特開 2024-39886 電力変換装置

(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】P2024039886

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20240315BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 130

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144601

(22)【出願日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】小倉 智司

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066DA02

5G066JA05

(57)【要約】

【課題】発電機の余剰電力を有効的に活用することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】発電機から供給された電力を電力系統に応じた交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給する変換部と、前記変換部の動作を制御する制御部と、を備え、前記変換部は、前記電力系統と接続されるとともに、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための機能を有する機能部と接続され、前記発電機の発電電力が、前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記電力系統に供給する最大の電力を超えた前記発電電力の余剰電力を前記機能部に供給可能とし、前記機能部の動作に前記余剰電力を使用できるようにする電力変換装置が提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機から供給された電力を電力系統に応じた交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給する変換部と、
前記変換部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記変換部は、前記電力系統と接続されるとともに、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための機能を有する機能部と接続され、前記発電機の発電電力が、前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記電力系統に供給する最大の電力を超えた前記発電電力の余剰電力を前記機能部に供給可能とし、前記機能部の動作に前記余剰電力を使用できるようにする電力変換装置。

【請求項2】

前記発電電力を前記電力系統と前記機能部とに分配できるようにする分配器をさらに備え、
前記変換部は、前記分配器を介して前記機能部と接続され、
前記分配器は、前記発電電力が前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記余剰電力分を前記機能部に分配する請求項１記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記発電機の前記発電電力を計測する計測器をさらに備え、
前記制御部は、前記発電電力が前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記計測器の計測結果を基に、前記余剰電力分を前記機能部に消費させるように、前記機能部の動作を制御する請求項１記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記機能部は、前記変換部の冷却を行い、前記変換部の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための冷却器である請求項１記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記変換部を収容する筐体をさらに備え、
前記機能部は、前記筐体内の空気の冷却を行い、前記変換部の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための冷却器である請求項１記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記機能部は、前記発電機の冷却を行い、前記発電機の温度上昇にともなう発電量の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための冷却器である請求項１記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記機能部は、前記発電機の加熱を行い、前記発電機の温度の低下にともなう発電量の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための加熱器である請求項１記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電システムなどの発電システムに用いられる電力変換装置が知られている。電力変換装置は、太陽電池パネルなどの発電機から供給された電力を電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統に供給する。

【0003】

発電システムでは、発電機の発電電力を、電力系統側に供給する電力よりも大きくできる場合にも、発電の余力を残した状態で必要分だけの発電を行うことにより、余剰電力が発生してしまうことがある。例えば、太陽光発電システムでは、電力系統側に供給する最大の電力が５００ｋＷと契約などで決められている際に、曇天の場合などにも安定して最大の電力を電力系統に供給できるように、太陽電池パネルの最大の発電電力（発電容量）を６００ｋＷなどのように余裕を持たせて設定することが行われている。この場合、太陽電池パネルが最大の発電電力を発電可能な状況においては、１００ｋＷの余剰電力が発生してしまう。

【0004】

電力変換装置では、こうした発電機の余剰電力を有効的に活用できるようにすることが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－６９１９２号公報

【特許文献2】特開２０２１－１９１１９９号公報

【特許文献3】特開２０２１－１９７８５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の実施形態は、発電機の余剰電力を有効的に活用することができる電力変換装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態によれば、発電機から供給された電力を電力系統に応じた交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給する変換部と、前記変換部の動作を制御する制御部と、を備え、前記変換部は、前記電力系統と接続されるとともに、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための機能を有する機能部と接続され、前記発電機の発電電力が、前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記電力系統に供給する最大の電力を超えた前記発電電力の余剰電力を前記機能部に供給可能とし、前記機能部の動作に前記余剰電力を使用できるようにする電力変換装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

発電機の余剰電力を有効的に活用することができる電力変換装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。

【図2】第２の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。

【図3】第３の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。

【図4】第４の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。

【図5】第５の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。

【図6】第６の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。

【0010】

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。
図１に表したように、発電システム２は、太陽電池パネル４（発電機）と、電力変換装置１０と、を備える。この例において、発電システム２は、換言すれば、太陽光発電システムである。

