特開 2024-60641 太陽光発電システム、その制御方法、プログラムおよび制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024060641

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】太陽光発電システム、その制御方法、プログラムおよび制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20240425BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20240425BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20240425BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20240425BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240425BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240425BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 130

H02J3/32

H02J3/46

H02J7/35 K

H02J7/00 302A

H01M10/44 P

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022168021

(22)【出願日】2022-10-20

(71)【出願人】

【識別番号】000228578

【氏名又は名称】日本ケミコン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504358517

【氏名又は名称】有限会社ケー・アンド・ダブル

(74)【代理人】

【識別番号】100083725

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100140349

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 継立

(74)【代理人】

【識別番号】100153305

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 卓弥

(74)【代理人】

【識別番号】100206933

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 正樹

(72)【発明者】

【氏名】玉光 賢次

(72)【発明者】

【氏名】杉山 浩規

(72)【発明者】

【氏名】星野 晃司

(72)【発明者】

【氏名】直井 和子

【テーマコード（参考）】

5G066

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G066HA15

5G066HB06

5G066HB09

5G066JA07

5G066JB03

5G503AA06

5G503BA01

5G503BB02

5G503BB03

5G503CA11

5G503GB06

5H030AA10

5H030AS01

5H030BB01

5H030BB07

5H030BB21

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】太陽光発電システムの発電装置から得られる広域の発電電力から閾値以上の発電電力と閾値未満の発電電力とに分離することにより、微弱電力域の発電電力の回収効率ないし利用率を高め、電力変換効率を高め、システムの高出力化を図る。
【解決手段】日照量に応じて発電する二以上の発電装置（発電パネル４）と、各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する二以上の電力分離部（６－１、６－２、６－３）と、前記電力分離部で分離された前記閾値未満の発電電力を合算し回収する電力回収部（８、９）と、閾値以上の前記発電電力を電力変換する二以上の第一電力変換部（パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３）と、前記電力回収部に回収された前記閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部（パワーコンディショナ１３、１５）とを含んでいる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

日照量に応じて発電する二以上の発電装置と、
各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する二以上の電力分離部と、
前記電力分離部で分離された前記閾値未満の発電電力を合算し回収する電力回収部と、
前記閾値以上の発電電力を電力変換する二以上の第一電力変換部と、
前記電力回収部に回収された前記閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部と、を含む、太陽光発電システム。

【請求項2】

前記電力回収部は、前記閾値未満の発電電力を蓄電させる蓄電装置を含み、この蓄電装置の端子電圧が所定値以上に到達したとき、前記蓄電装置を放電する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項3】

前記蓄電装置の放電電力と一または二以上の前記電力分離部で分離された前記閾値未満の発電電力を合算し、この合算電力を前記第二電力変換部に供給する、請求項２に記載の太陽光発電システム。

【請求項4】

前記電力分離部は、
前記発電装置と前記第一電力変換部との間を開閉する第一スイッチと、
前記発電装置と蓄電装置との間を開閉する第二スイッチと、
前記発電装置の発電電力が閾値以上であれば、前記第一スイッチを閉じて前記第二スイッチを開き、該発電電力が閾値未満であれば、前記第一スイッチを開いて前記第二スイッチを閉じる制御部と、
を含む、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項5】

前記電力回収部は、
前記蓄電装置と前記第二電力変換部との間を開閉する第三スイッチと、
前記蓄電装置の端子電圧が所定値以上であれば、前記第三スイッチを閉じて前記蓄電装置を放電させ、該端子電圧が所定値未満であれば、前記第三スイッチを開く制御部と、
を含む、請求項２に記載の太陽光発電システム。

【請求項6】

日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置と、
各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する一または二以上の電力分離部と、
前記閾値以上の発電電力を電力変換する一または二以上の第一電力変換部と、
前記閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部と、
を含む、太陽光発電システム。

【請求項7】

一または二以上の発電装置が日照量に応じて発電する工程と、
一または二以上の電力分離部が、各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する工程と、
一または二以上の第一電力変換部が前記閾値以上の発電電力を電力変換する工程と、
第二電力変換部が、前記閾値未満の発電電力を電力変換する工程と、
を含む、太陽光発電システムの制御方法。

【請求項8】

前記閾値未満の発電電力を蓄電装置に蓄電させる工程と、
前記蓄電装置の端子電圧が所定値以上に到達したとき、前記蓄電装置を放電させ、該放電電力と前記電力分離部で分離された一または二以上の前記閾値未満の発電電力を合算し、この合算電力を前記第二電力変換部に供給する工程と、
を含む、請求項６に記載の太陽光発電システムの制御方法。

【請求項9】

コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置から発電電力を表す発電電力情報を取得する機能と、
電力分離部に各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離させ、前記閾値以上の発電電力を一または二以上の第一電力変換部に供給させ、前記閾値未満の発電電力を第二電力変換部に供給させる機能と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項10】

電力回収部が、前記閾値未満の発電電力を蓄電装置に供給させ、該発電電力を蓄電させる機能と、
前記蓄電装置の端子電圧が所定値以上に到達したとき、前記蓄電装置を放電させ、該放電電力と前記電力分離部で分離された閾値未満の一または二以上の前記発電電力を合算させ、この合算電力を前記第二電力変換部に供給する機能と、
を前記コンピュータに実行させるための請求項８に記載のプログラム。

【請求項11】

日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置と、閾値以上の発電電力を電力変換する一または二以上の第一電力変換部と、閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部とを備える太陽光発電システムの制御装置であって、
各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と閾値未満の発電電力とに分離する一または二以上の電力分離部を含む、太陽光発電システムの制御装置。

【請求項12】

日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置と、閾値以上の発電電力を電力変換する一または二以上の第一電力変換部と、閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部とを備える太陽光発電システムの制御装置であって、
各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する一または二以上の電力分離部と、
前記電力分離部で分離された一または二以上の前記閾値未満の発電電力を合算して前記第二電力変換部に供給する電力回収部と、
を含む、太陽光発電システムの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はたとえば、微弱電力域の発電電力の回収効率を図った太陽光発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

発電装置に太陽光発電パネルを用いて太陽光を受けて発電する太陽光発電システムでは、日射量に応じて発電するので、日射量に応じた発電電力が得られる。つまり、発電電力が日射量の影響を受け、曇天や雨天など、太陽光発電パネルが受ける日射量の低下や変動が発電電力に影響する。微弱電力域で得られる発電電力ではパワーコンディショナの内部回路での消費電力により実用に耐える給電出力を得ることができない。

【0003】

このような太陽光発電システムに関し、太陽光発電パネルの発電電力が所定値以下の場合には、発電電力をキャパシタに充電し、この充電電力を変換して負荷や系統に出力するシステムが知られている（たとえば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１２９９８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

太陽光発電システムにおいて、太陽光発電パネルの発電電力は、日射量が減少すれば低下する。パワーコンディショナが微弱電力域の発電電力を受けると、電力変換動作が不安定になり、不安定動作を継続させることはシステム上、好ましいことではない。

【0006】

特許文献１には、閾値以下の発電電力をキャパシタに蓄電し、この蓄電電力を適時に使用しており、微弱電力の回収効率を高める上で合理的である。しかしながら、微弱電力を充電させるキャパシタの充電回路がスイッチを備え、微弱電力の充電時に閉じ、放電時にＯＦＦさせる（開く）という構成である。このため、キャパシタの放電時には太陽光発電パネルからの発電電力の充電やその発電電力の利用ができないため、発電電力の変換効率の改善効果を減殺させるという課題がある。

【0007】

微弱電力域ないし高電力域を含む広域の発電電力をひとつのパワーコンディショナで電力変換することは、電力変換の効率化を低下させ、システムの高出力化を妨げるという課題がある。

【0008】

キャパシタの放電時、システムを通常回路に切り換えて発電電力の電力変換を行うことが可能である。この場合、切り換えに伴うタイムラグを生じ、発電電力＝０の時間が頻発するという課題も無視できない。

【0009】

発電電力をパワーコンディショナに供給する出力モードと、発電電力をキャパシタに蓄電する蓄電モードとを切り換える場合には、両者を切り換えるための閾値の設定が不可欠である。この閾値を高レベル化すれば、蓄電電力量が増大するものの、パワーコンディショナに向ける発電電力量は減少するし、蓄電装置に用いられるキャパシタの充放電サイクル回数が多くなり、キャパシタの負担を増大させるという課題がある。

【0010】

閾値の低レベル化は、曇天や雨天など、太陽光発電パネルが受ける日射量が不安定になる微弱電力域でモード切換えを頻発させ、このモード切換えによる消費電力が増大するという課題もある。

【0011】

本開示の発明者らは、微弱電力域ないし高電力域を含む広域の発電電力に対し、微弱電力域の発電電力に対応するパワーコンディショナを併設し、微弱電力域の発電電力の電力変換をすることが合理的であるとの知見を得るとともに、複数の発電パネルごとの電力変換の効率化が可能であるとの知見を得たのである。

【0012】

本開示の第一の目的は、太陽光発電システムの発電装置から得られる広域の発電電力を閾値以上の発電電力と閾値未満の発電電力とに分離することにより、微弱電力域の発電電力の回収効率ないし利用率を高め、電力変換効率を高め、システムの高出力化を図ることにある。

【0013】

また、本開示の第二の目的は、一または二以上の発電装置を備える太陽光発電システムにおいて、広域の発電電力から分離した閾値未満の発電電力を蓄電装置に回収し、この蓄電装置の発電電力と閾値未満の発電電力を合算して電力変換に向けることにより、微弱電力域の発電電力の回収効率ないし利用率を高め、電力変換効率を高め、システムの高出力化を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するため、本開示の太陽光発電システムの一側面によれば、日照量に応じて発電する二以上の発電装置と、各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する二以上の電力分離部と、前記電力分離部で分離された前記閾値未満の発電電力を合算し回収する電力回収部と、前記閾値以上の発電電力を電力変換する二以上の第一電力変換部と、前記電力回収部に回収された前記閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部とを含む。

