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技術 出力制御装置

出願人 株式会社竹中工務店
発明者 阪田敬太長谷川善明小林峻吉村和也松村幸治武田和也田中久吉三徳隆昭隅直人田中巨英天雲伸一
出願日 2014年3月20日 (6年8ヶ月経過) 出願番号 2014-058299
公開日 2015年10月22日 (5年1ヶ月経過) 公開番号 2015-186286
状態 特許登録済
技術分野 光起電力装置 直流の給配電
主要キーワード 伝達停止 明示情報 動作閾値 部材管理 防水防 中央監視盤 太陽光発電所 集電箱
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

コストアップを抑制しつつ、太陽光パネルが設けられた施設に異常が発生した場合に迅速に太陽電池モジュールの出力を遮断する出力遮断装置を提供する。

解決手段

出力制御装置1は、複数の太陽電池モジュール80を直列に接続したストリング90を備えた太陽光パネル100の出力を制御するために、太陽電池モジュール80が有する一対の接続端子81のうちの一方の接続端子81Aに直列に接続され、一方の接続端子81Aと当該太陽電池モジュール80の出力が伝達される接続導体との接続状態切り替えるスイッチ部10と、太陽電池モジュール80が配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する情報取得部20と、異常状態明示情報に基づいて、施設の状態が異常となった時にスイッチ部10の接続状態を開状態にする制御部30と、を備える。

概要

背景

従来、太陽光パネルを用いた発電が行われてきた。太陽光パネルは太陽電池セル直並列接続して太陽電池モジュールを構成し、当該太陽電池モジュールが直列に接続されたストリングを更に並列に接続して構成される。太陽光パネルの各ストリングからは数百ボルト直流電圧が出力される。太陽光パネルが設けられた施設において例えば火災が発生すると、太陽電池モジュールを互いに接続するケーブル被覆溶け導体露出することが考えられる。一方、昼間はともかく、夜間であっても火災における火を光源として太陽光パネルは発電する。このため、昼夜を問わず、露出した導体に火災を消火するための水が散水されると、この水を介して消火活動救助活動を行う人が感電する恐れがある。このような感電の防止に利用可能な技術として下記に出典を示す特許文献1及び2に記載の技術がある。

特許文献1に記載の監視ステムは、複数の太陽電池パネルで構成されたストリングと、太陽電池パネルの運転状態を監視する監視モジュールとを備えて構成される。監視モジュールは、太陽電池パネルを効率良く運転するために各ストリングの出力を制御する。また、特許文献2に記載の太陽光発電システムは、太陽電池群と当該太陽電池群の出力端開閉ユニットを有する開閉整合部とが設けられた太陽光発電モジュールを備えて構成される。開閉ユニットは、太陽光発電モジュールの出力端の電圧の値に応じて制御され、その結果、太陽光発電モジュールの出力が遮断される。

概要

コストアップを抑制しつつ、太陽光パネルが設けられた施設に異常が発生した場合に迅速に太陽電池モジュールの出力を遮断する出力遮断装置を提供する。出力制御装置1は、複数の太陽電池モジュール80を直列に接続したストリング90を備えた太陽光パネル100の出力を制御するために、太陽電池モジュール80が有する一対の接続端子81のうちの一方の接続端子81Aに直列に接続され、一方の接続端子81Aと当該太陽電池モジュール80の出力が伝達される接続導体との接続状態切り替えるスイッチ部10と、太陽電池モジュール80が配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する情報取得部20と、異常状態明示情報に基づいて、施設の状態が異常となった時にスイッチ部10の接続状態を開状態にする制御部30と、を備える。

目的

本発明の目的は、上記問題に鑑み、コストアップを抑制しつつ、太陽光パネルが設けられた施設に異常が発生した場合に迅速に太陽電池モジュールの出力を遮断する出力遮断装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

