(57)【要約】      （修正有）【課題】電気回路が筐体内に収容され、各種外部装置と接続するための配線作業における誤配線を防止する。【解決手段】直流電源からの直流電力が入力される第１端子８と、前記直流電力の電圧を昇圧し、昇圧した直流電力を中間バスへ供給する昇圧回路と、前記中間バスへ供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路が変換した交流電力を外部へ出力するための第２端子１０と、蓄電装置の充放電が可能なコンバータ回路を前記中間バスに接続するための第３端子１２と、前記第１端子８、前記第２端子１０、前記第３端子１２、前記昇圧回路、前記インバータ回路を収容する筐体と、を備える。前記筐体には、第１端子８と第２端子１０とが筐体下方における両端の隔てた位置に配置される。第３端子１２は、第２端子１０寄りに偏倚した位置に配置される。【選択図】図２
2018174610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電力が入力される第１端子と、
前記直流電力の電圧を昇圧し、昇圧した直流電力を中間バスへ供給する昇圧回路と、
前記中間バスへ供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路が変換した交流電力を外部へ出力するための第２端子と、
蓄電装置の充放電が可能なコンバータ回路を前記中間バスに接続するための第３端子と
、
前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子、前記昇圧回路、前記インバータ回路を収
容する筐体と、を備え、前記筐体には、第１端子と第２端子とが筐体下方における両端の
隔てた位置に配置され、第３端子は第２端子寄りに偏倚した位置に配置されることを特徴
とする電力変換装置。
【請求項２】
第３端子に接続される配線は、第２端子に接続される配線に対して角度を有するように
接続されることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記角度は略９０度であることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【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等から供給される電力の電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筐体内に、太陽電池が発電する直流電力を入力として昇圧回路で昇圧し、商用電力系統と
同期した所定の交流電力にインバータ回路で変換し、この変換された交流電力を商用電力
系統へ重畳可能とする電力変換回路を収容する太陽光発電システム等と接続される電力変
換装置が知られている。
【０００３】
さらに、こうした電力変換装置においては、太陽光発電システムから供給される直流電
力の他、リチウム電池等からなる蓄電装置等と接続され、そこから供給される直流電力を
適宜交流電力に変換し利用するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２８７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした電力変換装置においては、たとえば、太陽光発電システムと接続するための配線
、蓄電装置と接続するための配線といった入力系統を複数備え、さらに太陽光発電システ
ムおよび蓄電装置から入力される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路によって
変換された交流電力を建物内に出力するための配線が接続される。従って、電力変換装置
の筐体内において、これら配線と接続される端子部が３以上備えられることになる。以下
、便宜的に、太陽光発電システムからの配線との接続端子部を第１端子、インバータ回路
によって交流に変換された購入電力の出力側の端子を第２端子、蓄電装置からの配線の接
続端子部を第３端子という。
【０００６】
こうした配線を電力変換装置の筐体内に引き込むための導入孔を設置稼動時における筐体
上方に設けると雨水が筐体内に侵入し易くなるため、その対策として、当該引込孔は電力
変換装置設置時における筐体下方側に配置されること一般的である。このため、第１乃至
