(57)【要約】【課題】太陽電池の発電能力を最大限に発揮できる二次電池を効率よく選択でき、二次電池の充電深度が均一化するように充放電運転を行える太陽光発電装置を提供することである。【解決手段】太陽電池動作電圧判定部１８は、最大電力追従制御中に二次電池１２の充放電制御が必要となったときは最大電力追従制御による太陽電池１１の動作電圧が２個の二次電池１２の定格電圧の中間電圧範囲であるか否かを判定し、中間電圧範囲でないと判定されたときは、第１二次電池選択部１９は太陽電池１１の動作電圧に近い定格電圧の二次電池を選択し、中間電圧範囲であると判定されたときは、第２二次電池選択部２０は最大電力追従制御部２３により太陽電池が運転されたときの出力電力が大きい方の二次電池１２を選択し、二次電池接続部２２は、選択された二次電池１２をスイッチ回路１３により直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。【選択図】  図１
2012016149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、
定格電圧が異なる２個の二次電池と、
２個の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、
前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、
前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、
前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、
前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、
前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、
前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、
前記二次電池選択部は、
前記最大電力追従制御部での前記最大電力追従制御中に前記二次電池の充放電制御が必要となったときは前記最大電力追従制御による前記太陽電池の動作電圧が２個の二次電池の定格電圧の小さい方の電圧値以上で大きい方の電圧値以下である中間電圧範囲であるか否かを判定する太陽電池動作電圧判定部と、
前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲でないと判定されたときは前記太陽電池の動作電圧に近い定格電圧の二次電池を選択する第１二次電池選択部と、
前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転するように前記最大電力追従制御部に指令を出力し前記最大電力追従制御部により前記太陽電池が運転されたときの出力電力が大きい方の二次電池を選択する第２二次電池選択部とを有し、
前記制御装置の前記二次電池接続部は、前記二次電池選択部の前記第１二次電池選択部または前記第２二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続することを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記二次電池選択部の前記第２二次電池選択部は、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは、２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転することに代えて、そのときの前記太陽電池の動作電圧近傍の前記太陽電池の出力電圧−出力電力特性の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて前記太陽電池の動作電圧を２個の二次電池の定格電圧としたときに出力電力が大きくなる方の二次電池を選択することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記二次電池の運転中に前記インバータの出力電力が所定値以上変化した場合には、前記二次電池を前記太陽電池から切り離す指令を前記二次電池接続部に出力するとともに前記太陽電池動作電圧判定部を起動するインバータ出力監視部を有し、前記二次電池を探索し直すことを特徴とする請求項１または２記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記制御装置は、２個の二次電池のいずれかの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には２個の二次電池の充電深度が均一化するように前記二次電池接続部に接続切替指令を出力する充電深度監視部を有し、前記充電深度監視部は、前記充放電制御部から要求があったときは２個の二次電池の充電深度が均一化する充放電指令を前記充放電制御部に出力することを特徴とする請求項１または２記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、
定格電圧が異なる２個の二次電池と、
２個の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、
前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、
前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、
前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、
前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、
前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、
前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、
前記二次電池選択部は、
前記太陽電池の起動時に前記最大電力追従制御部を起動し２個の二次電池の定格電圧の小さい方の電圧値以上で大きい方の電圧値以下である中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させる太陽電池起動部と、
前記太陽電池起動部により起動された前記最大電力追従制御部の最大電力追従制御により前記太陽電池の出力電力が増加した電圧方向を判定する出力電力増加方向判定部と、
前記出力電力増加方向判定部で判定された電圧方向にある定格電圧の二次電池を暫定的に選択する暫定選択部と、
前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいか否かを判定する太陽電池出力電力判定部と、
前記太陽電池出力電力判定部により前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいと判定されたときはその二次電池を選択し、そうでないときは他方の二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力と前記暫定選択部で選択された二次電池の出力電力とを比較し出力電力が大きい方の二次電池を選択する最終選択部とを備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項６】
太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、
定格電圧が異なる３個以上の二次電池と、
３個以上の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、
前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、
前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、
前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、
前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、
前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、
前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、
前記二次電池選択部は、
前記最大電力追従制御部での前記最大電力追従制御中に前記二次電池の充放電制御が必要となったときは前記最大電力追従制御による前記太陽電池の動作電圧が３個以上の二次電池の定格電圧の最小値以上で最大値以下である中間電圧範囲であるか否かを判定する太陽電池動作電圧判定部と、
前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲でないと判定されたときは前記太陽電池の動作電圧に最も近い定格電圧の二次電池を選択する第１二次電池選択部と、
前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは前記太陽電池の動作電圧が３個以上の二次電池の定格電圧のいずれか２個のどの定格電圧で挟まれた動作電圧範囲にあるかを判定し前記動作電圧範囲を形成した２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転するように前記最大電力追従制御部に指令を出力し前記最大電力追従制御部により前記太陽電池が運転されたときの出力電力が大きい方の二次電池を一時的に選択し、その一時的に選択した二次電池の定格電圧の前記動作電圧範囲の外側にある二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力を求め一時的に選択した二次電池を含めて太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を選択する第２二次電池選択部とを有し、
前記制御装置の前記二次電池接続部は、前記二次電池選択部の前記第１二次電池選択部または前記第２二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続することを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項７】
前記二次電池選択部の前記第２二次電池選択部は、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは、前記太陽電池の動作電圧３個以上の二次電池の定格電圧のいずれか２個のどの定格電圧で挟まれた動作電圧範囲にあるかを判定し、その動作電圧範囲を形成する２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転することに代えて、そのときの前記太陽電池の動作電圧近傍の前記太陽電池の出力電圧−出力電力特性の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて前記太陽電池の動作電圧を前記２個の二次電池の定格電圧としたときに出力電力が大きくなる方の二次電池を一時的に選択し、その一時的に選択した二次電池の定格電圧の前記動作電圧範囲の外側にある二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力を前記近似曲線に基づいて求め一時的に選択した二次電池を含めて太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を選択することを特徴とする請求項６記載の太陽光発電装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記二次電池の運転中に前記インバータの出力電力が所定値以上変化した場合には、前記二次電池を前記太陽電池から切り離す指令を前記二次電池接続部に出力するとともに前記太陽電池動作電圧判定部を起動するインバータ出力監視部を有し、前記二次電池を探索し直すことを特徴とする請求項６または７記載の太陽光発電装置。
【請求項９】
前記制御装置は、３個以上の二次電池のうちのいずれかの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には３個以上の二次電池の充電深度が均一化するように前記二次電池接続部に接続切替指令を出力する充電深度監視部を有し、前記充電深度監視部は、前記充放電制御部から要求があったときは３個以上の二次電池の充電深度が均一化する充放電指令を前記充放電制御部に出力することを特徴とする請求項６または７記載の太陽光発電装置。
【請求項１０】
太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、
定格電圧が異なる３個以上の二次電池と、
３個以上の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、
前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、
前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、
前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、
前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、
前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、
前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、
前記二次電池選択部は、前記太陽電池の起動時に前記最大電力追従制御部を起動し３個以上の二次電池の定格電圧の最小値以上で最大値以下である中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させる太陽電池起動部と、
前記太陽電池起動部により起動された前記最大電力追従制御部の最大電力追従制御により前記太陽電池の出力電力が増加した電圧方向を判定する出力電力増加方向判定部と、
前記出力電力増加方向判定部で判定された電圧方向に定格電圧がある二次電池のうちその定格電圧での前記太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を暫定的に選択する暫定選択部と、
前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいか否かを判定する太陽電池出力電力判定部と、
前記太陽電池出力電力判定部により前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいと判定されたときは、その二次電池を選択し、そうでないときは前記出力電力増加方向判定部で判定された電圧方向と逆方向に定格電圧がある二次電池のうちその定格電圧での前記太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力と前記暫定選択部で選択された二次電池の出力電力とを比較し出力電力が大きい方の二次電池を選択する最終選択部とを備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に並列に二次電池が設置され電力系統と連系運転を行う太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置は、太陽電池の直流電力をインバータで交流に変換し、既存の電力系統に連系して運転するものであり、災害時や系統事故時にも運転が可能なように、太陽電池に並列にスイッチ回路を介して二次電池を設置したものがある。
【０００３】
太陽電池の出力制御の際には、スイッチ回路を開いて二次電池を太陽電池から切り離し、太陽電池を最大電力追従制御｛ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御｝し、インバータを介して電力系統に電力を供給する。
【０００４】
一方、二次電池を充放電制御する際にはスイッチ回路を閉じ、充電のときは電力系統からインバータを介して二次電池に電力を供給する制御を行い、放電のときは二次電池からインバータを介して電力系統に電力を供給する制御を行う。
【０００５】
太陽電池と二次電池とを同時に並列接続して一台のインバータで制御する場合、直流系統の直流電圧（インバータの直流電圧）は二次電池の電圧に支配される。これは、二次電池は電圧源的特性を有し内部インピーダンスが非常に小さいためである。インバータの直流電圧が二次電池の電圧に支配されると、太陽電池の動作電圧が二次電池の電圧に支配され、太陽電池の最大電力追従制御（ＭＰＰＴ制御）ができなくなる。
【０００６】
そのため、太陽電池を最大電力追従制御するときは、スイッチ回路を開いて太陽電池を最大電力追従制御し、二次電池をインバータに接続するときは、太陽電池の運転を停止してスイッチ回路を閉じ、二次電池の充放電制御を行うようにしている。
【０００７】
また、スイッチ回路に代えて、直流系統の二次電池とインバータの間にＤＣチョッパを接続し、ＤＣチョッパにより二次電池の電圧を太陽電池の動作電圧に調整してインバータの直流電圧（直流系統の直流電圧）を一定に制御するようにしたものもある。
【０００８】
ＤＣチョッパを用いたものとして、電力出力指令値に対応した電力を発生するインバータと太陽電池とを接続し、太陽電池とインバータとの接続点とバッテリとの間に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータブロックを挿入し、バッテリ放電指令発生時に太陽電池の発生電力が最大となるように太陽電池とインバータとの接続点の電圧を制御し、バッテリ充電指令発生時に太陽電池の発生電力が最大となるように太陽電池とインバータとの接続点の電圧を制御し、太陽電池の発電能力を最大限に発揮させ、日射エネルギーを有効に利用できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２６６４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のものでは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータブロック（ＤＣチョッパ）を用いて、太陽電池とインバータとの接続点の電圧を制御するものであるので、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータブロックが必要となり、システム全体が大型化しまた損失が増加する。
【００１１】
ＤＣチョッパを用いることなく、太陽電池の発電能力を最大限に発揮させつつ二次電池の充放電運転を効率よく行うには、太陽電池の発電能力を優先する場合には、太陽電池の最大出力電力に最も近い出力電力を出力できる二次電池を直流系統の太陽電池に並列に接続することであり、二次電池の充電深度のバランスを考慮した二次電池の充放電運転を優先するには、二次電池の充電深度が均一化するように二次電池を太陽電池に並列に接続することである。
