(57)【要約】【課題】太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムにおいて、太陽光電池から最大電力を取り出しかつ太陽光電池の発電電圧が蓄電池の充電可能電圧未満のときも充電に利用可能とする。【解決手段】太陽光電池からの入力電力により充電される蓄電池と余剰電力を蓄積する電気二重層キャパシタとを備えた独立型電源の制御システムにおいて、太陽光電池からの入力電力から最大電力を得るように太陽光電池からの入力電圧の昇圧及び／又は降圧を含む制御を行う手段と、最大電力における電圧が蓄電池の充電電圧未満であるとき、最大電力における電圧を昇圧して蓄電池の充電電圧以上となった場合に蓄電池を充電する手段と、蓄電池が満充電状態ではなくかつ最大電力が蓄電池の充電電力と負荷消費電力の和以上であるとき、その余剰電力により前記電気二重層キャパシタを充電する手段とを有する。【選択図】図１
2008251612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光電池からの入力電力により充電される蓄電池と余剰電力を蓄積する電気二重層キャパシタとを備えた独立型電源の制御システムにおいて、
太陽光電池からの入力電力から最大電力を得るように太陽光電池からの入力電圧の昇圧及び／又は降圧を含む制御を行う手段と、
前記最大電力における電圧が前記蓄電池の充電電圧未満であるとき、前記最大電力における電圧を昇圧して前記蓄電池の充電電圧以上となった場合に前記蓄電池を充電する手段と、
前記蓄電池が満充電状態ではなくかつ前記最大電力が前記蓄電池の充電電力と負荷消費電力の和以上であるとき、その余剰電力により前記電気二重層キャパシタを充電する手段とを有することを特徴とする、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム。
【請求項２】
前記最大電力における電圧を昇圧しても前記蓄電池の充電電圧未満である場合に、前記電気二重層キャパシタからの放電電力を加えて前記蓄電池を充電する手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム。
【請求項３】
前記蓄電池が満充電状態でありかつ前記最大電力が負荷消費電力以上であるとき、その余剰電力により前記電気二重層キャパシタを充電する手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム。
【請求項４】
ＰＷＭ方式により前記蓄電池の充電を行いデューティ比を調整することにより充電電流を制御する手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム。
【請求項５】
太陽光電池からの入力電力を接続又は遮断する第１の接点ブレーカをさらに有し、太陽光電池からの入力電圧が予め設定された電圧以上となったとき、前記第１の接点ブレーカを遮断状態とする手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム。
【請求項６】
前記蓄電池から負荷への出力電力を接続又は遮断する第２の接点ブレーカをさらに有し、前記蓄電池の電圧が過放電電圧以下となったとき、前記第２の接点ブレーカを遮断状態とする手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムに適用される、太陽光電池からの入力電力から最大電力を得るための最大電力点追従方法であって、
太陽光電池からの入力電圧を最初の第１比較電圧として設定する第１ステップと、
前記第１比較電圧とそのときの電流である第１比較電流との積として第１比較電力を算出する第２ステップと、
前記第１比較電圧を所定電圧だけ上げて第２比較電圧として設定し、前記第２比較電圧とそのときの電流である第２比較電流との積として第２比較電力を算出する第３ステップと、
前記第１比較電圧を所定電圧だけ下げて第３比較電圧として設定し、前記第３比較電圧とそのときの電流である第３比較電流との積として第３比較電力を算出する第４ステップと、
前記第１比較電力、前記第２比較電力及び前記第３比較電力を比較して、いずれが最大電力であるかを判断する第５ステップと、
前記第５ステップにおいて前記第１比較電力が最大であるときは、前記第１比較電圧を、太陽光電池から最大電力を得る電圧として決定する第６ステップと、
前記第５ステップにおいて前記第２比較電力又は前記第３比較電力が最大であるときは、前記第２比較電圧又は前記第３比較電圧を前記第１比較電圧に置き換えて、前記第１比較電力が最大となるまで前記第２ステップから前記第５ステップまでを繰り返した後、その時点での前記第１比較電圧を、最大電力を得る電圧として決定する第７ステップとを有することを特徴とする、独立型電源の制御システムにおける最大電力追従方法。
【請求項８】
前記蓄電池が鉛蓄電池である請求項１〜６のいずれかに記載の太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムに適用され、前記鉛蓄電池を満充電させる方法であって、
所定のトリガー電圧を設定する第１ステップと、
前記鉛蓄電池を前記トリガー電圧で一定時間定電流充電することにより、前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達するか否かを判断する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達しなかった場合は、前記鉛蓄電池が満充電状態となったと判断する第３ステップと、
前記第２ステップにおいて前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達した場合は、所定の電圧だけ上げた次のトリガー電圧を設定して前記第２ステップを繰り返し、前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達しなくなった時点で前記鉛蓄電池が満充電状態となったと判断する第４ステップとを有することを特徴とする、独立型電源の制御システムにおける鉛蓄電池の満充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム並びにこれに関連する最大電力追従方法及び鉛蓄電池満充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光電池を用いた独立型電源システムが構築されている。独立型電源システムは、商用系統と連係しないために太陽光電池の発電状況によって負荷へ供給可能な電力が大きく変動する可能性があり、負荷に対しできるだけ安定した電力を供給するために種々の制御が行われている。
【０００３】
特許文献１には、太陽光電池と、電力変換装置と、複数の充電器と、複数の蓄電池と、電気二重層キャパシタとを組み合わせた独立型太陽光発電システムが開示されている。特許文献１では、太陽光電池からの入力電力により先ず電気二重層キャパシタを充電し、次いで複数の蓄電池を充電していく制御を行っており、発電電力に応じて複数の蓄電池のうちの充電個数及び放電個数を調整し、また充電方式を調整する制御を行っている。また、電力変換装置は、いわゆるＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracker、最大電力点追従)制御を行っている。ＭＰＰＴは、太陽光電池から常に最大電力を得るために太陽光電池からの入力電流と入力電力との積が最大となるように自動的に追従しながら入力電圧を調整する。従来は、入力電圧を降圧するタイプのＭＰＰＴが主流であった。
【０００４】
特許文献１では、太陽光電池からの入力電圧が蓄電池を充電可能な電圧に満たない場合は、電気二重層キャパシタに蓄積された電力により蓄電池を充電したり、あるいは電気二重層キャパシタに蓄積された電力を直接負荷に供給したりする制御を行っている。
【特許文献１】特開２００１−６９６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、太陽光電池の発電電力に応じて複数の蓄電池及び電気二重層キャパシタの充電／放電を制御することにより発電効率を向上させることを目的としているが、各蓄電池及び電気二重層キャパシタはこの制御において頻繁に充放電を繰り返すことになるため、特に蓄電池が短寿命となる問題がある。
【０００６】
ここで、後述する図３Ａの一部を参照して太陽光電池に想定される発電状況を説明する。なお、太陽光電池からの発電電力は、蓄電池の充電に利用され、蓄電池から負荷へ電力供給されるものとする。図３Ａ(ａ)のグラフは、横軸が一日の時間を示し、縦軸が太陽光電池の発電電圧を示す。一日中晴れの日には、日の出とともに太陽が昇りそれに伴い太陽光電池の発電が始まる（Ａ区間）が、十分な日射量を得ていないため、発電電圧が蓄電池の充電可能電圧まですぐには上がらず、徐々に充電可能電圧まで近づいていく。太陽光電池は、通常南方に向けられるため、太陽が南中する正午前後が最大発電量となり電圧も最大となる(Ｂ区間)。太陽光電池の発電電圧が充電可能電圧以上となるＢ区間でのみ蓄電池を充電でき、負荷へ電力供給できることになる。夕暮れ時は徐々に電圧も低下し（Ｃ区間）、夜間は発電電圧が無くなる。Ａ区間及びＣ区間並びに夜間においては、蓄電池は放電する。
【０００７】
