(57)【要約】ソーラ発電所用の電力調整装置は、蓄電池と、パワーコンディショナに対応して設けられて１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部の各々が接続される入力端子、前記パワーコンディショナに接続される第１出力端子、および、前記蓄電池に接続される第２出力端子を有するスイッチ要素を複数含むスイッチャーと、を備え、前記スイッチャーは、各々の前記スイッチ要素の操作により、各々の前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池の何れか一方に切り替え可能に構成される。
2019053824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と、
パワーコンディショナに対応して設けられて１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部の各々が接続される入力端子、前記パワーコンディショナに接続される第１出力端子、および、前記蓄電池に接続される第２出力端子を有するスイッチ要素を複数含むスイッチャーと、を備え、
前記スイッチャーは、各々の前記スイッチ要素の操作により、各々の前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池の何れか一方に切り替え可能に構成された
ソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項２】
前記第１出力端子と前記パワーコンディショナとの間に設けられる出力回路と、
前記蓄電池と前記パワーコンディショナとの間に設けられる放電回路と、を備え、
前記放電回路は、前記複数の発電部からの電力と前記蓄電池からの電力とを合成する合成回路を経ずに直接前記出力回路に接続された、請求項１に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項３】
前記蓄電池から前記パワーコンディショナへの電力の出力を許可又は禁止する出力許可部を備え、
前記スイッチャーは、前記出力許可部が前記蓄電池から前記パワーコンディショナへの電力の出力を禁止している場合にのみ、少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナに切り替えるように構成され、
前記出力許可部は、前記スイッチャーにおいて、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先が前記蓄電池に切り替えられている場合にのみ、前記蓄電池から前記パワーコンディショナへの電力の出力を許可するように構成された、請求項１又は２に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項４】
前記スイッチャーは、前記スイッチ要素の操作により、前記複数の発電部の発電電力に応じて各々の前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池の何れか一方に切り替えるように構成された、請求項１乃至３の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項５】
前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超える場合に少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように構成された、請求項１乃至４の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項６】
前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超えないように、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように操作する前記スイッチ要素の数を変更するように構成された、請求項１乃至５の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項７】
前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超えない範囲内で最も多くなるように、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように操作する前記スイッチ要素の数を変更するように構成された、請求項１乃至６の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項８】
前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超える場合に少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えた後、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第２規定値を下回ると、少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記接続先が前記蓄電池である前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナに切り替えるように構成された、請求項１乃至７の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項９】
前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力の電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧を下回ると、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように構成された、請求項１乃至８の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項１０】
前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力の電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧を下回ると、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替え、その後、前記複数の発電部から前記蓄電池に供給される電力の電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧を上回ると、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナに切り替えるように構成された、請求項１乃至９の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項１１】
前記蓄電池は、蓄電池セルが複数接続された蓄電池セル群を有し、
前記蓄電池セル群の出力電圧は、前記パワーコンディショナの入力側の対応可能電圧の範囲内である、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項１２】
前記蓄電池は、１つであり、複数の前記パワーコンディショナに電力を供給可能に構成された、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項１３】
前記蓄電池は、複数の前記パワーコンディショナに対応して複数設けられる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置。
【請求項１４】
パワーコンディショナと、
前記パワーコンディショナに対応して設けられ、１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部と、
請求項１乃至１３の何れか一項に記載のソーラ発電所用の電力調整装置と、
を備える発電システム。
【請求項１５】
パワーコンディショナに対応して設けられて１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部の各々が接続される入力端子、前記パワーコンディショナに接続される第１出力端子、および、蓄電池に接続される第２出力端子を有するスイッチ要素を複数含むスイッチャーについて、各々の前記スイッチ要素の操作により、各々の前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池の何れか一方に切り替える切替ステップを備える
