JP3319264B2 - 太陽光発電システム - Google Patents

太陽光発電システム

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JP3319264B2
JP3319264B2 JP01614596A JP1614596A JP3319264B2 JP 3319264 B2 JP3319264 B2 JP 3319264B2 JP 01614596 A JP01614596 A JP 01614596A JP 1614596 A JP1614596 A JP 1614596A JP 3319264 B2 JP3319264 B2 JP 3319264B2
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英司 岩見
洋一 国本
明実 塩川
信一郎 岡本
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電システ
ムであり特に商用電源と連系する分電盤部を有する太陽
光発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】二酸化炭素による地球温暖化の防止対策
の一つとして、住宅における太陽電池による発電システ
ムの開発が進みつつある。このシステムは、太陽電池の
直流出力を電源として交流電圧を出力し、商用電源と連
系しながら電力を使用するもので、社団法人日本電気協
会より発行されている分散型電源系統連系技術指針(以
下、指針と称する)などにその技術的な指針が示されて
いる。この指針は、連系する太陽光発電システムなどの
自家発電装置が原因で、商用電源による供給電力が、品
質、保護協調、保安、信頼性の面で低下することなく、
円滑な連系を行なうためのものである。
【0003】そして、例えば、図2のシステム構成図に
示すものが知られている。この太陽光発電システム1
は、太陽電池2と、インバータ回路3aと解列開閉器3
bとを有する系統連系型インバータ装置3と、主幹ブレ
ーカ4aと分岐ブレーカ4bとを有する分電盤4とによ
り構成される。このものは、商用電源5からの電力は、
まず、分電盤4に入り、主幹ブレーカ4aを通過した後
に分岐され、分岐ブレーカ4bを通過して負荷コンセン
ト6などに供給される。一方、太陽電池2で発電した直
流電力は、系統連系型インバータ装置3のインバータ回
路3aにより交流に変換され、異常時または商用電源の
停電時に解列する(開閉器を開路すること)解列開閉器
3bを介して商用電源の単相3線配線のR相R、T相T
の配線の線間に接続される。(この接続された状態を連
系と呼ぶ。)そして、この系統連系型インバータ装置3
は、R相Rに接続される出力端子3eとT相Tに接続さ
れる3g間に、線間電圧として交流200Vを出力して
連系運転される。また、系統連系型インバータ装置3
は、停電時における電源供給のため、開閉器3cで開閉
制御され交流100Vが出力される、自立運転用コンセ
ント3dを有している。
【0004】上記の、連系時の正常電圧とは、原則とし
て受電点すなわち主幹ブレーカ4aの一次側付近の単相
3線の線間すなわちR相、N相間あるいは、T相、N相
間の電圧が80〜115Vで、かつ周波数の50Hz地
域は48.5〜51.0Hz、周波数の60Hz地域は5
8.2〜61.2Hzをいう。また、異常時とは、連系時
における正常電圧以外のことで、電圧上昇、電圧低下、
周波数上昇及び周波数低下を意味する。系統連系型イン
バータ装置3は前記の異常及び商用電源の停電の検出機
能を有し、この異常及び商用電源の停電を一定期間検出
して解列開閉器3bを制御し、インバータ出力を商用電
源5から切り離して電気的に絶縁する。この解列開閉器
3bは、インバータ回路3aから出力される開閉制御信
号により、励磁回路3b2にて開閉制御される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の太陽
光発電システム1は、商用電源系統5が、地震などの災
害により停電した場合において、例えば、通信機器など
の非常時にて電源を必要とする負荷への電源供給は、系
統連系型インバータ装置3に配設された自立運転用コン
セント3dに配線のつなぎ換えをして行うという不便な
ものであった。また、この配線は、一般に離れた場所に
設置された系統連系型インバータ装置3までを延長コー
ドなどを用いて行うものである。従って、大きい容量の
負荷を使用した場合は電圧降下が生じたり、また、延長
コードの設置も安定しないものであった。その結果、電
源供給そのものも安定性を欠くものであった。
【0006】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、系統連系を効果的に行い
停電時に非常用負荷の使用をし易くした分電盤部を有す
る太陽光発電システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の太陽光発電システムは、太陽電池
と、太陽電池から入力される直流電圧を交流に変換して
解列開閉器を介して出力する系統連系型インバータ装置
と、商用電源を入力して主幹ブレーカの下位側にて分岐
