JP2008011590A

JP2008011590A - ハイブリッド型発電装置

Info

Publication number: JP2008011590A
Application number: JP2006176209A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morimoto; 篤史森本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】太陽光と風力を利用したハイブリッド発電装置において、風車の回転アシスト機能を有する装置では、力行あるいは回生時に、同一のスイッチング素子と一対のフリーホイールダイオードを利用している。この半導体は定格電力を発電していた際の発電機電圧を考慮した耐圧設計が必要となり、低風速時の回転補助の際の電力損失が増加し、パッケージが大きくなるという課題がある。
【解決手段】ハイブリッド型発電装置は、太陽光を受け発電する太陽光発電手段１と、風車２で風を受け発電する発電機３と、発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段４と、低風速時に風車２が回転するように制御する発電電力貯蔵手段４よりも低い耐圧の半導体を利用した回転アシスト制御手段５を備えており、アシスト時に太陽光と風力による安定した電力をアシスト制御の電力供給源とし、さらに半導体損失を低くでき、アシスト時の安定化、損失低減と小型化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光および風力を利用した発電装置に関する。

従来、この種の風力発電装置は、力行運転あるいは回生運転を行ない、発電あるいはモータとして回転させるための一体化した制御装置（双方向チョッパ回路）を利用したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、特許文献１における風力発電装置について、図１０を参照しながら説明する。

図１０に示すように、風力発電装置は、風車７と、回転軸が風車７の回転軸と直接又は間接的に連結される発電機８を備えた風力発電装置において、発電機８が発電機あるいは電動機として使用可能な構成となっており、発電機８と結線された可逆電力変換装置９と、双方向直流チョッパ１０と、双方向直流チョッパ１０を制御する制御部１１と、双方向直流チョッパ１０と結線された蓄電池１２を備えている。

この構成において、低風速時（回転を始動する風速以下）の場合には、双方向直流チョッパ１０から可逆電力変換装置９を通して蓄電池１２の電力を供給し、電動機として発電機８を回転駆動、すなわち回転アシストを行なうこととなる。

特許文献１と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。

さらに、同様の起動アシスト装置を備えた風力発電装置として、双方向昇降圧コンバータを備えたものが知られている（例えば特許文献２参照）。

以下、特許文献３における風力発電装置について、図１１を参照しながら説明する。

図１１に示すように、風力発電装置は、交流発電機の出力側にインバータ回路１３と、インバータ回路１３の出力側に双方向昇降圧コンバータ回路１４とを備えており、双方向昇降圧コンバータ回路１４に双方向の直流電力が流れ、風車が所定の回転数に満たない場合において発電機１５は電動機として使用する構成としている。

この構成において、低風速時（回転を始動する風速以下）の場合には、双方向昇降圧コンバータ回路１４からインバータ回路１３を通して発電機１５に回転駆動するための電力を供給し、発電までの時間を短縮化でき、発電効率が向上している。

また、同様に具体的なアシスト制御方法を示した発電装置として、発電を開始するためのトリガとして発電開始回転数に至るまで力行運転を行なうということも提案されている（例えば特許文献３）。

以下、特許文献３における風力発電装置について、図１２を参照しながら説明する。

図１２に示すように、風力発電装置は、風車１６により駆動させる発電機１７をコンバータ１８及びインバータ１９により構成した発電制御装置２０を介して電力系統に接続している。この中で、風速判別器２１及び回転数判別器２２により風速は発電可能風速であるが、ロータ回転数Ｎがロータ停止回転数Ｎ_O≦Ｎ≦発電開始回転数Ｎ_Pであると判別されると、出力調整回路２３内の出力電流特性と電流検出器ＣＴ１で検出されたコンバータ１８の出力電流及びロータ回転数Ｎとに基づいてコンバータ１８の出力電流を制御して発電機１７の力行運転が開始され、ロータ回転数Ｎが発電開始回転数Ｎ_Pに上昇すると、発電機１７を回生運転に切り換えて発電を開始するように制御している。さらに、発電可能風速においても風車１６が起動しない時は、力行運転により強制的にロータを回転させて確実に発電させるように構成されている。

