JPH0928041A - 太陽電池電力供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、太陽電池発電装置の発生電圧
または蓄電池の周囲温度により蓄電池への充電のみ遮断
するとともに蓄電池から負荷への電力供給を無瞬断で行
う太陽電池電力供給装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、基準電圧発生器５の発生電圧と
太陽電池発電装置１の発生電圧を入力し両発生電圧の比
較結果を出力する電圧比較器６と、電圧比較器６の出力
信号により太陽電池発電装置１の発電電力を蓄電池２に
充電する蓄電池充電遮断用開閉器７を設け、太陽電池発
電装置１の発生電圧が基準電圧発生器５の発生電圧より
高いとき蓄電池充電遮断用開閉器７を開き、太陽電池発
電装置１の発電電力を負荷３に供給し続けながら、蓄電
池２の過充電を防止するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池発電装置
と蓄電池とを連系して負荷に電力を供給する太陽電池電
力供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の太陽電池電力供給装置の例を図４
に示す。この従来の例の構成部分として、図４中の１は
太陽電池発電装置、２は蓄電池、３は負荷、５は基準電
圧発生器、６は電圧比較器、１１は太陽電池電力遮断用
開閉器、１２はタイマを示している。

【０００３】従来装置の構成では、太陽電池発電装置１
の電力線は太陽電池電力遮断用開閉器１１を介して蓄電
池２に接続され、蓄電池２の出力線は負荷３に接続され
ている。

【０００４】また、太陽電池発電装置１の出力電圧信号
線と基準電圧発生器５の信号線は電圧比較器６に接続さ
れ、電圧比較器６の出力信号線はタイマ１２を介して太
陽電池電力遮断用開閉器１１の駆動回路に接続されてい
る。

【０００５】なお、蓄電池２は、充電電圧が高いと寿命
が短くなるとともに、充電電圧が高くなったり周囲温度
が上昇すると充電電流が増加する。この増加した電流に
よってさらに温度上昇する。また、放電電流の増加によ
っても温度上昇する。これらの温度上昇により最後には
熱逸走を起こし破損する。蓄電池２は以上の特性を有し
ている。

【０００６】以上のように構成されている従来例の太陽
電池電力供給装置は、以下のように動作する。負荷３へ
の電力供給は太陽電池発電装置１と蓄電池２により無瞬
断で常時供給されている。太陽電池電力遮断用開閉器１
１が閉じている場合、太陽電池発電装置１の発電電力は
負荷３へ供給されており、太陽電池発電装置１の発電量
が負荷３の消費量より多いと蓄電池２は充電され、太陽
電池発電装置１の発電量が負荷３の消費量より少ないと
蓄電池２は放電している。

【０００７】このとき、太陽電池発電装置１の発生電圧
が日射量の増加、負荷３の減少により増加し、基準電圧
発生器５の電圧より高くなると、電圧比較器６はタイマ
１２に信号を送出する。タイマ１２は電圧比較器６から
の信号により一定時間太陽電池電力遮断用開閉器１１を
開き太陽電池発電装置１からの電力供給を遮断し、蓄電
池２の過充電を防止している。

【０００８】次に従来の蓄電池の周囲温度を考慮した充
電制御回路の例を図５に示す。図５中、図４と同一部分
は同一符号を付してその説明を省略する。この従来の例
の構成部分として、図５中の８は温度検出手段、９は温
度設定器、１０は温度比較器、１３は蓄電池２を充電す
るとともに負荷３へ電力を供給する充電手段を示してい
る。この充電手段１３は、例えば図４における太陽電池
発電装置１及び太陽電池電力遮断用開閉器１１に対応す
るが、商用電源による充電手段でもかまわない。

【０００９】従来の蓄電池の周囲温度を考慮した充電制
御回路の構成では、充電手段１３の電力線は蓄電池２を
介して負荷３に接続されている。また、温度検出手段８
の信号線と温度設定器９の信号線は温度比較器１０に接
続され、温度比較器１０の出力信号線は充電手段１３の
駆動回路に接続されている。

【００１０】以上のように構成されている従来例の電力
供給装置は、以下のように動作する。充電手段１３には
電圧変換装置を用いており、温度比較器１０からの信号
がない場合は、一般的な蓄電池２の浮動電圧を出力して
おり、温度検出手段８の信号が蓄電池２のケースもしく
は周囲温度の高温値を設定した温度設定器９より高くな
ると温度比較器１０は充電手段１３へ信号を出力し、充
電手段１３は前述した浮動電圧を若干下げて蓄電池２に
充電電圧が流れないようにして蓄電池２の温度上昇を防
止している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】

