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JP6041216B2 - Power feeding system and power feeding method - Google Patents
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Description

本発明は、エネルギーハーベストを用いて発電された電力又は蓄電池からの電力を負荷に給電する給電システム及び給電方法に関する。   The present invention relates to a power supply system and a power supply method for supplying power generated by using energy harvest or power from a storage battery to a load.

近年、自然環境内に存在するエネルギー(例えば太陽光エネルギー、風力エネルギー、水力エネルギー等)を回収して電気エネルギーに変換し、この変換によって生じた電気エネルギーを負荷に給電(供給)するエネルギーハーベストという考えが注目されている。   In recent years, energy harvesting that recovers energy that exists in the natural environment (for example, solar energy, wind energy, hydraulic energy, etc.), converts it into electrical energy, and feeds (supplies) the electrical energy generated by this conversion to a load. Thoughts are attracting attention.

エネルギーハーベストの一例として、太陽電池パネルを用いて太陽光エネルギーを回収して電気エネルギーに変換することが知られている。近年、太陽電池パネルはエネルギーの有効利用の観点から重要性が増してきており、太陽電池パネルにより発電された電力を家庭用或いは産業用の電力系統に供給又はその余剰電力を逆潮流する等、二次電池と組み合わせて太陽電池パネルの幅広い適用が期待されている。   As an example of energy harvesting, it is known that solar energy is collected and converted into electric energy using a solar cell panel. In recent years, solar cell panels have become more important from the viewpoint of effective use of energy, such as supplying power generated by solar cell panels to household or industrial power systems or backflowing surplus power, etc. A wide range of solar cell panels are expected in combination with secondary batteries.

従来、太陽電池パネルによる発電出力と二次電池からの放電出力とを用いて負荷に供給する太陽光発電システムとして、例えば特許文献1が知られている。特許文献1の太陽光発電システムは、太陽電池及び二次電池を含む太陽電池ストリングを含み、電力変換装置を介して太陽電池ストリングの出力を交流電力に変換すると共に、二次電池の状態を検出する。   Conventionally, for example, Patent Document 1 is known as a solar power generation system that supplies a load using a power generation output from a solar battery panel and a discharge output from a secondary battery. The solar power generation system of Patent Document 1 includes a solar cell string including a solar cell and a secondary battery, converts the output of the solar cell string into AC power via a power converter, and detects the state of the secondary battery. To do.

更に、太陽光発電システムは、電力変換装置の出力を検知し、二次電池の状態と電力変換装置の出力とを基に出力電力値を制御する。太陽光発電システムは、二次電池の出力電力の合計値より電力変換装置の出力が小さくなるように電力変換装置を制御する。これにより、太陽光発電システムは、安価なシステムで、出力の平滑化或いは出力のタイムシフトを実現できる。   Furthermore, the solar power generation system detects the output of the power converter, and controls the output power value based on the state of the secondary battery and the output of the power converter. The solar power generation system controls the power conversion device so that the output of the power conversion device is smaller than the total value of the output power of the secondary battery. Thereby, the photovoltaic power generation system can realize smoothing of output or time shifting of output with an inexpensive system.

また、特許文献2には、複数の二次電池に対して電力を充電する場合において、充電する二次電池を時分割で切り換え、いずれかの二次電池の充電を停止する瞬間に次の二次電池の充電を開始することが開示されている。これにより、いずれかの二次電池の充電を停止する際に、充電電流を中断させることなく全ての二次電池を速やかに満充電することができる。   In Patent Document 2, when charging power to a plurality of secondary batteries, the secondary batteries to be charged are switched in a time-sharing manner, and at the moment when charging of any secondary battery is stopped, It is disclosed to start charging the secondary battery. Thereby, when stopping charging of any secondary battery, all the secondary batteries can be fully charged quickly without interrupting the charging current.

また、特許文献3には、複数の二次電池を用いて負荷に電力を供給する場合において、負荷に供給するための二次電池を適切な間隔で切り換えることが開示されている。これにより、電源部は、負荷に対して長時間の電力供給が可能となる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228561 discloses that when power is supplied to a load using a plurality of secondary batteries, the secondary battery to be supplied to the load is switched at an appropriate interval. Thereby, the power supply unit can supply power to the load for a long time.

日本国特開2008−48544号公報Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-48544 日本国特開2001−211558号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-212558 日本国特開平5−111169号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-111169

しかしながら、従来のエネルギーハーベストにおいては、例えば太陽電池パネルの発電により生じた電気エネルギーを負荷に供給する場合に、常時且つ安定的に供給することが困難な場合があった。例えば太陽電池パネルの発電量は、日々の天候に応じて変動し、例えば雨が降っている日若しくは雨が数日間連続して降っている場合には負荷の動作に必要な発電量に至らないことがあった。従って、エネルギーハーベストにおいては、負荷の動作に必要な電力を常時且つ安定的に供給することが求められている。   However, in conventional energy harvesting, for example, when supplying electric energy generated by power generation of a solar cell panel to a load, it may be difficult to supply constantly and stably. For example, the amount of power generated by a solar panel fluctuates according to the daily weather. For example, if it is raining or if it is raining for several consecutive days, it does not reach the amount of power necessary for load operation. There was a thing. Accordingly, in energy harvesting, it is required to constantly and stably supply power necessary for load operation.

本発明は、上述した従来の事情に鑑みてなされたものであり、エネルギーハーベストにおいて発電された電力を負荷より優先的に二次電池に供給して二次電池を充電し、充電された電力を用いて、負荷の動作に必要な電力を常時且つ安定的に供給する給電システム及び給電方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances. The power generated in the energy harvest is supplied to the secondary battery preferentially over the load to charge the secondary battery. It is an object of the present invention to provide a power feeding system and a power feeding method that constantly and stably supplies power necessary for load operation.

本発明は、上述した給電システムであって、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発電する太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルにより発電された前記直流電力を充電する複数の蓄電池ブロックと、前記蓄電池ブロック毎に設けられ、前記蓄電池ブロックに対する前記直流電力の充電及び放電を制御する複数の充放電制御部と、自然エネルギーによる発電可否情報と充電若しくは放電に用いられる前記蓄電池ブロック又は前記蓄電池ブロックの組合せに関する情報に基づいて、前記直流電力の充電及び負荷への放電に、いずれの前記蓄電池ブロックを用いるかを判定する中央制御管理部と、前記判定された前記蓄電池ブロックから放電された直流電力を基に、前記負荷の動作に必要な電力量の直流電力を前記負荷に供給する負荷出力制御部と、を備える。   The present invention is the above-described power feeding system, which is a solar cell panel that converts solar energy into electrical energy to generate DC power, and a plurality of storage battery blocks that charge the DC power generated by the solar cell panel. And a plurality of charge / discharge control units that are provided for each of the storage battery blocks and control charging and discharging of the DC power to the storage battery block, the storage battery block used for charging or discharging, and information on whether or not to generate power by natural energy, or Based on information relating to the combination of storage battery blocks, a central control management unit that determines which storage battery block to use for charging the DC power and discharging to the load, and the determined storage battery block was discharged Based on DC power, supply DC power of the amount of power necessary for the operation of the load to the load Provided that the load output control unit.

また、本発明は、上述した給電方法であって、太陽電池パネルにより、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発電するステップと、複数の蓄電池ブロックのうちいずれかの蓄電池ブロックに、前記太陽電池パネルにより発電された前記直流電力を充電するステップと、前記蓄電池ブロック毎に設けられた充放電制御部により、前記蓄電池ブロックに対する前記直流電力の充電及び前記直流電力の放電を制御するステップと、中央制御管理部により、自然エネルギーによる発電可否情報と充電若しくは放電に用いられる前記蓄電池ブロック又は前記蓄電池ブロックの組合せに関する情報に基づいて、前記直流電力の充電及び負荷への放電に、いずれの前記蓄電池ブロックを用いるかを判定するステップと、負荷出力制御部により、前記判定された前記蓄電池ブロックから放電された直流電力を基に、前記負荷の動作に必要な電力量の直流電力を前記負荷に供給するステップと、を備える。   Further, the present invention is the above-described power feeding method, wherein the solar battery panel converts solar energy into electrical energy to generate DC power, and any one of the plurality of storage battery blocks has a storage battery block, Charging the DC power generated by the solar battery panel, and controlling charging and discharging of the DC power to the storage battery block by a charge / discharge control unit provided for each storage battery block And, by the central control management unit, based on the information on the possibility of power generation by natural energy and the information on the combination of the storage battery block or the storage battery block used for charging or discharging, the charging of the DC power and the discharging to the load, A step of determining whether to use the storage battery block; Ri, based on the DC power discharged from the determined storage battery block, and a step of supplying DC power of electric energy necessary for the operation of the load to the load.

上述した構成によれば、エネルギーハーベストにおいて発電された電力を負荷より優先的に二次電池に供給して二次電池を充電し、充電された電力を用いて、負荷の動作に必要な電力を常時且つ安定的に供給することができる。   According to the above-described configuration, the electric power generated in the energy harvest is supplied to the secondary battery with priority over the load to charge the secondary battery, and the electric power necessary for the operation of the load is obtained using the charged electric power. It can be supplied constantly and stably.

本発明によれば、エネルギーハーベストにおいて発電された電力を負荷より優先的に二次電池に供給して二次電池を充電し、充電された電力を用いて、負荷の動作に必要な電力を常時且つ安定的に供給することができる。   According to the present invention, the power generated in the energy harvest is supplied to the secondary battery with priority over the load to charge the secondary battery, and the charged power is used to constantly supply the power necessary for the operation of the load. And it can supply stably.

第1の実施形態の給電システムのシステム構成例を示す図The figure which shows the system configuration example of the electric power feeding system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の給電システムの他のシステム構成例を示す図The figure which shows the other system configuration example of the electric power feeding system of 1st Embodiment. (a)太陽電池パネルの日照強度に応じた出力電流及び出力電圧の特性図、(b)太陽電池パネルの温度に応じた出力電流及び出力電圧の特性図(A) Characteristic diagram of output current and output voltage according to the sunlight intensity of the solar cell panel, (b) Characteristic diagram of output current and output voltage according to the temperature of the solar cell panel (a)リチウムイオン蓄電池の充電特性図、(b)鉛蓄電池の充電特性図(A) Charging characteristic diagram of lithium ion storage battery, (b) Charging characteristic chart of lead storage battery 第1の実施形態の給電システムの連続晴天時における蓄電池ブロックの充放電の運用例を示すテーブルThe table which shows the operation example of charging / discharging of the storage battery block at the time of continuous fine weather of the electric power feeding system of 1st Embodiment 第1の実施形態の給電システムの不日照1日時における蓄電池ブロックの充放電の運用例を示すテーブルThe table which shows the operation example of charging / discharging of a storage battery block in the non-sunshine 1 date and time of the electric power feeding system of 1st Embodiment 第1の実施形態の給電システムの不日照2日時における蓄電池ブロックの充放電の運用例を示すテーブルThe table which shows the operation example of charging / discharging of the storage battery block in the non-sunshine 2 date and time of the electric power feeding system of 1st Embodiment 第1の実施形態の給電システムの中央制御管理部における動作を説明するフローチャートThe flowchart explaining operation | movement in the central control management part of the electric power feeding system of 1st Embodiment. 第2の実施形態の給電システムのシステム構成例を示す図The figure which shows the system configuration example of the electric power feeding system of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の給電システムの他のシステム構成例を示す図The figure which shows the other system configuration example of the electric power feeding system of 2nd Embodiment.