【0015】

この太陽光発電システムにおいて、前記電力回収部は、前記閾値未満の発電電力を蓄電させる蓄電装置を含み、この蓄電装置の端子電圧が所定値以上に到達したとき、前記蓄電装置を放電させてもよい。

【0016】

この太陽光発電システムにおいて、前記蓄電装置の放電電力と一または二以上の前記電力分離部で分離された前記閾値未満の発電電力を合算し、この合算電力を前記第二電力変換部に供給してもよい。

【0017】

この太陽光発電システムにおいて、前記電力分離部は、前記発電装置と前記第一電力変換部との間を開閉する第一スイッチと、前記発電装置と蓄電装置との間を開閉する第二スイッチと、前記発電装置の発電電力が閾値以上であれば、前記第一スイッチを閉じて前記第二スイッチを開き、該発電電力が閾値未満であれば、前記第一スイッチを開いて前記第二スイッチを閉じる制御部とを含んでもよい。

【0018】

この太陽光発電システムにおいて、前記電力回収部は、前記蓄電装置と前記第二電力変換部との間を開閉する第三スイッチと、前記蓄電装置の端子電圧が所定値以上であれば、前記第三スイッチを閉じて前記蓄電装置を放電させ、該端子電圧が所定値未満であれば、前記第三スイッチを開く制御部とを含んでもよい。

【0019】

上記目的を達成するため、本開示の太陽光発電システムの一側面によれば、日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置と、各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する一または二以上の電力分離部と、前記閾値以上の発電電力を電力変換する一または二以上の第一電力変換部と、前記閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部とを含む。

【0020】

上記目的を達成するため、本開示の太陽光発電システムの制御方法の一側面によれば、一または二以上の発電装置が日照量に応じて発電する工程と、一または二以上の電力分離部が、各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する工程と、一または二以上の第一電力変換部が前記閾値以上の発電電力を電力変換する工程と、第二電力変換部が、前記閾値未満の発電電力を電力変換する工程とを含む。

【0021】

この太陽光発電システムの制御方法において、前記閾値未満の発電電力を蓄電装置に蓄電させる工程と、前記蓄電装置の端子電圧が所定値以上に到達したとき、前記蓄電装置を放電させ、該放電電力と前記電力分離部で分離された一または二以上の前記閾値未満の発電電力を合算し、この合算電力を前記第二電力変換部に供給する工程とを含んでもよい。
請求項６に記載の太陽光発電システムの制御方法。

【0022】

上記目的を達成するため、本開示のプログラムの一側面によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置から発電電力を表す発電電力情報を取得する機能と、電力分離部に各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離させ、前記閾値以上の発電電力を一または二以上の第一電力変換部に供給させ、前記閾値未満の発電電力を第二電力変換部に供給させる機能とを前記コンピュータに実行させる。

【0023】

このプログラムにおいて、電力回収部が、前記閾値未満の発電電力を蓄電装置に供給させ、該発電電力を蓄電させる機能と、前記蓄電装置の端子電圧が所定値以上に到達したとき、前記蓄電装置を放電させ、該放電電力と前記電力分離部で分離された閾値未満の一または二以上の前記発電電力を合算させ、この合算電力を前記第二電力変換部に供給する機能とを前記コンピュータに実行させてもよい。

【0024】

上記目的を達成するため、本開示の太陽光発電システムの制御装置の一側面によれば、日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置と、閾値以上の発電電力を電力変換する一または二以上の第一電力変換部と、閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部とを備える太陽光発電システムの制御装置であって、各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と閾値未満の発電電力とに分離する一または二以上の電力分離部を含む。

【0025】

上記目的を達成するため、本開示の太陽光発電システムの制御装置の一側面によれば、日照量に応じて発電する一または二以上の発電装置と、閾値以上の発電電力を電力変換する一または二以上の第一電力変換部と、閾値未満の発電電力を電力変換する第二電力変換部とを備える太陽光発電システムの制御装置であって、各発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と、閾値未満の発電電力とに分離する一または二以上の電力分離部と、前記電力分離部で分離された一または二以上の前記閾値未満の発電電力を合算して前記第二電力変換部に供給する電力回収部とを含む。

【発明の効果】

【0026】

本開示によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 発電装置の発電電力を閾値以上の発電電力と閾値未満の発電電力に分離でき、閾値以上の発電電力は専用の第一電力変換部によって高効率で電力変換でき、閾値未満の発電電力は専用の第二電力変換部によって高効率で電力変換できるので、閾値未満の発電電力を含む発電電力を効率よく交流出力に変換して取り出すことができ、太陽光発電システムの高効率化を図ることができる。

【0027】

(2) 閾値未満の発電電力は電力回収部で回収して第二電力変換部に供給でき、二以上の閾値未満の発電電力は電力回収部で合算して合算電力として取り出すことができ、この合算電力を専用の第二電力変換部で電力変換できるので、閾値未満の発電電力を含む発電電力を効率よく交流出力に変換することができる。

【0028】

(3) 閾値未満の発電電力を回収する電力回収部に蓄電装置を備え、この蓄電装置に一または二以上の閾値未満の発電電力を蓄電させて回収すれば、閾値未満の発電電力の回収率を高めることができる。発電電力が閾値未満の場合であっても、閾値未満の発電電力で蓄電装置の充放電機能を利用することができ、閾値未満の発電電力を第二電力変換部で効率よく交流出力に変換して取り出すことができ、太陽光発電システムの高効率化を実現できる。しかも、閾値未満の発電電力を蓄電させる蓄電装置の充電電圧が所定値に到達したとき蓄電装置を放電させ、この放電電力と閾値未満の発電電力を合算し、この合算電力を第二電力変換部に供給することができるので、閾値未満の発電電力をロスすることなく、効率よく交流出力に変換して取り出すことができる。

【0029】

(4) 発電電力が閾値未満の場合にも第二電力変換部の停止を防止でき、または仮に第二電力変換部の停止が生じても、その停止期間を短くできるので、交流出力を増加させることができる。

【0030】

(5) 発電電力が閾値未満の場合、蓄電装置の放電電力と閾値未満の発電電力を合算した合算電力を一定電力に調整して第二電力変換部に供給できる。電力回収部に蓄電装置を備えている場合、合算電力を用いない場合に比較し、蓄電装置の放電速度を遅延させることができ、この遅延により蓄電装置の充放電サイクル数を低減でき、結果として蓄電装置の耐久性を高めることができる。

【0031】

(6) 曇天や雨天など、日射量レベルが変動しても、この変動に対応した閾値を設定できるので、気象条件に応じた太陽光発電システムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、第一の実施の形態に係る太陽光発電システムを示す図である。

【図2】図２は、第一の実施の形態に係るコントローラの一例を示す図である。

【図3】図３は、蓄電デバイスの端子間電圧Ｖｃの推移を示す図である。

【図4】図４は、太陽光発電システムの制御シーケンスの電力分離制御を示すフローチャートである。

【図5】図５は、太陽光発電システムの制御シーケンスの電力回収制御を示す図である。

【図6】図６は、太陽光発電システムの制御シーケンスの一部を示す図である。

【図7】図７は、電力分離部の一部および電力回収部の動作例を示す動作テーブルである。

【図8】図８のＡは、充電モードの蓄電デバイスの充放電プロファイルを示す図であり、図８のＢは、充放電サイクル中に、ＳＷ１６－１２をＯＮ／ＯＦＦした時の放電速度の違いを説明するための図である。

【図9】図９のＡは、従前の閾値未満の発電電力の回収を示す図であり、図９のＢは、本開示の閾値未満の発電電力の回収を示す図である。

【図10】図１０は、第二の実施の形態に係る太陽光発電システムを示す図である。

【図11】図１１のＡ、ＢおよびＣは、各太陽光発電パネルの発電電力の推移を示す図であり、図１１のＤは、閾値未満の発電電力の合算を示す図である。

【図12】図１２は、第三の実施の形態に係る太陽光発電システムを示す図である。

【図13】図１３のＡは、日刊工業新聞社発行の機械設計２０１５年１１月号より引用した「蓄電素子一本当たりの電力損失」を示すテーブル（日刊工業新聞社発行の機械設計２０１５年１１月号、第３章リチウムイオン電池を安全に使う―その１ 充放電評価と内部抵抗評価 ティ・アンド・シー・テクニカル 下田 洋道）であり、図１３のＢは日刊工業新聞社発行の機械設計２０１５年１１月号より引用した「内部抵抗の測定結果」を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

〔第一の実施の形態〕
図１は、第一の実施の形態に係る太陽光発電システム２（以下単に「発電システム２」と称する）を示している。図１に示す構成は一例であり、本開示が斯かる構成に限定されるものではない。

【0034】

＜発電システム２＞
この発電システム２は本開示の太陽光発電システムの一例である。この発電システム２は三組の太陽光発電パネル４－１、４－２、４－３（以下単に「発電パネル４－１、４－２、４－３」と称する）、電力分離部６－１、６－２、６－３、電力回収部８、コントローラ１０、第一のパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３とともに一組の第二のパワーコンディショナ１３を備えている。

