(57)【要約】【課題】太陽光発電パネルで発電された電力をより高い効率で二次電池に充電可能であり、かつ、高いエネルギー効率で発光ダイオードからなる照明器具を駆動可能な充放電システムを提供する。【解決手段】太陽光エネルギを電気エネルギに変換して、直流電力を発電する太陽光発電パネル１１と、太陽光発電パネル１１により発電した直流電力が充電する二次電池１３と、太陽光発電パネル１１の発電状態と二次電池１３の充電状態とに応じて、最大電力点追跡制御法に従い、二次電池１３の充放電動作を制御する充放電制御部１２と、二次電池１３から供給される電力によって直流駆動される発光ダイオード素子を有する照明器１５とを備える。【選択図】図１
0003162887.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルと、
上記太陽光発電パネルにより発電した直流電力が充電される二次電池と、
上記二次電池の充放電動作を制御する充放電制御部と、
上記二次電池から供給される電力によって直流駆動される発光ダイオード素子を有する照明器具とを備え、
上記充放電制御部は、
上記太陽光発電パネルにより発電した直流電圧を変圧して、変圧した直流電圧を上記二次電池に印加する直流電源電圧変換部と、
上記太陽光発電パネルの出力端から、上記直流電源電圧変換部と上記二次電池とを負荷回路とした負荷電流と負荷電圧とを検出する負荷電流電圧検出部と、
上記二次電池の正負端子間の電圧を検出する電池電圧検出部とを有し、
上記負荷電流電圧検出部による検出結果から、負荷電流を変化させたときの負荷電圧の変化を示す電流電圧特性を多項式近似し、該多項式近似した式に基づいて算出した最大電力点となるように、上記直流電源電圧変換部の動作を制御し、
上記電池電圧検出部により検出された電圧が所定の閾値以上となったとき、上記直流電源変換部を制御して充電動作を停止する充放電システム。
【請求項２】
上記充放電制御部は、上記負荷電流電圧検出部により２つの異なる負荷状態で検出した負荷電流と負荷電圧とを用いて、負荷電流を変化させたときの負荷電圧の変化を示す電流電圧特性を１次式で近似し、該近似した１次式に基づいて算出した最大電力点となるように、上記直流電源電圧変換部の動作を制御する請求項１記載の充放電システム。
【請求項３】
上記二次電池の放電電圧を変圧して、該変圧した直流電圧を上記照明器具に印加するＤＣ−ＤＣ変換器を更に備え、
上記充放電制御部は、上記二次電池が上記照明器具に放電している動作中に、上記電池電圧検出部により検出された二次電池の電圧が所定の閾値以下となったとき、上記ＤＣ−ＤＣ変換器を制御して放電動作を停止する請求項１記載の充放電システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、直流駆動型の発電機により発電された電力が充電される二次電池の充放電動作を制御する充放電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギを電気エネルギに変換して直流電力を発電する太陽光発電パネルは、太陽光を受ける状態により、発電状態が常に変化する。このため、太陽光発電パネルは、発電した発電電力を蓄電する二次電池と接続されている。すなわち、太陽光発電パネルにより発電された発電電力は、二次電池を介して、例えば太陽光発電パネルが設置された家屋の屋内に配置された電気機器に供給される。
【０００３】
太陽光発電パネルや、太陽光発電パネルで発電した電力を蓄えるバッテリが直流電力を出力するのに対して、従来のＬＥＤ照明器具は、商用交流電源の供給を受けて駆動される。このため、従来のＬＥＤ照明器具を動作させるには、太陽光発電パネルやバッテリから電源供給を受けるため、直流を交流に変換するインバーターを別途設ける必要があった。
【０００４】
