JP2006277383A - 太陽光発電システム用無線通信の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 限られた周波数チャンネル内での混信を防止し、確実に受信できる無線通信の制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に送信機を取り付け、発電データを表示するモニターに受信機を取り付けた太陽光発電システム用無線通信の制御方法であって、送信機と受信機との間に送られる通信データの一部に前記太陽光発電システムの識別情報を付加したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光発電システム用無線通信において、複数の送信側無線通信装置と受信側無線通信装置間の混信を防止するための太陽光発電システム用無線通信の制御方法に関するものである。

図５は従来技術における太陽光発電システムのパワーコンディショナと周辺装置間を無線通信する例を示す構成図、図６は従来技術における太陽光発電システムの隣接設置における事例の概略図である。従来の太陽光発電システムの構成機器間における通信の制御方法について、図５及び図６に基づき説明する。

図５に示すように、太陽光発電システム１００は、太陽光発電装置１０１により光電変換された発電電力がパワーコンディショナ１０２に入力され、前記パワーコンディショナ１０２は交流分電盤１０４を介して商用電力系統１０７あるいは交流負荷に接続されており、前記発電電力を商用電力系統１０７に逆潮流して売電、あるいは家庭用負荷へ電力供給を行っている。また、余剰電力は売電、商用電力系統からの電力供給は買電としてそれぞれ電力量メータ１０５にて電力会社が管理を行う。

近年、太陽光発電システムでは前記太陽光発電装置１０１および前記パワーコンディショナ１０２の発電電力や売電電力、運転状態や積算電力量などの情報を有しており、これをパワーコンディショナ１０２本体に表示したり、外部に設けられた表示装置などの周辺機器１０３に無線や有線を使ってデータ通信し、表示などに利用できるようにしているものが増えている。ただし、有線通信の場合は通信距離が大きくなると信号の減衰によりデータが正しく伝わらないなどの障害が発生するので、引き回し距離は１５〜３０メートル程度が一般的である。また、引き回しの配線が家屋の美観を損ねたり、壁内等に配線を通すなど施工が複雑になるなどの問題もある。そこでパワーコンディショナ１０２と周辺装置１０３の間に配線を這わさなくてよい無線通信が好適である。無線通信装置には様々な周波数帯と送信出力の規格があり、例えば４２９ＭＨｚ帯を使用した特定小電力無線機器では４２９．２５〜４２９．７３ＭＨｚの周波数帯を４０チャンネル程度に分けて混信が発生しないようにしている。この特定小電力無線は使用者に免許が不要である手軽さと比較的電波の到達距離が長いことからトランシーバーやデータ通信等に広く使われている。
特開２００２−１３３５７０号公報

しかしながら、図６に示すように、隣接した家屋Ａと家屋Ｂにそれぞれ太陽光発電システムを設置した場合、家屋Ａの無線送信機２０１より送信された情報が、受信機２１１に到達し処理がなされるだけでなく、家屋Ｂの受信機２１２にも到達し処理がなされる可能性がある。これは無線送信機２０１と２０２が同じ周波数のチャンネルを設定している場合などに生じやすい。そこで、あらかじめ周波数の異なるチャンネル設定を設け、混信を防止する方法があるが、通信に使用する周波数のチャンネル数に限りがあるため、全てのチャンネルを使われてしまうと、その地域で設置できる太陽光発電システムの無線通信装置数が限られるので、太陽光発電の普及を阻害する要因となる。

また、特許文献１に示すように、無線通信データ内に識別コードを付加し、それを識別することによって同一チャンネル（周波数）であっても混信により誤動作しないようにする方法が記載されている。しかしながら、識別コードを付加する通信の制御方法では、各太陽光発電システムの無線通信装置において、限られた送信データの中で識別コードを新たに付加しなければならない。また、同一チャンネル（周波数）のみを使用した場合、同一周波数の電波の同時受信により、通信不能もしくは通信不能状態が長く続くなどの障害が発生し、周辺装置の表示などに支障をきたすようになる。さらには、隣家同士では送信機、受信機の設置場所によっては受信装置側で受信する電波強度が同一、もしくは隣家の方が強い場合も考えられ、識別コードを設定しても、受信側ではどちらが自分の受けるべき相手かの判断ができないため、あらかじめ、製造時から一対一の組み合わせで機器の設定をしておかなくてはならない。

