(57)【要約】【課題】接続される外部機器の消費電流値を制限することなく、発電開始時における電源部の電流値を許容電流値内に抑えることができる計測装置を提供する。【解決手段】分散電源である太陽電池ストリング１により発電される発電量を計測する計測装置６であって、外部機器９を接続可能な接続部１８と、太陽電池ストリング１からの出力を変換するとともに、外部機器９に電力供給する電源部１１とを備え、これら接続部１８と電源部１１との間には、電源部１１に繋がる電位を監視するとともに、その電位が所定値を超えたときに、外部機器９に繋がる電路を閉路する遅延回路１４を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源により発電される発電量を計測する計測装置であって、
外部機器を接続可能な接続部と、
前記分散電源からの出力を変換するとともに、前記外部機器に電力供給する電源部とを備え、
これら接続部と電源部との間には、
前記電源部に繋がる電位を監視するとともに、
その電位が所定値を超えたときに、前記外部機器に繋がる電路を閉路する遅延回路を備えたことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記遅延回路は、前記外部機器に繋がる電路を開閉するスイッチ部と、
前記電源部に繋がる電位を監視するとともに、
その電位が所定値を超えたときに、前記スイッチ部に閉路信号を送信する電圧判定部とを有することを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
前記遅延回路は、前記電圧判定部からの閉路信号の送信を遅らせる遅延時間設定用コンデンサを備えたことを特徴とする請求項２記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散電源の発電量を計測するための計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池等の分散電源により発電される発電量は、時刻や天候等によって大きく変動する。このため、各太陽電池ストリングから出力される発電量を計測し、その計測情報を外部に送信する計測装置を設けることで、その発電状況を把握し管理するものとしている（特許文献１）。
【０００３】
このような計測装置は、図５に示すように、太陽電池ストリングから出力された直流電流を一定電圧に変換する電源部１１と、演算部１２とを備えており、またこの電源部１１は演算部１２の内部素子や、接続された外部機器９に対して電力供給を行うものとしている。
【０００４】
ここで、電源部１１は、出力電圧が一定となるようにその出力側に電源平滑コンデンサ１１ａを備えている。さらに、外部機器９は、電源部１１からのノイズを吸収するために、コンデンサ９ａを備えていることが通常である。
【０００５】
このため、日の出とともに太陽電池ストリング１による発電が開始されると、電源平滑コンデンサ１１ａとコンデンサ９ａとの双方に同時に電力が供給されることとなり、各々のコンデンサに流入する起動時の過渡電流が電源部１１の許容電流値を超えた場合には、過電流検出回路が機能し、電力供給が停止してしまう問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、図６に示すように、電源部１１と外部機器９との間に抵抗を有する電流制限器２０を配置して、電圧降下によって外部機器９に流入する過渡電流を小さくすることで、発電開始時における電源部１１の電流値を許容電流値内に抑える手段が考えられる。しかしながら、外部機器９の消費電流が大きい場合には、電力不足となり動作不能となる、または電力効率が低下してしまう問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１１９５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は前記した従来の問題点を解決し、接続される外部機器の消費電流値を制限することなく、発電開始時における電源部の電流値を許容電流値内に抑えることができる計測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】
