JP2016135016A - Photovoltaic power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電システムに関するものである。 The present invention relates to a photovoltaic power generation system.
太陽光発電システムにおいて故障が発生した際や、地震等の非常時に安全を確保するための技術として、太陽電池モジュールが直列接続された領域（ストリング）内で、太陽電池モジュールごとに開閉器を設け、絶縁不良箇所の発生等、太陽電池モジュールに故障が生じた際には、その絶縁不良箇所の前後に配置された２つの開閉器のみを開状態とすることにより、ストリング内を電気的に分割する技術が開示されている（特許文献１の図７）。 As a technology to ensure safety in the event of a failure in a solar power generation system or in an emergency such as an earthquake, a switch is provided for each solar cell module within the area (string) where the solar cell modules are connected in series When a failure occurs in a solar cell module, such as when an insulation failure occurs, the string is electrically divided by opening only two switches placed before and after the insulation failure. The technique to do is disclosed (FIG. 7 of patent document 1).
しかし、太陽光発電システムを構成する各ストリングは、７５０〜１０００Ｖの出力電圧を有するものであり、特許文献１のように、ストリングを構成する太陽電池モジュールごとに設けた開閉器のうち、絶縁不良箇所の前後に配置された２つの開閉器のみを開状態とする場合、これら２つの開閉器には高電圧がかかるため、特許文献１の技術では、これらの高電圧に耐え得る高容量の開閉器の使用が前提となり、コンパクトな開閉器を使用できず不都合であるという問題があった。 However, each string constituting the photovoltaic power generation system has an output voltage of 750 to 1000 V, and as disclosed in Patent Document 1, among the switches provided for each solar cell module constituting the string, poor insulation is provided. When only two switches placed before and after the location are opened, a high voltage is applied to these two switches, so that the technology disclosed in Patent Document 1 has a high-capacity switch that can withstand these high voltages. The use of a switch was a prerequisite and there was a problem that a compact switch could not be used.
本発明の目的は前記の問題を解決し、太陽光発電システム内で、絶縁不良箇所の発生等、太陽電池モジュールに故障が生じた際、もしくは、地震等の非常時に、その太陽電池モジュールが含まれるストリング内を電気的に分割して安全を確保する手段として、小容量の開閉器を使用可能とする技術を提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and includes the solar cell module when a failure occurs in the solar cell module, such as the occurrence of a defective insulation location, or in the event of an emergency such as an earthquake. As a means for ensuring safety by electrically dividing the inside of the string, a technology that enables use of a small-capacity switch is provided.
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、複数の太陽電池モジュールを連結して構成された太陽光発電システムにおいて、太陽電池モジュール間の連結を複数個所で解除する複数の電路開閉器と、各太陽電池モジュールから電力を出力する出力端子間を連結して短絡回路を形成する複数の短絡開閉器と、これらの電路開閉器と短絡開閉器の開閉制御を行う制御装置を備え、前記短絡開閉器を、太陽電池モジュールと該太陽電池モジュールと連結した電路開閉器との間に配置するとともに、該制御装置が、前記電路開閉器の開放に先立って、前記短絡開閉器を投入する制御を行うことを特徴とするものである。 The invention according to claim 1, which has been made in order to solve the above-described problem, is a solar power generation system configured by connecting a plurality of solar cell modules, and a plurality of electric circuits for releasing connection between the solar cell modules at a plurality of locations. A switch, a plurality of short-circuit switches that form a short circuit by connecting output terminals that output power from each solar cell module, and a control device that controls the switching of these electric circuit switches and short-circuit switches The short-circuit switch is disposed between a solar cell module and an electric circuit switch connected to the solar cell module, and the control device inputs the short-circuit switch prior to opening the electric circuit switch. It is characterized by performing control.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、前記制御装置の制御信号を受けて、前記電路開閉器と前記短絡開閉器の開閉操作を行う開閉動作部を備えることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the photovoltaic power generation system according to the first aspect, the solar power generation system includes an opening / closing operation unit that receives the control signal of the control device and performs an opening / closing operation of the electric circuit switch and the short circuit switch. It is a feature.
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の太陽光発電システムにおいて、短絡開閉器を投入し、かつ、電路開閉器を開放した後に、短絡回路を形成した太陽電池モジュールの出力状態を判定するモジュールセンサを、該太陽電池モジュールの出力端子に設けたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 3 is the photovoltaic power generation system according to claim 1 or 2, wherein the output state of the solar cell module in which the short circuit is formed after the short circuit switch is turned on and the electric circuit switch is opened. A module sensor for determination is provided at an output terminal of the solar cell module.
