(57)【要約】【課題】パワーコンディショナーの出力を昇圧して高圧配電線に供給する変圧器を効率良く運転して、売電する発電量の増大を図ることができる太陽光発電設備を提供する。【解決手段】一定期間の間に一定時間毎に測定された日照強度の各実測データを実測データの最大値に対して規格化して、得られた規格値を代表規格値Ｍ＝0.1ないし1.0を中心値とした１０のグループに分け、各グループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値を各グループのスコア値Ｃとして、各グループの代表規格値Ｍとスコア値Ｃとの積Ｍ×Ｃを各グループの規格値・スコア値乗算値Ｓとして求める。太陽電池が受ける日照の強度が一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値Ｓを与える代表規格値Ｍに等しい負荷率で効率が最大になるように変圧器を構成する。【選択図】    図３
2014039426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器とを備えた太陽光発電設備に用いるのに最適な変圧器を決定する方法であって、
前記太陽電池が設置される地域で一定期間の間日照強度を一定時間毎に実測し、
前記一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを前記一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、
前記一定期間の間に前記第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値として、第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として求め、
前記太陽電池が受ける日照の強度が前記一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの前記太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ設定値以上の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値の中から選択された一つの代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になる変圧器を前記最適な変圧器として決定すること、
を特徴とする太陽光発電設備用最適変圧器の決定方法。
【請求項２】
太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器とを備えた太陽光発電設備に用いるのに最適な変圧器を決定する方法であって、
前記太陽電池が設置される地域で一定期間の間日照強度を一定の時間毎に実測し、
前記一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを前記一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、
前記一定期間の間に前記第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値として、第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として求め、
前記太陽電池が受ける日照の強度が前記一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの前記太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になる変圧器を前記最適な変圧器として決定すること、
を特徴とする太陽光発電設備用最適変圧器の決定方法。
【請求項３】
太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器とを備えた太陽光発電設備において、
前記太陽電池が設置される地域で一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを前記一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、前記一定期間の間に前記第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値とし、前記第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として、
前記太陽電池が受ける日照の強度が前記一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの前記太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ設定値以上の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値の中から選択された一つの代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように前記変圧器が構成されていること、
を特徴とする太陽光発電設備。
【請求項４】
太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器とを備えた太陽光発電設備において、
