(57)【要約】【課題】太陽電池で発電された電力の利用効率を高めた太陽光発電利用システムを提供する。【解決手段】太陽光発電利用システム１０は、交流電源Ｓと負荷Ｍとの間の電力変換装置１２、太陽光を受けて発電する太陽電池ＳＣ、太陽電池ＳＣで発電された電力を充電する電気二重層コンデンサＥＤＬＣ、電力変換装置１２に電力を供給するための昇圧ユニット１４、太陽電池ＳＣで発電された電力の充電または放電を切り換える第１切換手段１６、電気二重層コンデンサＥＤＬＣと昇圧ユニット１４との接続をオン・オフする第２切換手段１８、太陽電池ＳＣと第１切換手段１６の間で直流電流を検出する直流電流検出部２０、負荷Ｍに流れる交流電流を検出する交流電流検出部２２、および各切換手段１６、１８の切り換えを制御する制御部２６を備える。【選択図】図１
2016082706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と負荷との間に配置され、コンバータ、インバータ、およびコンバータとインバータの間の直流リンクを備えた電力変換装置と、
太陽光を受けて発電する太陽電池と、
前記太陽電池で発電された電力を充電する電気二重層コンデンサと、
前記太陽電池および電気二重層コンデンサの電力を昇圧して前記直流リンクに電力を供給する昇圧ユニットと、
前記太陽電池から電気二重層コンデンサへの充電または太陽電池および電気二重層コンデンサの電力の放電を切り換える第１切換手段と、
前記太陽電池と第１切換手段の間で直流電流を検出する直流電流検出部と、
前記負荷に流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、
前記電気二重層コンデンサと昇圧ユニットの接続をオン・オフする第２切換手段と、
前記検出された直流電流の値および交流電流の値によって第１切換手段の切り換えおよび第２切換手段のオン・オフを制御する制御部と、
を備えた太陽電池システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記交流電流の値から負荷の消費電力を求め、
前記直流電流の値から昇圧ユニットに供給される電力または電気二重層コンデンサの充電状態を求める
請求項１の太陽電池システム。
【請求項３】
前記第１切換手段が充電側になった状態で、電気二重層コンデンサが満充電になれば、第１切換手段を放電側にし、第２切換手段をオフにする請求項２の太陽電池システム。
【請求項４】
前記昇圧ユニットが再起動するためのタイマーを備え、
前記第２切換手段をオフにした後に昇圧ユニットが起動しなければ、タイマーによって昇圧ユニットを再起動させる
請求項３の太陽電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に電力を直流で供給する太陽光発電利用システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の負荷である圧縮機のモータを駆動させるために、交流電源（商用電力系統）から電力変換装置を介してモータに電力を供給している。また、太陽電池を設置する企業や家庭が増加しており、再生可能エネルギーの利用が進んでいる。太陽電池の発電エネルギーは直流なので、直流のまま太陽電池の出力を電力変換装置の直流部(直流リンク)に供給することで、電力アシストが可能になる。
【０００３】
太陽電池の発電電力を空気調和機へ直流でアシストする場合、従来の商用電力系統を経由しての交流アシスト（直流→交流→直流）に比較して、通過する電力変換装置が少なくて済み、より多くの太陽電池の発電エネルギーを負荷へ供給することができる。
【０００４】
上記のように負荷に直流で電力アシストできる太陽光発電利用システムの一例を図４に示す。太陽光発電利用システム１００は、交流電源Ｓと負荷Ｍとの間に配置され、コンバータ２６、インバータ２８、およびコンバータ２６とインバータ２８の間の直流リンク３０を備えた電力変換装置１２、太陽光を受けて発電する太陽電池ＳＣ、太陽電池ＳＣの電力を昇圧して直流リンク３０に電力を供給する昇圧ユニット１４を備える。
【０００５】
負荷Ｍが空気調和機の圧縮機モータであれば、空調負荷変動に応じてモータの消費電力（負荷電力）は大きく変化し、空調負荷が小さい時は圧縮機のモータは停止状態（無負荷）となる。その際、太陽電池ＳＣで発電された電力を消費する負荷Ｍはゼロなので、太陽電池ＳＣの発電エネルギーを全く供給（活用）することができないという課題がある。この課題に対応するために図４の太陽光発電利用システム１００は、太陽電池ＳＣの発電電力を蓄電するための電気二重層コンデンサＥＤＬＣを付加している。
【０００６】
