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特開2024-27968太陽光発電システム、及び太陽光発電システムの接続方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024027968
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】太陽光発電システム、及び太陽光発電システムの接続方法
(51)【国際特許分類】
   H02S 50/00 20140101AFI20240222BHJP
   H02S 40/30 20140101ALI20240222BHJP
   H02B 1/40 20060101ALN20240222BHJP
【FI】
H02S50/00
H02S40/30
H02B1/40 A
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022131205
(22)【出願日】2022-08-19
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-10-04
(71)【出願人】
【識別番号】000166432
【氏名又は名称】戸田建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000003171
【氏名又は名称】株式会社戸上電機製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100114627
【弁理士】
【氏名又は名称】有吉 修一朗
(74)【代理人】
【識別番号】100182501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 靖之
(74)【代理人】
【識別番号】100175271
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 宣圭
(74)【代理人】
【識別番号】100190975
【弁理士】
【氏名又は名称】遠藤 聡子
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 隆弘
(72)【発明者】
【氏名】御厨 雅文
(72)【発明者】
【氏名】栗木 茂
(72)【発明者】
【氏名】山田 隆史
(72)【発明者】
【氏名】土橋 直人
【テーマコード(参考)】
5F151
5F251
5G211
【Fターム(参考)】
5F151AA00
5F151JA27
5F151JA30
5F151KA08
5F251AA00
5F251JA27
5F251JA30
5F251KA08
5G211AA08
5G211GG04
(57)【要約】
【課題】太陽光発電システムの設置作業、及び撤去作業における安全性を確保しながら、これら作業の効率化を図ることができる太陽光発電システム、接続ユニット、及び太陽光発電システムの接続方法を提供することを目的とする。
【解決手段】太陽光発電システム1は、接続ユニット4をハブとして、太陽光パネル2で発電された直流電力をパワーコンディショナ3に出力し、パワーコンディショナ3で変換された交流電力を接続ユニット4に接続された負荷6に供給する。太陽光パネル2、及びパワーコンディショナ3は、接続ユニット4のマルチコネクタ402と凹凸嵌合により接続可能なコネクタを有し、接続作業の効率化、及び作業者の安全性を高めることができるものとなっている。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネルと、
末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線、及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナと、
前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの間に位置し、前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタと互いに嵌め合う絶縁ハウジングからなる複数のコネクタが配列されたマルチコネクタを有する接続ユニットと、を備える
太陽光発電システム。
【請求項2】
前記マルチコネクタは、嵌合凸部からなるコネクタが配列された太陽光パネル接続部と、嵌合凹部からなるコネクタが配列されたパワーコンディショナ接続部とを有し、
前記第1のコネクタは、前記太陽光パネル接続部のコネクタの嵌合凸部と雄雌結合する嵌合凹部を有し、
前記第2のコネクタは、前記パワーコンディショナ接続部の一のコネクタの嵌合凹部と雄雌結合する嵌合凸部を有し、
前記第3のコネクタは、前記パワーコンディショナ接続部の他のコネクタの嵌合凹部と雄雌結合する嵌合凸部を有する
請求項1に記載の太陽光発電システム。
【請求項3】
前記パワーコンディショナには、非常用の交流電力を出力し、末端に嵌合凹部を含む絶縁ハウジングからなる第4のコネクタを有する非常用交流出力線が接続され、
