特許 7539215 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/34 20060101AFI20240816BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20240816BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20240816BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20240816BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240816BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H02J7/34 B

H02J3/32

H02J3/38 130

H02J3/46

H02J7/00 H

H02J7/00 302C

H02J7/35 J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2024033031

(22)【出願日】2024-03-05

【審査請求日】2024-03-05

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596132433

【氏名又は名称】小林 栄藏

(74)【代理人】

【識別番号】100148725

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 信彦

(72)【発明者】

【氏名】小林 栄藏

【審査官】辻丸 詔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１９７５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２２７６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１２１４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１３０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１１７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４８５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０４５６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０１８５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／３４

Ｈ０２Ｊ ３／３２

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ ３／４６

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自然エネルギーを電力に変換することによって発電する自然エネルギー発電装置によって発電された発電電力を第１蓄電池に充電するとともに、第２蓄電池によって放電された第２放電電力を出力部に出力する一方状態、又は、前記発電電力を前記第２蓄電池に充電するとともに、前記第１蓄電池によって放電された放電電力を前記出力部に出力する他方状態のいずれかに切替可能な切替手段を有し、
前記切替手段は、第１切替部と第２切替部を有し、
前記一方状態において、
前記第１切替部が、前記自然エネルギー発電装置と前記第１蓄電池を結ぶ一方充電経路を形成し、
前記第２切替部が、前記第２蓄電池と前記出力部を結ぶ一方放電経路を形成し、
前記他方状態において、
前記第１切替部、又は、前記第２切替部のいずれか一方が、前記第１蓄電池と前記出力部を結ぶ他方放電経路を形成し、
前記第１切替部、又は、前記第２切替部のいずれか他方が、前記自然エネルギー発電装置と前記第２蓄電池を結ぶ他方充電経路を形成し、
前記第１切替部は、
第１一方駆動スイッチ、第１他方駆動スイッチ、第１一方電子スイッチ、第１他方電子スイッチを有し、
前記第１一方駆動スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第１蓄電池の間に介装された前記第１一方電子スイッチに接続され、
前記第１他方駆動スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第２蓄電池の間に介装された前記第１他方電子スイッチに接続され、
前記一方状態において、前記第１一方駆動スイッチをオンにして、前記第１他方駆動スイッチをオフにすると、前記第１一方電子スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第１蓄電池を導通させて前記一方充電経路を形成し、
前記他方状態において、前記第１一方駆動スイッチをオフにして、前記第１他方駆動スイッチをオンにすると、前記第１他方電子スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第２蓄電池を導通させて前記他方充電経路を形成し、
前記第２切替部は、
第２一方駆動スイッチ、第２他方駆動スイッチ、第２一方電子スイッチ、第２他方電子スイッチを有し、
前記第２一方駆動スイッチが、前記第２蓄電池と前記出力部の間に介装された前記第２一方電子スイッチに接続され、
前記第２他方駆動スイッチが、前記第１蓄電池と前記出力部の間に介装された前記第２他方電子スイッチに接続され、
前記一方状態において、前記第２一方駆動スイッチをオンにして、前記第２他方駆動スイッチをオフにすると、前記第２一方電子スイッチが、前記第２蓄電池と前記出力部を導通させて前記一方放電経路を形成し、
前記他方状態において、前記第２一方駆動スイッチをオフにして、前記第２他方駆動スイッチをオンにすると、前記第２他方電子スイッチが、前記第１蓄電池と前記出力部を導通させて前記他方放電経路を形成する、
電源装置。

【請求項2】

直流電力を交流電力に変換するインバータを有し、
前記インバータは、前記切替手段と前記出力部の間に介装され、
前記出力部は、交流電力を出力する、
請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

整流部と外部接続端子を有し、
前記整流部は、前記切替手段と前記インバータの間に介装され、
前記外部接続端子は、前記インバータの正極側と負極側の各々に設けられる、
請求項２に記載の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、太陽光等の自然エネルギーに基づいて発電された発電電力を供給する電源装置がある。自然エネルギーに基づく発電は、自然条件によって発電量が変化する。例えば、太陽光に基づく発電では、昼間及び夜間等の時間帯や晴天及び曇天等の気象条件応じて日射量が変化し、日射量に応じて発電量も変化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－５６１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の電源装置では、電力供給対象に対し、自然エネルギーに基づいて発電された発電電力が余剰しているときには、発電装置から発電電力を供給し、発電電力が不足しているときには、蓄電池から放電電力を供給し、自然条件によって発電電力が変化する上に、電力供給元が発電装置や蓄電池に切り替わるため、出力が不安定になることがある。