請求項４記載の発明は、請求項３記載の太陽光発電システムにおいて、前記モジュールセンサにより異常判定がなされた際、もしくは、短絡開閉器を投入して所定時間経過した後には、前記の短絡開閉器を、自動により、開放可能とする機能を備えることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the photovoltaic power generation system according to the third aspect, when the abnormality determination is made by the module sensor, or after a predetermined time has elapsed after the short-circuit switch is turned on, the short-circuit opening / closing operation is performed. It is characterized by having a function of opening the container automatically.
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の太陽光発電システムにおいて、複数の太陽電池モジュールを連結して構成したストリング単位で、該ストリングを構成する太陽電池モジュールの出力状態を判定する統合センサを、該ストリングの出力端子と接続して設け、該統合センサにより異常判定がなされた際、前記の制御装置が前記の制御を行うことを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the photovoltaic power generation system according to the first or second aspect, the output state of the solar cell modules constituting the string is determined in units of strings formed by connecting a plurality of solar cell modules. An integrated sensor is provided in connection with the output terminal of the string, and when the abnormality is determined by the integrated sensor, the control device performs the control.
請求項６記載の発明は、請求項１または２記載の太陽光発電システムにおいて、前記の制御装置を手動で動作させる制御装置手動操作手段を備えることを特徴とするものである。 A sixth aspect of the present invention is the photovoltaic power generation system according to the first or second aspect, further comprising a control device manual operation means for manually operating the control device.
請求項７記載の発明は、請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、隣接する太陽電池ユニットの連結手段として、隣接する太陽電池ユニット間にジャンクションボックスを備え、該ジャンクションボックス間を結ぶ電路に、前記の電路開閉器と短絡開閉器とを、組み込んで配置したことを特徴とするものである。 The invention according to claim 7 is the photovoltaic power generation system according to claim 1, comprising a junction box between adjacent solar cell units as a connecting means for adjacent solar cell units, and an electric circuit connecting the junction boxes, The electric circuit switch and the short circuit switch are incorporated and arranged.
請求項８記載の発明は、請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、複数の太陽電池モジュールから構成されるストリングを複数有し、前記電路開閉器を、前記ストリング間の連結を複数個所で解除する位置に配置し、前記短絡開閉器を前記ストリングからの出力端子間を連結して短絡回路を形成したことを特徴とするものである。 The invention according to claim 8 is the photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the string includes a plurality of strings each including a plurality of solar cell modules, and the electric circuit switch is disconnected at a plurality of positions. The short-circuit switch is connected between the output terminals from the string to form a short circuit.
本発明では、複数の太陽電池モジュールを連結して構成された太陽光発電システムにおいて、太陽電池モジュール間の連結を複数個所で解除する複数の電路開閉器と、各太陽電池モジュールから電力を出力する出力端子間を連結して短絡回路を形成する複数の短絡開閉器と、これらの電路開閉器と短絡開閉器の開閉制御を行う制御装置を備え、前記短絡開閉器を、太陽電池モジュールと該太陽電池モジュールと連結した電路開閉器との間に配置するとともに、該制御装置が、前記電路開閉器の開放に先立って、前記短絡開閉器を投入する制御を行う構成を採用しているため、例えば、特許文献１の技術のように絶縁不良箇所の前後に配置された２つの開閉器のみを開状態とする場合と比べて、開路手段を開路させる制御を行う際、各開路手段にかかる電圧を低減することができ、容量が小さくコンパクトな開閉器を使用することができる。 In the present invention, in a solar power generation system configured by connecting a plurality of solar cell modules, a plurality of electric circuit switches for releasing the connection between the solar cell modules at a plurality of locations, and outputting electric power from each solar cell module A plurality of short-circuit switches that connect the output terminals to form a short-circuit, and a control device that performs switching control of the electric circuit switch and the short-circuit switch, the short-circuit switch, the solar cell module and the solar Since it is arranged between the electric circuit switch connected to the battery module and the control device adopts a configuration for performing the control of turning on the short circuit switch before opening the electric circuit switch, for example, Compared with the case where only two switches arranged before and after the location of defective insulation are opened as in the technique of Patent Document 1, each open means is controlled when performing control to open the open means. It is possible to reduce such voltage can capacity to use small compact switch.
