JPH0870533A - 太陽電池を用いた電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力変換装置を分散化し、小容量の発電設備
に対して、小容量の電力変換装置で対応でき、電力変換
装置の設置スペース、コストの低減が得られ、又、発電
容量に応じた電力変換装置の構成ができ、複数仕様の電
力変換装置を生産するより、製品コストが低減できる太
陽電池を使用した電源装置を提供する。 【構成】 太陽電池アレイ８の出力に等しい容量のイン
バータ９を使用し、複数枚の太陽電池アレイ８の出力側
をそれぞれインバータ９の入力側に接続し、これらのイ
ンバータ９の出力側を一本にして系統連系システムに接
続するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池を用いた分散型
の電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽光発電による分散型電源と商
用電源を連系し、太陽光発電だけでは電力がまかなえな
い場合、その電力を系統側から供給するシステムが開発
されている。

【０００３】このようなシステムは、太陽光エネルギー
を電気エネルギーに変換する太陽電池、太陽電池からの
出力が太陽電池に逆流しないようダイオードや開閉器で
構成された接続箱、太陽電池からの直流電力を商用電源
と同期のとれた交流電力に変換する電力変換装置および
商用電源の異常を検出する保護装置で構成されている。
また、一般家庭を対象とした低圧連系用システムにおい
ては、通常、太陽電池を家屋の屋根に設置し、電力変換
装置は屋内に設置されることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような電力変換
装置においては、下記のような問題がある。

【０００５】（１）出力容量の問題 太陽光発電システムに使用するソーラーパワーコンディ
ショナの出力電力は、太陽電池の出力電力によってきま
る。その太陽電池の出力電力は、太陽電池の設置面積に
よって決まるが、一般家庭においては屋根面積の関係
上、太陽電池の設置数にバラツキがある。また、太陽電
池の出力電力は設置面積が同一であっても、結晶方式
（単結晶、多結晶、アモルファス）、変換効率、モジュ
ール構成、メーカなどによって異なる。

【０００６】（２）熱の問題 ソーラーパワーコンディショナ（電力変換装置）の変換
効率は９０％前後であり、約１０％分のエネルギーが熱
となる。システム容量にもよるが、５ｋＷシステムで５
００Ｗの発熱となり、電熱器なみの発熱である。

【０００７】（３）騒音の問題 強制空冷方式ではファンの風切り音やモーター音などの
騒音が発生する。また装置から発生するトランスやリア
クトルのうなりによる騒音などがある。

【０００８】（４）電波障害の問題 インバータノイズにより、装置周辺での通信機器の使用
が困難である。

【０００９】（５）形状・重量の問題 形状が大きく重量が重い。取付時の作業性（持ち運び、
壁の補強の必要性など）が悪い。

【００１０】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、その目的とするところは、電力変換装
置を分散化し小さい容量の電力変換装置を複数台用いる
ことにより、上記の問題を解決する太陽電池を用いた電
源装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係わる発明は、複数台の太陽電池アレ
イにそれぞれ電力変換装置を接続するようにしたことを
特徴とする。

【００１２】また、上記の目的を達成するために、請求
項２に係わる発明は、前記電力変換装置を、太陽電池ア
レイからの直流電力を安定した直流電力に変換すると共
にその出力電圧を同一電圧に制御する手段を備えた一の
電力変換部と、この一の電力変換部から得られた直流電
力を商用電源と同期のとれた交流電力に変換する他の電
力変換部から構成したことを特徴とする。

【００１３】又、上記の目的を達成するために、請求項
３に係わる発明は、請求項２記載の太陽電池を用いた電
源装置において、前記一の電力変換部の出力電圧を同一
電圧に制御する手段を、ダイオードを介して他の電力変
換部に接続する構成にした。

【００１４】また、上記の目的を達成するために、請求
項４に係わる発明は、請求項２記載の太陽電池を用いた
電源装置において、前記一の電力変換部を複数台にし
て、その内の何台かは商用電源との連系運転用に使用
し、また何台かは商用電源と連系しない独立運転用に使
用するようにした。

【００１５】また、上記の目的を達成するために、請求
項５に係わる発明は、複数台の太陽電池アレイにそれぞ
れ電力変換装置を接続し、これらの電力変換装置が、太
陽電池アレイからの直流電力を商用電源と同期のとれた
交流電力に変換する電流出力形電力変換装置であること
を特徴とする。

【００１６】また、上記の目的を達成するために、請求
項６に係わる発明は、複数台の太陽電池アレイにそれぞ
れ電力変換装置を接続し、これらの電力変換装置を親機
と子機から構成し、親機が、商用電源と同期をとる同期
検出手段および子機に対して同期信号を送る信号転送手
段を備えることを特徴とする。

