(57)【要約】【課題】変換ロスを小さくできると共に、システムの簡素化、低コスト化を実現できる、蓄電部を備えた自然エネルギー利用発電システムを提供する。【解決手段】太陽光発電部１と、発電部１で発電した直流電力を交流電力に変換して負荷側に出力するインバーター２と、発電部１で発電した直流電力を交流直流の変換過程を経ることなく蓄電する、互いに独立した第１，第２の蓄電部５，６とが備えられ、蓄電部５，６に蓄電された直流電力をインバーター２で交流電力に変換して負荷４側に出力することができるようになされている。各蓄電部５，６の充放電の状態を切り換える切換え用のスイッチａ，ｂ，ｃ，ｄが備えられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギー利用の発電部と、発電部で発電した直流電力を交流電力に変換して負荷側に出力するインバーターと、発電部で発電した直流電力を交流直流の変換過程を経ることなく蓄電する蓄電部とが備えられ、
蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換して負荷側に出力することができるようになされており、かつ、
発電部で発電した直流電力を蓄電部に蓄電させる充電実行モードと、蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換させて負荷側に出力させる放電実行モードと、休止モードとの切換えを行う切換え手段が備えられていることを特徴とする蓄電部を備えた自然エネルギー利用発電システム。
【請求項２】
前記蓄電部を第１蓄電部とし、前記切換え手段を第１切換え手段とし、
第１蓄電部とは独立し、発電部で発電した直流電力を交流直流の変換過程を経ることなく蓄電する第２の蓄電部が備えられ、
該第２蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換して負荷側に出力することができるようになされており、
発電部で発電した直流電力を第２蓄電部に蓄電させる充電実行モードと、第２蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換させて負荷側に出力させる放電実行モードと、休止モードとの切換えを行う第２の切換え手段が備えられると共に、
第１蓄電部が充電実行モードにおいて満充電状態に達した時、該第１蓄電部を放電実行モード又は休止モードに切り換えると共に、第２蓄電部を放電実行モード又は休止モードから充電実行モードに切り換える制御を、第１，第２の切換え手段に対して行う制御部が備えられている請求項１に記載の蓄電部を備えた自然エネルギー利用発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電部を備えた自然エネルギー利用発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムや風力発電システム等の自然エネルギー利用発電システムは、自然変動の影響を受けるために出力が安定せず、そのため、出力を直流から交流に変換した後、系統と連系することが行われているが、蓄電部を備えさせ、発電で生じた余剰電力を蓄電池に充電したり、出力が非常に小さい場合は系統との連系を行わずに蓄電部への充電のみを行うようにしたものもある。
【特許文献１】特開２００６−１４１０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、蓄電部を備えさせたシステムでは、発電部で発電した電力を直流から交流に変換し、それを更に直流に変換して蓄電部に蓄電する構成が採られていて、変換ロスが大きくなってしまうと共に、インバーターの数もそれに応じて多くなってしまい、システムが複雑化すると共にコストも高くついてしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、変換ロスを小さくすることができると共に、システムの簡素化、低コスト化を実現することができる、蓄電部を備えた自然エネルギー利用発電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】
【０００５】
上記の課題は、自然エネルギー利用の発電部と、発電部で発電した直流電力を交流電力に変換して負荷側に出力するインバーターと、発電部で発電した直流電力を交流直流の変換過程を経ることなく蓄電する蓄電部とが備えられ、
蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換して負荷側に出力することができるようになされており、かつ、
発電部で発電した直流電力を蓄電部に蓄電させる充電実行モードと、蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換させて負荷側に出力させる放電実行モードと、休止モードとの切換えを行う切換え手段が備えられていることを特徴とする蓄電部を備えた自然エネルギー利用発電システムによって解決される（第１発明）。
【０００６】
