JP6080290B2 - Solar power system - Google Patents
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Description
本発明は、建物の屋根に設置された太陽電池モジュールで生成した直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給すると共に蓄電装置に蓄電して利用する太陽光発電システムに関する。
The present invention relates to a solar power generation system that converts DC power generated by a solar cell module installed on a roof of a building into AC power, supplies the AC power to a load, and stores and uses the power in a power storage device.
近年、太陽光エネルギーを利用した太陽光発電システムの設置が拡大しており、特に、東日本大震災における原子力発電所事故を契機に、一般住宅への普及が急速に進んでいる。 In recent years, the installation of solar power generation systems using solar energy has been expanded, and in particular, the spread to ordinary homes has been rapidly progressing with the nuclear power plant accident in the Great East Japan Earthquake.
太陽光発電システムは、建物の屋根に設置した太陽電池モジュールによって発電された直流電力を、パワーコンディショナによって交流電力に変換し、商用電力系統と連携することによって建物内の機器に電力を供給すると共に、発電電力を電力会社に売電することを可能とする。 A photovoltaic power generation system converts DC power generated by a solar cell module installed on the roof of a building into AC power by a power conditioner, and supplies power to equipment in the building by cooperating with a commercial power system At the same time, the generated power can be sold to an electric power company.
ここで、太陽電池モジュールは単体では出力電圧が低いため、太陽電池モジュールを複数枚直列に接続したものを1単位とし、これを太陽電池ストリングスといい、太陽電池ストリングスを建物の屋根の南面、北面、東面、西面などの例えば4系統に分けて配置して並列接続することで、一つの太陽光発電システムを構成している。 Here, since the output voltage of a solar cell module alone is low, a unit in which a plurality of solar cell modules are connected in series is referred to as a solar cell string, and the solar cell string is a south surface or a north surface of a building roof. For example, one solar power generation system is configured by dividing and arranging in four systems such as the east surface and the west surface in parallel.
一方、太陽光発電システムに蓄電装置を組み合わせることで、太陽光発電により余った直流電力を蓄電装置に充電し、昼間の電力消費が増加する時間帯に蓄電装置に貯めた電力を利用することで、節電と経済的な電力の活用を可能としている。 On the other hand, by combining the power storage device with the solar power generation system, the power storage device can be charged with the DC power surplus from the solar power generation, and the power stored in the power storage device can be used during the daytime when power consumption increases. This makes it possible to save electricity and use power economically.
蓄電装置はセルと呼ばれる単電池を複数接続した電池モジュール(組電池)で構成されている。また蓄電装置に搭載する単電池は、従来のニッケル・水素電池から一般家庭でも充電が可能なリチウムイオン電池へ移行しており、リチウムイオン蓄電装置を組み合わせた太陽光発電システムの普及が始まっている。また蓄電装置は、耐候性と安全性を確保するため、金属材料で作られた密閉構造の筐体内にリチウムイオン電池を収納し、建物と近接した屋外に設置される。
The power storage device includes a battery module (assembled battery) in which a plurality of single cells called cells are connected. In addition, the cells installed in power storage devices have shifted from conventional nickel-hydrogen batteries to lithium-ion batteries that can be charged even at home, and the use of solar power generation systems that combine lithium-ion power storage devices has begun. . Further, in order to ensure weather resistance and safety, the power storage device is installed outdoors in the vicinity of the building, with the lithium ion battery housed in a sealed housing made of a metal material.
このようなリチウムイオン蓄電装置を組み合わせた太陽光発電システムの一般住宅への広範な普及に伴い、火災に見舞われた建物に蓄電装置が設置されている場合も今後は増加することが想定される。 With the widespread use of solar power generation systems combined with such lithium-ion power storage devices in general homes, it is expected that power storage devices will also increase in the future when buildings are hit by fires. .
蓄電装置が設置された建物が火災に見舞われた場合、火災の状況によっては、建物に近接して屋外等に配置している蓄電装置が火炎に暴露されることが想定され、筐体内が高温となり、引火点を超える温度に達すると、収納しているリチウムイオン電池が発火する懸念がある。 When a building with a power storage device is hit by a fire, depending on the fire situation, it is assumed that the power storage device placed outdoors near the building is exposed to flames and the inside of the housing is hot. When the temperature exceeds the flash point, there is a concern that the stored lithium ion battery may ignite.
リチウムイオン電池には、ジメチルカーボネイト、ジエチルカーボネートなどの引火性有機溶媒を含む電解液が使用されており、この電解液は、石油製品等と同様に引火点を持つため、消防法上の危険物(引火性液体)に該当する。 Lithium-ion batteries use electrolytes containing flammable organic solvents such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Since these electrolytes have a flash point similar to petroleum products, they are dangerous substances under the Fire Service Act. Corresponds to (flammable liquid).
しかしながら、リチウムイオン電池1本当りの電解液量は、2cc〜100cc程度と微量であり、複数のリチウムイオン電池を接続した電池モジュールとしても、消防法上の危険物に該当する量に達しないことから、リチウムイオン電池としての安全基準を満足していれば、消防法上の規制を受けることは、原則としてはない。 However, the amount of electrolyte per lithium ion battery is very small, about 2 cc to 100 cc, and even a battery module to which a plurality of lithium ion batteries are connected must not reach an amount corresponding to a hazardous material under the Fire Service Act. Therefore, as long as the safety standards for lithium-ion batteries are satisfied, it is not a rule to be subject to fire regulations.
しかしながら、リチウムイオン電池を火炎に曝して行った燃焼実験によれば、リチウム電池の充電率により、燃焼の規模に変化があることが報告されている。 However, according to a combustion experiment conducted by exposing a lithium ion battery to a flame, it is reported that the scale of combustion varies depending on the charging rate of the lithium battery.
蓄電装置に収納したリチウムイオン電池は、その充電率が貯蔵状態では50%にあり、太陽光発電による充電または深夜電力を利用した充電により充電率100%の満充電となっている。 The lithium ion battery stored in the power storage device has a charging rate of 50% in the storage state, and is fully charged with a charging rate of 100% by charging by solar power generation or charging using midnight power.
例えば充電率50%のリチウムイオン電池は、燃焼時の火花を伴う最大の炎は30〜40センチ程度の広がりとなるが、充電率が100%になると燃焼時の火花を伴う炎は1メートルを超える範囲に広がっている。このためリチウムイオン電池は火炎に曝されて燃焼した場合、充電率が高いほど、燃焼による火花を伴う炎の範囲が広がり、燃焼の度合いが爆発的に拡大する。 For example, in a lithium ion battery with a 50% charge rate, the maximum flame with a spark when burning is about 30-40 cm, but when the charge rate is 100%, the flame with a spark when burning is 1 meter. It is spread over the range. For this reason, when a lithium ion battery is exposed to a flame and burns, the higher the charging rate, the wider the range of flames accompanied by sparks from combustion, and the degree of combustion expands explosively.
このような燃焼性状をもつリチウムイオン電池を多数収納した蓄電装置が建物火災による火炎に暴露され、万一、一つでもリチウムイオン電池が発火した場合、内部に収納している他の電池が連鎖的に発火することが懸念され、このときリチウムイオン電池が100%の満充電又はこれに近い充電率にあると、連鎖的な爆発火災を引き起こす危険な状況におかれる。 If a power storage device containing a large number of lithium-ion batteries with such combustion properties is exposed to a fire due to a building fire, and even one lithium-ion battery is ignited, the other batteries stored inside are chained. If the lithium ion battery is at 100% full charge or at a charge rate close to 100%, there is a risk of causing a chain explosion fire.