前記太陽電池が設置される地域で一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを前記一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、前記一定期間の間に前記第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値とし、前記第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として、
前記太陽電池が受ける日照の強度が前記一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの前記太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように前記変圧器が構成されていること、
を特徴とする太陽光発電設備。
【請求項５】
太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する太陽光発電設備用変圧器において、
前記太陽電池が設置される地域で一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを前記一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、前記一定期間の間に前記第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値とし、前記第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として、
前記太陽電池が受ける日照の強度が前記一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの前記太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ設定値以上の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値の中から選択された一つの代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように構成されていること、
を特徴とする太陽光発電設備用変圧器。
【請求項６】
太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する太陽光発電設備用変圧器において、
前記太陽電池が設置される地域で一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを前記一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、前記一定期間の間に前記第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値とし、前記第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として、
前記太陽電池が受ける日照の強度が前記一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの前記太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように構成されていること、
を特徴とする太陽光発電設備用変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電設備においてパワーコンディショナの出力電圧を昇圧するために用いる最適変圧器の決定方法、太陽光発電設備及び太陽光発電設備用変圧器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧配電系統と連係する太陽光発電設備は、特許文献１に示されているように、太陽電池と、太陽電池が発生する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナーと、パワーコンディショナーから得られる交流電圧を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器とを備えている。
【０００３】
なお特許文献１では、太陽電池が発生する直流電圧を交流電圧に変換する直流−交流変換部と、直流−交流変換部から得られる交流電圧を昇圧する変圧器との双方をパワーコンディショナに含めているが、本明細書においては、太陽電池が発生する直流電圧を交流電圧に変換する直流−交流変換部のみをパワーコンディショナと呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７３４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽光発電設備を効率よく運転するためには、パワーコンディショナで生じる損失を少なくするだけでなく、年間を通して、パワーコンディショナーの出力電圧を昇圧する変圧器が高効率の状態で運転される時間をできるだけ長くする必要がある。
【０００６】
変圧器の出力をＰo、変圧器内で生じる損失をＰｌとすると、変圧器の効率ηは、η＝Ｐo／（Ｐo＋Ｐｌ）で与えられる。変圧器内で生じる損失Ｐlは、無負荷損（主として鉄損）と負荷損（主として銅損）とからなる。一般に変圧器の効率は、変圧器の負荷率ｍ（＝出力Ｐo／定格出力Ｐn）により変り、負荷率がある値を示したときに最大値を示す。変圧器を効率よく運転するためには、年間を通して、その負荷率ｍが、変圧器の効率ηを最大にする値付近の値を示す状態で運転される時間をできるだけ長くする必要がある。
【０００７】
太陽電池が発生する電力は、日照強度の変化に伴って変化する。このような特性を有する太陽電池を電源とする太陽光発電設備を、変圧器で生じる損失を少なくして効率よく運転するためには、太陽電池が太陽光発電設備の年間の総発電量に寄与する割合が大きい値の出力を発生しているときに、変圧器を効率よく運転することができるように、変圧器の特性を設定しておく必要がある。
