JP2015186286A - Output control apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an output cut-off apparatus capable of quickly cutting off outputs of solar cell modules when abnormality is generated in a facility provided with solar panels, while suppressing cost increase.SOLUTION: An output control apparatus 1 includes: switch sections 10 each of which is connected in series to one connection terminal 81A out of a pair of connection terminals 81 included in each solar cell module 80 and switches a connection state between the one connection terminal 81A and a connection conductor to which an output of the solar cell module 80 is transmitted in order to control an output of a solar panel 100 including strings 90 each configured by connecting a plurality of solar cell modules 80 in series; an information acquisition unit 20 for acquiring abnormal state indication information indicating that a state of a facility in which the solar cell modules 80 are arranged becomes abnormal; and a control unit 30 for turning a connection state of the switch sections 10 to an open state when the state of the facility becomes abnormal on the basis of the abnormal state indication information.

Description

本発明は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングを複数備えた太陽光パネルの出力を制御する出力制御装置に関する。   The present invention relates to an output control device that controls the output of a solar panel including a plurality of strings in which a plurality of solar cell modules are connected in series.

従来、太陽光パネルを用いた発電が行われてきた。太陽光パネルは太陽電池セルを直並列接続して太陽電池モジュールを構成し、当該太陽電池モジュールが直列に接続されたストリングを更に並列に接続して構成される。太陽光パネルの各ストリングからは数百ボルトの直流電圧が出力される。太陽光パネルが設けられた施設において例えば火災が発生すると、太陽電池モジュールを互いに接続するケーブルの被覆が溶け、導体が露出することが考えられる。一方、昼間はともかく、夜間であっても火災における火を光源として太陽光パネルは発電する。このため、昼夜を問わず、露出した導体に火災を消火するための水が散水されると、この水を介して消火活動や救助活動を行う人が感電する恐れがある。このような感電の防止に利用可能な技術として下記に出典を示す特許文献1及び2に記載の技術がある。   Conventionally, power generation using a solar panel has been performed. The solar panel is configured by connecting solar cells in series and parallel to form a solar cell module, and further connecting in parallel a string in which the solar cell modules are connected in series. A direct current voltage of several hundred volts is output from each string of solar panels. For example, when a fire occurs in a facility provided with a solar panel, it is conceivable that the covering of the cable connecting the solar cell modules to each other melts and the conductor is exposed. On the other hand, the solar panel generates electricity using the fire in the fire as a light source at night and at night. For this reason, if water for extinguishing a fire is sprinkled on an exposed conductor regardless of whether it is day or night, there is a risk that a person who performs a fire extinguishing operation or a rescue operation through this water may receive an electric shock. As technologies that can be used to prevent such an electric shock, there are technologies described in Patent Documents 1 and 2 that are cited below.

特許文献1に記載の監視システムは、複数の太陽電池パネルで構成されたストリングと、太陽電池パネルの運転状態を監視する監視モジュールとを備えて構成される。監視モジュールは、太陽電池パネルを効率良く運転するために各ストリングの出力を制御する。また、特許文献2に記載の太陽光発電システムは、太陽電池群と当該太陽電池群の出力端に開閉ユニットを有する開閉整合部とが設けられた太陽光発電モジュールを備えて構成される。開閉ユニットは、太陽光発電モジュールの出力端の電圧の値に応じて制御され、その結果、太陽光発電モジュールの出力が遮断される。   The monitoring system described in Patent Document 1 includes a string configured by a plurality of solar cell panels and a monitoring module that monitors the operating state of the solar cell panel. The monitoring module controls the output of each string in order to operate the solar panel efficiently. Moreover, the solar power generation system described in Patent Document 2 includes a solar power generation module provided with a solar cell group and an open / close matching unit having an open / close unit at the output end of the solar cell group. The opening / closing unit is controlled according to the voltage value of the output terminal of the photovoltaic power generation module, and as a result, the output of the photovoltaic power generation module is shut off.

