(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、
該太陽電池を交流系統に系統連系させるための最大電力追従制御機能を備えたパワーコンディショナと、
上記太陽電池と上記パワーコンディショナとの間に、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続した蓄電池を備え、
更に、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータに、日射条件に応じた上記太陽電池の発電量と上記交流系統側の消費電力量の予測値を求めて、それぞれの予測値を基に、日射条件に応じて上記蓄電池へ充電する上記太陽電池の充電用電流の値を設定して、その設定値に応じた一定の電流を上記蓄電池に対して充電又は放電させるための指令を与える電力制御装置を接続した構成を有すること
を特徴とする太陽電池発電システム。
【請求項２】
太陽電池と、
該太陽電池を交流系統に系統連系させるための最大電力追従制御機能を備えたパワーコンディショナと、
上記太陽電池と上記パワーコンディショナとの間に、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続した蓄電池を備え、
更に、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータは、日射条件に応じた上記太陽電池の出力電圧を上記蓄電池の電圧に一致する電圧まで昇圧させるための昇圧コンバータと、該昇圧コンバータで昇圧された電圧を上記太陽電池の出力電圧に一致する電圧まで降圧させるための降圧コンバータとを、上記太陽電池側より順に直列に接続してなる構成として、上記昇圧コンバータの出力側と上記降圧コンバータの入力側との間に上記蓄電池を接続した構成を有すること
を特徴とする太陽電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を交流系統に最大電力追従制御（ＭＰＰＴ）機能を有するパワーコンディショナ（ＰＣＳ）を介して接続した構成に、上記太陽電池で発電された電力を充放電するための蓄電池を付加してなる太陽電池発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を住宅用や産業用として使用する場合は、通常、太陽電池モジュール（以下、単に太陽電池と云う）を、独立で負荷設備に接続するのではなく、負荷設備に接続された電力系統、たとえば、商用電源であるＡＣ２００Ｖの交流系統に系統連系させるようにしてある。
【０００３】
上記のように太陽電池を交流系統に系統連系させる場合は、太陽電池を、ＤＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＡＣインバータとからなる構成のパワーコンディショナ（以下、ＰＣＳと記す）を介して交流系統に接続して、太陽電池による直流の出力を、上記ＤＣ／ＤＣコンバータで所望する電圧に昇圧又は降圧し、次いで、上記ＤＣ／ＡＣインバータにより、上記交流系統に応じた周波数の交流に変換させるようにすることが広く行われている。
【０００４】
又、上記ＰＣＳは、一般的に、最大電力点追従制御（Maximum Power Point Tracking：以下、ＭＰＰＴ制御と記す）を行う機能を備えて、日照条件等の変化により、太陽電池の発電する電力の電圧と電流の相関を示すカーブが変動しても、電流×電圧の値が最大になる最大電力点を自動的に求めて、太陽電池の最大電力を取り出すことができるようにしてある。
【０００５】
ところで、この種の太陽電池をＰＣＳを介して系統連系させる構成を有する太陽電池発電システムでは、太陽電池より出力される電力の一部を、蓄電池に充電させるようにすることが近年考えられてきている。
【０００６】
なお、太陽電池の出力する電力を充電するための蓄電池を装備した構成としては、たとえば、蓄電池は直流であり、又、太陽電池も直流であることに鑑みて、ＰＣＳに、太陽電池と蓄電池を並列に接続する構成とすることや（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）、ＰＣＳと太陽電池との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して蓄電池を接続する構成とすることが従来提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００７】
又、太陽電池の出力する電力を充電するための蓄電池を装備した別の構成としては、太陽電池を系統や負荷と接続するためのＰＣＳが、太陽電池からの直流電力を交流電力に変換するインバータ動作及び系統からの交流電力を直流に変換するコンバータ動作の双方向の電力変換器を備えると共に、該電力変換器がＭＰＰＴ制御機能を備えてなるものとし、更に、上記電力変換器の太陽電池側に、該太陽電池の出力変動を抑制して出力安定化を図るための蓄電器を、バッテリーコントローラを介して接続する構成が従来提案されている（たとえば、特許文献４）。
【０００８】