以下、本発明に係る給電システム及び給電方法の実施形態について、図面を参照して説明する。本発明に係る給電システム及び給電方法は、自然環境に存在するエネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギーハーベストの一例として、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発電する太陽電池パネルを用いて説明する。但し、エネルギーハーベストは、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネルに限定されず、例えば風力エネルギー又は水力エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発電する風力発電設備又は水力発電設備としてもよい。   Hereinafter, embodiments of a power feeding system and a power feeding method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The power supply system and the power supply method according to the present invention use a solar battery panel that generates solar power as electric energy by converting solar energy into electric energy as an example of energy harvesting that converts energy existing in the natural environment into electric energy. explain. However, the energy harvest is not limited to a solar cell panel that converts solar energy into electrical energy, and may be, for example, a wind power generation facility or a hydroelectric power generation facility that generates direct-current power by converting wind energy or hydraulic energy into electrical energy. Good.

なお、本発明は、給電システムにより実行される給電方法のための各処理(ステップ)を含む給電方法として表現することも可能である。更に、本発明に係る給電システムを構成する中央制御管理部、充放電制御部又は負荷出力制御部(後述参照)は、装置又は当該装置をコンピュータとして動作させるためのプログラムとして表現することも可能である。   Note that the present invention can also be expressed as a power feeding method including each process (step) for the power feeding method executed by the power feeding system. Furthermore, the central control management unit, the charge / discharge control unit, or the load output control unit (see later) constituting the power supply system according to the present invention can be expressed as a device or a program for operating the device as a computer. is there.

(第1の実施形態)
図1は、第1実施形態の給電システム100のシステム構成例を示す図である。図1に示す給電システム100は、太陽電池パネル1、MPPT(Maximum Power Point Tracking)部2、中央制御管理部3、複数の充放電制御部a〜a、複数の蓄電池ブロックb〜b及び負荷出力制御部6を含む構成である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration example of a power feeding system 100 according to the first embodiment. Power supply system 100 shown in FIG. 1, the solar cell panel 1, MPPT (Maximum Power Point Tracking ) section 2, a central control management unit 3, a plurality of charging and discharging control unit a 1 ~a n, a plurality of battery blocks b 1 ~b n and the load output control unit 6.

図2は、第1実施形態の給電システム100の他のシステム構成例を示す図である。図2に示す給電システム100は、太陽電池パネル1、MPPT部2、中央制御管理部3、複数の充放電制御部a〜a、複数の蓄電池ブロックb〜b、負荷出力制御部6及びDC/ACインバータ8を含む構成である。FIG. 2 is a diagram illustrating another system configuration example of the power supply system 100 according to the first embodiment. Power supply system shown in FIG. 2 100, the solar cell panel 1, MPPT unit 2, the central control management unit 3, a plurality of charging and discharging control unit a 1 ~a n, a plurality of battery blocks b 1 ~b n, load output control unit 6 and a DC / AC inverter 8.

図1又は図2に示す給電システム100において、負荷出力制御部6には負荷7が接続されている。充放電制御部a〜aは蓄電池ブロックb〜b毎に設けられ、充放電制御部a〜aと蓄電池ブロックb〜bとは1対1に対応して設けられている。図2に示す給電システム100において、DC/ACインバータ8には負荷9が接続されている。In the power feeding system 100 shown in FIG. 1 or 2, a load 7 is connected to the load output control unit 6. Discharge control unit a 1 ~a n is provided for each battery block b 1 ~b n, the charge and discharge control unit a 1 ~a n and battery blocks b 1 ~b n provided in a one-to-one correspondence ing. In the power feeding system 100 shown in FIG. 2, a load 9 is connected to the DC / AC inverter 8.

太陽電池パネル1は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発電する。太陽電池パネル1は、シリコン半導体又は化合物半導体の基板上に形成された複数の太陽電池セルを平面上に直列に若しくは並列に又は直列及び並列に組み合わせたものであり、図3(a)又は図3(b)に示す出力電流及び出力電圧の特性を有している。   The solar cell panel 1 converts solar energy into electric energy to generate DC power. The solar cell panel 1 is formed by combining a plurality of solar cells formed on a silicon semiconductor or compound semiconductor substrate in series on a plane, in parallel, or in series and in parallel, as shown in FIG. It has the characteristics of output current and output voltage shown in 3 (b).

太陽電池パネル1によって太陽光エネルギーから変換された電気エネルギーは、出力電流及び出力電圧としてMPPT部2に入力される。図3(a)は、太陽電池パネルの日照強度に応じた出力電流及び出力電圧の特性図である。図3(b)は、太陽電池パネルの温度に応じた出力電流及び出力電圧の特性図である。   The electric energy converted from the solar energy by the solar cell panel 1 is input to the MPPT unit 2 as an output current and an output voltage. FIG. 3A is a characteristic diagram of an output current and an output voltage corresponding to the sunshine intensity of the solar cell panel. FIG. 3B is a characteristic diagram of output current and output voltage according to the temperature of the solar cell panel.

また、平面形状の太陽電池パネル1が一方向に固定されて地面又は建物等に設置された場合には、地球の自転による太陽の位置変化により、太陽光が太陽電池セルを照射する強度が時間の経過と共に変化する。これにより、図3(a)に示す出力電流及び出力電圧の特性により、太陽電池パネル1の発電に基づく電力量は時間の経過と共に変化する。以下、太陽電池パネル1の発電に基づく電力量を、「PV(Photovoltaic)発電量」と記載する。   In addition, when the planar solar panel 1 is fixed in one direction and installed on the ground or a building, the intensity of sunlight irradiating the solar cells due to the change in position of the sun due to the rotation of the earth is time. Changes over time. Thereby, the electric energy based on the electric power generation of the solar cell panel 1 changes with progress of time by the characteristic of the output current and output voltage shown to Fig.3 (a). Hereinafter, the electric energy based on the electric power generation of the solar cell panel 1 is referred to as “PV (Photovoltaic) electric power generation”.

MPPT部2は、中央制御管理部3との間で信号のやり取りを行ってMPPT部2の全体制御を行うためのMPU(Micro Processing Unit)若しくはCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ、太陽電池パネル1からの出力電流を測定可能な電流センサ、太陽電池パネル1からの出力電圧を測定可能な電圧センサを含む構成である。   The MPPT unit 2 is a processor such as an MPU (Micro Processing Unit) or a CPU (Central Processing Unit) for performing overall control of the MPPT unit 2 by exchanging signals with the central control management unit 3, and a solar cell panel 1 includes a current sensor capable of measuring an output current from 1, and a voltage sensor capable of measuring an output voltage from the solar battery panel 1.

MPPT部2は、電流センサ及び電圧センサにおいて測定された太陽電池パネル1からの出力電流及び出力電圧を基に、太陽電池パネル1により発電された直流電力のPV発電量を最大にするための最大電力点追従制御(Maximum Power Point Tracking)を行う。MPPT部2は、最大電力点追従制御によって、PV発電量を最大にするときの電流及び電圧の情報を中央制御管理部3に通知する。なお、MPPT部2による最大電力点追従制御は、既に知られた公知技術で構成可能であるため、MPPT部2の具体的な動作説明は省略する。   The MPPT unit 2 is a maximum for maximizing the PV power generation amount of the DC power generated by the solar cell panel 1 based on the output current and output voltage from the solar cell panel 1 measured by the current sensor and the voltage sensor. Performs power point tracking control (Maximum Power Point Tracking). The MPPT unit 2 notifies the central control management unit 3 of current and voltage information when the PV power generation amount is maximized by the maximum power point tracking control. Note that the maximum power point follow-up control by the MPPT unit 2 can be configured by a known technique that has already been known, and therefore a specific description of the operation of the MPPT unit 2 is omitted.

中央制御管理部3は、MPPT部2、いずれかの充放電制御部a〜a及び負荷出力制御部6のうちいずれかとの間で信号のやり取りを行って給電システム100の全体制御を行うためのMPU若しくはCPU等のプロセッサ及びデータを記憶可能なメモリを含む構成である。中央制御管理部3は、MPPT制御通知を生成してMPPT部2に出力し、太陽電池パネル1により発電された直流電力のPV発電量を最大にするための最大電力点追従制御をMPPT部2に行わせる。Central control management unit 3 controls the entire power supply system 100 performs exchange of signals between the one of the MPPT unit 2, one of the charging and discharging control unit a 1 ~a n and load output control section 6 For example, a processor such as an MPU or CPU and a memory capable of storing data. The central control management unit 3 generates an MPPT control notification and outputs the MPPT control notification to the MPPT unit 2 to perform the maximum power point tracking control for maximizing the PV power generation amount of the DC power generated by the solar cell panel 1. Let me do it.

中央制御管理部3は、蓄電池ブロックb〜bにおける各充電最大電力量をメモリに予め記憶しており、当該各充電最大電力量の情報を各蓄電池ブロックb〜bに対応する充放電制御部a〜aに通知する。各充電最大電力量は、蓄電池ブロック毎に異なる値でもよいし、同一の値でもよいとする。充電最大電力量は、蓄電池ブロックにおいて充電可能な最大電力量とする。The central control management unit 3 stores in memory a maximum amount of charge in each of the storage battery blocks b 1 to b n in advance, and stores information on the maximum amount of charge in each battery block b 1 to b n. and it notifies the discharge control unit a 1 ~a n. Each charging maximum electric energy may be different for each storage battery block, or may be the same value. The maximum amount of charge is the maximum amount of power that can be charged in the storage battery block.