特表2010−512139号公報Special table 2010-512139 gazette 特開2013−252046号公報JP 2013-252046 A

特許文献1に記載の技術によれば、例えば太陽電池パネルに異常があった場合には、監視モジュールが太陽電池パネルの出力を低下させることができると考えられるが、専用のコントローラを有して構成されるのでコストアップの要因となる。また、専用のコントローラは太陽電池パネルに設けられた機器と通信して太陽電池パネルの運転状態を制御するので、太陽電池パネルが設置された既存の設備に対して適用するには太陽電池パネルに機器も付設しなければならず、更なるコストアップの要因となる。また、専用のコントローラと太陽電池パネルとの通信に用いるケーブルが火災により溶断すると、太陽電池パネルの出力を制御することができなくなり、当該出力を低下させた状態を維持できなくなる可能性もある。   According to the technique described in Patent Document 1, for example, when there is an abnormality in the solar cell panel, it is considered that the monitoring module can reduce the output of the solar cell panel. Since it is configured, it causes an increase in cost. In addition, the dedicated controller communicates with the equipment provided in the solar panel to control the operating state of the solar panel, so that it can be applied to existing equipment where the solar panel is installed. Equipment also has to be attached, which causes further cost increase. In addition, if a cable used for communication between the dedicated controller and the solar cell panel is melted down by a fire, the output of the solar cell panel cannot be controlled, and the state where the output is reduced may not be maintained.

また、特許文献2に記載の技術では、太陽光発電モジュールの出力端の電圧が高くなったことをトリガーとして開閉ユニットを制御し、太陽光発電モジュールの出力を遮断するので、火災の発生後、直ちに太陽光発電モジュールからの出力を遮断することができない。また、火災が発生しても太陽光発電モジュールの出力端の電圧が高くならなければ、太陽光発電モジュールからの出力が遮断されないので、消火活動や救助活動を行う人が、当該出力が遮断されるまでに感電する可能性もある。   In the technology described in Patent Document 2, the open / close unit is controlled by using the output voltage of the photovoltaic power generation module as a trigger, and the output of the photovoltaic power generation module is shut off. The output from the photovoltaic module cannot be cut off immediately. Also, if the voltage at the output end of the photovoltaic module does not increase even if a fire breaks out, the output from the photovoltaic module will not be cut off, so the person performing fire fighting and rescue activities will be cut off There is a possibility of electric shock.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、コストアップを抑制しつつ、太陽光パネルが設けられた施設に異常が発生した場合に迅速に太陽電池モジュールの出力を遮断する出力遮断装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an output shut-off device that quickly cuts off the output of a solar cell module when an abnormality occurs in a facility provided with a solar panel while suppressing an increase in cost. It is in.

上記目的を達成するための本発明に係る出力遮断装置の特徴構成は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングを備えた太陽光パネルの出力を制御するために、前記太陽電池モジュールが有する一対の接続端子のうちの一方の接続端子に直列に接続され、前記一方の接続端子と当該太陽電池モジュールの出力が伝達される接続導体との接続状態を切り替えるスイッチ部と、前記太陽電池モジュールが配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する情報取得部と、前記異常状態明示情報に基づいて、前記施設の状態が異常となった時に前記スイッチ部の接続状態を開状態にする制御部と、を備える点にある。   In order to achieve the above object, a characteristic configuration of an output blocking device according to the present invention is provided in the solar cell module in order to control the output of a solar panel including a string in which a plurality of solar cell modules are connected in series. A switch unit that is connected in series to one of the pair of connection terminals, and that switches a connection state between the one connection terminal and a connection conductor to which an output of the solar cell module is transmitted, and the solar cell module An information acquisition unit that acquires abnormal state explicit information indicating that the state of the arranged facility is abnormal, and connection of the switch unit when the state of the facility becomes abnormal based on the abnormal state explicit information And a control unit for opening the state.

