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技術 接続箱およびハイブリッド蓄電システム

出願人 ニチコン株式会社
発明者 岡本直久小田義雄
出願日 2016年11月28日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-229874
公開日 2017年9月21日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-169434
状態 特許登録済
技術分野 光起電力装置 交流の給配電 電池等の充放電回路 二次電池の保守(充放電、状態検知)
主要キーワード 放熱処理 トランスレス 系統解列 基板パターン 発電状況 DC回路 ブリッジダイオード パワーコンディショナー
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図面 (5)

課題

ブリッジダイオードの一方に発熱が集中してしまうのを防ぐことが可能な接続箱およびハイブリッド蓄電システムを提供する。

解決手段

太陽電池PV1、PV2とパワーコンディショナー20との間に設けられる接続箱2Aであって、第1ブリッジダイオード11Aおよび第2ブリッジダイオード12Aとを備える。第1ブリッジダイオード11Aは、アノードがプラス側ライン3、5に接続され、カソード制御電源10のプラス側入力端子T1に接続されたダイオードD1、D2を含む。第2ブリッジダイオード12Aは、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードがマイナス側ライン4、6に接続されたダイオードD3、D4を含む。

概要

背景

トランスレス型(非絶縁型)の太陽光発電システム(例えば、特許文献1参照)は、昼間にパワーコンディショナー系統連系動作を行うと、太陽電池内部回路フレーム間に大きな電位差が発生し、夜間にパワーコンディショナーが太陽電池を系統から解列させる系統解列動作を行うと、太陽電池の内部回路−フレーム間の電位差が解消される。

一方、ハイブリッド蓄電システム太陽光発電機能を有した蓄電システム)は、トランスレス型(非絶縁型)の回路構成であるが、太陽光発電システムとは異なり太陽電池を24時間系統に接続するため、太陽電池の内部回路−フレーム間の電位差が長時間継続される。このため、ハイブリッド蓄電システムでは、太陽電池の発電能力が急激に劣化するPID(Potential Induced Degradation)現象が発生するおそれがある。なお、太陽電池にはPID現象に強い(PID現象が発生しにくい)ものも存在するため、ハイブリッド蓄電システムにおいて、必ずしもPID対策が必要になるとは限らない。

図3に、PID対策として接続箱2Bを備えたハイブリッド蓄電システム1Bを示す。接続箱2Bは、太陽電池PV1、PV2とパワーコンディショナー20との間に挿入される。接続箱2Bは、リレー7、8と、制御回路9と、制御電源10と、商用ブリッジダイオード11B、12Bと、電圧検出回路13とを備える。

リレー7は、太陽電池PV1とパワーコンディショナー20とを接続する第1プラス側ライン3および第1マイナス側ライン4に介装されている。リレー8は、太陽電池PV2とパワーコンディショナー20とを接続する第2プラス側ライン5および第2マイナス側ライン6に介装されている。

制御回路9は、制御電源10からの電力供給により起動する。起動した制御回路9は、電圧検出回路13で検出される太陽電池PV1、PV2の電圧に応じて、リレー7、8のオンオフ制御を行う。例えば、制御回路9は、太陽電池PV1、PV2が発電をしている昼間にリレー7、8をオン状態にし、太陽電池PV1、PV2が発電していない夜間にリレー7、8をオフ状態にする。リレー7、8がオフ状態になると、太陽電池PV1、PV2がパワーコンディショナー20から切り離されるため、パワーコンディショナー20が系統連系動作を行っていても、太陽電池PV1、PV2の内部回路−フレーム間には電位差が発生しなくなる。その結果、PID現象が抑制される。

制御電源10は、太陽電池PV1、PV2から出力される直流電圧発電電圧)や、パワーコンディショナー20の自立出力端子T10、T11から出力される交流電圧自立出力)により動作し、制御回路9に電力供給を行う。パワーコンディショナー20は、自立出力として、系統通電時は系統Gからの交流電圧を出力し、系統停電時は蓄電池28の直流電圧を交流電圧に変換して出力する。例えば、系統停電時で蓄電池28が空の場合は自立出力がないため、制御電源10は、太陽電池PV1、PV2の発電電圧のみで動作する。

