(57)【要約】      （修正有）【課題】架台を利用し発熱部から直接、熱伝導により地面に熱を逃がす事ができ、気密にすることができ、耐久性の向上となる、パワーコンディショナーの冷却システムを提供する。【解決手段】パワーコンディショナー冷却システムは、脚柱材１１、斜桁材１２、横材１３、縦材１４及び基礎１５からなる架台と、発熱体２０と、取付具３０と、を備える。発熱体２０は、取付具３０と熱接続し、取付具３０は、発熱体２０および架台と熱接続する。架台は、取付具３０および地中０と熱接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーコンディショナー冷却システムであって、
地中との熱接続がなされる、架台と、
前記架台の一部との熱接続がなされる、発熱体と、
前記架台の一部および発熱体に設置される、取付具とを設ける、
パワーコンディショナー冷却システム。
【請求項２】
前記架台は、アルミニウム材を含む、
請求項１に記載のパワーコンディショナー冷却システム。
【請求項３】
前記取付具は、前記架台の一部と当接する平面体を、備える、
請求項１または２に記載のパワーコンディショナー冷却システム。
【請求項４】
前記取付具は、鉛プレートである平面体を、備える、
請求項１〜３のいずれかに記載のパワーコンディショナー冷却システム。
【請求項５】
パワーコンディショナー冷却システムであって、
前記架台の一部、発熱体および取付具の少なくとも１つに設置される、ペルチェ冷却器を、備える、
請求項１〜４のいずれかに記載のパワーコンディショナー冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーコンディショナー冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーコンディショナーは、発電電力を電力系統へ供給するために、直流電力から交流電力への電力変換を行う。パワーコンディショナーを好適に運用するためには、冷却を行うことが重要となる。これは、パワーコンディショナーが、電力変換に伴う発熱により、電力変換効率が下がる恐れと、パワーコンディショナーに備えられる半導体素子が破損する恐れとを有するためである。パワーコンディショナーにおける電力変換効率の低下は、発電システム全体の発電効率の低下に帰結する。
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、吸気口と第１の排気口とを有する筐体と、筐体内に設けられた電力変換器と、筐体内に設けられて、吸気口から取り入れられた気体を、電力変換器を介して第１の排気口へ流れるように送風して電力変換器を冷却するファンと、筐体に連結された排気路形成部材とを備えている。また、排気路形成部材は、第１の排気口と連通して内部に排気路を形成すると共に、排気路内の気体を外部に排出する第２の排気口を有している。排気路形成部材の上面は、筐体から離れるに従って低くなるように傾斜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０６３７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パワーコンディショナーは、自然対流およびファンのいずれかにより空冷される場合がある。しかしながら、この場合、パワーコンディショナーを気密にできず、塩害などの異物が侵入することよりパワーコンディショナーの耐久性に問題が発生する。そのため、自然対流またはファンによる直接的な空冷とは全く別の視点からの、冷却システム／方法が要される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、パワーコンディショナー冷却システムであって、地中との熱接続がなされる、架台と、架台の一部との熱接続がなされる、発熱体と、架台の一部および発熱体に設置される、取付具とを設ける。本発明によると、発熱体を熱源として、取付具、架台および地中にかけて、熱流経路の一部を形成できる。これにより、空冷ファンの故障などのためのメンテナンスを要さない、メンテナンスフリーな冷却を実現できる。一般的なパワーコンディショナーの多くは架台に接続されており、架台を利用し発熱部から直接、熱伝導により地面に熱を逃がす事が出来、気密にすることができ耐久性の向上となる。
【０００７】
本発明の好ましい形態では、架台は、アルミニウム材を含む。本発明によると、熱伝導性に優れるアルミニウム材を架台の一部として用いることで、発熱体を好適に冷却できる。
【０００８】
本発明の好ましい形態では、取付具は、架台の一部と当接する平面体を、備える。本発明によると、架台の一部と取付具との間における機密にし、接触部における熱抵抗を低減できる。
【０００９】
本発明の好ましい形態では、取付具は、鉛プレートである平面体を、備える。本発明によると、架台と取付具との間における機密性を向上し、接触部における熱抵抗を低減できる。
【００１０】