ソーラ発電所用の電力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ソーラ発電所用の電力調整装置、発電システム及びソーラ発電所用の電力調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光により太陽電池で発電を行うソーラ発電所が各地で稼働している。ソーラ発電所では、発電した電力を電力系統に供給するが、電力会社と契約した契約電力を超えて電力系統に電力を供給することができない。
太陽電池による発電量は日射量に左右されるため、朝方や夕方に減少するほか、天候の影響を受けやすい。そのため、一日のうちで、できるだけ長時間、多くの電力を発電するため、ソーラ発電所では、一般的に、契約電力を超えた発電容量の太陽電池が設置される。
そのため、例えば好天の昼間などには、太陽電池で発電する電力が契約電力を超えることとなる。そこで、契約電力を超えた余剰電力を蓄電池で蓄電し、蓄電した電力を夜間などに放電することで、余剰電力を有効に利用することが行われている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−６０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば特許文献１に記載の電力供給システムでは、太陽光発電装置の発電電力が規定電力を上回る場合、送電制御装置は、太陽光発電装置の発電電力を分配して、規定電力に相当する電力を送電網を介して電力会社向けに送電し、同時に規定電力を上回る余剰電力を蓄電池に蓄電する。
また、例えば特許文献１に記載の電力供給システムでは、太陽光発電装置の発電電力が規定電力を下回る場合、送電制御装置は、太陽光発電装置の発電電力と蓄電池からの電力とを合成して送電網を介して電力会社向けに給電する。
このように、特許文献１の記載の電力供給システムでは、送電制御装置が電力の分配や合成を行うため、送電制御装置の構成が複雑になりがちである。【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できるソーラ発電所用の電力調整装置、発電システム及びソーラ発電所用の電力調整方法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】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るソーラ発電所用の電力調整装置は、
蓄電池と、
パワーコンディショナに対応して設けられて１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部の各々が接続される入力端子、前記パワーコンディショナに接続される第１出力端子、および、前記蓄電池に接続される第２出力端子を有するスイッチ要素を複数含むスイッチャーと、を備え、
前記スイッチャーは、各々の前記スイッチ要素の操作により、各々の前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池の何れか一方に切り替え可能に構成される。【０００７】
上記（１）の構成では、スイッチャーのスイッチ要素の操作により各々の発電部の接続先を切り替えることができるので、各々の発電部で発電された電力の供給先の切り替えや各々の発電部で発電された電力の分配を簡単な回路構成によって実現できる。したがって、スイッチャーのスイッチ要素の操作により、例えば各々の発電部で発電された電力の一部をパワーコンディショナに供給し、余剰分を蓄電池に蓄電させることもできる。これにより、回路構成が複雑になりがちな電力の分配や合成を行うための回路を用いなくてもよいので、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記第１出力端子と前記パワーコンディショナとの間に設けられる出力回路と、
前記蓄電池と前記パワーコンディショナとの間に設けられる放電回路と、を備え、
前記放電回路は、前記複数の発電部からの電力と前記蓄電池からの電力とを合成する合成回路を経ずに直接前記出力回路に接続される。【０００９】
上記（２）の構成では、蓄電池からの電力は、複数の発電部からの電力と蓄電池からの電力とを合成する合成回路を経ずに直接出力回路に出力されてパワーコンディショナに供給される。これにより、複数の発電部からの電力と蓄電池からの電力とを合成する合成回路を設ける必要がないので、ソーラ発電所用の電力調整装置における回路構成を簡素化できる。【００１０】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記蓄電池から前記パワーコンディショナへの電力の出力を許可又は禁止する出力許可部を備え、
前記スイッチャーは、前記出力許可部が前記蓄電池から前記パワーコンディショナへの電力の出力を禁止している場合にのみ、少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナに切り替えるように構成され、
前記出力許可部は、前記スイッチャーにおいて、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先が前記蓄電池に切り替えられている場合にのみ、前記蓄電池から前記パワーコンディショナへの電力の出力を許可するように構成される。【００１１】
上記（３）の構成では、スイッチャーと出力許可部とによって、複数の発電部からの電力と蓄電池からの電力とが択一的にパワーコンディショナに入力される。これにより、複数の発電部からの電力と蓄電池からの電力とを合成する合成回路を設ける必要がないので、ソーラ発電所用の電力調整装置における回路構成を簡素化できる。【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、前記スイッチャーは、前記スイッチ要素の操作により、前記複数の発電部の発電電力に応じて各々の前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池の何れか一方に切り替えるように構成される。【００１３】
上記（４）の構成では、複数の発電部の発電電力に応じて各々の発電部の接続先が切り替えられるので、例えば発電部からパワーコンディショナに供給される電力が大きくなった時に一部の発電部の接続先を蓄電池に切り替えて蓄電池に蓄電させることも可能となる。これにより、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。【００１４】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超える場合に少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように構成される。【００１５】
上記（５）の構成では、複数の発電部からパワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超える場合に少なくとも１つの発電部の接続先が蓄電池に切り替わるので、第１規定値を超えた分の余剰電力を蓄電池に蓄電させるなどして、有効に利用できる。【００１６】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超えないように、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように操作する前記スイッチ要素の数を変更するように構成される。【００１７】
例えば第１規定値が電力会社と契約した契約電力量に相当する値である場合等、パワーコンディショナから第１規定値を超えて電力を出力できない場合には、第１規定値を超える電力が発電部からパワーコンディショナに供給されても、第１規定値を超えた分の余剰電力がパワーコンディショナで熱となって放出されることとなり、余剰電力を有効利用できない。
これに対して、上記（６）の構成では、複数の発電部からパワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超えないように接続先が蓄電池となる発電部の数が変更されるので、余剰電力をパワーコンディショナで熱として放出するのではなく蓄電池に蓄電できる。これにより、余剰電力を有効利用できる。【００１８】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超えない範囲内で最も多くなるように、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように操作する前記スイッチ要素の数を変更するように構成される。【００１９】