接続箱2Bでは、逆流防止用ダイオードとして、大量生産されコストが安い商用ブリッジダイオード11B、12Bを用いている。具体的には、商用ブリッジダイオード11BのダイオードD11、D12と、商用ブリッジダイオード12BのD13、D14を、逆流防止用のダイオードとして用いている。

ダイオードD11は、アノードが第1プラス側ライン3に接続され、カソードが制御電源10のプラス側入力端子T1に接続される。ダイオードD13は、アノードが第2プラス側ライン5に接続され、カソードが制御電源10のプラス側入力端子T1に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード11BのダイオードD11と商用ブリッジダイオード12BのダイオードD13とがOR接続になる。

また、ダイオードD12は、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードが第1マイナス側ライン4に接続される。ダイオードD14は、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードが第2マイナス側ライン6に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード11BのダイオードD12と商用ブリッジダイオード12BのダイオードD14とがOR接続になる。

なお、部品の配置や基板パターンの引き回し等によっては、DC/DC回路21、22のMPPT動作(最大電力点動作)用の電流センサ23、24を、太陽電池PV1、PV2のプラス側ライン3、5に設けることができず、マイナス側ライン4、6にそれぞれ設ける場合があり、この場合にはマイナス側ライン4、6を1本の共通化ラインとすることができない。そのため、ダイオードD12、D14をOR接続し、ダイオードD11、D13もOR接続している。

概要

ブリッジダイオードの一方に発熱が集中してしまうのを防ぐことが可能な接続箱およびハイブリッド蓄電システムを提供する。太陽電池PV1、PV2とパワーコンディショナー20との間に設けられる接続箱2Aであって、第1ブリッジダイオード11Aおよび第2ブリッジダイオード12Aとを備える。第1ブリッジダイオード11Aは、アノードがプラス側ライン3、5に接続され、カソードが制御電源10のプラス側入力端子T1に接続されたダイオードD1、D2を含む。第2ブリッジダイオード12Aは、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードがマイナス側ライン4、6に接続されたダイオードD3、D4を含む。

目的

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ブリッジダイオードの一方に発熱が集中してしまうのを防ぐことが可能な接続箱およびハイブリッド蓄電システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1太陽電池および第2太陽電池とパワーコンディショナーとの間に設けられる接続箱であって、前記第1太陽電池のプラス側端子に接続される第1プラス側ラインと、前記第1太陽電池のマイナス側端子に接続される第1マイナス側ラインと、前記第2太陽電池のプラス側端子に接続される第2プラス側ラインと、前記第2太陽電池のマイナス側端子に接続される第2マイナス側ラインと、オン時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第1スイッチと、オン時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第2スイッチと、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオン/オフ制御を行う制御回路と、前記第1太陽電池または前記第2太陽電池の少なくとも一方の発電電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、第1ブリッジダイオードおよび第2ブリッジダイオードと、を備え、前記第1ブリッジダイオードは、アノードが前記第1プラス側ラインに接続され、カソードが前記制御電源のプラス側入力端子に接続された第1ダイオードと、アノードが前記第2プラス側ラインに接続され、カソードが前記第1ダイオードのカソードに接続された第2ダイオードと、を含み、前記第2ブリッジダイオードは、アノードが前記制御電源のマイナス側入力端子に接続され、カソードが前記第1マイナス側ラインに接続された第3ダイオードと、アノードが前記第3ダイオードのアノードに接続され、カソードが前記第2マイナス側ラインに接続された第4ダイオードと、を含むことを特徴とする接続箱。

請求項2

接続箱とパワーコンディショナーと蓄電池とを含み、前記パワーコンディショナーが、系統および前記蓄電池に接続されるとともに前記接続箱を介して第1太陽電池および第2太陽電池に接続されるハイブリッド蓄電システムであって、前記接続箱は、前記第1太陽電池のプラス側端子に接続される第1プラス側ラインと、前記第1太陽電池のマイナス側端子に接続される第1マイナス側ラインと、前記第2太陽電池のプラス側端子に接続される第2プラス側ラインと、前記第2太陽電池のマイナス側端子に接続される第2マイナス側ラインと、オン時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第1スイッチと、オン時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第2スイッチと、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオン/オフ制御を行う制御回路と、前記第1太陽電池または前記第2太陽電池の少なくとも一方の発電電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、第1ブリッジダイオードおよび第2ブリッジダイオードと、を備え、前記第1ブリッジダイオードは、アノードが前記第1プラス側ラインに接続され、カソードが前記制御電源のプラス側入力端子に接続された第1ダイオードと、アノードが前記第2プラス側ラインに接続され、カソードが前記第1ダイオードのカソードに接続された第2ダイオードと、を含み、前記第2ブリッジダイオードは、アノードが前記制御電源のマイナス側入力端子に接続され、カソードが前記第1マイナス側ラインに接続された第3ダイオードと、アノードが前記第3ダイオードのアノードに接続され、カソードが前記第2マイナス側ラインに接続された第4ダイオードと、を含むことを特徴とするハイブリッド蓄電システム。

