WO2011129188A1 - 太陽光発電システム、電力変換装置および集電箱 - Google Patents

太陽光発電システム、電力変換装置および集電箱 Download PDF

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WO2011129188A1
WO2011129188A1 PCT/JP2011/057312 JP2011057312W WO2011129188A1 WO 2011129188 A1 WO2011129188 A1 WO 2011129188A1 JP 2011057312 W JP2011057312 W JP 2011057312W WO 2011129188 A1 WO2011129188 A1 WO 2011129188A1
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power
power conversion
connection terminal
conversion device
terminal
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浩文 光岡
拓司 谷上
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シャープ株式会社
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    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02016Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
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    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar power generation system, a power conversion device, and a current collection box.
  • a power conversion device that converts the DC power into AC power is provided. .
  • the above power conversion device has a rated output that varies depending on the application.
  • a power conversion device having a rated output of about 3 kW is used in a general household solar power generation system.
  • a power converter having a rated output of about 3 kW for example, the one described in Patent Document 1 is known.
  • a power converter having a rated output of 100 kW or 250 kW is used for industrial use.
  • power converters with rated outputs of 100 kW and 250 kW have come to the market.
  • the lifetime of a solar cell module is generally said to be 20 years or longer, but the nominal life of a power converter as a peripheral device is about 10 years. For this reason, when it exceeds 10 years, the maintenance of a power converter device may be needed. That is, there is a high possibility that maintenance of the power conversion device will come after the solar power generation system is constructed and before the solar cell module is replaced.
  • the power converter for home use has a rated output of about 3 kW and a weight of about 30 kg, so it can be moved by about two workers. For this reason, when maintenance becomes large, it becomes possible to exchange with a new power converter.
  • power converters for industrial and solar power plants have a rated output of 100 kW or 250 kW and a weight of about 1 t or more. For this reason, it is very difficult to replace the device itself. Moreover, since such a power converter has a large rated output, the cable around the power converter becomes as thick as about 150 sq, and the work of connecting and disconnecting the cable is physically difficult. Further, since a direct current voltage is applied to the cable for a long time, it may be difficult to remove the cable due to aging.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system excellent in maintainability, a power conversion device used in the photovoltaic power generation system, and a collector. It is to provide an electric box.
  • a photovoltaic power generation system includes a solar cell array including a plurality of solar cell modules, a current collection box for collecting power from the solar cell array, From the solar cell array, a power conversion device that is connected to the electrical box and includes a power conversion unit that converts DC power from the solar cell array into AC power, a first electrical wiring that connects the current collection box and the power conversion device, and The first connection terminal to which the direct current power is supplied and the first switch for cutting off the output from the solar cell array to the power converter are connected to the first power terminal.
  • the first switch by opening the first switch, the output from the solar cell array to the power conversion unit Can be cut off.
  • the first connection terminal by connecting the alternative power conversion device to the first connection terminal, the path of the DC power from the solar cell array can be switched to the alternative power conversion device. That is, the power conversion that should be performed by the power conversion device can be performed by the alternative power conversion device. Thereby, the maintenance operation
  • maintenance work can be performed without removing the first electrical wiring connecting the current collection box and the power converter.
  • a power converter having a large rated output is used in a photovoltaic power generation system for industrial use or photovoltaic power plant.
  • a power converter having a large rated output has a weight of about 1 ton or more. Therefore, it is very difficult to replace the device itself.
  • maintenance work can be performed without replacing the device itself and without removing the first electrical wiring that connects the current collection box and the power conversion device. Since it can be performed, maintainability can be improved.
  • the solar power generation system according to the first aspect is used for industrial use or for a solar power plant, in particular, it is possible to improve maintainability, but even when used for general home use, Maintainability can be improved.
  • the current collection box and the power conversion device each include a first terminal to which the first electric wiring is connected, and the first connection terminal.
  • the first switch is preferably provided in at least one of the current collection box and the power converter.
  • the power conversion device includes a first connection terminal, a first terminal, and a first switch. If comprised in this way, the maintainability of a solar power generation system can be improved easily.
  • the first terminal in the power conversion device is connected to the first connection terminal, and the first connection terminal is the first connection terminal. It is preferable to be connected to the power conversion unit via a switch.
  • the current collection box and the power conversion device can each be configured to include a first terminal to which the first electrical wiring is connected.
  • the first terminal may be configured to also serve as the first connection terminal.
  • the current collection box includes a first connection terminal
  • the power conversion device includes a first switch that blocks output from the solar cell array to the power conversion unit. It may be configured.
  • the current collection box includes a first terminal to which the first electric wiring is connected, a first connection terminal, and a first switch, and the first connection terminal is the first opening / closing. It can also be set as the structure connected with the 1st terminal through the container.
  • the first connection terminal is provided between the current collection box and the power conversion device, and is connected to the power conversion unit via the first switch. Also good.
  • the first switch can be configured by a changeover switch that switches a supply destination of DC power from the solar cell array to the power conversion unit or the first connection terminal. If comprised in this way, in the state to which the solar cell array and the power converter part were connected, since the direct-current power from a solar cell array is not supplied to the 1st connection terminal, it is to a 1st connection terminal. An alternative power converter can be safely connected. And by switching the switch unit, it is possible to shut off the output from the solar cell array to the power conversion unit and to supply DC power to the first connection terminal, so that the power conversion that the power conversion device should carry out It can be carried by an alternative power converter.
  • the power conversion device is preferably configured to include a second terminal as an AC output terminal connected to the output side of the power conversion unit.
  • the photovoltaic power generation system according to the first aspect further includes a second connection terminal connected to the second terminal. If comprised in this way, a maintenance operation
  • work of a power converter device can be easily performed, without stopping the electric power generation in a solar power generation system by connecting an alternative power converter device also to this 2nd connection terminal.
  • the power converter of a power converter device can be reliably electrically disconnected from a solar cell array by making a 2nd switch into an open state. Thereby, maintenance work can be performed more safely.
  • the power conversion device may be configured to include the second connection terminal.
  • the second terminal is connected to the power conversion unit via the second connection terminal.
  • the power conversion device can be configured to include a second connection terminal and a second switch connected to the second terminal.
  • the second terminal is connected to the second connection terminal, and the second connection terminal is connected to the power conversion unit via the second switch.
  • the second connection terminal is connected via the second electrical wiring, It can also be set as the structure connected with the 2nd terminal.
  • the second terminal may be configured to also serve as the second connection terminal.
  • the second connection terminal is preferably a dedicated connector. If comprised in this way, safety
  • the first connection terminal includes a dedicated connector. If comprised in this way, safety
  • the alternative power conversion device may be mounted on the moving means. If comprised in this way, an alternative power converter device can be easily arrange
  • the moving means for example, a vehicle such as a truck can be used.
  • the alternative power conversion device preferably has a function of diagnosing the state of the power conversion device.
  • a power conversion device is a power conversion device used in the solar power generation system according to the first aspect.
  • a power converter is connected to a power converter that converts DC power from a solar cell array into AC power and a current collection box that collects power from the solar cell array.
  • maintainability can be improved by configuring the power conversion device as described above.
  • the power conversion device preferably further includes a first connection terminal having the same potential as the electric wiring. If comprised in this way, a maintainability can be improved easily.
  • the first terminal is connected to the first connection terminal, and the first connection terminal is connected to the power conversion unit via the first switch.
  • the first connection terminal is composed of a dedicated connector.
  • the first terminal may be configured to also serve as the first connection terminal.
  • the power conversion device further includes a second terminal as an AC output terminal connected to the output side of the power conversion unit, and a second connection terminal having the same potential as the second terminal. Is preferred.
  • the second terminal can be configured to be connected to the power conversion unit via the second connection terminal.
  • the configuration including the second terminal and the second connection terminal further includes a second switch capable of separating the second terminal and the power conversion unit, and the second terminal is connected to the second connection terminal,
  • the second connection terminal may be connected to the power conversion unit via the second switch.
  • the second connection terminal is composed of a dedicated connector.
  • the second terminal may be configured to also serve as the second connection terminal.
  • a current collection box according to a fourth aspect of the present invention is a current collection box used in the solar power generation system according to the first aspect.
  • the current collection box by the 5th aspect of this invention is a current collection box which collects the electric power from a solar cell array, Comprising: The 1st terminal to which the electrical wiring for connecting with a power converter device is connected, And a first connection terminal to which power from the solar cell array is supplied.
  • the maintainability of the power conversion device in the solar power generation system can be improved.
  • a first switch that cuts off the output from the solar cell array to the power converter, the first connection terminal via the first switch, Connected to the first terminal. If comprised in this way, a maintainability can be improved easily.
  • the first connection terminal is constituted by a dedicated connector.
  • the current collection box according to the fifth aspect may be configured such that the first terminal also serves as the first connection terminal.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 and 3 are block diagrams for explaining the configuration of the power converter used in the solar power generation system according to the first embodiment of the present invention.
  • the photovoltaic power generation system includes a plurality of solar cell arrays 10, a connection box 20 that combines wirings from the solar cell array 10, and wirings from the connection box 20.
  • the current collecting box 50, the power converter 100 that converts the DC power output from the solar cell array 10 into AC power and outputs the AC power, and the AC power output from the power converter 100 are combined.
  • a step-up transformer 150 for boosting the voltage Note that the AC power boosted by the step-up transformer 150 is sent to the substation 160.
  • the solar cell array 10 includes a plurality of solar cell modules that are electrically connected to each other. Each of the plurality of solar cell modules is configured by connecting a plurality of solar cells that are photoelectric conversion elements.
  • connection box 20 is connected to a plurality of solar cell arrays 10, and has a function of collecting the output from the solar cell array 10 and outputting it to the current collection box 50.
  • the current collection box 50 is connected to a plurality of connection boxes 20, and has a function of collecting the output from the connection box 20 and outputting it to the power converter 100. As shown in FIG. 2, the current collection box 50 is connected to the power conversion apparatus 100 via the DC cable 30. The current collection box 50 is provided with a connection terminal 51 to which the DC cable 30 is connected.
  • a thick cable of about 150 sq is used for the DC cable 30 that connects the current collection box 50 and the power converter 100.
  • the power conversion device 100 is composed of a power conversion device with a rated output of 250 kW used for industrial or solar power plants. Since generally 1 to 3 current collection boxes are connected to a power converter having a rated output of 250 kW, in the first embodiment, the power converter 100 includes three current collection boxes 50. It is assumed that it can be connected.
  • the power conversion apparatus 100 includes a connection terminal 101 to which the DC cable 30 is connected and an inverter that converts DC power from the solar cell array 10 (see FIG. 1) into AC power.
  • the power converter 110 includes an AC output terminal 102 for outputting AC power converted by the power converter 110.
  • the DC cable 30 is an example of the “first electric wiring” and the “electric wiring” in the present invention.
  • the connection terminals 51 and 101 are examples of the “first terminal” in the present invention, and the AC output terminal 102 is an example of the “second terminal” in the present invention.
  • the three power collection boxes 50 are connected to the power conversion device 100 via the DC cable 30.
  • the power converter 100 is provided with the three connection terminals 101 to which the DC cable 30 is connected.
  • an AC cable 40 is connected to the AC output terminal 102 of the power converter 100, and the power converter 100 and the step-up transformer 150 are connected to each other via the AC cable 40.
  • the AC cable 40 is an example of the “second electrical wiring” in the present invention.
  • each of the connection boxes 20 can normally connect 10 or more solar cell arrays 10
  • each of the current collection boxes 50 can normally connect 10 or more connection boxes. Is possible.
  • the said power converter device 100 can isolate
  • the switch 410 and maintenance connection terminals 320 and 420 are further provided.
  • the switches 310 and 410 are examples of the “first switch” and the “second switch” of the present invention, respectively, and the connection terminals 320 and 420 for maintenance are respectively the “first switch” of the present invention. It is an example of a “connection terminal” and a “second connection terminal”.
  • the maintenance connection terminal 320 and the switch 310 are provided three by three so as to correspond to the connection terminal 101 to which the DC cable 30 is connected.
  • the maintenance connection terminal 420 and the switch 410 Is provided so as to correspond to the AC output terminal 102.
  • the maintenance connection terminals 320 are configured to have the same potential as the DC cable 30 by being electrically connected to the connection terminals 101, respectively. Further, the three connection terminals 320 for maintenance are respectively connected to the input side of the power conversion unit 110 via the switch 310. On the other hand, the connection terminal 420 for maintenance is electrically connected to the AC output terminal 102 and is connected to the output side of the power conversion unit 110 via the switch 410.
  • the maintenance connection terminals 320 and 420 in the power conversion apparatus 100 are connected to alternative power conversion apparatuses described later.
  • the connection terminals 320 and 420 are preferably dedicated connectors, and more preferably have a shape that can be connected only to a dedicated plug. Further, it is more preferable that the dedicated connector and the dedicated plug are completely insulated and configured so that a person cannot directly touch the terminal.
  • FIG. 4 and 5 are diagrams for explaining a maintenance method (work procedure at the time of maintenance) of the power conversion device in the photovoltaic power generation system according to the first embodiment of the present invention.
  • a maintenance method work procedure at the time of maintenance
  • FIG. 1 FIG. 1
  • FIG. 4 and FIG. 5 the operation procedure (failure recovery method) at the time of maintenance of the power conversion device in the photovoltaic power generation system according to the first embodiment of the present invention will be described.
  • a 4-ton truck (moving means) 700 is loaded with an alternative power converter 200 with a rated output of 250 kW and a power plant (power requiring maintenance). Go near the converter 100).
  • the alternative power conversion device 200 in addition to the connection terminal 201 to which the DC cable 230 is connected and the AC output terminal 202 to which the AC cable 240 is connected, the solar power to the power conversion unit 210 A switch 250 that cuts off the output from the battery array 10 (see FIG. 1) and a switch 260 that can disconnect the power conversion unit 110 and the AC output terminal 102 may be provided.
  • the switches 310 and 410 are opened, so that the output of the solar cell array 10 (see FIG. 1) is output from the power conversion unit 110 inside the power conversion device 100. Separate.
  • the DC cable 230 from the alternative power conversion device 200 is connected to the maintenance connection terminal 320 provided in the power conversion device 100, and the maintenance connection terminal 420 provided in the power conversion device 100 is substituted.
  • the AC cable 240 from the power converter 200 is connected.
  • the connection terminal 320 is preferably a dedicated connector that can be connected only to the DC cable 230 from the alternative power converter 200, and the connection terminal 420 is connected from the alternative power converter 200.
  • a dedicated connector that can be connected only to the AC cable 240 is preferable.
  • the alternative power conversion device 200 preferably has a function of diagnosing the state of the power conversion device 100 (power conversion unit 110).
  • the alternative power conversion device 200 is disconnected. Then, by closing the switches 310 and 410 of the power conversion device 100, power is sent to the power conversion unit 110 in the power conversion device 100 to perform power conversion.
  • the solar cell array 10 to the power converter 110 is provided.
  • the output from can be cut off.
  • the connection terminals 320 and 420 for maintenance in the power converter 100 by connecting the alternative power converter 200 to the connection terminals 320 and 420, the path of the DC power from the solar cell array 10 is Switching to the alternative power conversion device 200 is possible. Thereby, the maintenance operation
  • maintenance work can be performed without removing the DC cable 30 that connects the current collection box 50 and the power conversion device 100.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram of a power converter used in the solar power generation system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a current collection box used in the solar power generation system according to the second embodiment of the present invention.
  • a photovoltaic power generation system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • 2nd Embodiment demonstrates the case where the power converter device of rated output 100kW is used.
  • symbol is attached
  • a switch 310 that cuts off the output from the solar cell array to the power converter 110 is provided in the power converter 100, and is used for maintenance.
  • a connection terminal 320 is provided in the current collection box 50. That is, in the second embodiment, the power conversion device 100 is not provided with the connection terminal 320 for maintenance, and the connection terminal 320 for maintenance is provided in the current collection box 50.
  • the power conversion device 100 connects one current collection box 50. It is assumed that it can be configured. For this reason, one power collection box 50 is connected to the power converter 100 via the DC cable 30.
  • the current collection box 50 is provided with one connection terminal 51 to which the DC cable 30 is connected, and the power converter 100 is provided with one connection terminal 101 to which the DC cable 30 is connected. It has been.
  • the connection terminal 101 is connected to the power conversion unit 110 via the switch 310.
  • the power conversion device 100 according to the second embodiment is similar to the first embodiment in that the AC output terminal 102, the switch 410 that can disconnect the power conversion unit 110 and the AC output terminal 102, and the connection for maintenance are provided.
  • the terminal 420 is also provided.
  • the AC output terminal 102 is electrically connected to the maintenance connection terminal 420, and the maintenance connection terminal 420 is connected to the output side of the power conversion unit 110 via the switch 410. It is connected to the.
  • connection terminal 320 for maintenance provided in the current collection box 50 is electrically connected to the connection terminal 51, as shown in FIG. 8, whereby the connection terminal 320 for maintenance is connected to the DC cable. 30 and the same potential.
  • the current collection box 50 is provided with a connection terminal 52 for connecting a plurality of connection boxes 20 (see FIG. 1), and the connection terminal 51 and the connection terminal are connected via the connection terminal 320 for maintenance. 52 is connected.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining a maintenance method (work procedure at the time of maintenance) of the power conversion device in the photovoltaic power generation system according to the second embodiment of the present invention.
  • a maintenance method work procedure at the time of maintenance
  • FIG. 4 and FIG. 9 the work procedure at the time of the maintenance of the power converter device in the photovoltaic power generation system by 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
  • the 4-ton truck 700 is loaded with the alternative power converter 200 with a rated output of 250 kW and goes to the power plant.
  • the alternative power conversion device 200 an alternative power conversion device with a rated output of 100 kW may be used.
  • the switches 310 and 410 are opened, so that the output of the solar cell array is converted into the power conversion unit 110 inside the power conversion device 100. Disconnect from.
  • the DC cable 230 from the alternative power conversion device 200 is connected to the maintenance connection terminal 320 provided in the current collection box 50, and the maintenance connection terminal 420 provided in the power conversion device 100 is substituted.
  • the AC cable 240 from the power converter 200 is connected.
  • the alternative power conversion device 200 is disconnected. Then, by closing the switches 310 and 410 of the power conversion device 100, power is sent to the power conversion unit 110 in the power conversion device 100 to perform power conversion.
  • FIG. 10 is a block diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram of a power converter used in the solar power generation system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram of a current collection box used in the solar power generation system according to the third embodiment of the present invention.
  • a solar power generation system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • a case where a power conversion device with a rated output of 100 kW is used will be described.
  • symbol is attached
  • a switch 310 that shuts off the output from the solar cell array to the power converter 110 and a connection terminal 320 for maintenance are provided in the current collecting box 50. Is provided. That is, in the third embodiment, the power conversion device 100 is configured such that the maintenance connection terminal 320 and the switch 310 are not provided.
  • the power conversion device 100 includes an AC output terminal 102, a switch 410 that can disconnect the power conversion unit 110 and the AC output terminal 102, and maintenance.
  • the connection terminal 420 is also provided.
  • the switch 310 is disposed between the connection terminal 320 for maintenance and the connection terminal 51 to which the DC cable 30 is connected. That is, the connection terminal 320 for maintenance is connected to the connection terminal 51 to which the DC cable 30 is connected via the switch 310.
  • FIG. 13 is a block diagram for explaining a maintenance method (work procedure at the time of maintenance) of the power conversion device in the photovoltaic power generation system according to the third embodiment of the present invention.
  • a maintenance method work procedure at the time of maintenance
  • FIG. 4 and FIG. 13 the work procedure at the time of the maintenance of the power converter device in the solar power generation system according to the third embodiment of the present invention will be described.
  • the 4-ton truck 700 is loaded with the alternative power converter 200 with a rated output of 250 kW and goes to the power plant.
  • the alternative power conversion device 200 an alternative power conversion device with a rated output of 100 kW may be used.
  • the switch 310 of the current collection box 50 is opened, and the switch 410 of the power converter 100 that requires maintenance is opened so that the output of the solar cell array can be obtained. Is disconnected from the power converter 110 inside the power converter 100.
  • the DC cable 230 from the alternative power conversion device 200 is connected to the maintenance connection terminal 320 provided in the current collection box 50, and the maintenance connection terminal 420 provided in the power conversion device 100 is substituted.
  • the AC cable 240 from the power converter 200 is connected.
  • the alternative power conversion device 200 is disconnected. Then, by closing the switch 310 of the current collection box 50 and the switch 410 of the power converter 100, power is sent to the power converter 110 in the power converter 100 to perform power conversion.
  • the effect of the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the photovoltaic power generation system by 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
  • the fourth embodiment as in the second and third embodiments, a case where a power converter having a rated output of 100 kW is used will be described.
  • symbol is attached
  • a first terminal box 350 having a connection terminal 320 for maintenance is connected between the current collection box 50 and the power converter 100.
  • the first terminal box 350 is provided with a switch 310 that cuts off the output from the solar cell array to the power converter 110 together with the connection terminal 320.
  • the maintenance connection terminal 320 is connected to the power conversion unit 110 of the power conversion device 100 via the switch 310.
  • a connection box (second terminal box 450) similar to the first terminal box 350 is also connected between the power converter 100 and the step-up transformer 150.
  • the second terminal box 450 is provided with a connection terminal 420 and a switch 410 for maintenance.
  • the maintenance connection terminal 420 is connected to the power conversion unit 110 of the power conversion device 100 via the switch 410.
  • neither the power conversion device 100 nor the current collection box 50 is provided with a maintenance connection terminal and a switch.
  • FIG. 15 is a block diagram for explaining a maintenance method (work procedure at the time of maintenance) of the power conversion device in the photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a maintenance method work procedure at the time of maintenance
  • FIG. 4 and FIG. 15 the work procedure at the time of the maintenance of the power converter device in the solar power generation system by 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
  • the 4-ton truck 700 is loaded with the alternative power converter 200 with a rated output of 250 kW and goes to the power plant.
  • the alternative power conversion device 200 an alternative power conversion device with a rated output of 100 kW may be used.
  • the output of the solar cell array is set inside the power converter 100. Disconnect from the power converter 110.
  • the DC cable 230 from the alternative power converter 200 is connected to the maintenance connection terminal 320 provided in the first terminal box 350, and the maintenance connection terminal 420 provided in the second terminal box 450 is connected.
  • the AC cable 240 from the alternative power conversion device 200 is connected.
  • the alternative power conversion device 200 is disconnected. And by making the switch 310 of the 1st terminal box 350 and the switch 410 of the 2nd terminal box 450 into a closed state, electric power is sent to the power conversion part 110 in the power converter device 100, and power conversion is performed.
  • the effect of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a block diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the photovoltaic power generation system by 5th Embodiment of this invention is demonstrated.
  • symbol is attached
  • a maintenance connection terminal 420 and a switch 410 are provided in a step-up transformer 150 that steps up AC power output from the power converter 100. ing.
  • the switch 410 is disposed between the power conversion unit 110 and the maintenance connection terminal 420 so that the power conversion unit 110 and the maintenance connection terminal 420 can be disconnected.
  • the fifth embodiment since the step-up transformer 150 connected to the output side of the power converter 100 is provided with the switch 410 and the connection terminal 420 for maintenance, the fifth embodiment is different from the first to third embodiments. In contrast, a switch and a connection terminal for maintenance are not provided between the power conversion unit 110 and the AC output terminal 102 in the power conversion device 100.
  • FIG. 17 is a block diagram for explaining a maintenance method (work procedure at the time of maintenance) of the power conversion device in the photovoltaic power generation system according to the fifth embodiment of the present invention.
  • a maintenance method work procedure at the time of maintenance
  • FIG. 4 and FIG. 17 the work procedure at the time of the maintenance of the power converter device in the solar power generation system according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
  • the 4-ton truck 700 is loaded with the alternative power converter 200 with a rated output of 250 kW and goes to the power plant.
  • the alternative power conversion device 200 an alternative power conversion device with a rated output of 100 kW may be used.
  • the switch 310 of the power conversion device 100 requiring maintenance is opened, and the switch 410 of the step-up transformer 150 is opened so that the output of the solar cell array is Disconnect from the power converter 110 inside the power converter 100.
  • the DC cable 230 from the alternative power converter 200 is connected to the maintenance connection terminal 320 provided in the power converter 100, and the alternative power is connected to the maintenance connection terminal 420 provided in the step-up transformer 150.
  • the AC cable 240 from the conversion device 200 is connected.
  • the alternative power conversion device 200 is disconnected. Then, by closing the switch 310 of the power converter 100 and the switch 410 of the step-up transformer 150, power is sent to the power converter 110 in the power converter 100 to perform power conversion.
  • the effect of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 18 is a block diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the photovoltaic power generation system by 6th Embodiment of this invention is demonstrated.
  • symbol is attached
  • connection terminal 101 to which the DC cable 30 is connected and the connection terminal (the AC output terminal 102) to which the AC cable 40 is connected are respectively It also serves as the connection terminals 320 and 420 for maintenance.
  • the power conversion device 100 is provided with a switch 310 that cuts off the output from the solar cell array to the power conversion unit 110, and a switch 410 that can disconnect the power conversion unit 110 and the AC output terminal 102. It has been. Thereby, it becomes possible to isolate
  • FIG. 19 is a block diagram for explaining a maintenance method (work procedure at the time of maintenance) of the power conversion device in the photovoltaic power generation system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • a maintenance method work procedure at the time of maintenance
  • FIG. 4 and FIG. 19 the work procedure at the time of the maintenance of the power converter device in the solar power generation system according to the sixth embodiment of the present invention will be described.
  • the 4-ton truck 700 is loaded with the alternative power converter 200 with a rated output of 250 kW and goes to the power plant.
  • the alternative power conversion device 200 an alternative power conversion device with a rated output of 100 kW may be used.
  • the DC cable 230 from the alternative power converter 200 is connected to the connection terminal 101 (320) provided in the power converter 100, and the AC output terminal 102 (420) provided in the power converter 100 is connected.
  • the AC cable 240 from the alternative power conversion device 200 is connected.
  • the alternative power conversion device 200 is disconnected. Then, by closing the switches 310 and 410 of the power conversion device 100, power is sent to the power conversion unit 110 in the power conversion device 100 to perform power conversion.
  • the effect of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the photovoltaic power generation system by 7th Embodiment of this invention is demonstrated.
  • the seventh embodiment as in the second to sixth embodiments, a case where a power converter having a rated output of 100 kW is used will be described.
  • symbol is attached
  • connection terminal 51 of the current collection box 50 also serves as the connection terminal 320 for maintenance. Therefore, during the maintenance of the power conversion device 100, the DC cable 230 from the alternative power conversion device 200 is connected to the connection terminal 51 (320) of the current collection box 50.
  • the effect of the seventh embodiment is the same as that of the first and sixth embodiments.
  • FIG. 21 is a block diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the solar power generation system by 8th Embodiment of this invention is demonstrated.
  • a case where a power converter with a rated output of 100 kW is used as in the second to seventh embodiments will be described.
  • symbol is attached
  • the power converter 100 is provided with a connection terminal 320 for maintenance.
  • the switch 310 includes a changeover switch.
  • the changeover switch 310 has a function of switching the connection destination of the connection terminal 101 to which the DC cable 30 is connected to the power conversion unit 110 or the connection terminal 320 for maintenance. For this reason, the changeover switch 310 switches the supply destination of the DC power from the solar cell array to the power conversion unit 100 or the connection terminal 320 for maintenance.
  • the changeover switch 310 when the changeover switch 310 is connected to the power conversion unit 110, power from the solar cell array is supplied to the power conversion unit 110 and is not supplied to the connection terminal 320 for maintenance. ing.
  • the connection of the changeover switch 310 is switched to the connection terminal 320 for maintenance, the output from the solar cell array to the power conversion unit 110 is cut off, and the DC power from the solar cell array is supplied to the connection terminal 320 for maintenance. Supplied.
  • the DC cable 230 from the alternative power conversion device 200 is connected to the maintenance connection terminal 320 in a state where the changeover switch 310 is connected to the power conversion unit 110, a solar cell is connected to the maintenance connection terminal 320. Since power from the array is not supplied, the DC cable 230 can be connected safely. If the changeover switch 310 is switched to the maintenance connection terminal 320 after the connection of the DC cable 230, the output from the solar cell array to the power conversion unit 110 is cut off, and the DC power from the solar cell array is substituted. It is supplied to the power converter 200. Thereby, the power conversion which the power converter device 100 should bear can be made to bear the alternative power converter device 200.
  • the present invention is applied to the solar power generation system for the solar power plant.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to other solar power generation systems and household solar power generation systems.
  • the alternative power conversion device is mounted on a 4-ton truck and transported to the vicinity of the power conversion device requiring maintenance.
  • the moving means for mounting the alternative power conversion device may be a truck vehicle other than the 4-ton truck. Further, it may be a moving means other than a truck vehicle. For example, a configuration in which an alternative power conversion device is mounted on a cart and towed by a motorcycle may be used.
  • connection terminals may be provided. By comprising in this way, an additional member can be reduced.
  • a switch may not be provided on the output side of the power conversion unit in the power converter.
  • the present invention is not limited thereto, and the power conversion device used in the solar power generation system is used. May be a power converter other than the rated output of 100 kW (for example, a power converter having a rated output of 250 kW).
  • the capacity of the power converter is increased, the size of the power converter inevitably increases, and the shadow of the power converter affects the solar cell array. For this reason, the capacity of the power conversion device is not so large, and is about 100 kW to 1 MW.
  • breakers which are safety parts used in power converters
  • rated output of 100 kW and 250 kW are widely used for industrial use as power converters.
  • power converters for industrial or solar power plants rated outputs of 100 kW and 250 kW are generally used, but the present invention is effectively applied even when power converters other than these are used. can do.
  • the alternative power conversion device can be appropriately selected according to the power conversion device requiring maintenance.
  • a terminal box may be provided between the current collection box and the power converter and between the power converter and the step-up transformer.
  • connection terminal for maintenance is provided in the step-up transformer.
  • the present invention is not limited to this, and the connection terminal originally provided in the step-up transformer is used as the connection terminal for maintenance. You may also use as.
  • the step-up transformer is provided with a switch together with a connection terminal for maintenance.
  • the present invention is not limited to this, and the step-up transformer is not provided with a switch. Also good.
  • the switch which consists of a change switch in the said 8th Embodiment in the power converter device
  • this invention is not limited to this,
  • the said switch is provided in locations other than a power converter device.
  • the changeover switch may be provided in a current collection box, or when the terminal box (first terminal box) is provided between a power converter and a current collection box, It may be provided.
  • connection terminal (AC output terminal) to which the AC cable is connected serves as a maintenance connection terminal.
  • the AC output terminal and the maintenance connection terminal are separately provided. It can also be provided.
  • a switch (second switch) capable of separating the power conversion unit and the AC output terminal can also be a changeover switch similar to the above. That is, not only the switch on the input side of the power conversion unit (first switch) but also the switch on the output side of the power conversion unit (second switch) can be the same changeover switch.

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Abstract

 メンテナンス性に優れた太陽光発電システムを提供する。この太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールを含む太陽電池アレイ(10)と、太陽電池アレイ(10)からの電力を集電する集電箱(50)と、集電箱(50)と接続され、太陽電池アレイ(10)からの直流電力を交流電力に変換する電力変換部(110)を含む電力変換装置(100)と、集電箱(50)と電力変換装置(100)とを接続するDCケーブル(30)とを備えている。上記電力変換装置(100)および集電箱(50)は、それぞれ、DCケーブル(30)が接続される接続端子(101)および(51)を有している。また、上記電力変換装置(100)は、代替電力変換装置(200)を接続するための接続端子(320)と、電力変換部(110)への太陽電池アレイ(10)からの出力を遮断する開閉器(310)とをさらに有している。

Description

太陽光発電システム、電力変換装置および集電箱
 本発明は、太陽光発電システム、電力変換装置および集電箱に関する。
 近年、二酸化炭素を発生させない、環境にやさしい発電として太陽光発電が注目を受けている。それに伴い、太陽電池モジュールの価格下落が進み、家庭用の電力補助手段から、大規模な産業用の発電にも太陽光発電システムの用途が広がっている。さらに、近年では、太陽光発電所という用途にも太陽光発電システムが使われるようになってきている。
 また、上記のような太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールで発電された電力を家庭用の一般交流負荷などに供給するために、その直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を備えている。
 上記電力変換装置は、その用途によって異なる定格出力のものが用いられる。たとえば、一般家庭用の太陽光発電システムには、定格出力が3kW程度の電力変換装置が用いられる。なお、定格出力が3kW程度の電力変換装置としては、たとえば、特許文献1に記載のものが知られている。
 これに対し、産業用には、たとえば、定格出力が100kWや250kWの電力変換装置が用いられる。そして、太陽光発電システムの用途の広がりに伴い、定格出力が100kWや250kWの電力変換装置も市場に出回るようになってきた。
特開2008-92628号公報
 太陽電池モジュールの寿命は一般に20年以上と言われているが、周辺機器である電力変換装置の公称寿命は10年程度である。このため、10年を超えた場合に電力変換装置のメンテナンスが必要となることがある。すなわち、太陽光発電システムを構築した後、太陽電池モジュールの交換前に電力変換装置のメンテナンスの機会が訪れる可能性が高い。
 ここで、一般家庭用の電力変換装置は、上記のように、3kW程度の定格出力であり、その重量も30kg程度であるため、作業員二人ほどで移動可能である。このため、メンテナンスが大掛かりになる場合には、新たな電力変換装置と交換することも可能となる。
 一方、太陽光発電所などの場合、電力品質を維持する必要があるため発電を極力止めないようにする必要がある。そのため、迅速な修理が必要となるが、修理に丸1日以上かかる場合も起こり得る。このような場合、一般家庭用と同様に、電力変換装置そのものを交換する手段も考えられる。
 しかしながら、産業用や太陽光発電所用の電力変換装置は、上記のように、100kWや250kWの定格出力で重量も1t程度からそれ以上ある。このため、装置そのものの取り替えは非常に困難である。また、このような電力変換装置は、定格出力が大きいため、電力変換装置周辺のケーブルも150sq程度と太くなり、ケーブルの接続や取り外しの作業も物理的に困難を伴う。さらに、このケーブルは長期間にわたり直流電圧が印加されるため、経年劣化で取り外しが困難となる場合もある。
 この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、メンテナンス性に優れた太陽光発電システム、その太陽光発電システムに用いられる電力変換装置および集電箱を提供することである。
 上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールを含む太陽電池アレイと、太陽電池アレイからの電力を集電する集電箱と、集電箱と接続され、太陽電池アレイからの直流電力を交流電力に変換する電力変換部を含む電力変換装置と、集電箱と電力変換装置とを接続する第1電気配線と、太陽電池アレイからの直流電力が供給される第1接続端子と、電力変換部への太陽電池アレイからの出力を遮断する第1開閉器とを備え、上記第1接続端子には、代替電力変換装置が接続される。
 この第1の局面による太陽光発電システムでは、上記のように、第1開閉器を設けることによって、この第1開閉器を開状態にすることにより、電力変換部への太陽電池アレイからの出力を遮断することができる。また、第1接続端子を設けることによって、この第1接続端子に代替電力変換装置を接続することにより、太陽電池アレイからの直流電力の経路を、代替電力変換装置に切り替えることができる。すなわち、電力変換装置が担うべき電力変換を、代替電力変換装置に担わせることができる。これにより、太陽光発電システムにおける発電を止めることなく、電力変換装置のメンテナンス作業を行うことができる。
 また、第1の局面では、上記のように構成することによって、集電箱と電力変換装置とを接続する第1電気配線を取り外すことなく、メンテナンス作業を行うことができる。
 ここで、産業用や太陽光発電所用などの太陽光発電システムでは、定格出力の大きい電力変換装置が用いられる一方、このような定格出力の大きい電力変換装置は、重量も1トン程度からそれ以上となるため、装置そのものを取り替えることは非常に困難となる。しかしながら、第1の局面による太陽光発電システムでは、上記のように、装置そのものを取り替えることなく、また、集電箱と電力変換装置とを接続する第1電気配線を取り外すことなく、メンテナンス作業を行うことができるので、メンテナンス性を向上させることができる。
 なお、上記第1の局面による太陽光発電システムは、産業用や太陽光発電所用として用いた場合に、特に、メンテナンス性を向上させることが可能であるが、一般家庭用として用いた場合でも、メンテナンス性を向上させることができる。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、集電箱および電力変換装置は、それぞれ、第1電気配線が接続される第1端子を含むように構成されているのが好ましく、第1接続端子および第1開閉器は、それぞれ、集電箱および電力変換装置の少なくとも一方に設けられているのが好ましい。
 この場合において、好ましくは、電力変換装置は、第1接続端子、第1端子および第1開閉器を含む。このように構成すれば、容易に、太陽光発電システムのメンテナンス性を向上させることができる。
 上記電力変換装置が第1接続端子、第1端子および第1開閉器を含む構成において、電力変換装置における第1端子は、第1接続端子と接続されており、第1接続端子は、第1開閉器を介して、電力変換部と接続されているのが好ましい。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、集電箱および電力変換装置を、それぞれ、第1電気配線が接続される第1端子を含むように構成することができる。この際、第1端子が、第1接続端子を兼ねるように構成されていてもよい。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、集電箱は、第1接続端子を含み、電力変換装置は、電力変換部への太陽電池アレイからの出力を遮断する第1開閉器を含むように構成されていてもよい。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、集電箱は、第1電気配線が接続される第1端子、第1接続端子および第1開閉器を含み、第1接続端子が、第1開閉器を介して、第1端子と接続された構成にすることもできる。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、第1接続端子が、集電箱と電力変換装置との間に設けられており、第1開閉器を介して、電力変換部と接続されていてもよい。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、第1開閉器は、太陽電池アレイからの直流電力の供給先を、電力変換部または第1接続端子に切り替える切替スイッチから構成することもできる。このように構成すれば、太陽電池アレイと電力変換部とが接続された状態では、第1接続端子には太陽電池アレイからの直流電力が供給されていない状態であるので、第1接続端子に代替電力変換装置を安全に接続することができる。そして、スイッチ部の切り替えにより、電力変換部への太陽電池アレイからの出力の遮断と、第1接続端子への直流電力の供給とを行うことができるので、電力変換装置が担うべき電力変換を、代替電力変換装置に担わせることができる。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、電力変換装置は、電力変換部の出力側に接続される交流出力端子としての第2端子を含むように構成されているのが好ましい。この場合、第1の局面による太陽光発電システムは、第2端子と接続される第2接続端子をさらに備えていればより好ましい。このように構成すれば、この第2接続端子にも代替電力変換装置を接続することにより、容易に、太陽光発電システムにおける発電を止めることなく、電力変換装置のメンテナンス作業を行うことができる。
 この場合において、第2端子と接続される第2開閉器をさらに備えているのが好ましい。このように構成すれば、第2開閉器を開状態にすることにより、確実に、電力変換装置の電力変換部を、太陽電池アレイから電気的に切り離すことができる。これにより、より安全に、メンテナンス作業を行うことができる。
 上記電力変換装置が第2端子を有する構成において、電力変換装置が、第2接続端子を含むように構成することもできる。この場合、第2端子が、第2接続端子を介して、電力変換部と接続されているのが好ましい。
 上記電力変換装置が第2端子を有する構成において、電力変換装置が、第2接続端子と、第2端子に接続される第2開閉器とを含むように構成することができる。この場合、第2端子が、第2接続端子と接続されているとともに、第2接続端子が、第2開閉器を介して、電力変換部と接続されているのが好ましい。
 上記電力変換装置が第2端子を有する構成において、第2端子に、交流電力を出力するための第2電気配線が接続されている場合、第2接続端子が、第2電気配線を介して、第2端子と接続されている構成とすることもできる。
 この場合において、第2接続端子と電力変換部とを切り離し可能な第2開閉器をさらに備えているのが好ましい。
 上記電力変換装置が第2端子を有する構成において、第2端子が、第2接続端子を兼ねるように構成されていてもよい。
 上記第2接続端子を備えた構成において、好ましくは、第2接続端子は、専用コネクタからなる。このように構成すれば、容易に、安全性を高めることができる。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、好ましくは、第1接続端子は、専用コネクタからなる。このように構成すれば、容易に、安全性を高めることができる。なお、第1接続端子および第2接続端子の両方が、専用コネクタとなっていれば、より好ましい。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、代替電力変換装置は、移動手段に搭載されていてもよい。このように構成すれば、メンテナンスの必要な電力変換装置の近くに、代替電力変換装置を容易に配置することができる。なお、移動手段としては、たとえば、トラックなどの車両を用いることができる。
 上記第1の局面による太陽光発電システムにおいて、代替電力変換装置は、電力変換装置の状態を診断する機能を有しているのが好ましい。
 この発明の第2の局面による電力変換装置は、上記第1の局面による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置である。
 また、この発明の第3の局面による電力変換装置は、太陽電池アレイからの直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、太陽電池アレイからの電力を集電する集電箱と接続するための電気配線が接続される第1端子と、電力変換部への太陽電池アレイからの出力を遮断する第1開閉器とを備えている。
 この第3の局面では、電力変換装置を、上記のように構成することによって、メンテナンス性を向上させることができる。
 上記第3の局面による電力変換装置において、好ましくは、電気配線と同電位となる第1接続端子をさらに備える。このように構成すれば、容易に、メンテナンス性を向上させることができる。
 この場合において、第1端子は、第1接続端子と接続されており、第1接続端子は、第1開閉器を介して、電力変換部と接続されているのが好ましい。
 上記第1接続端子を備えた構成において、第1接続端子は、専用コネクタから構成されているのが好ましい。
 上記第3の局面による電力変換装置において、第1端子が、第1接続端子を兼ねるように構成されていてもよい。
 上記第3の局面による電力変換装置において、電力変換部の出力側に接続される交流出力端子としての第2端子と、第2端子と同電位となる第2接続端子とをさらに備えているのが好ましい。
 この場合において、第2端子は、第2接続端子を介して、電力変換部と接続された構成とすることができる。
 上記第2端子および第2接続端子を備えた構成において、第2端子と電力変換部とを切り離し可能な第2開閉器をさらに備え、第2端子は、第2接続端子と接続されており、第2接続端子は、第2開閉器を介して、電力変換部と接続されていてもよい。
 上記第2端子および第2接続端子を備えた構成において、第2接続端子は、専用コネクタから構成されているのが好ましい。
 上記第2端子および第2接続端子を備えた構成において、第2端子が、第2接続端子を兼ねるように構成されていてもよい。
 この発明の第4の局面による集電箱は、上記第1の局面による太陽光発電システムに用いられる集電箱である。
 また、この発明の第5の局面による集電箱は、太陽電池アレイからの電力を集電する集電箱であって、電力変換装置と接続するための電気配線が接続される第1端子と、太陽電池アレイからの電力が供給される第1接続端子とを備えている。
 この第5の局面では、集電箱を、上記のように構成することによって、太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス性を向上させることができる。
 上記第5の局面による集電箱において、好ましくは、電力変換装置への太陽電池アレイからの出力を遮断する第1開閉器をさらに備え、第1接続端子が、第1開閉器を介して、第1端子と接続されている。このように構成すれば、容易に、メンテナンス性を向上させることができる。
 上記第5の局面による集電箱において、第1接続端子は、専用コネクタから構成されているのが好ましい。
 上記第5の局面による集電箱において、第1端子が、第1接続端子を兼ねるように構成されていてもよい。
 以上のように、本発明によれば、メンテナンス性に優れた太陽光発電システム、その太陽光発電システムに用いられる電力変換装置および集電箱を容易に得ることができる。
本発明の第1実施形態による太陽光発電システムの構成を説明するためのブロック図である。 本発明の第1実施形態による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の第1実施形態による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の第1実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するための概略図である。 本発明の第1実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。 本発明の第2実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。 本発明の第2実施形態による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置のブロック図である。 本発明の第2実施形態による太陽光発電システムに用いられる集電箱のブロック図である。 本発明の第2実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。 本発明の第3実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。 本発明の第3実施形態による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置のブロック図である。 本発明の第3実施形態による太陽光発電システムに用いられる集電箱のブロック図である。 本発明の第3実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。 本発明の第4実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。 本発明の第4実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。 本発明の第5実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。 本発明の第5実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。 本発明の第6実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。 本発明の第6実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。 本発明の第7実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。 本発明の第8実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。
 以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、大規模太陽光発電所(メガソーラー)向けの太陽光発電システムの例について説明する。
 (第1実施形態)
 図1は、本発明の第1実施形態による太陽光発電システムの構成を説明するためのブロック図である。図2および図3は、本発明の第1実施形態による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。まず、図1~図3を参照して、本発明の第1実施形態による太陽光発電システムについて説明する。
 第1実施形態による太陽光発電システムは、図1に示すように、複数の太陽電池アレイ10と、太陽電池アレイ10からの配線を一つにまとめる接続箱20と、接続箱20からの配線を一つにまとめる集電箱50と、太陽電池アレイ10から出力される直流電力を交流電力に変換してその交流電力を出力する電力変換装置100と、電力変換装置100から出力された交流電力を昇圧する昇圧トランス150とを備えている。なお、昇圧トランス150で昇圧された交流電力は、変電所160に送られる。
 太陽電池アレイ10は、互いに電気的に接続された複数の太陽電池モジュールを含んで構成されている。これら複数の太陽電池モジュールは、それぞれ、光電変換素子である太陽電池セルが複数枚接続されることによって構成されている。
 接続箱20は、複数の太陽電池アレイ10と接続されており、太陽電池アレイ10からの出力を集電して、集電箱50に出力する機能を有している。
 集電箱50は、複数の接続箱20と接続されており、接続箱20からの出力を集電して、電力変換装置100に出力する機能を有している。この集電箱50は、図2に示すように、DCケーブル30を介して、電力変換装置100と接続されている。また、集電箱50には、上記DCケーブル30が接続される接続端子51が設けられている。
 集電箱50と電力変換装置100とを接続するDCケーブル30には、たとえば、150sq程度の太いケーブルが用いられている。
 電力変換装置100は、産業用または太陽光発電所用に使用される定格出力250kWの電力変換装置からなる。定格出力250kWの電力変換装置には、集電箱が1~3個程度接続されるのが一般的であるため、第1実施形態では、電力変換装置100は、3個の集電箱50を接続することが可能に構成されているものとする。
 また、電力変換装置100は、図3に示すように、上記DCケーブル30が接続される接続端子101と、太陽電池アレイ10(図1参照)からの直流電力を交流電力に変換するインバータからなる電力変換部110と、電力変換部110で変換された交流電力を出力するための交流出力端子102とを含んで構成されている。なお、DCケーブル30は、本発明の「第1電気配線」および「電気配線」の一例である。また、接続端子51および101は、本発明の「第1端子」の一例であり、交流出力端子102は、本発明の「第2端子」の一例である。
 また、図2および図3に示すように、上記電力変換装置100には、3個の集電箱50がDCケーブル30を介して接続されている。このため、電力変換装置100には、DCケーブル30が接続される上記接続端子101が3つ設けられている。一方、電力変換装置100の交流出力端子102には、ACケーブル40が接続されており、このACケーブル40を介して、電力変換装置100と昇圧トランス150とが互いに接続されている。なお、ACケーブル40は、本発明の「第2電気配線」の一例である。
 また、上記接続箱20の各々は、通常、10枚以上の太陽電池アレイ10を接続することが可能であり、上記集電箱50の各々は、通常、10個以上の接続箱を接続することが可能である。
 ここで、第1実施形態では、上記電力変換装置100は、電力変換部110への太陽電池アレイ10からの出力を遮断する開閉器310と、電力変換部110と交流出力端子102とを切り離し可能な開閉器410と、メンテナンス用の接続端子320および420とをさらに備えている。なお、開閉器310および410は、それぞれ、本発明の「第1開閉器」および「第2開閉器」の一例であり、メンテナンス用の接続端子320および420は、それぞれ、本発明の「第1接続端子」および「第2接続端子」の一例である。
 上記メンテナンス用の接続端子320および上記開閉器310は、DCケーブル30が接続される接続端子101と対応するように、3つずつ設けられており、上記メンテナンス用の接続端子420および上記開閉器410は、交流出力端子102と対応するように、1つ設けられている。
 また、メンテナンス用の接続端子320は、それぞれ、接続端子101と電気的に接続されることによって、DCケーブル30と同電位となるように構成されている。さらに、メンテナンス用の3つの接続端子320は、それぞれ、上記開閉器310を介して、電力変換部110の入力側に接続されている。一方、メンテナンス用の接続端子420は、交流出力端子102と電気的に接続されているとともに、上記開閉器410を介して、電力変換部110の出力側に接続されている。
 電力変換装置100におけるメンテナンス用の接続端子320および420は、それぞれ、後述する代替電力変換装置と接続される。なお、上記接続端子320および420は、専用コネクタとなっているのが好ましく、専用のプラグとのみ接続可能な形状となっていればより好ましい。また、専用コネクタおよび専用プラグは、きっちりと絶縁されていて、端子に人が直接触れることができないように構成されていればより好ましい。
 図4および図5は、本発明の第1実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するための図である。次に、図1、図4および図5を参照して、本発明の第1実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス時の作業手順(故障復旧方法)について説明する。
 電力変換装置100のメンテナンスが必要な状況になると、図4に示すように、たとえば、4トントラック(移動手段)700に定格出力250kWの代替電力変換装置200を積んで発電所(メンテナンスが必要な電力変換装置100の近く)に行く。なお、図5に示すように、代替電力変換装置200には、DCケーブル230が接続される接続端子201およびACケーブル240が接続される交流出力端子202に加えて、電力変換部210への太陽電池アレイ10(図1参照)からの出力を遮断する開閉器250、および、電力変換部110と交流出力端子102とを切り離し可能な開閉器260が設けられていてもよい。
 次に、メンテナンスの必要な電力変換装置100において、開閉器310および410をそれぞれ開状態にすることにより、太陽電池アレイ10(図1参照)の出力を電力変換装置100内部の電力変換部110から切り離す。
 続いて、電力変換装置100に設けられたメンテナンス用の接続端子320に、代替電力変換装置200からのDCケーブル230を接続し、電力変換装置100に設けられたメンテナンス用の接続端子420に、代替電力変換装置200からのACケーブル240を接続する。この際、上述したように、接続端子320は、代替電力変換装置200からのDCケーブル230とのみ接続可能な専用コネクタとなっているのが好ましく、接続端子420は、代替電力変換装置200からのACケーブル240とのみ接続可能な専用コネクタとなっているのが好ましい。
 これにより、メンテナンスを要する電力変換装置100(電力変換部110)には電力が供給されなくなるため、メンテナンスを行うことが可能となる。一方、電力変換装置100が担うべき電力変換は、代替電力変換装置200が担うことになり、発電は継続される。なお、上記代替電力変換装置200は、電力変換装置100(電力変換部110)の状態を診断する機能を有しているのが好ましい。
 電力変換装置100のメンテナンス終了後、代替電力変換装置200を切り離す。そして、電力変換装置100の開閉器310および410を閉状態にすることにより、電力変換装置100内の電力変換部110に電力を送り、電力変換を行う。
 第1実施形態では、上記のように、電力変換装置100に開閉器310および410を設けることによって、この開閉器310および410を開状態にすることにより、電力変換部110への太陽電池アレイ10からの出力を遮断することができる。また、電力変換装置100にメンテナンス用の接続端子320および420を設けることによって、この接続端子320および420に代替電力変換装置200を接続することにより、太陽電池アレイ10からの直流電力の経路を、代替電力変換装置200に切り替えることができる。これにより、太陽光発電システムにおける発電を止めることなく、電力変換装置100(電力変換部110)のメンテナンス作業を行うことができる。
 また、第1実施形態では、上記のように構成することによって、集電箱50と電力変換装置100とを接続するDCケーブル30を取り外さずに、メンテナンス作業を行うことができる。
 (第2実施形態)
 図6は、本発明の第2実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。図7は、本発明の第2実施形態による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置のブロック図である。図8は、本発明の第2実施形態による太陽光発電システムに用いられる集電箱のブロック図である。次に、図6~図8を参照して、本発明の第2実施形態による太陽光発電システムについて説明する。なお、第2実施形態では、定格出力100kWの電力変換装置を用いた場合について説明する。また、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
 この第2実施形態では、図6~図8に示すように、電力変換部110への太陽電池アレイからの出力を遮断する開閉器310が、電力変換装置100に設けられており、メンテナンス用の接続端子320が、集電箱50に設けられている。すなわち、第2実施形態では、電力変換装置100には、メンテナンス用の接続端子320が設けられておらず、メンテナンス用の接続端子320は、集電箱50に設けられた構成となっている。
 なお、定格出力100kWの電力変換装置には、集電箱が1個接続されるのが一般的であるため、第2実施形態では、電力変換装置100は、1個の集電箱50を接続することが可能に構成されているものとする。このため、上記電力変換装置100には、DCケーブル30を介して、1個の集電箱50が接続されている。また、集電箱50には、上記DCケーブル30が接続される接続端子51が1つ設けられており、電力変換装置100には、上記DCケーブル30が接続される接続端子101が1つ設けられている。
 また、図7に示すように、電力変換装置100において、上記接続端子101は、開閉器310を介して、電力変換部110と接続されている。さらに、第2実施形態による電力変換装置100は、上記第1実施形態と同様、交流出力端子102、電力変換部110と交流出力端子102とを切り離し可能な開閉器410、および、メンテナンス用の接続端子420をも備えた構成となっている。なお、交流出力端子102は、メンテナンス用の接続端子420と電気的に接続された状態となっており、メンテナンス用の接続端子420は、上記開閉器410を介して、電力変換部110の出力側に接続されている。
 一方、集電箱50に設けられたメンテナンス用の接続端子320は、図8に示すように、接続端子51と電気的に接続されており、これによって、メンテナンス用の接続端子320は、DCケーブル30と同電位となっている。また、上記集電箱50には、複数の接続箱20(図1参照)を接続するための接続端子52が設けられており、メンテナンス用の接続端子320を介して、接続端子51と接続端子52とが接続されている。
 図9は、本発明の第2実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。次に、図4および図9を参照して、本発明の第2実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス時の作業手順について説明する。
 電力変換装置100のメンテナンスが必要な状況になると、図4に示したように、たとえば、4トントラック700に定格出力250kWの代替電力変換装置200を積んで発電所に行く。なお、上記代替電力変換装置200に代えて、定格出力100kWの代替電力変換装置を用いるようにしてもよい。
 次に、図9に示すように、メンテナンスの必要な電力変換装置100において、開閉器310および410をそれぞれ開状態にすることにより、太陽電池アレイの出力を電力変換装置100内部の電力変換部110から切り離す。
 続いて、集電箱50に設けられたメンテナンス用の接続端子320に、代替電力変換装置200からのDCケーブル230を接続し、電力変換装置100に設けられたメンテナンス用の接続端子420に、代替電力変換装置200からのACケーブル240を接続する。
 これにより、メンテナンスを要する電力変換装置100(電力変換部110)には電力が供給されなくなるため、メンテナンスを行うことが可能となる。一方、電力変換装置100が担うべき電力変換は、代替電力変換装置200が担うことになり、発電は継続される。
 電力変換装置100のメンテナンス終了後、代替電力変換装置200を切り離す。そして、電力変換装置100の開閉器310および410を閉状態にすることにより、電力変換装置100内の電力変換部110に電力を送り、電力変換を行う。
 なお、第2実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
 (第3実施形態)
 図10は、本発明の第3実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。図11は、本発明の第3実施形態による太陽光発電システムに用いられる電力変換装置のブロック図である。図12は、本発明の第3実施形態による太陽光発電システムに用いられる集電箱のブロック図である。次に、図10~図12を参照して、本発明の第3実施形態による太陽光発電システムについて説明する。なお、第3実施形態では、上記第2実施形態と同様、定格出力100kWの電力変換装置を用いた場合について説明する。また、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
 この第3実施形態では、図10~図12に示すように、電力変換部110への太陽電池アレイからの出力を遮断する開閉器310、および、メンテナンス用の接続端子320が、集電箱50に設けられている。すなわち、第3実施形態では、電力変換装置100に、メンテナンス用の接続端子320、および、上記開閉器310が設けられていない構成となっている。
 なお、第3実施形態による電力変換装置100は、上記第1および第2実施形態と同様、交流出力端子102、電力変換部110と交流出力端子102とを切り離し可能な開閉器410、および、メンテナンス用の接続端子420をも備えた構成となっている。
 一方、図12に示すように、上記集電箱50において、開閉器310は、メンテナンス用の接続端子320とDCケーブル30が接続される接続端子51との間に配設されている。すなわち、メンテナンス用の接続端子320は、開閉器310を介して、DCケーブル30が接続される接続端子51と接続されている。
 図13は、本発明の第3実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。次に、図4および図13を参照して、本発明の第3実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス時の作業手順について説明する。
 電力変換装置100のメンテナンスが必要な状況になると、図4に示したように、たとえば、4トントラック700に定格出力250kWの代替電力変換装置200を積んで発電所に行く。なお、上記代替電力変換装置200に代えて、定格出力100kWの代替電力変換装置を用いるようにしてもよい。
 次に、図13に示すように、集電箱50の開閉器310を開状態にするとともに、メンテナンスの必要な電力変換装置100の開閉器410を開状態にすることにより、太陽電池アレイの出力を電力変換装置100内部の電力変換部110から切り離す。
 続いて、集電箱50に設けられたメンテナンス用の接続端子320に、代替電力変換装置200からのDCケーブル230を接続し、電力変換装置100に設けられたメンテナンス用の接続端子420に、代替電力変換装置200からのACケーブル240を接続する。
 これにより、メンテナンスを要する電力変換装置100(電力変換部110)には電力が供給されなくなるため、メンテナンスを行うことが可能となる。一方、電力変換装置100が担うべき電力変換は、代替電力変換装置200が担うことになり、発電は継続される。
 電力変換装置100のメンテナンス終了後、代替電力変換装置200を切り離す。そして、集電箱50の開閉器310および電力変換装置100の開閉器410をそれぞれ閉状態にすることにより、電力変換装置100内の電力変換部110に電力を送り、電力変換を行う。
 なお、第3実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
 (第4実施形態)
 図14は、本発明の第4実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。次に、図14を参照して、本発明の第4実施形態による太陽光発電システムについて説明する。なお、第4実施形態では、上記第2および第3実施形態と同様、定格出力100kWの電力変換装置を用いた場合について説明する。また、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
 この第4実施形態では、図14に示すように、集電箱50と電力変換装置100との間に、メンテナンス用の接続端子320を備えた第1端子箱350が接続されている。この第1端子箱350には、上記接続端子320とともに、電力変換部110への太陽電池アレイからの出力を遮断する開閉器310が設けられている。また、上記第1端子箱350において、メンテナンス用の接続端子320は、開閉器310を介して、電力変換装置100の電力変換部110と接続されている。
 また、第4実施形態では、電力変換装置100と昇圧トランス150との間にも、上記第1端子箱350と同様の接続箱(第2端子箱450)が接続されている。この第2端子箱450には、メンテナンス用の接続端子420および開閉器410が設けられている。また、上記第2端子箱450において、メンテナンス用の接続端子420は、開閉器410を介して、電力変換装置100の電力変換部110と接続されている。
 なお、この第4実施形態では、電力変換装置100および集電箱50のいずれにも、メンテナンス用の接続端子および開閉器が設けられていない構成となっている。
 図15は、本発明の第4実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。次に、図4および図15を参照して、本発明の第4実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス時の作業手順について説明する。
 電力変換装置100のメンテナンスが必要な状況になると、図4に示したように、たとえば、4トントラック700に定格出力250kWの代替電力変換装置200を積んで発電所に行く。なお、上記代替電力変換装置200に代えて、定格出力100kWの代替電力変換装置を用いるようにしてもよい。
 次に、図15に示すように、第1端子箱350の開閉器310および第2端子箱450の開閉器410をそれぞれ開状態にすることにより、太陽電池アレイの出力を電力変換装置100内部の電力変換部110から切り離す。
 続いて、第1端子箱350に設けられたメンテナンス用の接続端子320に、代替電力変換装置200からのDCケーブル230を接続し、第2端子箱450に設けられたメンテナンス用の接続端子420に、代替電力変換装置200からのACケーブル240を接続する。
 これにより、メンテナンスを要する電力変換装置100(電力変換部110)には電力が供給されなくなるため、メンテナンスを行うことが可能となる。一方、電力変換装置100が担うべき電力変換は、代替電力変換装置200が担うことになり、発電は継続される。
 電力変換装置100のメンテナンス終了後、代替電力変換装置200を切り離す。そして、第1端子箱350の開閉器310および第2端子箱450の開閉器410をそれぞれ閉状態にすることにより、電力変換装置100内の電力変換部110に電力を送り、電力変換を行う。
 なお、第4実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
 (第5実施形態)
 図16は、本発明の第5実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。次に、図16を参照して、本発明の第5実施形態による太陽光発電システムについて説明する。なお、第5実施形態では、上記第2~第4実施形態と同様、定格出力100kWの電力変換装置を用いた場合について説明する。また、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
 この第5実施形態による太陽光発電システムでは、図16に示すように、電力変換装置100から出力された交流電力を昇圧する昇圧トランス150に、メンテナンス用の接続端子420および開閉器410が設けられている。また、上記開閉器410は、電力変換部110とメンテナンス用の接続端子420とを切り離し可能とするために、電力変換部110とメンテナンス用の接続端子420との間に配されている。
 なお、この第5実施形態では、電力変換装置100の出力側に接続される昇圧トランス150に、開閉器410およびメンテナンス用の接続端子420を設けているため、上記第1~第3実施形態とは異なり、電力変換装置100における電力変換部110と交流出力端子102との間には、開閉器およびメンテナンス用の接続端子が設けられていない構成となっている。
 図17は、本発明の第5実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。次に、図4および図17を参照して、本発明の第5実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス時の作業手順について説明する。
 電力変換装置100のメンテナンスが必要な状況になると、図4に示したように、たとえば、4トントラック700に定格出力250kWの代替電力変換装置200を積んで発電所に行く。なお、上記代替電力変換装置200に代えて、定格出力100kWの代替電力変換装置を用いるようにしてもよい。
 次に、図17に示すように、メンテナンスの必要な電力変換装置100の開閉器310を開状態にするとともに、昇圧トランス150の開閉器410を開状態にすることにより、太陽電池アレイの出力を電力変換装置100内部の電力変換部110から切り離す。
 続いて、電力変換装置100に設けられたメンテナンス用の接続端子320に、代替電力変換装置200からのDCケーブル230を接続し、昇圧トランス150に設けられたメンテナンス用の接続端子420に、代替電力変換装置200からのACケーブル240を接続する。
 これにより、メンテナンスを要する電力変換装置100(電力変換部110)には電力が供給されなくなるため、メンテナンスを行うことが可能となる。一方、電力変換装置100が担うべき電力変換は、代替電力変換装置200が担うことになり、発電は継続される。
 電力変換装置100のメンテナンス終了後、代替電力変換装置200を切り離す。そして、電力変換装置100の開閉器310および昇圧トランス150の開閉器410をそれぞれ閉状態にすることにより、電力変換装置100内の電力変換部110に電力を送り、電力変換を行う。
 なお、第5実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
 (第6実施形態)
 図18は、本発明の第6実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。次に、図18を参照して、本発明の第6実施形態による太陽光発電システムについて説明する。なお、第6実施形態では、上記第2~第5実施形態と同様、定格出力100kWの電力変換装置を用いた場合について説明する。また、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
 この第6実施形態では、図18に示すように、電力変換装置100において、DCケーブル30が接続される接続端子101およびACケーブル40が接続される接続端子(交流出力端子102)が、それぞれ、メンテナンス用の接続端子320および420を兼ねている。
 また、上記電力変換装置100には、電力変換部110への太陽電池アレイからの出力を遮断する開閉器310、および、電力変換部110と交流出力端子102とを切り離し可能な開閉器410が設けられている。これにより、上記開閉器310および410を開状態にすることにより、太陽電池アレイの出力を電力変換装置100内部の電力変換部110から切り離すことが可能となる。
 図19は、本発明の第6実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス方法(メンテナンス時の作業手順)を説明するためのブロック図である。次に、図4および図19を参照して、本発明の第6実施形態による太陽光発電システムにおける電力変換装置のメンテナンス時の作業手順について説明する。
 電力変換装置100のメンテナンスが必要な状況になると、図4に示したように、たとえば、4トントラック700に定格出力250kWの代替電力変換装置200を積んで発電所に行く。なお、上記代替電力変換装置200に代えて、定格出力100kWの代替電力変換装置を用いるようにしてもよい。
 次に、図19に示すように、メンテナンスの必要な電力変換装置100の開閉器310および410を開状態にすることにより、太陽電池アレイの出力を電力変換装置100内部の電力変換部110から切り離す。
 続いて、電力変換装置100に設けられた接続端子101(320)に、代替電力変換装置200からのDCケーブル230を接続し、電力変換装置100に設けられた交流出力端子102(420)に、代替電力変換装置200からのACケーブル240を接続する。
 これにより、メンテナンスを要する電力変換装置100(電力変換部110)には電力が供給されなくなるため、メンテナンスを行うことが可能となる。一方、電力変換装置100が担うべき電力変換は、代替電力変換装置200が担うことになり、発電は継続される。
 電力変換装置100のメンテナンス終了後、代替電力変換装置200を切り離す。そして、電力変換装置100の開閉器310および410をそれぞれ閉状態にすることにより、電力変換装置100内の電力変換部110に電力を送り、電力変換を行う。
 なお、第6実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
 (第7実施形態)
 図20は、本発明の第7実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。次に、図20を参照して、本発明の第7実施形態による太陽光発電システムについて説明する。なお、第7実施形態では、上記第2~第6実施形態と同様、定格出力100kWの電力変換装置を用いた場合について説明する。また、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
 この第7実施形態では、図20に示すように、上記第6実施形態の構成において、集電箱50の接続端子51が、メンテナンス用の接続端子320を兼ねている。そのため、電力変換装置100のメンテナンス時には、代替電力変換装置200からのDCケーブル230が、集電箱50の接続端子51(320)に接続される。
 第7実施形態の効果は、上記第1および第6実施形態と同様である。
 (第8実施形態)
 図21は、本発明の第8実施形態による太陽光発電システムを説明するためのブロック図である。次に、図21を参照して、本発明の第8実施形態による太陽光発電システムについて説明する。なお、第8実施形態では、上記第2~第7実施形態と同様、定格出力100kWの電力変換装置を用いた場合について説明する。また、各図において、対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明は適宜省略する。
 この第8実施形態では、図21に示すように、上記第6実施形態の構成において、電力変換装置100に、メンテナンス用の接続端子320が設けられている。また、第8実施形態では、上記第1~第7実施形態とは異なり、開閉器310が切替スイッチから構成されている。この切替スイッチ310は、DCケーブル30が接続される接続端子101の接続先を、電力変換部110またはメンテナンス用の接続端子320に切り替える機能を有している。このため、切替スイッチ310により、太陽電池アレイからの直流電力の供給先が、電力変換部100またはメンテナンス用の接続端子320に切り替えられる。
 具体的には、切替スイッチ310が電力変換部110と接続されている場合には、太陽電池アレイからの電力が電力変換部110に供給され、メンテナンス用の接続端子320には供給されない状態となっている。そして、切替スイッチ310の接続がメンテナンス用の接続端子320に切り替えられると、電力変換部110への太陽電池アレイからの出力が遮断され、太陽電池アレイからの直流電力がメンテナンス用の接続端子320に供給される。
 したがって、切替スイッチ310が電力変換部110と接続されている状態で、メンテナンス用の接続端子320に代替電力変換装置200からのDCケーブル230を接続すれば、メンテナンス用の接続端子320には太陽電池アレイからの電力が供給されていないため、安全にDCケーブル230を接続することができる。そして、DCケーブル230の接続後に、切替スイッチ310をメンテナンス用の接続端子320に切り替えれば、電力変換部110への太陽電池アレイからの出力が遮断されるとともに、太陽電池アレイからの直流電力が代替電力変換装置200に供給される。これにより、電力変換装置100が担うべき電力変換を、代替電力変換装置200に担わせることができる。
 なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
 たとえば、上記第1~第8実施形態では、太陽光発電所向けの太陽光発電システムに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、太陽光発電所以外の産業用の太陽光発電システムおよび家庭用の太陽光発電システムに本発明を適用することもできる。
 また、上記第1~第8実施形態では、代替電力変換装置を4トントラックに搭載して、メンテナンスを要する電力変換装置の近くまで運搬するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、代替電力変換装置を搭載する移動手段としては、上記4トントラック以外のトラック車両であってもよい。また、トラック車両以外の移動手段であってもよい。たとえば、荷車などに代替電力変換装置を搭載して、自動二輪車で牽引するような構成であってもよい。
 また、上記第1~第8実施形態において、システムの安全を考え、システムの中にブレーカが設置されている場合には、予め設置されているブレーカに開閉器の役割を持たせるように、メンテナンス用の接続端子を設けるようにしてもよい。このように構成することにより、追加部材を減らすことができる。
 さらに、上記第1~第8実施形態において、電力変換装置における電力変換装部の出力側に開閉器(第2開閉器)を設けない構成とすることもできる。
 なお、上記した第1~第8実施形態の構成を適宜組み合わせることもできる。
 また、上記第1実施形態では、定格出力250kWの電力変換装置を太陽光発電システムに用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、太陽光発電システムに用いる電力変換装置は、定格出力250kW以外の電力変換装置(たとえば、定格出力100kWの電力変換装置)であってもよい。
 また、上記第2~第8実施形態では、定格出力100kWの電力変換装置を太陽光発電システムに用いた例について説明したが、本発明はこれに限らず、太陽光発電システムに用いる電力変換装置は、定格出力100kW以外の電力変換装置(たとえば、定格出力250kWの電力変換装置)であってもよい。
 ここで、太陽光発電所においては、太陽電池アレイ(太陽電池モジュール)と電力変換装置との配置方法は、分散方式とセントラル方式とがあるが、いずれも太陽電池アレイの近傍に電力変換装置が設置される。これは、太陽電池モジュールで発生する電力は直流電力であるため、太陽電池アレイと電力変換装置との間の距離が短い方が好ましいからである。一方、電力変換装置の容量を大きくすると、必然的にその外形サイズも大きくなり、電力変換装置の影が太陽電池アレイに影響を及ぼすことになる。このため、電力変換装置の容量は、あまり大きくならず、100kW~1MW程度とされている。また、一般に電力変換装置に用いる***品であるブレーカは200A~400Aクラスのものが用いられることが多いため、電力変換装置としては、定格出力100kWおよび250kWが産業用として普及している。このため、産業用または太陽光発電所用の電力変換装置としては、定格出力100kWおよび250kWが一般的に用いられているが、これら以外の電力変換装置を用いた場合でも、有効に本発明を適用することができる。この場合、メンテナンスを要する電力変換装置に応じて、代替電力変換装置を適宜選択することができる。
 また、上記第4実施形態では、集電箱と電力変換装置との間および電力変換装置と昇圧トランスとの間のそれぞれに、端子箱を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、集電箱と電力変換装置との間および電力変換装置と昇圧トランスとの間の一方に端子箱を設ける構成としてもよい。
 また、上記第4実施形態では、端子箱に、メンテナンス用の接続端子とともに、開閉器を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、端子箱に、開閉器を設けない構成としてもよい。
 また、上記第5実施形態では、昇圧トランスにメンテナンス用の接続端子を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、昇圧トランスにもともと設けられている接続端子をメンテナンス用の接続端子として兼用してもよい。
 また、上記第5実施形態では、昇圧トランスに、メンテナンス用の接続端子とともに、開閉器を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、昇圧トランスに、開閉器を設けない構成としてもよい。
 また、上記第8実施形態では、切替スイッチからなる開閉器を電力変換装置に設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、上記切替スイッチを、電力変換装置以外の箇所に設けても良い。たとえば、上記切替スイッチを、集電箱に設けてもよいし、電力変換装置と集電箱との間に上記端子箱(第1端子箱)が設けられている場合には、この端子箱に設けてもよい。
 なお、上記第8実施形態では、ACケーブルが接続される接続端子(交流出力端子)が、メンテナンス用の接続端子を兼ねる構成としているが、むろん、交流出力端子とメンテナンス用の接続端子とを別々に設けることもできる。この場合、電力変換部と交流出力端子とを切り離し可能な開閉器(第2開閉器)についても、上記と同様の切替スイッチとすることができる。すなわち、電力変換部の入力側の開閉器(第1開閉器)のみならず、電力変換部の出力側の開閉器(第2開閉器)についても、同様の切替スイッチとすることができる。
 10            太陽電池アレイ
 20            接続箱
 30            DCケーブル(第1電気配線、電気配線)
 40            ACケーブル(第2電気配線)
 50            集電箱
 51            接続端子(第1端子)
 100           電力変換装置
 101           接続端子(第1端子)
 102           交流出力端子(第2端子)
 110           電力変換部
 150           昇圧トランス
 160           変電所
 200           代替電力変換装置
 201           接続端子
 202           交流出力端子
 310           開閉器(第1開閉器、切替スイッチ)
 320           接続端子(第1接続端子)
 350           第1端子箱
 410           開閉器(第2開閉器)
 420           接続端子(第2接続端子)
 450           第2端子箱
 700           4トントラック(移動手段)

Claims (15)

  1.  複数の太陽電池モジュールを含む太陽電池アレイと、
     前記太陽電池アレイからの電力を集電する集電箱と、
     前記集電箱と接続され、前記太陽電池アレイからの直流電力を交流電力に変換する電力変換部を含む電力変換装置と、
     前記集電箱と前記電力変換装置とを接続する第1電気配線と、
     前記太陽電池アレイからの直流電力が供給される第1接続端子と、
     前記電力変換部への前記太陽電池アレイからの出力を遮断する第1開閉器とを備え、
     前記第1接続端子には、代替電力変換装置が接続されることを特徴とする、太陽光発電システム。
  2.  前記集電箱および前記電力変換装置は、それぞれ、前記第1電気配線が接続される第1端子を含み、
     前記第1接続端子および前記第1開閉器は、それぞれ、前記集電箱および前記電力変換装置の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電システム。
  3.  前記電力変換装置は、前記第1接続端子、前記第1端子および前記第1開閉器を含むことを特徴とする、請求項2に記載の太陽光発電システム。
  4.  前記電力変換装置における前記第1端子は、前記第1接続端子と接続されており、
     前記第1接続端子は、前記第1開閉器を介して、前記電力変換部と接続されていることを特徴とする、請求項3に記載の太陽光発電システム。
  5.  前記集電箱および前記電力変換装置は、それぞれ、前記第1電気配線が接続される第1端子を含み、
     前記第1端子が、前記第1接続端子を兼ねることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電システム。
  6.  前記集電箱は、前記第1接続端子を含み、
     前記電力変換装置は、前記電力変換部への前記太陽電池アレイからの出力を遮断する前記第1開閉器を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の太陽光発電システム。
  7.  前記集電箱は、前記第1電気配線が接続される第1端子、前記第1接続端子および前記第1開閉器を含み、
     前記第1接続端子が、前記第1開閉器を介して、前記第1端子と接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電システム。
  8.  前記第1接続端子が、前記集電箱と前記電力変換装置との間に設けられており、前記第1開閉器を介して、前記電力変換部と接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電システム。
  9.  前記第1開閉器は、前記太陽電池アレイからの直流電力の供給先を、前記電力変換部または前記第1接続端子に切り替える切替スイッチからなることを特徴とする、請求項1に記載の太陽光発電システム。
  10.  前記電力変換装置は、前記電力変換部の出力側に接続される交流出力端子としての第2端子を含み、
     前記第2端子と接続される第2接続端子をさらに備え、
     前記第2接続端子には、前記代替電力変換装置が接続されることを特徴とする、請求項1~9のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。
  11.  前記電力変換装置は、前記第2接続端子と、前記第2端子に接続される第2開閉器とを含み、
     前記第2端子が、前記第2接続端子と接続されているとともに、前記第2接続端子が、前記第2開閉器を介して、前記電力変換部と接続されていることを特徴とする、請求項10~10のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。
  12.  前記第1接続端子は、専用コネクタからなることを特徴とする、請求項1~11のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。
  13.  前記代替電力変換装置は、移動手段に搭載されていることを特徴とする、請求項1~12のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載の太陽光発電システムに用いられることを特徴とする、電力変換装置。
  15.  請求項1~13のいずれか1項に記載の太陽光発電システムに用いられることを特徴とする、集電箱。
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