JPH0965582A - Power supply system utilizing solar cell - Google Patents
Power supply system utilizing solar cellInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池を利用し
た電源システムに関し、特に商用電源のバックアップ電
源として用いられる、太陽電池を利用した電源システム
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply system using a solar cell, and more particularly to a power supply system using a solar cell used as a backup power supply for a commercial power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、停電時などにおける商用電源のバ
ックアップ電源として、太陽電池を利用した電源システ
ムが知られていた。例えば、太陽電池からの出力をイン
バータによって交流に変換して、この変換させた交流と
商用電源からの交流とを共用した装置（例えば、特開昭
６２−４９５２６公報等）が提案されている。以下、図
２のブロック図を用いて、このような従来の太陽電池を
利用した電源システムの例を説明する。図２において、
商用電源１から出力された交流電流は、整流器２によっ
て直流電流に整流された後、ダイオードＤ１を経て出力
点Ａから出力されてインバータ６に入力される。その
後、インバータ６によって交流電流に変換され、負荷７
に供給される。なお、インバータ６と負荷７がこの電源
システムの負荷になる。2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply system using a solar cell has been known as a backup power supply for a commercial power supply in the event of a power failure. For example, a device has been proposed in which the output from a solar cell is converted into an alternating current by an inverter, and the converted alternating current and the alternating current from a commercial power source are shared (for example, JP-A-62-49526). Hereinafter, an example of a power supply system using such a conventional solar cell will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG.
The alternating current output from the commercial power supply 1 is rectified into a direct current by the rectifier 2, and then output from the output point A through the diode D1 and input to the inverter 6. After that, it is converted into alternating current by the inverter 6 and the load 7
Is supplied to. The inverter 6 and the load 7 are loads of this power supply system.
【０００３】一方、コントローラ５の入力端子にダイオ
ードＤ２を介した太陽電池３が接続され、充電端子には
蓄電池４が接続されている。この太陽電池３は屋外等に
設置され、太陽光線を受光することにより直流電圧を発
生する。コントローラ５の出力端子は、ダイオードＤ３
を介して出力点Ａに接続されていて、ダイオードＤ１と
ダイオードＤ３とは出力点Ａにおいてダイオードオア接
続されたダイオード回路を構成している。そのため、ダ
イオードＤ１とダイオードＤ３の出力のうち電圧の高い
方が、出力点Ａから出力される。また、コントローラ５
は蓄電池４の過充電防止制御および出力端子の出力電圧
制御を行う。なお、ＣＢ１〜ＣＢ４は遮断器であり、回
路が短絡状態のときなどに電路を開閉するのに用いられ
る。以上の構成から、商用電源１の出力が負荷７に供給
されるようになっている。On the other hand, the solar battery 3 is connected to the input terminal of the controller 5 via the diode D2, and the storage battery 4 is connected to the charging terminal. The solar cell 3 is installed outdoors and receives direct sunlight to generate a direct current voltage. The output terminal of the controller 5 is a diode D3
Is connected to the output point A through the diode D1 and the diode D3, and the diode circuit is diode-or connected at the output point A. Therefore, the higher voltage of the outputs of the diode D1 and the diode D3 is output from the output point A. The controller 5
Performs overcharge prevention control of the storage battery 4 and output voltage control of the output terminal. CB1 to CB4 are circuit breakers and are used to open and close the electric circuit when the circuit is in a short-circuit state. With the above configuration, the output of the commercial power supply 1 is supplied to the load 7.
