JP7148244B2 - Power controllers, photovoltaic systems, and programs - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光発電システムにおける太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制できる電力制御装置、当該電力制御装置を備える太陽光発電システム、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a power control device capable of suppressing a decrease in power generation efficiency of a solar cell module in a photovoltaic power generation system, a photovoltaic power generation system including the power control device, and a program.

太陽電池モジュールにおいて、その発電効率が発電時間の経過に伴って低下するPID(Potential Induced Degradation)と呼ばれる事象が知られている。そして、PIDを抑制する技術も知られている。例えば、特許文献1および2は、裏面電極型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あることを防止することにより、発電効率の低下を抑制することができる電力制御装置および太陽光発電システムが開示されている。 In a solar cell module, a phenomenon called PID (Potential Induced Degradation) is known, in which the power generation efficiency of the module decreases with the passage of power generation time. Techniques for suppressing PID are also known. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a power control device capable of suppressing a decrease in power generation efficiency by preventing a power generation section in a back electrode type solar cell module from being in a state higher in potential than the ground potential. and a photovoltaic system are disclosed.

特開2015-56117号公報(2015年3月23日公開)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-56117 (published on March 23, 2015) 特開2015-56118号公報(2015年3月23日公開)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-56118 (published on March 23, 2015)

しかしながら、特許文献1および2は、いずれも裏面電極型太陽電池モジュールを対象としており、従来の両面電極型太陽電池モジュールには適用できない構成であった。さらに、特許文献1および2は、太陽電池モジュールによる発電電力や系統電力網から購入した買電電力を蓄電し、必要に応じて放電する蓄電装置を備えている太陽光発電システムが想定されていないという問題があった。 However, both Patent Documents 1 and 2 are intended for back electrode type solar cell modules, and their configurations cannot be applied to conventional double-sided electrode type solar cell modules. Furthermore, Patent Documents 1 and 2 do not assume a photovoltaic power generation system equipped with a power storage device that stores power generated by a solar cell module or purchased power purchased from a power grid and discharges it as needed. I had a problem.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電力制御装置は、フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュール、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置、および外部の系統電力網に接続され、当該太陽電池モジュールを含む太陽光発電システムにおける電力の入出力を制御する電力制御装置であって、前記蓄電装置が前記系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ前記太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断するための制御信号を生成する構成である。 In order to solve the above-described problems, a power control device according to an aspect of the present invention includes a double-sided electrode type solar cell module whose frame is grounded, a power storage device that stores and discharges power, and an external grid power network. a power control device for controlling input and output of power in a photovoltaic power generation system connected to and including the photovoltaic module, wherein the power storage device performs either storage or discharge with the grid power network, In addition, when the electromotive voltage in the solar cell module is lower than a predetermined voltage, a control signal is generated for disconnecting the solar cell module.

本発明の一態様によれば、太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制できる電力制御装置を提供することができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, there is an effect that it is possible to provide a power control device capable of suppressing a decrease in power generation efficiency of a solar cell module.

本発明の実施形態1に係る太陽光発電システムの要部構成の一例を示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows an example of a principal part structure of the photovoltaic power generation system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 前記太陽光発電システムで用いる太陽電池モジュールの外観を示す模式図であり、(a)は受光面側から見た正面図であり、(b)は裏面から透視的に見た図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the external appearance of the solar cell module used with the said solar power generation system, (a) is the front view seen from the light-receiving surface side, (b) is the figure seen transparently from the back surface. 前記太陽光発電システムで用いる太陽電池モジュールの断面図である。2 is a cross-sectional view of a solar cell module used in the solar power generation system; FIG. 図3に示す太陽電池モジュールにおける発電効率の低下の原因を推測した模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram estimating the cause of a decrease in power generation efficiency in the solar cell module shown in FIG. 3; 前記電力制御装置の回路の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the circuit of the said electric power control apparatus. 本発明の実施形態2に係る電力制御装置の回路の構成例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of a circuit of a power control device according to Embodiment 2 of the present invention;

〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、図1~図5を用いて詳細に説明する。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

(太陽光発電システムの構成)
本実施形態に係る太陽光発電システム1の構成について、図1を用いて説明する。図1は、太陽光発電システム1の要部構成の一例を示すブロック図である。
(Configuration of photovoltaic power generation system)
A configuration of a photovoltaic power generation system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the main configuration of a photovoltaic power generation system 1. As shown in FIG.

太陽光発電システム1は、太陽電池モジュール10、蓄電装置20、および電力制御装置30を備えており、太陽電池モジュール10、蓄電装置20は系統電力網2と電力制御装置30を介して接続されている。 The solar power generation system 1 includes a solar cell module 10, a power storage device 20, and a power control device 30. The solar cell module 10 and the power storage device 20 are connected to the grid power network 2 via the power control device 30. .

太陽光発電システム1は、フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュール10にて発電した電力を電力制御装置30にて変換し、蓄電装置20および系統電力網2に出力することができる。太陽光発電システム1は、外部の系統電力網2と接続可能な構成であり、当該系統電力網2から電力を購入(買電)し、蓄電装置20に蓄電することができる。さらに、太陽光発電システム1は、太陽電池モジュール10において有効な発電が行われていないときは当該太陽電池モジュール10と電力制御装置30との間の接続を切断することができる。 The photovoltaic power generation system 1 can convert the power generated by the double-sided electrode type solar cell module 10 whose frame is grounded by the power control device 30 and output it to the power storage device 20 and the grid power network 2 . The photovoltaic power generation system 1 is configured to be connectable to an external grid power network 2 , and can purchase (purchase) power from the grid power grid 2 and store it in the power storage device 20 . Furthermore, the photovoltaic power generation system 1 can cut off the connection between the photovoltaic module 10 and the power control device 30 when the photovoltaic module 10 is not generating power effectively.

系統電力網2は、電力会社が管理および運用を行う外部の電力網である。太陽光発電システム1は、系統電力網2を介して電力会社から電力を購入(買電)したり電力会社に電力を売却(売電)することができる。図示の例において、系統電力網2は中点接地された単相三線の電源である。以下の説明において、図中上側、および下側の電源はそれぞれ交流100Vの電源であり、電力制御装置30へは交流200Vが接続されるものとする。 The grid power network 2 is an external power network managed and operated by a power company. The photovoltaic power generation system 1 can purchase (purchase) power from a power company or sell (sell) power to the power company via the grid power network 2 . In the illustrated example, the grid power network 2 is a single-phase three-wire power supply grounded at the midpoint. In the following description, it is assumed that the power supplies on the upper and lower sides of the figure are AC 100V power supplies, respectively, and AC 200V is connected to power control device 30 .