【０００８】
ところが、従来の太陽光発電設備においては、パワーコンディショナの出力を昇圧する変圧器として、一般民需負荷のピーク時に最大効率が得られるように設計されたトップランナー基準の変圧器を用いていたため、太陽電池が出力している電力の値が、太陽光発電設備の年間総発電量に寄与する割合が大きい値を示しているときに変圧器を効率よく運転することができず、太陽光発電設備を効率よく運転することができていなかった。
【０００９】
本発明の一つの目的は、太陽光発電設備において、太陽電池が、設備の年間総発電量に寄与する割合が大きい値を示す電力を出力しているときに効率が大きな値を示す最適の変圧器を決定する方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、太陽電池が、設備の年間総発電量に寄与する割合が大きい値を示す電力を出力しているときに効率が大きな値を示す変圧器を備えることにより、年間を通して変圧器で生じる損失を少なく抑えて、効率よく運転することができるようにした太陽光発電設備を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、太陽電池が、設備の年間総発電量に寄与する割合が最も大きい値を示す電力を出力しているときに効率が大きな値を示す太陽光発電設備用変圧器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナと、パワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器とを備えた太陽光発電設備に用いるのに最適な変圧器を決定する方法を対象とする。
【００１３】
本発明に係る方法では、太陽電池が設置される地域で一定期間の間日照強度を一定時間毎に実測し、一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、一定期間の間に第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値として、第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として求める。そして、太陽電池が受ける日照の強度が一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ設定値以上の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値の中から選択された一つの代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になる変圧器を最適な変圧器として決定する。
【００１４】
太陽電池を設置する地域の日照強度を実測すると、各日照強度の実測値から、太陽電池の出力の推移を推定することができ、実測された日照強度の最大値から太陽電池の最大出力を推定することができる。また日照強度の各実測値をその最大値で除することにより日照強度の実測値を規格化（正規化）すると、その規格値は、太陽電池の各瞬時の出力の最大出力に対する割合に相当しているから、いわば太陽電池の負荷率であると考えることができる。本発明では、一定期間（例えば１年ないし数年）の間に太陽電池が各負荷率で動作した際に発生した電力の総量を各負荷率毎に推定して、太陽電池が一定期間の間に発生した電力の総量に対する寄与率が設定値以上（好ましくは最大）であった値を示す電力を発生しているときの太陽電池の負荷率［年間を通して動作する時間が設定値以上（好ましくは最大）である太陽電池の負荷率］と、変圧器が最大効率を示す負荷率とを等しくすることにより、変圧器で生じる損失を可能な限り少なくして太陽光発電設備を効率よく運転することを可能にする。
【００１５】
太陽電池の出力の推移をできるだけ正確に推定するためには、１年ないし数年といったできるだけ長期間に亘って日照強度を測定することが好ましい。１年ないし数年といった一定期間の間、一定時間毎に（例えば１分毎に）日照強度を測定した場合、日照強度の測定値の数は膨大なものとなり、日照強度の各測定値の規格値を扱ったのでは、変圧器選定の際の数値処理が面倒になる。そこで、本発明においては、太陽電池が設置される地域で一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値（例えば、O.1 ，0.2 ，…，0.9 ，1.0の１０個の代表規格値）をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分けることにより整理し、各グループの中心値である代表規格値を太陽電池の負荷率を示す数値として扱う。
【００１６】
太陽電池が、日照強度の実測を行った一定期間の間に発生した電力の総量に寄与した割合が最も大きかった値を示す電力を求めるためには、日照強度の実測を行った一定期間の間に太陽電池が各代表規格値で表すことができる各負荷率で動作しているときに発生した電力の総量を推定する必要がある。
【００１７】
そのため、本発明においては、一定期間の間に第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値として、第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として求める。このようにして求めた第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値は、太陽電池の負荷率が第１乃至第ｎの代表規格値であるときに太陽電池が出力した電力の総量に対応している。従って、設定値以上の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値の中から選択された一つの代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になる変圧器を最適な変圧器として決定することにより、太陽光発電設備を低損失で効率よく運転することが可能になる。
