(57)【要約】【課題】電力系統への電力の安定した供給力として計上することができ、出力変動を抑制する。【解決手段】複数の太陽電池モジュール２を有する太陽光発電部３０と、太陽光発電部３０からの出力を電力系統に連系するパワーコンディショナ４とを有し、パワーコンディショナ４の定格出力に対する太陽電池モジュール２の定格出力により定まる太陽光発電部３０の定格出力の比率が、１４０％以上である。蓄電部８と、蓄電部からの出力を電力系統に連系する電力変換装置９とを有し、電力変換装置９の出力が、パワーコンディショナ４の出力と合わせて、あらかじめ設定された電力値以上となるように、蓄電部８からの出力を調整する制御部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電部と、前記太陽光発電部からの出力を電力系統に連系するパワーコンディショナとを有し、
前記パワーコンディショナの定格出力に対する前記太陽電池モジュールの定格出力により定まる前記太陽光発電部の定格出力の比率が１４０％以上であることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
蓄電部と、前記蓄電部からの出力を電力系統に連系する電力変換装置とを有し、
前記電力変換装置の出力が、前記パワーコンディショナの出力と合わせて、あらかじめ設定された電力値以上となるように、前記蓄電部からの出力を調整する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記電力値が、前記パワーコンディショナの定格出力の３０％以上であることを特徴とする請求項２記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記パワーコンディショナは、最大電力追従制御を行う制御部を有し、
前記パワーコンディショナの制御部は、前記パワーコンディショナにおける電流値が、あらかじめ設定された値以上となった場合に、最大電力追従制御を中止して、前記パワーコンディショナからの出力を一定とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記一定の出力が、パワーコンディショナの定格出力であることを特徴とする請求項４記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電部と、前記太陽光発電部からの出力を電力系統に連系するパワーコンディショナとを有し、前記パワーコンディショナの定格出力に対する前記太陽電池モジュールの定格出力により定まる前記太陽光発電部の定格出力の比率が１４０％以上であり、蓄電部と、前記蓄電部からの出力を電力系統に連系する電力変換装置とを有する太陽光発電システムの制御方法であって、
コンピュータ又は電子回路が、
前記電力変換装置の出力が、前記パワーコンディショナの出力と合わせて、あらかじめ設定された電力値以上となるように、前記蓄電部からの出力を調整することを特徴とする太陽光発電システムの制御方法。
【請求項７】
複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電部と、前記太陽光発電部からの出力を電力系統に連系するパワーコンディショナとを有し、前記パワーコンディショナの定格出力に対する前記太陽電池モジュールの定格出力により定まる前記太陽光発電部の定格出力の比率が１４０％以上であり、前記パワーコンディショナが、最大電力追従制御を行う太陽光発電システムの制御方法であって、
コンピュータ又は電子回路が、
前記パワーコンディショナにおける電流が、あらかじめ設定された値以上となった場合に、最大電力追従制御を中止して、前記パワーコンディショナからの出力を一定とすることを特徴とする太陽光発電システムの制御方法。
【請求項８】
複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電部と、前記太陽光発電部からの出力を電力系統に連系するパワーコンディショナとを有し、前記パワーコンディショナの定格出力に対する前記太陽電池モジュールの定格出力により定まる前記太陽光発電部の定格出力の比率が１４０％以上であり、蓄電部と、前記蓄電部からの出力を電力系統に連系する電力変換装置とを有する太陽光発電システムを制御するプログラムであって、
コンピュータに、
前記電力変換装置の出力が、前記パワーコンディショナの出力と合わせて、あらかじめ設定された電力値以上となるように、前記蓄電部からの出力を調整させることを特徴とする太陽光発電システムの制御プログラム。
【請求項９】
