JP2016082671A - 直流電源システムおよび電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】直流給電を行なうに際して、効率的に給電処理を行なうことができることを目的とする。【解決手段】電圧センサ１０４は、通信装置４００に対して電力供給を行なっている太陽光発電装置２００の出力電圧に依存する整流器１００内のバス電圧を測定する。制御部１０５は、電圧センサ１０４により測定された電圧に基づいて、蓄電池３００に対する充電量を調整する。これにより、太陽光発電装置２００に余剰電力が生まれる場合には、蓄電池３００に充電することができ、余剰電力を効率的に用いることができる。【選択図】 図３

Description

本発明は、直流電力の制御を行なう直流電源システムおよび電力制御方法に関する。

近年、太陽光発電等の自然エネルギーの利用が注目される中で、施設や住宅にも太陽光発電装置が設置されることが多くなってきている。この太陽光発電装置は、設備や機器等に発電した電力を供給するとともに、蓄電池に充電することができる。この蓄電池は、太陽光発電装置が機能していない夜間などにおいて、電力供給を可能にする。例えば、特許文献１に記載の技術においては、蓄電池において太陽光発電から充電されるとともに、その充電された電力を融通するための構成について記載がされている。

特開２０１４−１３８４５２号公報

ところで、一般的に、太陽光発電装置が発電した直流電力は、パワーコンディショナーによって交流に変換されて利用されているものがほとんどである。

そして、太陽光発電装置にパワーコンディショナーを用いる場合は、発電電力が設備の負荷を上回る場合には系統に逆潮流するなどして有効に活用することが可能である。

しかしながら、パワーコンディショナーを用いると、もともと直流で動作する機器や設備に対しては、直流−交流−直流の変換ロスが発生する、という問題が生じる。そのため、パワーコンディショナーを用いない、直流給電システムが注目されつつある。

ところが、この直流給電システムにおいては、太陽光発電装置の発電量が設備の負荷を上回る場合、余剰電力は熱として放出されるため、有効に活用することができない、という問題が生じる。

そこで、上述の課題を解決するために、本発明は、直流給電を行なうに際して、効率的に給電処理を行なうことができる直流電源システムおよび電力制御方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の直流電源システムは、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムにおいて、前記電力消費対象に対して電力供給を行なっている前記太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された電圧に基づいて、前記蓄電池に対する充電量を調整する制御手段と、を備える。

また、本発明の電力制御方法は、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムの電力制御方法において、前記電力消費対象に対して電力供給を行なっている前記太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧を測定する測定ステップと、前記測定ステップにより測定された電圧に基づいて、前記蓄電池に対する充電量を調整する制御ステップと、を備える。

この発明によれば、電力消費対象に対して電力供給を行なっている太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧に基づいて、蓄電池に対する充電量を調整する。これにより、太陽光発電装置に余剰電力が生まれる場合には、蓄電池に充電することができ、余剰電力を効率的に用いることができる。

また、この直流電源システムにおいて、前記制御手段は、前記測定手段により測定された電圧が所定値以上である場合に、前記蓄電池に対する充電量を上昇させ、前記測定手段により測定された電圧が所定値未満である場合に、前記蓄電池に対する充電量を減少させる。

この発明によれば、太陽光発電装置の出力電圧に基づく電圧が所定値以上である場合に、蓄電池に対する充電量を上昇させ、その電圧が所定値未満である場合に、蓄電池に対する充電量を減少させる。これにより、太陽光発電装置の余剰電力を効率的に用いることができる。さらに、商用電源につながっていた場合には、商用電源からの電力供給を制御することができ、商用電源からの電力供給を受けないように制御することができる。

また、この直流電源システムにおいて、前記制御手段は、前記太陽光発電装置の発電量における前記電力消費対象の電力消費に対する超過分に、前記蓄電池に対する充電量を調整する。

