本發(fā)明涉及將由進(jìn)行環(huán)境發(fā)電的發(fā)電元件發(fā)電得到的電力蓄積在蓄電池中，來對(duì)外部負(fù)載裝置供給電力的蓄電系統(tǒng)以及蓄電方法。本申請(qǐng)基于2013年12月27日在日本提出的2013－272146號(hào)日本專利申請(qǐng)主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：
近年來，因電子電路、無線技術(shù)的低耗電化，無線傳感器、遙控開關(guān)這樣的能量收集(環(huán)境發(fā)電)設(shè)備受到關(guān)注。能量收集設(shè)備通過從周圍的環(huán)境獲得電能，無需配線、電池更換而進(jìn)行動(dòng)作。作為能量收集設(shè)備，例如正在進(jìn)行假定了在熒光燈、LED照明這樣的屋內(nèi)光中的使用的能量收集用的低照度色素增感太陽能電池的開發(fā)。此外，專利文獻(xiàn)1中公開了基于電力需要量來求出太陽能電池所被要求的適當(dāng)發(fā)電量，并根據(jù)該要求的發(fā)電量來調(diào)整太陽能電池的發(fā)電量的發(fā)電系統(tǒng)。另外，專利文獻(xiàn)2以及3中公開了在發(fā)電電壓較大的屋外用的太陽能電池中，在太陽能電池的發(fā)電電壓的電壓比蓄電池的電壓大的情況下，不經(jīng)由升壓轉(zhuǎn)換器而對(duì)蓄電池進(jìn)行供電，能夠減少升壓轉(zhuǎn)換器中的轉(zhuǎn)換損失的情況。專利文獻(xiàn)4中公開了通過調(diào)節(jié)器電路、升壓電路等使色素增感型太陽能電池的發(fā)電電力穩(wěn)定后再向蓄電池供給的情況。專利文獻(xiàn)1:日本國特開2012－108829號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本國特開2011－211885號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本國特開昭62－154122號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本國特開2012－079322號(hào)公報(bào)然而，進(jìn)行如下的嘗試：使發(fā)電電力較小的發(fā)電元件發(fā)電，將發(fā)電得到的電力蓄積在蓄電池中，并通過蓄積的電力使負(fù)載裝置進(jìn)行工作。該情況下，存在以下的問題。即，在將發(fā)電元件用于輸入的情況下，在該期間不能夠蓄電到放電電壓以上的電壓，所以通常使用DC/DC轉(zhuǎn)換器裝置等升壓轉(zhuǎn)換器。然而，存在在蓄電池的電壓較低的狀態(tài)下，升壓轉(zhuǎn)換器中的電壓升壓時(shí)的轉(zhuǎn)換損耗變大，蓄電池的蓄電花費(fèi)較多的時(shí)間這個(gè)問題。上述專利文獻(xiàn)1～4所記載的發(fā)電系統(tǒng)不能夠應(yīng)對(duì)上述問題。尤其，在專利文獻(xiàn)2以及3中，使用發(fā)電電壓較大的屋外用的太陽能電池，不需要考慮蓄電池的電壓較低的狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種在蓄電池的電壓較低的狀態(tài)下，能夠加速針對(duì)蓄電池的蓄電時(shí)間的蓄電系統(tǒng)以及蓄電方法。為了解決上述課題，本發(fā)明的第一方式所涉及的蓄電系統(tǒng)具備：發(fā)電元件，進(jìn)行環(huán)境發(fā)電；蓄電池，通過上述發(fā)電元件的發(fā)電電力而被供電；DC/DC轉(zhuǎn)換器，將上述發(fā)電元件的輸出電壓轉(zhuǎn)換為規(guī)定的電壓；第一開關(guān)部，對(duì)將上述發(fā)電元件的輸出電壓直接向上述蓄電池供電或者經(jīng)由上述DC/DC轉(zhuǎn)換器供電進(jìn)行切換；以及第一切換部，將上述DC/DC轉(zhuǎn)換器變成主升壓模式的上述蓄電池的電壓以上的電壓設(shè)為第一閾值的情況下，該第一切換部對(duì)上述蓄電池的電壓和上述第一閾值的電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果來控制上述第一開關(guān)部。上述第一切換部在上述蓄電池的電壓為上述第一閾值的電壓以下的情況下，控制上述第一開關(guān)部，以便從上述發(fā)電元件向上述蓄電池進(jìn)行直接供電。上述第一切換部在上述蓄電池的電壓超過上述第一閾值的電壓的情況下，控制上述第一開關(guān)部，以便從上述發(fā)電元件經(jīng)由上述DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)上述蓄電池進(jìn)行供電。