本発明は、建物の火災に伴いリチウムイオン電池の爆発的な燃焼を抑制可能とするリチウムイオン蓄電装置を備えた太陽光発電システムを提供することを目的とする。
An object of this invention is to provide the solar power generation system provided with the lithium ion electrical storage apparatus which can suppress the explosive combustion of a lithium ion battery with the fire of a building.
(太陽光発電システム1)
本発明は、
建物に設置され、太陽光を受光して発電した直流電力を交流電力に変換して商用交流系の負荷に供給する太陽光発電装置と、
複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュールを備え、太陽光発電装置で発電した直流電力を電池モジュールに蓄電して利用する蓄電装置と、
を備えた太陽光発電システムに於いて、
建物の火災を検出した場合に、火災検出信号を出力する火災検出手段と、
火災検出手段からの火災検出信号を受信した場合に、リチウムイオン電池の充電率を低下させる制御手段と、
を備え、
制御手段は、火災検出信号を受信した場合に、電池モジュールに蓄電された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、当該電池モジュールを放電させることを特徴とする。
(Solar power generation system 1 )
The present invention
A solar power generation apparatus installed in a building, which converts direct-current power generated by receiving sunlight into AC power and supplying it to a commercial AC load;
A power storage device comprising a battery module containing a plurality of lithium ion batteries, and storing and using DC power generated by the solar power generation device in the battery module;
In a photovoltaic power generation system equipped with
Fire detection means for outputting a fire detection signal when a building fire is detected;
When receiving the fire detection signal from the fire detection means, and control means for reducing the charge rate of the lithium ion battery,
Equipped with a,
When the fire detection signal is received, the control means converts the DC power stored in the battery module into AC power, supplies the AC power to the load, and discharges the battery module .
(抵抗接続と交流電力への変換による放電動作)
制御手段は、火災検出信号を受信した場合に電池モジュールに蓄電された直流電力を交流電力に変換して負荷に供給すると共に、電池モジュールに抵抗手段を接続し、当該電池モジュールを放電させる。
(Discharge operation by resistance connection and conversion to AC power )
Control means supplies to the load by converting DC power stored in the battery module into AC power upon receiving the fire detection signal, and a resistor means in the battery module, Ru is discharged the battery module.
(交流電力への変換による放電動作の詳細)
太陽光発電装置は、
複数の太陽電池モジュールを接続して太陽光の受光により発電した直流電力を出力する太陽電池ストリングスと、
太陽電池ストリングスの出力電圧を所定電圧に変換して合成した直流電力を出力すると共に、当該直流電力を蓄電装置に蓄電させるDC/DCコンバータと、
DC/DCコンバータの出力した直流電力を交流電力に変換して商用交流系に連系するDC/ACインバータと、
DC/DCコンバータの出力した直流電力を降圧変換して蓄電装置を充電すると共に、蓄電装置から放電した直流電力を昇圧変換してDC/ACインバータへ出力する双方向DC/DCコンバータと、
を備え、
制御手段は、火災検出信号を受信した場合に、DC/DCコンバータを停止状態に制御し、双方向DC/DCコンバータを昇圧変換の動作状態に制御し、更にDC/ACインバータを動作状態に制御することにより、電池モジュールに蓄電された直流電力を負荷に供給して放電させる。
( Details of discharge operation by conversion to AC power)
Solar power generator
Solar cell strings that connect a plurality of solar cell modules and output DC power generated by receiving sunlight, and
A DC / DC converter for converting the output voltage of the solar cell strings into a predetermined voltage and outputting the combined DC power, and storing the DC power in a power storage device;
A DC / AC inverter that converts DC power output from the DC / DC converter into AC power and links it to a commercial AC system;
A bidirectional DC / DC converter for stepping down the DC power output from the DC / DC converter to charge the power storage device and boosting the DC power discharged from the power storage device to output to the DC / AC inverter;
With
When the fire detection signal is received, the control means controls the DC / DC converter to the stop state, controls the bidirectional DC / DC converter to the boost conversion operation state, and further controls the DC / AC inverter to the operation state. By doing so, the DC power stored in the battery module is supplied to the load and discharged .
(火災検出手段)
火災検出手段は、
建物内の警戒区域に設置され、火災を検出した場合に、連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を無線又は有線送信し、他の火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、連動先を示す火災警報を出力する火災警報手段と、
火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、制御手段へ火災検出信号を出力するアダプタ手段と、
を備える。
( Fire detection means )
Fire detection means
When a fire is detected in a warning area in a building, a fire alarm indicating the link source is output, and a fire link signal is transmitted wirelessly or by wire, and other fire alarm means wirelessly or wire-transmitted. Fire alarm means that outputs a fire alarm indicating the linkage destination when receiving
Adapter means for outputting a fire detection signal to the control means when the fire alarm means receives a fire-linked signal transmitted wirelessly or by wire; and
Is provided.
(自動火災報知設備)
火災検出手段は、
建物内の警戒区域に設置され、火災検知端末機器により火災を検知した場合に、火災警報を出力すると共に火災連動信号を外部へ無線又は有線送信する防災受信機と、
防災受信機が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、制御手段へ火災検出信号を出力するアダプタ手段と、
を備える。
( Automatic fire alarm system )
Fire detection means
A disaster prevention receiver that is installed in a warning area in a building and outputs a fire alarm and transmits a fire-linked signal to the outside wirelessly or by wire when a fire is detected by a fire detection terminal device.
Adapter means for outputting a fire detection signal to the control means when the disaster prevention receiver receives a fire-linked signal transmitted wirelessly or by wire; and
Is provided.
(太陽光発電システム2)
本発明は、
建物に設置され、太陽光を受光して発電した直流電力を交流電力に変換して商用交流系の負荷に供給する太陽光発電装置と、
複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュールを備え、太陽光発電装置で発電した直流電力を電池モジュールに蓄電して利用する蓄電装置と、
を備えた太陽光発電システムに於いて、
建物内の警戒区域に設置され、火災を検出した場合に、連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を無線又は有線送信し、他の火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、連動先を示す火災警報を出力する火災警報手段と、
火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、火災検出信号を出力するアダプタ手段と、
通常時の制御として、太陽光発電装置で発電した直流電力を電池モジュールに蓄電し、アダプタ手段からの火災検出信号を受信した場合に、電池モジュールの蓄電を停止すると共に、電池モジュールに蓄電された直流電力を放電してリチウムイオン電池の充電率を低下させる制御手段と、
を備え、
火災警報手段は、火災復旧を検出した場合又は警報停止操作を検出した場合に、警報停止連動信号を無線又は有線送信し、
アダプタ手段は、火災警報手段が無線又は有線送信した警報停止連動信号を受信した場合に、制御手段への火災検出信号の出力を停止し、
制御手段は、火災検出信号の出力停止を検出した場合に、電池モジュールの放電を停止させて、通常時の制御に戻すことを特徴とする。
(Solar power generation system 2)
The present invention
A solar power generation apparatus installed in a building, which converts direct-current power generated by receiving sunlight into AC power and supplying it to a commercial AC load;
A power storage device comprising a battery module containing a plurality of lithium ion batteries, and storing and using DC power generated by the solar power generation device in the battery module;
In a photovoltaic power generation system equipped with
When a fire is detected in a warning area in a building, a fire alarm indicating the link source is output, and a fire link signal is transmitted wirelessly or by wire, and other fire alarm means wirelessly or wire-transmitted. Fire alarm means that outputs a fire alarm indicating the linkage destination when receiving
Adapter means for outputting a fire detection signal when the fire alarm means receives a fire-linked signal transmitted wirelessly or by wire; and
As normal control, the DC power generated by the photovoltaic power generator is stored in the battery module, and when the fire detection signal from the adapter means is received, the battery module is stopped and stored in the battery module. Control means for discharging direct current power to reduce the charging rate of the lithium ion battery;
With
The fire alarm means wirelessly or wiredly transmits an alarm stop interlocking signal when a fire recovery is detected or an alarm stop operation is detected.