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請求項1

複数の太陽電池モジュール直列に接続したストリングを備えた太陽光パネルの出力を制御する出力制御装置であって、前記太陽電池モジュールが有する一対の接続端子のうちの一方の接続端子に直列に接続され、前記一方の接続端子と当該太陽電池モジュールの出力が伝達される接続導体との接続状態切り替えるスイッチ部と、前記太陽電池モジュールが配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する情報取得部と、前記異常状態明示情報に基づいて、前記施設の状態が異常となった時に前記スイッチ部の接続状態を開状態にする制御部と、を備える出力制御装置。

請求項2

前記制御部は、前記施設の状態が異常でない場合に前記スイッチ部に制御信号を送信して前記スイッチ部の接続状態を閉状態にし、前記施設の状態が異常となった時に前記制御信号の送信を停止して前記スイッチ部の接続状態を開状態にする請求項1に記載の出力制御装置。

請求項3

前記異常状態明示情報は、前記施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報である請求項1又は2に記載の出力制御装置。

請求項4

前記スイッチ部は、前記複数の太陽電池モジュールの夫々が有する前記一方の接続端子に設けられている請求項1から3のいずれか一項に記載の出力制御装置。

技術分野

0001

本発明は、複数の太陽電池モジュール直列に接続したストリングを複数備えた太陽光パネルの出力を制御する出力制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、太陽光パネルを用いた発電が行われてきた。太陽光パネルは太陽電池セル直並列接続して太陽電池モジュールを構成し、当該太陽電池モジュールが直列に接続されたストリングを更に並列に接続して構成される。太陽光パネルの各ストリングからは数百ボルト直流電圧が出力される。太陽光パネルが設けられた施設において例えば火災が発生すると、太陽電池モジュールを互いに接続するケーブル被覆溶け導体露出することが考えられる。一方、昼間はともかく、夜間であっても火災における火を光源として太陽光パネルは発電する。このため、昼夜を問わず、露出した導体に火災を消火するための水が散水されると、この水を介して消火活動救助活動を行う人が感電する恐れがある。このような感電の防止に利用可能な技術として下記に出典を示す特許文献1及び2に記載の技術がある。

0003

特許文献1に記載の監視ステムは、複数の太陽電池パネルで構成されたストリングと、太陽電池パネルの運転状態を監視する監視モジュールとを備えて構成される。監視モジュールは、太陽電池パネルを効率良く運転するために各ストリングの出力を制御する。また、特許文献2に記載の太陽光発電システムは、太陽電池群と当該太陽電池群の出力端開閉ユニットを有する開閉整合部とが設けられた太陽光発電モジュールを備えて構成される。開閉ユニットは、太陽光発電モジュールの出力端の電圧の値に応じて制御され、その結果、太陽光発電モジュールの出力が遮断される。

先行技術

0004

特表2010−512139号公報
特開2013−252046号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1に記載の技術によれば、例えば太陽電池パネルに異常があった場合には、監視モジュールが太陽電池パネルの出力を低下させることができると考えられるが、専用のコントローラを有して構成されるのでコストアップ要因となる。また、専用のコントローラは太陽電池パネルに設けられた機器通信して太陽電池パネルの運転状態を制御するので、太陽電池パネルが設置された既存の設備に対して適用するには太陽電池パネルに機器も付設しなければならず、更なるコストアップの要因となる。また、専用のコントローラと太陽電池パネルとの通信に用いるケーブルが火災により溶断すると、太陽電池パネルの出力を制御することができなくなり、当該出力を低下させた状態を維持できなくなる可能性もある。

0006

また、特許文献2に記載の技術では、太陽光発電モジュールの出力端の電圧が高くなったことをトリガーとして開閉ユニットを制御し、太陽光発電モジュールの出力を遮断するので、火災の発生後、直ちに太陽光発電モジュールからの出力を遮断することができない。また、火災が発生しても太陽光発電モジュールの出力端の電圧が高くならなければ、太陽光発電モジュールからの出力が遮断されないので、消火活動や救助活動を行う人が、当該出力が遮断されるまでに感電する可能性もある。

