(57)【要約】【課題】冷却ファンの消費電力の低減を可能とし、電力変換の効率を向上させることのできる電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換部２２による発電量を監視するための監視部３４と、複数の月それぞれと対応付けて、発電制御データを予め記憶するためのファン制御データテーブル３８と、現在の月を取得するための取得部３３と、現在の月に基づいて、冷却ファン９の駆動を制御するための駆動制御部３５とを備え、駆動制御部３５は、監視部３４により監視された電力変換部２２発電量と、現在の月と対応付けられた発電制御データとを比較することで、冷却ファン９の駆動を制御する。【選択図】図４
2012095531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と接続可能な電力変換装置であって、
前記直流電源からの直流電力を、交流電力に変換するための電力変換手段と、
前記電力変換手段により変換された交流電力を、負荷および／または商用電力系統に出力するための出力手段と、
前記電力変換手段に送風することにより前記電力変換手段を冷却するための冷却ファンと、
前記電力変換手段による発電量を監視するための監視手段と、
複数の特定情報それぞれと対応付けて、発電量に関する複数の発電制御データを予め記憶するための記憶手段とを備え、
各前記特定情報は、前記直流電源の出力に影響を与える屋外の状況を相対的に特定可能な情報であり、
現在の特定情報を計測するための計測手段と、
前記計測手段より、前記現在の特定情報を取得するための取得手段と、
前記現在の特定情報に基づいて、前記冷却ファンの駆動を制御するための駆動制御手段とをさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記監視手段により監視された発電量と、前記現在の特定情報と対応付けられた前記発電制御データとを比較することで、前記冷却ファンの駆動を制御する、電力変換装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段により制御される前記冷却ファンの状態は、運転および停止を含む２種以上である、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
各前記発電制御データは、少なくとも２つの閾値を含む、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電力変換手段の温度を検出するための検出手段をさらに備え、
前記記憶手段は、予め、前記電力変換手段の温度に関する少なくとも１つの温度閾値をさらに記憶し、
前記駆動制御手段は、さらに、前記検出手段により検出された温度と、前記温度閾値とを比較することで、前記冷却ファンの駆動を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換手段の温度を検出するための検出手段をさらに備え、
前記冷却ファンの状態が運転および停止の２種である場合、各前記発電制御データは、第１の出力閾値を含み、
前記駆動制御手段は、前記冷却ファンが停止状態の際に、前記検出手段により検出された温度が前記温度閾値以上となった場合、および、前記監視された発電量が前記第１の出力閾値以上となった場合に、前記冷却ファンの運転を開始する、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
各前記発電制御データは、さらに、前記第１の閾値よりも低い第２の出力閾値を含み、
前記駆動制御手段は、前記冷却ファンが運転状態の際に、前記監視された発電量が前記第２の出力閾値未満となった場合に、前記冷却ファンの運転を停止する、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記冷却ファンの状態が高速運転、低速運転および停止の３種である場合、各前記発電制御データは、前記冷却ファンの低速運転開始、運転停止、高速運転から低速運転への変更および低速運転から高速運転への変更それぞれを判断するための４つの出力閾値を含む
、請求項２〜４のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項８】
各前記特定情報は、少なくとも月を含み、
前記計測手段は、計時動作を行なう計時手段を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項９】
各前記特定情報は、さらに、日付および時間を含む、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の電力変換装置を備えた発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置およびそれを用いた発電システムに関し、特に、電力変換部を冷却するための冷却ファンを備えた電力変換装置およびそれを用いた発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電や風力発電、燃料電池などは直流電源として動作し、直流電力を出力する。このような直流電源から発生した直流電力を一般交流負荷に出力したり、既存の商用電力系統に連系するためには、交流電力に変換する電力変換装置が必要となる。このような電力変換装置の電力変換部は、変換ロスが発生するために発熱し、冷却が必要となる。
