(54)【考案の名称】無停電電源

(73)【実用新案権者】株式会社フジケイ

(72)【考案者】【考案者】

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【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は太陽光パネルと外部交流電源を電力の供給源とするとともに、両供給源からの電力供給を共存させた無停電電源に関するものである。

【従来の技術】

【0002】
停電時や災害時に於ける電源の安定供給は事業所業務の継続やライフラインの確保に不可欠である。従って、地震や雷等の自然災害及び、計画停電等により電力会社からの送電が不可能となり停電となった場合、業務存続に困難な状態に陥ってしまう。
【0003】
よって、地震や雷等の自然災害及び、計画停電等により電力会社からの送電が停止となり停電となった場合でも、必要な電力を確保する仕組みが必要である。
【0004】
下記特許文献1に充電用独立電源が開示されている。
【0005】

【効果】

【0009】
以上、本考案によって、より信頼性の高い電源装置を供給する事が出来る。特に、本考案では、ソーラーパネルによる充電機能と、外部交流電源による充電機能を持つ事で停電時、災害時、悪天候時に於いて安定した電源供給を可能とし、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本考案にかかる無停電電源の構成図である。

【0011】
以下、本考案を実施するための形態について図を用いて説明する。但し、本考案は多くの異なる形態による実施が可能である為、以下に示す実施例のみに限定されるものではない。
【0012】
図1は本実施形態における構成図である。この図で示すように、無停電電源は、ソーラーパネル1と、角度調整機能付きソーラーパネル取付け架台2と、バッテリー3と、前記バッテリーを収納する筺体19と、前記筺体19の換気口20と、外部ケーブル引き込み口4、外部交流電源入力用プラグ5、ソーラーパネル接続用ケーブル6、バッテリー接続用ケーブル7、アース接地棒付きケーブル8、交流コンセント9及び直流コンセント10を備えた筺体11と、前記筺体に収納され、前記ソーラーパネル1とソーラーパネル接続用ケーブル6で接続されバッテリー3を充電するためのチャージコントローラ12、交流外部電源と前記外部交流電源入力用プラグ付きケーブル5で接続されバッテリー3を充電するためのAC/DCコンバータ13、前記バッテリー3に接続されバッテリーの出力を直流から交流に変換し、前記交流コンセント9を介して交流負荷に電力供給するためのインバータ14、前記バッテリー3に接続されバッテリー3の出力電圧を必要に応じ変換し、前記直流コンセント10を介して直流負荷に電力供給するためのDC/DCコンバータ15、前記バッテリーの状態を監視する監視装置16、及び、前記バッテリー3の状態を表示する表示器17,18を有する。
【0013】
このような構成についてより詳細に述べると、図1に示すソーラーパネル1は単結晶シリコンや多結晶シリコン等シリコン系のものや、化合物系のものがあり、太陽光を受ける事で電力を発生する。パネルの接続は、必要な発電量に合わせ直列・並列接続で使用する事とする。又、本考案に用いられるソーラーパネルの材質や接続方法には特に限定は無い事とする。本実施例に於いては、このようなソーラーパネル1の取付け方法として、アングル材等による架台2が設けられている。この架台2は角度調整機構が付いており、パネル面が太陽の照射を効率良く受けることが可能である。
【0014】
筺体11は金属又は、合成樹脂等で形成され風雨の浸入を防止できるように開閉自在の扉が設けられている。
【0015】
筺体19は金属又は、合成樹脂等で形成され風雨の浸入を防止できるように開閉自在の扉が設けられている。又、この筺体19にはバッテリー3が設置されるが、完全密封型でない鉛蓄電池を使用する場合は換気口20を設け筺体内に水素ガスが充満しない処置が必要である。
【0016】
ここで、筺体11と筺体19は分割されているが、完全密封型でない鉛蓄電池を使用した場合、充電時の電気分解により、+極(正極)から酸素ガスが、−極(負極)からは水素ガスが発生する。従って、何らかの要因でスパーク(放電)が発生する恐れがある機器との混在は望ましくない。以上より、本考案ではバッテリー3とその他の機器を別々の筺体に搭載している。
【0017】
バッテリー3は、種類に限定されることなく市販のものを使用する事ができる。又、電圧はDC12Vを基準とし、必要であれば直列接続させてこのシステムの構成電圧をDC24V以上にしても良いし、さらに並列接続すれば大容量化が可能となる。
【0018】
ソーラーパネル1に太陽光が当たるとソーラーパネル1から直流電圧が出力され、それがチャージコントローラ12で定電圧の直流電力に変換される。この時、チャージコントローラ12の出力はバッテリー3とAC/DCコンバータ13の出力とインバータ14とDC/DCコンバータ15に接続されている。又、AC/DCコンバータ13は外部交流電源接続用プラグ5を介して外部交流電源に接続する事で、交流電圧を直流電圧に変換している。
【0019】