上記（７）の構成では、パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超えない範囲内で多くなるので、電力系統へ出力する電力の低下を抑制できる。【００２０】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第１規定値を超える場合に少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えた後、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力が第２規定値を下回ると、少なくとも１つの前記スイッチ要素の操作により、前記接続先が前記蓄電池である前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナに切り替えるように構成される。【００２１】
上記（８）の構成では、複数の発電部からパワーコンディショナに供給される電力が第２規定値を下回ると、少なくとも１つのスイッチ要素の操作により、接続先が蓄電池である発電部の接続先をパワーコンディショナに切り替えるので、パワーコンディショナに供給される電力を増やすことができる。これにより、電力系統へ出力する電力を増やすことができる。【００２２】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの構成において、前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力の電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧を下回ると、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替えるように構成される。【００２３】
複数の発電部からパワーコンディショナに供給される電力の電圧がパワーコンディショナの最低起動電圧を下回った場合であっても、蓄電池に蓄電可能な場合がある。このような場合に、上記（９）の構成によれば、全ての発電部の接続先が蓄電池に切り替えられるので、発電部からの電力で蓄電池に蓄電できる。これにより、発電部で発電された電力を有効に利用できる。【００２４】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、前記スイッチャーは、前記複数の発電部から前記パワーコンディショナに供給される電力の電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧を下回ると、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先を前記蓄電池に切り替え、その後、前記複数の発電部から前記蓄電池に供給される電力の電圧が前記パワーコンディショナの最低起動電圧を上回ると、前記スイッチ要素の操作により、全ての前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナに切り替えるように構成される。【００２５】
例えば天候の悪化などにより日射量が減少して、複数の発電部からパワーコンディショナに供給される電力の電圧がパワーコンディショナの最低起動電圧を下回った場合等では、天候の回復によって日射量が増加すると、複数の発電部からパワーコンディショナに供給される電力の電圧がパワーコンディショナの最低起動電圧を再び上回る。
このような場合に、上記（１０）の構成によれば、複数の発電部から蓄電池に供給される電力の電圧がパワーコンディショナの最低起動電圧を上回ると、スイッチ要素の操作により、全ての発電部の接続先が蓄電池からパワーコンディショナに切り替えられる。これにより、パワーコンディショナに供給される電力量を増やすことができ、電力系統へ出力する電力量を増やすことができる。【００２６】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成において、
前記蓄電池は、蓄電池セルが複数接続された蓄電池セル群を有し、
前記蓄電池セル群の出力電圧は、前記パワーコンディショナの入力側の対応可能電圧の範囲内である。【００２７】
上記（１１）の構成では、蓄電池セル群の出力電圧がパワーコンディショナの入力側の対応可能電圧の範囲内であるので、蓄電池セル群の出力電圧をパワーコンディショナの入力側の対応可能電圧の範囲内に変更するＤＣ−ＤＣコンバータを不要とすることができる。これにより、装置構成を簡素化できる。【００２８】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１１）の何れかの構成において、前記蓄電池は、１つであり、複数の前記パワーコンディショナに電力を供給可能に構成される。【００２９】
上記（１２）の構成では、蓄電池の数を抑制してコスト増を抑制できる。【００３０】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１１）の何れかの構成において、前記蓄電池は、複数の前記パワーコンディショナに対応して複数設けられる。【００３１】
上記（１３）の構成では、複数のパワーコンディショナに対応して蓄電池が複数設けられるとともに、上記（１）で述べたように、スイッチャーがパワーコンディショナに対応して設けられる。したがって、上記（１３）の構成によるソーラ発電所用の電力調整装置では、回路構成が単純な電力調整装置をパワーコンディショナの設置数に合わせて複数設置すればよいので、パワーコンディショナが複数設置される場合であっても、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。【００３２】
（１４）本発明の少なくとも一実施形態に係る発電システムは、
パワーコンディショナと、
前記パワーコンディショナに対応して設けられ、１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部と、
上記（１）乃至（１３）の何れかのソーラ発電所用の電力調整装置と、
を備える。【００３３】
上記（１４）の構成では、上記（１）の構成のソーラ発電所用の電力調整装置を含むので、上記（１）で述べたように、スイッチャーのスイッチ要素の操作により、例えば各々の発電部で発電された電力の一部をパワーコンディショナに供給し、余剰分を蓄電池に蓄電させることもできるので、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。【００３４】
（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係るソーラ発電所用の電力調整方法は、パワーコンディショナに対応して設けられて１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部の各々が接続される入力端子、前記パワーコンディショナに接続される第１出力端子、および、蓄電池に接続される第２出力端子を有するスイッチ要素を複数含むスイッチャーについて、各々の前記スイッチ要素の操作により、各々の前記発電部の接続先を前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池の何れか一方に切り替える切替ステップを備える。【００３５】
上記（１５）の方法では、各々のスイッチ要素の操作により、各々の発電部の接続先をパワーコンディショナ又は蓄電池の何れか一方に切り替える切替ステップを備えるので、スイッチ要素の切り替え制御といった簡単な制御内容によって余剰電力を有効に利用できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。また、本発明の少なくとも一実施形態によれば、簡単な制御内容によって余剰電力を有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】幾つかの実施形態に係るソーラ発電所の全体構成を表す図である。
【図２】一実施形態に係るソーラ発電所において、図１に示した発電システムが複数設置された場合について説明する図である。
【図３】スイッチャーにおける１つのスイッチ要素の入力端子が第２出力端子と接続された状態を示す図である。
【図４】他の実施形態に係るソーラ発電所の全体構成を表す図である。
【図５】ソーラ発電所の外部からの指示によって第１規定値や第２規定値を変更可能に構成した実施形態の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面を参照して本発明によるソーラ発電所用の電力調整装置、発電システム及びソーラ発電所用の電力調整方法の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３９】
図１は、幾つかの実施形態に係るソーラ発電所の全体構成を表す図である。
幾つかの実施形態に係るソーラ発電所の発電システム１は、パワーコンディショナ１０と、太陽電池群２０と、電力調整装置１００とを備える。