第３端子についても、設置時における筐体内下方側に偏って設置されることが多い。
【０００７】
このように、太陽光発電システムや蓄電装置といった外部装置との接続端子および交流電
力出力用接続端子が、電力変換装置下方に偏って配置されるため、配線作業を行う作業者
にとって配線ごとの適正な接続端子が分かり難くなるため誤配線を生じさせるおそれがあ
った。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、本発明における電力変換装置は、直流電源からの直流電力が
入力される第１端子と、前記直流電力の電圧を昇圧し、昇圧した直流電力を中間バスへ供
給する昇圧回路と、前記中間バスへ供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ
回路と、前記インバータ回路が変換した交流電力を外部へ出力するための第２端子と、蓄
電装置の充放電が可能なコンバータ回路を前記中間バスに接続するための第３端子と、前
記入力端子、前記昇圧回路、前記インバータ回路及び前記出力端子とを収容する筐体と、
を備え、前記筐体には、第１端子と第２端子とが筐体下方における両端の隔てた位置に配
置され、第３端子は第２端子寄りに偏倚した位置に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配線作業者にとって配線すべき接続端子部が分かり易く、誤配線に資す
る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る電力変換装置の正面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電力変換装置の蓋体を開けたときの本体内の各部の配置を示す説明用正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電力変換装置に係る発電配線システムの概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電力変換装置の蓋体を開けたときの本体内の、特に配線領域３Ｒおよびその近傍を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の一つとして、太陽光などの再生可能エネルギーから得られる直
流電力およびリチウム電池等からなる蓄電装置からの直流電源を商用電力系統と同期した
所定の交流電力に変換する電力変換回路が筐体内に収容される電力変換装置について、図
面に基づき説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電力変換装置１は、再生可能エ
ネルギーから得られる直流電力および蓄電装置からの直流電源を商用電力系統ＧＲＩＤへ
重畳可能な交流に変換する電力変換回路ＩＮＶを構成する電気部品が筐体２内に収容され
ている。筐体２は、金属製の本体３と金属製の蓋体４によって構成し、本体３は、鋼板の
一方の面がカラー塗装されたカラー鋼板で構成され、カラー塗装された面を外側として、
背壁３Ｅの周縁端部に上壁３Ａ、下壁３Ｂ、左壁３Ｃ、右壁３Ｄで形成する周囲壁３Ｓで
囲まれた前面開口３Ｆを有する矩形状の箱を構成する。蓋体４は、鋼板の一方の面がカラ
ー塗装されたカラー鋼板で構成され、カラー塗装された面を外側とし、本体３の前面開口
３Ｆを塞ぐように取り付けネジによって本体３に着脱自在に取り付ける。本体３と蓋体４
との間は、周囲壁３Ｓを巡るように取り付けたパッキン５で液密状態に保たれる。
【００１３】
図３は、再生可能エネルギーの発電部として太陽電池ＰＶを採用する場合の電力変換装
置１において、太陽電池ＰＶがＰＶ１〜ＰＶ４の４系統である場合の単層二線式の電力変
換回路ＩＮＶの概略図である。電力変換回路ＩＮＶの一つの系統である太陽電池ＰＶ１の
第１系統の回路を例に挙げて、太陽電池の出力する直流電力を交流電力に変換する構成に
ついて説明する。
【００１４】
太陽電池ＰＶ１で発電した直流電力は、開閉器ＳＷ及びノイズフィルタ回路ＮＦ１を経て
昇圧回路ＢＳに供給される。昇圧回路ＢＳは、直流用リアクトルＤＣＬ、スイッチング素
子Ｓ１、ダイオードＤＤ、コンデンサＣＤからなるチョッパ回路により構成され、スイッ
チング素子Ｓ１を所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦすることにより、入力された直流電力の電
