７１】
〈効果〉
この実施形態による太陽電池システム（10）では、昇圧ユニット（102）は、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高くなった場合に、即座にその出力をＯＦＦしてリトライ動作に備えるのではなく、一旦、低出力動作を行う。また、昇圧ユニット（102）は、所定の期間低出力動作を行っても直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）以下にならない場合に出力をＯＦＦする。つまり、昇圧ユニット（102）は、直流リンク部（212）にＰＶ（101）の出力を供給することができる限りアシスト動作を実行する。したがって、昇圧ユニット（102）の機能に何ら変更や悪影響を与えることなく、その制御方法を従来のものから変更することで、より効率的なアシスト動作が可能となる。
【００７２】
以上のように、昇圧ユニット（102）は、アシスト動作中に、直流リンク電圧（Vdc）が電圧閾値（Vth）よりも高くなっても、即座にアシスト動作を停止せず、低出力動作を実行する。したがって、昇圧ユニット（102）の出力が空調負荷よりも大きくなっても、アシスト動作が可能であるため、ＰＶ（101）の出力を有効に利用することができる。
【００７３】
〔その他の実施形態〕
以上の説明では、自然エネルギーとして、太陽光エネルギーを用いた場合について説明したが、太陽光エネルギー以外の自然エネルギーとして、風力エネルギーや水力エネルギーなどを用いてもよい。
【００７４】
また、太陽電池システム（10）が空気調和システム（1）に適用される場合（より具体的には、太陽電池ユニット（11）が空気調和機（20）とともに用いられる場合）を例に挙げて説明したが、太陽電池システム（10）は、冷蔵庫、洗濯機、ＩＨ調理器、プリンタなどにも適用可能である。
【００７５】
また、昇圧ユニット（102）は、低出力動作を行う場合に、出力電圧を徐々に低下させてもよい。
【００７６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上説明したように、上記の昇圧ユニットは、自然エネルギーをインバータにＤＣ給電して、アシスト動作を行う電力供給システムなどにおいて、自然エネルギーを有効に活用するのに有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１          空気調和システム
１０        太陽電池システム（電力供給システム）
１１        太陽電池ユニット
２０        空気調和機
２１        室内ユニット
２２        室外ユニット
２３        連絡配管
３０        商用電源
１０１      太陽電池（ＰＶ）
１０２      昇圧ユニット
１１１      昇圧コンバータ部
１１２      電圧検出部
１１３      制御部
２０１      室内熱交換器
２０２      室内ファン
２０３      室内膨張弁
２０４      室外熱交換器
２０５      室外ファン
２０６      室外膨張弁
２０７      圧縮機
２０８      四方切換弁
２１０      電力変換装置
２１１      コンバータ部
２１２      直流リンク部
２１３      インバータ部
２１４      制御部
Ｍ          モータ（負荷）
Ｃ          直流リンクコンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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