The adapter means stops the output of the fire detection signal to the control means when the fire alarm means receives the alarm stop interlocking signal transmitted wirelessly or by wire.
The control means is characterized in that when the output stop of the fire detection signal is detected, the discharge of the battery module is stopped to return to the normal control .
(基本的な効果)
本発明の太陽光発電システムは、太陽光発電装置で発電した直流電力を蓄電して利用する複数のリチウムイオン電池を収納した蓄電装置を備え、建物の火災を検出した火災検出手段からの火災検出信号を受信した場合に、蓄電装置の電池モジュールに蓄電した直流電力を放電してリチウムイオン電池の充電率を低下させるようにしたため、火災が発生してから例えば屋外に設置した蓄電装置が火炎に暴露されるまでには、ある程度の時間がかかることから、その間に蓄電装置の電池モジュールに蓄電した直流電力の放電を強制的に行って可能な限りリチウムイオン電池の充電率を下げ、万一、火炎に曝されて蓄電装置内のリチウムイオン電池が発火する事態に至っても、例えば0%に近い状態まで放電が進んでいれば、電池内の引火性の電解液が燃焼するだけの小さな炎の燃焼で済み、リチウムイオン電池が火花を伴った炎を吹き出すような爆発火災を連鎖的に起こすことを未然に防止することを可能とする。
(Basic effect)
The solar power generation system of the present invention includes a power storage device that stores a plurality of lithium ion batteries that store and use DC power generated by a solar power generation device, and detects a fire from a fire detection means that detects a fire in a building When a signal is received, the DC power stored in the battery module of the power storage device is discharged to reduce the charging rate of the lithium ion battery. Since it takes a certain amount of time to be exposed, during that time the DC power stored in the battery module of the power storage device is forcibly discharged to reduce the charging rate of the lithium ion battery as much as possible. Even if the lithium ion battery in the power storage device is ignited by exposure to a flame, if the discharge proceeds to a state close to 0%, for example, the flammable electrolysis in the battery There requires the combustion of a small flame by burning, making it possible to prevent the explosion of fire that blow flames lithium ion battery is accompanied by sparks in advance that cause a chain reaction.
(抵抗接続による放電動作の効果)
制御手段は、火災検出信号を受信した場合に、蓄電装置の電池モジュールに抵抗手段を接続して蓄電した直流電力を放電するため、抵抗手段の抵抗値を可能な限り大きな放電電流を流すように決めておくことで、電池モジュールの急速放電を可能とし、火災を検出してから可能な限り短い時間でリチウムイオン電池の充電率を0%又はそれに近い値に下げることができる。
(Effect of discharge operation by resistance connection)
When the control means receives the fire detection signal, the resistance means is connected to the battery module of the power storage device to discharge the stored DC power, so that the resistance value of the resistance means flows as large as possible. By deciding, the battery module can be rapidly discharged, and the charge rate of the lithium ion battery can be reduced to 0% or a value close to it in the shortest possible time after detecting a fire.
(交流電力への変換による放電動作の効果)
制御手段は、火災検出信号を受信した場合に、蓄電装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給し、蓄電装置の電池モジュールに蓄電した直流電力を放電するようにしたため、太陽光発電装置に設けている直流電力を交流電力に変換する機能をそのまま利用して、火災を検出してから可能な限り短い時間でリチウムイオン電池の充電率を0%又はそれに近い値に下げることができる。
(Effect of discharge operation by conversion to AC power)
When the control means receives the fire detection signal, it converts the DC power of the power storage device into AC power, supplies it to the load, and discharges the DC power stored in the battery module of the power storage device. By using the function of converting the DC power provided in the device to AC power as it is, the charge rate of the lithium ion battery can be reduced to 0% or a value close to it in the shortest possible time after detecting a fire. .
(抵抗接続と交流電力への変換による放電動作の効果)
制御手段は、火災検出信号を受信した場合に、蓄電装置の電池モジュールに蓄電した直流電力を交流電力に変換して負荷に供給して蓄電した直流電力を放電すると共に、蓄電装置の電池モジュールに抵抗手段を接続して蓄電した直流電力を放電するようにしたため、太陽光発電装置に設けている直流電力を交流電力に変換する機能と、抵抗手段の接続による急速放電とを併用することで、更に、放電電流を増やした急速放電を行い、火災を検出してから更に短い時間でリチウムイオン電池の充電率を0%又はそれに近い値に下げることができる。
(Effect of discharge operation by resistance connection and conversion to AC power)
When the fire detection signal is received, the control means converts the DC power stored in the battery module of the power storage device into AC power, supplies the load to the load, and discharges the DC power stored in the battery module of the power storage device. Since the DC power stored by connecting the resistance means is discharged, by combining the function of converting the DC power provided in the solar power generation device into AC power and the rapid discharge by the connection of the resistance means, Furthermore, rapid discharge with increased discharge current is performed, and the charge rate of the lithium ion battery can be reduced to 0% or a value close to it in a shorter time after detecting a fire.
(火災検出手段による効果)
住宅内の警戒区域に設置した火災警報手段が火災を検出して無線送信した火災連動信号をアダプタ手段で受信して制御手段へ火災検出信号を出力して蓄電装置の電池モジュールに蓄電した直流電力を放電するようにしたため、屋内に設置している蓄電装置に対し信号線の布設を必要とすることなく、簡単に火災検出新信号を送って蓄電装置の電池モジュールを放電させることができる。
(Effects of fire detection means)
DC power stored in the battery module of the power storage device by receiving the fire-linked signal wirelessly transmitted by the fire alarm means installed in the alert area in the house and detecting the fire with the adapter means and outputting the fire detection signal to the control means Therefore, it is possible to easily send a fire detection new signal and discharge the battery module of the power storage device without requiring a signal line for the power storage device installed indoors.