このシステムでは、発電部で発電した直流電力が交流直流の変換過程を経ることなく蓄電部に蓄電されるようになされていると共に、蓄電部に蓄電された直流電力が、発電部で発電した直流電力を交流電力に変換して負荷側に出力するインバーターで交流電力に変換されて負荷側に出力するようになされており、蓄電部における充放電の切換えを、切換え手段によるモードの切換えによって行うことができるようになされているので、直流交流の変換に伴うロスを小さくすることができると共に、インバーターの数も少なくすることができ、蓄電部を備えながら、システムの簡素化、低コスト化を実現することができる。
【０００７】
第１発明において、前記蓄電部を第１蓄電部とし、前記切換え手段を第１切換え手段とし、
第１蓄電部とは独立し、発電部で発電した直流電力を交流直流の変換過程を経ることなく蓄電する第２の蓄電部が備えられ、
該第２蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換して負荷側に出力することができるようになされており、
発電部で発電した直流電力を第２蓄電部に蓄電させる充電実行モードと、第２蓄電部に蓄電された直流電力を前記インバーターで交流電力に変換させて負荷側に出力させる放電実行モードと、休止モードとの切換えを行う第２の切換え手段が備えられると共に、
第１蓄電部が充電実行モードにおいて満充電状態に達した時、該第１蓄電部を放電実行モード又は休止モードに切り換えると共に、第２蓄電部を放電実行モード又は休止モードから充電実行モードに切り換える制御を、第１，第２の切換え手段に対して行う制御部とが備えられているとよい（第２発明）。
【０００８】
このシステムでは、第２蓄電部と第２切換え手段とが備えられ、第１蓄電部が充電実行モードにおいて満充電状態に達した時、制御部によって、第１蓄電部を放電実行モード又は休止モードに切り換え、第２蓄電部を放電実行モード又は休止モードから充電実行モードに切り換える制御を行うようになされているので、自然エネルギーを利用して発電することができる状態であるにもかかわらず第１蓄電部が満充電となって発電しなくなるという事態の発生を防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の蓄電部を備えた自然エネルギー利用発電システムは、以上のとおりのものであるから、変換ロスを小さくすることができると共に、システムの簡素化、低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示す実施形態の自然エネルギー利用発電システムは、太陽光を利用した発電システムで、１は太陽光発電部、２はパワーコンディショナー、３は商用電源、４は負荷、５，６は第１，第２の蓄電部であり、パワーコンディショナー２は、インバーター機能を備え、発電部１で発電された電力は、整流器７と、ＤＣ／ＤＣコンバーター８、充電コントローラー９を経て、パワーコンディショナー２にて直流から交流に変換され、負荷４側に出力するようになされている。
【００１２】
第１，第２の各蓄電部５，６は、互いに独立していて、発電部１で発電した直流電力が交流直流の変換過程を経ることなく蓄電されるようになされていると共に、蓄電した直流電力はパワーコンディショナー２で交流電力に変換して負荷４側に出力されるようになされている。
【００１３】
その切換えを行う切換え手段として、第１蓄電部５に対してスイッチａ，ｃが備えられると共に、第２蓄電部６に対してスイッチｂ，ｄが備えられ、第１蓄電部５については、スイッチａがオン、スイッチｃがオフの充電実行専用モードと、スイッチａがオフ、スイッチｃがオンの放電実行専用モードと、スイッチａがオフ、スイッチｃがオフの充放電休止モードと、スイッチａがオン、スイッチｃがオンの余剰電力充電実行モードとに切換えを行うことができるようになされている。
【００１４】
また、第２蓄電部６については、スイッチｂがオン、スイッチｄがオフの充電実行専用モードと、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオンの放電実行専用モードと、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオフの充放電休止モードと、スイッチｂがオン、スイッチｄがオンの余剰電力充電実行モードとに切換えを行うことができるようになされている。
【００１５】
なお、充電実行専用モードと余剰電力充電実行モードとが本発明の充電実行モードで、放電実行専用モードが本発明の放電実行モードである。
【００１６】
そして、第１蓄電部５の蓄電量と、第２蓄電部６の蓄電量と、パワーコンディショナー２の出力状況とに基づいて、スイッチａ，ｂ，ｃ，ｄのオンオフの状態を切換え制御する制御部１０が備えられている。
【００１７】
この制御部１０では、例えば、次のような制御が行われる。即ち、発電部１での発電が活発で発電電力が負荷４での消費電力を越えている場合は、スイッチａがオン、スイッチｃがオン、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオフに制御されて、発電部１で発電した電力が負荷４に供給されると共に、余剰電力が、第１蓄電部５に充電されていく。
【００１８】
その過程で、第１蓄電部５が満充電状態に達した時、スイッチａがオフ、スイッチｃがオフ、スイッチｂがオン、スイッチｄがオンに制御されて、発電部１で発電した電力が負荷４に供給されると共に、余剰電力が、第２蓄電部６に充電されていく。