パワーコンディショナ１０は、太陽電池群２０で発電された直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する装置である。太陽電池群２０は、少なくとも１つの太陽電池セルを含む複数の太陽電池モジュール２１が接続された発電部２２を複数有する。以下の説明では、発電部２２をストリング２２とも呼ぶ。
【００４０】
電力調整装置１００は、発電システム１、すなわちソーラ発電所用の電力調整装置であり、蓄電池１１０と、スイッチャー１２０と、を備える。電力調整装置１００は、スイッチャー１２０の後述する第１出力端子１２１とパワーコンディショナ１０との間に設けられる出力回路１３１と、蓄電池１１０とパワーコンディショナ１０との間に設けられる放電回路１３２と、放電回路１３２に設けられる出力許可部１３３とを備える。電力調整装置１００は、制御回路１４１と、電圧センサ１４２と、電流センサ１４３とを備える。
【００４１】
蓄電池１１０は、蓄電池セル１１１が複数接続された蓄電池セル群１１２と、蓄電池セル群１１２を充電するための充電装置１１３と、蓄電池セル群１１２で蓄電した電力を外部に出力するための出力装置１１４とを有する。
蓄電池１１０は、各発電部２２で発電された電力を蓄電池セル群１１２で蓄電し、蓄電した電力をパワーコンディショナ１０に出力する。
【００４２】
充電装置１１３は、入力された電力の電圧を蓄電池セル群１１２の充電に適した電圧に変換する不図示のＤＣ−ＤＣコンバータと、蓄電池セル群１１２への充電の制御を行う不図示の充電コントローラとを有する。充電コントローラは、例えば、制御回路１４１の制御信号に基づいて、蓄電池セル群１１２への充電を開始及び停止するよう充電装置１１３の各部を制御する。また、充電コントローラは、例えば、充電中の蓄電池セル群１１２の充電残量を監視し、蓄電池セル群１１２が満充電となったと判断すると蓄電池セル群１１２への充電を停止するよう充電装置１１３の各部を制御する。
【００４３】
出力装置１１４は、蓄電池セル群１１２で蓄電した電力の電圧をパワーコンディショナ１０への出力に適した電圧に変換する不図示のＤＣ−ＤＣコンバータと、蓄電池セル群１１２で蓄電した電力の出力を制御する不図示の放電コントローラとを有する。放電コントローラは、例えば、制御回路１４１の制御信号に基づいて、蓄電池セル群１１２に蓄電された電力の外部への放電を開始及び停止するよう出力装置１１４の各部を制御する。また、放電コントローラは、例えば、蓄電池セル群１１２が過放電状態とならないように蓄電池セル群１１２の充電残量を監視し、充電残量が所定の充電残量まで低下したと判断すると、蓄電池セル群１１２からの放電を停止するよう出力装置１１４の各部を制御する。
なお、蓄電池セル群１１２の出力電圧がパワーコンディショナ１０の入力側の対応可能電圧の範囲内であれば、出力装置１１４にＤＣ−ＤＣコンバータを設けなくてもよいので、装置構成を簡素化でき、コストダウンを図れる。
【００４４】
スイッチャー１２０は、各発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０又は蓄電池１１０の何れか一方に切り替える装置であり、第１出力端子１２１、第２出力端子１２２、及び入力端子１２３を有するスイッチ要素１２４を複数含む。各スイッチ要素１２４は、後述する制御回路１４１からの制御信号によって、入力端子１２３と第１出力端子１２１とを接続するか、入力端子１２３と第２出力端子１２２とを接続するかを個別に切り替え可能に構成されている。なお、スイッチャー１２０の各スイッチ要素１２４は、機械的な接点を有する機械的なスイッチやリレーであってもよく、半導体スイッチであってもよく、正常動作時の負荷電流を開閉して接続先の切り替えができるものであればよい。
【００４５】
各第１出力端子１２１は、それぞれ出力回路１３１を介してパワーコンディショナ１０の入力側に接続される。第２出力端子１２２は、それぞれ蓄電池１１０の充電装置１１３に接続される。各入力端子１２３には、複数の発電部２２の各々が接続される。
【００４６】
放電回路１３２の一端は蓄電池１１０の出力装置１１４に接続され、他端は出力回路１３１に接続されている。
すなわち、幾つかの実施形態では、第１出力端子１２１とパワーコンディショナ１０との間に設けられる出力回路１３１と、蓄電池１１０とパワーコンディショナ１０との間に設けられる放電回路１３２とを備える。放電回路１３２は、複数の発電部２２からの電力と蓄電池１１０からの電力とを合成する合成回路を経ずに直接出力回路１３１に接続されている。
したがって、蓄電池１１０からの電力は、複数の発電部２２からの電力と蓄電池１１０からの電力とを合成する合成回路を経ずに直接出力回路１３１に出力されてパワーコンディショナ１０に供給される。これにより、複数の発電部２２からの電力と蓄電池１１０からの電力とを合成する合成回路を設ける必要がないので、電力調整装置１００における回路構成を簡素化できる。
【００４７】
出力許可部１３３は、例えば、放電回路１３２に設けられて放電回路１３２を開閉する開閉器、又は断路器であり、後述する制御回路１４１からの制御信号によって、放電回路１３２を開閉することで、蓄電池１１０からパワーコンディショナ１０への電力の出力を許可又は禁止する。
【００４８】
制御回路１４１は、電力調整装置１００の各部を制御する制御回路である。制御回路１４１の制御内容については、後で説明する。
電圧センサ１４２及び電流センサ１４３は、パワーコンディショナ１０へ供給される電力の電圧及び電流を検出するセンサであり、出力回路１３１に設けられている。
【００４９】
このように構成される発電システム１では、発電部２２で発電された電力がスイッチャー１２０を介してパワーコンディショナ１０に供給されると、パワーコンディショナ１０から電力系統に電力が出力される。
【００５０】
なお、幾つかの実施形態では、ソーラ発電所から電力系統に出力する電力の大きさは、電力会社と契約した契約電力が上限となる。この契約電力は、例えば、電圧系統と低圧連係されるソーラ発電所では、例えば４９．５ｋｗである。
例えば、ソーラ発電所において、図１に示す発電システム１の設置数ｎが１である場合には、パワーコンディショナ１０から電力系統に出力できる電力の上限値Ｗｏｕｔ−ｍａｘは、契約電力Ｗｃｖの値となる。また、例えば、ソーラ発電所において、図２に示すように、発電システム１の設置数ｎが複数である場合には、各パワーコンディショナ１０から電力系統に出力できる電力の上限値Ｗｏｕｔ−ｍａｘは、契約電力Ｗｃｖを発電システム１の設置数ｎで除した値（Ｗｃｖ／ｎ）となる。
【００５１】
そこで、幾つかの実施形態では、上記上限値Ｗｏｕｔ−ｍａｘに対してパワーコンディショナ１０における変換損失分を考慮した電力値Ｗｉｎ−ｍａｘをパワーコンディショナ１０に供給する直流電力の最大値とする。以下の説明では、当該最大値を第１規定値Ｓｖ１と呼ぶ。
なお、図２は、一実施形態に係るソーラ発電所において、図１に示した発電システム１が複数設置された場合について説明する図である。図２では、太陽電池群２０、蓄電池１１０及びスイッチャー１２０の構成の記載を省略しているが、図２における太陽電池群２０、蓄電池１１０及びスイッチャー１２０の構成は、図１における太陽電池群２０、蓄電池１１０及びスイッチャー１２０の構成と同じである。
【００５２】
太陽電池による発電量は日射量に左右されるため、朝方や夕方に減少するほか、天候の影響を受けやすい。そのため、一日のうちで、できるだけ長時間、多くの電力を発電するため、一般的にソーラ発電所では、契約電力量を超えた発電容量の太陽電池が設置される。
同様に、幾つかの実施形態に係る発電システム１においても、パワーコンディショナ１０に対応して設けられた太陽電池群２０における発電容量は、上述した第１規定値を超えている。そのため、例えば好天の昼間などには、太陽電池群２０で発電する電力が第１規定値Ｓｖ１を超えることとなる。
【００５３】
そこで、幾つかの実施形態では、太陽電池群２０で発電する電力が第１規定値Ｓｖ１を超える場合、スイッチャー１２０の少なくとも１つのスイッチ要素１２４の操作により、発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０から蓄電池１１０に切り替えることで、余剰電力を蓄電池１１０で蓄電する。また、幾つかの実施形態では、夜間など太陽光による発電が期待できない場合に、蓄電池１１０に蓄電された電力をパワーコンディショナ１０に供することで、電力系統へ電力を供給する。
【００５４】
以下、幾つかの実施形態における発電システム１での電力調整方法について説明する。なお、ソーラ発電所において、図１に示すように発電システム１が１つ設置されている場合であっても、図２に示すように発電システム１が複数設置されている場合であっても、それぞれの発電システム１における電力調整方法は同じである。そこで、以下の説明では、図１及び後述する図３を主に参照して説明する。
【００５５】