【0005】

そこで、本発明の実施形態では、より安定的に、電力供給対象に、自然エネルギーに基づいて発電された電力を供給することができる、電源装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る電源装置は、自然エネルギーを電力に変換することによって発電する自然エネルギー発電装置によって発電された発電電力を第１蓄電池に充電するとともに、第２蓄電池によって放電された第２放電電力を出力部に出力する一方状態、又は、前記発電電力を前記第２蓄電池に充電するとともに、前記第１蓄電池によって放電された放電電力を前記出力部に出力する他方状態のいずれかに切替可能な切替手段を有する。前記切替手段は、第１切替部と第２切替部を有し、前記一方状態において、前記第１切替部が、前記自然エネルギー発電装置と前記第１蓄電池を結ぶ一方充電経路を形成し、前記第２切替部が、前記第２蓄電池と前記出力部を結ぶ一方放電経路を形成し、前記他方状態において、 前記第１切替部、又は、前記第２切替部のいずれか一方が、前記第１蓄電池と前記出力部を結ぶ他方放電経路を形成し、前記第１切替部、又は、前記第２切替部のいずれか他方が、前記自然エネルギー発電装置と前記第２蓄電池を結ぶ他方充電経路を形成する。前記第１切替部は、第１一方駆動スイッチ、第１他方駆動スイッチ、第１一方電子スイッチ、第１他方電子スイッチを有し、前記第１一方駆動スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第１蓄電池の間に介装された前記第１一方電子スイッチに接続され、前記第１他方駆動スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第２蓄電池の間に介装された前記第１他方電子スイッチに接続され、前記一方状態において、前記第１一方駆動スイッチをオンにして、前記第１他方駆動スイッチをオフにすると、前記第１一方電子スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第１蓄電池を導通させて前記一方充電経路を形成し、前記他方状態において、前記第１一方駆動スイッチをオフにして、前記第１他方駆動スイッチをオンにすると、前記第１他方電子スイッチが、前記自然エネルギー発電装置と前記第２蓄電池を導通させて前記他方充電経路を形成し、前記第２切替部は、第２一方駆動スイッチ、第２他方駆動スイッチ、第２一方電子スイッチ、第２他方電子スイッチを有し、前記第２一方駆動スイッチが、前記第２蓄電池と前記出力部の間に介装された前記第２一方電子スイッチに接続され、前記第２他方駆動スイッチが、前記第１蓄電池と前記出力部の間に介装された前記第２他方電子スイッチに接続され、前記一方状態において、前記第２一方駆動スイッチをオンにして、前記第２他方駆動スイッチをオフにすると、前記第２一方電子スイッチが、前記第２蓄電池と前記出力部を導通させて前記一方放電経路を形成し、前記他方状態において、前記第２一方駆動スイッチをオフにして、前記第２他方駆動スイッチをオンにすると、前記第２他方電子スイッチが、前記第１蓄電池と前記出力部を導通させて前記他方放電経路を形成する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の実施形態によれば、より安定的に、電力供給対象に、自然エネルギーに基づいて発電された電力を供給することができる、電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１に係る電源装置の一例を示す回路図である。

【図2】実施形態１に係る電源装置の切替手段の一方状態における電流の流れの一例を説明するための説明図である。

【図3】実施形態１に係る電源装置の切替手段の他方状態における電流の流れの一例を説明するための説明図である。

【図4】実施形態２に係る電源装置の一例を示す回路図である。

【図5】実施形態２に係る電源装置の切替手段の一方状態における電流の流れの一例を説明するための説明図である。

【図6】実施形態２に係る電源装置の切替手段の他方状態における電流の流れの一例を説明するための説明図である。

【図7】実施形態３に係る電源装置の一例を示す回路図である。

【図8】実施形態３に係る電源装置における駆動部の一例を示すブロック図である。

【図9】実施形態３に係る電源装置の切替手段の一方状態における電流の流れの一例を説明するための説明図である。

【図10】実施形態３に係る電源装置の切替手段の他方状態における電流の流れの一例を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照し、実施形態を説明する。

【0010】

（第１実施形態の構成）
図１は、実施形態１に係る電源装置１の一例を示す回路図である。図２及び図３は、切替手段Ｍ１における電流の流れの一例を説明するための説明図であり、図２が一方状態を示し、図３が他方状態を示す。

【0011】

図１に示すように、電源装置１は、自然エネルギー発電装置である太陽電池モジュール１０、第１切替部２０、第２切替部３０、第１蓄電池４０、第２蓄電池５０、インバータ６０、整流部７０、外部接続端子８０、及び、出力部９０を有する。第１切替部２０と第２切替部３０は、切替手段Ｍ１である。

【0012】

太陽電池モジュール１０は、太陽光エネルギーを電力に変換することによって発電電力を出力する。

【0013】

切替手段Ｍ１は、太陽電池モジュール１０によって発電された発電電力を第１蓄電池４０に充電するとともに、第２蓄電池５０によって放電された第２放電電力を出力部９０に出力する一方状態、又は、発電電力を第２蓄電池５０に充電するとともに、第１蓄電池４０によって放電された放電電力を出力部９０に出力する他方状態のいずれかに切替可能である。切替手段Ｍ１は、例えば、ユーザの手指によって操作可能な２極双投のトグルスイッチであり、第１切替部２０と第２切替部３０からなる２つの極を有する。