【0012】

太陽電池パネル４は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換することによって発電を行う。太陽電池パネル４は、直流電力の発電を行い、発電した直流電力を電力変換装置１０に供給する。

【0013】

電力変換装置１０は、変換部１２と、制御部１４と、計測器１６と、分配器１８と、筐体２０と、冷却器２２（機能部）と、を備える。

【0014】

変換部１２は、太陽電池パネル４と接続されるとともに、交流の電力系統ＰＳと接続される。変換部１２は、例えば、変圧器や遮断器などを介して電力系統ＰＳと接続される。変換部１２は、太陽電池パネル４から供給された直流電力を電力系統ＰＳに応じた交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統ＰＳに供給する。

【0015】

制御部１４は、変換部１２の動作を制御する。換言すれば、制御部１４は、変換部１２による電力の変換を制御する。

【0016】

計測器１６は、太陽電池パネル４の発電電力を計測する。計測器１６は、計測結果を制御部１４に入力する。計測器１６は、例えば、電力計である。但し、計測器１６は、これに限ることなく、例えば、電圧計などでもよい。計測器１６は、例えば、制御部１４において太陽電池パネル４の現在の発電電力を認識することが可能な任意の計測器でよい。

【0017】

制御部１４は、例えば、図示を省略した上位のコントローラと通信を行い、上位のコントローラから種々の制御信号（指令値）の入力を受ける。制御部１４は、例えば、計測器１６の計測結果、及び上位のコントローラからの制御信号を基に、変換部１２の動作を制御する。

【0018】

分配器１８は、太陽電池パネル４の発電電力を電力系統ＰＳと冷却器２２とに分配できるようにする。分配器１８は、例えば、変換部１２と電力系統ＰＳとの間に設けられる。分配器１８は、例えば、変換部１２によって変換された後の交流電力を電力系統ＰＳと冷却器２２とに分配する。

【0019】

筐体２０は、変換部１２を収容する。筐体２０は、例えば、変換部１２、制御部１４、計測器１６、分配器１８、及び冷却器２２などの電力変換装置１０の各部を内部の空間に収容する。筐体２０は、例えば、屋外に設置され、内部に収容した電力変換装置１０の各部を風雨や塵埃などから保護する。筐体２０は、例えば、キャビネットやエンクロージャーなどと呼ばれる場合がある。なお、制御部１４や計測器１６などは、必ずしも筐体２０内に設けられていなくてもよい。筐体２０は、少なくとも変換部１２を収容可能に構成されていればよい。

【0020】

冷却器２２は、変換部１２に設けられ、変換部１２の冷却を行う。冷却器２２は、例えば、空冷式のファンや熱交換器などである。但し、冷却器２２は、これらに限ることなく、変換部１２を適切に冷却することが可能な任意の冷却器でよい。

【0021】

冷却器２２は、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させるための機能を有する機能部である。冷却器２２は、変換部１２の冷却を行い、変換部１２の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制することにより、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加できるようにする。

【0022】

変換部１２は、太陽電池パネル４及び電力系統ＰＳと接続されるとともに、冷却器２２と接続され、太陽電池パネル４の発電電力が、電力系統ＰＳに供給する最大の電力以上である場合に、電力系統ＰＳに供給する最大の電力を超えた発電電力の余剰電力を冷却器２２に供給可能とし、冷却器２２の動作に余剰電力を使用できるようにする。

【0023】

変換部１２は、例えば、分配器１８を介して冷却器２２と接続される。分配器１８は、発電電力が電力系統ＰＳに供給する最大の電力以上である場合に、余剰電力分を冷却器２２に分配する。すなわち、変換部１２は、分配器１８を介して余剰電力を冷却器２２に供給可能とする。

【0024】

制御部１４は、例えば、計測器１６の計測結果、及び上位のコントローラからの制御信号を基に、分配器１８による電力の分配を制御する。発電システム２（電力変換装置１０）から電力系統ＰＳに供給可能な最大の電力は、電力系統ＰＳの負荷側の需要などに応じて変化する可能性がある。制御部１４は、例えば、電力系統ＰＳに供給可能な最大の電力を表す制御信号を上位のコントローラから受信する。そして、制御部１４は、例えば、計測器１６の計測結果、及び受信した制御信号を基に、余剰電力を冷却器２２に供給するように分配器１８の動作を制御する。