【0035】

＜発電パネル４－１、４－２、４－３＞
各発電パネル４－１、４－２、４－３は、本開示の一または二以上の発電装置の一例である。各発電パネル４－１、４－２、４－３は少なくとも日射量に応じて発電し、発電パネル４－１、４－２、４－３から日射量に応じた発電電力Ｓが得られるとする。各発電電力Ｓは、発電パネル４－１、４－２、４－３の立地条件、気象条件によって変化するが、説明を簡略化するため、各発電パネル４－１、４－２、４－３から得られる発電電力Ｓを以て説明する。この発電電力Ｓは各発電パネル４－１、４－２、４－３から得られる発電量の一例である。

【0036】

＜電力分離部６－１、６－２、６－３＞
電力分離部６－１、６－２、６－３は、本開示の一または二以上の電力分離部の一例である。各電力分離部６－１、６－２、６－３は、各発電パネル４－１、４－２、４－３から個別に発電電力Ｓを受ける。この発電電力Ｓを分離するための基準として閾値Ｓｔｈが設定されている。各電力分離部６－１、６－２、６－３によれば、各発電パネル４－１、４－２、４－３からの発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓに分離される。

【0037】

電力分離部６－１には、第一回路部１４－１１に第一スイッチ１６－１１（以下、単に「ＳＷ１６－１１」と称する）、第二回路部１４－１２にダイオード１８－１および第二スイッチ１６－１２（以下、単に「ＳＷ１６－１２」と称する）が設置されている。Ｓ≧Ｓｔｈであれば、ＳＷ１６－１１＝閉（以下、「ＯＮ」と称する）、ＳＷ１６－１２＝開（以下、「ＯＦＦ」と称する）、Ｓ＜Ｓｔｈであれば、ＳＷ１６－１１＝ＯＦＦ、ＳＷ１６－１２＝ＯＮに制御する。したがって、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓはパワーコンディショナ１２－１に供給されるのに対し、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは電力回収部８に供給され、この電力回収部８からパワーコンディショナ１３に供給される。

【0038】

電力分離部６－２には、第一回路部１４－２１に第一スイッチ１６－２１（以下、単に「ＳＷ１６－２１」と称する）、第二回路部１４－２２にダイオード１８－２および第二スイッチ１６－２２（以下、単に「ＳＷ１６－２２」と称する）が設置されている。Ｓ≧Ｓｔｈであれば、ＳＷ１６－２１＝ＯＮ、ＳＷ１６－２２＝ＯＦＦ、Ｓ＜Ｓｔｈであれば、ＳＷ１６－２１＝ＯＦＦ、ＳＷ１６－２２＝ＯＮに制御する。したがって、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓはパワーコンディショナ１２－２に供給されるのに対し、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは電力回収部８に供給され、この電力回収部８からパワーコンディショナ１３に供給される。

【0039】

電力分離部６－３には、第一回路部１４－３１に第一スイッチ１６－３１（以下、単に「ＳＷ１６－３１」と称する）、第二回路部１４－３２にダイオード１８－３および第二スイッチ１６－３２（以下、単に「ＳＷ１６－３２」と称する）が設置されている。Ｓ≧Ｓｔｈであれば、ＳＷ１６－３１＝ＯＮ、ＳＷ１６－３２＝ＯＦＦ、Ｓ＜Ｓｔｈであれば、ＳＷ１６－３１＝ＯＦＦ、ＳＷ１６－３２＝ＯＮに制御する。したがって、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓはパワーコンディショナ１２－３に供給されるのに対し、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは電力回収部８に供給され、この電力回収部８からパワーコンディショナ１３に供給される。

【0040】

したがって、各発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓは、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓとに分離され、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓが該当するパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３に供給され、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓがパワーコンディショナ１３に供給される。

【0041】

＜電力回収部８＞
電力回収部８は、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを蓄電デバイス２０に回収する本開示の電力回収部の一例である。蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃに対し、上限閾値電圧として所定値ＶｃＨ、下限閾値電圧として所定値ＶｃＬが設定されている。

【0042】

この実施の形態に係る電力回収部８には、蓄電デバイス２０とともに第三回路部１４－４に第四スイッチ１６－４（以下、単に「ＳＷ１６－４」と称する）が設置されている。Ｖｃ＜ＶｃＨの場合、ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ（充電モード）、Ｖｃ≧ＶｃＨの場合、ＳＷ１６－４＝ＯＮ（放電モード）となる。充電モードでは、蓄電デバイス２０が、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上が閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを受け、この発電電力Ｓを充電する。放電モードでは、蓄電デバイス２０が放電し、この放電電力と、該当する一または二以上の発電パネル４－１、４－２、４－３からの閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓとを合算し、この合算電力Ｐ１がパワーコンディショナ１３に供給される。

【0043】

＜蓄電デバイス２０＞
この蓄電デバイス２０は発電パネル４－１、４－２、４－３に共通であり、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを充電して回収する手段である。端子間電圧Ｖｃは本開示の蓄電装置の端子電圧の一例であり、その電圧レベルが蓄電デバイス２０の充電状態または放電状態を表す。

【0044】

この蓄電デバイス２０には発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電圧に対応させて直列接続された複数の蓄電デバイスセルが設置されている。この蓄電デバイスセルにはたとえば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどの各種電気化学キャパシタやリチウムイオン電池などの二次電池が利用可能であるが、蓄電量が電圧に正確に比例する電気化学キャパシタ、さらには、充放電サイクル寿命が優れる電気二重層キャパシタが好適である。また、蓄電デバイス２０には同一の蓄電デバイスに代えてたとえば、特性の異なる他の蓄電デバイスを直列に接続してもよい。

【0045】

＜コントローラ１０＞
コントローラ１０は、本開示の制御部の一例である。このコントローラ１０はたとえば、コンピュータで構成される。コントローラ１０は、各電力計２２－１、２２－２、２２－３から発電電力情報を取得し、発電電力情報を制御情報に用いて電力分離部６－１、６－２、６－３による電力分離制御と、電力回収部８による蓄電デバイス２０を用いた電力回収制御を行う。

【0046】

電力分離制御は常時、電力計２２－１、２２－２、２２－３から発電電力情報を取得し、発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上であるか否かを監視する。Ｓ≧Ｓｔｈ以上であれば、該当するＳＷ１６－１１、ＳＷ１６－２１、ＳＷ１６－３１の何れかまたは二以上をＯＮに制御し、かつ該当するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上をＯＦＦに制御する。また、Ｓ＜Ｓｔｈであれば、該当するＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の何れかまたは二以上をＯＦＦに制御し、かつ該当するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上をＯＮに制御する。これにより、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上から得られる閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓとに分離される。

【0047】

電力回収制御は、蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃを常時監視し、端子間電圧Ｖｃが電圧閾値である所定値ＶｃＨ以上かを判定する。Ｖｃ＜ＶｃＨであれば、ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ、Ｖｃ≧ＶｃＨであれば、ＳＷ１６－４＝ＯＮに制御する。

【0048】

＜電力計２２－１、２２－２、２２－３＞
電力計２２－１は、発電パネル４－１の発電電力Ｓを計測し、この発電電力Ｓの多寡を表す発電電力情報を取得する。電力計２２－２は、発電パネル４－２の発電電力Ｓを計測し、この発電電力Ｓの多寡を表す発電電力情報を取得する。また、電力計２２－３は、発電パネル４－３から発電電力Ｓを計測し、この発電電力Ｓの多寡を表す発電電力情報を取得する。したがって、コントローラ１０には常時、電力計２２－１、２２－２、２２－３から発電電力Ｓを表す発電電力情報が提供される。

【0049】

＜閾値Ｓｔｈ＞
コントローラ１０には、発電電力Ｓに対して閾値Ｓｔｈが設定される。この閾値Ｓｔｈは、ＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２の開閉（ＯＦＦ・ＯＮ）条件を表す電力値である。つまり、この閾値Ｓｔｈはたとえば、発電パネル４－１、４－２、４－３から発電電力Ｓを受けた際、少なくとも、各パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３が安定で十分高い効率で電力変換が可能な発電電力Ｓに相当する下限電力値であればよい。

【0050】

＜ＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２＞
各ＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２は、コントローラ１０で制御可能なたとえば、半導体スイッチ、リレーなどの開閉手段で構成される。

【0051】

＜ダイオード１８－１、１８－２、１８－３＞
ダイオード１８－１は、ＳＷ１６－１２に直列に接続されており、発電パネル４－１から蓄電デバイス２０またはパワーコンディショナ１３に対して順方向である。したがって、ダイオード１８－１は、蓄電デバイス２０またはパワーコンディショナ１３から発電パネル４－１またはパワーコンディショナ１２－１に対して逆方向である。

【0052】

ダイオード１８－２は、ＳＷ１６－２２に直列に接続されており、発電パネル４－２から蓄電デバイス２０またはパワーコンディショナ１３に対して順方向である。したがって、ダイオード１８－２は、蓄電デバイス２０またはパワーコンディショナ１３から発電パネル４－２またはパワーコンディショナ１２－２に対して逆方向である。

【0053】

ダイオード１８－３は、ＳＷ１６－３２に直列に接続されており、発電パネル４－３から蓄電デバイス２０またはパワーコンディショナ１３に対して順方向である。したがって、ダイオード１８－３は、蓄電デバイス２０またはパワーコンディショナ１３から発電パネル４－２またはパワーコンディショナ１２－３に対して逆方向である。

【0054】

したがって、蓄電デバイス２０は、ダイオード１８－１、１８－２、１８－３によってパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３および発電パネル４－１、４－２、４－３と分離されている。

【0055】

そして、ＳＷ１６－１２、ＳＷ１６－２２、ＳＷ１６－３２の何れかまたは二以上が導通したとき、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓからダイオード１８－１、１８－２、１８－３の順方向降下電圧Ｖｆだけ低下した電圧が蓄電デバイス２０に加えられる。