前記パワーコンディショナ接続部は前記第4のコネクタと雄雌結合する嵌合凸部を含む絶縁ハウジングからなるコネクタが配列された
請求項1または請求項2に記載の太陽光発電システム。
【請求項4】
前記接続ユニットには、電力会社から供給される商用交流電力を分電する分電盤が接続され、
該分電盤には、末端に嵌合凹部を含む絶縁ハウジングからなる第5のコネクタを有し、分電された商用交流電力を出力する商用交流出力線が接続され、
前記マルチコネクタは、前記第5のコネクタと雄雌結合する嵌合凸部を含む絶縁ハウジングからなるコネクタが配列された分電盤接続部をさらに有する
請求項1または請求項2に記載の太陽光発電システム。
【請求項5】
前記接続ユニットは、
前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの電気的な接続制御を行う開閉器と、アーク放電の有無を検出するとともにアーク放電を検出した場合に、前記開閉器に対して接続を遮断する遮断信号を出力するアーク検出装置と、を有する
請求項1または請求項2に記載の太陽光発電システム。
【請求項6】
前記接続ユニットは、前記マルチコネクタを保護する保護カバー、及び該保護カバーの着脱に応じて前記開閉器のオンオフを切り替える切替スイッチを有し、
該切替スイッチは、前記接続ユニットに前記保護カバーを装着した際に前記開閉器がオンとなり、前記接続ユニットから前記保護カバーを取り外した際に前記開閉器がオフとなる
請求項5に記載の太陽光発電システム。
【請求項7】
末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネルと、末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナとの間に位置し、
前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタとそれぞれ嵌め合う絶縁ハウジングからなる複数のコネクタが配列されたマルチコネクタを備える
接続ユニット。
【請求項8】
末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネル、末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線、及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナ、前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの間に位置し、前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの電気的な接続制御を行う開閉器及び前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタとそれぞれ嵌め合う絶縁ハウジングからなるコネクタが配列されたマルチコネクタを有する接続ユニットからなる太陽光発電システムの接続方法において、
前記開閉器のオンオフを切り替える切替スイッチをオフにするステップと、
前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第1のコネクタの相手方コネクタと前記第1のコネクタとを嵌め合うステップと、
前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第2のコネクタの相手方コネクタと前記第2のコネクタとを嵌め合うステップと、
前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第3のコネクタの相手方コネクタと前記第3のコネクタとを嵌め合うステップと、
前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタと前記マルチコネクタとの接続を完了した後に、前記開閉器の切替スイッチをオンにするステップと、を備える
太陽光発電システムの接続方法。
【請求項9】
前記接続ユニットは、前記マルチコネクタを保護する保護カバーを有するとともに、前記切替スイッチは前記保護カバーの着脱に応じて前記開閉器のオンオフの切り替えを可能とし、
前記開閉器のオンオフを切り替える切替スイッチをオフにするステップは、前記保護カバーを前記接続ユニットから取り外すステップを含み、
前記開閉器の切替スイッチをオンにするステップは、前記保護カバーを前記接続ユニットに装着するステップを含む
請求項8に記載の太陽光発電システムの接続方法。
【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、接続ユニット、及び太陽光発電システムの接続方法に関する。詳しくは、太陽光発電システムの設置作業、及び撤去作業における安全性を確保しながら、これら作業の効率化を図ることができる太陽光発電システム、接続ユニット、及び太陽光発電システムの接続方法に係るものである。
【背景技術】
【0002】
