太阳能发电设备的制作方法

本发明涉及能够一边进行基于白天发电的电力供给一边蓄积剩余电力的太阳能发电设备。

背景技术：

专利文献1提出了一种向蓄电池、自动充放电装置、安装有升压电路及降压电路的功率调节器持续地供给稳定电力的系统互连用蓄电系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-211630号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

根据专利文献1，针对由太阳能面板产生的电力，能够一边向白天系统输送电力一边蓄积剩余电力，在日落后，将充电于蓄电池的电力向功率调节器供给。

本发明的目的在于，提供一种能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电的更具体的太阳能发电设备。

用于解决上述技术问题的方案

技术方案1所记载的本发明的太阳能发电设备具备：太阳能模块串，其进行太阳能发电；蓄电池阵列，其蓄积从所述太阳能模块串供给的电力；功率调节器，其向电力系统供给来自所述太阳能模块串或所述蓄电池阵列的电力；控制单元，其进行从所述太阳能模块串向所述功率调节器或所述蓄电池阵列的连接的切换、及从所述蓄电池阵列向功率调节器的连接的切换；电压检测单元，其检测所述太阳能模块串的输出电压；以及蓄电容量检测单元，其检测所述蓄电池阵列的蓄电容量，所述太阳能发电设备的特征在于，作为所述太阳能模块串，至少具有第一太阳能模块串和第二太阳能模块串，作为所述蓄电池阵列，至少具有第一蓄电池阵列和第二蓄电池阵列，在所述控制单元中，在利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第二蓄电池阵列小于规定容量、且利用所述电压检测单元检测到规定电压以上的电压的期间，将所述第一太阳能模块串与所述功率调节器连接，将所述第二太阳能模块串与所述第二蓄电池阵列连接。

技术方案2所记载的本发明在技术方案1所记载的太阳能发电设备的基础上，其特征在于，在所述控制单元中，在利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第一蓄电池阵列为所述规定容量以上、且利用所述电压检测单元在规定时间内检测到规定次数的小于所述规定电压的电压的情况下，将所述第一太阳能模块串从所述功率调节器断开，将所述第一蓄电池阵列与所述功率调节器连接。

技术方案3所记载的本发明在技术方案2所记载的太阳能发电设备的基础上，其特征在于，在所述控制单元中，在利用所述电压检测单元在所述规定时间内检测到所述规定次数的小于所述规定电压的电压的状态持续，并且利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第一蓄电池阵列小于所述规定容量且所述第二蓄电池阵列为所述规定容量以上的情况下，将所述第二太阳能模块串从所述第二蓄电池阵列断开，将所述第一蓄电池阵列从所述功率调节器断开，将所述第二蓄电池阵列与所述功率调节器连接。

技术方案4所记载的本发明在技术方案3所记载的太阳能发电设备的基础上，其特征在于，在所述控制单元中，在利用所述电压检测单元在所述规定时间内检测到所述规定次数的小于所述规定电压的电压的状态持续，并且利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第一蓄电池阵列小于所述规定容量且所述第二蓄电池阵列为所述规定容量以上的情况下，将所述第一太阳能模块串与所述第一蓄电池阵列连接。

技术方案5所记载的本发明在技术方案3或技术方案4所记载的太阳能发电设备的基础上，其特征在于，在所述控制单元中，在利用所述电压检测单元在所述规定时间内检测到所述规定次数的小于所述规定电压的电压的状态持续，并且利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第一蓄电池阵列及所述第二蓄电池阵列小于所述规定容量的情况下，将所述第二蓄电池阵列从所述功率调节器断开，将所述第一太阳能模块串及所述第二太阳能模块串与所述功率调节器连接。

技术方案6所记载的本发明在技术方案1所记载的太阳能发电设备的基础上，其特征在于，在所述控制单元中，在利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第一蓄电池阵列及所述第二蓄电池阵列小于所述规定容量、且利用所述电压检测单元检测到所述规定电压以上的电压的期间，将所述第一太阳能模块串与所述第一蓄电池阵列连接，将所述第二太阳能模块串与所述功率调节器连接。