【0056】

第三回路部１４－４は第一回路部１４－１１、１４－２１、１４－３１からダイオード１８－１、１８－２、１８－３で分離でき、第一回路部１４－１１、１４－２１、１４－３１との干渉を回避できる。

【0057】

＜パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３＞
各パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３は閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓを電力変換する本開示の一または二以上の第一電力変換部の一例である。つまり、各パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３は、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓに対応する専用の第一電力変換部を構成している。

【0058】

パワーコンディショナ１２－１には電力分離部６－１からの閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓを受けて電力変換するための手段として、第一の最大電力点追従制御部（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）２４－１（以下、「ＭＰＰＴ２４－１」と称する）、第一のＤＣ－ＤＣコンバータ２６－１、第一のインバータ２８－１などが含まれている。

【0059】

ＭＰＰＴ２４－１は、発電パネル４－１の発電出力が最大になる最適な電圧Ｖと電流Ｉの積（最大電力点または最適動作点）を自動的に求める制御を行い、この最大電力点追従制御により自動的に最大の発電出力を得る。

【0060】

ＤＣ－ＤＣコンバータ２６－１は、ＭＰＰＴ２４－１で得られた直流電力、第一回路部１４－１１側で得られる直流電力を既定直流電圧の直流電力に変換する。

【0061】

インバータ２８－１は、本開示の直交変換手段の一例である。このインバータ２８－１は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２６－１から直流電力を受け、これらを系統に適合する既定の交流電力たとえば、定格２００Ｖの交流電力に変換する。

【0062】

このパワーコンディショナ１２－１の構成はパワーコンディショナ１２－２、１２－３も同様である。パワーコンディショナ１２－２には、電力分離部６－２からの閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓを受けて電力変換するための手段として、第二のＭＰＰＴ２４－２、第二のＤＣ－ＤＣコンバータ２６－２、第二のインバータ２８－２などが含まれており、またパワーコンディショナ１２－３にも電力分離部６－３からの閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓを受けて電力変換するための手段として、第三のＭＰＰＴ２４－３、第三のＤＣ－ＤＣコンバータ２６－３、第三のインバータ２８－３などが含まれている。

【0063】

したがって、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓを受けたパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３には系統に適合する既定の交流電力たとえば、定格２００Ｖの交流電力が得られ、この交流電力が負荷３０－１、３０－２、・・・・や図示しない系統に給電される。

【0064】

＜パワーコンディショナ１３＞
パワーコンディショナ１３は、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを電力変換する本開示の第二電力変換部の一例である。つまり、パワーコンディショナ１３は、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓに対応する専用の第二電力変換部を構成している。このパワーコンディショナ１３は電力回収部８から閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓ、蓄電デバイス２０の放電電力を受け、これらの電力を変換してたとえば、高効率で交流電圧２００Ｖを生成して負荷３０－１、３０－２、・・・に供給し、または図示しない系統に出力することができる。

【0065】

この実施の形態に係るパワーコンディショナ１３にはＤＣ－ＤＣコンバータ２６－４およびインバータ２８－４を備え、他のパワーコンディショナ１２－１～１２－３と異なり、一定電力に調整された閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを受けるので、既述のＭＰＰＴの設置はない。

【0066】

ＤＣ－ＤＣコンバータ２６－４は、第三回路部１４－４側からの定電力制御により得られる直流電力を受け、この直流電力を既定直流電圧の直流電力に変換する。

【0067】

インバータ２８－４は、同様に直交変換手段の一例である。このインバータ２８－４は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２６－４から直流電力を受け、これらを系統に適合する既定の交流電力、既述のたとえば、定格２００Ｖの交流電力に変換し、この交流電力を系統に合流させる。

【0068】

＜コントローラ１０＞
図２は、第一の実施の形態に係るコントローラ１０の一例を示し、図１と同一部分には同一符号を付してある。このコントローラ１０は本開示の制御装置の一例である。このコントローラ１０はコンピュータを備え、発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力情報、蓄電デバイス２０の蓄電量情報などを用いて、電力分離制御としてＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２の切換制御と、電力回収制御としてＳＷ１６－４の開閉制御を行う。

【0069】

このコントローラ１０は、制御部３２、ＳＷ駆動部３４－１、３４－２、３４－３、３４－４、３４－５、３４－６、３４－７、情報提示部３６、操作入力部３８などを備えている。制御部３２は本開示の電力分離制御のための制御部の一例であるとともに、電力回収制御のための制御部の一例である。また、この制御部３２は発電電力監視部、蓄電電力監視部、スイッチなどの制御手段の一例である。この制御部３２は図示しないプロセッサ、記憶部、入出力部などを備え、発電電力情報や蓄電デバイス２０の端子間電圧情報を取得して情報処理を実行し、ＳＷ駆動部３４－１、３４－２、３４－３、３４－４、３４－５、３４－６、３４－７などを制御する。プロセッサは、記憶部にあるＯＳ（Operating System）、蓄電制御プログラム、データベースなどを用いて、情報の格納、読出しまたは演算などの情報処理や制御を実行する。記憶部はＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などの記憶素子を備え、蓄電制御プログラムやデータベースを格納してプロセッサによる演算処理などに用いられる。ＲＡＭは情報処理のワークエリアを構成する。

【0070】

ＳＷ駆動部３４－１は制御部３２の制御によりＳＷ１６－１１を開閉し、これに同期して、ＳＷ駆動部３４－２は制御部３２の制御によりＳＷ１６－１２を開閉する。ＳＷ駆動部３４－３は制御部３２の制御によりＳＷ１６－２１を開閉し、これに同期して、ＳＷ駆動部３４－４は制御部３２の制御によりＳＷ１６－２２を開閉する。ＳＷ駆動部３４－５は制御部３２の制御によりＳＷ１６－３１を開閉し、これに同期して、ＳＷ駆動部３４－６は制御部３２の制御によりＳＷ１６－３２を開閉する。そして、ＳＷ駆動部３４－７は制御部３２の制御によりＳＷ１６－４を開閉する。

【0071】

情報提示部３６は制御部３２の制御によりたとえば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示素子に制御情報などの情報提示を行う。

【0072】

操作入力部３８は制御部３２の制御によりタッチパネルなどの入力機器を用いて制御情報などの操作によって入力が可能である。

【0073】

＜蓄電デバイス２０の充放電とＳＷ１６－４のＯＮ、ＯＦＦ＞
図３は、蓄電デバイス２０の充電および放電による端子間電圧Ｖｃの推移とＳＷ１６－４のＯＮ、ＯＦＦの関係を示している。図３において、端子間電圧Ｖｃは蓄電デバイス２０の充電および放電の推移、所定値ＶｃＨは端子間電圧Ｖｃの上限閾値電圧、所定値ＶｃＬは端子間電圧Ｖｃの下限閾値電圧を示している。

【0074】

端子間電圧Ｖｃが充電によって上昇している場合、Ｖｃ≧ＶｃＨで、ＳＷ１６－４＝ＯＮ、端子間電圧Ｖｃが放電によって下降している場合、Ｖｃ≦ＶｃＬで、ＳＷ１６－４＝ＯＦＦになる。この場合、充電時定数と放電時定数が異なる。端子間電圧Ｖｃの推移は充電と放電の推移が異なるとともに、ＳＷ１６－４のＯＮとＯＦＦには電圧差が設定される。つまり、端子間電圧Ｖｃが放電によって下降する場合には、Ｖｃ≦ＶｃＨからＶｃ＝ＶｃＬの範囲でＳＷ１６－４＝ＯＮを維持する。このようなＳＷ１６－４の開閉にヒステリシスが設定されており、蓄電デバイス２０の充放電による端子間電圧Ｖｃの変動でＳＷ１６－４のチャタリングを防止する。

【0075】

＜制御部３２による制御機能＞
制御部３２は、制御プログラムの実行により、ａ）発電電力情報取得部、ｂ）発電電力監視部、ｃ）発電電力の閾値判定部、ｄ）蓄電デバイス２０の端子間電圧情報取得部、ｅ）端子間電圧監視部、ｆ）端子間電圧Ｖｃの閾値判定部、ｇ）電力分離制御のためのＳＷ制御部、ｈ）電力回収制御のためのＳＷ制御部などの制御機能を実現する。

【0076】

ａ）発電電力情報取得部
発電電力情報取得部は、制御部３２の制御により常時（少なくとも発電システム２の動作中）、電力計２２－１、２２－２、２２－３から発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力情報を取得する。この発電電力情報は、制御部３２の記憶部にあるデータベースに格納する。

【0077】

ｂ）発電電力監視部
発電電力監視部は、制御部３２の制御により常時、電力計２２－１、２２－２、２２－３から取得した発電電力情報を監視する。

【0078】

ｃ）発電電力の閾値判定部
制御部３２には発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓに対する閾値Ｓｔｈが設定されている。発電電力の閾値判定部は、制御部３２の制御により、既述の電力計２２－１、２２－２、２２－３から取得した発電電力情報が表す発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈとを対比し、発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上か未満かを判定し、その判定結果としてＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２を開閉するための制御情報を出力する。

【0079】

ｄ）端子間電圧情報取得部
蓄電デバイス２０の端子間電圧情報取得部は、制御部３２の制御により、常時（少なくとも発電システム２の動作中）、蓄電デバイス２０から端子間電圧情報を取得する。この端子間電圧情報は、蓄電デバイス２０の端子間の電圧であり、充電電圧または放電後の残留電荷による電圧を表す。この端子間電圧情報は、制御部３２の記憶部にあるデータベースに格納する。