[太陽光発電システムの概要]
図1は住宅に設置した本発明の太陽光発電システムを示した説明図である。図1において、本発明の太陽光発電システムは、太陽光発電装置と蓄電装置で構成する。太陽光発電装置は、住宅10の屋根に太陽電池モジュール12を設置し、太陽光エネルギーを直流電力に変換して出力する。なお、太陽電池モジュール12は太陽電池パネルともいう。
[Outline of photovoltaic power generation system]
FIG. 1 is an explanatory view showing a photovoltaic power generation system of the present invention installed in a house. In FIG. 1, the solar power generation system of the present invention includes a solar power generation device and a power storage device. A solar power generation device installs the
太陽電池モジュール12は、複数の太陽電池セルを配置して直列接続しており、太陽電池モジュール1枚当りの出力は小さいことから、複数枚の太陽電池モジュールを直列接続して一つのグループを作り、このグループを太陽電池ストリングスとしている。
The
複数枚の太陽電池モジュール12で構成した太陽電池ストリングスからの電力線は接続箱14に集められ、接続箱14は複数の太陽電池ストリングから出力電圧を一方向のDC/DCコンバータにより所定電圧に揃えた後に並列接続してひとつにまとめ、パワーコンディショナ16に送り出している。また、接続箱14に設けた一方向のDC/DCコンバータは、太陽電池が最大電力で発電できるように最大電力点追従制御を行う。
The power lines from the solar cell strings composed of a plurality of
パワーコンディショナ16は、太陽電池モジュール12で発電した直流電力を、一般の電気機器で使用できる交流電力に変換する働きをし、このため直交変換手段として機能するDC/ACインバータを備えている。また、パワーコンディショナ16は、電力会社の商用交流系統に接続できるよう電圧、周波数、相数、線数などの整合を取る役割を果たす。
The
パワーコンディショナ16に対してはモニタ装置20が接続され、モニタ装置20は表示部と操作部を備え、太陽光発電システムの運転状態の表示、障害表示、必要な運転操作などを行う。
A
パワーコンディショナ16に対しては住宅10の屋外に設置した蓄電装置18を電力線で接続している。蓄電装置18を設けたことに伴い、パワーコンディショナ16に双方向DC/DCコンバータを設けている。双方向DC/DCコンバータは、接続箱14から出力された太陽発電による直流電力を所定の直流電圧に降圧(降圧変換)して蓄電装置18に充電する共に、蓄電装置18に蓄えた直流電力を所定の直流電圧に昇圧(昇圧変換)してDC/ACインバータに出力する。
A
蓄電装置18は、複数のリチウムイオン電池を直列接続した1又は複数の電池モジュール(組電池)を収納しており、接続箱14から供給された太陽発電による直流電力を双方向DC/DCコンバータを介して充電すると共に、例えば住宅で使用電力が最大となる昼間の時間帯に蓄電した直流電力を双方向DC/DCコンバータを介して放電し、放電した直流電力をパワーコンディショナ16のDC/ACインバータで交流電力に変換して供給する。
The
蓄電装置18に収納するリチウムイオン電池は非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な矩形箱状又は円筒状の外装容器に、非水電解液と共に電極体を備えている。リチウムイオン電池の電極体は、例えば、正極板及び負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、さらに、径方向に圧縮することにより、扁平な矩形状又は円筒状に形成している。また、リチウムイオン電池としては、ラミネート型の単電池(フィルム外装電池)を収納容器内に複数配置しても良い。
The lithium ion battery stored in the
電池モジュールには例えば18個のリチウムイオン電池を配列して直列接続しており、更に2組の電池モジュールを並列接続している。ここで、リチウムイオン電池の平均セル電圧を例えば3.6ボルトとすると、電池モジュールひとつの電圧は約65ボルトとなり、2組の電池モジュールを並列接続することで、蓄電装置18の出力端子の直流電圧は同じく約65ボルトとなる。
For example, 18 lithium ion batteries are arrayed and connected in series to the battery module, and two sets of battery modules are connected in parallel. Here, if the average cell voltage of the lithium ion battery is 3.6 volts, for example, the voltage of one battery module is about 65 volts, and the two terminals of the battery module are connected in parallel, so that the direct current at the output terminal of the
また、蓄電装置18は、火炎の暴露による内部温度の上昇を抑えるために例えば厚さ1.6ミリメートル以上の鋼鈑により作られた密閉構造の筐体の中に、所定数の電池モジュールとその制御回路部を収納している。
In addition, the
パワーコンディショナ16からの電力線は分電盤22に接続され、また分電盤22には柱上トランス25などから電力会社の商用交流系統の電力線が電力メータ24を経由して接続され、太陽電池システム又は商用交流系統からの交流電力は分電盤22を経由して住宅内に設置した電気機器などの負荷に供給している。また、パワーコンディショナ16から出力した太陽電池システムの発電に基づく交流電力を、分電盤22から電力メータ24を経由して電力会社の商用交流系統に供給する売電も可能とする。分電盤22は例えば単相3線式により商用交流系統の電力線を引き込んで接続している。
A power line from the
このような太陽光発電システムにおいて、本発明にあっては、住宅10で火災が発生した場合に、リチウムイオン電池の充電率を低下させるように蓄電装置18の強制放電を行う制御手段として機能するシステム制御部を例えばパワーコンディショナ16に設けている。
In such a solar power generation system, in the present invention, when a fire occurs in the house 10, it functions as a control unit that forcibly discharges the
蓄電装置18の強制放電を行うシステム制御部は、住宅10の火災を検出して作動することから、住宅10に、火災検出手段として機能する例えば無線連動型の住警器26と、太陽光発電システムとのアダプタ手段として機能するアダプタ装置28を設けている。
Since the system control unit that performs forced discharge of the
住警器26は、住宅等における火災を検出して警報する住宅用火災警報器として知られており、電池電源で動作し、火災に伴う温度又は煙濃度を検出するセンサ部と火災を警報する警報部を一体に備え、センサ部による温度又は煙濃度の検出信号に基づき火災を検出すると警報部から連動元を示す火災警報を出力し、また火災連動信号を他の住警器へ無線送信し、他の住警器で連動先を示す火災警報音を出力させる。
The
アダプタ装置28は、住警器26と同様に電池電源で動作し、住警器26が無線送信した火災連動信号を受信した場合に、例えば無電圧接点信号として火災検出信号を、モニタ装置20を介してパワーコンディショナ16側に設けたシステム制御部に出力して蓄電装置18を強制放電する制御を行わせる。
The
なお、火災検出手段は、無線連動型の住警器26とアダプタ装置28で構成する以外に、連動機能をもたないスタンドアロン型の住警器を住宅10に設置し、この住警器から移報信号線をモニタ装置20に接続し、火災を検出して警報した場合に出力される火災移報信号を、モニタ装置20を介して火災検出信号として、パワーコンディショナ16側に設けたシステム制御部に出力して蓄電装置18を強制放電する制御を行わせるようにしても良い。
In addition, the fire detection means is composed of a wireless interlocking
[太陽光発電装置の構成]
図2は本発明による太陽光発電装置の実施形態を蓄電装置と共に示したブロック図である。なお、電力線を実線で示し、信号線は点線で示している。
[Configuration of solar power generator]
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a solar power generation device according to the present invention together with a power storage device. The power line is indicated by a solid line, and the signal line is indicated by a dotted line.
図2において、本実施形態の太陽光発電装置は、太陽電池列として機能する太陽電池ストリングス11−1〜11−n、接続箱14に設けたDC/DCコンバータ32−1〜32−n、パワーコンディショナ16に設けたDC/ACインバータ34、双方向DC/DCコンバータ36、及び制御手段として機能するシステム制御部46、図1の分電盤22側となる商用交流系統30を備える。なお、DC/DCコンバータ32−1〜32−nはパワーコンディショナ16に設けても良い。
In FIG. 2, the solar power generation device of this embodiment includes solar cell strings 11-1 to 11-n functioning as a solar cell array, DC / DC converters 32-1 to 32-n provided in a connection box 14, and power. A DC / AC inverter 34 provided in the
太陽電池ストリングス11−1〜11−nは、所定枚数の太陽電池モジュール12を直列接続しており、住宅の屋根の例えば東西南北の4面等に分けて設置しており、本実施形態では、太陽電池ストリングス11−1〜11−nを構成する太陽電池モジュール12を同じ枚数とすることで、太陽光を受ける条件が同じであれば、太陽電池ストリングス11−1〜11−nの出力する直流電力は略同じになる。
The solar cell strings 11-1 to 11-n have a predetermined number of
太陽電池ストリングス11−1〜11−nに続いてはDC/DCコンバータ32−1〜32−nを設け、その二次側を並列接続し、パワーコンディショナ16に出力している。DC/DCコンバータ32−1〜32−nは、太陽電池ストリングス11−1〜11−nから出力する電圧が異なることを想定し、これを所定の電圧に変換した後に合せてパワーコンディショナ16へ出力する。
Following the solar cell strings 11-1 to 11-n, DC / DC converters 32-1 to 32-n are provided, and the secondary sides thereof are connected in parallel and output to the
例えば屋根の東西南北の4面に分けて4系統の太陽電池ストリングス11−1〜11−4を設置する場合、4面の配置面積が全て同じとはならず、太陽電池モジュール12の枚数が相違し、その結果、出力特性は同じにはならない。また太陽電池モジュール12の枚数が同じでも、屋根面での日射量に相違があるため出力特性が同じにはならない。このため、太陽電池ストリングス11−1〜11−nの出力をそのまま並列接続してパワーコンディショナ16へ出力していると、パワーコンディショナ16で最大電力点追従制御を行っても、各々異なる出力特性をもつため、最大電力点から外れた動作点で発電する太陽電池ストリングスが存在することになる。
For example, when four solar cell strings 11-1 to 11-4 are installed on four sides of the east, west, north, and south of the roof, the arrangement areas of the four surfaces are not all the same, and the number of
これに対し太陽電池ストリンクス11−1〜11−nの各々に独立してDC/DCコンバータ32−1〜32−nを設けて動作することで、DC/DCコンバータ32−1〜32−nは、接続した太陽電池ストリングス11−1〜11−nが最大の電力を発電できるように、太陽電池の最大電力点追従制御を行う。 On the other hand, the DC / DC converters 32-1 to 32-n are operated by providing the DC / DC converters 32-1 to 32-n independently to each of the solar cell strixes 11-1 to 11-n. Performs the maximum power point tracking control of the solar cell so that the connected solar cell strings 11-1 to 11-n can generate the maximum power.