【００１８】
本発明に係る最適変圧器決定方法の好ましい態様では、太陽電池が受ける日照の強度が一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になる変圧器を最適な変圧器として決定する。
【００１９】
本発明はまた、太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナと、パワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器とを備えた太陽光発電設備を対象とする。
【００２０】
本発明においては、太陽電池が設置される地域で一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、一定期間の間に第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値とし、第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として、太陽電池が受ける日照の強度が一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ設定値以上の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値の中から選択された一つの代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように前記変圧器が構成される。
【００２１】
本発明に係る太陽光発電設備の好ましい態様では、太陽電池が受ける日照の強度が一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように変圧器が構成される。
【００２２】
本発明はまた、太陽電池が出力する直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナの出力を高圧配電線に供給するために昇圧する太陽光発電設備用変圧器を対象とする。
【００２３】
本発明においては、太陽電池が設置される地域で一定期間の間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値をそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分け、一定期間の間に第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値とし、第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として、太陽電池が受ける日照の強度が一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように変圧器が構成される。
【００２４】
本発明に係る変圧器の好ましい態様では、太陽電池が受ける日照の強度が一定期間の間に計測された最大の日照強度に等しいときの太陽電池の出力に定格出力が等しく、かつ最大の規格値・スコア値乗算値を与える代表規格値に等しい負荷率で効率が最大になるように変圧器が構成される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、一定期間の間日照強度を実測して、日照強度の実測値を最大値で除することにより求めた規格値を太陽電池の負荷率として、一定期間の間に太陽電池が出力した電力の総量に寄与した割合が設定値以上であった太陽電池の負荷率の中から選択した一つの負荷率に、変圧器が最大効率を示す負荷率を合わせるようにしたので、パワーコンディショナの出力を昇圧する変圧器で生じる損失を少なく抑えて、太陽光発電設備を効率よく運転することができる。
【００２６】
また本発明によれば、太陽光発電設備に用いる最適な変圧器を選定するための明確な指針を得ることができるので、最適な変圧器の選定を容易にすることができる。本発明により得られる最適変圧器選定の指針は、過去の日照強度の多くの実測データに裏付けられたものであるので、本発明に従って変圧器を選定すれば、少なくとも、発電源である太陽電池の特性を全く考慮することなく変圧器を選定していた従来の太陽光発電設備よりは、はるかに適確な変圧器を選定して、太陽光発電設備を低損失の状態で運用することすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽光発電設備の構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】太陽電池を設置する予定の地域で１年間に亘って実測された日照強度の一測定結果に基づいて、測定された各日照強度を測定期間内に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を代表規格値0.1ないし1.0を中心値とするグループに分けて整理し、各代表規格値で表したグループに属する日照強度が測定された回数を各グループのスコア値として、日照強度の代表規格値とスコア値との関係を示した棒グラフである。
【図３】図２に示した測定結果に基づいて求めた日照強度の代表規格値とスコア値との積（規格値・スコア値乗算値）と代表規格値との関係を求めた結果をまとめた棒グラフである。