太陽電池の出力する電力を充電するための蓄電池を装備した更に別の構成としては、太陽電池を、昇圧用のＤＣ／ＤＣコンバータとインバータとからなるＰＣＳを介して交流の系統及び負荷に接続した構成において、上記ＰＣＳに、ＤＣ／ＤＣコンバータに相当する双方向チョッパを、上記インバータの入力側で且つ上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続して設け、該双方向チョッパに、蓄電池を接続した構成とすることが提案されている（たとえば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−４８５４４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２２８２０号公報
【特許文献３】特開２００４−８８９００号公報
【特許文献４】特開２００９−３３７９７号公報
【特許文献５】特開２００２−３５４６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、太陽電池をＭＰＰＴ制御機能を備えたＰＣＳを介して系統連系させてなる構成の太陽電池発電システムが既に設置されている場合は、該既設の太陽電池発電システムに蓄電池を追加して装備させようとしても、上記各特許文献に示されているような構成では容易に実現することができないという問題がある。
【００１１】
すなわち、上記特許文献１、２に示されたものは、太陽電池と蓄電池が並列接続されているが、この構成では、ＰＣＳの入力電圧が上記蓄電池の充放電電圧に依存して変化してしまう。
【００１２】
そのために、太陽電池にＭＰＰＴ制御機能を備えたＰＣＳを接続した既設の回路構成について、太陽電池に、蓄電池を並列に接続するようにして追加装備させた場合は、上記ＰＣＳが、上記蓄電池の充放電電圧に依存して変化する該ＰＣＳの入力電圧に基づいて最大電力点を見つけ出そうとする。そのために、上記太陽電池の出力電圧は、蓄電池の充放電電圧の影響を受けるようになることから、ＭＰＰＴ制御に支障を来たし、必ずしも太陽電池の最大電力を取り出すことができなくなる虞がある。
【００１３】
したがって、上記のように太陽電池に並列接続させるようにして蓄電池を追加装備する場合は、その都度、既設のＰＣＳを改造する必要が生じてしまう。
【００１４】
なお、上記特許文献５に示されたものは、上記のように太陽電池に蓄電池が並列接続された場合の問題としての太陽電池の出力電圧が蓄電池の出力電圧に支配されるという問題を解決するために、ＰＣＳを、昇圧用のＤＣ／ＤＣコンバータとインバータとの間に双方向チョッパを設けてなる構成として、該双方向チョッパに蓄電池を接続させるようにしてある。しかし、この特許文献５に示された構成を、太陽電池にＭＰＰＴ制御機能を備えたＰＣＳを接続した既設の回路構成に適用するためには、ＰＣＳ自体の改造が必要になってしまう。
【００１５】
特許文献３に示されたものは、太陽電池とＰＣＳとの間に、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して蓄電池を接続した構成としてあるが、上記ＤＣ／ＤＣコンバータの具体的な制御手法は何ら示されていない。よって、太陽電池にＭＰＰＴ制御機能を備えたＰＣＳを接続した既設の回路構成に蓄電池を追加装備させるときに該構成を採用しても、ＤＣ／ＤＣコンバータを介した蓄電池の充放電の影響を受けて、ＰＣＳのＭＰＰＴ制御機能に支障を来たす虞がある。
【００１６】
特許文献４に示されたものは、蓄電池が、太陽電池の出力変動を抑制して出力安定化を図るためのものであることから、この出力安定化という観点から考えると、上記蓄電池は、日射の変動にしたがって電流（電力）を補って、交流系統側に逆潮流する際の電力をある程度フラットにする機能が必要とされる。
【００１７】
しかし、上記ＰＣＳのＭＰＰＴ制御機能は、最大電力点を計算するためには、電力が最大となるように電圧を振る必要がある。
【００１８】
そのために、太陽電池にＭＰＰＴ制御機能を備えたＰＣＳを接続した既設の回路構成について、太陽電池とＰＣＳとの間に上記蓄電池のように出力安定化を図るための電力源を新たに並列接続した場合は、上記電圧を振ることに応じて、ＰＣＳでのＭＰＰＴ制御ができなくなる虞が生じてしまう。
【００１９】
しかも、上記各特許文献に示されたものは、いずれも、太陽電池による発電及び蓄電池用途を最初から想定したものであって、太陽電池にＭＰＰＴ制御機能を備えたＰＣＳを接続した既設の回路構成に、蓄電池を追加装備させることができるようにするものとは、前提が異なっている。
【００２０】
そこで、本発明は、太陽電池にＭＰＰＴ制御機能を備えたＰＣＳを接続した既設の回路構成に、該ＰＣＳのＭＰＰＴ制御機能を損なうことなく蓄電池を追加装備させることができるようにするための太陽電池発電システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、太陽電池と、該太陽電池を交流系統に系統連系させるための最大電力追従制御機能を備えたパワーコンディショナと、上記太陽電池と上記パワーコンディショナとの間に、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続した蓄電池を備え、更に、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータに、日射条件に応じた上記太陽電池の発電量と上記交流系統側の消費電力量の予測値を求めて、それぞれの予測値を基に、日射条件に応じて上記蓄電池へ充電する上記太陽電池の充電用電流の値を設定して、その設定値に応じた一定の電流を上記蓄電池に対して充電又は放電させるための指令を与える電力制御装置を接続した構成を有する太陽電池発電システムとする。