太陽電池モジュール10は、一般的に用いられている両面電極型太陽電池モジュールであり、具体的には受光面から受光した光によって発電した電力を当該受光面および当該受光面の裏面のそれぞれに設けられた電極より出力する。また、太陽電池モジュール10は、接地しているフレーム(外枠)によって支持されている。図示の例において、太陽電池モジュール10と電力制御装置30とを接続する2つの線のうち、添字Pが付された上側が正極側の出力を示し、添字Nが付された下側が負極側の出力を示している。なお、太陽電池モジュール10は1つのモジュールから構成されたものであってもよいし、複数のモジュールを連結したものであってもよい。太陽電池モジュール10の具体的な構成については後述する。 The solar cell module 10 is a commonly used double-sided electrode type solar cell module. output from the electrodes. Moreover, the solar cell module 10 is supported by a grounded frame (outer frame). In the illustrated example, of the two lines connecting the solar cell module 10 and the power control device 30, the upper side with the subscript P indicates the output on the positive electrode side, and the lower side with the subscript N indicates the negative electrode side output. shows the output. In addition, the solar cell module 10 may be configured by one module, or may be configured by connecting a plurality of modules. A specific configuration of the solar cell module 10 will be described later.

蓄電装置20は、電力の蓄電および放電を行うことができる。具体的には、蓄電装置20は、電力制御装置30を介して、太陽電池モジュール10が発電した電力や系統電力網2を介して電力会社から購入した買電電力を蓄電することができる。また、蓄電装置20は、自身が蓄えた電力を放電し、図示しない電気機器を駆動させたり、系統電力網2に電力を逆潮流し、売却(売電)したりすることができる。 The power storage device 20 can store and discharge power. Specifically, the power storage device 20 can store power generated by the solar cell module 10 or purchased power purchased from the power company via the grid power network 2 via the power control device 30 . In addition, the power storage device 20 can discharge the power stored in itself to drive an electrical device (not shown), or can reversely flow the power to the grid power network 2 and sell (sell) the power.

電力制御装置30は、太陽電池モジュール10、蓄電装置20、および系統電力網2に接続されており、太陽光発電システム1における電力の入出力を制御する。電力制御装置30は、太陽電池モジュール10の出力電圧の正極側を入力する正極側入力端子131と負極側を入力する負極側入力端子132とを有している。 The power control device 30 is connected to the solar cell module 10 , the power storage device 20 , and the grid power network 2 , and controls power input/output in the photovoltaic power generation system 1 . The power control device 30 has a positive input terminal 131 for inputting the positive side of the output voltage of the solar cell module 10 and a negative input terminal 132 for inputting the negative side thereof.

電力制御装置30は、昇圧回路101、双方向PWMインバータ102、交流リアクトル103、双方向DC/DCコンバータ104、リレー105、および切替制御部107を備えている。 Power control device 30 includes booster circuit 101 , bidirectional PWM inverter 102 , AC reactor 103 , bidirectional DC/DC converter 104 , relay 105 , and switching control section 107 .

昇圧回路101は、太陽電池モジュール10と双方向PWMインバータ102との間に配置され、太陽電池モジュール10の負極側に対する電圧を昇圧する。昇圧回路101は、コイル、ダイオード、および昇圧比をコントロールするスイッチングパワー素子として機能するFET(Field-Effect Transistor:電界効果トランジスタ)を用いた公知の回路構成のものであってもよい。 Booster circuit 101 is arranged between solar cell module 10 and bidirectional PWM inverter 102 and boosts the voltage to the negative electrode side of solar cell module 10 . The booster circuit 101 may have a known circuit configuration using a coil, a diode, and a FET (Field-Effect Transistor) functioning as a switching power element for controlling the boost ratio.

双方向PWMインバータ102は、昇圧回路101、交流リアクトル103、および双方向DC/DCコンバータ104に接続されている。双方向PWMインバータ102は、電圧を制御することで、太陽電池モジュール10が発電した直流電力および蓄電装置20が放電し、後述する双方向DC/DCコンバータにて変換された直流電力を交流電力に変換し、系統電力網2に逆潮流することができる。また、双方向PWMインバータ102は、電圧を制御することで、系統電力網2を介して電力会社から買電した交流電力を直流電力に変換し、昇圧回路101または双方向DC/DCコンバータ104へ出力することができる。 Bidirectional PWM inverter 102 is connected to booster circuit 101 , AC reactor 103 , and bidirectional DC/DC converter 104 . The bidirectional PWM inverter 102 controls the voltage so that the DC power generated by the solar cell module 10 and the power storage device 20 are discharged, and the DC power converted by the bidirectional DC/DC converter described later is converted into AC power. It can be converted and reverse power flowed to the grid power network 2 . In addition, bidirectional PWM inverter 102 controls voltage to convert AC power purchased from a power company through system power network 2 into DC power, and outputs the DC power to booster circuit 101 or bidirectional DC/DC converter 104 . can do.

交流リアクトル103は、双方向PWMインバータ102と系統電力網2との間に配置され、系統電力網2から入力された交流電力に対して高調波を抑制し、双方向PWMインバータ102へ出力することができる。 The AC reactor 103 is arranged between the bidirectional PWM inverter 102 and the system power network 2 , suppresses harmonics in the AC power input from the system power network 2 , and can output the AC power to the bidirectional PWM inverter 102 . .

双方向DC/DCコンバータ104は、蓄電装置20と、昇圧回路101および双方向PWMインバータ102との間に配置されている。双方向DC/DCコンバータ104は、蓄電装置20に電力を蓄電する降圧モードと、蓄電装置20に電力を放電させる昇圧モードの2つの動作モードを切り替えて動作する。ここで、降圧モードは、太陽電池モジュール10にて発電した直流電力、および双方向PWMインバータ102によって交流電力から変換された直流電力の少なくともいずれかを、蓄電装置20が蓄電可能となるように変調などの処理を行うモードである。一方、昇圧モードは、蓄電装置20に放電させた直流電力を、双方向PWMインバータ102が交流電力に変換可能となるように変調などの処理を行うモードである。 Bidirectional DC/DC converter 104 is arranged between power storage device 20 , booster circuit 101 and bidirectional PWM inverter 102 . Bidirectional DC/DC converter 104 operates by switching between two operation modes: a step-down mode in which power is stored in power storage device 20 and a step-up mode in which power is discharged to power storage device 20 . Here, in the step-down mode, at least one of the DC power generated by the solar cell module 10 and the DC power converted from the AC power by the bidirectional PWM inverter 102 is modulated so that the power storage device 20 can store the power. This mode performs processing such as On the other hand, the boost mode is a mode in which processing such as modulation is performed so that the DC power discharged to the power storage device 20 can be converted into AC power by the bidirectional PWM inverter 102 .