蓄電池への充電を行う場合、蓄電池に対し充電可能電圧以上の電圧を印加する必要があり、また太陽光電池と制御システム間のケーブル損失／接続端子抵抗等による電圧降下があるため、発電電圧が十分でない場合は蓄電池を充電することができない。図３Ａ(ａ)のＡ区間及びＣ区間は、太陽光電池がある程度の発電を行っているにも拘わらず、これを利用することができない。
【０００８】
さらに、図３Ａ(ｂ)(ｃ)、図３Ｂ(ｄ)を参照すると、曇天や降雨／降雪等によってＢ区間において発電電圧が一時的に充電可能電圧以下に低下する時間帯が生じる場合がある。また、そのような電圧低下の時間帯が頻繁に生じる場合もある。発電電圧が、充電可能電圧を境界として上下に変動すると、蓄電池が１日のうちで数回以上の充電と放電を行うことになり、蓄電池の寿命が短くなる。そこで、発電電圧の変動に依らず、蓄電池の充電と放電を１日１回とすることが理想的である。
【０００９】
一方、発電電圧が、蓄電池の満充電電圧以上であると太陽光電池の公称出力電圧を大きく外れ、効率よい発電がされなくなるため、発電電圧が高すぎる場合にも適度な電圧に調整する必要がある。
【００１０】
また、過剰な発電電圧からシステムを保護する必要もある。さらに、過剰放電から蓄電池を保護する必要もある。
【００１１】
さらに、独立型電源システムにおいて鉛蓄電池を用いる場合、昼間の発電時は急速充電を行うため、一般に開放型の鉛蓄電池を使用する。長期間に亘って充放電を頻繁に繰り返すと液面が減少し、容量が低下し、満充電電圧も低下していく。この結果、鉛蓄電池の満充電電圧を判断することが困難となり、鉛蓄電池を確実に満充電することができなくなるという問題がある。
【００１２】
以上の現状に鑑み本発明は、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムにおいて、太陽光電池から最大電力を取り出すことができ、太陽光電池の発電電圧が蓄電池の充電可能電圧未満のときも充電に利用することができ、蓄電池の１日の充放電回数を１日１回とでき、余剰電力も無駄にせず蓄積でき、また蓄電池を効率よく充電するために充電電圧と充電電流を最適に調整できることを目的とする。また、蓄電池が鉛蓄電池の場合、いつの時点においても確実に満充電することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を提供する。
請求項１に係る、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムは、太陽光電池からの入力電力により充電される蓄電池と余剰電力を蓄積する電気二重層キャパシタとを備え、
太陽光電池からの入力電力から最大電力を得るように太陽光電池からの入力電圧の昇圧及び／又は降圧を含む制御を行う手段と、
前記最大電力における電圧が前記蓄電池の充電電圧未満であるとき、前記最大電力における電圧を昇圧して前記蓄電池の充電電圧以上となった場合に前記蓄電池を充電する手段と、
前記蓄電池が満充電状態ではなくかつ前記最大電力が前記蓄電池の充電電力と負荷消費電力の和以上であるとき、その余剰電力により前記電気二重層キャパシタを充電する手段とを有する。
【００１４】
請求項２に係るシステムは、請求項１において、前記最大電力における電圧を昇圧しても前記蓄電池の充電電圧未満である場合に、前記電気二重層キャパシタからの放電電力を加えて前記蓄電池を充電する手段をさらに有する。
【００１５】
請求項３に係るシステムは、請求項１又は２において、前記蓄電池が満充電状態でありかつ前記最大電力が負荷消費電力以上であるとき、その余剰電力により前記電気二重層キャパシタを充電する手段をさらに有する。
【００１６】
請求項４に係るシステムは、請求項１〜３のいずれかにおいて、ＰＷＭ方式により前記蓄電池の充電を行いデューティ比を調整することにより充電電流を制御する手段をさらに有する。
【００１７】
請求項５に係るシステムは、請求項１〜４のいずれかにおいて、太陽光電池からの入力電力を接続又は遮断する第１の接点ブレーカをさらに有し、太陽光電池からの入力電圧が予め設定された電圧以上となったとき、前記第１の接点ブレーカを遮断状態とする手段をさらに有する。
【００１８】
請求項６に係るシステムは、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記蓄電池から負荷への出力電力を接続又は遮断する第２の接点ブレーカをさらに有し、前記蓄電池の電圧が過放電電圧以下となったとき、前記第２の接点ブレーカを遮断状態とする手段をさらに有する。
【００１９】
請求項７に係る独立型電源の制御システムにおける最大電力点追従方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムに適用される、太陽光電池からの入力電力から最大電力を得るための最大電力点追従方法であって、
太陽光電池からの入力電圧を最初の第１比較電圧として設定する第１ステップと、
前記第１比較電圧とそのときの電流である第１比較電流との積として第１比較電力を算出する第２ステップと、
前記第１比較電圧を所定電圧だけ上げて第２比較電圧として設定し、前記第２比較電圧とそのときの電流である第２比較電流との積として第２比較電力を算出する第３ステップと、
前記第１比較電圧を所定電圧だけ下げて第３比較電圧として設定し、前記第３比較電圧とそのときの電流である第３比較電流との積として第３比較電力を算出する第４ステップと、
前記第１比較電力、前記第２比較電力及び前記第３比較電力を比較して、いずれが最大電力であるかを判断する第５ステップと、
前記第５ステップにおいて前記第１比較電力が最大であるときは、前記第１比較電圧を、太陽光電池から最大電力を得る電圧として決定する第６ステップと、
前記第５ステップにおいて前記第２比較電力又は前記第３比較電力が最大であるときは、前記第２比較電圧又は前記第３比較電圧を前記第１比較電圧に置き換えて、前記第１比較電力が最大となるまで前記第２ステップから前記第５ステップまでを繰り返した後、その時点での前記第１比較電圧を、最大電力を得る電圧として決定する第７ステップとを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項８に係る独立型電源の制御システムにおける鉛蓄電池の満充電方法は、前記蓄電池が鉛蓄電池である請求項１〜６のいずれかに記載の太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムに適用され、前記鉛蓄電池を満充電させる方法であって、
所定のトリガー電圧を設定する第１ステップと、
前記鉛蓄電池を前記トリガー電圧で一定時間定電流充電することにより、前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達するか否かを判断する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達しなかった場合は、前記鉛蓄電池が満充電状態となったと判断する第３ステップと、
前記第２ステップにおいて前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達した場合は、所定の電圧だけ上げた次のトリガー電圧を設定して前記第２ステップを繰り返し、前記鉛蓄電池の開放電圧が前記トリガー電圧に達しなくなった時点で前記鉛蓄電池が満充電状態となったと判断する第４ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、太陽光電池を用いた独立型電源の制御システムにおいて、太陽光電池からの入力電力から最大電力を得るように太陽光電池からの入力電圧の昇圧及び／又は降圧を含む制御を行う手段を有する（請求項１、７）。太陽光電池は、日射量、温度及び負荷などによって動作点が変化して、取り出せる電力が変化する。常に太陽光電池からその時点での日射で得られる最大の出力を取り出せるように制御する。従来は、主として入力電圧を下げる降圧型ＭＰＰＴ制御が主流であったが、本システムでは、降圧型ＭＰＰＴ制御に加えて、入力電圧を上げる昇圧型ＭＰＰＴ制御も行う。これにより動作点の追従範囲を広くとることができ、より大電流を得ることができる。
【００２２】
本発明では、上記により得られた最大電力における電圧が蓄電池の充電電圧未満であるとき、最大電力における電圧を昇圧して蓄電池の充電電圧以上となった場合に蓄電池を充電する。ここで、「充電電圧」とは、充電可能な最低電圧である充電可能電圧以上の範囲において設定された適宜の電圧を称し、蓄電池の種類や充電方式によって適宜設定される。晴天時の朝方や夕方又は曇天時など、太陽光電池から最大電力を取り出してもなお蓄電池の充電電圧に達しないときに、昇圧することにより充電可能となる。従来は、この昇圧充電機能がないため、充電電圧未満（より厳密には充電可能電圧未満）のときには蓄電池を充電できず、発電電力が無駄となっていた。
【００２３】
本発明では、蓄電池が満充電状態ではなくかつ最大電力が蓄電池の充電電力と負荷消費電力の和以上であるとき、その余剰電力により電気二重層キャパシタを充電する。晴天時など、太陽光電池の発電良好時に余剰電力が発生した場合には、電気二重層キャパシタへ充電するので、発電電力を無駄にせず利用できる。電気二重層キャパシタは、充放電回数を１０万回以上繰り返すことが可能であり、かつ、電圧／電流に左右されにくい特性があるため、満充電係数にとらわれない。加えて、電圧を高くし電流量を少なくすることで充電時間を短縮することも可能であるため、発電電力における余剰電力による充電を十分に吸収できる。