太陽光発電利用システム１００の出力電力に対して負荷Ｍが小さい時（負荷ゼロ時も）は、太陽電池ＳＣで発電された電力は電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電し、負荷Ｍが大きく電力アシストが可能なときに昇圧ユニット１４から直流リンク３０に太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣから出力される電力を供給している。
【０００７】
電気二重層コンデンサＥＤＬＣを付加した上記のような太陽光発電利用システム１００は、太陽電池ＳＣの発電電力を電気二重層コンデンサＥＤＬＣへ充電したり、負荷Ｍへ放電をおこなうために、切換手段１８、交流電流検出部２２および制御部１０２を備える。
【０００８】
負荷Ｍに流れる電流を交流電流検出部２２で検出し、制御部１０２が、電流値から負荷Ｍの消費電力を算出して、切換手段１６を切り換える。負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格電力よりも高くなれば、切換手段１６を放電側にする。昇圧ユニット１４が起動し、直流リンク３０に電力が供給される。一方、負荷Ｍの消費電力が太陽電池ＳＣの出力よりも低くなると、電力アシストを停止する。軽負荷状態検出で切換手段１８を放電から充電に切り換える。太陽電池ＳＣで発電された電力が電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電される。
【０００９】
電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になればそれ以上充電できないので、負荷Ｍが軽負荷状態でなければ、昇圧ユニット１４での電力損失を差し引いても、太陽電池ＳＣの電力を直流リンク３０にアシストする方が良い場合がある。しかし、図４の回路では、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態がわからず、電力アシストできるタイミングがわからない。
【００１０】
一方では、切換手段１６を定期的に切り換えて、昇圧ユニット１４をリセットし、定期的に電気二重層コンデンサＥＤＬＣを放電することが考えられる。しかし、切換手段１６を放電側にしたときに昇圧ユニット１４の出力電力より負荷Ｍの消費電力が低いと、昇圧ユニット１４がトリップ（動作を中断）し、電力アシストできない。これは、昇圧ユニット１４からアシストする電力が負荷Ｍの消費電力よりも高くなり、昇圧ユニット１４の過電圧保護機能が動作するためである。
【００１１】
また昇圧ユニット１４はトリップした後の自動復帰のために、タイマーを備える。昇圧ユニット１４は、トリップした後にタイマーが作動し、タイマーで設定された時間になった時に自動復帰する。その間は電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になっても、電力アシストに切り替えることができないが、これは本来アシスト可能な条件下においても電力アシストできないことを意味する。すなわち太陽電池ＳＣで発電された電力が、アシストが必要なときに利用されず、年間を通しての太陽光発電利用システム１００における太陽電池ＳＣの発電電力の利用効率を低下させる要因になる。
【００１２】
下記の特許文献１に太陽電池の電力を電気二重層コンデンサに充電し、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して出力する装置が開示されている。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの詳細仕様や負荷変動時の制御仕様については開示されておらず、太陽電池の出力電力が負荷電力を上回った場合、上記同様の問題（電力利用効率の低下）が生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２７２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、太陽電池で発電された電力の利用効率を高めた太陽光発電利用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】
【００１５】
本発明の太陽光発電利用システムは、交流電源と負荷との間に配置され、コンバータ、インバータ、およびコンバータとインバータの間の直流リンクを備えた電力変換装置と、太陽光を受けて発電する太陽電池と、前記太陽電池で発電された電力を充電する電気二重層コンデンサと、前記太陽電池および電気二重層コンデンサの電力を昇圧して前記直流リンクに電力を供給する昇圧ユニットと、前記太陽電池から電気二重層コンデンサへの充電または太陽電池および電気二重層コンデンサの電力の放電を切り換える第１切換手段と、前記太陽電池と第１切換手段の間で直流電流を検出する直流電流検出部と、前記負荷に流れる交流電流を検出する交流電流検出部と、前記電気二重層コンデンサと昇圧ユニットの接続をオン・オフする第２切換手段と、前記検出された直流電流の値および交流電流の値によって第１切換手段の切り換えおよび第２切換手段のオン・オフを制御する制御部とを備える。