複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電部と、前記太陽光発電部からの出力を電力系統に連系するパワーコンディショナとを有し、前記パワーコンディショナの定格出力に対する前記太陽電池モジュールの定格出力により定まる前記太陽光発電部の定格出力の比率が１４０％以上であり、前記パワーコンディショナが、最大電力追従制御を行う太陽光発電システムの制御方法であって、
コンピュータに、
前記パワーコンディショナにおける電流が、あらかじめ設定された値以上となった場合に、最大電力追従制御を中止させて、前記パワーコンディショナからの出力を一定とさせることを特徴とする太陽光発電システムの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、太陽電池モジュールとパワーコンディショナを有する太陽光発電システム、太陽光発電システムの制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、太陽電池モジュールからの出力を、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）と呼ばれる装置に接続することにより、所望の電力が得られるように構成されている。このような太陽光発電システムは、一般的に、太陽電池モジュールを直列に接続した複数の太陽電池ストリングを、パワーコンディショナに並列に接続することにより構成されている。
【０００３】
パワーコンディショナは、電力系統への連系のために、インバータ機能を有している。インバータ機能は、太陽電池モジュールが出力する直流電力を、交流電力に変換して、電力系統に出力する機能である。
【０００４】
一般的な太陽光発電システムにおいては、パワーコンディショナの定格出力と太陽電池モジュールの定格出力の合計値が、おおよそ等しくなるように、太陽電池モジュールの枚数が設計されている。
【０００５】
さらに、近年では、大量の太陽電池モジュールを使用することにより、１ＭＷを超えるメガソーラーと呼ばれる大規模な太陽光発電システムの建設が進んでいる。このように、電力系統に連系される太陽光発電システムの設備容量は増加してきており、電力需要を補う電源としての活用が期待されている。
【０００６】
例えば、夏期における電力需要と太陽光発電システムの発電量とは、相関がある。つまり、気温が高く冷房等の電力需要が高まる時間帯には、日射量が多くなるため、太陽電池モジュールの発電量も多く確保できる。これは、風力発電等と比較して、顕著な相違である。
【０００７】
このため、例えば、電力需要が高く、日射量が多い時間帯である夏期の１４時から１７時までの太陽光発電システムからの電力を、電力需要に対する供給力として、系統運用の計画に計上できることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４８５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、太陽光発電システムの出力は、天候により影響を受けやすいので、既存の発電設備の出力と比較して、不安定である。このため、太陽光発電システムが連系される電力系統の需要に対して、安定的な電源としてその供給力を計上することは困難な場合が多い。
【００１０】
つまり、系統運用の計画において、ある電源の発電容量を組み込むためには、一定時間、一定以上の電力が安定して得られるものである必要がある。ある時には電力を供給できるが、ある時には供給できないといった状態が、短期間で頻繁に発生するような電源は、運転計画に組み込むことは難しい。
【００１１】
例えば、１１時から１４時までの８００Ｗ／ｍ２程度の高日射時においては、影などの影響で日射量が変動することにより、太陽光発電システムの出力変動も大きくなる。すると、太陽光発電システムが連系される電力系統において、電力の需要と供給のバランスが崩れ、周波数を一定に保つことが困難になる場合がある。
【００１２】
本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題を解決するために提案されたものであり、その目的は、電力系統への電力の安定した供給力として計上することができ、出力変動を抑制することが可能な太陽光発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】
【００１３】
本発明の実施形態である太陽光発電システムは、上記のような目的を達成するために提案されたものであり、複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電部と、前記太陽光発電部からの出力を電力系統に連系するパワーコンディショナとを有し、前記パワーコンディショナの定格出力に対する前記太陽電池モジュールの定格出力により定まる前記太陽光発電部の定格出力の比率が１４０％以上であることを特徴とする。