本発明の太陽光発電システム用無線通信の制御方法は、太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に送信機を取り付け、発電データを表示するモニターに受信機を取り付けた太陽光発電システム用無線通信の制御方法であって、送信機と受信機との間に送られる通信データの一部に前記太陽光発電システムの識別情報を付加したことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽光発電システム用無線通信の制御方法は、前記太陽光発電システムの通信データは積算発電量を含み、この積算発電量データを前記識別情報で認識するようしたことを特徴とする。

本発明の太陽光発電システム用無線通信の制御方法によれば、太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に送信機を取り付け、発電データを表示するモニターに受信機を取り付けた太陽光発電システム用無線通信の制御方法であって、送信機と受信機との間に送られる通信データの一部に前記太陽光発電システムの識別情報を付加したことで、新たに専用の識別コードを付加することなく、製造時から一対一の組合せの設定をする必要がなく、少ないチャンネル周波数で混信を防止することができる。

また、本発明の他の太陽光発電システム用無線通信の制御方法によれば、前記太陽光発電システムの通信データは積算発電量を含み、この積算発電量データを前記識別情報で認識するようしたことで、太陽光発電システムの隣接設置における無線データの干渉回避が行なえるのみでなく、周辺装置での誤データ受信またはデータ受信不可の現象が回避され、正しく動作することが可能となり、また、同一地域内における同一周波数内での使用可能回線数を増加させることができ、新たに設置される太陽光発電システムに無線通信装置が使えないといった状況になることを防止する。

以下に、本発明に係る無線通信の制御方法の実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係る無線通信の制御方法の太陽光発電システムにおける実施例を模式的に説明するための概略構成図、図４は本発明に係る無線通信の制御方法を説明するためのフローチャート図である。

図１に示すように、太陽光発電システム１０は太陽光発電装置１１とパワーコンディショナ１２、無線通信装置の送信機１６、受信機１５、周辺装置１３を有し、この太陽光発電システム１０は、分電盤１４を介して商用電力系統１７に接続されて成る。送信機１６はパワーコンディショナ１２に内蔵または外付けなどの形で設置される。受信機１５は周辺装置１３に内蔵または外付けなどの形で設置される。

太陽光発電装置１１は太陽電池モジュールもしくは前記太陽電池モジュールが複数集まった太陽電池アレイであり、ここで発電された電力はパワーコンディショナ１２に入力される。ここで、太陽光発電装置１１としては、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン等の薄膜太陽電池などが好適に使用され、複数枚の太陽電池セルを集めたモジュールをさらに直並列に並べてアレイとしたものが一般的である。太陽光発電装置１１の出力はパワーコンディショナ１２に入力されており、前記パワーコンディショナ１２では入力された直流電力を交流電力に直交変換するとともに太陽光発電装置１１で発電された瞬時電力値や積算電力量などを検出、演算しており、そのデータを表示部で表示したり、外部の表示装置へデータを送出することができる。パワーコンディショナ１２で交流に変換された電力は交流分電盤１４を介して商用電力系統１７に逆潮流あるいは家庭用負荷へ電力供給を行なっている。一方、前記パワーコンディショナ１２で検出・演算されたデータは送信機１６を通じて送信され、受信機１５で受信される。受信機１５は周辺装置１３に設置、接続されており、周辺装置１３では送られてきたデータを基に瞬時電力値や積算電力量、売電・買電の電力量、運転状態などを表示したりする。このとき送信されるデータは測定された数値をそのまま送って周辺装置１３内で積算電力などの演算を行なわせるようにしてもよい。