【００１２】
その場合、複数個の二次電池があった場合、いずれの二次電池が太陽電池の最大出力電力に最も近い出力電力を出力できる二次電池であるのかを効率よく選択することが必要となる。
【００１３】
本発明の目的は、太陽電池の発電能力を最大限に発揮させることができる二次電池を効率よく選択でき、また二次電池の充電深度が均一化するように二次電池の充放電運転を行うことができる太陽光発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明に係る太陽光発電装置は、太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、定格電圧が異なる２個の二次電池と、２個の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、前記二次電池選択部は、前記最大電力追従制御部での前記最大電力追従制御中に前記二次電池の充放電制御が必要となったときは前記最大電力追従制御による前記太陽電池の動作電圧が２個の二次電池の定格電圧の小さい方の電圧値以上で大きい方の電圧値以下である中間電圧範囲であるか否かを判定する太陽電池動作電圧判定部と、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲でないと判定されたときは前記太陽電池の動作電圧に近い定格電圧の二次電池を選択する第１二次電池選択部と、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転するように前記最大電力追従制御部に指令を出力し前記最大電力追従制御部により前記太陽電池が運転されたときの出力電力が大きい方の二次電池を選択する第２二次電池選択部とを有し、前記制御装置の前記二次電池接続部は、前記二次電池選択部の前記第１二次電池選択部または前記第２二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続することを特徴とする太陽光発電装置。
【００１５】
請求項２の発明に係る太陽光発電装置は、請求項１の発明において、前記二次電池選択部の前記第２二次電池選択部は、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは、２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転することに代えて、そのときの前記太陽電池の動作電圧近傍の前記太陽電池の出力電圧−出力電力特性の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて前記太陽電池の動作電圧を２個の二次電池の定格電圧としたときに出力電力が大きくなる方の二次電池を選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明に係る太陽光発電装置は、請求項１または２の発明において、前記制御装置は、前記二次電池の運転中に前記インバータの出力電力が所定値以上変化した場合には、前記二次電池を前記太陽電池から切り離す指令を前記二次電池接続部に出力するとともに前記太陽電池動作電圧判定部を起動するインバータ出力監視部を有し、前記二次電池を探索し直すことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明に係る太陽光発電装置は、請求項１または２の発明において、前記制御装置は、２個の二次電池のいずれかの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には２個の二次電池の充電深度が均一化するように前記二次電池接続部に接続切替指令を出力する充電深度監視部を有し、前記充電深度監視部は、前記充放電制御部から要求があったときは２個の二次電池の充電深度が均一化する充放電指令を前記充放電制御部に出力することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明に係る太陽光発電装置は、太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、定格電圧が異なる２個の二次電池と、２個の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、前記二次電池選択部は、前記太陽電池の起動時に前記最大電力追従制御部を起動し２個の二次電池の定格電圧の小さい方の電圧値以上で大きい方の電圧値以下である中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させる太陽電池起動部と、前記太陽電池起動部により起動された前記最大電力追従制御部の最大電力追従制御により前記太陽電池の出力電力が増加した電圧方向を判定する出力電力増加方向判定部と、前記出力電力増加方向判定部で判定された電圧方向にある定格電圧の二次電池を暫定的に選択する暫定選択部と、前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいか否かを判定する太陽電池出力電力判定部と、前記太陽電池出力電力判定部により前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいと判定されたときはその二次電池を選択し、そうでないときは他方の二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力と前記暫定選択部で選択された二次電池の出力電力とを比較し出力電力が大きい方の二次電池を選択する最終選択部とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明に係る太陽光発電装置は、太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、定格電圧が異なる３個以上の二次電池と、３個以上の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、前記二次電池選択部は、前記最大電力追従制御部での前記最大電力追従制御中に前記二次電池の充放電制御が必要となったときは前記最大電力追従制御による前記太陽電池の動作電圧が３個以上の二次電池の定格電圧の最小値以上で最大値以下である中間電圧範囲であるか否かを判定する太陽電池動作電圧判定部と、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲でないと判定されたときは前記太陽電池の動作電圧に最も近い定格電圧の二次電池を選択する第１二次電池選択部と、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは前記太陽電池の動作電圧が３個以上の二次電池の定格電圧のいずれか２個のどの定格電圧で挟まれた動作電圧範囲にあるかを判定し前記動作電圧範囲を形成した２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転するように前記最大電力追従制御部に指令を出力し前記最大電力追従制御部により前記太陽電池が運転されたときの出力電力が大きい方の二次電池を一時的に選択し、その一時的に選択した二次電池の定格電圧の前記動作電圧範囲の外側にある二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力を求め一時的に選択した二次電池を含めて太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を選択する第２
二次電池選択部とを有し、前記制御装置の前記二次電池接続部は、前記二次電池選択部の前記第１二次電池選択部または前記第２二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続することを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明に係る太陽光発電装置は、請求項６の発明において、前記二次電池選択部の前記第２二次電池選択部は、前記太陽電池動作電圧判定部で前記太陽電池の動作電圧が前記中間電圧範囲であると判定されたときは、前記太陽電池の動作電圧３個以上の二次電池の定格電圧のいずれか２個のどの定格電圧で挟まれた動作電圧範囲にあるかを判定し、その動作電圧範囲を形成する２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ前記太陽電池を運転することに代えて、そのときの前記太陽電池の動作電圧近傍の前記太陽電池の出力電圧−出力電力特性の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて前記太陽電池の動作電圧を前記２個の二次電池の定格電圧としたときに出力電力が大きくなる方の二次電池を一時的に選択し、その一時的に選択した二次電池の定格電圧の前記動作電圧範囲の外側にある二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力を前記近似曲線に基づいて求め一時的に選択した二次電池を含めて太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を選択することを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明に係る太陽光発電装置は、請求項６または７の発明において、前記制御装置は、前記二次電池の運転中に前記インバータの出力電力が所定値以上変化した場合には、前記二次電池を前記太陽電池から切り離す指令を前記二次電池接続部に出力するとともに前記太陽電池動作電圧判定部を起動するインバータ出力監視部を有し、前記二次電池を探索し直すことを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明に係る太陽光発電装置は、請求項６または７の発明において、前記制御装置は、３個以上の二次電池のうちのいずれかの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には３個以上の二次電池の充電深度が均一化するように前記二次電池接続部に接続切替指令を出力する充電深度監視部を有し、前記充電深度監視部は、前記充放電制御部から要求があったときは３個以上の二次電池の充電深度が均一化する充放電指令を前記充放電制御部に出力することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明に係る太陽光発電装置は、太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、定格電圧が異なる３個以上の二次電池と、３個以上の二次電池をそれぞれ前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、前記太陽電池に並列に接続する二次電池を選択する二次電池選択部と、前記太陽電池及び前記二次電池の直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力したり前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流系統に出力するインバータと、前記太陽電池を運転するとともに前記インバータにより前記二次電池の充放電制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記二次電池選択部で選択された二次電池を前記スイッチ回路により前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続する二次電池接続部と、前記太陽電池の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、前記二次電池の充放電制御を行う充放電制御部と、前記最大電力追従制御部及び前記充放電制御部からの指令に基づき前記インバータを制御するインバータ制御部とを有し、前記二次電池選択部は、前記太陽電池の起動時に前記最大電力追従制御部を起動し３個以上の二次電池の定格電圧の最小値以上で最大値以下である中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させる太陽電池起動部と、前記太陽電池起動部により起動された前記最大電力追従制御部の最大電力追従制御により前記太陽電池の出力電力が増加した電圧方向を判定する出力電力増加方向判定部と、前記出力電力増加方向判定部で判定された電圧方向に定格電圧がある二次電池のうちその定格電圧での前記太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を暫定的に選択する暫定選択部と、前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいか否かを判定する太陽電池出力電力判定部と、前記太陽電池出力電力判定部により前記暫定選択部で選択された二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力が前記出力電力増加方向判定部で判定したときの出力電力より大きいと判定されたときは、その二次電池を選択し、そうでないときは前記出力電力増加方向判定部で判定された電圧方向と逆方向に定格電圧がある二次電池のうちその定格電圧での前記太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力電力と前
記暫定選択部で選択された二次電池の出力電力とを比較し出力電力が大きい方の二次電池を選択する最終選択部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によれば、最大電力追従制御中に二次電池の充放電制御が必要となったとき、太陽電池の動作電圧が２個の二次電池の定格電圧の小さい方の電圧値以上で大きい方の電圧値以下である中間電圧範囲であるときは出力電力が大きい方の二次電池を選択し、中間電圧範囲でないときは太陽電池の動作電圧に近い定格電圧の二次電池を選択するので、太陽電池の発電能力を最大限に発揮させる二次電池を適切に選択でき、しかも二次電池の充放電運転を行うことができる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、太陽電池の動作電圧が中間電圧範囲であると判定されたときは、出力電力が大きい方の二次電池を選択することに代えて、そのときの太陽電池の動作電圧近傍の太陽電池の出力電圧−出力電力特性の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて太陽電池の動作電圧を２個の二次電池の定格電圧としたときに出力電力が大きくなる方の二次電池を選択するので、出力電力が大きくなる二次電池の選択を請求項１の発明の場合よりも速やかに行うことができる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加え、二次電池の運転中にインバータの出力電力が所定値以上変化した場合には、太陽電池の最大出力の動作電圧が変化したと推定し、二次電池を太陽電池から切り離し、二次電池を探索し直すので、太陽電池の出力電力の変動に合わせて太陽電池の最大出力付近で運転できる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加え、２個の二次電池のいずれかの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には２個の二次電池の充電深度が均一化するように充放電制御を行うので、二次電池の充電深度を均一化できる。
【００２８】
請求項５の発明によれば、太陽電池の起動時に最大電力追従制御部を起動し、２個の二次電池の定格電圧の小さい方の電圧値以上で大きい方の電圧値以下である中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させ、最大電力追従制御により太陽電池の出力電力が増加した電圧方向にある定格電圧の二次電池を暫定的に選択し、その二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より大きいときは、その二次電池を選択するので、二次電池の選択のための二次電池の定格電圧での運転は１回で済み、接続すべき二次電池を迅速に判定できる。また、暫定的に選択した二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より小さいときは、他方の二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力と比較し、出力電力が大きい方の二次電池を選択するので、二次電池の選択のための二次電池の定格電圧での運転は２回となるが、必ず太陽電池の出力電力が大きい方の二次電池を選択できる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、最大電力追従制御中に３個以上の二次電池のいずれかの充放電制御が必要となったとき、太陽電池の動作電圧が３個以上の二次電池の定格電圧の最小値以上で最大値以下である中間電圧範囲であるときは、太陽電池の動作電圧が３個以上の二次電池の定格電圧のいずれか２個のどの定格電圧で挟まれた動作電圧範囲にあるかを判定し、その動作電圧範囲を形成した２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ太陽電池を運転するように最大電力追従制御部に指令を出力し、最大電力追従制御部により太陽電池が運転されたときの出力電力が大きい方の二次電池を一時的に選択し、その一時的に選択した二次電池の定格電圧の動作電圧範囲の外側にある二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力を求め、一時的に選択した二次電池を含めて太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を選択し、一方、中間電圧範囲でないときは太陽電池の動作電圧に最も近い定格電圧の二次電池を選択するので、３個以上の二次電池が接続された場合であっても、太陽電池の発電能力を最大限に発揮させる二次電池を適切に選択でき、しかも二次電池の充放電運転を行うことができる。
【００３０】
請求項７の発明によれば、太陽電池の動作電圧が中間電圧範囲であると判定されたときは、太陽電池の動作電圧が３個以上の二次電池の定格電圧のいずれか２個のどの定格電圧で挟まれた動作電圧範囲にあるかを判定し、その動作電圧範囲を形成する２個の二次電池の定格電圧でそれぞれ太陽電池を運転することに代えて、そのときの前記太陽電池の動作電圧近傍の太陽電池の出力電圧−出力電力特性の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて太陽電池の動作電圧を２個の二次電池の定格電圧としたときに出力電力が大きくなる方の二次電池を一時的に選択し、その一時的に選択した二次電池の定格電圧の動作電圧範囲の外側にある二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力を近似曲線に基づいて求め、一時的に選択した二次電池を含めて太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を選択するので、３個以上の二次電池が接続された場合であっても、出力電力が大きくなる二次電池の選択を請求項７の発明の場合よりも速やかに行うことができる。