【0014】

第１切替部２０は、第１共通端２１、第１一方端２２、及び、第１他方端２３を有する。第１共通端２１は、第１一方端２２、又は、第１他方端２３のいずれか一方に接続可能である。

【0015】

第１共通端２１は、第１蓄電池４０に接続される。

【0016】

第１一方端２２は、太陽電池モジュール１０の一端に接続される。第１切替部２０は、第１共通端２１と第１一方端２２が互いに接続した一方状態において、太陽電池モジュール１０と第１蓄電池４０を結び、太陽電池モジュール１０が発電した発電電力によって第１蓄電池４０を充電する一方充電経路Ｏｃを形成する（図２）。

【0017】

第１他方端２３は、整流部７０とインバータ６０を介して出力部９０に接続される。第１切替部２０は、第１他方端２３と第１共通端２１が互いに接続した他方状態において、第１蓄電池４０と出力部９０を結び、第１蓄電池４０から放電された放電電力によって出力部９０から電力を出力する他方放電経路Ｔｄを形成する（図３）。

【0018】

第２切替部３０は、第２共通端３１、第２一方端３２、及び、第２他方端３３を有する。第２共通端３１は、第２一方端３２、又は、第２他方端３３のいずれか一方に接続される。第２切替部３０は、第１切替部２０の動作と連動しており、第１共通端２１と第１一方端２２が接続状態にされると、第２共通端３１と第２一方端３２が接続状態にされ、また、第１共通端２１と第１他方端２３が接続状態にされると、第２共通端３１と第２他方端３３が接続状態にされる。

【0019】

第２共通端３１は、第２蓄電池５０に接続される。

【0020】

第２一方端３２は、整流部７０とインバータ６０を介して出力部９０に接続される。第２切替部３０は、第２共通端３１と第２一方端３２が互いに接続した一方状態において、第２蓄電池５０と出力部９０を結び、第２蓄電池５０から放電された放電電力によって出力部９０から電力を出力する一方放電経路Ｏｄを形成する（図２）。

【0021】

第２他方端３３は、太陽電池モジュール１０の一端に接続される。第２切替部３０は、第２共通端３１と第２一方端３２が互いに接続した状態において、太陽電池モジュール１０が発電した発電電力によって第２蓄電池５０を充電する他方充電経路Ｔｃを形成する（図３）。

【0022】

第１蓄電池４０と第２蓄電池５０の各々は、例えば、充放電可能な二次電池である。第１蓄電池４０の正極は、第１共通端２１に接続される。第２蓄電池５０の正極は、第２共通端３１に接続される。第１蓄電池４０と第２蓄電池５０の各々の負極は、太陽電池モジュール１０の他端に接続される。

【0023】

インバータ６０は、直流電力を交流電力に変換する。インバータ６０は、切替手段Ｍ１と、出力部９０の間に介装され、切替部から入力された第１蓄電池４０又は第２蓄電池５０の放電電力を例えば１００Ｖの交流電力に変換し、出力部９０に出力する。

【0024】

整流部７０は、例えばダイオードであり、切替手段Ｍ１とインバータ６０の間に介装され、切替手段Ｍ１からインバータ６０に電流を流す。

【0025】

外部接続端子８０は、インバータ６０の正極側と負極側の各々に設けられる。外部接続端子８０は、他の電源装置Ｐと互いに接続可能であり、他の電源装置Ｐの出力電力と合力させた電力を出力部９０に出力させることが可能である。また、他の電源装置Ｐを互いに接続することにより、切替手段Ｍ１の切替時に瞬間的に一方放電経路Ｏｄ及び他方放電経路Ｔｄのいずれもが切り離されたときであっても、他の電源装置Ｐのから電力の供給を受けることによって出力が安定する。

【0026】

出力部９０は、インバータ６０によって変換された交流電力を電力供給対象に出力する。

【0027】

（第１実施形態の動作）
ユーザが切替手段Ｍ１を手指で操作して一方状態に切り替えると、第１切替部２０では、第１共通端２１と第１一方端２２が互いに接続することによって一方充電経路Ｏｃが形成され、太陽電池モジュール１０によって発電された発電電力によって第１蓄電池４０が充電される。第２切替部３０では、第１切替部２０の動作に連動し、第２共通端３１と第２一方端３２が互いに接続することによって一方放電経路Ｏｄが形成され、第２蓄電池５０によって放電された放電電力が、インバータ６０によって交流電力に変換され、出力部９０から出力される。