【0025】

分配器１８は、例えば、変換部１２から出力された電力を冷却器２２に対応した電力に変換して冷却器２２に供給する変換回路を有する。制御部１４及び分配器１８は、例えば、計測器１６の計測結果及び制御信号を基に、変換回路から冷却器２２に出力する電力の大きさを制御することにより、発電電力のうちの余剰電力分を冷却器２２に供給する。これにより、発電電力のうちの電力系統ＰＳに供給可能な最大の電力を電力系統ＰＳ側に分配し、余剰電力を冷却器２２側に分配することができる。

【0026】

この場合、分配器１８（変換回路）から冷却器２２に供給する電力は、交流電力でもよいし、直流電力でもよい。分配器１８による電力の分配は、変換部１２から出力された電力の一部をそのまま冷却器２２に出力する方法に限ることなく、変換部１２から出力された電力の一部を別の電力に変換して冷却器２２に出力する方法などでもよい。

【0027】

このように、分配器１８は、例えば、制御部１４の制御に基づいて、発電電力を電力系統ＰＳと冷却器２２とに分配できるようにする。但し、分配器１８の構成は、上記に限定されるものではない。例えば、電力系統ＰＳに供給可能な最大の電力が一定である場合には、電力系統ＰＳ側に供給する最大の電力の大きさを予め分配器１８に設定することにより、制御部１４の制御を必要とすることなく、分配器１８において自動的に余剰電力分を冷却器２２側に供給できるようにしてもよい。分配器１８の構成は、余剰電力を適切に冷却器２２側に分配可能な任意の構成でよい。

【0028】

以上、説明したように、本実施形態に係る電力変換装置１０では、太陽電池パネル４の発電電力が、電力系統ＰＳに供給する最大の電力以上である場合に、変換部１２が、電力系統ＰＳに供給する最大の電力を超えた発電電力の余剰電力を冷却器２２（機能部）に供給可能とし、冷却器２２の動作に余剰電力を使用できるようにする。これにより、太陽電池パネル４（発電機）の余剰電力を有効的に活用することができる。

【0029】

この例では、機能部が、変換部１２の冷却を行い、変換部１２の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制することにより、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させるための冷却器２２である。この場合には、余剰電力を用いて変換部１２の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制し、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることができ、余剰電力をより有効的に活用することができる。例えば、電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることにより、余剰電力を有効的に活用し、発電システム２の売電収益を高めることができる。

【0030】

特に、太陽電池パネル４の発電電力は、日中に大きくなり、変換部１２の温度も、日中に高くなる傾向にある。このように、発電機を太陽電池パネル４とし、機能部を冷却器２２とした場合には、余剰電力の発生し易い時間帯が、機能部の動作を必要とする時間帯と重なる。従って、余剰電力をより有効的に活用することができる。

【0031】

また、冷却器２２においては、例えば、電力系統ＰＳ側から電力の供給を受けて変換部１２の冷却を行うことにより、変換部１２の温度の上昇を抑制することも考えられる。この場合には、変換部１２から冷却器２２に余剰電力を供給することで、電力系統ＰＳ側からの買電量を抑制することができる。これにより、例えば、電力変換装置１０における使用環境維持のためのランニングコストを低減させることができる。電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させ、発電システム２の売電収益を高めることができる。

【0032】

分配器１８は、例えば、電力系統ＰＳ側から受電した電力を冷却器２２（機能部）に供給する機能をさらに有してもよい。分配器１８は、例えば、変換部１２から供給された余剰電力、及び電力系統ＰＳから供給された電力を、冷却器２２に対応した所定の大きさの電力に変換し、変換後の電力を冷却器２２に供給する構成としてもよい。

【0033】

例えば、電力系統ＰＳの電力を冷却器２２に対して直接的に供給し、冷却器２２が、分配器１８（変換部１２）からの余剰電力では不足する分を電力系統ＰＳから受電するように構成してもよい。

【0034】

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。
なお、上記第１の実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0035】