ブレーカを介して分岐出力する分電盤と、を有する太陽
光発電システムにおいて、前記分電盤は、系統連系型イ
ンバータ装置の開閉制御信号にて制御される第2解列開
閉器と、この第2解列開閉器にて商用電源との接続が開
閉される1分岐回路による非常用分岐回路と、を有し、
第2解列開閉器は前記分岐ブレーカと並列に接続されて
前記系統連系型インバータ装置の出力と接続され、商用
電源と系統連系型インバータ装置との接続を開閉するこ
ととしている。これにより、系統連系型インバータ装置
の出力は、第2解列開閉にて開閉される、1分岐回路
による非常用分岐回路と接続される。
【0008】また、請求項2記載の太陽光発電システム
は、請求項1記載の第2解列開閉器は、無励磁時にて閉
路する接触機構を有することとしている。これにより、
第2解列開閉器は、通常状態は励磁されないものとな
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の太陽光発電システ
ムの実施の形態を図1に基づいて説明する。図1は、本
発明の太陽光発電システム1のシステム構成図である。
この太陽光発電システム1は、太陽電池2と、系統連系
型インバータ装置3と、分電盤4と、により構成され
る。この、太陽光発電システム1が従来例のものと異な
り特徴となるのは、系統連系型インバータ装置3の動作
と、分電盤4の構成との2点である。
【0010】この系統連系型インバータ装置3は、イン
バータ回路3aと、解列開閉器3bと、開閉器3cと、
自立運転用コンセント3dと、出力端子3e、3f、3
gとを有する。このインバータ回路3aも、太陽電池2
で発電した直流電力を交流に変換するとともに、前述
の、連系時における異常及び商用電源の停電の検出機能
を有する。このインバータ回路3aは、異常を一定期間
検出した場合は、解列開閉器3bを開路する開閉制御信
号を出力して開路し、インバータ回路3aの出力を商用
電源5から切り離す。解列開閉器3bは、インバータ回
路3aのR相、T相の出力と、出力端子3e、3gとの
接続を開閉する2極の接点回路を有する開閉器で、イン
バータ回路3aの開閉制御信号により開閉される。出力
端子3e、3f、3gは、系統連系型インバータ装置3
と、後述する分電盤4の、単相3線配線とを接続する端
子である。出力端子3e及び3gは、分電盤4の単相3
線配線のR相であるR及びT相であるTに接続され、線
間電圧として交流200Vが出力される。出力端子3f
は、分電盤4の単相3線配線のN相であるNと接続する
ための出力端子で、開閉器3cにてインバータ回路3a
のN相との接続が制御される。
【0011】上記の系統連系型インバータ装置3は、停
電を一定期間検出した場合、インバータ回路3aは、解
列開閉器3bの閉路状態を継続させるとともに、後述す
る第2解列開閉器4cを開路する開閉制御信号を出力す
る。そして同時に、停電時における電源供給のために開
閉器3cの開閉部3c1を閉路し、自立運転用コンセン
ト3dと出力端子3f、3g間とに交流100Vを出力
する。
【0012】分電盤4は、主幹ブレーカ4aと、分岐ブ
レーカ4bと、第2解列開閉器4cと、第2解列開閉器
4cにて開閉される非常用分岐回路7とを有する。第2
解列開閉器4cは、開閉部4c1と、励磁回路4c2と
を有し、分岐ブレーカ4bと並列に配設される。開閉部
4c1は、無励磁時にて閉路する接触機構を有し、単相
3線配線のR相であるR、N相すなわち中性線である
N、T相であるTを開閉する開閉部で、励磁回路4c2
が励磁されることにより開路する。励磁回路4c2は、
開閉部4c1を開閉するための回路で、系統連系型イン
バータ装置3のインバータ回路3aの出力する開閉制御
信号の開路信号である励磁電流により開閉部4c1を開
路する。非常用分岐回路7は、非常用負荷を使用するた
めのコンセントなどに電源を分岐するための分岐回路
で、非常用分岐ブレーカ4dを有して構成される。非常
用分岐ブレーカ4dは、例えば単相3線配線のT相であ
るTと、N相すなわち中性線であるNとに接続される。
【0013】上記の分電盤4は、系統連系型インバータ
装置3の出力端子3e、3f、3gと、第2解列開閉器
4cを介し、単相3線配線のR相であるRは3eと、N
相であるNは3fと、T相であるTは3gと接続され
る。そして、第2解列開閉器4cにより、商用電源と系
統連系型インバータ装置との接続が開閉される。
【0014】次に、上記の構成による太陽光発電システ
ムの動作について説明する。太陽電池2から直流電力が
出力されると、まず、系統連系型インバータ装置3のイ
ンバータ回路3aにて交流電力に変換される。そして、
解列開閉器3bと第2解列開閉器4cとにより商用電源
系統に接続された状態すなわち連系された状態おいて、
分岐ブレーカ4bを介して負荷コンセント6及び非常用
分岐ブレーカ4dを介して及び非常用分岐回路7の非常
用負荷に、商用電源5からの電力とともに太陽電池2の
出力した電力が給電される。そして、インバータ回路3
aにより、接続点である第2解列開閉器4cの近傍にお
いて、前述の所定の電圧範囲及び所定の電圧周波数範囲
を基準に異常(電圧上昇、電圧低下、周波数上昇及び周