圧を所定の電圧に昇圧する。昇圧回路ＢＳで昇圧した電力は、中間バス２０を介してイン
バータ回路ＤＡへ出力される。
【００１５】
図２視における配線領域３Ｒの左側に、案内パイプ９Ｄを通して配線される蓄電池ＥＳか
らの電力供給ラインが接続される第３端子１２が配置される。図３に示すとおり、蓄電装
置ＥＳとの電力ラインは、筐体２内において第３端子１２に接続され、昇圧回路ＢＳとイ
ンバータ回路ＤＡとの間に位置する中間バス２０を介してインバータ回路ＤＡ等へ接続さ
れる。蓄電装置ＥＳと中間バス２０との間には、コンバータ回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ
）１６が設けられ、さらに、コンバータ回路１６と中間バス２０との間に第２ノイズフィ
ルタ回路１８が設けられる。
【００１６】
インバータ回路ＤＡは、複数のスイッチング素子Ｓ２をフルブリッジ接続した回路であり
、これらのスイッチング素子Ｓ２をＰＷＭ制御により周期的にＯＮ／ＯＦＦすることによ
り、直流電力を商用電力系統ＧＲＩＤの周波数に同期する疑似正弦波の交流電力に変換す
る。この変換された交流電力は、交流リアクトルＡＣＬ及びコンデンサＣＡからなるノイ
ズフィルタ回路ＮＦ２にて高周波成分を減衰させる。高周波成分が減衰された交流電力は
、リレー接点ＲＹを介して商用電力系統ＧＲＩＤへ重畳される。
【００１７】
制御回路ＰＣは、マイコン等からなり、昇圧回路ＢＳのスイッチング素子Ｓ１やインバー
タ回路ＤＡのスイッチング素子Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦ動作の制御を行う。また、太陽光発電
システムまたは蓄電装置ＥＳといった直流供給切替のためのスイッチング回路等を適宜備
える。
【００１８】
図３に示すように、太陽電池ＰＶ２の第２系統、太陽電池ＰＶ３の第３系統、及び太陽
電池ＰＶ４の第４系統も、上記の太陽電池ＰＶ１の第１系統と同様の回路構成であり、直
流・交流変換回路ＤＡ以降の回路が共通となるように、直流・交流変換回路ＤＡの入力に
前記第２系統、第３系統、及び第４系統が並列接続される構成である。
【００１９】
建物内の電気負荷６は、商用電力系統ＧＲＩＤと電力変換装置１で作られた電力のいず
れかで稼働する仕組みであり、その詳細は省略している。昇圧回路ＢＳ、直流・交流変換
回路ＤＡ及びリレー接点ＲＹは、制御回路ＣＰによって動作が制御される構成である。な
お、上記発電配線システムにおいて、商用電力系統ＧＲＩＤが単層三線式（ＵＯＷ）の場
合は、直流・交流変換回路ＤＡ以降の回路を単層三線式（ＵＯＷ）とすることにて対応で
きる。
【００２０】
本体３内には電力変換装置１の電力変換回路ＩＮＶが収容されている。図２は蓋体４を
取り外した状態の本体３の周囲壁３Ｓの内側に電気回路部品の配置状態を示す正面図であ
り、本体３内に収容している電力変換回路ＩＮＶが、太陽電池ＰＶ１〜ＰＶ４の４系統の
場合の電気回路部品で構成されたものである。
図２視において、本体３内の下方左側の領域は太陽電池ＰＶ１〜ＰＶ４からの直流入力
の配線領域３Ｑであり、本体３内の右隅の領域は電力変換回路ＩＮＶから出力される交流
出力の配線領域３Ｒである。
【００２１】
図２に示すとおり、配線領域３Ｑは、図２視における筐体２の下方左端の位置に設けら
れており、直流入力ライン接続のための第１端子８を備える。第１端子８は、太陽電池Ｐ
Ｖ１〜ＰＶ４の４系統にそれぞれ対応する４個の直流入力ラインの接続端子部８Ａ〜８Ｄ
を備えており、本体３の下壁に貫通形成した直流入力ライン導入孔に取り付けた案内パイ
プ７Ａ、７Ｂを通して配線される。
【００２２】
配線領域３Ｑの上方に配置した第１基板ＰＣ１には、主として、電力変換回路ＩＮＶの入
力側の電気回路部品が取り付けられる。
【００２３】
一方、配線領域３Ｒの上方に配置した第２基板ＰＣ２には、主として、電力変換回路Ｉ
ＮＶの出力側の電気回路部品が取り付けられている。第１基板ＰＣ１と第２基板ＰＣ２と
の間の領域に第３基板ＰＣ３が配置されている。第３基板ＰＣ３には、主として、昇圧回
路ＢＳ及びインバータ回路ＤＡの電気回路部品が配置される。このため第３基板ＰＣ３の
裏側には、太陽電池ＰＶ１〜ＰＶ４の４系統にそれぞれ対応する昇圧回路ＢＳのスイッチ
ング素子Ｓ１、インバータ回路ＤＡのスイッチング素子Ｓ２、及びその他の電気回路部品