このような特徴構成とすれば、太陽光パネルが設けられた施設において異常が発生したことをトリガーとしてスイッチ部を開状態にすることができる。このため、施設に異常が発生した時点で太陽電池モジュールの出力を遮断することができるので、異常発生後、直ちにストリングの出力電圧を低減することが可能となる。したがって、施設に異常が発生した際の消火活動や救助活動における不慮の感電事故を防止できる。   If it is set as such a characteristic structure, it can be made into an open state by using as a trigger that abnormality occurred in the facility in which the solar panel was provided. For this reason, since the output of a solar cell module can be interrupted when an abnormality occurs in the facility, the output voltage of the string can be reduced immediately after the occurrence of the abnormality. Therefore, it is possible to prevent an unexpected electric shock accident in fire fighting and rescue activities when an abnormality occurs in the facility.

また、前記制御部は、前記施設の状態が異常でない場合に前記スイッチ部に制御信号を送信して前記スイッチ部の接続状態を閉状態にし、前記施設の状態が異常となった時に前記制御信号の送信を停止して前記スイッチ部の接続状態を開状態にすると好適である。   In addition, when the state of the facility is not abnormal, the control unit transmits a control signal to the switch unit to close the connection state of the switch unit, and when the state of the facility becomes abnormal, the control signal It is preferable that the transmission state of the switch unit is stopped and the connection state of the switch unit is opened.

このような構成とすれば、異常でない状況下では制御信号を送信し、異常となった時に制御信号の送信を停止することができる。したがって、異常時における制御部への通電停止に合わせて太陽電池モジュールの出力を自動的に遮断することが可能となる。   With such a configuration, it is possible to transmit a control signal under circumstances where there is no abnormality, and stop transmission of the control signal when an abnormality occurs. Therefore, it is possible to automatically shut off the output of the solar cell module in accordance with the stop of energization to the control unit at the time of abnormality.

また、前記異常状態明示情報は、前記施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報であると好適である。   The abnormal state clarification information is preferably information that clearly indicates at least one of the occurrence of a fire and the occurrence of flood in the facility.

このような構成とすれば、太陽電池モジュールが設けられた施設において、火災や水害が発生した時には太陽電池モジュールの出力を遮断することができる。したがって、火災時や水害時において、消火活動や救助活動を行う人の水を介した感電事故を防止できる。   With such a configuration, the output of the solar cell module can be shut off when a fire or water damage occurs in a facility provided with the solar cell module. Therefore, it is possible to prevent an electric shock accident through the water of a person who performs fire fighting and rescue activities in the event of a fire or flood.

また、前記スイッチ部は、前記複数の太陽電池モジュールの夫々が有する前記一方の接続端子に設けられていると好適である。   In addition, it is preferable that the switch unit is provided on the one connection terminal of each of the plurality of solar cell modules.

このような構成とすれば、施設に異常が発生した時点で、元々直列に接続されている複数の太陽電池モジュールの夫々を互いに分離することができる。したがって、異常発生時のストリングの各部で生じる電圧を最低値に維持することができる。   With such a configuration, each of the plurality of solar cell modules originally connected in series can be separated from each other when an abnormality occurs in the facility. Therefore, the voltage generated at each part of the string when an abnormality occurs can be maintained at the minimum value.

出力制御装置を備えた太陽光発電システムの構成を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the structure of the solar energy power generation system provided with the output control apparatus. スイッチ部の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the switch part. 出力制御装置に処理を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a process to an output control apparatus. その他の実施形態に係るスイッチ部の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the switch part which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係るスイッチ部の配置例である。It is an example of arrangement of a switch part concerning other embodiments. その他の実施形態に係る高圧用スイッチ部の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the switch part for high voltage | pressure which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る低圧用スイッチ部の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the switch part for low voltage | pressure which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る出力制御装置に処理を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a process to the output control apparatus which concerns on other embodiment.

本発明に係る出力制御装置は、太陽光パネルが設けられた施設に異常が発生した場合に太陽電池モジュールの出力を遮断する機能を備えている。以下、本実施形態の出力制御装置1について図面を用いて説明する。図1には、本実施形態に係る出力制御装置1の構成を示す模式図が示される。   The output control device according to the present invention has a function of blocking the output of the solar cell module when an abnormality occurs in a facility provided with a solar panel. Hereinafter, the output control apparatus 1 of this embodiment is demonstrated using drawing. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the output control device 1 according to this embodiment.

