(57)【要約】      （修正有）【課題】  パワーコンディショナの温度上昇を抑制し、その信頼性を向上しうるパワーコンディショナの保護ボックスを提供する。【解決手段】  背板と、この背板の両側部から前へ折れ曲がる一対の側板３と、側板の上端間に架け渡される天板と、側板の下端間に架け渡される底板５とを含むとともにパワーコンディショナ６を内部に収容する箱状の本体７、およびこの本体に形成されるとともにパワーコンディショナを冷却する冷却手段８を具え、冷却手段は、本体の底板に形成されパワーコンディショナの下部に設けられた下の空気口９に向き合う給気口１０と、この給気口乃至下の空気口の間を上下に結ぶ筒状の通気部１１と、本体の上部に配置されパワーコンディショナを冷却した空気を外部に排出する換気ファン１２とを有する。【選択図】  図１
2006066819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背板と、この背板の両側部から前へ折れ曲がる一対の側板と、側板の上端間に架け渡される天板と、側板の下端間に架け渡される底板とを含むとともにパワーコンディショナを内部に収容する箱状の本体、およびこの本体に形成されるとともに前記パワーコンディショナを冷却する冷却手段を具え、
前記冷却手段は、本体の底板に形成されパワーコンディショナの下部に設けられた下の空気口に向き合う給気口と、この給気口乃至下の空気口の間を上下に結ぶ筒状の通気部と、本体の上部に配置されパワーコンディショナを冷却した空気を外部に排出する換気ファンとを有することを特徴とするパワーコンディショナの保護ボックス。
【請求項２】
前記冷却手段は、パワーコンディショナの上方に配置されたサーモスタットを有し、
前記換気ファンは、サーモスタットの出力により運転が制御されることを特徴とする請求項１記載のパワーコンディショナの保護ボックス。
【請求項３】
前記換気ファンは、前記本体の両側板の各々の上部に、合計２個が設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のパワーコンディショナの保護ボックス。
【請求項４】
前記本体は、パワーコンディショナの上方を覆うカバー板を有し、
このカバー板は、パワーコンディショナの上部に設けられた上の空気口に向き合う通気口を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパワーコンディショナの保護ボックス。
【請求項５】
前記カバー板は、本体の背板に固着されるともに背板側を下とする緩勾配を有し、かつカバー板の上面の水を排出するため、背板寄りの領域に排水手段を設けたことを特徴とする請求項４記載のパワーコンディショナの保護ボックス。
【請求項６】
前記本体は、天板の少し下方に背板側を下として傾斜する上内板を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のパワーコンディショナの保護ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムに使用されるパワーコンディショナを収容するパワーコンディショナの保護ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、環境負荷が小さく資源を制約できるため、地球温暖化の基となるＣＯ2 （二酸化炭素）を含む排出ガスによる環境汚染、エネルギー資源の枯渇など地球的規模の課題対策として開発が進み、商業ビル、公共施設を始めとして一般家庭へも普及している。
【０００３】
この太陽光発電システムは、一般的に太陽の光により太陽電池モジュールが発電した直流電気を、パワーコンディショナで交流電力に変換して使用される。そして、建築物の構築と同時に発電システムを装備する場合は、配線とともにパワーコンディショナが屋内に配置されることが多い。しかしながら既築建物にリフォームとして発電システムを設ける時、或いは賃貸用集合住宅に装備する際には、配線の都合からパワーコンディショナを屋外に設置する場合があるが、パワーコンディショナは電子部品等を搭載しているため屋内設置専用として形成され、屋外でそのまま使用することはできない。そのため、風雨に耐える仕様を備えるパワーコンディショナを特別に設計製造することが考えられるが、パワーコンディショナの品種が増えてコストが増大する。