この発明によれば、太陽光発電装置の発電量における電力消費対象の電力消費に対する超過分に、蓄電池に対する充電量を調整することにより、余剰電力を無駄なく蓄電池に充電することができる。

また、この直流電源システムにおいて、前記制御手段は、前記蓄電池の残量に基づいて、前記蓄電池における放電制御を行なう。

この発明によれば、蓄電池の残量に基づいて、蓄電池における放電制御を行なうことで、太陽光発電装置からの充電を効率的に受けることができる。例えば、夜間においては、最低限の残量まで放電することにより、昼間における太陽光発電装置から電力供給を可能なかぎり多く受けることができる。

また、この直流電源システムにおいて、内部バスの電圧を計測する電圧センサとを備える整流器をさらに含み、前記整流器の電圧センサは、前記測定手段として機能する。

この発明によれば、整流器の電圧センサは、測定手段として機能することで、太陽光発電装置からの出力電圧を測定するためだけのセンサを設置する必要がなく、もともと整流器内に備えているセンサを利用することができ、構成を簡易にするとともにそのコストを抑えることができる。

また、本発明の直流電源システムにおいて、商用電源からの電流を変換する整流器と、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記整流器または前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記整流器、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムにおいて、前記整流器は、商用電源からの交流電流を直流電流に変換する整流手段と、前記整流手段における出力電圧を、前記蓄電池におけるあらかじめ定めた残量に応じた値に設定する制御手段と、を備え、前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電する場合には、前記太陽光発電装置が発電した電力は、前記蓄電池に対して充電され、前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電しない場合には、前記制御手段により設定された電圧に従って、前記蓄電池のあらかじめ定めた残量まで放電することにより、前記電力消費対象に対して電力供給を行なう。

また、本発明の電力制御方法は、商用電源からの電流を変換する整流器と、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記整流器または前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記整流器、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムの電力制御方法において、前記整流器が、商用電源からの交流電流を直流電流に変換する整流ステップと、前記整流器が、前記整流ステップにおける出力電圧を、前記蓄電池におけるあらかじめ定めた残量に応じた値に設定する制御ステップと、を有し、前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電する場合には、前記太陽光発電装置が発電した電力は、前記蓄電池に対して充電され、前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電しない場合には、前記制御ステップにより設定された電圧に従って、前記蓄電池のあらかじめ定めた残量まで放電することにより、前記電力消費対象に対して電力供給を行なう。

この発明によれば、太陽光発電装置が電力消費対象の電力消費量を超えて発電する場合には、太陽光発電装置が発電した電力の余剰分は、蓄電池に対して充電され、太陽光発電装置が電力消費対象の電力消費量を超えて発電しない場合には、制御手段により設定された電圧に従って、蓄電池のあらかじめ定めた残量まで放電することになる。したがって、特別な制御を行なうことなく、整流器内部の電圧を蓄電池における所定の残量に応じた電圧に設定することで、太陽光発電装置における発電量が少ない場合には、自動的に適切な残量まで放電処理を行なうことができる。

本発明によれば、太陽光発電装置に余剰電力が生まれる場合には、蓄電池に充電することができ、余剰電力を効率的に用いることができる。

直流電源システムの概要を示すシステム構成図である。 太陽光発電装置２００における発電状況、とおよび電力バス電圧との関係の推移を示した図である。 整流器１００の機能構成を示すブロック図である。 本実施形態の整流器１００の動作を示すフローチャートである。 変形例における整流器１００の機能構成を示すブロック図である。

添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１を参照して従来の無線基地局の直流電源システム１０の概要について説明する。図１は、直流電源システムの概要を示すシステム構成図である。図１に示すように、この直流電源システム１０は、整流器１００、太陽光発電装置２００、蓄電池３００、整流器、および通信装置４００（負荷）を含んで構成される。