リレー105は、太陽電池モジュール10と昇圧回路101との間に配置された、オンオフを切り替え可能なスイッチである。リレー105は、切替制御部107から受信した制御信号に基づいて、太陽電池モジュール10との接続の有無を切り替えることができる。リレー105は、太陽電池モジュール10が発電を行っておらず、かつ蓄電装置20が系統電力網2との間で蓄電および放電のいずれかを行っているときに当該太陽電池モジュール10との接続を切断することが可能な構成であることが好適である。 The relay 105 is a switch that is arranged between the solar cell module 10 and the booster circuit 101 and can be turned on and off. The relay 105 can switch between connection and non-connection with the solar cell module 10 based on the control signal received from the switching control unit 107 . The relay 105 disconnects the solar cell module 10 when the solar cell module 10 is not generating power and the power storage device 20 is either storing or discharging power with the grid power network 2 . It is preferable that the configuration is such that it is possible to

切替制御部107は、電力制御装置30の各部を制御する制御信号を生成するコントローラである。具体的には、切替制御部107は昇圧回路101、双方向PWMインバータ102、双方向DC/DCコンバータ104、およびリレー105の動作を制御信号によって制御する。切替制御部107は、制御信号によって双方向PWMインバータ102や双方向DC/DCコンバータ104の動作モードを切り替えることにより、蓄電装置20における電力の蓄電および放電を切り替えることができる。切替制御部107は、蓄電装置20が系統電力網2との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ太陽電池モジュール10における起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュール10と電力制御装置30との接続を切断するための制御信号を生成することができる。 The switching control unit 107 is a controller that generates control signals for controlling each unit of the power control device 30 . Specifically, switching control unit 107 controls the operations of booster circuit 101, bidirectional PWM inverter 102, bidirectional DC/DC converter 104, and relay 105 using control signals. Switching control unit 107 can switch between power storage and discharge in power storage device 20 by switching the operation mode of bidirectional PWM inverter 102 and bidirectional DC/DC converter 104 according to a control signal. When power storage device 20 is performing either storage or discharge with system power grid 2 and the electromotive voltage in solar cell module 10 is lower than a predetermined voltage, switching control unit 107 switches between solar cell module 10 and A control signal can be generated to disconnect from the power controller 30 .

(太陽電池モジュールの構成例)
本実施形態における太陽電池モジュール10の構成例について、図2~4を用いて説明する。図2は、太陽光発電システム1で用いる太陽電池モジュール10の外観を示す模式図であり、(a)は受光面側から見た正面図であり、(b)は裏面から透視的に見た図である。
(Configuration example of a solar cell module)
A configuration example of the solar cell module 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2A and 2B are schematic views showing the appearance of the solar cell module 10 used in the photovoltaic power generation system 1. FIG. 2A is a front view seen from the light receiving surface side, and FIG. It is a diagram.

図2の(a)は、太陽電池モジュール10の正面図を示している。太陽電池モジュール10は、周囲をフレームで囲まれた複数の太陽電池セル13から構成されている。複数の太陽電池セル13は行列状に配置されており、さらに各太陽電池セル13は、受光面の裏面側に設けられた第1電極が、別の太陽電池セル13の受光面側に設けられた第2電極と接続されている。これにより、太陽電池モジュール10に含まれるすべての太陽電池セル13は直列に接続されている。 (a) of FIG. 2 shows a front view of the solar cell module 10 . The solar cell module 10 is composed of a plurality of solar cells 13 surrounded by a frame. The plurality of photovoltaic cells 13 are arranged in a matrix, and each photovoltaic cell 13 has a first electrode provided on the back surface side of the light receiving surface thereof, which is provided on the light receiving surface side of another photovoltaic cell 13 . is connected to the second electrode. Thereby, all the solar cells 13 included in the solar cell module 10 are connected in series.

図2の(b)は、太陽電池モジュール10を裏面側の外観を示している。直列に接続されている複数の太陽電池セル13の端部は、別の配線によって裏面側に設けられた端子ボックスへ導かれる。端子ボックスには、出力端子17として、出力電圧の正極側の端子および負極側の端子がそれぞれ設けられている。これらの端子によって、直列に接続された複数の太陽電池セル13において発電した電力を外部へ出力することができる。なお、太陽電池セル13が、p型シリコン基板を用いて製造されたものであるときは、第1電極が正電極であり、第2電極が負電極となる。一方、太陽電池セル13が、n型シリコン基板を用いて製造されたものであるときは逆の構成となる。 FIG. 2(b) shows the appearance of the solar cell module 10 on the back side. The ends of the plurality of photovoltaic cells 13 connected in series are led to a terminal box provided on the back side by another wiring. A terminal on the positive electrode side and a terminal on the negative electrode side of the output voltage are provided as the output terminals 17 in the terminal box. Through these terminals, electric power generated by the plurality of solar cells 13 connected in series can be output to the outside. In addition, when the solar cell 13 is manufactured using a p-type silicon substrate, the first electrode is a positive electrode and the second electrode is a negative electrode. On the other hand, when the solar cell 13 is manufactured using an n-type silicon substrate, the configuration is reversed.

図3は、太陽電池モジュール10の断面図である。図示の例において、2つの太陽電池セル13は、インナーコネクタ16によって一方の正極が他方の負極に接続されている。また、右側の太陽電池セル13は、裏面側に接続された別のインナーコネクタ16によって、第1電極バスバー14aおよび第2電極バスバー14bに接続されている。太陽電池セル13は、第1封止樹脂11a、第2封止樹脂11bによって、カバーガラス19と裏面保護シート15との間で固定されている。なお、第2封止樹脂11bと太陽電池セル13との間には、図示しない反射防止膜が配置されていてもよい。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the solar cell module 10. FIG. In the illustrated example, the two solar cells 13 have one positive electrode connected to the other negative electrode by an inner connector 16 . Moreover, the right solar cell 13 is connected to the first electrode bus bar 14a and the second electrode bus bar 14b by another inner connector 16 connected to the back side. Photovoltaic cell 13 is fixed between cover glass 19 and back surface protective sheet 15 by first sealing resin 11a and second sealing resin 11b. In addition, an antireflection film (not shown) may be arranged between the second sealing resin 11b and the solar cell 13 .

