JP2001223377A - Snow-melting controlling method for photovoltaic power generation apparatus - Google Patents
Snow-melting controlling method for photovoltaic power generation apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、融雪機能を有する
太陽光発電装置の融雪制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling snow melting of a photovoltaic power generator having a snow melting function.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、太陽電池に通電することによ
り、太陽電池を発熱させ太陽電池の受光面に付着した氷
雪を融解すること、いわゆる融雪を行うことは広く知ら
れている。例えば、太陽電池の発電電力を逆流防止ダイ
オードを介して蓄電池に充電するように構成された太陽
光発電装置において、太陽電池に氷雪が堆積付着してい
る場合、逆流防止ダイオードをバイパスし蓄電池より太
陽電池に順方向のバイアス電圧を印加して加熱電流を通
電し、上記氷雪を融かすように構成された装置が提案さ
れている(例えば、特開昭62−254635号公報を
参照)。2. Description of the Related Art It has been widely known that a solar cell is heated to generate heat and melt ice and snow attached to a light receiving surface of the solar cell, that is, so-called snow melting, by energizing the solar cell. For example, in a solar power generation device configured to charge a storage battery with power generated by a solar battery via a backflow prevention diode, when ice and snow are deposited on the solar battery, the backflow prevention diode is bypassed and the solar battery is bypassed by the storage battery. There has been proposed an apparatus configured to apply a forward bias voltage to a battery and apply a heating current to melt the ice and snow (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-254635).
【0003】また、太陽電池と商用電源側とを接続した
系統連系システムにおいて、太陽電池として太陽電池の
複数が直列接続された太陽電池ストリングを複数並列接
続したものや、電力変換手段として太陽電池ストリング
の発電時における電力変換機能と太陽電池に付着した氷
雪の融雪時における電力変換機能とを兼ね備えた双方向
パワーコンディショナを利用したものも知られている
(例えば、特許第2749559号公報,特開平10−
271860号公報,特開平10−285966号公報
等を参照)。Further, in a system interconnection system in which a solar cell and a commercial power supply are connected, a plurality of solar cell strings in which a plurality of solar cells are connected in series are connected in parallel, and There is also known a device using a bidirectional power conditioner having both a power conversion function at the time of string power generation and a power conversion function at the time of melting snow and ice attached to solar cells (for example, Japanese Patent No. 2749959, Kaihei 10-
271860, JP-A-10-285966, etc.).
【0004】図5に双方向パワーコンディショナを利用
した融雪機能付き太陽光発電装置の一例を示す。図5に
示すように、太陽電池(モジュールまたはセル)の複数
を直列接続した太陽電池ストリング1a,1b,1c
は、逆流防止ダイオードやサージ保護用の部品やブレー
カを備えた接続箱2に並列接続され、順変換及び逆変換
可能な双方向パワーコンディショナ3と交流電源4側に
接続されている。FIG. 5 shows an example of a photovoltaic power generator having a snow melting function using a bidirectional power conditioner. As shown in FIG. 5, solar cell strings 1a, 1b, 1c in which a plurality of solar cells (modules or cells) are connected in series.
Are connected in parallel to a junction box 2 provided with a backflow prevention diode, a surge protection component and a breaker, and are connected to a bidirectional power conditioner 3 capable of performing forward conversion and reverse conversion and the AC power supply 4 side.
【0005】ここで、太陽電池の発電時には、各太陽電
池ストリング1a,1b,1cにて発電した直流電力
を、双方向パワーコンディショナ3にて交流に変換し、
交流電源4側へ逆潮流させる。Here, at the time of power generation of the solar cells, the DC power generated by each of the solar cell strings 1a, 1b, 1c is converted into AC by the bidirectional power conditioner 3,
Reverse power flow to AC power supply 4 side.
【0006】また、融雪運転時には、逆に交流電源4か
らの交流電力を双方向パワーコンディショナ3にて直流
に変換し、各太陽電池ストリング1a,1b,1cに対
し順方向に通電を行い、太陽電池を発熱させることによ
り融雪を行う。On the other hand, during the snow melting operation, the AC power from the AC power supply 4 is converted into DC by the bidirectional power conditioner 3, and the solar cell strings 1a, 1b, 1c are energized in the forward direction. Snow melting is performed by causing the solar cell to generate heat.