整流器１００は、商用電源５００から供給される交流電流を直流電流に変換する装置である。

太陽光発電装置２００は、太陽光が照射されることにより発電を行なうことができる装置である。この太陽光発電装置２００は、４８Ｖバスに直接接続されており、太陽光発電装置２００の発電電力は優先的に通信装置４００に供給される。

蓄電池３００は、充放電を行なうことができる電池であり、太陽光発電装置２００や、整流器１００を介して商用電源５００からの電力供給を受けることで、充電を行なうことができる。

通信装置４００は、商用電源５００、太陽光発電装置２００、または蓄電池３００から電力供給を受けて、通信機能を実行する装置であり、いわゆる電力を消費する負荷部分（電力消費対象）である。本実施形態においては、通信装置４００は、無線基地局における無線通信を実行するための機能を有するが、これに限定するものではない。

このような直流電源システム１０において、太陽光発電装置２００が、通信装置４００の消費電力以上の発電を行うとき、整流器１００から通信装置４００に電力が供給されなくなるため、バス電圧は太陽光発電装置２００の出力電圧となる。このバス電圧の変動を検知することで、太陽光発電装置２００の余剰電力の有無を知ることができる。

この根拠について試験グラフを用いて説明する。図２は、太陽光発電装置２００における発電状況と電力バス電圧との関係を示した図である。

図２に示される通り、太陽光発電装置２００の発電状況（出力電流）と整流器１００内におけるバス電圧との間には、相関関係を見ることができる。例えば、朝の７時ぐらいから太陽により照射が始まり、太陽光発電装置２００における出力電流が上昇する。そして、太陽光発電装置２００が日陰部分にあった時刻である１２時半ぐらいから１４時半ぐらいまでその出力電流は低下しつつも、日陰部分を脱すると、再度出力電流は上昇し、そのピーク後日没まで出力電流は徐々に低下する。

一方で、図２において、整流器１００内における電力バスの電圧は、この太陽光発電装置２００の出力電流と相関をとるようにその波形を描いていることが分かる。本実施形態においては、商用電源５００からの電力供給を受けていることから、常時電力バスには約５１Ｖ程度の電圧がかかっているが、太陽光発電装置２００の発電動作が始まると、そのバス電圧は上昇し、５３Ｖから５４Ｖとの間で一定した電圧がかかっていることが分かる。

ここで、太陽光発電装置２００により発電される発電電力は、通信装置４００において消費される消費電力（負荷）より高い場合には、余剰電力が発生することになる。本実施形態においては、図２に示される太陽光発電装置２００の発電状況と整流器１００のバス電圧との関係からわかるように、整流器１００内のバス電圧を計測することにより、太陽光発電装置２００の発電電力量を把握し、余剰電力の有無について判断することができる。そして、その余剰電力については、蓄電池３００に対して充電するように制御することにより、太陽光発電装置２００による発電電力を効率的に使用することができる。具体的には、蓄電池３００に対する充電電流値を変動させる、という制御を行なう。

つぎに、本実施形態の整流器１００の機能構成について説明する。図３は、整流器１００の機能構成を示すブロック図である。図３に示される通り、整流器１００は、整流部１０１、電流センサ１０２、電流センサ１０３、電圧センサ１０４（測定手段）、制御部１０５（制御手段）、およびスイッチ部１０６を含んで構成される。また、蓄電池３００には、その充放電制御を行なうための充放電制御装置３１０が配置されている。以下、整流器１００の機能構成について説明する。

整流部１０１は、商用電源５００から供給される交流電流を直流電流に変換する部分であり、整流部１０１に接続される４８Ｖバスに、変換された直流電流を出力する。

電流センサ１０２は、整流部１０１と、蓄電池３００および通信装置４００とを結ぶバスに流れる直流電流の電流量を検出する部分であり、整流部１０１から出力された電流を検出することができる。本実施形態においては、蓄電池３００に対して充電された充電量を算出するために用いることができる。

