特許 6017715 太陽光発電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6017715

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】太陽光発電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20161020BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20161020BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20161020BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20161020BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20161020BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20161020BHJP

   H02S 10/20 20140101ALI20161020BHJP

   H02S 50/00 20140101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/38 150

   H02J3/32

   H02J3/46

   H02J7/35 B

   H02J3/00 180

   H02J13/00 311R

   H02J13/00 301A

   H02S10/20

   H02S50/00

【請求項の数】19

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-15457(P2016-15457)

(22)【出願日】2016年1月29日

【審査請求日】2016年1月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】510139874

【氏名又は名称】株式会社Ａ−スタイル

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(74)【代理人】

【識別番号】100130982

【弁理士】

【氏名又は名称】黒瀬 泰之

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 博

【審査官】 緑川 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１６６００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３６２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１２５５２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０４５３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４２７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−７９０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２０９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−９５３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ３／００−７／１２，

Ｈ０２Ｊ７／３４−７／３６，

Ｈ０２Ｊ１３／００，

Ｈ０２Ｓ１０／００−１０／４０，

Ｈ０２Ｓ３０／００−９９／００，

Ｈ０３Ｊ９／００−９／０６，

Ｈ０４Ｑ９／００−９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１及び第２の太陽電池モジュールアレイと、
商用系統に接続された交流出力端子を有し、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイから供給される直流電力を交流電力に変換する少なくとも一つのパワーコンディショナと、
蓄電池及び充放電コントローラを含み、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイが発電した電力を前記蓄電池に充電すると共に、前記蓄電池に充電されている電力を前記パワーコンディショナに供給する少なくとも一つの蓄電システムと、
前記パワーコンディショナに接続されると共に、公衆通信ネットワークに接続された通信インターフェース装置と、
前記公衆通信ネットワークに接続され、前記公衆通信ネットワーク及び前記通信インターフェース装置を介して前記パワーコンディショナとデータ通信可能であり、前記パワーコンディショナから提供される発電監視用データに基づいて前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの発電状況を遠隔監視すると共に前記パワーコンディショナを遠隔制御する発電監視システムとを備え、
少なくとも前記第１の太陽電池モジュールアレイの出力容量は前記パワーコンディショナの出力容量よりも大きく、
前記充放電コントローラは、前記通信インターフェース装置とデータ通信可能な通信部を備え、前記パワーコンディショナから前記通信インターフェース装置を介して前記発電監視システムに提供される前記発電監視用データを利用して、前記蓄電池の充放電を制御することを特徴とする太陽光発電システム。

【請求項2】

前記充放電コントローラは、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの合計出力電力が前記パワーコンディショナの出力制限電力を上回る場合に、前記出力制限電力に対する前記合計出力電力の余剰分を前記蓄電池に蓄電し、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの合計出力電力が前記パワーコンディショナの前記出力制限電力を下回る場合に、前記蓄電池を放電して前記出力制限電力に対する前記合計出力電力の不足分を前記パワーコンディショナに供給する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項3】

前記第１の太陽電池モジュールアレイの出力端子と前記パワーコンディショナとを接続する第１の配電ラインと、
前記第２の太陽電池モジュールアレイの出力端子と前記パワーコンディショナとを接続する第２の配電ラインとをさらに備え、
前記第１及び第２の配電ラインは短絡されている、請求項１又は２に記載の太陽光発電システム。

【請求項4】

前記蓄電システムは前記第２の配電ラインに接続されている、請求項３に記載の太陽光発電システム。

【請求項5】

前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールストリングと、前記複数の太陽電池モジュールストリングの出力を一つにまとめる接続箱とを含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。

【請求項6】

前記パワーコンディショナは相互に短絡された複数の入力端子を備え、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールサブアレイを備え、
前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールストリングと、前記複数の太陽電池モジュールストリングの出力を一つにまとめる接続箱とを含み、
前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各出力電力は、対応する接続箱を介して前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子の一つに入力される、請求項１又は２に記載の太陽光発電システム。

【請求項7】

前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各接続箱の出力端子から延びる複数の配電ラインは、前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子にそれぞれ接続されている、請求項６に記載の太陽光発電システム。

【請求項8】

前記蓄電システムは、前記複数の配電ラインの少なくとも一つに接続されている、請求項７に記載の太陽光発電システム。

【請求項9】

前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各々は、前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子に接続された逆流防止ダイオードをさらに含み、
前記蓄電システムは、前記逆流防止ダイオードを介して前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子に並列接続されている、請求項７に記載の太陽光発電システム。

【請求項10】

前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各接続箱の出力を一つにまとめる集電盤をさらに備え、
前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各接続箱の出力端子から延びる複数の配電ラインは、前記集電盤の複数の入力端子にそれぞれ接続されており、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各集電盤の出力は、前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子の一つに入力される、請求項６に記載の太陽光発電システム。

【請求項11】

前記蓄電システムは、各集電盤の複数の入力端子の各々に並列接続されている、請求項１０に記載の太陽光発電システム。

【請求項12】

前記パワーコンディショナは相互に短絡された複数の入力端子を備え、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールストリングと、前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子に接続された逆流防止ダイオードとを含み、
前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子は、対応する逆流防止ダイオードを介して前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子の一つに接続されている、請求項１又は２に記載の太陽光発電システム。

【請求項13】

前記通信インターフェース装置は、第１の通信インターフェースを介して前記パワーコンディショナに接続され、
前記充放電コントローラは、前記第１の通信インターフェースと異なる第２の通信インターフェースを介して前記通信インターフェース装置に接続されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。

【請求項14】

前記発電監視システムは、
前記公衆通信ネットワークに接続され、前記公衆通信ネットワークおよび前記第１の通信インターフェースを介して前記パワーコンディショナとデータ通信可能なサーバを含み、
前記サーバは、前記パワーコンディショナから提供される前記発電監視用データに基づいて前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの発電状況を管理する、請求項１３に記載の太陽光発電システム。

