(57)【要約】【課題】  昇圧ユニットを設置した太陽光発電システムにおいて、パワーコンディショナに昇圧ユニットを接続する際に発生する突入電流を抑制する。【解決手段】  太陽電池から入力される電流を検出して入力電流を得る電流検出手段と、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置と、太陽電池から入力される電圧を検出する電圧検出手段Ａと、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の出力側の電圧を検出する電圧検出手段Ｂと、入力電圧を電圧目標値と等しい値に制御する電圧電流制御手段と、昇圧ユニットに並列接続される太陽電池からの電流の逆流を防止する逆流防止ダイオードと、昇圧ユニットの出力側に開閉手段を具備し、電圧検出手段Ｂは、開閉手段及び逆流防止ダイオードよりも出力側に配置され、開閉手段は初期状態では開放され、電圧検出手段Ｂの電圧が電圧検出手段Ａの電圧を上回っている場合、開閉手段を投入する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池から入力される電流を検出して入力電流を得る電流検出手段と、太陽電池からの直流入力を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ装置と、前記太陽電池からの入力電圧を検出する電圧検出手段Ａと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の出力側の電圧を検出する電圧検出手段Ｂと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ装置に具備されたスイッチング素子をスイッチング制御することによって前記入力電圧を電圧目標値と等しい値に制御する電圧電流制御手段と、昇圧ユニットに並列接続される太陽電池からの電流の逆流を防止する逆流防止ダイオードと、を具備するとともに、前記昇圧ユニットにおける出力側に開閉手段を具備し、前記電圧検出手段Ｂは、前記開閉手段及び前記逆流防止ダイオードよりも出力側に配置され、前記開閉手段は初期状態では開放され、前記電圧検出手段Ｂの電圧が前記電圧検出手段Ａの電圧を上回っている場合、前記開閉手段を投入する
ことを特徴とする昇圧ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の昇圧ユニットにおいて、
前記開閉手段を投入した後に前記ＤＣ−ＤＣコンバータ装置を動作させる
ことを特徴とする昇圧ユニット。
【請求項３】
太陽電池アレイと、パワーコンディショナと、前記太陽電池アレイよりも直列数の少ない太陽電池アレイを直流発電装置とする請求項１または２に記載の昇圧ユニットと、前記太陽電池アレイと前記昇圧ユニットと前記パワーコンディショナとを接続する接続箱と、前記パワーコンディショナと商用電源系統とを接続する分電盤と、
を具備することを特徴とする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、パワーコンディショナ、昇圧ユニット、及び、それを用いた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光をエネルギー源として発電した電力を自家使用するのみならず、自家で使用しなかった余剰電力を商用電源系統へ供給する系統連系型発電装置としての太陽光発電装置が普及している。
【０００３】
この太陽光発電システムでは、太陽電池が発電した直流電力を電源装置で商用電源系統の周波数に対応した交流電力に変換し、発電電力の自家使用及び余剰電力の商用電源系統への供給をおこなっている。この電源装置は一般に、パワーコンディショナと呼ばれる。
【０００４】
パワーコンディショナには大別して集中型とマルチストリング型の２種類があり、前者は接続箱と呼ばれる太陽電池並列接続用機器によって、パネルからの直流入力線を一つに纏めてパワーコンディショナに接続するもので、後者はパネルからの各入力をパワーコンディショナに複数ある直流入力端子にそれぞれ接続するものである。マルチストリング型には一般に各入力にそれぞれ昇圧用DCコンバータが具備されており、太陽電池の直列数にバラツキがあっても発電量に対する影響が少ないという特徴がある。一方で集中型においては太陽電池の直列数にバラツキがあり、電圧が他の回路より少ない場合に昇圧ユニットと呼ばれる機器を使用して電圧を昇圧し、直列数にバラツキがある場合でも発電量を最大化することが行われ、一般に屋内にパワーコンディショナが設置される場合は屋内引込み線の数の少ない集中型が使用されることが多い。また、一般に直列数の多い太陽電池を標準太陽電池アレイと呼び、標準太陽電池アレイよりも直列数が少なく昇圧ユニットに接続する太陽電池を昇圧太陽電池アレイと呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第6112517号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
集中型のパワーコンディショナと同時に使用される昇圧ユニットは、装置として独立したシステムであり、内部に昇圧した電力を保持するコンデンサを具備している。また、パワーコンディショナにおいても同様にコンデンサを具備しているため、昇圧ユニットを起動するタイミングや接続するタイミングによっては、パワーコンディショナが起動しておらず、その場合パワーコンディショナのコンデンサが充電されていないため、接続された瞬間に昇圧ユニットのコンデンサからパワーコンディショナのコンデンサに突入電流が流れ、経路の電子部品等に悪影響を与えてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、パワーコンディショナに昇圧ユニットを接続する際に発生する突入電流を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、太陽電池と、前記太陽電池に接続されるパワーコンディショナ及び昇圧ユニットを有する太陽光発電システムにおいて、昇圧ユニットは、前記太陽電池から入力される電流を検出して入力電流を得る電流検出手段と、太陽電池からの直流入力を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ装置と、前記太陽電池から入力される電圧を検出する電圧検出手段Ａと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の出力側の電圧を検出する電圧検出手段Ｂと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ装置に具備されたスイッチング素子をスイッチング制御することによって前記入力電圧を電圧目標値と等しい値に制御する電圧電流制御手段と、前記昇圧ユニットに並列接続される太陽電池からの電流の逆流を防止する逆流防止ダイオードと、を具備するとともに、前記昇圧ユニットの出力側に開閉手段を具備し、前記電圧検出手段Ｂは、前記開閉手段及び前記逆流防止ダイオードよりも出力側に配置され、前記開閉手段は初期状態では開放され、前記電圧検出手段Ｂの電圧が前記電圧検出手段Ａの電圧を上回っている場合、前記開閉手段を投入し、その後、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ装置を動作させることを特徴とする昇圧ユニットにより改善される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パワーコンディショナに昇圧ユニットを接続する際に発生する突入電流を抑制することができ、したがってパワーコンディショナと昇圧ユニットを構成する電気部品への悪影響を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における太陽光発電システムの概要を示す図