【００１４】
なお、他の態様として、上記の各部の機能をコンピュータ又は電子回路により実行する方法及びコンピュータに実行させるプログラムとして捉えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態の太陽光発電システムの概略構成図
【図２】過積載率１００％時の電力需要と太陽光発電出力の相関を示す説明図
【図３】過積載率１４０％時の電力需要と太陽光発電出力の相関を示す説明図
【図４】過積載率と太陽光発電供給力との関係を示す説明図
【図５】第２の実施形態の太陽光発電システムの概略構成図
【図６】過積載率と太陽光発電供給力及び蓄電池からの出力との関係を示す説明図
【図７】太陽光発電部のＰ（電力）−Ｖ（電圧）曲線を示す説明図
【図８】出力変動抑制時の１日の太陽光発電出力曲線を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［Ａ．第１の実施形態］
本実施形態の太陽光発電システムを、図１〜４を参照して説明する。
［１．構成］
［１−１．基本構成］
本実施形態の太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング３、パワーコンディショナ４を有する。太陽電池ストリング３は、複数の太陽電池モジュール２を直列に接続したものである。複数の太陽電池ストリング３は、パワーコンディショナ４に並列に接続されている。なお、以下の説明では、パワーコンディショナ４に接続された複数の太陽電池ストリング３をまとめて、太陽光発電部３０と呼ぶ。
【００１７】
パワーコンディショナ４は、太陽電池ストリング３と電力系統１０１との間に接続され、太陽電池ストリング３を電力系統１０１に連系する装置である。このパワーコンディショナ４は、インバータ５を有している。インバータ５は、太陽光発電部３０が出力する直流電力を、所定周波数の交流電力に変換する変換装置である。所定周波数としては、例えば、電力系統１０１が商用の系統である場合、商用電源周波数とする。
【００１８】
その他、パワーコンディショナ４は、最大電力追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御機能、系統連系保護機能、自動運転停止機能等を有している。最大電力追従制御機能は、太陽電池の出力変動に応じて、電流と電圧により定まる出力の動作点が、常に最大となるように制御する機能である。系統連系保護機能は、系統側やインバータ側の異常を検知して、インバータ機能を停止する機能である。自動運転停止機能は、日没時、雨天等、太陽電池出力が小さくなり、パワーコンディショナの出力がほぼ０になると、運転を一時停止する機能である。
【００１９】
［１−２．太陽光発電部の設定］
パワーコンディショナ４に接続される太陽光発電部３０の定格出力は、パワーコンディショナ４の定格出力に対して、１４０％以上となるように設定されている。太陽光発電部３０の定格出力は、太陽電池モジュール２又は太陽電池ストリング３の定格出力によって定まる。
【００２０】
太陽電池モジュール２の定格出力は、基準状態と呼ばれる条件下で出力される電力を測定した値である。基準状態とは、例えば、太陽電池モジュール２の表面温度摂氏２５℃、分光放射分布ＡＭ（エアマス）１．５、日射強度１０００Ｗ／ｍ２である。ＡＭは、太陽光が地上に到達するまでに通過する大気量である。
【００２１】
太陽電池ストリング３の定格出力は、接続された太陽電池モジュール２の定格出力によって定まる。太陽光発電部３０の定格出力は、太陽電池ストリング３の接続数によって定まる。例えば、各太陽電池ストリング３の定格出力時の動作電流の総和と、動作電圧の積によって、太陽電池発電部３０の定格出力が定まる。
【００２２】
以上のことから、本施形態においては、パワーコンディショナ４の定格出力に対して、太陽光発電部３０の定格出力が、１４０％以上となるように、使用する太陽電池モジュール２の定格出力及びその数、接続する太陽電池ストリング３の数等が選択される。
【００２３】
［２．作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、図２〜図４を参照して説明する。なお、以下の説明では、パワーコンディショナ４の定格出力に対する太陽光発電部３０の定格出力の比率を総称して、単に過積載率と呼ぶ。
【００２４】
まず、太陽光発電部３０が発電した直流電力は、パワーコンディショナ４に出力され、インバータ５により交流電力に変換されて、電力系統１０１に接続された図示しない負荷設備に供給される。これにより、太陽光発電システム１は、電力系統１０１に連系される。