技術分野

0001

本発明は、接続箱およびハイブリッド蓄電システムに関する。

背景技術

0002

トランスレス型(非絶縁型)の太陽光発電システム(例えば、特許文献1参照)は、昼間にパワーコンディショナー系統連系動作を行うと、太陽電池内部回路フレーム間に大きな電位差が発生し、夜間にパワーコンディショナーが太陽電池を系統から解列させる系統解列動作を行うと、太陽電池の内部回路−フレーム間の電位差が解消される。

0003

一方、ハイブリッド蓄電システム(太陽光発電機能を有した蓄電システム)は、トランスレス型(非絶縁型)の回路構成であるが、太陽光発電システムとは異なり太陽電池を24時間系統に接続するため、太陽電池の内部回路−フレーム間の電位差が長時間継続される。このため、ハイブリッド蓄電システムでは、太陽電池の発電能力が急激に劣化するPID(Potential Induced Degradation)現象が発生するおそれがある。なお、太陽電池にはPID現象に強い(PID現象が発生しにくい)ものも存在するため、ハイブリッド蓄電システムにおいて、必ずしもPID対策が必要になるとは限らない。

0004

図3に、PID対策として接続箱2Bを備えたハイブリッド蓄電システム1Bを示す。接続箱2Bは、太陽電池PV1、PV2とパワーコンディショナー20との間に挿入される。接続箱2Bは、リレー7、8と、制御回路9と、制御電源10と、商用ブリッジダイオード11B、12Bと、電圧検出回路13とを備える。

0005

リレー7は、太陽電池PV1とパワーコンディショナー20とを接続する第1プラス側ライン3および第1マイナス側ライン4に介装されている。リレー8は、太陽電池PV2とパワーコンディショナー20とを接続する第2プラス側ライン5および第2マイナス側ライン6に介装されている。

0006

制御回路9は、制御電源10からの電力供給により起動する。起動した制御回路9は、電圧検出回路13で検出される太陽電池PV1、PV2の電圧に応じて、リレー7、8のオンオフ制御を行う。例えば、制御回路9は、太陽電池PV1、PV2が発電をしている昼間にリレー7、8をオン状態にし、太陽電池PV1、PV2が発電していない夜間にリレー7、8をオフ状態にする。リレー7、8がオフ状態になると、太陽電池PV1、PV2がパワーコンディショナー20から切り離されるため、パワーコンディショナー20が系統連系動作を行っていても、太陽電池PV1、PV2の内部回路−フレーム間には電位差が発生しなくなる。その結果、PID現象が抑制される。

0007

制御電源10は、太陽電池PV1、PV2から出力される直流電圧発電電圧)や、パワーコンディショナー20の自立出力端子T10、T11から出力される交流電圧自立出力)により動作し、制御回路9に電力供給を行う。パワーコンディショナー20は、自立出力として、系統通電時は系統Gからの交流電圧を出力し、系統停電時は蓄電池28の直流電圧を交流電圧に変換して出力する。例えば、系統停電時で蓄電池28が空の場合は自立出力がないため、制御電源10は、太陽電池PV1、PV2の発電電圧のみで動作する。

0008

接続箱2Bでは、逆流防止用ダイオードとして、大量生産されコストが安い商用ブリッジダイオード11B、12Bを用いている。具体的には、商用ブリッジダイオード11BのダイオードD11、D12と、商用ブリッジダイオード12BのD13、D14を、逆流防止用のダイオードとして用いている。