また、太陽光発電パネルで発電された電力が充電される二次電池の充電効率を高くすることが望まれる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、交流の発電機に接続された電気的負荷に対して常に最大の発電出力を供給するための最大電力追従制御において、交流の発電機の電流−電圧特性が多項式で近似可能なことに着目し、それらの係数を用いて最大電力点をもたらす動作点を予測的にすばやく決定し設定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６７６０３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、太陽光発電パネルで発電された電力をより高い効率で二次電池に充電可能であり、かつ、高いエネルギー効率で発光ダイオードからなる照明器具を駆動可能な充放電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための手段として、本考案に係る充放電システムは、太陽光発電パネルと、上記太陽光発電パネルにより発電した直流電力が充電される二次電池と、上記二次電池の充放電動作を制御する充放電制御部と、上記二次電池から供給される電力によって直流駆動される発光ダイオード素子を有する照明器具とを備え、上記充放電制御部は、上記太陽光発電パネルにより発電した直流電圧を変圧して、変圧した直流電圧を上記二次電池に印加する直流電源電圧変換部と、上記太陽光発電パネルの出力端から、上記直流電源電圧変換部と上記二次電池とを負荷回路とした負荷電流と負荷電圧とを検出する負荷電流電圧検出部と、上記二次電池の正負端子間の電圧を検出する電池電圧検出部とを有し、上記負荷電流電圧検出部による検出結果から、負荷電流を変化させたときの負荷電圧の変化を示す電流電圧特性を多項式近似し、該多項式近似した式に基づいて算出した最大電力点となるように、上記直流電源電圧変換部の動作を制御し、上記電池電圧検出部により検出された電圧が所定の閾値以上となったとき、上記直流電源変換部を制御して充電動作を停止する。
【考案の効果】
【０００９】
本考案は、電流電圧特性を多項式近似した式に基づいて算出した最大電力点となるように、直流電源電圧変換部の動作を制御することで、太陽光発電パネルの発電状態と負荷回路の動作状態とが変化しても迅速に最大電力点となるように、二次電池の充電動作を行うことができる。このため、本考案は、太陽光発電パネルの発電状態と二次電池の充電状態とに応じて、最大電力点追跡制御法に従い、二次電池の充放電動作を制御することによって、太陽光発電パネルで発電された電力をより高い効率で二次電池に充電しつつ、二次電池が過充電状態とならないようにすることができる。
【００１０】
また、本考案は、二次電池から放電される直流電源を用いて、発光ダイオード素子を有する照明器具を交流に変換することなく直流駆動させるので、交流駆動型の照明器具に比べて、高効率で照明を行うことができ、かつ、直流電源を交流電源に変換するインバータを設ける必要がなくコストを抑えることができる。
【００１１】
このようにして、本考案は、太陽光発電パネルの発電状態と二次電池の充電状態とに応じて、最大電力点追跡制御法に従い、二次電池の充放電動作を制御することによって、太陽光発電パネルで発電された電力をより高い効率で二次電池に充電することができるとともに、高いエネルギー効率で発光ダイオードからなる照明器具を駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本考案が適用された充放電システム１の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、充放電制御部の全体構成を示す図である。
【図３】図３は、マイクロコンピュータによる過充電防止制御について説明するための図である。
【図４】図４は、マイクロコンピュータによる過放電防止制御について説明するための図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、本考案を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本考案が適用された充放電システム１の全体構成を示す図である。
【００１５】
すなわち、充放電システム１は、太陽光発電パネル１１と、充放電制御部１２と、二次電池１３と、ＤＣ−ＤＣ変換器１４と、ＬＥＤ照明器１５とを備える。また、充放電システム１は、交流電源１６と、ＳＷ電源部１７と、ＡＣ−ＤＣ変換器１８とを備える。
【００１６】