【００１７】また、上記の目的を達成するために、請求
項７に係わる発明は、複数台の太陽電池アレイにそれぞ
れ電力変換装置を接続し、これらの電力変換装置を親機
と子機から構成し、親機が、単独運転検出の能動的制御
手段および子機に対して能動的制御を行うか否かの信号
を送る信号転送手段を備えることを特徴とする。

【００１８】また、上記の目的を達成するために、請求
項８に係わる発明は、電力変換装置を接続箱に一体化し
たことを特徴とする。

【００１９】また、上記の目的を達成するために、請求
項９に係わる発明は、電力変換装置を太陽電池アレイに
一体化したことを特徴とする。

【００２０】また、上記の目的を達成するために、請求
項１０に係わる発明は、請求項８又は請求項９記載の太
陽電池を用いた電源装置において、保護装置を電力変換
装置に一体化した。

【００２１】また、上記の目的を達成するために、請求
項１１に係わる発明は、太陽電池アレイを構成する各モ
ジュールの個々にそれぞれ電力変換装置を接続し、各モ
ジュールの温度を計測する温度計測手段と、温度計測手
段で計測された各モジュールに対応する温度をそれぞれ
の電力変換装置に入力して各モジュールから取出す電力
を最下となるように制御する制御手段とを備えたことを
特徴とする。

【００２２】また、上記の目的を達成するために、請求
項１２に係わる発明は、太陽電池アレイの取付用構造体
あるいは接続箱の構造体を電力変換装置の放熱手段とし
て用いたことを特徴とする。

【００２３】また、上記の目的を達成するために、請求
項１３に係わる発明は、電力変換装置を、太陽電池アレ
イを構成するモジュール単位あるいはセル単位毎に構成
するようにしたことを特徴とする。

【００２４】

【作用】請求項１の構成により、小容量の発電設備に対
して、小容量の電力変換装置で対応できるため、電力変
換装置の設置スペース、コストの低減が得られる。ま
た、発電容量に応じた電力変換装置の構成ができるた
め、複数仕様の電力変換装置を生産するより、製品コス
トが低減できる。

【００２５】また、請求項２の構成により、電力変換装
置を、安定した直流電力に変換する部分と直流電力を交
流電力に変換する部分に分離することで、複数の異なる
出力電圧の太陽電池アレイの直流→交流変換装置が１つ
になり、低コスト、低スペースが計れる。また、故障に
よる修理が半減できる。また、メンテナンス時にも、発
電が継続でき、発電量が多くなる。

【００２６】また、請求項３の構成により、逆電圧防止
を図ることができる。

【００２７】また、請求項４の構成により、電力変換装
置を電流制御型にすることで、電力変換装置の並列接続
のための同期回路などが不用となるため、電力変換装置
のコスト低減が計れる。また、電力変換装置の小型化が
計れる。

【００２８】また、請求項５の構成により、直流負荷に
供給する電力の効率がよくなる。

【００２９】また、請求項６の構成により、親機のみ、
系統連系システムと同期する同期手段を持つことで、子
機の同期手段がいらなくなった分、低コスト化が実現で
きる。また、子機の同期手段がいらなくなった分、省ス
ペース化が実現できる。

【００３０】また、請求項７の構成により、複数台の電
力変換装置が運転されている場合に、単独運転検出機能
および系統保護装置を１台の電力変換装置のみに搭載
し、他はその検出信号を受け、停止、運転することで、
２台目以降の電力変換装置には検出回路が不用となり、
低コスト、省スペース化が計れる。

【００３１】また、請求項８の構成により、小容量の発
電設備に対して、小容量の電力変換装置で対応できるた
め、電力変換装置の設置スペース、コストの低減が得ら
れる。また、発電容量に応じた電力変換装置の構成がで
きるため、複数仕様の電力変換装置を生産するより、製
品コストが低減できる。また、一体化による設置スペー
スの低減が計れる。また、接続箱、電力変換装置と外郭
部品等を共有できるため、全体ではコスト低減が可能に
なる。

【００３２】また、請求項９の構成により、小容量の発
電設備に対して、小容量の電力変換装置で対応できるた
め、電力変換装置の設置スペース、コストの低減が得ら
れる。また、発電容量に応じた電力変換装置の構成がで
きるため、複数仕様の電力変換装置を生産するより、製
品コストが低減できる。また、一体化による設置スペー
スの低減が計れる。また、太陽電池アレイ、電力変換装
置と外郭部品等を共有できるため、全体ではコスト低減
が可能になる。