【００２５】
上記のように、夏期の電力需要と日射量には相関がある。夏期とは、７月から９月を指す。例えば、夏期の電力需要の高い１４時から１７時までの間において、太陽電池モジュール２の発電による一定の出力が期待できる。ここで、夏期の需要を考慮しているのは、一年間のうち、夏期の電力需要が最も高く、既存の発電所等の発電量を、太陽電池等の自然エネルギーにより補う必要性が高いためである。
【００２６】
図２及び図３は、夏期の電力需要と太陽光発電システム１の出力の相関の一例を示す図である。図２は過積載率が１００％の場合の複数の日のデータを、それぞれ白抜きの四角で示した散布図となっており、図３は過積載率が１４０％の場合の複数の日のデータを、それぞれ黒色の四角で示した散布図である。なお、図２及び図３には、回帰直線及び相関係数を示している。
【００２７】
図２及び図３において、横軸は、一年間のうちで、電力需要が最大となる日の需要に対する各日の需要の比率を示す。より具体的には、横軸は、土日休日およびお盆を除く１４時から１７時に電力需要が最大となる日の最大需要を、その年度の最大需要で除した比率である。
【００２８】
また、図２及び図３において、縦軸は、太陽光発電システム１の出力が、パワーコンディショナ４の定格出力に対してどの程度の比率であるかを示す。より具体的には、縦軸は、各日の最大需要が発生する時間の太陽光発電システム１の出力を、アメダス気象データから算出し、この出力のパワーコンディショナ４の定格出力に対する比率で示す。
【００２９】
そして、図４は、１００％〜２００％の過積載率の太陽光発電システム１の供給力を示した図である。図４の横軸は、過積載率を１０％毎に示している。縦軸は、パワーコンディショナ４の定格出力に対する太陽光発電システム１の出力の比率（供給力）について、一年間の下位５日の平均を求めた値である。
【００３０】
出力が不安定な太陽光発電を系統運用に計上するには、最低でも安定的に確保できる電力を供給力として評価する必要がある。このため、図４では、太陽光発電出力が低い下位５日の平均を用いて、供給力を求めている。例えば、図２の下位５日の平均値は、図４の過積載率１００％の場合の供給力に対応している。また、図３の下位５日の平均値は、図４の過積載率１４０％の場合の供給力に対応している。
【００３１】
電力需要が高い時に、太陽光発電システム１から、高い出力が安定して得られることが望ましい。このため、図２〜図４は、太陽光発電システム１の出力が、安定した発電出力として、電力需要に対する運転計画等に組み込むことができるかどうかを示している。
【００３２】
つまり、一般的な太陽光発電システム１である過積載率が１００％の場合には、図４に示すように、最大需要時において、パワーコンディショナ４の定格出力に対して、約２０％の供給力しか見込めない。この程度の供給力では、安定した電源として考慮するには不十分である。
【００３３】
一方、本実施形態の太陽光発電システム１では、過積載率を１４０％としている。この場合、図４に示すように、最大需要時において、パワーコンディショナ４の定格出力に対して、約３０％の供給力を見込める。この程度の供給力が得られれば、安定した電源として、運転計画に組み込むことができる。
【００３４】
一般的な発想では、パワーコンディショナ４の定格出力に一致させるように、太陽光発電の定格出力の総量を決定する。つまり、太陽電池モジュールからの発電量が最大となった場合に、パワーコンディショナ４の定格出力が得られるように、太陽光発電部３０の定格出力を設定する。
【００３５】
太陽光発電部３０の定格出力を、パワーコンディショナ４の定格出力よりも大きく設定する場合があっても、それは電力の損失を考慮したものである。つまり、太陽電池モジュール２からパワーコンディショナ４に達するまでの電力には、３〜１０％程度の損失が生じる。そこで、この損失を補うために、太陽光発電部３０の定格を、パワーコンディショナ４の定格を超えるものにする場合がある。
【００３６】
これに対して、本実施形態は、このような損失を補う程度の設定を遥かに超えて、敢えて太陽光発電システム１の過積載率を１４０％以上としている。このため、本実施形態によれば、太陽光発電システム１が連系される電力系統１０１の需要に対して、安定的な供給力として計上することができる。特に、日射の安定した時間帯において、固定出力電源として期待できる。そして、電力需要に対して供給される電力のうち、再生可能エネルギーによる電力の比率を増加させることができる。
【００３７】