太陽光発電パネル１１は、太陽光エネルギを電気エネルギに変換して、直流電力を発電する。太陽光発電パネル１１は、充放電制御部１２を介して二次電池１３と接続されており、発電した直流電力を二次電池１３に供給する。また、太陽光発電パネル１１の発電状態は、太陽光の放射照度、及び、パネルの温度に応じて変化する。
【００１７】
充放電制御部１２は、太陽光発電パネル１１から二次電池１３に流れる充電電流経路の電流の流れを制御するとともに、二次電池１３の放電動作を制御する。
【００１８】
二次電池１３は、充放電制御部１２の充放電動作に従って、太陽光発電パネル１１から供給された直流電力を充電し、また、当該二次電池２に充電した電力を、ＤＣ−ＤＣ変換器１４を介してＬＥＤ照明器１５に放電する。
【００１９】
ＤＣ−ＤＣ変換器１４は、二次電池１３からの放電電圧を、ＬＥＤ照明器１５の動作直流電圧に変圧して、変圧したに二次電池１３からの電力をＬＥＤ照明器１５に供給する。
【００２０】
ＬＥＤ照明器１５は、ＤＣ−ＤＣ変換器１４を介して二次電池１３の電源電力により直流駆動される電気機器であって、発光ダイオード素子からなる照明器具である。
【００２１】
交流電源１６は、例えば、１００Ｖ又は２００Ｖの商用交流電源であって、ＳＷ電源部１７とＡＣ−ＤＣ変換器１８とに供給される。
【００２２】
ＳＷ電源部１７は、交流電源１６からの電源電圧を直流に変換して充放電制御部１２を介して二次電池１３に供給する。
【００２３】
ＡＣ−ＤＣ変換器１８は、交流電源１６からの電源電圧を、ＬＥＤ照明器１５の動作直流電圧に変圧して、変圧した交流電源１６からの電力をＬＥＤ照明器１５に供給して、ＬＥＤ照明器１５を駆動させる。
【００２４】
以上のような構成からなる充放電システム１では、太陽光発電パネル１１で発電された電力をより高い効率で二次電池１３に充電するため、充放電制御部１２が次のような動作を行う。
【００２５】
すなわち、充放電制御部１２は、太陽光発電パネル１１の発電状態と二次電池１３の充電状態とに応じて、最大電力点追跡制御法に従い、二次電池１３の充放電動作を制御するため、図２に示すような構成を有している。
【００２６】
すなわち、充放電制御部１２は、図２に示すように、直流電源電圧変換部１２ａと、負荷電流電圧検出部１２ｂと、二次電池１３の正負端子間の電圧を検出する電池電圧検出部１２ｃと、マイクロコンピュータ１２ｄとを備える。
【００２７】
直流電源電圧変換部１２ａは、太陽光発電パネル１１により発電した直流電圧を変圧して、変圧した直流電圧を二次電池１３に印加する。ここで、直流電源電圧変換部１２ａは、ちょうど電気的に巻線比を調整可能な変圧器のように振る舞い、太陽光発電パネル１１と二次電池１３との整合器の役目を果たしている。直流電源電圧変換部１２ａは、接続される電力変換器の種類は問わないが、特に非絶縁型昇降圧チョッパ回路を用いることが望ましい。この理由は、昇降圧動作が可能であること、入力側と出力側が電気的に絶縁されている必要がないこと、構成が簡単で制御が容易であること、トランスを用いていない分変換効率を高く保つことができることが挙げられる。また、太陽光発電パネル１１からの出力電圧が十分高く降圧動作のみしか必要でないときは、降圧型コンバータを採用すればよい。
【００２８】
負荷電流電圧検出部１２ｂは、太陽光発電パネル１１の出力端から、直流電源電圧変換部１２ａと二次電池１３とを負荷回路２とした負荷電流と負荷電圧とを検出する。具体的には、負荷電流電圧検出部１２ｂは、太陽光発電パネル１１と直流電源電圧変換部１２ａとの信号経路間に接続した電流計から負荷電流Ｉ１を検出し、太陽光発電パネル１１の出力端側から直流電源電圧変換部１２ａと並列接続した電圧計から負荷電圧Ｖ１を検出する。
【００２９】
電池電圧検出部１２ｃは、二次電池１３の正負端子と接続された電圧計から二次電池１３の電圧を検出する。
【００３０】
マイクロコンピュータ１２ｄは、負荷電流電圧検出部１２ｂによる検出結果と、電池電圧検出部１２ｃによる検出結果とに基づいて、直流電源電圧変換部１２ａの動作を制御する。
【００３１】
＜最大電力点追従制御＞
【００３２】