【0007】この時、接続箱2内に設けられた各太陽電
池ストリング1a,1b,1cの逆流防止ダイオードを
迂回させるため、切り替え手段等を設置しバイパスさせ
る。この切り替え手段としては機械的なリレー接点や、
パワートランジスタ、FET、IGBTなどの半導体素
子を利用している。At this time, in order to bypass the backflow prevention diode of each of the solar cell strings 1a, 1b, 1c provided in the connection box 2, switching means and the like are installed and bypassed. This switching means can be mechanical relay contacts,
Semiconductor elements such as power transistors, FETs, and IGBTs are used.
【0008】この双方向パワーコンディショナ3を用い
た融雪制御については、従来の発電時の変換制御をその
まま利用できるため、融雪時の電圧,電流,電力の制御
及び保護も双方向パワーコンディショナ3にて行うこと
ができる。In the snow melting control using the bidirectional power conditioner 3, since the conventional conversion control at the time of power generation can be used as it is, the control and protection of voltage, current and electric power at the time of snow melting are also performed. Can be performed.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
双方向パワーコンディショナを利用した太陽光発電装置
の融雪制御方法において、一定電圧を太陽電池に印加し
ながら制御を行ういわゆる一定電圧制御では、一般に太
陽電池はわずかな温度変化で電流が大きく変化するの
で、一つの太陽電池ストリングを構成する太陽電池の特
性ばらつきや、温度変化などによる僅かな特性変化で電
流,電力が大きく変化する。この結果、安定した制御が
難しく、過電流防止用の保護回路が別途必要となる。However, in a conventional snow melting control method for a photovoltaic power generator using a bidirectional power conditioner, a so-called constant voltage control in which control is performed while applying a constant voltage to a solar cell is generally performed. Since the current of a solar cell greatly changes due to a slight change in temperature, the current and the power greatly change due to variations in the characteristics of the solar cells constituting one solar cell string and slight changes in the characteristics due to a change in temperature. As a result, stable control is difficult, and a protection circuit for preventing overcurrent is separately required.
【0010】また、一定電流や一定電力制御を行う場合
でも、特に複数の太陽電池ストリングを並列接続した場
合は、各太陽電池ストリングの電圧が共通となってしま
うので、各太陽電池ストリングの特性のばらつきや積雪
状態の違いにより、太陽電池ストリング間に電流のばら
つきが生じる。この結果、通電電力密度がストリング毎
にばらついてしまうという問題があった。In addition, even when a constant current or constant power control is performed, especially when a plurality of solar cell strings are connected in parallel, the voltage of each solar cell string becomes common, so that the characteristic of each solar cell string is reduced. Due to the variation and the difference in the state of snow, the current varies between the solar cell strings. As a result, there is a problem that the energized power density varies for each string.
【0011】このため、太陽電池ストリング毎に一定電
流、一定電力制御を行えばよいことになるが、太陽電池
ストリング毎にコンバータ制御回路を設置する場合、双
方向パワーコンディショナを利用するメリットがなく、
電流制限用の抵抗や半導体素子を太陽電池ストリング毎
に設ける方法では、熱損失が大きく、効率的な融雪制御
方法とはなり得ないという問題があった。For this reason, it is sufficient to perform constant current and constant power control for each solar cell string. However, when a converter control circuit is provided for each solar cell string, there is no merit of using a bidirectional power conditioner. ,
The method of providing a current limiting resistor and a semiconductor element for each solar cell string has a problem that heat loss is large and cannot be an efficient snow melting control method.
【0012】また、実際に太陽電池を屋根面などに設置
する場合は、落雪や雪止めを設けた融雪等の使用目的
や、軒先部,棟部,中央部などの設置位置で、適切な発
熱度合は異なってくるが、従来の方法では、ストリング
毎に発熱能力を設定することができなかった。Further, when the solar cell is actually installed on a roof surface or the like, appropriate heat generation is required depending on the purpose of use, such as snowfall or snow melting provided with snow stoppers, or the installation position such as an eaves part, a ridge part, or a central part. Although the degree differs, the heat generation ability cannot be set for each string by the conventional method.
【0013】また、降雪状況に応じて屋根全面を均一に
暖める防雪運転や部分集中運転を選択できなかった。In addition, it is not possible to select a snow-proof operation or a partially concentrated operation in which the entire roof is uniformly heated according to the snowfall situation.
【0014】また、単一の太陽電池ストリング毎に逐次
通電切り替えする場合は、大きな電流を開閉することに
なり、ノイズの発生が懸念される他、切り替える瞬間に
通電停止により電源がうなるなどの問題が考えられる。In addition, when the energization is switched sequentially for each single solar cell string, a large current is opened and closed, and there is a concern that noise may be generated, and at the moment of the switching, the power supply may be shut down due to interruption of energization. Can be considered.