【０００４】太陽光線の日射量が増加して太陽電池３の
発電量が増えた場合、蓄電池４が未充電であれば、太陽
電池３によって蓄電池４は充電される。ここで、コント
ローラ５の出力電圧を整流器２の出力電圧より高くなる
ように調節しておくと、太陽電池３の発電量が引き続き
大きい場合、ダイオードオア接続の効果によって太陽電
池３の出力を出力点Ａに供給することができ、商用電源
１の消費電力を節約することができる。また、負荷７の
電力使用量が小さいときは、遮断器ＣＢ１を遮断して商
用電源１を回路から切り離し、太陽電池３だけで負荷７
の消費電力を賄って商用電源１の消費電力を節約するこ
ともできる。ここで、商用電源１が停電した場合、バッ
クアップ電源としては太陽電池３または蓄電池４のいず
れか一方が利用できる。どちらを利用するかは太陽光線
の日射量によって決まる。When the amount of solar radiation increases and the amount of power generated by the solar cell 3 increases, if the storage battery 4 is uncharged, the solar battery 3 charges the storage battery 4. Here, if the output voltage of the controller 5 is adjusted to be higher than the output voltage of the rectifier 2, if the amount of power generated by the solar cell 3 is still large, the output of the solar cell 3 will be output by the effect of the diode OR connection. A can be supplied to A, and the power consumption of the commercial power supply 1 can be saved. When the power consumption of the load 7 is small, the circuit breaker CB1 is cut off to disconnect the commercial power source 1 from the circuit, and the solar cell 3 alone is used to load the load 7.
It is also possible to cover the power consumption of the commercial power supply 1 and save the power consumption of the commercial power supply 1. Here, when the commercial power supply 1 fails, either the solar battery 3 or the storage battery 4 can be used as a backup power supply. Which one is used depends on the amount of solar radiation.
【０００５】日射量が十分あるときは、太陽電池３の発
電量は豊富であり、バックアップは太陽電池３の出力だ
けで行うことができる。バックアップは太陽電池３の出
力が得られる限り継続可能である。バックアップ中に商
用電源１の出力が回復するとダイオードオア接続の効果
により、太陽電池３と商用電源１の出力電圧の高い方の
出力が供給される。日射量が十分でないときは、太陽電
池３からバックアップに必要な十分な出力を得ることは
できない。そこで、蓄電池４によるバックアップが行わ
れる。ところが、蓄電池４に蓄えられた電力は有限であ
りバックアップ電源として使われることにより徐々に出
力電圧が低下する。バックアップ可能時間は蓄電池４の
充電容量によって決定される。When the amount of solar radiation is sufficient, the amount of power generated by the solar cell 3 is abundant, and backup can be performed only by the output of the solar cell 3. The backup can be continued as long as the output of the solar cell 3 can be obtained. When the output of the commercial power supply 1 is restored during the backup, the output of the higher output voltage of the solar cell 3 and the commercial power supply 1 is supplied due to the effect of the diode OR connection. If the amount of solar radiation is not sufficient, the solar cell 3 cannot obtain a sufficient output required for backup. Therefore, the backup by the storage battery 4 is performed. However, the electric power stored in the storage battery 4 is finite, and the output voltage gradually decreases by being used as the backup power supply. The available backup time is determined by the charge capacity of the storage battery 4.
【０００６】この蓄電池４によるバックアップ中に太陽
電池の出力が十分回復すると、上記の日射量が十分ある
場合と同じ過程をたどる。同じく、蓄電池４によるバッ
クアップ中に商用電源１の出力が回復すると、蓄電池４
の出力電圧は通常は商用電源１より低くなっている。そ
のため、ダイオードオア接続の効果により商用電源１の
出力が負荷７に供給される。この間に日射量が十分回復
すれば太陽電池３の出力によって蓄電池４の充電が行わ
れる。逆に十分な日射量が得られない場合は、発電量が
不足して充電に長時間を要し、夜間などには充電が不可
能になる場合もあり得る。When the output of the solar cell is sufficiently restored during the backup by the storage battery 4, the same process as in the case where the solar radiation amount is sufficient is followed. Similarly, when the output of the commercial power supply 1 is restored during backup by the storage battery 4, the storage battery 4
Is usually lower than the commercial power supply 1. Therefore, the output of the commercial power supply 1 is supplied to the load 7 due to the effect of the diode OR connection. If the amount of solar radiation is sufficiently recovered during this period, the storage battery 4 is charged by the output of the solar cell 3. On the other hand, when a sufficient amount of solar radiation is not obtained, the amount of power generation is insufficient and it takes a long time to charge, and charging may be impossible at night.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このように従来の太陽