幾つかの実施形態係る電力調整方法は、スイッチャー１２０の各々のスイッチ要素１２４の操作により、各々の発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０又は蓄電池１１０の何れか一方に切り替える切替ステップを備える。この切替ステップの詳細は、以下のとおりである。
【００５６】
幾つかの実施形態では、制御回路１４１が電力調整装置１００の各部を次のように制御する。以下、制御回路１４１が行う制御内容について、時間を追って説明する。
【００５７】
（夜明け前）
夜明け前の時間帯では、日射量がゼロか、ゼロに近い状態であるため、各発電部２２における発電電力の電圧はパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回っている。このような時間帯では、制御回路１４１は、内蔵する時計機能から得られる時刻の情報に基づいて、予め定められた時刻ｔ１になるまで、全ての発電部２２の接続先が蓄電池１１０となるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。これにより、スイッチャー１２０では、入力端子１２３のそれぞれが第２出力端子１２２のそれぞれと接続される。したがって、全ての発電部２２の接続先が蓄電池１１０とされる。
【００５８】
なお、時刻ｔ１は、例えば太陽光による発電電力の電力系統への出力を開始することが期待できる時刻である。
上記時刻ｔ１の情報は、例えば、ソーラ発電所の所在地の緯度経度が考慮された時刻の情報であり、制御回路１４１の不図示の記憶部に記憶されている。この時刻ｔ１の情報は、季節に応じて設定された複数の時刻の情報を含む。制御回路１４１は、内蔵するカレンダー機能から得られる月日の情報に基づいて、複数の時刻ｔ１の情報の中から適した時刻ｔ１の情報を選択して取得する。
【００５９】
（時刻ｔ１）
上記時刻ｔ１になると、制御回路１４１は、全ての発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。これにより、スイッチャー１２０では、入力端子１２３のそれぞれが第１出力端子１２１のそれぞれと接続される。したがって、全ての発電部２２の接続先がパワーコンディショナ１０とされる。
なお、後述するように、夜間に蓄電池１１０からの電力がパワーコンディショナ１０に供給されており、時刻ｔ１の時点でも蓄電池１１０からの電力がパワーコンディショナ１０に供給されていた場合、制御回路１４１は、当該制御信号をスイッチャー１２０に出力するのに先立って、蓄電池１１０からの電力供給を停止させる制御信号を蓄電池１１０の出力装置１１４に出力するとともに、放電回路１３２を開くように出力許可部１３３に制御信号を出力する。これにより、出力装置１１４は蓄電池１１０からパワーコンディショナ１０への電力供給を停止させ、出力許可部１３３は、蓄電池１１０と出力回路１３１との接続を断つ。
【００６０】
このように、制御回路１４１は、複数の発電部２２からの電力と蓄電池１１０からの電力とが択一的にパワーコンディショナ１０に入力されるように、スイッチャー１２０のスイッチ要素１２４の操作と、出力許可部１３３の開閉状態を制御する。
すなわち、幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０は、出力許可部１３３が蓄電池１１０からパワーコンディショナ１０への電力の出力を禁止している場合にのみ、少なくとも１つのスイッチ要素１２４の操作により、発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるように構成されている。
【００６１】
なお、時刻ｔ１になったか否かに関わらず、明け方のある時刻ｔ０以降に各発電部２２における発電電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことが検出されると、制御回路１４１が全ての発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力するようにしてもよい。なお、時刻ｔ０は、上記時刻ｔ１と同様に、ソーラ発電所の所在地の緯度経度を考慮した上で季節に応じて設定された複数の時刻の情報として制御回路１４１の不図示の記憶部に記憶されていてもよい。
ここで、幾つかの実施形態では、蓄電池１１０の充電装置１１３が備える入力電圧の検出機能により、複数の発電部２２から蓄電池１１０に供給される電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことを検出することができる。すなわち、充電装置１１３は、入力電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことを検出すると、入力電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことを報知する信号を制御回路１４１に出力する。そして、制御回路１４１は、当該信号を受信すると、全ての発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。
なお、各発電部２２における発電電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことを検出するための電圧センサを別途設けてもよい。
【００６２】
以下の説明では、時刻ｔ１になったときに、制御回路１４１が全ての発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力したことを前提として説明する。
【００６３】
（時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）
時刻ｔ１から、夕方以降の予め定められた時刻ｔ２までの間、制御回路１４１は、次のような制御を行う。なお、時刻ｔ２は、例えば太陽光による発電電力を電力系統に出力することが期待できなくなる時刻である。時刻ｔ２は、例えば上記時刻ｔ１と同様に、ソーラ発電所の所在地の緯度経度を考慮した上で季節に応じて設定された複数の時刻の情報として制御回路１４１の不図示の記憶部に記憶されている。
制御回路１４１は、電圧センサ１４２及び電流センサ１４３で検出した電圧及び電流に基づいて、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力の電圧や電力の大きさを監視する。
【００６４】
（パワーコンディショナ１０へ供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えるまで）
時刻ｔ１から、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力が上述した第１規定値Ｓｖ１を超えるまでは、制御回路１４１は、全ての発電部２２の接続先がパワーコンディショナ１０となるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。
【００６５】
（パワーコンディショナ１０へ供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超える場合）
日射量が増加して、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力が上述した第１規定値Ｓｖ１を超えたと判断されると、制御回路１４１は、１つの発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。また、制御回路１４１は、蓄電池セル群１１２への充電を開始するよう充電装置１１３に制御信号を出力する。
【００６６】
これにより、図３に示すように、スイッチャー１２０では、１つのスイッチ要素１２４の入力端子１２３が第２出力端子１２２と接続される。したがって、太陽電池群２０の１つの発電部２２で発電された電力が蓄電池１１０に供給され、残りの発電部２２で発電された電力がパワーコンディショナ１０に供給される。また、蓄電池１１０では、発電部２２で発電された電力による蓄電池セル群１１２への充電が開始される。なお、図３は、スイッチャー１２０における１つのスイッチ要素１２４の入力端子１２３が第２出力端子１２２と接続された状態を示す図である。
【００６７】
なお、スイッチ要素１２４の過剰な切り替えや、蓄電池１１０において過剰な充電開始と充電停止との繰り返しを抑制するため、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えた状態が予め定めた規定時間を超えて継続した場合に、制御回路１４１が上記の制御信号を出力するようにしてもよい。これ以外の場合であっても、スイッチ要素１２４における接続先を切り替える制御信号を出力する場合や、蓄電池１１０の充電装置１１３や出力装置１１４に対する充放電の開始と停止を切り替える制御信号を出力する場合についても、同様である。
【００６８】
