(57)【要約】【課題】太陽電池と電力変換装置との間の電路の遮断と導通とを、様々な事象に応じて行えるようにした電源システムを提供する。【解決手段】電源システム１０は、太陽電池１１が接続される第１の接続部７と電気負荷１８に接続される第２の接続部８とを備えた電力変換装置１と、太陽電池１１と第１の接続部７とを接続する電路に挿入される開閉器２を備えた接続装置３と、電力変換装置１において生じる特定の事象を検出する検出部４と、検出部４が検出した上記特定の事象に応じて開閉器２のオン状態とオフ状態との一方を選択する制御部５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池が接続される第１の接続部と電気負荷に接続される第２の接続部とを備えた電力変換装置と、
前記太陽電池と前記第１の接続部とを接続する電路に挿入される開閉器を備えた接続装置と、
前記電力変換装置において生じる特定の事象を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記特定の事象に応じて前記開閉器のオン状態とオフ状態との一方を選択する制御部とを備える
ことを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記検出部は、前記電力変換装置の特定部位が浸水したことを前記特定の事象として検出し、
前記制御部は、前記検出部が当該事象を検出したときに、前記開閉器のオフ状態を選択する
ことを特徴とする請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
前記接続装置は、電源供給が開始されると前記開閉器をオン状態にし、電源供給が停止されると前記開閉器をオフ状態にする構成であって、
前記制御部は、前記電力変換装置の特定部位が浸水したことを前記検出部が前記特定の事象として検出したときに、前記接続装置への電源供給を停止させる
ことを特徴とする請求項２記載の電源システム。
【請求項４】
前記電力変換装置は、蓄電池が接続される第３の接続部を備え、
前記検出部は、前記第３の接続部に前記蓄電池から電力が供給されたことを前記特定の事象として検出し、
前記制御部は、前記検出部が当該事象を検出したときに、前記開閉器のオン状態を選択する
ことを特徴とする請求項１記載の電源システム。
【請求項５】
前記接続装置は、電源供給が開始されると前記開閉器をオン状態にし、電源供給が停止されると前記開閉器をオフ状態にする構成であって、
前記制御部は、前記第３の接続部に前記蓄電池から電力が供給されたことを前記検出部が前記特定の事象として検出したときに、前記接続装置への電源供給を開始させる
ことを特徴とする請求項４記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池が接続される電力変換装置を備えた電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池パネルや蓄電池などの直流電源と、インバータ回路を備えたパワーコンディショナとで構成された電力供給システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された電力供給システムは、家屋が倒壊するような大規模な災害が発生するときに、直流電源とパワーコンディショナとを接続する電路が断線することによりインバータ回路を停止させるように構成されている。すなわち、電力供給システムは、家屋が倒壊するような場合にプラグとソケットとが外れるように構成したコネクタを、直流電源とパワーコンディショナとを接続する電路に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４６１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の電力供給システムでは、家屋が倒壊するような場合に、プラグとソケットとが外れることにより直流電源とパワーコンディショナとを接続する電路が断ち切られるので、インバータ回路を停止させることができる。
【０００６】
しかしながら、直流電源とパワーコンディショナとの間の電路を遮断すべき事象は、家屋が倒壊するときだけではない。したがって、上述の電力供給システムでは、インバータ回路を停止させる必要がある他の事象に対応できない。
【０００７】
本発明は、太陽電池と電力変換装置との間の電路の遮断と導通とを、様々な事象に応じて行えるようにした電源システム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】
【０００８】
本発明の電源システムは、太陽電池が接続される第１の接続部と電気負荷に接続される第２の接続部とを備えた電力変換装置と、前記太陽電池と前記第１の接続部とを接続する電路に挿入される開閉器を備えた接続装置と、前記電力変換装置において生じる特定の事象を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記特定の事象に応じて前記開閉器のオン状態とオフ状態との一方を選択する制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この電源システムにおいて、前記検出部は、前記電力変換装置の特定部位が浸水したことを前記特定の事象として検出し、前記制御部は、前記検出部が当該事象を検出したときに、前記開閉器のオフ状態を選択することが好ましい。
