JP6144583B2 - Solar power system - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールを少なくとも一つ有する発電装置と、前記発電装置の出力電圧を入力する電力変換装置とを備える太陽光発電システムに関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation system including a power generation device having at least one solar cell module and a power conversion device that inputs an output voltage of the power generation device.

近年、太陽電池の発電効率向上のために、受光面である表面側に電極を設けず、受光面とは反対側の裏面にP型集電層(電極)とN型集電層(電極)の双方を設けて電極によるシャドーロスを無くした裏面電極型太陽電池が開発されている(例えば特許文献1参照)。   In recent years, in order to improve the power generation efficiency of solar cells, an electrode is not provided on the front surface which is the light receiving surface, and a P-type current collecting layer (electrode) and an N-type current collecting layer (electrode) are provided on the back surface opposite to the light receiving surface. A back electrode type solar cell has been developed in which both are provided to eliminate the shadow loss due to the electrodes (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−128258号公報JP 2006-128258 A

ところが、裏面電極型太陽電池を備える太陽電池モジュール(以下、裏面電極型太陽電池モジュールともいう)に太陽光を照射して発電を行うと、発電時間の経過に伴って発電効率が低下することが起こる場合がある。本発明者らはこの現象を分析した結果、従来から使用されている受光面側にも電極が設けられた太陽電池を備える太陽電池モジュールではこの現象が起こりにくいこと、裏面電極型太陽電池モジュール内の発電部の電位とモジュール枠など裏面電極型太陽電池モジュールの発電に寄与しない部分の電位との間の電位差が大きいほど発電効率が低下しやすいこと、及び、降雨などによって裏面電極型太陽電池モジュールの受光面に水の膜ができている状態において発電効率が低下しやすいことを突き止めた。   However, when generating power by irradiating a solar cell module including a back electrode type solar cell (hereinafter, also referred to as a back electrode type solar cell module) with sunlight, power generation efficiency may decrease with the passage of power generation time. May happen. As a result of analyzing this phenomenon, the present inventors have found that this phenomenon hardly occurs in a solar cell module including a solar cell in which electrodes are also provided on the light receiving surface side that has been used in the past. The larger the potential difference between the potential of the power generation part of the module and the potential of the part that does not contribute to the power generation of the back electrode type solar cell module such as the module frame, the lower the power generation efficiency, and the back electrode type solar cell module due to rainfall, etc. It has been found that the power generation efficiency tends to decrease when a water film is formed on the light receiving surface.

上記の分析結果から本発明者らは、以下に示すメカニズムで裏面電極型太陽電池モジュールの発電効率の低下が起こると推定した。ここで、裏面電極型太陽電池モジュールの概略断面の一例を図4に示し、本発明者らが推定したメカニズムを図4の部分拡大図である図5を用いて説明する。   From the above analysis results, the present inventors have estimated that the power generation efficiency of the back electrode type solar cell module is reduced by the following mechanism. Here, an example of a schematic cross section of the back electrode type solar cell module is shown in FIG. 4, and the mechanism estimated by the present inventors will be described with reference to FIG. 5 which is a partially enlarged view of FIG.

図4に示す裏面電極型太陽電池モジュールは、N型シリコン基板1と、N型シリコン基板1の受光面である表面側に設けられるパッシベーション膜2と、N型シリコン基板1の受光面とは反対側の裏面に設けられるP型集電層3及びN型集電層4を有する裏面電極型太陽電池セル5を複数備え、更に、隣接している2つの裏面電極型太陽電池セル5同士の隣接するP型集電層3とN型集電層4とを接続するための接続部材6も備える。なお、N型シリコン基板1内には、P型集電層3に接するようにP+層1Aが形成され、N型集電層4に接するようにN+層1Bが形成される。図4に示す裏面電極型太陽電池モジュールでは、裏面電極型太陽電池セル5及び接続部材6が、エチレンビニルアセテート樹脂などの封止材7によって封止され、封止材7の表面側にガラス等の透光性基板8が設けられ、封止材7の裏面側に裏面保護シート9が設けられ、封止材7、透光性基板8、及び裏面保護シート9の側面と、透光性基板8の表面側周縁及び裏面保護シート9の裏面側周縁とを覆うゴム等の端面封止材10が設けられ、端面封止材10の外側にアルミ等の導電性のモジュール枠11が設けられている。   The back electrode type solar cell module shown in FIG. 4 is opposite to the N-type silicon substrate 1, the passivation film 2 provided on the surface side which is the light-receiving surface of the N-type silicon substrate 1, and the light-receiving surface of the N-type silicon substrate 1. A plurality of back surface electrode type solar cells 5 each having a P type current collecting layer 3 and an N type current collecting layer 4 provided on the back surface on the side, and further adjacent two adjacent back surface electrode type solar cells 5 A connecting member 6 for connecting the P-type current collecting layer 3 and the N-type current collecting layer 4 is also provided. In the N-type silicon substrate 1, a P + layer 1A is formed so as to be in contact with the P-type current collecting layer 3, and an N + layer 1B is formed so as to be in contact with the N-type current collecting layer 4. In the back electrode type solar cell module shown in FIG. 4, the back electrode type solar cell 5 and the connection member 6 are sealed with a sealing material 7 such as ethylene vinyl acetate resin, and glass or the like is formed on the surface side of the sealing material 7. The translucent substrate 8 is provided, the back surface protection sheet 9 is provided on the back surface side of the sealing material 7, the side surfaces of the sealing material 7, the translucent substrate 8, and the back surface protection sheet 9, and the translucent substrate 8 is provided with an end surface sealing material 10 such as rubber covering the front surface side periphery of 8 and the back surface side periphery of the back surface protection sheet 9, and a conductive module frame 11 such as aluminum is provided outside the end surface sealing material 10. Yes.