【００３３】また、請求項１０の構成により、小容量の
発電設備に対して、小容量の電力変換装置で対応できる
ため、電力変換装置の設置スペース、コストの低減が得
られる。また、発電容量に応じた電力変換装置の構成が
できるため、複数仕様の電力変換装置を生産するより、
製品コストが低減できる。また、一体化による設置スペ
ースの低減が計れる。また、太陽電池アレイ、接続箱、
電力変換装置と外郭部品等を共有できるため、全体では
コスト低減が可能になる。

【００３４】また、請求項１１の構成により、モジュー
ルごとに温度に対して最適な効率出運転できるため、全
体として発電効率がよくなる。

【００３５】また、請求項１２の構成により、電力変換
装置の放熱板の小形化あるいは冷却ファンが不要とな
り、コストの低減が計れる。また、太陽電池アレイ、接
続箱は屋外にあるので、熱の排出性が良い（従来、電力
変換装置は屋内設置であり、屋内に熱がこもる問題あ
り）という利点がある。

【００３６】また、請求項１３の構成により、モジュー
ル、セル単位で電力変換装置を取り付けていくことで、
細かい設置容量に対応した電力変換が可能となるため、
太陽電池発電容量の追加、削減に低コストで対応でき
る。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に、太陽光発電による分散型電源と商用電源
とを系統連系する系統連系システムを示す。この図面に
おいて、１は商用電源の電力系統であり、発電所の主電
源２と、この発電所２からの電力を降圧して配電する変
電所３と、配電線４に設けられた遮断器５と、供給され
た電力を降圧して各家庭に供給する柱上変圧器６とを備
えている。

【００３８】各家庭に設置された分散型電源は、太陽電
池アレイ８と、この太陽電池アレイ８から出力される直
流電力を交流電力に変えるインバータ（インバータ回
路）９を内蔵したインバータ装置１０とを備えている。

【００３９】このインバータ装置１０は、商用電源の電
力系統１から分散型電源を切り離す遮断器１１と、周波
数変動や電圧変動に基づいて、商用電源の電力系統１の
遮断器５の開成を検知して遮断器１１を開成させる開成
検知手段１２とを含む系統連系保護装置を内蔵した構成
となっている。

【００４０】かかる系統連系システムにおいては、計測
される太陽電池アレイ８の出力電圧及び出力電流に基づ
いて、太陽電池アレイ８の発電電力を演算する演算手段
１４と、太陽電池アレイ８の出力電圧を変化させる出力
可変手段１５と、この出力可変手段１５を制御して太陽
電池アレイ８の出力電圧を変化させることにより、演算
手段１４で演算された発電電力が最大となる出力電圧値
を探索する探索動作を、一定の時間間隔をあけて断続的
に行う制御手段１６と、発電量が異常であるときなどに
表示を行う表示手段１７とを備えている。そして、前記
開成検知手段１２、演算手段１４、出力可変手段１５及
び制御手段１６は、マイクロコンピュータ２０によって
構成されている。

【００４１】この制御手段１６は、出力可変手段１５を
介してインバータ回路９を制御することにより、太陽電
池アレイ８の出力電圧を変化させ、演算手段１４から出
力される電力が最大となる電圧値を探索するものであ
る。

【００４２】（実施例１）上記の系統連系システムにお
いて、電源装置は、一般的には図２に示すように、例え
ば１ＫＷ出力の３枚の太陽電池アレイ８に対して１個の
３ＫＷのインバータ９を使用していた。しかしながら、
３枚の太陽電池アレイ８のうち１枚が故障した場合に
は、２枚の太陽電池アレイ８で２ＫＷの出力をした場合
でも、３ＫＷのインバータ９を使用することになり、常
に大きい容量のインバータ９の使用を余儀なくされてい
た。

【００４３】本発明の電源装置は、小容量の電力変換装
置であるインバータ９を組み合わせることで、大容量の
電力変換装置も構成できるようにするものである。すな
わち、図３に示すように太陽電池アレイ８の出力に等し
い容量のインバータ９を使用し、複数枚の太陽電池アレ
イ８の出力側をそれぞれにインバータ９の入力側に接続
し、これらインバータ９の出力側を一本にして系統連系
システムに組み込んである。

【００４４】このように構成することにより、小容量の
発電設備に対して、小容量のインバータ９で対応できる
ため、インバータ９の設置スペース、コストの低減が得
られる。また、発電容量に応じたインバータ９の構成が
できるため、複数仕様のインバータ９を生産するより、
製品コストが低減できる。

【００４５】（実施例２）また、電源装置においては、
図４に示すように複数枚の太陽電池アレイ８の出力を一
つのインバータ９で変換し、安定した交流を得ていた。
例えば、一の太陽電池アレイ８の出力がＤＣ１００Ｖ
で、他の太陽電池アレイ８の出力がＤＣ２００Ｖである
場合、前記インバータ９で変換し、ＡＣ２００Ｖの安定
した交流を得ていた。しかし、この場合、前記インバー
タ９が故障したときには、このインバータ９全体を修理
する必要があった。