【0015】発電可能状態の検出については、太陽電池
ストリングの開放電圧を検出するのが最も簡単である
が、太陽電池ストリングの開放電圧検出のためには、通
電を停止する必要があり、電源そのものを停止させる
と、上述したうなりやノイズの問題が考えられる。For the detection of the power generation possible state, it is easiest to detect the open-circuit voltage of the solar cell string. However, in order to detect the open-circuit voltage of the solar cell string, it is necessary to stop energizing the power supply itself. Is stopped, the problem of the beat and the noise described above can be considered.
【0016】そこで本発明は、上述した従来の諸問題を
解消し、安定した融雪作業を行うことが可能な優れた太
陽光発電装置の融雪制御方法を提供することを目的とす
る。Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems described above and to provide an excellent snow melting control method for a photovoltaic power generator capable of performing a stable snow melting operation.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の太陽光発電装置の融雪制御方法は、太陽電
池が直列に接続された太陽電池ストリングを複数並列接
続した太陽電池アレイを、制御手段を介して順変換及び
逆変換可能な双方向電力変換手段に接続し、該双方向電
力変換手段を交流電源側に接続して成る太陽光発電装置
の融雪制御方法であって、制御手段は、各太陽電池スト
リングと双方向電力変換手段との間に介在させた逆流防
止ダイオードと、各逆流防止ダイオードの端子間に設け
たバイパス電路と、各バイパス電路を開閉するスイッチ
とを備え、融雪時にはスイッチを開閉させ1以上の太陽
電池ストリングに双方向電力変換手段から電力を間欠通
電し、複数の太陽電池ストリングが間欠通電されている
間は、各々のスイッチが全て同時に開状態とならないよ
うにしたことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a method for controlling snow melting of a photovoltaic power generator according to the present invention comprises a solar cell array in which a plurality of solar cell strings in which solar cells are connected in series are connected in parallel. A method for controlling snow melting of a photovoltaic power generator, wherein the method is connected to bidirectional power conversion means capable of performing forward conversion and reverse conversion via a control means, and the bidirectional power conversion means is connected to an AC power supply. The means includes a backflow prevention diode interposed between each solar cell string and the bidirectional power conversion means, a bypass circuit provided between terminals of each backflow prevention diode, and a switch for opening and closing each bypass circuit. At the time of snow melting, the switch is opened and closed to intermittently supply electric power to one or more solar cell strings from the bidirectional power conversion means. Chi is characterized in that all was as not to open at the same time.
【0018】また、特に融雪時に選択したスイッチの開
閉制御は、太陽電池ストリングの発熱度合に応じて行う
ようにした。Further, the opening / closing control of the switch selected especially during snow melting is performed according to the heat generation degree of the solar cell string.
【0019】また、制御手段は、各太陽電池ストリング
に開放電圧又は短絡電流を検出する手段を備え、融雪時
に選択したスイッチに対応する太陽電池ストリングの通
電休止期間に検出した開放電圧又は短絡電流が設定値以
上の場合、該太陽電池ストリングの間欠通電の対象から
除外するようにした。The control means includes means for detecting an open-circuit voltage or a short-circuit current in each solar cell string. The open-circuit voltage or the short-circuit current detected during the power-supply interruption period of the solar cell string corresponding to the switch selected during snow melting is provided. When the value is equal to or larger than the set value, the solar cell string is excluded from the target of the intermittent energization.
【0020】また、間欠通電する太陽電池ストリングが
1つの場合、双方向電力変換手段からの出力を所定時間
だけ一定電圧になるようにし、太陽電池ストリングの通
電電流変化から発電可能状態を判断するようにしたこと
を特徴とする。When the number of intermittently energized solar cell strings is one, the output from the bidirectional power conversion means is kept at a constant voltage for a predetermined period of time, and the power generation possible state is determined from a change in the energizing current of the solar cell strings. It is characterized by the following.
【0021】また、間欠通電する太陽電池ストリングが
1つの場合、間欠通電から除外された太陽電池ストリン
グを所定時間だけ間欠通電し発電可能状態を検出するよ
うにしたことを特徴とする。Further, in the case where there is one solar cell string which is intermittently energized, the solar cell strings excluded from the intermittent energization are intermittently energized for a predetermined time to detect a power generation enabled state.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】本発明に係る実施形態について図
面に基づき詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0023】図1に本発明に係る太陽光発電装置(シス
テム)Sの一実施形態を説明する模式図を示す。複数の
太陽電池(太陽電池モジュールまたは太陽電池素子)を
少なくとも直列接続してなる太陽電池ストリング1a,
1b,1cは、これらの通電切り替えを制御する切り替
え制御回路12を内蔵した融雪用コントロールボックス
(制御手段)7内の回路に並列接続され、順変換及び逆
変換可能な双方向電力変換手段である双方向パワーコン
ディショナ3を介して系統電源である交流電源4側に接
続されて系統連系されている。なお、図示のように融雪
操作用としてリモコン14が付属されていてもよい。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a photovoltaic power generator (system) S according to the present invention. A solar cell string 1a, in which a plurality of solar cells (solar cell modules or solar cell elements) are connected in series at least.