【0080】

ｅ）端子間電圧監視部
端子間電圧監視部は、端子間電圧情報から端子間電圧Ｖｃの推移、つまり、蓄電デバイス２０の充電状態を監視する。

【0081】

ｆ）端子間電圧Ｖｃの閾値判定部
制御部３２には端子間電圧Ｖｃに対する閾値として所定値ＶｃＨ（Ｖ）および所定値ＶｃＬ（Ｖ）が設定されている。所定値ＶｃＨはたとえば、蓄電デバイス２０の満充電電圧であり、所定値ＶｃＬはたとえば、放電管理電圧である。

【0082】

端子間電圧Ｖｃの閾値判定部は制御部３２の制御により、端子間電圧Ｖｃと所定値ＶｃＨまたは所定値ＶｃＬとを対比し、端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＨ以上か所定値ＶｃＬ（Ｖ）以下かを判定し、その判定結果としてＳＷ１６－４を開閉するための制御情報を出力する。

【0083】

ｇ）電力分離制御のためのＳＷ制御部（電力分離制御部）
ＳＷ制御部は、発電パネル４－１、４－２、４－３から得られる発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上か未満かに応じてＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の何れかまたは二以上を閉じる（ＯＮ）制御であり、閉じられたＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１に対応してＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上を開く（ＯＦＦ）制御でもある。つまり、ＳＷ１６－１１：ＳＷ１６－１２、ＳＷ１６－２１：ＳＷ１６－２２、ＳＷ１６－３１：ＳＷ１６－３２が同期して相反する関係である。

【0084】

発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上であれば、ＳＷ制御部は、制御部３２の制御により該当するＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１を導通させるための制御出力を出力する。このとき、ＳＷ駆動部３４－１、３４－３、３４－５の駆動出力が該当するＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の何れかまたは二以上を導通させる。

【0085】

このとき、ＳＷ制御部は、制御部３２の制御により該当するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２を遮断（ＯＦＦ＝絶縁）させるための制御出力を出力する。ＳＷ駆動部３４－２、３４－４、３４－６の駆動出力が該当するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上を遮断させる。このとき、該当するＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１を開くための制御出力を出力し、該当するＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の何れかまたは二以上が開かれる。

【0086】

ｈ）電力回収制御のためのＳＷ制御部（電力回収制御部）
このＳＷ制御部は、制御部３２の制御によりＳＷ１６－４を開閉する。発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ（ｋＷ）未満で、蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＬ以下であれば、ＳＷ制御部は、制御部３２の制御によりＳＷ１６－４を開く。このとき、蓄電デバイス２０は充電モードである。

【0087】

発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ未満で、蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＨ以上になれば、ＳＷ制御部は、制御部３２の制御によりＳＷ１６－４を導通する。このとき、蓄電デバイス２０は放電状態となる。同時に、ＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上が導通状態であるので、該当する発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓが第三回路部１４－４を通してパワーコンディショナ１３のＤＣ－ＤＣコンバータ２６－４に供給される。このとき、パワーコンディショナ１３から変換出力が負荷３０－１、３０－２などに供給される。

【0088】

＜ＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２の開閉、ＳＷ１６－４の開閉、電力分離部６－１、６－２、６－３の電力分離出力、電力回収部８の電力回収出力＞
１）第一出力モード
第一出力モードは、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上の場合である。発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓが第一回路部１４－１１、１４－２１、１４－３１の何れかまたは二以上を通してパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３の何れかまたは二以上に供給される。

【0089】

２）充電モード
充電モードは、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ未満の場合である。発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓが第二回路部１４－１２、１４－２２、１４－３２の何れかまたは二以上を通して蓄電デバイス２０に供給される。

【0090】

このとき、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ未満であって、蓄電デバイス２０の端子間電圧ＶｃがＶｃ＜ＶｃＨの場合（図５のＦ１１７のＮＯの場合）、蓄電デバイス２０が充電される。

【0091】

３）第二出力モード（放電モードを含む）
蓄電デバイス２０の端子間電圧ＶｃがＶｃ≧ＶｃＨのとき（図５のＦ１１７のＹＥＳの場合）、ＳＷ１６－４＝ＯＮで、蓄電デバイス２０が放電モードに切り換わり、第二出力モードとなる。蓄電デバイス２０の放電電力はパワーコンディショナ１３に供給される。同時に、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓが第二回路部１４－１２、１４－２２、１４－３２の何れかまたは二以上を通してパワーコンディショナ１３に供給される。

【0092】

＜発電システム２の制御シーケンス＞
発電システム２の制御シーケンスには発電電力Ｓの閾値判定に基づく第一回路部１４－１１、１４－２１、１４－３１、第二回路部１４－１２、１４－２２、１４－３２の開閉制御（電力分離制御）と、蓄電デバイス２０を含む電力回収制御による第三回路部１４－４の開閉制御（蓄電デバイス２０の充放電制御）が含まれ、これらは並行処理である。

【0093】

図４および図５は、発電システム２の制御シーケンスを示している。この制御シーケンスは本開示の制御方法、プログラムまたは制御装置の動作手順の一例である。この制御シーケンスにおいて、Ｆは工程、Ｆに付した番号は工程順の一例である。各図に共通に記載した符号Ｘ、Ｙは、シーケンス間の連結子を示している。

【0094】

この制御シーケンスには、発電電力情報の取得（Ｆ１０１）、発電電力Ｓの監視（Ｆ１０２）、蓄電デバイス２０の端子間電圧情報の取得（Ｆ１０３）、端子間電圧Ｖｃの監視（Ｆ１０４）が含まれる。電力分離制御（Ｆ１０５）には、発電電力Ｓの閾値判定（Ｆ１０７）、ＳＷ切換え（Ｆ１０８）、第一出力モード（Ｆ１０９）、負荷または系統への出力（Ｆ１１０）、ＳＷ切換え（Ｆ１１１）、充電モード（Ｆ１１２）が含まれる。電力回収制御（Ｆ１０６）には、ＳＷ１６－４の状態判定（Ｆ１１３）、端子間電圧Ｖｃの判定（Ｆ１１４）、ＳＷ１６－４の切換え（Ｆ１１５）、充電待機モード（Ｆ１１６）、端子間電圧Ｖｃの判定（Ｆ１１７）、ＳＷ１６－４の切換え（Ｆ１１８）、第二出力モード（Ｆ１１９）、負荷または系統への出力（Ｆ１２０）、充電モード（Ｆ１２１）が含まれる。

【0095】

発電システム２を動作させると、制御部３２は、動作中、電力計２２－１、２２－２、２２－３から発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力情報を取得し（Ｆ１０１）、各発電電力Ｓを監視する（Ｆ１０２）とともに、蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃを取得し（Ｆ１０３）、端子間電圧Ｖｃを監視する（Ｆ１０４）。この端子間電圧Ｖｃの監視（Ｆ１０４）に続いて、電力分離制御（Ｆ１０５）、電力回収制御（Ｆ１０６）に遷移する。

【0096】

電力分離制御（Ｆ１０５）では、制御部３２が発電電力Ｓの閾値判定を行う（Ｆ１０７）。Ｓ≧Ｓｔｈであれば（Ｆ１０７のＹＥＳ）、制御部３２は該当するＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の何れかまたは二以上を閉じ、該当するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上を開く制御をし（Ｆ１０８）、第一出力モードを実行する（Ｆ１０９）。この第一出力モードでは、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓを第一回路部１４－１１、１４－２１、１４－３１の何れかまたは二以上から該当するパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３の何れかまたは二以上に供給する。発電電力Ｓを受けたパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３の何れかまたは二以上は、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上からの発電電力Ｓを交流電力に変換し、この交流電力を負荷３０－１、３０－２、・・・や系統に供給する（Ｆ１１０）。

【0097】

Ｆ１０７の判定において、Ｓ≧Ｓｔｈでない場合（Ｆ１０７のＮＯ）、制御部３２は該当するＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の何れかまたは二以上を開き、該当するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上を閉じる制御をし（Ｆ１１１）、充電モードを実行する（Ｆ１１２）。この充電モードでは、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは２以上から蓄電デバイス２０に供給し、充電する。

【0098】

電力回収制御（Ｆ１０６）では、蓄電デバイス２０が充電中か放電中かの判定として、制御部３２は、ＳＷ１６－４＝ＯＮであるかを判定する（Ｆ１１３）。

【0099】

ＳＷ１６－４＝ＯＮであれば（Ｆ１１３のＹＥＳ）、蓄電デバイス２０が放電中であるので、制御部３２は蓄電デバイス２０の放電完了の判定として、端子間電圧Ｖｃの閾値判定を行う（Ｆ１１４）。Ｖｃ≦ＶｃＬであれば（Ｆ１１４のＹＥＳ）、蓄電デバイス２０は放電を完了しているので、制御部３２はＳＷ１６－４＝ＯＦＦに制御し（Ｆ１１５）、充電待機モードにする（Ｆ１１６）。この充電待機モードはＶｃ≦ＶｃＬで、充電モード再開まで待機状態を維持する。

【0100】

Ｆ１１３において、ＳＷ１６－４＝ＯＮでなければ（Ｆ１１３のＮＯ）、蓄電デバイス２０が充電または充電待機中であるので、充電完了の判定として制御部３２は端子間電圧Ｖｃの閾値判定を行う（Ｆ１１７）。Ｖｃ≧ＶｃＨであれば（Ｆ１１７のＹＥＳ）、蓄電デバイス２０が充電を完了しているので、制御部３２はＳＷ１６－４＝ＯＮに制御し（Ｆ１１８）、蓄電デバイス２０の放電を開始するとともに第二出力モードを実行する（Ｆ１１９）。この第二出力モードでは、蓄電デバイス２０の放電電力とともに、同時刻の閾値Ｓｔｈ以下の発電電力Ｓを発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上からパワーコンディショナ１３に供給する。パワーコンディショナ１３は、第三回路部１４－４からのこれらの入力電力を交流電力に変換し、この交流電力を負荷３０－１、３０－２、・・・や系統に供給する（Ｆ１２０）。