【００１６】
交流電源の電力は電力変換装置を介して負荷に供給される。太陽電池で発電された電力は、昇圧ユニットを介して電力変換装置の直流リンクに供給されるか、電気二重層コンデンサに充電される。放電と充電の切り換えは、第１切換手段で行う。電気二重層コンデンサの昇圧ユニットへの接続は第２切換手段で行う。制御手段が直流電流検出部と交流電流検出部で検出された値を使用して、各切換手段を制御する。
【００１７】
前記制御部は、前記交流電流の値から負荷の消費電力を求め、前記直流電流の値から昇圧ユニットに供給される電力および電気二重層コンデンサの充電状態を求める。
【００１８】
前記第１切換手段が充電側になった状態で、電気二重層コンデンサが満充電（充電電流がゼロ）になれば、第１切換手段を放電側にし、第２切換手段をオフにする。
【００１９】
前記昇圧ユニットが再起動するためのタイマーを備え、前記第２切換手段をオフにした後に昇圧ユニットが起動しなければ、タイマーによって昇圧ユニットを再起動する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、電気二重層コンデンサが満充電になれば即放電することができ、太陽電池で発電された電力の利用効率が上がる。負荷の消費電力と電気二重層コンデンサの充電状態を検出しており、適切な電力アシストが可能になっている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本願の太陽光発電利用システムの回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の回路における制御を示すフローチャートである。
【図３】図１の回路におけるタイミングチャートである。
【図４】従来の太陽光発電利用システムの回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の太陽光発電利用システムについて図面を用いて説明する。
【００２３】
図１に示す本願の太陽光発電利用システム１０は、交流電源Ｓと負荷Ｍとの間の電力変換装置１２、太陽光を受けて発電する太陽電池ＳＣ、太陽電池ＳＣで発電された電力を充電する電気二重層コンデンサＥＤＬＣ、電力変換装置１２に電力を供給するための昇圧ユニット１４、太陽電池ＳＣで発電された電力の充電または放電を切り換える第１切換手段１６、電気二重層コンデンサＥＤＬＣと昇圧ユニット１４との接続をオン・オフする第２切換手段１８、太陽電池ＳＣと第１切換手段１６の間で直流電流を検出する直流電流検出部２０、負荷Ｍに流れる交流電流を検出する交流電流検出部２２、および各切換手段１６、１８の切り換えを制御する制御部２４を備える。
【００２４】
交流電源Ｓは商用の電力系統を含む。交流電源Ｓから電力変換装置１２に電力が供給され、電力変換装置１２が駆動する。また本願を空気調和機に適用すれば、負荷Ｍは室外機の圧縮機内蔵三相交流モータになる。
【００２５】
電力変換装置１２は、コンバータ２６、インバータ２８、およびコンバータ２６とインバータ２８の間の直流リンク３０を備える。コンバータ２６はダイオードブリッジなどの回路であり、交流電源Ｓが出力した交流電力を直流電力に変換する。インバータ２８は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング用パワー素子（トランジスタ）を複数備え、それらをオン・オフすることで、直流電力を交流電力に変換するものである。直流リンク３０はコンバータ２６の出力を受ける。直流リンク３０に平滑コンデンサやスナバ回路などを設けることができる。
【００２６】
複数の太陽電池ＳＣを接続した複数の太陽電池アレイと太陽電池アレイの電圧を出力するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備えることで、太陽光発電ユニットになる。各太陽電池アレイは直流電力を出力する過程でＤＣ／ＤＣコンバータによってＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御される。
【００２７】
電気二重層コンデンサＥＤＬＣは、太陽電池ＳＣが発電しているが、電力変換装置１２に電力をアシストできないときに、太陽電池ＳＣで発電された電力が充電される。電力アシスト可能なときは、電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電された電力を放電する。
【００２８】