受光面から入射した光は、カバーガラス19、第1封止樹脂11a、第2封止樹脂11b、および図示しない反射防止膜を経由して太陽電池セル13へ到達する。そして、太陽電池セル13において正孔および自由電子を光電効果によって生じた結果、電極間に電圧を生じる。太陽電池モジュール10は、複数の太陽電池セル13において生じた電圧を合成し、当該太陽電池モジュール10の起電圧として外部へ出力する。 Light incident from the light receiving surface reaches solar cell 13 via cover glass 19, first sealing resin 11a, second sealing resin 11b, and an antireflection film (not shown). As a result of generating holes and free electrons in the solar cell 13 by the photoelectric effect, a voltage is generated between the electrodes. The solar cell module 10 synthesizes the voltages generated in the plurality of solar cells 13 and outputs it to the outside as the electromotive voltage of the solar cell module 10 .

(両面電極型太陽電池モジュールにおけるPID発生原因の推測)
図3を用いて説明したように、太陽電池モジュール10は、受光面より入射した光が太陽電池セル13に到達するまでの間に、複数の部材を経由する構成となっている。このことから本発明者らは、本実施形態に係る太陽電池モジュール10を含む両面電極型太陽電池モジュールにおいて、PIDが生じる原因を、以下のように推測した。推測した内容について、図4を用いて以下に説明する。図4は、図3に示す太陽電池モジュールにおける発電効率の低下の原因を推測した模式図である。なお、太陽電池モジュール10は接地しているフレーム18によって支持されており、さらにフレーム18とカバーガラス19が当接している構成である。また、以下の説明において、太陽電池セル13はp型シリコン基板を用いて製造されたものであり、裏面側に設けられた第1電極12aが正電極であり、受光面側に設けられた第2電極12bが負電極であるものとする。
(Presumption of PID Occurrence Cause in Double-Sided Electrode Type Solar Cell Module)
As described with reference to FIG. 3 , the solar cell module 10 is configured such that the light incident from the light receiving surface passes through a plurality of members before reaching the solar cell 13 . Based on this, the inventors speculated the cause of PID in the double-sided electrode type solar cell module including the solar cell module 10 according to the present embodiment as follows. The estimated contents will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram presuming the cause of the decrease in power generation efficiency in the solar cell module shown in FIG. The solar cell module 10 is supported by a grounded frame 18, and the frame 18 and the cover glass 19 are in contact with each other. In the following description, the solar cell 13 is manufactured using a p-type silicon substrate, the first electrode 12a provided on the back surface side is the positive electrode, and the first electrode 12a provided on the light receiving surface side is the positive electrode. It is assumed that the second electrode 12b is the negative electrode.

太陽電池モジュール10が発電を行うと、受光面側に設けられた第2電極12bが負電極として動作する。これにより、フレーム18に当接しているカバーガラス19と第2電極12bとの間に電界を生じる。換言すれば、接地しているフレーム18に当接したカバーガラス19の電位が、第2電極12bの電位よりも高くなる。このとき、例えばカバーガラス19が陽イオンを含む構成(図中ではNa)であれば、当該陽イオンが電界にしたがって移動する。具体的には、陽イオンが第1封止樹脂11aおよび第2封止樹脂11bに析出し(図中の矢印1)、さらに第1封止樹脂11aおよび第2封止樹脂11bと反射防止膜との間の境界面上に堆積する(図中の矢印2および3)。 When the solar cell module 10 generates power, the second electrode 12b provided on the light receiving surface side operates as a negative electrode. As a result, an electric field is generated between the cover glass 19 in contact with the frame 18 and the second electrode 12b. In other words, the potential of the cover glass 19 in contact with the grounded frame 18 becomes higher than the potential of the second electrode 12b. At this time, for example, if the cover glass 19 contains cations (Na + in the figure), the cations move according to the electric field. Specifically, cations are deposited on the first sealing resin 11a and the second sealing resin 11b (arrow 1 in the drawing), and furthermore, the first sealing resin 11a and the second sealing resin 11b and the antireflection film (arrows 2 and 3 in the figure).

前述の状態で太陽電池モジュール10がさらに発電を行うと、光電効果によって発生した自由電子の一部が正電極である裏面側の第1電極12aではなく、境界面上に堆積した陽イオンに引き寄せられる。このような反応が内部で行われることで、両面電極型太陽電池モジュールにおいてPIDが生じるものと推測される。 When the solar cell module 10 further generates power in the above-described state, some of the free electrons generated by the photoelectric effect are attracted not to the first electrode 12a on the back side, which is the positive electrode, but to the cations deposited on the interface. be done. It is presumed that PID occurs in the double-sided electrode type solar cell module due to such reactions taking place inside.

前述の推測内容に基づけば、フレーム18が接地している両面電極型太陽電池モジュール10は、発電などによって負電極である第2電極12bの対地電位が負となると、発電効率が低下すると考えられる。このことから、太陽電池モジュール10が発電を行わないときは、例えば当該太陽電池モジュール10を絶縁するなどして、負電極の対地電位が負とならないように各部を制御することが好適である。負電極の対地電位が負となる時間が最小限となるように制御することにより、太陽電池モジュールにおける発電効率の低下を最小限に抑制することができると考えられる。 Based on the above speculation, it is considered that the power generation efficiency of the double-sided electrode type solar cell module 10 in which the frame 18 is grounded decreases when the ground potential of the second electrode 12b, which is the negative electrode, becomes negative due to power generation or the like. . For this reason, when the solar cell module 10 does not generate power, it is preferable to control each part so that the ground potential of the negative electrode does not become negative, for example, by insulating the solar cell module 10 . It is considered that a decrease in power generation efficiency in the solar cell module can be minimized by controlling the period during which the ground potential of the negative electrode is negative to a minimum.

(回路の構成例)
本実施形態に係る電力制御装置30の回路の構成例について、図5を用いて説明する。図5は、電力制御装置30の回路の構成例を示す模式図である。
(Example of circuit configuration)
A configuration example of the circuit of the power control device 30 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of the circuit of the power control device 30. As shown in FIG.