また、パワーコンディショナ４は、太陽光発電部３０の出力が小さい場合には、運転を中止してしまうため、パワーコンディショナ４の定格出力に対して太陽光発電部３０の定格出力が同等程度の場合には、稼働率が低い。しかし、本実施形態では、過積載率を１４０％以上としているため、運転中止に至る可能性を低減させ、パワーコンディショナ４の稼働率を高めることができる。このため、コストをかけてパワーコンディショナ４の数や容量を増やすよりも、低コストでありながら、得られる出力も高くなる。
【００３８】
さらに、太陽光発電システム１からの出力の変動は、出力周波数の変動に影響を与えるが、過積載率を１４０％として、出力を安定させることにより、出力周波数も安定する。これにより、太陽光発電システム１からの出力が、系統の周波数に与える影響を少なくすることができる。
【００３９】
［Ｂ．第２の実施形態］
［１．構成］
次に、第２の実施形態を、図５及び図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４０】
本実施形態は、図５に示すように、蓄電付太陽光発電システム６として構成されている。つまり、第１の実施形態で示した太陽光発電システム１における交流の系統側に、蓄電システム７を備えている。
【００４１】
蓄電システム７は、蓄電部８、電力変換装置９を有する。蓄電部８としては、充電及び放電を行うことが可能な二次電池を用いことができる。例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル・水素電池等を、蓄電部８として使用することができる。
【００４２】
電力変換装置９は、蓄電部８が出力する電力を、所定周波数の交流電力に変換して、電力系統１０１へ出力する変換器である。所定周波数は、例えば、電力系統１０１が商用の系統の場合には、商用電源周波数とする。さらに、電力変換装置９は、図示しない制御部を有している。この制御部は、蓄電部８からの電力の電力系統１０１への出力を制御する機能を有する。つまり、制御部は、図示しない計測部により、電力系統１０１への電力又は電流を計測した計測情報に基づいて、電力変換装置９からの出力電力を制御する。
【００４３】
なお、計測情報は、パワーコンディショナ４から入力されるものであってもよい。計測箇所は、パワーコンディショナ４と電力系統１０１の間であればよく、特定の箇所には限定しない。
【００４４】
制御部には、あらかじめ設定された時間又は電力需要に応じて、電力系統１０１へ流す逆潮流電力が設定されている。これにより、制御部は、パワーコンディショナ４の出力が、あらかじめ設定された逆潮流電力に未達であると判定した時には、設定された逆潮流電力と、パワーコンディショナ４の出力との差分の電力を出力する。従って、蓄電部８は、上記の設定された逆潮流電力と、パワーコンディショナ４の出力との差分を出力できる容量以上のものを選定する。
【００４５】
［２．作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、図６を参照して説明する。なお、以下の説明は、夏期の需要に、蓄電付太陽光発電システム６から、所望の供給力を計上する場合である。図６は、図４で示した各過積載率の蓄電付太陽光発電システム６の供給力と、蓄電システム７の出力の一例を示した図である。
【００４６】
例えば、パワーコンディショナ４の定格出力の３０％を蓄電付太陽光発電システム６の供給力としたい場合、あらかじめ設定された逆潮流電力を、図６において、破線Ｐで示す。
【００４７】
電力変換装置９における制御部は、蓄電付太陽光発電システム６からの出力が、破線Ｐより小さい場合、破線Ｐまでの不足電力を蓄電部８からの出力にて補う。ここで、上記の第１の実施形態で示した通り、過積載率１４０％では、蓄電付太陽光発電システム６の供給力が、定格出力の３０％に近づく。このため、設定された逆潮流電力を、この３０％とした場合、蓄電部８から出力する必要がある電力は少なくて済む。
【００４８】
以上のような本実施の形態によれば、蓄電付太陽光発電システム６によって、所望の供給力を、より一層安定して得ることができる。さらに、過積載率１４０％以上として、蓄電付太陽光発電システム６からの供給力を高く見込むことができるため、併設する蓄電部８の容量を最小限とすることができる。
【００４９】
なお、パワーコンディショナ４の定格出力の３０％を超えて安定した出力を得られるように、蓄電部８からの出力を増やすことも可能である。これにより、３０％以上のより安定した出力として系統運用に計上することができる
【００５０】
［Ｃ．第３の実施形態］
［１．構成］
次に、第３の実施形態を、図７及び図８を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５１】