在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中設(shè)置開關(guān)部，該開關(guān)部對(duì)于從發(fā)電元件對(duì)蓄電池直接供電還是經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電進(jìn)行切換。而且，切換部判定蓄電池的電壓是否超過作為規(guī)定的電壓的第一閾值的電壓，在蓄電池的電壓在第一閾值的電壓以下的情況下，控制開關(guān)部，以便從發(fā)電元件對(duì)蓄電池進(jìn)行直接供電。另外，切換部在蓄電池的電壓超過第一閾值的電壓的情況下，控制開關(guān)部，以便經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。并且，在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中，DC/DC轉(zhuǎn)換器變?yōu)橹魃龎耗Ｊ降男铍姵氐碾妷阂陨系碾妷菏堑谝婚撝?，在蓄電池的電壓為第一閾值的電壓以下的情況下從發(fā)電元件對(duì)蓄電池進(jìn)行直接供電。而且，在蓄電池的電壓上升并超過第一閾值的電壓的情況下，上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)蓄電池進(jìn)行供電。由此，在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中，即使在規(guī)定的照度以下的環(huán)境中從低照度色素增感發(fā)電元件輸出的產(chǎn)生電力較小，蓄電池的電壓較低的情況下，也不會(huì)被DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的電壓升壓時(shí)的轉(zhuǎn)換損耗所影響，而能夠快速地提升蓄電池的電壓。另外，上述蓄電池可以由第一蓄電池、和容量大于上述第一蓄電池的第二蓄電池構(gòu)成，在將第二閾值設(shè)為比上述第一閾值大的值的情況下，當(dāng)上述蓄電池的電壓在上述第二閾值以下時(shí)，從上述發(fā)電元件僅對(duì)上述第一蓄電池進(jìn)行供電。由此，由于發(fā)電元件僅與容量較小的蓄電池連接，所以能夠以較少的電力而成為第一閾值以上的電壓，并能夠提前變成主升壓模式。上述方式的蓄電系統(tǒng)可以還具備：第二開關(guān)部，進(jìn)行上述第一蓄電池與上述第二蓄電池之間的電連接狀態(tài)以及切斷狀態(tài)的切換；以及第二切換部，對(duì)上述第一蓄電池的電壓和上述第二閾值的電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果來控制上述第二開關(guān)部，上述第一蓄電池和上述第二蓄電池以分別向外部負(fù)載裝置供給電力的方式構(gòu)成，上述第二閾值在能夠使上述外部負(fù)載裝置進(jìn)行動(dòng)作的電壓以上，上述第二切換部在上述第一蓄電池的電壓在上述第二閾值的電壓以下的情況下，控制上述第二開關(guān)部，以便上述第一蓄電池與上述第二蓄電池之間成為切斷狀態(tài)，從而將上述發(fā)電元件的發(fā)電電力僅向上述第一蓄電池供給，上述第二切換部在上述第一蓄電池的電壓超過上述第二閾值的電壓的情況下，控制上述第二開關(guān)部，以便上述第一蓄電池與上述第二蓄電池之間成為連接狀態(tài)，從而從上述第一蓄電池對(duì)上述第二蓄電池進(jìn)行供電。在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中，能夠從使用容量不同的兩種蓄電池的、各個(gè)蓄電池向外部負(fù)載裝置供給電力。而且，直至第一蓄電池中所充電的電壓變成第二閾值的電壓為止，第一切換部一直控制第一開關(guān)部，以便僅向該第一蓄電池供給發(fā)電元件的發(fā)電電力。而且，在第一蓄電池的電壓超過作為規(guī)定的電壓的第二閾值的電壓的情況下，第二切換部控制第二開關(guān)部，以便從第一蓄電池向第二蓄電池進(jìn)行供電。由此，即使在蓄電系統(tǒng)使用較大的容量的蓄電池的情況下，也能夠也快速地提升向外部負(fù)載裝置供給的輸出電壓。特別是由于第一蓄電池與外部負(fù)載裝置連接，所以即使在容量較大的第二蓄電池被充電前，也能夠提升向外部負(fù)載裝置供給的輸出電壓。