【０００３】
このような電力変換装置としては、特許文献１に記載されたようなものがある。特許文献１に記載された電力変換装置は、筺体内に送風機（冷却ファン）を備え、筐体には吸排気口が設けられている。吸気口より吸い込まれた空気は、電力変換部を冷却し、冷却ファンにて排気口より筺体外部へ排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２２９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷却ファンの駆動制御としては、屋外の状況にかかわらず、出力電力（発電量）が閾値以上になればＯＮ、閾値以下になるとＯＦＦといった制御が一般的である。
【０００６】
このような制御を行なう場合、最も冷却能力を必要とする日、すなわち出力電力が大きい日や気温が高い日を想定して閾値が設定される。そのため、大きな冷却能力を必要としない条件（出力電力が少ない日、もしくは、気温が低くい日など）であっても、出力電力が、予め設定された閾値を超過すると、冷却ファンは最大冷却能力で動作してしまう。そのような場合、実際に冷却に必要とされる以上の電力が冷却ファンの駆動のために消費され、その結果、電力変換装置の効率を低下させるという問題がある。
【０００７】
上記文献においては、このような冷却ファンの駆動制御については何ら提案されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、冷却ファンの消費電力の低減を可能とし、電力変換の効率を向上させることのできる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従う電力変換装置は、直流電源と接続可能な電力変換装置であって、直流電源からの直流電力を、交流電力に変換するための電力変換手段と、電力変換手段により変換された交流電力を、負荷および／または商用電力系統に出力するための出力手段と、電力変換手段に送風することにより電力変換手段を冷却するための冷却ファンと、電力変換手段による発電量を監視するための監視手段と、複数の特定情報それぞれと対応付けて、発電量に関する複数の発電制御データを予め記憶するための記憶手段とを備え、各特定情報は、直流電源の出力に影響を与える屋外の状況を相対的に特定可能な情報であり、現在の特定情報を計測するための計測手段と、計測手段より、現在の特定情報を取得するための取得手段と、現在の特定情報に基づいて、冷却ファンの駆動を制御するための駆動制御手段とをさらに備え、駆動制御手段は、監視手段により監視された発電量と、現在の特定情報と対応付けられた発電制御データとを比較することで、冷却ファンの駆動を制御する。
【００１０】
好ましくは、駆動制御手段により制御される冷却ファンの状態は、運転および停止を含む２種以上である。
【００１１】
好ましくは、各発電制御データは、少なくとも２つの閾値を含む。
好ましくは、電力変換手段の温度を検出するための検出手段をさらに備え、記憶手段は、予め、電力変換手段の温度に関する少なくとも１つの温度閾値をさらに記憶し、駆動制御手段は、さらに、検出手段により検出された温度と、温度閾値とを比較することで、冷却ファンの駆動を制御する。
【００１２】
好ましくは、電力変換手段の温度を検出するための検出手段をさらに備え、冷却ファンの状態が運転および停止の２種である場合、各発電制御データは、第１の出力閾値を含み、駆動制御手段は、冷却ファンが停止状態の際に、検出手段により検出された温度が温度閾値以上となった場合、および、監視された発電量が第１の出力閾値以上となった場合に、冷却ファンの運転を開始する。
【００１３】
好ましくは、各発電制御データは、さらに、第１の閾値よりも低い第２の出力閾値を含み、駆動制御手段は、冷却ファンが運転状態の際に、監視された発電量が第２の出力閾値未満となった場合に、冷却ファンの運転を停止する。
【００１４】
好ましくは、冷却ファンの状態が高速運転、低速運転および停止の３種である場合、各発電制御データは、冷却ファンの低速運転開始、運転停止、高速運転から低速運転への変更および低速運転から高速運転への変更それぞれを判断するための４つの出力閾値を含む。
【００１５】
好ましくは、各特定情報は、少なくとも月を含み、計測手段は、計時動作を行なう計時手段を含む。
【００１６】
好ましくは、各特定情報は、さらに、日付および時間を含む。