電流センサ１０３は、整流部１０１と、通信装置４００とを結ぶバスに流れる直流電流の電流量を検出する部分である。

電圧センサ１０４は、整流部１０１と、通信装置４００とを結ぶバスに流れる直流電流の電圧を検出する部分である。

制御部１０５は、電流センサ１０３および電圧センサ１０４により検出された電流および電圧に基づいて、蓄電池３００に対する充電量を上昇する、または減少する制御を行なう部分である。

スイッチ部１０６は、蓄電池３００と、整流部１０１または太陽光発電装置２００との間のバスに配置されており、停電時において蓄電池３００の放電を制御するために、その接続のオンオフを行なうことにより、蓄電池３００との接続制御を行なう部分である。

このように構成された整流器１００において、その充電制御を行なう制御部１０５について、さらに説明する。

制御部１０５は、あらかじめ定められた日中時間帯においては、太陽光発電装置２００が、通信装置４００が消費する電力（負荷）以上に発電を行うときに、充電量を段階的に微少量増加するように、充放電制御装置３１０に対して、信号線１０４ａを介して指令を送る。ここで、「通信装置４００が消費する負荷（電力量）以上に発電を行うとき」とは、整流器１００内部の電圧が太陽光発電装置２００の出力電圧に依存することを利用して、整流器１００内の電圧センサ１０４により検出された電圧が太陽光発電装置２００の出力電圧に依存しているとみなせる閾値を超えるとき、とする。

また、整流器１００内の電圧である電圧センサ１０４により検出された電圧が閾値を下回るとき、即ち太陽光発電装置２００が通信装置４００および蓄電池３００の充電量を含む負荷以上に発電していないときには、ゼロを最小値として充電量を段階的に微少量減少するように、充放電制御装置３１０に対して信号線１０４ａを介して指令を送る。

このような制御部１０５による制御により、太陽光発電装置２００による発電量が、通信装置４００における消費電力を超えてしまった場合には、余剰電力が発生することがなくなる。よって、余剰電力が熱として放出されることがなくなり、太陽光発電装置２００の発電効率を向上させることができる。

また、太陽光発電装置２００の発電量が、通信装置４００における消費電力を超えない場合には、余剰電力が生ずることがないが、商用電源５００から蓄電池３００に対して充電がなされることになる。その場合、蓄電池３００に対する充電量を減少するように、充放電制御装置３１０を制御することにより、商用電源５００からの電力供給を抑えることができ、商用電源５００に対する費用を低く抑えることができる。

また、日中時間帯以外では、太陽光発電装置２００の余剰電力を活用するため、日中、太陽光発電装置２００が蓄電池３００に貯める電力量に相当する蓄電池３００に蓄電されている電力を放電する。すなわち、通信装置４００に対して電力供給を行なう。

より具体的には、制御部１０５は、蓄電池３００の残量を監視して、災害時のバックアップ時間確保などの制約による蓄電池３００の残量を満たす範囲で、放電を行うよう充放電制御装置３１０に対して指令を送信する。なお、蓄電池３００の残量の監視方法は、蓄電池３００から定期的に送られる情報を用いてもよいし、整流器１００が備える電流センサ１０３と電圧センサ１０４とで検出される電流および電圧をクーロン法を適用して、充電量及び放電量を算出して導いても良い。

なお、余剰電力を計測する方法として、日射計などを設置して、斜面日射量から発電量を推定する方法も考えられるが、そのための日射計および発電量推定のための計算機、そのほか設置費用が必要となる、という問題が生ずる。

一方で、一般的に整流器１００は、電圧測定器として機能する電圧センサ１０４を備えていることから、その電圧を測定するための特別なハードウェアを必要とすることがない。さらに、蓄電池３００の種類によってそれぞれ特別な部品や、開発すべき部品も必要がないため、日射計を備えることよりコストを低く抑えつつ、太陽光発電装置２００の発電量を把握することができる。