【００１０】
この電源システムにおいて、前記接続装置は、電源供給が開始されると前記開閉器をオン状態にし、電源供給が停止されると前記開閉器をオフ状態にする構成であって、前記制御部は、前記電力変換装置の特定部位が浸水したことを前記検出部が前記特定の事象として検出したときに、前記接続装置への電源供給を停止させることが好ましい。
【００１１】
この電源システムにおいて、前記電力変換装置は、蓄電池が接続される第３の接続部を備え、前記検出部は、前記第３の接続部に前記蓄電池から電力が供給されたことを前記特定の事象として検出し、前記制御部は、前記検出部が当該事象を検出したときに、前記開閉器のオン状態を選択することが好ましい。
【００１２】
この電源システムにおいて、前記接続装置は、電源供給が開始されると前記開閉器をオン状態にし、電源供給が停止されると前記開閉器をオフ状態にする構成であって、前記制御部は、前記第３の接続部に前記蓄電池から電力が供給されたことを前記検出部が前記特定の事象として検出したときに、前記接続装置への電源供給を開始させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電源システムは、前記電力変換装置において生じる特定の事象を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記特定の事象に応じて前記開閉器のオン状態とオフ状態との一方を選択する制御部とを備えている。よって、本発明の電源システムにおいては、太陽電池と電力変換装置との間の電路の遮断と導通とを、様々な事象に応じて行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電源システムの概略構成図である。
【図２】電源システムの他の概略構成図である。
【図３】電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、電源システム１０について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１６】
電源システム１０は、太陽電池１１が接続される第１の接続部７と電気負荷１８に接続される第２の接続部８とを備えた電力変換装置１と、太陽電池１１と第１の接続部７とを接続する電路に挿入される開閉器２を備えた接続装置３とを備えている。また、電源システム１０は、電力変換装置１において生じる特定の事象を検出する検出部４と、検出部４が検出した上記特定の事象に応じて開閉器２のオン状態とオフ状態との一方を選択する制御部５とを備えている。電力変換装置１は、検出部４と制御部５とを備えている。検出部４と制御部５とは、電気的に接続されている。
【００１７】
太陽電池１１は、第１の電源線１４を介して接続装置３に接続されている。接続装置３は、第２の電源線１５を介して第１の接続部７に接続されている。よって、太陽電池１１は、太陽光により発電した直流電力を、接続装置３を介して電力変換装置１へ出力することが可能となる。なお、太陽電池１１は、従来周知のものであり、詳細な説明を省略する。また、太陽電池１１の数は、１つでも複数であってもよい。
【００１８】
電力変換装置１は、蓄電池１３が接続される第３の接続部９を備えている。また、電力変換装置１は、太陽電池１１や蓄電池１３からの直流電力を交流電力に変換可能な変換部６を備えている。
【００１９】
変換部６は、第１の接続部７と電気的に接続されている。また、変換部６は、第２の接続部８と電気的に接続されている。第２の接続部８は、第３の電源線１６を介して分電盤１２に接続されている。分電盤１２は、系統電源ＡＣ１と電気的に接続されている。また、分電盤１２には、電気負荷１８が電気的に接続されている。
【００２０】
また、変換部６は、第３の接続部９と電気的に接続されている。第３の接続部９は、第４の電源線２０を介して蓄電池１３に接続されている。
【００２１】
変換部６は、太陽電池１１や蓄電池１３からの直流電力を所定の直流電力に変換可能な第１変換部（図示せず）と、第１変換部により変換された上記所定の直流電力を交流電力に変換可能な第２変換部（図示せず）とを備えている。
【００２２】
第１変換部は、太陽電池１１からの直流電力（以下、「第１直流電力」という）を上記所定の直流電力（以下、「第２直流電力」という）に変換する第１ＤＣ／ＤＣ変換回路（図示せず）を備えている。また、第１変換部は、蓄電池１３からの直流電力（以下、「第３直流電力」という）を第２直流電力に変換可能な第２ＤＣ／ＤＣ変換回路（図示せず）を備えている。
【００２３】
第２変換部は、第１変換部により変換された第２直流電力を交流電力に変換可能なＤＣ／ＡＣ変換回路（図示せず）を備えている。ＤＣ／ＡＣ変換回路は、変換した交流電力を、分電盤１２へ出力するように構成されている。これにより、変換部６は、第２変換部により変換された交流電力を、分電盤１２へ出力することが可能となる。