昇圧ユニット１４は、電力を昇圧し、電力変換装置１２に供給するための回路である。昇圧ユニット１４は、太陽電池ＳＣから直接電力が供給されるか、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力が供給されるか、または両方から同時に電力が供給される。昇圧ユニット１４の出力は電力変換装置１２の直流リンク３０に接続される。
【００２９】
昇圧ユニット１４に太陽電池ＳＣ、電気二重層コンデンサＥＤＬＣまたはその両方から電力が供給されると、昇圧ユニット１４内の制御用電源が供給されて昇圧ユニット１４が起動（昇圧出力を開始）する。このとき負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力電力よりも高ければ、昇圧ユニット１４から直流リンク３０に電力を供給して、電力アシストする。昇圧ユニット１４の起動後に、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力電力未満になれば、昇圧ユニット１４はトリップ（昇圧動作を中断）する。昇圧ユニット１４は過電圧検知機能を備えており、直流リンク３０の過電圧を検知すると昇圧動作を中断して待機状態になるためである。
【００３０】
昇圧ユニット１４は異常検知状態を自動復帰させるためのタイマーを備えており、トリップするとタイマーが起動する。タイマーが起動すると、タイマーで設定された待機時間後に昇圧ユニット１４が自動復帰されるようになっている。
【００３１】
第１切換手段１６は、太陽電池ＳＣで発電された電力の充電と放電を切り換える回路である。第１切換手段１６は、太陽電池ＳＣの電力の行き先として、電気二重層コンデンサＥＤＬＣと昇圧ユニット１４を選択できるようになっている。充電を選択すれば電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電になり、放電を選択すれば昇圧ユニット１４に接続される。第１切換手段１６は、直流電路切換用のリレーを使用することができる。また、トランジスタなどのスイッチング素子によって、同等の回路を構成しても良い。
【００３２】
電気二重層コンデンサＥＤＬＣから太陽電池ＳＣと第１切換手段１６の間にダイオードＤと第２切換手段１８の直列回路が接続されている。ダイオードＤは、アノードが電気二重層コンデンサＥＤＬＣに接続され、カソードが太陽電池ＳＣに接続される。第２切換手段１８は、リレーなどのスイッチを使用する。
【００３３】
第２切換手段１８がオンの状態で、第１切換手段１６が放電になったときに、電気二重層コンデンサＥＤＬＣに充電された電力が、第２切換手段１８、ダイオードＤおよび第１切換手段１６を介して昇圧ユニット１４に供給される。第２切換手段１８がオフになると、電気二重層コンデンサＥＤＬＣと昇圧ユニット１４とが非接続になり、電気二重層コンデンサＥＤＬＣは放電できなくなる。第２切換手段１８はリレーなどを使用する。
【００３４】
電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電で、負荷Ｍがゼロまたはゼロ付近でなければ、第２切換手段１８をオフにして、昇圧ユニット１４の起動を試みる。電気二重層コンデンサＥＤＬＣを切り離して昇圧ユニット１４を起動することで、昇圧ユニット１４の出力は太陽電池ＳＣの発電出力だけとなり、負荷Ｍが軽負荷であっても電力アシストできる確率を高めることができる。
【００３５】
第２切換手段１８をオフにした後、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格電力よりも高くなれば、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力も利用しても、昇圧ユニット１４がトリップすることはない。したがって、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格電力よりも高くなれば、第２切換手段１８をオンにする。
【００３６】
なお、図１において第２切換手段１８はダイオードＤのアノードに接続されているが、ダイオードＤのカソードに接続することも可能である。
【００３７】
直流電流検出部２０は、太陽電池ＳＣと第１切換手段１６との間であり、かつダイオードＤの接続部よりも第１切換手段１６側に設けられ、直流電流を検出する。直流電流検出部２０は、直流カレント・トランス（ＤＣＣＴ）を使用することができる。検出された値は制御部２４に入力される。直流電流検出部２０の検出値によって昇圧ユニット入力電力（太陽電池ＳＣ発電電力と電気二重層コンデンサＥＤＬＣ放電電力の和）の概算値を知ることができるが、昇圧ユニット入力電力が０．２ｋｗ相当以下の場合、低アシスト状態と定義し、負荷Ｍの状態に応じて電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充放電を切り替える。