近年、化石燃料の枯渇に加えて地球温暖化等の地球環境問題が深刻化していることから、太陽光発電システムや風力発電システムをはじめとする自然エネルギーを利用した発電システムが注目されている。特に、CO2の排出権問題やRPS(Renewable Portfolio Standard)制度の導入により、今後さらにその重要性が増すことが予想される。
【0003】
その中でも太陽光発電システムは、住宅や農業ハウスの屋根発電からメガソーラー発電所のような大規模設備まで、場所を選ばず設置できるため、その普及が急速に進んでいる。従来、太陽光発電システムを構成する太陽光パネルの設置は、例えばコンクリートを打設した基礎を構成し、その上に架台を設けて太陽光パネルを設置する方法がとられていた。しかしながら、太陽光パネルの設置現場においてコンクリートを打設することは、大規模な工事を必要とするため施工期間の長期化を招いていた。
【0004】
そこで、例えば特許文献1には、大規模工事を必要とせず、簡易に設置できる太陽光発電システムが開示されている。特許文献1に係る太陽光発電システムによれば、太陽光パネルは、地面に設置可能な台座から立設する支柱を有する架台により支持されており、基礎工事を行うことなく、簡易迅速に太陽光発電システムを設置することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2015-188296号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、太陽光発電システムの設置作業においては、架台に太陽光パネルを設置したうえで、さらに太陽光パネルに該太陽光パネルで発電した直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナを接続する作業が必要となる。
【0007】
この太陽光パネルとパワーコンディショナとの接続は、一般的にはケーブルを用いて結線により接続されるが、太陽光パネルは太陽光下で常に発電をしており、仮にケーブル末端部の端子接続の処理が不完全な状態である場合や、電気的な遮断をせず作業員が結線した場合には、アーク放電による焼損、及び発火が発生するため非常に危険な作業である。従って、結線作業は、電気工事士等による専門知識をもった作業員による慎重な作業が必要であるため、施工期間の長期化の原因ともなっていた。
【0008】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、太陽光発電システムの設置作業、及び撤去作業時の安全性を確保しながら、これら作業の効率化を図ることができる太陽光発電システム、接続ユニット、及び太陽光発電システムの接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の目的を達成するために、本発明の太陽光発電システムは、末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネルと、末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線、及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナと、前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの間に位置し、前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタと互いに嵌め合う絶縁ハウジングからなる複数のコネクタが配列されたマルチコネクタを有する接続ユニットとを備える。
【0010】
また、前記の目的を達成するために、本発明の接続ユニットは、末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネルと、末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナとの間に位置し、前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタとそれぞれ嵌め合う絶縁ハウジングからなる複数のコネクタが配列されたマルチコネクタを備える。
【0011】
また、前記の目的を達成するために、本発明の太陽光発電システムの接続方法は、末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネル、末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線、及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナ、前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの間に位置し、前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの電気的な接続制御を行う開閉器及び前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタとそれぞれ嵌め合う絶縁ハウジングからなるコネクタが配列されたマルチコネクタを有する接続ユニットからなる太陽光発電システムの接続方法において、前記開閉器のオンオフを切り替える切替スイッチをオフにするステップと、前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第1のコネクタの相手方コネクタと前記第1のコネクタとを嵌め合うステップと、前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第2のコネクタの相手方コネクタと前記第2のコネクタとを嵌め合うステップと、前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第3のコネクタの相手方コネクタと前記第3のコネクタとを嵌め合うステップと、前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタと前記マルチコネクタとの接続を完了した後に、前記開閉器の切替スイッチをオンにするステップとを備える。
【0012】
本発明に係る太陽光発電システム、接続ユニット、及び太陽光発電システムの接続方法は、太陽光発電システムの設置作業、及び撤去作業における安全性を確保しながら、これら作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の実施形態に係る太陽光発電システムの概略図である。
図2】本発明の実施形態に係る第1のコネクタと第6のコネクタとの接続前の状態を示す要部拡大図である。
図3】本発明の実施形態に係る接続ユニットのマルチコネクタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態に係る太陽光発電システム、接続ユニット、及び太陽光発電システムの接続方法について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【0015】
まず、図1を用いて、本発明の実施形態に係る太陽光発電システム1の全体構成について説明する。本実施形態に係る太陽光発電システム1は、太陽光パネル2、パワーコンディショナ3、及び接続ユニット4から主に構成され、さらに接続ユニット4には既設の分電盤5、及び負荷6が接続されている。以下、各構成について詳細に説明する。
【0016】
[太陽光パネル]
太陽光パネル2は、例えば地面や家屋の屋根に設置された架台に支持され、複数枚の太陽電池モジュール20が直並列に接続されたパネル状からなり、日射に応じた太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有している。太陽電池モジュール20は、年間を通じて高効率な発電能力が要求されるため、例えば半導体であるアモルファスシリコンや結晶シリコン、またはこれらのハイブリッド型としてのシリコン系の材料から主に構成されている。
【0017】
ここで、必ずしも、太陽電池モジュール20は、アモルファスシリコンや結晶シリコン、またはこれらのハイブリッド型としてのシリコン系の材料から構成されている必要はない。例えば、GaAsやCIGS系としての化合物系、さらには有機系の材料から構成されていてもよい。
【0018】
太陽光パネル2には、太陽電池モジュール20で発電した直流電力を出力するための直流出力線21が接続されており、直流出力線21の末端の接続端子(図示しない)は樹脂製の絶縁ハウジングであって、孔状に形成された嵌合凹部(雌部)からなる第1のコネクタC1により被覆されている。
【0019】
ここで、必ずしも、第1のコネクタC1を構成する絶縁ハウジングは樹脂製である必要はない。作業者が第1のコネクタC1を把持して接続ユニット4への接続作業を行う際に、作業者が裸線に接触することによる感電事故を防止できればよく、絶縁材料については特に限定されるものではない。
【0020】
なお、本発明の実施形態においては、図1に示すように、一つの太陽光パネル2で発電された直流電力を直流出力線21から出力する構成となっているが、例えば複数の太陽光パネル2を直列に接続して一群の太陽光パネル2とし、この一群の太陽光パネル2で発電された直流電力をまとめて直流出力線21から出力するようにしてもよい。
【0021】
また、複数の太陽光パネル2を並列に接続し、各太陽光パネル2に接続された直流出力線21を図示しない接続箱で集約し、接続箱から一本の直流出力線を延出して接続ユニット4と接続するようにしてもよく、また接続箱を使用しない場合には、各太陽光パネル2に接続された直流出力線21をそれぞれ接続ユニット4に接続するようにしてもよい。
【0022】
[パワーコンディショナ]
パワーコンディショナ(PCS)3は、太陽光パネル2から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ装置であり、入力された直流電力を昇圧するDC/DCコンバータ(図示しない)と、このDC/DCコンバータの出力をDC/AC変換して負荷6に供給、或いは商用電力系統に系統連系する交流電力に変換するDC/ACインバータ(図示しない)とを備えている。