【０００４】
そこで、開口部を有しパワーコンディショナを収容する外箱と、前記開口部を密閉する蓋体とを備えた筐体を用い、屋外に設置するパワーコンディショナを風雨から護ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、夏期に気温上昇とともに日射を受けて筐体内部の温度が上昇すると、運転により発熱するパワーコンディショナは、部分によっては例えば１００℃以上に昇温して機能障害を起す可能性があり、信頼性を低下させる。
【０００７】
本発明は、パワーコンディショナを収容する箱状の本体に前記パワーコンディショナを冷却する冷却手段を設けることを基本とし、パワーコンディショナの温度上昇を抑制し、その信頼性を向上しうるパワーコンディショナの保護ボックスの提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、背板と、この背板の両側部から前へ折れ曲がる一対の側板と、側板の上端間に架け渡される天板と、側板の下端間に架け渡される底板とを含むとともにパワーコンディショナを内部に収容する箱状の本体、およびこの本体に形成されるとともに前記パワーコンディショナを冷却する冷却手段を具え、前記冷却手段は、本体の底板に形成されパワーコンディショナの下部に設けられた下の空気口に向き合う給気口と、この給気口乃至下の空気口の間を上下に結ぶ筒状の通気部と、本体の上部に配置されパワーコンディショナを冷却した空気を外部に排出する換気ファンとを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記冷却手段は、パワーコンディショナの上方に配置されたサーモスタットを有し、前記換気ファンは、サーモスタットの出力により運転が制御されることを特徴とし、また請求項３に係る発明においては、前記換気ファンは、前記本体の両側板の各々の上部に、合計２個が設けられる。
【００１０】
請求項４に係る発明では、前記本体は、パワーコンディショナの上方を覆うカバー板を有し、このカバー板は、パワーコンディショナの上部に設けられた上の空気口に向き合う通気口を有し、また請求項５に係る発明において、前記カバー板は、本体の背板に固着されるともに背板側を下とする緩勾配を有するとともにカバー板の上面の水を排出するために背板寄りの領域に排水手段を設け、更に請求項６に係る発明においては、前記本体は、天板の少し下方に背板側を下として傾斜する上内板を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明は、パワーコンディショナを冷却する冷却手段を具えるため、オーバーヒートの防止により電子部品などの正常な作動が維持され信頼性を向上できる。しかも前記冷却手段は、本体の底板に形成されパワーコンディショナの下の空気口に向き合う給気口と、この給気口乃至下の空気口の間を上下に結ぶ筒状の通気部と、本体の上部に配置されパワーコンディショナを冷却した空気を外部に排出する換気ファンとを具えるため、導入された外気によりパワーコンディショナを規定温度以下に維持して、その結果パワーコンディショナの故障を防止して信頼性を高めうる。また効率的な冷却により冷却ランニングコストを低減でき、更には屋内設置と共用のパワーコンディショナを屋外に使用できるため、使用機器の種類を増やすことなく設計施工を合理化できる。
【００１２】
請求項２に係る発明のようにサーモスタットを用いて換気ファンを運転制御すると、パワーコンディショナのオーバーヒートを監視しつつ、過冷却のない省エネ運転が可能となり、また請求項３に係る発明のように本体の両側板に各々換気ファンを取付けると、高い冷却能力を確保できる。
【００１３】
