JP3362633B2 - 太陽電池を使用した融雪装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池発電システ
ムにおける融雪装置の制御方法に関するものであり、双
方向（順変換動作及び逆変換動作）のパワーコンディシ
ョナーを簡易に、効率良く制御することのできる制御方
法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】太陽電池は、太陽光の光エネルギーを太
陽電池セルによって電気エネルギーに変換することによ
り発電する。通常は太陽電池による発電電力をパワーコ
ンディショナーの逆変換動作により直流電力を交流電力
に変換し系統に電力を逆潮流する。 【０００３】太陽電池発電システムにおける融雪装置と
は、この太陽電池に外部から適当な直流電力を加えて発
熱体として使用し、積雪を融雪するものであり、従来は
融雪センサー等を屋外に取り付け、この信号によりパワ
ーコンディショナーを停止していた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特殊な
融雪センサーなどを取り付けこの信号により制御する必
要から装置が複雑となる欠点があった。本発明では太陽
電池に加える直流電力の適切な制御方法を確立し、供給
する電力を監視することにより融雪したことを検出す
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】太陽電池に直流電力を加
えると、太陽電池は温度上昇し結果として端子電圧が低
下する。パワーコンディショナーはこの直流電力を制御
し、低温時は定電圧で発熱させ、温度が上昇すると予め
設定された一定の電力を供給する。この定電力制御状態
に移行したことで、太陽電池の積雪が融雪されたと判断
し、パワーコンディショナーを一定の時間後に停止す
る。 【０００６】本発明の融雪装置の停止方法では、太陽光
発電システムのパワーコンディショナーを使用し、双方
向制御を行うことにより可能となり、特殊な融雪センサ
ーを必要としない。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明の太陽電池発電システムに
おける融雪装置の制御方法は、パワーコンディショナー
を起動させた後、太陽電池に直流電力を供給し、直流電
力が設定された定電力値になると自動的に融雪動作を停
止し、融雪後は太陽光発電によりパワーコンディショナ
ーが逆変換動作による発電ができる状態に戻る。 【０００８】実際は、太陽電池の融雪装置は手動で起動
し、パワーコンディショナーの順変換動作により積雪が
融雪されるにしたがって、太陽電池の温度が上昇し、そ
の温度上昇に伴って電圧は低下する。この電圧の低下に
よりより大きな電流が流れようとする。パワーコンディ
ショナーはこの直流電力を定電力供給の制御を行い、設
定された定電力状態になった時点で停止する。ただし、
装置としては手動による停止、起動はできる。このよう
にすることにより、危険な除雪作業をなくすることがで
きるとともに、従来の系統連系システムから大きく部品
を追加することもないのでコスト的にも有利である。 【０００９】 【実施例】図１はこの発明の実施例であり、太陽電池融
雪装置の主要回路を例示したものである。 【００１０】図１に示すように、パワーコンディショナ
６１は融雪装置の主要機器となり、太陽電池の発電電力
を系統に逆潮流する逆変換動作と、融雪時は系統からの
電力を太陽電池に加える順変換動作を行う。制御装置６
２はこの順変換動作と逆変換動作の指令を出力する。通
常太陽電池（１１〜１３）からは逆流防止ダイオード
（２１〜２３）をへてパワーコンディショナー６１に電
力を送出される。また、抵抗器（３１〜３３）と電磁接
触器（４１〜４３）の直列回路が逆流防止ダイオード
（２１〜２３）に並列接続され、抵抗器（３１〜３３）
は太陽電池（１１〜１３）に流れる電流をバランスさせ
るものであり、融雪動作時に電磁接触器（４１〜４３）
が閉となり、太陽電池に直流電力が供給される。直流電
流の検出器７１は融雪時にその電流を検出する手段、交
流側の電流検出器８１は定電力制御に使用するものであ
る。 【００１１】図２は同様の方式で逆流防止ダイオード
（２１〜２３）に並列接続された電磁接触器４１を各太
陽電池のストリングに設けず一括で制御する例である。 【００１２】融雪装置を起動する場合は、手動スイッチ
０１を融雪側にＯＮにする。これにより制御装置６２は
パワーコンディショナー６１を順変換動作で起動する。