【0023】
パワーコンディショナ3には、太陽電池モジュール20で発電した直流電力を入力するための直流入力線30、及びDC/ACインバータで変換された交流電力を出力する交流出力線31が接続されている。さらに、パワーコンディショナ3には、交流出力線31が何らかの原因により故障した場合のバックパップ用として、非常用交流出力線32が接続されている。
【0024】
直流入力線30、交流出力線31、及び非常用交流出力線32の末端の各接続端子(図示しない)は、前記した直流出力線21と同様に、樹脂製の絶縁ハウジングからなるコネクタにより被覆されている。
【0025】
具体的には、直流入力線30の末端の接続端子(図示しない)は樹脂製の絶縁ハウジングであって、突起部を有する嵌合凸部(雄部)からなる第2のコネクタC2、交流出力線31の末端の接続端子(図示しない)は樹脂製の絶縁ハウジングであって、突起部を有する嵌合凸部(雄部)からなる第3のコネクタC3、非常用交流出力線32の末端の接続端子(図示しない)は樹脂製の絶縁ハウジングであって、孔状に形成された嵌合凹部(雌部)からなる第4のコネクタC4により被覆されている。
【0026】
以上のように、第2のコネクタC2乃至第4のコネクタC4の雄雌が異なる形状であることにより、接続ユニット4への挿し間違いを防止するとともに、各コネクタを接続、或いは接続解除する際に、作業者が誤って各端子に触れることに起因する感電事故を未然に防止することができる。
【0027】
なお、第1のコネクタC1と同様に、第2のコネクタC2乃至第4のコネクタC4についても、絶縁ハウジングは樹脂製である必要はなく、作業者が各コネクタの接続ユニット4への接続作業を行う際に、作業者が裸線に接触することによる感電事故を防止できればよく、絶縁材料については特に限定されるものではない。
【0028】
[分電盤]
分電盤5は、電力会社から供給される交流電力を分岐させ需要家に供給する既設の分電盤であり、商用電力系統から供給される交流電力を出力するための商用交流出力線50が接続されている。商用交流出力線50の末端の接続端子(図示しない)は樹脂製の絶縁ハウジングからなり、孔状に形成された嵌合凹部(雌部)を有する第5のコネクタC5により被覆されている。
【0029】
ここで、必ずしも、本発明の実施形態において分電盤5は必須の構成ではない。但し、接続ユニット4に分電盤5を接続することにより、例えば、太陽光パネル2、或いはパワーコンディショナ3が故障し、接続ユニット4にコンセント60を介して接続された負荷6に交流電力を供給することができない場合でも、バックアップ用の電源として確保することができる。
【0030】
また、必ずしも、第5のコネクタC5は樹脂製である必要はなく、第1のコネクタC1乃至第4のコネクタC4と同様に、作業者の感電事故を防止するという観点から、絶縁材料については特に限定されるものではない。
【0031】
[接続ユニット]
接続ユニット4は、太陽光パネル2とパワーコンディショナ3との間に位置し、太陽光パネル2から入力された直流電力をパワーコンディショナ3に出力するとともに、パワーコンディショナ3から入力された交流電力を接続ユニット4に接続された負荷6に出力する機能を有している。また、接続ユニット4に分電盤5が接続されている場合には、商用電力系統から分岐された交流電力を接続ユニット4に接続された負荷6に出力する機能を有している。即ち、この接続ユニット4をハブとして直流電力、及び交流電力の入出力を行うことができる。
【0032】
接続ユニット4は、ボックス状の筐体からなる本体部40を有し、本体部40の一の側面には前記した第1のコネクタC1乃至第5のコネクタC5と凹凸嵌合(雄雌結合)可能な相手方コネクタが配置されたマルチコネクタ402であり、太陽光パネル接続部403、パワーコンディショナ接続部404、及び分電盤接続部405として、複数のコネクタが整列配置されている(図3参照)。
【0033】
まず、太陽光パネル接続部403は、直流出力線21の第1のコネクタC1と凹凸嵌合可能な突起部を有する嵌合凸部(雄部)からなる第6のコネクタC6が配置されている。また、パワーコンディショナ接続部404は、直流入力線30の第2のコネクタC2と凹凸嵌合可能な孔状に形成された嵌合凹部(雌部)からなる第7のコネクタC7、交流出力線の第3のコネクタC3と凹凸嵌合可能な孔状に形成された嵌合凹部(雌部)からなる第8のコネクタC8、及び非常用交流出力線の第4のコネクタC4と凹凸嵌合可能な突起部を有する嵌合凸部(雄部)からなる第9のコネクタC9が配置されている。さらに、分電盤接続部405は、商用交流出力線31の第5のコネクタC5と凹凸嵌合可能な突起部を有する嵌合凸部(雄部)からなる第10のコネクタC10が配置されている。
【0034】
なお、太陽光パネル接続部403、パワーコンディショナ接続部404、及び分電盤接続部405には、予備のコネクタも含めて、複数のコネクタが配置されており、複数の機器を同時に接続ユニットに接続することができる。
【0035】