【００２４】
また、ＤＣ／ＡＣ変換回路は、分電盤１２からの交流電力を第２直流電力に変換するように構成されている。ＤＣ／ＡＣ変換回路としては、例えば、第２直流電力と交流電力との間で双方向に電力変換を行う双方向インバータなどを用いることができる。
【００２５】
ＤＣ／ＡＣ変換回路は、変換した第２直流電力を、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路へ出力するように構成されている。第２ＤＣ／ＤＣ変換回路は、ＤＣ／ＡＣ変換回路からの第２直流電力を第３直流電力に変換するように構成されている。第２ＤＣ／ＤＣ変換回路としては、例えば、第２直流電力と第３直流電力との間で双方向に電力変換を行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータなどを用いることができる。
【００２６】
第２ＤＣ／ＤＣ変換回路は、変換した第３直流電力を、蓄電池１３へ出力するように構成されている。これにより、変換部６は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路により変換された第３直流電力を、蓄電池１３へ出力することが可能となる。よって、電力変換装置１は、蓄電池１３を充電することが可能となる。
【００２７】
接続装置３は、電源供給が開始されると開閉器２をオン状態にし、電源供給が停止されると開閉器２をオフ状態にするように構成されている。開閉器２としては、例えば、ラッチング型の電磁リレーを用いることができる。開閉器２は、第１の電源線１４を介して太陽電池１１と接続されている。また、開閉器２は、第２の電源線１５を介して第１の接続部７と接続されている。なお、本実施形態では、開閉器２として、ラッチング型の電磁リレーを用いているが、これを特に限定するものではなく、例えば、半導体リレーなどを用いてもよい。
【００２８】
ところで、電力変換装置１は、変換部６から接続装置３に電源を供給するように構成されている。具体的に説明すると、電力変換装置１は、第１変換部から接続装置３に電源を供給するように構成されている。第１変換部は、第５の電源線１７を介して接続装置３に接続されている。また、第１変換部は、制御部５と電気的に接続されている。
【００２９】
検出部４は、電力変換装置１において生じる特定の事象を検出するように構成されている。具体的に説明すると、検出部４は、電力変換装置１の特定部位が浸水したことを上記特定の事象として検出する第１検出部（図示せず）を備えている。第１検出部としては、例えば、太陽電池１１の発電量や蓄電池１３の蓄電量を表示する表示装置（図示せず）との間で通信可能な通信装置を用いている。第１検出部は、図示しない通信線を介して上記表示装置に接続されている。また、第１検出部は、電力変換装置１の設置面から所定の高さに位置するように、電力変換装置１の筐体１９内に配置されている。
【００３０】
第１検出部は、電力変換装置１が上記所定の高さまで浸水したときに、上記表示装置との間で発生する通信エラーを上記特定の事象として検出するように構成されている。よって、検出部４は、第１検出部により電力変換装置１の特定部位が浸水したことを上記特定の事象として検出することが可能となる。なお、本実施形態では、第１検出部として、上記表示装置との間で通信可能な通信装置を用いているが、これに限らず、例えば、水没センサなどを用いてもよい。
【００３１】
また、検出部４は、第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを上記特定の事象として検出する第２検出部（図示せず）を備えている。第２検出部は、第３の接続部９と電気的に接続されている。よって、検出部４は、第２検出部により第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを上記特定の事象として検出することが可能となる。
【００３２】
なお、本実施形態では、検出部４が、第１検出部と第２検出部の両方を備えているが、第１検出部と第２検出部の一方のみを備えていてもよい。また、本実施形態では、電力変換装置１において生じる特定の事象を、電力変換装置１の特定部位が浸水したことや第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを上記特定の事象としているが、これに限らない。例えば、本実施形態では、第１の電源線１４や第２の電源線１５の断線に起因して変換部６の動作が停止したことを上記特定の事象としてもよい。この場合は、検出部４を、第１の電源線１４や第２の電源線１５の断線に起因して変換部６の動作が停止したことを検出するように構成すればよい。
【００３３】
制御部５は、例えば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより構成することができる。上記プログラムは、上記マイクロコンピュータに予め設けられた記憶部に予め記憶されている。