上記のように、パワーコンディショナ４は、最大電力追従制御機能を有している。つまり、太陽光発電部３０の出力は、日射強度や太陽電池モジュール２の表面温度によって変動するために、最大出力点を追従するように動作点を変化させて、最大電力を取り出している。
【００５２】
最大電力追従制御は、より具体的には、パワーコンディショナ４が有する制御部が、電流及び電圧を監視することにより、以下のように行う。まず、制御部は、直流動作電圧若しくは直流電流、又は直流動作電圧及び直流電流の両方を、一定時間間隔でわずかに変動させる。
【００５３】
制御部は、このときの太陽光発電部３０の出力電力と前回の出力電力記憶値とを比較する。そして、常に太陽光発電部３０の出力電力が大きくなるように、制御部が、パワーコンディショナ４の直流動作電圧若しくは直流電流又はこれらの両方を変化させる。
【００５４】
ただし、最大電力追従制御は、入力される直流電流又は出力される交流電流が、制御部にあらかじめ設定された電流値以下の場合に行う制御である。他方、直流電流又は交流電流が、あらかじめ設定された電流値を超える場合、制御部は、出力する電流を絞ることにより、最大電力追従制御を中止する。そして、制御部は、太陽光発電部３０の動作点を、最大電力点から外して非最大電力追従制御を行い、パワーコンディショナ４の定格出力値で電力を出力する。
【００５５】
ここで、太陽光発電部３０の電流−電圧特性および電力−電圧特性を参照して、パワーコンディショナ４の非最大電力追従制御について、図７を参照して説明する。図７の縦軸は、太陽光発電部３０のパワーコンディショナ４の定格出力に対する比率である。図７の横軸は、太陽光発電部３０の直流電圧である。曲線Ｗ１は過積載率１００％、曲線Ｗ２は過積載率１４０％の場合の一例を示す。
【００５６】
この図７に示すように、太陽光発電部３０は、定格出力で過積載率１００％の場合、太陽光発電部３０の出力−直流電圧特性を示す曲線Ｗ１の特性となる。また、太陽光発電部３０は、定格出力で過積載率１４０％の場合、太陽光発電部３０の出力−直流電圧特性を示す曲線Ｗ２の特性となる。
【００５７】
ここで、所定の電流値を、交流電流のパワーコンディショナ４の定格出力時における電流値に設定すると、所定の電流値での出力は、図７中の破線Ｓに示すように、パワーコンディショナ４の定格出力となる。
【００５８】
例えば、昼の時間帯で日射強度が１０００Ｗ／ｍ２になると、過積載率１００％の場合は、太陽光発電部３０の出力は、曲線Ｗ１に沿って動作し、曲線Ｗ１のａ点の最適動作電圧Ｖｍｐｐで調整される。
【００５９】
一方、過積載率１４０％の場合は、太陽光発電部３０の出力は、曲線Ｗ２に沿って動作する。このとき、パワーコンディショナ４の最大電力追従制御を継続すると、太陽光発電部３０の動作点は、最大出力点ｂに向かい、パワーコンディショナ４の定格出力Ｓを超えるため、所定の電流値を超えることになる。
【００６０】
このような場合、パワーコンディショナ４の制御部は、非最大電力追従制御を行う。つまり、制御部は、太陽光発電部３０の出力電流が曲線Ｗ２のうち破線Ｓより上側にあるとき、実線矢印Ｌに示す制御を行い、動作電圧を高くして太陽光発電部３０の動作点を、曲線Ｗ２のｃ点に変化させて、所定の電流値を下回らせる。
【００６１】
パワーコンディショナ４の非最大電力追従制御は、この制御を継続することで、太陽光発電部３０の動作点を常に最大出力点ｃ付近に調整する。なお、パワーコンディショナ４の制御部は、適宜の時間経過の後または適宜に出力が低下した後、非最大電力追従制御を解除して最大電力追従制御を再開する。
【００６２】
［２．作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を説明する。まず、図８は、パワーコンディショナ４の定格出力時の電流値を、あらかじめ設定した電流値とした場合の、過積載率１４０％の太陽光発電システム１の晴天時の１日の発電出力曲線を示す図である。図８の縦軸は、太陽光発電システム１の出力のパワーコンディショナ４の定格に対する比率である。図８の横軸は、一日のうちの時間である。
【００６３】
高日射時に、太陽光発電出力がパワーコンディショナ４の定格出力を超えると、上記のように、パワーコンディショナ４の出力が定格出力値に固定される。このため、太陽光発電システム１は、１１時から１４時まで、定電流出力電源となる。また、１１時から１４時までの間に日射変動が発生しても、８００Ｗ／ｍ２を超える日射であれば、出力変動分はパワーコンディショナ４の出力には現れない。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、１１時から１４時までの８００Ｗ／ｍ２程度の高日射時における日射の変動による太陽光発電の出力の変動を抑制し、パワーコンディショナ４の出力は一定となる。このため、太陽光発電システム１に連系される系統の電力の需要と供給のバランスを崩すことを防ぐことができる。