【0028】

図３に示すように、ユーザが切替手段Ｍ１を手指で操作して他方状態に切り替えると、第１切替部２０では、第１共通端２１と第１他方端２３が互いに接続することによって他方放電経路Ｔｄが形成され、第１蓄電池４０によって放電された放電電力が、インバータ６０によって交流電力に変換され、出力部９０から出力される。第２切替部３０では、第２共通端３１と第２他方端３３が互いに接続することによって他方充電経路Ｔｃが形成され、太陽電池モジュール１０によって発電された発電電力によって第２蓄電池５０が充電される。

【0029】

これにより、一方状態において、太陽電池モジュール１０によって第１蓄電池４０を充電しているときには、出力部９０が第２蓄電池５０の放電電力に基づく電力を出力し、他方状態において、太陽電池モジュール１０によって第２蓄電池５０を充電しているときには、出力部９０が第１蓄電池４０の放電電力に基づく電力を出力する。ユーザが切替手段Ｍ１を手指で操作し、所定時間を空け、一方状態と他方状態が交互になるように切り替えることにより、第１蓄電池４０と第２蓄電池５０のいずれか一方を充電するとき、いずれか他方を放電させ、出力部９０は、第１蓄電池４０、又は、第２蓄電池５０の放電電力に基づいた安定した電力を出力することができる。所定時間は、例えば、１時間であり、経験的又は実験的に調整される。

【0030】

実施形態１によれば、電源装置１は、より安定的に、電力供給対象に、太陽光に基づいて発電された電力を供給することができる。

【0031】

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係る電源装置２の一例を示す回路図である。第２実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ構成については、説明を省略する。

【0032】

第１実施形態では、第１切替部２０の第１共通端２１に第１蓄電池４０が接続され、第２切替部３０の第２共通端３１に第２蓄電池５０が接続されるが、第１共通端１２１と第２共通端１３１に太陽電池モジュール１０が接続されてもよい。

【0033】

電源装置２は、第１切替部１２０と第２切替部１３０を有した切替手段Ｍ２を備える。実施形態１では、他方状態において、第１切替部２０が、第１蓄電池４０と出力部９０を結ぶ他方放電経路Ｔｄを形成し、第２切替部３０が、太陽電池モジュール１０と第２蓄電池５０を結ぶ他方充電経路Ｔｃを形成したが（図３）、実施形態２では、他方状態において、第２切替部１３０が、第１蓄電池４０と出力部９０を結ぶ他方放電経路Ｔｄを形成し、第１切替部１２０が、太陽電池モジュール１０と第２蓄電池５０を結ぶ他方充電経路Ｔｃを形成する（図６）。

【0034】

図４に示すように、第１切替部１２０は、第１共通端１２１、第１一方端１２２、第１他方端１２３、第１一方電子スイッチ１２４、及び、第１他方電子スイッチ１２５を有する。第１共通端１２１は、第１一方端１２２、又は、第１他方端１２３のいずれか一方に接続可能である。

【0035】

第１共通端１２１は、太陽電池モジュール１０に接続される。

【0036】

第１一方端１２２は、太陽電池モジュール１０と第１蓄電池４０の間に介装された第１一方電子スイッチ１２４に接続される。より具体的には、第１一方電子スイッチ１２４は、ＮＰＮ型トランジスタであり、ベースが電圧調整用の抵抗Ｒを介して第１一方端１２２に接続され、コレクタが太陽電池モジュール１０の一端に接続され、エミッタが第１蓄電池４０の正極に接続される。

【0037】

第１他方端１２３は、太陽電池モジュール１０と第２蓄電池５０の間に介装された第１他方電子スイッチ１２５に接続される。より具体的には、第１他方電子スイッチ１２５は、ＮＰＮ型トランジスタであり、ベースが電圧調整用の抵抗Ｒを介して第１他方端１２３に接続され、コレクタが太陽電池モジュール１０の一端に接続され、エミッタが第２蓄電池５０の正極に接続される。

【0038】

第２切替部１３０は、第２共通端１３１、第２一方端１３２、第２他方端１３３、第２一方電子スイッチ１３４、及び、第２他方電子スイッチ１３５を有する。第２共通端１３１は、第２一方端１３２、又は、第２他方端１３３のいずれか一方に接続可能である。

【0039】

第２共通端１３１は、第２一方電子スイッチ１３４、及び、前記第２他方電子スイッチ１３５の各々の出力側端子ｎに接続される。

【0040】

第２一方端１３２は、第２蓄電池５０と出力部９０の間に介装された第２一方電子スイッチ１３４に接続される。より具体的には、第２一方電子スイッチ１３４は、ＰＮＰ型トランジスタであり、ベースが電圧調整用の抵抗Ｒを介して第２一方端１３２に接続され、エミッタが第２蓄電池５０の正極に接続され、コレクタが、出力側端子ｎ、整流部７０、及び、インバータ６０を介して出力部９０に接続される。