【００２４】
また、本発明では、最大電力における電圧を昇圧しても蓄電池の充電電圧未満である場合に、電気二重層キャパシタからの放電電力により蓄電池を充電する（請求項２）。曇天時など最大電力における電圧を昇圧しても充電電圧に達しないときは、電気二重層キャパシタから放電させ、これにより蓄電池を充電することにより、蓄電池の充放電サイクルの回数（特に１日における回数）を抑制し、寿命を延ばすことができる。
【００２５】
また、本発明では、蓄電池が満充電状態でありかつ最大電力が負荷消費電力以上であるとき、その余剰電力により電気二重層キャパシタを充電する（請求項３）。蓄電池の充電が不要であるときも、負荷消費電力以上の余剰電力があれば、電気二重層キャパシタに充電して無駄にしない。
【００２６】
また、本発明では、ＰＷＭ(pulse width modulation)方式により蓄電池の充電を行いデューティ比を調整することにより充電電流を制御する（請求項４）。ＰＷＭ方式では、ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング用ＦＥＴ(field effect transistor)のゲートに印加する制御信号の周波数とデューティ比を調整することにより、出力電圧と出力電流を設定することができる。これにより、蓄電池の充電電圧及び容量を自在に設定することができ、様々な蓄電池の特性及び充電方式（定電流（バルク）充電、吸収充電、定電圧（フロート）充電）に合わせた効率よい充電制御を行うことができる。
【００２７】
さらに、本発明では、太陽光電池からの入力電力を接続又は遮断する第１の接点ブレーカを有する。そして、太陽光電池からの入力電圧が予め設定された電圧以上となったとき、第１の接点ブレーカを遮断状態とする（請求項５）。従来は、発電過剰となった場合は制御回路の回路動作で太陽光電池からの入力を遮断していたが、遮断することにより入力電圧が上昇し、制御回路の入力部の耐電圧を超えてしまうと制御回路を損傷するおそれがあった。本発明では、発電過剰となった場合は接点ブレーカを遮断するため、太陽光電池からの入力電圧が制御回路の入力部に印加されない。
【００２８】
さらに、本発明では、蓄電池から負荷への出力電力を接続又は遮断する第２の接点ブレーカを有する。そして、蓄電池の出力電圧が過放電電圧以下となったとき、第２の接点ブレーカを遮断状態とする（請求項６）。従来は、放電制御を行っていなかったため、発電が不足するときに蓄電池の放電深度が１００％となるまで負荷が電力消費を続けることがあったが、本発明では、蓄電池の放電深度が所定の値以下となったときに負荷を遮断して蓄電池の過放電を防止し、蓄電池の損傷を回避できる。
【００２９】
さらに、本発明による独立型電源の制御システムにおける鉛蓄電池の満充電方法は、所定のトリガー電圧を設定して、一定時間の定電流充電でこのトリガー電圧に達するか否かを判断し、達しない場合は満充電状態とする。達した場合は、所定の電圧だけトリガー電圧を上げて再び一定時間の定電流充電を行いトリガー電圧に達するか否かを判断する。これを繰り返して、トリガー電圧に達しなくなったときを満充電状態とする。前述したように、鉛蓄電池を長期間使用すると満充電電圧の判断が困難となる。本発明では、このような定電流充電方法を行うことにより、鉛蓄電池の満充電電圧を判断することができる。これにより、初期の満充電電圧が長期使用によって変化した場合であっても、その時点の最大容量となるように鉛蓄電池を確実に充電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による太陽光電池(ＰＶ)を用いた独立型電源の制御システムの概略構成図である。図１中、太線は電力線を示し、細線は制御信号線を示す。本システムは、太陽光電池２からの発電電力を接点ブレーカ３を介して入力される効率制御部４と、充放電制御部５と、電気二重層キャパシタ７と、蓄電池６とを備えている。
【００３１】
太陽光電池２の発電電力は、ラインＰ８を介して負荷９へ供給されるか、ラインＰ９を介して蓄電池６を充電するために供給される。また、蓄電池６の放電により接点ブレーカ８を介して負荷９へ電力供給される。
【００３２】
接点ブレーカ３は、太陽光電池の発電電力（以下、「ＰＶ入力電力」と称する）が過剰であって蓄電池６及び電気二重層キャパシタ７も受容できない場合に、ＣＰＵ４５またはＣＰＵ５６の制御により遮断される。これにより、制御システムの回路を保護する。また、接点ブレーカ８は、蓄電池６が過放電となるおそれがある場合に、ＣＰＵ５６の制御により遮断され、負荷９を切り離す。これにより、蓄電池６を保護する。
【００３３】
効率制御部４は、太陽光電池２から入力するＰＶ入力電力からＭＰＰＴ制御により最大電力を取り出すための機能を備え、ＣＰＵ４５からの信号により制御される。入力部のＰＶ入力用電流計／電圧計４１は、ＰＶ入力電力における電圧及び電流（以下、それぞれ「ＰＶ入力電圧」及び「ＰＶ入力電流」と称する）を計測し、計測データ信号をＣＰＵ４５へ送信するとともに、ＰＶ入力電力を分岐回路４２へ通過させる。
【００３４】
分岐回路４２は、ＰＶ入力電力を入力され、ラインＰ２と、ラインＰ３と、ラインＰ４のいずれかの選択されたラインに出力する。ラインＰ２は、ＰＶ入力電力をそのまま変換されずに充放電制御部５へ送る。ラインＰ３は、ＰＶ入力電力の電圧を昇圧するために昇圧回路４３へ送る。ラインＰ４は、ＰＶ入力電力の電圧を降圧するために降圧回路４４へ送る。ラインＰ２〜Ｐ４のいずれへ出力するかの選択はＣＰＵ４５からの信号により制御される。
【００３５】
昇圧回路４３及び降圧回路４４は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成され、スイッチング用ＦＥＴのゲートに対しＣＰＵ４５からＰＷＭ信号を送信することにより制御される。昇圧回路４３及び降圧回路４４のそれぞれのオン／オフもまたＣＰＵ４５からの信号により制御される。これにより、ＰＶ入力電圧を昇圧又は降圧するように調整し、ＰＶ入力電力から最大電力を取り出せる電圧を設定する。また、昇圧回路４３は、ＰＶ入力電圧が蓄電池充電電圧に満たないときに蓄電池充電電圧まで昇圧するためにも用いられる。
【００３６】
充放電制御部５は、効率制御部４の出力電力（以下、「充電用入力電力」と称する）を入力され、蓄電池を最適に充電するように電圧及び／又は電流に変換し、必要に応じて電気二重層キャパシタを充電及び放電する機能を備え、ＣＰＵ５６からの信号により制御される。
【００３７】
入力部の充電用電流計／電圧計５１は、充電用入力電力における電圧及び電流（以下、それぞれ「充電用入力電圧」及び「充電用入力電流」と称する）を計測し、計測データ信号をＣＰＵ５６へ送る。また、充電用入力電力をラインＰ６及び／又はラインＰ１０に出力する。ラインＰ６は、充電用入力電力の全てまたは一部を電流制御回路５２へ送る。ラインＰ１０は、充電用入力電力の全てまたは一部を電気二重層キャパシタ制御回路５４へ送る。またさらに、電気二重層キャパシタ７からの放電電力がラインＰ１１を通して入力された場合は、ラインＰ６を通して電流制御回路５２へ送り、電流制御回路５２から蓄電池６を充電するために供給される。電気二重層キャパシタ７の充放電の実行及び停止並びに充放電を実行する際の電圧及び電流は、電流制御回路５２と電気二重層キャパシタ制御回路５４により制御される。
【００３８】
電流制御回路５２は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成され、スイッチング用ＦＥＴのゲートに対しＣＰＵ５６からＰＷＭ信号を送信することにより制御される。電流制御回路５２は、ＣＰＵ５６からの制御により蓄電池６の充電の実行及び停止、並びにその充電における電圧及び電流を設定する。この設定は、蓄電池６の種類、充電方式または現時点の蓄電池電圧に応じて最適に行われる。蓄電池６は、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等の二次電池であればいずれも利用できる。鉛蓄電池は、安価であるので好適である。
【００３９】
蓄電池６は、接点ブレーカ９を介して負荷９に接続される。ＣＰＵ５６は、負荷９における消費電力の計測データを受信することにより、１日に必要な負荷消費電力を算出することができる。
【００４０】
蓄電池出力用電流計／電圧計５３は、電流制御回路５２から送られる充電電力における電圧及び電流を計測し、計測データ信号をＣＰＵ５６へ送る。また、電流制御回路５２からの入力を遮断することにより、蓄電池６の出力電圧及び出力電流を計測でき、その計測データ信号をＣＰＵ５６へ送る。
【００４１】
電気二重層キャパシタ制御回路５４は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成され、スイッチング用ＦＥＴのゲートに対しＣＰＵ５６からＰＷＭ信号を送信することにより制御される。なお、このＤＣ−ＤＣコンバータは、電気二重層キャパシタの充電及び放電において双方向に働くことができる。ＣＰＵ５６からの制御により電気二重層キャパシタ７の充放電の実行及び停止、並びにその充放電における電圧及び電流を設定する。
【００４２】
