JPH0965582A - 太陽電池を利用した電源システム - Google Patents
太陽電池を利用した電源システムInfo
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- JPH0965582A JPH0965582A JP7214473A JP21447395A JPH0965582A JP H0965582 A JPH0965582 A JP H0965582A JP 7214473 A JP7214473 A JP 7214473A JP 21447395 A JP21447395 A JP 21447395A JP H0965582 A JPH0965582 A JP H0965582A
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- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池と蓄電池を商用電源のバックアップ
電源として利用した電源システムにおいて、バックアッ
プ電源使用後で、かつ、太陽光線の日射量が小さい場合
でも、短時間でバックアップ電源としての機能を回復さ
せる。 【解決手段】 太陽電池3の出力電圧と蓄電池4の出力
電圧の両者を常に監視して、両者の出力電圧がともにオ
ン所定値より低くなった場合のみ、蓄電池充電回路9に
設けたスイッチSWをオンさせて商用電源1から整流器
2を介して入力される直流電流により蓄電池4を充電
し、短時間でバックアップ電源としての機能を回復させ
る。
電源として利用した電源システムにおいて、バックアッ
プ電源使用後で、かつ、太陽光線の日射量が小さい場合
でも、短時間でバックアップ電源としての機能を回復さ
せる。 【解決手段】 太陽電池3の出力電圧と蓄電池4の出力
電圧の両者を常に監視して、両者の出力電圧がともにオ
ン所定値より低くなった場合のみ、蓄電池充電回路9に
設けたスイッチSWをオンさせて商用電源1から整流器
2を介して入力される直流電流により蓄電池4を充電
し、短時間でバックアップ電源としての機能を回復させ
る。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
た電源システムのブロック図である。
【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。
すブロック図である。
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。
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。
Claims (3)
- 【請求項1】 商用電源から出力された交流出力を整流
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。 - 【請求項2】 請求項1において、 コントローラを備え、このコントローラは、 整流器または太陽電池の出力による蓄電池の過充電防止
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。 - 【請求項3】 請求項2において、 整流器の出力とコントローラの出力とをダイオードオア
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7214473A JPH0965582A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 太陽電池を利用した電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7214473A JPH0965582A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 太陽電池を利用した電源システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0965582A true JPH0965582A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16656313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7214473A Pending JPH0965582A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 太陽電池を利用した電源システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0965582A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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