(i)裏面電極型太陽電池モジュール内の発電部(N型シリコン基板1)と裏面電極型太陽電池モジュールの発電に寄与しない部分(モジュール枠11)との電位差によって図5に示す電界が封止材7にかかると、封止材7に含まれる自由電子12がパッシベーション膜2の受光面側に集められる。
(ii)N型シリコン基板1に含まれる正孔には、パッシベーション膜2の受光面側に集められた封止材7に含まれる自由電子12と対を成すようにパッシベーション膜2側に引き寄せようとする力がかかる。
(iii)N型シリコン基板1内に光が照射されると、光励起により電子13と正孔14の対が発生する。これらはpn接合部の電界によって、電子13はN型集電層4に、正孔14はP型集電層3に到達することで発電電力として外部に取り出すことが可能となるが、上記(ii)で説明した力により正孔14がパッシベーション膜2に向かう確率が増えてしまう。図5に示すように太陽電池の基板がN型シリコン基板である場合は正孔14が少数キャリアとなるため、光励起によって発生した正孔14がP型集電層3に到達する割合が低下してしまうと、外部に取り出せる発電電力、すなわち発電効率が低下する。
(I) The electric field shown in FIG. 5 is sealed by the potential difference between the power generation unit (N-type silicon substrate 1) in the back electrode type solar cell module and the portion (module frame 11) that does not contribute to the power generation of the back electrode type solar cell module. When applied to the material 7, free electrons 12 contained in the sealing material 7 are collected on the light receiving surface side of the passivation film 2.
(Ii) The holes contained in the N-type silicon substrate 1 are attracted to the passivation film 2 side so as to form a pair with the free electrons 12 contained in the sealing material 7 collected on the light receiving surface side of the passivation film 2. The power to take.
(Iii) When light is irradiated into the N-type silicon substrate 1, a pair of electrons 13 and holes 14 is generated by photoexcitation. These can be extracted to the outside as generated power when the electrons 13 reach the N-type current collecting layer 4 and the holes 14 reach the P-type current collecting layer 3 due to the electric field at the pn junction. Due to the force described in ii), the probability that the holes 14 are directed toward the passivation film 2 increases. As shown in FIG. 5, when the substrate of the solar cell is an N-type silicon substrate, the holes 14 become minority carriers, so the rate at which the holes 14 generated by photoexcitation reach the P-type current collecting layer 3 decreases. If this happens, the generated power that can be taken out, that is, the power generation efficiency, will be reduced.

上記の推定メカニズムを踏まえると、発電時間の経過に伴って起こり得る裏面電極型太陽電池モジュールの発電効率の低下を防止する方策として、図5に示す電界が封止材7にかからないようにすることで、パッシベーション膜上に電子が蓄積しないようにすることが考えられる。しかしながら、裏面電極型太陽電池モジュール内の発電部と、裏面電極型太陽電池モジュールの発電に寄与しない部分との電位差は、太陽光発電システム全体の構成によって決まるため、裏面電極型太陽電池モジュール自体では解決が困難であるといった課題があった。   In view of the above estimation mechanism, the electric field shown in FIG. 5 is not applied to the encapsulant 7 as a measure for preventing a decrease in power generation efficiency of the back electrode type solar cell module that may occur with the lapse of power generation time. Thus, it can be considered that electrons are not accumulated on the passivation film. However, since the potential difference between the power generation unit in the back electrode type solar cell module and the portion that does not contribute to the power generation of the back electrode type solar cell module is determined by the configuration of the entire solar power generation system, the back electrode type solar cell module itself There was a problem that it was difficult to solve.