図2は、太陽光パネル2の直流出力線21の第1のコネクタC1、及び接続ユニット4の太陽光パネル接続部403の第6のコネクタC6の接続前の状態を示す要部拡大図である。第1のコネクタC1は出力端子70が絶縁ハウジング71により被覆され、絶縁ハウジング71は孔状に形成された嵌合凹部72を有する。また、第6のコネクタC6は第1のコネクタC1の出力端子70と接続される入力端子80が絶縁ハウジング81により被覆され、絶縁ハウジング81は嵌合凹部72と凹凸嵌合可能な突起部を有する嵌合凸部82を有する。そして、第1のコネクタC1の嵌合凹部72に第6のコネクタC6の嵌合凸部82を嵌合させ、何れか一方のコネクタを軸方向に回転させてロックさせることで、第1のコネクタC1と第6のコネクタC6の接続が完了する。なお、その他のコネクタについても同様の構造であるため、ここでは、その説明を省略する。
【0036】
ここで、必ずしも、各コネクタの構造は前記したものに限定されるものではなく、雄雌による凹凸嵌合が可能な構造であれば如何なる構造も採用することができる。さらに、各コネクタの雄雌は適宜変更できるものであり、必ずしも本発明の実施形態に限定されるものではない。
【0037】
マルチコネクタ402は、本体部40に対して着脱自在の保護カバー401により覆われており、保護カバー401に形成された開放面から各入出力線が挿通できる構成となっている。
【0038】
保護カバー401を有することにより、例えば外部からの埃、水がマルチコネクタ402に侵入することに起因する接続ユニット4の内部回路の故障、或いは各コネクタとの接触不良を未然に防止することができる。
【0039】
次に、接続ユニット4の内部回路の構成について、図1に示す回路図に基づいて説明する。まず、直流出力線21、及び直流入力線30が接続される直流回路は、アーク放電の有無を検出するアーク検出装置41と、アーク検出装置41でアーク放電を検出した場合に、直流回路を遮断するための開閉器42とを備えており、アーク検出装置41と開閉器42とは、制御線により通信可能に接続されている。
【0040】
アーク検出装置41は、例えば、アーク放電の有無をセンシングするアークセンサ(図示しない)を有し、アークセンサでアーク放電を検出すると、開閉器42に対して制御線を通じて遮断信号を出力する。そして、遮断信号を受信した開閉器42は、直流回路を開放することで、アーク放電を消滅させ直流回路の焼損、及び発火を防止することができる。
【0041】
ここで、必ずしも、直流回路にはアーク検出装置41、及び開閉器42を備えている必要はない。但し、直流回路で発生するアークフォルトを常時監視し、アークフォルトが発生した場合には開閉器42を即座に開放することで、アーク放電を消滅させ、接続ユニット4内の回路の焼損、及び発火を防止することで作業者の安全性を高めるという観点では、直流回路にはアーク検出装置41、及び開閉器42を備えていることが好ましい。
【0042】
なお、接続ユニット4には、外部から操作可能な切替スイッチ43が備えられている。この切替スイッチ43をオンオフすることで、開閉器42を強制的に投入(オン)、または開放(オフ)させることが可能となる。
【0043】
切替スイッチ43は、本体部40側であってマルチコネクタ402の近傍に配置されたリードスイッチを有する検知スイッチ431と、保護カバー401の所定の位置に配置された被検知体である磁石432から構成された磁気近接スイッチである。切替スイッチ43は、磁石432と検知スイッチ431との距離が近づくと、磁石432の磁界の影響により図示しない接点がオン状態となり、磁石432と検知スイッチ431との距離が大きくなると、検知スイッチ431が磁石432の磁界による影響を受けなくなり、接点がバネ力により離れてオフ状態となる。
【0044】
以上のような構成において、作業者は、マルチコネクタ402に各入出力線を接続するために(または接続解除するために)、接続ユニット4の保護カバー401を本体部40から取り外すと、切替スイッチ43が自動的にオフとなり開閉器42が開放状態となる。従って、作業者がマルチコネクタ402への各入出力線の接続作業中(または接続解除作業中)は、常に直流回路の電路は解放された状態となるため、アークフォルトの発生の危険性がなく、作業者は常に安全な状態で作業を行うことができる。
【0045】
一方、作業者が接続作業を完了させ、再び保護カバー401を本体部40に装着させると、検知スイッチ431が磁石432の磁界の影響を受け、接点がオン状態となることで開閉器42が投入される。従って、接続作業が完了した後に、作業者が切替スイッチ43をオフ状態のまま太陽光発電システム1が運用されることを防止することができる。
【0046】
ここで、必ずしも、切替スイッチ43は検知スイッチ431と磁石432とから構成された磁気近接スイッチである必要はなく、保護カバー401の着脱操作に応じて切替スイッチ43が自動的にオンオフの切り替えができる仕様であれば、いかなる構成のものであってもよい。例えば、保護カバー401に押圧片を設置しておき、保護カバーを着脱する際に押圧片と切替スイッチ43が接触することで、自動的に切替スイッチ43をオン位置とオフ位置とに切り替えるようにしてもよい。