［その１］しかしながら、上記従来の技術による太陽電
池電力供給装置では、太陽電池電力遮断用開閉器１１が
開いている間負荷３への電力供給は蓄電池２のみで行わ
れている。さらに、太陽電池電力遮断用開閉器１１が開
から閉になるタイミングはタイマ１２の設定時間による
ため、太陽電池発電装置１の発生電圧が蓄電池２の充電
可能電圧になっても太陽電池電力遮断用開閉器１１は開
いたままの時間が生じたり、太陽電池電力遮断用開閉器
１１が閉じたとき太陽電池発電装置１の発生電圧が高い
と蓄電池２に前記した悪影響を与えたりする。

【００１２】このように従来の装置では、太陽電池発電
装置１の発生電圧が蓄電池２の過充電電圧以上では太陽
電池発電装置１から負荷３へ電力を供給できなくなる。
太陽電池電力遮断用開閉器１１の閉じる最適な制御が行
えない欠点があった。

【００１３】［その２］さらに、前記従来の技術による
太陽電池電力供給装置に前記蓄電池２の周囲温度を考慮
した充電制御回路を付与すると充電手段１３は太陽電池
発電装置１および太陽電池電力遮断用開閉器１１となる
が、温度比較器１０の充電電圧を抑制させる信号により
太陽電池電力遮断用開閉器１１が開くと蓄電池２は放電
しさらに温度上昇することになる。

【００１４】このように従来の装置を組み合わせただけ
では、蓄電池２の周囲温度を考慮した充電制御回路を構
成できない欠点があった。本発明の目的は、太陽電池発
電装置の発生電圧または、蓄電池の周囲温度により蓄電
池への充電のみ遮断し蓄電池の過充電を防止するととも
に蓄電池から負荷への電力供給を無瞬断で行うことによ
り、太陽電池発電装置の発電電力を有効に負荷および蓄
電池に供給し、絶え間なく負荷に電力を供給できる太陽
電池電力供給装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、第１として光を入力として発電を行う太陽
電池発電装置と、前記太陽電池発電装置の発電電力を充
放電する蓄電池からの電力を負荷へ供給する太陽電池電
力供給装置において、前記蓄電池が過充電となる電圧を
発生する基準電圧発生器と、前記基準電圧発生器の発生
電圧と前記太陽電池発電装置の発生電圧を入力し両発生
電圧の比較結果を出力する電圧比較器と、前記電圧比較
器の出力信号により前記太陽電池発電装置の発電電力を
前記蓄電池に充電する蓄電池充電遮断用開閉器を設け、
前記太陽電池発電装置の発生電圧が前記基準電圧発生器
の発生電圧より高いとき前記蓄電池充電遮断用開閉器を
開き、前記太陽電池発電装置の発電電力を前記負荷に供
給し続けながら、前記蓄電池の過充電を防止するように
したものである。

【００１６】第２として光を入力として発電を行う太陽
電池発電装置と、前記太陽電池発電装置の発電電力を充
放電する蓄電池からの電力を負荷へ供給する太陽電池電
力供給装置において、前記蓄電池のケースもしくは周囲
温度を検出する温度検出手段と、前記蓄電池のケースも
しくは周囲温度の高温値を設定する温度設定器と、前記
温度検出手段の信号と前記温度設定器の信号を入力し両
信号の比較結果を前記蓄電池充電遮断用開閉器に出力す
る温度比較器を設け、前記蓄電池のケースもしくは周囲
温度が温度設定器の設定温度より高いとき前記蓄電池充
電遮断用開閉器を開き、前記太陽電池発電装置の発電電
力を前記負荷に供給し続けながら、前記蓄電池の温度上
昇を防止するようにしたものである。

【００１７】第３として第１または第２の太陽電池電力
供給装置において、前記蓄電池の電力を無瞬断で前記負
荷に供給する無瞬断蓄電池電力供給手段を設け、前記太
陽電池発電装置からの電力供給量が不足時、前記蓄電池
充電遮断用開閉器の動作によらず、前記蓄電池からの電
力を無瞬断で前記負荷に供給するようにしたものであ
る。

【００１８】［作用］上記手段により本発明は、太陽電
池電力供給装置において、蓄電池が過充電となる電圧を
発生する基準電圧発生器と、前記基準電圧発生器の発生
電圧と太陽電池発電装置の発生電圧を入力し両発生電圧
の比較結果を出力する電圧比較器と、前記電圧比較器の
出力信号により前記太陽電池発電装置の発電電力を前記
蓄電池に充電する蓄電池充電遮断用開閉器を設けること
により、太陽電池発電装置の発生電圧が蓄電池の過充電
電圧となる期間は蓄電池のみの充電を遮断し、太陽電池
発電装置の発電電力を負荷に供給することで太陽電池発
電装置の発電電力を有効に利用できる。