0009

ダイオードD11は、アノードが第1プラス側ライン3に接続され、カソードが制御電源10のプラス側入力端子T1に接続される。ダイオードD13は、アノードが第2プラス側ライン5に接続され、カソードが制御電源10のプラス側入力端子T1に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード11BのダイオードD11と商用ブリッジダイオード12BのダイオードD13とがOR接続になる。

0010

また、ダイオードD12は、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードが第1マイナス側ライン4に接続される。ダイオードD14は、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードが第2マイナス側ライン6に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード11BのダイオードD12と商用ブリッジダイオード12BのダイオードD14とがOR接続になる。

0011

なお、部品の配置や基板パターンの引き回し等によっては、DC/DC回路21、22のMPPT動作(最大電力点動作)用の電流センサ23、24を、太陽電池PV1、PV2のプラス側ライン3、5に設けることができず、マイナス側ライン4、6にそれぞれ設ける場合があり、この場合にはマイナス側ライン4、6を1本の共通化ラインとすることができない。そのため、ダイオードD12、D14をOR接続し、ダイオードD11、D13もOR接続している。

先行技術

0012

特開2002−27764号公報

発明が解決しようとする課題

0013

ハイブリッド蓄電システム1Bでは、天気等により太陽電池PV1、PV2の発電電圧が高くなると、ダイオードD11〜D14に流れる電流は大きくなる。特に、太陽電池PV1、PV2が一方しか発電しない場合、太陽電池PV1、PV2が両方発電する場合と比べて、ダイオードD11、D12(またはダイオードD13、D14)に流れる電流が大きくなる。

0014

例えば、天気が曇りで太陽電池PV2が日陰になり、太陽電池PV1のみが発電した場合、商用ブリッジダイオード11Bにのみ電流が流れ(図4参照)、商用ブリッジダイオード11Bで大きな電力損失が発生する。ダイオードD11、D12に流れる電流を1[A]、ダイオードD11、D12の電圧降下(VF)を1[V]とすると、ダイオードD11の電力損失が1[W]、ダイオードD12の電力損失も1[W]となり、商用ブリッジダイオード11Bでは合計2[W]の電力損失が発生する。一方で、商用ブリッジダイオード12Bは、電流が流れないため電力損失が発生しない。その結果、商用ブリッジダイオード11Bに発熱が集中してしまい、放熱処理が必要となるおそれがある。

0015

このように、従来の接続箱2Bおよびハイブリッド蓄電システム1Bでは、太陽電池PV1、PV2が一方しか発電しない場合、商用ブリッジダイオード11B、12Bの一方に発熱が集中してしまう。その結果、従来の接続箱2Bおよびハイブリッド蓄電システム1Bでは、商用ブリッジダイオード11B、12Bの放熱処理が必要となるおそれがあり、コストアップを招くという問題があった。

0016

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ブリッジダイオードの一方に発熱が集中してしまうのを防ぐことが可能な接続箱およびハイブリッド蓄電システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0017

上記課題を解決するために、本発明に係る接続箱は、
第1太陽電池および第2太陽電池とパワーコンディショナーとの間に設けられる接続箱であって、
前記第1太陽電池のプラス側端子に接続される第1プラス側ラインと、
前記第1太陽電池のマイナス側端子に接続される第1マイナス側ラインと、
前記第2太陽電池のプラス側端子に接続される第2プラス側ラインと、
前記第2太陽電池のマイナス側端子に接続される第2マイナス側ラインと、
オン時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第1スイッチと、
オン時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第2スイッチと、
前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオン/オフ制御を行う制御回路と、
前記第1太陽電池または前記第2太陽電池の少なくとも一方の発電電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、
第1ブリッジダイオードおよび第2ブリッジダイオードと、を備え、
前記第1ブリッジダイオードは、
アノードが前記第1プラス側ラインに接続され、カソードが前記制御電源のプラス側入力端子に接続された第1ダイオードと、
アノードが前記第2プラス側ラインに接続され、カソードが前記第1ダイオードのカソードに接続された第2ダイオードと、を含み、
前記第2ブリッジダイオードは、
アノードが前記制御電源のマイナス側入力端子に接続され、カソードが前記第1マイナス側ラインに接続された第3ダイオードと、
アノードが前記第3ダイオードのアノードに接続され、カソードが前記第2マイナス側ラインに接続された第4ダイオードと、を含む
ことを特徴とする。