【００４６】そこで、本発明の電源装置においては、図
５に示すようにそれぞれの太陽電池アレイ８の出力側を
一の電力変換部であるＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力
側に接続し、これらのＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力
側を一つの他の電力変換部であるインバータ９の入力側
に接続して系統連系システムに接続した構成である。

【００４７】したがって、一の太陽電池アレイ８の出力
がＤＣ２００Ｖ、他の太陽電池アレイ８の出力がＤＣ１
００Ｖ、また、別の他の太陽電池アレイ８の出力がＤＣ
５０Ｖである場合、一のＤＣ／ＤＣコンバータ２１では
そのままＤＣ２００Ｖとし、他のＤＣ／ＤＣコンバータ
２１ではＤＣ２００Ｖに昇圧し、別の他のＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２１ではＤＣ２００Ｖに昇圧して前記インバー
タ９に入力させるようにしている。

【００４８】上記のように、電力変換装置を、安定した
直流電力に変換する一の電力変換部（ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２１）と直流電力を交流電力に変換する他の電力変
換部（インバータ９）に分離することで、複数の異なる
出力電圧の太陽電池アレイ８の直流→交流変換装置が１
つになり、低コスト、低スペースが計れる。また、故障
による修理が半減できる。また、メンテナンス時にも、
発電が継続できる。発電量が多くなる。

【００４９】（実施例３）また、実施例２の構成におい
て、図６に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力
側にダイオード２２を設けることにより逆電圧防止を図
ることができる。

【００５０】（実施例４）また、電源装置においては、
図７に示すように太陽電池アレイ８の出力側にＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ２１とインバータ９とをこの順序で接続
し、このインバータ２１の出力側を系統連系システム、
ＡＣ負荷３６に接続する一方、インバータ９の出力側を
他のコンバータ３７を介してＤＣ負荷３８に接続し、イ
ンバータ９で変換した交流をコンバータ３７で直流に変
換してＤＣ負荷３８に供給することがある。この場合、
電力変換装置としてインバータ９とコンバータ３７との
２台が必要になり、特にコンバータ３７を付加すること
による電力の損失は大きい。

【００５１】そこで、本発明の電源装置では、図８に示
すように太陽電池アレイ８の出力側に一の電力変換部で
あるＤＣ／ＤＣコンバータ２１ＡとＤＣ／ＤＣコンバー
タ２１Ｂとを接続し、一方のＤＣ／ＤＣコンバータ２１
Ａの出力側にインバータ９を接続して系統連系システム
及びＡＣ負荷３６に電力を供給する一方、他方の前記Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２１Ｂの出力側にＤＣ負荷３８を接
続した構成にした。

【００５２】したがって、ＤＣ負荷３８に対しては直流
で供給できるのでコンバータ３７が不要になり電力の損
失は小さくなる。

【００５３】（実施例５）また、図９に示すように太陽
電池アレイ８の出力に等しい容量のインバータ９を使用
し、複数枚の太陽電池アレイ８の出力側をそれぞれにイ
ンバータ９の入力側に接続し、これらインバータ９の出
力側を一本にして系統連系システムに組み込んだ構成に
おいて、それぞれのインバータ９の出力の周波数、位相
を同期させるために、それぞれのインバータ９に同期制
御回路２３からの制御信号を入力させて各インバータ９
を同期させることが考えられる。この場合にはインバー
タ９は電圧制御型である。

【００５４】しかし、インバータ９に電流出力電力変換
装置を使用することにより、各インバータ９の出力電圧
を同一にすることができるので、図１０に示すように前
記同期制御回路２３が不要になる。

【００５５】このように、インバータ（電力変換装置）
９を電流制御型にすることで、電力変換装置の並列接続
のための同期回路などが不用となるため、電力変換装置
のコスト低減が計れる。また、電力変換装置の小型化が
計れる。

【００５６】（実施例６）また、図１１に示すように太
陽電池アレイ８の出力に等しい容量のインバータ９を使
用し、複数枚の太陽電池アレイ８の出力側をそれぞれに
インバータ９の入力側に接続し、これらインバータ９の
出力側を一本にして系統連系システムに組み込んだ構成
において、それぞれのインバータ９において系統連系シ
ステムと同期をとるためにそれぞれのインバータ９に同
期制御回路２４を付加することが考えられるが、図１２
に示すように親機２５にのみに同期制御回路２４を付加
して、他のインバータ９は同期制御回路２４からの同期
信号を取り込むように構成することができる。