【００６５】
また、パワーコンディショナ４の制御部による非最大電力追従制御によって、太陽光発電部３０の動作点を調整し、太陽光発電部３０の出力電流を、あらかじめ設定された電流値以下に抑制できる。非最大電力追従制御により動作電圧を高くすることで、直流電流が小さくなる。これによって、太陽光発電部３０の出力を抑制でき、パワーコンディショナ４が過負荷運転となることを防止できる。さらに、太陽光発電部３０やその他の機器の消耗や劣化を抑制することができる。
【００６６】
［Ｄ．他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、第２の実施形態と、第３の実施形態を組み合わせてもよい。また、太陽電池モジュール２、太陽電池ストリング３の数や接続の態様は、太陽光発電部３０の定格出力として、本発明に対応するものが得られればよく、特定の数や接続の態様には限定されない。例えば、太陽電池ストリング３に代えて、単体の太陽電池モジュール２を電気的に並列接続することにより、太陽光発電部３０を構成してもよい。
【００６７】
パワーコンディショナ４の定格出力に対する太陽光発電部３０の定格出力の比率は、１４０％以上であればよい。つまり、第３の実施形態で示したように、太陽光発電部３０の出力がどのように大きくなっても、原理的には、パワーコンディショナ４の定格出力に制限される。但し、過度な電流の入力とならないことを考慮して、例えば、１４０％〜２００％程度とすることも考えられる。
【００６８】
また、パワーコンディショナ４の数も、単体であっても複数であってもよい。パワーコンディショナ４が接続される系統は、商用の電力系統１０１に限るものではない。例えば、一般の自家用電源が接続される系統に接続しても、夏期の構内需要への安定的な供給力を見込むことができる。
【００６９】
蓄電システム７に用いる蓄電部８は、たとえば、コンデンサ、電気二重層キャパシタ等によって、安価に構成することもできる。また、蓄電システム７は、上記の実施形態では、電力変換装置９を介して系統側に接続されていたが、太陽光発電部３０からの直流電流を充電し、放電電力をパワーコンディショナ４又は電力変換装置９を介して系統側に出力する態様も構成可能である。
【００７０】
上記のパワーコンディショナ４、インバータ５、電力変換装置９の制御部の全部若しくは一部は、ＣＰＵを含むコンピュータを所定のプログラムで制御することによって実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、上記のような処理を実現するものである。このため、上記の処理を実行する方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体も、実施形態の一態様である。
【００７１】
また、ハードウェアで処理する範囲、プログラムを含むソフトウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様には限定されない。たとえば、上記の各部のいずれかを、それぞれの処理を実現する回路として構成することも可能である。
【００７２】
さらに、制御部は、上記の各種の設定を記憶するメモリ等の記憶部を有している。この記憶部には、一時的な記憶領域として使用されるレジスタ、メモリ等も含まれる。したがって、上記の各部の処理のために一時的に記憶される記憶領域であっても、記憶部として捉えることができる。
【００７３】
実施形態に用いられる情報の具体的な内容、値は、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由である。実施形態において、しきい値に対する大小判断、一致不一致の判断等において、以上、以下として値を含めるように判断するか、より大きい、上回る、超える、より小さい、下回る、未達として値を含めないように判断するかも自由である。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１…太陽光発電システム
２…太陽電池モジュール
３…太陽電池ストリング
４…パワーコンディショナ
５…インバータ
６…蓄電付太陽光発電システム
７…蓄電システム
８…蓄電部
９…電力変換装置
３０…太陽光発電部
１０１…電力系統
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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