このように、幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０は、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超える場合に少なくとも１つのスイッチ要素１２４の操作により、発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるように構成されている。これにより、第１規定値Ｓｖ１を超えた分の余剰電力を蓄電池に蓄電させることで有効に利用できる。
【００６９】
上述したように、１つの発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えた後、再び、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えていると判断されると、制御回路１４１は、さらにもう１つの発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。これにより、スイッチャー１２０では、さらにもう１つのスイッチ要素１２４の入力端子１２３が第２出力端子１２２と接続される。
【００７０】
制御回路１４１は、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を下回るまで、発電部２２の接続先を順次蓄電池１１０に切り替える制御を実施する。このような制御回路１４１の制御によって、パワーコンディショナ１０に供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えない範囲内で最も多くなるように、発電部２２の接続先が蓄電池１１０に切り替えられる。
【００７１】
仮に、第１規定値Ｓｖ１を超える電力が発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給されても、第１規定値Ｓｖ１を超えた分の余剰電力がパワーコンディショナ１０で熱となって放出されることとなり、余剰電力を有効利用できない。
これに対して、幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０は、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えないように、発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるように操作するスイッチ要素１２４の数を変更するように構成されている。これにより、余剰電力をパワーコンディショナ１０で熱として放出するのではなく蓄電池１１０に蓄電できるので、余剰電力を有効利用できる。
【００７２】
また、幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０は、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えない範囲内で最も多くなるように、発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるように操作するスイッチ要素１２４の数を変更するように構成されている。
これにより、パワーコンディショナ１０に供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えない範囲内で多くなるので、電力系統へ出力する電力の低下を抑制できる。
【００７３】
（太陽電池群２０の発電電力が低下した場合）
上述したように、少なくとも１つの発電部２２の接続先が蓄電池１１０に切り替えられた後、日射量が低下して、パワーコンディショナ１０へ供給される電力が第２規定値Ｓｖ２を下回ると判断されると、制御回路１４１は、１つの発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。これにより、スイッチャー１２０では、入力端子１２３が第１出力端子１２１と接続されるスイッチ要素１２４が１つ増える。したがって、パワーコンディショナ１０に発電電力を供給する発電部２２が１つ増える。
なお、上記第２規定値Ｓｖ２は、例えば、上述した電力値Ｗｉｎ−ｍａｘ、すなわちパワーコンディショナ１０に供給する直流電力の最大値を太陽電池群２０における発電部２２の設置数αで除した値（Ｗｉｎ−ｍａｘ／α）を第１規定値Ｓｖ１から減じた値（Ｓｖ１−（Ｗｉｎ−ｍａｘ／α））とする。
【００７４】
上述したように、１つの発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えた後、再び、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力が第２規定値Ｓｖ２を下回ると判断されると、制御回路１４１は、さらにもう１つの発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。これにより、スイッチャー１２０では、さらにもう１つのスイッチ要素１２４の入力端子１２３が第１出力端子１２１と接続される。
【００７５】
制御回路１４１は、太陽電池群２０からパワーコンディショナ１０へ供給される電力が第２規定値Ｓｖ２を上回るまで、発電部２２の接続先を順次パワーコンディショナ１０に切り替える制御を繰り返す。このような制御回路１４１の制御によって、パワーコンディショナ１０に供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超えない範囲内で最も多くなるように、発電部２２の接続先がパワーコンディショナ１０に切り替えられる。
【００７６】
このように、幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０は、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力が第１規定値Ｓｖ１を超える場合に少なくとも１つのスイッチ要素１２４の操作により、発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えた後、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力が第２規定値Ｓｖ２を下回ると、少なくとも１つのスイッチ要素１２４の操作により、接続先が蓄電池１１０である発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるように構成されている。
これにより、パワーコンディショナ１０に供給される電力を増やすことができるので、電力系統へ出力する電力を増やすことができる。
【００７７】
（パワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回る場合）
日射量がさらに低下して、太陽電池群２０で発電された電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回る場合も考えられる。ここで、太陽電池群２０で発電された電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回る場合としては、例えば天候の悪化や太陽高度の低下により日射量が低下する場合を挙げることができる。
【００７８】
太陽電池群２０で発電された電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回る場合には、太陽電池群２０で発電された電力をパワーコンディショナ１０から電力系統へ出力できない。しかし、このような場合であっても、太陽電池群２０で発電された電力によって蓄電池１１０を充電することができる場合もある。
【００７９】
そこで、幾つかの実施形態では、太陽電池群２０で発電された電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回ると判断される場合、制御回路１４１は、全ての発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。また、制御回路１４１は、蓄電池セル群１１２への充電を開始するよう充電装置１１３に制御信号を出力する。
【００８０】
これにより、スイッチャー１２０では、全てのスイッチ要素１２４の入力端子１２３が第２出力端子１２２と接続される。したがって、全ての発電部２２で発電された電力が蓄電池１１０に供給される。また、蓄電池１１０では、発電部２２で発電された電力によって蓄電池セル群１１２への充電が可能な場合、蓄電池セル群１１２への充電が開始される。
【００８１】
