(57)【要約】【課題】  本発明は、安価かつ拡張性に優れた構内配線を有する大規模太陽光発電システムを提供することにある。【解決手段】  総発電出力が１MW以上の大規模太陽光発電システムであって、複数の太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイで得られた直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置と、変換された交流電力を昇圧し、電力系統へ連系する連系変電設備と、前記太陽電池アレイと前記ＤＣ／ＡＣ変換装置と前記連系変電設備とを接続し、全部または一部を架空線とした構内配線と、から構成される大規模太陽光発電システムである。【選択図】図２
2011139003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
総発電出力が１MW以上の大規模太陽光発電システムであって、
複数の太陽電池アレイと、
前記太陽電池アレイで得られた直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置と、
変換された交流電力を昇圧し、電力系統へ連系する連系変電設備と、
前記太陽電池アレイと前記ＤＣ／ＡＣ変換装置と前記連系変電設備とを接続し、全部または一部を架空線とした構内配線と、
から構成される大規模太陽光発電システム。
【請求項２】
前記構内配線のうち構内高圧配線の全部または一部を架空線としたことを特徴とする請求項１に記載の大規模太陽光発電システム。
【請求項３】
前記架空線は、前記大規模太陽光発電システムの北、東および西から選択される１以上の方角の側縁のみに配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の大規模太陽光発電システム。
【請求項４】
前記架空線に用いられる電柱に、通信ケーブルも共架されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の大規模太陽光発電システム。
【請求項５】
前記架空線に用いられる電柱に、柱上区分開閉器が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の大規模太陽光発電システム。
【請求項６】
前記柱上区分開閉器は、前記通信ケーブルが接続され、遠隔制御されることを特徴とする請求項５に記載の大規模太陽光発電システム。
【請求項７】
廃棄物処分場に立地されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の大規模太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構内配線に架空線を用いた大規模太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷の低い発電方式として、複数の太陽電池アレイを配置して１MW以上の発電を行う大規模太陽光発電システムが注目されている。
【０００３】
総発電出力が１ＭＷ以上では用地の総面積が10,000m2以上となることが多く、構内配線の延長距離も長くその経路も複雑となる。大規模太陽光発電システムの建設コストのうち、構内配線の設備コストは無視できない割合を占めており、割高な太陽光発電のコストを下げるため、構内配線に係わるコストの削減が求められていた。
【０００４】
従来は、この構内配線には地中配線や地上配線が用いられてきた。地中配線とは、地中に電線管等を埋設し、その中にケーブルを配線することである。また、道路横断部等では、電線管を高耐荷性の多孔管の中に入れて埋設することも行われていた。
【０００５】
地上配線とは、地上にケーブルトラフ等を付設し、その中にケーブルを配線することである。ケーブルトラフとして主に用いられているのはコンクリートトラフであるが、重量が重く、長尺であるため施工性に劣る点が問題なっていた。そのため、軽量、短尺のグリーントラフ（登録商標）も用いられていた。
【０００６】
また、太陽電池アレイの架台内に配線することも行われている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の太陽光発電システムでは、太陽電池アレイの架台に溝を設け、その中に電力ケーブルを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１９１１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の架台内配線は、大規模太陽光発電システムでは配線が輻輳するので適用困難であった。