【００１９】また本発明は、蓄電池のケースもしくは周
囲温度を検出する温度検出手段と、蓄電池のケースもし
くは周囲温度の高温値を設定する温度設定器と、前記温
度検出手段の信号と前記温度設定器の信号を入力し両信
号の比較結果を前記蓄電池充電遮断用開閉器に出力する
温度比較器を設けることにより、蓄電池のケースもしく
は周囲温度の高温は蓄電池のみの充電を遮断することで
蓄電池の周囲温度を考慮した充電制御回路専用の充電手
段を設けることなく蓄電池の温度上昇を極力防止するこ
とができる。

【００２０】また本発明は、前記蓄電池の電力を無瞬断
で負荷に供給する無瞬断蓄電池電力供給手段を設けるこ
とにより、太陽電池発電装置と蓄電池から絶え間なく負
荷に電力を供給できる。

【００２１】また、タイマに頼らず蓄電池の充電可能電
圧が把握できるので蓄電池の充電制御が最適にできる。
従来技術とは、タイマ、太陽電池電力遮断用開閉器を省
き、蓄電池充電遮断用開閉器、無瞬断蓄電池電力供給手
段を設けて、太陽電池発電装置の発生電圧が蓄電池の過
充電電圧期間も負荷に太陽電池発電装置の発電電力を供
給し蓄電池を最適な充電可能期間で充電する点が異な
る。

【００２２】また、充電手段を太陽電池発電装置、蓄電
池充電遮断用開閉器、無瞬断蓄電池電力供給手段にする
ことにより蓄電池の周囲温度を考慮した充電手段として
専用の電圧変換装置を設けることなく蓄電池の温度上昇
を極力防止し、蓄電池を最適な充電可能期間で充電する
点が異なる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。本発明の実施形態の一例を
図１に示す。図１中、図４および図５と同一部分は同一
符号を付してその説明を省略する。

【００２４】本実施形態例の構成部分として、図１中の
４は無瞬断蓄電池電力供給手段、７は蓄電池充電遮断用
開閉器を示しており、無瞬断蓄電池電力供給手段４とし
てダイオード、蓄電池充電遮断用開閉器７としてリレ
ー、蓄電池２として１２Ｖシール鉛蓄電池を用いた。

【００２５】上記各部分は次のように接続されている。
太陽電池発電装置１の電力線は負荷３に接続されてい
る。また、蓄電池２の電力線は蓄電池充電遮断用開閉器
７を介して太陽電池発電装置１に接続されると共に、蓄
電池２の電力線は無瞬断蓄電池電力供給手段４を介して
負荷３に接続されている。また、太陽電池発電装置１の
出力電圧信号線と基準電圧発生器５の信号線は電圧比較
器６に接続され、この電圧比較器６の出力信号線は蓄電
池充電遮断用開閉器７の駆動回路に接続されている。

【００２６】以上のように構成されている実施形態例の
太陽電池電力供給装置は、以下のように動作する。太陽
電池発電装置１の発電電力は常に負荷３へ供給されてお
り、太陽電池発電装置１の発電量が負荷３の消費量より
少ないと蓄電池２から無瞬断蓄電池電力供給手段４を介
して不足分が負荷３へ放電される。

【００２７】このようにして負荷３への電力供給は無瞬
断蓄電池電力供給手段４により蓄電池充電遮断用開閉器
７の状態によらず太陽電池発電装置１と蓄電池２により
無瞬断で常時供給されている。

【００２８】太陽電池発電装置１の発生電圧による蓄電
池２の充電制御は次のようになされる。太陽電池発電装
置１の発生電圧が日射量の増加、負荷３の減少により増
加し、基準電圧発生器５の設定電圧１４．８Ｖより高く
なると、蓄電池充電遮断用開閉器７は電圧比較器６から
の信号により開き太陽電池発電装置１からの電力供給を
遮断し、蓄電池２の過充電を防止している。

【００２９】太陽電池発電装置１の発生電圧が基準電圧
発生器５の設定電圧１４．８Ｖより低くなると、蓄電池
充電遮断用開閉器７は電圧比較器６からの信号により閉
じ太陽電池発電装置１は蓄電池２を充電する。