【００３４】
制御部５は、検出部４により上記特定の事象が検出されたときに、変換部６を制御するように構成されている。具体的に説明すると、制御部５は、検出部４により上記特定の事象が検出されたときに、第１変換部を制御するように構成されている。
【００３５】
また、制御部５は、検出部４が検出した上記特定の事象に応じて開閉器２のオン状態とオフ状態との一方を選択するように構成されている。具体的に説明すると、制御部５は、検出部４が第１検出部により電力変換装置１の特定部位が浸水したことを上記特定の事象（以下、「第１の事象」ともいう）として検出したときに、開閉器２のオフ状態を選択する信号を接続装置３へ送信するように構成されている。制御部５は、電力変換装置１の特定部位が浸水したことを検出部４が上記第１の事象として検出したときに、変換部６（第１変換部）の動作を停止させるように構成されている。これにより、電源システム１０では、変換部６から接続装置３への電源供給が停止し、開閉器２がオフ状態になる。なお、本実施形態では、制御部５として用いた上記マイクロコンピュータで実現されている判定回路が、検出部４により上記第１の事象が検出されたか否かを判定する。
【００３６】
電源システム１０では、制御部５が、検出部４により電力変換装置１の特定部位が浸水したことを上記特定の事象として検出されたとき、開閉器２のオフ状態を選択する信号を接続装置３へ送信するので、開閉器２をオフ状態にすることが可能となる。これにより、電源システム１０では、電力変換装置１の特定部位が水没したときに、太陽電池１からの電力供給を、自動的に停止させることが可能となる。
【００３７】
また、制御部５は、検出部４が第２検出部により第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを上記特定の事象（以下、「第２の事象」ともいう）として検出したときに、開閉器２のオン状態を選択する信号を接続装置３へ送信するように構成されている。制御部５は、分電盤１２からの電源供給がなく、且つ、第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを検出部４が上記第２の事象として検出したときに、変換部６（第１変換部）の動作を開始させるように構成されている。これにより、電源システム１０では、変換部６から接続装置３への電源供給が開始し、開閉器２がオン状態になる。なお、本実施形態では、制御部５として用いた上記マイクロコンピュータで実現されている判定回路が、検出部４により上記第２の事象が検出されたか否かを判定する。
【００３８】
電源システム１０では、制御部５が、検出部４により第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを上記特定の事象として検出されたとき、開閉器２のオン状態を選択する信号を接続装置３へ送信するので、開閉器２をオン状態にすることが可能となる。これにより、電源システム１０では、分電盤１２から電力変換装置１への電源供給がない状態で第３の接続部９に蓄電池１３が接続されたとき、開閉器２がオン状態となるので、太陽電池１１が発電した電力を受電可能となる。
【００３９】
なお、本実施形態では、制御部５を、第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを上記特定の事象として検出部４が検出したときに、接続装置３への電源供給を開始させるように構成しているが、これに限らない。例えば、本実施形態では、制御部５が、第２の接続部８に分電盤１２から電力が供給されたことを上記特定の事象として検出部４が検出したときに、接続装置３への電源供給を開始させるように構成してもよい。
【００４０】
また、制御部５は、検出部４が電力変換装置１の特定部位が浸水したこと及び第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを同時に検出したとき、接続装置３への電源供給を停止させるように構成すればよい。これにより、電源システム１０では、電源システム１０を使用するときの安全性を向上させることが可能となる。
【００４１】
また、制御部５は、検出部４が電力変換装置１の特定部位が浸水したことを検出した後、規定時間が経過するまでに、検出部４が第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを検出したとき、接続装置３への電源供給を停止し続けるように構成すればよい。これにより、電源システム１０では、電源システム１０を使用するときの安全性を向上させることが可能となる。
【００４２】
以下、電源システム１０の動作の一例について、図３に基づいて簡単に説明する。なお、以下では、開閉器２がオフ状態で、且つ、電力変換装置１が待機状態であることを前提に説明する。電力変換装置１の待機状態とは、電力変換装置１の制御部５及び検出部２３のみが動作している状態を意味する。
【００４３】