0018

この構成によれば、第1ブリッジダイオードの第1ダイオードおよび第2ダイオードがOR接続になり、第2ブリッジダイオードの第3ダイオードおよび第4ダイオードがOR接続になる。このため、第1太陽電池または第2太陽電池の一方しか発電しない場合であっても、第1ブリッジダイオードおよび第2ブリッジダイオードの双方に電流が流れるので、電力損失(発熱)は第1ブリッジダイオードと第2ブリッジダイオードとに分散される。

0019

上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド蓄電システムは、
接続箱とパワーコンディショナーと蓄電池とを含み、前記パワーコンディショナーが、系統および前記蓄電池に接続されるとともに前記接続箱を介して第1太陽電池および第2太陽電池に接続されるハイブリッド蓄電システムであって、
前記接続箱は、
前記第1太陽電池のプラス側端子に接続される第1プラス側ラインと、
前記第1太陽電池のマイナス側端子に接続される第1マイナス側ラインと、
前記第2太陽電池のプラス側端子に接続される第2プラス側ラインと、
前記第2太陽電池のマイナス側端子に接続される第2マイナス側ラインと、
オン時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第1太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第1スイッチと、
オン時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記第2太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にする第2スイッチと、
前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのオン/オフ制御を行う制御回路と、
前記第1太陽電池または前記第2太陽電池の少なくとも一方の発電電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、
第1ブリッジダイオードおよび第2ブリッジダイオードと、を備え、
前記第1ブリッジダイオードは、
アノードが前記第1プラス側ラインに接続され、カソードが前記制御電源のプラス側入力端子に接続された第1ダイオードと、
アノードが前記第2プラス側ラインに接続され、カソードが前記第1ダイオードのカソードに接続された第2ダイオードと、を含み、
前記第2ブリッジダイオードは、
アノードが前記制御電源のマイナス側入力端子に接続され、カソードが前記第1マイナス側ラインに接続された第3ダイオードと、
アノードが前記第3ダイオードのアノードに接続され、カソードが前記第2マイナス側ラインに接続された第4ダイオードと、を含む
ことを特徴とする。

0020

この構成によれば、第1ブリッジダイオードの第1ダイオードおよび第2ダイオードがOR接続になり、第2ブリッジダイオードの第3ダイオードおよび第4ダイオードがOR接続になる。このため、第1太陽電池または第2太陽電池の一方しか発電しない場合であっても、第1ブリッジダイオードおよび第2ブリッジダイオードの双方に電流が流れるので、電力損失(発熱)は第1ブリッジダイオードと第2ブリッジダイオードとに分散される。

発明の効果

0021

本発明によれば、ブリッジダイオードの一方に発熱が集中してしまうのを防ぐことが可能な接続箱およびハイブリッド蓄電システムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0022

本発明に係る接続箱およびハイブリッド蓄電システムのブロック図である。
太陽電池PV1のみが発電した場合における本発明のブリッジダイオード内の電流経路を示す図である。
従来の接続箱およびハイブリッド蓄電システムのブロック図である。
太陽電池PV1のみが発電した場合における従来のブリッジダイオード内の電流経路を示す図である。

実施例

0023

以下、添付図面を参照して、本発明に係る接続箱およびハイブリッド蓄電システムの実施形態について説明する。

0024

図1に、本発明の一実施形態に係る接続箱2Aおよびハイブリッド蓄電システム1Aを示す。ハイブリッド蓄電システム1Aは、パワーコンディショナー20と、PID対策として設けられた接続箱2Aとを含むトランスレス型(非絶縁型)の回路構成であり、少なくとも2つの太陽電池PV1、PV2が接続される。

0025

太陽電池PV1(本発明の「第1太陽電池」に相当)のプラス側端子は、接続箱2Aの第1プラス側ライン3を介して、パワーコンディショナー20の第1プラス側端子T3に接続される。太陽電池PV1のマイナス側端子は、接続箱2Aの第1マイナス側ライン4を介して、パワーコンディショナー20の第1マイナス側端子T4に接続される。

0026

太陽電池PV2(本発明の「第2太陽電池」に相当)のプラス側端子は、接続箱2Aの第2プラス側ライン5を介して、パワーコンディショナー20の第2プラス側端子T5に接続される。太陽電池PV2のマイナス側端子は、接続箱2Aの第2マイナス側ライン6を介して、パワーコンディショナー20の第2マイナス側端子T6に接続される。