このように、幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０は、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回ると、スイッチ要素１２４の操作により、全ての発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるように構成されている。
これにより、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回った場合であっても、発電部２２からの電力で蓄電池１１０に蓄電できる。これにより、発電部２２で発電された電力を有効に利用できる。
【００８２】
なお、その後、例えば天候が回復するなどして日射量が増加し、複数の発電部２２から蓄電池１１０に供給される電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ると、制御回路１４１は、全ての発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。また、制御回路１４１は、蓄電池セル群１１２への充電を停止するよう充電装置１１３に制御信号を出力する。
【００８３】
なお、幾つかの実施形態では、上述したように、充電装置１１３が備える入力電圧の検出機能により、複数の発電部２２から蓄電池１１０に供給される電力の電圧、すなわち太陽電池群２０で発電された電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことを検出することができる。
上述したように、充電装置１１３は、入力電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことを検出すると、入力電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ったことを報知する信号を制御回路１４１に出力する。そして、制御回路１４１は、当該信号を受信すると、全ての発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。
【００８４】
これにより、スイッチャー１２０では、全てのスイッチ要素１２４の入力端子１２３が第１出力端子１２１と接続される。したがって、全ての発電部２２で発電された電力がパワーコンディショナ１０に供給される。また、蓄電池１１０では、蓄電池セル群１１２への充電が停止される。
【００８５】
このように、幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０は、複数の発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を下回ると、スイッチ要素１２４の操作により、全ての発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替え、その後、複数の発電部２２から蓄電池１１０に供給される電力の電圧がパワーコンディショナ１０の最低起動電圧を上回ると、スイッチ要素１２４の操作により、全ての発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０に切り替えるように構成されている。
これにより、パワーコンディショナ１０に供給される電力量を増やすことができ、電力系統へ出力する電力量を増やすことができる。
【００８６】
また、幾つかの実施形態では、上述したように、スイッチャー１２０は、スイッチ要素１２４の操作により、複数の発電部２２の発電電力に応じて各々の発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０又は蓄電池１１０の何れか一方に切り替えるように構成されている。
これにより、複数の発電部２２の発電電力に応じて各々の発電部２２の接続先が切り替えられるので、例えば発電部２２からパワーコンディショナ１０に供給される電力が大きくなった時に一部の発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えて蓄電池１１０に蓄電させることが可能となる。これにより、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。
【００８７】
（時刻ｔ２以降、翌日の時刻ｔ１まで）
時刻ｔ２になると、制御回路１４１は、全ての発電部２２の接続先を蓄電池１１０に切り替えるようにスイッチ要素１２４を操作する制御信号をスイッチャー１２０に出力する。これにより、スイッチャー１２０では、入力端子１２３のそれぞれが第２出力端子１２２のそれぞれと接続される。したがって、全ての発電部２２の接続先が蓄電池１１０とされる。
また、制御回路１４１は、蓄電池１１０からの放電を開始させる制御信号を蓄電池１１０の出力装置１１４に出力するとともに、放電回路１３２を閉じるように出力許可部１３３に制御信号を出力する。これにより、出力装置１１４は蓄電池１１０からパワーコンディショナ１０への電力供給を開始させ、出力許可部１３３は、蓄電池１１０と出力回路１３１とを接続する。これにより、蓄電池１１０で蓄電された電力がパワーコンディショナ１０に供給される。パワーコンディショナ１０は、蓄電池１１０からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する。
【００８８】
このように、制御回路１４１は、複数の発電部２２からの電力と蓄電池１１０からの電力とが択一的にパワーコンディショナ１０に入力されるように、スイッチャー１２０のスイッチ要素１２４の操作と、出力許可部１３３の開閉状態を制御する。
すなわち、幾つかの実施形態では、出力許可部１３３は、スイッチャー１２０において、スイッチ要素１２４の操作により、全ての発電部２２の接続先が蓄電池１１０に切り替えられている場合にのみ、蓄電池１１０からパワーコンディショナ１０への電力の出力を許可するように構成される。
【００８９】
このように幾つかの実施形態では、スイッチャー１２０と出力許可部１３３とによって、複数の発電部２２からの電力と蓄電池１１０からの電力とが択一的にパワーコンディショナ１０に入力される。これにより、複数の発電部２２からの電力と蓄電池１１０からの電力とを合成する合成回路を設ける必要がないので、電力調整装置１００における回路構成を簡素化できる。
【００９０】
蓄電池１１０からの放電は、蓄電池１１０（蓄電池セル群１１２）の充電残量が所定の充電残量に到達するまで、又は、時刻ｔ１になるまで継続される。
すなわち、蓄電池１１０の出力装置１１４は、蓄電池セル群１１２からの放電中、蓄電池セル群１１２の充電残量を監視する。そして、充電残量が所定の充電残量まで低下したと判断すると、出力装置１１４は、蓄電池セル群１１２からの放電を停止させる。また、出力装置１１４は、蓄電池セル群１１２からの放電を停止させたことを報知する信号を制御回路１４１へ出力する。制御回路１４１は、当該信号を受信すると、放電回路１３２を開くように出力許可部１３３に制御信号を出力する。これにより、出力許可部１３３は、蓄電池１１０と出力回路１３１との接続を断つ。
蓄電池セル群１１２の充電残量が所定の充電残量まで低下する前に時刻ｔ１になった場合、制御回路１４１は、蓄電池１１０からの放電を停止させる制御信号を蓄電池１１０の出力装置１１４に出力するとともに、放電回路１３２を開くように出力許可部１３３に制御信号を出力する。これにより、出力装置１１４は、蓄電池セル群１１２からの放電を停止させ、出力許可部１３３は、蓄電池１１０と出力回路１３１との接続を断つ。
【００９１】
以上に述べたように、幾つかの実施形態係る電力調整装置１００は、蓄電池１１０と、スイッチャー１２０とを備える。スイッチャー１２０は、パワーコンディショナ１０に対応して設けられて１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部２２の各々が接続される入力端子１２３、パワーコンディショナに接続される第１出力端子１２１、および、蓄電池１１０に接続される第２出力端子１２２を有するスイッチ要素１２４を複数含む。
スイッチャー１２０は、各々のスイッチ要素１２４の操作により、各々の発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０又は蓄電池１１０の何れか一方に切り替え可能に構成される。
また、幾つかの実施形態に係る発電システム１は、パワーコンディショナ１０と、パワーコンディショナ１０に対応して設けられ、１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部２２と、電力調整装置１００とを備える。
【００９２】