【0101】

Ｆ１１４において、Ｖｃ≦ＶｃＬでなければ（Ｆ１１４のＮＯ）、蓄電デバイス２０の放電を継続し、制御部３２は第二出力モードを実行する（Ｆ１１９）。

【0102】

Ｆ１１７において、Ｖｃ≧ＶｃＨでなければ（Ｆ１１７のＮＯ）、蓄電デバイス２０の充電を継続するため、制御部３２は充電モードを実行する（Ｆ１２１）。この充電モードでは、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上から閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓが蓄電デバイス２０に充電される。

【0103】

＜発電システム２における電力回収部８の出力制御＞
この発電システム２における電力回収部８の出力制御では発電パネル４－１、４－２、４－３に対応するため、その制御内容は複雑である。このため、この制御内容について、図６は、たとえば、発電パネル４－１の発電電力Ｓの推移（Ａ）で発電システム２の制御シーケンスを実行した場合の蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃ（Ｂ）、ＳＷ開閉状態（Ｃ）、パワーコンディショナ１３の出力（Ｄ）、動作モード（Ｅ）の推移の一例を示している。この制御シーケンスは本開示の制御方法、プログラムまたは蓄電制御の一例である。

【0104】

図６のＡは、既述の発電パネル４－１の発電電力Ｓの推移を示している。この例では閾値Ｓｔｈ以上を維持していた発電電力Ｓが時点ｔ１で閾値Ｓｔｈ未満に低下し、閾値Ｓｔｈ未満を継続した後、時点ｔ１２で閾値Ｓｔｈ以上に推移している。

【0105】

図６のＢは、蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃ（充放電状態）の推移を示している。この蓄電デバイス２０の充放電は発電電力Ｓに依存し、この例では閾値Ｓｔｈ以上を維持していた発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ未満になった時点ｔ１で充電を開始し、時点ｔ２で所定値ＶｃＨに到達し、放電を開始する。時点ｔ３で所定値ＶｃＬに達し、再び充電を開始し、時点ｔ４で所定値ＶｃＨに到達している。

【0106】

図６のＣは、区間Ｃ１～区間Ｃ１３のＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－４の開閉状態を示している。区間Ｃ１～区間Ｃ１３の開閉条件とＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－４の開閉状態は以下の通りである。

【0107】

区間Ｃ１（～ｔ１： Ｓ≧Ｓｔｈ）： ＳＷ１６－１１＝ＯＮ、ＳＷ１６－１２＝ＯＦＦ
区間Ｃ２（ｔ１～ｔ２： Ｓ＜Ｓｔｈ、Ｖｃ＜ＶｃＨ）： ＳＷ１６－１１＝ＯＦＦ、ＳＷ１６－１２＝ＯＮ、ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ
区間Ｃ３（ｔ２～ｔ３： Ｖｃ≧ＶｃＬ）： ＳＷ１６－４＝ＯＮ
区間Ｃ４（ｔ３～ｔ４： Ｖｃ＜ＶｃＨ）： ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ
区間Ｃ５（ｔ４～ｔ５： Ｖｃ≧ＶｃＬ）： ＳＷ１６－４＝ＯＮ
区間Ｃ６（ｔ６～ｔ７： Ｖｃ＜ＶｃＨ）： ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ
区間Ｃ７（ｔ７～ｔ８： Ｖｃ≧ＶｃＬ）： ＳＷ１６－４＝ＯＮ
区間Ｃ８（ｔ８～ｔ９： Ｖｃ＜ＶｃＨ）： ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ
区間Ｃ９（ｔ９～ｔ１０： Ｖｃ≧ＶｃＬ）： ＳＷ１６－４＝ＯＮ
区間Ｃ１０（ｔ１０～ｔ１１： Ｖｃ＜ＶｃＨ）： ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ
区間Ｃ１１（ｔ１１～ｔ１２： Ｖｃ≧ＶｃＬ）： ＳＷ１６－４＝ＯＮ
区間Ｃ１２（ｔ１２～ｔ１３： Ｓ≧Ｓｔｈ，Ｖｃ≧ＶｃＬ）： ＳＷ１６－１１＝ＯＮＳＷ１６－１２＝ＯＦＦ
区間Ｃ１３（ｔ１３～： Ｖｃ＜ＶｃＬ）： ＳＷ１６－４＝ＯＦＦ

【0108】

図６のＤは、区間Ｃ１～Ｃ１３の交流出力を示している。
区間Ｃ１は、発電パネル４－１の閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓが得られる電力領域である。この領域では、発電パネル４－１の発電電力Ｓが第一回路部１４－１１からパワーコンディショナ１２－１に供給され、このパワーコンディショナ１２－１から交流出力が得られる。

【0109】

区間Ｃ２からＣ１１は閾値Ｓｔｈ未満の電力領域である。この領域では、ＳＷ１６－４＝ＯＮのとき、蓄電デバイス２０の放電電力で底上げされた閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓが蓄電デバイス２０の放電電力で底上げされた第二回路部１４－１２および第三回路部１４－４を通してパワーコンディショナ１３に供給され、このパワーコンディショナ１３から交流出力が得られる。

【0110】

区間Ｃ１３は区間Ｃ１２から移行した閾値Ｓｔｈ以上の電力領域であり、この領域では、発電パネル４－１の発電電力Ｓが第一回路部１４－１１からパワーコンディショナ１２－１に供給され、このパワーコンディショナ１２－１から交流出力が得られる。

【0111】

図６のＥは、動作モードのステータスを示している。
区間Ｃ１：第一出力モードＥ１
区間Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０：充電モードＥｃ
区間Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１：第二出力モードＥ２（放電領域）
区間Ｃ１２：第一出力モードＥ１および第二出力モードＥ２
区間Ｃ１３：第一出力モードＥ１

【0112】

なお、発電システム２の制御において、充電モードから第一出力モードに切り換えられても、蓄電デバイス２０の放電は所定値ＶｃＬに到達するまで継続させる。

【0113】

この発電システム２におけるパワーコンディショナ１３には、パワーコンディショナ１３の制御により、発電パネル４－１からの閾値Ｓｔｈよりも充分大きい一定電力が流れ込む制御をするものとする。これは蓄電デバイス２０が過充電状態になることを防止するためである。また、この一定電力値はパワーコンディショナ１３の効率が充分高くなる電力値に設定する。

【0114】

図７は、電力分離部６－１ないし６－３のうち、電力分離部６－１および電力回収部８について、図６に示した動作テーブルを示している。この動作テーブルでは、項目欄に発電電力Ｓ、端子間電圧Ｖｃ、ＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－４を取り、区間Ｃ１～Ｃ１３のステータスを示している。

【0115】

＜蓄電デバイス２０の充放電プロファイル＞
ＳＷ１６－１２のＯＮ／ＯＦＦでのプロファイルについて、ＳＷ１６－１２＝ＯＮまたはＳＷ１６－１２＝ＯＦＦの場合、蓄電デバイス２０の放電電力の大小、放電時間の長短、充放電サイクル数（単位時間あたりの放電回数）を比較している。

【0116】

図８のＡは、蓄電デバイス２０の放電時にＳＷ１６－１２＝ＯＦＦの場合の充放電プロファイルを示している。蓄電デバイス２０は、２ｋＷで充電し、５ｋＷで放電の後、１ｋＷで充電し、５ｋＷで放電の後、０．５ｋＷで充電し、５ｋＷで放電する状態を示している。時間軸ｔに示す、ｔｌｏｓｓは、発電パネル４－１の発電電力Ｓが蓄電デバイス２０への充電やパワーコンディショナ１３への供給に寄与しないロスタイムである。つまり、発電電力Ｓが活用されない期間を表している。

【0117】

これに対し、図８のＢは、本開示に係る、蓄電デバイス２０の放電時にＳＷ１６－１２＝ＯＮ時の充放電プロファイルを示している。蓄電デバイス２０は、２ｋＷで充電の後、放電し、１ｋＷで充電した後、放電し、０．５ｋＷで充電し、５ｋＷで放電する状態を示している。

【0118】

この場合、蓄電デバイス２０の放電電力と発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の発電電力Ｓの和がたとえば、５ｋＷになるように制御するので、蓄電デバイス２０の放電電力は小さくなり、放電時間が長くなる。したがって、既述のロスタイムはなく、既述の充放電サイクル数が減少する。

【0119】

＜発電システム２の動作例＞
ア）発電パネル４－１、４－２、４－３のすべての発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上であれば、対応するＳＷ１６－１１、ＳＷ１６－２１、ＳＷ１６－３１はＯＮ状態、対応するＳＷ１６－１２、ＳＷ１６－２２、ＳＷ１６－３２はＯＦＦ状態に制御し、各発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓが対応する電力分離部６－１、６－２、６－３を通して分離された閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓが対応する各パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３に供給される。各パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３に供給された発電電力ＳはＭＰＰＴ制御による最大化処理を経て既定の電力に変換される。

【0120】

イ）たとえば、発電パネル４－１の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ未満であれば、対応するＳＷ１６－１１をＯＦＦ状態、対応するＳＷ１６－１２をＯＮ状態に制御する。この動作により発電パネル４－１の発電電力Ｓが蓄電デバイス２０に供給され、その充電が開始される。このとき、発電パネル４－２や発電パネル４－３の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ未満に移行した場合には、同様の動作により同時に蓄電デバイス２０に充電される。また、発電パネル４－１，４－２，４－３のいずれかまたは二以上の発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上に復帰した場合、対応するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上をＯＦＦ、ＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の何れかまたは二以上をＯＮに制御し、第一出力モードに切り換える。