中央制御管理部3は、太陽電池パネル1により発電された直流電力の充電及び負荷7,9への放電に、いずれの蓄電池ブロックを用いるかを判定する。例えば、いずれの蓄電池ブロックが用いられるかは日毎に異なっても良く、充電若しくは放電に用いられる蓄電池ブロック又は蓄電池ブロックの組合せに関する情報は中央制御管理部3のメモリに予め記憶されていてもよい。なお、充電若しくは放電に用いられる蓄電池ブロック又は蓄電池ブロックの組合せに関する情報は、給電システム100のシステム管理者により任意に変更可能としてもよい。   The central control manager 3 determines which storage battery block is used for charging the DC power generated by the solar battery panel 1 and discharging the loads 7 and 9. For example, which storage battery block is used may differ from day to day, and information regarding the storage battery block or combination of storage battery blocks used for charging or discharging may be stored in advance in the memory of the central control management unit 3. Information regarding the storage battery block or the combination of storage battery blocks used for charging or discharging may be arbitrarily changed by the system administrator of the power feeding system 100.

中央制御管理部3は、充電に用いられると判定された蓄電池ブロック(例えば蓄電池ブロックb)に対応する充放電制御部(例えば充放電制御部a)に充電開始通知を生成して出力し、MPPT制御通知を基にMPPT部2から供給された最大発電時の直流電力を、MPPT部2から充放電制御部aに供給させる。中央制御管理部3は、MPPT部2のプロセッサから、PV発電量に関する情報を常時又は定期的に取得しているとする。The central control management unit 3 generates and outputs a charge start notification to a charge / discharge control unit (for example, the charge / discharge control unit a 1 ) corresponding to the storage battery block (for example, the storage battery block b 1 ) determined to be used for charging. , the DC power at the maximum power supplied from the MPPT unit 2 based on the MPPT control notification is supplied from the MPPT unit 2 to the charge and discharge control unit a 1. It is assumed that the central control management unit 3 constantly or regularly acquires information on the PV power generation amount from the processor of the MPPT unit 2.

中央制御管理部3は、放電に用いられると判定された蓄電池ブロック(例えば蓄電池ブロックb)に対応する充放電制御部(例えば充放電制御部a)に放電開始通知を生成して出力し、当該充放電制御部aを介して、当該充放電制御部aに対応した蓄電池ブロックbに充電された直流電力を放電させて負荷出力制御部6に供給させる。Central control management unit 3, the discharge start notification generates and outputs to be determined is used to discharge the battery blocks (e.g. battery block b n) charge-discharge control unit corresponding to (e.g., charging and discharging control unit a n) , the charge and discharge control unit via a n, is supplied to the load output control unit 6 to discharge the DC power charged in the battery block b n corresponding to the charge and discharge control unit a n.

中央制御管理部3は、太陽電池パネル1により発電された直流電力が所定の充電最大電力量を超えて蓄電池ブロックに充電された場合に、充電停止通知を生成して当該蓄電池ブロックbに対応する充放電制御部aから取得する。When the DC power generated by the solar battery panel 1 exceeds a predetermined maximum charging power amount and is charged in the storage battery block, the central control management unit 3 generates a charge stop notification and corresponds to the storage battery block b 1 obtained from the charging and discharging control unit a 1 to.

中央制御管理部3は、太陽電池パネル1により発電された最大発電時の直流電力を負荷7,9に直接的に供給する場合には、負荷供給通知を生成して負荷出力制御部6に出力し、MPPT部2に、太陽電池パネル1により発電された最大発電時の直流電力を負荷出力制御部6に供給させる。その他の中央制御管理部3の動作は、図8のフローチャートを参照して後述する。   The central control management unit 3 generates a load supply notification and outputs it to the load output control unit 6 when the direct current power generated by the solar battery panel 1 is directly supplied to the loads 7 and 9. Then, the MPPT unit 2 is caused to supply the load output control unit 6 with the direct-current power generated by the solar cell panel 1 during the maximum power generation. The other operations of the central control manager 3 will be described later with reference to the flowchart of FIG.

充放電制御部a〜a及び蓄電池ブロックb〜bの動作はそれぞれ同様であるが、給電システム100の運用例では、一日における充電対象と放電対象の蓄電池ブロックはそれぞれ異なることが想定されている(図5〜図7参照)。以下、蓄電池ブロックbが中央制御管理部3により充電に用いられると判定され、蓄電池ブロックbが中央制御管理部3により放電に用いられると判定されたとして、充放電制御部a,a及び蓄電池ブロックb,bを例示して構成及び動作を説明する。Operation of the charge and discharge control unit a 1 ~a n and accumulators block b 1 ~b n are each similar, in a production example of a feed system 100, each charging target battery block discharge target different in one day It is assumed (see FIGS. 5 to 7). Hereinafter, it is determined that the storage battery block b 1 is used for charging by the central control management unit 3, and the storage battery block b n is determined to be used for discharging by the central control management unit 3, and the charge / discharge control units a 1 , a The configuration and operation will be described by exemplifying n and the storage battery blocks b 1 and b n .

充放電制御部a,aは、太陽電池パネル1により発電された直流電力の蓄電池ブロックb,bに対する充電,放電を制御する。充放電制御部a,aは、中央制御管理部3又は負荷出力制御部6との間で信号のやり取りを行って蓄電池ブロックbの充電,放電を制御するためのMPU又はCPU等のプロセッサ、太陽電池パネル1からの出力電流を測定可能な電流センサ、太陽電池パネル1からの出力電圧を測定可能な電圧センサ、蓄電池ブロックb,bの周囲温度を測定可能な温度センサ、及びプロセッサからのスイッチング制御信号に応じてMPPT部2からの入力電圧を充電又は放電に適した所定電圧に変圧するDC/DCコンバータを含む構成である。Discharge control unit a 1, a n is charging the battery blocks b 1, b n of the DC power generated by the solar cell panel 1, to control the discharge. Discharge control unit a 1, a n is the battery blocks b 1 performs exchange of signals between the central control management unit 3 or the load output control unit 6 charges, the discharge of the MPU or CPU, etc. for controlling the A processor, a current sensor capable of measuring an output current from the solar panel 1, a voltage sensor capable of measuring an output voltage from the solar panel 1, a temperature sensor capable of measuring the ambient temperature of the storage battery blocks b 1 and b n , and This is a configuration including a DC / DC converter that transforms an input voltage from the MPPT unit 2 into a predetermined voltage suitable for charging or discharging in accordance with a switching control signal from the processor.

充放電制御部aは、プロセッサにおいて中央制御管理部3から出力された充電開始通知を取得すると、充電開始通知を取得した旨の充電開始通知受領通知を中央制御管理部3に出力すると共に、温度センサにおいて測定された蓄電池ブロックbの周囲温度が蓄電池ブロックbの充電に適した温度であるか否かを判定する。蓄電池ブロックbの充電に適した周囲温度は予め定められているとする。Discharge control unit a 1 acquires the charging start notification output from the central control management unit 3 in the processor outputs a charging start notification receiving notification of the acquired charging start notification to the central control management unit 3, It is determined whether or not the ambient temperature of the storage battery block b 1 measured by the temperature sensor is a temperature suitable for charging the storage battery block b 1 . It is assumed that the ambient temperature suitable for charging the storage battery block b 1 is determined in advance.

充放電制御部aは、蓄電池ブロックbの周囲温度が蓄電池ブロックbの充電に適した温度であると判定した場合に、中央制御管理部3からの充電開始通知を基に、直流電力の充電モードを判定し、MPPT部2から供給された最大発電時の直流電力の充電を開始する。なお、上述した充電開始通知受領通知には、充放電制御部aにより判定された充電モードに関する情報が含まれてもよい。Discharge control unit a 1, when the ambient temperature of the battery block b 1 is determined to be a temperature suitable for charging the battery blocks b 1, based on the charging start notification from the central control management unit 3, a DC power The charging mode is determined, and charging of DC power supplied from the MPPT unit 2 during maximum power generation is started. Note that the charging start notification acknowledgment as described above, may contain information about the charging mode determined by the charging and discharging control unit a 1.

直流電力の充電モードは、二次電池である蓄電池ブロックの種類に応じて予め定められており、例えば定電流充電モード、定電圧充電モード、多段定電流充電モード等が知られている。定電流充電モード、定電圧充電モード及び多段定電流充電モードについて、図4(a)及び(b)を参照して説明する。図4(a)は、リチウムイオン蓄電池の充電特性図である。図4(b)は、鉛蓄電池の充電特性図である。   The charging mode of DC power is determined in advance according to the type of storage battery block that is a secondary battery. For example, a constant current charging mode, a constant voltage charging mode, a multistage constant current charging mode, and the like are known. The constant current charging mode, constant voltage charging mode, and multi-stage constant current charging mode will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). Fig.4 (a) is a charge characteristic view of a lithium ion storage battery. FIG.4 (b) is a charge characteristic view of a lead storage battery.

図4(a)は、リチウムイオン蓄電池の充電の経過時間に対する充電電流及び充電電圧を示している。図4(a)に示す様に、充電開始後の充電前期(時刻0〜tf1)においては一定の電流値(充電電流)で充電を行う定電流充電が行われ(定電流充電モード)、充電後期(tf1〜tf2)においては一定の電圧値(充電電圧)で充電を行う定電圧充電が行われる(定電圧充電モード)。Fig.4 (a) has shown the charging current and charging voltage with respect to the elapsed time of charge of a lithium ion storage battery. As shown to Fig.4 (a), in the charge first term (time 0- tf1 ) after a charge start, the constant current charge which charges with a fixed electric current value (charge current) is performed (constant current charge mode), In the second half of charging (t f1 to t f2 ), constant voltage charging is performed in which charging is performed at a constant voltage value (charging voltage) (constant voltage charging mode).

定電流充電時においては(時刻0〜tf1)、充電電圧は時間の経過に伴って増加する。定電圧充電時においては(時刻tf1〜tf2)、充電電流は時間の経過に伴って減少する。時刻tf1は、定電流充電モードから定電圧充電モードに移行するタイミングである。時刻tf2は、リチウムイオン蓄電池の充電状態が満充電となって充電完了状態となる時刻である。At the time of constant current charging (time 0 to t f1 ), the charging voltage increases with time. In the constant voltage charging (time t f1 ~t f2), the charging current decreases with time. Time t f1 is a timing for shifting from the constant current charging mode to the constant voltage charging mode. Time tf2 is the time when the state of charge of the lithium ion storage battery becomes fully charged and the state of charge completion is reached.