電池を利用した電源システムは、商用電源のバックアッ
プ電源として、太陽電池と蓄電池とを併用してきたの
で、商用電源が停電しても安定して電力を供給すること
ができた。しかし、このような従来の太陽電池を利用し
た電源システムでは、太陽光線の日射量が少なく太陽電
池の発電力が低下すると、蓄電池の充電に長時間を要し
たり、夜間などにおいては充電が不可能となってしまう
ことがあった。このようなときに停電が起こると蓄電池
はバックアップ電源としての役割を全く果たすことがで
きないという問題点があった。本発明はこのような課題
を解決するためのものであり、太陽光線の日射量が少な
いときでも、蓄電池の充電を実施することが可能な太陽
電池を利用した電源システムを提供することを目的とし
ている。As described above, the conventional power supply system using the solar battery uses the solar battery and the storage battery together as a backup power source of the commercial power source, and therefore is stable even when the commercial power source fails. Power could be supplied. However, in such a conventional power supply system using a solar cell, if the amount of solar radiation of the solar rays is small and the power generation of the solar cell is reduced, it takes a long time to charge the storage battery, or charging is not possible at night. Sometimes it was possible. If a power failure occurs at such time, the storage battery cannot serve as a backup power source at all. The present invention is for solving such a problem, and an object thereof is to provide a power supply system using a solar cell capable of charging a storage battery even when the amount of solar radiation is small. There is.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による太陽電池を利用した電源システ
ムは、太陽電池および蓄電池の両者の出力電圧を出力電
圧監視回路で常に監視して、太陽電池と蓄電池のそれぞ
れの出力電圧が所定値より低くなった場合、蓄電池充電
回路の内部にあるスイッチの切り換え制御を行って商用
電源の出力によって蓄電池を充電するように構成したも
のである。In order to achieve such an object, a power supply system using a solar cell according to the present invention constantly monitors the output voltages of both the solar cell and the storage battery by an output voltage monitoring circuit. When the output voltage of each of the solar battery and the storage battery becomes lower than a predetermined value, switching control of a switch inside the storage battery charging circuit is performed and the storage battery is charged by the output of the commercial power supply.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】次に、本発明の詳細について図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施例を示した
ブロック図であり、図２と参照符号が同じものは同一部
品を表す。出力電圧監視回路８は、太陽電池３と蓄電池
４の各出力電圧を常に監視するための装置である。この
出力電圧監視回路８の入力端子をコントローラ５と蓄電
池４との間に設けた接続点Ｂおよび太陽電池３とダイオ
ードＤ２との間に設けた接続点Ｃにそれぞれ接続する。
つまり、太陽電池３および蓄電池４の各出力電圧の監視
を行う。そして、この各出力電圧がともに所定のオン設
定値より低くなったときは、制御端子から制御信号を出
力する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the details of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same parts. The output voltage monitoring circuit 8 is a device for constantly monitoring the output voltages of the solar cell 3 and the storage battery 4. The input terminals of the output voltage monitoring circuit 8 are connected to a connection point B provided between the controller 5 and the storage battery 4 and a connection point C provided between the solar cell 3 and the diode D2.
That is, each output voltage of the solar cell 3 and the storage battery 4 is monitored. Then, when both the output voltages become lower than the predetermined ON set value, the control signal is output from the control terminal.
【００１０】なお、このオン設定値は各出力電圧に対し
て、それぞれ異なった値を設定することもできるし、同
じ値を設定することもできる。次に、蓄電池充電回路９
は、蓄電池４を充電するための装置であり、スイッチＳ
ＷとダイオードＤ４の直列回路から構成されている。ス
イッチＳＷを整流器２とダイオードＤ１との間に設けら
れた接続点Ｄに接続し、ダイオードＤ４をダイオードＤ
２とコントローラ５との間に設けられた接続点Ｅに接続
する。スイッチＳＷは、通常はオフ状態になっており、
出力電圧監視回路８から出力された制御信号が入力され
ると切り換え動作を行ってオン状態になり、接続点Ｄと
Ｅを接続する。これにより、蓄電池４は整流器２と接続
され、整流器２の出力によって充電されることになる。
以上の構成による本発明の太陽電池を利用した電源シス
テムは基本的なバックアップ動作については、図２に示
した従来例と同様である。The ON set value can be set to a different value for each output voltage, or the same value can be set. Next, the storage battery charging circuit 9
Is a device for charging the storage battery 4, and the switch S
It is composed of a series circuit of W and a diode D4. The switch SW is connected to a connection point D provided between the rectifier 2 and the diode D1, and the diode D4 is connected to the diode D.