出力制御装置1は、複数の太陽電池モジュール80を直列に接続したストリング90を備えた太陽光パネル100の出力を制御する。図1に示されるように、太陽光パネル100は太陽電池セル70を直並列接続して太陽電池モジュール80を構成し、当該太陽電池モジュール80を直列に接続して構成されたストリング90を並列に接続して構成される。このようなストリング90の夫々の出力は接続箱200に入力され、当該接続箱200の出力は集電箱300に入力される。集電箱300で集められた各ストリング90の出力は直流電力であるので、パワーコンディショナー400により電化製品や電気機器等で利用可能な交流電力に変換される。なお、出力制御装置1は、複数のストリング90が並列に接続された太陽光パネル100の他、一つのストリング90からなる太陽光パネル100の出力を制御することも可能である。   The output control device 1 controls the output of the solar panel 100 including a string 90 in which a plurality of solar cell modules 80 are connected in series. As shown in FIG. 1, the solar panel 100 forms a solar cell module 80 by connecting solar cells 70 in series and parallel, and a string 90 configured by connecting the solar cell modules 80 in series is connected in parallel. Connected and configured. Each output of the string 90 is input to the connection box 200, and the output of the connection box 200 is input to the current collection box 300. Since the output of each string 90 collected in the current collection box 300 is DC power, it is converted by the power conditioner 400 into AC power that can be used by electrical appliances, electrical equipment, and the like. In addition, the output control apparatus 1 can also control the output of the solar panel 100 including one string 90 in addition to the solar panel 100 in which a plurality of strings 90 are connected in parallel.

出力制御装置1は、スイッチ部10、情報取得部20、制御部30の各機能部を備えて構成される。特に情報取得部20及び制御部30は、CPUを中核部材として太陽光パネル100の出力を制御する種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。   The output control device 1 is configured to include each functional unit of the switch unit 10, the information acquisition unit 20, and the control unit 30. In particular, in the information acquisition unit 20 and the control unit 30, the above-described functional units for performing various processes for controlling the output of the solar panel 100 using the CPU as a core member are constructed by hardware and / or software.

スイッチ部10は、太陽電池モジュール80が有する一対の接続端子81のうちの一方の接続端子81Aに直列に接続される。太陽電池モジュール80は正負一対の接続端子81が設けられ、一対の接続端子81の一方の接続端子81Aからは発電した直流電力が出力される。   The switch unit 10 is connected in series to one connection terminal 81 </ b> A of the pair of connection terminals 81 included in the solar cell module 80. The solar cell module 80 is provided with a pair of positive and negative connection terminals 81, and generated DC power is output from one connection terminal 81 </ b> A of the pair of connection terminals 81.

本実施形態では、スイッチ部10は、複数の太陽電池モジュール80の夫々が有する接続端子81Aに設けられる。一方の接続端子81Aは、スイッチ部10を介して直列接続される太陽電池モジュール80の他方の接続端子81Bに接続される。ただし、直列接続された太陽電池モジュール80のうち、最も上流側(低圧側)の太陽電池モジュール80の他方の接続端子81Bは接地され、最も下流側(高圧側)の太陽電池モジュール80の一方の接続端子81Aは接続箱200に接続される。本実施形態では、下流側(高圧側)の太陽電池モジュール80の一方の接続端子81Aに接続されるスイッチ部10は、接続箱200に内蔵されている。   In this embodiment, the switch part 10 is provided in the connection terminal 81A which each of the some solar cell module 80 has. One connection terminal 81 </ b> A is connected to the other connection terminal 81 </ b> B of the solar cell module 80 connected in series via the switch unit 10. However, among the solar cell modules 80 connected in series, the other connection terminal 81B of the most upstream (low voltage side) solar cell module 80 is grounded, and one of the most downstream (high voltage side) solar cell modules 80 is grounded. The connection terminal 81A is connected to the connection box 200. In the present embodiment, the switch unit 10 connected to one connection terminal 81 </ b> A of the downstream (high voltage side) solar cell module 80 is built in the connection box 200.