0007

本発明の目的は、上記問題に鑑み、コストアップを抑制しつつ、太陽光パネルが設けられた施設に異常が発生した場合に迅速に太陽電池モジュールの出力を遮断する出力遮断装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するための本発明に係る出力遮断装置の特徴構成は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングを備えた太陽光パネルの出力を制御するために、前記太陽電池モジュールが有する一対の接続端子のうちの一方の接続端子に直列に接続され、前記一方の接続端子と当該太陽電池モジュールの出力が伝達される接続導体との接続状態切り替えるスイッチ部と、前記太陽電池モジュールが配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する情報取得部と、前記異常状態明示情報に基づいて、前記施設の状態が異常となった時に前記スイッチ部の接続状態を開状態にする制御部と、を備える点にある。

0009

このような特徴構成とすれば、太陽光パネルが設けられた施設において異常が発生したことをトリガーとしてスイッチ部を開状態にすることができる。このため、施設に異常が発生した時点で太陽電池モジュールの出力を遮断することができるので、異常発生後、直ちにストリングの出力電圧を低減することが可能となる。したがって、施設に異常が発生した際の消火活動や救助活動における不慮の感電事故を防止できる。

0010

また、前記制御部は、前記施設の状態が異常でない場合に前記スイッチ部に制御信号を送信して前記スイッチ部の接続状態を閉状態にし、前記施設の状態が異常となった時に前記制御信号の送信を停止して前記スイッチ部の接続状態を開状態にすると好適である。

0011

このような構成とすれば、異常でない状況下では制御信号を送信し、異常となった時に制御信号の送信を停止することができる。したがって、異常時における制御部への通電停止に合わせて太陽電池モジュールの出力を自動的に遮断することが可能となる。

0012

また、前記異常状態明示情報は、前記施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報であると好適である。

0013

このような構成とすれば、太陽電池モジュールが設けられた施設において、火災や水害が発生した時には太陽電池モジュールの出力を遮断することができる。したがって、火災時や水害時において、消火活動や救助活動を行う人の水を介した感電事故を防止できる。

0014

また、前記スイッチ部は、前記複数の太陽電池モジュールの夫々が有する前記一方の接続端子に設けられていると好適である。

0015

このような構成とすれば、施設に異常が発生した時点で、元々直列に接続されている複数の太陽電池モジュールの夫々を互いに分離することができる。したがって、異常発生時のストリングの各部で生じる電圧を最低値に維持することができる。

図面の簡単な説明

0016

出力制御装置を備えた太陽光発電システムの構成を模式的に示した図である。
スイッチ部の構成を示した図である。
出力制御装置に処理を示すタイムチャートである。
その他の実施形態に係るスイッチ部の構成を示した図である。
その他の実施形態に係るスイッチ部の配置例である。
その他の実施形態に係る高圧用スイッチ部の構成を示した図である。
その他の実施形態に係る低圧用スイッチ部の構成を示した図である。
その他の実施形態に係る出力制御装置に処理を示すタイムチャートである。

実施例

0017

本発明に係る出力制御装置は、太陽光パネルが設けられた施設に異常が発生した場合に太陽電池モジュールの出力を遮断する機能を備えている。以下、本実施形態の出力制御装置1について図面を用いて説明する。図1には、本実施形態に係る出力制御装置1の構成を示す模式図が示される。

0018

出力制御装置1は、複数の太陽電池モジュール80を直列に接続したストリング90を備えた太陽光パネル100の出力を制御する。図1に示されるように、太陽光パネル100は太陽電池セル70を直並列接続して太陽電池モジュール80を構成し、当該太陽電池モジュール80を直列に接続して構成されたストリング90を並列に接続して構成される。このようなストリング90の夫々の出力は接続箱200に入力され、当該接続箱200の出力は集電箱300に入力される。集電箱300で集められた各ストリング90の出力は直流電力であるので、パワーコンディショナー400により電化製品電気機器等で利用可能な交流電力に変換される。なお、出力制御装置1は、複数のストリング90が並列に接続された太陽光パネル100の他、一つのストリング90からなる太陽光パネル100の出力を制御することも可能である。

0019

出力制御装置1は、スイッチ部10、情報取得部20、制御部30の各機能部を備えて構成される。特に情報取得部20及び制御部30は、CPUを中核部材として太陽光パネル100の出力を制御する種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。