2 is connected to a connection point E provided between the controller 5 and the controller 5. The switch SW is normally off,
When the control signal output from the output voltage monitoring circuit 8 is input, a switching operation is performed to turn on, and the connection points D and E are connected. As a result, the storage battery 4 is connected to the rectifier 2 and is charged by the output of the rectifier 2.
The power supply system using the solar cell of the present invention having the above-described configuration has the same basic backup operation as that of the conventional example shown in FIG.
【００１１】次に、太陽光線の日射量が少なく太陽電池
３の出力電圧がオン設定値より低くなっている場合に、
商用電源１が停電になったときの動作状態について説明
する。この場合、バックアップは蓄電池４によって行わ
れるため、蓄電池４の出力電圧は徐々に低下し、やがて
オン設定値以下になる。太陽電池３と蓄電池４の出力電
圧がともにこのオン設定値より低くなると、出力電圧監
視回路８から蓄電池充電回路９に制御信号を出してスイ
ッチＳＷをオン状態にする。やがて、商用電源１の出力
が回復すると負荷７への電力供給は商用電源１の出力に
よって行われると同時に、スイッチＳＷがオンされてい
るので蓄電池４の充電も行われる。商用電源１による充
電は、太陽電池３による充電のように太陽光線の日射量
などに影響されることがなく、安定した電力を蓄電池４
に確実に供給できるので、短時間で充電することができ
る。Next, when the amount of solar radiation is small and the output voltage of the solar cell 3 is lower than the ON set value,
The operation state when the commercial power supply 1 fails will be described. In this case, since the backup is performed by the storage battery 4, the output voltage of the storage battery 4 gradually decreases and eventually becomes equal to or less than the ON set value. When the output voltages of the solar cell 3 and the storage battery 4 both become lower than the ON set value, the output voltage monitoring circuit 8 outputs a control signal to the storage battery charging circuit 9 to turn on the switch SW. Eventually, when the output of the commercial power source 1 is restored, power is supplied to the load 7 by the output of the commercial power source 1, and at the same time, the storage battery 4 is charged because the switch SW is turned on. Unlike the charging by the solar battery 3, the charging by the commercial power source 1 is not affected by the amount of solar radiation of the sun rays and the like, and the stable power is stored in the storage battery 4.
Since it can be reliably supplied to the battery, it can be charged in a short time.
【００１２】蓄電池４が十分充電されて出力電圧が所定
のオフ設定値以上になると出力電圧監視回路８から蓄電
池充電回路９に出力していた制御信号を停止し、スイッ
チＳＷをオフ状態にする。なお、このオフ設定値は蓄電
池が十分充電されたときの蓄電池の出力電圧にする。当
然のことであるが、このオフ設定値はオン設定値より大
きな値が設定されることになる。また、オフ設定値は接
続点Ｂ、Ｃ毎に、それぞれ異なった値を設定することも
できるし、同じ値を設定することもできる。日射量が回
復して太陽電池３の出力電圧がオフ設定値以上になった
ときは、蓄電池充電回路９への制御信号の出力を停止
し、スイッチＳＷをオフ状態にする。以後は太陽電池３
によって蓄電池４は充電される。以上いずれの場合と
も、蓄電池４の充電が完了すれば、商用電源１または太
陽電池３の出力が負荷７に供給されるようになる。When the storage battery 4 is sufficiently charged and the output voltage becomes equal to or higher than a predetermined OFF set value, the control signal output from the output voltage monitoring circuit 8 to the storage battery charging circuit 9 is stopped and the switch SW is turned off. The OFF set value is the output voltage of the storage battery when the storage battery is sufficiently charged. As a matter of course, this off set value is set to a value larger than the on set value. Further, as the OFF set value, different values can be set for each of the connection points B and C, or the same value can be set. When the amount of solar radiation is recovered and the output voltage of the solar cell 3 becomes equal to or higher than the OFF set value, the output of the control signal to the storage battery charging circuit 9 is stopped and the switch SW is turned off. After that, solar cell 3
Thereby, the storage battery 4 is charged. In any of the above cases, when the charging of the storage battery 4 is completed, the output of the commercial power supply 1 or the solar battery 3 is supplied to the load 7.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、商用電
源のバックアップ電源として用いられている太陽電池お
よび蓄電池の、両者の出力電圧を常に監視して太陽電池
および蓄電池の電圧がともに所定値より低くなったとき
に商用電源によって蓄電池を充電できるように構成され
ているため、バックアップ電源として蓄電池を使用後に
太陽光線の日射量が少なくても、商用電源により蓄電池
を短時間で充電可能であり、すみやかにバックアップ電
源としての機能回復が可能であるという効果を有する。As described above, according to the present invention, the output voltages of the solar cell and the storage battery used as the backup power source of the commercial power source are constantly monitored so that the voltage of the solar cell and the storage battery are both at a predetermined value. Since the storage battery is configured to be charged by the commercial power source when it becomes lower, the storage battery can be charged in a short time by the commercial power source even if the amount of solar radiation after using the storage battery as the backup power source is small. The function of the backup power supply can be quickly restored.