【００５７】このように親機２５のみ、系統連系システ
ムと同期する同期手段を持つことで、子機の同期手段が
いらなくなった分、低コスト化が実現できる。また、子
機の同期手段がいらなくなった分、省スペース化が実現
できる。

【００５８】（実施例７）また、図１３に示すように太
陽電池アレイ８の出力に等しい容量のインバータ９を使
用し、複数枚の太陽電池アレイ８の出力側をそれぞれに
インバータ９の入力側に接続し、これらインバータ９の
出力側を一本にして系統連系システムに組み込んだ構成
において、それぞれのインバータ９の出力側を保護装置
２７に接続し、これらの保護装置２７の出力側を一本に
して系統連系システムに接続し、それぞれのインバータ
９に単独運転検出回路２８を組み込み、また、保護装置
２７に同期制御手段２９を組み込んで再開運転、停止、
事故検出等を行うようにすることが考えられる。

【００５９】これを一歩進めて、図１４に示すように親
機３０にのみに単独運転検出の能動的制御手段である単
独運転検出回路２８及び同期制御手段２９を付加し、ま
た信号転送手段で他のインバータ９に転送して、他のイ
ンバータ９は単独運転検出回路２８及び同期制御手段２
９からの信号を取り込むように構成することができる。

【００６０】このように、複数台のインバータ（電力変
換装置）９が運転されている場合に、単独運転検出機能
および保護装置２７を１台のインバータ９のみに搭載
し、他はその検出信号を受け、停止、運転することで、
２台目以降のインバータ９には、検出回路が不用とな
り、低コスト、省スペース化が計れる。

【００６１】（実施例８）また、電源装置は、一般的に
は図１５に示すように、太陽電池アレイ８の出力側に接
続箱３２、インバータ９及び保護装置２７をこの順序に
接続して系統連系システムに接続されている。

【００６２】また、本発明の電源装置は、図１６に示す
ように前記接続箱３２とインバータ９とを一体化してイ
ンバータ付き接続箱３３を構成し、接続箱３２側を太陽
電池アレイ８の出力側に接続し、インバータ９側を保護
装置２７に接続する構成である。又、この実施例におい
て保護装置２７をインバータ９と一体化してもよい。

【００６３】このように、インバータ９を接続箱３２と
一体化することで、小容量の発電設備に対して、小容量
のインバータ９で対応できるため、インバータ９の設置
スペース、コストの低減が得られる。また、発電容量に
応じたインバータ９の構成ができるため、複数仕様のイ
ンバータ９を生産するより、製品コストが低減できる。
また、一体化による設置スペースの低減が計れる。

【００６４】（実施例９）また、本発明の電源装置は、
図１７に示すように太陽電池アレイ８とインバータ９と
を一体化してインバータ付き太陽電池パネル３４を構成
し、インバータ９側を保護装置２７に接続し、接続箱３
２を省略する構成を取ってもよい。また、この実施例に
おいて保護装置２７をインバータ９と一体化してもよ
い。

【００６５】このように、インバータ９を太陽電池アレ
イ８と一体化することで、小容量の発電設備に対して、
小容量のインバータ９で対応できるため、インバータ９
の設置スペース、コストの低減が得られる。また、発電
容量に応じたインバータ９の構成ができるため、複数仕
様のインバータ９を生産するより、製品コストが低減で
きる。また、一体化による設置スペースの低減が計れ
る。また、太陽電池アレイ８、インバータ９と外殻部品
などを共有できるため、トータルではコスト低減が計れ
る。

【００６６】（実施例１０）電源装置の太陽電池アレイ
８においては、図１８に示すようにこの太陽電池アレイ
８を構成する各モジュールＭのうち一つのモジュールＭ
の温度を検出して、この検出信号をインバータ９に入力
して前記太陽電池アレイ８全体の運転（ＭＰＰＴ制御、
発電効率の最適点での運転）を行うようにしているが、
この場合、温度検出に使用されたモジュールＭ以外のモ
ジュールＭの出力は最適な効率で交流変換されない。

【００６７】そこで、本発明の電源装置の太陽電池アレ
イ８においては、図１９に示すように前記太陽電池アレ
イ８を構成する各モジュールＭの一つ一つの出力側にそ
れぞれインバータ９を接続し、各モジュールＭで温度検
出を行い、その検出信号をインバータ９に入力し、各イ
ンバータ９の出力を一本して系統連系システムに接続し
た構成である。具体的には、図２０に示すように太陽電
池アレイ８を取り付けた太陽電池パネル３５の裏面に、
各モジュールＭ接続用のインバータ９が取り付けられ
る。したがって、モジュールＭごとに温度に対して最適
な効率で運転できるため、全体として発電効率がよくな
る。