本実施形態では、スイッチ部10は例えばMOS−FET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)やバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチを有する。本実施形態では、スイッチ部10がN型MOS−FET(以下「MOS−FET」とする)11を有して構成される場合の例を挙げて説明する。   In the present embodiment, the switch unit 10 includes a semiconductor switch such as a MOS-FET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) or a bipolar transistor. In the present embodiment, an example in which the switch unit 10 includes an N-type MOS-FET (hereinafter referred to as “MOS-FET”) 11 will be described.

図2には、本実施形態に係るスイッチ部10が示される。スイッチ部10は、MOS−FET11、状態維持部12、ドライバ19を備えて構成される。MOS−FET11のドレーン端子には上述した接続端子81Aが接続され、ソース端子は他の太陽電池モジュール80の接続端子81B又は接続端子201に接続される。また、ゲート端子は後述する制御部30に、状態維持部12を構成する抵抗器R及びドライバ19を介して接続される。また、ドライバ19の入力段には状態維持部12を構成するコンデンサCの一方の端子が接続され、当該コンデンサCの他方の端子は接地される。これにより、制御部30から制御信号が伝達された場合には、抵抗器Rを介してコンデンサCに電荷が充電され、コンデンサCの端子間電圧がMOS−FET11の動作閾値以上となった場合にMOS−FET11が閉状態となる。コンデンサCの端子間電圧は飽和曲線にしたがって上昇するので、制御信号の立ち上がりが急峻(立ち上がり時間が数十μ秒程度)である場合でもMOS−FET11は徐々に開状態から閉状態に移行させることができる。したがって、MOS−FET11が閉状態になる際の突入電流を低減することができる。   FIG. 2 shows the switch unit 10 according to the present embodiment. The switch unit 10 includes a MOS-FET 11, a state maintaining unit 12, and a driver 19. The drain terminal of the MOS-FET 11 is connected to the connection terminal 81A described above, and the source terminal is connected to the connection terminal 81B or the connection terminal 201 of another solar cell module 80. Further, the gate terminal is connected to a control unit 30 described later via a resistor R and a driver 19 constituting the state maintaining unit 12. In addition, one terminal of the capacitor C constituting the state maintaining unit 12 is connected to the input stage of the driver 19, and the other terminal of the capacitor C is grounded. As a result, when a control signal is transmitted from the control unit 30, the capacitor C is charged through the resistor R, and the voltage across the capacitor C exceeds the operating threshold value of the MOS-FET 11. The MOS-FET 11 is closed. Since the voltage between the terminals of the capacitor C rises according to the saturation curve, the MOS-FET 11 gradually shifts from the open state to the closed state even when the rise of the control signal is steep (rise time is about several tens of microseconds). Can do. Therefore, the inrush current when the MOS-FET 11 is in the closed state can be reduced.

また、制御部30から制御信号の伝達が停止された場合には、抵抗器Rを介してコンデンサCの電荷が放電され、コンデンサCの端子間電圧がMOS−FET11の動作閾値未満となった場合にMOS−FET11が開状態となる。コンデンサCの端子間電圧は指数関数的に減少するが、制御信号の立ち下がった場合でもコンデンサC及び抵抗器Rにより予め設定された時間だけ、MOS−FET11の閉状態を維持することができる。このように、コンデンサC及び抵抗器Rは、制御部30から開状態への移行指示(制御信号の伝達)があってから閉状態となるまでに予め設定された時間だけ開状態を維持し、制御部30から閉状態への移行指示(制御信号の伝達停止)があってから開状態となるまでに予め設定された時間だけ閉状態を維持する状態維持部12として機能する。なお、ドライバ19は、制御信号がMOS−FET11を駆動するドライブ能力が高い場合には省略しても良い。   Further, when the transmission of the control signal from the control unit 30 is stopped, the charge of the capacitor C is discharged through the resistor R, and the voltage between the terminals of the capacitor C becomes less than the operating threshold value of the MOS-FET 11. Then, the MOS-FET 11 is opened. Although the voltage between the terminals of the capacitor C decreases exponentially, even when the control signal falls, the closed state of the MOS-FET 11 can be maintained for a time preset by the capacitor C and the resistor R. In this way, the capacitor C and the resistor R maintain the open state for a preset time from when the instruction to transfer to the open state (control signal transmission) is received from the control unit 30 until the closed state, It functions as the state maintaining unit 12 that maintains the closed state for a preset time from when the control unit 30 issues an instruction to shift to the closed state (stop of transmission of control signal) until the control unit 30 enters the open state. Note that the driver 19 may be omitted when the control signal has high drive capability for driving the MOS-FET 11.

このように、スイッチ部10は、制御信号に応じて太陽電池モジュール80の一方の接続端子81Aと当該太陽電池モジュール80の出力が伝達される接続導体との接続状態を切り替える。接続導体とは、太陽電池モジュール80に直接接続される他の太陽電池モジュール80の接続端子81Bや接続箱200の接続端子201が相当する。接続状態とは、スイッチ部10の動作状態をいい、具体的にはMOS−FET11の閉状態又は開状態の別をいう。したがって、MOS−FET11は、太陽電池モジュール80の接続端子81Aと、当該太陽電池モジュール80に直列接続された他の太陽電池モジュール80の接続端子81B又は接続箱200の接続端子201とを制御部30からの制御信号に応じて、導通状態(閉状態)又は非導通状態(開状態)に切り替える。   Thus, the switch part 10 switches the connection state of one connection terminal 81A of the solar cell module 80 and the connection conductor to which the output of the solar cell module 80 is transmitted according to the control signal. The connection conductor corresponds to the connection terminal 81 </ b> B of another solar cell module 80 directly connected to the solar cell module 80 or the connection terminal 201 of the connection box 200. The connection state refers to the operation state of the switch unit 10, and specifically refers to whether the MOS-FET 11 is closed or open. Therefore, the MOS-FET 11 controls the connection terminal 81 </ b> A of the solar cell module 80 and the connection terminal 81 </ b> B of another solar cell module 80 connected in series to the solar cell module 80 or the connection terminal 201 of the connection box 200. Is switched to a conductive state (closed state) or a non-conductive state (open state) in accordance with a control signal from.

情報取得部20は、太陽電池モジュール80が配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する。太陽電池モジュール80が配置された施設とは、本実施形態では、太陽電池モジュール80が配置された建物や太陽光発電所等が相当する。施設の状態が異常となったとは、施設が太陽光パネル100による発電を継続して行うことができない状態となったことをいう。具体的には、施設で火災が発生したり、施設の少なくとも一部が水没したりするような施設において災害が発生したことをいう。このような災害の発生は、火災であれば例えば火災報知器により検出することが可能であり、水没であれば水位検出器により検出することが可能である。このため、本実施形態では、異常状態明示情報とは、施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報にあたる。このような異常状態明示情報は、火災報知器や水位検出器のような災害の発生を検出する検出部から情報取得部20に取得される。情報取得部20は、異常状態明示情報を取得すると、後述する制御部30に異常状態明示情報を取得した旨を示す信号を送信する。   The information acquisition unit 20 acquires abnormal state clarification information indicating that the state of the facility where the solar cell module 80 is disposed is abnormal. In this embodiment, the facility in which the solar cell module 80 is disposed corresponds to a building, a solar power plant, or the like in which the solar cell module 80 is disposed. The state of the facility becoming abnormal means that the facility is in a state where it is not possible to continue the power generation by the solar panel 100. Specifically, it means that a disaster has occurred in a facility where a fire has occurred in the facility or at least part of the facility has been submerged. The occurrence of such a disaster can be detected by, for example, a fire alarm if it is a fire, and can be detected by a water level detector if it is submerged. For this reason, in this embodiment, the abnormal state clarification information corresponds to information that clearly indicates at least one of the occurrence of a fire and the occurrence of flood in the facility. Such abnormal state clarification information is acquired by the information acquisition unit 20 from a detection unit that detects the occurrence of a disaster, such as a fire alarm or a water level detector. When acquiring the abnormal state explicit information, the information acquisition unit 20 transmits a signal indicating that the abnormal state explicit information has been acquired to the control unit 30 described later.