つぎに、このように構成された整流器１００の動作について説明する。図４は、本実施形態の整流器１００の動作を示すフローチャートである。まず、整流器１００における制御部１０５により、時間帯が判断され、あらかじめ定められた時間帯、例えば、７時から１８時までの間の日中時間であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。ここで日中時間であると判断されると、制御部１０５により、整流器１００内の電圧が所定の閾値より大きいか否かが判断される（Ｓ１０２）。ここでは、電圧センサ１０４により計測された電圧値が、所定の閾値より大きいか否かが判断される。

そして、ここで、整流器１００内の電圧が所定の閾値より大きいと判断されると、蓄電池３００に対する充電量を増加するように、制御部１０５による充放電制御装置３１０に対する制御が行われる（Ｓ１０３）。

また、整流器１００内の電圧が閾値より大きくないと判断されると（Ｓ１０２：Ｎｏ）、蓄電池３００に対する充電量を減少するように、制御部１０５による充放電制御装置３１０に対する制御が行われる（Ｓ１０４）。

また、制御部１０５によりあらかじめ定められた時間帯ではないと判断されると（Ｓ１０１）、蓄電池３００の電池残量があらかじめ定めた閾値より大きいか否かが判断される（Ｓ１０５）。ここで大きいと判断されると、制御部１０５による蓄電池３００に対する放電制御が行われる（Ｓ１０６）。また、ここで閾値より大きくないと判断されると、制御部１０５による制御は行われない。なお、この放電処理は、上述した通り、蓄電池３００の残量があらかじめ定められた電力量となるまで行われる。

このフローチャートによる処理について、図２により示されるグラフを参照して、より具体的に説明する。

この直流電源システム１０において、日中時間帯において、太陽光発電装置２００が通信装置４００の消費電力以上に発電しているとみなせる閾値を５３Ｖとすると、制御部１０５は、整流器１００内における電圧が５３Ｖ以上のときに蓄電池３００に対する充電量を０．１Ａ増加するように充放電制御装置３１０を制御する。

その場合、太陽光発電装置２００からみて、負荷（通信装置４００の消費電力および蓄電池３００の充電量）が０．１Ａ増加したようにみえる。したがって、太陽光発電装置２００の出力に余力があるならば、今までは余剰電力として熱として放出されていた出力電力が、出力されることになる。すなわち、太陽光発電装置２００の出力電流が０．１Ａ増加して出力することになる。よって、再び整流器１００内の電圧は太陽光発電装置２００の出力電圧に依存し、閾値を超える。これを閾値が超えなくなるまで繰り返すことで、本来、負荷以上に発電しない太陽光発電装置２００の余剰電力を活用することが可能となる。

一方、整流器１００内の電圧が５３Ｖ以下のときには、制御部１０５は、蓄電池３００に対する充電量を、最小値をゼロとして０．１Ａ減少するよう充放電制御装置３１０に対する制御を行なう。例えば、電圧が５３Ｖ以下のときとは、図２における日陰に太陽光発電装置２００が位置した場合のほか、通信装置４００の消費電力および蓄電池３００に対する充電量が、太陽光発電装置２００の出力電力以上になった場合に、整流器１００から電力が供給されることになる。すなわち、整流器１００から電流が出力され、その際、整流器１００内の電圧は、太陽光発電装置２００の出力電圧に依存しないことになる。その結果、整流器１００内の電圧は５３Ｖ以下になり、充電量を減少するという処理を実行することで、整流器１００からの出力電力を抑えるように動作することになる。

以上のことから、整流器１００内の電圧が５３Ｖ以下のときには、充電量を０．１Ａ減少し、整流器電圧が５３Ｖ以上のときには、充電量を０．１Ａ増加するように、制御部１０５は充放電制御装置３１０を制御し、これを繰り返すことで、商用電源５００からの充電による余分な電力供給量を最小化することが可能である。

