太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统技术方案

该太阳能发电/蓄电单元具备太阳能面板和与所述太阳能面板直接连接的蓄电池，所述蓄电池的最大充电电压为比所述太阳能面板的最大输出工作电压大10％的值以下。

Solar power generation / storage unit and solar power generation / storage system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统
本专利技术涉及一种太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统。本申请基于2018年6月14日在日本申请的日本特愿2018-113919以及2019年3月28日在日本申请的日本特愿2019-063937主张优先权，并将其内容引用于此。
技术介绍
太阳能发电作为可再生能源广受关注。太阳能发电是利用自然能源的发电，无法避免环境变化所引起的发电电力的变动。作为避免由发电电力的变动所引起的影响的一个手段，连接太阳能面板和蓄电池。在太阳能面板的发电时将剩余电力蓄积在蓄电池中，在非发电时使用蓄积在蓄电池中的电力。在太阳能面板与蓄电池之间设置有功率调节器等控制装置。控制装置控制蓄电池的过放电、过充电，抑制蓄电池的劣化、热失控。例如，在专利文献1的段落0020中记载了蓄电模块通过功率调节器等控制装置进行充放电控制。另外，例如在专利文献2中记载了在太阳能发电装置与蓄电池之间连接多个转换器的技术。现有技术文件专利文献专利文献1：日本专利技术专利公开公报特开2017-60359号专利文献2：日本专利技术专利公开公报特开2015-133870号
技术实现思路
控制装置控制太阳能发电/蓄电单元的工作点。工作点是太阳能发电/蓄电单元高效地工作的点，是工作电压和工作电流的组合。控制装置决定工作点时使用的一个方式是MPPT(MaximumPowerPointTracking，最大功率点跟踪)方式。MPPT方式在日照量一定的情况下能够确定适当的工作点(最佳工作点)。另一方面，在MPPT方式中，在日照量改变时，可能错误地识别最佳工作点，并且选择发电效率低的工作点。另外，控制装置自身消耗电力，成为电力损失的原因。即，为了提高太阳能面板的发电效率而设置的控制装置，结果成为使太阳能发电/蓄电单元的充电效率降低的原因。另外，太阳能面板中激发的电子和空穴的再结合成为太阳能面板的发电效率降低的原因。太阳能面板的发电效率的降低成为使太阳能发电/蓄电单元的充电效率降低的原因。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高充电效率的太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统。本专利技术的专利技术人发现，将太阳能面板与蓄电池直接连接，利用蓄电池的电压来控制太阳能面板的发电，能够提高太阳能发电/蓄电单元的充电效率。即，本专利技术为了解决上述课题，提供以下的手段。(1)第一方式涉及的太阳能发电/蓄电单元具备太阳能面板和与所述太阳能面板直接连接的蓄电池，所述蓄电池的最大充电电压为比所述太阳能面板的最大输出工作电压大10％的值以下。(2)在上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中，所述蓄电池的电阻值可以比所述太阳能面板的寄生电阻中的并联电阻小。(3)在上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中，所述蓄电池具有蓄电元件，所述蓄电元件具有含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极以及夹持在所述正极与所述负极之间的隔膜，所述正极活性物质可以含有在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质。(4)在上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中，所述正极活性物质可以具有尖晶石结构。(5)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元可以还具有第一切断元件，所述第一切断元件在所述蓄电池过充电时，将所述太阳能面板与所述蓄电池之间切断。(6)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元可以还具有第二切断元件，所述第二切断元件在所述蓄电池过放电时，将所述蓄电池与外部之间切断。(7)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中的所述蓄电池，至少具有正极，负极，以及与所述正极或所述负极连接的第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子和所述第三端子与所述正极或所述负极相互分离地连接，所述第二端子可以与所述正极或所述负极中的未连接所述第一端子和所述第三端子的电极连接。(8)上述方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中的所述蓄电池，具备多个蓄电元件，所述多个蓄电元件中的至少一个至少具有第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子将正极或负极中的任一者与所述太阳能面板连接，所述第二端子将所述正极或所述负极中的未连接所述第一端子的电极与不同的蓄电元件连接，所述第三端子将所述正极或所述负极中的连接有所述第一端子的电极与外部连接。