【請求項15】

前記発電監視システムは、前記公衆通信ネットワーク又はＬＡＮを介して前記サーバとデータ通信可能な管理端末をさらに含み、
前記管理端末は、前記発電状況を画面表示する表示部を有し、
前記サーバは、前記管理端末からの指示に従って前記パワーコンディショナの出力制限電力を遠隔制御する、請求項１４に記載の太陽光発電システム。

【請求項16】

複数の前記蓄電システムを備え、
前記複数の蓄電システムの各充放電コントローラは、前記パワーコンディショナから前記通信インターフェース装置を介して前記発電監視システムに提供される前記発電監視用データを利用して、前記蓄電池の充放電を制御する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項17】

第１及び第２のパワーコンディショナを含む複数の前記パワーコンディショナを備え、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、第１及び第２の太陽電池モジュールサブアレイを含み、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールサブアレイの出力容量は前記第１及び第２のパワーコンディショナの出力容量よりもそれぞれ大きく、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ内の前記第１の太陽電池モジュールサブアレイの出力電力は前記第１のパワーコンディショナに入力され、
前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ内の前記第２の太陽電池モジュールサブアレイの出力電力は前記第２のパワーコンディショナに入力され、
前記充放電コントローラは、前記第１及び第２のパワーコンディショナの各々から前記通信インターフェース装置を介して前記発電監視システムに提供される前記発電監視用データを利用して、前記蓄電池の充放電を制御する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項18】

前記蓄電システムは前記蓄電池の容量増設機能を有するラックマウント方式である、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の太陽光発電システム。

【請求項19】

前記第２の太陽電池モジュールアレイの出力容量は前記パワーコンディショナの出力容量よりも大きい、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の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、太陽光発電システムに関し、特に蓄電システムを備えた産業用太陽光発電システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

電力会社の商用系統に連系して発電を行う太陽光発電システムが広く普及している。系統連系を行うことにより、自家発電した電力では賄い切れない負荷電力を電力会社からの電力供給で補完でき、余剰電力が発生した場合には電力会社への電気の逆潮流による売電が可能であり、太陽光発電設備を最大限に活用することが可能である。

【0003】

近年、太陽光発電システムの中でも設置容量が１０ｋＷ以上５０ｋＷ未満の小規模産業用太陽光発電システムが特に注目されている。小規模システムであれば工場、倉庫、駐車場、建物の屋根や遊休地など、現在使用されていない空き地や小さなスペースを有効活用して設置できるため、太陽光発電システムの導入の可能性を広げることができる。また、５０ｋＷ未満のシステムであれば住宅用設備と同じ低圧連系の範囲で設置できるため、高圧連系に比べて高額な機器をそろえる必要がなく、機器コストを抑えることができる。また保安規定の制定・届出・遵守や、有資格者（電気主任技術者）の確保等が不要になり、簡単な手続で太陽光発電システムを設置して運用することができる。

【0004】

太陽光発電システムの発電量は基本的に天候の影響を受けるため、その影響を最小限に抑えて電力を安定的に供給することが好ましい。例えば特許文献１には、太陽電池モジュールアレイにより生成された直流電圧を蓄積する蓄電池を備え、直流電圧がパワーコンディショナの動作電圧に達しない場合にすべての直流電流を蓄電に利用する太陽光発電システムが記載されている。また電気料金が安い夜間の電力を蓄電池に蓄電し、電力需要が多い日中の特定の時間帯に蓄電池の電力を使用することで、電力需要のピークを調整可能な太陽光発電システムもよく知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−９３３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

産業用太陽光発電システムの多くは売電を目的としており、太陽光発電所として機能するものであるため、既存の発電設備を最大限に活用してできるだけ多くの電力を売電できることが望ましい。一方、従来の産業用太陽光発電システムにおいて、パワーコンディショナの出力容量を超える電力はピークカットされ、せっかく発電した電力が無駄になるため、パワーコンディショナの出力容量と同等の発電能力を有する太陽電池モジュールアレイが採用されることが通例である。しかしこの場合、太陽電池モジュールアレイの発電量が少なく、パワーコンディショナの能力を十分に活かすことができないという問題がある。

【0007】

また近い将来、太陽光発電所の増加により電力供給が需要を上回るものと予想されるが、需要側が電力を消費しきれないときには売電が受け入れられず、せっかく発電した電力が無駄になってしまうという問題もある。さらに、太陽光発電システムにおいて新たに系統連系する発電設備の増設を既存の発電設備の運転開始後に行う場合には、新たに設備認定を受ける必要であり、新設認定時の固定買取価格が適用されるので、固定買取価格の低下が問題となる。

【0008】

したがって、本発明の目的は、太陽電池モジュールアレイ及びパワーコンディショナの能力を最大限に活かして発電した電力の無駄をなくすと共に電力供給の安定化を図ることが可能な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】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明による太陽光発電システムは、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイと、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイから供給される直流電力を交流電力に変換する少なくとも一つのパワーコンディショナと、蓄電池及び充放電コントローラを含み、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイが発電した電力を前記蓄電池に充電すると共に、前記蓄電池に充電されている電力を前記パワーコンディショナに供給する少なくとも一つの蓄電システムと、前記パワーコンディショナに接続された通信インターフェース装置と、通信インターフェース装置を介して前記パワーコンディショナとデータ通信可能な発電監視システムとを備え、少なくとも前記第１の太陽電池モジュールアレイの出力容量は前記パワーコンディショナの出力容量よりも大きく、前記充放電コントローラは、前記通信インターフェース装置とデータ通信可能な通信部を備え、前記パワーコンディショナから前記通信インターフェース装置を介して前記発電監視システムに提供される発電監視用データを利用して、前記蓄電池の充放電を制御することを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、蓄電システムとパワーコンディショナとの間の通信により両者を連携させて蓄電池の充放電をリアルタイムに制御することができ、パワーコンディショナが常に出力制限付近で動作するように制御することができる。したがって、既設の第１の太陽電池モジュールアレイに対して第２の太陽電池モジュールアレイを増設してシステム全体の発電能力を増強した場合でも、増強された発電能力を有効に活用することができる。また第１の太陽電池モジュールアレイの出力容量がパワーコンディショナの出力容量よりも大きいので、第２の太陽電池モジュールアレイを増設した場合でもシステム全体の出力容量は変更されない。したがって、増設後のシステムが出力変更の認定を受ける必要はなく、出力変更後の固定買取価格が適用されることもない。さらに本発明はパワーコンディショナの入力端子側に蓄電システムを設置し、太陽光発電量の不足時に蓄電池の電力を使用することで売電量の安定化を図ることができる。