更に、本発明では、電路開閉器の開放に先立って、全ての短絡開閉器を投入する制御を行っているため、電路開閉器の開放時には、太陽電池モジュールの出力端子からの出力はゼロとなり、開路時のアーク発生を確実に防止することができる。 Furthermore, in the present invention, prior to the opening of the electric circuit switch, since all the short-circuit switches are controlled, when the electric circuit switch is opened, the output from the output terminal of the solar cell module becomes zero, It is possible to reliably prevent the occurrence of an arc when the circuit is opened.
請求項３記載の発明のように、短絡開閉器を投入し、かつ、電路開閉器を開放した後に、短絡回路を形成した太陽電池モジュールの出力状態を判定するモジュールセンサを、該太陽電池モジュールの出力端子に設けることにより、太陽電池モジュール単位で異常を把握することができる。 According to the invention described in claim 3, after the short-circuit switch is turned on and the electric circuit switch is opened, the module sensor for determining the output state of the solar cell module in which the short circuit is formed is provided on the solar cell module. By providing it at the output terminal, it is possible to grasp the abnormality for each solar cell module.
太陽光発電システムを備えた建物に火災等の事故が起こった場合に、太陽光パネルを破壊して天井面を開放する処置が行われるケースがある。このような場合において、本発明を構成する短絡開閉器が投入されていると、感電事故のリスクがあるが、請求項４記載の発明のように、モジュールセンサにより異常判定がなされた際、もしくは、短絡開閉器を投入して所定時間経過した後には、前記の短絡開閉器を、自動により、開放可能とする機能を備える構成とすることにより、このような感電事故を回避することができる。また、短絡開閉器が投入されていると、各太陽電池モジュールの各素子に電流が流れ続ける状態となることに起因する各素子の故障を防止することができる。 When an accident such as a fire occurs in a building equipped with a solar power generation system, there is a case in which a solar panel is destroyed and a ceiling surface is opened. In such a case, there is a risk of an electric shock if the short-circuit switch constituting the present invention is turned on, but when an abnormality is determined by the module sensor as in the invention of claim 4, or After the short-circuit switch is turned on and a predetermined time elapses, it is possible to avoid such an electric shock accident by providing the short-circuit switch with a function that can be automatically opened. Moreover, when the short circuit switch is inserted, it is possible to prevent a failure of each element due to a state in which a current continues to flow to each element of each solar cell module.
請求項５記載の発明のように、複数の太陽電池モジュールを連結して構成したストリング単位で、該ストリングを構成する太陽電池モジュールの出力状態を判定する統合センサを、該ストリングの出力端子と接続して設け、該統合センサにより異常判定がなされた際、前記の制御装置が前記の制御を行う構成とすることにより、ストリングに異常が発生した際、即座に、前記の制御を行わせることができる。 The integrated sensor for determining the output state of the solar cell module constituting the string is connected to the output terminal of the string in a string unit constituted by connecting a plurality of solar cell modules as in the invention described in claim 5. When the abnormality is determined by the integrated sensor, the control device performs the control so that the control can be performed immediately when an abnormality occurs in the string. it can.
請求項６記載の発明のように、制御装置を手動で動作させる制御装置手動操作手段を備える構成とすることにより、緊急時には手動でも、前記の制御を行わせることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, the control device manual operation means for manually operating the control device is provided, so that the control can be performed manually even in an emergency.
請求項７記載の発明のように、隣接する太陽電池ユニットの連結手段として、隣接する太陽電池ユニット間にジャンクションボックスを備え、該ジャンクションボックス間を結ぶ電路に、前記の電路開閉器と短絡開閉器とを、組み込んで配置する構成とすることにより、既設のジャンクションボックスを備えた設備にも、簡単な工事で本発明のシステムを導入することができる。 As in the invention according to claim 7, as a connecting means for adjacent solar cell units, a junction box is provided between adjacent solar cell units, and the electric circuit switch and the short-circuit switch are connected to an electric circuit connecting the junction boxes. By adopting a configuration in which these are incorporated and arranged, the system of the present invention can be introduced into equipment having an existing junction box with simple construction.
請求項８記載の発明のように、複数の太陽電池モジュールから構成されるストリングを複数有し、前記電路開閉器を、前記ストリング間の連結を複数個所で解除する位置に配置し、前記短絡開閉器を前記ストリングからの出力端子間を連結して短絡回路を形成した構成することにより、太陽電池モジュール単位の他に、ストリングやアレイといった単位での電気的な分割を選択可能とすることができる。 According to the invention described in claim 8, there are a plurality of strings composed of a plurality of solar cell modules, the electric circuit switch is disposed at a position where the connection between the strings is released at a plurality of positions, and the short circuit switching By connecting the output terminals from the strings to form a short circuit, it is possible to select electrical division in units such as strings and arrays in addition to solar cell module units. .
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１に示すように、本実施形態の太陽光発電システムは、太陽電池モジュール１が直列接続された領域（ストリング２）を複数並列に接続したアレイ３で発電した電力を、接続箱４に集めて、パワーコンディショナー１３を介して商用系統へ出力するものである。接続箱４の内部には、各ストリング２単位で電路の開閉を行う分岐開閉器６と、全てのストリング２から出力される電力を集めた電路の開閉を行う集電開閉器７を備えている。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation system of the present embodiment collects power generated by an array 3 in which a plurality of regions (strings 2) in which solar cell modules 1 are connected in series are connected in parallel in a connection box 4. The power is output to the commercial system via the power conditioner 13. Inside the connection box 4, there are provided a branch switch 6 that opens and closes an electric circuit in units of each string 2, and a current collector switch 7 that opens and closes an electric circuit that collects electric power output from all the strings 2. .
各太陽電池モジュール１には、発電部を備え、発電部で数十Ｖ（３０〜４０Ｖ）電圧を発生させることができる。ストリング２は、太陽電池モジュール１を複数個直列に接続して構成され、その出力電圧は、数百Ｖ（７５０〜１０００Ｖ）となる。 Each solar cell module 1 includes a power generation unit, and can generate a voltage of several tens of volts (30 to 40 V) at the power generation unit. The string 2 is configured by connecting a plurality of solar cell modules 1 in series, and an output voltage thereof is several hundred volts (750 to 1000 volts).
ストリング２を構成する各太陽電池モジュール１は、各太陽電池モジュール１の背面側に設置されたジャンクションボックス５を介して、図２に示すように直列接続されている。 Each solar cell module 1 constituting the string 2 is connected in series as shown in FIG. 2 via a junction box 5 installed on the back side of each solar cell module 1.
（実施形態１）
図２に示すジャンクションボックス５には、バイパスダイオード等が内蔵されている。
(Embodiment 1)
The junction box 5 shown in FIG. 2 includes a bypass diode and the like.
本実施形態では、各太陽電池モジュール１の背面側に設置されたジャンクションボックス５間を繋ぐ電路に、この電路を切断する電路開閉器８と、各太陽電池モジュール１から電力を出力する出力端子間を連結して短絡回路を形成する短絡開閉器９と、電路開閉器８と短絡開閉器９の開閉操作を行う開閉動作部１０と、短絡回路を形成した状態で太陽電池モジュール１の出力状態を判定するモジュールセンサ１１を備えている。このように本実施形態では、ジャンクションボックス５間を繋ぐ電路に前記各機器を配置する構造としているため、既存のジャンクションボックス５を利用して本発明のシステムを構築することができる。 In this embodiment, between the electric circuit switch 8 which cut | disconnects this electric circuit in the electric circuit which connects between the junction boxes 5 installed in the back side of each solar cell module 1, and the output terminal which outputs electric power from each solar cell module 1 Are connected to each other to form a short circuit, a circuit switch 8 and an opening / closing operation unit 10 for performing an opening / closing operation of the short circuit switch 9, and an output state of the solar cell module 1 in a state where the short circuit is formed. A module sensor 11 for determination is provided. Thus, in this embodiment, since each said apparatus is arrange | positioned on the electric circuit which connects between the junction boxes 5, it can construct | assemble the system of this invention using the existing junction box 5. FIG.
各電路開閉器８と短絡開閉器９は、太陽電池モジュール１の外部に設けた制御装置１２を介して、開閉制御が行われる。制御装置１２の設置箇所は特に限定されないが、例えば、接続箱４やパワーコンディショナー１３の内部に設置することができる。本実施形態では、全ての電路開閉器８と短絡開閉器９を、同一の制御装置１２で制御しているが、ストリング単位やアレイ単位ごとに、複数の制御装置１２で制御を行うこともできる。 Each electric circuit switch 8 and the short circuit switch 9 are controlled to open and close via a control device 12 provided outside the solar cell module 1. Although the installation location of the control apparatus 12 is not specifically limited, For example, it can install in the inside of the connection box 4 or the power conditioner 13. FIG. In the present embodiment, all the electric circuit switches 8 and the short circuit switches 9 are controlled by the same control device 12, but can be controlled by a plurality of control devices 12 for each string or array unit. .