図4(b)は、鉛蓄電池の充電の経過時間に対する充電電流及び充電電圧を示している。図4(b)に示す様に、充電開始後の充電前期(時刻0〜tf3)においては一定の電流値(充電電流)で充電を行う定電流充電が行われ(定電流充電モード)、充電後期(tf3〜tf5)においては鉛蓄電池の充電電圧が所定の切替電圧Vに達する度に充電電流をΔIずつ下げて充電する多段定電流充電が行われる(多段定電流充電モード)。FIG.4 (b) has shown the charging current and charging voltage with respect to the elapsed time of charge of a lead storage battery. As shown in FIG. 4 (b), in the charging year after start of charging (time 0 to t f3) constant current charging for charging at a constant current value (charging current) is performed (constant current charging mode), charge late (t f3 ~t f5) multistage constant current charging to charge down by ΔI charging current every time the charging voltage of the lead storage battery reaches the predetermined switching voltage V c in is performed (multi-stage constant current charging mode) .

定電流充電時においては(時刻0〜tf3)、充電電圧は時間の経過に伴って増加する。多段定電流充電時においては(時刻tf3〜tf5)、鉛蓄電池の充電電圧が切替電圧Vに達する度に充電電流がΔI下げられ、ΔI下げられた充電電流で充電が行われる。ΔI下げられた充電電流が所定の充電終止電流値Icfよりも小さくなる時刻tf4では、充電電流Iは充電終止電流値Icfに設定される。その後、充電電流Icfで充電を行い、時刻tf5において鉛蓄電池の充電電圧が所定の充電最大電力量を定める充電最大電圧Vに達した場合に、多段定電流充電は終了する。At the time of constant current charging (time 0 to t f3), the charging voltage increases with time. In multi-stage constant-current charging (time t f3 ~t f5), the charging voltage of the lead storage battery is lowered ΔI charging current every time reaching the switch voltage V c, charged at the charging current is lowered ΔI is performed. At time t f4 when the charging current lowered by ΔI becomes smaller than the predetermined charging end current value I cf , the charging current I is set to the charging end current value I cf. Thereafter, charging is performed with the charging current I cf , and the multi-stage constant current charging ends when the charging voltage of the lead storage battery reaches the charging maximum voltage V t that defines a predetermined maximum charging power amount at time t f5 .

充放電制御部aは、蓄電池ブロックbに充電されている直流電力の充電量を電流センサ及び電圧センサにおいて監視し、中央制御管理部3から通知された蓄電池ブロックbの充電最大電力量を超えて充電しているか否かを判定している。充放電制御部aは、蓄電池ブロックbにおいて充電最大電力量を超えて充電していると判定した場合に、蓄電池ブロックbにおける充電を停止すると共に、充電停止通知を生成して中央制御管理部3に出力する。The charge / discharge control unit a 1 monitors the charge amount of the DC power charged in the storage battery block b 1 with a current sensor and a voltage sensor, and the maximum charge power amount of the storage battery block b 1 notified from the central control management unit 3 It is determined whether or not the battery is charged beyond the limit. When the charge / discharge control unit a 1 determines that the storage battery block b 1 is charged exceeding the maximum charge power amount, the charge / discharge control unit a 1 stops the charge in the storage battery block b 1 and generates a charge stop notification to perform central control. Output to the management unit 3.

充放電制御部aは、プロセッサにおいて中央制御管理部3から出力された放電開始通知を取得すると、同放電開始通知を負荷出力制御部6に出力する。更に、充放電制御部aは、中央制御管理部3から放電開始通知を取得した旨の放電開始通知受領通知を中央制御管理部3に出力すると共に、放電開始通知を基に、蓄電池ブロックbに充電された直流電力を放電して負荷出力制御部6に供給する。Discharge control unit a n acquires the discharge start notification output from the central control management unit 3 in the processor, and outputs the same discharge start notification to the load output control section 6. Further, the charge and discharge control unit a n, together with the discharge start notification receiving notification of the acquired discharge start notification from the central control management unit 3 outputs to the central control management unit 3, based on the discharge start notification, battery block b The DC power charged to n is discharged and supplied to the load output control unit 6.

蓄電池ブロックbは、一又は複数のリチウムイオン蓄電池又は鉛蓄電池等の充放電可能な二次電池で構成されている。蓄電池ブロックbは、充放電制御部aの制御の下で、MPPT部2から供給された最大発電時の直流電力を充電する。蓄電池ブロックbは、充放電制御部aの制御の下で、充電された直流電力を放電し、充放電制御部aを介して負荷出力制御部6に供給する。The storage battery block b 1 is composed of a rechargeable secondary battery such as one or a plurality of lithium ion storage batteries or lead storage batteries. The storage battery block b 1 charges the direct-current power at the maximum power generation supplied from the MPPT unit 2 under the control of the charge / discharge control unit a 1 . Battery block b n, under the control of the charge and discharge control unit a n, to discharge the DC power charged is supplied to the load output control section 6 via the discharge control unit a n.

蓄電池ブロックb〜bは、サイクル充放電特性に優れており、当該蓄電池ブロックb〜bに対応して設けられている充放電制御部a〜aによって、他の蓄電池ブロックと独立して充電及び放電の制御が行われる。Battery blocks b 1 ~b n is excellent in cycle charge-discharge characteristics, by charging and discharging control unit a 1 ~a n provided in correspondence with the battery block b 1 ~b n, and the other battery blocks Control of charging and discharging is performed independently.

なお、蓄電池ブロックb〜bの数は、図1又は図2に示す給電システム100の設置地域の需要に応じたエネルギーハーベスト、即ち環境発電能力を基にして最適に調整可能である。蓄電池ブロックb〜bの数に合わせて、充放電制御部a〜aの数も決定される。The number of storage battery blocks b 1 to b n can be optimally adjusted based on the energy harvest according to the demand in the area where the power supply system 100 shown in FIG. In accordance with the number of battery blocks b 1 ~b n, the number of charging and discharging control unit a 1 ~a n is also determined.

負荷出力制御部6は、充放電制御部aを介して蓄電池ブロックbから供給された直流電力を負荷7に供給する。図1又は図2に示す給電システム100において、負荷7の動作に必要な電力量の値は既知であり、負荷出力制御部6には負荷7の動作に必要な電力量が予め設定されているとする。Load output control unit 6 supplies the DC power supplied from the battery block b n through the charging and discharging control unit a n to the load 7. In the power supply system 100 shown in FIG. 1 or FIG. 2, the value of the electric energy necessary for the operation of the load 7 is known, and the electric energy necessary for the operation of the load 7 is preset in the load output control unit 6. And

負荷出力制御部6は、中央制御管理部3又は充放電制御部a〜aとの間で信号のやり取りを行って蓄電池ブロックbから供給された直流電力を制御するためのMPU又はCPU等のプロセッサ、太陽電池パネル1又は蓄電池ブロックb〜bからの出力電流を測定可能な電流センサ、太陽電池パネル1又は蓄電池ブロックb〜bからの出力電圧を測定可能な電圧センサ、太陽電池パネル1又は蓄電池ブロックb〜bからの入力電圧を負荷の動作に必要な電圧に変圧するDC/DCコンバータを含む構成である。Load output control unit 6, MPU for controlling the DC power supplied from the battery block b n performs exchange of signals between the central control management unit 3 or the charge and discharge control unit a 1 ~a n or CPU processor etc., the solar photovoltaic panel 1 or accumulator block b 1 measurable current sensor output current from ~b n, the solar photovoltaic panel 1 or accumulator block b 1 measurable voltage sensor output voltage from ~b n, This is a configuration including a DC / DC converter that transforms an input voltage from the solar battery panel 1 or the storage battery blocks b 1 to b n to a voltage necessary for the operation of the load.

負荷出力制御部6は、プロセッサにおいて充放電制御部aから出力された放電開始通知を取得すると、放電開始通知を取得した旨の放電開始通知受領通知を充放電制御部aに出力する。更に、負荷出力制御部6は、蓄電池ブロックbにおいて充電された直流電力の供給を充放電制御部aから受ける。負荷出力制御部6は、充放電制御部aから供給された直流電力を、DC/DCコンバータにおいて負荷7の動作に必要な電圧に変圧し、負荷7に直流電力を供給する。Load output control section 6 acquires the are discharge start notification output from the discharge control unit a n in the processor, and outputs a discharge start notification receiving notification of the acquired discharge start notification to the charge and discharge control unit a n. Furthermore, the load output control section 6 receives a supply of DC power charged in the battery block b n from the charging and discharging control unit a n. Load output control section 6, a DC power supplied from the charging and discharging control unit a n, transforms the voltage required for operation of the load 7 in the DC / DC converter, it supplies DC power to a load 7.

負荷出力制御部6は、プロセッサにおいて中央制御管理部3から出力された負荷供給通知を取得すると、負荷供給通知を取得した旨の負荷供給通知受領通知を出力する。更に、負荷出力制御部6は、太陽電池パネル1において最大発電時の直流電力の供給をMPPT部2から受ける。負荷出力制御部6は、MPPT部2から供給された最大発電時の直流電力を、DC/DCコンバータにおいて負荷7の動作に必要な電圧に変圧し、負荷7に直流電力を供給する。負荷7は、直流電圧(直流電力)を基に動作する。   When the load output control unit 6 acquires the load supply notification output from the central control management unit 3 in the processor, the load output control unit 6 outputs a load supply notification reception notification indicating that the load supply notification has been acquired. Furthermore, the load output control unit 6 receives supply of DC power from the MPPT unit 2 at the time of maximum power generation in the solar cell panel 1. The load output control unit 6 transforms the direct current power at the maximum power generation supplied from the MPPT unit 2 into a voltage necessary for the operation of the load 7 in the DC / DC converter, and supplies the direct current power to the load 7. The load 7 operates based on a DC voltage (DC power).

DC/ACインバータ8は、負荷出力制御部6から供給された直流電力に応じた直流電圧を、負荷9の動作に必要な電力量に応じた交流電力量の交流電圧に変換する。DC/ACインバータ8は、変換された交流電圧を負荷9に供給する。負荷9は、交流電圧(交流電力)を基に動作する。   The DC / AC inverter 8 converts the direct current voltage corresponding to the direct current power supplied from the load output control unit 6 into an alternating current voltage corresponding to the amount of electric power necessary for the operation of the load 9. The DC / AC inverter 8 supplies the converted AC voltage to the load 9. The load 9 operates based on AC voltage (AC power).

図5は、第1の実施形態の給電システムの連続晴天時における蓄電池ブロックの充放電の運用例を示すテーブルである。図6は、第1の実施形態の給電システムの不日照1日時における蓄電池ブロックの充放電の運用例を示すテーブルである。図7は、第1の実施形態の給電システムの不日照2日時における蓄電池ブロックの充放電の運用例を示すテーブルである。   FIG. 5 is a table showing an operation example of charging / discharging of the storage battery block during continuous fine weather of the power supply system according to the first embodiment. FIG. 6 is a table showing an operation example of charging / discharging of the storage battery block at the date and time of non-sunshine 1 of the power supply system according to the first embodiment. FIG. 7 is a table showing an operation example of charging / discharging of the storage battery block in the non-sunshine 2 date and time of the power supply system according to the first embodiment.

図5及び図6のテーブルの説明では、蓄電池ブロック及び蓄電池ブロックに対応する充放電制御部の数はそれぞれ3である。図7のテーブルの説明では、蓄電池ブロック及び蓄電池ブロックに対応する充放電制御部の数はそれぞれ4である。また、図5〜図7のテーブルの説明では、1日目の前に全ての蓄電池ブロックが満充電状態であるとし、負荷7の動作に必要な電力量は、満充電状態である1つの蓄電池ブロックにおいて充電されている直流電力の電力量未満であるとする。   In the description of the tables in FIGS. 5 and 6, the number of storage battery blocks and the number of charge / discharge control units corresponding to the storage battery blocks are three, respectively. In the description of the table in FIG. 7, the number of charge / discharge control units corresponding to the storage battery block and the storage battery block is 4, respectively. In the description of the tables in FIGS. 5 to 7, it is assumed that all the storage battery blocks are fully charged before the first day, and the amount of power necessary for the operation of the load 7 is one storage battery that is fully charged. It is assumed that the amount of DC power charged in the block is less than the amount of power.

図5のテーブルでは、1日目〜4日目が全て晴れで天候が良いため、1日目〜4日目において太陽電池パネル1における発電が可能である。この様な条件の天候の場合には、蓄電池ブロックを3つ用い、更に3つの蓄電池ブロックのうち1つの蓄電池ブロックに充電された直流電流を放電し放電後の蓄電池ブロックに対してPV発電量の直流電力を充電することにより、負荷7に対して安定的に電力の供給が可能となる(図5の網掛け部参照)。2日目〜4日目でも同様に負荷7に対して安定的に電力の供給が可能となる。   In the table of FIG. 5, since the first day to the fourth day are all sunny and the weather is good, the solar cell panel 1 can generate power on the first day to the fourth day. In the case of the weather of such a condition, three storage battery blocks are used, and further, the direct current charged in one of the three storage battery blocks is discharged, and the PV power generation amount of the discharged storage battery block is reduced. By charging DC power, it is possible to stably supply power to the load 7 (see the shaded portion in FIG. 5). Similarly, power can be stably supplied to the load 7 on the second to fourth days.

図6のテーブルでは、奇数番目の日では雨により天候が悪く且つ偶数番目の日では晴れで天候が良いため、偶数番目の日のみ太陽電池パネル1における発電が可能である。この様な条件の天候の場合には、蓄電池ブロックを3つ用い、更に3つの蓄電池ブロックのうち1つの蓄電池ブロックに充電された直流電流を放電し、充電の待機を行いながら放電後の蓄電池ブロックに対してPV発電量の直流電力を充電することにより、負荷7に対して安定的に電力の供給が可能となる(図6の網掛け部参照)。2日目〜9日目でも同様に負荷7に対して安定的に電力の供給が可能となる。   In the table of FIG. 6, since the weather is bad due to rain on the odd-numbered day and clear and the weather is good on the even-numbered day, power generation in the solar panel 1 is possible only on the even-numbered day. In the case of the weather of such a condition, three storage battery blocks are used, and further, the direct current charged in one of the three storage battery blocks is discharged, and the storage battery block after discharging while waiting for charging. By charging the DC power of the PV power generation amount, it becomes possible to stably supply power to the load 7 (see the shaded portion in FIG. 6). Similarly, power can be stably supplied to the load 7 on the second to ninth days.

図7のテーブルでは、3の倍数番目に関する例を示す。具体的には、図7のテーブルでは、3の倍数番目の日以外では雨により天候が悪く且つ3の倍数番目の日では晴れで天候が良いため、3の倍数番目の日のみ太陽電池パネル1における発電が可能である。この様な条件の天候の場合には、蓄電池ブロックを4つ用い、更に4つの蓄電池ブロックのうち1つの蓄電池ブロックに充電された直流電流を放電し、1つ又は2つの蓄電池ブロックに対して充電の待機を行いながら放電後の蓄電池ブロックに対してPV発電量の直流電力を充電することにより、負荷7に対して安定的に電力の供給が可能となる(図7の網掛け部参照)。2日目〜20日目でも同様に負荷7に対して安定的に電力の供給が可能となる。   In the table of FIG. 7, an example relating to a multiple of 3 is shown. Specifically, in the table of FIG. 7, the weather is bad due to rain on days other than the multiple of the third day and the weather is fine and fine on the multiple of the third day. Power generation is possible. In the case of the weather of such conditions, four storage battery blocks are used, and a direct current charged in one of the four storage battery blocks is discharged to charge one or two storage battery blocks. By charging the storage battery block after discharge with DC power of the amount of PV generated while waiting, the power can be stably supplied to the load 7 (see the shaded portion in FIG. 7). Similarly, the power can be stably supplied to the load 7 on the second to twentieth days.

図5〜図7のテーブルに示す様に、複数の蓄電池ブロックb〜b及び各蓄電池ブロックb〜bに対応した充放電制御部a〜aを独立した充放電を制御可能に設けることにより、図1又は図2に示す給電システム100における負荷7、負荷9に対して永続的に電力を安定的に供給することができる(図5〜図7の網掛け部参照)。Figure 5 As shown in Figure 7 of the table, can be controlled independent charging and discharging of the charging and discharging control unit a 1 ~a n corresponding to a plurality of battery blocks b 1 ~b n and each battery block b 1 ~b n By providing the power to the power supply system 100 shown in FIG. 1 or FIG. 2, power can be permanently and stably supplied to the load 7 and the load 9 (see the shaded portions in FIGS. 5 to 7).

図8は、第1の実施形態の給電システム100の中央制御管理部3における動作を説明するフローチャートである。図8の説明において、PV発電量をパラメータA、蓄電池ブロックbに充電される直流電力の充電量をパラメータB、蓄電池ブロックbから放電される直流電力の放電量をパラメータC、及び、負荷7の動作に必要な電力量をパラメータDとする。FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation in the central control manager 3 of the power feeding system 100 of the first embodiment. In the description of FIG. 8, the PV power generation amount is parameter A, the charge amount of DC power charged in the storage battery block b 1 is parameter B, the discharge amount of DC power discharged from the storage battery block b n is parameter C, and the load The amount of power required for the operation of No. 7 is set as parameter D.

図8において、中央制御管理部3は、PV発電量、即ち太陽電池パネル1の直流電力発電量がゼロであるか否かを判定する(S1)。中央制御管理部3は、MPPT部2のプロセッサから、PV発電量に関する情報を常時又は定期的に取得しているとする。PV発電量がゼロでないと判定された場合には(S1、NO)、ステップS4の処理に進む。   In FIG. 8, the central control manager 3 determines whether the PV power generation amount, that is, the DC power generation amount of the solar cell panel 1 is zero (S1). It is assumed that the central control management unit 3 constantly or regularly acquires information on the PV power generation amount from the processor of the MPPT unit 2. When it is determined that the PV power generation amount is not zero (S1, NO), the process proceeds to step S4.

一方、PV発電量Aがゼロであると判定された場合には(S1、YES)、中央制御管理部3は、複数の蓄電池ブロックb〜bのうち放電可能な蓄電池ブロックが存在するか否かを判定する(S2)。即ち、中央制御管理部3は、放電可能な蓄電池ブロック及び当該蓄電池ブロックの放電を制御可能な充放電制御部を判定する。On the other hand, when it is determined that the PV power generation amount A is zero (S1, YES), the central control management unit 3 has a dischargeable storage battery block among the plurality of storage battery blocks b 1 to b n . It is determined whether or not (S2). That is, the central control management unit 3 determines a storage battery block that can be discharged and a charge / discharge control unit that can control the discharge of the storage battery block.

中央制御管理部3は、図5〜図7のテーブルに示す様に、天候に応じた給電システム100の運用例を基にして日毎に用いられる蓄電池ブロックが予め定められたテーブルを定義し、又は複数日の気象状況を基に、充放電プランを組む(生成する)事を可能としている。この場合には、中央制御管理部3は、放電可能な蓄電池ブロックの存在を把握しており、ステップS3の処理に進む。   The central control management unit 3 defines a table in which storage battery blocks used for each day are determined in advance based on an operation example of the power supply system 100 according to the weather, as shown in the tables of FIGS. Based on weather conditions of multiple days, it is possible to create (generate) a charge / discharge plan. In this case, the central control management unit 3 grasps the presence of the dischargeable storage battery block, and proceeds to the process of step S3.

また、ステップS2の判定において、当該テーブルの内容が中央制御管理部3に記憶されていないとする。この場合には、中央制御管理部3は、放電可能な蓄電池ブロックが存在するか否かを各充放電制御部a〜aに問い合わせ、放電可能な蓄電池ブロックが存在する旨の応答結果をいずれかの充放電制御部から取得した場合には、放電可能な蓄電池ブロックの存在を把握する。この場合には、ステップS3の処理に進む。Further, it is assumed that the contents of the table are not stored in the central control management unit 3 in the determination in step S2. In this case, the central control management section 3 inquires whether dischargeable battery block exists in KakuTakashi discharge controller a 1 ~a n, a response result indicating that dischargeable battery block is present If it is obtained from any of the charge / discharge control units, the presence of a dischargeable storage battery block is grasped. In this case, the process proceeds to step S3.

放電可能な蓄電池ブロックが存在しないと判定された場合には(S2、NO)、図8のフローチャートは終了する。   When it is determined that there is no dischargeable battery block (S2, NO), the flowchart of FIG. 8 ends.

放電可能な蓄電池ブロックが存在すると判定された場合には(S2、YES)、中央制御管理部3は、ステップS2において判定された例えば蓄電池ブロックbから放電量Cの直流電力を放電する様に充放電制御部aに放電開始通知を出力する(S3)。即ち、中央制御管理部3は、充放電制御部aを介して、充放電制御部aに対応した蓄電池ブロックbのうち放電量Cの直流電力を放電させて負荷出力制御部6に供給させる。負荷出力制御部6は、充電量Cの直流電力の供給を蓄電池ブロックbから受け、負荷7の動作に必要な電力量Dの直流電力を負荷7に供給する。ステップS3の後、ステップS1の処理に戻る。When the dischargeable battery block is determined to exist (S2, YES), the central control management unit 3, so as to discharge the DC power of the discharge amount C from which the determined eg battery block b n in step S2 and it outputs a discharge start notification to the charge and discharge control unit a n (S3). That is, the central control management unit 3 via the charging and discharging control unit a n, the load output control section 6 DC power to discharge the discharge amount C of the charging and discharging control unit a n battery blocks b n corresponding to Supply. The load output control unit 6 receives the supply of the DC power of the charge amount C from the storage battery block b n and supplies the load 7 with the DC power of the power amount D necessary for the operation of the load 7. After step S3, the process returns to step S1.