【0011】

本発明において、前記充放電コントローラは、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの合計出力電力が前記パワーコンディショナの出力制限電力を上回る場合に、前記出力制限電力に対する前記合計出力電力の余剰分を前記蓄電池に蓄電し、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの合計出力電力が前記パワーコンディショナの前記出力制限電力を下回る場合に、前記蓄電池を放電して前記出力制限電力に対する前記合計出力電力の不足分を前記パワーコンディショナに供給することが好ましい。このように、蓄電システムは、パワーコンディショナから出力される発電監視用データに基づいて、余剰電力の充電と不足電力の供給をリアルタイムに制御するので、パワーコンディショナが常に出力制限電力いっぱいで動作するように制御することができ、第１及び第２の太陽電池モジュール及びパワーコンディショナの能力を最大限に活かすことができる。

【0012】

本発明による太陽光発電システムは、前記第１の太陽電池モジュールアレイの出力端子と前記パワーコンディショナとを接続する第１の配電ラインと、前記第２の太陽電池モジュールアレイの出力端子と前記パワーコンディショナとを接続する第２の配電ラインとをさらに備え、前記第１及び第２の配電ラインは短絡されていることが好ましい。この場合において、前記蓄電システムは前記第２の配電ラインに接続されていることが好ましい。このような配電系統により、既設の第１の太陽電池モジュールアレイに対して第２の太陽電池モジュールアレイを新設した場合でも、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの両方の出力電力を蓄電池に充電することができる。したがって、第１及び第２の太陽電池モジュールの発電能力を最大限に活かすことができる。

【0013】

本発明において、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールストリングと、前記複数の太陽電池モジュールストリングの出力を一つにまとめる接続箱とを含むことが好ましい。太陽電池モジュールアレイの出力端子は、接続箱の出力端子となる。前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールストリングの出力を複数の接続箱でまとめた後、複数の接続箱の各々の出力を集電盤でさらにまとめたものであってもよい。この場合、太陽電池モジュールアレイの出力端子は、集電盤の出力端子となる。接続箱には逆流防止ダイオードが設けられているので、太陽電池モジュールストリングに向かって電流が逆流することを防止することができる。

【0014】

本発明において、前記パワーコンディショナは相互に短絡された複数の入力端子を備え、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールサブアレイを備え、前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールストリングと、前記複数の太陽電池モジュールストリングの出力を一つにまとめる接続箱とを含み、前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各出力電力は、対応する接続箱を介して前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子の一つに入力されることが好ましい。

【0015】

本発明において、前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各接続箱の出力端子から延びる複数の配電ラインは、前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子にそれぞれ接続されていることが好ましい。この場合において、前記蓄電システムは、前記複数の配電ラインの少なくとも一つに接続されていることが好ましい。この構成によれば、集電盤を用いることなくパワーコンディショナの複数の入力端子を利用して各太陽電池モジュールサブアレイの出力をまとめることができ、設備コストの削減と配線の簡素化を図ることができる。

【0016】

本発明において、前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各々は、前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子に接続された逆流防止ダイオードをさらに含み、前記蓄電システムは、前記逆流防止ダイオードを介して前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子に並列接続されていてもよい。

【0017】

本発明において、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各接続箱の出力を一つにまとめる集電盤をさらに備え、前記複数の太陽電池モジュールサブアレイの各接続箱の出力端子から延びる複数の配電ラインは、前記集電盤の複数の入力端子にそれぞれ接続されており、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各集電盤の出力は、前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子の一つに入力されることが好ましい。この場合において、前記蓄電システムは、各集電盤の複数の入力端子の各々に並列接続されていてもよい。

【0018】

本発明において、前記パワーコンディショナは相互に短絡された複数の入力端子を備え、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、複数の太陽電池モジュールストリングと、前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子に接続された逆流防止ダイオードとを含み、前記複数の太陽電池モジュールストリングの各出力端子は、対応する逆流防止ダイオードを介して前記パワーコンディショナの前記複数の入力端子の一つに接続されていることが好ましい。この構成によれば、接続箱を用いることなくパワーコンディショナの複数の入力端子を利用して各太陽電池モジュールストリングの出力をまとめることができ、設備コストの削減と配線の簡素化を図ることができる。

【0019】

本発明において、前記通信インターフェース装置は、第１の通信インターフェースを介して前記パワーコンディショナに接続され、前記充放電コントローラは、前記第１の通信インターフェースと異なる第２の通信インターフェースを介して前記通信インターフェース装置とデータ通信可能な通信部を有することが好ましい。例えば、第１の通信インターフェースはＲＳ４８５、ＣＡＮ（Controller Area Network）であり、第２の通信インターフェースは、３Ｇ／４Ｇ回線などの公衆電話通信回線網、無線ＬＡＮ（IEEE 802.11）、有線ＬＡＮ（イーサネット（登録商標））等である。この構成によれば、パワーコンディショナと蓄電システムとの通信のための専用の通信装置を用意することなく、パワーコンディショナと発電監視システムとの間のデータ通信に用いる通信インターフェース装置から放電コントローラに発電監視用データを提供することができる。したがって、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの出力電力とリアルタイムに連動させて蓄電池の充放電を制御することができ、第１及び第２の太陽電池モジュールの発電した電力を無駄にすることなく最大限に活かすことができる。