DC/DCコンバータ32−1〜32−nによる最大電力点追従制御は、天候によって変化する照度に対し太陽電池ストリングス11−1〜11−nから最も効率良く発電電力を得られるように、目標指令値(出力電流指示値)や目標電圧を設定し、太陽電池ストリングス11−1〜11−nの発電出力電圧と発電出力電流を制御する。 The maximum power point tracking control by the DC / DC converters 32-1 to 32-n is a target command so that the generated power can be obtained most efficiently from the solar cell strings 11-1 to 11-n with respect to the illuminance that changes depending on the weather. A value (output current instruction value) and a target voltage are set, and the power generation output voltage and power generation output current of the solar cell strings 11-1 to 11-n are controlled.
パワーコンディショナ16に設けたDC/ACインバータ34は、DC/DCインバータ32−1〜32−nの合成出力で入力した太陽発電による直流電力、又は蓄電装置18の放電で入力した直流電力を、交流電力に変換して商用交流系統30に供給(連系)する。DC/ACコンバータ34の交流出力は、図1の分電盤22の商用交流系統の引き込みに合せて単相3線式とする。
The DC / AC inverter 34 provided in the
双方向DC/DCコンバータ36は、蓄電装置18を充電する場合、一方向のDC/DCコンバータ32−1〜32−nから入力した直流電力の直流電圧を降圧して蓄電装置18に出力して充電させる。また、双方向DC/DCコンバータ36は、蓄電装置18を放電する場合、蓄電装置18から出力した直流電力の直流電圧を、例えば昇圧してDC/ACインバータ34へ出力し、蓄電装置18に蓄えた直流電力を放電させる。
When charging
[蓄電装置の構成]
太陽光発電装置に対しは、更に、蓄電装置18をパワーコンディショナ16の一次側に接続している。蓄電装置18には、複数のリチウムイオン電池を直列接続した1又は複数の電池モジュール38、電池モジュール38に設けた複数のリチウムイオン電池を制御する電池制御部40、及び急速放電部42を備える。
[Configuration of power storage device]
For the solar power generation device, the
電池制御部40は、セル制御機能と電池制御機能を備える。セル制御機能は、電池制御機能からの指令によって複数のリチウムイオン電池(セル電池)の状態の管理及び制御を行う電池毎に設けた複数の集積回路によって構成する。複数のリチウムイオン電池の状態の管理及び制御には、各リチウムイオン電池の電圧の計測,各リチウムイオン電池の蓄電量の調整などがある。 The battery control unit 40 includes a cell control function and a battery control function. The cell control function is configured by a plurality of integrated circuits provided for each battery that manages and controls the state of a plurality of lithium ion batteries (cell batteries) according to a command from the battery control function. The management and control of the states of a plurality of lithium ion batteries include measurement of the voltage of each lithium ion battery, adjustment of the amount of electricity stored in each lithium ion battery, and the like.
電池制御機能は、電池モジュール38の状態を管理及び制御すると共に、上位のシステム制御部46に電池モジュール38の状態や許容充放電電力などの充放電制御指令を通知する。電池制御機能による電池モジュール38の状態の管理及び制御には、バッテリー電圧及び電流の計測、蓄電状態及び劣化状態などの演算、電池モジュール38の温度の計測、リチウムイオン電池のセル電圧を計測するための指令、セル蓄電量を調整するための指令などの出力などがある。
The battery control function manages and controls the state of the
急速放電部42は、スイッチ部42aと抵抗手段となる放電用抵抗42bの直列回路を備え、スイッチ部42aを閉じることで、電池モジュール38の出力電圧と放電抵抗器42bの抵抗値で決まる放電電流を流すようにしている。放電用抵抗42bの抵抗値は、電池モジュール38の最大放電電流に近い電流を流すことを可能とする抵抗値のものを使用する。また放電用抵抗42bには比較的大きな放電電流を流すことから、これに見合った定格ワット数の抵抗器を使用する。例えば放電用抵抗42bとしては、大きな定格ワットが得られるセメント抵抗器や巻線抵抗器を使用する。
The rapid discharge unit 42 includes a series circuit of a
[システム制御部の制御]
システム制御部46は、太陽光発電システムのシステム運転制御と、火災を検出した場合の蓄電装置18の放電制御を行う。
[Control of system controller]
The
(システム運転制御)
システム制御部46のシステム運転制御は、例えば昼間の太陽光発電が行われている場合には、太陽光で発電した電力を住宅10の負荷に供給し、余った電力は蓄電装置18に充電し、住宅の電力使用量が増加する電力ピークの時間帯や太陽光発電が停止する夜間の時間帯に、蓄電装置18から放電して住宅10で使用する制御を行う。
(System operation control)
For example, when solar power generation is performed during the daytime, the system operation control of the
また、太陽光発電の余剰電力により蓄電装置18が満充電となって電力が余った場合は、商用交流系統30へ売電する制御を行う。
In addition, when the
図2について具体的に説明すると、太陽電池ストリングス11−1〜11−nが太陽光を受けて発電を行い、太陽発電による出力電圧が所定の電圧を超えると接続箱14に設けたDC/DCコンバータ32−1〜32−nが動作し、太陽電池ストリングス11−1〜11−nが最大の電力で発電できるように最大電力点追従制御を開始する。 Referring to FIG. 2 in detail, the solar cell strings 11-1 to 11-n receive sunlight to generate power, and when the output voltage by solar power generation exceeds a predetermined voltage, the DC / DC provided in the connection box 14 Converters 32-1 to 32-n operate, and maximum power point tracking control is started so that solar cell strings 11-1 to 11-n can generate power with the maximum power.
DC/DCコンバータ32−1〜32−nで変換した直流電力は合成後にパワーコンディショナ16のDC/ACインバータ34で交流電力に変換し、住宅10の負荷を含む商用交流系統30へ供給する。また、蓄電装置18の電池制御部40は、システム制御部46の充電指示に基づき、電池モジュール38に対する充電制御を開始し、電池モジュール38の満充電を検出すると、充電制御を停止する。
The DC power converted by the DC / DC converters 32-1 to 32-n is converted into AC power by the DC / AC inverter 34 of the
また、住宅の消費電力のピーク時間帯や太陽光発電が停止する夜間の時間帯になると、システム制御部46からの制御指示により、電池制御部40は電池モジュール38の放電制御を開始し、蓄電装置18から放電して住宅10で蓄電した電力を消費させる。
In addition, at the peak power consumption time of the house or the night time when solar power generation stops, the battery control unit 40 starts the discharge control of the
なお、上記の太陽光発電システムのシステム運転制御は一例であり、必要に応じて様々な太陽光発電装置の運転制御、蓄電装置の運転制御、及び太陽光発電装置と蓄電装置を連係した運転制御を行う。 Note that the above-described system operation control of the solar power generation system is an example, and various solar power generation device operation control, power storage device operation control, and operation control in which the solar power generation device and the power storage device are linked as necessary. I do.