上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)可以還具備：第三開關(guān)部，進(jìn)行上述第一蓄電池以及上述第二蓄電池與上述外部負(fù)載裝置之間的電連接狀態(tài)以及切斷狀態(tài)的切換；以及第三切換部，對(duì)上述第一蓄電池的電壓和第三閾值的電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果來控制上述第三開關(guān)部，在上述第一蓄電池的電壓比上述第三閾值的電壓高的狀態(tài)的情況下，上述第三切換部控制上述第三開關(guān)部，以便上述第一蓄電池以及上述第二蓄電池與上述外部負(fù)載裝置之間成為連接狀態(tài)，在上述第一蓄電池的電壓比上述第三閾值的電壓低的狀態(tài)的情況下，上述第三切換部控制上述第三開關(guān)部，以便上述第一蓄電池以及上述第二蓄電池與上述外部負(fù)載裝置之間成為切斷狀態(tài)。在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中設(shè)置第三開關(guān)部，該第三開關(guān)部切換第一蓄電池以及第二蓄電池與外部負(fù)載裝置之間的電連接狀態(tài)以及切斷狀態(tài)。而且，第三切換部在第一蓄電池的電壓比第三閾值的電壓高的情況下，使第三開關(guān)部形成連接狀態(tài)，從蓄電系統(tǒng)對(duì)外部負(fù)載裝置進(jìn)行供電。另外，第三切換部在第一蓄電池的電壓比第三閾值的電壓低的情況下，使第三開關(guān)部形成切斷狀態(tài)，將外部負(fù)載裝置從蓄電系統(tǒng)斷開。由此，在蓄電系統(tǒng)對(duì)蓄電裝置進(jìn)行初始充電的情況等第一蓄電池的電壓較低的狀態(tài)的情況下，停止向外部負(fù)載裝置的供電來抑制不必要的電力消耗，從而能夠加速對(duì)第一蓄電池的充電。上述第三閾值的電壓也可以被設(shè)定為比上述外部負(fù)載裝置能夠進(jìn)行動(dòng)作的動(dòng)作電壓高規(guī)定的電壓的量并且比上述第二閾值的電壓低。由此，在蓄電系統(tǒng)對(duì)外部負(fù)載裝置進(jìn)行供電的情況下，能夠可靠地使外部負(fù)載裝置進(jìn)行動(dòng)作。上述第二切換部可以具有磁滯特性，利用上述磁滯特性對(duì)上述第一蓄電池的電壓和上述第二閾值的電壓進(jìn)行比較，上述第二切換部在上述第一蓄電池的電壓超過上述第二閾值的電壓的情況下，控制上述第二開關(guān)部，以便上述第一蓄電池與上述第二蓄電池之間成為連接狀態(tài)，上述第二切換部在上述第一蓄電池與上述第二蓄電池之間為連接狀態(tài)，并且上述第一蓄電池的電壓降低到比上述第二閾值的電壓低規(guī)定的電壓且比上述第一閾值高規(guī)定的電壓的第四閾值的電壓以下的情況下，控制上述第二開關(guān)部，以便上述第一蓄電池與上述第二蓄電池之間成為切斷狀態(tài)。在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中，第二切換部在檢測出第一蓄電池的電壓超過第二閾值的電壓的情況下，使第一蓄電池與第二蓄電池之間連接。之后，通過從第一蓄電池對(duì)第二蓄電池進(jìn)行供電，第一蓄電池的電壓降低。而且，第二切換部在檢測出第一蓄電池的電壓降低到從第一閾值的電壓低規(guī)定的電壓的量且比上述第一閾值高規(guī)定的電壓的第四閾值的電壓以下的情況下，使第一蓄電池與上述第二蓄電池之間的連接開放切斷。換句話說，第二切換部利用用帶有磁滯特性來控制第二開關(guān)部的開閉。由此，蓄電系統(tǒng)能夠從第一蓄電池對(duì)第二蓄電池進(jìn)行供電并且能夠使第一蓄電池的電壓不降低到第一閾值以下的電壓，能夠不容易使DC/DC轉(zhuǎn)換器變成冷態(tài)起動(dòng)模式。另外，上述發(fā)電元件也可以由發(fā)電元件單元串聯(lián)連接而構(gòu)成。由此，在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中，發(fā)電元件能夠輸出需要的電壓。上述發(fā)電元件可以是能夠在規(guī)定的照度以下的環(huán)境中使用的低照度用的太陽能電池。由此，蓄電系統(tǒng)即使在使用較大的容量的蓄電池將從低照度用的太陽能電池輸出的電力進(jìn)行蓄電的情況下，也能夠快速地提升外部輸出的輸出電壓。