【0121】

ウ）蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＨに達したら、ＳＷ１６－４をＯＮに制御し、一定電力をパワーコンディショナ１３で受けて電力変換を行う。このとき、ＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは全部がＯＮ状態であればそれを維持する。つまり、微弱電力発電状態である発電パネル４－１、４－２、４－３に対応するＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の何れかまたは二以上をＯＮに制御する。これにより、蓄電デバイス２０の放電電力と、微弱電力発電状態の発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは全部からの微弱発電電力を合算し、この合算電力がパワーコンディショナ１３に供給される。

【0122】

エ）端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＬに下降したとき、ＳＷ１６－４をＯＦＦに制御し、パワーコンディショナ１３に対する第三回路部１４－４からの電力受け入れを停止する。これにより、蓄電デバイス２０の充電が開始される。

【0123】

各発電パネル４－１、４－２、４－３で得られる発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ以上になった場合には既述のア）の制御に戻す。このとき、蓄電デバイス２０の端子間電圧Ｖｃ＞ＶｃＬであれば、蓄電デバイス２０の放電はＶｃ≦ＶｃＬになるまでパワーコンディショナ１３に電力供給を継続する。Ｖｃ≦ＶｃＬになれば、その時点でＳＷ１６－４はＯＦＦに制御し、蓄電デバイス２０は次の微弱発電電力受け入れまで待機する。

【0124】

なお、この発電システム２においては発電パネル４－１、４－２、４－３の独自の閾値Ｓｔｈ１、Ｓｔｈ２、Ｓｔｈ３を設定してもよい。パワーコンディショナ１３の制御により、発電パネル４－１、４－２、４－３の閾値Ｓｔｈの総和（Ｓｔｈ１＋Ｓｔｈ２＋Ｓｔｈ３）よりも充分大きい一定電力がパワーコンディショナ１３に流れ込む制御としてもよい。この制御は、蓄電デバイス２０が過充電状態になることを防止するためである。また、パワーコンディショナ１３に加えられる一定電力値はパワーコンディショナ１３の効率が充分高くなる電力値に設定する。

【0125】

＜第一の実施の形態の効果＞
この第一の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。

【0126】

(1) 発電パネル４－１、４－２、４－３の各発電電力Ｓを閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓに分離でき、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓは専用のパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３の何れかまたは二以上を以て高効率で電力変換でき、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは専用のパワーコンディショナ１３によって高効率で電力変換できる。したがって、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓ、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの双方を効率よく交流出力に変換して取り出すことができ、太陽光発電システムの高効率化を図ることができる。つまり、第一出力モードでは、パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３の何れかまたは二以上から変換効率が十分高い閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓを通常の電力変換により高効率で交流出力を取り出すことができる。

【0127】

(2) 閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは、この発電電力Ｓを蓄電デバイス２０に蓄電し、端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＨに到達したとき、蓄電デバイス２０を放電させ、この放電電力と閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを加算して、パワーコンディショナ１３に供給して電力変換を行うことができ、変換効率が低い閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを効率よく交流出力に変換して取り出すことができる。

【0128】

(3) 発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上から閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓが得られている場合には、電力分離部６－１、６－２、６－３の何れかまたは二以上を通して蓄電デバイス２０に充電し、端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＨに到達することを監視し、端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＨに到達したとき、第三回路部１４－４を通して放電させる。蓄電デバイス２０を放電するとき、この放電電力と発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上の閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓが電力回収部８を以て合算され、この合算電力がパワーコンディショナ１３に供給される。この結果、パワーコンディショナ１３の電力変換機能の一時停止の頻度を軽減でき、その結果、第二出力モードにおいても発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上からの微弱発電電力のロスを低減でき、交流出力総量を増加させることができる。

【0129】

(4) 蓄電デバイス２０の放電電力と閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを合算した合算電力がパワーコンディショナ１３に供給されるので、このような合算電力を用いない場合と比較して、蓄電デバイス２０の放電速度を遅くでき、このため蓄電デバイス２０の充放電サイクル数を減少させ、その結果、蓄電デバイス２０の劣化を抑制でき、耐久性を高めることができる。

【0130】

(5) ＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２、１６－４の頻繁な切り換えを抑制でき、ＳＷ切換え手段としてリレーを用いた場合、その損耗を抑制でき、部品寿命を延ばすことができる。

【0131】

(6) 第二出力モードでは、蓄電デバイス２０からの放電電力に加え、閾値Ｓｔｈ未満の微弱な発電電力Ｓもパワーコンディショナ１３に供給され、第一出力モードと同様にパワーコンディショナ１３の電力変換によって交流出力を取り出すことができ、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上から得られる閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの回収率ないし利用率を高め、発電システム２の総合的な電力変換効率を高めることができる。

【0132】

(7) 曇天や雨天など、日射量レベルが変動しても、この変動に対応した閾値Ｓｔｈを設定できるので、気象条件に適合して高効率の変換出力が得られる発電システム２を実現できる。

【0133】

(8) 図９のＡは、たとえば、発電パネル４－１から得られる閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの推移を示している（従前モード）。このような閾値Ｓｔｈ未満の微弱な発電電力Ｓがパワーコンディショナ１２－１に供給されると、頻繁に出力電力が電力＝０に低下するため、正常な電力変換を得ることができない。

【0134】

これに対し、図９のＢは、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓが発電システム２の第二出力モードで処理された場合を示している（本開示モード）。この発電システム２の第二出力モードでは、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓが電力分離部６－１を通して蓄電デバイス２０に充電され、この端子間電圧Ｖｃが所定値ＶｃＨ以上に到達したとき、この蓄電デバイス２０を放電させ、この放電電力と閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを合算し、この合算電力をパワーコンディショナ１３に供給して電力変換を行う。この結果、発電電力Ｓ＝０に低下することを回避でき、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを連続して交流出力に変換し、取り出すことができる。

【0135】

(9) この発電システム２は、ＭＰＰＴを用いて最適な発電電力（Ｖ－Ｉ特性条件）で発電する事業用太陽光発電システムとして構成できる。このような複数の発電パネル４－１、４－２、４－３が設置され、複数の電力変換装置を利用することが一般的である。これは、発電システム２が大規模になればなるほど、各発電パネル４－１、４－２、４－３の日射状況が異なる場合がある。これをひとつのＭＰＰＴで制御することは、発電電力変換効率を悪化させるので、これを改善するためである。このような複数の発電パネル４－１、４－２、４－３とそれに対応する複数の変換装置を利用する場合には、各電力分離部６－１、６－２、６－３のそれぞれに蓄電デバイス２０を設置して微弱電力を回収することは可能であるが、蓄電デバイス２０の設置数の増加は経済性を悪化させることになる。そこで、本開示の発電システム２ではひとつの蓄電デバイス２０を含む電力回収部８を用いて経済性を高めつつ、発電効率を高めることができる。つまり、蓄電デバイス２０を含む電力回収部８の単一化は経済性に優れ、有益である。

【0136】

(10) 蓄電デバイス２０の蓄電電力の放電電力に加えて、同時刻における各発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上から得られる発電電力Ｓもパワーコンディショナ１３に供給されるので、蓄電デバイス２０の蓄電電力の放電が軽減され、蓄電デバイス２０の寿命向上に大きく寄与する。

【0137】

〔第二の実施の形態〕
第二の実施の形態に係る発電システム２は、蓄電デバイス２０を含む電力回収部８（第一の実施の形態）に代えて電力回収部９を備え、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを加算処理により電力変換するシステムである。

【0138】

図１０は、第二の実施の形態に係る発電システム２の一例を示している。図１０において、図１と同一部分には同一符号を付してある。

【0139】

電力回収部９は第三回路部１４－４を備え、電力分離部６－１、６－２、６－３の各第二回路部１４－１２、１４－２２、１４－３２を集合させ、電力分離部６－１、６－２、６－３の何れかまたは二以上から得られる閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓを合算して回収する。この回収電力はパワーコンディショナ１５に供給されている。このパワーコンディショナ１５は本開示の第二電力変換部の一例である。

【0140】

第一の実施の形態では電力回収部８が閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓから一定電圧の発電電力Ｓの合算電力を出力するのに対し、この実施の形態ではパワーコンディショナ１５に対する供給電力は定電力化されていない。このパワーコンディショナ１５には他のパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３と同様にＭＰＰＴ２４－５、ＤＣ－ＤＣコンバータ２６－５、インバータ２８－５が設置されている。電力分離部６－１、６－２、６－３の何れかまたは二以上で分離された閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの合算電力を受け、この合算電力がＭＰＰＴ２４－５で最適な発電電力（Ｖ－Ｉ特性条件）に変換される。

【0141】

図１１のＡは、発電パネル４－１の発電電力Ｓの推移の一例を示し、図１１のＢは、発電パネル４－２の発電電力Ｓの推移の一例を示し、図１１のＣは、発電パネル４－３の発電電力Ｓの推移の一例を示している。

【0142】

発電パネル４－１の発電電力Ｓは図１１のＡに示すように、時点ｔ１に到達前まで閾値Ｓｔｈ以上を維持し（Ａ１）、時点ｔ１から時点ｔ４の区間で閾値Ｓｔｈ未満に低下し（Ａ２）、時点ｔ４から閾値Ｓｔｈ以上に上昇している（Ａ３）。