この構成において、低風速時（回転を始動する風速以下）の場合であっても、コンバータ１８からインバータ１９を通して力行運転することで、ロータの回転数に応じて発電機１７すなわち風車１６を回転駆動するための電力を供給して、回転起動を行なっている。

本構成においても、特許文献１および２と同様に、低風速時のアシストを行なうか否かは設置当初より考慮した上で装置を製作する必要がある。
特開２００４−６４８０６号公報特開２００３−２９９３９６号公報特開平８−３２２２９８号公報

このような発電装置では、風車が回転駆動するようにアシストするのは低風速時（例えば風速２．５ｍ／ｓ以下の時）のみである。従って、接続された発電機の駆動電圧は回転駆動するための電圧にしか到達せず、強風時のように高電圧となることはない。よって、風車を回転駆動するための電力制御回路に必要とする耐電圧はそれ程高くなくとも良いが、回転駆動のための回路すなわちインバータ回路と、発電電力を制御するコンバータ回路を同一とすることは耐電圧を同一とすることとなる。これにより回路は簡略化が可能であるが、回転駆動時に耐電圧の高い電子部品を経由して電力供給がなされるため、電力制御回路を通過する途上での損失は大きくなる。これは、耐電圧の高い電子部品すなわち半導体は、飽和電圧が高いあるいはオン抵抗が高いためである。このため、電力制御回路による損失で放熱器が大きくなることが発生するに伴い、発電して蓄電した電力を有効に利用することができないという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するもので、風力発電装置の回転駆動を補助する電力制御回路部の耐電圧を発電電力の貯蔵に利用する電力制御回路の耐電圧よりも低くすることで、回転駆動時の電力損失を低減することができ、発電電力のより有効な活用を図る風力発電装置を提供することを目的としている。

本発明のハイブリッド型発電装置は、太陽光を受け発電する太陽光発電手段と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成としたものである。

この手段により、低風速時（例えば風速２．５ｍ／ｓ以下の時）の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とすることで、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図り、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、太陽光発電および風力発電にて発電した電力、すなわち蓄電池に充電した電力を有効に活用する構成としたことでより安定して回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。

また、回転アシスト制御手段の着脱を自在とする付加接続手段を備える構成としたものである。

この手段により、回転駆動を行なう必要のない場合に接続せず、より簡単で低コストなハイブリッド型発電装置が得られる。

さらに、回転アシスト制御手段は、付加接続手段内の風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えるような構成としたものである。

この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置が得られる。

また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が回転アシスト制御手段の耐電圧を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なう構成としたものである。

さらに、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関を予め記憶しておき、電圧周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。

また、電圧周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものである。

この手段により、電圧周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。

さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。

また、電流周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものである。

この手段により、電流周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。

さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。

また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が所定の電圧を下回った際に付加接続手段を制御して、前記発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。

この手段により、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置が得られる。

さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。

また、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。

さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものである。

また、回転アシスト制御手段は、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えと前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えは、切り換える頻度を最少化するような構成としたものである。

この手段により、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との相互の切り換えを最小回数に抑制することができ、安定した回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。

さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅は相異なるような構成としたものである。

この手段により、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置が得られる。

また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数は相異なるような構成としたものである。

さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数は相異なるような構成としたものである。

また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差は相異なるような構成としたものである。

本発明によれば、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成とすることで、風車が回転を開始しない程度の低風速時（例えば風速２．５ｍ／ｓ以下の時）の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とし、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図り、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

本発明によれば、太陽光を受け発電する太陽光発電手段と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成とすることで、低風速時（例えば風速２．５ｍ／ｓ以下の時）の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とし、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図り、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、太陽光発電および風力発電にて発電した電力、すなわち蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、回転アシスト制御手段の着脱を自在とする付加接続手段を備える構成とすることで、回転駆動を行なう必要のない場合に接続せず、より簡単で低コストなハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、付加接続手段内の風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えるような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が回転アシスト制御手段の耐電圧を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なう構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、電圧周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成とすることで、電圧周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、電流周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成とすることで、電流周波数をより簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が所定の電圧を下回った際に付加接続手段を制御して、前記発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成とすることで、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、回転アシスト制御手段は、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えと前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えは、切り換える頻度を最少化するような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との相互の切り換えを最小回数に抑制することができ、安定した回転アシスト制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差は相異なるような構成とすることで、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるハイブリッド型発電装置を提供できる。