昇圧回路101は非絶縁型であり、FET108とコイル109とダイオード110とを有する。FET108のドレインは、コイル109およびダイオード110のアノードに接続される。コイル109の一端はリレー105を経由して正極側入力端子131に接続され、他端はFET108のドレイン及びダイオード110のアノードに接続される。 Booster circuit 101 is non-insulated and has FET 108 , coil 109 and diode 110 . The drain of FET 108 is connected to coil 109 and the anode of diode 110 . One end of the coil 109 is connected to the positive input terminal 131 via the relay 105 and the other end is connected to the drain of the FET 108 and the anode of the diode 110 .

リレー105は、正極側入力端子131を介した太陽電池モジュール10の正極との接続の有無を切り替える第1スイッチ151aと、負極側入力端子132を介した負極との接続の有無を切り替える第2スイッチ151bと、を備えている。第1スイッチ151aおよび第2スイッチ151bにおける接続の有無は、切替制御部107が生成した制御信号にしたがって切り替えられる。 The relay 105 includes a first switch 151 a that switches between connection with the positive electrode of the solar cell module 10 via the positive input terminal 131 and a second switch that switches between connection with the negative electrode via the negative input terminal 132 . 151b and . Whether or not the first switch 151 a and the second switch 151 b are connected is switched according to the control signal generated by the switching control section 107 .

太陽電池モジュール10が発電しているとき、切替制御部107から昇圧回路101へ第1の制御信号が送信され、また双方向PWMインバータ102へ第2の制御信号が送信され、太陽電池モジュール10にて発電した電力を系統電力網2へ出力するように動作する場合を考える。このとき太陽電池モジュール10の起電圧VPVは昇圧回路101によって図5中のVoutに昇圧され、双方向PWMインバータ102の逆変換動作により、直流電力を交流に変換して系統電力網2へ出力される。ここでVoutを360Vと仮定すると、双方向PWMインバータ102の逆変換動作により、昇圧回路101の図の右側から接続された2つの入力のうち、上側の対地電圧はVout/2となり、+180Vの直流対地電圧が印加され、下側に-180Vの直流対地電圧が印加される。 When the solar cell module 10 is generating power, a first control signal is transmitted from the switching control unit 107 to the booster circuit 101, and a second control signal is transmitted to the bidirectional PWM inverter 102, so that the solar cell module 10 Let us consider a case in which the power generated by the generator is output to the system power network 2 . At this time, the electromotive voltage VPV of the solar cell module 10 is boosted to Vout in FIG. be done. Assuming that V out is 360 V here, due to the reverse conversion operation of the bidirectional PWM inverter 102 , the voltage to ground of the upper side of the two inputs connected from the right side of the booster circuit 101 is V out /2, which is +180 V. , and a DC voltage of -180 V is applied to the lower side.

このとき、太陽電池モジュール10の負極側には、負極側入力端子132を介して-180Vの直流対地電圧が印加される。一方、太陽電池モジュール10の正極側の対地電圧は、このときの太陽電池モジュール10の起電圧をVPVとすると、-180V+VPVとなる。このように、双方向PWMインバータ102の逆変換動作により負極側の対地電圧は負となり、このとき、図4を用いて説明したように、太陽電池モジュール10における発電効率が徐々に低下する。 At this time, a DC-to-ground voltage of −180 V is applied to the negative electrode side of the solar cell module 10 via the negative input terminal 132 . On the other hand, the voltage to ground on the positive electrode side of the solar cell module 10 is −180 V+V PV , where V PV is the electromotive voltage of the solar cell module 10 at this time. In this way, the reverse conversion operation of the bidirectional PWM inverter 102 causes the voltage to ground on the negative electrode side to become negative, and at this time, the power generation efficiency of the solar cell module 10 gradually decreases as described with reference to FIG.

その後、例えば日没などの理由によって太陽電池モジュール10が発電を行わない、または発電における起電圧が所定の電圧を下回る場合を考える。所定の電圧は、夜間や雨天などの場合に太陽電池モジュール10に生じる起電圧に基づいて設定されることが好適である。 After that, it is assumed that the solar cell module 10 does not generate power due to sunset or the like, or the electromotive voltage in power generation falls below a predetermined voltage. The predetermined voltage is preferably set based on the electromotive voltage generated in the solar cell module 10 at night or in rainy weather.

太陽電池モジュール10が発電しないときに、切替制御部107から双方向DC/DCコンバータ104へ第3の制御信号が送信され、双方向PWMインバータ102へ第2の制御信号が送信されて、蓄電装置20が系統電力網2から購入した電力を蓄電するように動作する場合を考える。このとき、系統電力網2から200Vの交流電圧が印加される。その後、双方向PWMインバータ102の順変換動作により、直流電圧に変換される。双方向PWMインバータ102の順変換動作は高力率化を達成するために昇圧作用を伴うことから、図5中にVoutとして記載された電圧は、ダイオード全波整流で得られる直流電圧(200V×√2=282V)より高くなり、たとえば360Vとなる。 When the solar cell module 10 does not generate power, the switching control unit 107 transmits a third control signal to the bidirectional DC/DC converter 104, transmits a second control signal to the bidirectional PWM inverter 102, and activates the power storage device. Consider the case where 20 operates to store power purchased from grid 2 . At this time, an AC voltage of 200 V is applied from the system power network 2 . After that, the forward conversion operation of the bidirectional PWM inverter 102 converts it into a DC voltage. Since the forward conversion operation of the bidirectional PWM inverter 102 accompanies a step-up action to achieve a high power factor, the voltage indicated as V out in FIG. 5 is the DC voltage (200 V ×√2=282V), for example 360V.

このとき、昇圧回路101には、図の右側から接続された2つの入力のうち、上側にはVout/2として対地で+180Vの直流電圧が印加され、下側に-180Vの直流電圧が印加される。 At this time, of the two inputs connected from the right side of the drawing, the booster circuit 101 is applied with a DC voltage of +180 V to ground as V out /2 on the upper side, and a DC voltage of -180 V is applied on the lower side. be done.