【００３１】
請求項８の発明によれば、請求項６または７の発明の効果に加え、二次電池の運転中にインバータの出力電力が所定値以上変化した場合には、太陽電池の最大出力の動作電圧が変化したと推定し、二次電池を太陽電池から切り離し、二次電池を探索し直すので、３個以上の二次電池が接続された場合であっても、太陽電池の出力電力の変動に合わせて太陽電池の最大出力付近で運転できる。
【００３２】
請求項９の発明によれば、請求項６または７の発明の効果に加え、３個以上の二次電池のうちのいずれかの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には３個以上の二次電池の充電深度が均一化するように充放電制御を行うので、３個以上の二次電池が接続された場合であっても、二次電池の充電深度を均一化できる。
【００３３】
請求項１０の発明によれば、太陽電池の起動時に最大電力追従制御部を起動し、３個以上の二次電池の定格電圧の最小値以上で最大値以下である中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させ、最大電力追従制御により太陽電池の出力電力が増加した電圧方向にある定格電圧の二次電池のうちその定格電圧での太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池を暫定的に選択し、その二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より大きいときは、その二次電池を選択するので、３個以上の二次電池が接続された場合であっても、接続すべき二次電池を選択できる。
【００３４】
また、暫定的に選択した二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より小さいときは、太陽電池の出力電力が増加した電圧方向と逆方向に定格電圧がある二次電池のうちその定格電圧での太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池の定格電圧での太陽電池の出力電力と暫定選択部で選択された二次電池の出力電力とを比較し、出力電力が大きい方の二次電池を選択するので、二次電池の選択のための二次電池の定格電圧での運転は２回となるが、必ず太陽電池の出力電力が大きい方の二次電池を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲でない場合の太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフ。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である場合の太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフ。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である場合にＶ−Ｐ特性の近似曲線を用いて二次電池を選択する場合の説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性が変化した場合の特性の一例を示すグラフ。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフ。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の他の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフ。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲でない場合の太陽電池１１のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフ。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲である場合の太陽電池１１のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフ。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）内の２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂに挟まれた範囲のときにＶ−Ｐ特性の近似曲線を用いて二次電池を選択する場合の説明図。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図１６】本発明の第６の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性が変化した場合の特性の一例を示すグラフ。
【図１７】本発明の第７の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図１８】本発明の第８の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図１９】本発明の第８の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフ。
【図２０】本発明の第８の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の他の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第１の実施の形態は、太陽電池１１に２個の二次電池１２ａ、１２ｂが接続された場合を示している。
【００３７】
すなわち、太陽電池１１には並列に２個の二次電池１２ａ、１２ｂがスイッチ回路１３ａ、１３ｂを介して接続され直流系統１４が形成されている。太陽電池１１はダイオードＤを介して直流系統１４に接続され、直流系統１４から太陽電池１１への電力供給を阻止するようにしている。また、二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ（Ｖａ＜Ｖｂ）は太陽電池１１の開放電圧Ｖｏより小さく設定されている。そして、直流系統１４はインバータ１５を介して電力系統側の交流系統１６に接続されている。
【００３８】
二次電池選択部１７は、太陽電池１１に並列に接続する二次電池１２ａ、１２ｂを選択するものであり、太陽電池動作電圧判定部１８と、第１二次電池選択部１９と、第２二次電池選択部２０とから構成されている。また、制御装置２１は、インバータ１５により太陽電池１１を運転制御したり、二次電池選択部１７により選択された二次電池１２を充放電制御するものであり、二次電池接続部２２と、最大電力追従制御部２３と、充放電制御部２４と、インバータ制御部２５とから構成されている。
【００３９】
まず、制御装置２１について説明する。制御装置２１の二次電池接続部２２は、二次電池選択部１７で選択された二次電池１２ａ、１２ｂをスイッチ回路１３ａ、１３ｂにより直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続するものであり、充放電制御部２４は、直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続された二次電池１２ａ、１２ｂの充放電制御を行うものである。
【００４０】
最大電力追従制御部２３は、二次電池１２ａ、１２ｂが直流系統１４に接続されていないときは、直流系統１４の電流Ｉｄ及び電圧Ｖｄを入力し、例えば、太陽電池１１の現在の動作電圧から少しだけ電圧を増加減して、いわゆる山登り法で、出力電力が大きい動作電圧を探索し、太陽電池１１の出力電力Ｐが最大電力Ｐmaxとなるように最大電力追従制御を行い、太陽電池１１の出力電力Ｐが最大電力Ｐmaxとなる指令をインバータ制御部２５に出力する。
【００４１】
また、充放電制御部２４は、二次電池１２ａ、１２ｂが直流系統１４に接続されたときは、充放電制御部２４は、二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂで定まる太陽電池１１の出力電力Ｐとなる指令をインバータ制御部２５に出力する。
【００４２】
インバータ制御部２５は、最大電力追従制御部２３及び充放電制御部２４からの指令に基づきインバータ１５を制御する。これにより、二次電池１２ａ、１２ｂが直流系統１４に接続されていないときは、インバータ１５は太陽電池１１の最大電力Ｐmaxを交流に変換して交流系統１６に出力し、二次電池１２ａ、１２ｂが直流系統１４に接続されたときは、二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂで定まる太陽電池１１の出力電力Ｐを交流に変換して交流系統１６に出力する。
【００４３】
次に、二次電池選択部１７について説明する。二次電池選択部１７は外部からの二次電池１２ａ、１２ｂの充放電指令Ｓにより起動される。外部からの充放電指令Ｓは、最大電力追従制御部２３による最大電力追従制御中に二次電池１２ａ、１２ｂの充放電制御が必要となったときに、二次電池選択部１７の太陽電池動作電圧判定部１８に入力される。太陽電池動作電圧判定部１８は外部からの充放電指令Ｓを入力すると、最大電力追従制御部２３の最大電力追従制御による太陽電池１１の動作電圧Ｖｐと２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂとの大小関係を判定する。太陽電池１１の動作電圧Ｖｐは直流系統１４の電圧Ｖｄとして検出する。
【００４４】
例えば、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂで定まる範囲の電圧（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）であるか否かを判定する。以下、二次電池１２ａの定格電圧Ｖａと二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂとの間で定まる範囲の電圧（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）を中間電圧範囲ということにする。太陽電池動作電圧判定部１８での判定結果は第１二次電池選択部１９及び第２二次電池選択部２０に出力される。
【００４５】
第１二次電池選択部１９は、太陽電池動作電圧判定部１８で太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲でない（Ｖｐ＞Ｖａ、Ｖｐ＞ＶｂまたはＶｐ＜Ｖａ、Ｖｐ＜Ｖｂ）と判定されたときは、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐに近い定格電圧の二次電池１２ａ、１２ｂを選択し、選択した二次電池１２ａ、１２ｂを制御装置２１の二次電池接続部２２に通知する。これは、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐは最大出力動作電圧であり、その最大出力動作電圧が２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲でないときは、最大出力動作電圧側に近い二次電池１２の出力電力が大きくなるからである。
【００４６】
例えば、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐと２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂとの関係が、（Ｖｐ＞Ｖａ、Ｖｂ）であるときは、Ｖａ＜Ｖｂであることから、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐは定格電圧Ｖｂに近いので、定格電圧Ｖｂの二次電池１２ｂを選択する。一方、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐと２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂとの関係が、（Ｖｐ＜Ｖａ、Ｖｂ）であるときは、Ｖａ＜Ｖｂであることから、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐは定格電圧Ｖａに近いので、定格電圧Ｖａの二次電池１２ａを選択する。これにより、出力電力が大きい方の二次電池１２を選択できる。
【００４７】
なお、第１二次電池選択部１９は太陽電池Ｖｐの動作電圧Ｖｐが二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂと等しい（Ｖｐ＝Ｖａ、Ｖｐ＝Ｖｂ）と判定した場合には、その電圧を定格電圧とする二次電池１２ａまたは１２ｂを選択し、選択した二次電池１２ａ、１２ｂを制御装置２１の二次電池接続部２２に通知する。
【００４８】
次に、第２二次電池選択部２０は、太陽電池動作電圧判定部１８で太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）と判定されたときは、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂでそれぞれ太陽電池１１を運転するように最大電力追従制御部２３に指令を出力し、最大電力追従制御部２３により定格電圧Ｖａ、Ｖｂで太陽電池１１が運転されたときの出力電力が大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択する。そして、その選択した二次電池１２ａ、１２ｂを制御装置２１の二次電池接続部２２に通知する。
【００４９】
制御装置２１の二次電池接続部２２は、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池１２ａ、１２ｂの通知を受けると、充放電指令Ｓが充電指令か放電指令かを判断し、充放電指令Ｓが充電指令であるときはスイッチ回路１３ａ、１３ｂのスイッチング素子２６ａ１、２６ｂ１によりその二次電池１２ａ、１２ｂを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。一方、充放電指令Ｓが放電指令であるときはスイッチ回路１３ａ、１３ｂのスイッチング素子２６ａ２、２６ｂ２によりその二次電池１２ａ、１２ｂを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。そして、二次電池１２ａ、１２ｂを直流系統１４に接続したことを充放電制御部２４に通知する。
【００５０】
充放電制御部２４は、二次電池接続部２２から直流系統１４に接続された二次電池１２ａ、１２ｂの情報を受信すると、その二次電池１２ａ、１２ｂに対し、外部からの充放電指令Ｓに従った指令をインバータ制御部２５に出力する。これにより、インバータ制御部２５はインバータ１５により外部からの充放電指令Ｓに従った充放電制御を行う。
【００５１】
例えば、充放電指令Ｓが二次電池１２ａ、１２ｂの放電指令の場合には、二次電池１２ａ、１２ｂからの直流電力をインバータ１５で交流に変換して交流系統１６側に供給する。一方、充放電指令Ｓが二次電池１２ａ、１２ｂへの充電指令の場合には、交流系統１６の交流電力をインバータ１５で直流に変換して二次電池１２ａ、１２ｂに充電する。
【００５２】
このように、制御装置２１は、二次電池１２ａ、１２ｂが直流系統１４に接続されていないときは、太陽電池１１の出力電力が最大電力となるように最大電力追従制御を行い、最大電力追従制御中に二次電池１２ａ、１２ｂの充放電制御が必要となったときは、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池１２ａ、１２ｂを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続し、その二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂで太陽電池１１を運転するとともに、インバータ１５により二次電池１２ａ、１２ｂの充放電制御を行う。
【００５３】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲でない場合の太陽電池１１のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフであり、図２（ａ）は、日射強度が大きく太陽電池１１の動作電圧Ｖｐと２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂとの関係が（Ｖｐ＞Ｖａ、Ｖｂ）である場合のＶ−Ｉ特性曲線Ｃ１及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１の一例を示すグラフ、図２（ｂ）は、日射強度が小さく太陽電池１１の動作電圧Ｖｐと２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂとの関係が（Ｖｐ＜Ｖａ、Ｖｂ）である場合のＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２の一例を示すグラフである。図２では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線及びＶ−Ｐ特性曲線を示している。
【００５４】
図２（ａ）に示すように、日射強度が大きい場合には、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ１上の座標Ｃ１１のときに出力電力が最大となる最適動作点であり、太陽電池１１は最大電力追従制御部２３により、その動作点Ｃ１１で運転しており、そのときの出力電力はＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１の最大電力Ｐ１maxであり動作電圧はＶｐ１である。
【００５５】
太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１が２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ１＜Ｖｂ）でないので、第１二次電池選択部１９は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１に近い定格電圧Ｖｂの二次電池１２ｂを選択し、選択した二次電池１２ｂを二次電池接続部２２に通知する。これにより、太陽電池１１は二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂで運転されることになり、そのときの動作点はＣ１ｂとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ１ｂとなる。太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｂは、もう一方の二次電池１２ａの定格電圧Ｖａのときの動作点Ｃ１ａでの出力電力Ｐ１ａよりも大きい。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ｂの運転も可能となる。