電気二重層キャパシタ７を充電する際には、ラインＰ１０から入力される充電電力に対して、適切な電気二重層キャパシタ入力電圧及び電気二重層キャパシタ入力電流を設定し、電気二重層キャパシタ７へ送る。電気二重層キャパシタ７から放電する際には、電気二重層キャパシタ７からの放電電力に対して適切な電気二重層キャパシタ出力電圧及び電気二重層キャパシタ出力電流を設定し、ラインＰ１１及び充電用電流計／電圧計５１を介して電流制御回路５２へ送る。
【００４３】
電気二重層キャパシタ用電流計／電圧計５５は、電気二重層キャパシタ制御回路５４からの充電電力おける電気二重層キャパシタ入力電圧及び電気二重層キャパシタ入力電流を計測し、計測データ信号をＣＰＵ５６へ送る。さらに、電気二重層キャパシタ７からの放電電力における電気二重層キャパシタ出力電圧及び電気二重層キャパシタ出力電流を計測し、計測データ信号をＣＰＵ５６へ送る。
【００４４】
ＣＰＵ４５及びＣＰＵ５６は、例えば、ワンチップマイクロプロセッサであるＰＩＣ(Peripheral Interface Controller：周辺機器接続制御用IC)により構成できる。なお、図１に示したハードウェア構成は、本発明の一実施例であり、以下に示す本発明の制御フローと同じ機能を実現可能であれば多様なハードウェア構成が可能である。
【００４５】
蓄電池６の容量と電気二重層キャパシタ７の容量は、その設備設計において無日照日数分の蓄電池があると仮定し、電気二重層キャパシタ容量は１日分の無日照保障量とすることが最適である。つまり、１日の充電放電回数を軽減することのみを優先させた場合、日照時間（１２時間以下）分の蓄電池容量でも十分である。その際、電気二重層キャパシタの特性上、その電圧は、蓄電池電圧の２倍必要となる。
【００４６】
晴天日の次は必ず曇天や降雨等になるから、晴天日の過剰発電分をキャパシタに蓄積し、その後の曇天や降雨等の際に取り出すことで、蓄電池の消耗を十分に抑制することが可能である。さらに、日照時間より長い充電及び負荷への電力供給を行うことも可能となる。
【００４７】
図２Ａ及び図２Ｂは、図１の独立型電源の制御システムにおいて実行される協調発電充電処理の制御フローの概略である。図２Ａ及び図２Ｂの制御フローは、独立型電源が稼働状態にあるとき繰り返し実行される。この繰り返しにより、図２Ａ及び図２Ｂの制御フローの一部として含まれる後述の図４Ａ〜図１０の各フローもまた繰り返されることとなる。
【００４８】
なお、以下のフロー図の説明における主要な電力、電圧及び電流の定義をまとめて示す。
・「ＰＶ入力電力」：太陽光電池２の発電電力により効率制御部４へ入力される電力。
・「ＰＶ入力電圧」：ＰＶ入力電力における電圧。
・「ＰＶ入力電流」：ＰＶ入力電力における電流。
・「充電用入力電力」：効率制御部４から出力され充放電制御部５へ入力される電力。
・「充電用入力電圧」：充電用入力電力における電圧。
・「充電用入力電流」：充電用入力電力における電流。
・「蓄電池電圧」：蓄電池６の太陽光電池接続時の出力電圧。
・「蓄電池開放電圧」：蓄電池６の太陽光電池遮断時の出力電圧。
・「蓄電池満充電電圧」：蓄電池６を満充電したときの電圧。
・「蓄電池過放電電圧」：蓄電池６が過放電となる限界の電圧。
・「蓄電池充電電圧」：蓄電池６を充電するために設定された電圧。
・「蓄電池充電可能電圧」：蓄電池６を充電できる最低電圧。
【００４９】
以下の説明においては、適宜、図１に示した符号を用いる場合がある。
ステップ２０１：蓄電池電圧、ＰＶ入力電圧、充電用入力電圧及び充電用入力電力を取得する。充電用入力電力は、充電用入力電圧と充電用入力電圧の積として算出される。
ステップ２０２、２０３：蓄電池電圧が満充電電圧より大きいか否かを判断する(ステップ２０２)。蓄電池電圧が満充電電圧より大きい場合は、蓄電池の充電不要を意味し、後述する図２Ｂのフロー図へ移行し、その場合は蓄電池の充電を行わない。一方、蓄電池電圧が満充電電圧以下の場合は、ステップ２０３において、接点ブレーカ３をオンとし、太陽光電池と制御システム１とを接続する。これにより、太陽光電池からのＰＶ入力電力が制御システムに入力可能となる。
【００５０】
ステップ２０４、２０５、２０６：蓄電池電圧が蓄電池過放電電圧より大きいか否かを判断する(ステップ２０４)。蓄電池電圧が蓄電池過放電電圧より大きい場合は、ステップ２０５において負荷９をオン(すなわち接点ブレーカ８をオン)して負荷９への電力供給を可能とする。蓄電池電圧が蓄電池過放電電圧以下の場合は、ステップ２０６において負荷９をオフ(すなわち接点ブレーカ８をオフ)し負荷９を遮断して蓄電池が過放電状態となることを回避する。
【００５１】
ステップ２０７、２０８、２０９、２１０：最大出力電圧フラグが「１」か「０」かを判断する(ステップ２０７)。最大出力電圧フラグは、ＰＶ入力電力から最大電力を取り出せる電圧となっているか否かを示すフラグである。最大出力電圧フラグが「０（すなわち最大電力ではない状態）」の場合は、ステップ２０８において昇圧フラグをリセットした後、ステップ２０９の昇圧・降圧ＭＰＰＴ制御処理（後述する図４及び図５で説明）を実行し、最大電力を得るためのＭＰＰＴ制御を行う。昇圧フラグは、後述するステップ２１９の昇圧制御処理が行われたか否かを示すフラグである。一方、ステップ２０７で最大出力電圧フラグが「１（すなわち最大電力を得る状態）」の場合は、ステップ２１１へ進む。これは、図１において効率制御部４から充放電制御部５へ、最大電力としての充電用入力電力が送られることに相当する。その後、ステップ２１０の蓄電池充電処理へ進む。
【００５２】
ステップ２１１、２１６、２１９、２１０：充電用入力電圧が、蓄電池充電電圧（設定された所定の電圧）以下であるか否かを判断する（ステップ２１１）。充電用入力電圧が蓄電池充電電圧以下である場合は、そのままの電圧では蓄電池を充電できないためステップ２１６へ進む。ステップ２１６において昇圧フラグが「１」か「０」かを判断する。昇圧フラグは、ＰＶ入力電力に対して昇圧回路４３による処理が既に実行されたか否かを示すフラグである。昇圧フラグが「０」である場合は、ステップ２１９において昇圧制御処理（後述する図６で説明）を実行する。昇圧制御処理２１９では、ＰＶ入力電力におけるＰＶ入力電圧に対して昇圧回路４３を用いた昇圧を行う。これにより、充電用入力電圧を蓄電池充電電圧まで昇圧する。なお、昇圧制御処理２１９を行った後の充電用入力電力は、必ずしも最大電力ではないが、これにより蓄電池の充電が可能となる。その後、ステップ２１０の蓄電池充電処理へ進む。
【００５３】
ステップ２１２、２１３、２１４、２１５、２１０：ステップ２１１において充電用入力電圧が蓄電池充電電より大きい場合は、蓄電池を充電可能である。先ず、ステップ２１１において最大出力電圧フラグを「０」にリセットする。続いて余剰電力があるか否かを判断するためにステップ２１３に進む。ステップ２１３では、次式により余剰電流を算出する。
式１：余剰電流＝(充電用入力電力−(蓄電池充電電力＋負荷消費電力))／充電用入力電圧
次にステップ２１４において、上式１により算出された余剰電流が正か負かを判断しする。余剰電流が正の場合は、その余剰電流により電気二重層キャパシタを充電するためにステップ２１５の電気二重層キャパシタ充電処理（後述する図７で説明）を実行し、ステップ２１０の蓄電池充電処理へ進む。ステップ２１４で余剰電流が負の場合は、電気二重層キャパシタの充電は行わず、ステップ２１０の蓄電池充電処理へ進む。
【００５４】
ステップ２１７、２１８、２１０：ステップ２１６において昇圧フラグが「１」の場合は、既に昇圧制御処理２１９が実行されたことを意味する。その場合、ステップ２１７ヘ進み、電気二重層キャパシタから電力補充可能か否かを判断する。ステップ２１７では、電気二重層キャパシタ出力電圧が充電電圧より大きいか否かを判断する。電気二重層キャパシタ出力電圧が充電電圧より大きい場合は、ステップ２１８において電気二重層キャパシタ放電処理を実行し、ステップ２１０の蓄電池充電処理へ進む。ステップ２１７で電気二重層キャパシタの出力電圧が充電電圧以下である場合は、電気二重層キャパシタの放電処理は行わず、ステップ２１０の蓄電池充電処理へ進む。
【００５５】
ステップ２２０、２２１：ステップ２０２において蓄電池が満充電状態であると判断された場合は、図２Ｂのステップ２２０において、ＰＶ入力電圧が接点ブレーカ３の遮断電圧未満であるか否かを判断する。ＰＶ入力電圧が接点ブレーカ３の遮断電圧未満である場合は、ステップ２２１において接点ブレーカ３をオンし、ＰＶ入力電力を入力可能とする。
【００５６】
ステップ２２２、２２３、２２４：さらに余剰電力があるか否かを判断する（ステップ２２２）。ステップ２２２では、次式により余剰電流を算出する。
式２：余剰電流＝(充電用入力電力−(負荷消費電力))／充電用入力電圧
上式２では、上式１における蓄電池充電電力が不要であるので、負荷消費電力との差分を余剰電力としている。ステップ２２３において、上式２により算出された余剰電流が正か負かを判断しする。余剰電流が正の場合は、その余剰電流により電気二重層キャパシタを充電するためにステップ２２４の電気二重層キャパシタ充電処理（後述する図７で説明）を実行し、処理を終了する。ステップ２２３で余剰電流が負の場合は、電気二重層キャパシタの充電は行わず、処理を終了する。
【００５７】
ステップ２２５：ステップ２２０において、ＰＶ入力電圧が接点ブレーカ３の遮断電圧以上である場合は、過剰発電であるため、ステップ２２５において接点ブレーカ３をオフし、ＰＶ入力電力を遮断する。これにより、制御システム１を保護する。その後、処理を終了する。