制御装置１２は、１つの電路開閉器８と１つの短絡開閉器９ごとに配置された各開閉動作部１０に制御信号を送信し、この制御信号を受けた開閉動作部１０が、まず、短絡開閉器９を投入する制御を行い、続いて、電路開閉器８を開放する制御を行う。このように、電路開閉器８の開放に先立って、同一ストリング２内の全ての短絡開閉器９を投入する制御を行うことにより、電路開閉器８の開放時には、太陽電池モジュール１の出力端子からの出力はゼロとなり、開路時のアーク発生を確実に防止することができる。また、例えば、特許文献１の技術のように絶縁不良箇所の前後に配置された２つの開閉器のみを開状態とする場合と比べて、開路手段を開路させる制御を行う際、各開路手段にかかる電圧を低減することができ、特許文献１で使用される開閉器よりも、容量が小さくコンパクトな開閉器を使用することができる。 The control device 12 transmits a control signal to each open / close operation unit 10 arranged for each one electric circuit switch 8 and one short circuit switch 9, and the open / close operation unit 10 receiving the control signal first short-circuits. Control to turn on the switch 9 is performed, and subsequently control to open the electric circuit switch 8 is performed. In this way, by performing control to turn on all the short-circuit switches 9 in the same string 2 before opening the electric circuit switch 8, when the electric circuit switch 8 is opened, from the output terminal of the solar cell module 1 Output is zero, and it is possible to reliably prevent arcing during opening. Further, for example, when performing control to open the circuit opening means, compared to the case where only two switches arranged before and after the location of poor insulation as in the technique of Patent Document 1 are opened, each circuit opening means Such a voltage can be reduced, and a compact switch having a smaller capacity than that of the switch used in Patent Document 1 can be used.
なお、前記の「開路手段を開路させる制御を行う際に各開路手段にかかる電圧を低減する」という作用を、短絡開閉器９を設けないという条件下で得るためには、同一ストリング２内の電路開閉器８を全て同時に開放する操作が必要となり、このような精密な操作を前提とするシステムは実用化に困難が予想される。これに対し、本発明では、まず、短絡開閉器９を投入して、短絡回路を形成させているため、電路開閉器８を全て同時に開放せずとも、最初に開放される電路開閉器８に高電圧が掛かることはないため、各電路開閉器８を全て同時に開放する操作は不要となる。 In order to obtain the above-described action of “reducing the voltage applied to each open circuit means when performing control to open the open circuit means” under the condition that the short-circuit switch 9 is not provided, An operation for opening all the electric circuit switches 8 at the same time is required, and it is expected that a system based on such a precise operation will be difficult to put into practical use. On the other hand, in the present invention, first, the short circuit switch 9 is turned on to form a short circuit, so that the electric circuit switch 8 that is opened first is not necessarily opened at the same time. Since no high voltage is applied, the operation of opening all the electric circuit switches 8 at the same time is unnecessary.
電路開閉器８の開放動作は、短絡開閉器９が投入状態にあることを検出できた場合にのみ可能とする制御を行うことで、安全性の向上を図ることができる。前記の検出方法は特に限定されないが、例えば、電路開閉器８の１次側（接続箱４側）に出力検出手段を設けて、短絡開閉器９の投入後所定時間ごとに電流（もしくは電圧）出力検出を行ったり、あるいは、複数の太陽電池モジュールを連結して構成したストリング単位で、このストリング２を構成する太陽電池モジュールの出力状態を判定する統合センサ１４を、ストリング２の出力端子に設けて、一定時間ごとに出力検出を行うことができる。 Safety can be improved by performing control that enables the opening operation of the electric circuit switch 8 only when it is detected that the short circuit switch 9 is in the on state. Although the detection method is not particularly limited, for example, an output detection unit is provided on the primary side (connection box 4 side) of the circuit switch 8, and a current (or voltage) is provided every predetermined time after the short-circuit switch 9 is turned on. An integrated sensor 14 is provided at the output terminal of the string 2 for detecting the output or determining the output state of the solar cell module constituting the string 2 in a string unit configured by connecting a plurality of solar cell modules. Thus, output detection can be performed at regular intervals.
本実施形態では、制御装置１２は統合センサ１４の異常出力を検出時に自動で動作させるものであり、統合センサ１４によるストリングの出力検出を、短絡開閉器９の投入後に限定せず、システムの起動時に所定時間ごとに行っており、その検出結果が異常を示したとき、制御装置１２が電路開閉器８及び短絡開閉器９の開閉制御を開始する。例えば、統合センサ１４によるストリング２の出力値（電圧値や電流値）が規定値以下に低下した場合、もしくは、他のストリング２の出力値よりも著しく低下した場合に、短絡時のアークノイズを検出し電圧値が著しく高くなった場合などを検出した場合等に異常判定が行われて、制御装置１２による上記制御が開始される。 In the present embodiment, the control device 12 automatically operates when detecting an abnormal output of the integrated sensor 14, and the detection of the string output by the integrated sensor 14 is not limited to after the short-circuit switch 9 is turned on, and the system is started. The control device 12 starts the switching control of the electric circuit switch 8 and the short circuit switch 9 when the detection result shows an abnormality at a predetermined time. For example, when the output value (voltage value or current value) of the string 2 by the integrated sensor 14 falls below a specified value, or when the output value of the other string 2 drops significantly, the arc noise at the time of short circuit is reduced. An abnormality determination is made when the detected voltage value is significantly increased, and the control by the control device 12 is started.
電路開閉器８を開放して、短絡開閉器９を投入した後、モジュールセンサ１１により、太陽電池モジュール１の出力検出および異常判定を行う。ここで、太陽電池モジュール１に異常が検出された場合、制御装置１２や、この太陽光発電システムを設置した建物の屋内に備えた表示装置等に異常表示が行われる。モジュールセンサ１１及び統合センサ１４は検出情報によってセンサの種類を決定され、モジュールセンサ１１は太陽電池モジュール１の出力端子に設け、統合センサ１４をストリング２の出力端子に設けるものである。例えば、モジュールセンサ１１の場合、出力端子に設ける構造として、太陽電池モジュール１の出力端子部より直接電圧等を測定するもの、ＣＴの場合は太陽電池モジュール１と短絡開閉器９間の電路に配置させるもの、分流器の場合は太陽電池モジュール１と短絡開閉器９間の電路にシャント抵抗を接続するものでモジュールセンサ１１の設置方法についてもセンサの種類により変更されるものである。統合センサ１４の設置方法も同様である。 After the electric circuit switch 8 is opened and the short circuit switch 9 is turned on, the module sensor 11 performs output detection and abnormality determination of the solar cell module 1. Here, when an abnormality is detected in the solar cell module 1, the abnormality display is performed on the control device 12, a display device provided indoors in the building where the solar power generation system is installed, or the like. The sensor type of the module sensor 11 and the integrated sensor 14 is determined by detection information. The module sensor 11 is provided at the output terminal of the solar cell module 1 and the integrated sensor 14 is provided at the output terminal of the string 2. For example, in the case of the module sensor 11, the structure provided at the output terminal is such that the voltage is measured directly from the output terminal portion of the solar cell module 1, and in the case of CT, it is arranged in the electric circuit between the solar cell module 1 and the short circuit switch 9. In the case of a shunt, the shunt resistor is connected to the electric circuit between the solar cell module 1 and the short circuit switch 9, and the installation method of the module sensor 11 is also changed depending on the type of sensor. The installation method of the integrated sensor 14 is also the same.
なお、短絡開閉器９が投入されていると、各太陽電池モジュール１の各素子に電流が流れ続ける状態となる。各素子に電流を流し続けると、各素子に負担がかかり、素子寿命の低下や素子の故障の要因となり好ましくない。更に、太陽光発電システムを備えた建物に火災等の事故が起こった場合に、太陽光パネルを破壊して天井面を開放する処置が行われるケースがある。このような場合において、短絡開閉器９が投入されていると、太陽光モジュール１の破壊作業中の感電事故のリスクがある。そこで、本実施形態では、モジュールセンサ１１や統合センサ１４により異常判定がなされた際、もしくは、短絡開閉器９を投入して所定時間経過した後には、前記の短絡開閉器９を、自動により、開放可能とするシステム構成として、前記したような各素子の故障や感電事故の回避を図っている。 In addition, when the short circuit switch 9 is turned on, the current continues to flow through each element of each solar cell module 1. If a current is continuously supplied to each element, a burden is imposed on each element, which is not preferable because it causes a reduction in element life and a failure of the element. Furthermore, when an accident such as a fire occurs in a building equipped with a solar power generation system, there is a case in which a treatment is performed to destroy the solar panel and open the ceiling surface. In such a case, if the short circuit switch 9 is inserted, there is a risk of an electric shock accident during the destruction work of the solar module 1. Therefore, in the present embodiment, when the abnormality determination is made by the module sensor 11 or the integrated sensor 14, or after the short-circuit switch 9 is turned on and a predetermined time has elapsed, the short-circuit switch 9 is automatically As a system configuration that can be opened, the failure of each element and the electric shock accident as described above are avoided.
本実施形態では、統合センサ１４がストリング２の異常を検出した際に、制御装置１２による上記制御が開始されるシステム構成としたが、その他の実施形態として、太陽電池モジュール１単位の異常を直接検出する手段（例えば、モジュールセンサ１１）を備え、この手段が太陽電池モジュール１の異常を検出した際に、制御装置１２による上記制御が開始されるシステム構成とすることもできる。更に、その他の実施形態として、太陽電池モジュール１の外部に形成した非常停止ボタン（制御装置手動操作手段）のＯＮ動作を起点として通信手段を通じて制御装置１２を動作させるシステム構成とすることもできる。この非常停止ボタンのＯＮ操作が解除された後、開閉動作部１０により開閉動作部１０を閉路操作させ、手動操作で復帰動作するものとすることもできる。 In the present embodiment, the system configuration is such that when the integrated sensor 14 detects an abnormality of the string 2, the control by the control device 12 is started. However, as another embodiment, the abnormality of one unit of the solar cell module is directly detected. It is also possible to provide a system configuration in which means for detecting (for example, module sensor 11) is provided, and when the means detects an abnormality of the solar cell module 1, the control by the control device 12 is started. Furthermore, as another embodiment, it is possible to adopt a system configuration in which the control device 12 is operated through communication means starting from an ON operation of an emergency stop button (control device manual operation means) formed outside the solar cell module 1. After the ON operation of the emergency stop button is released, the opening / closing operation unit 10 can be closed by the opening / closing operation unit 10, and the return operation can be performed manually.
また、本実施形態では、太陽電池モジュール１ごとに開閉動作部１０を設けているが、その他の実施形態として、開閉動作部１０を省略し、制御装置１２から送信される通信信号（ＰＬＣ）によって、この制御装置１２に繋がれた太陽電池モジュール１を一括して、開閉操作することもできる。 Moreover, in this embodiment, although the opening / closing operation | movement part 10 is provided for every solar cell module 1, as the other embodiment, the opening / closing operation | movement part 10 is abbreviate | omitted and it is based on the communication signal (PLC) transmitted from the control apparatus 12. The solar cell modules 1 connected to the control device 12 can be collectively opened and closed.
（実施形態２）
図３に示すように、太陽電池モジュール１の背面側に設置されたジャンクションボックス５内に、電路開閉器８と短絡開閉器９を内蔵させることもできる。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 3, the electric circuit switch 8 and the short circuit switch 9 can also be incorporated in the junction box 5 installed on the back side of the solar cell module 1.
（実施形態３）
図４に示すように、太陽電池モジュール１を複数まとめたストリング単位ごとに、ストリング２間の連結を解除する電路開閉器１５とストリング２からの出力端子間を連結して短絡回路を形成する短絡開閉器１６とストリング２の出力状態を判定するモジュールセンサ１７と電路開閉器１５と短絡開閉器１６の開閉操作を行う開閉動作部１８を配置することもできる。同様に、複数のストリング２を連結した出力状態を判定する統合センサ１４も配置することもできる。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 4, the short circuit which forms the short circuit by connecting between the electric circuit switch 15 which cancels | releases the connection between the strings 2, and the output terminal from the string 2 for every string unit which put together the plurality of solar cell modules 1 A module sensor 17 that determines the output state of the switch 16 and the string 2, an opening / closing operation unit 18 that performs an opening / closing operation of the electric circuit switch 15 and the short-circuit switch 16 may be arranged. Similarly, an integrated sensor 14 that determines an output state obtained by connecting a plurality of strings 2 can also be disposed.
この場合、例えば、図５に示すように、ストリング２ごとに、電路開閉器１５と短絡開閉器１６を配置するものとし、各ストリング２単位で電路の開閉を行う分岐開閉器６を電路開閉器１５として兼用することもできる。 In this case, for example, as shown in FIG. 5, an electric circuit switch 15 and a short circuit switch 16 are arranged for each string 2, and the branch switch 6 that opens and closes the electric circuit for each string 2 is used as the electric circuit switch. 15 can also be used.
なお、図４及び図５のような実施形態において、短絡開閉器１６を投入した状態で、ストリング２内で、２つの地絡が起こった場合には、回路が構成されてしまうため、危険が生じる。そこで、本実施形態では、各太陽電池モジュール１単位にも、電路開閉器８と短絡開閉器９を備える構成とすることにして安全性の向上を図っている。 4 and 5, when two ground faults occur in the string 2 with the short-circuit switch 16 turned on, a circuit is configured, which is dangerous. Arise. Therefore, in this embodiment, each solar cell module 1 unit is configured to include the electric circuit switch 8 and the short circuit switch 9 in order to improve safety.
１ 太陽電池モジュール
２ ストリング
３ アレイ
４ 接続箱
５ ジャンクションボックス
６ 分岐開閉器
７ 集電開閉器
８ 電路開閉器
９ 短絡開閉器
１０ 開閉動作部
１１ モジュールセンサ
１２ 制御装置
１３ パワーコンディショナー
１４ 統合センサ
１５ 電路開閉器
１６ 短絡開閉器
１７ モジュールセンサ
１８ 開閉動作部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell module 2 String 3 Array 4 Connection box 5 Junction box 6 Branch switch 7 Current collection switch 8 Electric circuit switch 9 Short circuit switch 10 Opening / closing operation part 11 Module sensor 12 Controller 13 Power conditioner 14 Integrated sensor 15 Electric circuit switch 16 Short-circuit switch 17 Module sensor 18 Opening / closing operation part
Claims (8)
太陽電池モジュール間の連結を複数個所で解除する複数の電路開閉器と、
各太陽電池モジュールから電力を出力する出力端子間を連結して短絡回路を形成する複数の短絡開閉器と、
これらの電路開閉器と短絡開閉器の開閉制御を行う制御装置を備え、
前記短絡開閉器を、太陽電池モジュールと該太陽電池モジュールと連結した電路開閉器との間に配置するとともに、
該制御装置が、前記電路開閉器の開放に先立って、前記短絡開閉器を投入する制御を行う
ことを特徴とする太陽光発電システム。 In a solar power generation system configured by connecting a plurality of solar cell modules,
A plurality of electric circuit switches for releasing connection between solar cell modules at a plurality of locations;
A plurality of short-circuit switches that form a short circuit by connecting output terminals that output power from each solar cell module;
With a control device that controls the opening and closing of these electric circuit switches and short circuit switches,
While arranging the short-circuit switch between a solar cell module and an electric circuit switch connected to the solar cell module,
The solar power generation system, wherein the control device performs control to turn on the short-circuit switch prior to opening of the electric circuit switch.
ことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。 The solar power generation system according to claim 1, further comprising an opening / closing operation unit that receives a control signal from the control device and performs an opening / closing operation of the electric circuit switch and the short-circuit switch.
該太陽電池モジュールの出力端子に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の太陽光発電システム。 After turning on the short circuit switch and opening the electric circuit switch, a module sensor that determines the output state of the solar cell module that has formed the short circuit,
The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the photovoltaic power generation system is provided at an output terminal of the solar cell module.
前記の短絡開閉器を、自動により、開放可能とする機能を備えることを特徴とする請求項３記載の太陽光発電システム。 When an abnormality is determined by the module sensor, or after a predetermined time has passed since the short-circuit switch was turned on,
The solar power generation system according to claim 3, further comprising a function of automatically opening the short-circuit switch.
該ストリングの出力端子と接続して設け、
該統合センサにより異常判定がなされた際、
前記の制御装置が前記の制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載の太陽光発電システム。 An integrated sensor for determining an output state of a solar cell module constituting the string in a string unit configured by connecting a plurality of solar cell modules.
Provided in connection with the output terminal of the string,
When an abnormality is determined by the integrated sensor,
The solar power generation system according to claim 1, wherein the control device performs the control.
該ジャンクションボックス間を結ぶ電路に、前記の電路開閉器と短絡開閉器とを、組み込んで配置した
ことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。 As a connecting means for adjacent solar cell units, a junction box is provided between adjacent solar cell units,
The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the electric circuit switch and the short circuit switch are incorporated in an electric circuit connecting the junction boxes.
前記電路開閉器を、前記ストリング間の連結を複数個所で解除する位置に配置し、
前記短絡開閉器を、前記ストリングからの出力端子間を連結して短絡回路を形成した
ことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。 Having a plurality of strings composed of a plurality of solar cell modules,
The electric circuit switch is disposed at a position where the connection between the strings is released at a plurality of locations,
The solar power generation system according to claim 1, wherein a short circuit is formed by connecting the short-circuit switch between output terminals from the string.
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