【0047】
交流出力線31、及び非常用交流出力線32が接続される交流回路には、電源切替器44が備えられている。通常、電源切替器44は図1のA側の接点にスイッチが投入されており、パワーコンディショナ3で変換された交流電力は、交流出力線31から電源切替器44、及び漏電遮断機45aを介して負荷6に供給される。
【0048】
一方、交流出力線31からの電力供給が何らかの理由により停止した場合には、電源切替器44は図1のB側の接点にスイッチが投入され、パワーコンディショナ3で変換された交流電力は、非常用交流出力線32から電源切替器44、及び漏電遮断機45aを介して負荷6に供給される。なお、漏電遮断機45a、45bでは、電流の上限値が設定されており(例えば30A又は50A)、この上限を超える電流が流れると図示しない遮断機が機能して回路が開放状態となる。
【0049】
以上が、本発明の実施形態に係る太陽光発電システム1の構成である。次に、太陽光発電システム1の接続方法について説明する。太陽光発電システム1の接続方法は、主に以下のステップに基づいて接続される。
【0050】
<S101:切替スイッチをオフ>
接続ユニット4に太陽光パネル2、及びパワーコンディショナ3を接続するに当たって、先ずは接続ユニット4の直流回路を開放状態とするために切替スイッチ43をオフにする。この切替スイッチ43のオフ操作は、例えば前記したように、接続ユニット4のマルチコネクタ402を被覆している保護カバー401を本体部40から取り外すことで、磁気近接スイッチが駆動して、自動的にオフとすることができる。
【0051】
<S102:第1のコネクタの接続>
保護カバー401を取り外した状態で、まずは太陽光パネル2に接続されている直流出力線21の第1のコネクタC1を接続ユニット4の太陽光パネル接続部403にある第6のコネクタC6に凹凸嵌合により接続する。
【0052】
<S103:第2のコネクタの接続>
次に、パワーコンディショナ3に接続されている直流入力線30の第2のコネクタC2を接続ユニット4のパワーコンディショナ接続部404にある第7のコネクタC7に凹凸嵌合により接続する。
【0053】
<S104:第3のコネクタの接続>
そして、パワーコンディショナ3に接続されている交流出力線31の第3のコネクタC3を接続ユニット4のパワーコンディショナ接続部404にある第8のコネクタC8に接続する。
【0054】
<S105:切替スイッチをオン>
全ての入出力線の接続ユニット4への接続が完了したら、保護カバー401を本体部40に装着する。このとき、検知スイッチ431は、保護カバー401に設置されている磁石432の磁界の影響により接点がオンとなり開閉器42が投入される。
【0055】
以上の接続作業により、接続ユニット4への太陽光パネル2とパワーコンディショナ3との接続が完了する。なお、非常用交流出力線32を接続する場合には、第4のコネクタC4を接続ユニット4のパワーコンディショナ接続部404にある第9のコネクタC9に対して凹凸により接続すればよい。また、既設の分電盤5を接続して商用電力系統からの交流電力を負荷6に供給する場合には、分電盤5に接続された商用交流出力線31の第5のコネクタC5を、接続ユニット4の分電盤接続部405にある第10のコネクタC10に凹凸嵌合により接続すればよい。
【0056】
以上、本発明に係る太陽光発電システム、接続ユニット、及び太陽光発電システムの接続方法は、太陽光発電システムの設置作業、及び撤去作業における安全性を確保しながら、これら作業の効率化を図ることができるものとなっている。
【符号の説明】
【0057】
1 太陽光発電システム
2 太陽光パネル
20 太陽電池モジュール
21 直流出力線
3 パワーコンディショナ
30 直流入力線
31 交流出力線
32 非常用交流出力線
4 接続ユニット
40 本体部
401 保護カバー
402 マルチコネクタ
403 太陽光パネル接続部
404 パワーコンディショナ接続部
405 分電盤接続部
41 アーク検出装置
42 開閉器
43 切替スイッチ
431 検知スイッチ
432 磁石
44 電源切替器
45a、45b 漏電遮断機
5 分電盤
50 商用交流出力線
6 負荷
60 コンセント
70 出力端子
71 絶縁ハウジング
72 嵌合凹部
80 入力端子
81 絶縁ハウジング
82 嵌合凸部
C1 第1のコネクタ
C2 第2のコネクタ
C3 第3のコネクタ
C4 第4のコネクタ
C5 第5のコネクタ
C6 第6のコネクタ
C7 第7のコネクタ
C8 第8のコネクタ
C9 第9のコネクタ
C10 第10のコネクタ
図1
図2
図3
【手続補正書】
【提出日】2023-08-03
【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】
末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネルと、
末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線、及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナと、