また、構内配線を全て地中配線にすると、掘削を伴うため工期が長くなり、工事費も高くなっていた。
【０００９】
地上配線を用いると多少工事費を削減できるが、その削減にも限界があった。特に、大規模太陽光発電システムでは、構内配線にもＡＣ６００Ｖ以上の構内高圧配線があり、電力ケーブルが併設される場合には一定の離隔を設ける必要があった。そのため、配線用設備が大型化して工事費の削減が進まなかった。
【００１０】
さらに、一部の太陽電池アレイを設置してから発電を開始し、その後順次パネルを増設していく場合には、地中配線や地上配線では拡張性に劣る点も問題となっていた。
【００１１】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたものであり、安価かつ拡張性に優れた構内配線を有する大規模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】
【００１２】
本発明は、総発電出力が１MW以上の大規模太陽光発電システムであって、複数の太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイで得られた直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置と、変換された交流電力を昇圧し、電力系統へ連系する連系変電設備と、前記太陽電池アレイと前記ＤＣ／ＡＣ変換装置と前記連系変電設備とを接続し、全部または一部を架空線とした構内配線と、から構成されることを特徴とする。
構内配線の全部または一部を架空線としたことにより、掘削が不要で工事費用が安く、施工も早く、拡張性にも優れた配線を行うことができる。
【００１３】
ここで、前記構内配線のうち構内高圧配線の全部または一部を架空線とすることが好ましい。
構内配線は、電圧によってＡＣ６００Ｖ以下（もしくはＤＣ７５０Ｖ以下）の構内低圧配線とＡＣ６００Ｖ（もしくはＤＣ７５０Ｖ）を超えて７０００Ｖ以下の構内高圧配線とに分けられる。特に構内高圧配線を架空線としたことにより、冷却効果が高く、通電容量を確保しやすい架空線の特徴をより活かすことができる。
【００１４】
また、前記架空線は、前記大規模太陽光発電システムの北、東および西から選択される１以上の方角の側縁のみに配置されることが好ましい。大規模太陽光発電システムの北、東または西側のみに架空線を配置し、南側には配置しないことにより、架空線の影が太陽電池アレイにかかる影響を無くすか、最小限に抑制することができる。
【００１５】
また、前記架空線に用いられる電柱に、通信ケーブルも共架されることが好ましい。架空線は高さ方向に離隔が取れるので、電力ケーブルと通信ケーブルを容易に共架することができる。そのため、通信ケーブル用の配線設備を省略して、設備コストを低減できる。
【００１６】
また、前記架空線に用いられる電柱に、柱上区分開閉器が設けられていることが好ましい。電柱に柱上区分開閉器を設けることで、小さいエリア単位で開閉が容易となり、メンテナンスや将来の増設にも柔軟に対応可能となる。なお、柱上区分開閉器は地上設置型区分開閉器よりも大幅に安価であり、予め複数箇所設置して利便性を高めることが可能である。
【００１７】
また、前記柱上区分開閉器は、前記通信ケーブルが接続され、遠隔制御されることが好ましい。柱上区分開閉器が遠隔制御できれば、開閉作業にかかる人件費を削減でき、運転コストを低減できる。
【００１８】
さらに、廃棄物処分場に立地されることが好ましい。廃棄物処分場は軟弱地盤のため不等沈下の可能性があるが、架空線では確立した地盤沈下対策技術を適用でき、不等沈下の影響を緩和することが容易となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安価かつ拡張性に優れた構内配線を有する大規模太陽光発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係わる大規模太陽光発電システムの代表的な設備構成を表す概要図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる大規模太陽光発電システムの概要を表す斜視図である。