0020

スイッチ部10は、太陽電池モジュール80が有する一対の接続端子81のうちの一方の接続端子81Aに直列に接続される。太陽電池モジュール80は正負一対の接続端子81が設けられ、一対の接続端子81の一方の接続端子81Aからは発電した直流電力が出力される。

0021

本実施形態では、スイッチ部10は、複数の太陽電池モジュール80の夫々が有する接続端子81Aに設けられる。一方の接続端子81Aは、スイッチ部10を介して直列接続される太陽電池モジュール80の他方の接続端子81Bに接続される。ただし、直列接続された太陽電池モジュール80のうち、最も上流側(低圧側)の太陽電池モジュール80の他方の接続端子81Bは接地され、最も下流側(高圧側)の太陽電池モジュール80の一方の接続端子81Aは接続箱200に接続される。本実施形態では、下流側(高圧側)の太陽電池モジュール80の一方の接続端子81Aに接続されるスイッチ部10は、接続箱200に内蔵されている。

0022

本実施形態では、スイッチ部10は例えばMOS−FET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)やバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチを有する。本実施形態では、スイッチ部10がN型MOS−FET(以下「MOS−FET」とする)11を有して構成される場合の例を挙げて説明する。

0023

図2には、本実施形態に係るスイッチ部10が示される。スイッチ部10は、MOS−FET11、状態維持部12、ドライバ19を備えて構成される。MOS−FET11のドレーン端子には上述した接続端子81Aが接続され、ソース端子は他の太陽電池モジュール80の接続端子81B又は接続端子201に接続される。また、ゲート端子は後述する制御部30に、状態維持部12を構成する抵抗器R及びドライバ19を介して接続される。また、ドライバ19の入力段には状態維持部12を構成するコンデンサCの一方の端子が接続され、当該コンデンサCの他方の端子は接地される。これにより、制御部30から制御信号が伝達された場合には、抵抗器Rを介してコンデンサCに電荷充電され、コンデンサCの端子間電圧がMOS−FET11の動作閾値以上となった場合にMOS−FET11が閉状態となる。コンデンサCの端子間電圧は飽和曲線にしたがって上昇するので、制御信号の立ち上がりが急峻(立ち上がり時間が数十μ秒程度)である場合でもMOS−FET11は徐々に開状態から閉状態に移行させることができる。したがって、MOS−FET11が閉状態になる際の突入電流を低減することができる。

0024

また、制御部30から制御信号の伝達が停止された場合には、抵抗器Rを介してコンデンサCの電荷が放電され、コンデンサCの端子間電圧がMOS−FET11の動作閾値未満となった場合にMOS−FET11が開状態となる。コンデンサCの端子間電圧は指数関数的に減少するが、制御信号の立ち下がった場合でもコンデンサC及び抵抗器Rにより予め設定された時間だけ、MOS−FET11の閉状態を維持することができる。このように、コンデンサC及び抵抗器Rは、制御部30から開状態への移行指示(制御信号の伝達)があってから閉状態となるまでに予め設定された時間だけ開状態を維持し、制御部30から閉状態への移行指示(制御信号の伝達停止)があってから開状態となるまでに予め設定された時間だけ閉状態を維持する状態維持部12として機能する。なお、ドライバ19は、制御信号がMOS−FET11を駆動するドライブ能力が高い場合には省略しても良い。

0025

このように、スイッチ部10は、制御信号に応じて太陽電池モジュール80の一方の接続端子81Aと当該太陽電池モジュール80の出力が伝達される接続導体との接続状態を切り替える。接続導体とは、太陽電池モジュール80に直接接続される他の太陽電池モジュール80の接続端子81Bや接続箱200の接続端子201が相当する。接続状態とは、スイッチ部10の動作状態をいい、具体的にはMOS−FET11の閉状態又は開状態の別をいう。したがって、MOS−FET11は、太陽電池モジュール80の接続端子81Aと、当該太陽電池モジュール80に直列接続された他の太陽電池モジュール80の接続端子81B又は接続箱200の接続端子201とを制御部30からの制御信号に応じて、導通状態(閉状態)又は非導通状態(開状態)に切り替える。