請求項４に係る発明では、パワーコンディショナの上方を覆うカバー板により埃、雨水、結露水の滴下を防止するとともに前記カバー板の通気口により冷却効果が維持され、また請求項５に係る発明のようにカバー板は背板側を下とする緩勾配を有するともに排水手段を具えると、換気ファンから降り込む雨水、結露水が排水されてパワーコンディショナを濡らすことがなく、さらに請求項６に係る発明のように天板の少し下方に背板側を下として傾斜する上内板を設けた場合には、天板裏面に発生する結露水の滴下を防止して、パワーコンディショナのトラブルを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。パワーコンディショナ６は、例えば図４に示された住宅用太陽光発電システムの中に組み込んで使用され、屋根面２１に設置された太陽電池モジュール２２により太陽の光エネルギーから変換された直流電流を交流電流に変換する機能を持ち、さらには逆流の防止、落雷などによる突発的過電流（サージ）の吸収作用を含めシステム全体の運転をコントロールしている。
【００１５】
前記パワーコンディショナ６により交流に変換された発電電力は、図４に示すように、屋内の分電盤２３を介して住宅内の家電製品２４などの負荷に分配される。また前記分電盤２３は、電力計４０を介して電力会社の給電網２５に接続され、電力会社との契約により昼間の余った電力は電力会社に売電（売り）し、天候の悪い日や夜間など発電力が少なかったり、発電しないときは、不足分だけ今まで通り、電力会社から買電（買い）する、所謂系統連携システムを構成している。
【００１６】
前記パワーコンディショナ６は、内部に各種の電子部品を搭載しており、作動中これらが発熱して高温化する。そこで空冷方式により作動中の温度を規格値以下に維持して、動作の信頼性を確保し、機械の寿命を延ばしている。従ってパワーコンディショナ６は、空冷用の空気取り入れのため、図１に示すように下部に下の空気口９を、上部に空気排出用の上の空気口１５を各々形成している。
【００１７】
図１に示すように、パワーコンディショナの保護ボックス１は、パワーコンディショナ６を収容する箱状の本体７と、この本体７に形成される冷却手段８とを具える。前記本体７は、垂直な背板２と、一対の側板３、３と、天板４と、底板５とを含み構成される。
【００１８】
前記背板２は、その内側で小間隙２６を隔てて平行に向合う基板２７を有する。この基板２７は、両側から背板２に向って折れ曲がる側折り曲げ部２７Ｓを有し、この側折り曲げ部２７Ｓ先端部が溶接などで背板２に固着され、これにより基板２７が背板２に取り付けられる。また基板２７の上、下端部は各々が背板２に向って折れ曲がった小長さの上折り曲げ部２７Ｕ、下折り曲げ部２７Ｄを設けている。そして上折り曲げ部２７Ｕ、下折り曲げ部２７Ｄの先端と、背板２との間に小巾の上スリット２８Ｕ、下スリット２８Ｄが形成される。
【００１９】
前記側板３は、前記背板２の両側部から各々前方へ直角に折れ曲がり、上部にファン取り付け孔２９を有する。なお、本形態では、このファン取り付け孔２９の外側を覆うフード４１を装着して、雨の降込みを防止している。
【００２０】
前記天板４は、前記背板２の上端部から前方に折れ曲がり、かつ前記側板３、３の上端間に架け渡される。この天板４は前側を下とした緩勾配を有し、前端に下方に湾曲した水切り片３９を設ける。
【００２１】
前記底板５は、前記背板２の下端部から前方に折れ曲がり、かつ前記側板３、３の下端間に架け渡される。本形態の底板５は、パワーコンディショナ６と向合う領域に矩形状の切り欠き部３０を設け、該切り欠き部３０には、これを覆う被覆板３１がビスなどの固着具を用いて着脱可能に取り付けられる。
【００２２】
前記天板４、側板３及び底板５の前縁部には、図２に示すように、額縁状の前枠３３が一体に取り付けられ、これにより前枠３３の内側に開口部３４が形成される。この開口部３４には、本形態では、本体７の前面に向って右側に配された蝶番（図示せず）を用いて扉３５が回動自在に軸着され、これにより前記本体７は、開放、密閉可能に構成される。  
【００２３】
このように構成された本体７は、図１、４に示すように、例えば住宅の外壁にビス、ボルトなどの固着具、取り付け金物などを用いて取り付けられる。太陽電池モジュール、分電盤などと接続される電線は、配線される方向に応じて、背板２又は側板３に穿設された配線孔に挿入して配線される。また、前記パワーコンディショナ６はボルト、取付金物などにより前記基板２７上に固定され、背板２に設けられた接続ターミナル３６との間で配線される。