【図３】従来例に係わる大規模太陽光発電システムの概要を表す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係わる大規模太陽光発電システムの概要を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係わる大規模太陽光発電システムの代表的な設備構成を表す概要図である。本発明では、総発電出力が１MW以上の大規模太陽光発電システムを対象とする。
【００２３】
この大規模太陽光発電システム１０は、複数の太陽電池アレイ１１と、太陽電池アレイ１１で得られた直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置１３と、変換された交流電力を昇圧し、電力系統へ連系する連系変電設備１５と、太陽電池アレイ１１やＤＣ／ＡＣ変換装置１３および連系変電設備１５を接続する構内配線２０とから主に構成される。
【００２４】
その他、太陽電池アレイ１１とＤＣ／ＡＣ変換装置１３との間には、太陽電池アレイ１１で発生した電気を集める中継点として接続箱１２が設けられる。この接続箱１２に集められた電気はＤＣ４００Ｖ程度の電圧に調整される。
また、総発電出力が１MW以上の場合は、一般的にＡＣ６６ｋＶの電力系統に連系される。この電圧まで連系変電設備１５のみで昇圧するだけでなく、ＤＣ／ＡＣ変換装置１３と連系変電設備１５との間に中間変電設備１４を設けて段階的に昇圧することが多い。例えば、図１の場合には、ＤＣ／ＡＣ変換装置１３により変換されたＡＣ４００Ｖを、中間変電設備１４でＡＣ６ｋＶ程度に昇圧し、さらに連系変電設備で特別高圧（例えばＡＣ６６ｋＶ）に昇圧している。
【００２５】
構内配線２０の電力ケーブルは、前述の通り電圧によってＡＣ６００Ｖ以下（もしくはＤＣ７５０Ｖ以下）の構内低圧配線２１と、ＡＣ６００Ｖ（もしくはＤＣ７５０Ｖ）を超えて７０００Ｖ以下の構内高圧配線２２とに分けられる。図１の場合には、中間変電設備１４までは構内低圧配線２１となり、中間変電設備１４から連系変電設備１５までは構内高圧配線２２となる。また、構内配線２０には電力ケーブルだけでなく、通信ケーブルの配線も含まれる。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態に係わる大規模太陽光発電システムの概要を表す斜視図である。本実施形態は、構内配線２０の一部を架空線３０としたことに特徴がある。架空線３０を用いることにより、地中配線とは違い掘削が不要となり、工事費用が安く、施工も早く、拡張性にも優れた配線を行うことができる。なお、図２では、他に地中配線（点線で図示）や地上配線（実線で図示）も併用しているが、これに限定されず構内配線２０の全てを架空線３０としても良い。
【００２７】
架空線３０に用いる電力ケーブル３１の種類や太さは特に限定されるものではなく、負荷の大きさ、経済性、気象条件、環境条件を勘案して最適なものを適宜選定すればよい。なかでも絶縁電線が好ましく、例えば、屋外用硬アルミ導体架橋ポリエチレン絶縁電線（ＨＡＬ−ＯＣ電線）や屋外用鋼心アルミ導体ポリエチレン絶縁電線（ＡＣＳＲ−ＯＥ電線）を好適に用いることができる。架空線３０における電力ケーブル３１の設置高さも特に限定されないが、一般の配電線と同様に地面から６〜１０ｍ程度の高さに設置されるのが通常である。
【００２８】
電柱３２は遠心力で中空状に製造した遠心カプレストレストコンクリート柱が好適に用いられる。電柱３２の高さ、配置間隔も特に限定されないが、例えば図２では高さ１２ｍの電柱３２が２５ｍ程度の間隔で配置される場合を示している。
【００２９】
架空線３０は、大規模太陽光発電システム１０の北、東あるいは西の方角の側縁のみに配置されるのが好ましい。北側に架空線３０を配置した場合には、電柱３２の影は太陽電池アレイ１１へかからない。東側あるいは西側に架空線３０を配置した場合には、電柱３２の影により多少日射が遮られるが、朝夕の日射が一部遮られるのみであり、太陽電池アレイ１１による発生電力量に与える影響は軽微である（例えば、試算によれば架空線３０の配置有無による発電量の差は０．０４％程度である）。なお、東側あるいは西側に架空線３０を配置する場合には、太陽電池アレイ１１から一定の離隔をとることで、電柱３２の影の影響をさらに低減することができる。
【００３０】