0026

情報取得部20は、太陽電池モジュール80が配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する。太陽電池モジュール80が配置された施設とは、本実施形態では、太陽電池モジュール80が配置された建物太陽光発電所等が相当する。施設の状態が異常となったとは、施設が太陽光パネル100による発電を継続して行うことができない状態となったことをいう。具体的には、施設で火災が発生したり、施設の少なくとも一部が水没したりするような施設において災害が発生したことをいう。このような災害の発生は、火災であれば例えば火災報知器により検出することが可能であり、水没であれば水位検出器により検出することが可能である。このため、本実施形態では、異常状態明示情報とは、施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報にあたる。このような異常状態明示情報は、火災報知器や水位検出器のような災害の発生を検出する検出部から情報取得部20に取得される。情報取得部20は、異常状態明示情報を取得すると、後述する制御部30に異常状態明示情報を取得した旨を示す信号を送信する。

0027

制御部30は、異常状態明示情報に基づいて、施設の状態が異常となった時にスイッチ部10の接続状態を開状態にする。異常状態明示情報は、上述の情報取得部20から伝達される。施設の状態が異常となった時とは、本実施形態では、太陽光パネル100が備えられている建物や太陽光発電所等の施設において火災が発生したり水害が発生したりした時をいう。したがって、制御部30は、施設において火災や水害が発生した時に、MOS−FET11を開状態にする。

0028

ここで、本実施形態では、制御部30は施設の状態が異常でない場合にスイッチ部10に制御信号を送信して当該スイッチ部10の接続状態を閉状態にし、施設の状態が異常となった時に制御信号の送信を停止してスイッチ部10の接続状態を開状態にする。上述したように、本実施形態ではMOS−FET11はN型MOS−FETが用いられる。そこで、太陽光パネル100が備えられた施設の状態が異常でない場合はMOS−FET11のゲート端子に動作閾値以上の電圧値からなる信号を制御信号として送信し、MOS−FET11を閉状態にする。一方、太陽光パネル100が備えられた施設の状態が異常である場合にこの制御信号の送信を停止し、MOS−FET11を開状態にする。これにより、施設において火災や水害が発生した場合には、制御部30に通電を停止することで制御信号の送信が停止され、太陽光パネル100の出力を太陽電池モジュール80毎に自動的に遮断することができる。また、この場合、制御信号が伝送されるケーブルが火災や水害等により切断された場合でも、制御信号の送信が停止され、太陽光パネル100の出力を太陽電池モジュール80毎に自動的に遮断することができる。

0029

このような制御部30は、例えば自火報盤に組み込み事が可能であるし、或いは建物の防災センター等に設けられる中央監視盤や、手動停止スイッチや、パワーコンディショナー400に組み込んで構成することも可能である。この場合、自火報盤や中央監視盤や手動停止スイッチやパワーコンディショナー400に上述した制御部30を備えておくと良い。

0030

次に、図3のタイムチャートを用いて出力制御装置1の動作を説明する。
出力制御装置1にt=0で電力供給がされる(ステップ#1)。この状態において、情報取得部20が異常状態明示情報を取得していない場合には、制御部30からMOS−FET11に制御信号が伝達される(ステップ#2)。図3では、制御信号もt=0で出力される例が示されるが、電力供給されてから制御信号が出力されるまでに所定の遅延時間を設けても良い。

0031

制御部30から制御信号が出力されると、MOS−FET11にドライバ19を介して接続された抵抗器Rを介してコンデンサCの充電が開始される(ステップ#3)。MOS−FET11のゲート端子の電位が動作閾値VTH以上となれば(ステップ#4)、MOS−FET11が徐々に閉状態となり、太陽電池モジュール80の出力が開始される(ステップ#5)。この状態は、情報取得部20が異常状態明示情報を取得するまで継続して行われる。