本発明の好ましい形態では、パワーコンディショナー冷却システムであって、架台の一部、発熱体および取付具の少なくとも１つに設置される、ペルチェ冷却器を、備える。本発明によると、取付具、架台および地面にかけて形成される熱流経路を電気制御でき、発熱体の好適な冷却を実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、パワーコンディショナーを含む発熱体を、メンテナンスフリーに冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態におけるパワーコンディショナー冷却システムの構成の一部を示す概念図である。
【図２】実施形態１における架台の一部、発熱体および取付具を含むパワーコンディショナー冷却システムを示す概要図である。
【図３】実施形態２における架台の一部、発熱体および取付具を含むパワーコンディショナー冷却システムを示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
以下、図面を用いて、本発明の実施形態１に係るパワーコンディショナー冷却システムについて説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではなく、様々な構成を採用できる。
【００１４】
実施形態１におけるパワーコンディショナー冷却システムは、架台１０と、発熱体２０と、取付具３０とを備える。
【００１５】
発熱体２０は、取付具３０と熱接続する。取付具３０は、発熱体２０および架台１０と熱接続する。架台１０は、取付具３０および地中０と熱接続する。実施形態１における熱接続は、大気を介さない熱流経路が形成されるような接続を指す。
【００１６】
発熱体２０は、パワーコンディショナーであり、熱源としての電力変換器２１を設ける。取付具３０は、支持部３１と、平面体３２とを設ける。
【００１７】
図１に示す通り、発熱体２０は、取付具３０を介して、架台１０の一部に設置される。
【００１８】
発熱体２０は、筐体２２の内部に設置される電力変換器２１を設ける。筐体２２の内部は、好ましくは、密閉される。
【００１９】
電力変換器２１は、直流電力を交流電力に変換する。電力変換器２１は、一般交流負荷または既存の電力系統に対し、交流電力を供給する。
【００２０】
電力変換器２１は、太陽光発電器と電気接続される。なお、太陽光発電器に代えて、風力発電器や地熱発電器などが設けられる構成としてもよい。
【００２１】
架台１０は、前後方向１００、所定間隔毎、および、互いに平行に配設される横材１３と、横材１３と直交し横材１３を下面側から支持する縦材１４とを設ける。横材１３および縦材１４は、図示しないが、平面格子状に組み合わされる。
【００２２】
架台１０が設置される基礎１５は、好ましくは、スクリュー杭であり、その一部が地中０に設置される。これにより、架台１０と、地中０との間において、熱流経路が形成される。
【００２３】
架台１０は上下方向３００に延伸する１以上の脚柱材１１を、設ける。１以上の脚柱材１１は、前後方向１００および左右方向２００に所定間隔毎に互いに平行に配設される。このとき、縦材１４は、前後方向１００に配設された１以上の脚柱材１１のそれぞれと、上部連接具を介して連接する。なお、脚柱材１１の延伸方向は、上下方向３００である。異なる長さを有する脚柱材１１が前後方向１００に配設されることで、架台１０が支持する太陽光発電器に対し傾斜角が付与される。
【００２４】
架台１０は、前後方向１００に配設された脚柱材１１間に配設される斜桁材１２を備える。斜桁材１２は、上部連接具および下部連接具のそれぞれに回動自在に設置される。
【００２５】
脚柱材１１、斜桁材１２、上部連接具および下部連接具のそれぞれは、図示しないが、取付孔と、取付孔と締結する取付ボルトと、取付ボルトと締結する取付ナットとを有する。脚柱材１１ならびに斜桁材１２は、取付孔、取付ボルトおよび取付ナットの一体化により、設置される。
【００２６】
横材１３および縦材１４のそれぞれは、図示しないが、上面中央部に、全長に亘り一定の幅および深さを有する凹溝を、設ける。
【００２７】
横材１３および縦材１４のそれぞれは、側面の少なくとも１つにおいて、凹溝を設けてよい。また、脚柱材１１および斜桁材１２は、片側面または両側面において、凹溝を設けてよい。
【００２８】
横材１３および縦材１４のそれぞれは、図示しないが、凹溝の上部に、水平に突出し一定の幅を有する上部突片を、全長に亘り設ける。
【００２９】
横材１３および縦材１４のそれぞれは、図示しないが、下面端部に、上方に向けてその一部が屈折し一定幅を有する下部突片を、全長に亘り設ける。
【００３０】
架台１０は、図示しないが、横材１３および縦材１４を挟着するための縦横固定具を設ける。
【００３１】
縦横固定具は、図示しないが、横材１３の下部突片および縦材１４の上部突片を設置する第１の挟着片と、第１の挟着孔に設置される第１の挟着ボルトと、第１の挟着ボルトと組み合わされる第１の挟着ナットとを備える。
【００３２】
架台１０は、図示しないが、太陽光発電器を横材１３に固定するための太陽光発電器固定具を設ける。
【００３３】
太陽光発電器固定具は、図示しないが、横材１３の端部上面および太陽光発電器の端部を設置する第２の挟着片と、第２の挟着孔に設置される第２の挟着ボルトと、第２の挟着ボルトと組み合わされる第２の挟着ナットとを備える。第２の挟着片の少なくとも一部は、横材１３の上部突片と当接する。
【００３４】
架台１０は、図示しないが、一方の端部が地中０に設置されもう一方の端部が架台１０と接続されるアース線を設ける。