【００２４】
前記冷却手段８は、外部の空気を導入する給気口１０と、その空気を誘導する通気部１１と、換気ファン１２とを有する。
【００２５】
前記給気口１０は、本体７の底板５の、前記パワーコンディショナ６の下の空気口９に対向する位置に形成される。本形態の給気口１０は、前記被覆板３１に形成され、さらに蝿などの侵入を防ぐための防虫ネット３２が張設される。前記下の空気口９はパワーコンディショナ６の機種、メーカーなどにより、位置、形状が微妙に相違するが、給気口１０を被覆板３１に設けると、下の空気口９の位置、形状に適合する被覆板３１に取替えることにより前記相違に簡単に対応できる点で好ましい。
【００２６】
前記通気部１１は、給気口１０と下の空気口９との間を上下に結ぶ筒状体で構成され、給気口１０から取り入れたフレッシュエアを下の空気口９に直接的に導くことにより、冷却効果を高めている。本形態の通気部１１は、図１に示すように、パワーコンディショナ６の下方で、横断面コ字状の通気部材３７を背板２に固着して形成している。そのため、下の空気口９の位置、形状に適合する通気部材３７への取替え、固着位置の変更により、下の空気口９の前記相違に簡単に対応できる点で好ましい。
【００２７】
前記換気ファン１２は、前記側板３のファン取り付け孔２９に装着され、パワーコンディショナ６の上の空気口１５から排出された空気を強制排気して冷却効果を高めるものである。本形態の換気ファン１２は、一対の側板３、３に各々合計２個が取り付けられるため、冷却能力が大きい上、風向きに拘わらず必要な換気量が確保され、温度制御の信頼性が高い点で好ましい。
【００２８】
このように、パワーコンディショナの保護ボックス１は冷却手段８を具えるため、屋外で太陽熱に加熱される箱状の本体７内で運転により発熱するパワーコンディショナ６の温度を規格値以下に押えることができ、その結果パワーコンディショナ６のオーバーヒートによる機能低下、故障を防止し、その信頼性を維持しうる。しかも無駄なく効率的にパワーコンディショナを冷却するため運転コストを抑制でき、同じパワーコンディショナを屋内外に共用できるため機種を増やすことなく、設計施工を合理化しうる。
【００２９】
さらに本形態の冷却手段８は、図２に示すように、パワーコンディショナ６の上の空気口１５の上方でスタンド３８に支持されたサーモスタット１３を具える。該サーモスタット１３は、パワーコンディショナ６を空冷した空気の温度を計測するとともに、この計測値に基づいて前記換気ファン１２をオンオフし、或いは回転数を制御する。その結果作動中のパワーコンディショナ６の温度を基準値以下に確実に押えることができ、パワーコンディショナ６の作動信頼性を一層向上しうる。また前記温度が一定以下に低下すると、換気ファン１２の運転を停止、或いは低速回転することにより、冷却手段８の運転コストを抑制することができる。
【００３０】
本形態の本体７には、図１、２に示すように、パワーコンディショナ６の上方を覆うカバー板１４が設けられる。該カバー板１４は、後側を下にした緩勾配を有する本体部１４Ａと、本体部１４Ａの後端から立ち上がる取付部１４Ｂと、本体部１４Ａの前端で斜め下に向け折れ曲がる小巾の前縁部１４Ｄとからなる。そして前記取付部１４Ｂを前記基板２７に固着することによりカバー板１４を取り付ける。このようにパワーコンディショナ６の上方がカバー板１４で覆われるため、埃、前記ファン取り付け孔２９などから降込む雨水、及び結露水などのパワーコンディショナ６への滴下を防止し、パワーコンディショナ６のトラブル原因が排除されるため信頼性、耐久性が向上する。
【００３１】
また前記カバー板１４は、パワーコンディショナ６の上の空気口１５に向合う領域に通気口１６が形成され、前記冷却手段８の通気経路を確保している。さらに前記通気口１６の全周縁には、小高さの立上げ片４２が周設される。この立上げ片４２は、本体部１４Ａ上を後側に向け流れる前記雨水、結露水の堰を構成し、通気口１６からの滴下を防止する。