この場合電磁接触器（４１〜４３）が閉となり、太陽電
池（１１〜１３）に電流制限抵抗器（３１〜３３）を介
して直流電力が供給される。融雪動作の初期はパワーコ
ンディショナー６１は定電圧モードで電力を供給する。
太陽電池の温度上昇により電圧が低下するとパワーコン
ディショナー６１は定電力制御にはいる。この状態を制
御装置６２は検出しパワーコンディショナー６１の順変
換動作を停止する。停止後は太陽光発電ができるように
待機状態となる。再度、融雪動作を行う必要があれば手
動スイッチ０１を融雪側にＯＮする。また、融雪モード
を途中で中止したい場合は手動スイッチ０１をＯＦＦに
する。 【００１３】図３は制御状態の特性を示すものであり、
起動時は定電圧状態から始まり、太陽電池の温度が上昇
すると定電力状態に移る。また、装置としては太陽電池
に過電流が流れないように定電流制御機能も有してい
る。 【００１４】図４は制御回路の構成を示す。パワーコン
ディショナーの制御装置６２は、従来の系統連系動作の
制御回路に、順変換、逆変換動作の切り替え回路１０１
及び直流電圧制御回路１０２、直流電流制御回路１０
３、直流電力制御回路１０４が付加されている。 【００１５】 【発明の効果】降雪地域で太陽光発電システムを設置す
ると、傾斜屋根の除雪が困難となり、特に個人住宅では
太陽電池の表面は滑りやすく、屋根に登ることが危険と
なる。本発明により、従来の日照時の太陽光発電による
電力の逆潮流を行うと同時に、降雪、積雪時にはパワー
コンディショナーを順変換動作させ、太陽電池の温度上
昇による融雪ができる機能を持たすことができ、結果、
危険な除雪作業をなくする特長を持つ。また、回路方式
も従来の系統連系システムから大きく部品が追加される
ことが無く、コスト的にも実現可能な範囲となってい
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明融雪装置の制御方法の一実施例を示す回
路図 【図２】本発明融雪装置の制御方法の他の一実施例を示
す回路図 【図３】融雪動作時のパワーコンディショナーの順変換
動作時の出力特性図 【図４】制御装置の構成を示した図 【符号の説明】 ０１ 手動スイッチ（融雪動作起動／停止） １１〜１３ 太陽電池 ２１〜２３ 逆流防止ダイオード ３１〜３３ 電流制限用抵抗器 ４１〜４３ 電磁接触器 ６１ パワーコンディショナー ６２ 制御装置 ７１ 直流電流検出器 ８１ 交流電流検出器 １０１ 逆変換動作の切り替え回路 １０２ 直流電圧制御回路 １０３ 直流電流制御回路 １０４ 直流電力制御回路

フロントページの続き (72)発明者 木下 清 兵庫県尼崎市若王子３丁目12番15号 園 田計器工業株式会社内 (72)発明者 今坂 制意 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番 地 日本電池株式会社内 (72)発明者 河原林 一王 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番 地 日本電池株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−23019（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−82817（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−296425（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02N 6/00 E01H 5/10 G05F 1/67 H01L 31/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】太陽電池モジュールを複数個直列に接続
   し、その出力に逆流防止ダイオードを設けた太陽電池の
   ストリングを複数組併設し、太陽電池発電時にはこれら
   の出力をパワーコンディショナを介して系統に電力を逆
   潮流し、また、太陽電池上の積雪の融雪時にはパワーコ
   ンディショナを順変換動作させ、上記逆流防止ダイオー
   ドと並列接続された接触器と抵抗の直列回路を介して直
   流電力を太陽電池側へ供給し、太陽電池の加熱融雪する
   装置において、前記太陽電池に直流電力を供給する順変
   換装置に、直流定電圧及び定電力に制御する機能を備
   え、該定電力制御機能が動作して一定の時間後に順変換
   動作を停止させることを特徴とする太陽電池を使用した
   融雪装置の制御方法。