另外，本發(fā)明的第二方式所涉及的蓄電方法包括：準(zhǔn)備具備蓄電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器、開關(guān)部、和切換部的蓄電系統(tǒng)，該蓄電池通過進(jìn)行環(huán)境發(fā)電的發(fā)電元件的發(fā)電電力而被供電，該DC/DC轉(zhuǎn)換器將上述發(fā)電元件的輸出電壓轉(zhuǎn)換成規(guī)定的電壓；該開關(guān)部對(duì)將上述發(fā)電元件的輸出電壓直接向上述蓄電池供電或者經(jīng)由上述DC/DC轉(zhuǎn)換器供電進(jìn)行切換，該切換部在將上述DC/DC轉(zhuǎn)換器變成主升壓模式的上述蓄電池的電壓以上的電壓設(shè)為第一閾值的情況下，對(duì)上述蓄電池的電壓和上述第一閾值的電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果來控制上述開關(guān)部；在上述蓄電池的電壓為上述第一閾值的電壓以下的情況下，上述切換部控制上述開關(guān)部，以便從上述發(fā)電元件對(duì)上述蓄電池進(jìn)行直接供電；以及在上述蓄電池的電壓超過上述第一閾值的電壓的情況下，上述切換部控制上述開關(guān)部，以便從上述發(fā)電元件經(jīng)由上述DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)上述蓄電池進(jìn)行供電。由此，在上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中，在規(guī)定的照度以下的環(huán)境中從低照度色素增感發(fā)電元件輸出的產(chǎn)生電力較小，從而即使在蓄電池的電壓較低的狀態(tài)下，也能夠加快對(duì)蓄電池的蓄電時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的上述方式所涉及的蓄電系統(tǒng)，在蓄電池的電壓較低的狀態(tài)下，能夠加快對(duì)蓄電池的蓄電時(shí)間。附圖說明圖1是表示使用本發(fā)明的蓄電系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)的概略構(gòu)成的構(gòu)成圖。圖2A是表示太陽能電池的概觀和太陽能電池單元的連接狀態(tài)的說明圖。圖2B是表示太陽能電池的概觀和太陽能電池單元的連接狀態(tài)的說明圖。圖3是表示蓄電系統(tǒng)101的構(gòu)成例的構(gòu)成圖。圖4是表示由多個(gè)蓄電池構(gòu)成蓄電池A121以及蓄電池B122的例子的構(gòu)成圖。圖5是表示對(duì)蓄電池A121以及蓄電池B122的充電動(dòng)作的方式的說明圖。圖6是表示蓄電池A121和蓄電池B122的電壓的變化的圖像的說明圖。圖7是表示蓄電系統(tǒng)101中的處理的流程的流程圖。圖8是表示在以周為單位運(yùn)用蓄電系統(tǒng)101的例子的示意圖。圖9是表示蓄電系統(tǒng)101的變形例的構(gòu)成圖。圖10是表示蓄電系統(tǒng)102的構(gòu)成例的構(gòu)成圖。圖11是表示對(duì)蓄電池123的充電動(dòng)作的方式的說明圖。圖12是表示蓄電系統(tǒng)102中的處理的流程的流程圖。圖13是表示蓄電系統(tǒng)103的構(gòu)成例的構(gòu)成圖。具體實(shí)施方式以下，參照添加附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。[使用了蓄電系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)的例子]圖1是表示使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的蓄電系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)的概略構(gòu)成的構(gòu)成圖。如圖1所示，環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)1由將進(jìn)行環(huán)境發(fā)電的發(fā)電元件的發(fā)電電力蓄積在蓄電池中的蓄電系統(tǒng)100、和從蓄電系統(tǒng)100供電的外部負(fù)載裝置200構(gòu)成。作為外部負(fù)載裝置200，例如列舉作為無需配線、電池更換而進(jìn)行動(dòng)作的無線傳感器發(fā)揮作用的環(huán)境監(jiān)視裝置210等。環(huán)境監(jiān)視裝置210具備對(duì)辦公室等室內(nèi)的溫度進(jìn)行測量的溫度傳感器211、和對(duì)室內(nèi)的濕度進(jìn)行測量的濕度傳感器212。環(huán)境監(jiān)視裝置210通過無線通信單元213朝向外部的監(jiān)視系統(tǒng)300周期性地?zé)o線發(fā)送由溫度傳感器211測量出的室內(nèi)溫度的信息、和由濕度傳感器212測量出的室內(nèi)濕度的信息。