この発明の他の局面に従う発電システムは、上記電力変換装置を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、屋外の状況に応じて冷却ファンが駆動制御されるため、冷却ファンの消費電力を低減することができる。また、その結果、電力変換の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における電力変換装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線上に沿った電力変換装置の断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った電力変換装置の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における発電システムに用いられる電力変換装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるファン制御データテーブルのデータ構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における電力変換装置の制御部が実行する、冷却ファンの駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、制御値にヒステリシスを持たせた場合のファン制御の状態を示す図であり、（Ｂ）は、比較例として、制御値にヒステリシスを持たせない場合のファン制御の状態を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例１におけるファン制御データテーブルのデータ構造を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の変形例１における電力変換装置の制御部が実行する、冷却ファンの駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態の変形例２におけるファン制御データテーブルのデータ構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
（外観および構成について）
はじめに、本実施の形態における電力変換装置１の構造の一例について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態における電力変換装置１の外観を示す斜視図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線上に沿った断面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った断面図である。
【００２２】
本実施の形態における電力変換装置１は、吸気口３と排気口４とを有する筐体２と、筐体２に設けられた電力変換部２２と、筐体２に設けられる冷却ファン９と、筐体２に連結された排気カバー１１とを備えている。筐体２の底面の内部側には、吸気口３を覆うようにして防水カバー５が設けられている。筐体２の背面には、防水カバー５の上方に位置するようにヒートシンク６が設けられている。ヒートシンク６内は、上下に延びる複数の羽根部８によって複数に分割されている。ヒートシンク６の前面には、太陽電池などから出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換部２２が設けられている。電力変換部１４の中で最も発熱するパワー素子７がヒートシンク６の表面に接するように設けられている。
【００２３】
冷却ファン９を駆動させることによって、外部の冷たい空気が、吸気口３から筐体２の内部に取り入れられる。取り入れられた空気は防水カバー５の内部に形成された空間を通り排出される。パワー素子７で発生する熱はヒートシンク６の羽根部８に伝導している。ヒートシンク６内の羽根部８に接触しながら冷たい空気が通過することによって、その羽根部８の熱が奪われる。その結果、電力変換部２２は冷却されることとなる。
【００２４】
ヒートシンク６内の空間を通過するときに羽根部８との熱交換で熱せられた空気は、ヒートシンク６の上方に排出される。この空気は冷却ファン１６に吸い込まれて、孔１０を通過し、排気口４から排出される。
【００２５】
このような電力変換装置１は、直流電源と接続され、発電システムとして機能する。すなわち、電力変換装置１は、直流電源、および、負荷または／および商用電力系統と接続され、直流電源からの直流電力を、電力変換部２２において交流電力に変換し、変換された交流電力を負荷または商用電力系統に出力する。また、電力変換装置１は、商用電力系統と連系運転してもよい。
【００２６】
以下に、直流電源が太陽光発電である場合の電力変換装置１の構成および動作について説明する。なお、直流電源は太陽光発電に限定されるものではなく、風力発電などであってもよい。
【００２７】
図４は、本発明の実施の形態における発電システムに用いられる電力変換装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００２８】
図４を参照して、本実施の形態における発電システムは、複数の太陽電池モジュールストリング４１により構成される太陽電池アレイ４０と、電力変換装置１とを備える。
【００２９】