このとき、太陽電池モジュール10の負極側には、負極側入力端子132を介して-180Vの直流対地電圧が印加される。これは、図4を用いて説明した、太陽電池モジュール10の発電効率を低下させる電界を、負極とカバーガラス19との間で発生させることとなる。ここで切替制御部107から送信された第4の制御信号によってリレー105の第1スイッチ151aおよび第2スイッチ151bを共にオフにすると、太陽電池モジュール10が電力制御装置30から絶縁される。すなわち、太陽電池モジュール10の正電極と負電極との間に電圧が発生しなくなり、負電極とカバーガラス19との間に電界が発生しなくなる。これにより、図4を用いて説明したような理由によって、太陽電池モジュール10の発電効率の低下を抑制することができる。 At this time, a DC-to-ground voltage of −180 V is applied to the negative electrode side of the solar cell module 10 via the negative input terminal 132 . This results in the generation of an electric field between the negative electrode and the cover glass 19 that reduces the power generation efficiency of the solar cell module 10, as described with reference to FIG. When both the first switch 151 a and the second switch 151 b of the relay 105 are turned off by the fourth control signal transmitted from the switching control unit 107 here, the solar cell module 10 is insulated from the power control device 30 . That is, no voltage is generated between the positive electrode and the negative electrode of the solar cell module 10 and no electric field is generated between the negative electrode and the cover glass 19 . As a result, it is possible to suppress a decrease in the power generation efficiency of the solar cell module 10 for the reason explained with reference to FIG. 4 .

図5に示したような回路構成により、本実施形態に係る電力制御装置30は、蓄電装置20が系統電力網2との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ太陽電池モジュール10における起電圧が所定の電圧を下回る場合は、制御信号によって当該太陽電池モジュール10を電力制御装置30から絶縁するように各部を制御できる。これにより、太陽電池モジュール10における発電効率の低下を抑制することができる電力制御装置30を提供することができるという効果を奏する。 With the circuit configuration as shown in FIG. When the electromotive voltage is below a predetermined voltage, each part can be controlled by a control signal to isolate the solar cell module 10 from the power control device 30 . As a result, it is possible to provide the power control device 30 capable of suppressing a decrease in power generation efficiency in the solar cell module 10 .

図5におけるリレー105の第1スイッチ151aおよび第2スイッチ151bを共にオフにして太陽電池モジュール10を電力制御装置30から絶縁する必要があるのは、例えば以下の場合である。すなわち、系統電力網2から購入した電力を蓄電装置20が蓄電する場合、蓄電装置20が電力を放電して系統電力網2に電力を逆潮流(売電)する場合、または蓄電装置20が電力を放電して図示しない電気機器を駆動させる場合である。これらの場合において、昇圧回路101の右側には電圧が印加される。このとき、太陽電池モジュール10が昇圧回路101の右側の入力に印加された電圧の影響によって発電効率を低下させないように、切替制御部107は、太陽電池モジュール10を絶縁する。これにより、電力制御装置30は、太陽電池モジュール10の発電効率の低下を抑制することができる。 It is necessary to turn off both the first switch 151a and the second switch 151b of the relay 105 in FIG. 5 to isolate the solar cell module 10 from the power control device 30, for example, in the following cases. That is, when the power storage device 20 stores power purchased from the grid power network 2, when the power storage device 20 discharges the power and reversely flows (sells) the power to the grid power grid 2, or when the power storage device 20 discharges the power is used to drive an electric device (not shown). In these cases, voltage is applied to the right side of the booster circuit 101 . At this time, the switching control unit 107 insulates the solar cell module 10 so that the power generation efficiency of the solar cell module 10 does not decrease due to the influence of the voltage applied to the right input of the booster circuit 101 . Thereby, the power control device 30 can suppress a decrease in the power generation efficiency of the solar cell module 10 .

また、前記の説明において、太陽電池モジュール10を電力制御装置30から絶縁して発電効率の低下を抑制するのは、蓄電装置20が系統電力網2との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ当該太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回った場合とした。しかしながら、発電効率の低下を抑制することが可能であれば、動作の契機はどのようなものであってもよい。例えば、太陽電池モジュール10において発電が行われない時間帯を、時刻情報、カレンダー情報、天気予報などの情報から推測し、推測した情報に基づいて太陽電池モジュール10を絶縁するように電力制御装置30の各部を制御してもよい。 In the above description, the reason why the solar cell module 10 is insulated from the power control device 30 to suppress a decrease in power generation efficiency is that the power storage device 20 performs either storage or discharge with the grid power network 2. and the electromotive voltage in the solar cell module falls below a predetermined voltage. However, as long as it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency, any trigger may be used. For example, the power control device 30 estimates a time period during which the solar cell module 10 does not generate power from information such as time information, calendar information, and weather forecast, and isolates the solar cell module 10 based on the estimated information. may control each part of

〔実施形態2〕
本発明の実施形態2について、図1および図6を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 6. FIG. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(太陽光発電システムの構成)
本実施形態に係る太陽光発電システム1Aの構成は、前記実施形態1と概ね同一である。
(Configuration of photovoltaic power generation system)
The configuration of a photovoltaic power generation system 1A according to this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment.

(回路の構成例)
本実施形態に係る電力制御装置30Aの回路の構成例について、図6を用いて説明する。図6は、電力制御装置30Aの回路の構成例を示す模式図である。本実施形態において、電力制御装置30Aの回路構成は、図5を用いて示した前記実施形態1のものと基本的に同一であるが、一部構成が異なっている。本実施形態において、リレー105Aは、第2スイッチ151bのみを備えている点が前記実施形態1のものと異なる。
(Example of circuit configuration)
A configuration example of the circuit of the power control device 30A according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing a circuit configuration example of the power control device 30A. In this embodiment, the circuit configuration of the power control device 30A is basically the same as that of the first embodiment shown using FIG. 5, but a part of the configuration is different. In this embodiment, the relay 105A differs from that of the first embodiment in that it only includes a second switch 151b.

ここで、図5を用いて説明したときと同様に、太陽電池モジュール10が発電しておらず、系統電力網2から購入した電力を蓄電装置20に蓄電する場合を考える。このとき、切替制御部107から送信された第5の制御信号によってリレー105Aの第2スイッチ151bをオフにすると、太陽電池モジュール10の負電極が電力制御装置30Aから絶縁される。すなわち、太陽電池モジュール10の正電極と負電極との間に電圧が発生しなくなり、負電極とカバーガラス19との間に電界が発生しなくなる。これにより、図4を用いて説明したような理由によって、太陽電池モジュール10の発電効率の低下を抑制することができる。したがって、図6に示した回路構成であっても、太陽電池モジュール10の発電効率の低下を抑制することができる。 Here, it is assumed that the solar cell module 10 does not generate power and the electric power purchased from the system power network 2 is stored in the power storage device 20 as described with reference to FIG. 5 . At this time, when the second switch 151b of the relay 105A is turned off by the fifth control signal transmitted from the switching control unit 107, the negative electrode of the solar cell module 10 is insulated from the power control device 30A. That is, no voltage is generated between the positive electrode and the negative electrode of the solar cell module 10 and no electric field is generated between the negative electrode and the cover glass 19 . As a result, it is possible to suppress a decrease in the power generation efficiency of the solar cell module 10 for the reason explained with reference to FIG. 4 . Therefore, even with the circuit configuration shown in FIG. 6, it is possible to suppress a decrease in the power generation efficiency of the solar cell module 10 .