マイクロコンピュータ１２ｄは、太陽光発電パネル１１の発電状態を考慮して高効率で充電動作を行うため、負荷電流電圧検出部１２ｂによる検出結果から、負荷電流を変化させたときの負荷電圧の変化を示す電流電圧特性を多項式近似し、多項式近似した式に基づいて算出した最大電力点となるように、直流電源電圧変換部１２ａの動作を制御する。
【００３３】
ここで、負荷電流Ｉ１を変化させたときの負荷電圧Ｉ２の変化を示す電流電圧特性について説明する。まず、太陽光発電パネル１１が無負荷状態において、所定の発電状態で発電しており、これを初期発電状態と呼ぶこととする。この状態から負荷回路２に流れる負荷電流Ｉ１を徐々に増加させていくと、負荷回路２に供給される電力Ｐ１（＝Ｖ１×Ｉ１）が変化する。
【００３４】
ここで、太陽光発電パネル１１から負荷回路２に供給される電力Ｐ１は負荷電流Ｉ１の関数で表すことができるので、最大電力をもたらす最適な電流値が存在する。例えば、最大電力Ｐｍａｘをもたらす最適な電流値をＩｍとすると、それ以外、例えばＩａやＩｂなどの負荷電流値で運転しても最大電力は得られていないことになる。また、太陽光発電パネル１１の放射照度、パネルの温度が変化して発電状態が変化してしまうと最適な電流値も変化してしまう。
【００３５】
このような前提の下、負荷回路２の電流−電圧特性曲線について説明する。負荷回路２の負荷抵抗が高インピーダンスのときは、負荷電流Ｉ１は流れにくく負荷電圧Ｖ１は高い状態である。逆に負荷抵抗を低インピーダンスにすると、負荷電流Ｉ１は多く流れ負荷電圧Ｖ１は低くなる。
【００３６】
電流−電圧特性曲線は、例えば、近似直線のような一次関数で直線近似することができる。
【００３７】
近似直線は、下記の（１）式で表すことができる。
【００３８】
Ｖ１（Ｉ１）＝αＩ１＋β  ・・・  （１）
【００３９】
（１）式では、負荷電圧Ｖ１を負荷電流Ｉ１の一次関数として表し、αは近似直線の傾き、βはそのオフセット（切片）である。
【００４０】
また、電力Ｐ１は下記の（２）式で与えられる。
【００４１】
Ｐ１＝Ｖ１×Ｉ１  ・・・（２）
【００４２】
（１）式及び（２）式より、下記の（３）式のように電力Ｐ１を負荷電流Ｉ１のみを変数として表せることができる。
【００４３】
Ｐ１（Ｉ１）＝（αＩ１＋β）Ｉ１  ・・・（３）
【００４４】
このように、（３）式に示した電力の関数Ｐ１もＩ１に関する２次関数であるため、最大電力点を有する。そこで、その最大電力点を解析的に求めるために（３）式を変数Ｉ１で微分して、最大電力点を与える電流値Ｉ１ｍは、その一階導関数が０と交差する点から求まる。
【００４５】
（３）式の一階導関数は下記の（４）式のようになる。
【００４６】
∂Ｐ１（Ｉ１）／∂Ｉ１＝２αＩ１＋β＝０・・・（４）
【００４７】
ここで、一変数の微分記号ｄを用いずに多変数の偏微分記号∂を用いている意味は、（３）式で示した電力Ｐ１は実際には負荷電流Ｉ１のみの関数ではなく太陽光発電パネル１１の発電状態にも関係しているためである。（４）式を解くと、最大電力点を与える最適な負荷電流値Ｉ１ｍは、下記の（５）式となる。
【００４８】
Ｉ１ｍ＝−β／（２α）  ・・・（５）
【００４９】
（５）式から明らかなように、最大電力点を与える最適な負荷電流Ｉ１は電流−電圧特性曲線の傾きを示すαと、オフセット（切片）を示すβから求まる。
【００５０】
そして、その電流−電圧特性曲線の傾きは、２点の電圧と電流のデータ対をサンプリングすれば決定できる。これは極めて高速な推定が可能であることを意味している。
【００５１】
そこで、マイクロコンピュータ１２ｄは、負荷電流電圧検出部１２ｂにより２つの異なる負荷状態で検出した負荷電流Ｉ１と負荷電圧Ｖ１とを用いて、電流電圧特性の１次近似式を表すためのαとβとを算出して、算出したαとβとから上述した（５）式から最大電力点となる負荷電流値Ｉ１ｍを算出して、負荷電流値Ｉ１ｍとなるように直流電源電圧変換部１２ａの動作を制御する。
【００５２】
なお、上述したように電流電圧特性曲線を１次多項式で近似したが、これに限定されず、より高次多項式により近似することで、演算量は増大するが、最大電力点を精度良く算出することができる。
【００５３】
例えば電流電圧特性曲線は、下記の（６）式に示すような、ｐ次多項式で近似的に表される。
【００５４】
Ｖ１＝γｐＩ１ｐ＋γｐ−１Ｉ１ｐ−１＋・・・＋γ１Ｉ１１＋γ０  ・・・（６）