本発明によれば、太陽光を受け発電する太陽光発電手段と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段を備えた発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くするような構成としたものであり、風車が回転を開始しない程度の低風速時（例えば風速２．５ｍ／ｓ以下の時）の回転アシスト時に発電機へ最適な電力を供給しつつ、電力供給回路の耐電圧を最小限の耐圧とし、電力供給回路の半導体において、オン時の飽和電圧の低減、あるいはオン抵抗の低減を図ることにより、より軽量、小型かつ低損失な回路構成とすることが可能となり、太陽光発電および風力発電にて発電した電力、すなわち蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができるという作用を有する。

また、回転アシスト制御手段の着脱を自在とする付加接続手段を備える構成としたものであり、回転駆動を行なう必要のない場合に接続せず、より簡単で低コストとすることができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、付加接続手段内の風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えるような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。

また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が回転アシスト制御手段の耐電圧を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なう構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関を予め記憶しておき、電圧周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。

また、電圧周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものであり、電圧周波数をより簡単な構成で検出することができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が規定周波数を超えないように付加接続手段を制御して、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができるという作用を有する。

また、電流周波数は、ゼロクロス点の周期で計測する構成としたものであり、電流周波数をより簡単な構成で検出することができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を超えないように付加接続手段を制御して、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧を越えないように制御することができる作用を有する。

また、回転アシスト制御手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が所定の電圧を下回った際に付加接続手段を制御して、前記発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。

また、回転アシスト制御手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が所定の周波数を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を下回った際に付加接続手段を制御して、発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうような構成としたものであり、風車の状況に応じて回転アシストを始動、停止することができると同時に回転が停止したか否かを簡単な構成で検出することができるという作用を有する。

また、回転アシスト制御手段は、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えと前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えは、切り換える頻度を最少化するような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との相互の切り換えを最小回数に抑制することができ、安定した回転アシスト制御を行なうことができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。

また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。

さらに、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。

また、回転アシスト制御手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう内部に備えた三相ＰＷＭインバータ部の直流入力電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差は相異なるような構成としたものであり、回転アシスト制御手段と発電電力貯蔵手段との切り換えでハンチングすることを回避することができ、よりスムーズな制御を行なうことができるという作用を有する。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図１（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図１（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図を示す。

図に示すように、ハイブリッド型発電装置は太陽光を受け発電する太陽光発電手段１と、風車２で風を受け発電する風力発電手段としての発電機３と、発電機３により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段４と、低風速時に風車２が回転するように制御する回転アシスト制御手段５を備えている。また、発電電力貯蔵手段４は、発電機３により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部４ａと、全波整流回路部４ａを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池４ｂへ充電制御する充電制御部４ｃにより構成している。さらに回転アシスト制御手段５は、蓄電池４ｂを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部５ａと、蓄電池４ｂから放電回路部５ａを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相ＰＷＭインバータ部５ｂを備えている。また付加接続手段６は、三相ＰＷＭインバータ部５ｂ、および発電電力貯蔵手段４から切り換え信号を入力する入力部６ａと、切り換え信号に応じて発電機３から三相ＰＷＭインバータ部５ｂあるいは全波整流回路部４ａへの接続を切り換える分岐手段としての切替部６ｂを備えている。

次に、回転アシスト制御手段５は、蓄電池４ｂを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部５ａと、蓄電池４ｂから放電回路部５ａを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相ＰＷＭインバータ部５ｂを備えている。また付加接続手段６は、三相ＰＷＭインバータ部５ｂから切り換え信号を入力する入力部６ａと、切り換え信号に応じて発電機３から三相ＰＷＭインバータ部５ｂあるいは全波整流回路部４ａへの接続を切り換える切替部６ｂを備えている。この構成において、付加接続手段６に備えた入力部６ａは通常時に全波整流回路部４ａへ接続状態となっている、すなわち回転アシスト制御手段５が無い場合には、全波整流回路部４ａに接続されている。また、回転アシスト制御手段５が無い場合、単に風車２で発電した発電電力は蓄電池４ｂに蓄電される、あるいは負荷で使用されることになる。さらに放電回路部５ａ及び三相ＰＷＭインバータ部５ｂは、発電機３の発電電圧と発電電流から駆動するか否かを決定する。例えば発電電圧が規定電圧Ｖ＿ｌｏｗ以下で、かつ発電電流が規定電流Ｉ＿ｌｏｗ以下の時に駆動を開始し、Ｖ＿ｈｉ以上の時に駆動を停止する。但し、規定電流Ｉ＿ｌｏｗは発電時に流れる方向を正とする。この駆動を開始する際に、付加接続手段６に対して切替信号を出力する。さらに付加接続手段６は入力部６ａの切替信号に応じて切替部６ｂを切り換えることで全波整流回路部４ａに接続、あるいは三相ＰＷＭインバータ部５ｂに接続することとなる。