〔変形例〕
前記各実施形態において、電力制御装置30は、例えば図示しないHEMS(Home Energy Management System)コントローラとの間で情報を送受信してもよい。例えば、切替制御部107は、HEMSコントローラから太陽電池モジュール10の発電量や発電時間に関する履歴情報を取得し、取得した履歴情報に基づいて、太陽電池モジュール10の発電効率の低下を抑制するよう各部を制御してもよい。
[Modification]
In each of the above embodiments, the power control device 30 may transmit and receive information with, for example, a HEMS (Home Energy Management System) controller (not shown). For example, the switching control unit 107 acquires history information about the power generation amount and power generation time of the solar cell module 10 from the HEMS controller, and based on the acquired history information, each unit controls a decrease in the power generation efficiency of the solar cell module 10. may be controlled.

〔ソフトウェアによる実現例〕
電力制御装置30・30Aの制御ブロック(特に切替制御部107)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of realization by software]
The control block (especially the switching control unit 107) of the power control devices 30 and 30A may be implemented by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be implemented by software. .

後者の場合、電力制御装置30・30Aは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the power control devices 30 and 30A are provided with computers that execute instructions of programs, which are software for realizing each function. This computer includes, for example, at least one processor (control device) and at least one computer-readable recording medium storing the program. In the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention. As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the recording medium, a "non-temporary tangible medium" such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. Further, a RAM (Random Access Memory) for expanding the program may be further provided. Also, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. Note that one aspect of the present invention can also be implemented in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係る電力制御装置(30、30A)は、フレーム(18)が接地している両面電極型太陽電池モジュール(太陽電池モジュール10)、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置(20)、および外部の系統電力網に接続され、当該太陽電池モジュールを含む太陽光発電システム(1、1A)における電力の入出力を制御する電力制御装置であって、前記蓄電装置が前記系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ前記太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断するための制御信号を生成する構成である。
〔summary〕
A power control device (30, 30A) according to aspect 1 of the present invention includes a double-sided electrode type solar cell module (solar cell module 10) having a frame (18) grounded, a power storage device (20) that stores and discharges power. ), and an external power control device for controlling power input/output in a photovoltaic power generation system (1, 1A) including the solar cell module, wherein the power storage device is connected to the power grid. When the electromotive voltage in the solar cell module is below a predetermined voltage, a control signal for disconnecting the solar cell module is generated.

前記の構成によれば、電力制御装置は、蓄電装置が系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断することができる。これにより、太陽電池モジュールにおいて有効な発電が行われていない場合に蓄電装置と系統電力網との間で生じた電圧の影響を当該太陽電池モジュールが受けないようにできる。すなわち、太陽電池モジュールにおいて、蓄電装置と系統電力網との間で生じた電圧によって接地しているフレームと電極との間で電界が発生しないようにして、PIDの発生を抑制することができる。したがって、蓄電装置を備えた太陽光発電システムにおいて、両面電極型太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制できる電力制御装置を提供できるという効果を奏する。 According to the above configuration, when the power storage device is performing either storage or discharge with respect to the system power grid, and the electromotive voltage in the solar cell module is lower than the predetermined voltage, the power control device You can disconnect the module. This makes it possible to prevent the solar cell module from being affected by the voltage generated between the power storage device and the system power grid when the solar cell module is not effectively generating power. That is, in the solar cell module, generation of PID can be suppressed by preventing the generation of an electric field between the grounded frame and the electrode due to the voltage generated between the power storage device and the system power grid. Therefore, it is possible to provide a power control device capable of suppressing a decrease in the power generation efficiency of the double-sided electrode type solar cell module in a photovoltaic power generation system having a power storage device.

本発明の態様2に係る電力制御装置(30、30A)は、前記態様1において、前記蓄電装置(20)の出力電圧を入力とする双方向DC/DCコンバータ(104)と、前記太陽電池モジュール(10)の出力電圧を入力とする非絶縁型の昇圧回路(101)と、双方向インバータ回路(双方向PWMインバータ102)と、を備えており、前記昇圧回路および前記双方向DC/DCコンバータの出力端は並列接続され、前記双方向インバータ回路は、並列接続された前記出力端を直流入力とする構成としてもよい。 A power control device (30, 30A) according to aspect 2 of the present invention is the power control device (30, 30A) according to aspect 1, further comprising: a bidirectional DC/DC converter (104) to which the output voltage of the power storage device (20) is input; and a bidirectional inverter circuit (bidirectional PWM inverter 102), wherein the booster circuit and the bidirectional DC/DC converter are connected in parallel, and the bidirectional inverter circuit may be configured such that the output terminals connected in parallel are used as a DC input.

前記の構成によれば、電力制御装置は、双方向DC/DCコンバータおよび双方向インバータ回路を動作させることによって、蓄電装置と系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを実行させることができる。また、太陽電池モジュールとの接続を切断することにより、蓄電および放電によって生じた電圧の影響を当該太陽電池モジュールが受けないようにできる。 According to the above configuration, the power control device can cause either power storage or discharge between the power storage device and the grid power network by operating the bidirectional DC/DC converter and the bidirectional inverter circuit. . In addition, by disconnecting the solar cell module, the solar cell module can be prevented from being affected by the voltage generated by charging and discharging.

本発明の態様3に係る電力制御装置(30、30A)は、前記態様1または2において、前記太陽電池モジュール(10)において発電が行われない時間帯に関する情報に基づいて前記制御信号を生成する構成としてもよい。 A power control device (30, 30A) according to aspect 3 of the present invention, in aspect 1 or 2, generates the control signal based on information about a time slot in which the solar cell module (10) does not generate power. may be configured.

前記の構成によれば、電力制御装置は、太陽電池モジュールにおいて発電が行われない時間帯に、当該太陽電池モジュールとの間の接続を切断できる。これにより、例えば夜間といった太陽電池モジュールによる発電が行われない時間帯に太陽電池モジュールにおける発電効率の低下が生じることを抑制できる。 According to the above configuration, the power control device can cut off the connection with the solar cell module during the time when the solar cell module does not generate power. As a result, it is possible to prevent a decrease in the power generation efficiency of the solar cell module during a period of time when the solar cell module does not generate power, such as at night.