次に、中央制御管理部3は、PV発電量Aがゼロより多く且つ直流電力の充電量B以下であるか否かを判定する(S4)。PV発電量Aが直流電力の充電量Bより多いと判定された場合には(S4、NO)、ステップS7の処理に進む。   Next, the central control management unit 3 determines whether or not the PV power generation amount A is greater than zero and less than or equal to the DC power charge amount B (S4). When it is determined that the PV power generation amount A is greater than the DC power charge amount B (S4, NO), the process proceeds to step S7.

一方、PV発電量Aがゼロより多く且つ直流電力の充電量B以下であると判定された場合には(S4、YES)、中央制御管理部3は、複数の蓄電池ブロックb〜bのうち放電可能な蓄電池ブロックが存在するか否かを判定する(S5)。即ち、中央制御管理部3は、放電可能な蓄電池ブロック及び当該蓄電池ブロックの放電を制御可能な充放電制御部を判定する。ステップS5の判定は、上述したステップS2の判定と同様であるため詳細な説明は省略する。On the other hand, when it is determined that the PV power generation amount A is greater than zero and less than or equal to the charge amount B of DC power (S4, YES), the central control management unit 3 includes a plurality of storage battery blocks b 1 to b n . It is determined whether there is a dischargeable storage battery block (S5). That is, the central control management unit 3 determines a storage battery block that can be discharged and a charge / discharge control unit that can control the discharge of the storage battery block. Since the determination in step S5 is similar to the determination in step S2 described above, detailed description thereof is omitted.

放電可能な蓄電池ブロックが存在しないと判定された場合には(S5、NO)、図8のフローチャートは終了する。   If it is determined that there is no dischargeable battery block (S5, NO), the flowchart of FIG. 8 ends.

放電可能な蓄電池ブロックが存在すると判定された場合には(S5、YES)、中央制御管理部3は、ステップS5において判定された例えば蓄電池ブロックbから充電量Bのうち放電量Cの直流電力を放電する様に充放電制御部aに放電開始通知を出力する(S6)。即ち、中央制御管理部3は、充放電制御部aを介して、充放電制御部aに対応した蓄電池ブロックbから充電量Bのうち放電量Cの直流電力を放電させて負荷出力制御部6に供給させる。When the dischargeable battery block is determined to exist (S5, YES), the central control management unit 3, a DC power of the discharge amount C of the charge amount B from which the determined eg battery block b n in step S5 and outputs a discharge start notification to the charge and discharge control unit a n so as to discharge (S6). That is, the central control management unit 3 via the charging and discharging control unit a n, the charge and discharge control unit a n while the discharge amount C DC power by discharging the load output of the charge amount B from the battery block b n corresponding It is made to supply to the control part 6.

更に、中央制御管理部3は、MPPT部2に負荷供給通知を出力し、MPPT部2に、PV発電量Aの直流電力を負荷出力制御部6に供給させる(S6)。負荷出力制御部6は、充電量Cの直流電力及びPV発電量Aの各直流電力の供給を蓄電池ブロックb及びMPPT部2から受け、充電量C及びPV発電量Aの合成直流電力を基に、負荷7の動作に必要な電力量Dの直流電力を負荷7に供給する。これにより、ステップS6における充電量Cの直流電力の消費量割合は、負荷量Dの直流電力の元となる直流電力がPV発電量Aと充電量Cとの合成直流電力であるため、ステップS3における充電量Cの直流電力の消費量割合よりも低減できる。ステップS6の後、ステップS1の処理に戻る。Further, the central control management unit 3 outputs a load supply notification to the MPPT unit 2, and causes the MPPT unit 2 to supply the DC power of the PV power generation amount A to the load output control unit 6 (S6). Load output control section 6 is supplied with the DC power of the DC power and the PV power generation amount A of the charged amount C from the battery block b n and MPPT unit 2, based on the combined DC power charged amount C and PV generations A In addition, DC power having an electric energy D necessary for the operation of the load 7 is supplied to the load 7. Thus, the DC power consumption ratio of the charge amount C in step S6 is the combined DC power of the PV power generation amount A and the charge amount C because the direct current power that is the source of the direct current power of the load amount D is step S3. The charge amount C can be reduced more than the DC power consumption rate. After step S6, the process returns to step S1.

次に、中央制御管理部3は、PV発電量Aが直流電力の充電量Bより多く且つ直流電力の充電量Bと負荷量Dとの和(B+D)以下であるか否かを判定する(S7)。PV発電量Aが直流電力の充電量Bと負荷量Dとの和(B+D)より多いと判定された場合には(S7、NO)、ステップS12の処理に進む。   Next, the central control management unit 3 determines whether or not the PV power generation amount A is greater than the DC power charge amount B and equal to or less than the sum (B + D) of the DC power charge amount B and the load amount D ( S7). When it is determined that the PV power generation amount A is greater than the sum (B + D) of the DC power charge amount B and the load amount D (S7, NO), the process proceeds to step S12.

一方、PV発電量Aが直流電力の充電量Bより多く且つ直流電力の充電量Bと負荷量Dとの和(B+D)以下であると判定された場合には(S7、YES)、中央制御管理部3は、複数の蓄電池ブロックb〜bのうち放電可能な蓄電池ブロックが存在するか否かを判定する(S8)。即ち、中央制御管理部3は、放電可能な蓄電池ブロック及び当該蓄電池ブロックの放電を制御可能な充放電制御部を判定する。ステップS8の判定は、上述したステップS2の判定と同様であるため詳細な説明は省略する。On the other hand, if it is determined that the PV power generation amount A is greater than the DC power charge amount B and equal to or less than the sum (B + D) of the DC power charge amount B and the load amount D (S7, YES), the central control is performed. The management unit 3 determines whether there is a dischargeable storage battery block among the plurality of storage battery blocks b 1 to b n (S8). That is, the central control management unit 3 determines a storage battery block that can be discharged and a charge / discharge control unit that can control the discharge of the storage battery block. Since the determination in step S8 is similar to the determination in step S2 described above, detailed description thereof is omitted.

放電可能な蓄電池ブロックが存在しないと判定された場合には(S8、NO)、図8のフローチャートは終了する。   If it is determined that there is no dischargeable battery block (S8, NO), the flowchart of FIG. 8 ends.

放電可能な蓄電池ブロックが存在すると判定された場合には(S8、YES)、中央制御管理部3は、MPPT部2及び充放電制御部aに充電開始通知をそれぞれ出力し、MPPT部2及び充放電制御部aに、ステップS8において判定された例えば蓄電池ブロックbにPV発電量Aの直流電力を充電させる(S9)。When the dischargeable battery block is determined to exist (S8, YES), the central control management unit 3 outputs the charge start notification to the MPPT unit 2 and the charge and discharge control unit a 1, MPPT section 2 and The charge / discharge control unit a 1 is charged with the DC power of the PV power generation amount A, for example, in the storage battery block b 1 determined in step S8 (S9).

具体的には、例えば蓄電池ブロックbの最大充電電力量をパラメータBmaxとした場合、中央制御管理部3は、MPPT部2及び充放電制御部aに、PV発電量Aのうち(Bmax−B)の分量の直流電力を蓄電池ブロックbに充電させる。これにより、給電システム100は、中央制御管理部3において十分な量のPV発電量Aの直流電力を充電対象の蓄電池ブロックbに充電可能となり、結果的に蓄電池ブロックbを満充電状態とすることができる。Specifically, for example, when the maximum charge power amount of the storage battery block b 1 is set as the parameter B max , the central control management unit 3 supplies the MPPT unit 2 and the charge / discharge control unit a 1 with (B The storage battery block b 1 is charged with the amount of DC power of max− B). As a result, the power supply system 100 can charge the storage battery block b 1 to be charged with a sufficient amount of direct current power of the PV power generation amount A in the central control management unit 3, and as a result, the storage battery block b 1 is brought into a fully charged state. can do.

なお、蓄電池ブロックbへの充電が終了した場合又は蓄電池ブロックbが満充電状態となった場合には、充放電制御部aは、蓄電池ブロックbにおける充電を停止すると共に、充電停止通知を生成して中央制御管理部3に出力する。In the case where when charged to the storage battery block b 1 is completed or accumulator block b 1 is fully charged state, the charging and discharging control unit a 1 is to stop the charging of the battery blocks b 1, charge stop A notification is generated and output to the central control manager 3.

中央制御管理部3は、ステップS9の後にPV発電量Aの残量Areがゼロとなったか、即ちPV発電量Aの直流電力がステップS9における蓄電池ブロックbの充電に全て消費されたか否かを判定する(S10)。PV発電量Aの直流電力がステップS9における蓄電池ブロックbの充電に全て消費されたと判定された場合には(S10、YES)、ステップS3の処理に移行する。即ち、中央制御管理部3は、充放電制御部aを介して、充放電制御部aに対応した蓄電池ブロックbのうち放電量Cの直流電力を放電させて負荷出力制御部6に供給させる。負荷出力制御部6は、充電量Cの直流電力の供給を蓄電池ブロックbから受け、負荷7の動作に必要な電力量Dの直流電力を負荷7に供給する。Central control management section 3, whether or not the remaining amount A re of PV generations A after step S9, whether becomes zero, i.e., DC power of the PV power generation amount A is all consumed for charging the battery block b 1 in step S9 Is determined (S10). When the DC power of the PV power generation amount A is determined to have been all consumed for charging the battery block b 1 in step S9 is (S10, YES), the process proceeds to step S3. That is, the central control management unit 3 via the charging and discharging control unit a n, the load output control section 6 DC power to discharge the discharge amount C of the charging and discharging control unit a n battery blocks b n corresponding to Supply. The load output control unit 6 receives the supply of the DC power of the charge amount C from the storage battery block b n and supplies the load 7 with the DC power of the power amount D necessary for the operation of the load 7.

PV発電量Aの直流電力がステップS9における蓄電池ブロックbの充電に全て消費されていないと判定された場合には(S10、NO)、中央制御管理部3は、MPPT部2に負荷供給通知を出力し、MPPT部2に、余剰のPV発電量Areの直流電力を負荷出力制御部6に供給させる(S11)。When it is determined that the DC power of the PV power generation amount A is not completely consumed for charging the storage battery block b 1 in step S9 (S10, NO), the central control management unit 3 notifies the MPPT unit 2 of load supply , And causes the MPPT unit 2 to supply the DC power of the surplus PV power generation amount Are to the load output control unit 6 (S11).