こうして、チャージコントローラ12の出力電力及び、AC/DCコンバータ13の出力電力がインバータ14に供給されるとともに、そのチャージコントローラ12の出力電力及び、AC/DCコンバータ13の出力電力によってバッテリー3がフロート充電される。
【0020】
太陽光が当らなくなってソーラーパネル1が発電されなくなると、AC/DCコンバータ13の出力電力のみがバッテリー3とインバータ14に供給される。
【0021】
インバータ14に供給された直流電力は高信頼・高品質の正弦波交流電力に変換され、コンセント9を介して外部交流負荷に出力される。ここで、インバータ14の正弦波出力の周波数は使用地域に合わせ、50Hzもしくは60Hzに切り替えが可能である。
【0022】
DC/DCコンバータ15に供給された直流電力はDC12Vに変換され、直流コンセント10を介して外部直流負荷に出力される。尚、DC/DCコンバータ15はバッテリー3を直列接続し、本考案のシステム電圧がDC24V以上の時に使用される。
【0023】
発光ダイオード17(使用可能ランプ)は、監視装置16がバッテリー3の状態を判断し、外部交流負荷の使用が可能な場合に点灯する。
【0024】
発光ダイオード18(要充電ランプ)は、監視装置16がバッテリー3の状態を判断し、外部交流負荷の使用が不可能な場合に点灯する。
【0025】
発光ダイオード17,18はバッテリー3の状態を表示するものであるが、センサ等を用いてシステムの状態を監視、比較し、表示器やタッチパネルに表示する事も可能である。
【0026】
外部交流電源が停電(瞬時停電を含む)した場合は、AC/DCコンバータ13への電力入力がなくなり、AC/DCコンバータ13の出力電力が零となる。AC/DCコンバータ13の出力電力が零となると、バッテリー3が放電する。このとき、チャージコントローラ12は、バッテリー3の放電に連携し、バッテリー3の放電電力が零とならない状態に出力電力を制御する。
【0027】
こうして、チャージコントローラ12の出力電力およびバッテリー3の放電電力がインバータ14に供給される。
【0028】
インバータ14に供給された直流電力は高信頼・高品質の正弦波交流電力に変換され、コンセント9を介して交流外部負荷に出力される。上記より、外部交流電源の停電にかかわらず、外部交流負荷への供給を継続する事が可能となる。
【0029】
以上のように、外部交流電源が停電した場合でも、ソーラーパネル1の発電電力とバッテリー3の蓄電電力を有効に使用して外部交流負荷に対して電力供給を継続することができる。ひいては、バッテリー3の放電量を抑制することができ、バッテリー3のバックアップ時間を延伸することができる。
【0030】
以上、本考案の実施形態の具体例を詳細に説明したが、前述の実施形態は一例にすぎず、実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。実用新案登録請求の範囲に記載の技術事項には、本考案の要旨を逸脱しない範囲で設計変更などしたものであっても含まれるものである。前述の実施形態では、外部交流電源の他に、太陽光エネルギーを利用した太陽光発電システムを例示して説明したが、自然エネルギーを利用した発電システムであれば良い。例えば、風力エネルギーを利用して電力を発電する風力発電システムやその他の自然エネルギーを利用した発電システムを外部交流電源系統とは異なる外部発電源として併用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本考案は停電時や災害時に於ける非常用の無停電電源装置として利用可能である。
また、本考案は、給電設備の無い山間部等でも使用可能な電源として利用可能性である。
【0032】
1 ソーラーパネル
2 架台
3 バッテリー
4 外部ケーブル引き込み口
5 外部交流電源入力用プラグ
6 ソーラーパネル接続用ケーブル
7 バッテリー接続用ケーブル
8 アース接地棒付きケーブル
9 交流コンセント
10 直流コンセント
11 筺体
12 チャージコントローラ
13 AC/DCコンバータ
14 インバータ
15 DC/DCコンバータ
16 監視装置
17 発光ダイオード(使用可能ランプ)
18 発光ダイオード(要充電ランプ)
19 筺体
20 換気口




(57)【要約】

【課題】常時十分な電源供給が可能な電源装置を提供する。【解決手段】ソーラーパネル1と、ソーラーパネル取付け架台2と、バッテリー3と、前記バッテリーの収納筺体19と、前記筺体の換気口と、外部ケーブル引き込み口と、外部交流電源入力用プラグ5と、前記ソーラーパネルの接続用ケーブル6と、前記バッテリー接続用のケーブル7と、アース接地棒付きケーブルと、交流コンセント9及び直流コンセント10を備えた筺体11とを設ける。さらに、チャージコントローラと、AC/DCコンバータと、インバータと、DC/DCコンバータと、バッテリー監視装置と、バッテリーの状態の表示器からなり、晴天時等では前記ソーラーパネルで太陽光を受けて電力を発生し、必要とする発電量に合わせて電力供給するとともに余剰な電力は前記バッテリーへ貯電し、太陽光により電力供給を十分に受けることができない場合には、交流電源より前記バッテリーへ貯電する。


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