【0041】

第２他方端１３３は、第１蓄電池４０と出力部９０の間に介装された第２他方電子スイッチ１３５に接続される。より具体的には、第２他方電子スイッチ１３５は、ＰＮＰ型トランジスタであり、ベースが電圧調整用の抵抗Ｒを介して第２他方端１３３に接続され、エミッタが第１蓄電池４０の正極に接続され、コレクタが、出力側端子ｎ、整流部７０、及び、インバータ６０を介して出力部９０に接続される。

【0042】

図５及び図６は、切替手段Ｍ２の電流の流れの一例を説明するための説明図であり、図５が一方状態を示し、図６が他方状態を示す。

【0043】

図５に示すように、一方状態において、第１共通端１２１と第１一方端１２２を接続すると、第１一方電子スイッチ１２４が、第１一方端１２２に印加された電圧によって太陽電池モジュール１０と第１蓄電池４０を導通させて一方充電経路Ｏｃを形成する。

【0044】

また、一方状態において、第２共通端１３１と第２一方端１３２を接続すると、第２一方電子スイッチ１３４が、第２蓄電池５０と出力部９０を導通させて一方放電経路Ｏｄを形成する。

【0045】

図６に示すように、他方状態において、第１共通端１２１と第１他方端１２３を接続すると、第１他方電子スイッチ１２５が、第１他方端１２３に印加された電圧によって太陽電池モジュール１０と第２蓄電池５０を導通させて他方充電経路Ｔｃを形成する。

【0046】

また、他方状態において、第２共通端１３１と第２他方端１３３を接続すると、出力側端子ｎを介して第２他方端１３３に印加された電圧によって第２他方電子スイッチ１３５が、第１蓄電池４０と出力部９０を導通させて他方放電経路Ｔｄを形成する。

【0047】

（実施形態３の構成）
実施形態１における切替手段Ｍ１及び実施形態２における切替手段Ｍ２は、ユーザの手指によって切替操作可能であるが、駆動部Ｖによって切替駆動されてもよい。

【0048】

図７は、第３実施形態に係る電源装置３の一例を示す回路図である。第３実施形態の説明においては、第１実施形態及び第２実施形態と同じ構成については、説明を省略する。

【0049】

電源装置３は、第１切替部２２０と第２切替部２３０を有した切替手段Ｍ３と駆動部Ｖを備える。

【0050】

図７に示すように、第１切替部２２０は、第１一方駆動スイッチ２２１、及び、第１他方駆動スイッチ２２２と、第１一方電子スイッチ２２４、及び、第１他方電子スイッチ２２５とを有する。

【0051】

第１一方駆動スイッチ２２１は、電圧調整用の抵抗Ｒを介し、太陽電池モジュール１０と第１蓄電池４０の間に介装された第１一方電子スイッチ２２４の各々に接続される。

【0052】

第１他方駆動スイッチ２２２は、電圧調整用の抵抗Ｒを介し、太陽電池モジュール１０と第２蓄電池５０の間に介装された第１他方電子スイッチ２２５の各々に接続される。

【0053】

第２切替部２３０は、第２一方駆動スイッチ２３１、及び、第２他方駆動スイッチ２３２と、第２一方電子スイッチ２３４、及び、第２他方電子スイッチ２３５とを有する。

【0054】

第２一方駆動スイッチ２３１は、電圧調整用の抵抗Ｒを介し、第２蓄電池５０と出力部９０の間に介装された第２一方電子スイッチ２３４の各々に接続される。

【0055】

第２他方駆動スイッチ２３２は、電圧調整用の抵抗Ｒを介し、第１蓄電池４０と出力部９０の間に介装された第２他方電子スイッチ２３５の各々に接続される。

【0056】

第１一方電子スイッチ２２４、第１他方電子スイッチ２２５、第２一方電子スイッチ２３４、及び、第２他方電子スイッチ２３５の各々は、温度上昇を抑えることができるように、３つずつ並列接続される。

【0057】

図８は、電源装置３における駆動部Ｖの一例を示すブロック図である。

【0058】

図８に示すように、駆動部Ｖは、手動自動切換装置２４１、手動運転装置２４２、及び、自動運転装置２４３を有する。第１一方駆動スイッチ２２１、第１他方駆動スイッチ２２２、第２一方駆動スイッチ２３１、及び、第２他方駆動スイッチ２３２の各々は、駆動部Ｖから出力される駆動電流によってオン状態、又は、オフ状態に制御されるリレースイッチである。第１一方駆動スイッチ２２１、第１他方駆動スイッチ２２２の各々は、オン状態にされると、第１一方電子スイッチ２２４、及び、第１他方電子スイッチ２２５の各々に太陽電池モジュール１０から供給された電圧を印加する。第２一方駆動スイッチ２３１、第２他方駆動スイッチ２３２の各々は、オン状態にされると、第２一方電子スイッチ２３４、第２他方電子スイッチ２３５の各々に出力側端子ｎから供給された電圧を印加する。