が配置され、第３基板ＰＣ３の表側に、昇圧回路ＢＳのコンデンサＣＤ等が配置される。
【００２４】
電力変換回路ＩＮＶは、直流電力を交流電力に変換する際に発熱する発熱部品を有する
。この発熱部品の代表的なものがスイッチング素子Ｓ１及びＳ２である。これら部品は発
熱して高温となるため、その発熱を放散するために、アルミニウム等の熱伝導良好なヒー
トシンク１４に取り付けられる。ヒートシンク１４は、第３基板ＰＣ３に対応して本体３
の背壁３Ｅに取り付けられる。ヒートシンク１４は、平板状の基板部１４Ａとこの基板部
１４Ａから左右方向に並列に配置された複数の放熱フィン１４Ｂを有し、本体３の背壁３
Ｅに形成した開口を塞ぐように本体３の背壁３Ｅの外面に基板部１４Ａが取り付けられ、
放熱フィン１４Ｂが後方へ突出し、放熱フィン１４Ｂ間に上下方向の複数の空気通路を形
成する。前記発熱部品は基板部１４Ａの前面に熱伝導的に配置される。
【００２５】
ここで、配線領域３Ｒは、図２視のとおり、筐体２の下方右側に位置する。当該配線領
域３Ｒには、電力変換装置１と商用電力系統ＧＲＩＤや電気負荷６等と電気的に接続され
る配線の第２端子１０が配置されている。配線領域３Ｒ付近の筐体２には、更に本体３の
下壁に、第２端子１０から商用電系統ＧＲＩＤや電気負荷６等へ配線される交流出力ライ
ン、および、蓄電装置ＥＳからの電力供給ラインが配線される直流入力ラインの導入（導
出）孔が設けられ、当該導入（導出）孔に案内パイプ９（図２においては、案内パイプ９
Ａ乃至９Ｅとして図示）が設けられる。
【００２６】
このように、太陽光発電システムからの電力供給ラインの入力領域、すなわち、配線領
域３Ｑにおける第１端子８と配線領域３Ｒにおける商用電力系統ＧＲＩＤ等に接続される
交流出力ライン接続のための第２端子１０とは隔たれた位置に設けられる。さらに、蓄電
装置ＥＳからの電力供給ラインとの接続用の第３端子１２も、第１端子８とは隔てた位置
、すなわち、第２端子１０側に偏倚した位置に設ける。
【００２７】
この配線領域３Ｒにおいては、第２端子１０および第３端子１２とが近傍する位置とな
るため、第２端子１０および第３端子１２についても取り違いによる誤配線が生ずるおそ
れがある。このため、第２端子１０および第３端子１２とを単純に並列させるのではなく
、その配置・位置関係を相違させるように設けるのが良い。たとえば、図４に示すように
、第２端子１０における接続方向Ａ１が案内パイプ９の径方向とほぼ同一方向であるとき
、第３端子の接続方向Ａ２が接続方向Ａ１と同じ方向とならない関係となるよう第２端子
１０および第３端子１２を配置する。第２端子１０についての接続方向Ａ１と第３端子の
接続方向Ａ２は略直交（略９０度）とすることが配線作業者にとって分かり易いので望ま
しいが、これに限らない。
【００２８】
なお、配線領域３Ｒには、導出孔および案内パイプ９とは別に、建物壁面に設置される
際に建物壁内に交流出力ラインを導出するための配線口１１を備える場合も多い。そのた
め、第２端子１０および第３端子１２の位置関係は、第２端子１０からの交流出力ライン
が配線口１１を通して設置される場合にあっても、第２端子１０および第３端子１２に接
続されるラインが互いに干渉しない位置ないし接続方向とするのが望ましい。
【００２９】
上記において、第１端子８の位置に対する第２端子１０および第３端子１２の配置位置
、第１基板ＰＣ１及び第２基板ＰＣ２の配置は、図２視における左右入れ替えた状態でも
よく、またこれに限らず、筐体２内の電気回路部品の配置は、上記に限定されない。
【００３０】
図２および図４において、第２端子１０および第３端子１２はラインの芯線をビス留め
する端子台として表現しているが、こうしたものに限定される必要はなく、第２端子１０
または第３端子１２は所定のコネクタを用いて接続するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  電力変換装置
２  筐体
３  本体
３Ｅ  本体の背壁
４  蓋体
５  パッキン
８  第１端子
１０  第２端子
１１  配線口
１２  第３端子
１６  コンバータ回路
１８  第２ノイズフィルタ回路
２０  中間バス
【図１】
2018174610.tif 000003
【図２】
2018174610.tif 000004
【図３】
2018174610.tif 000005
【図４】
2018174610.tif 000006