(9)第二方式涉及的太阳能发电/蓄电系统，具有多个上述形式涉及的太阳能发电/蓄电单元。(10)上述形式涉及的太阳能发电/蓄电系统，多个太阳能发电/蓄电单元通过公共的外部配线与外部连接，所述外部配线可以具有防逆流元件。上述形式涉及的太阳能发电/蓄电单元以及太阳能发电/蓄电系统能够提高对蓄电池的充电效率。附图说明图1是本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元的示意图。图2是示出太阳能面板的I-V特性的图表。图3是太阳能面板的等效电路图。图4是示出蓄电池的电阻值与太阳能面板的寄生电阻中的并联电阻之间的关系的图表。图5示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元中的面板电压的时间变化。图6示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元中的面板电流的时间变化。图7示出实施例1和比较例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率的时间变化。图8示出实施例1的太阳能发电/蓄电单元相对于比较例1的太阳能发电/蓄电单元的发电效率的改善率。图9是在将太阳能面板与蓄电池直接连接时求出对蓄电池充电的电量的图表。图10是在将太阳能面板与蓄电池直接连接时求出对蓄电池充电的电量的时间变化的图表。图11是本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元所使用的蓄电元件的示意图。图12是示意性地示出正极活性物质的晶体结构的图。图13是示出开关元件的一例的图。图14是示出开关元件的其他例子的图。图15是第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元的示意图。图16是第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元所使用的蓄电元件的示意图。图17是示出第二实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元中的蓄电元件的具体连接关系的图。图18是示意性示出第三实施方式涉及的太阳能发电/蓄电系统的图。具体实施方式以下，适当参照附图对本实施方式进行详细说明。在以下的说明中使用的附图，为了容易理解本专利技术的特征，有时为了方便而将成为特征的部分放大表示，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本专利技术并不限定于此，在不变更其主旨的范围内能够适当变更而实施。[第一实施方式](太阳能发电/蓄电单元)图1是本实施方式涉及的太阳能发电/蓄电单元100的示意图。太阳能发电/蓄电单元100具备太阳能面板10和蓄电池20。太阳能面板10与蓄电池20通过配线直接连接。直接连接意味着不具有控制这些动作(例如，工作电压)的控制电路。当太阳能面板10与蓄电池20直接连接时，太阳能面板10由蓄电池20的电压控制。太阳能面板10的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能发电/蓄电单元，该太阳能发电/蓄电单元具备太阳能面板和与所述太阳能面板直接连接的蓄电池，/n所述蓄电池的最大充电电压为比所述太阳能面板的最大输出工作电压大10％的值以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180614 JP 2018-113919;20190328 JP 2019-0639371.一种太阳能发电/蓄电单元，该太阳能发电/蓄电单元具备太阳能面板和与所述太阳能面板直接连接的蓄电池，
所述蓄电池的最大充电电压为比所述太阳能面板的最大输出工作电压大10％的值以下。


2.根据权利要求1所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述蓄电池的电阻值比所述太阳能面板的寄生电阻中的并联电阻小。


3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述蓄电池具有蓄电元件，所述蓄电元件具有含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极以及夹持在所述正极与所述负极之间的隔膜，
所述正极活性物质含有在除去了有助于充放电的离子的状态下维持晶体结构的物质。


4.根据权利要求3所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述正极活性物质具有尖晶石结构。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的太阳能发电/蓄电单元，其中，所述太阳能发电/蓄电单元还具有第一切断元件，所述第一切断元件在所述蓄电池过充电时，将所述太阳能面板与所述蓄电池之间切断。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的太阳能发电/蓄...

【专利技术属性】
技术研发人员：白方雅人，伊达知秀，长谷川史彦，畠山贤介，引地政明，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP