JP6595866B2 - 太陽光発電システム及びその使用方法 - Google Patents
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Description
太陽電池モジュールに設けられ太陽電池セルと絶縁されている導体部に接続される第1導線と、一端が前記第1導線に接続される定電圧電源とを有し、定電圧電源によって導体部に電位を供給する太陽光発電システムであれば、太陽電池モジュールの封止用のガラスに含まれる不純物イオンを太陽電池セル側から導体部側に引き寄せることができ、それにより、太陽電池モジュールの製造コストの上昇を抑制しながら、PIDによる太陽電池特性の劣化を抑制することができる太陽光発電システムとすることができることを見出し、本発明をなすに至った。
太陽電池モジュールの封止用のガラスに含まれる不純物イオンがナトリウムのような陽
イオンである場合、導体部に供給される電位を負電位とすることで、封止用のガラスに含まれる不純物イオンを効果的に太陽電池セル側から導体部側に引き寄せることができ、PIDによる太陽電池特性の劣化を効果的に抑制することができる。
図5に示すような3.38kW太陽光発電システムを用意した。太陽電池モジュール11は一般的な単結晶p型基板からなるシリコン太陽電池モジュールである。太陽電池モジュールは、封止材で封止され、さらに、白板強化ガラスとバックシートではさまれ、ラミネートされている。封止材にはEVA、バックシートにはPET(PolyEthylene Terephthalate)の両側をデュポン社のテドラーPVF(Poly Vinyl Fluoride)フィルムで挟んだシートを用いた。この太陽電池モジュールは太陽電池セル60枚を直列につないで作られ(いわゆる、60直)、最大出力260Wの出力を有し、その公称開放電圧は37.9V、公称短絡電流は9.10Aであった。本実施例では、これら太陽電池モジュール13枚を直列に接続し、日当たりの良い場所に設置した。このように直列に接続された太陽電池モジュールを、接続箱12を介し、パワーコンディショナー13に接続した。この際のパワーコンディショナーは定格出力4.4kWのものを用いた。太陽電池モジュール11の設置角度は90°から設置している場所の緯度を差し引いた角度が理想的であるが、太陽電池モジュール11同士の距離を減らすため、より低くするのが一般的であり、本実施例では20°とした。
太陽電池アレイ10を実施例1と同様のモジュール構成として、図8に示すような太陽光発電システムを構築した。すなわち、各太陽電池モジュール11のアルミフレーム16のアース取り出し穴をアース線20で接続し、アース線20の端を接地する(接地極19に接続する)接地工事を行うことにより、太陽光発電システムのアースをとることはしたが、定電圧電源、スイッチ、及び電流計は設けなかった。その他の点は実施例1と同一とした。
図6に示すような5.40kW太陽光発電システムを用意した。太陽電池モジュール11は単結晶n型基板からなるシリコン太陽電池セルを直列接続した太陽電池モジュールである。封止材、バックシートは実施例1と同様のものを用いた。
太陽電池アレイを実施例2と同様のモジュール構成として、図8に示すような太陽光発電システムを構築した。すなわち、各太陽電池モジュールのアルミテープをアース線20で接続し、アース線20の端を接地する接地工事を行うことにより、太陽光発電システムのアースをとることはしたが、定電圧電源およびスイッチは設けなかった。その他の点は実施例2と同一とした。
実施例2と同一のシステム構成の5.40kW太陽光発電システムシステムを用意した。ただし、本実施例では、感電や漏電といった安全性の観点から、スイッチ21を夜間(非発電時)にのみ定電圧電源17側に切り替え、昼間(発電時)は接点23側に切り替えた(図6参照)。その際、夜間(非発電時)においては、接点23に対して太陽電池モジュールの開放電圧の約30%にあたる(30%をやや上回る)−12Vの電位をアルミテープ72(図7参照)に供給した。その他の運営方法は実施例2と同一とした。
実施例3と同一のシステム構成の5.40kW太陽光発電システムを用意した。ただし、夜間(非発電時)においては、接点23に対して太陽電池モジュールの開放電圧の30%を下回る−9Vの電位をアルミテープ72(図7参照)に供給した。その他の運営方法は実施例3と同一とした。
13…パワーコンディショナー、 14…分電盤、 15…受電盤、
16…金属フレーム(アルミフレーム)、 17…定電圧電源、
18…第1導線、 19…接地極、 20…アース線、 21…スイッチ、
22…電流計、 23…接点、 24、24’…太陽電池セル、 25…第2導線、
26…第3導線、 27…ケーブル、
71…ラミネート成型体、 72…導電膜(導電性テープ、アルミテープ)、
73…絶縁膜(絶縁性テープ、ブチルゴムテープ)、 74…アルミフレーム部品、
75…被覆導線、 76…アルミフレーム、
90…太陽電池モジュール裏面、 91…ジャンクションボックス、
92…金属フレーム(アルミフレーム)又は金属テープ(アルミテープ)、
93…コネクター、 94…テスター、 95…テスター+端子、
96…テスター−端子、 97…ケーブル、 98…検査用補助ケーブル。
Claims (10)
- 1枚以上の太陽電池モジュールからなる太陽電池アレイと、パワーコンディショナーとを有する太陽光発電システムであって、
前記太陽電池モジュールは1枚以上の太陽電池セルを含み、
前記太陽電池モジュールに設けられ、該太陽電池モジュールにおいて前記太陽電池セルと絶縁されている導体部に接続される第1導線と、一端が前記第1導線に接続される定電圧電源とを有し、
前記定電圧電源によって、前記導体部に電位が供給され、
前記導体部に供給される電位が負電位であり、
前記導体部の電位が前記太陽電池セルの電位に対し相対的に同等か低くなるようにするものであることを特徴とする太陽光発電システム。 - 前記太陽電池モジュールは複数の太陽電池セルを含み、
前記太陽電池セル同士が第2導線で連結されていることを特徴とする請求項1又は請求項1に記載の太陽光発電システム。 - 前記定電圧電源の他端が第3導線に接続されており、
前記第1導線が、前記定電圧電源及び前記第3導線を介して接地極に接続されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の太陽光発電システム。 - 前記太陽電池アレイが複数の太陽電池セルを含み、
前記定電圧電源の他端が第3導線に接続されており、
前記第1導線が、前記定電圧電源及び前記第3導線を介して、前記太陽電池モジュールの回路に接続され、前記太陽電池アレイに含まれる複数の太陽電池セルの中で最も電位の低い太陽電池セルに接続されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の太陽光発電システム。 - 前記第1導線、前記定電圧電源、前記第3導線のいずれかに電流計が連結されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の太陽光発電システム。
- 前記第1導線が接続される前記導体部が、前記太陽電池モジュールを取り囲むように設けられている金属フレームであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。
- 前記第1導線が接続される前記導体部が、前記太陽電池モジュールを取り囲むように設けられている導電膜であり、
前記第1導線が、絶縁膜を介して前記導電膜を取り囲むように設けられている金属フレームと絶縁されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の太陽光発電システムを使用する方法であって、
前記定電圧電源によって前記導体部に電位が供給されることを特徴とする太陽光発電システムの使用方法。 - 非発電時に前記定電圧電源によって前記導体部に電位が供給されることを特徴とする請求項8に記載の太陽光発電システムの使用方法。
- 前記非発電時に前記定電圧電源によって前記導体部に前記太陽電池モジュールの開放電圧の30%以上の絶対値を有する電位が供給されることを特徴とする請求項9に記載の太陽光発電システムの使用方法。
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