【００５８】
図３Ａ及び図３Ｂは、１日における太陽光電池の発電状況の種々のパターンを示す図である。各グラフは、横軸が一日の時間を示し、縦軸が太陽光電池の発電電圧を示す。グラフには、蓄電池充電可能電圧を示している。以下、図３Ａ及び図３Ｂのグラフを参照して、図２Ａ及び図２Ｂに示した制御フローの実際の流れを例示する。
【００５９】
なお、蓄電池の充電状態の仮定として、図２Ａのステップ２０２の判断において蓄電池電圧は満充電電圧以下(ステップ２０３へ進む)であり、またステップ２０４の判断によりステップ２０５またはステップ２０６を経て、さらにステップ２０７において最大出力電圧フラグが「１」であり、最大電力点に追従済みであるとする。よって、以下では、ステップ２１１以降の流れについて示す。
【００６０】
図３Ａ(ａ)は、晴天の日の例である。
図３Ａ(ａ)のＡ区間では、ＰＶ入力電圧が、蓄電池の充電可能電圧以下（すなわち充電電圧以下）であり、次の２通りの流れが可能である。
(1)ステップ２１１→２１６→２１９→２１０
(2)ステップ２１１→２１６→２１７→２１０
Ａ区間は、１日の始まりであるので電気二重層キャパシタは放電可能な程度に充電さていないので、ステップ２１８の放電処理はできない。
【００６１】
図３Ａ(ａ)のＢ区間では、ＰＶ入力電圧が、蓄電池の充電可能電圧より大きく(ここでは、充電可能電圧＝充電電圧とする)であり、次の２通りの流れが可能である。
(1)ステップ２１１→２１２→２１３→２１４→２１５→２１０
(2)ステップ２１１→２１２→２１３→２１４→２１０
Ｂ区間では、十分な発電が行われるため余剰電力により電気二重層キャパシタを充電できる可能性がある。
【００６２】
図３Ａ(ａ)のＣ区間では、ＰＶ入力電圧が、蓄電池の充電可能電圧以下（すなわち充電電圧以下）であり、次の３通りの流れが可能である。
(1)ステップ２１１→２１６→２１９→２１０
(2)ステップ２１１→２１６→２１７→２１０
(3)ステップ２１１→２１６→２１７→２１８→２１０
Ｃ区間は、十分な発電が行われたＢ区間の後であるから、Ａ区間と異なり電気二重層キャパシタが十分充電されている可能性があり、よってステップ２１８の放電処理が可能となる。
【００６３】
図３Ａ(ｂ)は、曇天や降雨等の日の例である。
図３Ａ(ｂ)の全区間では、次の３通りの流れが可能である。
(1)ステップ２１１→２１６→２１９→２１０
(2)ステップ２１１→２１６→２１７→２１０
(3)ステップ２１１→２１２→２１３→２１４→２１０
充電用入力電圧は、昇圧制御処理により充電電圧まで昇圧されるが、余剰電力により電気二重層キャパシタを充電する余裕はない。
【００６４】
図３Ａ(ｃ)は、昼間に晴天と曇天の変化が頻繁にあった日の例である。
図３Ａ(ｃ)の白抜き矢印で示す区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＡ区間のそれと同じである。
図３Ａ(ｃ)の黒矢印で示す２つの区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＢ区間のそれと同じである。
図３Ａ(ｃ)の通常矢印で示す２つの区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＣ区間のそれと同じである。
【００６５】
図３Ｂ(ｄ)は、曇天等でかつ日照量の変化が大きかった日の例である。
図３Ｂ(ｄ)の白抜き矢印で示す区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＡ区間のそれと同じである。
【００６６】
図３Ｂ(ｄ)の黒矢印で示す４つの区間において可能な制御フローは、次の３通りである。これらの区間のＰＶ入力電圧は、充電可能電圧に近いため、昇圧制御処理により充電可能電圧まで確実に昇圧できる。
(1)ステップ２１１→２１６→２１９→２１０
(2)ステップ２１１→２１２→２１３→２１４→２１０
(3)ステップ２１１→２１２→２１３→２１４→２１５→２１０
【００６７】
図３Ｂ(ｄ)の通常矢印で示す４つの区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＣ区間のそれと同じである。
【００６８】
図３Ｂ(ｅ)の白抜き矢印で示す区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＡ区間のそれと同じである。
図３Ｂ(ｅ)の黒矢印で示す２つの区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＢ区間のそれと同じである。
図３Ｂ(ｅ)の通常矢印で示す２つの区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＣ区間のそれと同じである。
【００６９】
図３Ｂ(ｆ)の白抜き矢印で示す区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＡ区間のそれと同じである。
図３Ｂ(ｆ)の黒矢印で示す区間において可能な制御フローは、図３Ｂ(ｄ)の黒矢印で示す４つの区間のそれと同じである。
図３Ｂ(ｆ)の通常矢印で示す区間において可能な制御フローは、図３Ａ(ａ)のＣ区間のそれと同じである。
【００７０】
図４Ａ及び図４Ｂは、図２Ａに示した昇圧・降圧ＭＰＰＴ制御処理２０９の詳細な制御フローである。この処理では、ＰＶ入力電力から最大電力を得る電圧を決定する。この制御フローにおいて用いる「Ａ点電圧」、「Ｂ点電圧」、「Ｃ点電圧」及び「制御電圧」は、それぞれ変数である。「Ａ点電圧」が、最終的に最大電力点の電圧値となる。「制御電圧」は、後述する図５の昇圧・降圧回路制御処理で用いられる基準電圧として用いられる。なお、「Ａ点電圧」、「Ｂ点電圧」及び「Ｃ点電圧」は、それぞれ特許請求の範囲における第１比較電圧、第２比較電圧及び第３比較電圧に対応する。
【００７１】
ステップ４０１、４０２、４０３：既にＭＰＰＴ制御中であるかこれから開始するかを判断する。既に制御中(この昇圧・降圧ＭＰＰＴ制御処理２０９の２回目以降の繰り返し)である場合は、ステップ４０３へ進み、これから開始する場合は、ステップ４０２において、Ａ点電圧をＰＶ入力電圧に設定し、ステップ４０３へ進む。ＰＶ入力電圧は、図２Ａのステップ２０１で取得されている。
【００７２】
ステップ４０３、４０４：ステップ４０３においてＡ点入力電流を取得する。これは、ＰＶ入力電力の電圧をＡ点電圧としたときの電流である。次に、ステップ４０４においてＡ点電圧とＡ点電流の積としてＡ点入力電力を算出する。
【００７３】
ステップ４０５、４０６：ステップ４０５においてＢ点電圧をＡ点電圧＋１Ｖと設定し、ステップ４０６において制御電圧をＢ点電圧に設定する。すなわち、Ｂ点電圧はＡ点電圧より所定の電圧だけ大きくなるように設定する。
【００７４】
ステップ４０７：昇圧・降圧回路制御処理（後述する図５で説明）を実行する。昇圧・降圧回路制御処理では、ＰＶ入力電圧を制御電圧と比較し、ＰＶ入力電圧が制御電圧と同じになるように昇圧回路または降圧回路により調整する。この時点で、ＰＶ入力電圧がＢ点電圧と同じになる。
【００７５】
ステップ４０８、４０９、４１０：ステップ４０８において、ＭＰＰＴ終了フラグが「１」か「０」かを判断する。ＭＰＰＴ終了フラグは、図５に示す昇圧・降圧回路制御処理においてＦＥＴデューティ比が０％または１００％になって制御の限界点に達したか否かを示すフラグである。ＭＰＰＴ終了フラグが「１」であれば、図４Ｂのステップ４１９へ進む。ＭＰＰＴ終了フラグが「０」であれば、ステップ４０９でＢ点入力電流を取得する。これは、ＰＶ入力電力の電圧をＢ点電圧としたときの電流である。次に、ステップ４１０においてＢ点電圧とＢ点電流の積としてＢ点入力電力を算出する。
【００７６】
ステップ４１１、４１２：ステップ４１１においてＣ点電圧をＡ点電圧−１Ｖと設定し、ステップ４１２において制御電圧をＣ点電圧に設定する。すなわち、Ｃ点電圧はＡ点電圧より所定の電圧だけ小さくなるように設定する。
【００７７】
ステップ４１３：昇圧・降圧回路制御処理（後述する図５で説明）を実行する。昇圧・降圧回路制御処理では、ＰＶ入力電圧を制御電圧と比較し、ＰＶ入力電圧が制御電圧と同じになるように昇圧回路または降圧回路により調整する。この時点で、ＰＶ入力電圧がＣ点電圧と同じになる。
【００７８】
ステップ４１４、４１５、４１６：ステップ４１４において、ＭＰＰＴ終了フラグが「１」か「０」かを判断する。ＭＰＰＴ終了フラグが「１」であれば、図４Ｂのステップ４１９へ進む。ＭＰＰＴ終了フラグが「０」であれば、ステップ４１５において、Ｃ点入力電流を取得する。これは、ＰＶ入力電力の電圧をＣ点電圧としたときの電流である。次に、ステップ４１６においてＣ点電圧とＣ点電流の積としてＣ点入力電力を算出する。
【００７９】
ステップ４１７：図４Ｂのステップ４１７においてＡ点入力電力とＢ点入力電力とを比較し、Ａ点入力電力が大きければステップ４１８へ進み、Ｂ点入力電力が大きければステップ４２２へ進む。
【００８０】