【００６８】このように、モジュールＭごとの温度に応
じて、インバータ９の運転（ＭＰＰＴ制御、発電効率の
最適点で運転）をすることで、発電効率がよくなり、交
流電力の発電量が増える。

【００６９】（実施例１１）また、電源装置におけるイ
ンバータ９は、図２１の（１）に示すようにその外殻体
３９の一部に放熱板４０を設けていたし、また、図２１
の（２）に示すようにその外殻体３９の一部に強制冷却
ファン４１を備えていた。

【００７０】本発明の電源装置では、図２２に示すよう
に太陽電池パネル３５の太陽電池アレイ８取付用のアル
ミニウム製の枠組み４２に、放熱側を接続するようにし
て前記インバータ９を取り付ける構成である。一般に、
インバータ９の放熱温度は９０度〜１００度に達し、ま
た、アルミニウム製の枠組み４２は炎天下で５０度前後
であることからインバータ９の放熱部と枠組み４２との
間の温度勾配は十分あることになり、アルミニウム製の
枠組み４２がインバータ９の放熱手段として有効に利用
できる。

【００７１】また、上記したように前記接続箱３２とイ
ンバータ９とを一体化してインバータ付き接続箱３３を
構成した場合においても、この接続箱３２の外殻体を放
熱手段として有効に利用できる。

【００７２】このように、太陽電池アレイ８あるいは接
続箱３２の構造体を放熱手段として用いることで、イン
バータ９の放熱板の小形化あるいは冷却ファンが不要と
なり、小形化が可能になり、コストの低減が計れる。ま
た、太陽電池アレイ８、接続箱３２は屋外にあるので、
熱の排出性が良い（従来、インバータは屋内設置であ
り、屋内に熱がこもる問題あり）という利点がある。

【００７３】（実施例１２）また、本発明の電源装置で
は、図２３に示すように太陽電池アレイ８を構成する複
数のモジュールＭを単位にしてこれらのモジュールＭの
一つ一つにインバータ９を取り付け、これらのインバー
タ９の出力を一本にして系統連系システムに接続した構
成である。また、本発明の電源装置では、前記モジュー
ルＭを構成する複数のセルＳを単位にしてこれらのセル
Ｓの一つ一つにインバータ９を取り付け、これらのイン
バータ９の出力を一本にして系統連系システムに接続し
た構成である。

【００７４】このように、モジュールＭ、セルＳ単位で
インバータ２３を取り付けていくことで、細かい設置容
量に対応した電力変換が可能となるため、太陽電池発電
容量の追加、削減に低コストで対応できる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係わる
発明は、複数台の太陽電池アレイにそれぞれ電力変換装
置を接続するようにしたから、小容量の発電設備に対し
て、小容量の電力変換装置で対応できるため、電力変換
装置の設置スペース、コストの低減が得られる。また、
発電容量に応じた電力変換装置の構成ができるため、複
数仕様の電力変換装置を生産するより、製品コストが低
減できる。

【００７６】また、請求項２に係わる発明は、前記電力
変換装置を、太陽電池アレイからの直流電力を安定した
直流電力に変換すると共にその出力電圧を同一電圧に制
御する手段を備えた一の電力変換部と、この一の電力変
換部から得られた直流電力を商用電源と同期のとれた交
流電力に変換する他の電力変換部から構成したから、電
力変換装置を、安定した直流電力に変換する部分と直流
電力を交流電力に変換する部分に分離することで、複数
の異なる出力電圧の太陽電池アレイの直流→交流変換装
置が１つになり、低コスト、低スペースが計れる。ま
た、故障による修理が半減できる。また、メンテナンス
時にも、発電が継続できる。発電量が多くなる。

【００７７】また、請求項３に係わる発明は、請求項２
記載の太陽電池を用いた電源装置において、前記一の電
力変換部の出力電圧を同一電圧に制御する手段を、ダイ
オードを介して他の電力変換部に接続する構成にしたか
ら、逆電圧防止を図ることができる。

【００７８】また、請求項４に係わる発明は、請求項２
記載の太陽電池を用いた電源装置において、前記一の電
力変換部を複数台にして、その内の何台かは商用電源と
の連系運転用に使用し、また何台かは商用電源と連系し
ない独立運転用に使用するようにしたから、電力変換装
置を電流制御型にすることで、電力変換装置の並列接続
のための同期回路などが不用となるため、電力変換装置
のコスト低減が計れる。また、電力変換装置の小型化が
計れる。

【００７９】また、請求項５に係わる発明は、複数台の
太陽電池アレイにそれぞれ電力変換装置を接続し、これ
らの電力変換装置が、太陽電池アレイからの直流電力を
商用電源と同期のとれた交流電力に変換する電流出力形
電力変換装置であることから、直流負荷に供給する電力
の効率がよくなる。