0032

t=1で情報取得部20が異常状態明示情報を取得すると、当該異常状態明示情報が取得されたことを示す信号が制御部30に伝達され、制御部30は制御信号の出力を停止する(ステップ#6)。これにより、MOS−FET11のゲート端子の電位が次第に低下する(ステップ#7)。MOS−FET11のゲート端子の電位が動作閾値VTH未満となれば(ステップ#8)、MOS−FET11が開状態となり太陽電池モジュール80の出力が停止される(ステップ#9)。このように本実施形態では、MOS−FET11に対して制御部30が閉状態にする制御信号を送信してから、太陽電池モジュール80の出力が行われるまで所定の遅延時間D1を有し、MOS−FET11に対して制御部30が開状態にする制御信号を送信してから、太陽電池モジュール80の出力が遮断されるまで所定の遅延時間D2を有するように構成される。

0033

これにより、MOS−FET11が閉状態になる時の突入電流を抑制できる。また、異常時には太陽電池モジュール80毎に出力を遮断することができるので、火災の際に散水される水や水害の際に流通してきた水を介して消火活動や救助活動をする人の不慮の感電事故を防止することが可能となる。

0034

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、スイッチ部10はN型MOS−FET11を有して構成されるとして説明したが、P型MOS−FET18を有して構成することも可能である。この場合、例えば図4に示されるようにP型MOS−FET18のソース端子を太陽電池モジュール80の接続端子81Aに接続し、ドレーン端子を当該太陽電池モジュール80とは異なる太陽電池モジュール80の接続端子81B又は接続端子201に接続すると良い。また、上記実施形態と同様に、制御部30からの制御信号がある時に太陽電池モジュール80の出力を行い、制御部30からの制御信号がない時に太陽電池モジュール80の出力を遮断する構成とするには、P型MOS−FET18のゲート端子に抵抗器R(図4では直列接続された2つの抵抗器R)を介して接続されたコレクタ端子、及び接地されたエミッタ端子を有するnpn型トランジスタTrを設けると良い。これにより、制御信号に有無に応じて太陽電池モジュール80の出力を制御することができる。なお、ソース端子とゲート端子との間にコンデンサCを設けることで、npn型トランジスタTrへの制御信号の入力に対して、P型MOS−FET18が閉状態となるまでに遅延させることが可能である。これにより、N型MOS−FET11よりも安価なP型MOS−FET18を用いることが可能となる。

0035

上記実施形態では、制御部30は、施設の状態が異常でない場合にスイッチ部10に制御信号を送信してスイッチ部10の接続状態を閉状態にし、施設の状態が異常となった時に制御信号の送信を停止してスイッチ部10の接続状態を開状態にするとして説明したが、制御部30は、施設の状態が異常となった時にスイッチ部10に制御信号を送信してスイッチ部10の接続状態を開状態にし、施設の状態が異常でない場合に制御信号の送信を停止してスイッチ部10の接続状態を閉状態にする構成とすることも可能である。

0036

上記実施形態では、スイッチ部10は、制御部30からの指示があってから開状態となるまでに予め設定された時間だけ閉状態を維持する状態維持部12が設けられているとして説明したが、制御信号の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングに応じてスイッチ部10の開閉状態を切り替える場合には状態維持部12を設けずに構成することも可能である。

0037

上記実施形態では、異常状態明示情報は、施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報であるとして説明したが、その他の異常を示す情報とすることも可能である。

0038

上記実施形態では、スイッチ部10は、複数の太陽電池モジュール80の夫々が有する接続端子81Aに設けられ、制御部30からの制御信号で同時にスイッチ部10が動作するように説明した。例えば、制御部30が、必要に応じて制御信号をスイッチ部10の夫々に個別に入力し、所期の太陽電池モジュール80のみ出力を遮断することができるように構成することも可能であるし、図5に示されるように、複数の太陽電池モジュール80毎(図5では2つの太陽電池モジュール80毎)にスイッチ部10を設け、複数の太陽電池モジュール80毎に出力を遮断する構成とすることも可能である。更には、複数の太陽電池モジュール80毎にスイッチ部10を設け、所期の複数の太陽電池モジュール80のみ出力を遮断することができるように構成することも可能である。