【００５５】
よって、最大電力点となる負荷電流Ｉ１は、下記の（７）式を満足する根（解）で与えられる。
【００５６】
∂Ｐ１（Ｉ１）／∂Ｉ１＝（ｐ＋１）γｐＩ１ｐ＋ｐγｐ−１Ｉ１ｐ−１＋・・・２γ１Ｉ１１＋γ０＝０  ・・・（７）
【００５７】
（７）式で示されるｐ次一般多項式の実係数γｐ、γｐ−１、・・・、γ１、γ０を決定するためには、最低限ｐ＋１個のサンプリング点が必要である。従って、あまり次数ｐを高くし過ぎるとモデリングのための計算量が増加してしまう。よって、制御のリアルタイム性より解析的に（７）式の根（解）求めることができる限界としてｐ＝２次程度である。
【００５８】
マイクロコンピュータ１２ｄは、負荷電流電圧検出部１２ｂによりｐ個の異なる負荷状態で検出した負荷電流Ｉ１と負荷電圧Ｖ１とを用いて、電流電圧特性のｐ次近似式を表すためのγを算出する。そして、マイクロコンピュータ１２ｄは、算出したγから最大電力点となる負荷電流値を算出して、この負荷電流値となるように直流電源電圧変換部１２ａの動作を制御するようにしてもよい。
【００５９】
このようにして、マイクロコンピュータ１２ｄは、電流電圧特性を多項式近似した式に基づいて算出した最大電力点となるように、直流電源電圧変換部１２ａの動作を制御することで、太陽光発電パネル１１の発電状態と負荷回路３の動作状態とが変化しても迅速に最大電力点となるように直流電源電圧変換部１２ａを動作させることができる。このため、マイクロコンピュータ１２ｄは、太陽光発電パネル１１の発電状態を考慮して高効率で二次電池１３の充電動作を行うことができる。
【００６０】
＜過充電防止制御＞
【００６１】
また、マイクロコンピュータ１２ｄは、具体的には、図３に示すフローチャートに従って、二次電池１３が過充電状態にならないようにするため、電池電圧検出部１２ｃによる検出結果に基づいて、直流電源電圧変換部１２ａの動作を制御する。
【００６２】
ステップＳ１１において、マイクロコンピュータ１２ｄは、直流電源電圧変換部１２ａを駆動させて、二次電池１３と太陽光発電パネル１１との間に流れる充電電流経路を接続する。
【００６３】
ステップＳ１２において、マイクロコンピュータ１２ｄは、電池電圧検出部１２ｃにより検出した二次電池１３の電圧の値が、過充電状態の電圧を示す過充電電圧の値以上となっているか否かを判断する。ここで、電圧の値が過充電電圧の値以上のときステップＳ１３に進み、それ以外のときは、繰り返し当該判断処理ステップを行う。
【００６４】
ステップＳ１３において、マイクロコンピュータ１２ｄは、直流電源電圧変換部１２ａの動作を停止して、二次電池１３と太陽光発電パネル１１との間に流れる充電電流経路を遮断する。
【００６５】
ステップＳ１４において、マイクロコンピュータ１２ｄは、電池電圧検出部１２ｃにより検出した二次電池１３の電圧の値が、過充電電圧以下に設定した規定電圧１の値以下となっているか否かを判断する。マイクロコンピュータ１２ｄは、二次電池１３の電圧の値が規定電圧１の値以下となるまで繰り返し、当該判断処理ステップを行い、二次電池１３の電圧の値が規定電圧１の値以下になるとステップＳ１１に戻って充電動作を再開する。ここで、単に過充電状態での充電動作を防止するには、規定電圧１を過充電電圧に設定すればよいが、規定電圧１の値を過充電電圧よりも低く設定することで、二次電池１３の電圧の変動によって頻繁に充電動作の停止と開始とを繰り返すのを防止するヒステリシス特性を実現し、過充電状態での充電を確実に防止することができる。
【００６６】
上述したステップＳ１１からステップＳ１４の処理に従って、マイクロコンピュータ１２ｄは、電池電圧検出部１２ｃにより検出された二次電池１３の電圧が過充電電圧以上となったとき、直流電源電圧変換部１２ａを制御して充電動作を停止することによって、二次電池１３が過充電状態での充電を防止することができる。
【００６７】
＜過放電防止制御＞
【００６８】
また、マイクロコンピュータ１２ｄは、具体的には、図４に示すフローチャートに従って、二次電池１３が過放電状態にならないようにするため、電池電圧検出部１２ｃによる検出結果に基づいて、ＤＣ／ＤＣ変換器１４の動作を制御する。
【００６９】