ステップ４１８、４１９、４２０、４２１：上記ステップ４１７でＡ点入力電力がＢ点入力電力より大きいときは、ステップ４１８においてＡ点入力電力とＣ点入力電力とを比較し、Ａ点入力電力が大きければ、Ａ点電圧が最大電力が得られる電圧である（図４Ｂの下図参照）。続いてステップ４１９で最大出力電圧フラグを「１」に設定する。これにより、最大電力点追従処理が完了したことを示す。ステップ４２０で制御電圧をＡ点電圧として、ステップ４２１で昇圧・降圧回路制御処理（後述する図５で説明）を実行することにより、ＰＶ入力電圧を制御電圧(すなわち最大電力点であるＡ点電圧)と同じにする。これによりＰＶ入力電圧が、最大電力を得る電圧に設定される。
【００８１】
ステップ４２２、４２４：上記ステップ４１７でＡ点入力電力がＢ点入力電力以下であるときは、ステップ４２２でＢ点入力電力をＣ点入力電力を比較する。Ｂ点入力電力が大きければＢ点入力電力が最大であるので、ステップ４２４においてＡ点電圧をＢ点電圧とするように置き換える（図４Ｂの下図参照）。まだ、最大点に達していない可能性があるので、ステップ４２５で最大出力電圧フラグを「０」とし、ステップ４２０で制御電圧をＡ点電圧として、ステップ４２１で昇圧・降圧回路制御処理を実行することにより、ＰＶ入力電圧を制御電圧(すなわちＡ点電圧)と同じにして処理を終了する。
【００８２】
ステップ４２３：上記ステップ４１８でＡ点入力電力がＣ点入力電力以下であるときは、Ｃ点入力電力が最大であるので、ステップ４２３においてＡ点電圧をＣ点電圧とするように置き換える（図４Ｂの下図参照）。まだ、最大点に達していない可能性があるので、ステップ４２５で最大出力電圧フラグを「０」とし、ステップ４２０で制御電圧をＡ点電圧として、ステップ４２１で昇圧・降圧回路制御処理を実行することにより、ＰＶ入力電圧を制御電圧(すなわちＡ点電圧)と同じとして処理を終了する。また、上記ステップ４２２でＢ点入力電力がＣ点入力電力以下のときも、Ｃ点入力電力が最大であるので、ステップ４２３においてＡ点電圧をＣ点電圧とするように置き換える。
【００８３】
上記ステップ４０８又は４１４において、ＭＰＰＴ終了フラグが「１」であるとき(ＦＥＴデューティ比の制御限界となったとき)は、ステップ４１９に進み、最大出力電圧フラグを「１」とし、ステップ４２０で制御電圧(この時点ではＢ点電圧又はＣ点電圧となっている)をＡ点電圧とする。つまり、Ｂ点電圧又はＣ点電圧を１Ｖ加算又は減算する直前のＡ点電圧の値に戻し、このＡ点電圧を最大電力点をみなす。その後、ステップ４２１で昇圧・降圧回路制御処理（後述する図５で説明）を実行することにより、ＰＶ入力電圧を制御電圧(すなわち最大電力点であるＡ点電圧)と同じにする。これによりＰＶ入力電圧が、最大電力を得る電圧に設定される。
【００８４】
図５は、図４Ａに示したステップ４０７、４１３及び４２１の昇圧・降圧回路制御処理の詳細な制御フローである。この処理では、図４Ａのステップ４０６、４１２及び４２０でそれぞれ設定された制御電圧と等しくなるようにＰＶ入力電圧を制御する。
【００８５】
ステップ５０１、５２５、５２６：ＰＶ入力電圧が制御電圧に等しいか否かを判断する（ステップ５０１）。ＰＶ入力電圧が制御電圧に等しければ、昇圧・降圧の処理は不要であるのでステップ５２５へ進み、昇圧回路をオフし、昇圧ＭＰＰＴフラグを「０」にリセットする。さらに、ステップ５２６へ進み、降圧回路をオフし、降圧ＭＰＰＴフラグを「０」にリセットする。その後、この処理を終了する。昇圧ＭＰＰＴフラグ及び降圧ＭＰＰＴフラグはそれぞれ、ＰＶ入力電圧に対して昇圧ＭＰＰＴ処理及び降圧ＭＰＰＴ処理を行ったか否かを示すフラグである。
【００８６】
ステップ５０１、５０２：ステップ５０１でＰＶ入力電圧と制御電圧が等しくない場合は、ステップ５０２でＰＶ入力電圧が制御電圧より小さいか否かを判断する。ＰＶ入力電圧が制御電圧より小さい場合は、ＰＶ入力電圧を昇圧するためにステップ５０３へ進み、ＰＶ入力電圧が制御電圧より大きい場合は、ＰＶ入力電圧を降圧するためにステップ５１４へ進む。
【００８７】
ステップ５０３、５０４、５０５、５０６：ステップ５０３で昇圧回路をオンし、降圧回路をオフし、降圧ＭＰＰＴフラグを「０」にリセットする。ステップ５０４で昇圧ＭＰＰＴフラグが「１」か「０」か判断する。初回のフローでは「０」であるので、ステップ５０５において昇圧ＭＰＰＴフラグを「１」にセットし、ステップ５０６において昇圧回路のＦＥＴデューティ比を初期値の５０％にし、ステップ５０７へ進む。ＦＥＴデューティ比とは、ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチングＦＥＴのゲートに対しＣＰＵが送信するＰＷＭ制御信号のデューティ比を意味する（以下、同じ）。２回目以降の繰り返しフローでは既に昇圧ＭＰＰＴフラグが「１」となっているので、ステップ５０７へ進む。
【００８８】
ステップ５０７、５０８、５０９：ＦＥＴデューティ比が０％または１００％に達しているか否かを判断する。ＦＥＴデューティ比が０％または１００％でなければ、まだ制御可能な範囲であるのでステップ５０８に進み、ＰＶ入力電圧を取得する。ＦＥＴデューティ比が０％または１００％に達していれば、制御限界であるのでステップ５０９に進み、ＭＰＰＴ終了フラグを「１」とし、昇圧回路をオフし、昇圧ＭＰＰＴフラグを「０」にリセットする。ステップ５０９の場合は、制御限界を迎えたために制御電圧への制御に失敗したとみなす。
【００８９】
ステップ５１０、５１１、５１２：取得したＰＶ入力電圧が制御電圧より小さいか否かを判断する（ステップ５１０）。ＰＶ入力電圧が制御電圧より小さい場合は、ステップ５１１に進み昇圧回路のＦＥＴデューティ比を１％上げる。ＦＥＴデューティ比が上がった分だけＰＶ入力電圧が昇圧される。ＰＶ入力電圧が制御電圧より大きい場合は、ステップ５１２に進み昇圧回路のＦＥＴデューティ比を１％下げる。ＦＥＴデューティ比が下がった分だけＰＶ入力電圧が降圧される。
【００９０】
ステップ５１３：ＰＶ入力電圧が制御電圧と等しくなったか否かを判断する。等しくなければ、ステップ５０７へ戻りＦＥＴデューティ比の調整を繰り返す。等しくなったならば処理を終了する。
【００９１】
ステップ５１４、５１５、５１６、５１７：ステップ５１４で降圧回路をオンし、昇圧回路をオフし、昇圧ＭＰＰＴフラグを「０」にリセットする。ステップ５１５で降圧ＭＰＰＴフラグが「１」か「０」か判断する。初回のフローでは「０」であるので、ステップ５０５において降圧ＭＰＰＴフラグを「１」にセットし、ステップ５１７において降圧回路のＦＥＴデューティ比を初期値の５０％に設定し、ステップ５１８へ進む。２回目以降の繰り返しフローでは既に降圧ＭＰＰＴフラグが「１」となっているので、ステップ５１８へ進む。
【００９２】
ステップ５１８、５１９、５２０：ＦＥＴデューティ比が０％または１００％に達しているか否かを判断する。ＦＥＴデューティ比が０％または１００％でなければ、まだ制御可能な範囲であるのでステップ５１９に進み、ＰＶ入力電圧を取得する。ＦＥＴデューティ比が０％または１００％に達していれば、制御限界であるのでステップ５２０に進み、ＭＰＰＴ終了フラグを「１」とし、降圧回路をオフし、降圧ＭＰＰＴフラグを「０」にリセットする。ステップ５２０の場合は、制御限界を迎えたために制御電圧への制御に失敗したとみなす。
【００９３】
ステップ５２１、５２２、５２３：取得したＰＶ入力電圧が制御電圧より大きいか否かを判断する（ステップ５２１）。ＰＶ入力電圧が制御電圧より大きい場合は、ステップ５２２に進み降圧回路のＦＥＴデューティ比を１％上げる。ＦＥＴデューティ比が上がった分だけＰＶ入力電圧が降圧される。ＰＶ入力電圧が制御電圧より小さい場合は、ステップ５２３に進み降圧回路のＦＥＴデューティ比を１％下げる。ＦＥＴデューティ比が下がった分だけＰＶ入力電圧が昇圧される。
【００９４】
ステップ５２４：ＰＶ入力電圧が制御電圧と等しくなったか否かを判断する。等しくなければ、ステップ５１８へ戻りＦＥＴデューティ比の調整を繰り返す。等しくなったならば処理を終了する。
【００９５】
図６は、図２Ａに示したステップ２１９の昇圧回路制御処理の詳細な制御フローである。図２Ａのステップ２１１で充電用入力電圧が充電電圧に満たなかった場合に、この処理によりＰＶ入力電圧を充電電圧まで昇圧する。例えば、太陽光電池の装置能力が８０アンペアとすると、最大の８０アンペアの約２０分の１である４〜５Ａ程度の昇圧回路を用いればよい。（図示しないが、逆に充電用入力電圧が必要以上に充電電圧より高い場合は、降圧回路により充電電圧まで降圧することにより、発電電流よりも多い電流量を得ることができる。）
【００９６】
ステップ６０１、６０２、６０３、６０４、６０５：ステップ６０１においてＰＶ入力電圧が充電電圧以下か否かを判断する。ＰＶ入力電圧が充電電圧を超えていれば、処理を終了する。ＰＶ入力電圧が充電電圧以下の場合は、ステップ６０２において昇圧回路をオンとする。ステップ６０３において昇圧フラグが「０」か「１」か判断する。初回のフローでは昇圧フラグは「０」となっているので、ステップ６０４で昇圧フラグを「１」とし、ステップ６０５で昇圧回路のＦＥＴデューティ比を初期値の５０％に設定し、ステップ６０６へ進む。２回目以降の繰り返しフローでは既に昇圧フラグが「１」となっているので、ステップ６０６へ進む。
【００９７】
ステップ６０６、６０７：ＦＥＴデューティ比が０％または１００％に達しているか否かを判断する。ＦＥＴデューティ比が０％または１００％でなければ、まだ制御可能な範囲であるのでステップ６０７に進み、ＰＶ入力電圧を取得する。ＦＥＴデューティ比が０％または１００％に達していれば、制御限界であるので処理を終了し、その時点でＰＶ入力電圧が充電電圧と等しくなったとみなす。