【0020】

本発明において、前記発電監視システムは、公衆通信ネットワークに接続され、前記公衆通信ネットワークおよび前記第１の通信インターフェースを介して前記パワーコンディショナとデータ通信可能なサーバを含み、前記サーバは、前記パワーコンディショナから提供される前記発電監視用データに基づいて前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの発電状況を管理することが好ましい。ここで、公衆通信ネットワークは、インターネットや携帯電話回線網などである。また、サーバは、パワーコンディショナから一定時間間隔で送られてくる当該パワーコンディショナの入力電力（第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの合計出力電力）及び出力電力を受信してデータベースに保存する。

【0021】

本発明において、前記発電監視システムは、前記公衆通信ネットワーク又はＬＡＮを介して前記サーバとデータ通信可能な管理端末をさらに含み、前記管理端末は、前記発電状況を画面表示する表示部を有し、前記サーバは、前記管理端末からの指示に従って前記パワーコンディショナの前記出力制限電力を遠隔制御することが好ましい。このように、パワーコンディショナの出力制限される場合でも、発電電力の無駄をなくして安定的に売電することができる。

【0022】

本発明による太陽光発電システムは、複数の前記蓄電システムを備え、前記複数の蓄電システムの各充放電コントローラは、前記パワーコンディショナから前記通信インターフェース装置を介して前記発電監視システムに提供される前記発電監視用データを利用して、前記蓄電池の充放電を制御することが好ましい。この構成によれば、トータルで大容量となる蓄電システムを低コストで構築することができ、保守等の面でも有利なシステムを実現することができる。

【0023】

本発明による太陽光発電システムは、第１及び第２のパワーコンディショナを含む複数の前記パワーコンディショナを備え、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイの各々は、第１及び第２の太陽電池モジュールサブアレイを含み、前記第１及び第２の太陽電池モジュールサブアレイの出力容量は前記第１及び第２のパワーコンディショナの出力容量よりもそれぞれ大きく、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ内の前記第１の太陽電池モジュールサブアレイの出力電力は前記第１のパワーコンディショナに入力され、前記第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ内の前記第２の太陽電池モジュールサブアレイの出力電力は前記第２のパワーコンディショナに入力され、前記充放電コントローラは、前記第１及び第２のパワーコンディショナの各々から前記通信インターフェース装置を介して前記発電監視システムに提供される前記発電監視用データを利用して、前記蓄電池の充放電を制御してもよい。

【0024】

本発明において、前記蓄電システムは前記蓄電池の容量増設機能を有するラックマウント方式であることが好ましい。この構成によれば、蓄電池の容量のみを容易に増設することができ、容量の増設により夜間により長く電力を供給することができる。また相互にトレードオフの関係にある蓄電池の容量増設コストと電力買取価格とのコストバランスに合わせて、蓄電池の容量設計を容易に行うことができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、系統連系しない太陽電池モジュールアレイの増強により電力供給の安定化を図ると共に、蓄電システムを使用して発電した電力の無駄をなくし、これにより太陽電池モジュールアレイ及びパワーコンディショナの能力を最大限に活かすことが可能な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】

【0026】

【図1】図１は、本発明の第１の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、太陽光発電システム１の動作を説明するための図であって、（ａ）は第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力電力の時間変化、（ｂ）は第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの出力電力の時間変化、（ｃ）はパワーコンディショナ２０の出力電力の時間変化、（ｄ）は蓄電池３１の充放電状態をそれぞれ示すグラフである。

【図3】図３は、本発明の第２の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、本発明の第３の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、本発明の第４の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、本発明の第５の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【図7】図７は、本発明の第６の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【図8】図８は、本発明の第７の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【図9】図９は、本発明の第８の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロックである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

【0028】

図１は、本発明の第１の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【0029】

図１に示すように、太陽光発電システム１は、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂと、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの各々から供給される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ２０と、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂが発電した電力を蓄電するとともに、蓄電されている電力をパワーコンディショナ２０に供給する蓄電システム３０とを備えている。パワーコンディショナ２０の出力端子（交流出力端子）は連携用遮断器２１を介して商用系統２２に接続されている。

【0030】

また太陽光発電システム１は、パワーコンディショナ２０の通信ポートに接続された通信インターフェース装置４０と、インターネット４１を介して通信インターフェース装置４０に接続可能であり、この通信インターフェース装置４０を介してパワーコンディショナ２０とデータ通信可能に構成されたサーバ５１と、インターネット４１やＬＡＮ４２を介してサーバ５１に接続可能な管理端末５２とを備えている。そしてサーバ５１及び管理端末５２は第１及び第２の太陽光発電モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの発電状況を監視する発電監視システム５０を構成している。

【0031】

サーバ５１及び管理端末５２は、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの発電状況を遠隔監視する発電監視システムを構成しており、サーバ５１は、パワーコンディショナ２０から提供される発電監視用データに基づいて第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの発電状況を管理する。またサーバ５１は、管理端末５２からの指示に従ってパワーコンディショナ２０の動作を遠隔制御することができ、パワーコンディショナ２０の出力制限電力を設定することができる。また、管理端末５２は、サーバ５１が管理している発電監視用データを取得して、太陽光発電システム１による発電状況を画面表示する。なお発電監視用データとは、少なくともパワーコンディショナ２０の入力電力データ及び出力電力データを含む各種データである。

【0032】

第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの各々は、太陽電池の最小単位を構成する太陽電池モジュール（太陽光パネル）を複数枚組み合わせて構成される。複数枚（例えば４枚）の太陽電池モジュールを直列に接続したものを太陽電池モジュールストリング１１といい、複数本（例えば３本）の太陽電池モジュールストリング１１を並列に接続したものを太陽電池モジュールアレイといい、複数本の太陽電池モジュールストリング１１の出力端子の各々は、直流開閉器及び逆流防止ダイオードを含む接続箱１２の並列入力端子に接続されて一つの出力に束ねられる。１つの接続箱１２によって束ねられた複数本（ここでは３本）の太陽電池モジュールストリング１１は、太陽電池モジュールサブアレイ１０ｓを構成しており、本実施形態による第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１Ａ、１０Ｂの各々は、複数の太陽電池モジュールサブアレイ１０ｓを備えるものである。