上記課題を解決するためになされた本発明は、分散電源により発電される発電量を計測する計測装置であって、外部機器を接続可能な接続部と、前記分散電源からの出力を変換するとともに、前記外部機器に電力供給する電源部とを備え、これら接続部と電源部との間には、前記電源部に繋がる電位を監視するとともに、その電位が所定値を超えたときに、前記外部機器に繋がる電路を閉路する遅延回路を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の計測装置において、前記遅延回路は、前記外部機器に繋がる電路を開閉するスイッチ部と、前記電源部に繋がる電位を監視するとともに、その電位が所定値を超えたときに、前記スイッチ部に閉路信号を送信する電圧判定部とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の計測装置において、前記遅延回路は、前記電圧判定部からの閉路信号の送信を遅らせる遅延時間設定用コンデンサを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る計測装置は、外部機器を接続可能な接続部と、分散電源からの出力を変換するとともに、外部機器に電力供給する電源部とを備え、これら接続部と電源部との間には、電源部に繋がる電位を監視するとともに、その電位が所定値を超えたときに、外部機器に繋がる電路を閉路する遅延回路を備えるものとした。これにより、分散電源による発電が開始されると、先ずは計測装置の内部に電力供給がなされて起動時の過渡電流が流入する。その後、電源部の電位が所定値を超えたとき、即ち電源部の電圧が充分に上昇し安定したときには、外部機器に繋がる電路が閉路されて外部機器に電力供給がなされる。したがって、電源部に過渡電流が流入するタイミングと外部機器に過渡電流が流入するタイミングとをずらすことができるため、発電開始時における電流値を許容電流値内に抑えることができる。さらに、遅延回路を配置することで、従来のような電流制限器を配置する構成と比較して電圧降下を抑えることができるため、接続される外部機器の消費電流値が高い場合であっても、電力不足や電力効率の低下を招く恐れがないものとなる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、電圧判定部からの閉路信号の送信を遅らせる遅延時間設定用コンデンサを遅延回路に備えたものである。これにより、遅延時間設定用コンデンサの電位が上がった後に閉路信号を送信することとなるため、電源部に流入する過渡電流と外部機器に流入する過渡電流とが生じるタイミングを確実にずらすことができるため、両者の重なりを確実に回避して、発電開始時における電源部の電流値を許容電流値内に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】太陽光発電システムの全体図である。
【図２】本発明の計測装置を示す図である。
【図３】遅延回路の内部構造を示す図である。
【図４】過渡電流の発生タイミングを示すグラフである。
【図５】従来の計測装置を示す図である。
【図６】電流制限器を配置した従来の計測装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１のように、分散電源である複数の太陽電池ストリング１は、各接続箱２内で並列に接続されている。そしてこれら接続箱２を複数段に配置して並列に接続することで、集電箱３に電力を集約するものとしている。さらに集電箱３の後段には、パワーコンディショナ４やキュービクル５が設けられている。
【００１６】
各接続箱２の内部には、太陽電池ストリング１から出力される発電量を計測するための計測装置６が設けられている。また、この計測装置６は、計測情報を後段の集電箱３等に送信するための外部機器９を備えている。さらにこれら計測情報は、パワーコンディショナ４から出力される情報等と統合されて、キュービクル５内で集約されるものとしても良い。
【００１７】
本発明は、計測装置６に係るものであり、その詳細を図２及び図３に示す。
１は太陽電池ストリングであるが、起動直後の出力が微弱な様々な分散電源とすることもでき、例えば風力発電機、ガス発電機、蓄電池等であっても良い。計測装置６は、太陽電池ストリング１に接続される計測装置本体７と、計測装置本体７に通信線１０を介して接続される電流センサ８と、計測装置本体７に接続部１８を介して接続される外部機器９とを有する。計測装置本体７の内部には、太陽電池ストリング１から出力された直流電流を一定電圧に変換する電源部１１と、演算部１２とが設けられている。またこの電源部１１は、外部機器９に電力供給を行うほか、降圧器１３を介して電圧を変換して演算部１２等に電力供給している。なお、外部機器９は計測された発電量を外部に無線等で通信するものであるが、その他にも有線で通信するものであっても差し支えない。以上の構成により、電流センサ８により計測された電流値は、演算部１２に返され、演算部１２内で処理された計測情報が外部機器９に送られることで、太陽電池ストリング１から出力される発電量に関する情報を得ることができるものとなる。