【図４】従来用いられていたトップランナー基準の変圧器の効率対負荷率曲線と、本発明の実施形態で選定された変圧器の効率対負荷率曲線とを比較して示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下本発明の一実施形態を詳細に説明する。
図１は、太陽光発電設備の構成を概略的に示したもので、同図において１は太陽電池、２は太陽電池１が出力する直流電圧を交流電圧に変換するとともに、電圧及び周波数の安定化を図るパワーコンディショナ、３はパワーコンディショナ２の出力電圧を高圧配電線４に供給するために昇圧する変圧器、５は変圧器３と高圧配電線４との間に挿入された高圧連系用保護装置である。高圧連系用保護装置５は、連系用保護継電器や遮断器を備えていて、変圧器３が出力する電圧が過大になったり、不足したり、周波数が変動したり、系統の事故時に太陽光発電設備が単独運転状態になるおそれが生じたときに遮断器を開いて、太陽光発電設備を解列する（電力会社の系統から切り離す）機能を有する。
【００２９】
太陽電池の出力は、太陽電池が受ける日照の強度［ｋＷ／ｍ2］により決まる。太陽電池の出力は、日照強度の二次関数であることが知られているが、その出力と日照強度との関係を与える曲線はほぼ直線に近く、殆どの場合、日照強度と太陽電池の出力との間にはほぼ比例関係があると見なすことができる。従って、太陽電池が受ける日照の強度から太陽電池の出力を推定することができ、太陽電池を設置する地域の日照強度を一定の期間に亘って調べることにより、その地域に設置する太陽電池の出力の経時的な変化を推定することができる。
【００３０】
本発明では、太陽電池が設置される地域で一定期間に亘って測定した日照強度から、太陽電池の出力の推移を推定して、その推定結果に基づいて、一定期間の間（例えば年間を通して）損失を可能な限り少なくして運転することができる最適な変圧器を決定する。
【００３１】
本実施形態においては、太陽電池を設置する地域で一定期間Ｔの間日照強度［ｋＷ／ｍ2］を一定時間ｔ毎に実測して、この実測結果に基づいて太陽光発電設備を効率よく運転するために最適な変圧器３を決定する。日照強度は一定時間（例えば１分）毎に測定するものとする。一定時間毎に計測する日照強度は、計測を行うタイミングで計測された日照強度でもよく、計測を行うタイミングの直前の一定時間の間の平均値（前回の計測タイミングから今回の計測タイミングまでの間に複数回計測した計測値の平均値）でもよい。実測を行う期間は、四季の変化を反映させるため少なくとも１年以上に設定する。年による変動の影響を無くすためには、複数年に亘って日照強度の測定を行うことが好ましい。
【００３２】
上記のようにして求めた多数のデータは膨大な数になり、そのままでは扱い難いため、本実施形態では、一定期間Ｔの間に一定時間毎に測定された一連の日照強度のそれぞれを一定期間の間に測定された日照強度の最大値で除することにより求めた規格値群を、値が順次大きくなる第１ないし第ｎ（ｎは１０以上の整数）の代表規格値Ｍをそれぞれの中心値とした第１ないし第ｎのグループに分ける操作を行うことにより、膨大な数の測定値を整理する。本実施形態では。ｎ＝１０として、O.1，0.2，0.3，…，0.9，1.0の１０個の数値を代表規格値Ｍ（pu）とし、これらの数値をそれぞれ中心値とする１０のグループに規格値群を分けることにより、実測された日照強度の規格値群を整理する。
【００３３】
そして、一定期間の間に第１ないし第ｎのグループに規格値が属する日照強度が測定された回数又は測定された時間の合計値をそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値として、第１乃至第ｎの代表規格値にそれぞれ第１乃至第ｎのグループのスコア値を乗算した値をそれぞれ第１乃至第ｎの規格値・スコア値乗算値として求める。この規定値・スコア値乗算値は、一定の期間に太陽電池が各代表規格値が代表しているグループに属する日照強度の日照を受けたときに発生した電力の総量に相当している。
【００３４】
図２は、本出願人の会社が存在する地域で、１年間に亘って、１分毎に日照強度を測定することにより得られた測定値群を規格化し、得られた規格値群を１０個のグループに分けて整理した結果を示している。図２において、横軸の１０個の数値0.1，0.2，0.3，…，0,9，1.0は、代表規格値Ｍである。これらの代表規格値はそれぞれ１０個の規格値グループの中心値をなしており、各代表規格値は、四捨五入すれば各代表規格値になる規格値群をすべて含むグループを代表している。例えば、代表規格値0.1が代表しているグループは、0.05から0.14までの規格値群を含み、代表規格値0.2が代表しているグループは、1.15から2.4 までの規格値群を含んでいる。
【００３５】
また図２の縦軸は、各代表規格値が代表しているグループのスコア値Ｃを示している。このスコア値Ｃは、各代表規格値が代表しているグループに規格値が属する日照強度が計測された回数の総計である。例えば、代表規格値0.5が代表しているグループに、規格値0.45が1800個、0.46が1810個、0.47が1750個、0.48が1820個、0.49が1850個、0.50が2315個、0.51が1600個、0.52が1860個、0.53が1900個及び0.54が1550個属していたとすると、代表規格値0.5が代表しているグループのスコア値Ｃは、図示のように18255となる。
【００３６】
上記のように、日照強度の各実測値をその最大値で除することにより日照強度の実測値を規格化すると、その規格値は、太陽電池の各瞬時の出力の最大出力に対する割合に相当しているから、太陽電池の負荷率であると考えることができる。