【００５６】
次に、図２（ｂ）に示すように、日射強度が小さい場合には、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ１上の座標Ｃ２１のときに出力電力が最大となる最適動作点であり、太陽電池１１は最大電力追従制御部２３により、その動作点Ｃ２１で運転しており、そのときの出力電力はＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２の最大電力Ｐ２maxであり動作電圧はＶｐ２である。
【００５７】
太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ２が２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ２＜Ｖｂ）でないので、第１二次電池選択部１９は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ２に近い定格電圧Ｖａの二次電池１２ａを選択し、選択した二次電池１２ａを二次電池接続部２２に通知する。これにより、太陽電池１１は二次電池１２ａの定格電圧Ｖａで運転されることになり、そのときの動作点はＣ２ａとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ２ａとなる。太陽電池１１の出力電力Ｐ２ａは、もう一方の二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂのときの動作点Ｃ２ｂでの出力電力Ｐ２ｂよりも大きい。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ａの運転も可能となる。
【００５８】
このように、太陽電池１１の最大電力追従制御中に、二次電池１２ａ、１２ｂの充放電制御が必要となり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）でないときは、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐに近い定格電圧Ｖａ、Ｖｂの二次電池１２ａ、１２ｂを選択するだけで、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ太陽電池１１に接続された二次電池１２ａ、１２ｂの充放電運転を行うことができる。つまり、いずれの二次電池１２ａ、１２ｂを選択するかの判断が容易に行える。
【００５９】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である場合の太陽電池１１のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフである。図３では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線及びＶ−Ｐ特性曲線を示しており、日射強度が図２（ａ）、図２（ｂ）の中間である場合を示している。
【００６０】
図３に示すように、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ３上の座標Ｃ３１のときに出力電力が最大となる最適動作点であり、太陽電池１１は最大電力追従制御部２３により、その動作点Ｃ３１で運転しており、そのときの出力電力はＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３の最大電力Ｐ３maxであり動作電圧はＶｐ３である。
【００６１】
第２二次電池選択部２０は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１が２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ３＜Ｖｂ）であるので、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂでそれぞれ太陽電池１１を運転するように最大電力追従制御部２３に指令を出力する。そして、最大電力追従制御部２３により定格電圧Ｖａ、Ｖｂで太陽電池１１が運転されたときの出力電力Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを取得し、大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択する。つまり、定格電圧Ｖａでの動作点Ｃ３ａの出力電力Ｐ３ａと定格電圧Ｖｂでの動作点Ｃ３ｂの出力電力Ｐ３ｂを取得し、図３では、出力電力Ｐ３ａが出力電力Ｐ３ｂより大きいので、第２二次電池選択部２０は二次電池１２ａを選択し、選択した二次電池１２ａを二次電池接続部２２に通知する。
【００６２】
これにより、太陽電池１１は二次電池１２ａの定格電圧Ｖａで運転されることになり、そのときの動作点はＣ３ａとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ３ａとなる。太陽電池１１の出力電力Ｐ３ａは、もう一方の二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂのときの動作点Ｃ３ｂでの出力電力Ｐ３ｂよりも大きいので、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ａの運転も可能となる。
【００６３】
このように、太陽電池１１の最大電力追従制御中に、二次電池１２ａ、１２ｂの充放電制御が必要となり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）であるときは、最大電力追従制御部２３を起動して定格電圧Ｖａ、Ｖｂで太陽電池１１が運転されたときの出力電力Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを取得し、大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択する。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ太陽電池１１に接続された二次電池１２ａ、１２ｂの充放電運転を行うことができる。
【００６４】
以上の説明では、第２二次電池選択部２０は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である場合には、最大電力追従制御部２３を起動して定格電圧Ｖａ、Ｖｂで太陽電池１１が運転されたときの出力電力Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを取得し、大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択するようにしたが、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂでそれぞれ太陽電池１１を運転することに代えて、そのときの太陽電池１１の動作電圧近傍の太陽電池１１の出力電圧−出力電力特性（Ｖ−Ｐ特性）の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて太陽電池１１の動作電圧Ｖｐを２個の二次電池の定格電圧としたときに出力電力Ｐが大きくなる方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択するようにしてもよい。
【００６５】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である場合にＶ−Ｐ特性の近似曲線を用いて二次電池を選択する場合の説明図である。
【００６６】
図４に示すように、太陽電池１１が動作点Ｃ３１で運転しており、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である場合には、第２二次電池選択部２０は、最大電力追従制御部２３から動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３及び動作電流Ｉｐ３を入力し、動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３及び動作電流Ｉｐ３に基づいて、動作電圧Ｖｐ３近傍の太陽電池１１のＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３の近似曲線Ｐ３’、Ｐ３”を演算する。近似曲線Ｐ３’は動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３より低い方向の近似曲線であり、近似曲線Ｐ３”は動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３より高い方向の近似曲線である。
【００６７】
一般に、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｐは日射強度により変化する。日射強度が大きいときは図２（ａ）に示すＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１となり、日射強度が小さいときは図２（ｂ）に示すＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２となる。また、日射強度が図２（ａ）、図２（ｂ）の中間であるときは図４に示すような中間のＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３となる。Ｖ−Ｐ特性曲線Ｐ３の動作点Ｃ３１は最大出力Ｐ３maxであることから、動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３、動作電流Ｉｐ３が分かれば、動作点Ｃ３１近傍の動作電圧Ｖｐ３より低い方向の近似曲線Ｐ３’、動作点Ｃ３１近傍の動作電圧Ｖｐ３より高い方向の近似曲線Ｐ３”は容易に求めることができる。
【００６８】
そして、電圧近傍の太陽電池１１のＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３の近似曲線Ｐ３’、Ｐ３”から、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐを２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂとしたときの出力電力Ｐ３ａ’、Ｐ３ｂ”を求め、出力電力Ｐ３ａ’、Ｐ３ｂ”のうち大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択する。図４の場合は、二次電池１２ａの出力電力Ｐ３ａ’が大きいので、二次電池１２ａを選択することになる。第２二次電池選択部２０は、選択した二次電池１２ａを二次電池接続部２２に通知する。
【００６９】
これにより、太陽電池１１は二次電池１２ａの定格電圧Ｖａで運転されることになり、そのときの動作点はＣ３ａとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ３ａとなる。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ｂの運転も可能となる。この場合、二次電池１２ａ、１２ｂの選択は、最大電力追従制御部２３による二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂでの運転によらずに、近似曲線Ｐ３’、Ｐ３”で求めるので、いずれの二次電池１２ａ、１２ｂを選択するかの判断を迅速に行うことができる。
【００７０】
第１の実施の形態によれば、太陽電池１１の最大電力追従制御中に、二次電池１２ａ、１２ｂの充放電制御が必要となり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）でないときは、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐに近い定格電圧Ｖａ、Ｖｂの二次電池１２ａ、１２ｂを選択し、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）であるときは、最大電力追従制御部２３を起動して定格電圧Ｖａ、Ｖｂで太陽電池１１が運転されたときの出力電力Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを取得し、大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択する。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ太陽電池１１に接続された二次電池１２ａ、１２ｂの充放電運転を行うことができる。
【００７１】
また、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）であるときに、最大電力追従制御部２３による二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂでの運転によらずに、近似曲線Ｐ３’、Ｐ３”で求める場合には、二次電池１２ａ、１２ｂの選択を迅速に行うことができる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、インバータ出力監視部２７を追加して設け、インバータ出力監視部２７は、二次電池１２の運転中にインバータ１５の出力電力が所定値以上変化した場合には、二次電池１２を太陽電池１１から切り離す指令を二次電池接続部２２に出力するとともに、太陽電池動作電圧判定部１８を起動するようにしたものである。そして、太陽電池動作電圧判定部１８は起動がかけられると、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）であるか否かを判定し、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０により、出力電力が大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを探索し直すようにしたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００７３】
いま、二次電池１２ｂが太陽電池１１に並列に接続され、図６に示すように、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ１の二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂの動作点Ｃ１ｂで運転されているとする。この場合の太陽電池１１の出力電力Ｐは、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｐ１で定まるＰ１ｂである。なお、動作点Ｃ１１は太陽電池１１の出力電力が最大となる最大出力Ｐ１maxの最適動作点である。
【００７４】
この状態で、日照強度が変化しＶ−Ｉ特性曲線Ｃ１がＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２に変化したとすると、太陽電池１１の動作点は、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ１ｂからＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ２ｂに変化する。従って、太陽電池１１の出力電力ＰはＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１で定まるＰ１ｂからＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２で定まるＰ２ｂに変化する。
【００７５】
インバータ出力監視部２７は、この出力電力Ｐの変化分ΔＰ（＝Ｐ１ｂ−Ｐ２ｂ）を監視し、出力電力Ｐの変化分ΔＰが所定値を超えたら、二次電池１２ｂを太陽電池１１から切り離す指令を二次電池接続部２２に出力するとともに、二次電池選択部１７の太陽電池動作電圧判定部１８を起動する。
【００７６】
二次電池接続部２２により二次電池１２ｂが直流系統１４から切り離されると、最大電力追従制御部２３により最大電力追従制御が行われ、太陽電池１１の動作点は、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ２ｂからＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ２２に変化する。従って、太陽電池１１の出力電力ＰはＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２で定まるＰ２ｂからＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２で定まるＰ２maxに変化する。
【００７７】
太陽電池動作電圧判定部１８は、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２での動作電圧Ｖｐ（＝Ｖｐ２）が中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）にあるかどうかを判定し、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０により、出力電力が大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを探索し直す。
【００７８】
これは、太陽電池１１の出力電力Ｐが所定値以上変化した場合には、現在、接続している二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂにより、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２で定まる動作点Ｃ２ｂでの出力電力Ｐ２ｂが、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２で定まる最大出力Ｐ２maxに近いとは限らないからである。
【００７９】
図６では、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ（＝Ｖｐ２）が中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）にない場合を示している。太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ（＝Ｖｐ２）が中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）にないので、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２で太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力Ｐ２maxとなる動作点Ｃ２２での動作電圧Ｖｐ２に近い定格電圧の二次電池１２を探索し直すことになる。
