JP2010239083A - Photovoltaic power generating system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a series connection, even if using misconnection preventing connectors for the positive-side and negative-side connection terminals of a solar cell module. <P>SOLUTION: Even if the solar cell module 30A, including positive-side connection terminals 10 (positive-side female connectors 12f and positive-side male connectors 12m) and negative-side connection terminals 14 (negative-side female connectors 16f and negative-side male connectors 16m) which serve as misconnection preventing connectors is used, a series connection can be made in a junction box 40B. In this case, misconnections are completely avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、複数の太陽電池モジュールを直並列接続し、高電圧・大電力の直流出力が得られるようにした太陽光発電システムに関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation system in which a plurality of solar cell modules are connected in series and parallel to obtain a high voltage / high power DC output.

従来から、直列接続した太陽電池モジュールを並列接続し、高電圧・大電力の直流出力にしてパワーコンディショナに供給し交流電力に変換する太陽光発電システムが提案されている（特許文献１）。上記のパワーコンディショナにより、前記直流出力が、商用周波数の電源に変換され家庭用あるいは産業用として電力系統連系に供される。   Conventionally, a solar power generation system has been proposed in which solar cell modules connected in series are connected in parallel, converted to high voltage / high power DC output, supplied to a power conditioner, and converted into AC power (Patent Document 1). With the above power conditioner, the DC output is converted to a commercial frequency power source and used for power grid interconnection for home use or industrial use.

特開２００３−１２４４９０号公報JP 2003-124490 A

しかしながら、上記従来技術に係る太陽光発電システムにおいては、２つの太陽電池モジュールを直列接続する際に、２つの中継器が必要とされ、さらに、直列接続された２つの太陽電池モジュールを並列接続する際に、２つのコネクタが必要とされる。そのため、ケーブルの接続構造が複雑となり、ケーブルの誤配線・誤接続を招き易いという問題がある。   However, in the solar power generation system according to the above prior art, when two solar cell modules are connected in series, two repeaters are required, and furthermore, two solar cell modules connected in series are connected in parallel. In some cases, two connectors are required. For this reason, the cable connection structure becomes complicated, and there is a problem that erroneous wiring and erroneous connection of the cable are likely to occur.

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、接続構造が簡素で、高電圧・大電力の直流出力を得ることを可能とする太陽光発電システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a solar power generation system that has a simple connection structure and can obtain a high-voltage / high-power DC output. .

また、この発明は、接続構造が簡素で、かつ誤配線の発生のおそれがなく、高電圧・大電力の直流出力を得ることを可能とする太陽光発電システムを提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a photovoltaic power generation system that has a simple connection structure and does not cause erroneous wiring, and that can obtain a high-voltage / high-power DC output.

さらに、この発明は、簡単な構成で設置場所の形状への適応性の高い太陽光発電システムを提供することを目的とする。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a solar power generation system that is highly adaptable to the shape of the installation place with a simple configuration.

この発明に係る太陽光発電システムは、以下の特徴（１）〜（５）を備える。   The solar power generation system according to the present invention includes the following features (1) to (5).

（１）プラス側接続端子とマイナス側接続端子とを有し並列接続可能な公称出力電圧Ｖ0［Ｖ］の太陽電池モジュールが、それぞれ並列接続された複数個又は１個からなるストリングがｍ個（ｍは、２以上の整数）からなる太陽電池パネルアレイと、前記各ストリングの出力を接続するための、前記プラス側接続端子対応入力端子と前記マイナス側接続端子対応入力端子との端子対が、前記各ストリングの数だけ設けられた接続箱と、を備え、前記接続箱は、複数の前記ストリングを同一の数ずつ直列接続して出力電圧ｐＶ0（ｐは、２以上の整数）［Ｖ］のサブアレイをｎ個（ｎは、２以上の整数）形成し、さらに、出力電圧ｐＶ0［Ｖ］の前記サブアレイ同士を並列接続して出力する内部結線構成とされていることを特徴とする。 (1) A plurality of solar cell modules having a positive connection terminal and a negative connection terminal and having a nominal output voltage V 0 [V] that can be connected in parallel, each of which is made of a plurality of or one string. A terminal pair of the positive connection terminal corresponding input terminal and the negative connection terminal corresponding input terminal for connecting the solar cell panel array (m is an integer of 2 or more) and the output of each string is , And a connection box provided by the number of the strings, and the connection box has a plurality of the strings connected in series and output voltage pV 0 (p is an integer of 2 or more) [V ], (N is an integer of 2 or more), and the sub-arrays of the output voltage pV 0 [V] are connected in parallel and output. .

この発明によれば、ｍ個（ｍは、２以上の整数）のストリングを接続箱の入力側に接続するだけで、接続箱の出力側に、複数の前記ストリングを同一の数ずつ直列接続して出力電圧ｐＶ0（ｐは、２以上の整数）［Ｖ］のサブアレイがｎ個（ｎは、２以上の整数）形成され、さらに、ｎ個の出力電圧ｐＶ0［Ｖ］の前記サブアレイ同士が並列接続された高電圧・大電力の直流出力が得られる。 According to the present invention, by simply connecting m strings (m is an integer of 2 or more) to the input side of the connection box, the same number of strings are connected in series to the output side of the connection box. N subarrays of output voltage pV 0 (p is an integer of 2 or more) [V] are formed (n is an integer of 2 or more), and the subarrays of n output voltages pV 0 [V] are Can be connected in parallel to obtain a high-voltage, high-power DC output.

（２）上記の特徴（１）を有する発明において、前記接続箱内で、各サブアレイの同一中間電位｛（ｐ−１）Ｖ0、（ｐ−２）Ｖ0、…、Ｖ0｝点（各中点という。）同士を短絡する構成とすることで、各サブアレイのいずれかの各中点に電位が発生していれば、他のサブアレイの対応する各中点も同電位となるので、後述するように、回路中に配される開閉器の耐電圧仕様を、中点同士を開放しておく場合に比較して小電圧使用にすることができる。 (2) In the invention having the above feature (1), in the junction box, the same intermediate potential {(p−1) V 0 , (p−2) V 0 ,..., V 0 } point ( Each midpoint)) By short-circuiting each other, if a potential is generated at any of the midpoints of each subarray, the corresponding midpoints of the other subarrays also have the same potential. As will be described later, the withstand voltage specification of the switch arranged in the circuit can be made to use a small voltage compared to the case where the midpoints are kept open.

（３）上記の特徴（１）又は（２）を有する発明において、前記ｐＶ0、（ｐ−１）Ｖ0、…、Ｖ0の各同電位に接続される前記太陽電池モジュールの枚数を、同数にすることで、全ての太陽電池モジュールから効率よく出力電流を取り出すことができる。このような簡単な構成で設置場所の形状への適応性を高くすることができる。 (3) In the invention having the above features (1) or (2), the pV 0, (p-1) V 0, ..., the number of the solar cell modules connected to each same potential V 0, By using the same number, output current can be efficiently extracted from all the solar cell modules. With such a simple configuration, the adaptability to the shape of the installation place can be enhanced.

（４）上記の特徴（１）〜（３）のいずれかを有する発明において、前記接続箱内に、前記各ストリングの出力に対して逆流防止ダイオードと、バイパスダイオードとを接続配置することで、一部が日陰になっている太陽電池モジュールが存在した場合にも、逆流を確実に防止し、かつ日陰になっている太陽電池モジュールをバイパスして効率よく作動させることができる。 (4) In the invention having any one of the above characteristics (1) to (3), by connecting and arranging a backflow prevention diode and a bypass diode to the output of each string in the connection box, Even when there is a solar cell module partially shaded, it is possible to reliably prevent backflow and to operate efficiently by bypassing the shaded solar cell module.

（５）上記の特徴（１）〜（４）のいずれかを有する発明において、各太陽電池モジュールに、前記プラス側接続端子として、プラス側オスコネクタとプラス側メスコネクタとを備え、前記マイナス側接続端子として、マイナス側オスコレクタとマイナス側メスコネクタとを備え、プラス側コネクタ同士とマイナス側コネクタ同士とを嵌合不能な構造に構成する。そして、ある太陽電池モジュールを、プラス側マイナス側１対のオスコネクタ（又はメスコネクタ）を介して、前記接続箱に設けられた対応する１対のメスコネクタ（オスコネクタ）に嵌合する一方、プラス側マイナス側１対のメスコネクタ（オスコネクタ）を介して、他の太陽電池モジュールのプラス側マイナス側１対のオスコネクタ（メスコネクタ）に嵌合し並列接続可能に構成する。このように構成することで、接続構造が簡素で、かつ誤配線の発生のおそれがなく、高電圧・大電力の直流出力を得ることができる。 (5) In the invention having any one of the above characteristics (1) to (4), each solar cell module includes a positive male connector and a positive female connector as the positive connection terminal, and the negative side As the connection terminal, a negative male collector and a negative female connector are provided, and the positive connectors and the negative connectors are configured so that they cannot be fitted together. And while a certain solar cell module is fitted to a corresponding pair of female connectors (male connectors) provided in the junction box via a pair of positive and negative male connectors (or female connectors), A pair of male connectors (female connectors) on the plus side minus side of another solar cell module are fitted via a pair of plus side minus side female connectors (male connectors) so that they can be connected in parallel. With this configuration, the connection structure is simple, there is no possibility of erroneous wiring, and a high voltage / high power DC output can be obtained.