【0033】

本実施形態では、１台の接続箱１２が３本のストリングを束ねた後、３台の接続箱１２の出力を集電盤１３でさらに束ねる構成を取っているが、太陽電池モジュールアレイの構成は特に限定されず自由に設定できる。太陽電池モジュールアレイの最終段が接続箱１２となる場合、太陽電池モジュールアレイの出力は接続箱１２の出力となり、最終段が集電盤１３となる場合、太陽電池モジュールアレイの出力は集電盤１３の出力となる。

【0034】

第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力端子は第１の配電ライン２３Ａの一端に接続されており、第１の配電ライン２３Ａの他端はパワーコンディショナ２０の入力端子２０ｉ（直流入力端子）に接続されている。また第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの出力端子は第２配電ライン２３Ｂの一端に接続されており、第２の配電ライン２３Ｂの他端は第１の配電ライン２３Ａの中間点に接続されている。すなわち、第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの出力端子は、第２の配電ライン２３Ｂ及び第１の配電ライン２３Ａを介してパワーコンディショナ２０の入力端子２０ｉに接続されており、第１及び第２の配電ライン２３Ａ，２３Ｂは短絡している。したがって、第２の配電ライン２３Ｂ上の電位は第１の配電ライン２３Ａ上の電位と同じになる。

【0035】

このように、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力端子が第１及び第２の配電ライン２３Ａ，２３Ｂを介して短絡されている場合、両者の出力電位差が過度に大きくならないように配慮する必要がある。つまり実質的に同じ発電条件下に置かれた第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力電圧は実質的に等しいことが好ましい。そのためには、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａと第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂとが同一の構成を有し、同一の出力容量（公称出力）を有することが好ましい。実質的に同じ発電条件下に置かれた第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力電圧が実質的に等しくならない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを用いて出力電圧を揃えることが好ましい。

【0036】

本実施形態において、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ及びパワーコンディショナ２０は太陽光発電の基本システムを構成しており、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａから独立して設けられた第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂ及び蓄電システム３０は追加的なシステムを構成している。第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａだけでは十分とは言えない発電電力を第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの増設によって強化することにより、パワーコンディショナ２０に多量の電力を安定的に供給することができる。また第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの増設によって余剰電力が発生しやすくなるが、システム全体の発電量が多い場合に余剰電力を蓄電することができ、発電した電力の無駄をなくすことができる。

【0037】

本実施形態において、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力容量（公称出力）はパワーコンディショナ２０の出力容量（公称出力）よりも大きく、特にパワーコンディショナ２０の出力容量の１．１〜１．２倍であることが好ましい。例えば、パワーコンディショナ２０の出力容量が４９ｋＷであるのに対し、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力容量は５５ｋＷである。そのため、太陽光発電システム１の設置容量はパワーコンディショナ２０の出力容量である４９ｋＷ以下に制限される。この場合、第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂを追加してシステム全体の発電能力を高めたとしても太陽光発電システム１の出力容量が増加することはなく４９ｋＷ以下のままである。したがって、設備変更後のシステムが法律上の認定を受ける必要はなく、新たな固定買取価格が適用されることもない。

【0038】

第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂは、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａだけでは十分とは言えないシステム全体の発電量を増強するために設けられている。上記のように、第１及び第２の配電ライン２３Ａ，２３Ｂ間が短絡されているので、第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの発電能力（出力容量）は、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの発電能力（出力容量）と同一であることが好ましい。したがって、第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの出力容量（公称出力）はパワーコンディショナ２０の出力容量（公称出力）よりも大きく、特にパワーコンディショナ２０の出力容量の１．１〜１．２倍であることが好ましい。

【0039】

太陽電池モジュールから実際に取り出せる電力は天候や気温によって大きく左右され、公称出力が得られる時間は年間を通してほんのわずかである。例えば、快晴時を１００％としたとき、晴れの日は８０％程度、曇りの日は３０％程度、雨の日は２０％程度の電力しか取り出せないと言われている。パワーコンディショナ２０の変換効率まで考慮すると、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの実際の出力電力がパワーコンディショナ２０によってピークカットされて無駄になる電力量はわずかである。逆に言うと、公称出力いっぱいで動作可能なパワーコンディショナ２０の能力を十分に活かしきれていない。そのため、本実施形態ではパワーコンディショナ２０の出力容量に比べて十分に大きな（例えば２倍以上の）発電が可能となるように第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂが増設されている。

【0040】

一方、太陽光発電システム１がパワーコンディショナ２０の出力容量を大幅に超える高い発電能力を有する場合、パワーコンディショナ２０の出力容量を上回る余剰電力が発生しやすい。しかしこのような余剰電力はすべて大容量の蓄電システム３０に回されて蓄電されるので、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ、１０Ｂが発電した電力が無駄になることはない。また特に、増設された第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの出力電力のみならず、既設の第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力電力も蓄電システム３０の蓄電池３１に蓄電されるので、発電した電力を最大限活かしきることができる。

【0041】

蓄電システム３０は、蓄電池３１と、充放電コントローラ３２とで構成されている。蓄電池３１の種類は特に限定されないが、例えばリチウムイオン電池や鉛電池を用いることができる。蓄電システム３０は、第２の配電ライン２３Ｂに第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂと並列に接続されている。

【0042】

蓄電システム３０としては、蓄電池３１の容量増設機能を有するラックマウント方式の蓄電システムを採用することが好ましい。この方式によれば、蓄電池３１の容量のみを容易に増設することができ、容量の増設により夜間により長く電力を供給することができる。また相互にトレードオフの関係にある蓄電池３１の容量増設コストと電力買取価格とのコストバランスに合わせて、蓄電池３１の容量設計を容易に行うことができる。