技术方案7所记载的本发明在技术方案6所记载的太阳能发电设备的基础上，其特征在于，在所述控制单元中，在利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第一蓄电池阵列为所述规定容量以上且所述第二蓄电池阵列小于所述规定容量、并且利用所述电压检测单元检测到所述规定电压以上的电压的期间，将所述第一太阳能模块串与所述功率调节器连接，将所述第二太阳能模块串与所述第二蓄电池阵列连接。

技术方案8所记载的本发明在技术方案1至7中任一项所记载的太阳能发电设备的基础上，其特征在于，所述太阳能发电设备具备定时器单元，该定时器单元用于设定从所述蓄电池阵列连接到所述功率调节器的放电开始时刻，在所述控制单元中，在成为由所述定时器单元设定的放电开始时刻、且利用所述蓄电容量检测单元检测到所述第一蓄电池阵列或所述第二蓄电池阵列为所述规定容量以上的情况下，将所述第一蓄电池阵列及所述第二蓄电池阵列与所述功率调节器连接。

发明效果

根据本发明的太阳能发电设备，在利用蓄电容量检测单元检测到第二蓄电池阵列小于规定容量、且利用电压检测单元检测到规定电压以上的电压的期间，将第一太阳能模块串与功率调节器连接，将第二太阳能模块串与第二蓄电池阵列连接，由此，能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电。

附图说明

图1是通过功能实现单元来表现出本发明的一实施例的太阳能发电设备的框图，是表示白天的日照条件良好的状态的框图。

图2是表示在图1所示的状态下白天的日照变动变大或日照不良的状态的框图。

图3是表示图2所示的状态进一步持续而导致第一蓄电池阵列已放电的状态的框图。

图4是表示图3所示的状态进一步持续而导致第一蓄电池阵列及第二蓄电池阵列已放电的状态的框图。

图5是表示在图4所示的状态下返回到日照条件良好的状态的情况的框图。

图6是表示夜间的电力供给的框图。

图7是表示本实施例的太阳能发电设备的控制的流程图。

具体实施方式

本发明的第一实施方式的太阳能发电设备为，作为太阳能模块串而至少具有第一太阳能模块串和第二太阳能模块串，作为蓄电池阵列而至少具有第一蓄电池阵列和第二蓄电池阵列，在控制单元中，在利用蓄电容量检测单元检测到第二蓄电池阵列小于规定容量、且利用电压检测单元检测到规定电压以上的电压的期间，将第一太阳能模块串与功率调节器连接，将第二太阳能模块串与第二蓄电池阵列连接。根据本实施方式，能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电。

本发明的第二实施方式在第一实施方式的太阳能发电设备的基础上，在控制单元中，在利用蓄电容量检测单元检测到第一蓄电池阵列为规定容量以上、且利用电压检测单元在规定时间内检测到规定次数的小于规定电压的电压的情况下，将第一太阳能模块串从功率调节器断开，将第一蓄电池阵列与功率调节器连接。根据本实施方式，在日照变动大或日照不良的白天，通过利用蓄电来供给电力，从而能够供给不存在电压变动的稳定的电力。

本发明的第三实施方式在第二实施方式的太阳能发电设备的基础上，在控制单元中，在利用电压检测单元在规定时间内检测到规定次数的小于规定电压的电压的状态持续，并且利用蓄电容量检测单元检测到第一蓄电池阵列小于规定容量且第二蓄电池阵列为规定容量以上的情况下，将第二太阳能模块串从第二蓄电池阵列断开，将第一蓄电池阵列从功率调节器断开，将第二蓄电池阵列与功率调节器连接。根据本实施方式，即便在日照变动长时间持续的情况下，通过利用蓄电来供给电力，也能够供给不存在电压变动的稳定的电力。

本发明的第四实施方式在第三实施方式的太阳能发电设备的基础上，在控制单元中，在利用电压检测单元在规定时间内检测到规定次数的小于规定电压的电压的状态持续，并且利用蓄电容量检测单元检测到第一蓄电池阵列小于规定容量且第二蓄电池阵列为规定容量以上的情况下，将第一太阳能模块串与第一蓄电池阵列连接。根据本实施方式，即便在日照变动大的白天，通过利用于蓄电，也能够有效地利用发电。