【００９８】
ステップ６０８、６０９、６１０：取得したＰＶ入力電圧が充電電圧より小さいか否かを判断する（ステップ６０８）。ＰＶ入力電圧が制御電圧より小さい場合は、ステップ６０９において昇圧回路のＦＥＴデューティ比を１％上げる。ＦＥＴデューティ比が上がった分だけＰＶ入力電圧が昇圧される。ＰＶ入力電圧が制御電圧より大きい場合は、ステップ６１０において昇圧回路のＦＥＴデューティ比を１％下げる。ＦＥＴデューティ比が下がった分だけＰＶ入力電圧が降圧される。
【００９９】
ステップ６１１：ＰＶ入力電圧が充電電圧と等しくなったか否かを判断する。等しくなければ、ステップ６０６へ戻りＦＥＴデューティ比の調整を繰り返す。等しくなったならば処理を終了する。
【０１００】
図７Ａ及び図７Ｂは、図２Ａに示したステップ２１５の電気二重層キャパシタ充電処理の詳細な制御フローである。この処理では、電気二重層キャパシタを充電するための最適な電気二重層キャパシタ入力電圧及び電気二重層キャパシタ入力電流を設定する。
【０１０１】
ステップ７０１、７１１、７１２：余剰電流（図２Ａのステップ２１２のように算出）が正か負かを再度判断する。余剰電流が負であれば、電気二重層キャパシタを充電できないため、ステップ７１１へ進み、電気二重層キャパシタ制御回路のスイッチングＦＥＴのゲートを制御するＰＷＭ信号のデューティ比を０％とし、ステップ７１２で電気二重層キャパシタ制御回路をオフとし、処理を終了する。余剰電流が正であれば、電気二重層キャパシタを充電するためにステップ７０２へ進む。
【０１０２】
ステップ７０２、７０３：電気二重層キャパシタ出力電圧が満充電電圧未満であるか否かを判断する。満充電状態であれば充電できないため、ステップ７１１及び７１２を実行して処理を終了する。満充電状態でなければ充電可能であるため、ステップ７０３へ進み、電気二重層キャパシタ制御回路をオンとする。
【０１０３】
ステップ７０４、７０５、７０６：電気二重層キャパシタ制御回路充電フラグが「０」であるか「１」であるかを判断する（ステップ７０４）。電気二重層キャパシタ制御回路充電フラグは、既に電気二重層キャパシタ充電処理を行ったか否かを示すフラグである。初回の処理フローであれば「０」であるから、ステップ７０５において電気二重層キャパシタ制御回路充電フラグを「１」に設定し、ステップ７０６において電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比を初期値の５０％に設定する。一方、ステップ７０４において電気二重層キャパシタ制御回路充電フラグが「１」であれば、２回目以降の繰り返しフローであるのでステップ７０７へ進む。
【０１０４】
ステップ７０７、７０８、７０９、７１０：ステップ７０７〜７１０では、電気二重層キャパシタ入力電圧を定格電圧未満とするように制御する。ステップ７０７では、電気二重層キャパシタ入力電圧を取得する。ステップ７０８において、電気二重層キャパシタ入力電圧が定格電圧未満か否かを判断する。定格電圧未満であれば、図７Ｂのステップ７１３へ進む。定格電圧以上であれば、ステップ７０９において、電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比が１００％であるか否かを判断する。１００％であれば、制御限界であるので、図７Ｂのステップ７１８へ進み、充電異常処理を行って処理を終了する。１００％でなければ、ステップ７１０において電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比を１％上げる。ＦＥＴデューティ比を上げた分だけ電気二重層キャパシタ入力電圧は低下する。再び、ステップ７０７に戻って処理を繰り返し、ステップ７０８で電気二重層キャパシタ入力電圧が定格電圧未満となったならば、図７Ｂのステップ７１３へ進む。
【０１０５】
ステップ７１３、７１４、７１６、７１７：ステップ７１３〜７１７では、電気二重層キャパシタ入力電流を定格電流以下とするように制御する。ステップ７１３で電気二重層キャパシタ入力電流を取得する。ステップ７１４において、電気二重層キャパシタ入力電流が定格電流以下か否かを判断する。定格電流以下でなければ、ステップ７１６において電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比を１％下げる。ＦＥＴデューティ比を下げた分だけ電気二重層キャパシタ入力電流は減少する。ステップ７１７において、電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比が０％であるか否かを判断する。０％であれば、制御限界であるので、ステップ７１８へ進み、充電異常を示す充電異常終了フラグを「１」に設定して処理を終了する。０％でなければ、再びステップ７１３に戻って処理を繰り返し、ステップ７１４で電気二重層キャパシタ入力電流が定格電流以下となったならば、ステップ７１５へ進む。
【０１０６】
ステップ７１５：電気二重層キャパシタ入力電流が余剰電流以下であるか否かを判断する。余剰電流以下であれば、処理を終了する。一方、余剰電流を超えていれば、電気二重層キャパシタ入力電流をさらに小さくするためにステップ７１６へ進み、ステップ７１７、７１３、７１４、７１５の処理を繰り返す。その途中に、ステップ７１７で制御限界となった場合は、ステップ７１８の充電異常処理を行って処理を終了する。充電異常となった場合を除き、処理終了時の電気二重層キャパシタ入力電圧及び入力電流により電気二重層キャパシタの充電が行われる。
【０１０７】
図８Ａ及び図８Ｂは、図２Ａに示したステップ２１８の電気二重層キャパシタ放電処理の詳細な制御フローである。この処理では、電気二重層キャパシタから放電するための最適な電気二重層キャパシタ出力電圧及び電気二重層キャパシタ出力電流を設定する。
【０１０８】
ステップ８０１、８０２、８０３、８０４：電気二重層キャパシタ制御回路をオンとする（ステップ８０１）。ステップ８０２において、電気二重層キャパシタ制御回路放電フラグが「０」であるか「１」であるかを判断する。電気二重層キャパシタ制御回路放電フラグは、既に電気二重層キャパシタ放電処理を行ったか否かを示すフラグである。初回の処理フローであれば「０」であるから、ステップ８０３において電気二重層キャパシタ制御回路放電フラグを「１」に設定し、ステップ８０４において電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比を初期値の０％に設定する。一方、ステップ８０２において電気二重層キャパシタ制御回路放電フラグが「１」であれば、２回目以降の繰り返しフローであるのでステップ８０５へ進む。
【０１０９】
ステップ８０５、８０６、８０７、８０８：ステップ８０５〜８０８では、電気二重層キャパシタ出力電圧を定格電圧以下とするように制御する。ステップ８０５では、電気二重層キャパシタ出力電圧を取得する。ステップ８０６において、電気二重層キャパシタ出力電圧が定格電圧以下か否かを判断する。定格電圧以下であれば、図８Ｂのステップ８１０へ進む。定格電圧以下でなければ、ステップ８０７において、電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比が１００％であるか否かを判断する。１００％であれば、制御限界であるので、図８Ｂのステップ８１３へ進み、放電異常処理を行って処理を終了する。１００％でなければ、ステップ８０８において電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比を１％を上げる。ＦＥＴデューティ比を上げた分だけ電気二重層キャパシタ出力電圧は低下する。再び、ステップ８０５に戻って処理を繰り返し、ステップ８０６で電気二重層キャパシタ出力電圧が定格電圧以下となったならば、図８Ｂのステップ８１０へ進む。
【０１１０】
ステップ８０９、８１０、８１１、８１２、８１３：ステップ８０９〜８１２では、電気二重層キャパシタ出力電流を定格電流以下とするように制御する。ステップ８０９で電気二重層キャパシタ出力電流を取得する。ステップ８１０では、電気二重層キャパシタ出力電流が定格電流以下か否かを判断する。定格電流以下であれば処理を終了する。定格電流以下でなければ、ステップ８１１において電気二重層キャパシタ制御回路のＦＥＴデューティ比が０％であるか否かを判断する。０％であれば、制御限界であるので、ステップ８１３へ進み、放電異常を示す放電異常終了フラグを「１」に設定して処理を終了する。０％でなければ、ステップ８１２においてＦＥＴデューティ比を１％下げる。ＦＥＴデューティ比を下げた分だけ電気二重層キャパシタ出力電流は減少する。再びステップ８０９に戻って処理を繰り返し、ステップ８１０で電気二重層キャパシタ出力電流が定格電流以下となったならば、処理を終了する。放電異常となった場合を除き、処理終了時の電気二重層キャパシタ出力電圧及び出力電流により電気二重層キャパシタの放電が行われ、蓄電池及び負荷へ電力供給される。
【０１１１】
図９Ａ及び図９Ｂは、図２Ａに示したステップ２１０の蓄電池充電処理の詳細な制御フローである。蓄電池は、鉛蓄電池とする。この処理では、蓄電池を充電するための最適な充電用入力電圧及び充電用入力電流を設定する。
【０１１２】