本発明は、上記の状況に鑑み、発電時間の経過に伴って発電効率が低下することを抑制することができる太陽光発電システムを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the solar power generation system which can suppress that power generation efficiency falls with progress of power generation time in view of said condition.

上記目的を達成するために本発明に係る太陽光発電システムは、ブレーカと、太陽電池モジュールを少なくとも一つ有する発電装置と、前記発電装置の出力電圧の正極側を入力する正極側入力端子及び前記発電装置の出力電圧の負極側を入力する負極側入力端子を有する電力変換装置とを備え、前記正極側入力端子が前記ブレーカを介して接地されており、前記ブレーカが遮断状態であるときに前記正極側入力端子と接地との接続が遮断される構成とする。   In order to achieve the above object, a photovoltaic power generation system according to the present invention includes a circuit breaker, a power generation device having at least one solar cell module, a positive-side input terminal that inputs a positive-side of an output voltage of the power generation device, and the A power conversion device having a negative side input terminal for inputting a negative side of the output voltage of the power generation device, the positive side input terminal is grounded via the breaker, and when the breaker is in a cut-off state The connection between the positive input terminal and the ground is cut off.

また、前記負極側入力端子が地絡した場合に発生する地絡電流を検出する地絡電流検出器と、前記地絡電流検出器によって検出される地絡電流が第1の閾値を超えると、前記ブレーカを遮断状態にする制御部とを備えるようにしてもよい。   Further, when a ground fault current detector that detects a ground fault current generated when the negative input terminal has a ground fault, and a ground fault current detected by the ground fault current detector exceeds a first threshold, You may make it provide the control part which makes the said breaker the interruption | blocking state.

また、前記制御部は、前記地絡電流検出器によって検出される地絡電流が第1の閾値よりも小さい第2の閾値を超えると、前記電力変換装置の動作を停止させるようにしてもよい。   The control unit may stop the operation of the power conversion device when a ground fault current detected by the ground fault current detector exceeds a second threshold value that is smaller than the first threshold value. .

また、前記制御部は、前記ブレーカの状態を常時監視し、前記ブレーカが遮断状態のときに前記電力変換装置の動作を停止させるようにしてもよい。   Further, the control unit may constantly monitor the state of the breaker, and stop the operation of the power converter when the breaker is in a cut-off state.

また、前記発電装置が前記太陽電池モジュールを複数備え、前記発電装置の出力電圧が前記太陽電池モジュールの出力電圧の少なくとも二つを直列加算した太陽電池モジュールストリング電圧であってもよい。   The power generation device may include a plurality of the solar cell modules, and the output voltage of the power generation device may be a solar cell module string voltage obtained by serially adding at least two of the output voltages of the solar cell modules.

また、前記太陽電池モジュールが、N型シリコン基板の受光面とは反対側の裏面にP型集電層とN型集電層の双方を設けている裏面電極型太陽電池セルを有するようにしてもよい。   The solar cell module has a back electrode type solar cell in which both a P-type current collecting layer and an N-type current collecting layer are provided on the back surface opposite to the light receiving surface of the N-type silicon substrate. Also good.

また、前記太陽電池モジュールが、前記太陽電池モジュールの縁部を覆う導電性のモジュール枠を有するようにしてもよい。   Moreover, you may make it the said solar cell module have an electroconductive module frame which covers the edge part of the said solar cell module.

また、前記モジュール枠を接地するようにしてもよい。   The module frame may be grounded.

本発明によると、前記発電装置の出力電圧の正極側電位を接地電位にすることできるので、前記太陽電池モジュール内の発電部が接地電位よりも電位の高い状態になることを防止することができ、発電時間の経過に伴って発電効率が低下することを抑制することができる。また、前記正極側入力端子と接地との接続を遮断することができるブレーカが設けられているので、前記負極側入力端子に地絡が起こった場合に前記ブレーカを遮断状態にすることによって地絡電流を遮断することができる。   According to the present invention, since the positive potential of the output voltage of the power generator can be set to the ground potential, it is possible to prevent the power generation unit in the solar cell module from being in a state where the potential is higher than the ground potential. It can suppress that power generation efficiency falls with progress of power generation time. In addition, since a breaker that can cut off the connection between the positive input terminal and the ground is provided, when a ground fault occurs in the negative input terminal, the ground fault is caused by putting the breaker into a cut-off state. The current can be cut off.