【００３０】基準電圧発生器５の設定電圧１４．８Ｖは
従来と同様で本発明の構成により蓄電池毎の設定電圧を
新たに定める必要がない。さらに、本発明の実施形態の
他の例を図２に示す。

【００３１】図２中、図１，図４および図５と同一部分
は同一符号を付してその説明を省略する。太陽電池発電
装置１の電力線は負荷３に接続されている。また、蓄電
池２の電力線は蓄電池充電遮断用開閉器７を介して太陽
電池発電装置１に接続されると共に、蓄電池２の電力線
は無瞬断蓄電池電力供給手段４を介して負荷３に接続さ
れている。また、温度検出手段８の信号線と温度設定器
９の信号線は温度比較器１０に接続され、温度比較器１
０の出力信号線は蓄電池充電遮断用開閉器７の駆動回路
に接続されている。なお、温度検出手段８として蓄電池
２の温度を測定できる温度センサを蓄電池２のケース側
面の位置に設置している。

【００３２】以上のように構成されている実施形態例の
太陽電池電力供給装置は、以下のように動作する。太陽
電池発電装置１の発電電力は常に負荷３へ供給されてお
り、太陽電池発電装置１の発電量が負荷３の消費量より
少ないと蓄電池２から無瞬断蓄電池電力供給手段４を介
して不足分が負荷３へ放電される。

【００３３】このようにして負荷３への電力供給は太陽
電池発電装置１と蓄電池２により無瞬断で常時供給され
ている。蓄電池２の温度による蓄電池２の充電制御は次
のようになされる。

【００３４】温度検出手段８の信号が蓄電池２のケース
の高温値を設定した温度設定器９の設定温度４０℃より
高くなると、蓄電池充電遮断用開閉器７は温度比較器１
０からの信号により開き太陽電池発電装置１からの電力
供給を遮断し、蓄電池２の充電による温度上昇を防止し
ている。温度検出手段８の信号が蓄電池２のケースの高
温値を設定した温度設定器９の設定温度４０℃より低く
なると、蓄電池充電遮断用開閉器７は温度比較器１０か
らの信号により閉じ太陽電池発電装置１は蓄電池２を充
電する。温度設定器９の設定温度４０℃は従来と同様で
本発明の構成により蓄電池毎の設定温度を新たに定める
必要がない。

【００３５】本実施形態例では、負荷３として太陽電池
発電装置１および蓄電池２からの電力を直接消費ものと
して説明したが、負荷３の入力に数段の電力変換装置を
介したものであってもよい。

【００３６】また、温度検出手段８の温度測定値を蓄電
池２のケース側面として説明したが蓄電池２の温度とほ
ぼ同様の温度特性を示す雰囲気温度を測定点としてもよ
い。本発明の実施形態の異なる他の例を図３に示す。

【００３７】図３中、図１，図２，図４および図５と同
一部分は同一符号を付してその説明を省略する。次のよ
うに接続されている。太陽電池発電装置１の電力線は負
荷３に接続されている。また、蓄電池２の電力線は蓄電
池充電遮断用開閉器７を介して太陽電池発電装置１に接
続されると共に、蓄電池２の電力線は無瞬断蓄電池電力
供給手段４を介して負荷３に接続されている。また、太
陽電池発電装置１の出力電圧信号線と基準電圧発生器５
の信号線は電圧比較器６に接続され、この電圧比較器６
の出力信号線は蓄電池充電遮断用開閉器７の駆動回路に
接続されている。また、温度検出手段８の信号線と温度
設定器９の信号線は温度比較器１０に接続され、温度比
較器１０の出力信号線は蓄電池充電遮断用開閉器７の駆
動回路に接続されている。

【００３８】以上のように構成されている実施形態例の
太陽電池電力供給装置は、以下のように動作する。太陽
電池発電装置１の発電電力は常に負荷３へ供給されてお
り、太陽電池発電装置１の発電量が負荷３の消費量より
少ないと蓄電池２から無瞬断蓄電池電力供給手段４を介
して不足分が負荷３へ放電される。

【００３９】このようにして負荷３への電力供給は無瞬
断蓄電池電力供給手段４により蓄電池充電遮断用開閉器
７の状態によらず太陽電池発電装置１と蓄電池２により
無瞬断で常時供給されている。

【００４０】太陽電池発電装置１の発生電圧による蓄電
池２の充電制御は次のようになされる。太陽電池発電装
置１の発生電圧が日射量の増加、負荷３の減少により増
加し、基準電圧発生器５の設定電圧１４．８Ｖより高く
なると、蓄電池充電遮断用開閉器７は電圧比較器６から
の信号により開き太陽電池発電装置１からの電力供給を
遮断し、蓄電池２の過充電を防止している。