【００２２】
又、請求項２に対応して、太陽電池と、該太陽電池を交流系統に系統連系させるための最大電力追従制御機能を備えたパワーコンディショナと、上記太陽電池と上記パワーコンディショナとの間に、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続した蓄電池を備え、更に、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータは、日射条件に応じた上記太陽電池の出力電圧を上記蓄電池の電圧に一致する電圧まで昇圧させるための昇圧コンバータと、該昇圧コンバータで昇圧された電圧を上記太陽電池の出力電圧に一致する電圧まで降圧させるための降圧コンバータとを、上記太陽電池側より順に直列に接続してなる構成として、上記昇圧コンバータの出力側と上記降圧コンバータの入力側との間に上記蓄電池を接続した構成を有する太陽電池発電システムとする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の太陽電池発電システムによれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）太陽電池と、該太陽電池を交流系統に系統連系させるための最大電力追従制御機能を備えたパワーコンディショナと、上記太陽電池と上記パワーコンディショナとの間に、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続した蓄電池を備え、更に、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータに、日射条件に応じた上記太陽電池の発電量と上記交流系統側の消費電力量の予測値を求めて、それぞれの予測値を基に、日射条件に応じて上記蓄電池へ充電する上記太陽電池の充電用電流の値を設定して、その設定値に応じた一定の電流を上記蓄電池に対して充電又は放電させるための指令を与える電力制御装置を接続した構成としてあるので、パワーコンディショナは、太陽電池に蓄電池が付加された構成となっていても、上記太陽電池の最大電力点追従制御機能に何ら支障が生じることはなく、太陽電池の最大電力点追従制御を実施することができる。
（２）したがって、太陽電池に最大電力点追従制御機能を備えたパワーコンディショナが接続された既存の回路構成を活用して、効率の高い充電が可能な蓄電池を追加装備する構成を、上記パワーコンディショナの最大電力点追従制御機能に何ら改造を施すことなく実現することが可能になる。
（３）太陽電池と、該太陽電池を交流系統に系統連系させるための最大電力追従制御機能を備えたパワーコンディショナと、上記太陽電池と上記パワーコンディショナとの間に、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続した蓄電池を備え、更に、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータは、日射条件に応じた上記太陽電池の出力電圧を上記蓄電池の電圧に一致する電圧まで昇圧させるための昇圧コンバータと、該昇圧コンバータで昇圧された電圧を上記太陽電池の出力電圧に一致する電圧まで降圧させるための降圧コンバータとを、上記太陽電池側より順に直列に接続してなる構成として、上記昇圧コンバータの出力側と上記降圧コンバータの入力側との間に上記蓄電池を接続した構成とすることにより、上記（２）と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の太陽電池発電システムの実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】図１の太陽電池発電システムにおける電力制御装置で設定する充電用電流設定値を示すもので、（ａ）は晴天日の場合、（ｂ）は曇天日の場合、（ｃ）は雨天日の場合をそれぞれ示すものである。
【図３】太陽電池の出力する電力の電圧−電流特性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の他の形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
図１乃至図３は本発明の太陽電池発電システムの実施の一形態を示すものである。
【００２７】
すなわち、本発明の太陽電池発電システムは、図１に示すように、太陽電池（太陽電池モジュール）１に、ＰＣＳ２を介して、図示しない負荷設備が接続された商用電源等のＡＣ２００Ｖの交流系統３が接続されている。
【００２８】
上記ＰＣＳ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４とＤＣ／ＡＣインバータ５とを備え、且つ、ＭＰＰＴ制御機能を備えているものとする。
【００２９】