第一の実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the solar energy power generation system which concerns on 1st embodiment. 第二の実施形態に係る発電装置を示す図である。It is a figure which shows the electric power generating apparatus which concerns on 2nd embodiment. 第三の実施形態に係る発電装置を示す図である。It is a figure which shows the electric power generating apparatus which concerns on 3rd embodiment. 裏面電極型太陽電池モジュールの概略断面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic cross section of a back electrode type solar cell module. 図4の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG.

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に示す通り、第一の実施形態に係る太陽光発電システムは、太陽電池モジュール101を四つ有する発電装置102と、発電装置102の出力電圧の正極側を入力する正極側入力端子及び発電装置102の出力電圧の負極側を入力する負極側入力端子を有する電力変換装置103と、直流地絡検出器104とを備え、ブレーカ105が遮断状態であるときに電力変換装置103の正極側入力端子と接地との接続が遮断される構成である。   As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation system according to the first embodiment includes a power generation device 102 having four solar cell modules 101, a positive-side input terminal that inputs the positive side of the output voltage of the power generation device 102, and power generation. A power converter 103 having a negative input terminal for inputting a negative input side of the output voltage of the apparatus 102 and a DC ground fault detector 104, and a positive input of the power converter 103 when the breaker 105 is in a cut-off state. The connection between the terminal and the ground is cut off.

太陽電池モジュール101−太陽電池モジュール101間、太陽電池モジュール101−電力変換装置103間の各接続は例えばケーブル等を用いて行われる。   Each connection between the solar cell module 101 and the solar cell module 101 and between the solar cell module 101 and the power converter 103 is performed using, for example, a cable.

発電装置102内の四つの太陽電池モジュール101は直列接続されており、四つの太陽電池モジュール101の出力電圧を直列加算した太陽電池モジュールストリング電圧が発電装置102の出力電圧となる。   The four solar cell modules 101 in the power generation device 102 are connected in series, and the solar cell module string voltage obtained by adding the output voltages of the four solar cell modules 101 in series becomes the output voltage of the power generation device 102.

太陽電池モジュール101は、例えば図4に示す裏面電極型太陽電池モジュールを用い、安全のためモジュール枠11を接地する。なお、裏面電極型太陽電池モジュールの構造としては、図4に示す構造に限らず、例えば、N型シリコン基板1の裏面にパッシベーション膜を設けたりしてもよい。また、裏面電極型太陽電池モジュールでは、N型シリコン基板の代わりにP型シリコン基板を用いることもできる。   As the solar cell module 101, for example, a back electrode type solar cell module shown in FIG. 4 is used, and the module frame 11 is grounded for safety. The structure of the back electrode type solar cell module is not limited to the structure shown in FIG. 4. For example, a passivation film may be provided on the back surface of the N-type silicon substrate 1. Further, in the back electrode type solar cell module, a P-type silicon substrate can be used instead of the N-type silicon substrate.

また、太陽電池モジュール101は、例示した裏面電極型太陽電池モジュールに限らず、太陽電池モジュール内の発電部の電位が発電に寄与しない部分の電位に対して高いと発電時間の経過に伴って発電効率が低下するおそれがあるタイプの太陽電池モジュールであればよい。   Further, the solar cell module 101 is not limited to the illustrated back electrode type solar cell module. If the potential of the power generation unit in the solar cell module is higher than the potential of the portion that does not contribute to power generation, power generation occurs with the passage of power generation time. Any type of solar cell module that may reduce efficiency may be used.

電力変換装置103は、直流電圧である正極側入力端子―負極側入力端子間電圧をDC/AC変換して出力する電力変換装置であってもよく、直流電圧である正極側入力端子―負極側入力端子間電圧をDC/DC変換して出力する電力変換装置であってもよい。また、電力変換装置103は、最大出力動作点追尾(MPPT:Maximum Power Point Tracking)機能を有し、正極側入力端子―負極側入力端子間に供給される電力が最大となるようにMPPT制御を行い、各太陽電池モジュール101の動作電圧及び動作電流を決定する構成であることが好ましい。電力変換装置103は、直流地絡検出器104から地絡検出信号および遮断検出信号の少なくとも一方が供給されている場合、電力変換動作を停止する。   The power conversion device 103 may be a power conversion device that outputs a DC / AC converted voltage between a positive input terminal and a negative input terminal that is a DC voltage, and is a positive input terminal that is a DC voltage—a negative input side. A power conversion device that performs DC / DC conversion and outputs the voltage between the input terminals may be used. In addition, the power conversion device 103 has a maximum output operating point tracking (MPPT) function, and performs MPPT control so that the power supplied between the positive input terminal and the negative input terminal is maximized. It is preferable that the operation voltage and the operation current of each solar cell module 101 are determined. When at least one of the ground fault detection signal and the interruption detection signal is supplied from the DC ground fault detector 104, the power conversion device 103 stops the power conversion operation.