太陽電池モジュールストリング４１は、太陽光を受光して発電する複数の太陽電池モジュール（図示せず）を含む。太陽電池モジュールストリング４１は、特に複数の屋根面に設置する場合などに、たとえばパネル状に形成された複数の太陽電池モジュール（図示せず）が直列もしくは並列に接続され束ねられたユニットである。
【００３０】
また、太陽電池モジュールストリング４１ごとに電力変換装置１へ電力を供給するための配線が設けられる。このように、太陽電池アレイ４０からの出力は、配線を介して電力変換装置１に入力される。
【００３１】
電力変換装置１は、太陽電池モジュールストリング４１からの電力を遮断するための開閉器２１と、太陽電池モジュールストリング４１からの直流電力を交流電力に変換するための電力変換部２２と、計時動作を行なうタイマ２３と、電力変換部２２の温度を検出するための温度センサ２４と、電力変換部２２が発生した電力を負荷５０に出力するための出力部２５と、制御ユニット３０とを含む。
【００３２】
制御ユニット３０は、冷却ファン９、開閉器２１および電力変換部２２の制御を行なう制御部３１と、不揮発性のメモリ３７とを含む。メモリ３７には、複数の特定情報それぞれと対応付けて、発電量に関する複数の発電制御データを予め記憶するファン制御データテーブル３８が予め記憶されている。ファン制御データテーブル３８は、さらに、電力変換部２２の温度に関する温度制御データを予め記憶する。
【００３３】
なお、各「特定情報」は、直流電源である太陽電池モジュールストリング４１の出力に影響を与える屋外の状況（たとえば、出力電力の多少，外部の気温）を相対的に特定可能な情報である。本実施の形態において、特定情報は、月データのみを含むものとして説明する。
【００３４】
本実施の形態におけるファン制御データテーブル３８のデータ構造を図５に示す。
図５を参照して、ファン制御データテーブル３８は、主に３つの項目を有している。１つ目の項目には、複数の月データが格納される。２つ目の項目には、月データとは関係なく、電力変換部２２の異常を判断するための温度閾値Ｔａのデータと、冷却ファン９を運転させるか否かを判断するための温度閾値Ｔｂのデータとを含む温度制御データが格納さる。温度閾値ＴａおよびＴｂは、たとえば、それぞれ９０℃および５０℃であることが予め定められる。
【００３５】
３つ目の項目には、複数の月データそれぞれと対応付けられて、発電制御データが格納される。各発電制御データは、冷却ファン９を運転させるか否かを判断するための出力閾値Ｐａのデータと、冷却ファン９を停止させるか否かを判断するための出力閾値Ｐｂのデータとを含む。出力閾値ＰａおよびＰｂは、たとえば、１１月〜３月に対応させて、それぞれ３００Ｗおよび２５０Ｗが予め定められる。３月〜５月および１０月に対応させて、それぞれ２００Ｗおよび２００Ｗが予め定められる。６月〜９月に対応させて、それぞれ１００Ｗおよび５０Ｗが予め定められる。
【００３６】
このように、本実施の形態では、特定情報として月データを用い、各月に応じて、異なる出力閾値ＰａおよびＰｂが設定される。
【００３７】
なお、タイマ２３は、現在の特定情報を計測可能であり、少なくとも月、日、時を計測する。
【００３８】
上述のように、本実施の形態では、各月データと発電制御データとを対応付けてデータテーブルに記憶することとしたが、このような形態に限定されるものではなく、各データがメモリ３７において対応付けられて記憶されればよい。
【００３９】
また、発電制御データの値は、本電力変換装置１が設置される地域（仕向地）に応じて異なった値が予め定められることが好ましい。つまり、同じ１月であっても、地域によって異なる出力閾値Ｐａ，Ｐｂが定められることが好ましい。あるいは、操作部（図示せず）を介して、発電制御データの値を、設定および変更できるようにしてもよい。
【００４０】
制御部３１は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、その機能として、タイマ２３による計時結果を取得して、現在の月を判定するための取得部３３と、電力変換部２２の発電量（出力部２５への出力電力）を監視（モニター）するための監視部３４と、冷却ファン９の駆動を制御するための駆動制御部３５とを含む。なお、電力変換装置１は、冷却ファン９を駆動するための図示しない駆動装置（たとえばモータ）をさらに備えており、制御部３１の駆動制御部３５は、この駆動装置に対し、制御信号を送信するもとする。
【００４１】
駆動制御部３５は、冷却ファン９の他に、取得部３３と、監視部３４と、温度センサ２４と、メモリ３７と、電力変換部２２と接続される。
【００４２】
駆動制御部３５は、取得部３３により判定された現在の月と、監視部３４により監視された発電量と、温度センサ２４が検出した電力変換部２２の温度とを入力する。駆動制御部３５は、ファン制御データテーブル３８から、現在の月と対応付けられた発電制御データと、温度制御データとを読み出す。そして、読み出した各制御データと、監視された発電量と、検出された温度とを比較することにより、冷却ファン９の駆動制御を行なう。
【００４３】