0039

上記実施形態では、太陽電池モジュール80に設けられるスイッチ部10の種類については説明しなかったが、スイッチ部10を全て共通化して(同一のものを使用して)構成することが可能である。この場合には、夫々のスイッチ部10は、ストリング90の太陽電池モジュール80のうち、最も高くなる端子電圧に基づいて、耐圧(MOS−FETに場合にあってはドレーンソース間電圧、及びゲート−ソース間電圧)を考慮して選定すれば良い。これにより、部品種別を低減できるので部材管理コストを低減することができる。

0040

一方、スイッチ部10を太陽電池モジュール80の端子電圧に応じて使い分けることも可能である。この場合には、スイッチ部10は、ストリング90において、太陽電池モジュール80の端子電圧が予め設定された電圧よりも高い電圧となる太陽電池モジュール80の接続端子81に設けられる高圧用スイッチ部13と、予め設定された電圧以下の電圧となる太陽電池モジュール80の接続端子81に設けられる低圧用スイッチ部14と、を有して構成することができる。このようにスイッチ部10の端子電圧に応じて、高圧用スイッチ部13と低圧用スイッチ部14とを使い分けることで、低圧用スイッチ部14は高圧用スイッチ部13よりも廉価な部品を用いることができるので、全て共通のスイッチ部10を用いる場合に比べて部品自体のコストを低減できる。

0041

このような高圧用スイッチ部13の回路構成図6に示され、低圧用スイッチ部14の回路構成が図7に示される。図6に示される高圧用スイッチ部13は、制御部30からの指示により低圧用スイッチ部14が閉状態になってから高圧用スイッチ部13が閉状態となるまでに予め設定された時間だけ開状態を維持する開状態維持部15が設けられ、図7に示される低圧用スイッチ部14は、制御部30からの指示により高圧用スイッチ部13が開状態になってから低圧用スイッチ部14が開状態となるまでに予め設定された時間だけ閉状態を維持する閉状態維持部16が設けられる。

0042

これにより、図8に示されるように、制御信号が送信されたタイミングに対して高圧用スイッチ部13が閉状態になるまでに所定の遅延時間(数ミリ秒)を設定することができる。したがって、高圧用スイッチ部13が閉状態になった際の突入電流を低減することができる。また、制御信号の送信が停止されたタイミングに対して低圧用スイッチ部14が開状態になるまでに所定の遅延時間(数ミリ秒)を設定することができる。このように高圧用スイッチ部13及び低圧用スイッチ部14の接続状態を切り替える際のシーケンスを制御することで、高圧用スイッチ部13及び低圧用スイッチ部14の夫々に印加される電圧を低くすることができるので、耐圧の低い安価な部品を用いて構成することが可能となる。

0043

ここで、一つのストリング90を構成する複数の太陽電池モジュール80は上述のように直列に接続されている。このような接続は、従来、作業を容易に行うために太陽電池モジュール80に設けられたコネクタを互いに嵌合させて行われてきた。本発明に係るスイッチ部10は、このような従来用いられているコネクタの嵌合を一旦、解除し、そこに割り込ませて嵌合させて接続することが可能である。これにより、従来、設置されている太陽光パネル100に対しても、本発明の出力制御装置1を簡便に適用することが可能となる。

0044

また、スイッチ部10は、太陽電池モジュール80の裏面に設けられている電源ボックスに組み込むことが可能である。これにより、スイッチ部10に対して防水防塵効果を高めることができる。

0045

太陽電池モジュール80の夫々に配線を行うにあたり、接続端子81とスイッチ部10とを接続するケーブル及び制御信号を伝達するケーブルの夫々を、2芯ケーブルを用いることで引き回しを容易に行うことが可能となる。

0046

なお、出力制御装置1は、施設の異常時に太陽電池モジュール80の出力を遮断する機能を有しているが、例えば、複数の太陽電池モジュール80の保守点検作業を行う場合にも当該作業の対象となる太陽電池モジュール80の出力を遮断するのに利用することができる。

0047

本発明は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングを複数備えた太陽光パネルの出力を制御する出力制御装置に利用可能である。

0048

1:出力制御装置
10:スイッチ部
12:閉状態維持部
20:情報取得部
30:制御部
80:太陽電池モジュール
81:接続端子
81A:接続端子
90:ストリング
100:太陽光パネル

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