直流地絡検出器104は、上述したブレーカ105に加えて、地絡電流検出用電流検出器(例えばホール素子を利用した電流検出器)106と、制御回路等が実装されている直流地絡検出器回路基板107と、トリップコイル108と、交流電源111の出力電圧であるAC200[V]の電圧からトリップコイル駆動電圧を生成するトリップコイル駆動回路109と、リレー110とを備えている。   In addition to the breaker 105 described above, the DC ground fault detector 104 is a DC ground fault detection in which a ground fault current detection current detector (for example, a current detector using a Hall element) 106, a control circuit, and the like are mounted. A circuit board 107, a trip coil 108, a trip coil drive circuit 109 that generates a trip coil drive voltage from a voltage of AC 200 [V] that is an output voltage of the AC power supply 111, and a relay 110 are provided.

直流地絡検出器104は、図1に示すように電力変換装置103の外部に設けても構わないが、サイズが小さく電力変換装置103の内部に容易に組み込むことができるため、電力変換装置103の内部に組み込むことが好ましい。なお、本実施形態では、地絡電流検出用電流検出器106が請求項に記載されている「地絡電流検出器」に相当し、直流地絡検出器回路基板107、トリップコイル108、トリップコイル駆動回路109、及びリレー110が請求項に記載されている「制御部」に相当する。   The DC ground fault detector 104 may be provided outside the power conversion device 103 as shown in FIG. 1, but since it is small in size and can be easily incorporated inside the power conversion device 103, the power conversion device 103. It is preferable to incorporate it in the inside. In the present embodiment, the ground fault current detection current detector 106 corresponds to the “ground fault current detector” recited in the claims, and includes a DC ground fault detector circuit board 107, a trip coil 108, a trip coil. The drive circuit 109 and the relay 110 correspond to a “control unit” recited in the claims.

ブレーカ105が遮断状態でない場合、電力変換装置103の正極側入力端子が接地され、発電装置102の出力電圧の正極側電位が接地電位になるので、太陽電池モジュール101内の発電部が発電中に接地電位よりも電位の高い状態になることを防止することができ、発電時間の経過に伴って発電効率が低下することを抑制することができる。   When the breaker 105 is not in the cut-off state, the positive input terminal of the power converter 103 is grounded, and the positive potential of the output voltage of the power generator 102 becomes the ground potential, so that the power generation unit in the solar cell module 101 is generating power. It is possible to prevent the potential from being higher than the ground potential, and it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency as the power generation time elapses.

発電装置102が発電を行っているときに電力変換装置103の負極側入力端子に地絡が起こった場合、ブレーカ105が閉じた状態のままであれば、接地線を通して発電装置102の正極から負極に地絡電流が流れる。   If a ground fault occurs at the negative input terminal of the power conversion device 103 while the power generation device 102 is generating power, if the breaker 105 remains closed, the negative electrode to the negative electrode of the power generation device 102 through the ground line A ground fault current flows in

そこで、第一の実施形態に係る太陽光発電システムでは、地絡電流検出用電流検出器106が地絡電流を検出し、地絡電流検出用電流検出器106によって検出される地絡電流が第1の閾値(例えば5[A])を超えると、直流地絡検出器回路基板107に実装されている制御回路は、トリップコイル108を通電状態にしてブレーカ105をトリップ(遮断状態)させる。これにより、第1の閾値を超える地絡電流を遮断することができる。一方、直流地絡検出器回路基板107に実装されている制御回路は、地絡電流検出用電流検出器106によって検出される地絡電流が第1の閾値以下であれば、トリップコイル108を非通電状態にする。ここで、トリップコイル108が通電状態であるとは、トリップコイル駆動回路109から出力されるトリップコイル駆動電圧がトリップコイル108に印加される状態であることを意味し、トリップコイル108が非通電状態であるとは、トリップコイル駆動回路109から出力されるトリップコイル駆動電圧がトリップコイル108に印加されない状態であることを意味する。   Therefore, in the photovoltaic power generation system according to the first embodiment, the ground fault current detection current detector 106 detects the ground fault current, and the ground fault current detected by the ground fault current detection current detector 106 is the first. When the threshold value of 1 (for example, 5 [A]) is exceeded, the control circuit mounted on the DC ground fault detector circuit board 107 causes the trip coil 108 to be energized and causes the breaker 105 to trip (cut off). Thereby, the ground fault current exceeding the first threshold can be cut off. On the other hand, if the ground fault current detected by the ground fault current detection current detector 106 is equal to or less than the first threshold, the control circuit mounted on the DC ground fault detector circuit board 107 turns off the trip coil 108. Turn on the power. Here, the trip coil 108 being energized means that the trip coil drive voltage output from the trip coil drive circuit 109 is applied to the trip coil 108, and the trip coil 108 is not energized. That is, the trip coil driving voltage output from the trip coil driving circuit 109 is not applied to the trip coil 108.

また、直流地絡検出器回路基板107に実装されている制御回路は、地絡電流検出用電流検出器106によって検出される地絡電流が第1の閾値より小さい第2の閾値(例えば1[A])を超えると、電力変換装置103に地絡検出信号を出力して、電力変換装置103の電力変換動作を停止させる。   In addition, the control circuit mounted on the DC ground fault detector circuit board 107 has a second threshold (for example, 1 [ If A]) is exceeded, a ground fault detection signal is output to the power converter 103, and the power conversion operation of the power converter 103 is stopped.

リレー110は、トリップコイル108が通電状態になると、トリップ(開状態)する。また、ブレーカ105は手動で遮断状態にすることができるが、ブレーカ105が手動で遮断状態になった場合、連動してリレー110は開状態になる。したがって、ブレーカ105が遮断状態であればリレー110は開状態になり、ブレーカ105が非遮断状態であればリレー110は閉状態になる。直流地絡検出器回路基板107に実装されている制御回路は、リレー110の状態を常時監視することで、ブレーカ105の状態を間接的に常時監視している。そして、直流地絡検出器回路基板107に実装されている制御回路は、ブレーカ105が遮断状態であるときに、電力変換装置103に遮断検出信号を出力して、電力変換装置103の電力変換動作を停止させる。これにより、電力変換装置103の正極側入力端子が接地されていない状態で、システムが運用されることを防止することができる。   Relay 110 trips (opens) when trip coil 108 is energized. Further, the breaker 105 can be manually turned off, but when the breaker 105 is manually turned off, the relay 110 is opened in conjunction. Therefore, when the breaker 105 is in a cut-off state, the relay 110 is in an open state, and when the breaker 105 is in a non-cut-off state, the relay 110 is in a closed state. The control circuit mounted on the DC ground fault detector circuit board 107 constantly monitors the state of the breaker 105 by constantly monitoring the state of the relay 110. The control circuit mounted on the DC ground fault detector circuit board 107 outputs a cutoff detection signal to the power converter 103 when the breaker 105 is in the cutoff state, and the power conversion operation of the power converter 103 is performed. Stop. Thereby, it is possible to prevent the system from being operated in a state where the positive input terminal of the power conversion device 103 is not grounded.

また、上述した地絡検出信号を用いて地絡を検出したことを報知する報知手段(例えば、ランプやブザーなど)や上述した遮断検出信号を用いてブレーカ105が遮断状態になっていることを報知する報知手段(例えば、ランプやブザーなど)を設けてもよい。このような報知手段を設けることにより、システムの正極接地に異常が発生していることをシステム管理者が容易に把握できる。   In addition, a notification means (for example, a lamp or a buzzer) for notifying that a ground fault has been detected using the ground fault detection signal described above, or that the breaker 105 is in a cutoff state using the cutoff detection signal described above. You may provide the alerting | reporting means (for example, a lamp | ramp, a buzzer, etc.) to alert | report. By providing such notification means, the system administrator can easily grasp that an abnormality has occurred in the positive electrode grounding of the system.

なお、図1に示した発電装置102の構成に代えて、第二の実施形態として図2に示すように太陽電池モジュール101を複数直列接続した太陽電池モジュールストリングを複数並列接続した構成にしてもよい。また、図1に示した発電装置102の構成に代えて、第三の実施形態として図3に示すように太陽電池モジュール101を一つのみ有する構成にしてもよい。   Instead of the configuration of the power generation apparatus 102 shown in FIG. 1, a configuration in which a plurality of solar cell module strings in which a plurality of solar cell modules 101 are connected in series as shown in FIG. Good. Moreover, it may replace with the structure of the electric power generating apparatus 102 shown in FIG. 1, and you may make it the structure which has only one solar cell module 101 as shown in FIG. 3 as 3rd embodiment.