【0059】

手動自動切換装置２４１は、インバータ６０の正極端子と負極端子の各々からＤＣ－ＡＣ変換器２４４、ＡＣ－ＤＣ変換器２４５を介して電力の供給を受ける。手動自動切換装置２４１は、ユーザの手指によって切替可能であり、手動運転に切り替わると、手動運転装置２４２に接続して駆動電流を出力し、自動運転に切り替わると、自動運転装置２４３に接続して駆動電流を出力する。

【0060】

手動運転装置２４２は、手動自動切換装置２４１によって手動運転に切り替わると、使用可能にされる。手動運転装置２４２は、例えば、２極双投のトグルスイッチである。手動運転装置２４２は、ユーザの切替操作に応じ、一方状態において、第１一方駆動スイッチ２２１と第２一方駆動スイッチ２３１がオン状態にされるときには、第１他方駆動スイッチ２２２と第２他方駆動スイッチ２３２がオフ状態にされ、他方状態において、第１一方駆動スイッチ２２１と第２一方駆動スイッチ２３１がオフ状態にされるときには、第１他方駆動スイッチ２２２と第２他方駆動スイッチ２３２がオン状態にされ、一方状態と他方状態が交互になるように、駆動電流を出力する。

【0061】

自動運転装置２４３は、手動自動切換装置２４１によって自動運転に切り替わると、使用可能にされる。自動運転装置２４３は、図示しないタイマを有し、所定時間を空け、一方状態と他方状態が交互になるように、第１一方駆動スイッチ２２１、第１他方駆動スイッチ２２２、第２一方駆動スイッチ２３１、及び、第２他方駆動スイッチ２３２の各々に、駆動電流を出力する。

【0062】

図９に示すように、一方状態において、第１一方駆動スイッチ２２１をオンにして、第１他方駆動スイッチ２２２をオフにすると、第１一方電子スイッチ２２４が、太陽電池モジュール１０と第１蓄電池４０を導通させて一方充電経路Ｏｃを形成する。一方状態において、第２一方駆動スイッチ２３１をオンにして、第２他方駆動スイッチ２３２をオフにすると、第２一方電子スイッチ２３４が、第２蓄電池５０と出力部９０を導通させて一方放電経路Ｏｄを形成する。

【0063】

図１０に示すように、他方状態において、第１一方駆動スイッチ２２１をオフにして、第１他方駆動スイッチ２２２をオンにすると、第１他方電子スイッチ２２５が、太陽電池モジュール１０と第２蓄電池５０を導通させて他方充電経路Ｔｃを形成する。他方状態において、第２一方駆動スイッチ２３１をオフにして、第２他方駆動スイッチ２３２をオンにすると、第２他方電子スイッチ２３５が、第１蓄電池４０と出力部９０を導通させて他方放電経路Ｔｄを形成する。

【0064】

上述のとおり、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

【0065】

例えば、実施形態では、自然エネルギー発電装置が太陽電池モジュール１０である例を説明したが、これに限定されず、自然エネルギー発電装置は、太陽熱発電装置、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置、及び、バイオマス発電装置等の自然エネルギーを電力に変換可能な装置であってもよい。

【0066】

実施形態では、切替手段Ｍ１が２極双投のトグルスイッチである例を説明したが、これに限定されず、スイッチは、第１一方端２２、１２２、及び、第１他方端２３、１２３と、第１一方端２２、１２２、又は、第１他方端２３、１２３のいずれか一方に接続される第１共通端２１、１２１を有する第１極と、第１極と連動した第２一方端３２、１３２、及び、第２他方端３３、１３３と、第２一方端３２、１３２、又は、第２他方端３３、１３３のいずれか一方に接続される第２共通端３１、１３１を有する第２極を有するものであってもよいし、２極双投ではなくてもよい。

【0067】

実施形態では、インバータ６０が放電電力を１００Ｖの交流電力に変換する例を説明したが、１００Ｖに限定されず、他の電圧の交流電力に変換してもよい。また、インバータ６０は、必ずしも必要ではなく、放電電力に基づく直流電力を出力部９０から出力してもよい。

【0068】

実施形態では、駆動部Ｖが、手動自動切換装置２４１、手動運転装置２４２、及び、自動運転装置２４３を有する構成を説明したがこれに限定されない。電源装置１、２、３のすべて又は一部や、駆動部Ｖは、ＣＰＵが記憶部のプログラムを読み込むことによってその機能を実現してもよいし、ＦＰＧＡ等によってその機能を実現してもよい。

【0069】

すなわち、電源装置１、２、３は、自然エネルギーを電力に変換することによって発電する自然エネルギー発電装置によって発電された発電電力を第１蓄電池４０に充電するとともに、第２蓄電池５０によって放電された第２放電電力を出力部９０に出力する一方状態、又は、発電電力を第２蓄電池５０に充電するとともに、第１蓄電池４０によって放電された放電電力を出力部９０に出力する他方状態のいずれかに切替可能な切替手段Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を有する。