本发明的第五实施方式在第三实施方式或第四实施方式的太阳能发电设备的基础上，在控制单元中，在利用电压检测单元在规定时间内检测到规定次数的小于规定电压的电压的状态持续，并且利用蓄电容量检测单元检测到第一蓄电池阵列及第二蓄电池阵列小于规定容量的情况下，将第二蓄电池阵列从功率调节器断开，将第一太阳能模块串及第二太阳能模块串与功率调节器连接。根据本实施方式，即便在日照变动长时间持续而无法通过蓄电来供给稳定的电力的情况下，通过将第一太阳能模块串及第二太阳能模块串都与功率调节器连接，也能够持续电力供给。

本发明的第六实施方式在第一实施方式的太阳能发电设备的基础上，在控制单元中，在利用蓄电容量检测单元检测到第一蓄电池阵列及第二蓄电池阵列小于规定容量、且利用电压检测单元检测到规定电压以上的电压的期间，将第一太阳能模块串与第一蓄电池阵列连接，将第二太阳能模块串与功率调节器连接。根据本实施方式，能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电。

本发明的第七实施方式在第六实施方式的太阳能发电设备的基础上，在控制单元中，在利用蓄电容量检测单元检测到第一蓄电池阵列为规定容量以上且第二蓄电池阵列小于规定容量、并且利用电压检测单元检测到规定电压以上的电压的期间，将第一太阳能模块串与功率调节器连接，将第二太阳能模块串与第二蓄电池阵列连接。根据本实施方式，能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电。

本发明的第八实施方式在第一实施方式至第七实施方式中任一实施方式的太阳能发电设备的基础上，具备定时器单元，该定时器单元用于设定从蓄电池阵列连接到功率调节器的放电开始时刻，在控制单元中，在成为由定时器单元设定的放电开始时刻、且利用蓄电容量检测单元检测到第一蓄电池阵列或第二蓄电池阵列为规定容量以上的情况下，将第一蓄电池阵列及第二蓄电池阵列与功率调节器连接。根据本实施方式，能够由定时器指定不能进行发电的夜间的时间带而供给已蓄电的电力。

实施例

以下，对本发明的一实施例的太阳能发电设备进行说明。

图1至图6是通过功能实现单元表现出本实施例的太阳能发电设备的框图。

图1是表示白天的日照条件良好的状态的框图。

本实施例的太阳能发电设备具备：进行太阳能发电的太阳能模块串10；蓄积从太阳能模块串10供给的电力的蓄电池阵列20；将来自太阳能模块串10或蓄电池阵列20的电力向电力系统70供给的功率调节器30；以及进行从太阳能模块串10向功率调节器30或蓄电池阵列20的连接的切换、及从蓄电池阵列20向功率调节器30的连接的切换的控制单元40。

另外，本实施例的太阳能发电设备具备：对太阳能模块串10的输出电压进行检测的电压检测单元50；以及对蓄电池阵列20的蓄电容量进行检测的蓄电容量检测单元60。

由功率调节器30转换后的电力被供给至电力系统70。

本实施例的太阳能发电设备中，作为太阳能模块串10而至少具有第一太阳能模块串11和第二太阳能模块串12，作为蓄电池阵列20而至少具有第一蓄电池阵列21和第二蓄电池阵列22。

第一电压检测单元51检测第一太阳能模块串11的输出电压，第二电压检测单元52检测第二太阳能模块串12的输出电压。

第一蓄电容量检测单元61检测第一蓄电池阵列21的蓄电容量，第二蓄电容量检测单元62检测第二蓄电池阵列22的蓄电容量。

如图1所示，在白天的日照条件良好的状态下，控制单元40在利用第二蓄电容量检测单元62检测到第二蓄电池阵列22小于规定容量、且利用第一电压检测单元51检测到第一太阳能模块串11为规定电压以上的电压的期间，将第一太阳能模块串11与功率调节器30连接，将第二太阳能模块串12与第二蓄电池阵列22连接。

因此，能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电。

图2是表示在图1所示的状态下白天的日照变动变大或日照不良的状态的框图。这里，日照变动变大是指，例如虽然是晴天但断续地产生阴天或降雨的状态的情况，日照不良是指持续阴天或降雨的状态。