【0043】

充放電コントローラ３２は、ＢＭＵ（バッテリーマネジメントユニット）としての機能を有し、蓄電池３１の安全性やバランスの制御及び高電圧制御を行う。そのため、充放電コントローラ３２はＤＣ／ＤＣコンバータを含み、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの高い出力電力を蓄電池３１の低い入力電圧まで降圧するとともに、蓄電池３１の低い出力電圧を第１及び２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの高い出力電圧と同じ電圧にまで昇圧する機能を有している。

【0044】

また充放電コントローラ３２は、通信インターフェース装置４０とデータ通信可能な通信部（通信モジュール）を有し、パワーコンディショナ２０と連携して蓄電池３１の充放電をリアルタイムに制御する。充放電コントローラ３２をパワーコンディショナ２０とリアルタイムに連携させる場合、充放電コントローラ３２とパワーコンディショナ２０とをつなぐ通信制御技術が必要である。本実施形態においては、サーバ５１等からパワーコンディショナ２０を遠隔制御するためパワーコンディショナ２０の通信ポートに接続されている通信インターフェース装置４０を利用して充放電コントローラ３２とパワーコンディショナ２０との通信を確保しているので、専用の通信装置を用意することなく、パワーコンディショナ２０から発電監視用データの提供を受けることができる。また、パワーコンディショナ２０の通信ポートのインターフェース規格はＲＳ４８５、ＣＡＮ等様々であるが、このような様々な通信方式を採用する多種類のパワーコンディショナ２０にも容易に対応することができる。充放電コントローラ３２は、例えば３Ｇ／４Ｇ回線などの公衆電話通信回線網や無線ＬＡＮを介して通信インターフェース装置４０に接続される。

【0045】

パワーコンディショナ２０は、太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂによって発電された直流電力を交流電力に変換すると共に、歪みの少ない正弦波を生成する。パワーコンディショナ２０は、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracker：最大電力点追従）機能を有し、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂから電力を効率よく取りだすことができる。パワーコンディショナ２０の入力端子２０ｉは、第１の配電ライン２３Ａを介して第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力端子に接続されると共に、第２及び第１の配電ライン２３Ａ，２３Ｂを介して第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの出力端子に接続される。

【0046】

パワーコンディショナ２０は、そのピークカットレベル（出力制限電力）を出力容量以下の任意の値に制限する出力制御機能を有し、パワーコンディショナ２０の出力制限電力はサーバ５１や管理端末５２などの外部装置から遠隔制御することができる。出力制限はＭＰＰＴの最大電力点を調整することにより実現される。パワーコンディショナ２０の出力制限電力が低く設定されている場合、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂが発電した電力をパワーコンディショナ２０にそのまま供給するとピークカットされて無駄な電力が多量に生じることから、充放電コントローラ３２はパワーコンディショナ２０の出力制限電力を考慮して蓄電池３１の充放電量を制御する。

【0047】

第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力変動を吸収して電力を安定的に供給（売電）するためには、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力変動に合わせて蓄電池３１の充放電を制御する必要がある。すなわち、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂからの発電量に合わせてパワーコンディショナ２０に供給する電力（電流）と蓄電池３１に供給する電力（電流）との配分をリアルタイムに調整する必要がある。このような連携のための通信手段として、パワーコンディショナ２０とサーバ５１との間の通信に用いる通信インターフェース装置４０を利用する。

【0048】

パワーコンディショナ２０の通信ポートにはＲＳ４８５、ＣＡＮなどのインターフェース規格が採用されているが、通信インターフェース装置４０がインターフェース変換を行い、パワーコンディショナ２０から定期的に出力される発電監視用データが充放電コントローラ３２に転送されるので、蓄電システム３０は発電監視用データを取り込むことができ、発電量に合わせて蓄電池３１の充放電をリアルタイムに制御することが可能となる。

【0049】

充放電コントローラ３２は、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの合計出力電力がパワーコンディショナ２０の出力制限電力を上回る場合に、出力制限電力に対する合計出力電力の余剰分を蓄電池３１に供給して蓄電池３１を充電する。また充放電コントローラ３２は、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの合計出力電力がパワーコンディショナ２０の出力制限電力を下回る場合に、蓄電池３１を放電して出力制限電力に対する合計出力電力の不足分をパワーコンディショナ２０に供給する。

【0050】

図２は、太陽光発電システム１の動作を説明するための図であって、（ａ）は第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力電力の時間変化、（ｂ）は第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂの出力電力の時間変化、（ｃ）はパワーコンディショナ２０の出力電力の時間変化、（ｄ）は蓄電池３１の充放電状態をそれぞれ示すグラフである。ここでは、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力容量を共に５５ｋＷとし、パワーコンディショナ２０の出力制限電力を上限値の４９ｋＷとする。

【0051】

図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、日の出から日照量が徐々に増加すると、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力電力も増加していき、パワーコンディショナ２０の出力電力も増加する（区間Ｔ_１）。このとき蓄電池３１はまだ空であり充放電動作は行っていない。

【0052】

日照量がさらに増加して発電量が増え、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの各々の出力電力が２４．５ｋＷを超えると、合計出力電力が４９ｋＷを超えることになるので、余剰電力の蓄電池３１への充電が開始される（区間Ｔ_２）。また出力制限電力を超えない分の電力はパワーコンディショナ２０から出力される。

【0053】

急に曇ったり雨が降ったりするなど、天候が悪化して日照量が一時的に低下すると、太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの発電量も一時的に低下する（区間Ｔ_３）。このとき、例えば太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの各々の出力電力が２４．５ｋＷを下回り、これにより合計出力電力が４９ｋＷを下回ると、そのような出力レベルの低下を監視する充放電コントローラが蓄電池３１を放電し、不足電力が供給されるので、パワーコンディショナ２０の出力電力は４９ｋＷに維持される。図３（ｃ）において色の濃い部分は蓄電池３１から供給された電力を示している。その後、天候が回復すると蓄電池３１の放電を停止し、余剰電力の蓄電池３１への充電が再開される（区間Ｔ_４）。