【００１９】
更に、第２蓄電部６が満充電状態に達した時、スイッチａがオン、スイッチｃがオン、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオフ、あるいは、スイッチａがオフ、スイッチｃがオフ、スイッチｂがオン、スイッチｄがオンに制御されて、発電部１で発電した電力が負荷４に供給されると共に、余剰電力は売電される。
【００２０】
また、発電部１での発電電力が負荷４での消費電力よりも小さい場合は、スイッチａがオン、スイッチｃがオフ、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオフに制御されて、発電部１で発電した電力は、負荷４側に供給されることなく、第１蓄電部５に充電されていく。
【００２１】
その過程で、第１蓄電部５が満充電状態に達した時、スイッチａがオフ、スイッチｃがオフ、スイッチｂがオン、スイッチｄがオフに制御されて、発電部１で発電した電力は、負荷４側に供給されることなく、第２蓄電部６に充電されていく。
【００２２】
そして、系統停電時は、発電部１での発電が活発で発電電力が負荷４での消費電力を越えている場合は、スイッチａがオン、スイッチｃがオン、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオフに制御されて、発電部１で発電した電力が負荷４に供給されると共に、余剰電力が、第１蓄電部５に充電されていく。
【００２３】
その過程で、第１蓄電部５が満充電状態に達した時、スイッチａがオフ、スイッチｃがオフ、スイッチｂがオン、スイッチｄがオンに制御されて、発電部１で発電した電力が負荷４に供給されると共に、余剰電力が、第２蓄電部６に充電されていく。
【００２４】
そして、第２蓄電部６が満充電状態に達した時、スイッチａがオフ、スイッチｃがオン、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオフ、あるいは、スイッチａがオフ、スイッチｃがオフ、スイッチｂがオフ、スイッチｄがオンに制御されて、負荷４へは第１蓄電部５又は第２蓄電部６から電力が供給される。
【００２５】
なお、第１蓄電部５が満充電状態に達して第２蓄電部６での充電に切り換わる際、第１蓄電部５は放電実行モードに切り換えられてもよいし、第２蓄電部６での充電開始は放電実行モードからの切換えによって行われてもよい。
【００２６】
このように、上記のシステムでは、発電部１で発電した直流電力が交流直流の変換過程を経ることなく第１，第２の蓄電部５，６に蓄電されるようになされていると共に、第１，第２の蓄電部５，６に蓄電された直流電力が、パワーコンディショナー２で交流電力に変換されて負荷４側に出力するようになされており、第１，第２の蓄電部５，６における充放電の切換えを、スイッチａ，ｂ，ｃ，ｄによるモードの切換えによって行うことができるようになされているので、直流交流の変換に伴うロスを小さくすることができると共に、インバーターもパワーコンディショナー２だけでよく、第１，第２の蓄電部５，６を備えながら、システムの簡素化、低コスト化を実現することができる。
【００２７】
しかも、第１蓄電部５が満充電状態に達した時、制御部１０によって、第２蓄電部６を充電実行モードに切り換える制御が行われるようになされているので、自然エネルギーを利用して発電することができる状態であるにもかかわらず第１蓄電部５が満充電となって発電しなくなるという事態の発生を防ぐことができる。
【００２８】
また、上記の実施形態では、自然エネルギーの出力変動を気にすることなく、蓄電部５，６からの安定した出力で系統と連系させることができる。また、互いに独立した複数の蓄電部５，６をもち、充電専用回路と蓄電部からの出力専用回路をもっているので、システムを簡略化することができる。更に、蓄電部の充電状態を監視し、満充電に達した時点で他の蓄電部に切り換わるようにしているので、常に満充電の蓄電部が存在し、非常用電力を確保することができる。また、余剰電力が発生した場合でも、系統と連系が行えるし、系統に売電を行う場合も一旦蓄電部に充電された電力を供給することも可能で、系統に悪影響を与えることなく逆潮流することができる。
【００２９】
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、自然エネルギーを利用した発電部として、太陽光発電部を用いた場合を示したが、風力発電部であってもよいし、水力発電部であってもよいし、各種自然エネルギーを利用した発電部であればよい。また、上記の実施形態では、第１，第２の二つの蓄電部を備えさせた場合を示したが、同様の態様で、第３，第４等の蓄電部が備えられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態の発電システムの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…発電部
２…パワーコンディショナー（インバーター）
４…負荷
５…第１蓄電部
６…第２蓄電部
１０…制御部
ａ，ｂ，ｃ，ｄ…スイッチ（切換え手段）
【図１】
2008148443.tif 000003