(蓄電装置の放電制御)
システム制御部46は、太陽光発電システムを設置した図1の住宅10が火災に見舞われた場合、次の放電制御を行う。
(Discharge control of power storage device)
The
住宅10で万一火災が発生した場合、火元となった部屋に設置している住警器26が例えば火災に伴う煙濃度を検出し、煙濃度が所定の閾値以上となった場合、連動元を示す火災警報音を出力すると共に住警器26に搭載された警報表示LEDを点灯し、更に、火災連動信号を無線送信する。
In the unlikely event that a fire occurs in the house 10, the
火災を検出して警報した住警器26が送信した火災連動信号は、住宅10に設置している他の住警器26で受信され、連動先を示す火災警報音を出力すると共に警報表示LEDを例えば点滅する。
The fire-linked signal transmitted by the
火災を検出して警報した住警器26が送信した火災連動信号は、アダプタ装置28においても受信され、アダプタ装置28は火災検出信号を出力し、火災検出信号はモニタ装置20を経由してパワーコンディショナ16に設けた図2のシステム制御部46へ送られる。
The fire-linked signal transmitted from the
システム制御部46は、火災検出信号を受信した場合には、DC/DCコンバータ32−1〜32−nの二次側の電力線回路を開放制御して、電池モジュール38に対する充電制御を中止すると共に、蓄電装置18に蓄電した直流電力を放電してリチウムイオン電池の充電率を低下させる所謂強制放電制御を行う。
When the
システム制御部46は、強制放電制御として第1の強制放電制御と第2の強制放電制御を行う。
The
システム制御部46による第1の強制放電制御は、蓄電装置18の電池モジュール38に並列的に接続している急速放電部42に設けたスイッチ部42aをオンして放電用抵抗42bを接続し、放電用抵抗42bを通して電池モジュール38から放電電流を流して放電する。
In the first forced discharge control by the
システム制御部46による第2の強制放電制御は、双方向DC/DCコンバータ36を放電方向に直流電力を変換する昇圧変換動作の状態に制御し、また、DC/ACインバータ34を動作状態に制御し、蓄電装置18の電池モジュール38に蓄積した直流電力を、双方向DC/DCコンバータ36により昇圧変換してDC/ACインバータ34へ出力し、DC/ACインバータ34により交流電力に変換し、住宅10の負荷及び電力会社系統を含む商用交流系統30に供給し、電池モジュール38に蓄積した直流電力を放電させる。
In the second forced discharge control by the
また、システム制御部46は、電池制御部40に許容最大放電電流による放電制御を指示し、電池モジュール38に設けたリチウムイオン電池を許容最大放電流で放電する制御を行う。
Further, the
このようなシステム制御部46による第1及び第2の強制放電制御により、例えば満充電となっている蓄電装置18の放電が急速に行われ、リチウムイオン電池の充電率を急速に低下させる。
By such first and second forced discharge control by the
図1に示した住警器26で火災を検出して警報してから、住宅10に火災が広がり、屋外に設置している蓄電装置18が火炎に曝され、筐体内の温度が上昇して収納しているリチウムイオン電池が発火するような温度に到達するまでには、ある程度の時間がかかり、その間に、蓄電装置18の放電が強制的に行われ、万一、リチウムイオン電池が発火する事態に至ったとしても、その充電率は、望ましくは50%以下に低下していることが期待でき、充電率100%乃至はそれに近い充電率の状態で発火した場合に比べ、電池内の引火性の電解液が燃焼するだけの小さな炎の燃焼で済み、リチウムイオン電池が火花を伴った炎を吹き出すような爆発火災を連鎖的に起こすことを未然に防止することを可能とする。
After the fire is detected and alarmed by the
一方、蓄電装置18の放電制御中に、住警器26が火災復旧を検出して火災復旧連動信号を送信するか、火災でないことを確認して住人が住警器26の警報停止操作を行うことで警報停止連動信号を送信し、これをアダプタ装置28で受信して火災検出信号の出力を停止した場合、モニタ装置20を経由した火災検出信号の停止をシステム制御部46が検出すると、それまで行っていた蓄電装置18の放電制御を停止し、通常のシステム運転制御に戻す。
On the other hand, carried out during the discharge control of the
[住警器の構成]
図3は無線連動型の住警器26の機能構成の概略を示したブロック図である。
[Composition of house alarm]
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the functional configuration of the wireless interlocking
図3において、住警器26は、警報制御部48、センサ部50、アンテナ54を接続した通信部52、報知部56、操作部58を備え、図示しない電池電源により動作する。
In FIG. 3, the
警報制御部48は、例えばプログラムの実行により実現される機能である。ハードウェアとしてはCPU、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。
The
センサ部50は温度検出部または検煙部である。センサ部50として温度検出部を設けた場合、温度検出素子として例えばサーミスタを使用し、この場合、温度による抵抗値の変化に対応した電圧検出信号を警報制御部48へ出力する。またセンサ部50として検煙部を設けた場合、公知の散乱光式検煙構造をもち、警報制御部48の指示により、所定周期で赤外LEDを用いた発光部を間欠的に発光駆動し、フォトダイオードなどの受光部で受光した散乱光の受光信号を増幅し、煙濃度検出信号を警報制御部48へ出力する。
The
通信部52は、他の住警器との間で所定の通信プロトコルに従って火災連動信号を送受信する。この通信プロトコルは、日本国内の場合には、例えば400MHz帯の特定小電力無線局の標準規格として知られたSTD−30(小電力セキュリティシステム無線局の無線設備標準規格)又はSTD−T67(特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備の標準規格)に準拠する。この火災連動信号は、送信元を示す送信元符号、グループ符号、事象符号、制御コマンド等を含む形式とする。
The
報知部56は、スピーカ、警報表示LED及びそれぞれの駆動回路を備え、必要に応じ警報制御部48の指示によりスピーカから警報音を出力すると共にLEDにより警報表示を行う。操作部58は警報音及び又は警報表示を停止するための操作を受け付ける警報停止スイッチなどの各種スイッチを備える。
The
警報制御部48は、次の火災警報制御、火災復旧制御、及び警報停止制御等を行う。
The
(火災警報制御)
警報制御部48は、センサ部50から出力した温度又は煙濃度の検出信号をAD変換により読み込み、所定の閾値以上の場合に火災を検出し、報知部56から連動元を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の火災警報として例えば「ピー ピー ピー 火事です 火事です」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示LEDを例えば点灯して行う。
(Fire alarm control)
The
また、警報制御部48は、報知部56から火災警報を出力させた場合、第1通信プロトコルに従った火災連動信号を生成し、通信部52に指示し、他の住警器へ火災連動信号を送信させる制御を行い、当該火災連動信号を受信した他の住警器で連動先を示す火災警報を出力させる。
In addition, when the
この場合の連動先を示す火災警報としては例えば「ピー ピー ピー 別の警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示LEDを例えば点滅して行う。 In this case, for example, a fire alarm indicating the link destination is repeatedly outputted by a voice message such as “Please confirm that another alarm device has been activated” from the speaker and the alarm display LED blinks.