この架空線３０を用いた大規模太陽光発電システム１０は、廃棄物処分場に立地される場合に好適に用いることができる。廃棄物処分場は軟弱地盤のため不等沈下の可能性があるが、架空線３０では電柱３２の根固め工法等の地盤沈下対策技術が確立されており、地中配線や地中配線と比べて不等沈下の影響を受けにくいためである。
【００３１】
また、架空線３０を用いた大規模太陽光発電システム１０は、廃棄物処分場に限られず不等沈下が発生する恐れのある場所全般に好適に用いることができる。例えば、湾岸の埋立地や、丘陵部で太陽電池アレイを飛び地状に配置する場合にも適している。
【００３２】
架空線３０は、構内低圧配線２１よりも構内高圧配線２２の全部または一部に好適に用いられる。構内高圧配線２２の方が、冷却効果が高く通電容量を確保しやすい架空線の特徴をより活かすことができるためである。
【００３３】
また、構内高圧配線２２に架空線３０を用いることで設備コストを大幅に低減することが可能となる。この理由について図３に示す従来例と対比することで説明する。
【００３４】
図３は、従来例に係わる大規模太陽光発電システムの概要を表す斜視図である。従来は大規模太陽光発電システム４０の外縁にトラフ４２（点線で図示）を配置して、地上配線４１により構内高圧配線を行う場合が多かった。その結果、構内高圧配線が多数併走することになり、電力ケーブル３１の延長距離が長くなると共に、ケーブル間の離隔を確保するためトラフ４２が大型化していた。さらに、地上配線４１ではそれぞれの電力ケーブル３１を連系変電設備１５まで直接接続する必要があり、連系変電設備１５に設ける接続用スイッチ（キュービクル面数、図示せず）も多数設置する必要があった。
【００３５】
一方、図２に示す架空線３０によれば、構内高圧配線２２の途中に比較的柔軟に接続点を設けて電力ケーブル３１を接続できるため、ケーブル延長距離や連系変電設備１５の接続用スイッチ数も低減できる。例えば試算によれば、地上配線よりも配線に係る費用を１／３〜１／２に低減可能である。
【００３６】
以上、説明の通り、本実施形態によれば、安価かつ拡張性に優れた構内配線を有する大規模太陽光発電システム１０を提供することができる。
【００３７】
図４は、本発明の他の実施形態に係わる大規模太陽光発電システムの概要を表す斜視図である。図４に示す他の実施形態では、図２に示す実施形態に加えて隣接地点に太陽電池アレイ１１を増設し、大規模太陽光発電システム１０を拡張した場合を対象としている。
【００３８】
他の実施形態では、架空線３０に用いられる電柱３２に柱上区分開閉器３３が設けられていることを特徴とする。電柱３２に柱上区分開閉器３３を設けることで、小さいエリア単位で開閉が容易となり、メンテナンスや増設にも柔軟に対応可能となる。
【００３９】
柱上区分開閉器３３には、空気絶縁式のＰＡＳ（Pole
mounted Air Switch）やガス絶縁式のＰＧＳ（Pole
mounted Gas Switch）がある。これら柱上区分開閉器３３は地上設置型区分開閉器よりも大幅に安価であり、予め複数箇所設置しておくことで増設時の利便性を高めることが可能である。
【００４０】
また、他の実施形態では、電力ケーブル３１に加えて通信ケーブル３４も電柱３２に共架されることも特徴である。架空線３０は高さ方向に離隔が取れるので、電力ケーブル３１と通信ケーブル３４を容易に共架するができる。そのため、通信ケーブル用の配線設備を省略して、設備コストを低減できる。
【００４１】
この場合、通信ケーブル３４を柱上区分開閉器３３に接続し、柱上区分開閉器３３を遠隔制御してもよい。柱上区分開閉器３３が遠隔制御できれば、開閉作業にかかる人件費を削減でき、運転コストを低減できるためである。
【符号の説明】
【００４２】
１０      本発明に係わる大規模太陽光発電システム
１１      太陽電池アレイ
１２      接続箱
１３      ＤＣ／ＡＣ変換装置
１４      中間変電設備
１５      連系変電設備
２０      構内配線
２１      構内低圧配線
２２      構内高圧配線
３０      架空線
３１      電力ケーブル
３２      電柱
３３      柱上区分開閉器
３４      通信ケーブル
４０      従来例に係わる大規模太陽光発電システム
４１      地上配線
４２      トラフ
【図１】
2011139003.tif 000003
【図２】
2011139003.tif 000004
【図３】
2011139003.tif 000005
【図４】
2011139003.tif 000006