図２に表したように、発電システム２ａの電力変換装置１０ａでは、分配器１８が、太陽電池パネル４と変換部１２との間に設けられる。この例において、分配器１８は、太陽電池パネル４から供給された直流電力を電力系統ＰＳ（変換部１２）と冷却器２２とに分配する。換言すれば、分配器１８は、変換部１２によって変換される前の直流電力を電力系統ＰＳと冷却器２２とに分配する。

【0036】

このように、分配器１８は、変換部１２に変換された後の電力を分配してもよいし、変換部１２に変換される前の電力を分配してもよい。分配器１８の構成は、発電電力を電力系統ＰＳと冷却器２２（機能部）とに分配可能な任意の構成でよい。

【0037】

（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。
図３に表したように、発電システム２ｂの電力変換装置１０ｂでは、分配器１８が、省略されている。電力変換装置１０ｂでは、制御部１４が、機能部である冷却器２２の動作を制御可能に構成されている。制御部１４は、発電電力が電力系統ＰＳに供給する最大の電力以上である場合に、計測器１６の計測結果を基に、余剰電力分を冷却器２２に消費させるように、冷却器２２の動作を制御する。

【0038】

このように、機能部に余剰電力を供給する構成は、分配器１８によって分配して供給する構成に限ることなく、余剰電力分を消費させるように機能部の動作を制御することによって供給する構成としてもよい。このように、分配器１８は、必要に応じて設けられ、省略可能である。なお、図３では、変換部１２の出力側（電力系統ＰＳ側）から機能部である冷却器２２に電力を供給しているが、これに限ることなく、図２に表した例と同様に、変換部１２の入力側（太陽電池パネル４側）から機能部である冷却器２２に電力を供給してもよい。

【0039】

（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。
図４に表したように、発電システム２ｃの電力変換装置１０ｃでは、上記各実施形態の冷却器２２が、冷却器２４に置き換えられている。換言すれば、機能部が、冷却器２４に置き換えられている。

【0040】

電力変換装置１０ｃでは、機能部が、筐体２０内の空気の冷却を行い、変換部１２の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制することにより、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させるための冷却器２４である。冷却器２４は、例えば、エアーコンディショナや換気扇などである。

【0041】

このように、機能部は、筐体２０内の空気の冷却を行う冷却器２４でもよい。この場合にも、冷却器２２の場合と同様に、余剰電力を用いて変換部１２の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制し、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることができ、余剰電力をより有効的に活用することができる。例えば、電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることにより、余剰電力を有効的に活用し、発電システム２ｃの売電収益を高めることができる。

【0042】

発電機を太陽電池パネル４とし、機能部を冷却器２４とした場合には、余剰電力の発生し易い時間帯が、機能部の動作を必要とする時間帯と重なり、余剰電力をより有効的に活用することができる。

【0043】

また、冷却器２４において、電力系統ＰＳ側から電力の供給を受けて筐体２０内の空気の冷却を行う場合には、変換部１２から冷却器２４に余剰電力を供給することで、電力系統ＰＳ側からの買電量を抑制することができる。これにより、例えば、電力変換装置１０ｃにおける使用環境維持のためのランニングコストを低減させることができる。電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させ、発電システム２ｃの売電収益を高めることができる。

【0044】

なお、図４に表した例では、分配器１８で分配して冷却器２４に余剰電力を供給している。これに限ることなく、余剰電力分を消費させるように冷却器２４の動作を制御することによって、余剰電力を冷却器２４に供給する構成としてもよい。また、図４に表した例では、変換部１２の出力側から機能部である冷却器２４に電力を供給しているが、これに限ることなく、変換部１２の入力側から機能部である冷却器２４に電力を供給してもよい。

【0045】

（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。
図５に表したように、発電システム２ｄでは、電力変換装置１０ｄから機能部が省略され、太陽電池パネル４（発電機）に設けられている。

【0046】

発電システム２ｄ及び電力変換装置１０ｄにおいて、機能部は、太陽電池パネル４の冷却を行い、太陽電池パネル４の温度上昇にともなう発電量の低下を抑制することにより、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させるための冷却器２６である。