0027

パワーコンディショナー20は、DC/DC回路21、22と、電流センサ23、24と、電圧変換回路25と、制御回路26と、制御電源27とを備える。

0028

DC/DC回路21は、太陽電池PV1の発電電圧を昇圧して、電圧変換回路25に出力する。DC/DC回路22は、太陽電池PV2の発電電圧を昇圧して、電圧変換回路25に出力する。

0029

電流センサ23は、DC/DC回路21がMPPT動作(最大電力点動作)を行うのに必要なものであり、例えば、第1マイナス側ライン4を流れる電流を検出するカレントトランスである。電流センサ24は、DC/DC回路22がMPPT動作(最大電力点動作)を行うのに必要なものであり、例えば、第2マイナス側ライン6を流れる電流を検出するカレントトランスである。

0030

電圧変換回路25は、双方向インバータ回路およびDC/DC回路を含み、AC/DC変換動作昇降圧動作および蓄電池28の充放電動作を行う。例えば、電圧変換回路25は、DC/DC回路21、22から入力された直流電圧を交流電圧に変換して系統接続端子T7〜T9から出力したり、系統接続端子T7〜T9から入力された交流電圧を自立出力端子T10、T11から出力したり、蓄電池28の直流電力交流電力に変換して自立出力端子T10、T11から出力したりする。

0031

制御回路26は、DC/DC回路21、22および電圧変換回路25を制御する。制御電源27は、例えば太陽電池PV1、PV2の発電電圧で動作し、制御回路26に電源電圧を供給する。

0032

接続箱2Aは、リレー7、8と、制御回路9と、制御電源10と、商用ブリッジダイオード11A、12Aと、電圧検出回路13とを備える。

0033

リレー7(本発明の「第1スイッチ」に相当)は、太陽電池PV1とパワーコンディショナー20とを接続する第1プラス側ライン3および第1マイナス側ライン4に介装されている。リレー8(本発明の「第2スイッチ」に相当)は、太陽電池PV2とパワーコンディショナー20とを接続する第2プラス側ライン5および第2マイナス側ライン6に介装されている。

0034

制御回路9は、制御電源10からの電力供給により起動する。起動した制御回路9は、電圧検出回路13で検出される太陽電池PV1、PV2の発電電圧に応じて、リレー7、8のオン/オフ制御を行う。例えば、制御回路9は、太陽電池PV1、PV2が発電をしている昼間にリレー7、8をオン状態にし、太陽電池PV1、PV2が発電していない夜間にリレー7、8をオフ状態にする。リレー7、8がオフ状態になると、太陽電池PV1、PV2がパワーコンディショナー20から切り離されるため、パワーコンディショナー20が系統連系動作を行っていても、太陽電池PV1、PV2の内部回路−フレーム間には電位差が発生しなくなる。その結果、PID現象が抑制される。

0035

制御電源10は、太陽電池PV1、PV2の発電電圧や、パワーコンディショナー20の自立出力端子T10、T11から出力される交流電圧(自立出力)で動作し、制御回路9に電力供給を行う。系統停電時で蓄電池28が空の場合は自立出力がないため、制御電源10は、太陽電池PV1、PV2の発電電圧のみで動作する。

0036

接続箱2Aでは、逆流防止用のダイオードとして、大量生産されコストが安い商用ブリッジダイオード11A、12Aを用いている。商用ブリッジダイオード11Aは、本発明の「第1ブリッジダイオード」に相当し、商用ブリッジダイオード12Aは、本発明の「第2ブリッジダイオード」に相当する。

0037

商用ブリッジダイオード11Aは、ダイオードD1、D2、D5、D6からなり、このうちダイオードD1、D2が逆流防止用のダイオードとして用いられる。ダイオードD1は、アノードが第1プラス側ライン3に接続され、カソードが制御電源10のプラス側入力端子T1に接続される。ダイオードD2は、アノードが第2プラス側ライン5に接続され、カソードが制御電源10のプラス側入力端子T1に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード11AのダイオードD1、D2がOR接続になる。