【００４１】太陽電池発電装置１の発生電圧が基準電圧
発生器５の設定電圧１４．８Ｖより低くなると、蓄電池
充電遮断用開閉器７は電圧比較器６からの信号により閉
じ太陽電池発電装置１は蓄電池２を充電する。

【００４２】蓄電池２の温度による蓄電池２の充電制御
は次のようになされる。温度検出手段８の信号が蓄電池
２のケースの高温値を設定した温度設定器９の設定温度
４０℃より高くなると、蓄電池充電遮断用開閉器７は温
度比較器１０からの信号により開き太陽電池発電装置１
からの電力供給を遮断し、蓄電池２の充電による温度上
昇を防止している。温度検出手段８の信号が蓄電池２の
ケースの高温値を設定した温度設定器９の設定温度４０
℃より低くなると、蓄電池充電遮断用開閉器７は温度比
較器１０からの信号により閉じ太陽電池発電装置１は蓄
電池２を充電する。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
太陽電池電力供給装置によれば、太陽電池発電装置の発
生電圧が蓄電池の過充電電圧であった場合、蓄電池の充
電のみを遮断するので太陽電池発電装置の発電電力は負
荷に供給できるとともに、太陽電池発電装置の発生電圧
のみで蓄電池の充電制御をすること、蓄電池の周囲温度
を考慮した充電制御回路専用の充電手段を設けることな
く蓄電池の温度上昇を極力防止すること、さらに蓄電池
を負荷に無瞬断で供給できることから、太陽電池発電装
置の発電電力を有効に利用でき、経済性、信頼性の極め
て高い太陽電池電力供給装置を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例の構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明の実施形態の他の例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の実施形態の異なる他の例の構成を示す
ブロック図である。

【図４】従来の太陽電池電力供給装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】従来の蓄電池の周囲温度を考慮した充電制御回
路の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…太陽電池発電装置、２…蓄電池、３…負荷、４…無
瞬断蓄電池電力供給手段、５…基準電圧発生器、６…電
圧比較器、７…蓄電池充電遮断用開閉器、８…温度検出
手段、９…温度設定器、１０…温度比較器、１１…太陽
電池電力遮断用開閉器、１２…タイマ、１３…充電手
段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥越 史郎 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を入力として発電を行う太陽電池発電
   装置と、 前記太陽電池発電装置の発電電力を充放電する蓄電池か
   らの電力を負荷へ供給する太陽電池電力供給装置におい
   て、 前記蓄電池が過充電となる電圧を発生する基準電圧発生
   器と、 前記基準電圧発生器の発生電圧と前記太陽電池発電装置
   の発生電圧を入力し両発生電圧の比較結果を出力する電
   圧比較器と、 前記電圧比較器の出力信号により前記太陽電池発電装置
   の発電電力を前記蓄電池に充電する蓄電池充電遮断用開
   閉器を設け、 前記太陽電池発電装置の発生電圧が前記基準電圧発生器
   の発生電圧より高いとき前記蓄電池充電遮断用開閉器を
   開き、 前記太陽電池発電装置の発電電力を前記負荷に供給し続
   けながら、前記蓄電池の過充電を防止することを特徴と
   する太陽電池電力供給装置。
2. 【請求項２】 光を入力として発電を行う太陽電池発電
   装置と、 前記太陽電池発電装置の発電電力を充放電する蓄電池か
   らの電力を負荷へ供給する太陽電池電力供給装置におい
   て、 前記蓄電池のケースもしくは周囲温度を検出する温度検
   出手段と、 前記蓄電池のケースもしくは周囲温度の高温値を設定す
   る温度設定器と、 前記温度検出手段の信号と前記温度設定器の信号を入力
   し両信号の比較結果を前記蓄電池充電遮断用開閉器に出
   力する温度比較器を設け、 前記蓄電池のケースもしくは周囲温度が温度設定器の設
   定温度より高いとき前記蓄電池充電遮断用開閉器を開
   き、 前記太陽電池発電装置の発電電力を前記負荷に供給し続
   けながら、前記蓄電池の温度上昇を防止することを特徴
   とする太陽電池電力供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の太陽電池電力供
   給装置において、 前記蓄電池の電力を無瞬断で前記負荷に供給する無瞬断
   蓄電池電力供給手段を設け、 前記太陽電池発電装置からの電力供給量が不足時、前記
   蓄電池充電遮断用開閉器の動作によらず、前記蓄電池か
   らの電力を無瞬断で前記負荷に供給することを特徴とす
   る太陽電池電力供給装置。