更に、中央制御管理部3は、ステップS9において充電された蓄電池ブロックbから放電量Cの直流電力を放電する様に充放電制御部aに放電開始通知を出力する(S11)。即ち、中央制御管理部3は、充放電制御部aを介して、充放電制御部aに対応した蓄電池ブロックbから放電量Cの直流電力を放電させて負荷出力制御部6に供給させる。負荷出力制御部6は、充電量C及び余剰のPV発電量Areの各直流電力の供給を蓄電池ブロックb及びMPPT部2から受け、充電量C及び余剰のPV発電量Areの合成直流電力を基に、負荷7の動作に必要な電力量Dの直流電力を負荷7に供給する。Furthermore, the central control management unit 3 outputs a discharge start notification to the charge and discharge control unit a n so as to discharge the DC power of the discharge amount C from battery block b n charged in step S9 (S11). That is, the central control management unit 3 via the charging and discharging control unit a n, the charge and discharge control unit a supply n from the battery block b n corresponding to the load output control section 6 DC power to discharge the discharge amount C Let Load output control section 6 is supplied with the DC power charged amount C and excess PV power generation amount A re from the battery blocks b 1 and MPPT unit 2, the synthesis DC charge amount C and excess PV power generation amount A re Based on the electric power, DC power of the electric energy D necessary for the operation of the load 7 is supplied to the load 7.

これにより、ステップS11における充電量Cの直流電力の消費量割合は、負荷量Dの直流電力の元となる直流電力が余剰のPV発電量Areと充電量Cとの合成直流電力であるため、ステップS3における充電量Cの直流電力の消費量割合よりも低減できる。更に、ステップS9においては、PV発電量Aの直流電力を蓄電池ブロックbに充電できるため、蓄電池ブロックbの効率的な充電が可能となる。Thereby, the DC power consumption ratio of the charge amount C in step S11 is the combined DC power of the surplus PV power generation amount Are and the charge amount C, which is the source of the DC power of the load amount D. In step S3, the charge amount C can be reduced from the DC power consumption rate. Further, in step S9, because it charges the DC power of the PV power generation amount A to the battery blocks b 1, it is possible to efficiently charge the battery blocks b 1.

次に、中央制御管理部3は、PV発電量Aが直流電力の充電量Bと負荷量Dとの和(B+D)より多いか否かを判定する(S12)。PV発電量Aが直流電力の充電量Bと負荷量Dとの和(B+D)より多いと判定された場合には(S12、YES)、中央制御管理部3は、MPPT部2に負荷供給通知を出力する。更に、中央制御管理部3は、蓄電池ブロックbから直流電力を放電させずに、MPPT部2に、PV発電量Aの直流電力を負荷出力制御部6に直接供給させる(S13)。Next, the central control management unit 3 determines whether or not the PV power generation amount A is greater than the sum (B + D) of the charge amount B and the load amount D of DC power (S12). When it is determined that the PV power generation amount A is larger than the sum (B + D) of the DC power charge amount B and the load amount D (S12, YES), the central control management unit 3 notifies the MPPT unit 2 of the load supply. Is output. Further, the central control management unit 3 causes the MPPT unit 2 to directly supply the DC power of the PV power generation amount A to the load output control unit 6 without discharging the DC power from the storage battery block b 1 (S13).

負荷出力制御部6は、PV発電量Aの直流電力の供給をMPPT部2から受け、PV発電量Aの直流電力を基に、負荷7の動作に必要な電力量Dの直流電力を負荷7に供給する。これにより、ステップS13においては、PV発電量Aだけで負荷量Dの直流電力を賄うことができ、蓄電池ブロックbから直流電力の放電を回避することができる。ステップS13の後、ステップS1の処理に戻る。The load output control unit 6 receives the supply of the DC power of the PV power generation amount A from the MPPT unit 2, and based on the DC power of the PV power generation amount A, supplies the DC power of the power amount D necessary for the operation of the load 7 to the load 7. To supply. Thus, in step S13, only the PV power generation amount A in can cover the DC power load D, it is possible to avoid the discharge of the DC power from the battery block b 1. After step S13, the process returns to step S1.

以上により、第1の実施形態の給電システム100は、エネルギーハーベストとして例えば本実施形態においては太陽電池パネル1において発電された直流電力を負荷7,9より優先的に二次電池である蓄電池ブロックb〜bに供給して蓄電池ブロックb〜bを充電し、充電された直流電力を用いて、負荷の動作に必要な電力を常時且つ安定的に供給することができる。As described above, the power supply system 100 according to the first embodiment uses, as an energy harvest, for example, in this embodiment, the direct-current power generated in the solar cell panel 1 is a secondary battery that is a secondary battery preferentially over the loads 7 and 9. 1 charges the battery block b 1 ~b n is supplied to ~b n, using a DC power charged can supply the needed power at all times and stably the operation of the load.

また、給電システム100は、運用開始前に負荷7,9の負荷量Dの電力量を予め負荷出力制御部6に定め、負荷量Dの電力量を供給可能な蓄電池ブロックb〜bを設置することにより、1日の運用途中で放電対象の蓄電池ブロックを切り換えることなく、単一の蓄電池ブロック(例えば蓄電池ブロックb)だけを用いて1日(24時間分)の負荷量Dの電力量を安定的に供給することができる。In addition, the power supply system 100 sets the power amount of the load amount D of the loads 7 and 9 in the load output control unit 6 in advance before starting the operation, and sets the storage battery blocks b 1 to b n that can supply the power amount of the load amount D. By installing, the power of the load amount D for one day (for 24 hours) using only a single storage battery block (for example, storage battery block b 1 ) without switching the storage battery block to be discharged during the operation of the day. The amount can be supplied stably.

また、給電システム100は、蓄電池ブロックb〜b単位の増設及び並列化が可能であるため、交換等のメンテナンス性に優れ、且つ、負荷出力制御部6において負荷量Dの電力量のばらつきを最小限に抑圧することができる。更に、給電システム100は、中央制御管理部3において、太陽電池パネル1におけるMPPT、太陽電池パネル1において発電された直流電力の蓄電池ブロックへの充電及び負荷出力制御部6への供給、蓄電池ブロックb〜bからの放電による直流電力の負荷出力制御部6への供給を一括で制御するため、給電システム100の回路構成を軽減することができる。In addition, since the power supply system 100 can be expanded and parallelized in units of the storage battery blocks b 1 to b n , the power supply system 100 has excellent maintainability such as replacement, and the load output control unit 6 has a variation in the amount of power D. Can be suppressed to a minimum. Furthermore, the power supply system 100 includes the MPPT in the solar cell panel 1, the charging of the DC power generated in the solar cell panel 1 to the storage battery block and the supply to the load output control unit 6 in the central control management unit 3, the storage battery block b. for controlling the supply to the load output control section 6 of the direct-current power by the discharge from 1 ~b n collectively, it is possible to reduce the circuit configuration of the power supply system 100.

更に、給電システム100は、蓄電池ブロックb〜bにリチウムイオン電池等を採用することにより、蓄電池ブロックb〜bの小型化及び軽量化を図ることができる。Further, power supply system 100, by employing a lithium-ion battery or the like to the battery block b 1 ~b n, it is possible to reduce the size and weight of the battery block b 1 ~b n.

(第2の実施形態)
図9は、第2の実施形態の給電システム100aのシステム構成例を示す図である。図10は、第2の実施形態の給電システム100aの他のシステム構成例を示す図である。図9又は図10に示す第2の実施形態の給電システム100aは、負荷出力制御部6と負荷7との間にDC/DCコンバータ10が接続されている点で第1の実施形態の給電システム100と構成が異なる。その他の構成は第1の実施形態の給電システム100と同様であるため、同様な構成の説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating a system configuration example of a power feeding system 100a according to the second embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating another system configuration example of the power feeding system 100a according to the second embodiment. The power supply system 100a of the second embodiment shown in FIG. 9 or 10 is the power supply system of the first embodiment in that the DC / DC converter 10 is connected between the load output control unit 6 and the load 7. 100 and the configuration is different. Since the other configuration is the same as that of the power supply system 100 of the first embodiment, the description of the same configuration is omitted.

DC/DCコンバータ10は、負荷出力制御部6から供給された直流電力に応じた直流電圧を入力し、入力された直流電圧を負荷7の動作に必要な直流電力に応じた直流電圧に変換し、変換後の直流電圧(直流電力)を負荷7に供給する。   The DC / DC converter 10 inputs a DC voltage corresponding to the DC power supplied from the load output control unit 6, and converts the input DC voltage into a DC voltage corresponding to the DC power necessary for the operation of the load 7. Then, the converted DC voltage (DC power) is supplied to the load 7.

以上により、第2の実施形態の給電システム100aは、第1の実施形態の給電システム100の効果に加え、蓄電池ブロックb〜bにおいて直流電圧が変動した場合でもDC/DCコンバータ10において負荷量Dの電力量の直流電力を安定的に負荷7,9に供給することができる。As described above, in addition to the effects of the power supply system 100 of the first embodiment, the power supply system 100a of the second embodiment has a load in the DC / DC converter 10 even when the DC voltage fluctuates in the storage battery blocks b 1 to b n . It is possible to stably supply DC power having an amount of power D to the loads 7 and 9.

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種実施の形態の変更例または修正例、更に各種実施の形態の組み合わせ例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   While various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that variations and modifications of various embodiments, and combinations of various embodiments can be conceived within the scope of the claims. Of course, it is understood that it belongs to the technical scope of the present invention.

図8のフローチャートのステップS9の充電対象となる蓄電池ブロックは、基本的にはステップS8において中央制御管理部3により判定された放電可能な蓄電池ブロックであることが好ましい。しかし、同図のステップS9の充電対象となる蓄電池ブロックは、ステップS8において中央制御管理部3により判定された蓄電池ブロックに限らず、他の蓄電池ブロックであってもよい。   The storage battery block to be charged in step S9 in the flowchart of FIG. 8 is basically preferably a dischargeable storage battery block determined by the central control manager 3 in step S8. However, the storage battery block to be charged in step S9 in the figure is not limited to the storage battery block determined by the central control management unit 3 in step S8, and may be another storage battery block.