【００３８】
第１切換手段１６が放電の場合、直流電流検出部２０は昇圧ユニット１４に流れ込む電流を検出する。制御部２６で昇圧ユニット１４へ供給される電力が求められる。特に第２切換手段１８がオフの状態であれば、太陽電池ＳＣの電力が求められる。
【００３９】
また、第１切換手段１６が充電の場合、直流電流検出部２０は電気二重層コンデンサＥＤＬＣへの電流を検出することになる。制御部２６は、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態を求めることができる。
【００４０】
交流電流検出部２２は、インバータ２８と負荷Ｍとの間において、電流を検出する。交流電流検出部２２は、交流カレント・トランス（ＡＣＣＴ）を使用することができる。検出された値は制御部２４に入力される。交流電流検出部２２の検出値を負荷Ｍの消費電力の概算値に変換（換算）することができるが、負荷Ｍの消費電力が０．２ｋｗ相当以下を負荷ゼロまたはゼロ相当の状態、また０．２ｋｗ相当から１ｋｗ相当までを軽負荷状態、１ｋｗ相当以上を高負荷状態と定義する。
【００４１】
制御部２４は、第１切換手段１６および第２切換手段１８の切り換えをおこなうための回路である。制御部２４による各切換手段１６、１８の切り換えは後述する。制御部２４は、直流電流検出部２０で検出された値を増幅する増幅部３２、交流電流検出部２２で検出された電流を増幅し、直流化する増幅直流変換部３４、コンパレータ３６、３８、および各切換手段１６、１８を制御するドライバ４０を備える。
【００４２】
第１および第２コンパレータ３６、３８は、それぞれ増幅部３２および増幅直流部３４の出力を受け、それに応じた信号をドライバに出力する。各コンパレータ３６、３８は、微妙な変化やノイズに影響されないようにヒステリシスコンパレータを使用する。
【００４３】
第１コンパレータ３６は、直流電流検出部２０の電流値から、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になっているか否かの信号、太陽電池ＳＣの電力値の信号をドライバ４０に出力する。
【００４４】
第２コンパレータ３８は、交流電流検出部２２の電流値から、負荷Ｍが昇圧ユニット１４の定格電力を超えたこと、負荷Ｍが軽負荷状態であることの信号をドライバ４０に出力する。また、負荷Ｍの消費電力をドライバ４０に出力することで、太陽電池ＳＣの電力と負荷Ｍの消費電力の比較が可能になる。
【００４５】
ドライバ４０は、コンパレータ３６、３８の出力の組み合わせから各切換手段１６、１８を切り換える。
第１切換手段１６は、
（Ａ）負荷Ｍが負荷ゼロまたはゼロ相当の状態よりも低いときは充電、
（Ｂ）太陽電池ＳＣの出力が低く、昇圧ユニット１４から出力できる電力が低アシスト状態では充電、
（Ｃ）負荷Ｍが軽負荷状態では充電と放電のどちらかが選択（（Ｃ）の充電と放電の選択は後述する。）、
（Ｄ）負荷Ｍが高負荷時は放電に切り換えられる。
第２切換手段１８は、
（Ｅ）電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電であり、かつ負荷Ｍが軽負荷の場合にオフ、
（Ｆ）それ以外の場合にオンにする。
【００４６】
制御部２４の中に、昇圧ユニット１４が起動しなかった場合に、リセットするためのタイマー（図示省略）を備える。タイマーで設定された時間が経過すると、第１切換手段１６を放電にした後に充電にすることで、昇圧ユニット１４をリセットし、再起動させる。
【００４７】
次に、図２を用いて、各切換手段１６、１８の切り換えについて説明する。昇圧ユニット１４の定格電力は１ｋＷとし、最大１ｋＷの電力をアシストできるとする。本説明では負荷Ｍの高負荷状態を昇圧ユニット１４の定格電力以上となっている。
【００４８】
（１）回路の初期状態として、第１切換手段１６が充電、第２切換手段１８がオンになっている（Ｓ１）。太陽電池ＳＣが電気二重層コンデンサＥＤＬＣに接続され、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが充電される。
【００４９】
（２）負荷Ｍの消費電力が１ｋＷ以上になって高負荷状態になれば（Ｓ２）、第２切換手段１８をオンにした状態（Ｓ３）で第１切換手段１６を放電にし、昇圧ユニット１４を起動させて電力アシストする（Ｓ４）。昇圧ユニット１４が、直流リンク３０に電力を供給する。
【００５０】
（３）負荷Ｍの消費電力が０．２ｋＷを下回って負荷ゼロまたはゼロ相当状態（停止状態）になれば（Ｓ５）、電力アシストする必要はなく、第１切換手段１６を充電にし、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが充電される（Ｓ１）。