本発明の態様4に係る電力制御装置(30、30A)は、前記態様1から3のいずれかにおいて、前記制御信号によって、前記太陽電池モジュール(10)の出力電圧の負極側との接続のみを切断する構成としてもよい。 A power control device (30, 30A) according to aspect 4 of the present invention is a power control device (30, 30A) according to any one of aspects 1 to 3, wherein the control signal causes only the connection to the negative electrode side of the output voltage of the solar cell module (10). It is good also as a structure cut|disconnected.

前記の構成によれば、電力制御装置は、制御信号によって太陽電池モジュールの出力電圧の負極側との接続を切断することができる。これにより、例えば太陽電池モジュールが発電していないときは当該太陽電池モジュールの負電極と接地されているフレームとの間に、PIDの原因であると推測される電界が生じることを抑制できる。 According to the above configuration, the power control device can cut off the connection with the negative electrode side of the output voltage of the solar cell module according to the control signal. As a result, for example, when the solar cell module is not generating power, it is possible to suppress the generation of an electric field presumed to be the cause of PID between the negative electrode of the solar cell module and the grounded frame.

本発明の態様5に係る太陽光発電システム(1、1A)は、フレーム(18)が接地している両面電極型太陽電池モジュール(10)と、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置と、前記態様1から4のいずれかにおける電力制御装置(30、30A)と、を備えている構成としてもよい。前記の構成によれば、前記態様1と同様の作用効果を奏する。 A solar power generation system (1, 1A) according to aspect 5 of the present invention comprises a double-sided electrode type solar cell module (10) having a frame (18) grounded, a power storage device for storing and discharging power, and and the power control device (30, 30A) according to any one of modes 1 to 4. According to the above configuration, the same effects as in the first aspect are obtained.

本発明の各態様に係る電力制御装置(30、30A)は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記電力制御装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより前記電力制御装置をコンピュータにて実現させる電力制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The power control device (30, 30A) according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. A control program for a power control device that causes a computer to implement the control device, and a computer-readable recording medium recording it are also included in the scope of the present invention.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

1、1A 太陽光発電システム
2 系統電力網
10 太陽電池モジュール(両面電極型太陽電池モジュール)
11a 第1封止樹脂
11b 第2封止樹脂
12a 第1電極
12b 第2電極
13 太陽電池セル
14a 第1電極バスバー
14b 第2電極バスバー
15 裏面保護シート
16 インナーコネクタ
17 出力端子
18 フレーム(外枠)
19 カバーガラス
20 蓄電装置
30、30A 電力制御装置
101 昇圧回路
102 双方向PWMインバータ
103 交流リアクトル
104 双方向DC/DCコンバータ
105、105A リレー
107 切替制御部(コントローラ)
108 FET
109 コイル
110 ダイオード
131 正極側入力端子
132 負極側入力端子
151a 第1スイッチ
151b 第2スイッチ
Reference Signs List 1, 1A photovoltaic power generation system 2 grid power network 10 solar cell module (double-sided electrode type solar cell module)
11a first sealing resin 11b second sealing resin 12a first electrode 12b second electrode 13 solar cell 14a first electrode busbar 14b second electrode busbar 15 back surface protection sheet 16 inner connector 17 output terminal 18 frame (outer frame)
19 cover glass 20 power storage device 30, 30A power control device 101 step-up circuit 102 bidirectional PWM inverter 103 AC reactor 104 bidirectional DC/DC converter 105, 105A relay 107 switching control unit (controller)
108 FETs
109 Coil 110 Diode 131 Positive Input Terminal 132 Negative Input Terminal 151a First Switch 151b Second Switch

Claims (5)

フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュール、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置、および外部の系統電力網に接続され、当該太陽電池モジュールを含む太陽光発電システムにおける電力の入出力を制御する電力制御装置であって、
前記蓄電装置の出力電圧を入力とする双方向DC/DCコンバータと、前記太陽電池モジュールの出力電圧を入力とする非絶縁型の昇圧回路と、双方向インバータ回路と、を備えており、
前記昇圧回路および前記双方向DC/DCコンバータの出力端は並列接続され、前記双方向インバータ回路は、並列接続された前記出力端を直流入力としており、
前記蓄電装置が前記系統電力網との間で、前記双方向インバータ回路から前記双方向DC/DCコンバータを通した蓄電、及び、前記双方向DC/DCコンバータから前記双方向インバータ回路を通した放電のいずれかを行っており、かつ前記太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールと前記昇圧回路との接続を切断するための制御信号を生成することを特徴とする電力制御装置。
It is connected to a double-sided electrode type solar cell module whose frame is grounded, a power storage device that stores and discharges power, and an external system power network, and controls power input and output in a solar power generation system including the solar cell module. A power control device,
a bidirectional DC/DC converter to which the output voltage of the power storage device is input, a non-isolated booster circuit to which the output voltage of the solar cell module is input, and a bidirectional inverter circuit,
The output terminals of the booster circuit and the bidirectional DC/DC converter are connected in parallel, and the bidirectional inverter circuit uses the parallel-connected output terminals as DC inputs,
Between the power storage device and the system power network, storage of electricity from the bidirectional inverter circuit through the bidirectional DC/DC converter, and discharge from the bidirectional DC/DC converter through the bidirectional inverter circuit. and generating a control signal for disconnecting the solar cell module and the booster circuit when the electromotive voltage in the solar cell module is below a predetermined voltage. Control device.
前記太陽電池モジュールにおいて発電が行われない時間帯に関する情報に基づいて前記制御信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の電力制御装置。 2. The power control device according to claim 1, wherein the control signal is generated based on information regarding a time period during which the solar cell module does not generate power. 前記制御信号によって、前記太陽電池モジュールの出力電圧の負極側との接続のみを切断することを特徴とする請求項1又は2に記載の電力制御装置。 3. The power control device according to claim 1, wherein the control signal disconnects only the connection with the negative electrode side of the output voltage of the solar cell module. フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュールと、
電力の蓄電および放電を行う蓄電装置と、
請求項1から3のいずれか1項に記載の電力制御装置と、を備えていることを特徴とする太陽光発電システム。
a double-sided electrode type solar cell module whose frame is grounded;
a power storage device that stores and discharges power;
A solar power generation system comprising the power control device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1に記載の電力制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as the power control device according to claim 1 .
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