上記ＰＣＳ２と太陽電池１との間には、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して蓄電池７が接続されている。この際、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、上記太陽電池１に対して並列に接続されるようにしてある。
【００３０】
更に、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６には、該蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６に対して上記蓄電池７の充電と放電のための制御指令を与える機能を備えた電力制御装置８が接続されている。
【００３１】
詳述すると、上記太陽電池１は、たとえば、日射条件に応じて、電圧ＶｄｃがＤＣ０〜３８０Ｖの範囲で直流の電力を出力するものとしてある。
【００３２】
上記蓄電池７は、たとえば、電圧ＶｂをＤＣ３００〜４００Ｖとしてある。
【００３３】
上記電力制御装置８は、上記太陽電池１より出力される電力（電圧Ｖｄｃ及び電流）と、交流系統３側の図示しない負荷設備の消費電力（ＰＶ電力）とを監視しながら、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６に、上記蓄電池７の充電と放電を制御するための指令９を与える機能を備える。
【００３４】
具体的には、上記電力制御装置８は、たとえば、上記太陽電池１より出力される電力の電圧Ｖｄｃが、所定の動作電圧、たとえば、ＤＣ１５０Ｖ以下の場合には、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６へ、上記蓄電池７への充電は開始させないようにしてある。
【００３５】
更に、上記電力制御装置８は、季節や天候、Ｗｅｂの気象情報、更には、たとえば、上記太陽電池１の近傍に設置されている日射計１０や、モニタ用の太陽電池セル１１より該電力制御装置８への入力等を基にした太陽電池１の動作時点での状況（環境）に関する予測材料と、過去の気象データ、交流系統３に接続してある図示しない負荷設備の過去の電力消費量、及び、太陽電池１の過去の発電量のデータとを利用して、上記太陽電池１の発電量、及び、上記交流系統３側の図示しない負荷設備の消費電力量を予測するようにしてある。
【００３６】
上記のようにして、発電量と消費電力量の予測値が求まると、上記電力制御装置８は、それぞれの予測値を基に、上記蓄電池７へ充電する電流Ｉｂの値を予め設定し、該設定値に応じた一定の電流Ｉｂを、上記蓄電池７に充電又は放電させるようにするための指令９を、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６へ与えるようにしてある。
【００３７】
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記電力制御装置８で設定される蓄電池７の充電用の電流Ｉｂの設定値の例を示すものである。たとえば、晴天日の場合は、通常、日射量の変化に応じて、図２（ａ）に示すように、朝方や夕方の日射量が比較的少ないときの太陽電池１の出力する電流の値と、日中の日射量が多くなるときの太陽電池１の出力の電流の値が大きく変化する。このことに鑑みて、上記電力制御装置８では、晴天日の場合は、図２（ａ）に斜線のハッチングで示す如き太陽電池１の出力の電流値が低い場合に対応する充電用電流設定値Ｉｂ１と、図２（ａ）にドットのハッチングで示す如き充電用電流設定値Ｉｂ２を二段階で設定するようにしてある。
【００３８】
曇天日は、図２（ｂ）に示すように、太陽電池１の出力する電流の値はそれほど大きくは変化しない。このため、上記電力制御装置８は、上記太陽電池１の出力の電流値に応じて、図２（ｂ）に斜線のハッチングで示すように、上記晴天日の充電用電流設定値Ｉｂ１に比して低い値の充電用電流設定値Ｉｂ３を設定するようにしてある。
【００３９】
雨天日は、図２（ｃ）に示すように、太陽電池１の出力する電流の値は小さく抑えられてしまう。そのため、上記電力制御装置８は、図２（ｃ）に斜線のハッチング示すように、上記曇天日の充電用電流設定値Ｉｂ３よりも更に低い値の充電用電流設定値Ｉｂ４を設定するようにしてある。
【００４０】
したがって、晴天日、曇天日、雨天日は、上記電力制御装置８より、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６に対して、その日の天候に応じて図２（ａ）（ｂ）（ｃ）にそれぞれ示されたように予め設定された各太陽電池１の充電用電流設定値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４に応じた指令９が与えられて、該各充電用電流設定値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４に応じた一定の電流Ｉｂが、蓄電池７に供給されるようにしてある。
【００４１】
なお、上記電力制御装置８は、上記蓄電池７の充電状態（State of Charge：ＳＯＣ）も監視して、上記各充電用電流設定値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４での蓄電池７への充電を行うと、該蓄電池７が過充電になる虞がある場合は、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６より蓄電池７への充電用電流Ｉｂの供給は開始させないようにしてある。