【００１８】
また、電源部１１は、出力電圧が一定となるようにその出力側に電源平滑コンデンサ１１ａを備えている。さらに、外部機器９は、電源部１１からのノイズを吸収するために、コンデンサ９ａを備えている。
【００１９】
ここで、図２のように、接続部１８と電源部１１との間には、遅延回路１４を配置するものとした。この遅延回路１４は、電源部１１に繋がる電位を監視するとともに、その電位が所定値を超えたときに、外部機器９に繋がる電路を閉路するものである。より詳細には、図３に示すように、遅延回路１４は、外部機器９に繋がる電路を開閉するスイッチ部１５と、電源部１１に繋がる電位を監視するとともに、その電位が所定値を超えたときに、スイッチ部１５に閉路信号を送信する電圧判定部１６とを備えている。
【００２０】
以上の構成により、太陽電池ストリング１による発電が開始されると、先ずは電源部１１をはじめとする計測装置本体７の内部に電力供給がなされて起動時の過渡電流が流入する。その後、電源部１１の電位が所定値を超えたとき、即ち電源部１１に設けられた電源平滑コンデンサ１１ａの電圧が充分に上昇し安定したときには、電圧判定部１６がスイッチ部１５に閉路信号を送ることで外部機器９に繋がる電路が閉路されて、外部機器９のコンデンサ９ａに電力供給がなされる。
【００２１】
したがって、図４のように電源部１１に過渡電流が流入するタイミングと外部機器９に過渡電流が流入するタイミングとをずらすことができるため、発電開始時における電源部１１の電流値を許容電流値内に抑えることができる。さらに、スイッチ部１５と電圧判定部１６とを備えた遅延回路１４を配置することで、従来のような電流制限器２０を配置する構成と比較して電圧降下を抑えることができるため、接続される外部機器９の消費電流値が高い場合であっても、電力不足や電力効率の低下を招く恐れがないものとなる。
【００２２】
このように、本発明の計測装置６は、電源平滑コンデンサ１１ａの電圧を計測して外部機器９への電力供給のタイミングを制御する構造としている。このような構造を採用したのは、例えば夜間に発電が停止して電源の入切が発生する、または悪天候時に電源が不安定となる使用環境下でも、電源平滑コンデンサ１１ａの電圧を判定基準とすることにより、いつ電源が不安定になっても、確実に電源部１１の電流値を許容電流値内に抑えることができるためである。
【００２３】
なお、電圧判定部１６は、マイコンの電圧を監視し、その値が一定値を超えると回路を閉じ、また一定値以下になると回路を開くことでマイコンを安定動作させるためのリセットＩＣとすることもできる。これにより、計測装置本体７を小型化することができる。また、電圧判定部１６は、電源部１１以降の計測装置本体７内の回路の電位を監視するものであっても良く、例えば降圧器１３内のコンデンサの電位をさらに監視するものであっても良い。
【００２４】
図３のように、遅延回路１４の内部には、電圧判定部１６から送られるスイッチ部１５を閉じるための閉路信号の送信タイミングを遅らせる、遅延時間設定用コンデンサ１７が設けられている。この遅延時間設定用コンデンサ１７を設けることにより、遅延時間設定用コンデンサ１７の電位が上がった後に閉路信号を送信することとなるため、電源部１１に流入する過渡電流と外部機器９に流入する過渡電流とが生じるタイミングを確実にずらすことができるため、両者の重なりを確実に回避して、発電開始時における電源部１１の電流値を許容電流値内に抑えることができる。特に本実施形態のように、分散電源が太陽電池ストリング１である場合、昼夜で電源の入切が生じ、また発電開始時には電源が不安定な状態であるため、前記のように電圧判定部１６から送信される信号自体の送信時間を遅延させてタイミングをずらすことで、電源が安定した後にスイッチ部１５を閉じることができる作用効果を奏するものとなる。
【符号の説明】
【００２５】
１  太陽電池ストリング
２  接続箱
３  集電箱
４  パワーコンディショナ
５  キュービクル
６  計測装置
７  計測装置本体
８  電流センサ
９  外部機器
９ａ  コンデンサ
１０  通信線
１１  電源部
１１ａ  電源平滑コンデンサ
１２  演算部
１３  降圧器
１４  遅延回路
１５  スイッチ部
１６  電圧判定部
１７  遅延時間設定用コンデンサ
１８  接続部
２０  電流制限器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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