【００３５】
２以上の横材１３は、図示しないが、横材１３の延伸方向に対し連結具を介して設置される。
【００３６】
２以上の太陽光発電器は、図示しないが、空隙を排しながら架台１０における横材１３または縦材１４に設置される。
【００３７】
支持部３１および架台１０の少なくとも一部は、好ましくは、アルミニウム材などの熱伝導性に優れた金属材料により構成される。このとき、アルミニウム材は腐食防止のための表面処理などが行われてよい。
【００３８】
図２に示す通り、筐体２２および電力変換器２１は、例として、筐体２２、電力変換器２１および支持部３１に形成された孔部と埋込ボルトとの一体化により、支持部３１に設置される。このとき、支持部３１の少なくとも一部は、筐体２２の内部に設置される。本発明の実施形態における、筐体２２および電力変換器２１の設置方法の種別に、制限はない。
【００３９】
図２に示す通り、架台１０の一部および平面体３２は、例として、架台１０の一部、平面体３２および支持部３１に形成された孔部と、埋込ボルトとの一体化により、支持部３１に設置される。このとき、支持部３１は、好ましくは、脚柱材１１に設置される。また、平面体３２は、支持部３１と架台１０の一部との間に設置される。本発明の実施形態における、架台１０の一部および平面体３２の設置方法の種別に、制限はない。また、設置に際しボルトなどを用いる場合、ボルトなどの口径に制限はない。
【００４０】
平面体３２は、支持部３１と架台１０の一部との間に加えて、電力変換器２１と支持部３１との間に設置される構成としてもよい。
【００４１】
平面体３２は、好ましくは、金、銅および鉛などの、可撓性および熱伝導性に優れた金属プレートである。このとき、金属プレートの厚みに、制限はない。
【００４２】
平面体３２は、グラファイトシート、グラフェンシートおよびカーボンナノチューブ複合紙などを含む炭素部材としてもよい。
【００４３】
本発明の実施形態では、パワーコンディショナー冷却システムにおける異なる２の部材の間にグリースなどの潤滑剤が挿入されてよい。このとき、グリースは、銀、銅、アルミニウム、金属酸化物、カーボン、炭化物の少なくとも１つを含むフィラーが添加されてよい。
【００４４】
本発明によれば、パワーコンディショナーの冷却をパワーコンディショナーから架台１０および地中０へかけての熱伝導により効率化できる。
【００４５】
＜実施形態２＞
以下、本発明の実施形態２に係るパワーコンディショナー冷却システムについて説明する。なお、実施形態１と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
実施形態２におけるパワーコンディショナー冷却システムは、実施形態１のパワーコンディショナー冷却システムにおける支持部３１に代えて／加えて、冷却器接触部３３および支持補助部３４を設ける。さらに、実施形態２におけるパワーコンディショナー冷却システムは、ペルチェ冷却器４０を設ける。
【００４７】
図３に示す通り、ペルチェ冷却器４０は、電力変換器２１と当接する冷却器接触部３３、および、架台１０の一部と当接する冷却接触部のそれぞれと、当接する。
【００４８】
図３に示す通り、実施形態２における発熱体２０は、２以上の支持補助部３４に支持される。このとき、支持補助部３４は、架台１０の一部に設置される。実施形態２における架台１０への支持補助部３４の設置の方法に、制限はない。また、設置に際しボルトなどを用いる場合、ボルトなどの口径に制限はない。
【００４９】
実施形態２におけるペルチェ冷却器４０は、発熱体２０から、冷却器接触部３３、または、冷却器接触部３３および架台１０にかけての熱伝搬を促進するために用いられる。
【００５０】
実施形態２では、ペルチェ素子を備えるペルチェ冷却器４０を動作させることで、ペルチェ冷却器４０およびその近傍が低温領域となる。これにより、発熱体２０を起点とした熱流経路における熱流密度が増大し、好適な熱伝搬が実現される。
【００５１】
実施形態２におけるパワーコンディショナー冷却システムは、１以上のペルチェ冷却器４０を、発熱体２０、取付具３０および架台１０の一部の少なくとも１つにおいて設けてもよい。
【００５２】
実施形態２では、ペルチェ冷却器４０を、平面体３２に代えて／加えて、架台１０の一部と支持部３１との間に設置してもよい。
【００５３】
ペルチェ冷却器４０は、電力系統を電力源の１つとしてよいし、電力変換器２１と電気接続される太陽光発電器を電力源の１つとしてもよい。
【００５４】
本発明によれば、パワーコンディショナーの冷却をペルチェ素子の電気的制御により効率化できる。
【符号の説明】
【００５５】
０  地中
１０  架台
１１  脚柱材
１２  斜桁材
１３  横材
１４  縦材
１５  基礎
２０  発熱体
２１  電力変換器
２２  筐体
３０  取付具
３１  支持部
３２  平面体
３３  冷却器接触部
３４  支持補助部
４０  ペルチェ冷却器
１００  前後方向
２００  左右方向
３００  上下方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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