【００４２】
又、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、上記蓄電池７への充電時には、太陽電池１の出力の電圧Ｖｄｃを、蓄電池７の電圧Ｖｂに応じて昇圧又は降圧させるようにするが、この際、該蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６の効率を考えると、昇圧の場合は、Ｖｄｃ／Ｖｂの比を１〜３とし、一方、降圧の場合は、Ｖｂ／Ｖｄｃの比を１〜３とすることが好ましい。なお、これらの比の設定範囲は、上記蓄電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６の効率を高くするために好ましい範囲であるが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。
【００４３】
１２は上記太陽電池１への逆流を防止するための逆流防止手段としてのダイオードである。
【００４４】
以上の構成としてある本発明の太陽電池発電システムでは、日射に応じて太陽電池１での発電が開始され、該太陽電池１の出力の電圧Ｖｄｃが、上記動作電圧であるＤＣ１５０Ｖ以上になると、上記電力制御装置８による上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６の制御が開始される。
【００４５】
これにより、上記太陽電池１より出力される電力は、電圧Ｖｄｃは一定のまま上記ＰＣＳ２に入力される。
【００４６】
一方、上記電力制御装置８より与えられる指令９に基づいて、上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６により、上記太陽電池１より出力される電流のうち、上記天候に応じて電力制御装置８で設定された上記各充電用電流設定値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４に応じた一定の電流Ｉｂが、上記蓄電池７へ供給されて該蓄電池７の充電に用いられる。
【００４７】
したがって、上記ＰＣＳ２に供給される電流は、該太陽電池１より出力される電流より、上記蓄電池７の充電に供される電流Ｉｂの分だけ電流値が低下するようになる。
【００４８】
この際、上記ＰＣＳ２は、該ＰＣＳ２に入力される電力の電圧と電流に基づいてＭＰＰＴ制御を行うが、上記したように、該ＰＣＳ２に入力される電力は、電圧が太陽電池１の出力の電圧と等しく、電流は上記各充電用電流設定値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４に応じた一定の電流Ｉｂが低減しているのみである。このため、上記太陽電池１の出力する電力の電圧−電流特性のグラフが、図３に示す如き状態のときには、上記ＰＣＳ２の入力電力の電圧−電流特性のグラフは、電流値が低くなるものの、そのカーブ自体は変化しない。
【００４９】
よって、上記ＰＣＳ２は、入力電力に関するＭＰＰＴ制御を行うことにより、上記太陽電池１の出力する電力に関しても、最大電力点の追従制御を実施することができるようになる。
【００５０】
なお、必要に応じて、上記電力制御装置８は、指令９により上記蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御して、上記太陽電池１の出力する電力に対し、上記蓄電池７に充電されている電力を、該蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して、太陽電池１の出力の電圧と等しい電圧で、且つ一定の電流Ｉｂとして放電させるようにしてもよい。
【００５１】
この場合も上記ＰＣＳ２に上記太陽電池１と蓄電池７より入力される電力は、電圧が太陽電池１の出力の電圧と等しく、電流は太陽電池１の出力の電流に対して一定の電流Ｉｂが増加しているのみである。この場合にも、上記ＰＣＳ２の入力電力の電圧−電流特性のグラフは、電流値が増加するが、そのカーブ自体は、図３に示した上記太陽電池１の出力する電力の電圧−電流特性のグラフに対し変化しない。
【００５２】
よって、この場合も、上記ＰＣＳ２は、入力電力に関するＭＰＰＴ制御を行うことにより、上記太陽電池１の出力する電力に関して、最大電力点の追従制御を実施することができるようになる。
【００５３】
このように、本発明の太陽電池発電システムによれば、上記ＰＣＳ２は、上記のように太陽電池１に蓄電池７が付加されたシステム構成となっていても、上記太陽電池１のみに関するＭＰＰＴ制御機能に何ら支障が生じることなく、太陽電池１のＭＰＰＴ制御を実施することができる。
【００５４】
したがって、本発明の太陽電池発電システムによれば、太陽電池１にＭＰＰＴ制御機能を有するＰＣＳ２が接続された既存の回路構成を活用して、効率の高い充電が可能な蓄電池７を追加装備する構成を、上記ＰＣＳ２のＭＰＰＴ制御機能に何ら改造を施すことなく実現することが可能になる。
【００５５】
図４は本発明の実施の他の形態を示すもので、以下のような構成としてある。