この発明によれば、接続構造が簡素で、高電圧・大電力の直流出力を得ることができる太陽光発電システムが提供される。   According to the present invention, there is provided a solar power generation system that has a simple connection structure and can obtain a high-voltage / high-power DC output.

図１Ａは、太陽電池モジュールに設けられたプラス側接続端子を構成するプラス側オスコネクタと、プラス側メスコネクタが嵌合されている状態を示す平面図であり、図１Ｂは、プラス側メスコネクタのＩＢ−ＩＢ線断面図、図１Ｃは、プラス側オスコネクタのＩＣ−ＩＣ線断面図である。FIG. 1A is a plan view showing a state in which a plus-side male connector constituting a plus-side connection terminal provided in a solar cell module and a plus-side female connector are fitted, and FIG. 1B is a plus-side female connector. IB-IB line sectional drawing, FIG. 1C is IC-IC line sectional drawing of a positive side male connector. 図２Ａは、太陽電池モジュールに設けられたマイナス側接続端子を構成するマイナス側オスコネクタと、マイナス側メスコネクタが嵌合されている状態を示す平面図であり、図２Ｂは、マイナス側メスコネクタのＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図、図２Ｃは、プラス側オスコネクタのＩＩＣ−ＩＩＣ線断面図である。FIG. 2A is a plan view showing a state in which a negative male connector constituting a negative connection terminal provided in the solar cell module and a negative female connector are fitted, and FIG. 2B is a negative female connector. IIB-IIB sectional view taken on the line, FIG. 2C is a sectional view taken along the IIC-IIC line of the positive male connector. １個の太陽電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of one solar cell module. 図４Ａは、太陽電池モジュール単体同士の並列接続が可能であることの説明図、図４Ｂは太陽電池モジュール単体同士の直列接続が不可能であることの説明図である。FIG. 4A is an explanatory diagram showing that parallel connection of single solar cell modules is possible, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing that serial connection of solar cell modules is impossible. 第１実施例に係る太陽光発電システムの模式的構成図である。It is a typical block diagram of the solar energy power generation system which concerns on 1st Example. この発明の背景技術の太陽光発電システムの構成図である。It is a block diagram of the photovoltaic power generation system of the background art of this invention. 第２実施例に係る太陽光発電システムの構成図である。It is a block diagram of the solar energy power generation system which concerns on 2nd Example. 第３実施例に係る太陽光発電システムの構成図である。It is a block diagram of the solar energy power generation system which concerns on 3rd Example. 第４実施例に係る太陽光発電システムが適用された家屋等の模式図である。It is a schematic diagram of the house etc. to which the solar power generation system concerning a 4th example was applied. 第４実施例に係る太陽光発電システムの構成図である。It is a block diagram of the solar energy power generation system which concerns on 4th Example. 図１１Ａは、中点同士を接続していない接続箱を含む太陽光発電システムの構成図、図１１Ｂは、中点同士を接続した接続箱を含む太陽光発電システムの構成図である。FIG. 11A is a configuration diagram of a solar power generation system including a connection box in which the midpoints are not connected to each other, and FIG. 11B is a configuration diagram of a solar power generation system including a connection box in which the midpoints are connected to each other. 第５実施例に係る太陽光発電システムの模式的構成図である。It is a typical block diagram of the solar energy power generation system which concerns on 5th Example. 第６実施例に係る太陽光発電システムの模式的構成図である。It is a typical block diagram of the solar energy power generation system which concerns on 6th Example.

以下、この発明に係る太陽光発電システムの実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of a photovoltaic power generation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１Ａは、この実施形態に係る太陽光発電システムにおける太陽電池モジュールの並列接続等のために使用されるプラス側接続端子１０を構成するプラス側オスコネクタ１２ｍと、プラス側メスコネクタ１２ｆが嵌合されている状態を示す平面図である。   FIG. 1A shows that a plus-side male connector 12m and a plus-side female connector 12f constituting a plus-side connection terminal 10 used for parallel connection of solar cell modules in the photovoltaic power generation system according to this embodiment are fitted. It is a top view which shows the state performed.

図１Ｂは、プラス側メスコネクタ１２ｆのＩＢ−ＩＢ線断面図、図１Ｃは、プラス側オスコネクタ１２ｍのＩＣ−ＩＣ線断面図である。   1B is a cross-sectional view taken along line IB-IB of the positive female connector 12f, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along IC-IC line of the positive male connector 12m.

プラス側メスコネクタ１２ｆ及びプラス側オスコネクタ１２ｍにおいて、針状のオス電極１８ｍと筒状のメス電極１８ｆは導電性金属で形成され、その他の部分は樹脂で形成される。   In the plus-side female connector 12f and the plus-side male connector 12m, the needle-like male electrode 18m and the cylindrical female electrode 18f are made of a conductive metal, and the other portions are made of resin.

図１Ｂ、図１Ｃ中、白い部分は凹部であり、クロスハッチング部分は凸部であって相互に嵌合する。嵌合する際、オス電極１８ｍとメス電極１８ｆとが嵌合して電気的に接続される。   In FIG. 1B and FIG. 1C, a white part is a recessed part and a cross hatching part is a convex part, and it mutually fits. When fitting, the male electrode 18m and the female electrode 18f are fitted and electrically connected.

図２Ａは、この実施形態に係る太陽光発電システムにおける太陽電池モジュールの並列接続等のために使用されるマイナス側接続端子１４を構成するマイナス側オスコネクタ１６ｍと、マイナス側メスコネクタ１６ｆが嵌合されている状態を示す平面図である。   FIG. 2A shows that a minus-side male connector 16m and a minus-side female connector 16f constituting a minus-side connection terminal 14 used for parallel connection of solar cell modules in the photovoltaic power generation system according to this embodiment are fitted. It is a top view which shows the state performed.

図２Ｂは、マイナス側メスコネクタ１６ｆのＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図、図２Ｃは、マイナス側オスコネクタ１６ｍのＩＩＣ−ＩＩＣ線断面図である。   2B is a cross-sectional view taken along the line IIB-IIB of the negative female connector 16f, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line IIC-IIC of the negative male connector 16m.

針状のオス電極２０ｍと筒状のメス電極２０ｆは導電性金属で形成され、その他の部分は樹脂で形成される。   The needle-shaped male electrode 20m and the cylindrical female electrode 20f are formed of a conductive metal, and the other portions are formed of resin.

図２Ｂ、図２Ｃ中、白い部分は凹部であり、黒い部分は凸部であり嵌合する。嵌合する際、マイナス側接続端子１４のオス電極２０ｍとメス電極２０ｆとが嵌合し電気的に接続される。   In FIG. 2B and FIG. 2C, a white part is a recessed part and a black part is a convex part, and it fits. When fitting, the male electrode 20m and the female electrode 20f of the minus side connection terminal 14 are fitted and electrically connected.

ただし、プラス側接続端子１０とマイナス側接続端子１４とでは、樹脂部分の形状が異なっているので、プラス側接続端子１０のプラス側オスコネクタ１２ｍ（図１Ｃ参照）とマイナス側接続端子１４のマイナス側メスコネクタ１６ｆ（図２Ｂ参照）とは嵌合しないし、プラス側接続端子１０のプラス側メスコネクタ１２ｆ（図１ｆ参照）とマイナス側接続端子１４のマイナス側オスコネクタ１６ｍ（図２Ｃ参照）とも嵌合しない。したがって、誤接続、誤配線の発生のおそれがない。   However, since the shape of the resin portion is different between the plus side connection terminal 10 and the minus side connection terminal 14, the plus side male connector 12m (see FIG. 1C) of the plus side connection terminal 10 and the minus side of the minus side connection terminal 14 are used. It does not fit with the side female connector 16f (see FIG. 2B), and the plus side female connector 12f (see FIG. 1f) of the plus side connection terminal 10 and the minus side male connector 16m (see FIG. 2C) of the minus side connection terminal 14 Do not mate. Therefore, there is no risk of incorrect connection or wiring.

図３に模式的に示すように、１個の太陽電池モジュール３０は、太陽電池本体３４に端子ボックス３６が設けられた構造とされており、太陽電池本体３４の一側面側には、端子ボックス３６から２本のケーブル３２がそれぞれ上述したプラス側メスコネクタ１２ｆとマイナス側メスコネクタ１６ｆに接続され、他側面側には、端子ボックス３６から２本のケーブル３２がそれぞれプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍに接続される。すなわち、並列接続可能な太陽電池モジュール３０は、コネクタ付きケーブル３２が４本出ている構造になっている。   As schematically shown in FIG. 3, one solar cell module 30 has a structure in which a terminal box 36 is provided in the solar cell body 34, and a terminal box is provided on one side of the solar cell body 34. Two cables 32 from 36 are connected to the positive female connector 12f and the negative female connector 16f, respectively. On the other side, two cables 32 from the terminal box 36 are connected to the positive male connector 12m and a negative cable, respectively. It is connected to the side male connector 16m. That is, the solar cell module 30 that can be connected in parallel has a structure in which four cables 32 with connectors are provided.

このように構成される太陽電池モジュール３０は、図４Ａに示すように、単体同士で並列接続は可能であるが、図４Ｂに示すように、単体同士での直列接続は不可能になる。   As shown in FIG. 4A, the solar cell modules 30 configured in this way can be connected in parallel with each other, but cannot be connected in series with each other as shown in FIG. 4B.

なお、太陽電池本体３４は、薄膜系太陽電池セルを採用しており、半導体層（光吸収層）が数１０μｍ〜数μｍ以下の厚さをもち、Ｓｉ系薄膜系と化合物薄膜系に分類され、更に化合物薄膜系には、ＩＩ−ＶＩ族化合物型、カルコパイライト型等の種類がある。薄膜系太陽電池セルは、１枚のセルで５０〜１００［Ｖ］の電圧を発生できるため、１つの太陽電池本体３４を、１〜３枚のセルで製作し、５０〜３００［Ｖ］の電圧を確保することが容易である。   The solar cell body 34 employs thin-film solar cells, and the semiconductor layer (light absorption layer) has a thickness of several tens of μm to several μm or less, and is classified into a Si-based thin film system and a compound thin-film system. Furthermore, there are various types of compound thin film systems such as II-VI group compound type and chalcopyrite type. Since a thin film solar cell can generate a voltage of 50 to 100 [V] with one cell, one solar cell main body 34 is manufactured with one to three cells, and 50 to 300 [V]. It is easy to ensure the voltage.

この実施形態において、１つの太陽電池本体３４からなる太陽電池モジュール３０が発生する電圧は、略等しく、公称出力電圧Ｖ0［Ｖ］であるものとする。 In this embodiment, it is assumed that the voltage generated by the solar cell module 30 including one solar cell main body 34 is substantially equal to the nominal output voltage V 0 [V].

図５は、第１実施例に係る太陽光発電システム５０の模式的構成図である。接続箱４０の一側面には、プラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍの対が２対設けられている。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the solar power generation system 50 according to the first embodiment. Two pairs of a positive male connector 12m and a negative male connector 16m are provided on one side of the connection box 40.

基準電位側のプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍには、図５に示すように太陽電池モジュール３０ａのプラス側メスコネクタ１２ｆとマイナス側メスコネクタ１６ｆがそれぞれ嵌合し、太陽電池モジュール３０ａに太陽電池モジュール３０ｂが並列接続される。   As shown in FIG. 5, the positive female connector 12f and the negative female connector 16f of the solar cell module 30a are fitted into the positive male connector 12m and the negative male connector 16m on the reference potential side, respectively. The solar cell modules 30b are connected in parallel.

同様に、高圧電位側のプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍには、太陽電池モジュール３０ｃのプラス側メスコネクタ１２ｆとマイナス側メスコネクタ１６ｆがそれぞれ嵌合し、太陽電池モジュール３０ｃに太陽電池モジュール３０ｄが並列接続される。   Similarly, the plus-side female connector 12f and the minus-side female connector 16f of the solar cell module 30c are fitted into the plus-side male connector 12m and the minus-side male connector 16m on the high-voltage potential side, respectively. Modules 30d are connected in parallel.

接続箱４０の内部で、基準電位（低圧）側のプラス側オスコネクタ１２ｍと、高圧電位側のマイナス側オスコネクタ１６ｍとが内部配線ケーブル３８により接続されている。接続箱４０の基準電位側のマイナス側オスコネクタ１６ｍは内部配線ケーブル５４を通じて接続箱４０の外部接続端子９２に接続されるとともに、接続箱４０の高圧電位側のプラス側オスコネクタ１２ｍは内部配線ケーブル５８を通じて接続箱４０の外部接続端子９１に接続される。   Inside the connection box 40, a positive-side male connector 12m on the reference potential (low-voltage) side and a negative-side male connector 16m on the high-voltage potential side are connected by an internal wiring cable 38. The negative male connector 16m on the reference potential side of the connection box 40 is connected to the external connection terminal 92 of the connection box 40 through the internal wiring cable 54, and the positive male connector 12m on the high voltage potential side of the connection box 40 is connected to the internal wiring cable. 58 is connected to the external connection terminal 91 of the connection box 40.

したがって、図５例の太陽光発電システム５０では、接続箱４０外の入力側で、並列接続された太陽電池モジュール３０ａ、３０ｂと、並列接続された太陽電池モジュール３０ｃ、３０ｄと、が接続箱４０にコネクタ接続されることで、接続箱４０内のケーブル３８により自動的に直列接続される。   Therefore, in the photovoltaic power generation system 50 of FIG. 5, the solar cell modules 30 a and 30 b connected in parallel and the solar cell modules 30 c and 30 d connected in parallel on the input side outside the connection box 40 are connected to the connection box 40. By being connected to the connector, the cables 38 in the connection box 40 are automatically connected in series.

外部接続端子９１、９２間に現れる２並列２直列の出力は、後述するパワーコンディショナの直流入力側に接続される。パワーコンディショナはインバータを含んで構成され、直流電力を、例えば商用周波数の電源に変換して家庭用あるいは産業用の利用に供する。   Two parallel two-series outputs appearing between the external connection terminals 91 and 92 are connected to a DC input side of a power conditioner described later. The power conditioner includes an inverter, and converts direct-current power into, for example, a commercial frequency power source for use in home or industrial use.

このように、上述した構成による太陽光発電システム５０は、コネクタが繋がるべきところのみに繋がる構造のため、誤接続の懸念が払拭される。   Thus, since the photovoltaic power generation system 50 with the above-described configuration is connected only to the place where the connector should be connected, the concern of erroneous connection is eliminated.

次に、この実施形態に係る太陽光発電システム５０の詳細について説明する前に、その理解の容易化のために、図６を参照して、この発明の背景技術の太陽光発電システム５０Ａの構成について説明する。   Next, before describing the details of the photovoltaic power generation system 50 according to this embodiment, in order to facilitate understanding thereof, the configuration of the photovoltaic power generation system 50A of the background art of the present invention will be described with reference to FIG. Will be described.

図６に示す背景技術に係る太陽光発電システム５０Ａは、それぞれ並列接続可能な太陽電池モジュール１３４、１３３、１３２、１３１と、接続箱４０Ａと、パワーコンディショナ６０Ａとから構成される。隣り合うストリング同士である太陽電池モジュール１３４と１３３とが２つのプラス側接続端子１０と２つのマイナス側接続端子１４とにより接続箱４０Ａの外部で直列に接続されサブアレイ７４とされ、残りの隣り合うストリング同士である太陽電池モジュール１３２と１３１とが２つのプラス側接続端子１０と２つのマイナス側接続端子１４とにより接続箱４０Ａの外部で直列に接続されサブアレイ７２とされる。   A photovoltaic power generation system 50A according to the background art shown in FIG. 6 includes solar cell modules 134, 133, 132, 131 that can be connected in parallel, a connection box 40A, and a power conditioner 60A. Adjacent strings of solar cell modules 134 and 133 are connected in series outside the connection box 40A by two plus side connection terminals 10 and two minus side connection terminals 14 to form a subarray 74, and the remaining adjacent ones. The solar cell modules 132 and 131, which are strings, are connected in series outside the connection box 40A by the two plus side connection terminals 10 and the two minus side connection terminals 14 to form a subarray 72.

直列接続されたサブアレイ７２とサブアレイ７４とが、接続箱４０Ａの中で、４つの開閉器６４及び２つの逆流防止ダイオード６６により並列接続され、高電圧大電流（２直列２並列）出力の直流電源に合成される。この直流電源が外部接続端子９１、９２を通じてパワーコンディショナ６０Ａに供給され、商用周波数の交流電源７０Ａに変換される。   The subarray 72 and the subarray 74 connected in series are connected in parallel by the four switches 64 and the two backflow prevention diodes 66 in the connection box 40A, and a DC power supply with a high voltage and large current (two series and two parallel) output. Is synthesized. This DC power is supplied to the power conditioner 60A through the external connection terminals 91 and 92, and is converted into a commercial frequency AC power 70A.

この図６例の太陽光発電システム５０Ａでは、太陽電池モジュール１３４〜１３１の１個の出力電圧（公称出力電圧）がＶ0［Ｖ］（例えば２００［Ｖ］）である場合、各開閉器６４の耐電圧は２Ｖ0［Ｖ］（したがって、４００［Ｖ］）必要である。耐電圧が２Ｖ0＝４００［Ｖ］の開閉器６４は、沿面距離等を所定距離以上設ける必要があることから開閉器６４の容積が相当に大きくなり、重く取り扱いも不便になるという課題がある。 In the photovoltaic power generation system 50A of the example of FIG. 6, when one output voltage (nominal output voltage) of the solar cell modules 134 to 131 is V 0 [V] (for example, 200 [V]), each switch 64 Is required to have a withstand voltage of 2V 0 [V] (thus 400 [V]). The switch 64 having a withstand voltage of 2V 0 = 400 [V] has a problem that the creepage distance or the like needs to be provided more than a predetermined distance, so that the volume of the switch 64 becomes considerably large and is heavy and inconvenient to handle. .

また、背景技術に係る図６例の太陽光発電システム５０Ａでは、サブアレイ７２（サブアレイ７４）の上側のストリングの太陽電池モジュール１３３（１３１）と、下側のストリングの太陽電池モジュール１３４（１３２）の数は、直列接続であることから同数で接続しないと、電流使用効率が悪くなる。しかし、同数に接続しようとすると、屋根等への設置の自由度が阻害されるという課題がある。   Further, in the photovoltaic power generation system 50A of the example of FIG. 6 according to the background art, the solar cell module 133 (131) of the upper string of the subarray 72 (subarray 74) and the solar cell module 134 (132) of the lower string are arranged. Since the numbers are connected in series, the current use efficiency deteriorates unless they are connected in the same number. However, when trying to connect the same number, there is a problem that the degree of freedom of installation on a roof or the like is hindered.

図７は、これらの課題を解決するためになされた、この発明の第２実施例に係る太陽光発電システム５０Ｂの構成図を示す。   FIG. 7 shows a configuration diagram of a photovoltaic power generation system 50B according to the second embodiment of the present invention, which has been made to solve these problems.

図８は、同様に上述の課題を解決するためになされた、この発明の第３実施例に係る太陽光発電システム５０Ｃの構成図である。   FIG. 8 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system 50C according to the third embodiment of the present invention, which is similarly made to solve the above-described problem.

太陽光発電システム５０Ｂ、５０Ｃにおいて、接続箱４０Ｂの構成は同一である。接続箱４０Ｂの入力側の基準電位側及び高圧側にそれぞれ２対のプラス側接続端子１０とマイナス側接続端子１４のそれぞれプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍが設けられる。   In the photovoltaic power generation systems 50B and 50C, the configuration of the connection box 40B is the same. Two pairs of a positive side connection terminal 10 and a negative side connection terminal 14 are respectively provided with a positive side male connector 12m and a negative side male connector 16m on the reference potential side and the high voltage side on the input side of the connection box 40B.

接続箱４０Ｂの外部接続端子９１、９２間には、直列接続されたストリングが並列接続された高電圧・大出力が出力される。   Between the external connection terminals 91 and 92 of the connection box 40B, a high voltage and a large output in which strings connected in series are connected in parallel are output.

図７例の太陽光発電システム５０Ｂにおいて、接続箱４０Ｂの入力側の基準電位側のプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍにそれぞれ第３（第４）ストリング１８３（１８４）を構成する第３（第４）の太陽電池モジュール１３３（１３４）が接続され、接続箱４０Ｂの入力側の高圧電位側のプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍにそれぞれ第１（第２）ストリング１８１（１８２）を構成する第１（第２）の太陽電池モジュール１３１（１３２）が接続される。   In the photovoltaic power generation system 50B in the example of FIG. 7, the third (fourth) string 183 (184) is configured in the positive side male connector 12m and the negative side male connector 16m on the reference potential side on the input side of the connection box 40B. 3 (fourth) solar cell module 133 (134) is connected, and the first (second) string 181 (into the positive side male connector 12m and the negative side male connector 16m on the input side of the connection box 40B on the high voltage potential side respectively. 182) is connected to the first (second) solar cell module 131 (132).

一方、図８例の太陽光発電システム５０Ｃにおいて、接続箱４０Ｂの入力側の基準電位側のプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍにそれぞれ第３（第４）ストリング８３（８４）を構成する第３（第４）の太陽電池モジュール３０Ｄ（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）が接続され、接続箱４０Ｂの入力側の高圧電位側のプラス側オスコネクタ１２ｍとマイナス側オスコネクタ１６ｍにそれぞれ第１（第２）ストリング８１（８２）を構成する第１（第２）の太陽電池モジュール３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ（３０Ｅ）が接続される。太陽電池モジュール３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、並列接続され、太陽電池モジュール３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈも、並列接続されている。   On the other hand, in the photovoltaic power generation system 50C of the example of FIG. 8, the third (fourth) string 83 (84) is configured in the positive male connector 12m and the negative male connector 16m on the reference potential side on the input side of the connection box 40B. The third (fourth) solar cell module 30D (30A, 30B, 30C) is connected to the positive side male connector 12m and the negative side male connector 16m on the input side of the connection box 40B. The first (second) solar cell modules 30F, 30G, 30H (30E) constituting the second) string 81 (82) are connected. Solar cell modules 30A, 30B, and 30C are connected in parallel, and solar cell modules 30F, 30G, and 30H are also connected in parallel.

また、図７例の太陽光発電システム５０Ｂにおいて、接続箱４０Ｂ内で、第１〜第４ストリング１８１〜１８４（太陽電池モジュール１３１〜１３４）のプラス側オスコネクタ１２ｍに開閉器６４Ａを介してそれぞれ逆流防止機能を有する逆流防止ダイオード６６のアノード電極が接続される。逆流防止ダイオード６６のカソード電極とマイナス側オスコネクタ１６ｍに接続される開閉器６４Ａとの間にバイパス用ダイオード６８のアノード電極が接続される。バイパス用ダイオード６８のカソード電極は、開閉器６４Ａを介してマイナス側オスコネクタ１６ｍに接続される。   Moreover, in the solar power generation system 50B of the example of FIG. 7, in the connection box 40B, the plus side male connector 12m of the first to fourth strings 181 to 184 (solar cell modules 131 to 134) is respectively connected via the switch 64A. An anode electrode of a backflow prevention diode 66 having a backflow prevention function is connected. The anode electrode of the bypass diode 68 is connected between the cathode electrode of the backflow prevention diode 66 and the switch 64A connected to the negative male connector 16m. The cathode electrode of the bypass diode 68 is connected to the negative male connector 16m via the switch 64A.

同様に、図８例の太陽光発電システム５０Ｃにおいて、接続箱４０Ｂ内で、第１〜第４ストリング８１〜８４のプラス側オスコネクタ１２ｍにそれぞれ逆流防止機能を有する逆流防止ダイオード６６のアノード電極が接続される。逆流防止ダイオード６６のカソード電極とマイナス側オスコネクタ１６ｍに接続される開閉器６４Ａとの間にバイパス用ダイオード６８が接続される。バイパス用ダイオード６８のアノード電極は、開閉器６４Ａを介してマイナス側オスコネクタ１６ｍに接続される。   Similarly, in the photovoltaic power generation system 50C of the example of FIG. 8, the anode electrode of the backflow prevention diode 66 having a backflow prevention function is provided in each of the positive male connectors 12m of the first to fourth strings 81 to 84 in the connection box 40B. Connected. A bypass diode 68 is connected between the cathode electrode of the backflow prevention diode 66 and the switch 64A connected to the negative male connector 16m. The anode electrode of the bypass diode 68 is connected to the negative male connector 16m via the switch 64A.

そして、図７例の太陽光発電システム５０Ｂにおいて、第４ストリング１８４を構成する太陽電池モジュール１３４のプラス側接続端子１０と、第３ストリング１８３を構成する太陽電池モジュール１３３のマイナス側接続端子１４とが接続箱４０Ｂ内で、開閉器６４Ａ及び逆流防止ダイオード６６を通じて直列接続される一方、第２ストリング１８２を構成する太陽電池モジュール１３２のプラス側接続端子１０と、第１ストリング１８１を構成する太陽電池モジュール１３１のマイナス側接続端子１４とが接続箱４０Ｂ内で、開閉器６４Ａ及び逆流防止ダイオード６６を通じて直列接続される。それぞれ直列接続されたサブアレイ７２Ａと７４Ａとが、外部接続端子９１、９２の所で接続箱４０Ｂの内部配線により並列接続される。   Then, in the photovoltaic power generation system 50B of the example of FIG. 7, the plus side connection terminal 10 of the solar cell module 134 constituting the fourth string 184 and the minus side connection terminal 14 of the solar cell module 133 constituting the third string 183 Are connected in series in the connection box 40B through the switch 64A and the backflow prevention diode 66, while the positive connection terminal 10 of the solar cell module 132 constituting the second string 182 and the solar cell constituting the first string 181. The negative connection terminal 14 of the module 131 is connected in series through the switch 64A and the backflow prevention diode 66 in the connection box 40B. The subarrays 72A and 74A connected in series are connected in parallel by the internal wiring of the connection box 40B at the external connection terminals 91 and 92, respectively.

同様に、図８例の太陽光発電システム５０Ｃにおいて、第４ストリング８４を構成する並列接続の太陽電池モジュール３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのプラス側接続端子１０と、第３ストリング８３を構成する太陽電池モジュール３０Ｄのマイナス側接続端子１４とが接続箱４０Ｂ内で、開閉器６４Ａ及び逆流防止ダイオード６６を通じて直列接続され、第２ストリング８２を構成する太陽電池モジュール３０Ｅのプラス側接続端子１０と、第１ストリング８１を構成する並列接続の太陽電池モジュール３０Ｆ〜３０Ｈのマイナス側接続端子１４とが接続箱４０Ｂ内で、開閉器６４Ａ及び逆流防止ダイオード６６を通じて直列接続される。それぞれ直列接続されたサブアレイ７２Ｂと７４Ｂ（サブアレイ７２Ｂとサブアレイ７４Ｂを合わせてアレイ７８という。）とが、外部接続端子９１、９２の所で接続箱４０Ｂの内部配線により並列接続される。   Similarly, in the photovoltaic power generation system 50C of the example of FIG. 8, the positive side connection terminals 10 of the parallel-connected solar cell modules 30A, 30B, and 30C constituting the fourth string 84 and the solar cell module constituting the third string 83 The negative connection terminal 14 of 30D is connected in series through the switch 64A and the backflow prevention diode 66 in the connection box 40B, and the positive connection terminal 10 of the solar cell module 30E constituting the second string 82 and the first string The negative-side connection terminals 14 of the parallel-connected solar cell modules 30F to 30H constituting 81 are connected in series through the switch 64A and the backflow prevention diode 66 in the connection box 40B. Sub-arrays 72B and 74B connected in series (sub-array 72B and sub-array 74B together are referred to as array 78) are connected in parallel by internal wiring of connection box 40B at external connection terminals 91 and 92.

さらにまた、図７例及び図８例の太陽光発電システム５０Ｂ、５０Ｃの各接続箱４０Ｂ内で、第１及び第２ストリング８１（１８１）、８２（１８２）の直列接続点である中点７５と、第３及び第４ストリング８３（１８３）、８４（１８４）の直列接続点である中点７６とが短絡接続される。   Furthermore, in the connection boxes 40B of the photovoltaic power generation systems 50B and 50C in the examples of FIGS. 7 and 8, a midpoint 75 that is a series connection point of the first and second strings 81 (181) and 82 (182). And the middle point 76, which is a series connection point of the third and fourth strings 83 (183) and 84 (184), is short-circuited.

中点７５、７６の短絡接続点（共通接続点）は、接続箱４０Ｂの外部接続端子９３を通じてパワーコンディショナ６０Ａに接続される。   The short-circuit connection point (common connection point) of the midpoints 75 and 76 is connected to the power conditioner 60A through the external connection terminal 93 of the connection box 40B.

ここで、多数の太陽電池モジュール３０Ａ〜３０Ｈを有する図８例の太陽光発電システム５０Ｃを例として、外部接続端子９１、９２に現れる出力電圧及び出力電流について模式的に説明する。理解の容易化のため、仮に太陽電池モジュール３０Ａ〜３０Ｈが陰っていないで日が当たっているときのそれぞれの（パネル１枚の）出力電圧（公称出力電圧Ｖ0）を２００［Ｖ］、出力電流を１［Ａ］とすれば、第４ストリング８４のプラス側接続端子１０から２００［Ｖ］で３［Ａ］の直流電流が流れ出し、内、１［Ａ］分の直流電流が、第３ストリング８３を通じプラス側接続端子１０から４００［Ｖ］で１［Ａ］の直流電流として流し出される。 Here, the output voltage and the output current appearing at the external connection terminals 91 and 92 will be schematically described by taking as an example the solar power generation system 50C of FIG. 8 having a large number of solar cell modules 30A to 30H. For ease of understanding, the output voltage (nominal output voltage V 0 ) of each (one panel) when the solar cell modules 30A to 30H are not shaded and the sun is shining is 200 [V], the output Assuming that the current is 1 [A], a DC current of 3 [A] flows out from the positive side connection terminal 10 of the fourth string 84 at 200 [V]. Through the string 83, a DC current of 1 [A] is discharged from the positive connection terminal 10 at 400 [V].

一方、第２ストリング８２のプラス側接続端子１０から２００［Ｖ］で１［Ａ］の直流電流が流れ出し、この１［Ａ］の直流電流と、上記の第４ストリング８４のプラス側接続端子１０から２００［Ｖ］で３［Ａ］で流れ出した直流電流が分岐した２［Ａ］の直流電流とが、中点７５で合成され、２００［Ｖ］で３［Ａ］の直流電流として第１ストリング８１に流れ込み、第１ストリング８１から４００［Ｖ］で３［Ａ］の直流電流として流れだす。この４００［Ｖ］で３［Ａ］の直流電流と、第３ストリング８３から４００［Ｖ］で流れ出した１［Ａ］の直流電流とが外部接続端子９１の所で合成され、外部接続端子９１から４００［Ｖ］で４Ａの直流電流がパワーコンディショナ６０Ａに供給される。なお、外部接続端子９２から接続箱４０Ｂ側に０［Ｖ］で４［Ａ］の直流電源が流れ込む。   On the other hand, a DC current of 1 [A] flows out from the plus side connection terminal 10 of the second string 82 at 200 [V], and the DC current of 1 [A] and the plus side connection terminal 10 of the fourth string 84 described above. 2 [A] DC current branched from 3 [A] at 200 [V] is synthesized at the midpoint 75, and the first DC current of 3 [A] at 200 [V] is synthesized. It flows into the string 81 and flows as a direct current of 3 [A] at 400 [V] from the first string 81. The DC current of 3 [A] at 400 [V] and the DC current of 1 [A] flowing out from the third string 83 at 400 [V] are synthesized at the external connection terminal 91, and are connected to the external connection terminal 91. To 400 [V], a 4 A direct current is supplied to the power conditioner 60A. A DC power supply of 4 [A] flows from the external connection terminal 92 to the connection box 40B side at 0 [V].

パワーコンディショナ６０Ａは、インバータであり、４００［Ｖ］の直流出力を、例えば、２００［Ｖ］の商用周波数の交流電源７０Ａに変換する。   The power conditioner 60A is an inverter and converts a DC output of 400 [V] into an AC power supply 70A having a commercial frequency of 200 [V], for example.

この場合、図８例の太陽光発電システム５０Ｃでは、サブアレイ７２Ｂ（７４Ｂ）毎の第１及び第２ストリング８１、８２（第３及び第４ストリング８３、８４）のプラス側、マイナス側の太陽電池モジュールの数が揃っていなくても｛サブアレイ７２Ｂの第１ストリング８１は３枚（プラス側）、第２ストリング８２は１枚（マイナス側）、サブアレイ７４Ｂの第３ストリング８３は１枚（プラス側）、第４ストリング８４は３枚（マイナス側）｝となっており、アレイ７８全体でのプラス側（高電位側）の太陽電池モジュール３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ、３０Ｄの数４枚とマイナス側（基準電位側、低電位側）の太陽電池モジュール３０Ｅ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの数４枚との枚数が同数であればよいので、太陽光発電システム５０Ｃの設置自由度（設置場所の形状への適応性）が向上する。   In this case, in the photovoltaic power generation system 50C in the example of FIG. 8, the positive and negative solar cells of the first and second strings 81 and 82 (third and fourth strings 83 and 84) for each subarray 72B (74B). Even if the number of modules is not uniform {the first string 81 of the subarray 72B is three (plus side), the second string 82 is one (minus side), and the third string 83 of the subarray 74B is one (plus side) ), The fourth string 84 is three (minus side)}, and the number of plus four (high potential side) solar cell modules 30F, 30G, 30H, 30D in the entire array 78 and the minus side ( Since the number of the solar cell modules 30E, 30A, 30B, and 30C on the reference potential side and the low potential side) should be the same, the number of solar power generation systems 50C Location flexibility (adaptability to the installation location of the shape) is improved.