【００８０】
一方、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）であるときは、二次電池選択部１７は第１の実施の形態の図３または図４で示した処理を行い、出力電力の大きい二次電池１２を探索し直すことになる。
【００８１】
第２の実施の形態によれば、二次電池１２の運転中にインバータ１５の出力電力Ｐが所定値以上変化した場合には、太陽電池１１の最大出力の動作電圧Ｖｐが変化したと推定し、現在接続している二次電池１２を太陽電池１１から切り離し、二次電池１２ａ、１２ｂを探索し直して太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力付近で運転できる二次電池１２ａ、１２ｂのいずれかに切り替えるので、太陽電池１１の最大出力の動作電圧Ｖが変化した場合でも、太陽電池１１の出力電力の変動に合わせて太陽電池１１を最大出力付近で運転できる。
【００８２】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図７は本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、充電深度監視部２８を追加して設け、充電深度監視部２８は、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が均一化するように二次電池接続部２２に接続切替指令を出力し、充放電制御部から要求があったときは２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が均一化する充放電指令を出力するようにしたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００８３】
充電深度監視部２８は、二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度ｃａ、ｃｂを入力し、二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度ｃａ、ｃｂが所定範囲（例えば、２０％〜８０％）を逸脱したかどうかを判断する。そして、二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度ｃａ、ｃｂが所定範囲（２０％〜８０％）を逸脱したときは、接続切替指令を二次電池接続部２２に出力する。例えば、二次電池１２ａの蓄電量が９０％である場合には放電用の接続切替指令を出力し、二次電池１２ｂの蓄電量が１０％である場合には充電用の接続切替指令を出力する。
【００８４】
二次電池接続部２２は、充電深度監視部２８からの接続切替指令を入力するとその接続切替指令を記憶する。そして、二次電池接続部２２は、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０からの二次電池１２ａ、１２ｂの選択情報を待ち、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池１２ａ、１２ｂを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。
【００８５】
いま、二次電池１２ａの蓄電量が９０％であり、二次電池１２ｂの蓄電量が１０％であるとし、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池が二次電池１２ａであるとする。この場合、二次電池１２ａの蓄電量が９０％であることから、充電深度監視部２８からの接続切替指令は放電用の接続切替指令である。従って、二次電池接続部２２はスイッチ回路１３ａのスイッチング素子２６ａ２をオンとした指令を出力する。これにより、二次電池１２ａは放電指令に対してのみ運転できることになる。
【００８６】
一方、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池が二次電池１２ｂである場合には、二次電池１２ｂの蓄電量が１０％であることから、充電深度監視部２８からの接続切替指令は充電用の接続切替指令である。従って、二次電池接続部２２は、スイッチ回路１３ｂのスイッチング素子２６ｂ１をオンとした指令を出力する。これにより、二次電池１２ｂは充電指令に対してのみ運転できることになる。
【００８７】
充放電制御部２４は、外部からの充放電指令Ｓが二次電池接続部２２からの接続切替による充放電と一致するかどうかを判定する。充放電が一致するときは外部からの充放電指令に従って二次電池１２ａ、１２ｂに対して充放電制御を行う。
【００８８】
一方、外部からの充放電指令Ｓが二次電池接続部２２からの接続切替による充放電と一致しないときは、充放電制御部２４は、充電深度監視部２８に対して２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が均一化する充放電指令を要求する。充電深度監視部２８は充放電制御部２４から充放電指令の要求を受けると、二次電池接続部２２への接続指令と一致する充放電指令を出力する。これにより、充放電制御部２４は外部からの充放電指令Ｓに代えて、充電深度監視部２８からの充放電指令にて二次電池１２ａ、１２ｂに対して充放電制御を行う。つまり、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度の均一化を優先した充放電制御を行う。
【００８９】
充電深度監視部２８からの充放電指令は、例えば、二次電池１２ａの蓄電量が９０％であるとすると基準値の５０％になるような放電指令であり、二次電池１２ｂの蓄電量が１０％であるとすると基準値の５０％になるような充電指令である。充放電制御部２４は、充電深度監視部２８からの充放電指令に基づき充放電を行った結果、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が均一化すると、外部からの充放電指令Ｓに従った運転を行う。
【００９０】
第３の実施の形態によれば、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度を検出し、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には、充電深度が基準値になるように充放電制御を行うので、各二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が均一化する。
【００９１】
図８は本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第４の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、太陽電池１１の最大電力追従制御中に２個の二次電池１２ａ、１２ｂのいずれかを接続することに代えて、太陽電池１１の起動時に２個の二次電池１２ａ、１２ｂのいずれかを接続するようにしたものである。この場合も、二次電池選択部１７は、太陽電池１１の出力電力が大きくなる方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択することになる。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００９２】
二次電池選択部１７は、太陽電池１１の起動時に太陽電池１１の出力電力が大きくなる方の二次電池１２ａ、１２ｂを選択できるように構成されている。すなわち、二次電池選択部１７は、太陽電池起動部２９と、出力電力増方向判定部３０と、暫定選択部３１と、太陽電池出力電力判定部３２と、最終選択部３３とから構成されている。
【００９３】
二次電池選択部１７の太陽電池起動部２９は、太陽電池１１の起動指令が入力されると、最大電力追従制御部２３を起動し、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させる。
【００９４】
二次電池選択部１７の出力電力増加方向判定部３０は、太陽電池起動部２９により起動された最大電力追従制御部２３の最大電力追従制御により、太陽電池１１の出力電力が増加した電圧方向を判定する。最大電力追従制御部２３は、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始するので、太陽電池１１の出力電力は、最大電力追従制御の開始時点では必ずしも最大電力ではない。従って、最大電力追従制御部２３で最大電力追従制御を開始して動作電圧を変化させると、出力電力が増加する電圧方向がある。出力電力増加方向判定部３０は、そのときの出力電力が増加する電圧方向を検出するとともに、その増加した太陽電池１１の出力電力を検出する。
【００９５】
二次電池選択部１７の暫定選択部３１は、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向にある定格電圧の二次電池１２を暫定的に選択し、二次電池接続部２２にその選択した二次電池１２の情報を通知する。
【００９６】
二次電池接続部２２は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の通知を受けると、外部の充放電指令Ｓが充電指令か放電指令かを判断し、充放電指令に従ってスイッチ回路１３のスイッチング素子２６によりその二次電池１２を直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。例えば、暫定選択部３１で選択された二次電池１２が二次電池１２ｂであり、充放電指令が放電指令であったときは、二次電池接続部２２は、スイッチ回路１３ｂのスイッチング素子２６ｂ２をオンし、二次電池１２ｂを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。
【００９７】
以下の説明では、暫定選択部３１で選択された二次電池１２は二次電池１２ｂであり外部からの充放電指令Ｓが放電指令である場合について説明する。
【００９８】
二次電池接続部２２は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂを直流系統１４に接続したことを充放電制御部２４に通知する。これにより、充放電制御部２４は、外部からの充放電指令Ｓに従った放電指令をインバータ制御部２５に出力し放電制御を行う。
【００９９】
次に、太陽電池出力電力判定部３２は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力を最大電力追従制御部２３から入力するとともに、出力電力増加方向判定部３０から出力電力が増加する電圧方向を検出したときの太陽電池１１の出力電力を入力する。
【０１００】
太陽電池１１は二次電池１２ｂが並列に接続されると、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの運転となるので、太陽電池出力電力判定部３２は、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力を入力し、出力電力増加方向判定部３０で判定したときの出力電力より大きいか否かを判定する。そして、その判定結果を最終選択部３３に出力する。
【０１０１】
最終選択部３３は、太陽電池出力電力判定部３２の判定結果により、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力が出力電力増加方向判定部３０で判定したときの出力電力より大きいと判定されたときは、その二次電池１２ｂを選択する。二次電池１２ｂは既に直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されているので、そのままとする。この場合は、二次電池１２の選択のための二次電池１２の定格電圧での運転は１回で済む。
【０１０２】
一方、太陽電池出力電力判定部３２の判定結果により、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力が出力電力増加方向判定部３０で判定したときの出力電力より小さいと判定されたときは、最終選択部３３は、二次電池１２ｂに代えて他方の二次電池１２ａを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続するように二次電池接続部２２に指令を出力する。
【０１０３】
これにより、二次電池接続部２２はスイッチ回路１３ｂのスイッチング素子２６ｂ２をオフするとともに、外部からの充放電指令Ｓが放電指令であるので、スイッチ回路１３ａのスイッチング素子２６ａ２をオンする。このようにして、他方の二次電池１２ａを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。二次電池１２ａが直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されると、太陽電池１１の動作電圧は二次電池１２ａの定格電圧Ｖａとなるので、太陽電池１１の出力電力は、二次電池１２ａの定格電圧Ｖａでの出力電力となる。
【０１０４】
最終選択部３３は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力と、他方の二次電池１２ａの定格電圧Ｖａでの太陽電池１１の出力電力とを比較し、出力電力が大きい方の二次電池１２を選択する。選択された二次電池１２が二次電池１２ａである場合には、二次電池１２ａは直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されている状態であるので、そのままとする。一方、選択された二次電池１２が二次電池１２ｂである場合には、二次電池接続部２２に二次電池１２ｂへの接続切替指令を出力する。これにより、二次電池１２ａに代えて二次電池１２ｂが直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続される。この場合は、二次電池１２の選択のための二次電池１２の定格電圧での運転は２回必要となるが、必ず太陽電池１１の出力電力が大きい方の二次電池１２を選択できる。
【０１０５】
図９は本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフである。図９では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線Ｃ１及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１を示しており、二次電池１２の選択のための二次電池１２の定格電圧での運転が１回で済む場合を示している。
【０１０６】
太陽電池１１の起動時には最大電力追従制御部２３が起動され、図９に示すように、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１は、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲で最大電力追従制御が開始される。このときの太陽電池１１の出力電力はＰ１ｐである。最大電力追従制御の開始時点においては、太陽電池１１の出力電力は必ずしも最大出力電力ではないので、出力電力が増加する電圧方向がある。
【０１０７】
図９では、動作電圧Ｖｐ１を正方向に微少電圧ΔＶだけ移動させて動作電圧Ｖｐ１’とした場合を示している。この最大電力追従制御により動作電圧Ｖｐ１を正方向にΔＶだけ変化させた動作電圧Ｖｐ１’では、太陽電池１１の出力電力はＰ１ｐ’となり、Ｐ１ｐ’＞Ｐ１ｐであるので、動作電圧Ｖｐ１を正方向に移動させたときには、太陽電池１１の出力電力が増加していることが分かる。出力電力増加方向判定部３０は、出力電力が増加する電圧方向（正方向）を検出するとともに、その増加した太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｐ’を検出する。
【０１０８】
次に、暫定選択部３１は、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向（正方向）にある定格電圧Ｖｂの二次電池１２ｂを暫定的に選択する。そして、二次電池１２ｂを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続して、太陽電池出力電力判定部３２は、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｂを求め、最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ１ｐ’より大きいか否かを判定する。図９では、Ｐ１ｂ＞Ｐ１ｐ’である。
【０１０９】
最終選択部３３は、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｂが最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ１ｐ’より大きいので、その二次電池１２ｂを選択する。二次電池１２ｂは既に直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されているので、そのままとする。この場合は、最大電力追従制御部２３で二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂで運転させるだけで、二次電池１２ｂが求める二次電池であることが分かるので、二次電池１２の選択のための二次電池１２の定格電圧での運転は１回で済む。
【０１１０】
図１０は本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の他の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフである。図１０では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２を示しており、二次電池１２の選択のための二次電池１２の定格電圧での運転が２回必要な場合を示している。
【０１１１】
図９の場合と同様に、太陽電池１１の起動時には、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲Ｖｐ２で最大電力追従制御が開始される。このときの太陽電池１１の出力電力はＰ２ｐである。
【０１１２】
図９の場合と同様に、動作電圧Ｖｐ２を正方向に微少電圧ΔＶだけ移動させて動作電圧Ｖｐ２’とした場合に、太陽電池１１の出力電力はＰ２ｐ’となり、Ｖｐ２’＞Ｖｐ２であるので、動作電圧Ｖｐ２を正方向に移動させたときには、太陽電池１１の出力電力が増加していることが分かる。出力電力増加方向判定部３０は、出力電力が増加する電圧方向（正方向）を検出するとともに、その増加した太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｐ’を検出する。