【0047】

例えば、発電機が太陽電池パネル４である場合には、太陽電池パネル４の温度の上昇に応じて発電効率が低下することが知られている。冷却器２６は、太陽電池パネル４の冷却を行い、発電効率の低下を抑制することにより、太陽電池パネル４の発電量の低下を抑制する。冷却器２６は、例えば、冷却液を循環させることによって太陽電池パネル４の冷却を行う液冷式の冷却器である。但し、冷却器２６は、これに限ることなく、太陽電池パネル４を適切に冷却することが可能な任意の冷却器でよい。

【0048】

このように、機能部は、太陽電池パネル４の冷却を行う冷却器２６でもよい。この場合には、余剰電力を用いて太陽電池パネル４の温度上昇にともなう発電量の低下を抑制し、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることができ、余剰電力をより有効的に活用することができる。例えば、電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることにより、余剰電力を有効的に活用し、発電システム２ｄの売電収益を高めることができる。

【0049】

発電機を太陽電池パネル４とし、機能部を冷却器２６とした場合には、余剰電力の発生し易い時間帯が、機能部の動作を必要とする時間帯と重なり、余剰電力をより有効的に活用することができる。

【0050】

また、冷却器２６において、電力系統ＰＳ側から電力の供給を受けて太陽電池パネル４の冷却を行う場合には、変換部１２から冷却器２６に余剰電力を供給することで、電力系統ＰＳ側からの買電量を抑制することができる。電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させ、発電システム２ｄの売電収益を高めることができる。

【0051】

このように、電力変換装置１０ｄは、必ずしも機能部を備えていなくてもよい。機能部は、発電機側に設けてもよい。変換部１２は、発電機に設けられた機能部と接続される構成でもよい。なお、図５に表した例では、分配器１８で分配して冷却器２６に余剰電力を供給している。これに限ることなく、余剰電力分を消費させるように冷却器２６の動作を制御することによって、余剰電力を冷却器２６に供給する構成としてもよい。また、図５に表した例では、変換部１２の出力側から機能部である冷却器２６に電力を供給しているが、これに限ることなく、変換部１２の入力側から機能部である冷却器２６に電力を供給してもよい。

【0052】

冷却器２６の用途は、太陽電池パネル４の温度上昇にともなう発電効率の低下を抑制するものに限ることなく、発電機の冷却を行い、発電機の温度上昇にともなう発電量の低下を抑制することにより、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることが可能な任意の用途でよい。

【0053】

（第６の実施形態）
図６は、第６の実施形態に係る発電システムを模式的に表すブロック図である。
図６に表したように、発電システム２ｅ及び電力変換装置１０ｅでは、太陽電池パネル４（発電機）に設けられた冷却器２６が加熱器２８に置き換えられている。

【0054】

発電システム２ｅ及び電力変換装置１０ｅにおいて、機能部は、太陽電池パネル４の加熱を行い、太陽電池パネル４の温度の低下にともなう発電量の低下を抑制することにより、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させるための加熱器２８である。

【0055】

例えば、発電機が太陽電池パネル４である場合には、太陽電池パネル４の上に積もった雪の影響により、発電量が低下することが知られている。加熱器２８は、太陽電池パネル４の加熱を行い、太陽電池パネル４の上に積もった雪を融かす、または、太陽電池パネル４の上に積もった雪の一部を融かして太陽電池パネル４の上から落下させることにより、積雪の影響にともなう太陽電池パネル４の発電量の低下を抑制する。

【0056】

加熱器２８は、例えば、ヒータ線を用いたヒータである。但し、加熱器２８は、これに限ることなく、太陽電池パネル４を適切に加熱することが可能な任意の加熱器でよい。

【0057】

このように、機能部は、太陽電池パネル４の加熱を行う加熱器２８でもよい。この場合には、例えば、余剰電力を用いて太陽電池パネル４の積雪の影響による発電量の低下を抑制し、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることができ、余剰電力をより有効的に活用することができる。例えば、電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることにより、余剰電力を有効的に活用し、発電システム２ｅの売電収益を高めることができる。

【0058】

また、加熱器２８において、電力系統ＰＳ側から電力の供給を受けて太陽電池パネル４の加熱を行う場合には、変換部１２から加熱器２８に余剰電力を供給することで、電力系統ＰＳ側からの買電量を抑制することができる。電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させ、発電システム２ｅの売電収益を高めることができる。