向外部負(fù)載裝置200供給電力的蓄電系統(tǒng)100具備作為發(fā)電元件的太陽能電池110、蓄電裝置120、和DC/DC轉(zhuǎn)換器130。太陽能電池110是低照度用的太陽能電池，例如在10000Lux(勒克司)以下的照度下使用。在蓄電系統(tǒng)100中，經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器130向蓄電裝置120供給太陽能電池110的發(fā)電電力，并將電力蓄積在蓄電裝置120中。蓄電系統(tǒng)100將蓄電裝置120中所蓄積的電力向外部負(fù)載裝置200供給。對(duì)蓄電系統(tǒng)100的構(gòu)成和動(dòng)作的詳細(xì)說明如后所述。圖2A以及圖2B是表示太陽能電池(發(fā)電元件)的概觀和太陽能電池單元(發(fā)電元件單元)的連接狀態(tài)的說明圖。如圖2A的俯視圖所示，在太陽能電池110的受光面，4個(gè)太陽能電池單元A111、B112、C113、D114排列成平面狀。4個(gè)太陽能電池單元A111、B112、C113、D114如圖2B所示那樣，構(gòu)成為串聯(lián)連接，來獲得規(guī)定的輸出電壓Vs。雖然圖2A以及圖2B所示的太陽能電池110是串聯(lián)連接4個(gè)太陽能電池單元的例子，但串聯(lián)連接的太陽能電池單元的個(gè)數(shù)并不被限定。太陽能電池單元的個(gè)數(shù)以朝向DC/DC轉(zhuǎn)換器130輸出的電壓成為在DC/DC轉(zhuǎn)換器130中能夠以規(guī)定的效率以上進(jìn)行升壓動(dòng)作的電壓的方式而被選擇。例如在太陽能電池單元為低照度色素增感太陽能電池的情況下，優(yōu)選將串聯(lián)連接的太陽能電池單元的個(gè)數(shù)例如設(shè)為最低三個(gè)以上。然而，在將太陽能電池110作為輸入電源的情況下，若要使外部負(fù)載裝置200連續(xù)地驅(qū)動(dòng)，則需要事先將無照明的夜間的消耗電力量蓄積在蓄電池中。并且，在考慮到在辦公室等室內(nèi)中的使用的情況下，需要事先也蓄積周末節(jié)日等的消耗電力量。為了使蓄電池中所蓄積的電力增加，能夠利用增加蓄電池的容量或者將蓄電池充電到高電壓等方法應(yīng)對(duì)。然而，在任何的方法中，蓄電池的充電都花費(fèi)時(shí)間，所以直至能夠?qū)⑼獠控?fù)載裝置200驅(qū)動(dòng)為止的時(shí)間變長。在本實(shí)施方式所涉及的蓄電系統(tǒng)中，為了解決上述問題，使用容量不同的兩種蓄電池A121以及蓄電池B122、和作為開關(guān)機(jī)構(gòu)的開關(guān)部140。圖3是表示蓄電系統(tǒng)101的構(gòu)成的構(gòu)成圖。圖3所示的蓄電系統(tǒng)101具備太陽能電池110(發(fā)電元件)、蓄電裝置120、DC/DC轉(zhuǎn)換器130、開關(guān)部140(第二開關(guān)部)、電壓檢測部150、和切換部160(第二切換部)。太陽能電池110是圖2A以及2B所示的低照度用的太陽能電池。蓄電裝置120由與能量收集的用途對(duì)應(yīng)的二次電池、電容器等構(gòu)成，并由容量較小的蓄電池A121、和容量較大的蓄電池B122構(gòu)成。對(duì)蓄電池A(第一蓄電池)121的容量的大小而言，考慮到從太陽能電池110進(jìn)行供電而提升到能夠?qū)⑼獠控?fù)載裝置200驅(qū)動(dòng)的電壓為止的時(shí)間、從蓄電池A121對(duì)蓄電池B122進(jìn)行供電時(shí)的蓄電池A121的電壓下降的程度、以及能夠從蓄電池A121連續(xù)地驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載裝置200的時(shí)間來設(shè)定。另外，蓄電池B122(第二蓄電池)的容量的大小根據(jù)外部負(fù)載裝置200的負(fù)載容量、和能夠連續(xù)地驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載裝置200的時(shí)間來設(shè)定。例如蓄電池B122相對(duì)于蓄電池A121的容量比例被設(shè)定為數(shù)倍～數(shù)十倍左右。此外，蓄電池A121以及蓄電池B122的每個(gè)可以由單體的蓄電池構(gòu)成，或者，如圖4所示那樣，也可以由多個(gè)蓄電池構(gòu)成。在圖4所示的例子中，例如蓄電池A121由蓄電池1211和蓄電池1212這2個(gè)蓄電池構(gòu)成，蓄電池B122由蓄電池1221、蓄電池1222、…、蓄電池122n共n個(gè)蓄電池構(gòu)成。換句話說，能夠由任意個(gè)數(shù)的蓄電池構(gòu)...