なお、制御部３１に含まれた機能ブロックの動作は、メモリ３７中に格納されたソフトウェアを実行することで実現されてもよいし、少なくとも一部については、ハードウェアで実現されてもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、ファン制御データテーブル３８に温度制御データと発電制御データとの両方が記憶されて、駆動制御部３５は、両方の制御データを用いて冷却ファン９の駆動制御をすることとした。しかしながら、駆動制御部３５は、発電制御データのみに基づいてファン９の駆動制御をしてもよく、その場合、ファン制御データテーブル３８には発電制御データのみが記憶されればよい。
【００４５】
（動作について）
次に、本実施の形態における電力変換装置１の動作について説明する。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態における電力変換装置１の制御部３１が実行する、冷却ファン９の駆動制御処理を示すフローチャートである。図６のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ３７に格納されており、制御部３１がこのプログラムを読み出して実行することにより、駆動制御処理の機能が実現される。なお、以下に示す処理は、パワーコンディショナ（略して「パワコン」という）である電力変換装置１が起動（ＯＮ）された場合に開始されるものとする。また、電力変換装置１が起動されている場合、監視部３４により監視された電力変換部２２の発電量と、温度センサ２４により検出された電力変換部２２の温度とが、駆動制御部３５に入力されているものとする。
【００４７】
図６を参照して、はじめに、取得部３３は、タイマ２３が計測した現在の月データを取得する（ステップＳ２）。取得された月データは、駆動制御部３５に出力される。
【００４８】
次に、駆動制御部３５は、ファン制御データテーブル３８より、現在の月データに対応付けられた各制御データを取得する（ステップＳ４）。
【００４９】
次に、駆動制御部３５は、電力変換部２２の温度が、温度閾値Ｔａ℃以上か否かを判断する（ステップＳ６）。電力変換部２２の温度がＴａ℃以上であると判断された場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、制御部３１は、電力変換部２２の駆動を停止する（ステップＳ８）。一方、電力変換部２２の温度がＴａ℃未満であると判断した場合（ステップＳ６においてＮＯ）、駆動制御部３５は、現状の冷却ファン９の状態（運転または停止）を確認する（ステップＳ１０）。
【００５０】
冷却ファン９の状態が停止であった場合、ステップＳ１２に進む。ファンの状態が運転であった場合、ステップＳ１８に進む。
【００５１】
ステップＳ１２において、駆動制御部３５は、電力変換部２２の温度が温度閾値Ｔｂ℃以上であるか否かを判断する。電力変換部２２の温度がＴｂ℃以上であると判断された場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。また、電力変換部２２の温度がＴｂ℃未満であると判断された場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ１４に進む。
【００５２】
ステップＳ１４において、駆動制御部３５は、電力変換部２２の発電量（すなわち、パワコンの出力）が出力閾値ＰａＷ以上であるか否かを判断する。発電量がＰａＷ以上であると判断された場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。発電量がＰａＷ未満であると判断された場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、ステップＳ６に戻る。
【００５３】
ステップＳ１６において、駆動制御部３５は、冷却ファン９の運転を開始する。この処理が終わると、ステップＳ６に戻る。
【００５４】
ステップＳ１８において、駆動制御部３５は、電力変換部２２の発電量が、出力閾値ＰｂＷ以上であるか否かを判断する。発電量がＰｂＷ以上であると判断された場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、ステップＳ６に戻る。発電量がＰｂＷ未満であると判断された場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、ステップＳ２０に進む。
【００５５】
ステップＳ２０において、駆動制御部３５は、冷却ファン９の運転を開始してから所定時間（たとえば１０分）以上経過したか否かを判断する。所定時間経過していなければ（ステップＳ２０においてＮＯ）、ステップＳ６に戻る。
【００５６】
これに対し、所定時間経過したと判断された場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、駆動制御部３５は、冷却ファン９の運転を停止する（ステップＳ２２）。この処理が終わると、ステップＳ６に戻る。
【００５７】