また、日中時間帯以外において、確保すべき蓄電池３００の残量を、あらかじめ定めた残量として１ｋＷｈとすると、制御部１０５は、蓄電池３００の残量が１ｋＷｈになるまで放電を行うよう制御を行う。これにより、太陽光発電装置２００の発電した電力量を、蓄電池３００に充電させることができ、その発電効率を向上させることができる。

なお、上記実施形態は整流器１００の内部に備える電流センサ１０２、電流センサ１０３、および電圧センサ１０４を利用するものであったが、これは整流器１００外に、設置される電流センサおよび電圧センサを利用しても良い。さらに、上記実施形態は、直流電源システム１０において太陽光発電装置２００の余剰電力を有効活用するというものであったが、これは無線基地局に限定しなくてもよい。

つぎに、本実施形態の直流電源システム１０の作用効果について説明する。

本実施形態の直流電源システムにおいて、電圧センサ１０４は、通信装置４００に対して電力供給を行なっている太陽光発電装置２００の出力電圧に依存する整流器１００内のバス電圧を測定する。制御部１０５は、電圧センサ１０４により測定された電圧に基づいて、蓄電池３００に対する充電量を調整する。これにより、太陽光発電装置２００に余剰電力が生まれる場合には、蓄電池３００に充電することができ、余剰電力を効率的に用いることができる。

より具体的には、制御部１０５は、電圧センサ１０４により測定された電圧が所定値以上である場合に、蓄電池３００に対する充電量を上昇させ、その電圧が所定値未満である場合に、蓄電池３００に対する充電量を減少させる。これら充電制御は、充放電制御装置３１０に対して行うことで、蓄電池３００に対する充電制御を可能にする。これにより、太陽光発電装置２００の余剰電力を効率的に用いることができる。さらに、商用電源５００につながっていた場合には、商用電源５００からの電力供給を制御することができ、商用電源５００からの電力供給を受けないように制御することができる。

また、直流電源システム１０の整流器１００において、太陽光発電装置２００の発電量における通信装置４００の電力消費に対する超過分に、蓄電池３００に対する充電量を調整することにより、余剰電力を無駄なく蓄電池に充電することができる。すなわち、ここでは、整流器１００における電圧が閾値（所定値）より大きい場合には、充電量を最大限まで上昇させることで、太陽光発電装置２００の発電量の超過分を蓄電池３００に対して充電させることができる。

また、この直流電源システム１０において、その制御部１０５は、蓄電池３００の残量を計測しており、その残量に基づいて、蓄電池３００に対して放電を行なうよう充放電制御装置３１０を制御することで、太陽光発電装置２００からの充電を効率的に受けることができる。例えば、夜間においては、最低限の残量まで放電することにより、昼間における太陽光発電装置２００から電力供給を可能なかぎり多く受けることができる。

また、整流器１００内部に備えられている電圧センサ１０４を利用することで、太陽光発電装置２００からの出力電圧を測定するためだけのセンサを設置する必要がなく、もともと整流器１００内に備えているセンサを利用することができ、構成を簡易にするとともにそのコストを抑えることができる。

つぎに、変形例について説明する。上記実施形態は蓄電池３００の充放電制御に関して述べたものであったが、蓄電池３００の電圧が、蓄電池３００の充電率とともに増減するものであることを利用して、制御部１０５ａは、無線基地局に整流器１００の電圧制御装置としての機能を備え、確保すべき蓄電池３００の残量に応じた蓄電池３００の電圧に整流器１００内の電圧を設定しておく。これにより、余剰電力を蓄電池３００に蓄えることが可能であり、余剰電力が発生しない時間帯には、特別な制御を行なうことなく、自動的に放電を行うことが可能である。

図５は、変形例における整流器１００ａの機能ブロックを示すブロック図である。図５に示されるように、整流器１００ａは、整流部１０１ａ（整流手段）、電流センサ１０２、電流センサ１０３、電圧センサ１０４、制御部１０５ａ（制御手段）、およびスイッチ部１０６を含んで構成される。なお、上述本実施形態と異なり、蓄電池３００に対する充放電制御装置３１０を配置しない。