制御部５は、上記判定回路により検出部４が上記第２の事象を検出したか否かを判定する（図３中のＳ１）。制御部５は、検出部４が上記第２の事象を検出しないとき、開閉器２のオフ状態を選択して開閉器２のオフ状態を維持する（図３中のＳ３）。そして、制御部５は、再び、上記判定回路により検出部４が上記第２の事象を検出したか否かを判定する（図３中のＳ１）。
【００４４】
また、制御部５は、検出部４が上記第２の事象を検出したとき、開閉器２のオン状態を選択する（図３中のＳ２）。これにより、制御部５は、開閉器２をオン状態にすることが可能となる。
【００４５】
制御部５は、開閉器２をオン状態にした後に、上記判定回路により検出部４が上記第１の事象を検出したか否かを判定する（図３中のＳ４）。制御部５は、検出部４が上記第１の事象を検出しないとき、開閉器２のオン状態を選択して開閉器２のオン状態を維持する（図３中のＳ６）。そして、制御部５は、再び、上記判定回路により検出部４が上記第２の事象を検出したか否かを判定する（図３中のＳ４）。
【００４６】
また、制御部５は、検出部４が上記第１の事象を検出したとき、開閉器２のオフ状態を選択する（図３中のＳ５）。これにより、制御部５は、開閉器２をオフ状態にすることが可能となる。
【００４７】
電源システム１０では、制御部５が、検出部４により検出された上記特定の事象に応じて開閉器２のオン状態とオフ状態との一方を選択するように構成されている。これにより、電源システム１０では、太陽電池１１と電力変換装置１との間の電路（第１の接続線１４や第２の接続線１５）の遮断と導通とを、様々な事象に応じて行うことが可能となる。
【００４８】
ここにおいて、電源システム１０では、電力変換装置１が、蓄電池１３を接続する第３の接続部９を備えているが、これを特に限定するものではなく、第３の接続部９を備えていなくてもよい。
【００４９】
以上説明した電源システム１０は、太陽電池１１が接続される第１の接続部７と電気負荷１８に接続される第２の接続部８とを備えた電力変換装置１を備えている。電源システム１０は、太陽電池１１と第１の接続部７とを接続する電路に挿入される開閉器２を備えた接続装置３と、電力変換装置１において生じる特定の事象を検出する検出部４とを備えている。電源システム１０は、検出部４が検出した前記特定の事象に応じて開閉器２のオン状態とオフ状態との一方を選択する制御部５を備えている。これにより、電源システム１０では、太陽電池１１と電力変換装置１との間の電路の遮断と導通とを、様々な事象に応じて行うことが可能となる。
【００５０】
電源システム１０では、検出部４が、電力変換装置１の特定部位が浸水したことを前記特定の事象として検出する。制御部５は、検出部４が当該事象を検出したときに、開閉器２のオフ状態を選択する。これにより、電源システム１０では、電力変換装置１の特定部位が水没したときに、太陽電池１１と電力変換装置１との間の電路を遮断することが可能となる。
【００５１】
また、電源システム１０では、接続装置３が、電源供給が開始されると開閉器２をオン状態にし、電源供給が停止されると開閉器２をオフ状態にする構成である。制御部５は、電力変換装置１の特定部位が浸水したことを検出部４が前記特定の事象として検出したときに、接続装置３への電源供給を停止させる。これにより、電源システム１０では、電力変換装置１の特定部位が水没したときに、太陽電池１からの電力供給を、自動的に停止させることが可能となる。
【００５２】
電源システム１０では、電力変換装置１が、蓄電池１３が接続される第３の接続部９を備えている。検出部４は、第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを前記特定の事象として検出する。制御部５は、検出部４が当該事象を検出したときに、開閉器２のオン状態を選択する。これにより、電源システム１０では、第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたときに、太陽電池１１と電力変換装置１との間の電路を導通することが可能となる。
【００５３】
また、電源システム１０では、接続装置３が、電源供給が開始されると開閉器２をオン状態にし、電源供給が停止されると開閉器２をオフ状態にする構成である。制御部５は、第３の接続部９に蓄電池１３から電力が供給されたことを検出部４が前記特定の事象として検出したときに、接続装置３への電源供給を開始させる。これにより、電源システム１０では、第３の接続部９に蓄電池１３が接続されたときに、開閉器２がオン状態となるので、太陽電池１１が発電した電力を受電可能となる。よって、電源システム１０では、電源システム１０を施工するときの安全性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１  電力変換装置
２  開閉器
３  接続装置
４  検出部
５  制御部
７  第１の接続部
８  第２の接続部
９  第３の接続部
１０  電源システム
１１  太陽電池
１３  蓄電池
１８  電気負荷
【図１】
2015109760.tif 000003
【図２】
2015109760.tif 000004
【図３】
2015109760.tif 000005