このように、本実施の形態によると、現在の月に応じた出力閾値Ｐａ，Ｐｂが冷却ファン９の制御値として用いられる。つまり、屋外の気温が低い月は、気温が高い月よりも高い出力閾値Ｐａ，Ｐｂが設定される。そのため、実際に電力変換部２２の冷却に必要とされる電力だけが冷却ファン９の駆動に消費されることになり、年間を通じて、冷却ファン９の消費電力を低減することができる。また、その結果、電力変換の効率を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施の形態によると、電力変換部２２の実際の温度も、冷却ファン９の駆動制御に用いるため、より有効な駆動制御が可能となる。
【００５９】
また、本実施の形態では、発電制御データが２つの出力閾値Ｐａ，Ｐｂを含み、冷却ファン９の制御値にヒステリシスを持たせている。そのため、発電電力に応じて急速応答するのではなく、安定したファン制御が行なわれる。
【００６０】
具体的には図７を用いて説明する。
図７（Ａ）は、制御値にヒステリシスを持たせた場合のファン制御の状態を示す図であり、図７（Ｂ）は、制御値にヒステリシスを持たせない場合のファン制御の状態を示す図である。
【００６１】
本実施の形態における発電システムのように太陽光発電を直流電源とする場合、太陽光発電は天候に左右されるため、電力変換部２２への入力電力は不安定となる。また、風速が変化する風力発電などを直流電源とする場合も、電力変換部２２への入力電力は不安定となる。電力変換装置１が蓄電池等の特別な設備を有しない場合は、発電電力も入力電力に応じて不安定となる。その場合、ファン制御データテーブル３８の出力閾値が１つであれば、発電電力は、出力閾値付近で変動し続けることが考えられる。
【００６２】
図７（Ａ）を参照して、出力電力が出力閾値Ｐａを下回っても、すぐに冷却ファン９をＯＦＦせずに、出力閾値Ｐｂを下回ってはじめて冷却ファン９をＯＦＦする。
【００６３】
これに対し、図７（Ｂ）を参照すると、ファン制御データテーブル３８に出力閾値Ｐａのみが設けられた場合には、発電電力の変動に応じて冷却ファン９のＯＮ／ＯＦＦが繰り返される。つまり、この場合、ファン制御は、発電電力に応じて急速応答される。
【００６４】
このように、本実施の形態では、ファン制御データテーブル３８に、２つの出力閾値Ｐａ，Ｐｂを設けているため、ファン状態の遷移時のチャタリングを防止することができる。また、これにより、冷却ファン９による騒音の増減が少なくなり、耳障りな音を低減させることができる。また、制御部３１への負荷を少なくすることもできる。
【００６５】
（変形例１）
上記実施の形態では、ファン状態（冷却ファン９の動作状態）は、運転および停止の２つであった。しかしながら、ファン状態は３つ以上であることが好ましい。
【００６６】
本実施の形態の変形例１では、ファン状態が３つの場合について説明する。なお、電力変換装置１の構成や基本的な動作は上記実施の形態と同様であるので、ここでは、異なる部分のみ説明する。
【００６７】
変形例１では、図５のファン制御データテーブル３８に代えて、ファン制御データテーブル３８Ａがメモリ３７に記憶される。
【００６８】
図８は、本発明の実施の形態の変形例１におけるファン制御データテーブル３８Ａのデータ構造を示す図である。
【００６９】
図８を参照して、ファン制御データテーブル３８Ａには、上述のファン制御データテーブル３８の構成に加え、温度閾値Ｔｃ、出力閾値Ｐｃ，Ｐｄのデータが格納される。つまり、温度制御データは、温度閾値Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを含み、発電制御データは、出力閾値Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを含む。
【００７０】
温度閾値Ｔｃは、低速運転から高速運転に切替えるか否かを判断するために予め定められた値である。出力閾値Ｐｃは、低速運転から高速運転に切替えるか否かを判断するために予め定められた値である。出力閾値Ｐｄは、高速運転から低速運転に切替えるか否かを判断するために予め定められた値である。
【００７１】
図９は、本発明の実施の形態の変形例１における電力変換装置１の制御部３１が実行する、冷却ファン９の駆動制御処理を示すフローチャートである。図９のフローチャートに示す処理も、予めプログラムとしてメモリ３７に格納されており、制御部３１がこのプログラムを読み出して実行することにより、駆動制御処理の機能が実現される。このフローチャートにおいて、図６のフローチャートで示した処理と同様の処理については、同じステップ番号を付してある。そのため、それらについての説明は、ここでは繰返さない。
【００７２】
図９を参照して、変形例１では、図６のステップＳ１６に代えてステップＳ１６Ａが実行される。また、ステップＳ１０とステップＳ１８との間に新たなステップＳ１７が挿入され、ステップＳ２４，Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ３０の処理が追加される。
【００７３】
変形例１では、ステップＳ１０において、駆動制御部３５は、現状の冷却ファン９の状態が、低速運転、高速運転および停止のうちのどれであるかを確認する。