【0070】

切替手段Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は、第１切替部２０、１２０、２２０と第２切替部３０、１３０、２３０を有する。一方状態において、第１切替部２０、１２０、２２０が、自然エネルギー発電装置と第１蓄電池４０を結ぶ一方充電経路Ｏｃを形成し、第２切替部３０、１３０、２３０が、第２蓄電池５０と出力部９０を結ぶ一方放電経路Ｏｄを形成する。他方状態において、第１切替部２０、１２０、２２０、又は、第２切替部３０、１３０、２３０のいずれか一方が、第１蓄電池４０と出力部９０を結ぶ他方放電経路Ｔｄを形成し、第１切替部２０、１２０、２２０、又は、第２切替部３０、１３０、２３０のいずれか他方が、自然エネルギー発電装置と第２蓄電池５０を結ぶ他方充電経路Ｔｃを形成する。

【0071】

第１切替部２０は、第１共通端２１、第１一方端２２、及び、第１他方端２３を有する。第１共通端２１は、第１蓄電池４０に接続され、第１一方端２２、又は、第１他方端２３のいずれか一方に接続可能である。第１一方端２２が自然エネルギー発電装置に接続される。第１他方端２３が出力部９０に接続される。一方状態において、第１共通端２１と第１一方端２２を接続することによって自然エネルギー発電装置によって発電された発電電力によって第１蓄電池４０を充電する一方充電経路Ｏｃが形成される。他方状態において、第１共通端２１と第１他方端２３を接続することによって第１蓄電池４０によって放電された放電電力を出力部９０に出力する他方放電経路Ｔｄが形成される。

【0072】

第２切替部３０は、第２共通端３１、第２一方端３２、及び、第２他方端３３を有する。第２共通端３１は、第２蓄電池５０に接続され、第２一方端３２、又は、第２他方端３３のいずれか一方に接続可能である。第２一方端３２が出力部９０に接続される。第２他方端３３が自然エネルギー発電装置に接続される。一方状態において、第２共通端３１と第２一方端３２を接続することによって一方放電経路Ｏｄが形成される。他方状態において、第２共通端３１と第２他方端３３を接続することによって他方充電経路Ｔｃが形成される。

【0073】

第１切替部１２０は、第１共通端１２１、第１一方端１２２、第１他方端１２３、第１一方電子スイッチ１２４、及び、第１他方電子スイッチ１２５を有する。第１共通端１２１が、自然エネルギー発電装置に接続され、第１一方端１２２、又は、第１他方端１２３のいずれか一方に接続可能である。第１一方端１２２が、自然エネルギー発電装置と第１蓄電池４０の間に介装された第１一方電子スイッチ１２４に接続される。第１他方端１２３が、自然エネルギー発電装置と第２蓄電池５０の間に介装され第１他方電子スイッチ１２５に接続される。一方状態において、第１共通端１２１と第１一方端１２２を接続すると、第１一方電子スイッチ１２４が、自然エネルギー発電装置と第１蓄電池４０を導通させて一方充電経路Ｏｃが形成される。他方状態において、第１共通端１２１と第１他方端１２３を接続すると、第１他方電子スイッチ１２５が、自然エネルギー発電装置と第２蓄電池５０を導通させて他方充電経路Ｔｃが形成される。

【0074】

第２切替部１３０は、第２共通端１３１、第２一方端１３２、第２他方端１３３、第２一方電子スイッチ１３４、及び、第２他方電子スイッチ１３５を有する。第２共通端１３１が、第２一方電子スイッチ１３４、及び、第２他方電子スイッチ１３５の各々の出力側端子ｎに接続され、第２一方端１３２、又は、第２他方端１３３のいずれか一方に接続可能である。第２一方端１３２が、第２蓄電池５０と出力部９０の間に介装された第２一方電子スイッチ１３４に接続される。第２他方端１３３が、第１蓄電池４０と出力部９０の間に介装された第２他方電子スイッチ１３５に接続される。一方状態において、第２共通端１３１と第２一方端１３２を接続すると、第２一方電子スイッチ１３４が、第２蓄電池５０と出力部９０を導通させて一方放電経路Ｏｄが形成される。 他方状態において、第２共通端１３１と第２他方端１３３を接続すると、第２他方電子スイッチ１３５が、第１蓄電池４０と出力部９０を導通させて他方放電経路Ｔｄが形成される。