また、警報制御部48は、通信部52を介して他の住警器が送信した火災連動信号の有効受信を検出した場合、報知部56からの連動先を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の連動先を示す火災警報も例えば「ピー ピー ピー 別の警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示LEDを例えば点滅して行う。
Moreover, the
(火災復旧制御)
警報制御部48は、センサ部50の検出信号に基づき温度又は煙濃度が閾値を下回る状態が例えば所定時間継続した場合或いは例えば所定回数連続した場合、火災の復旧(火災検出状態が解消したこと)を検出し、報知部56からの連動元を示す火災警報出力を停止させると共に、火災復旧連動信号を生成し、通信部52に指示し、当該火災復旧連動信号を他の住警器へ送信させる制御を行い、これを受信した他の住警器に、連動先を示す火災警報出力を停止させる。
(Fire recovery control)
The
また警報制御部48は、通信部52を介して他の住警器が送信した火災復旧連動信号の有効受信を検出した場合に、報知部56からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行う。
Moreover, the
(警報停止制御)
警報制御部48は、連動元として火災警報の出力中に操作部58の警報停止スイッチで受け付けた警報停止操作を検出した場合、報知部56からの連動元を示す火災警報出力を停止させると共に、警報停止連動信号を生成し、通信部52に指示し、当該警報停止連動信号を他の住警器へ送信させる制御を行い、これを受信した他の住警器に対して、連動先を示す火災警報出力を停止させる。
(Alarm stop control)
When the
また警報制御部48は、通信部52を介して他の住警器が送信した警報停止連動信号の有効受信を検出した場合に、報知部56からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行う。
Moreover, the
[アダプタ装置の構成]
図4はアダプタ装置28の機能構成の概略を示したブロック図である。図4において、アダプタ装置28は、アンテナ62を接続した通信部60及び制御部64を備え、図示しない電池電源により動作する。制御部64は、例えばプログラムの実行により実現される機能であり、ハードウェアとしてはCPU、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。
[Configuration of adapter device]
FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the functional configuration of the
通信部60は、図3の住警器26から送信した火災信号を受信する。制御部64は、通信部60を介して住警器26からの火災連動信号の受信を検出した場合、火災検出信号を、図2に示すように、モニタ装置20を経由してシステム制御部46へ出力し、蓄電装置18の放電制御を行わせる。制御部64が出力する火災検出信号は、所定の有電圧信号であってもよいし、リレーの作動によりリレー接点を閉じて出力する無電圧接点信号であっても良い。
The
また、制御部64は、通信部60を介して住警器26からの火災復旧連動信号又は警報停止連動信号の受信を検出した場合、火災検出信号の出力を停止し、これに基づきシステム制御部46で放電制御を停止させる。
The
[本発明の変形例]
(放電制御の変形)
上記の実施形態にあっては、火災を検出した場合に、電池モジュールに放電用抵抗を接続して放電する第1の強制放電制御と、蓄電した直流電力をDC/ACインバータにより直流電力に変換して商用交流系統へ供給して電池モジュールを放電する第2の強制放電制御を組み合わせているが、第1又は第2の強制放電制御の何れか一方を行うようにしても良い。
[Modification of the present invention]
(Deformation of discharge control)
In the above embodiment, when a fire is detected, the first forced discharge control for discharging by connecting a discharging resistor to the battery module, and the stored DC power is converted to DC power by the DC / AC inverter. Thus, the second forced discharge control for supplying the commercial AC system and discharging the battery module is combined, but either the first or the second forced discharge control may be performed.
また、蓄電装置の電池モジュールを強制的に放電する手段は、上記の実施形態に限定されず、適宜の手段をとることができる。例えば、蓄電装置に複数の電池モジュールを配置して直列接続していた場合、電池モジュールごとに独立した急速放電部を設けて強制的に放電しても良い。 Further, means for forcibly discharging the battery module of the power storage device is not limited to the above-described embodiment, and appropriate means can be taken. For example, when a plurality of battery modules are arranged in series in the power storage device, an independent rapid discharge unit may be provided for each battery module to forcibly discharge.
(放電制御の手動起動)
また、上記の実施形態は、住警器により火災を検出した場合に無線送信する火災連動信号の受信に基づいて、蓄電装置の放電制御を開始しているが、モニタ装置の操作部に放電起動釦を設け、例えば近隣火災が起きた場合に、住人の判断で放電起動釦を操作して火災検出信号を出力することで、蓄電装置の放電制御を開始するようにしても良い。
(Manual activation of discharge control)
In the above embodiment, the discharge control of the power storage device is started based on the reception of the fire-linked signal wirelessly transmitted when a fire is detected by the home police, but the discharge operation is started in the operation unit of the monitor device. For example, when a fire in the vicinity occurs, the discharge control of the power storage device may be started by operating the discharge activation button at the discretion of the resident and outputting a fire detection signal.
(住宅以外の太陽光発電システム)
また、上記の実施形態は、一般住宅に設置する太陽光発電システムを例にとっているが、公共施設や工場などに設置する規模の大きな太陽光発電装置に、リチウムイオン電池を収納した蓄電装置を組み合わせた場合についても、同様に適用することができる。
(Solar power generation system other than housing)
In the above embodiment, a solar power generation system installed in a general house is taken as an example, but a large-scale solar power generation apparatus installed in a public facility or factory is combined with a power storage device containing a lithium ion battery. The same can be applied to the case.
なお、このときの火災検出手段は、本発明の住警器の代わりとして、自動火災報知設備の火災検知信号を用いる。この場合の火災検出手段は、建物内の警戒区域に設置され、火災検知端末機器(火災感知器、押し釦通報装置、スプリンクラー設備)により火災を検知した場合に防災受信機から火災警報を出力すると共に火災連動信号を外部へ無線又は有線送信する自動火災報知設備と、防災受信機が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に感電防止回路部へ火災検知信号を出力するアダプタ装置とで構成する。 In addition, the fire detection means at this time uses the fire detection signal of the automatic fire alarm facility in place of the house alarm of the present invention. The fire detection means in this case is installed in a warning area in the building, and outputs a fire alarm from the disaster prevention receiver when a fire is detected by a fire detection terminal device (fire detector, push button notification device, sprinkler equipment). In addition, an automatic fire alarm system that wirelessly or wiredly transmits a fire-linked signal to the outside, and an adapter device that outputs a fire detection signal to the electric shock prevention circuit when a disaster prevention receiver receives a fire-linked signal transmitted wirelessly or by wire Configure.
また、太陽光発電システムは上記の実施形態に限定されず、太陽発電による直流電力を交流電力に変換して負荷に供給すると共に、太陽発電及び又は商用交流系統の電力を、リチウムイオン電池を用いた蓄電装置に蓄電して利用するものであれば、適宜の太陽光発電システムを含む。 Further, the solar power generation system is not limited to the above embodiment, and the DC power generated by the solar power generation is converted into AC power and supplied to the load, and the power of the solar power generation and / or the commercial AC system is used for the lithium ion battery. A suitable solar power generation system is included as long as the power is stored in the power storage device.
(その他)
また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
(Other)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, includes appropriate modifications that do not impair the objects and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above-described embodiments.