【００８０】また、請求項６に係わる発明は、複数台の
太陽電池アレイにそれぞれ電力変換装置を接続し、これ
らの電力変換装置を親機と子機から構成し、親機が、商
用電源と同期をとる同期検出手段および子機に対して同
期信号を送る信号転送手段を備えることから、親機の
み、系統連系システムと同期する同期手段を持つこと
で、子機の同期手段がいらなくなった分、低コスト化が
実現できる。また、子機の同期手段がいらなくなった
分、省スペース化が実現できる。

【００８１】また、請求項７に係わる発明は、複数台の
太陽電池アレイにそれぞれ電力変換装置を接続し、これ
らの電力変換装置を親機と子機から構成し、親機が、単
独運転検出の能動的制御手段および子機に対して能動的
制御を行うか否かの信号を送る信号転送手段を備えるこ
とから、複数台のインバータ（電力変換装置）が運転さ
れている場合に、単独運転検出機能および系統保護装置
を親機のみに搭載し、他はその検出信号を受け、停止、
運転することで、２台目以降の電力変換装置には、検出
回路が不用となり、低コスト、省スペース化が計れる。

【００８２】また、請求項８に係わる発明は、電力変換
装置を接続箱に一体化したことから、小容量の発電設備
に対して、小容量の電力変換装置で対応できるため、電
力変換装置の設置スペース、コストの低減が得られる。
また、発電容量に応じた電力変換装置の構成ができるた
め、複数仕様の電力変換装置を生産するより、製品コス
トが低減できる。また、一体化による設置スペースの低
減が計れる。また、接続箱、電力変換装置と外殻部品な
どを共有できるため、トータルではコスト低減が計れ
る。

【００８３】また、請求項９に係わる発明は、電力変換
装置を太陽電池アレイに一体化したことから、小容量の
発電設備に対して、小容量の電力変換装置で対応できる
ため、電力変換装置の設置スペース、コストの低減が得
られる。また、発電容量に応じた電力変換装置の構成が
できるため、複数仕様の電力変換装置を生産するより、
製品コストが低減できる。また、一体化による設置スペ
ースの低減が計れる。また、太陽電池アレイ、電力変換
装置と外殻部品などを共有できるため、トータルではコ
スト低減が計れる。

【００８４】また、請求項１０に係わる発明は、請求項
８又は請求項９記載の太陽電池を用いた電源装置におい
て、保護装置を電力変換装置に一体化したことから、小
容量の発電設備に対して、小容量の電力変換装置で対応
できるため、電力変換装置の設置スペース、コストの低
減が得られる。また、発電容量に応じた電力変換装置の
構成ができるため、複数仕様の電力変換装置を生産する
より、製品コストが低減できる。また、一体化による設
置スペースの低減が計れる。また、太陽電池アレイ、接
続箱、電力変換装置と外殻部品などを共有できるため、
トータルではコスト低減が計れる。

【００８５】また、請求項１１に係わる発明は、太陽電
池アレイを構成する各モジュールの個々にそれぞれ電力
変換装置を接続し、各モジュールの温度を計測する温度
計測手段と、温度計測手段で計測された各モジュールに
対応する温度をそれぞれの電力変換装置に入力して各モ
ジュールから取出す電力を最下となるように制御する制
御手段とを備えたから、モジュールごとに温度に対して
最適な効率出運転できるため、全体として発電効率がよ
くなる。

【００８６】また、請求項１２に係わる発明は、太陽電
池アレイの取付用構造体あるいは接続箱の構造体を電力
変換装置の放熱手段として用いたから、電力変換装置の
放熱板の小形化あるいは冷却ファンが不要となり、小形
化が可能になり、コストの低減が計れる。また、太陽電
池アレイ、接続箱は屋外にあるので、熱の排出性が良い
（従来、インバータは屋内設置であり、屋内に熱がこも
る問題あり）という効果がある。

【００８７】また、請求項１３に係わる発明は、電力変
換装置を、太陽電池アレイを構成するモジュール単位あ
るいはセル単位毎に構成するようにしたから、モジュー
ル、セル単位で電力変換装置を取り付けていくことで、
細かい設置容量に対応した電力変換が可能となるため、
太陽電池発電容量の追加、削減に低コストで対応でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】太陽光電源による分散型電源と商用電源とを系
統連系する系統連系システムの構成説明図である。