以下、上述本実施形態における整流器１００と異なる点について説明する。制御部１０５ａは、蓄電池３００の所定残量時における電圧と同じ値を、出力電圧として、整流部１０１ａに設定しておく。

これにより、太陽光発電装置２００に余剰電力が発生した場合には、蓄電池３００に対して充電がなされ、太陽光発電装置２００において余剰電力が発生していない場合には、蓄電池３００の確保すべき残量を確保しつつ、蓄電池３００は放電を行なうことができる。

一方で、太陽光発電装置２００において、余剰電力が発生している場合には、太陽光発電装置２００から蓄電池３００に対して充電が行われる。上述本実施形態の直流電源システムと異なり、充放電制御装置３１０を備えていないため、蓄電池３００に対しては常に充電がなされることになる。

つぎに、この変形例における直流電源システム１０の作用効果について説明する。この変形例における直流電源システム１０において、整流器１００ａにおける整流部１０１の出力電圧は、予め制御部１０５ａにより、蓄電池３００のあらかじめ定められた残量時における電圧に設定されている。

そして、太陽光発電装置２００が通信装置４００の電力消費量を超えて発電する場合には、太陽光発電装置２００が発電した電力の余剰分は、蓄電池３００に対して充電され、太陽光発電装置２００が通信装置４００の電力消費量を超えて発電しない場合には制御部１０５ａにより設定された電圧に従って、蓄電池３００のあらかじめ定めた残量まで放電することになる。したがって、特別な制御を行なうことなく、太陽光発電装置２００における発電量が少ない場合には、蓄電池３００は、自動的に適切な残量まで放電処理を行なうことができる。

１０…直流電源システム、１００…整流器、１００ａ…整流器、１０１…整流部、１０１ａ…整流部、１０２…電流センサ、１０３…電流センサ、１０４…電圧センサ、１０４ａ…信号線、１０５…制御部、１０５ａ…制御部、１０６…スイッチ部、２００…太陽光発電装置、３００…蓄電池、３１０…充放電制御装置、４００…通信装置、５００…商用電源。

上述の課題を解決するために、本発明の直流電源システムは、商用電源からの電流を変換する整流器と、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記整流器または前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記整流器、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムにおいて、前記電力消費対象に対して電力供給を行なっている前記太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された電圧に基づいて、前記蓄電池に対する充電量を調整する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記測定手段により測定された電圧が所定値以上である場合に、前記蓄電池に対する充電量を、前記電圧が前記所定値未満になるまで段階的に上昇させ、前記測定手段により測定された電圧が所定値未満である場合に、前記蓄電池に対する充電量を、前記電圧が前記所定値以上となるまで段階的に減少させることで、前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電する場合には、前記太陽光発電装置が発電した電力は、前記蓄電池に対して充電されるよう構成される。

また、本発明の電力制御方法は、商用電源からの電流を変換する整流器と、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記整流器または前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記整流器、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムの電力制御方法において、前記電力消費対象に対して電力供給を行なっている前記太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧を測定する測定ステップと、前記測定ステップにより測定された電圧に基づいて、前記蓄電池に対する充電量を調整する制御ステップと、を備え、前記制御ステップは、前記測定手段により測定された電圧が所定値以上である場合に、前記蓄電池に対する充電量を、前記電圧が前記所定値未満になるまで段階的に上昇させ、前記測定手段により測定された電圧が所定値未満である場合に、前記蓄電池に対する充電量を、前記電圧が前記所定値以上となるまで段階的に減少させることで、前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電する場合には、前記太陽光発電装置が発電した電力は、前記蓄電池に対して充電される。