ただし、発電装置102が太陽電池モジュール101を複数直列接続した太陽電池モジュールストリングを有する構成では、モジュール枠11の電位を接地電位にした場合に、図1や図2の紙面上側に位置する太陽電池モジュール101内の発電部が紙面下側に位置する太陽電池モジュール101内の発電部よりも電位の高い状態になるため、発電時間の経過に伴って発電効率が低下することをブレーカ105等の設置によって抑制しない場合、発電効率が大きく低下する可能性がある。したがって、発電装置102が太陽電池モジュール101を複数直列接続した太陽電池モジュールストリングを有する構成(第一の実施形態、第二の実施形態)の方が、発電装置102が太陽電池モジュール101を複数直列接続した太陽電池モジュールストリングを有さない構成(第三の実施形態)よりも効果が顕著に現れる。   However, in the configuration in which the power generation apparatus 102 has a solar cell module string in which a plurality of solar cell modules 101 are connected in series, when the potential of the module frame 11 is set to the ground potential, the solar cell located on the upper side of the paper in FIG. 1 or FIG. Since the power generation unit in the module 101 is in a higher potential than the power generation unit in the solar cell module 101 located on the lower side of the page, the breaker 105 and the like are installed so that the power generation efficiency decreases as the power generation time elapses. Otherwise, the power generation efficiency may be greatly reduced. Therefore, the configuration in which the power generation device 102 has a solar cell module string in which a plurality of solar cell modules 101 are connected in series (first embodiment, second embodiment) has the power generation device 102 connected in series with a plurality of solar cell modules 101. The effect is more conspicuous than the configuration without the connected solar cell module string (third embodiment).

1 N型シリコン基板
1A P+層
1B N+層
2 パッシベーション膜
3 P型集電層
4 N型集電層
5 裏面電極型太陽電池セル
6 接続部材
7 封止材
8 透光性基板
9 裏面保護シート
10 端面封止材
11 モジュール枠
12 自由電子
13 光励起により発生した電子
14 光励起により発生した正孔
101 太陽電池モジュール
102 発電装置
103 電力変換装置
104 直流地絡検出器
105 ブレーカ
106 地絡電流検出用電流検出器
107 直流地絡検出器回路基板
108 トリップコイル
109 トリップコイル駆動回路
110 リレー
111 交流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 N type silicon substrate 1A P + layer 1B N + layer 2 Passivation film 3 P type current collection layer 4 N type current collection layer 5 Back surface electrode type solar cell 6 Connection member 7 Sealing material 8 Translucent substrate 9 Back surface protection sheet 10 End face sealing material 11 Module frame 12 Free electron 13 Electron generated by photoexcitation 14 Hole generated by photoexcitation 101 Solar cell module 102 Power generation device 103 Power conversion device 104 DC ground fault detector 105 Breaker 106 Current detection for ground fault current detection 107 DC ground fault detector circuit board 108 Trip coil 109 Trip coil drive circuit 110 Relay 111 AC power supply

Claims (7)