ステップＳ２１において、マイクロコンピュータ１２ｄは、ＤＣ／ＤＣ変換器１４を駆動させて、二次電池１３とＬＥＤ照明器１５との間に流れる放電電流経路を接続する。
【００７０】
ステップＳ２２において、マイクロコンピュータ１２ｄは、電池電圧検出部１２ｃにより検出した二次電池１３の電圧の値が、過放電状態の電圧を示す過放電電圧の値以下となっているか否かを判断する。ここで、電圧の値が過放電電圧の値以上のときステップＳ２３に進み、それ以外のときは、繰り返し当該判断処理ステップを行う。
【００７１】
ステップＳ２３において、マイクロコンピュータ１２ｄは、ＤＣ／ＤＣ変換器１４の動作を停止して、二次電池１３とＬＥＤ照明器１５との間に流れる放電電流経路を遮断する。
【００７２】
ステップＳ２４において、マイクロコンピュータ１２ｄは、電池電圧検出部１２ｃにより検出した二次電池１３の電圧の値が、過放電電圧以上に設定した規定電圧２の値以上となっているか否かを判断する。マイクロコンピュータ１２ｄは、二次電池１３の電圧の値が規定電圧２の値以上となるまで繰り返して当該判断処理ステップを行い、二次電池１３の電圧の値が規定電圧２の値以上になるとステップＳ２１に戻って放電動作を再開する。ここで、単に過放電状態での放電動作を防止するには、規定電圧２を過放電電圧に設定すればよいが、特に、規定電圧２の値を過放電電圧よりも高く設定することで、二次電池１３の電圧の変動によって頻繁に放電動作の停止と開始とを繰り返すのを防止するヒステリシス特性を実現し、過放電状態での放電を確実に防止することができる。
【００７３】
上述したステップＳ１２からステップＳ２４の処理に従って、マイクロコンピュータ１２ｄは、電池電圧検出部１２ｃにより検出された二次電池１３の電圧が過放電電圧以下となったとき、ＤＣ／ＤＣ変換器１４を制御して放電動作を停止することによって、二次電池１３が過放電状態での放電を防止することができる。
【００７４】
以上のようにして、充放電制御部１２は、負荷電流電圧検出部１２ｂによる検出結果と、電池電圧検出部１２ｃによる検出結果とに基づいて、直流電源電圧変換部１２ａの動作を制御することで、高充電効率で二次電池１３の充電動作を行いつつ、二次電池１３が過充電状態とならないようにすることができる。さらに、充放電制御部１２は、二次電池１３が過放電状態とならないようにすることもできる。
【００７５】
したがって、充放電制御部１２は、太陽光発電パネル１１の発電状態と二次電池１３の充電状態とに応じて、最大電力点追跡制御法に従い、二次電池１３の充放電動作を制御することによって、太陽光発電パネル１１で発電された電力をより高い効率で二次電池１３に充電することができる。
【００７６】
なお、太陽光発電パネル１１の電圧が二次電池の１３電圧以下になった場合には、充放電制御部１２のマイクロコンピュータ１２ｄは、太陽光発電パネル１１からの発電電力による充電電流経路を遮断する。このようにして、充放電制御部１２は、有効な電圧のみを二次電池１３に印加するように制御する。
【００７７】
また、太陽光発電パネル１１の発電状態が悪い場合、二次電池１３が長時間の無充電となって、二次電池１３自体の劣化してしまうのを抑制するため、充放電制御部１２のマイクロコンピュータ１２ｄは、ＳＷ電源部１７により直流に変換された電力を二次電池１３に供給するように制御する。この動作に合わせて、充放電制御部１２は、ＡＤ−ＤＣ変換器１８を駆動させて、二次電池１３からの電源経路ではなく、交流電源１６からの電源経路によってＬＥＤ照明器１５を動作させるようにしてもよい。
【００７８】
また、以上の構成からなる充放電システム１は、二次電池１３から放電される直流電源を用いて、発光ダイオード素子を有するＬＥＤ照明器１５を交流に変換することなく直流駆動させるので、交流駆動型の照明器具に比べて、高効率で照明を行うことができ、かつ、直流電源を交流電源に変換するインバータを設ける必要がなくコストを抑えることができる。
【００７９】
このようにして、充放電システム１は、太陽光発電パネル１１の発電状態と二次電池１３の充電状態とに応じて、最大電力点追跡制御法に従い、二次電池１３の充放電動作を制御することによって、太陽光発電パネル１１で発電された電力をより高い効率で二次電池１３に充電することができるとともに、高いエネルギー効率で発光ダイオードからなるＬＥＤ照明器１５を駆動させることができる。