Reference numerals 1b and 1c denote bidirectional power conversion means which are connected in parallel to a circuit in a snow melting control box (control means) 7 having a built-in switching control circuit 12 for controlling these energization switching, and which can perform forward conversion and reverse conversion. It is connected to an AC power supply 4 which is a system power supply via a bidirectional power conditioner 3 and is connected to the system. As shown in the figure, a remote controller 14 may be attached for snow melting operation.
【0024】ここで、融雪用コントロールボックス7
は、太陽電池ストリング1a,1b,1cのそれぞれ
に、保守点検用等の分岐開閉器11a,11b,11
c、及び逆流防止ダイオード5a,5b,5cを接続し
ている。また、各太陽電池ストリングには、逆流防止ダ
イオードの端子間を迂回させるためにバイパス電路13
a,13b,13cがそれぞれ設けられ、各バイパス電
路(13a,13b,13c)にはスイッチング素子等
からなるスイッチ(6a,6b,6c)がそれぞれ設け
られている。そして、これらバイパス電路と双方向パワ
ーコンディショナ3との間には、雷等によるサージ保護
用のサージアブソーバ9、及び主開閉器10が設けられ
ている。さらに、切り替え制御回路12でもってスイッ
チ6a,6b,6cの開閉制御を行うようにしている。
なお、上記各回路要素を一つの回路基板上に設けるよう
にしてもよい。Here, the control box 7 for snow melting
Are provided with branch switches 11a, 11b, 11 for maintenance and inspection etc. in each of the solar cell strings 1a, 1b, 1c.
c and the backflow prevention diodes 5a, 5b, 5c. In addition, each solar cell string has a bypass circuit 13 for bypassing between the terminals of the backflow prevention diode.
a, 13b, and 13c are provided, and switches (6a, 6b, and 6c) each including a switching element and the like are provided in each bypass electric circuit (13a, 13b, and 13c). A surge absorber 9 for surge protection due to lightning or the like and a main switch 10 are provided between the bypass circuit and the bidirectional power conditioner 3. Further, the switching control circuit 12 controls the opening and closing of the switches 6a, 6b, 6c.
In addition, you may make it provide each said circuit element on one circuit board.
【0025】このように構成された太陽光発電装置は、
太陽電池の受光面側に付着した氷雪を次のようにして融
雪する。まず、発電時には太陽電池ストリング1a,1
b,1cにて発電した直流電力を双方向パワーコンディ
ショナ3にて交流に変換し、交流電源4側へ逆潮流させ
る。そして、融雪運転時には、逆に交流電源4側からの
交流電力を双方向パワーコンディショナ3にて直流に変
換し、太陽電池ストリング1a,1b,1c対し順方向
に通電を行い、各太陽電池ストリングを構成する太陽電
池を発熱させることにより融雪を行う。The photovoltaic power generator configured as above is
Ice and snow attached to the light receiving surface side of the solar cell is melted as follows. First, at the time of power generation, the solar cell strings 1a, 1
The DC power generated by b and 1c is converted into AC by the bidirectional power conditioner 3, and the reverse power flows to the AC power supply 4 side. During the snow melting operation, the AC power from the AC power source 4 is converted into DC by the bidirectional power conditioner 3 and the solar cell strings 1a, 1b, 1c are energized in the forward direction. The snow melting is carried out by causing the solar cell constituting the device to generate heat.
【0026】双方向パワーコンディショナ3によって一
定電流制御を行う場合、この電流値により太陽電池アレ
イトータル(太陽電池ストリング1a+太陽電池ストリ
ング1b+太陽電池ストリング1c)の融雪電力が決定
されるため、設置時にシステム容量や双方向パワーコン
ディショナ3の定格容量に合わせて電流値設定を行う。When constant current control is performed by the bidirectional power conditioner 3, the current value determines the snow melting power of the total solar cell array (solar cell string 1a + solar cell string 1b + solar cell string 1c). The current value is set according to the system capacity and the rated capacity of the bidirectional power conditioner 3.
【0027】各太陽電池ストリング1a,1b,1cに
順方向に一定電流を短時間(100m秒オーダーから数
十分)でローテーション通電(間欠通電)を行う。例え
ば1a→1b→1c→1a→…のようにローテーション
させていく。この場合、一定電流制御であるため、安定
した制御が可能である。各ストリングは直列枚数に応じ
た電圧による電力が通電される。また、この時の各太陽
電池ストリングの通電時間(スイッチ6a,6b,6c
のON(閉)時間)ta、tb、tcは予め初期設定し
ておき、設置条件や使用条件によって適宜に設定変更で
きるものとする。Rotation energization (intermittent energization) is applied to each of the solar cell strings 1a, 1b, 1c in a forward direction with a constant current for a short time (from the order of 100 ms to several tens of minutes). For example, the rotation is performed in the order of 1a → 1b → 1c → 1a →. In this case, stable control is possible because of constant current control. Each string is energized by a voltage corresponding to the number of series. At this time, the energizing time of each solar cell string (switches 6a, 6b, 6c)
(ON (closed) time) ta, tb, tc are set in advance in advance, and can be appropriately changed according to installation conditions and use conditions.
【0028】ここで、数秒程度の短時間のローテーショ
ン周期(間欠周期)であれば、各太陽電池ストリングの
温度は通電電力のON・OFF制御に応じて大きく変化
するものではないので、この通電時間ta,tb,tc
と各太陽電池ストリングの通電タイミングから演算する
ことにより、各太陽電池ストリングの発熱度合が調整で
きる。Here, if the rotation cycle (intermittent cycle) is as short as about several seconds, the temperature of each solar cell string does not change greatly according to the ON / OFF control of the power supply. ta, tb, tc
Then, the degree of heat generation of each solar cell string can be adjusted by calculating from the energization timing of each solar cell string.
【0029】図2に各太陽電池ストリングのタイムチャ
ートの一例を示す。太陽電池ストリング1aのOFF時
間(スイッチ6aの開時間に相当)と太陽電池ストリン
グ1bのOFF時間(スイッチ6bの開時間に相当)が
重ならないように通電重なり時間tjのを設けて、太陽
電池ストリング1cは太陽電池ストリング1bと同じタ
イムチャートとしている。この場合は、太陽電池ストリ
ング1bと太陽電池ストリング1cは同じ発熱度合とな
り、tjが短時間であれば発熱度合1a:1b(=1
c)=ta:tb(=tc)/2となる。FIG. 2 shows an example of a time chart of each solar cell string. An energization overlap time tj is provided so that the OFF time of the solar cell string 1a (corresponding to the opening time of the switch 6a) does not overlap with the OFF time of the solar cell string 1b (corresponding to the opening time of the switch 6b). 1c is the same time chart as the solar cell string 1b. In this case, the solar cell strings 1b and 1c have the same heat generation degree. If tj is short, the heat generation degree 1a: 1b (= 1)
c) = ta: tb (= tc) / 2.
【0030】このように、太陽電池ストリングの発熱度
合に応じてスイッチの開閉制御を行うようにしたので、
例えば、軒先部,棟部,中央部などの太陽電池ストリン
グの設置位置で、適切な発熱度合が異なっても、太陽電
池ストリング毎に発熱能力を設定することができ、効率
的な融雪を行うことができる。As described above, the opening and closing of the switch is controlled in accordance with the degree of heat generation of the solar cell string.
For example, it is possible to set the heat generation capacity for each solar cell string even when the appropriate heat generation degree differs at the installation position of the solar cell string such as the eaves part, the ridge part, the central part, etc., so that efficient snow melting can be performed. Can be.
【0031】さらに、効率的な融雪を行うためには、融
雪が完了し発電可能状態になった場合は、自動で融雪運
転を停止し、発電運転に移行することが望まれる。太陽
電池は光により電圧を発生させるセンサーも兼ねている
ため、特定の太陽電池ストリングの開放電圧検出値又は
短絡電流値が設定値以上になれば、その太陽電池ストリ
ングは発電可能と判断することができる。Further, in order to perform efficient snow melting, it is desired that when the snow melting is completed and the power generation becomes possible, the snow melting operation is automatically stopped and the operation is shifted to the power generation operation. Since a solar cell also serves as a sensor that generates voltage by light, if the open-circuit voltage detection value or short-circuit current value of a specific solar cell string exceeds a set value, it can be determined that the solar cell string can generate power. it can.
【0032】上述の通り、本発明の太陽光発電装置の融
雪制御方法では、各太陽電池ストリングの通電に休止期
間が生じるため、この休止期間を利用することにより、
融雪運転に何ら影響を与えず、また、双方向パワーコン
ディショナ3を停止させることなく、太陽電池ストリン
グの開放電圧や短絡電流を検出することができる。As described above, in the method for controlling snow melting of the photovoltaic power generator according to the present invention, a pause period occurs during the energization of each solar cell string.
The open-circuit voltage and short-circuit current of the solar cell string can be detected without affecting the snow-melting operation at all and without stopping the bidirectional power conditioner 3.
【0033】また、図3に示すように、この検出値が予
め太陽電池ストリング毎に設定された発電可能判定値を
超えた場合は発電可能と判断する。そして、発電可能と
判断されたストリングスは間欠通電を停止させる。これ
により、融雪が完了していない残りの太陽電池ストリン
グへ集中して通電することができ、効率的な融雪が可能
となる。また、最後に残った太陽電池ストリングの発電
可能状態の判定については、一定時間(数分から数十分
程度)おきに双方向パワーコンディショナ3の直流出力
電圧制限値を発電可能判定値近辺まで下げることで、一
定電圧制御に短時間切り替える。この時、最後に残った
太陽電池ストリングが発電可能であれば、図4に示すよ
うに、開放電圧が発電可能判定値に達しているため、通
電電流の方向が反転することになる。双方向パワーコン
ディショナ3の直流出力電力または電流を検出すること
で判断が可能である。As shown in FIG. 3, when the detected value exceeds a power generation possibility judgment value set in advance for each solar cell string, it is determined that power generation is possible. The strings determined to be capable of generating power stop intermittent energization. As a result, current can be concentrated and supplied to the remaining solar cell strings that have not completed snow melting, and efficient snow melting can be achieved. In addition, regarding the determination of the power generation possible state of the last remaining solar cell string, the DC output voltage limit value of the bidirectional power conditioner 3 is reduced to the vicinity of the power generation possible determination value at regular intervals (from several minutes to several tens of minutes). Thus, the control is switched to the constant voltage control for a short time. At this time, if the last remaining solar cell string can generate power, as shown in FIG. 4, since the open-circuit voltage has reached the power generation feasibility determination value, the direction of the energizing current is reversed. The determination can be made by detecting the DC output power or current of the bidirectional power conditioner 3.
【0034】また、別の方法として、一定時間おきに通
電ローテーションから除外している太陽電池ストリング
に数秒間通電を切り替え、複数ストリングスの間欠通電
時と同様に発電可能検出を行ってもよい。As another method, power supply may be switched to the solar cell strings excluded from the power supply rotation for a few seconds at regular intervals, and power generation possibility detection may be performed as in the case of intermittent power supply of a plurality of strings.
【0035】最終的に全ての太陽電池ストリングの検出
値が発電可能判定値以上になれば、融雪が完了し、発電
可能状態になったと判断できるため、融雪運転を停止
し、双方向パワーコンディショナ3を発電運転に移行さ
せる。When the detected values of all the solar cell strings finally become equal to or higher than the power generation possible determination value, it can be determined that the snow melting has been completed and the power generation is possible, so the snow melting operation is stopped and the bidirectional power conditioner is stopped. 3 is shifted to the power generation operation.
【0036】また、本発明の融雪機能付太陽光発電装置
の制御方法では間欠通電の各太陽電池ストリング通電時
間の変更が容易にできるため、さまざまな状況に応じた
最適な融雪制御が可能である。In the method of controlling the photovoltaic power generation device with a snow melting function according to the present invention, it is possible to easily change the energizing time of each solar cell string of the intermittent energizing, so that the optimal snow melting control according to various situations is possible. .
【0037】例えば、雪の降り始めから積雪を防止する
ために、間欠通電の各太陽電池ストリング通電時間を調
整すれば、太陽電池アレイ全面を均一に暖めることがで
き、防雪運転を行うことができる。この時の各太陽電池
ストリング間欠通電の時間変更は、手動操作用として防
雪運転スイッチを設定しておいてもよいし、降雪センサ
ー等を利用して、降雪を検出した場合は自動的に防雪運
転モードに入るよう設定することも可能である。For example, if the energizing time of each intermittently energized solar cell string is adjusted in order to prevent snow accumulation from the beginning of snowfall, the entire solar cell array can be uniformly warmed and a snow-proof operation can be performed. . At this time, the time of the intermittent energization of each solar cell string may be changed by setting a snow-proof operation switch for manual operation, or automatically using a snow-fall sensor or the like when the snow-fall is detected. It is also possible to set to enter the mode.
【0038】また、実際に屋根面などに設置する場合
は、落雪や雪止めを設けた融雪等の使用目的や軒先部,
棟部,中央部などの設置位置で適切な発熱度合が異なっ
てくるのは当然である。Further, when the apparatus is actually installed on a roof or the like, the purpose of use such as falling snow or snow melting provided with snow stoppers, the eaves part,
It is natural that the appropriate degree of heat generation differs depending on the installation position such as the ridge and the center.
【0039】例えば落雪させるのが目的であれば、太陽
電池アレイの配列態様に応じて、特に軒先部分や棟部分
に電力を集中させることが考えられる。具体的には発熱
度合を軒先部:中央部:棟部=3:1:3としたい場合
は、各太陽電池ストリングの通電タイミング及び間欠通
電の通電時間から(通電電流)×(通電時間)が3:
1:3となるようにta,tb,tcを設定すればよ
い。For example, if the purpose is to make snow fall, it is conceivable to concentrate the electric power particularly on the eaves and the ridge according to the arrangement of the solar cell array. Specifically, when the degree of heat generation is to be set to eaves top part: center part: ridge part = 3: 1: 3, (power supply current) × (power supply time) is obtained from the power supply timing of each solar cell string and the power supply time of intermittent power supply. 3:
Ta, tb, and tc may be set so as to be 1: 3.
【0040】もちろん、このON・OFF時間設定は、
その都度利用者が計算して入力するものではなく、落
雪,融雪,防雪,ユーザー設定など、何通りかの予め設
定済みのものをボタンなどの手動操作や降雪センサーや
積雪センサーなどを利用した自動運転において、適切な
設定を呼び出すようにするとよい。Of course, this ON / OFF time setting
Instead of being calculated and entered by the user each time, several pre-set items such as snowfall, snowmelt, snow protection, user settings, etc. are automatically operated using buttons or the like or using a snowfall sensor or snowfall sensor. In driving, it is preferable to call up an appropriate setting.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の太陽光
発電装置の融雪制御方法によれば、太陽電池の特性ばら
つき等による影響の極力少ない、非常に安定した融雪制
御を行うことができる上、過電流防止用の保護回路も不
要となる。As described above in detail, according to the method for controlling snow melting of a photovoltaic power generator according to the present invention, it is possible to perform extremely stable snow melting control with as little influence as possible due to variations in characteristics of solar cells. In addition, a protection circuit for preventing overcurrent is not required.
【0042】また、使用目的や設置場所等に応じ太陽電
池ストリング毎に発熱度合を自由に変更できるので、さ
まざまな状況に応じた最適な融雪制御が可能である。Further, since the degree of heat generation can be freely changed for each solar cell string according to the purpose of use, installation location, etc., it is possible to perform optimal snow melting control according to various situations.
【0043】さらに、太陽電池の発電可能状態をも検出
可能で、自動的に発電運転に移行させることができるの
で、効率的な融雪や発電を実現させることができる。Furthermore, since the power generation possible state of the solar cell can be detected and the operation can be automatically shifted to the power generation operation, efficient snow melting and power generation can be realized.
【0044】そして、太陽電池の発電可能状態を検出す
る場合、太陽電池ストリングの開放電圧の検出を行う際
に、通電を停止させる必要がなく、電源のうなりやノイ
ズ等の心配がない優れた太陽光発電装置を提供できる。When the power generation possible state of the solar cell is detected, when detecting the open voltage of the solar cell string, there is no need to stop energization, and an excellent solar power free from worries or noises of the power supply. A photovoltaic device can be provided.
【図1】本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態を説
明する模式的な概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a solar power generation device according to the present invention.
【図2】本発明に係る太陽光発電装置の通電制御タイム
チャート図である。FIG. 2 is a time chart showing the energization control of the photovoltaic power generator according to the present invention.
【図3】太陽電池ストリングの発電可能検出に関する電
圧−電流特性図である。FIG. 3 is a voltage-current characteristic diagram relating to detection of possible power generation of a solar cell string.
【図4】最後に融雪作業を行う太陽電池ストリングの発
電可能状態の判定に関する電圧−電流特性図である。FIG. 4 is a voltage-current characteristic diagram relating to determination of a power generation possible state of a solar cell string that performs a snow melting operation last.
【図5】従来の太陽光発電装置の一例を説明する図であ
り、電気接続の様子を模式的に説明する概略構成図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conventional solar power generation device, and is a schematic configuration diagram schematically illustrating a state of electrical connection.
1a、1b、1c:太陽電池ストリング 2:接続箱 3:双方向パワーコンディショナ(双方向電力変換手
段) 4:交流電源 5a,5b,5c:逆流防止ダイオード 6a,6b,6c:スイッチ 7:融雪用コントロールボックス(制御手段) 8:操作リモコン 9:サージアブソーバ 10:主開閉器 11:分岐開閉器 12:切り替え制御回路 13a,13b,13c:バイパス電路 S:太陽光発電装置(システム)1a, 1b, 1c: Solar cell string 2: Connection box 3: Bidirectional power conditioner (bidirectional power conversion means) 4: AC power supply 5a, 5b, 5c: Backflow prevention diode 6a, 6b, 6c: Switch 7: Snow melting Control box (control means) 8: Operation remote controller 9: Surge absorber 10: Main switch 11: Branch switch 12: Switching control circuit 13a, 13b, 13c: Bypass circuit S: Photovoltaic power generator (system)
Claims (5)
トリングを複数並列接続した太陽電池アレイを、制御手
段を介して順変換及び逆変換可能な双方向電力変換手段
に接続し、該双方向電力変換手段を交流電源側に接続し
て成る太陽光発電装置の融雪制御方法であって、前記制
御手段は、各太陽電池ストリングと前記双方向電力変換
手段との間に介在させた逆流防止ダイオードと、各逆流
防止ダイオードの端子間に設けたバイパス電路と、各バ
イパス電路を開閉するスイッチとを備え、融雪時には前
記スイッチを開閉させ1以上の太陽電池ストリングに前
記双方向電力変換手段から電力を間欠通電し、複数の太
陽電池ストリングが間欠通電されている間は、前記各々
のスイッチが全て同時に開状態とならないようにしたこ
とを特徴とする太陽光発電装置の融雪制御方法。A solar cell array in which a plurality of solar cell strings in which solar cells are connected in series is connected to bidirectional power conversion means capable of forward conversion and reverse conversion via a control means. A method for controlling snow melting of a photovoltaic power generator, comprising connecting power conversion means to an AC power supply, wherein the control means includes a backflow prevention diode interposed between each solar cell string and the bidirectional power conversion means. A bypass circuit provided between the terminals of the backflow prevention diodes, and a switch for opening and closing each bypass circuit. When snow melts, the switch is opened and closed to supply power from the bidirectional power conversion means to one or more solar cell strings. The intermittent power supply is performed while the plurality of solar cell strings are intermittently supplied with power, so that all of the switches are not simultaneously opened. A snow melting control method for a photovoltaic device.
御は、太陽電池ストリングの発熱度合に応じて行うよう
にしたことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電装
置の融雪制御方法。2. The snow melting control method for a photovoltaic power generator according to claim 1, wherein the control of opening and closing the switch selected at the time of snow melting is performed in accordance with the degree of heat generation of the solar cell string.
に開放電圧又は短絡電流を検出する手段を備え、前記融
雪時に選択したスイッチに対応する太陽電池ストリング
の通電休止期間に検出した開放電圧又は短絡電流が設定
値以上の場合、該太陽電池ストリングの間欠通電の対象
から除外するようにしたことを特徴とする請求項1乃至
2に記載の太陽光発電装置の融雪制御方法。3. The control means includes means for detecting an open-circuit voltage or a short-circuit current in each solar cell string, wherein the open-circuit voltage or short-circuit detected during a power supply suspension period of the solar cell string corresponding to the switch selected during the snow melting. The method according to claim 1, wherein when the current is equal to or more than a set value, the solar cell string is excluded from a target of the intermittent energization.
1つの場合、双方向電力変換手段からの出力を所定時間
だけ一定電圧になるようにし、前記太陽電池ストリング
の通電電流変化から発電可能状態を判断するようにした
ことを特徴とする請求項1乃至3に記載の融雪制御方
法。4. When the number of the intermittently energized solar cell strings is one, the output from the bidirectional power conversion means is kept at a constant voltage for a predetermined time, and a power generation possible state is determined from a change in energizing current of the solar cell strings. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the snow melting control method is performed.
1つの場合、間欠通電から除外された太陽電池ストリン
グを所定時間だけ間欠通電し発電可能状態を検出するよ
うにしたことを特徴とする請求項3に記載の融雪制御方
法。5. The method according to claim 3, wherein when the number of the intermittently energized solar cell strings is one, intermittent energization of the solar cell strings excluded from the intermittent energization for a predetermined time is performed to detect a power generation enabled state. 3. The method for controlling snow melting according to item 1.
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