次に、充電制御部４ｃの制御フローチャートについて、図２を参照しながら説明する。

図に示すように、充電制御部４ｃは、直流電圧の実際値Ｖｄｃと、規定の上限電圧値（目標値Ｖｄｃ＿ｒｅｆ）を比較し、充電電流目標値Ｉｄｃ＿ｒｅｆを算出する。次に、蓄電池４ｂの電圧検出値Ｖｂａｔｔを入力し、規定電圧Ｖｂａｔｔ＿ｃに到達しているか否かを判定して、規定電圧Ｖｂａｔｔ＿ｃに到達している場合は、規定電圧Ｖｂａｔｔ＿ｃに制御するための充電電流に制限するためのリミット制御を実施する。到達していない場合は、蓄電池４ｂの最大充電電流Ｉｄｃ＿ｍａｘを超えない範囲で制御する。この場合、リミット制御あるいは最大充電電流によりリミットしたことで、発電電力が過剰となるが、その際は全波整流後の電圧が上昇することとなる。全波整流後の電圧が上昇して第二の規定電圧Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２となった場合、保護用抵抗を接続するように制御する。保護用抵抗の切り離しは、発電機３の発電電力の検出演算値により行なうこととなる。

次に、三相ＰＷＭインバータ部５ｂの制御フローチャートについて図３を参照しながら説明する。

図に示すように、発電機３の三相分の各相電圧を入力し、規定電圧（例えばＶｍａｘ−Ｖｍ）を超えたか否か判定する。この時、Ｖｍａｘは三相ＰＷＭインバータ５ｂに使用している半導体の最大定格電圧を示し、Ｖｍはマージン電圧を示している。判定した結果、規定電圧以下であれば回転アシストを継続する。規定電圧を超えた場合、すなわち三相ＰＷＭインバータ部５ｂの耐電圧を超えない安全領域内で利用できるように、三相ＰＷＭインバータ部５ｂを停止して入力部６ａに切替信号を出力する。また逆に、発電機３の三相分の各相電圧を入力し、規定電圧（例えばＶｍｉｎ＋Ｖｍ）を下回ったか否か判定する。この時、Ｖｍｉｎは風車２が自立的に回転を継続することができる最小電圧を示し、Ｖｍはマージン電圧を示している。判定した結果、規定電圧以下となれば回転アシストをオンする。ここで、アシストを切り離す規定電圧（Ｖｍａｘ−Ｖｍ）と、アシストをオンする規定電圧（Ｖｍｉｎ＋Ｖｍ）は相異なる電圧としている。この切り換える電圧を相異なる電圧とすることで、切替の頻度を最少化している。

上記の構成により、回転アシスト制御手段５を接続していない場合は、通常の風車２で発電した電力のみ制御して蓄電池４ｂに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段５を接続している場合は、発電機３をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相ＰＷＭインバータ部５ｂの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態１によれば、回転アシスト時に三相ＰＷＭインバータ部５ｂの電力損失を低減することができ、蓄電池４ｂに充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。

なお、本実施の形態１において、付加接続手段６は発電機３から全波整流回路部４ａへの接続を切り換えるような構成としたが、全波整流回路部４ａと並列に三相ＰＷＭインバータ部５ｂを構成して、三相ＰＷＭインバータ部５ｂの各半導体素子を切り離す構成としても作用効果に差異はない。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図４（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図４（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図を示す。