これにより、スイッチャー１２０のスイッチ要素１２４の操作により各々の発電部２２の接続先を切り替えることができるので、各々の発電部２２で発電された電力の供給先の切り替えや各々の発電部２２で発電された電力の分配を簡単な回路構成によって実現できる。したがって、スイッチャー１２０のスイッチ要素１２４の操作により、例えば各々の発電部２２で発電された電力の一部をパワーコンディショナ１０に供給し、余剰分を蓄電池１１０に蓄電させることもできる。これにより、回路構成が複雑になりがちな電力の分配や合成を行うための回路を用いなくてもよいので、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。
【００９３】
また、幾つかの実施形態係る電力調整方法は、パワーコンディショナ１０に対応して設けられて１以上の太陽電池セルを各々が含む複数の発電部２２の各々が接続される入力端子１２３、パワーコンディショナ１０に接続される第１出力端子１２１、および、蓄電池１１０に接続される第２出力端子１２２を有するスイッチ要素１２４を複数含むスイッチャー１２０について、各々のスイッチ要素１２４の操作により、各々の発電部２２の接続先をパワーコンディショナ１０又は蓄電池１１０の何れか一方に切り替える切替ステップを備える。
これにより、スイッチ要素１２４の切り替え制御といった簡単な制御内容によって余剰電力を有効に利用できる。
【００９４】
なお、図２に示すように、ソーラ発電所において、パワーコンディショナ１０が複数設置されている場合には、蓄電池１１０は、複数のパワーコンディショナ１０に対応して複数設けられる。そして、スイッチャー１２０もパワーコンディショナ１０に対応して設けられる。このように、ソーラ発電所において、パワーコンディショナ１０が複数設置される場合には、回路構成が単純な電力調整装置１００をパワーコンディショナ１０の設置数に合わせて複数設置すればよいので、パワーコンディショナ１０が複数設置される場合であっても、簡単な回路構成で余剰電力を有効に利用できる。
【００９５】
上述した幾つかの実施形態に係る電力調整装置１００は、既存のソーラ発電所用に対して後付けによって適用することができる。具体的には、例えば、既存のソーラ発電所用におけるパワーコンディショナ１０と太陽電池群２０との間にスイッチャー１２０を介在させる。すなわち、太陽電池群２０の各発電部２２をスイッチャー１２０の入力端子１２３のそれぞれと接続する。そして、スイッチャー１２０の各第１出力端子１２１を、それぞれ出力回路１３１を介してパワーコンディショナ１０の入力側に接続する。
また、スイッチャー１２０の第２出力端子１２２を、それぞれ蓄電池１１０の充電装置１１３に接続する。そして、出力許可部１３３が設けられた放電回路１３２の一端を蓄電池１１０の出力装置１１４に接続し、他端を出力回路１３１に接続する。電圧センサ１４２及び電流センサ１４３は、出力回路１３１に設置する。なお、電圧センサ１４２及び電流センサ１４３を設置する代わりに、パワーコンディショナ１０への入力電力の電圧と電流の情報をパワーコンディショナ１０から取得するようにしてもよい。
【００９６】
なお、幾つかの実施形態において、ソーラ発電所の外部からの指示により、第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２を変更できるように構成してもよい。図５は、ソーラ発電所の外部からの指示によって第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２を変更可能に構成した実施形態の例を示す図である。
図５において、ソーラ発電所の外部には、サーバ９０が設置されている。サーバ９０は、第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２を変更する変更命令を出力可能に構成されている。当該変更命令は、少なくとも、変更後の第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値の情報を含む。なお、当該変更命令は、第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値を変更する月日及び時刻の情報や、変更後に第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値を元の値に戻す月日及び時刻の情報等を含んでいてもよい。
【００９７】
電力調整装置１００の制御回路１４１とサーバ９０との間の情報転送は、例えば電話回線やインターネット等からなる通信ネットワーク９１等を介して行われる。
制御回路１４１は、受信した変更命令に基づいて第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２を変更可能に構成されている。
【００９８】
制御回路１４１は、サーバ９０が出力した変更命令を受信すると、受信した変更命令に基づいて、第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値を変更命令に含まれている変更後の第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値に更新する。なお、変更命令に第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値を変更する月日及び時刻の情報や、変更後に第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値を元の値に戻す月日及び時刻の情報を含んでいる場合、制御回路１４１は、それらの情報に基づいて、第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２の値を変更したり、元の値に戻したりする。
【００９９】
幾つかの実施形態では、上述したようにソーラ発電所の外部からの指示により、第１規定値Ｓｖ１や第２規定値Ｓｖ２を変更できるように構成することで、容易に電力系統に出力する電力を抑制したり、抑制を解除したりすることができる。
これにより、例えば、電力系統を管理する電力会社から、ソーラ発電所からの発電電力の抑制を依頼されるようなことがあっても、サーバ９０による遠隔操作によって対応可能である。そして、このように電力系統に出力する電力を抑制せざるを得ない場合であっても、余剰電力を蓄電池１１０に蓄電できるので、余剰電力を有効に利用できる。
【０１００】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、図２に示した一実施形態に係るソーラ発電所では、発電システム１の設置数ｎが複数であり、それぞれの発電システム１に蓄電池１１０がそれぞれ設けられている。しかし、図４に示した他の実施形態に係るソーラ発電所のように、発電システム１Ａの設置数ｎが複数であるが、蓄電池１１０の設置数が１つであってもよい。図４は、他の実施形態に係るソーラ発電所の全体構成を表す図である。
すなわち、図４に示した他の実施形態では、蓄電池１１０は、１つであり、複数のパワーコンディショナ１０に電力を供給可能に構成されている。図４に示した他の実施形態の構成では、蓄電池１１０の数を抑制してコスト増を抑制できる。
なお、図４に示した他の実施形態に係るソーラ発電所の発電システム１Ａは、複数の発電システム１Ａに対して１つの蓄電池１１０が設置されていることを除き、上述した幾つかの実施形態に係る発電システム１と同様の構成を有する。
図示はしないが、発電システム１Ａの設置数ｎが複数であり、蓄電池１１０の設置数が発電システム１Ａの設置数ｎ未満の複数であってもよい。
【０１０１】
上述した幾つかの実施形態では、発電部２２は直列に接続された複数の太陽電池モジュール２１を含んでいる。しかし、発電部２２に含まれる太陽電池モジュール２１は、１つであってもよい。
【０１０２】
上述した幾つかの実施形態では、電圧センサ１４２及び電流センサ１４３は、出力回路１３１に設けられている。しかし、電圧センサ１４２及び電流センサ１４３の少なくとも一方は、パワーコンディショナ１０に設けられていてパワーコンディショナ１０へ供給される電力の電圧や電流を検出する不図示のセンサであってもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１  発電システム
１０  パワーコンディショナ
２０  太陽電池群
２２  発電部（ストリング）
１００  電力調整装置
１１０  蓄電池
１１１  蓄電池セル
１１２  蓄電池セル群
１２０  スイッチャー
１２１  第１出力端子
１２２  第２出力端子
１２３  入力端子
１２４  スイッチ要素
１３１  出力回路
１３２  放電回路
１３３  出力許可部
１４１  制御回路
１４２  電圧センサ
１４３  電流センサ
【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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【国際調査報告】
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