0038

商用ブリッジダイオード12Aは、ダイオードD3、D4、D7、D8からなり、このうちダイオードD3、D4が逆流防止用のダイオードとして用いられる。ダイオードD3は、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードが第1マイナス側ライン4に接続される。ダイオードD4は、アノードが制御電源10のマイナス側入力端子T2に接続され、カソードが第2マイナス側ライン6に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード12AのダイオードD3、D4がOR接続になる。

0039

図2に、太陽電池PV1のみが発電した場合における商用ブリッジダイオード11A、12A内の電流経路を示す。同図に示すとおり、太陽電池PV1のみが発電した場合、商用ブリッジダイオード11AのダイオードD1と商用ブリッジダイオード12AのダイオードD3に電流が流れる。

0040

ダイオードD1、D3に流れる電流を1[A]、ダイオードD1、D3の電圧降下(VF)を1[V]とすると、ダイオードD1、D3の電力損失はそれぞれ1[W]になり、商用ブリッジダイオード11A、12Aでは、それぞれ1[W]の電力損失しか発生しない。言い換えれば、従来の接続箱2Bにおいて商用ブリッジダイオード11Bで発生した2[W]の電力損失が、本実施形態に係る接続箱2Aでは、商用ブリッジダイオード11Aと商用ブリッジダイオード12Aとに分散される。

0041

その結果、商用ブリッジダイオード11A、12Aの一方に発熱が集中してしまうのを防ぐことができ、商用ブリッジダイオード11A、12Aの放熱処理は不要になる。なお、太陽電池PV2のみが発電した場合も同様に、電力損失(発熱)が商用ブリッジダイオード11Aと商用ブリッジダイオード12Aとに分散される。

0042

結局、本実施形態に係る接続箱2Aおよびハイブリッド蓄電システム1Aは、太陽電池PV1、PV2の発電状況にかかわらず、商用ブリッジダイオード11Aと商用ブリッジダイオード12Aの双方に電流が流れ、電力損失(発熱)を商用ブリッジダイオード11Aと商用ブリッジダイオード12Aとに均等に分散させることができるので、商用ブリッジダイオード11A、12Aの放熱処理を不要にすることができる。

0043

以上、本発明に係る接続箱およびハイブリッド蓄電システムの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

0044

例えば、接続箱2Aは、太陽電池PV1、PV2に加えて、さらに別の太陽電池が接続されていてもよい。接続箱2Aにおけるブリッジダイオードの数は、追加の太陽電池の数に応じて変更することができる。また、接続箱2Aでは、電圧検出回路13を省略し、別の方法で太陽電池PV1、PV2の発電電圧を検出してもよい。

0045

パワーコンディショナー20は、太陽電池PV1、PV2に接続され、かつ系統Gおよび蓄電池28に接続されるのであれば、適宜構成を変更することができるが、系統通電時は系統Gからの交流電力を自立出力として出力し、系統停電時は蓄電池28の直流電力を交流電力に変換して自立出力として出力することが好ましい。また、蓄電池28は、パワーコンディショナー20に内蔵されていてもよい。

0046

本発明の第1スイッチは、オン時に太陽電池PV1とパワーコンディショナー20とを導通状態にし、オフ時に太陽電池PV1とパワーコンディショナー20とを非導通状態にするのであれば、リレー7以外のものを用いてもよい。

0047

本発明の第2スイッチは、オン時に太陽電池PV2とパワーコンディショナー20とを導通状態にし、オフ時に太陽電池PV2とパワーコンディショナー20とを非導通状態にするのであれば、リレー8以外のものを用いてもよい。

0048

制御電源10は、太陽電池PV1、PV2の発電電圧や、パワーコンディショナー20の自立出力で動作するように構成されているが、少なくとも太陽電池PV1、PV2の発電電圧で動作するのであれば、自立出力以外の電圧で動作するように構成されていてもよい。

0049

1Aハイブリッド蓄電システム
2A接続箱
3 第1プラス側ライン
4 第1マイナス側ライン
5 第2プラス側ライン
6 第2マイナス側ライン
7リレー(第1スイッチ)
8 リレー(第2スイッチ)
9制御回路
10制御電源
11A 商用ブリッジダイオード(第1ブリッジダイオード)
12A 商用ブリッジダイオード(第2ブリッジダイオード)
13電圧検出回路
20パワーコンディショナー
21、22 DC/DC回路
23、24電流センサ
25電圧変換回路
26 制御回路
27 制御電源
28 蓄電池

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