なお、実施の形態１と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図に示すように、ハイブリッド型発電装置は風車２で風を受け発電する風力発電手段としての発電機３と、発電機３により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段４と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段５Ｂを備えている。また、発電電力貯蔵手段４は、発電機３により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部４ａと、全波整流回路部４ａを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池４ｂへ充電制御する充電制御部４ｃにより構成している。さらに回転アシスト制御手段５Ｂは、蓄電池４ｂを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部５Ｂａと、蓄電池４ｂから放電回路部５Ｂａを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂを備えている。また付加接続手段６は、三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂ、および発電電力貯蔵手段４から切り換え信号を入力する入力部６ａと、切り換え信号に応じて発電機３から三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂあるいは全波整流回路部４ａへの接続を切り換える分岐手段としての切替部６ｂを備えている。

次に、三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂの制御フローチャートについて図５を参照しながら説明する。

図に示すように、発電機３の三相分の各電圧周波数を検出する。各電圧周波数の検出はゼロクロスから次のゼロクロスまでの時間偏差によって演算する。演算した時間偏差から発電機３の電圧と電圧周波数の相関、その際の発電機電流から規定周波数（例えばＦｍａｘ−Ｆｍ）を超えたか否か判定する。この時、Ｆｍａｘは三相ＰＷＭインバータ５Ｂｂに使用している半導体の最大定格電圧Ｖｍａｘに相当する発電機周波数を示し、Ｆｍはマージン周波数を示している。判定した結果、規定周波数以下であり、かつ回転アシストのための電力供給が規定値以下であれば回転アシストを継続する。規定周波数を超えた場合、すなわち三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂの耐電圧を超える可能性がある領域に到達すると、三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂを停止して入力部６ａに切替信号を出力する。また逆に演算した時間偏差から発電機３の電圧と電圧周波数の相関、その際の発電機電流から規定周波数（例えばＦｍｉｎ＋Ｆｍ）を下回ったか否か判定する。この時、Ｆｍｉｎは風車２が自立的に回転を継続することができる最小周波数を示し、Ｆｍはマージン周波数を示している。判定した結果、規定周波数以下であり、かつ回転アシストのための電力供給が規定値以下となれば回転アシストをオンする。ここで、アシストを切り離す規定周波数（Ｆｍａｘ−Ｆｍ）と、アシストをオンする規定周波数（Ｆｍｉｎ＋Ｆｍ）は相異なる周波数としている。この切り換える周波数を相異なる周波数とすることで、切替の頻度を最少化している。

上記の構成により、回転アシスト制御手段５Ｂを接続していない場合は、通常の風車２で発電した電力のみ制御して蓄電池４ｂに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段５Ｂを接続している場合は、発電機３をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態２によれば、回転アシスト時に三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂの電力損失を低減することができ、蓄電池４ｂに充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図６（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図６（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図を示す。

なお、実施の形態１あるいは２と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図に示すように、ハイブリッド型発電装置は風車２で風を受け発電する風力発電手段としての発電機３と、発電機３により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段４と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段５Ｃを備えている。また、発電電力貯蔵手段４は、発電機３により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部４ａと、全波整流回路部４ａを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池４ｂへ充電制御する充電制御部４ｃにより構成している。さらに回転アシスト制御手段５Ｃは、蓄電池４ｂを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部５Ｃａと、蓄電池４ｂから放電回路部５Ｃａを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂを備えている。また付加接続手段６は、三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂ、および発電電力貯蔵手段４から切り換え信号を入力する入力部６ａと、切り換え信号に応じて発電機３から三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂあるいは全波整流回路部４ａへの接続を切り換える分岐手段としての切替部６ｂを備えている。

次に、三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂの制御フローチャートについて図７を参照しながら説明する。