【0143】

発電パネル４－２の発電電力Ｓは図１１のＢに示すように、時点ｔ２に到達前まで閾値Ｓｔｈ以上を維持し（Ｂ１）、時点ｔ２から時点ｔ５の区間で閾値Ｓｔｈ未満に低下し（Ｂ２）、時点ｔ５から閾値Ｓｔｈ以上に上昇している（Ｂ３）。

【0144】

発電パネル４－３の発電電力Ｓは図１１のＣに示すように、時点ｔ３に到達前まで閾値Ｓｔｈ以上を維持し（Ｃ１）、時点ｔ３から時点ｔ６の区間で閾値Ｓｔｈ未満に低下し（Ｃ２）、時点ｔ６から閾値Ｓｔｈ以上に上昇している（Ｃ３）。

【0145】

発電パネル４－１、４－２、４－３の各発電電力Ｓは対応する電力分離部６－１、６－２、６－３によって閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓに分離される。

【0146】

図１１のＤは、電力回収部９に得られる回収電力Ｓｍを例示している。つまり、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは電力回収部９に回収され、この電力回収部９では一または二以上の閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓから回収電力Ｓｍが得られ、パワーコンディショナ１５に供給される。この場合、電力回収部９の回収電力は以下の通りである。破線で示す回収電力Ｓｍは一つの閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓまたは二以上の閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの加算電力を説明するための仮想電力を表す例示であり、本開示がこの仮想電力に限定されるものではない。

【0147】

時点ｔ１～時点ｔ２： 発電パネル４－１の発電電力Ｓ（＝回収電力Ｓｍ）
時点ｔ２～時点ｔ３： 発電パネル４－１および発電パネル４－２の各発電電力Ｓの回収電力Ｓｍ
時点ｔ３～時点ｔ４： 発電パネル４－１、発電パネル４－２および発電パネル４－３の各発電電力Ｓの回収電力Ｓｍ
時点ｔ４～時点ｔ５： 発電パネル４－２および発電パネル４－３の各発電電力Ｓの回収電力Ｓｍ
時点ｔ５～時点ｔ６： 発電パネル４－３の発電電力Ｓ（＝回収電力Ｓｍ）

【0148】

電力回収部９の回収電力Ｓｍはパワーコンディショナ１５に供給され、規定の交流電力に変換される。この交流電力はパワーコンディショナ１２－１～１２－３と同様に負荷３０－１、３０－２、・・・や図示しない系統に供給することができる。

【0149】

＜第二の実施の形態の効果＞
この第二の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 発電パネル４－１、４－２、４－３の各発電電力Ｓは該当する電力分離部６―１、６－２、６－３で個別に閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓに分離でき、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓは該当するパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３で電力変換することができ、同時に閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓはパワーコンディショナ１５で電力変換することができる。

【0150】

(2) 閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは専用のパワーコンディショナ１５で電力変換することができるので、パワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３側の負担を軽減できるとともに、微弱電力の回収効率を高め、電力変換効率を改善することができる。

【0151】

〔第三の実施の形態〕
第三の実施の形態に係る太陽光発電システム２は、蓄電デバイス２０を含む電力回収部８（第一の実施の形態）に代えて電力分離部６で分離された閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓをパワーコンディショナ１５に入力して電力変換するシステムである。

【0152】

図１２は、第三の実施の形態に係る太陽光発電システム２を示している。図１２において、図１０と同一部分には同一符号を付してある。

【0153】

発電パネル４－１、４－２、４－３は一または二以上の本開示の発電装置の一例である。発電パネル４－１、４－２、４－３は並列に接続されており、単一の電力分離部６が設置されている。この実施の形態では３組の発電パネル４－１、４－２、４－３を設置しているが、単一の発電パネル４であってもよい。

【0154】

電力分離部６は、発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓを閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓに分離する。閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓの電力変換手段として、専用のパワーコンディショナ１２が設置され、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの電力変換手段として、専用のパワーコンディショナ１５が設置されている。パワーコンディショナ１２は本開示の第一電力変換部の一例であり、パワーコンディショナ１５は本開示の第二電力変換部の一例である。

【0155】

パワーコンディショナ１５は、第二の実施の形態と同様にＭＰＰＴ２４－５、ＤＣ－ＤＣコンバータ２６－５、インバータ２８－５が設置されている。

【0156】

発電パネル４で得られる発電電力Ｓは電力分離部６で閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓに分離される。閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓは、パワーコンディショナ１２で既述の電力変換を経て規定の交流電力に変換される。この交流電力が負荷３０－１、３０－２、・・・や図示しない系統に供給される。閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは、パワーコンディショナ１５で既述の電力変換を経て規定の交流電力に変換される。この交流電力はパワーコンディショナ１２と同様に負荷３０－１、３０－２、・・・や図示しない系統に供給される

【0157】

＜第三の実施の形態の効果＞
この第三の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力Ｓは該当する電力分離部６で閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓと閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓとに分離でき、閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓは専用のパワーコンディショナ１２で電力変換することができるとともに、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓは専用のパワーコンディショナ１５で電力変換することができる。

【0158】

(2) 閾値Ｓｔｈ以上の発電電力Ｓの電力変換と、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの電力変換の処理を分離でき、パワーコンディショナ１２、１５が担う負担の軽減を図ることができ、以て微弱電力の回収効率を高め、電力変換の高効率化を実現できる。

【実施例0159】

実施例１は蓄電デバイス２０に電気二重層キャパシタを用いた発電システム２である。電気二重層キャパシタはリチウムイオン電池に比較し、内部抵抗が小さく、この抵抗による１（Ａ）での電力損失が小さく、リチウムイオン電池の電力損失を基準にした電力損失の割合が異常に小さいことが確認された。

【0160】

この実施例１について、図１３のＡに機械設計２０１５年１１月号より引用した「蓄電素子一本当たりの電力損失」を示すテーブル（日刊工業新聞社発行の機械設計２０１５年１１月号、第３章リチウムイオン電池を安全に使う―その１ 充放電評価と内部抵抗評価 ティ・アンド・シー・テクニカル 下田 洋道）、図１３のＢに日刊工業新聞社発行の機械設計２０１５年１１月号より引用した「内部抵抗の測定結果」を示すグラフを引用する。

【0161】

図１３のＡによれば、リチウムイオン電池では抵抗が２４６［ｍΩ］と高いのに対し、電気二重層キャパシタでは１１～０．３［ｍΩ］と極めて低く、電力損失が大幅に低いことがわかる。また、図１３のＢによれば、リチウムイオン電池では放電により電池容量が低下すると内部抵抗が増加する傾向があり、この影響を受けることになるが、電気二重層キャパシタには斯かる現象は報告されていない。

【0162】

したがって、蓄電デバイス２０に電気二重層キャパシタを用いた発電システム２によれば、電力損失が大幅に改善されたシステムを提供でき、微弱電力の回収率を高めることができる。

【0163】

＜実施例１の効果＞
この実施例１によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) この電気二重層キャパシタを用いた蓄電デバイス２０によれば、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上から得られる閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの充放電を迅速化できるとともに、電力損失を抑制することができ、電力の変換効率を高めることができる。

【0164】

(2) この電気二重層キャパシタを用いた蓄電デバイス２０によれば、発電パネル４－１、４－２、４－３の何れかまたは二以上から得られる閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの回収効率を高めることができる。

【0165】

(3) この電気二重層キャパシタを用いた蓄電デバイス２０によれば、従前の発電システムに比較し、閾値Ｓｔｈ未満の発電電力Ｓの回収効率を１０％以上高めることができた。

【実施例0166】

この実施例２は、第一の実施の形態に係る発電システム２において、ＳＷ１６－４の開閉機能をＤＣ－ＤＣコンバータ２６－４の入力電圧制御機能で代用した構成である。

【0167】

＜実施例２の効果＞
この実施例２によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) ＤＣ－ＤＣコンバータ２６－４から独立したＳＷ１６－４を除くことができ、その制御を省略できるなど、発電システム２の簡略化を図ることができる。

【0168】

(2) ＳＷ１６－４の開閉による遅延や電力損失を削減できる。

【0169】

〔他の実施の形態〕
(1) コントローラ１０はパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３に一体化してもよいし、機能的にＳＷ１６－１１、１６－１２、１６－２１、１６－２２、１６－３１、１６－３２に判定機能などを付加してもよく、コントローラ１０をパワーコンディショナ１２－１、１２－２、１２－３と一体化してもよい。

【0170】

(2) 第一の実施の形態において、蓄電デバイス２０は電力分離部６－１、６－２、６－３ごとに設置してもよい。

【0171】

(3) ＳＷ１６－１１、１６－２１、１６－３１の開閉条件として発電電力Ｓに対する閾値Ｓｔｈ１と、ＳＷ１６－１２、１６－２２、１６－３２の開閉条件として発電電力Ｓに対する閾値Ｓｔｈ２を設定し、Ｓｔｈ２＞Ｓｔｈ１とし、ＳＷ１６－１１を開（ＯＦＦ）状態にする前にＳＷ１６－１２をＯＮ状態に制御してもよい。このような制御によれば、蓄電デバイス２０を発電電力Ｓが閾値Ｓｔｈ１に到達する前に充電させることができ、第一出力モードで蓄電デバイス２０を充電でき、発電パネル４－１、４－２、４－３から得られる閾値Ｓｔｈ１未満の発電電力Ｓの交流出力への変換が可能である。また、図６のＣの区間Ｃ２で充電モードＥｃを第一出力モードＥ１に吸収でき、発電パネル４－１、４－２、４－３の発電電力の高効率化が期待される。

【0172】

以上説明したように、本開示の最も好ましい実施形態について説明した。本開示は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または本開示を実施するための形態に開示された本開示の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本開示の範囲に含まれることは言うまでもない。