制御部30は、異常状態明示情報に基づいて、施設の状態が異常となった時にスイッチ部10の接続状態を開状態にする。異常状態明示情報は、上述の情報取得部20から伝達される。施設の状態が異常となった時とは、本実施形態では、太陽光パネル100が備えられている建物や太陽光発電所等の施設において火災が発生したり水害が発生したりした時をいう。したがって、制御部30は、施設において火災や水害が発生した時に、MOS−FET11を開状態にする。   Based on the abnormal state explicit information, the control unit 30 opens the connection state of the switch unit 10 when the facility state becomes abnormal. The abnormal state clarification information is transmitted from the information acquisition unit 20 described above. In this embodiment, the time when the state of the facility becomes abnormal means the time when a fire or flooding occurs in a facility such as a building or a solar power plant equipped with the solar panel 100. . Therefore, the control unit 30 opens the MOS-FET 11 when a fire or water damage occurs in the facility.

ここで、本実施形態では、制御部30は施設の状態が異常でない場合にスイッチ部10に制御信号を送信して当該スイッチ部10の接続状態を閉状態にし、施設の状態が異常となった時に制御信号の送信を停止してスイッチ部10の接続状態を開状態にする。上述したように、本実施形態ではMOS−FET11はN型MOS−FETが用いられる。そこで、太陽光パネル100が備えられた施設の状態が異常でない場合はMOS−FET11のゲート端子に動作閾値以上の電圧値からなる信号を制御信号として送信し、MOS−FET11を閉状態にする。一方、太陽光パネル100が備えられた施設の状態が異常である場合にこの制御信号の送信を停止し、MOS−FET11を開状態にする。これにより、施設において火災や水害が発生した場合には、制御部30に通電を停止することで制御信号の送信が停止され、太陽光パネル100の出力を太陽電池モジュール80毎に自動的に遮断することができる。また、この場合、制御信号が伝送されるケーブルが火災や水害等により切断された場合でも、制御信号の送信が停止され、太陽光パネル100の出力を太陽電池モジュール80毎に自動的に遮断することができる。   Here, in this embodiment, when the state of the facility is not abnormal, the control unit 30 transmits a control signal to the switch unit 10 to close the connection state of the switch unit 10 and the state of the facility becomes abnormal. Sometimes the transmission of the control signal is stopped and the connection state of the switch unit 10 is opened. As described above, in this embodiment, the MOS-FET 11 is an N-type MOS-FET. Therefore, when the state of the facility provided with the solar panel 100 is not abnormal, a signal having a voltage value equal to or higher than the operation threshold is transmitted as a control signal to the gate terminal of the MOS-FET 11 to close the MOS-FET 11. On the other hand, when the state of the facility provided with the solar panel 100 is abnormal, the transmission of this control signal is stopped and the MOS-FET 11 is opened. As a result, when a fire or water damage occurs in the facility, transmission of the control signal is stopped by stopping energization of the control unit 30, and the output of the solar panel 100 is automatically shut off for each solar cell module 80 can do. In this case, even when the cable for transmitting the control signal is disconnected due to fire or water damage, the transmission of the control signal is stopped, and the output of the solar panel 100 is automatically cut off for each solar cell module 80. be able to.

このような制御部30は、例えば自火報盤に組み込み事が可能であるし、或いは建物の防災センター等に設けられる中央監視盤や、手動停止スイッチや、パワーコンディショナー400に組み込んで構成することも可能である。この場合、自火報盤や中央監視盤や手動停止スイッチやパワーコンディショナー400に上述した制御部30を備えておくと良い。   Such a control unit 30 can be incorporated into, for example, a fire alarm panel, or incorporated into a central monitoring panel provided in a disaster prevention center of a building, a manual stop switch, or a power conditioner 400. Is also possible. In this case, the above-described control unit 30 may be provided in the self-report panel, the central monitoring panel, the manual stop switch, and the power conditioner 400.