図に示すように、発電機３の三相分の各電流周波数を検出する。各電流周波数の検出はゼロクロスから次のゼロクロスまでの時間偏差によって演算する。演算した時間偏差から発電機３の電圧と電流周波数の相関、その際の発電機電流から規定周波数（例えばＦｍａｘ−Ｆｍ）を超えたか否か判定する。この時、Ｆｍａｘは三相ＰＷＭインバータ５Ｃｂに使用している半導体の最大定格電圧Ｖｍａｘに相当する発電機周波数を示し、Ｆｍはマージン周波数を示している。判定した結果、規定周波数以下であり、かつ回転アシストのための電力供給が規定値以下であれば回転アシストを継続する。規定周波数を超えた場合、すなわち三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂの耐電圧を超える可能性がある領域に到達すると、三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂを停止して入力部６ａに切替信号を出力する。また、逆に電流周波数が所定の周波数（Ｆｍｉｎ＋Ｆｍ）を下回った際に入力部６ａに切替信号を出力して、発電電力貯蔵手段４から回転アシスト制御手段５Ｃへ切り換えを行なう。ここで、アシストを切り離す規定周波数（Ｆｍａｘ−Ｆｍ）と、アシストをオンする規定周波数（Ｆｍｉｎ＋Ｆｍ）は相異なる周波数としている。この切り換える周波数を相異なる周波数とすることで、切替の頻度を最少化している。

上記の構成により、回転アシスト制御手段５Ｃを接続していない場合は、通常の風車２で発電した電力のみ制御して蓄電池４ｂに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段５Ｃを接続している場合は、発電機３をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態３によれば、回転アシスト時に三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂの電力損失を低減することができ、蓄電池に充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４におけるハイブリッド型発電装置の構成図を示す。図８（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図を示し、図８（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図を示す。

なお、実施の形態１乃至３のいずれかと同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図に示すように、ハイブリッド型発電装置は風車２で風を受け発電する風力発電手段としての発電機３と、発電機３により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段４と、低風速時に風車が回転するように制御する回転アシスト制御手段５Ｄを備えている。また、発電電力貯蔵手段４は、発電機３により発電した交流電力を直流電力に変換する全波整流回路部４ａと、全波整流回路部４ａを通して直流に変換した後の直流電圧が規定の上限電圧を超えないように蓄電池４ｂへ充電制御する充電制御部４ｃにより構成している。さらに回転アシスト制御手段５Ｄは、蓄電池４ｂを回転アシスト用の電力源として供給する放電回路部５Ｄａと、蓄電池４ｂから放電回路部５Ｄａを経由して得られた直流電力を交流電力に変換する三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂを備えている。また付加接続手段６は、三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂ、および発電電力貯蔵手段４から切り換え信号を入力する入力部６ａと、切り換え信号に応じて発電機３から三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂあるいは全波整流回路部４ａへの接続を切り換える分岐手段としての切替部６ｂを備えている。

次に、三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂの制御フローチャートについて図９を参照しながら説明する。

図に示すように、三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂは、放電回路部５Ｄａの出力電圧、すなわち三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂの直流入力電圧を検出する。この時の直流入力電圧を検出して、半導体の耐電圧Ｖｍａｘとその際の検出した電圧値Ｖｄｃ（ｔ）の偏差を演算する。この時の偏差がマージン電圧Ｖｍを下回る場合に、三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂを停止して入力部６ａに切替信号を出力する。また逆に、この偏差が最大マージン電圧Ｖｌｍを上回る場合に、入力部６ａに切替信号を出力して、三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂへ切り替えて、停止している三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂを起動する。ここで、アシストを切り離すマージン電圧Ｖｍと、アシストをオンする最大マージン電圧Ｖｌｍは相異なる電圧としている。この切り換える電圧を相異なる電圧とすることで、切替の頻度を最少化している。

通常、風車２が風力によって自立的に回転駆動できると、放電回路部５Ｄａからの放電電力は不要となり、その結果、放電回路部５Ｄａの出力電圧は上昇することとなるが、風車２が自立的に回転駆動できない場合は、放電回路部５Ｄａから三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂを経由して発電機３に供給されるため、前記の出力電圧は上昇せず、制御電圧を保持することとなる。この電力バランスを上記の判定に利用している。

上記の構成により、回転アシスト制御手段５Ｄを接続していない場合は、通常の風車２で発電した電力のみ制御して蓄電池４ｂに蓄電することとなり、回転アシスト制御手段５Ｄを接続している場合は、発電機３をモータとして駆動して回転のアシストを行なうこととなる。また、回転アシスト中は三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂの半導体の耐電圧を超えない領域で使用することができると同時に、耐電圧の低い半導体部品を利用することで飽和電圧が低い、あるいはオン抵抗を小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態４によれば、回転アシスト時に三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂの電力損失を低減することができ、蓄電池４ｂに充電した電力を有効に活用して回転アシスト制御を行なうことができる。