【００３２】
また本形態では、本体部１４Ａと取付部１４Ｂとが交差する入り隅部４３に、小孔４４が隔設される。しかして、前記後側を下にして緩傾斜する本体部１４Ａ上を後に向けて下った前記雨水、及び結露水は、前記小孔４４を通って背板２と基板２７との間の間隙に排出され、該間隙内を底板まで流下する。従って前記雨水、及び結露水はカバー板１４上に滞留することがないため、パワーコンディショナ６を濡らすことがない。なお底板５に滴下した水は、底板５に形成される排水孔（図示せず）から排出される。本形態では前記小孔４４により排水手段１７が形成される。
【００３３】
また本形態の本体７には、図１、２に示すように、天板４の少し下方に上内板１８が設けられ、この上内板１８は、後側を下にした勾配を有するとともにその後端から下方に折れ曲がった小長さの垂下片４５を有する。そして該垂下片４５は、その下端を前記基板２７の上折り曲げ部２７Ｕに固着され、これにより上内板１８が取り付けられる。天板４下面に生じた結露水は、前記上内板１８上に滴下するとともに勾配により後側に流され、垂下片４５により背板２と基板２７との間の間隙に導かれ、該間隙内を底板まで流下した後、前記排水孔から排出される。このように上内板１８は、前記カバー板１４と相俟って天板４に発生する結露水がパワーコンディショナ６上に滴下することを確実に防止している。
【実施例】
【００３４】
厚さ１．６ｍｍの鋼板を用いて、巾８００ｍｍ、高さ６３０ｍｍ、奥行き２１０ｍｍの箱状に形成し、鋼板製の扉を装着するとともに左右両側板に１１Ｗ／６０Ｈｚの換気ファンを合計２個取付けた実施例を試作した。これを外気温の調整が可能な試験室内に設置し、出力の比較的大きなパワーコンディショナＡ型と、出力の小さなパワーコンディショナＢ型の２機種を収容して運転した。運転条件は、パワーコンディショナ出力を各規定出力範囲内で各々３段階に変化させた。そして前記各段階の出力毎に外気温を１０℃から４０℃まで１０℃間隔で４条件に変化させた。なおサーモスタットによる制御は、温度５５℃／４５℃で換気ファンが各々ＯＮ／ＯＦＦするよう設定した。そして前記各条件毎にサーモスタット雰囲気温度の最高到達温度、及び飽和温度と、パワーコンディショナに内蔵されたサーマルプロテクタ温度の最高到達温度、及び飽和温度とを測定し、その結果を表１、表２に示す。なお前記飽和温度とは、瞬時に記録される最高到達温度後、落ち着いた状態の温度を示す。
【００３５】
【表１】
2006066819.tif 000003
【００３６】
【表２】
2006066819.tif 000004
【００３７】
許容温度であるサーマルプロテクタの規格値はパワーコンディショナＡ型は１０５℃、パワーコンディショナＢ型は９５℃である。しかし表１に示す測定結果から、サーマルプロテクタの最高到達温度は、各々８９．４℃、８８．２℃であり、規格値を大きく下回るため問題なく使用できることが実証され、また冷却手段が充分に効果を発揮していることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態を例示する斜視図である。
【図２】その縦断面図である。
【図３】その下から見た一部切欠き斜視図である。
【図４】太陽光発電システムを説明する透視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      パワーコンディショナの保護ボックス
２      背板
３      側板
４      天板
５      底板
６      パワーコンディショナ
７      本体
８      冷却手段
９      下の空気口
１０      給気口
１１      通気部
１２      換気ファン
１３      サーモスタット
１４      カバー板
１５      上の空気口
１６      通気口
１７      排水手段
１８      上内板
【図１】
2006066819.tif 000005
【図２】
2006066819.tif 000006
【図３】
2006066819.tif 000007
【図４】
2006066819.tif 000008