【0059】

なお、図６に表した例では、分配器１８で分配して加熱器２８に余剰電力を供給している。これに限ることなく、余剰電力分を消費させるように加熱器２８の動作を制御することによって、余剰電力を加熱器２８に供給する構成としてもよい。また、図６に表した例では、変換部１２の出力側から機能部である加熱器２８に電力を供給しているが、これに限ることなく、変換部１２の入力側から機能部である加熱器２８に電力を供給してもよい。

【0060】

加熱器２８の用途は、太陽電池パネル４の積雪の影響による発電量の低下を抑制するものに限ることなく、発電機の加熱を行い、発電機の温度の低下にともなう発電量の低下を抑制することにより、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させることが可能な任意の用途でよい。

【0061】

なお、上記各実施形態は、任意に組み合わせ可能である。発電システムは、例えば、冷却器２２、２４、２６、加熱器２８などの複数種類の機能部を備えてもよい。変換部１２は、例えば、複数種類の機能部に対して余剰電力を供給してもよい。また、機能部は、上記に限ることなく、変換部１２から電力系統ＰＳに供給する電力の総合計を増加させるための機能を有する任意の機能部でよい。例えば、積雪の影響を抑制する機能部は、加熱器２８に限ることなく、水やお湯などを撒いて積雪を抑制する融雪装置などでもよい。

【0062】

上記各実施形態では、発電機の一例として太陽電池パネル４を示している。発電機は、太陽電池パネル４に限ることなく、風力発電機や地熱発電機などでもよい。発電機は、発電を行うことが可能な任意の発電機でよい。また、発電機の発電する電力は、直流電力に限ることなく、交流電力などでもよい。変換部１２の構成は、発電機から供給された電力を電力系統ＰＳに応じた交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統ＰＳに供給可能な任意の構成でよい。

【0063】

本実施形態は、以下の態様を含む。
（付記１）
発電機から供給された電力を電力系統に応じた交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記電力系統に供給する変換部と、
前記変換部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記変換部は、前記電力系統と接続されるとともに、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための機能を有する機能部と接続され、前記発電機の発電電力が、前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記電力系統に供給する最大の電力を超えた前記発電電力の余剰電力を前記機能部に供給可能とし、前記機能部の動作に前記余剰電力を使用できるようにする電力変換装置。

【0064】

（付記２）
前記発電電力を前記電力系統と前記機能部とに分配できるようにする分配器をさらに備え、
前記変換部は、前記分配器を介して前記機能部と接続され、
前記分配器は、前記発電電力が前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記余剰電力分を前記機能部に分配する付記１記載の電力変換装置。

【0065】

（付記３）
前記発電機の前記発電電力を計測する計測器をさらに備え、
前記制御部は、前記発電電力が前記電力系統に供給する最大の電力以上である場合に、前記計測器の計測結果を基に、前記余剰電力分を前記機能部に消費させるように、前記機能部の動作を制御する付記１記載の電力変換装置。

【0066】

（付記４）
前記機能部は、前記変換部の冷却を行い、前記変換部の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための冷却器である付記１～３のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【0067】

（付記５）
前記変換部を収容する筐体をさらに備え、
前記機能部は、前記筐体内の空気の冷却を行い、前記変換部の温度上昇にともなう変換効率の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための冷却器である付記１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【0068】

（付記６）
前記機能部は、前記発電機の冷却を行い、前記発電機の温度上昇にともなう発電量の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための冷却器である付記１～５のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【0069】

（付記７）
前記機能部は、前記発電機の加熱を行い、前記発電機の温度の低下にともなう発電量の低下を抑制することにより、前記変換部から前記電力系統に供給する電力の総合計を増加させるための加熱器である付記１～６のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【0070】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0071】

２、２ａ～２ｅ…発電システム、 ４…太陽電池パネル、 １０、１０ａ～１０ｅ…電力変換装置、 １２…変換部、 １４…制御部、 １６…計測器、 １８…分配器、 ２０…筐体、 ２２…冷却器、 ２４…冷却器、 ２６…冷却器、 ２８…加熱器、 ＰＳ…電力系統

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】