【００３７】
本実施形態では、太陽電池が各負荷率で動作した際に発生した電力の総量を各負荷率毎に推定するため、各代表規格値Ｍと、各代表規格値が代表するグループのスコア値Ｃを乗算して、各代表規格値が代表するグループ毎に規格値・スコア値乗算値Ｓ（＝Ｍ×Ｃ）を求める。図２に示した棒グラフに基づいて作成した、規格値・スコア値乗算値Ｓ対代表規格値Ｍグラフを図３に示した。図３の縦軸の規格値・スコア値乗算値Ｓは、日照強度の各代表規格値と、各代表規格値が代表するグループに規格値が属する日照強度の測定値の総数であるスコア値との積であるから、測定が行われた一定期間の間に各代表規格値が代表するグループに規格値が属する日照強度で太陽電池が日照を受けたときに発生した電力の総量に相当している。
【００３８】
本発明では、一定期間の間に太陽電池が各負荷率で動作した際に発生した電力の総量を各負荷率毎に推定して、太陽電池が一定期間の間に発生した電力の総量が設定値以上であった負荷率（太陽電池が一定期間の間に発生した電力の総量に寄与した割合がもっと大きかった電力を発生したときの負荷率）と、変圧器が最大効率を示す負荷率とを等しくすることにより、変圧器で生じる損失を可能な限り少なくして太陽光発電設備を効率よく運転することを可能にする。
【００３９】
変圧器を選定するに当っては、先ずその定格出力を決定する必要がある。太陽光発電設備で用いる変圧器は、太陽電池が出力する最大電力が入力された場合でも破壊しないように設定しておく必要がある。そのため、本発明においては、変圧器の定格出力を、日照強度の調査を行った一定期間の間に太陽電池が発生した最大出力に等しく設定する。太陽電池の最大出力は、実測された日照強度の最大値から推定することができる。
【００４０】
本発明においてはまた、太陽電池が太陽光発電設備の年間の総発電量に寄与する割合が大きい値の出力を発生しているときに、変圧器を効率よく運転することができるように、変圧器の特性を設定する。そのため、図３に示したグラフから、設定値以上の規格値・スコア値乗算値Ｓを与える代表規格値の中から選択された一つの代表規格値に等しい太陽電池の負荷率と等しい負荷率で効率が最大になる変圧器を最適な変圧器として決定する。
【００４１】
例えば、上記設定値を8800として、規格値・スコア値乗算値Ｓが8800以上の値を示す代表規格値0.4，0.5，及び0.6を選び、これらの代表規格値の中から選択した一つの代表規格値（好ましくは規格値・スコア値乗算値Ｓが最大値9128を示す代表規格値0.5）に等しい負荷率で変圧器が最大効率を示す変圧器を最適な変圧器として決定する。一般に、変圧器の効率は、負荷損と無負荷損とが等しいときに最大になるから、選択した代表規格値（好ましくは規格値・スコア値乗算値Ｓが最大値を示す代表規格値）に負荷率が等しいときに、負荷損と無負荷損とが等しくするように設計された変圧器を最適な変圧器として決定するようにすればよい。
【００４２】
最適変圧器が最大効率を示す負荷率は、規格値・スコア値乗算値Ｓが最大値を示す代表規格値（図３の例では0.5）であることが好ましいが、変圧器の大きさやコイル導体の断面積など、損失に影響を及ぼす各種の制約から、希望通りの変圧器を設計することができないことも考えられるので、最適変圧器が最大効率を示す負荷率の選択にはある程度の幅を持たせておく。
【００４３】
図４は、従来の太陽光発電設備で用いられていたトップランナー基準の変圧器の効率η対負荷率ｍ特性ａと、本発明の方法により日照強度の実測値に基づいて決定した最適変圧器の効率η対負荷率ｍ特性ｂとを比較して示したものである。
【００４４】
トップランナー基準の変圧器では、負荷率が３５％付近の値を示すときに最大効率を発揮するため、太陽電池の出力が年間を通じて最も長時間出力することになる大きさの電力を発生しているとき（本実施形態では，太陽電池の負荷率が５０％であるとき）に変圧器を最大効率で運転することができず、太陽光発電設備を効率よく運用することができない。これに対し、本発明の方法により選定された変圧器を用いれば、太陽電池の出力が年間を通じて最も長時間出力することになる大きさの電力を発生しているときに変圧器を最大効率で運転することができるため、太陽光発電設備を効率よく運用することができる。
【００４５】
上記の実施形態では、日照強度と太陽電池の出力との間の関係をほぼ比例関係と見なすことができるとしたが、両者の関係を比例関係と見なすことができず、太陽電池の出力を日照強度の二次関数として扱わざるを得ない場合には、規格値・スコア値乗算値Ｓを演算する際に、代表規格値Ｍの二乗とスコア値Ｃとを乗算する（Ｓ＝Ｍ2×Ｃとする）ようにすればよい。
【００４６】
上記の実施形態では、各代表規格値が代表しているグループに規格値が属する日照強度が計測された回数の総計を各代表規格値が代表しているグループのスコア値としいるが、各代表規格値が代表しているグループに規格値が属する日照強度が計測された時間の総計を各代表規格値が代表しているグループのスコア値Ｃとしてもよい。
【００４７】
上記の実施形態では、代表規格値の数を１０としたが、１０以上の代表規格値を用いて、日照強度の測定値をその最大値で除することにより求めた規格値群を１０以上のグループに分けて整理するようにすることもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１  太陽電池
２  パワーコンディショナー
３  変圧器
４  配電線
５  高圧連係要保護装置
【図１】
2014039426.tif 000003
【図２】
2014039426.tif 000004
【図３】
2014039426.tif 000005
【図４】
2014039426.tif 000006