【００５６】
すなわち、本実施の形態の太陽電池発電システムは、図４に示すように、太陽電池（太陽電池モジュール）１に、図１に示したと同様のＰＣＳ２を介して、図示しない負荷設備が接続された商用電源等のＡＣ２００Ｖの交流系統３が接続された構成において、上記太陽電池１とＰＣＳ２との間に、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータとしての昇圧コンバータ１３及び降圧コンバータ１４が、上記太陽電池１側より順に直列に接続されている。更に、上記昇圧コンバータ１３の出力側と上記降圧コンバータ１４の入力側との間には、蓄電池７が接続された構成としてある。
【００５７】
又、上記昇圧コンバータ１３よりも太陽電池１寄りと、上記降圧コンバータ１４よりもＰＣＳ２寄りとの間には、バイパス用コンタクタ１５が接続されている。このバイパス用コンタクタ１５は、メンテナンスや故障時に使用するためのものである。
【００５８】
なお、上記太陽電池１は、図１に示した太陽電池１と同様に、日射条件に応じて、電圧Ｖｄｃ１がＤＣ０〜３８０Ｖの範囲で直流の電力を出力するものとしてある。ＰＣＳ２及び蓄電池７は、図１に示したものと同様としてあるものとする。
【００５９】
以上の構成としてある本実施の形態の太陽電池発電システムでは、日射に応じて太陽電池１での発電が開始されると、該太陽電池１より出力される電力の電圧Ｖｄｃ１が、上記昇圧コンバータ１３により、上記蓄電池７の電圧Ｖｂに一致する電圧まで昇圧される。
【００６０】
これにより、上記蓄電池７は、上記昇圧された電力により充電が行われるようになる。
【００６１】
更に、上記蓄電池７の充電の余剰分の電力が、上記降圧コンバータ１４で上記太陽電池１の出力の電圧Ｖｄｃ１と同じ電圧Ｖｄｃ２まで降圧された後、上記ＰＣＳ２に導かれて、該ＰＣＳ２を介して上記交流系統３へ供給されるようになる。
【００６２】
このように、本実施の形態の太陽電池発電システムでは、上記ＰＣＳ２に入力される電力は、その電圧Ｖｄｃ２が、上記太陽電池１の出力の電圧Ｖｄｃ１と一致しており、上記蓄電池７の充電に使用された電流の分だけ、上記太陽電池１の出力の電流より電流値が低下するようになる。
【００６３】
したがって、上記ＰＣＳ２は、該ＰＣＳ２に入力される電力の電圧Ｖｄｃ２と電流に基づいてＭＰＰＴ制御を行うが、この際、該ＰＣＳ２に入力される電力は、上記したように、電圧Ｖｄｃ２が太陽電池１の出力の電圧と等しく、電流値のみが、上記蓄電池７に充電された分だけ低減しているのみである。
【００６４】
このため、上記ＰＣＳ２では、常に太陽電池１が直接接続された状態が模擬されるようになる。
【００６５】
これにより、本実施の形態の太陽電池発電システムによれば、上記ＰＣＳ２は、上記のように太陽電池１に蓄電池７が付加されたシステム構成となっていても、上記太陽電池１より出力された後、上記昇圧及び降圧の各コンバータ１３及び１４と、蓄電池７を経て該ＰＣＳ２に入力される電力について、ＭＰＰＴ制御を行うことで、上記太陽電池１より最大電力を取り出すことができるようになる。
【００６６】
したがって、本発明の太陽電池発電システムによれば、太陽電池１にＭＰＰＴ制御機能を有するＰＣＳ２が接続された既存の回路構成を活用して、効率の高い充電が可能な蓄電池７を追加装備する構成を、上記ＰＣＳ２のＭＰＰＴ制御機能に何ら改造を施すことなく実現することが可能になる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、太陽電池１、ＰＣＳ２、蓄電池７の仕様は適宜変更してもよい。
【００６８】
図１乃至図３の実施の形態において、電力制御装置８で設定する充電用電流設定値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４は、それぞれ一定の値となるようにしてあれば、その値自体は太陽電池１や蓄電池７の仕様に応じて適宜変更してもよい。
【００６９】
又、上記電力制御装置８による蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ６の動作電圧は、ＤＣ１５０Ｖとして説明したが、上記蓄電池７や太陽電池１の仕様に応じて、ＤＣ１５０〜２５０Ｖ等で適宜変更してもよい。
【００７０】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７１】
１  太陽電池
２  ＰＣＳ（パワーコンディショナ）
３  交流系統
６  蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ
７  蓄電池
８  電力制御装置
１３  昇圧コンバータ（蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ）
１４  降圧コンバータ（蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ）
Ｉｂ  電流
Ｖｄｃ  電圧
Ｖｂ  電圧
【図１】
0006031759.tif 000002
【図２】
0006031759.tif 000003
【図３】
0006031759.tif 000004
【図４】
0006031759.tif 000005