例えば、中央制御管理部3は、ステップS9において、全ての蓄電池ブロックb〜bにおける充電残量を比較し、充電残量が最も少ない蓄電池ブロック又は次の日に使用予定の蓄電池ブロックを優先してPV発電量Aの直流電力を充電してもよい。For example, in step S9, the central control management unit 3 compares the remaining charge in all the storage battery blocks b 1 to b n and gives priority to the storage battery block with the least remaining charge or the storage battery block scheduled to be used on the next day. Then, the DC power of the PV power generation amount A may be charged.

なお、本出願は、2011年9月30日出願の日本特許出願(特願2011−217955)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。   In addition, this application is based on the Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2011-217955) of an application on September 30, 2011, The content is taken in here as a reference.

本発明は、エネルギーハーベストにおいて発電された電力を負荷より優先的に二次電池に供給して二次電池を充電し、充電された電力を用いて、負荷の動作に必要な電力を常時且つ安定的に供給する給電システム及び給電方法として有用である。   The present invention supplies the power generated in energy harvesting to the secondary battery with priority over the load to charge the secondary battery, and uses the charged power to constantly and stably maintain the power necessary for the operation of the load. It is useful as a power supply system and a power supply method for supplying power automatically.

1 太陽電池パネル
2 MPPT部
3 中央制御管理部
6 負荷出力制御部
7、9 負荷
8 DC/ACインバータ
10 DC/DCコンバータ
a1、an 充放電制御部
b1、bn 蓄電池ブロック
100、100a 給電システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell panel 2 MPPT part 3 Central control management part 6 Load output control part 7, 9 Load 8 DC / AC inverter 10 DC / DC converter a1, an charging / discharging control part b1, bn Storage battery block 100, 100a Feeding system

Claims (10)

太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発電する太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルにより発電された前記直流電力を充電する複数の蓄電池ブロックと、
前記蓄電池ブロック毎に設けられ、前記蓄電池ブロックに対する前記直流電力の充電及び放電を制御する複数の充放電制御部と、
自然エネルギーによる発電可否情報と充電若しくは放電に用いられる前記蓄電池ブロック又は前記蓄電池ブロックの組合せに関する情報に基づいて、前記直流電力の充電及び負荷への放電に、いずれの前記蓄電池ブロックを用いるかを判定する中央制御管理部と、
前記判定された前記蓄電池ブロックから放電された直流電力を基に、前記負荷の動作に必要な直流電力を前記負荷に供給する負荷出力制御部と、を備える給電システム。
A solar panel that converts solar energy into electrical energy to generate DC power; and
A plurality of storage battery blocks for charging the DC power generated by the solar cell panel;
A plurality of charge / discharge control units that are provided for each of the storage battery blocks and control charging and discharging of the DC power to the storage battery block;
Determination of which storage battery block to use for charging the DC power and discharging to the load based on information on whether or not to generate power by natural energy and information on the storage battery block used for charging or discharging or a combination of the storage battery blocks A central control manager,
And a load output control unit configured to supply, to the load, DC power necessary for the operation of the load, based on the determined DC power discharged from the storage battery block.
請求項1に記載の給電システムであって、
前記太陽電池パネルの出力電流及び出力電圧を基に、前記太陽電池パネルにより発電された前記直流電力を最大にするための最大電力点追従制御を行うMPPT部と、を更に備え、
各々の前記充放電制御部は、前記中央制御管理部からの充電開始通知を基に、前記MPPT部から出力された最大の前記直流電力の充電を開始する給電システム。
The power supply system according to claim 1,
An MPPT unit that performs maximum power point tracking control for maximizing the DC power generated by the solar cell panel based on the output current and output voltage of the solar cell panel;
Each of the charge / discharge control units starts charging of the maximum DC power output from the MPPT unit based on a charge start notification from the central control management unit.
請求項1又は2に記載の給電システムであって、
各々の前記充放電制御部は、前記太陽電池パネルの出力電流を計測可能な各電流センサ、及び前記太陽電池パネルの出力電圧を計測可能な各電圧センサを含み、
各々の前記充放電制御部は、前記中央制御管理部により定められた所定の充電最大電力量を超えて充電した場合に、前記充放電制御部に対応した前記蓄電池ブロックへの充電を停止すると共に、充電停止通知を前記中央制御管理部に出力する給電システム。
The power supply system according to claim 1 or 2,
Each of the charge / discharge control units includes each current sensor capable of measuring an output current of the solar cell panel, and each voltage sensor capable of measuring an output voltage of the solar cell panel,
Each of the charging / discharging control units stops charging the storage battery block corresponding to the charging / discharging control unit when charged exceeding a predetermined maximum charging power amount determined by the central control management unit. A power supply system that outputs a charge stop notification to the central control manager.
請求項2又は3に記載の給電システムであって、
各々の前記充放電制御部は、前記中央管理制御部からの放電開始通知を基に、前記充放電制御部に対応した前記蓄電池ブロックに充電された直流電力を、放電して前記負荷出力制御部に供給する給電システム。
The power supply system according to claim 2 or 3,
Each of the charge / discharge control units discharges the direct-current power charged in the storage battery block corresponding to the charge / discharge control unit based on a discharge start notification from the central management control unit, and the load output control unit Supply system to supply to.
請求項4に記載の給電システムであって、
前記中央制御管理部は、前記太陽電池パネルの直流電力発電量がゼロである場合、前記判定された前記充放電制御部に前記放電開始通知を出力し、前記充放電制御部に対応した前記蓄電池ブロックから直流電力充電量の直流電力を放電するように前記充放電制御部を制御する給電システム。
The power supply system according to claim 4,
When the DC power generation amount of the solar battery panel is zero, the central control management unit outputs the discharge start notification to the determined charge / discharge control unit, and the storage battery corresponding to the charge / discharge control unit A power supply system that controls the charge / discharge control unit to discharge DC power of a DC power charge amount from a block.
請求項4又は5に記載の給電システムであって、
前記中央制御管理部は、前記太陽電池パネルの直流電力発電量が前記判定された前記充放電制御部に対応した前記蓄電池ブロックの直流電力充電量以下である場合、前記充放電制御部に前記放電開始通知を出力し、前記蓄電池ブロックから直流電力充電量の直流電力を放電するように前記充放電制御部を制御すると共に、前記太陽電池パネルの直流電力発電量を前記負荷出力制御部に供給するように前記MPPT部を制御する給電システム。
The power feeding system according to claim 4 or 5,
When the DC power generation amount of the solar battery panel is equal to or less than the DC power charge amount of the storage battery block corresponding to the determined charge / discharge control unit, the central control management unit discharges the discharge to the charge / discharge control unit. A start notification is output, and the charge / discharge control unit is controlled to discharge DC power of the DC power charge amount from the storage battery block, and the DC power generation amount of the solar battery panel is supplied to the load output control unit A power supply system for controlling the MPPT unit.
請求項4〜6のうちいずれか一項に記載の給電システムであって、
前記中央制御管理部は、前記太陽電池パネルの直流電力発電量が前記判定された前記充放電制御部に対応した前記蓄電池ブロックの直流電力充電量より多く且つ前記直流電力充電量と前記負荷の動作に必要な電力の電力量との和以下である場合、前記太陽電池パネルの直流電力発電量を前記蓄電池ブロックに充電するように前記充放電制御部を制御する給電システム。
It is the electric power feeding system as described in any one of Claims 4-6,
The central control management unit is configured such that the DC power generation amount of the solar cell panel is larger than the DC power charge amount of the storage battery block corresponding to the determined charge / discharge control unit, and the DC power charge amount and the operation of the load The power supply system that controls the charge / discharge control unit so as to charge the storage battery block with the DC power generation amount of the solar battery panel when the sum is equal to or less than the sum of the power required for the battery.
請求項7に記載の給電システムであって、
前記中央制御管理部は、前記蓄電池ブロックにおいて前記所定の充電最大電力量を超えて充電された場合に前記太陽電池パネルの直流電力の余剰電力量があるか否かを判定すると共に、前記余剰電力量があると判定された場合、前記余剰電力量の直流電力を前記負荷出力制御部に供給するように前記MPPT部を制御する給電システム。
The power supply system according to claim 7,
The central control management unit determines whether or not there is an excess power amount of DC power of the solar cell panel when the storage battery block is charged exceeding the predetermined maximum charging power amount, and the surplus power A power supply system that controls the MPPT unit so as to supply the load output control unit with DC power of the surplus power when it is determined that there is an amount.
請求項4〜8のうちいずれか一項に記載の給電システムであって、
前記中央制御管理部は、前記太陽電池パネルの直流電力発電量が前記判定された前記充放電制御部に対応した前記蓄電池ブロックの直流電力充電量と前記負荷の動作に必要な電力の電力量との和より多い場合、前記太陽電池パネルの直流電力発電量の直流電力を前記負荷出力制御部に供給するように前記MPPT部を制御する給電システム。
It is the electric power feeding system as described in any one of Claims 4-8,
The central control management unit has a DC power charge amount of the storage battery block corresponding to the charge / discharge control unit for which the DC power generation amount of the solar battery panel is determined, and a power amount of power necessary for the operation of the load. A power supply system that controls the MPPT unit so as to supply the load output control unit with DC power of a DC power generation amount of the solar cell panel.
太陽電池パネルにより、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発電するステップと、
複数の蓄電池ブロックのうちいずれかの蓄電池ブロックに、前記太陽電池パネルにより発電された前記直流電力を充電するステップと、
前記蓄電池ブロック毎に設けられた充放電制御部により、前記蓄電池ブロックに対する前記直流電力の充電及び前記直流電力の放電を制御するステップと、
中央制御管理部により、自然エネルギーによる発電可否情報と充電若しくは放電に用いられる前記蓄電池ブロック又は前記蓄電池ブロックの組合せに関する情報に基づいて、前記直流電力の充電及び負荷への放電に、いずれの前記蓄電池ブロックを用いるかを判定するステップと、
負荷出力制御部により、前記判定された前記蓄電池ブロックから放電された直流電力を基に、前記負荷の動作に必要な直流電力を前記負荷に供給するステップと、を備える給電方法。
A step of generating direct-current power by converting solar energy into electric energy by a solar panel;
Charging one of the plurality of storage battery blocks with the DC power generated by the solar cell panel;
Controlling charging of the DC power and discharging of the DC power to the storage battery block by a charge / discharge control unit provided for each storage battery block;
Based on the information on the possibility of power generation by natural energy and the information on the combination of the storage battery block used for charging or discharging or the combination of the storage battery blocks by the central control management unit, any of the storage batteries can be charged to the DC power and discharged to the load. Determining whether to use a block;
Supplying a DC power necessary for the operation of the load to the load based on the DC power discharged from the determined storage battery block by a load output control unit.
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