【図１】 本発明の一実施形態による太陽電池を利用し
た電源システムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a power supply system using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
【図２】 従来の太陽電池を利用した電源システムを示
すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional power supply system using a solar cell.
１…商用電源、２…整流器、３…太陽電池、４…蓄電
池、５…コントローラ、６…インバータ、７…負荷、８
…出力電圧監視回路、９…蓄電池充電回路、Ｄ１〜Ｄ４
…ダイオード、Ａ…出力点、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…接続点。1 ... Commercial power supply, 2 ... Rectifier, 3 ... Solar battery, 4 ... Storage battery, 5 ... Controller, 6 ... Inverter, 7 ... Load, 8
... Output voltage monitoring circuit, 9 ... Storage battery charging circuit, D1 to D4
... Diode, A ... Output point, B, C, D, E ... Connection point.
Claims (3)
し、整流した直流出力を負荷に供給する整流器と、負荷
に対する商用電源の出力をバックアップするための太陽
電池と、太陽電池からの出力を蓄えるための蓄電池とを
備え、商用電源の出力が低下した場合に太陽電池の出力
または蓄電池の出力の電圧の高い方を負荷に供給するよ
うに構成された太陽電池を利用した電源システムにおい
て、 太陽電池および蓄電池の両者の出力電圧を常に監視し、
この出力電圧が所定値より低くなったときに制御信号を
出力する出力電圧監視回路と、 出力電圧監視回路から制御信号が出力されたときに動作
するスイッチを有し、スイッチが動作したとき整流器の
出力により蓄電池を充電するようにした蓄電池充電回路
とを備えたことを特徴とする太陽電池を利用した電源シ
ステム。1. A rectifier for rectifying an AC output output from a commercial power source and supplying the rectified DC output to a load, a solar cell for backing up the output of the commercial power source to the load, and an output from the solar cell. In a power supply system using a solar cell configured to supply a load with a higher output voltage of the solar cell or the output voltage of the storage battery when the output of the commercial power supply decreases, Always monitor the output voltage of both batteries and accumulators,
It has an output voltage monitoring circuit that outputs a control signal when this output voltage becomes lower than a predetermined value, and a switch that operates when a control signal is output from the output voltage monitoring circuit. A power supply system using a solar cell, comprising: a storage battery charging circuit configured to charge the storage battery by output.
制御を行い、 負荷に対する出力電圧を可変できることを特徴とする太
陽電池を利用した電源システム。2. The solar cell according to claim 1, further comprising a controller, wherein the controller performs overcharge prevention control of the storage battery by the output of the rectifier or the solar cell, and can change the output voltage with respect to the load. Power system.
接続したダイオード回路を備えたことを特徴とする太陽
電池を利用した電源システム。3. The power supply system using a solar cell according to claim 2, further comprising a diode circuit in which the output of the rectifier and the output of the controller are diode-or connected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7214473A JPH0965582A (en) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Power supply system utilizing solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7214473A JPH0965582A (en) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Power supply system utilizing solar cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0965582A true JPH0965582A (en) | 1997-03-07 |
Family
ID=16656313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7214473A Pending JPH0965582A (en) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Power supply system utilizing solar cell |
Country Status (1)
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