【0054】

夕方になり日照量が徐々に減少すると第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力電力も減少していき、パワーコンディショナ２０の出力電力も減少する。そして太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの各々の出力電力の各々が２４．５ｋＷを下回ると、合計出力電力が４９ｋＷを下回ることになるので、そのような出力レベルの低下を監視する充放電コントローラ３２が蓄電池３１を放電して不足電力が供給され、蓄電池３１からの放電が続くまでパワーコンディショナの出力電力は４９ｋＷに維持される（区間Ｔ_５）。

【0055】

完全に日が落ちて第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの発電量がゼロになると、パワーコンディショナ２０は蓄電池３１から放電される電力だけで動作する（区間Ｔ_６）。そして蓄電池３１が空になると、パワーコンディショナ２０の出力も停止する。

【0056】

上記実施形態は、パワーコンディショナ２０の出力制限電力を出力容量（４９ｋＷ）と同一に設定して運用した場合であるが、出力制限電力をパワーコンディショナ２０の出力容量よりも低い値（例えば３０ｋＷ）に設定して運用することも可能である。また特に、出力制限電力は一日の中で変動させてもよく、例えば電力買取価格が時間変動する変動買取制度のもとでは、電力買取価格が安い時間帯に出力制限電力を低く設定してより多くの発電電力を充電に回し、電力買取価格が高い時間帯には出力制限電力を最大に設定してより多くの発電電力を売電に回す。このように、電力買取価格データの提供元から適時取得して当該電力買取価格データに基づいて出力制限電力を変更することで蓄電システム３０を最大限に活かすことができる。

【0057】

以上説明したように、本実施形態による太陽光発電システム１は、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの合計出力電力の余剰分（ピークカット分）を蓄電池３１に回して充電し、一時的な曇りの時間帯や夜間など日照量の低下により第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂの出力電力が低下した時に、この蓄電した電力を放電してパワーコンディショナ２０に供給するので、第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂが発電しなくなっても売電を継続させることができる。また曇りの日でも発電量を増やすことができ、パワーコンディショナ２０の能力を最大限に発揮させることができる。またパワーコンディショナ２０が出力制御されたときには余剰電力が多くなるが、このような余剰電力も蓄電池３１に蓄電するので、発電した電力が無駄になることを防止することができ、蓄電池３１の容量を最大限に活かすことができる。

【0058】

図３は、本発明の第２の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【0059】

図３に示すように、太陽光発電システム２の特徴は、パワーコンディショナ２０が複数の入力端子２０ｉを有し、第１の配電ライン２３Ａの他端がパワーコンディショナ２０の入力端子２０ｉの一つに接続され、第２の配電ライン２３Ｂの他端がパワーコンディショナ２０の入力端子２０ｉの他の一つに接続されている点にある。そしてパワーコンディショナ２０の内部で複数の入力端子２０ｉどうしが短絡接続されており、これにより第１及び第２の配電ライン２３Ａ，２３Ｂは短絡されている。

【0060】

上記第１の実施の形態では、パワーコンディショナ２０の入力端子２０ｉに第１の配電ライン２３Ａだけが直接接続され、第２の配電ライン２３Ｂはパワーコンディショナ２０に直接接続されていないが、本実施形態による太陽光発電システム２は、第１の配電ライン２３Ａのみならず第２の配電ライン２３Ｂもパワーコンディショナ２０に直接接続するものであり、このような構成であっても第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0061】

図４は、本発明の第３の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【0062】

図４に示すように、太陽光発電システム３の特徴は、パワーコンディショナ２０が複数の入力端子１０ｉを有し、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ側の複数の接続箱１２の各々から延びる複数の配電ライン２４Ａと、第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂ側の複数の接続箱１２の各々から延びる複数の配電ライン２４Ｂとがパワーコンディショナ２０の複数の入力端子２０ｉにそれぞれ直接接続されている点にある。そしてパワーコンディショナ２０の内部で複数の入力端子２０ｉが相互に短絡接続されており、これにより複数の配電ラインはすべて短絡されている。

【0063】

このように、本実施形態においては集電盤１３が省略されている点以外は第２の実施の形態と同様である。したがって、本実施形態は第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。またパワーコンディショナ２０側の多数の入力端子２０ｉを活用して集電盤１３を省略することで設備コストの低減を図ることもできる。

【0064】

図５は、本発明の第４の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【0065】

図５に示すように、太陽光発電システム４の特徴は、パワーコンディショナ２０が複数の入力端子を有し、第１の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ側の太陽電池モジュールストリング１１の各々から延びる複数の配電ライン２４Ａと、第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ｂ側の太陽電池モジュールストリング１１の各々から延びる複数の配電ライン２４Ｂとがパワーコンディショナ２０の複数の入力端子２０ｉにそれぞれ接続されている点にある。そしてパワーコンディショナ２０の内部で複数の入力端子２０ｉが相互に短絡接続されており、これにより複数の第１及び第２の配電ライン２４Ａ，２４Ｂはすべて短絡されている。

【0066】

このように、本実施形態においては集電盤１３のみならず接続箱１２も省略されているので、各太陽電池モジュールストリング１１の出力端子には逆流防止ダイオード１４が新たに設置されている。その他の構成は第３の実施の形態と同様である。したがって、本実施形態は第３の実施の形態と同様の効果を奏することができる。またパワーコンディショナ２０側の多数の入力端子２０ｉを活用して接続箱１２をさらに省略することで設備コストの低減を図ることもできる。