波数低下)か否かが判定される。そして、異常と判定さ
れた場合に解列開閉器3bが開路される。また、インバ
ータ回路3aにより、商用電源の停電が検出された場
合、解列開閉器3bは閉路状態を継続するとともに、第
2解列開閉器4cを開路する制御信号と、開閉器3cの
開閉部3c1を閉路する制御信号とを出力する。その結
果、停電時においては、太陽電池2の出力した電力のみ
が、非常用分岐ブレーカ4dを介して非常用分岐回路7
の非常用負荷に印加される。
【0015】以上の動作において、この太陽光発電シス
テム1の分電盤4は、系統連系型インバータ装置3の開
閉制御信号にて制御される第2解列開閉器4cと、第2
解列開閉器4cにて商用電源との接続が開閉される1分
岐回路による非常用分岐回路7とを有し、第2解列開閉
器4cは分岐ブレーカ4bと並列に配設され系統連系型
インバータ装置3の出力と接続されることにより、系統
連系型インバータ装置3の出力は、第2解列開閉4c
にて開閉される非常用分岐回路7と接続されるものとな
り、商用電源の停電においては、太陽電池2の出力が非
常用分岐回路7の非常用負荷のためのコンセントに印加
される。その結果、家庭などにおいて、地震などの災害
により商用電源が停電した場合においても、例えば電
話、ファックス等通信機器など非常時に電源を必要とす
る負荷を非常用分岐回路7のコンセントに接続すること
により、つなぎ換えをすることなく使用することが可能
となる。また、第2解列開閉器4cを、無励磁時にて閉
路する接触機構を有するものとすることにより、第2解
列開閉器4cは、通常状態は励磁されない状態にて閉路
状態が確保される。従って、通常時において第2解列開
閉器4cを閉路するための操作用の電力は不要となり、
電力の損失が無くなるとともに、閉路の接触状態も操作
用電源の状態に左右されず安定したものとなる。
【0016】なお、上記の実施の形態の説明において、
第2解列開閉4cは無励磁時にて閉路する接触機構を
有するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定
するものではない。また、系統連系インバータ装置3
は、解列開閉器3bを2極の接点回路を有するものと
し、100Vを出力するための中性線のための出力端子
3fを自立運転用コンセント3dと接続しているが、解
列開閉器3bを3極の接点回路を有するものとしてN相
も開閉し、出力端子3fを直接このN相を開閉する極と
接続してもよい。
【0017】
【発明の効果】請求項1記載の太陽光発電システムは、
系統連系型インバータ装置の出力は、第2解列開閉
て開閉される1分岐回路による非常用分岐回路と接続さ
れるので、例えば電話、ファックス等通信機器など非常
時に電源を必要とする負荷を該非常用分岐回路に接続す
ることにより、つなぎ換えをすることなく使用すること
が可能となる。
【0018】また、請求項2記載の太陽光発電システム
は、請求項1記載のものの効果に加え、第2解列開閉器
が通常状態は励磁されないものとなるので、第2解列開
閉器を閉路するための操作用の電力は不要となり、電力
の損失が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すシステム構成図であ
る。
【図2】従来例のシステム構成図である。
【符号の説明】 1 太陽光発電システム 2 太陽電池 3 系統連系型インバータ装置 3b 解列開閉器 4 分電盤 4a 主幹ブレーカ 4b 分岐ブレーカ 4c 第2解列開閉器 4d 非常用分岐ブレーカ 5 商用電源 6 負荷コンセント 7 非常用分岐回路
フロントページの続き (72)発明者 岡本 信一郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−7832(JP,A) 特開 昭62−53116(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 3/38 H02J 9/06 H02M 7/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池と、太陽電池から入力される直
    流電圧を交流に変換して解列開閉器を介して出力する系
    統連系型インバータ装置と、商用電源を入力して主幹ブ
    レーカの下位側にて分岐ブレーカを介して分岐出力する
    分電盤と、を有する太陽光発電システムにおいて、 前記分電盤は、系統連系型インバータ装置の開閉制御信
    号にて制御される第2解列開閉器と、この第2解列開閉
    器にて商用電源との接続が開閉される1分岐回路による
    非常用分岐回路と、を有し、第2解列開閉器は前記分岐
    ブレーカと並列に接続されて前記系統連系型インバータ
    装置の出力と接続され、商用電源と系統連系型インバー
    タ装置との接続を開閉することを特徴とする太陽光発電
    システム。
  2. 【請求項2】 前記第2解列開閉器は、無励磁時にて閉
    路する接触機構を有することを特徴とする請求項1記載
    の太陽光発電システム。
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