【００７４】
ステップＳ１６Ａにおいて、駆動制御部３５は、冷却ファン９の低速運転を開始する。
ステップＳ１０において冷却ファン９の状態が低速運転であると判断された場合、ステップＳ１７において、駆動制御部３５は、電力変換部２２の温度が温度閾値Ｔｃ℃以上であるか否かを判断する。
【００７５】
電力変換部２２の温度がＴｃ℃以上であると判断された場合（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、ステップＳ２６に進む。電力変換部２２の温度がＴｃ℃未満であると判断された場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、ステップＳ１８に進む。
【００７６】
ステップＳ１８において、上記と同様に、駆動制御部３５は、電力変換部２２の出力が出力閾値ＰｂＷ以上であるか否かを判断する。電力変換部２２の出力がＰｂＷ未満であると判断された場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、上記と同様の処理が実行される。
【００７７】
一方、電力変換部２２の出力がＰｂＷ以上であると判断された場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、駆動制御部３５は、さらに、電力変換部２２の出力が、出力閾値ＰｃＷ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。
【００７８】
電力変換部２２の出力がＰｃＷ以上であると判断された場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、駆動制御部３５は、冷却ファン９の運転速度を低速から高速に切換える（ステップＳ２６）。この処理が終わると、ステップＳ６に戻る。
【００７９】
ステップＳ２４において、電力変換部２２の出力が出力閾値ＰｃＷ未満であると判断された場合（ステップＳ２４においてＮＯ）、ステップＳ６に戻る。
【００８０】
ステップＳ１０において、冷却ファン９の状態が高速運転であると判断された場合、ステップＳ２８において、駆動制御部３５は、電力変換部２２の出力が、出力閾値ＰｄＷ以上であるか否かを判断する。
【００８１】
電力変換部２２の出力がＰｄＷ以上であると判断された場合（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、ステップＳ６に戻る。電力変換部２２の出力がＰｄＷ未満であると判断された場合（ステップＳ２８においてＮＯ）、駆動制御部３５は、冷却ファン９の運転速度を、高速から低速に切換える（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の処理が終わると、ステップＳ６に戻る。
【００８２】
このように、本実施の形態の変形例１においては、冷却ファン９の状態として３つの状態が設定された。そのため、冷却ファン９の状態が２つの場合に比べて、より効率的に冷却ファン９の駆動制御を行なうことができる。
【００８３】
（変形例２）
なお、上述の実施の形態およびその変形例１におけるファン制御データテーブル３８，３８Ａには、月ごとに発電制御データが記憶された。つまり、特定情報が月であることとして説明した。しかしながら、特定情報は、出力電力の多少または外部の気温を相対的に特定可能な情報であればよく、月に限定されるものではない。たとえば、特定情報は、年、日、時、分などを含んでいてもよい。なお、いずれにしても、特定情報が少なくとも月を含むことが好ましい。あるいは、電力変換装置１に外気温を検出するためのセンサを設けて、特定情報に外気温も含ませてもよい。
【００８４】
本実施の形態の変形例２では、特定情報が月、日および時間を含むこととし、その場合の冷却ファン９の駆動制御について簡単に説明する。
【００８５】
図１０は、本発明の実施の形態の変形例２におけるファン制御データテーブル３８Ｂのデータ構造を示す図である。
【００８６】
図１０を参照して、ファン制御データテーブル３８Ｂにおいて、月日時データと対応付けられて、発電制御データが格納される。変形例２においても、冷却ファン９の状態が３つである。そのため、発電制御データは、上記変形例１と同様に、４つの出力閾値を含む。また、温度制御データも、上記変形例１と同様に、３つの温度閾値を含む。なお、上記実施の形態のように、冷却ファン９の状態が２つであってもよい。
【００８７】
制御部３１が実行する冷却ファン９の駆動制御処理は、図９に示したフローチャートにより実現可能である。
【００８８】
このように、変形例２では、月日時単位で発電制御データが記憶される。時間も特定情報に含めることで、気温の日内変動も考慮することができ、より効率的なファン制御を実現することができる。
【００８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９０】