【０１１３】
次に、暫定選択部３１は、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向（正方向）にある定格電圧Ｖｂの二次電池１２ｂを暫定的に選択する。そして、二次電池１２ｂを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続して、太陽電池出力電力判定部３２は、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｂを求め、最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ２ｐ’より大きいか否かを判定する。図１０では、Ｐ２ｂ＜Ｐ２ｐ’である。
【０１１４】
最終選択部３３は、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｂが最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ２ｐ’より小さいので、二次電池１２ｂに代えて他方の二次電池１２ａを直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。二次電池１２ａが直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されると、太陽電池１１の動作電圧は二次電池１２ａの定格電圧Ｖａとなるので、太陽電池１１の出力電力Ｐ２ａは、二次電池１２ａの定格電圧Ｖａでの出力電力となる。
【０１１５】
最終選択部３３は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｂと、他方の二次電池１２ａの定格電圧Ｖａでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ａとを比較する。図１０の場合は、Ｐ２ａ＞Ｐ２ｂであるので、最終選択部３３は、出力電力Ｐ２ａが大きい方の二次電池１２ａを選択する。選択された二次電池１２ａは直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されている状態であるので、そのままとする。
【０１１６】
なお、Ｐ２ａ＜Ｐ２ｂである場合には、二次電池１２ｂを選択することになる。その場合には、選択された二次電池１２が二次電池１２ｂを、二次電池１２ａに代えて直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続することになる。
【０１１７】
このように、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｂが、他方の二次電池１２ａの定格電圧Ｖａでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ａより小さい場合には、二次電池１２の選択のための二次電池１２の定格電圧での運転は２回必要となるが、必ず太陽電池１１の出力電力が大きい方の二次電池１２を選択できる。
【０１１８】
第４の実施の形態では、太陽電池１１の起動時に二次電池１２ａ、１２ｂのいずれかを接続する場合には、最大電力追従制御部２３を起動し、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させ、最大電力追従制御により太陽電池１１の出力電力が増加した電圧方向にある定格電圧の二次電池１２を暫定的に選択する。そして、その二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より大きいか否かを判定し大きいときは、その二次電池１２を選択する。従って、二次電池１２の選択のための二次電池１２の定格電圧での運転は１回で済み、接続すべき二次電池１２を迅速に判定できる。
【０１１９】
一方、暫定的に選択した二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より小さいときは、他方の二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力と比較する。そして、出力電力が大きい方の二次電池を選択する。従って、この場合は、二次電池１２の選択のための二次電池の定格電圧での運転は２回となるが、必ず太陽電池１１の出力電力が大きい方の二次電池を選択できる。
【０１２０】
以上の説明では、太陽電池１１に２個の二次電池１２ａ、１２ｂが接続された場合について説明したが、３個以上の二次電池１２ａ〜１２ｎを接続し、二次電池１２ａ〜１２ｎのいずれかの充放電制御が必要となったときに、いずれかの二次電池１２を選択して接続するようにすることも可能である。
【０１２１】
図１１は本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第５の実施の形態は、複数個の二次電池１２として、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃが太陽電池１１に接続された場合を示している。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【０１２２】
図１１に示すように、太陽電池１１には並列に３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃがスイッチ回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して接続され直流系統１４が形成されている。スイッチ回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、充電用のスイッチング素子２６ａ１、２６ｂ１、２６ｃ１と放電のスイッチング素子２６ａ２、２６ｂ２、２６ｃ２を有し、二次電池接続部２２は、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃに充電するときはスイッチング素子２６ａ１、２６ｂ１、２６ｃ１をオンし、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃから放電するときはスイッチング素子２６ａ２、２６ｂ２、２６ｃ２をオンして、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃを直流系統１４に接続する。
【０１２３】
図１２は、本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲でない場合の太陽電池１１のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフであり、図１２（ａ）は、日射強度が大きく太陽電池１１の動作電圧Ｖｐと３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃとの関係が（Ｖｐ＞Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）である場合のＶ−Ｉ特性曲線Ｃ１及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１の一例を示すグラフ、図１２（ｂ）は、日射強度が小さく太陽電池１１の動作電圧Ｖｐと３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃとの関係が（Ｖｐ＜Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）である場合のＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２の一例を示すグラフである。図１２では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線及びＶ−Ｐ特性曲線を示している。
【０１２４】
ここで、中間電圧範囲は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが３個以上の二次電池１２〜１２ｎの定格電圧Ｖａ〜Ｖｎのうちの最小値以上で最大値以下である電圧範囲を中間電圧範囲をいうこととする。従って、二次電池１２が３個の場合には、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃのうちの最小値以上で最大値以下である電圧範囲を中間電圧範囲をいうことになる。
【０１２５】
図１２（ａ）に示すように、日射強度が大きい場合には、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ１上の座標Ｃ１１のときに出力電力が最大となる最適動作点であり、太陽電池１１は最大電力追従制御部２３により、その動作点Ｃ１１で運転しており、そのときの出力電力はＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１の最大電力Ｐ１maxであり動作電圧はＶｐ１である。
【０１２６】
太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１が３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが（Ｖａ＜Ｖｂ＜Ｖｃ）であり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１が二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃより大きく、中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ１＜Ｖｃ）でない場合には、第１二次電池選択部１９は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１に最も近い定格電圧Ｖｃの二次電池１２ｃを選択し、選択した二次電池１２ｃを二次電池接続部２２に通知する。
【０１２７】
これにより、太陽電池１１は二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃで運転されることになり、そのときの動作点はＣ１ｃとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ１ｃとなる。太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｃは、残りの二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂのときの動作点Ｃ１ａ、Ｃ１ｂでの出力電力Ｐ１ａ、Ｐ１ｂよりも大きい。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ｃの運転も可能となる。
【０１２８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、日射強度が小さい場合には、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ１上の座標Ｃ２１のときに出力電力が最大となる最適動作点であり、太陽電池１１は最大電力追従制御部２３により、その動作点Ｃ２１で運転しており、そのときの出力電力はＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２の最大電力Ｐ２maxであり動作電圧はＶｐ２である。
【０１２９】
太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ２が３個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ２＜Ｖｃ）でないので、第１二次電池選択部１９は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ２に最も近い定格電圧Ｖａの二次電池１２ａを選択し、選択した二次電池１２ａを二次電池接続部２２に通知する。
【０１３０】
これにより、太陽電池１１は二次電池１２ａの定格電圧Ｖａで運転されることになり、そのときの動作点はＣ２ａとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ２ａとなる。太陽電池１１の出力電力Ｐ２ａは、残りの二次電池１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖｂ、Ｖｃのときの動作点Ｃ２ｂ、Ｃ２ｃでの出力電力Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃよりも大きい。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ａの運転も可能となる。
【０１３１】
このように、太陽電池１１の最大電力追従制御中に、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれかに充放電制御が必要となり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）でないときは、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐに近い定格電圧の二次電池１２を選択するだけで、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ太陽電池１１に接続された二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充放電運転を行うことができる。つまり、いずれの二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃを選択するかの判断が容易に行える。
【０１３２】
図１３は、本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲（定格電圧Ｖａ＜Ｖｐ＜ＶｃのうちのＶａ＜Ｖｐ＜Ｖｂ）である場合の太陽電池１１のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフである。図１３では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線及びＶ−Ｐ特性曲線を示しており、日射強度が図１２（ａ）、図１２（ｂ）の中間である場合を示している。
【０１３３】
図１３に示すように、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ３上の座標Ｃ３１のときに出力電力が最大となる最適動作点であり、太陽電池１１は最大電力追従制御部２３により、その動作点Ｃ３１で運転しており、そのときの出力電力はＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３の最大電力Ｐ３maxであり動作電圧はＶｐ３である。
【０１３４】
第２二次電池選択部２０は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ３が中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）のうちの二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂの間であり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ３は二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂで挟まれた動作電圧範囲にあるので、その２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂでそれぞれ太陽電池１１を運転するように最大電力追従制御部２３に指令を出力する。
【０１３５】
そして、最大電力追従制御部２３により定格電圧Ｖａ、Ｖｂで太陽電池１１が運転されたときの出力電力Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを取得し、大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを一時的に選択する。図１３の場合には、二次電池１２ｂの出力電力Ｐ３ｂが二次電池１２ａの出力電力Ｐ３ａより大きいので、第２二次電池選択部２０は二次電池１２ｂを一時的に選択する。そして、その一時的に選択した二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂの動作電圧範囲の外側にある二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力Ｐを求め、一時的に選択した二次電池１２ｂを含めて太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力となる二次電池１２を選択する。
【０１３６】
つまり、定格電圧Ｖａでの動作点Ｃ３ａの出力電力Ｐ３ａと定格電圧Ｖｂでの動作点Ｃ３ｂの出力電力Ｐ３ｂを取得し、図１３では、出力電力Ｐ３ｂが出力電力Ｐ３ａより大きいので、第２二次電池選択部２０は二次電池１２ｂを一時的に選択し、さらに、一時的に選択した二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂの動作電圧範囲の外側にある二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃでの太陽電池１１の出力電力Ｐ３ｃを求め、一時的に選択した二次電池１２ｂを含めて太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力となる二次電池１２ｂを選択することになる。選択した二次電池１２ｂを二次電池接続部２２に通知する。
【０１３７】
これにより、太陽電池１１は二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂで運転されることになり、そのときの動作点はＣ３ｂとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ３ｂとなる。太陽電池１１の出力電力Ｐ３ｂは、残りの二次電池１２ａ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｃのときの動作点Ｃ３ａ、Ｃ３ｃでの出力電力Ｐ３ａ、Ｐ３ｃよりも大きいので、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ｂの運転も可能となる。
【０１３８】