【0075】

第１切替部２２０は、第１一方駆動スイッチ２２１、第１他方駆動スイッチ２２２、第１一方電子スイッチ２２４、第１他方電子スイッチ２２５を有する。第１一方駆動スイッチ２２１が、自然エネルギー発電装置と第１蓄電池４０の間に介装された第１一方電子スイッチ２２４に接続される。第１他方駆動スイッチ２２２が、自然エネルギー発電装置と第２蓄電池５０の間に介装された第１他方電子スイッチ２２５に接続される。一方状態において、第１一方駆動スイッチ２２１をオンにして、第１他方駆動スイッチ２２２をオフにすると、第１一方電子スイッチ２２４が、自然エネルギー発電装置と第１蓄電池４０を導通させて一方充電経路Ｏｃを形成する。他方状態において、第１一方駆動スイッチ２２１をオフにして、第１他方駆動スイッチ２２２をオンにすると、第１他方電子スイッチ２２５が、自然エネルギー発電装置と第２蓄電池５０を導通させて他方充電経路Ｔｃを形成する。

【0076】

第２切替部２３０は、第２一方駆動スイッチ２３１、第２他方駆動スイッチ２３２、第２一方電子スイッチ２３４、及び、第２他方電子スイッチ２３５を有する。第２一方駆動スイッチ２３１が、第２蓄電池５０と出力部９０の間に介装された第２一方電子スイッチ２３４に接続される。第２他方駆動スイッチ２３２が、第１蓄電池４０と出力部９０の間に介装された第２他方電子スイッチ２３５に接続される。一方状態において、第２一方駆動スイッチ２３１をオンにして、第２他方駆動スイッチ２３２をオフにすると、第２一方電子スイッチ２３４が、第２蓄電池５０と出力部９０を導通させて一方放電経路Ｏｄが形成される。他方状態において、第２一方駆動スイッチ２３１をオフにして、第２他方駆動スイッチ２３２をオンにすると、第２他方電子スイッチ２３５が、第１蓄電池４０と出力部９０を導通させて他方放電経路Ｔｄが形成される。

【0077】

電源装置１、２、３は、直流電力を交流電力に変換するインバータ６０を有し、インバータ６０は、切替手段Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と出力部９０の間に介装され、出力部９０は、交流電力を出力する。

【0078】

電源装置１、２、３は、外部接続端子８０と整流部７０を有する。整流部７０は、切替手段Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３とインバータ６０の間に介装される。外部接続端子８０は、インバータ６０の正極側と負極側の各々に設けられる。

【符号の説明】

【0079】

１ ・・・電源装置
２ ・・・電源装置
３ ・・・電源装置
１０ ・・・太陽電池モジュール
２０ ・・・第１切替部
２１ ・・・第１共通端
２２ ・・・第１一方端
２３ ・・・第１他方端
３０ ・・・第２切替部
３１ ・・・第２共通端
３２ ・・・第２一方端
３３ ・・・第２他方端
４０ ・・・第１蓄電池
５０ ・・・第２蓄電池
６０ ・・・インバータ
７０ ・・・整流部
８０ ・・・外部接続端子
９０ ・・・出力部
１２０・・・第１切替部
１２１・・・第１共通端
１２２・・・第１一方端
１２３・・・第１他方端
１２４・・・第１一方電子スイッチ
１２５・・・第１他方電子スイッチ
１３０・・・第２切替部
１３１・・・第２共通端
１３２・・・第２一方端
１３３・・・第２他方端
１３４・・・第２一方電子スイッチ
１３５・・・第２他方電子スイッチ
２２０・・・第１切替部
２２１・・・第１一方駆動スイッチ
２２２・・・第１他方駆動スイッチ
２２４・・・第１一方電子スイッチ
２２５・・・第１他方電子スイッチ
２３０・・・第２切替部
２３１・・・第２一方駆動スイッチ
２３２・・・第２他方駆動スイッチ
２３４・・・第２一方電子スイッチ
２３５・・・第２他方電子スイッチ
２４１・・・手動自動切換装置
２４２・・・手動運転装置
２４３・・・自動運転装置
２４４・・・ＤＣ－ＡＣ変換器
２４５・・・ＡＣ－ＤＣ変換器
Ｏｃ ・・・一方充電経路
Ｏｄ ・・・一方放電経路
Ｔｃ ・・・他方充電経路
Ｔｄ ・・・他方放電経路
Ｍ１ ・・・切替手段
Ｍ２ ・・・切替手段
Ｍ３ ・・・切替手段
ｎ ・・・出力側端子
Ｐ ・・・他の電源装置
Ｒ ・・・抵抗
Ｖ ・・・駆動部

【要約】

【課題】 より安定的に、電力供給対象に、自然エネルギーに基づいて発電された電力を供給することができる、電源装置を提供する。
【解決手段】 電源装置１は、自然エネルギーを電力に変換することによって発電する自然エネルギー発電装置によって発電された発電電力を第１蓄電池４０に充電するとともに、第２蓄電池５０によって放電された第２放電電力を出力部９０に出力する一方状態、又は、前記発電電力を前記第２蓄電池５０に充電するとともに、前記第１蓄電池４０によって放電された放電電力を前記出力部９０に出力する他方状態のいずれかに切り替え可能な切替手段Ｍ１を有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】