１  電力変換装置、２  筐体、３  吸気口、４  排気口、９  冷却ファン、１１  排気カバー、２１  開閉器、２２  電力変換部、２３  タイマ、２４  温度センサ、２５  出力部、３０  制御ユニット、３１  制御部、３３  取得部、３４  監視部、３５  駆動制御部、３７  メモリ、３８，３８Ａ，３８Ｂ  ファン制御データテーブル、４０  太陽電池アレイ、４１  太陽電池モジュールストリング、５０  負荷、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ
出力閾値、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ  温度閾値。
【図１】
2012095531.tif 000003
【図２】
2012095531.tif 000004
【図３】
2012095531.tif 000005
【図４】
2012095531.tif 000006
【図５】
2012095531.tif 000007
【図６】
2012095531.tif 000008
【図７】
2012095531.tif 000009
【図８】
2012095531.tif 000010
【図９】
2012095531.tif 000011
【図１０】
2012095531.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月20日(2012.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と接続可能な電力変換装置であって、
前記直流電源からの直流電力を、交流電力に変換するための電力変換手段と、
前記電力変換手段により変換された交流電力を、負荷および／または商用電力系統に出力するための出力手段と、
前記電力変換手段を冷却するための冷却ファンと、
直流電源の出力に影響を与える特定情報と発電制御データを関連付け記憶する記憶手段と、
前記特定情報を取得する特定情報取得手段とを備え、
前記特定情報取得手段より取得された特定情報と関連付けられた発電制御データとに基づき、前記冷却ファンの駆動条件は変更可能である電力変換装置。
【請求項２】
直流電源と接続可能な電力変換装置であって、
前記直流電源からの直流電力を、交流電力に変換するための電力変換手段と、
前記電力変換手段により変換された交流電力を、負荷および／または商用電力系統に出力するための出力手段と、
前記電力変換手段を冷却するための冷却ファンと、
前記電力変換手段による発電量を監視するための監視手段と、
直流電源の出力に影響を与える特定情報と発電制御データを関連付け記憶する記憶手段と、
前記特定情報を取得する特定情報取得手段と、
前記特定情報取得手段より取得された特定情報と関連付けられた発電制御データと前記監視手段により監視された発電量に基づき、前記冷却ファンの駆動を制御するための駆動制御手段とを備える電力変換装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段により制御される前記冷却ファンの状態は、運転および停止を含む２種以上である、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電力変換手段の温度を検出するための検出手段をさらに備え、
前記記憶手段は、予め、前記電力変換手段の温度に関する少なくとも１つの温度閾値をさらに記憶し、
前記駆動制御手段は、さらに、前記検出手段により検出された温度と、前記温度閾値とを比較することで、前記冷却ファンの駆動を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換手段の温度を検出するための検出手段をさらに備え、
前記冷却ファンの状態が運転および停止の２種である場合、各前記発電制御データは、第１の出力閾値を含み、
前記駆動制御手段は、前記冷却ファンが停止状態の際に、前記検出手段により検出された温度が前記温度閾値以上となった場合、および、前記監視された発電量が前記第１の出力閾値以上となった場合に、前記冷却ファンの運転を開始する、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
各前記発電制御データは、さらに、前記第１の出力閾値よりも低い第２の出力閾値を含み、
前記駆動制御手段は、前記冷却ファンが運転状態の際に、前記監視された発電量が前記第２の出力閾値未満となった場合に、前記冷却ファンの運転を停止する、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
各前記発電制御データは、少なくとも２つの閾値を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記冷却ファンの状態が高速運転、低速運転および停止の３種である場合、各前記発電制御データは、前記冷却ファンの低速運転開始、運転停止、高速運転から低速運転への変更および低速運転から高速運転への変更それぞれを判断するための４つの出力閾値を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の電力変換装置。