【0067】

図６は、本発明の第５の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【0068】

図６に示すように、太陽光発電システム５の特徴は、蓄電システム３０が複数の接続箱１２の各々の各出力端子から延びる配電ライン２４Ａ、２４Ｂ（複数の集電盤３０の各々の各入力端子）に並列接続されている点にある。このような接続により、すべて接続箱１２の出力端子側（すべての集電盤３０のすべての入力端子側）はすべて同電位となる。本実施形態のような構成であっても第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0069】

図７は、本発明の第６の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【0070】

図７に示すように、太陽光発電システム６の特徴は、蓄電システム３０が逆流防止ダイオード１４を介して複数の太陽電池モジュールストリング１１の各々の出力端子（複数の接続箱１２の各々の各入力端子）に並列接続されている点にある。接続箱１２よりも前段で太陽電池モジュールストリング１１の各出力端子が短絡されるため、短絡位置よりも前段の各太陽電池モジュールストリング１１の出力端子には逆流防止ダイオード１４が新たに設置されている。逆流防止ダイオード１４としては例えば逆流防止ダイオード付接続コネクタを好ましく用いることができる。本実施形態のような構成であっても第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0071】

図８は、本発明の第７の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

【0072】

図８に示すように、太陽光発電システム７の特徴は、複数の蓄電システムを備えて構成されている点にある。すなわち、太陽光発電システム７は、第１の配電ライン２３Ａに接続された第１の蓄電システム３０Ａと、第２の配電ライン２３Ｂに接続された第２の蓄電システム３０Ｂとを備え、第１の蓄電システム３０Ａは第１の蓄電池３１Ａと第１の充放電コントローラ３２Ａとで構成されており、第２の蓄電システム３０Ｂは第２の蓄電池３１Ｂと第２の充放電コントローラ３２Ｂとで構成されている。蓄電システムの台数は特に限定されず、３台以上であってもよい。

【0073】

第１及び第２の充放電コントローラ３２Ａ，３２Ｂは、通信インターフェース装置４０を介してパワーコンディショナ２０から提供される発電監視用データを監視しながら第１及び第２の蓄電池３１Ａ，４１Ｂをそれぞれ別々に制御するが、同一の発電監視用データに基づいて動作しているので、実際には同じように充放電動作を行う。すなわち、単一の蓄電システムと同じような充放電動作を行うことができる。したがって、第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0074】

図９は、本発明の第８の実施の形態による太陽光発電システムの構成を示すブロックである。

【0075】

図９に示すように、太陽光発電システム８の特徴は、複数のパワーコンディショナを用いて構成されている点にある。すなわち、太陽光発電システム８は、第１〜第３のパワーコンディショナ２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃを備え、第１のパワーコンディショナ２０Ａには第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂ内の接続箱１２Ａからの出力電力がそれぞれ供給され、第２のパワーコンディショナ２０Ｂには第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂ内の接続箱１２Ｂからの出力電力がそれぞれ供給され、第３のパワーコンディショナ２０Ｃには第１及び第２の太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂ内の接続箱１２Ｃからの出力電力がそれぞれ供給される。

【0076】

以上のように、パワーコンディショナの設置台数は１台に限定されるものではなく、複数台のパワーコンディショナを用いてシステムを構成してもよい。各パワーコンディショナ２０Ａ〜２０Ｃは通信インターフェース装置４０にバス接続されており、各パワーコンディショナ２０Ａ〜２０Ｃの発電監視用データは通信インターフェース装置４０を介して充放電コントローラ３２に提供される。したがって、充放電コントローラ３２はこれらの発電監視用データに基づいて蓄電池３１の充放電を制御することができ、第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0077】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0078】

例えば、上記実施形態においては、設置容量が１０ｋＷ以上５０ｋＷ未満の太陽光発電システムを例に挙げたが、本発明は設置容量が１０ｋＷ未満の太陽光発電システムに適用してもよく、また５０ｋＷ以上の太陽光発電システムに適用することも可能であり、２ＭＷ以上の超高圧の太陽光発電システムに適用することも可能である。

【0079】

また、上記実施形態において通信インターフェース装置４０はインターネット４１を介してサーバ５１等に接続されているが、携帯電話通信網などの他の公衆通信ネットワークを介して接続されてもよい。

【符号の説明】

【0080】

１，２，３，４，５，６，７，８ 太陽光発電システム
１０Ａ 第１の太陽電池モジュールアレイ
１０Ｂ 第２の太陽電池モジュールアレイ
１０ｓ 太陽電池モジュールサブアレイ
１１ 太陽電池モジュールストリング
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 接続箱
１３ 集電盤
１４ 逆流防止ダイオード
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ パワーコンディショナ
２０ｉ パワーコンディショナの入力端子
２１ 連携用遮断器
２２ 商用系統
２３Ａ 第１の配電ライン
２３Ｂ 第２の配電ライン
２４Ａ，２４Ｂ 配電ライン
３０，３０Ａ，３０Ｂ 蓄電システム
３１，３１Ａ，３１Ｂ 蓄電池
３２，３２Ａ，３２Ｂ 充放電コントローラ
４０ 通信インターフェース装置
４１ インターネット
５０ 発電監視システム
５１ サーバ
５２ 管理端末

【要約】

【課題】太陽電池モジュールアレイ及びパワーコンディショナの能力を最大限に活かして発電した電力の無駄をなくすと共に電力供給の安定化を図る。
【解決手段】太陽光発電システム１は、太陽電池モジュールアレイ１０Ａ，１０Ｂから供給される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ２０と、蓄電池３１及び充放電コントローラ３２を含む蓄電システム３０と、通信インターフェース装置４０を介してパワーコンディショナ２０とデータ通信可能な発電監視システム５０とを備え、少なくとも太陽電池モジュールアレイ１０Ａの出力容量はパワーコンディショナ２０の出力容量よりも大きい。充放電コントローラ３２は、通信インターフェース装置４０とデータ通信可能な通信部を備え、パワーコンディショナ２０から通信インターフェース装置４０を介して発電監視システム５０に提供される発電監視用データを利用して、蓄電池３１の充放電を制御する。
【選択図】図１

【図1】

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【図9】