上記のように太陽光発電装置１１で発電した電力を商用電力系統や商用負荷へ供給する太陽光発電システム１０において、動作状態や発電情報、演算により得られた有用な情報を無線により外部の離れた場所にある表示装置などの周辺装置に伝達するようにするものであるが、近年、太陽光発電装置は急速に普及が進んでおり、ひとつの地域に複数の太陽光発電を有する家屋が立ち並ぶこともめずらしくなく、今後も増加するものと推察される。太陽光発電システムにおいて無線通信装置を利用した情報通信を行なう場合、基本的には同一宅内で送受信が行なえればよいため、直線で１０ｍ程度の無線手段でよいことになるが、実際、屋内で使用する場合、壁材を何枚も通しての受信となり、家電機器からの妨害電波等も考慮すると、確実にデータ受信が行なえる能力としては、障害物なしで直線到達距離が１００ｍ程度の無線手段が必要である。具体例をあげると特定小電力無線における１０ｍＷ程度の通信手段が適当である。この場合、当然、隣家との混信が懸念されるため、一定の周波数帯をいくつかに分割してチャンネル回線を確保し、同時に同じチャンネルを使用しないようにする方法を用いるのが一般的である。図２（ｂ）に示すように住宅の区画配置をマトリックス上に見立てれば、図２（ａ）のように、例えば９チャンネルを確保すれば、最低でも２軒間をあけて配置することができる。また、図３（ａ）に示すように、例えば１６チャンネルを確保すれば、図３（ｂ）のように最低でも３軒間をあけた配置とすることができる。間に建物が入ることで電波がより減衰され、チャンネル振り分けを行なうことで混信を防止できそうであるが、実際の家の配置は整然と並んでいるとは限らず、障害物や妨害電波が少ない好条件では、道路沿いに、建物と建物の隙間から、ガラス窓を通して、起伏のある土地では屋根の上を超えて、送信側の家から半径１００ｍ程度でもごくまれに電波を拾ってしまう可能性が残る。

そこで本発明では、上述のチャンネル振分けを補うかたちで、同一周波数チャンネルで送信された可変通信データの一部を識別コード（識別コードは通信時にチャンネルを識別するためのコードまたはデータである）として認識させる無線通信システムをとる。このとき識別コードと兼用するデータとしては、データ送信毎に大きく変動せず、値が飛んだり、増えたり減ったりしないものを選ぶ必要がある。特に太陽光発電システムの応用事例として、一定時間変動がなく、１つずつ増加していく特徴を持つ積算発電量データを識別コードとして認識させることとする。積算発電量データを識別コードとして選定した理由は、一般住宅用で使用される３〜４ｋＷのシステムでは、積算値が更新されるのは天気がよい好条件の場合でも２０分に１回（１ｋＷｈ増加）であり、変動要素が少ない上、年間では３０００〜５０００ｋＷｈの積算値となり、各建物により固有の値となるためである。

図４に基づいて、受信機側のフローチャートを説明する。受信機側は通常通り、設定された同一チャンネル（周波数）のみを受信待ち受けする。そして、同一チャンネル（周波数）を受信した際には発電積算値が前回まで受信していた値と同一かを確認する。同一であればすべての受信データを更新する。同一でなかった場合はデータ更新をせず、その受信した発電積算値を一旦別のメモリに記憶し、カウントを行ない、次の受信を待つ。次に以前の発電積算値と異なる値でメモリに記憶した変更値と同一の発電積算値が例えば連続５回続いた場合は、その時点で、すべての受信データを更新するようにする。

連続同一値を５回連続で受信して初めて更新することにしたのは、図２、図３にて説明したように、既にある程度のチャンネル振分けができているシステムでは、他の同一チャンネルの送信機からの到達電波の強度は弱く、受信条件がよい、ごくまれにしか混信しないため、仮に発電積算値も重なった場合でも、他のシステムからの送信データを連続受信する可能性が低いためである。

本発明に係る無線通信の制御方法の太陽光発電システムにおける実施例を模式的に説明するための概略構成図である。 本発明に係る無線通信の制御方法を説明するための９チャンネルでのチャンネル振分け配置図である。 本発明に係る無線通信の制御方法を説明するための１６チャンネルでのチャンネル振分け配置図である。 本発明に係る無線通信の制御方法を説明するためのフローチャート図である。 従来技術における太陽光発電システムのパワーコンディショナと周辺装置間を無線通信する例を示す構成図である。 従来技術における太陽光発電システムの隣接設置における事例の概略図である。

符号の説明

１０、１００：太陽光発電システム
１１、１０１：太陽光発電装置
１２、１０２：パワーコンディショナ
１３、１０３：周辺装置
１４、１０４：分電盤
１５、２１１、２１２：受信機
１６、２０１、２０２：送信機
１７、１０７：商用電力系統
１０５：電力量メータ
１０６、１０８：無線通信装置
Ａ、Ｂ：家屋

Claims (2)

1. 太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に送信機を取り付け、発電データを表示するモニターに受信機を取り付けた太陽光発電システム用無線通信の制御方法であって、前記送信機と前記受信機との間に送られる通信データの一部に前記太陽光発電システムの識別情報を付加したことを特徴とする太陽光発電システム用無線通信の制御方法。
2. 前記太陽光発電システムの通信データは積算発電量を含み、この積算発電量データを前記識別情報としたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム用無線通信の制御方法。

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