このように、太陽電池１１の最大電力追従制御中に、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充放電制御が必要となり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが３個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）であるときは、第２二次電池選択部２０は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）内でいずれか２個のどの定格電圧で挟まれた動作電圧範囲にあるかを判定し、最大電力追従制御部２３により、その動作電圧範囲を形成した２個の二次電池１２の定格電圧でそれぞれ太陽電池１１を運転し、そのときの出力電力が大きい方の二次電池を一時的に選択し、一時的に選択した二次電池１２の定格電圧の動作電圧範囲の外側にある二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力Ｐを求め、一時的に選択した二次電池１２を含めて太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力となる二次電池１２を選択する。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ太陽電池１１に接続された二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充放電運転を行うことができる。
【０１３９】
以上の説明では、第２二次電池選択部２０は、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）内の２個の二次電池１２の定格電圧に挟まれた動作電圧範囲のときは、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐを挟んだ動作電圧範囲を形成する２個の二次電池１２の定格電圧でそれぞれ太陽電池１１を運転するようにしたが、それに代えて、そのときの太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ近傍の太陽電池１１の出力電圧−出力電力特性（Ｖ−Ｐ特性）の近似曲線を演算し、その近似曲線に基づいて出力電力Ｐが大きい二次電池１２を選択するようにしてもよい。
【０１４０】
図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電装置の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）内の２個の二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂに挟まれた動作電圧範囲のときにＶ−Ｐ特性の近似曲線を用いて二次電池を選択する場合の説明図である。
【０１４１】
図１４に示すように、太陽電池１１が動作点Ｃ３１で運転しており、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂの中間電圧範囲である場合には、第２二次電池選択部２０は、最大電力追従制御部２３から動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３及び動作電流Ｉｐ３を入力し、動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３及び動作電流Ｉｐ３に基づいて、動作電圧Ｖｐ３近傍の太陽電池１１のＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３の近似曲線Ｐ３’、Ｐ３”を演算する。近似曲線Ｐ３’は動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３より低い方向の近似曲線であり、近似曲線Ｐ３”は動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３より高い方向の近似曲線である。
【０１４２】
一般に、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｐは日射強度により変化する。日射強度が大きいときは図１２（ａ）に示すＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１となり、日射強度が小さいときは図１２（ｂ）に示すＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２となる。また、日射強度が図１２（ａ）、図１２（ｂ）の中間であるときは図１４に示すような中間のＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３となる。Ｖ−Ｐ特性曲線Ｐ３の動作点Ｃ３１は最大出力Ｐ３maxであることから、動作点Ｃ３１の動作電圧Ｖｐ３、動作電流Ｉｐ３が分かれば、動作点Ｃ３１近傍の動作電圧Ｖｐ３より低い方向の近似曲線Ｐ３’、動作点Ｃ３１近傍の動作電圧Ｖｐ３より高い方向の近似曲線Ｐ３”は容易に求めることができる。
【０１４３】
そして、電圧近傍の太陽電池１１のＶ−Ｐ特性曲線Ｐ３の近似曲線Ｐ３’、Ｐ３”から、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐを２個の二次電池の定格電圧Ｖａ、Ｖｂとしたときの出力電力Ｐ３ａ’、Ｐ３ｂ”を求め、出力電力Ｐ３ａ’、Ｐ３ｂ”のうち大きい方の二次電池１２ａ、１２ｂを一時的に選択する。
【０１４４】
図１４の場合は、二次電池１２ｂの出力電力Ｐ３ｂ”が大きいので、二次電池１２ｂを一時的に選択する。そして、その一時的に選択した二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂの動作電圧範囲の外側にある二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃでの太陽電池１１の出力電力Ｐ３ｃ”を求め、一時的に選択した二次電池１２ｂを含めて太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力となる二次電池１２を選択する。図１４では、Ｐ３ｂ”＞Ｐ３ｃ”であるので、第２二次電池選択部２０は、二次電池１２ｂを選択し、その選択した二次電池１２ｂを二次電池接続部２２に通知する。
【０１４５】
これにより、太陽電池１１は二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂで運転されることになり、そのときの動作点はＣ３ｂとなり、太陽電池１１の出力電力ＰはＰ３ｂとなる。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、二次電池１２ｂの運転も可能となる。この場合、二次電池１２ａ、１２ｂの選択は、最大電力追従制御部２３による二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧Ｖａ、Ｖｂでの運転によらずに、近似曲線Ｐ３’、Ｐ３”で求めるので、いずれの二次電池１２ａ、１２ｂを選択するかの判断を迅速に行うことができる。
【０１４６】
第５の実施の形態によれば、太陽電池１１の最大電力追従制御中に、太陽電池１１に接続された二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充放電制御が必要となり、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）でないときは、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐに近い定格電圧の二次電池１２を選択し、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）内の２個の二次電池１２の定格電圧に挟まれた動作電圧範囲のときは、最大電力追従制御部２３を起動して動作電圧範囲を形成する２個の二次電池１２の定格電圧で太陽電池１１が運転されたときの出力電力Ｐを一時的に選択し、一時的に選択した二次電池１２の定格電圧の動作電圧範囲の外側にある二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力Ｐを求め、一時的に選択した二次電池１２を含めて太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力となる二次電池１２を選択する。従って、太陽電池１１の発電能力を最大限に発揮させつつ、太陽電池１１に接続された二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充放電運転を行うことができる。
【０１４７】
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。図１５は本発明の第６の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第６の実施の形態は、図１１に示した第５の実施の形態に対し、インバータ出力監視部２７を追加して設け、インバータ出力監視部２７は、二次電池１２の運転中にインバータ１５の出力電力が所定値以上変化した場合には、二次電池１２を太陽電池１１から切り離す指令を二次電池接続部２２に出力するとともに、太陽電池動作電圧判定部１８を起動するようにしたものである。そして、太陽電池動作電圧判定部１８は起動がかけられると、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）であるか否かを判定し、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０により、出力電力が大きい二次電池１２を探索し直すようにしたものである。図１１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【０１４８】
いま、二次電池１２ｃが太陽電池１１に並列に接続され、図１６に示すように、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ１の二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃの動作点Ｃ１ｃで運転されているとする。この場合の太陽電池１１の出力電力Ｐは、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｐ１で定まるＰ１ｃである。なお、動作点Ｃ１１は太陽電池１１の出力電力が最大となる最大出力Ｐ１maxの最適動作点である。
【０１４９】
この状態で、日照強度が変化しＶ−Ｉ特性曲線Ｃ１がＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２に変化したとすると、太陽電池１１の動作点は、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ１ｃからＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ２ｃに変化する。従って、太陽電池１１の出力電力ＰはＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１で定まるＰ１ｃからＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２で定まるＰ２ｃに変化する。
【０１５０】
インバータ出力監視部２７は、この出力電力Ｐの変化分ΔＰ（＝Ｐ１ｂ−Ｐ２ｃ）を監視し、出力電力Ｐの変化分ΔＰが所定値を超えたら、二次電池１２ｃを太陽電池１１から切り離す指令を二次電池接続部２２に出力するとともに、二次電池選択部１７の太陽電池動作電圧判定部１８を起動する。
【０１５１】
二次電池接続部２２により二次電池１２ｃが直流系統１４から切り離されると、最大電力追従制御部２３により最大電力追従制御が行われ、太陽電池１１の動作点は、Ｖ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ２ｃからＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２の動作点Ｃ２２に変化する。従って、太陽電池１１の出力電力ＰはＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２で定まるＰ２ｃからＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２で定まるＰ２maxに変化する。
【０１５２】
太陽電池動作電圧判定部１８は、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２での動作電圧Ｖｐ（＝Ｖｐ２）が中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）にあるかどうかを判定し、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０により、出力電力が大きい二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃを探索し直す。
【０１５３】
これは、太陽電池１１の出力電力Ｐが所定値以上変化した場合には、現在、接続している二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃにより、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２で定まる動作点Ｃ２ｃでの出力電力Ｐ２ｃが、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２で定まる最大出力Ｐ２maxに近いとは限らないからである。
【０１５４】
図１６では、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ（＝Ｖｐ２）が中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）にない場合を示している。太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ（＝Ｖｐ２）が中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）にないので、変化したＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２で太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力Ｐ２maxとなる動作点Ｃ２２での動作電圧Ｖｐ２に近い定格電圧の二次電池１２を探索し直すことになる。
【０１５５】
一方、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐが中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）であるときは、二次電池選択部１７は第１の実施の形態の図１３または図１４で示した処理を行い、出力電力の大きい二次電池１２を探索し直すことになる。
【０１５６】
次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。図１７は本発明の第７の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第７の実施の形態は、図１１に示した第５の実施の形態に対し、充電深度監視部２８を追加して設け、充電深度監視部２８は、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度が均一化するように二次電池接続部２２に接続切替指令を出力し、充放電制御部２４から要求があったときは２個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度が均一化する充放電指令を出力するようにしたものである。図１１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【０１５７】
充電深度監視部２８は、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度ｃａ、ｃｂ、ｃｃを入力し、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度ｃａ、ｃｂ、ｃｃが所定範囲（例えば、２０％〜８０％）を逸脱したかどうかを判断する。そして、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度ｃａ、ｃｂ、ｃｃが所定範囲（２０％〜８０％）を逸脱したときは、接続切替指令を二次電池接続部２２に出力する。なお、二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度ｃａ、ｃｂ、ｃｃが所定範囲（２０％〜８０％）を逸脱していないときは、接続切替指令は出力されない。
【０１５８】
いま、二次電池１２ａの蓄電量が９０％であり、二次電池１２ｂの蓄電量が１０％であり、二次電池１２ｃの蓄電量が５０％であるとする。そうすると、二次電池１２ａの充電深度ｃａは所定範囲（２０％〜８０％）を大きい方に逸脱しているので、充電深度監視部２８は、二次電池接続部２２に対し、二次電池１２ａの放電用の接続切替指令を出力する。一方、二次電池１２ｂの充電深度ｃｂは所定範囲（２０％〜８０％）を小さい方に逸脱しているので、充電深度監視部２８は、二次電池接続部２２に対し、二次電池１２ｂの充電用の接続切替指令を出力する。また、二次電池１２ｃの充電深度ｃｃは所定範囲（２０％〜８０％）内にあるので、充電深度監視部２８は、二次電池接続部２２に対して二次電池１２ｃの接続切替指令は出力しない。二次電池接続部２２は、充電深度監視部２８からの接続切替指令を入力するとその接続切替指令を記憶する。
【０１５９】
そして、二次電池接続部２２は、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０からの二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの選択情報を待ち、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池１２が充電深度監視部２８から接続切替指令のあった二次電池１２に一致するかどうかを判断する。
【０１６０】
第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池１２が充電深度監視部２８から接続切替指令のあった二次電池１２に一致しない場合には、二次電池接続部２２は、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池１２を直流系統１４に接続する。その際には、外部からの充放電指令Ｓの内容に従ってスイッチ回路１３のスイッチング素子２６ａ、２６ｂのいずれかをオンすることになる。
【０１６１】