10:住宅
11−1〜11−n:太陽電池ストリングス
12:太陽電池モジュール
14:接続箱
16:パワーコンディショナ
18:蓄電装置
20:モニタ装置
22:分電盤
24:電力メータ
26:住警器
28:アダプタ装置
30:商用交流系統
32−1〜32−n:DC/DCコンバータ
34:DC/ACインバータ
36:双方向DC/DCコンバータ
38:電池モジュール
40:電池制御部
42:急速放電部
42a:スイッチ部
42b:放電用抵抗
46:システム制御部
10: Housing 11-1 to 11-n: Solar cell string 12: Solar cell module 14: Connection box 16: Power conditioner 18: Power storage device 20: Monitor device 22: Distribution board 24: Power meter 26: Residential alarm 28: Adapter device 30: Commercial AC systems 32-1 to 32-n: DC / DC converter 34: DC / AC inverter 36: Bidirectional DC / DC converter 38: Battery module 40: Battery control unit 42:
Claims (6)
複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュールを備え、前記太陽光発電装置で発電した直流電力を前記電池モジュールに蓄電して利用する蓄電装置と、
を備えた太陽光発電システムに於いて、
前記建物の火災を検出した場合に、火災検出信号を出力する火災検出手段と、
前記火災検出手段からの火災検出信号を受信した場合に、前記リチウムイオン電池の充電率を低下させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記火災検出信号を受信した場合に、前記電池モジュールに蓄電された直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給し、当該電池モジュールを放電させることを特徴とする太陽光発電システム。
A solar power generation apparatus installed in a building, which converts direct-current power generated by receiving sunlight into AC power and supplying it to a commercial AC load;
A battery module that houses a plurality of lithium ion batteries; and a power storage device that stores and uses DC power generated by the solar power generation device in the battery module;
In a photovoltaic power generation system equipped with
Fire detection means for outputting a fire detection signal when a fire in the building is detected;
Control means for reducing the charging rate of the lithium ion battery when receiving a fire detection signal from the fire detection means;
With
The control means, when receiving the fire detection signal, converts DC power stored in the battery module into AC power, supplies the AC power to the load, and discharges the battery module. Power generation system.
前記制御手段は、前記火災検出信号を受信した場合に、前記電池モジュールに蓄電された直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給すると共に、前記電池モジュールに抵抗手段を接続し、当該電池モジュールを放電させることを特徴とする太陽光発電システム。
In the solar power generation system according to claim 1,
When the control means receives the fire detection signal, the control means converts the DC power stored in the battery module into AC power and supplies it to the load, and connects resistance means to the battery module, A photovoltaic power generation system characterized by discharging a module.
前記太陽光発電装置は、
複数の太陽電池モジュールを接続して太陽光の受光により発電した直流電力を出力する太陽電池ストリングスと、
前記太陽電池ストリングスの出力電圧を所定電圧に変換して合成した直流電力を出力するDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの出力した直流電力を交流電力に変換して商用交流系に連系するDC/ACインバータと、
前記DC/DCコンバータの出力した直流電力を降圧変換して前記蓄電装置を充電すると共に、前記蓄電装置から放電した直流電力を昇圧変換して前記DC/ACインバータへ出力する双方向DC/DCコンバータと、
を備え、
前記制御手段は、火災検出信号を受信した場合に、前記DC/DCコンバータを停止状態に制御し、前記双方向DC/DCコンバータを昇圧変換の動作状態に制御し、更に前記DC/ACインバータを動作状態に制御することにより、前記電池モジュールに蓄電された直流電力を前記負荷に供給して放電させることを特徴とする太陽光発電システム。
In the solar power generation system according to claim 1,
The solar power generator is
Solar cell strings that connect a plurality of solar cell modules and output DC power generated by receiving sunlight, and
A DC / DC converter that outputs DC power obtained by converting the output voltage of the solar cell strings into a predetermined voltage; and
A DC / AC inverter that converts the DC power output from the DC / DC converter into AC power and links it to a commercial AC system;
Bidirectional DC / DC converter for stepping down DC power output from the DC / DC converter to charge the power storage device and boosting DC power discharged from the power storage device to output to the DC / AC inverter When,
With
When the fire detection signal is received, the control means controls the DC / DC converter to a stop state, controls the bidirectional DC / DC converter to an operation state of boost conversion, and further controls the DC / AC inverter. A solar power generation system, wherein direct current power stored in the battery module is supplied to the load and discharged by controlling to an operating state.
前記建物内の警戒区域に設置され、火災を検出した場合に、連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を無線又は有線送信し、他の火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、連動先を示す火災警報を出力する火災警報手段と、
前記火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、前記制御手段へ前記火災検出信号を出力するアダプタ手段と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
The solar power generation system according to claim 1, wherein the fire detection means includes:
When a fire is detected in a warning area in the building, a fire alarm indicating the source of the interlock is output, and a fire interlock signal is transmitted wirelessly or by wire, and other fire alarm means wirelessly or wire-transmitted. A fire alarm means for outputting a fire alarm indicating a link destination when a signal is received;
Adapter means for outputting the fire detection signal to the control means when the fire alarm means receives a fire-linked signal wirelessly or wiredly transmitted;
A photovoltaic power generation system characterized by comprising:
前記建物内の警戒区域に設置され、火災検知端末機器により火災を検知した場合に、火災警報を出力すると共に火災連動信号を外部へ無線又は有線送信する防災受信機と、
前記防災受信機が無線又は有線送信した前記火災連動信号を受信した場合に、前記制御手段へ前記火災検出信号を出力するアダプタ手段と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
The solar power generation system according to claim 1, wherein the fire detection means includes:
A disaster prevention receiver that is installed in a warning area in the building and outputs a fire alarm and transmits a fire-linked signal to the outside wirelessly or by wire when a fire is detected by a fire detection terminal device;
Adapter means for outputting the fire detection signal to the control means when the fire prevention signal received by the disaster prevention receiver wirelessly or by wire is transmitted;
A photovoltaic power generation system characterized by comprising:
複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュールを備え、前記太陽光発電装置で発電した直流電力を前記電池モジュールに蓄電して利用する蓄電装置と、
を備えた太陽光発電システムに於いて、
前記建物内の警戒区域に設置され、火災を検出した場合に、連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を無線又は有線送信し、他の火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、連動先を示す火災警報を出力する火災警報手段と、
前記火災警報手段が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に、火災検出信号を出力するアダプタ手段と、
通常時の制御として、前記太陽光発電装置で発電した直流電力を前記電池モジュールに蓄電し、前記アダプタ手段からの火災検出信号を受信した場合に、前記電池モジュールへの蓄電を停止すると共に、前記電池モジュールに蓄電された直流電力を放電して前記リチウムイオン電池の充電率を低下させる制御手段と、
を備え、
前記火災警報手段は、火災復旧を検出した場合又は警報停止操作を検出した場合に、警報停止連動信号を無線又は有線送信し、
前記アダプタ手段は、前記火災警報手段が無線又は有線送信した警報停止連動信号を受信した場合に、前記制御手段への前記火災検出信号の出力を停止し、
前記制御手段は、前記火災検出信号の出力停止を検出した場合に、前記電池モジュールの放電を停止させて、前記通常時の制御に戻すことを特徴とする太陽光発電システム。 A solar power generation apparatus installed in a building, which converts direct-current power generated by receiving sunlight into AC power and supplying it to a commercial AC load;
A battery module that houses a plurality of lithium ion batteries; and a power storage device that stores and uses DC power generated by the solar power generation device in the battery module;
In a photovoltaic power generation system equipped with
When a fire is detected in a warning area in the building, a fire alarm indicating the source of the interlock is output, and a fire interlock signal is transmitted wirelessly or by wire, and other fire alarm means wirelessly or wire-transmitted. A fire alarm means for outputting a fire alarm indicating a link destination when a signal is received;
Adapter means for outputting a fire detection signal when the fire alarm means receives a fire-linked signal transmitted wirelessly or by wire; and
As normal control, the DC power generated by the solar power generation device is stored in the battery module, and when a fire detection signal is received from the adapter means , the storage to the battery module is stopped, and Control means for discharging the direct-current power stored in the battery module to reduce the charging rate of the lithium ion battery;
With
The fire alarm means wirelessly or wiredly transmits an alarm stop interlocking signal when a fire recovery is detected or an alarm stop operation is detected,
The adapter means stops the output of the fire detection signal to the control means when the fire alarm means receives an alarm stop interlocking signal transmitted wirelessly or by wire.
The said control means stops the discharge of the said battery module, and returns to the control of the said normal time, when the output stop of the said fire detection signal is detected, The solar power generation system characterized by the above-mentioned .
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