【００８０】
なお、本考案は、以上の実施形態のみに限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８１】
１  充放電システム、２  負荷回路、１１  太陽光発電パネル、１２  充放電制御部、１２ａ  直流電源電圧変換部、１２ｂ  負荷電流電圧検出部、１２ｃ  電池電圧検出部、１２ｄ  マイクロコンピュータ、
１３  二次電池、１４  ＤＣ−ＤＣ変換器、１５  ＬＥＤ照明器、１６  交流電源、１７  ＳＷ電源部、１８  ＡＣ−ＤＣ変換器
【図１】
0003162887.tif 000003
【図２】
0003162887.tif 000004
【図３】
0003162887.tif 000005
【図４】
0003162887.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月16日(2010.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルと、
上記太陽光発電パネルにより発電した直流電力が充電される二次電池と、
上記二次電池の充放電動作を制御する充放電制御部と、
上記二次電池から供給される電力によって直流駆動される発光ダイオード素子を有する照明器具とを備え、
上記充放電制御部は、
上記太陽光発電パネルにより発電した直流電圧を変圧して、変圧した直流電圧を上記二次電池に印加する直流電源電圧変換部と、
上記太陽光発電パネルの出力端から、上記直流電源電圧変換部と上記二次電池とを負荷回路とした負荷電流と負荷電圧とを検出する負荷電流電圧検出部と、
上記二次電池の正負端子間の電圧を検出する電池電圧検出部とを有し、
上記負荷電流電圧検出部による検出結果から、負荷電流を変化させたときの負荷電圧の変化を示す電流電圧特性を多項式近似し、該多項式近似した式に基づいて算出した最大電力点となるように、上記直流電源電圧変換部の動作を制御し、
上記電池電圧検出部により検出された電圧が所定の閾値以上となったとき、上記直流電源電圧変換部を制御して充電動作を停止する充放電システム。
【請求項２】
上記充放電制御部は、上記負荷電流電圧検出部により２つの異なる負荷状態で検出した負荷電流と負荷電圧とを用いて、負荷電流を変化させたときの負荷電圧の変化を示す電流電圧特性を１次式で近似し、該近似した１次式に基づいて算出した最大電力点となるように、上記直流電源電圧変換部の動作を制御する請求項１記載の充放電システム。
【請求項３】
上記二次電池の放電電圧を変圧して、該変圧した直流電圧を上記照明器具に印加するＤＣ−ＤＣ変換器を更に備え、
上記充放電制御部は、上記二次電池が上記照明器具に放電している動作中に、上記電池電圧検出部により検出された二次電池の電圧が所定の閾値以下となったとき、上記ＤＣ−ＤＣ変換器を制御して放電動作を停止する請求項１記載の充放電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決するための手段として、本考案に係る充放電システムは、太陽光発電パネルと、上記太陽光発電パネルにより発電した直流電力が充電される二次電池と、上記二次電池の充放電動作を制御する充放電制御部と、上記二次電池から供給される電力によって直流駆動される発光ダイオード素子を有する照明器具とを備え、上記充放電制御部は、上記太陽光発電パネルにより発電した直流電圧を変圧して、変圧した直流電圧を上記二次電池に印加する直流電源電圧変換部と、上記太陽光発電パネルの出力端から、上記直流電源電圧変換部と上記二次電池とを負荷回路とした負荷電流と負荷電圧とを検出する負荷電流電圧検出部と、上記二次電池の正負端子間の電圧を検出する電池電圧検出部とを有し、上記負荷電流電圧検出部による検出結果から、負荷電流を変化させたときの負荷電圧の変化を示す電流電圧特性を多項式近似し、該多項式近似した式に基づいて算出した最大電力点となるように、上記直流電源電圧変換部の動作を制御し、上記電池電圧検出部により検出された電圧が所定の閾値以上となったとき、上記直流電源電圧変換部を制御して充電動作を停止する。