風力発電装置の回転駆動を補助促進するものであり、サボニウス風車以外にもプロペラ型やダリウス型などにも適用できる。

本発明の実施の形態１のハイブリッド型発電装置の構成図（（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図、（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図）同充電制御部４ｃの制御フローチャート同三相ＰＷＭインバータ部５ｂの制御フローチャート本発明の実施の形態２のハイブリッド型発電装置の説明図（（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図、（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図）同三相ＰＷＭインバータ部５Ｂｂの制御フローチャート本発明の実施の形態３のハイブリッド型発電装置の構成図（（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図、（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図）同三相ＰＷＭインバータ部５Ｃｂの制御フローチャート本発明の実施の形態４のハイブリッド型発電装置の構成図（（ａ）は、同ハイブリッド型発電装置の風力発電部分の構成図、（ｂ）は、同太陽光発電手段の構成図）同三相ＰＷＭインバータ部５Ｄｂの制御フローチャート従来の特許文献１における風力発電装置の構成図従来の特許文献２における風力発電装置の構成図従来の特許文献３における風力発電装置の構成図

符号の説明

１太陽光発電手段
２風車
３発電機
４発電電力貯蔵手段
４ａ全波整流回路部
４ｂ蓄電池
４ｃ充電制御部
５、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ回転アシスト制御手段
５ａ、５Ｂａ、５Ｃａ、５Ｄａ放電回路部
５ｂ、５Ｂｂ、５Ｃｂ、５Ｄｂ三相ＰＷＭインバータ部
６付加接続手段
６ａ入力部
６ｂ切替部

Claims

太陽光を受け発電する太陽光発電手段と、風車で風を受け発電する風力発電手段と、前記太陽光発電手段あるいは前記風力発電手段により発電した電力を貯蔵する発電電力貯蔵手段と、低風速時に風車が回転するように前記発電電力貯蔵手段に貯蔵した電力を放電制御して発電機を電動機として利用することで風車の回転をアシストする回転アシスト制御手段を付加接続する付加接続手段を備えたハイブリッド型発電装置であって、前記回転アシスト制御手段に備えた電力供給回路の耐電圧は、前記発電電力貯蔵手段に備えた充電回路の耐電圧より低くしたことを特徴とするハイブリッド型発電装置。
回転アシスト制御手段の着脱を自在とする付加接続手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、風力発電手段に備えた発電機の出力端を分岐する分岐手段と、分岐手段を風車の状態に応じて回転アシスト制御手段、あるいは発電電力貯蔵手段を切り換えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が回転アシスト制御手段の耐電圧を超えないように、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が規定周波数を超えないように、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
電圧周波数は、ゼロクロス点の周期で計測することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が規定周波数を超えないように、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
電流周波数は、ゼロクロス点の周期で計測することを特徴とする請求項６記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を超えないように、前記回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、発電機の何れか１相の電圧振幅が所定の電圧を下回った際に、前記発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電圧周波数の相関に基づき、電圧周波数が所定の周波数を下回った際に、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、予め記憶した発電機の何れか１相の電圧振幅と電流周波数の相関に基づき、電流周波数が所定の周波数を下回った際に、発電電力貯蔵手段から回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差が所定値範囲を下回った際に、発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段へ切り換えを行なうことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えと前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えは、切り換える頻度を最小化するようにしたことを特徴とする請求項３から９何れかに記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧振幅は相異なることを特徴とする請求項３あるいは９記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電圧周波数は相異なることを特徴とする請求項４あるいは１０記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の何れか１相の電流周波数は相異なることを特徴とする請求項６あるいは１１記載のハイブリッド型発電装置。
付加接続手段は、回転アシスト制御手段から発電電力貯蔵手段への切り換えを行なう発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差と、前記発電電力貯蔵手段から前記回転アシスト制御手段への切り換えを行なう発電機の交流電圧を整流した後の直流電圧と回転アシスト制御手段の電力供給回路の耐電圧の電圧差は相異なることを特徴とする請求項８あるいは１２記載のハイブリッド型発電装置。