如图2所示，在白天的日照变动大的状态或日照不良的状态下，控制单元40在利用第一蓄电容量检测单元61检测到第一蓄电池阵列21为规定容量以上、且利用第一电压检测单元51在规定时间内检测到规定次数的小于规定电压的电压的情况下，将第一太阳能模块串11从功率调节器30断开，将第一蓄电池阵列21与功率调节器30连接。

因此，在日照变动大或日照不良的白天，通过利用蓄电来供给电力，能够供给不存在电压变动的稳定的电力。

图3是表示图2所示的状态进一步持续而导致第一蓄电池阵列已放电的状态的框图。

由于白天的日照变动大的状态或日照不良的状态持续，从而第一蓄电池阵列21已放电的状态、即、在利用第一电压检测单元51在规定时间内检测到规定次数的小于规定电压的电压的状态持续，并且利用第一蓄电容量检测单元61检测到第一蓄电池阵列21小于规定容量、且利用第二蓄电容量检测单元62检测到第二蓄电池阵列22为规定容量以上的情况下，如图3所示，控制单元40将第二太阳能模块串12从第二蓄电池阵列22断开，将第一蓄电池阵列21从功率调节器30断开，将第二蓄电池阵列22与功率调节器30连接。

因此，即便在日照变动长时间持续的情况下，通过利用蓄电来供给电力，也能够供给不存在电压变动的稳定的电力。

另外，在利用第一蓄电容量检测单元61检测到第一蓄电池阵列21小于规定容量、且利用第二蓄电容量检测单元62检测到第二蓄电池阵列22为规定容量以上的情况下，如图3所示，控制单元40将第一太阳能模块串11与第一蓄电池阵列21连接。

因此，即便在日照变动大的白天，通过利用于蓄电，也能够有效地利用发电。

图4是表示图3所示的状态进一步持续而导致第一蓄电池阵列及第二蓄电池阵列已放电的状态的框图。

由于白天的日照变动大的状态或日照不良的状态进一步持续，从而第一蓄电池阵列21及第二蓄电池阵列22已放电的状态、即、在利用第一电压检测单元51或第二电压检测单元52在规定时间内检测到规定次数的小于规定电压的电压的状态持续，并且利用第一蓄电容量检测单元61及第二蓄电容量检测单元62检测到第一蓄电池阵列21及第二蓄电池阵列22小于规定容量的情况下，如图4所示，控制单元40将第二蓄电池阵列22从功率调节器30断开，将第一太阳能模块串11及第二太阳能模块串12与功率调节器30连接。

因此，即便在日照变动长时间持续而无法通过蓄电来供给稳定的电力的情况下，通过将第一太阳能模块串11及第二太阳能模块串12与功率调节器30连接，也能够持续电力供给。

图5是表示在图4所示的状态下返回到日照条件良好的状态的情况的框图。

在利用第一蓄电容量检测单元61及第二蓄电容量检测单元62检测到第一蓄电池阵列21及第二蓄电池阵列22小于规定容量、且利用第一电压检测单元51或第二电压检测单元52检测到规定电压以上的电压的期间，控制单元40将第一太阳能模块串11与第一蓄电池阵列21连接，将第二太阳能模块串12与功率调节器30连接。

因此，能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电。

在图5所示的状态下，在日照条件良好的状态持续且第一蓄电池阵列21完成了充电的情况下，成为图1所示的状态。

即，在利用第一蓄电容量检测单元61检测到第一蓄电池阵列21为规定容量以上、且利用第二蓄电容量检测单元62检测到第二蓄电池阵列22小于规定容量、并且利用第一电压检测单元51或第二电压检测单元52检测到规定电压以上的电压的期间，控制单元40将第一太阳能模块串11与功率调节器30连接，将第二太阳能模块串12与第二蓄电池阵列22连接。

因此，能够在日照条件良好的白天一边供给电力一边进行蓄电。

图6是表示夜间的电力供给的框图。

控制单元40具备定时器单元41，该定时器单元41用于设定从第一蓄电池阵列21或第二蓄电池阵列22连接到功率调节器30的放电开始时刻。

在控制单元40中，在成为由定时器单元41设定的放电开始时刻、且利用第一蓄电容量检测单元61或第二蓄电容量检测单元62检测到第一蓄电池阵列21或第二蓄电池阵列22为规定容量以上的情况下，将第一蓄电池阵列21及第二蓄电池阵列22与功率调节器30连接。