【図２】一般的な太陽電池を用いた電源装置の構成説明
図である。

【図３】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の実
施例１の構成説明図である。

【図４】一般的な太陽電池を用いた電源装置の構成説明
図である。

【図５】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の実
施例２の構成説明図である。

【図６】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の実
施例３の構成説明図である。

【図７】太陽電池を用いた電源装置の構成説明図であ
る。

【図８】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の実
施例４の構成説明図である。

【図９】太陽電池を用いた電源装置の構成説明図であ
る。

【図１０】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例５の構成説明図である。

【図１１】太陽電池を用いた電源装置の構成説明図であ
る。

【図１２】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例６の構成説明図である。

【図１３】太陽電池を用いた電源装置の構成説明図であ
る。

【図１４】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例７の構成説明図である。

【図１５】太陽電池を用いた電源装置の構成説明図であ
る。

【図１６】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例８の構成説明図である。

【図１７】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例９の構成説明図である。

【図１８】太陽電池を用いた電源装置の構成説明図であ
る。

【図１９】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例１０の構成説明図である。

【図２０】実施例１０の具体例を示す斜視図である。

【図２１】（１）はインバータの斜視図である。 （２）は他のインバータの斜視図である。

【図２２】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例１１の構成説明図である。

【図２３】本発明に係わる太陽電池を用いた電源装置の
実施例１２の構成説明図である。

【符号の説明】

８ 太陽電池アレイ ９ インバータ（電力変換装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｔ 9181−5Ｈ Ｄ 9181−5Ｈ (72)発明者 南野 郁夫 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数台の太陽電池アレイにそれぞれ電力
   変換装置を接続するようにしたことを特徴とする太陽電
   池を用いた電源装置。
2. 【請求項２】 前記電力変換装置を、太陽電池アレイか
   らの直流電力を安定した直流電力に変換すると共にその
   出力電圧を同一電圧に制御する手段を備えた一の電力変
   換部と、この一の電力変換部から得られた直流電力を商
   用電源と同期のとれた交流電力に変換する他の電力変換
   部から構成したことを特徴とする太陽電池を用いた電源
   装置。
3. 【請求項３】 前記一の電力変換部の出力電圧を同一電
   圧に制御する手段を、ダイオードを介して他の電力変換
   部に接続する構成にした請求項２記載の太陽電池を用い
   た電源装置。
4. 【請求項４】 前記一の電力変換部を複数台にして、そ
   の内の何台かは商用電源との連系運転用に使用し、また
   何台かは商用電源と連系しない独立運転用に使用するよ
   うにした請求項２記載の太陽電池を用いた電源装置。
5. 【請求項５】 複数台の太陽電池アレイにそれぞれ電力
   変換装置を接続し、これらの電力変換装置が、太陽電池
   アレイからの直流電力を商用電源と同期のとれた交流電
   力に変換する電流出力形電力変換装置であることを特徴
   とする太陽電池を用いた電源装置。
6. 【請求項６】 複数台の太陽電池アレイにそれぞれ電力
   変換装置を接続し、これらの電力変換装置を親機と子機
   から構成し、親機が、商用電源と同期をとる同期検出手
   段および子機に対して同期信号を送る信号転送手段を備
   えることを特徴とする太陽電池を用いた電源装置。
7. 【請求項７】 複数台の太陽電池アレイにそれぞれ電力
   変換装置を接続し、これらの電力変換装置を親機と子機
   から構成し、親機が、単独運転検出の能動的制御手段お
   よび子機に対して能動的制御を行うか否かの信号を送る
   信号転送手段を備えることを特徴とする太陽電池を用い
   た電源装置。
8. 【請求項８】 電力変換装置を接続箱に一体化したこと
   を特徴とする太陽電池を用いた電源装置。
9. 【請求項９】 電力変換装置を太陽電池アレイに一体化
   したことを特徴とする太陽電池を用いた電源装置。
10. 【請求項１０】 保護装置を電力変換装置に一体化した
    請求項８又は請求項９記載の太陽電池を用いた電源装
    置。
11. 【請求項１１】 太陽電池アレイを構成する各モジュー
    ルの個々にそれぞれ電力変換装置を接続し、各モジュー
    ルの温度を計測する温度計測手段と、温度計測手段で計
    測された各モジュールに対応する温度をそれぞれの電力
    変換装置に入力して各モジュールから取出す電力を最下
    となるように制御する制御手段とを備えたことを特徴と
    する太陽電池を用いた電源装置。
12. 【請求項１２】 太陽電池アレイの取付用構造体あるい
    は接続箱の構造体を電力変換装置の放熱手段として用い
    たことを特徴とする太陽電池を用いた電源装置。
13. 【請求項１３】 電力変換装置を、太陽電池アレイを構
    成するモジュール単位あるいはセル単位毎に構成するよ
    うにしたことを特徴とする太陽電池を用いた電源装置。