この発明によれば、電力消費対象に対して電力供給を行なっている太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧に基づいて、蓄電池に対する充電量を調整する。これにより、太陽光発電装置に余剰電力が生まれる場合には、蓄電池に充電することができ、余剰電力を効率的に用いることができる。
さらに、太陽光発電装置の出力電圧に基づく電圧が所定値以上である場合に、蓄電池に対する充電量を段階的に上昇させ、その電圧が所定値未満である場合に、蓄電池に対する充電量を段階的に減少させる。これにより、太陽光発電装置の余剰電力を効率的に用いることができる。さらに、商用電源につながっていた場合には、商用電源からの電力供給を制御することができ、商用電源からの電力供給を受けないように制御することができる。

また、この直流電源システムにおいて、前記整流器は、内部バスの電圧を計測する電圧センサとを備え、前記整流器の電圧センサは、前記測定手段として機能する。

Claims (8)

1. 太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムにおいて、
   前記電力消費対象に対して電力供給を行なっている前記太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された電圧に基づいて、前記蓄電池に対する充電量を調整する制御手段と、
   を備える直流電源システム。
2. 前記制御手段は、前記測定手段により測定された電圧が所定値以上である場合に、前記蓄電池に対する充電量を上昇させ、前記測定手段により測定された電圧が所定値未満である場合に、前記蓄電池に対する充電量を減少させる、請求項１に記載の直流電源システム。
3. 前記制御手段は、前記太陽光発電装置の発電量における前記電力消費対象の電力消費に対する超過分に、前記蓄電池に対する充電量を調整する、請求項１または２に記載の直流電源システム。
4. 前記制御手段は、前記蓄電池の残量に基づいて、前記蓄電池における放電制御を行なう、請求項１から３のいずれか一項に記載の直流電源システム。
5. 前記直流電源システムは、内部バスの電圧を計測する電圧センサとを備える整流器をさらに含み、
   前記整流器の電圧センサは、前記測定手段として機能する、請求項１に記載の直流電源システム。
6. 商用電源からの電流を変換する整流器と、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記整流器または前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記整流器、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムにおいて、
   前記整流器は、
   商用電源からの交流電流を直流電流に変換する整流手段と、
   前記整流手段における出力電圧を、前記蓄電池におけるあらかじめ定めた残量に応じた値に設定する制御手段と、
   を備え、
   前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電する場合には、前記太陽光発電装置が発電した電力は、前記蓄電池に対して充電され、
   前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電しない場合には、前記制御手段により設定された電圧に従って、前記蓄電池のあらかじめ定めた残量まで放電することにより、前記電力消費対象に対して電力供給を行なう、
   直流電源システム。
7. 太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムの電力制御方法において、
   前記電力消費対象に対して電力供給を行なっている前記太陽光発電装置の出力電圧に基づいた電圧を測定する測定ステップと、
   前記測定ステップにより測定された電圧に基づいて、前記蓄電池に対する充電量を調整する制御ステップと、
   を備える電力制御方法。
8. 商用電源からの電流を変換する整流器と、太陽光を受けることにより発電を行なう太陽光発電装置と、前記整流器または前記太陽光発電装置からの電力供給を受けて蓄電する蓄電池と、前記整流器、前記太陽光発電装置または前記蓄電池から電力供給を受ける電力消費対象とを含んだ直流電源システムの電力制御方法において、
   前記整流器が、商用電源からの交流電流を直流電流に変換する整流ステップと、
   前記整流器が、前記整流ステップにおける出力電圧を、前記蓄電池におけるあらかじめ定めた残量に応じた値に設定する制御ステップと、を有し、
   前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電する場合には、前記太陽光発電装置が発電した電力は、前記蓄電池に対して充電され、
   前記太陽光発電装置が前記電力消費対象の電力消費量を超えて発電しない場合には、前記制御ステップにより設定された電圧に従って、前記蓄電池のあらかじめ定めた残量まで放電することにより、前記電力消費対象に対して電力供給を行なう、
   電力制御方法。

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