【図２】本実施形態における昇圧ユニットの起動処理フロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施例について適宜図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施例の太陽光発電システムは、直流発電装置である複数の標準太陽電池アレイ１００ａ、１００ｂ（以下、これらをまとめて「標準太陽電池アレイ１００」と称する。）と、直列数の少ない昇圧太陽電池アレイ１０１と、昇圧太陽電池アレイ１０１からの直流電力を標準太陽電池アレイ１００（１００ａや１００ｂ）の電圧に合わせて昇圧する昇圧ユニット１０２と、標準太陽電池アレイ１００や昇圧ユニット１０２からの配線をまとめる接続箱１０３と、接続箱１０３を介して供給される直流電力を交流電力に変換する系統連係型のパワーコンディショナ１０４と、パワーコンディショナ１０４の出力側に設けられる分電盤１０５とで構成されており、発電した電力を商用電源系統１０６に逆潮流させるものである。
【００１３】
昇圧ユニット１０２には、昇圧太陽電池アレイ１０１からの配線と接続箱１０３への配線を接続する端子台１０７と、昇圧太陽電池アレイ１０１から供給される電圧を検出する電圧検出手段A１０８と、端子台１０７から供給される直流出力電力の電気的雑音を抑えるフィルタ回路１０９と、フィルタ回路１０９からの直流出力電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ１１０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１０からの直流出力電力の電気的雑音を抑えるフィルタ回路１１１と、フィルタ回路１１１からの直流出力電力の昇圧ユニット１０２の出力側との接続を開閉する開閉手段１１２と、標準太陽電池アレイ１００から昇圧ユニット１０２への逆流を防止する逆流防止ダイオード１１３と、逆流防止ダイオード１１３に対して昇圧ユニット１０２の出力側の電圧を検出する電圧検出手段Ｂを備えている。昇圧太陽電池アレイ１０１から入力される電流を検出して入力電流を得る電流検出手段も有している。
パワーコンディショナ１０４には、接続箱１０３からの配線と分電板１０５への配線を接続する端子台１１５と、端子台１１５から供給される直流出力電力の電気的雑音を抑えるフィルタ回路１１６と、フィルタ回路１１６が出力する直流出力電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ１１７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１７からの直流出力電圧を商用電源系統１０６の周波数に対応した交流電力に変換する系統連係インバータ１１８と、系統連係インバータ１１８から出力される交流電力の電気的雑音を抑えるフィルタ回路１１９と、商用電源系統１１１との接続を開閉する系統連係リレー１２０を備えている。
【００１４】
次に、昇圧ユニット１０２の起動処理動作を、図２を参照して説明する。図２は昇圧ユニット１０２の一連の起動処理を示すフローチャートである。
【００１５】
最初のステップＳ２０１では、昇圧ユニット１０２は、電圧検出手段Ａ１０８で検出した電圧が、事前に任意に設定された起動条件を超えているかを判断する。起動条件を超えていれば昇圧太陽電池アレイ１０１から十分な電力が供給されていると判断し(ステップＳ２０１：Ｙｅｓ)、次のステップＳ２０２へ移行する。
【００１６】
次のステップＳ２０２では、昇圧ユニット１０２は電圧検出手段Ａ１０８で検出した電圧と、電圧検出手段Ｂ１１４で検出した電圧を比較し、電圧検出手段Ｂ１１４で検出した電圧が、検出手段Ａ１０８で検出した電圧を超えているかを判断する。超えていれば昇圧ユニット１０２は、標準太陽電池アレイ１００とパワーコンディショナ１０４に接続されており、パワーコンディショナ１０４に標準太陽電池アレイ１００からの電力が供給されていると判断し(ステップＳ２０２：Ｙｅｓ)、次のステップＳ２０３へ移行する。
【００１７】
次のステップＳ２０３では、昇圧ユニット１０２は開閉手段１１２を投入し、次のステップＳ２０４へ移行する。
【００１８】
次のステップＳ２０４では、昇圧ユニット１０２はＤＣ−ＤＣコンバータ１１０を起動させ、標準太陽電池アレイ１００にあわせた電圧へ昇圧動作を行い、起動処理動作を終了する。この際、ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１１０に具備されたスイッチング素子をスイッチング制御することによって、入力電圧（電圧検出手段Ａ１０８で検出した電圧）を電圧目標値と等しい値に制御する電圧電流制御手段により行う。
以上のように、本実施形態によれば、パワーコンディショナに昇圧ユニットを接続する際に発生する突入電流を抑制することができ、したがってパワーコンディショナと昇圧ユニットを構成する電気部品への悪影響を軽減し、信頼性の高い発電システムを提供できる。
【符号の説明】
【００１９】
１００  標準太陽電池アレイ
１０１  昇圧太陽電池アレイ
１０２  昇圧ユニット
１０３  接続箱
１０４  パワーコンディショナ装置
１０５  分電盤
１０６  商用電源系統
１０７  端子台
１０８  電圧検出手段Ａ
１０９  フィルタ回路
１１０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１１  フィルタ回路
１１２  開閉手段
１１３  逆流防止ダイオード
１１４  電圧検出手段Ｂ
１１５  端子台
１１６  フィルタ回路
１１７  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１８  系統連系インバータ
１１９  フィルタ回路
１２０  系統連系リレー
【図１】
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【図２】
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