ブレーカと、
太陽電池モジュールを少なくとも一つ有する発電装置と、
前記発電装置の出力電圧の正極側を入力する正極側入力端子及び前記発電装置の出力電圧の負極側を入力する負極側入力端子を有する電力変換装置と
前記負極側入力端子が地絡した場合に発生する地絡電流を検出する地絡電流検出器と、
前記地絡電流検出器によって検出される地絡電流が第1の閾値を超えると、前記ブレーカを遮断状態にする制御部とを備え、
前記正極側入力端子が前記ブレーカを介して接地されており、前記ブレーカが遮断状態であるときに前記正極側入力端子と接地との接続が遮断され
前記制御部は、前記地絡電流検出器によって検出される地絡電流が第1の閾値よりも小さい第2の閾値を超えると、前記電力変換装置の動作を停止させることを特徴とする太陽光発電システム。
With a breaker,
A power generation device having at least one solar cell module;
A power converter having a positive input terminal for inputting a positive polarity side of the output voltage of the power generator and a negative input terminal for inputting a negative polarity side of the output voltage of the power generator ;
A ground fault current detector for detecting a ground fault current that occurs when the negative input terminal has a ground fault;
When the ground fault current detected by the ground fault current detector exceeds a first threshold, a control unit that turns off the breaker ,
The positive input terminal is grounded via the breaker, and the connection between the positive input terminal and the ground is interrupted when the breaker is in an interrupted state ,
The said control part stops operation | movement of the said power converter device, when the ground fault current detected by the said ground fault current detector exceeds the 2nd threshold value smaller than a 1st threshold value, The sunlight characterized by the above-mentioned. Power generation system.
ブレーカと、With a breaker,
太陽電池モジュールを少なくとも一つ有する発電装置と、A power generation device having at least one solar cell module;
前記発電装置の出力電圧の正極側を入力する正極側入力端子及び前記発電装置の出力電圧の負極側を入力する負極側入力端子を有する電力変換装置と、A power converter having a positive input terminal for inputting a positive polarity side of the output voltage of the power generator and a negative input terminal for inputting a negative polarity side of the output voltage of the power generator;
前記負極側入力端子が地絡した場合に発生する地絡電流を検出する地絡電流検出器と、A ground fault current detector for detecting a ground fault current that occurs when the negative input terminal has a ground fault;
前記地絡電流検出器によって検出される地絡電流が第1の閾値を超えると、前記ブレーカを遮断状態にする制御部とを備え、When the ground fault current detected by the ground fault current detector exceeds a first threshold, a control unit that turns off the breaker,
前記正極側入力端子が前記ブレーカを介して接地されており、前記ブレーカが遮断状態であるときに前記正極側入力端子と接地との接続が遮断され、The positive input terminal is grounded via the breaker, and the connection between the positive input terminal and the ground is interrupted when the breaker is in an interrupted state,
前記制御部は、前記ブレーカの状態を常時監視し、前記ブレーカが遮断状態のときに前記電力変換装置の動作を停止させることを特徴とする太陽光発電システム。The said control part always monitors the state of the said breaker, and stops the operation | movement of the said power converter device when the said breaker is a interruption | blocking state, The solar power generation system characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、前記地絡電流検出器によって検出される地絡電流が第1の閾値よりも小さい第2の閾値を超えると、前記電力変換装置の動作を停止させることを特徴とする請求項2に記載の太陽光発電システム。   The said control part stops operation | movement of the said power converter device, when the ground fault current detected by the said ground fault current detector exceeds the 2nd threshold value smaller than a 1st threshold value. 2. The solar power generation system according to 2. 前記発電装置が前記太陽電池モジュールを複数備え、The power generator comprises a plurality of the solar cell modules,
前記発電装置の出力電圧が前記太陽電池モジュールの出力電圧の少なくとも二つを直列加算した太陽電池モジュールストリング電圧であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。The photovoltaic power generation according to any one of claims 1 to 3, wherein the output voltage of the power generation device is a solar cell module string voltage obtained by serially adding at least two of the output voltages of the solar cell modules. system.
前記太陽電池モジュールが、N型シリコン基板の受光面とは反対側の裏面にP型集電層とN型集電層の双方を設けている裏面電極型太陽電池セルを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽光発電システム。The solar cell module has a back electrode type solar cell in which both a P-type current collecting layer and an N-type current collecting layer are provided on the back surface opposite to the light receiving surface of the N-type silicon substrate. The solar power generation system of any one of Claims 1-4. 前記太陽電池モジュールが、前記太陽電池モジュールの縁部を覆う導電性のモジュール枠を有することを特徴とする請求項5に記載の太陽光発電システム。6. The solar power generation system according to claim 5, wherein the solar cell module has a conductive module frame that covers an edge of the solar cell module. 前記モジュール枠が接地されていることを特徴とする請求項6に記載の太陽光発電システム。The solar power generation system according to claim 6, wherein the module frame is grounded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002368247A (en) * 2001-06-01 2002-12-20 Canon Inc Solar cell structure, solar cell array and photovoltaic power generation system
JP2003158282A (en) * 2001-08-30 2003-05-30 Canon Inc Solar photovoltaic power-generation system
JP5377018B2 (en) * 2009-03-23 2013-12-25 株式会社東芝 Solar power system
JP5520722B2 (en) * 2010-07-15 2014-06-11 株式会社ダイヘン Grid-connected inverter system
EP2664726A1 (en) * 2011-01-12 2013-11-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Solar cell module and solar power generating device
US8760170B2 (en) * 2011-01-28 2014-06-24 Schneider Electric Solar Inverters Usa, Inc. Fuse continuity detection
JP2012199393A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Hitachi Cable Ltd Distribution cable for solar cell module and large scale solar power generation system and solar power generation apparatus that use the distribution cable
JP5763407B2 (en) * 2011-05-09 2015-08-12 株式会社ダイヘン Abnormality detection device and power generation system provided with the abnormality detection device
JP5844176B2 (en) * 2012-02-22 2016-01-13 株式会社ダイヘン Ground fault detection system and ground fault detection method

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