前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの間に位置し、前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタと互いに雄雌結合する絶縁ハウジングからなる複数のコネクタが配列されたマルチコネクタを有する接続ユニットと、を備える
太陽光発電システム。
【請求項2】
前記マルチコネクタは、嵌合凸部からなるコネクタが配列された太陽光パネル接続部と、嵌合凹部からなるコネクタが配列されたパワーコンディショナ接続部とを有し、
前記第1のコネクタは、前記太陽光パネル接続部のコネクタの嵌合凸部と雄雌結合する嵌合凹部を有し、
前記第2のコネクタは、前記パワーコンディショナ接続部の一のコネクタの嵌合凹部と雄雌結合する嵌合凸部を有し、
前記第3のコネクタは、前記パワーコンディショナ接続部の他のコネクタの嵌合凹部と雄雌結合する嵌合凸部を有する
請求項1に記載の太陽光発電ステム。
【請求項3】
前記パワーコンディショナには、非常用の交流電力を出力し、末端に嵌合凹部を含む絶縁ハウジングからなる第4のコネクタを有する非常用交流出力線が接続され、
前記パワーコンディショナ接続部は前記第4のコネクタと雄雌結合する嵌合凸部を含む絶縁ハウジングからなるコネクタが配列された
請求項2に記載の太陽光発電システム。
【請求項4】
前記接続ユニットには、電力会社から供給される商用交流電力を分電する分電盤が接続され、
該分電盤には、末端に嵌合凹部を含む絶縁ハウジングからなる第5のコネクタを有し、分電された商用交流電力を出力する商用交流出力線が接続され、
前記マルチコネクタは、前記第5のコネクタと雄雌結合する嵌合凸部を含む絶縁ハウジングからなるコネクタが配列された分電盤接続部をさらに有する
請求項1または請求項2に記載の太陽光発電システム。
【請求項5】
前記接続ユニットは、
前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの電気的な接続制御を行う開閉器と、アーク放電の有無を検出するとともにアーク放電を検出した場合に、前記開閉器に対して接続を遮断する遮断信号を出力するアーク検出装置と、を有する
請求項1または請求項2に記載の太陽光発電システム。
【請求項6】
前記接続ユニットは、前記マルチコネクタを保護する保護カバー、及び該保護カバーの着脱に応じて前記開閉器のオンオフを切り替える切替スイッチを有し、
該切替スイッチは、前記接続ユニットに前記保護カバーを装着した際に前記開閉器がオンとなり、前記接続ユニットから前記保護カバーを取り外した際に前記開閉器がオフとなる
請求項5に記載の太陽光発電システム。
【請求項7】
末端に絶縁ハウジングからなる第1のコネクタを有し発電された直流電力を出力する直流出力線が接続された太陽光パネル、末端に絶縁ハウジングからなる第2のコネクタを有し前記太陽光パネルで発電された直流電力を入力する直流入力線、及び末端に絶縁ハウジングからなる第3のコネクタを有し直流電力を変換した交流電力を出力する交流出力線が接続されたパワーコンディショナ、前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの間に位置し、前記太陽光パネルと前記パワーコンディショナとの電気的な接続制御を行う開閉器及び前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタとそれぞれ雄雌結合する絶縁ハウジングからなるコネクタが配列されたマルチコネクタを有する接続ユニットからなる太陽光発電システムの接続方法において、
前記開閉器のオンオフを切り替える切替スイッチをオフにするステップと、
前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第1のコネクタの相手方コネクタに前記第1のコネクタを雄雌結合するステップと、
前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第2のコネクタの相手方コネクタに前記第2のコネクタを雄雌結合するステップと、
前記マルチコネクタに配列されたコネクタのうち、前記第3のコネクタの相手方コネクタに前記第3のコネクタを雄雌結合するステップと、
前記第1のコネクタ乃至前記第3のコネクタと前記マルチコネクタとの接続を完了した後に、前記開閉器の切替スイッチをオンにするステップと、を備える
太陽光発電システムの接続方法。
【請求項8】
前記接続ユニットは、前記マルチコネクタを保護する保護カバーを有するとともに、前記切替スイッチは前記保護カバーの着脱に応じて前記開閉器のオンオフの切り替えを可能とし、
前記開閉器のオンオフを切り替える切替スイッチをオフにするステップは、前記保護カバーを前記接続ユニットから取り外すステップを含み、
前記開閉器の切替スイッチをオンにするステップは、前記保護カバーを前記接続ユニットに装着するステップを含む
請求項7に記載の太陽光発電システムの接続方法。