例えば、図９に模式的に描いた南向きの屋根に煙突１１４や天窓１１２が存在する家屋１０８であっても、太陽電池モジュール３０を１８個含む次に説明する第４実施例に係る太陽光発電システム５０Ｄを構成する第１〜第８ストリングＳ１〜Ｓ８を、煙突１１４及び天窓１１２を避けて図示のように並べて当該太陽光発電システム５０Ｄを適用することができる。   For example, even in a house 108 in which a chimney 114 and a skylight 112 are present on a south-facing roof schematically illustrated in FIG. 9, the solar light according to a fourth embodiment described below including 18 solar cell modules 30. The solar power generation system 50D can be applied by arranging the first to eighth strings S1 to S8 constituting the power generation system 50D as shown in the figure avoiding the chimney 114 and the skylight 112.

この場合、図１０の簡易回路図（入力側のプラス側接続端子１０とマイナス側接続端子１４等を省略して描いている。）に示すように、第４実施例に係る太陽光発電システム５０Ｄを構成する接続箱４０Ｃ内で、中点２７１、２７２、２７３、２７４を相互に接続する。   In this case, as shown in the simplified circuit diagram of FIG. 10 (illustrated by omitting the input side plus side connection terminal 10 and the minus side connection terminal 14), the photovoltaic power generation system 50D according to the fourth embodiment is shown. Are connected to each other in the junction box 40C.

また、接続箱４０Ｃ内で、第８、第７ストリングＳ８、Ｓ７を直列に接続して（第８ストリングＳ８を低圧側とする。）、サブアレイ１７４Ｂｂを形成し、４００［Ｖ］、３［Ａ］の出力とする。   Further, in the connection box 40C, the eighth and seventh strings S8 and S7 are connected in series (the eighth string S8 is set to the low voltage side) to form a subarray 174Bb, and 400 [V], 3 [A ] Output.

さらに、接続箱４０Ｃ内で、第６、第５ストリングＳ６、Ｓ５を直列に接続して（第６ストリングＳ６を低圧側とする。）、サブアレイ１７４Ｂａを形成し、４００［Ｖ］、１［Ａ］の出力とする。   Further, in the connection box 40C, the sixth and fifth strings S6 and S5 are connected in series (the sixth string S6 is set to the low voltage side) to form the subarray 174Ba, and 400 [V], 1 [A ] Output.

直列接続した第８、第７ストリングＳ８、Ｓ７からなるサブアレイ１７４Ｂｂと、第６、第５ストリングＳ６、Ｓ５からなるサブアレイ１７４Ｂａとを、接続箱４０Ｃ内で並列接続して、４００［Ｖ］、４［Ａ］の出力（出力Ａという。）を得る。   A sub-array 174Bb composed of eighth and seventh strings S8 and S7 and a sub-array 174Ba composed of sixth and fifth strings S6 and S5 are connected in parallel in the connection box 40C to obtain 400 [V], 4 The output of [A] (referred to as output A) is obtained.

次に、第４、第３ストリングＳ４、Ｓ３を直列に接続して（第４ストリングＳ４側を低圧側とする。）サブアレイ１７２Ｂｂを形成し、中点２７２から流れ込む電流を合成した、４００［Ｖ］で２［Ａ］の直流電流出力とする。   Next, the fourth and third strings S4 and S3 are connected in series (the fourth string S4 side is set to the low voltage side) to form a subarray 172Bb, and the current flowing from the middle point 272 is synthesized. ] To obtain a direct current output of 2 [A].

また、第２、第１ストリングＳ２、Ｓ１を直列に接続して（第２ストリングＳ２を低圧側とする。）サブアレイ１７２Ｂａを形成し、４００［Ｖ］、３［Ａ］の出力とする。サブアレイ１７２Ｂｂ、１７２Ｂａを接続箱４０Ｃ内で並列接続して、４００［Ｖ］、５［Ａ］の出力（出力Ｂという。）とする。   Further, the second and first strings S2 and S1 are connected in series (the second string S2 is set to the low voltage side) to form a subarray 172Ba, which outputs 400 [V] and 3 [A]. The sub-arrays 172Bb and 172Ba are connected in parallel in the junction box 40C to obtain outputs of 400 [V] and 5 [A] (referred to as output B).

そして、接続箱４０Ｃ内で、これら出力Ａと出力Ｂとを並列接続して、すなわち４個のサブアレイ１７４Ｂｂ、１７４Ｂａ、１７２Ｂｂ、１７２Ｂａを並列接続し４００［Ｖ］、９［Ａ］の出力として、外部接続端子９１、９２に供給する。   Then, in the connection box 40C, these outputs A and B are connected in parallel, that is, four subarrays 174Bb, 174Ba, 172Bb, 172Ba are connected in parallel as outputs of 400 [V] and 9 [A]. The external connection terminals 91 and 92 are supplied.

４００［Ｖ］、９［Ａ］の出力は、図９、図１０に示すように、接続箱４０Ｃからパワーコンディショナ６０Ｂを通じて商用周波数の交流電源７０Ｂに変換され、積算電力計１１０に接続される。積算電力計１１０には、電柱１１６から３相の商用交流電源も供給される。   The outputs of 400 [V] and 9 [A] are converted from the connection box 40C into the commercial frequency AC power supply 70B through the power conditioner 60B and connected to the integrating wattmeter 110 as shown in FIGS. . The integrating wattmeter 110 is also supplied with three-phase commercial AC power from the utility pole 116.

なお、図１０に示したように、逆流防止ダイオード６６は、低圧側（太陽電池モジュール３０に電流が流れ込む側）に設けることができる。   As shown in FIG. 10, the backflow prevention diode 66 can be provided on the low voltage side (side on which current flows into the solar cell module 30).

次に、サブアレイ１７２Ｂ、１７４Ｂ等の中点２７１、２７２、２７３、２７４を接続する意義について、説明する。   Next, the significance of connecting the midpoints 271, 272, 273 and 274 such as the subarrays 172 B and 174 B will be described.

中点を接続することで、第１に、ストリングＳ１〜Ｓ８を構成する太陽電池モジュール３０の数が異なっていても、アレイ１７８全体で、プラス側（高圧側）とマイナス側（低圧側）の太陽電池モジュール３０の数が同数（図１０例では、９個）であれば、並列接続された太陽電池モジュール３０の全（図１０例では１８個の）発電電流を出力として利用することができる。   By connecting the midpoints, first, even if the number of solar cell modules 30 constituting the strings S1 to S8 is different, the entire array 178 has a positive side (high voltage side) and a negative side (low pressure side). If the number of solar cell modules 30 is the same (9 in the example of FIG. 10), all (18 in the example of FIG. 10) power generation currents of the solar cell modules 30 connected in parallel can be used as outputs. .

第２に、中点を接続することで、開閉器６４Ａ（図７参照）やパワーコンディショナ６０Ｂの入力側で外部接続端子９１、９２と外部接続端子９３との間に接続される図示しない平滑コンデンサ等の電気部品の耐電圧を半分の１/２にすることができる。   Second, smoothing (not shown) connected between the external connection terminals 91 and 92 and the external connection terminal 93 on the input side of the switch 64A (see FIG. 7) or the power conditioner 60B by connecting the midpoint. The withstand voltage of electrical components such as capacitors can be halved.

例えば、図１１Ａは、中点７５、７６を接続しない接続箱４０Ｄを用いた太陽光発電システム５０Ｅを示し、図１１Ｂは、中点７５、７６同士を接続した接続箱４０Ｂを用いた太陽光発電システム５０Ｂを示している。   For example, FIG. 11A shows a solar power generation system 50E that uses a connection box 40D that does not connect the midpoints 75 and 76, and FIG. 11B shows a solar power generation that uses a connection box 40B that connects the midpoints 75 and 76 to each other. System 50B is shown.

理解の便宜のため、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、低圧側の下から４番目の１個の開閉器６４Ａのみが開いている状態であって、かつ太陽電池モジュール１３１、１３２に日が当たっていて、太陽電池モジュール１３３、１３４にハッチングの範囲で示すように全く日が当たっていない場合を考えてみると、図１１Ａの中点７５、７６を接続していない接続箱４０Ｄにおいて、中点７６の電位は不定であるので０［Ｖ］になる場合もあり、このときに開閉器６４Ａを開閉することを考えると、開閉器６４Ａには４００［Ｖ］の耐電圧仕様が必要である。   For the convenience of understanding, as shown in FIGS. 11A and 11B, only the fourth switch 64A from the bottom of the low-pressure side is open, and the solar cell modules 131 and 132 are open to the sun. When considering the case where the solar cell modules 133 and 134 are not exposed to the sun as shown in the hatched range, the junction box 40D in which the midpoints 75 and 76 of FIG. Since the potential at the point 76 is indefinite, it may be 0 [V]. Considering opening and closing of the switch 64A at this time, the switch 64A needs a withstand voltage specification of 400 [V]. .

しかし、図１１Ｂの中点７５、７６同士を接続（短絡）している接続箱４０Ｂにおいて、中点７６には、太陽電池モジュール１３２に現れている２００［Ｖ］の電圧が現れるので、開閉器６４Ａの耐電圧仕様は、半分の２００［Ｖ］ですむことが分かる。   However, in the junction box 40B in which the midpoints 75 and 76 of FIG. 11B are connected (short-circuited), a voltage of 200 [V] appearing at the solar cell module 132 appears at the midpoint 76. It can be seen that the withstand voltage specification of 64A is half [200 V].

そして、一般に、高耐圧・大電力の開閉器は、高耐圧になるほど、電極間の沿面距離を大きくする必要があるので容積（体積）が大きくなる。しかも開閉器を多数個使用するので、接続箱４０Ｄの大きさを、接続箱４０Ｂの大きさに比較して相当大きくする必要がある。換言すれば、中点７５、７６同士を接続することにより開閉器６４Ａの耐電圧の小さいものを使用することができ、接続箱４０Ｂの大きさ（容積）を小さくすることができる。   In general, a high-breakdown-voltage / high-power switch has a larger volume (volume) as the creepage distance between the electrodes needs to be increased as the breakdown voltage is increased. And since many switches are used, it is necessary to make the magnitude | size of the connection box 40D considerably large compared with the magnitude | size of the connection box 40B. In other words, by connecting the midpoints 75 and 76, the switch 64A having a low withstand voltage can be used, and the size (volume) of the connection box 40B can be reduced.

以上説明したように、上述した実施形態に採用されている接続箱４０（図５）、４０Ｂ（図７、図８）、４０Ｃ（図９、図１０）、４０Ｄ（図１１Ａ）を備える太陽光発電システム５０（図５）、５０Ｃ（図７、図８）、５０Ｄ（図９、図１０）、５０Ｅ（図１１Ａ）は、それぞれ誤接続防止コネクタであるプラス側接続端子１０（プラス側メスコネクタ１２ｆとプラス側オスコネクタ１２ｍ）と、マイナス側接続端子１４（マイナス側メスコネクタ１６ｆとマイナス側オスコネクタ１６ｍ）とを備える太陽電池モジュール３０Ａ等を用いても、接続箱４０等の内部で直列接続が可能であるので、確実に誤接続が回避される。   As described above, sunlight including the junction box 40 (FIG. 5), 40B (FIGS. 7 and 8), 40C (FIGS. 9 and 10), and 40D (FIG. 11A) employed in the above-described embodiment. The power generation systems 50 (FIG. 5), 50C (FIGS. 7 and 8), 50D (FIGS. 9 and 10), and 50E (FIG. 11A) are respectively positive connection terminals 10 (positive female connectors) that are erroneous connection prevention connectors. 12f and the positive side male connector 12m) and the negative connection terminal 14 (the negative side female connector 16f and the negative side male connector 16m) can be connected in series inside the connection box 40 or the like even when using the solar cell module 30A or the like. Can be reliably avoided.

また、中点７５、７６（２７１〜２７４）を接続（短絡）することで、開閉器６４Ａ等の部品の耐圧を１ストリング分の耐圧、上述した実施形態では、出力電圧４００［Ｖ］の半分の２００［Ｖ］に下げることができる。   Further, by connecting (short-circuiting) the midpoints 75 and 76 (271 to 274), the breakdown voltage of the parts such as the switch 64A can be reduced by one string, and in the above-described embodiment, half of the output voltage 400 [V]. Can be reduced to 200 [V].

なお、接続した中点７５、７６をパワーコンディショナ６０Ａ等側にも引き回わしているので、パワーコンディショナ６０Ａ等の内部の入力側でこの中点と、高圧電圧（上記の実施形態では４００［Ｖ］）及び基準電圧（０［Ｖ］）との間に接続する平滑コンデンサ等の電気部品の耐圧を半分の２００［Ｖ］にすることができる。   Since the connected midpoints 75 and 76 are also routed to the power conditioner 60A and the like, the midpoint and the high voltage (400 in the above embodiment) are connected to the input side inside the power conditioner 60A and the like. [V]) and a reference voltage (0 [V]), the withstand voltage of an electrical component such as a smoothing capacitor can be reduced to 200 [V].

さらに、図８（図１０）に示したように、中点７５、７６（中点２７１〜２７４）を接続することで、サブアレイ７２Ｂ（１７２Ｂ）の上下のストリング８１、８２（Ｓ１〜Ｓ４）の太陽電池モジュールの枚数を合わせる必要がなく、同様にサブアレイ７４Ｂ（１７４Ｂ）の上下のストリング８３、８４（Ｓ５〜Ｓ８）の太陽電池モジュールの枚数を合わせる必要がない。アレイ７８（１７８）トータルで上下（高圧側と低圧側）の太陽電池モジュールの枚数が揃っていればよいので、複雑形状の設置場所にも、適応性の高い柔軟な設置手法を採用することができる。   Further, as shown in FIG. 8 (FIG. 10), by connecting the midpoints 75 and 76 (midpoints 271 to 274), the upper and lower strings 81 and 82 (S1 to S4) of the subarray 72B (172B) are connected. It is not necessary to match the number of solar cell modules, and similarly, it is not necessary to match the number of solar cell modules in the upper and lower strings 83 and 84 (S5 to S8) of the subarray 74B (174B). Since the total number of solar cell modules on the top and bottom (high-pressure side and low-pressure side) is sufficient in total for the array 78 (178), it is possible to adopt a flexible installation method that is highly adaptable to installation sites with complex shapes. it can.

さらにまた、接続箱４０Ｂ等の入力側をコネクタにしているので、感電のおそれがない。   Furthermore, since the input side of the connection box 40B or the like is a connector, there is no risk of electric shock.

図１２は、第５実施例に係る太陽光発電システム５０Ｆの模式的構成図である。   FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system 50F according to the fifth embodiment.

この接続箱４０Ｅでは、サブアレイ１７２Ａを構成する３個の太陽電池モジュール１３０〜１３２が直列接続され、サブアレイ１７４Ａを構成する３個の太陽電池モジュール１３３〜１３５が直列接続され、それらが並列接続されて出力される。   In this connection box 40E, the three solar cell modules 130 to 132 constituting the subarray 172A are connected in series, the three solar cell modules 133 to 135 constituting the subarray 174A are connected in series, and they are connected in parallel. Is output.

この図１２例では、開閉器６４Ａ等の耐電圧は、中点７５、７６、中点７７、７９を接続しない構成に比較して１／３にすることができる。   In the example of FIG. 12, the withstand voltage of the switch 64A and the like can be reduced to 1/3 as compared with the configuration in which the midpoints 75 and 76 and the midpoints 77 and 79 are not connected.

図１３は、第６実施例に係る太陽光発電システム５０Ｇの模式的構成図である。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system 50G according to the sixth example.

この接続箱４０Ｆでは、アレイ２７８のサブアレイ２８２〜２８５を構成する各３個のストリング（各１個の太陽電池モジュール）２３１〜２３３、２３４〜２３６、２３７〜２３９、２４０〜２４２がそれぞれ直列接続され、さらにサブアレイ２８２〜２８５を構成する同一出力電圧同士が並列接続されて、外部出力端子９１〜９４から出力される。   In this connection box 40F, three strings (each one solar cell module) 231 to 233, 234 to 236, 237 to 239, and 240 to 242 constituting the subarrays 282 to 285 of the array 278 are connected in series. Furthermore, the same output voltages constituting the subarrays 282 to 285 are connected in parallel and output from the external output terminals 91 to 94.

図１３例の太陽光発電システム５０Ｇにおいて、一般的に説明すると、ストリングの数は、ｍ（ｍ＝１２、ｍは、２以上の整数）個である。   Generally speaking, in the photovoltaic power generation system 50G of FIG. 13, the number of strings is m (m = 12, m is an integer of 2 or more).

そして、接続箱４０Ｆ内で、出力電圧ｐＶ0（ｐ＝３、ｐは、２以上の整数）のサブアレイが、ｎ（ｎ＝４、ｎは２以上の整数）個形成され、さらに、前記サブアレイ２８２〜２８５の同一電位の出力電圧ｐＶ0［Ｖ］＝３Ｖ0のストリング２３１、２３４、２３７、２４０同士、出力電圧（ｐ−１）Ｖ0＝２Ｖ0のストリング２３２、２３５、２３８、２４１同士、及び出力電圧（ｐ−２）Ｖ0＝Ｖ0のストリング２３３、２３６、２３９、２４２同士を並列接続して出力する内部結線構成とされている。 In the connection box 40F, n (n = 4, n is an integer of 2 or more) subarrays of output voltage pV 0 (p = 3, p is an integer of 2 or more) are formed, and the subarray Output voltages pV 0 [V] = 282V to 285 of the same potential, strings 231, 234, 237, 240 of 3V 0 , strings 232, 235, 238, 241 of output voltage (p−1) V 0 = 2V 0 , And output voltage (p−2) V 0 = V 0 strings 233, 236, 239, and 242 are connected in parallel and output in parallel.

接続箱４０Ｆは、さらに、各サブアレイ２８２〜２８５の同一中間電位｛（ｐ−１）Ｖ0＝２Ｖ0、（ｐ−２）Ｖ0、＝Ｖ0｝点同士を短絡する内部結線構成とされている。 The junction box 40F further has an internal connection configuration in which the same intermediate potential {(p−1) V 0 = 2V 0 , (p−2) V 0 , = V 0 } points of each of the subarrays 282 to 285 are short-circuited. ing.

そして、好ましくは、図１０等を参照して説明したように、太陽光発電システム５０Ｄの各電位ｐＶ0＝２Ｖ0、Ｖ0に接続される太陽電池モジュールの枚数を、それぞれ各９枚（ｐＶ0＝２Ｖ0側が、３枚（Ｓ１）、２枚（Ｓ３）、１枚（Ｓ５）、３枚（Ｓ７）で９枚、Ｖ0側が、３枚（Ｓ２）、１枚（Ｓ４）、２枚（Ｓ６）、３枚（Ｓ８）で９枚）と同数にする。 Preferably, as described with reference to FIG. 10 and the like, the number of solar cell modules connected to each potential pV 0 = 2V 0 , V 0 of the photovoltaic power generation system 50D is 9 (pV 0 = 2V 0 side is 3 sheets (S1), 2 sheets (S3), 1 sheet (S5), 3 sheets (S7) is 9 sheets, V 0 side is 3 sheets (S2), 1 sheet (S4), 2 The number of sheets (S6) and the number of sheets (S8) are 9).

図１３例の太陽光発電システム５０Ｇでは、出力電圧３Ｖ0、２Ｖ0、Ｖ0に接続される太陽電池モジュールの枚数は、各４枚と同数になっている。 In the photovoltaic power generation system 50G in the example of FIG. 13, the number of solar cell modules connected to the output voltages 3V 0 , 2V 0 , and V 0 is the same as four each.

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the contents described in this specification.

１０…プラス側接続端子 １２ｆ…プラス側メスコネクタ
１２ｍ…プラス側オスコネクタ １４…マイナス側接続端子
１６ｆ…マイナス側メスコネクタ １６ｍ…マイナス側オスコネクタ
１８ｆ、２０ｆ…メス電極 １８ｍ、２０ｍ…オス電極
３０、３０ａ〜３０ｄ、３０Ａ〜３０Ｈ、１３０〜１３４…太陽電池モジュール
３２、３８、５４、５８…ケーブル ３４…太陽電池本体
３６…端子ボックス ４０、４０Ａ〜４０Ｆ…接続箱
５０、５０Ａ〜５０Ｇ…太陽光発電システム ６０Ａ、６０Ｂ…パワーコンディショナ
６４、６４Ａ…開閉器 ６６…逆流防止ダイオード
６８…バイパス用ダイオード ７０Ａ、７０Ｂ…交流電源
７２、７２Ａ、７２Ｂ、７４、７４Ａ、７４Ｂ、１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｂａ、１７２Ｂｂ、１７４Ａ、１７４Ｂ、１７４Ｂｂ、２８２〜２８５…サブアレイ
７５〜７７、７９、２７１〜２７４…中点 ７８、１７８、２７８…アレイ
８１〜８４、１８１〜１８４、２３２〜２４２、Ｓ１〜Ｓ８…ストリング
９１〜９４…外部接続端子 １０８…家屋
１１２…天窓 １１４…煙突 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Positive side connection terminal 12f ... Positive side female connector 12m ... Positive side male connector 14 ... Negative side connection terminal 16f ... Negative side female connector 16m ... Negative side male connector 18f, 20f ... Female electrode 18m, 20m ... Male electrode 30, 30a-30d, 30A-30H, 130-134 ... solar cell module 32, 38, 54, 58 ... cable 34 ... solar cell body 36 ... terminal box 40, 40A-40F ... connection box 50, 50A-50G ... solar power generation System 60A, 60B ... Power conditioner 64, 64A ... Switch 66 ... Backflow prevention diode 68 ... Bypass diode 70A, 70B ... AC power supply
72, 72A, 72B, 74, 74A, 74B, 172A, 172B, 172Ba, 172Bb, 174A, 174B, 174Bb, 282-285 ... Subarrays 75-77, 79, 271-274 ... Midpoint 78,178,278 ... Array 81-84, 181-184, 232-242, S1-S8 ... String 91-94 ... External connection terminal 108 ... House 112 ... Skylight 114 ... Chimney

Claims (5)

プラス側接続端子とマイナス側接続端子とを有し並列接続可能な公称出力電圧Ｖ0［Ｖ］の太陽電池モジュールが、それぞれ並列接続された複数個又は１個からなるストリングがｍ個（ｍは、２以上の整数）からなる太陽電池パネルアレイと、
前記各ストリングの出力を接続するための、前記プラス側接続端子対応入力端子と前記マイナス側接続端子対応入力端子との端子対が、前記各ストリングの数だけ設けられた接続箱と、を備え、
前記接続箱は、
複数の前記ストリングを同一の数ずつ直列接続して出力電圧ｐＶ0（ｐは、２以上の整数）［Ｖ］のサブアレイをｎ個（ｎは、２以上の整数）形成し、さらに、出力電圧ｐＶ0［Ｖ］の前記サブアレイ同士を並列接続して出力する
内部結線構成とされている
ことを特徴とする太陽光発電システム。 A solar cell module having a positive connection terminal and a negative connection terminal and having a nominal output voltage V 0 [V] that can be connected in parallel is a string of m pieces (m is A solar cell array composed of an integer of 2 or more,
A terminal box for connecting the output of each string, the input terminal corresponding to the plus side connection terminal and the input terminal corresponding to the minus side connection terminal, and a connection box provided by the number of the strings; and
The junction box is
The same number of strings are connected in series to form n subarrays of output voltage pV 0 (p is an integer of 2 or more) [V] (n is an integer of 2 or more). A photovoltaic power generation system, characterized in that the subarrays of pV 0 [V] are connected in parallel and output. 請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、
前記接続箱は、さらに、
各サブアレイの同一中間電位｛（ｐ−１）Ｖ0、（ｐ−２）Ｖ0、…、Ｖ0｝点同士を短絡する
内部結線構成とされている
ことを特徴とする太陽光発電システム。 The solar power generation system according to claim 1,
The junction box further includes
A photovoltaic power generation system characterized in that the same intermediate potential {(p-1) V 0 , (p-2) V 0 ,..., V 0 } points of each subarray are short-circuited. 請求項１又は２記載の太陽光発電システムにおいて、
前記ｐＶ0、（ｐ−１）Ｖ0、…、Ｖ0の各同電位に接続される前記太陽電池モジュールの枚数を、同数にする
ことを特徴とする太陽光発電システム。 The photovoltaic power generation system according to claim 1 or 2,
The pV 0, (p-1) V 0, ..., photovoltaic system, characterized in that the number of the solar cell modules connected to each same potential V 0, to the same number. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記接続箱内に、前記各ストリングの出力に対して逆流防止ダイオードと、バイパスダイオードとが接続配置されている
ことを特徴とする太陽光発電システム。 In the solar power generation system according to any one of claims 1 to 3,
A backflow prevention diode and a bypass diode are connected to the output of each string in the connection box. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽光発電システムにおいて、
各太陽電池モジュールには、前記プラス側接続端子として、プラス側オスコネクタとプラス側メスコネクタとが備えられ、前記マイナス側接続端子としてマイナス側オスコレクタとマイナス側メスコネクタとが備えられ、プラス側コネクタとマイナス側コネクタとは嵌合不能に構成され、
前記ある太陽電池モジュールは、プラス側マイナス側１対のオスコネクタ（又はメスコネクタ）を介して、前記接続箱に設けられた対応する１対のメスコネクタ（オスコネクタ）に嵌合される一方、前記接続箱外でプラス側マイナス側１対のメスコネクタ（オスコネクタ）を介して、他の太陽電池モジュールのプラス側マイナス側１対のオスコネクタ（マスコネクタ）に嵌合されて並列接続可能にされる
ことを特徴とする太陽光発電システム。 In the solar power generation system according to any one of claims 1 to 4,
Each solar cell module includes a positive male connector and a positive female connector as the positive connection terminal, and includes a negative male collector and a negative female connector as the negative connection terminal. The connector and the negative connector are configured so that they cannot be mated,
While the certain solar cell module is fitted to a corresponding pair of female connectors (male connector) provided in the connection box via a pair of male connectors (or female connectors) on the plus side minus side, Outside of the connection box, it is fitted to a pair of positive and negative side male connectors (mass connectors) of other solar cell modules via a pair of positive and negative side female connectors (male connectors) and can be connected in parallel. Solar power generation system characterized by being
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