一方、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池１２が充電深度監視部２８から接続切替指令のあった二次電池１２に一致する場合には、その接続切替指令通りに、二次電池１２を直流系統１４に接続する。例えば、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池が二次電池１２ａである場合には、二次電池１２ａの蓄電量が９０％であることから、充電深度監視部２８からの接続切替指令は放電用の接続切替指令であるので、二次電池接続部２２はスイッチ回路１３ａのスイッチング素子２６ａ２をオンとした指令を出力する。これにより、二次電池１２ａは放電指令に対してのみ運転できることになる。
【０１６２】
一方、第１二次電池選択部１９または第２二次電池選択部２０で選択された二次電池が二次電池１２ｂである場合には、二次電池１２ｂの蓄電量が１０％であることから、充電深度監視部２８からの接続切替指令は充電用の接続切替指令であるので、二次電池接続部２２は、スイッチ回路１３ｂのスイッチング素子２６ｂ１をオンとした指令を出力する。これにより、二次電池１２ｂは充電指令に対してのみ運転できることになる。
【０１６３】
次に、充放電制御部２４は、外部からの充放電指令Ｓが二次電池接続部２２からの接続切替による充放電と一致するかどうかを判定する。充放電が一致するときは外部からの充放電指令に従って二次電池１２ａ、１２ｂに対して充放電制御を行う。
【０１６４】
一方、外部からの充放電指令Ｓが二次電池接続部２２からの接続切替による充放電と一致しないときは、充放電制御部２４は、充電深度監視部２８に対して二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が均一化する充放電指令を要求する。充電深度監視部２８は充放電制御部２４から充放電指令の要求を受けると、二次電池接続部２２への接続指令と一致する充放電指令を出力する。これにより、充放電制御部２４は外部からの充放電指令Ｓに代えて、充電深度監視部２８からの充放電指令にて二次電池１２に対して充放電制御を行う。つまり、二次電池１２の充電深度の均一化を優先した充放電制御を行う。
【０１６５】
充電深度監視部２８からの充放電指令は、例えば、二次電池１２ａの蓄電量が９０％であるとすると基準値の５０％になるような放電指令であり、二次電池１２ｂの蓄電量が１０％であるとすると基準値の５０％になるような充電指令である。充放電制御部２４は、充電深度監視部２８からの充放電指令に基づき充放電を行った結果、２個の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度が均一化すると、外部からの充放電指令Ｓに従った運転を行う。
【０１６６】
第７の実施の形態によれば、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度を検出し、いずれかの二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度が所定範囲を逸脱した場合には、充電深度が基準値になるように充放電制御を行うので、各二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの充電深度が均一化する。
【０１６７】
次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。図１８は本発明の第８の実施の形態に係る太陽光発電装置の構成図である。この第８の実施の形態は、図１１に示した第５の実施の形態に対し、太陽電池１１の最大電力追従制御中に３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれかを接続することに代えて、太陽電池１１の起動時に３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれかを接続するようにしたものである。この場合も、二次電池選択部１７は、太陽電池１１の出力電力が大きくなるいずれかの二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃを選択することになる。図１１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【０１６８】
二次電池選択部１７は、太陽電池１１の起動時に太陽電池１１の出力電力が大きくなる二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃを選択できるように構成されている。すなわち、二次電池選択部１７は、太陽電池起動部２９と、出力電力増方向判定部３０と、暫定選択部３１と、太陽電池出力電力判定部３２と、最終選択部３３とから構成されている。
【０１６９】
二次電池選択部１７の太陽電池起動部２９は、太陽電池１１の起動時に最大電力追従制御部２３を起動し、その際の太陽電池１１の動作電圧Ｖｐを中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）として最大電力追従制御を開始させる。
【０１７０】
二次電池選択部１７の出力電力増加方向判定部３０は、太陽電池起動部２９により起動された最大電力追従制御部２３の最大電力追従制御により、太陽電池１１の出力電力が増加した電圧方向を判定する。
【０１７１】
最大電力追従制御部２３は、中間電圧範囲（Ｖａ＜Ｖｐ＜Ｖｃ）で最大電力追従制御を開始するので、太陽電池１１の出力電力は、最大電力追従制御の開始時点では必ずしも最大電力ではない。従って、最大電力追従制御部２３で最大電力追従制御を開始して動作電圧を変化させると、出力電力が増加する電圧方向がある。出力電力増加方向判定部３０は、そのときの出力電力が増加する電圧方向を検出するとともに、その増加した太陽電池１１の出力電力を検出する。
【０１７２】
二次電池選択部１７の暫定選択部３１は、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向に定格電圧がある二次電池１２のうち、その定格電圧での太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池１２を暫定的に選択する二次電池接続部２２にその選択した二次電池１２の情報を通知する。
【０１７３】
二次電池接続部２２は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の通知を受けると、外部の充放電指令Ｓが充電指令か放電指令かを判断し、充放電指令に従ってスイッチ回路１３のスイッチング素子２６によりその二次電池１２を直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続する。
【０１７４】
二次電池接続部２２は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２を直流系統１４に接続したことを充放電制御部２４に通知する。これにより、充放電制御部２４は、外部からの充放電指令Ｓに従った放電指令をインバータ制御部２５に出力し放電制御を行う。
【０１７５】
次に、太陽電池出力電力判定部３２は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の定格電圧Ｖでの太陽電池１１の出力電力を最大電力追従制御部２３から入力するとともに、出力電力増加方向判定部３０から出力電力が増加する電圧方向を検出したときの太陽電池１１の出力電力を入力する。
【０１７６】
太陽電池出力電力判定部３２は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の定格電圧Ｖでの太陽電池１１の出力電力を入力し、出力電力増加方向判定部３０で判定したときの出力電力より大きいか否かを判定する。そして、その判定結果を最終選択部３３に出力する。
【０１７７】
最終選択部３３は、太陽電池出力電力判定部３２の判定結果により、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の定格電圧Ｖでの太陽電池１１の出力電力が出力電力増加方向判定部３０で判定したときの出力電力より大きいと判定されたときは、その暫定選択部３１で選択された二次電池１２を選択する。暫定選択部３１で選択された二次電池１２は既に直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されているので、そのままとする。
【０１７８】
一方、太陽電池出力電力判定部３２の判定結果により、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の定格電圧Ｖでの太陽電池１１の出力電力が出力電力増加方向判定部３０で判定したときの出力電力より小さいと判定されたときは、最終選択部３３は、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向と逆方向に定格電圧がある二次電池１２のうち、その定格電圧での太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力となる二次電池１２の定格電圧での太陽電池の出力電力Ｐを求め、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の出力電力Ｐとを比較し、出力電力が大きい方の二次電池１２を選択する。
【０１７９】
図１９は本発明の第８の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフである。図１９では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線Ｃ１及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ１を示しており、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）の場合を示している。
【０１８０】
太陽電池１１の起動時には最大電力追従制御部２３が起動され、図１９に示すように、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ１は、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲で最大電力追従制御が開始される。このときの太陽電池１１の出力電力はＰ１ｐである。最大電力追従制御の開始時点においては、太陽電池１１の出力電力は必ずしも最大出力電力ではないので、出力電力が増加する電圧方向がある。
【０１８１】
図１９では、動作電圧Ｖｐ１を正方向に微少電圧ΔＶだけ移動させて動作電圧Ｖｐ１’とした場合を示している。この最大電力追従制御により動作電圧Ｖｐ１を正方向にΔＶだけ変化させた動作電圧Ｖｐ１’では、太陽電池１１の出力電力はＰ１ｐ’となり、Ｐ１ｐ’＞Ｐ１ｐであるので、動作電圧Ｖｐ１を正方向に移動させたときには、太陽電池１１の出力電力が増加していることが分かる。出力電力増加方向判定部３０は、出力電力が増加する電圧方向（正方向）を検出するとともに、その増加した太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｐ’を検出する。
【０１８２】
次に、暫定選択部３１は、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向（正方向）に定格電圧がある二次電池１２のうち、その定格電圧での太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池１２を暫定的に選択する。暫定選択部３１は、動作電圧Ｖｐ１が増加した電圧方向（Ｖｐ１→Ｖｐ１’）に複数個の二次電池１２がある場合には、太陽電池出力電力判定部３２を起動して、複数個の二次電池１２の定格電圧での太陽電池の出力電力を求め、これら二次電池１２のうち、太陽電池の出力電力が最大出力となる二次電池１２を暫定的に選択する。図１９に場合には、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向（正方向）には定格電圧Ｖｃの二次電池１２ｃしかないので、二次電池１２ｃを暫定的に選択する。
【０１８３】
そして、太陽電池出力電力判定部３２は、暫定的に選択した二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃでの太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｃを求め、最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ１ｐ’より大きいか否かを判定する。図１９では、Ｐ１ｃ＞Ｐ１ｐ’である。
【０１８４】
最終選択部３３は、二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃでの太陽電池１１の出力電力Ｐ１ｃが最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ１ｐ’より大きいので、その二次電池１２ｃを選択する。二次電池１２ｃは既に直流系統１４の太陽電池１１に並列に接続されているので、そのままとする。この場合は、最大電力追従制御部２３で二次電池１２ｃの定格電圧Ｖｃで運転させるだけで、二次電池１２ｃが求める二次電池であることが分かる。
【０１８５】
図２０は本発明の第８の実施の形態に係る太陽光発電装置の動作の他の一例を示す太陽電池のＶ−Ｉ特性及びＶ−Ｐ特性のグラフである。図２０では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｉ特性曲線Ｃ２及びＶ−Ｐ特性曲線Ｐ２を示しており、動作電圧Ｖｐ２が増加した電圧方向（Ｖｐ２→Ｖｐ２’）に複数個（２個）の二次電池１２ｂ、１２ｃ（定格電圧Ｖｂ、Ｖｃ）があり、出力電力が大きい方の二次電池１２ｂが最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ２ｐ’よりも小さい場合を示している。
【０１８６】
図１９の場合と同様に、太陽電池１１の起動時には、太陽電池１１の動作電圧Ｖｐ２は、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲で最大電力追従制御が開始される。
【０１８７】
図１９の場合と同様に、動作電圧Ｖｐ２を正方向に微少電圧ΔＶだけ移動させて動作電圧Ｖｐ２’とした場合に、太陽電池１１の出力電力はＰ２ｐ’となり、Ｖｐ２’＞Ｖｐ２であるので、動作電圧Ｖｐ２を正方向に移動させたときには、太陽電池１１の出力電力Ｐが増加していることが分かる。出力電力増加方向判定部３０は、出力電力Ｐが増加する電圧方向（正方向）を検出するとともに、その増加した太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｐ’を検出する。
【０１８８】
次に、暫定選択部３１は、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向（正方向）にある二次電池１２ｂ、１２ｃ（定格電圧Ｖｂ、Ｖｃ）のうち、太陽電池１１の出力電力が最大出力となる二次電池１２を暫定的に選択する。図１９の場合は、定格電圧Ｖｂの出力電力Ｐ２ｂが定格電圧Ｖｃの出力電力Ｐ２ｃより大きいので、定格電圧Ｖｂの二次電池１２ｂを暫定的に選択する。
【０１８９】
そして、太陽電池出力電力判定部３２は、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｂが最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ２ｐ’より大きいか否かを判定する。図２０では、Ｐ２ｂ＜Ｐ２ｐ’である。
【０１９０】
最終選択部３３は、二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｂが最大電力追従制御の開始時の増加した出力電力Ｐ２ｐ’より小さいので、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向と逆方向に定格電圧がある二次電池１２のうち、太陽電池１１の出力電力Ｐが最大出力となる二次電池１２の定格電圧での太陽電池の出力電力を求め、暫定選択部３１で選択された二次電池１２の出力電力とを比較し、出力電力Ｐが大きい方の二次電池１２を選択する。
【０１９１】
図２０の場合には、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向と逆方向には二次電池１２ａしかないので、最終選択部３３は、暫定選択部３１で選択された二次電池１２ｂの定格電圧Ｖｂでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ｂと、二次電池１２ａの定格電圧Ｖａでの太陽電池１１の出力電力Ｐ２ａとを比較する。図２０では、Ｐ２ａ＜Ｐ２ｂであるので、最終選択部３３は、出力電力Ｐが大きい方の二次電池１２ｂを選択する。なお、Ｐ２ａ＞Ｐ２ｂである場合には、二次電池１２ａを選択することになる。
【０１９２】
第８の実施の形態では、太陽電池１１の起動時に二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれかを接続する場合には、最大電力追従制御部２３を起動し、３個の二次電池１２ａ、１２ｂ、１２ｃの定格電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの中間電圧範囲で最大電力追従制御を開始させ、最大電力追従制御により太陽電池１１の出力電力が増加した電圧方向にある定格電圧の二次電池１２のうち、最大出力の二次電池１２を暫定的に選択する。そして、その二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より大きいか否かを判定し、大きいときはその二次電池１２を選択する。
【０１９３】
一方、暫定的に選択した二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力が電圧方向を判定したときの出力電力より小さいときは、出力電力増加方向判定部３０で判定された電圧方向と逆方向にある二次電池１２の定格電圧での太陽電池１１の出力電力と比較する。そして、出力電力が大きい方の二次電池を選択する。従って、３個以上の二次電池が接続された場合であっても、太陽電池の発電能力を最大限に発揮させる二次電池を選択できる。
【符号の説明】
【０１９４】
１１…太陽電池、１２…二次電池、１３…スイッチ回路、１４…直流系統、１５…インバータ、１６…交流系統、１７…二次電池選択部、１８…太陽電池動作電圧判定部、１９…第１二次電池選択部、２０…第２二次電池選択部、２１…制御部、２２…二次電池接続部、２３…最大電力追従制御部、２４…充放電制御部、２５…インバータ制御部、２６…スイッチング素子、２７…インバータ出力監視部、２８…充電深度監視部、２９…太陽電池起動部、３０…出力電力増方向判定部、３１…暫定選択部、３２…太陽電池出力電力判定部、３３…最終選択部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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