因此，能够由定时器指定不能进行发电的夜间的时间带而供给已蓄电的电力。

图7是表示本实施例的太阳能发电设备的控制的流程图。

本实施例的太阳能发电设备利用第一电压检测单元51或第二电压检测单元52来检测第一太阳能模块串11或第二太阳能模块串12的输出电压(s1)。

另外，本实施例的太阳能发电设备利用第一蓄电容量检测单元61及第二蓄电容量检测单元62来检测第一蓄电池阵列21及第二蓄电池阵列22的蓄电容量(s2)。

在s3中判断为第一太阳能模块串11或第二太阳能模块串12持续规定时间输出规定电压、并且判断为第一蓄电池阵列21完成充电(s4)且第二蓄电池阵列22完成充电(s5)的情况下，将第一太阳能模块串11与功率调节器30连接(s6)。在该情况下，第二太阳能模块串12为未连接状态(s7)。

在s5中判断为第二蓄电池阵列22未完成充电的情况下，将第一太阳能模块串11与功率调节器30连接(s8)，将第二太阳能模块串12与第二蓄电池阵列22连接(s9)。

在s4中判断为第一蓄电池阵列21未完成充电的情况下，将第一太阳能模块串11与第一蓄电池阵列21连接(s10)，将第二太阳能模块串12与功率调节器30连接(s11)。

在s3中判断为第一太阳能模块串11或第二太阳能模块串12持续规定时间未输出规定电压、且在s12中判断为第一蓄电池阵列21完成充电的情况下，将第一蓄电池阵列21与功率调节器30连接(s13)。

在s12中判断为第一蓄电池阵列21完成充电、且在s14中判断为第二蓄电池阵列22完成充电的情况下，第一太阳能模块串11为未连接状态(s15)。

在s12中判断为第一蓄电池阵列21完成充电、且在s14中判断为第二蓄电池阵列22未完成充电的情况下，将第二太阳能模块串12与第二蓄电池阵列22连接(s16)。

在s12中判断为第一蓄电池阵列21未完成充电、且在s17中判断为第二蓄电池阵列22完成充电的情况下，将第二蓄电池阵列22与功率调节器30连接(s18)，将第一太阳能模块串11与第一蓄电池阵列21连接(s19)。

在s12中判断为第一蓄电池阵列21未完成充电、且在s17中判断为第二蓄电池阵列22未完成充电的情况下，将第一太阳能模块串11与功率调节器30连接(s20)，将第二太阳能模块串12与功率调节器30连接(s21)。

需要说明的是，第一太阳能模块串11及第二太阳能模块串12的最大输出分别为功率调节器30的最大额定输出的20％以上且50％以下。

在本实施例中，以作为电压检测单元50而具备第一电压检测单元51和第二电压检测单元52的情况进行了说明，但也可以利用一个电压检测单元50来检测任一太阳能模块串10的输出电压。

另外，以作为蓄电容量检测单元60而具备第一蓄电容量检测单元61和第二蓄电容量检测单元62的情况进行了说明，但也可以利用一个蓄电容量检测单元60来检测第一蓄电池阵列21和第二蓄电池阵列22的蓄电容量。

本发明的太阳能发电设备能够利用具备第一太阳能模块串11的已设的太阳能发电设备，能够通过增设第二太阳能模块串12、第一蓄电池阵列21及第二蓄电池阵列22并更换功率调节器30来实现。

工业实用性

根据本发明，能够实现白天的电力供给的平衡化，能够进行剩余电力的售电，能够实现蓄电池导入的成本回收。

附图标记说明

10太阳能模块串；

11第一太阳能模块串；

12第二太阳能模块串；

20蓄电池阵列；

21第一蓄电池阵列；

22第二蓄电池阵列；

30功率调节器；

40控制单元；

41定时器单元；

50电压检测单元；

51第一电压检测单元；

52第二电压检测单元；

60蓄电容量检测单元；

61第一蓄电容量检测单元；

62第二蓄电容量检测单元；

70电力系统。