【００５１】
（４）負荷Ｍが軽負荷状態でなくても、太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣによる昇圧ユニット１４からの合計出力が０．２ｋＷを下回れば（低アシスト状態、Ｓ６）、第１切換手段１６を充電にし、昇圧ユニット１４を停止させる（Ｓ７）。低アシスト状態で電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電するのは、電力アシストするよりも昇圧ユニット１４での電力消費（電力変換部の損失）が大きくなるためである。低アシスト状態では、昇圧ユニット１４が停止しなければ、電力アシストが継続される（Ｓ４）。
【００５２】
（５）電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電となり（Ｓ８）、負荷Ｍが高負荷状態あるいは負荷ゼロまたはゼロ相当状態でなければ（Ｓ９）、第２切換手段１８をオフにして電気二重層コンデンサＥＤＬＣを昇圧ユニット１４から切り離す（Ｓ１０）。
【００５３】
（６）第１切換手段１６を放電にし、昇圧ユニット１４の起動を試みる（Ｓ１１）。負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力よりも高ければ、昇圧ユニット１４が起動する。一方、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力よりも低ければ、昇圧ユニット１４は瞬時に過電圧を検出して、トリップし、起動できない。上記（５）の工程で、第２切換手段１８をオフにしているため、太陽電池ＳＣの電力を昇圧ユニット１４が昇圧する。満充電になった電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力を利用しないため、昇圧ユニット１４の出力が定格電力よりも低くなり、負荷Ｍの消費電力よりも低くなる確率を高めることができる。
【００５４】
（７）昇圧ユニット１４が起動しなければ、昇圧ユニット１４内のタイマーが起動し（Ｓ１２）、タイマーで決められた時間経過すれば（Ｓ１３）、再び第２切換手段１８をオフにした状態で、昇圧ユニット１４の起動を試みる（Ｓ１１）。
【００５５】
（８）昇圧ユニット１４が起動すれば、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが昇圧ユニット１４から切り離された状態で昇圧ユニット１４の昇圧動作を継続する（Ｓ１４）。この状態では太陽電池ＳＣで発電された電力のみで電力アシストされる。
【００５６】
（９）負荷Ｍの消費電力が１ｋＷを超えると（Ｓ１５）、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを昇圧ユニット１４に接続する（Ｓ１６）。電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力を利用することで、昇圧ユニット１４の出力が定格出力になるが、負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の定格出力よりも高いため、昇圧ユニット１４がトリップすることはない。
【００５７】
なお、図２の制御において、どのステップを実行していても、負荷Ｍへの電力供給を停止すれば、制御は終了する。
【００５８】
また、上述した制御について、具体的な負荷Ｍの消費電力、太陽電池ＳＣの電力、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態を図３に示して説明する。昇圧ユニット１４はロスなく昇圧動作できるとする。
【００５９】
負荷Ｍが起動し、徐々に消費電力が上昇する。時間Ｔ１で負荷Ｍの消費電力が１ｋＷになると、第１切換手段１６を放電にして、昇圧ユニット１４を起動させ、電力アシストする。時間Ｔ２まで太陽電池ＳＣから昇圧ユニット１４を介して電力アシストされる。
【００６０】
太陽電池ＳＣの出力が低下し、時間Ｔ２で昇圧ユニット１４への入力電力が０．２ｋＷを下回ると、第１切換手段１６を充電にして、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電する。電力アシストするよりも昇圧ユニット１４の損失が大きく、昇圧ユニット１４を停止させて、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電した方が、電力利用効率が良いからである。
【００６１】