ステップ９０１：ステップ９０１でいずれの形式で充電処理を行うかを判別する。蓄電池の種類などの条件によって、最初に実行される充電形式が予め設定されているものとする。充電形式の種類は、定電圧充電、吸収充電及び定電流充電から選択される。定電圧充電を行う場合はステップ９０２へ進む。吸収充電を行う場合は、図９Ｂのステップ９０８へ進む。定電流充電を行う場合は、図９Ｂのステップ９１５へ進む。
【０１１３】
ステップ９０２、９０３：定電圧充電では、ステップ９０２で定電圧充電中であるか否かを判断する。既に定電圧充電中であればステップ９０４へ進む。定電圧充電中でなければ、ステップ９０３において電流制御回路デューティ比を初期値の５０％に設定する。
【０１１４】
ステップ９０４、９０５、９０６、９０７：ステップ９０４において、蓄電池電圧が定電圧充電の設定電圧以上であるか、未満であるか、または設定電圧と同じであるかを判断する。蓄電池電圧が設定電圧以上である場合は、ステップ９０５において電流制御回路のＦＥＴデューティ比を１％上げる。ＦＥＴデューティ比を上げた分だけ充電用入力電圧が低下する。蓄電池電圧が設定電圧未満であれば、ステップ９０６において電流制御回路のＦＥＴデューティ比を１％下げる。ＦＥＴデューティ比を下げた分だけ充電用入力電圧が上昇する。設定電圧と同じになっている場合は、ステップ９０７において吸収充電に移行する。その後、処理を終了する。
【０１１５】
ステップ９０８、９０９：吸収充電では、ステップ９０８で吸収充電中であるか否かを判断する。既に吸収充電中であればステップ９１０へ進む。吸収充電中でなければ、ステップ９０９において電流制御回路デューティ比を初期値の５０％に設定する。
【０１１６】
ステップ９１０：指定時間が経過したか否かを判断する。指定時間が経過していなければステップ９１１へ進む。指定時間が経過していれば、ステップ９１４に進み定電流充電に移行する。
【０１１７】
ステップ９１１、９１２、９１３：ステップ９１１において、蓄電池電圧が定電圧充電の設定電圧より大きいか否かを判断する。設定電圧より大きい場合は、ステップ９１２において電流制御回路のＦＥＴデューティ比を１％上げる。ＦＥＴデューティ比を上げた分だけ充電用入力電圧が低下する。設定電圧以下であれば、ステップ９１３において電流制御回路のＦＥＴデューティ比を１％下げる。ＦＥＴデューティ比を下げた分だけ充電用入力電圧が上昇する。その後、処理を終了する。
ステップ９１５：定電流充電処理の詳細は、図１０で説明する。
【０１１８】
図１０は、図９Ｂに示したステップ９１５の定電流充電処理の詳細な制御フローである。前述したように、鉛蓄電池を長期間使用すると満充電電圧の判断が困難となる。本発明では、鉛蓄電池の満充電電圧を判断するために以下の方法を用いている。鉛蓄電池の定電流充電処理において、所定の電圧毎にトリガー電圧を設定し、鉛蓄電池をそのトリガー電圧で一定時間充電することにより、鉛蓄電池の開放電圧がそのトリガー電圧に達するか否かを判断する。トリガー電圧に達した場合は、所定の電圧だけ上げた次のトリガー電圧を設定して一定時間充電することにより、次のトリガー電圧に達するか否かを判断する。これを繰り返して、開放電圧がトリガー電圧に達しなくなったとき、満充電状態になったと判断する。これにより、初期の満充電電圧が変化した場合であっても、その時点の最大容量となるように鉛蓄電池を確実に充電することができる。
【０１１９】
ステップ１０１、１０２：現時点の電流制御回路のＦＥＴデューティ比が０％でないか否かを判断する(ステップ１０１)。０％でなければ充電中であるため、ステップ１０２で指定時間を経過したか否かを判断する。指定時間を経過していなければ、処理を終了する。指定時間を経過したならば、ステップ１０３へ進む。ステップ１０１で電流制御回路のＦＥＴデューティ比が０％のときもステップ１０３へ進む。
【０１２０】
ステップ１０３、１０４、１０５、１０６：ステップ１０３において、現時点の電流制御回路のＦＥＴデューティ比を保存する。続いてステップ１０４で電流制御回路のＦＥＴデューティ比を０％に設定し、ステップ１０５において蓄電池開放電圧を取得する。ＦＥＴデューティ比を０％に設定するのは、蓄電池開放電圧を取得するためである。その後、ステップ１０６で、保存していた定電流制御回路のＦＥＴデューティ比に復帰させる。
【０１２１】
ステップ１０７、１０８、１０９、１１０：ステップ１０７において、蓄電池開放電圧がトリガー電圧未満であるか否かを判断する。蓄電池開放電圧がトリガー電圧以上である場合は、まだ満充電電圧に達していないとみなし、ステップ１０８に進む。ステップ１０８でトリガー電圧を０．１Ｖ上げ、ステップ１０９で「ｎ回目充電回数」を保存する。ここで「ｎ回目充電回数」は、１つのトリガー電圧における充電回数を示す。ステップ１１０で「ｎ」のカウントを１つ増し、処理を終了する。ここで「ｎ」は、０．１Ｖずつ上げていくトリガー電圧の設定回数を示す（例えば、ｎ＝０のときのトリガー電圧が１０．０Ｖ、ｎ＝１のときのトリガー電圧が１０．１Ｖ．．．など）。ステップ１０７において、蓄電池開放電圧がトリガー電圧未満である場合は、ステップ１１１へ進む。
【０１２２】
ステップ１１１、１１２、１１３、１１４：ステップ１１１において、電流制御回路のＦＥＴデューティ比を１％上げる。ステップ１１２において、ｎ回目のトリガー電圧における充電回数を示す「ｎ回目充電回数」のカウントを１つ増す。ステップ１１３においてｎが「０」でないか否かを判断する。ｎが「０」であれば、処理を終了する。「０」以外であればステップ１１４において、「ｎ回目充電回数」が「（ｎ−１）回目充電回数」以上となったか否かを判断する。「（ｎ−１）回目充電回数」以上となっていない場合は、処理を終了する（ＦＥＴのデューティ比を上げた状態でｎ回目の充電を持続し、ステップ１０１から繰り返す）。「（ｎ−１）回目充電回数」以上となった場合は、それ以上充電しても蓄電池電圧は上がらないので、ステップ１１５において電流制御街路のＦＥＴデューティ比を０％とし、処理を終了する（満充電となったとみなされる）。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明による太陽光電池(ＰＶ)を用いた独立型電源の制御システムの概略構成図である。
【図２Ａ】図１の制御システムにおいてＣＰＵ４５及び／またはＣＰＵ５６により実行される協調発電充電処理の制御フロー（１）の概略図である。
【図２Ｂ】図１の制御システムにおいてＣＰＵ４５及び／またはＣＰＵ５６により実行される協調発電充電処理の制御フロー（２）の概略図である。
【図３Ａ】（ａ）〜(ｃ)は、１日における太陽光電池の発電状況の種々のパターンを示す図である。
【図３Ｂ】(ｄ)〜(ｆ)は、１日における太陽光電池の発電状況の種々のパターンを示す図である。
【図４Ａ】図２Ａに示した昇圧・降圧ＭＰＰＴ制御処理２０９の詳細な制御フロー（１）である。
【図４Ｂ】図２Ａに示した昇圧・降圧ＭＰＰＴ制御処理２０９の詳細な制御フロー（２）である。
【図５】図４Ａに示したステップ４０７、４１３及び４２１の昇圧・降圧回路制御処理の詳細な制御フローである。
【図６】図２Ａに示したステップ２１９の昇圧回路制御処理の詳細な制御フローである。
【図７Ａ】図２Ａに示したステップ２１４の電気二重層キャパシタ充電処理の詳細な制御フロー（１）である。
【図７Ｂ】図２Ａに示したステップ２１４の電気二重層キャパシタ充電処理の詳細な制御フロー（２）である。
【図８Ａ】図２Ａに示したステップ２１８の電気二重層キャパシタ放電処理の詳細な制御フロー（１）である。
【図８Ｂ】図２Ａに示したステップ２１８の電気二重層キャパシタ放電処理の詳細な制御フロー（２）である。
【図９Ａ】図２Ａに示したステップ２１０の蓄電池充電処理の詳細な制御フロー（１）である。
【図９Ｂ】図２Ａに示したステップ２１０の蓄電池充電処理の詳細な制御フロー（２）である。
【図１０】図９Ｂに示したステップ９１６の定電流充電処理の詳細な制御フローである。
【符号の説明】
【０１２４】
１  独立型電源の制御システム
２  太陽光電池(ＰＶ)
３  接点ブレーカ
４  効率制御部
４１  ＰＶ入力用電流計／電圧計
４２  分岐回路
４３  昇圧回路
４４  降圧回路
４５  ＣＰＵ
５  充放電制御部
５１  充電用電流計／電圧計
５２  電流制御回路
５３  蓄電池出力用電流計／電圧計
５４  電気二重層キャパシタ制御回路５４
５５  電気二重層キャパシタ電流計／電圧計
５６  ＣＰＵ
６  蓄電池
７  電気二重層キャパシタ
８  接点ブレーカ
９  負荷
【図１】
2008251612.tif 000003
【図２Ａ】
2008251612.tif 000004
【図２Ｂ】
2008251612.tif 000005
【図３Ａ】
2008251612.tif 000006
【図３Ｂ】
2008251612.tif 000007
【図４Ａ】
2008251612.tif 000008
【図４Ｂ】
2008251612.tif 000009
【図５】
2008251612.tif 000010
【図６】
2008251612.tif 000011
【図７Ａ】
2008251612.tif 000012
【図７Ｂ】
2008251612.tif 000013
【図８Ａ】
2008251612.tif 000014
【図８Ｂ】
2008251612.tif 000015
【図９Ａ】
2008251612.tif 000016
【図９Ｂ】
2008251612.tif 000017
【図１０】
2008251612.tif 000018