時間Ｔ２から時間Ｔ３まで、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが太陽電池ＳＣの発電電力で充電される。時間Ｔ３で電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になれば、第１切換手段１６を放電にして、昇圧ユニット１４の起動を試みる。時間Ｔ３では、負荷Ｍが高負荷であり、電気二重層コンデンサＥＤＬＣから昇圧ユニット１４を介して電力アシストされる。電気二重層コンデンサＥＤＬＣが徐々に放電される。時間Ｔ３から時間Ｔ４まで太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力を使用して電力アシストされる。
【００６２】
負荷Ｍの消費電力が低下し、時間Ｔ４で１ｋＷ未満になれば、昇圧ユニット１４はトリップする。昇圧ユニット１４から出力される電力が負荷Ｍの消費電力よりも高いためである。
【００６３】
負荷Ｍの消費電力が低下し、時間Ｔ５で０．２ｋＷ以下になれば、負荷Ｍは負荷ゼロまたはゼロ相当状態である。この場合第１切換手段１６を充電に切り換え、電気二重層コンデンサＥＤＬＣを充電し、昇圧ユニット１４を停止させる。太陽電池ＳＣの電力は電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電に利用される。
【００６４】
時間Ｔ５から時間Ｔ６まで、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが太陽電池ＳＣの発電電力で充電される。時間Ｔ６では、電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になっているが、負荷Ｍが負荷ゼロまたはゼロ相当状態であるため、第１切換手段１６は充電のままである。
【００６５】
負荷Ｍの消費電力が上昇し、時間Ｔ７で軽負荷状態になると、第１切換手段１６を放電にし、昇圧ユニット１４の起動を試みる。第２切換手段１８がオフの状態で昇圧ユニット１４の起動を試みる。第２切換手段１８がオフになっているので、電気二重層コンデンサＥＤＬＣの電力は電力アシストされず、太陽電池ＳＣの発電電力のみで電力アシストを試みる。
【００６６】
しかし、時間Ｔ７から時間Ｔ８までは、太陽電池ＳＣの発電電力によって昇圧ユニット１４の出力電力が０．４ｋＷになっており、負荷Ｍの消費電力よりも高い。したがって、昇圧ユニット１４は起動できない。
【００６７】
昇圧ユニット１４が起動しなければ、タイマーが起動し、設定された時間が経過したときに、第１切換手段１６を一旦充電にした後に放電に切り換えて、再び昇圧ユニット１４の起動が試みられる。時間Ｔ８で負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４の出力電力よりも高くなるため、電力アシストが可能になる。時間Ｔ８から時間Ｔ９まで、太陽電池ＳＣの電力によって電力アシストされる。
【００６８】
時間Ｔ９で太陽電池ＳＣの電力が低下し、昇圧ユニット１４でアシストできる電力が負荷Ｍの消費電力を下回れば、昇圧ユニット１４がトリップする。さらに時間Ｔ１０で負荷Ｍが負荷ゼロまたはゼロ相当状態になれば、第１切換手段１６を充電にし、電力アシストを停止する。
【００６９】
時間Ｔ１１および時間Ｔ１２については、上記した時間Ｔ７および時間Ｔ８と同じ状況であり、同じように太陽電池ＳＣからの電力アシストが試みられる。
【００７０】
時間Ｔ１３で再び負荷Ｍの消費電力が上昇し１ｋＷを超えると、時間Ｔ１と同様に、第１切換手段１６を放電、第２切換手段１８をオンにして、電力アシストする。太陽電池ＳＣと電気二重層コンデンサＥＤＬＣの両方から電力アシストされる。
【００７１】
以上のように、本発明は負荷Ｍの消費電力が昇圧ユニット１４から電力アシストできる電力に達していなくても電気二重層コンデンサＥＤＬＣが満充電になれば、太陽電池ＳＣの電力によって電力アシストすることができ、電力の利用効率が向上する。電気二重層コンデンサＥＤＬＣの充電状態を検出することでき、従来と異なり、満充電になったタイミングで太陽電池ＳＣから電力アシストを開始することができる。
【００７２】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【符号の説明】
【００７３】
１０：太陽光発電利用システム
１２：電力変換装置
１４：昇圧ユニット
１６、１８：切換手段
２０：直流電流検出部
２２：交流電流検出部
２４：制御部
２６：コンバータ
２８：インバータ
３０：直流リンク
３２：増幅部
３４：増幅直流変化部
３６、３８：コンパレータ
４０：ドライバ
Ｓ：交流電源
Ｍ：負荷
ＳＣ：太陽電池
ＥＤＬＣ：電気二重層コンデンサ 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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