次に、図3のタイムチャートを用いて出力制御装置1の動作を説明する。
出力制御装置1にt=0で電力供給がされる(ステップ#1)。この状態において、情報取得部20が異常状態明示情報を取得していない場合には、制御部30からMOS−FET11に制御信号が伝達される(ステップ#2)。図3では、制御信号もt=0で出力される例が示されるが、電力供給されてから制御信号が出力されるまでに所定の遅延時間を設けても良い。
Next, the operation of the output control apparatus 1 will be described using the time chart of FIG.
Power is supplied to the output control device 1 at t = 0 (step # 1). In this state, when the information acquisition unit 20 has not acquired the abnormal state explicit information, a control signal is transmitted from the control unit 30 to the MOS-FET 11 (step # 2). Although FIG. 3 shows an example in which the control signal is also output at t = 0, a predetermined delay time may be provided from when power is supplied until the control signal is output.

制御部30から制御信号が出力されると、MOS−FET11にドライバ19を介して接続された抵抗器Rを介してコンデンサCの充電が開始される(ステップ#3)。MOS−FET11のゲート端子の電位が動作閾値VTH以上となれば(ステップ#4)、MOS−FET11が徐々に閉状態となり、太陽電池モジュール80の出力が開始される(ステップ#5)。この状態は、情報取得部20が異常状態明示情報を取得するまで継続して行われる。   When a control signal is output from the control unit 30, charging of the capacitor C is started via the resistor R connected to the MOS-FET 11 via the driver 19 (step # 3). If the potential of the gate terminal of the MOS-FET 11 becomes equal to or higher than the operation threshold value VTH (step # 4), the MOS-FET 11 is gradually closed and the output of the solar cell module 80 is started (step # 5). This state continues until the information acquisition unit 20 acquires the abnormal state explicit information.

t=1で情報取得部20が異常状態明示情報を取得すると、当該異常状態明示情報が取得されたことを示す信号が制御部30に伝達され、制御部30は制御信号の出力を停止する(ステップ#6)。これにより、MOS−FET11のゲート端子の電位が次第に低下する(ステップ#7)。MOS−FET11のゲート端子の電位が動作閾値VTH未満となれば(ステップ#8)、MOS−FET11が開状態となり太陽電池モジュール80の出力が停止される(ステップ#9)。このように本実施形態では、MOS−FET11に対して制御部30が閉状態にする制御信号を送信してから、太陽電池モジュール80の出力が行われるまで所定の遅延時間D1を有し、MOS−FET11に対して制御部30が開状態にする制御信号を送信してから、太陽電池モジュール80の出力が遮断されるまで所定の遅延時間D2を有するように構成される。   When the information acquisition unit 20 acquires the abnormal state explicit information at t = 1, a signal indicating that the abnormal state explicit information has been acquired is transmitted to the control unit 30, and the control unit 30 stops outputting the control signal ( Step # 6). As a result, the potential of the gate terminal of the MOS-FET 11 gradually decreases (step # 7). If the potential of the gate terminal of the MOS-FET 11 becomes less than the operation threshold VTH (step # 8), the MOS-FET 11 is opened and the output of the solar cell module 80 is stopped (step # 9). As described above, in this embodiment, the control unit 30 transmits a control signal for closing to the MOS-FET 11 and has a predetermined delay time D1 until the output of the solar cell module 80 is performed. -It is comprised so that it may have predetermined | prescribed delay time D2 until the output of the solar cell module 80 is interrupted | blocked after transmitting the control signal which the control part 30 opens to FET11.

これにより、MOS−FET11が閉状態になる時の突入電流を抑制できる。また、異常時には太陽電池モジュール80毎に出力を遮断することができるので、火災の際に散水される水や水害の際に流通してきた水を介して消火活動や救助活動をする人の不慮の感電事故を防止することが可能となる。   Thereby, the inrush current when the MOS-FET 11 is in the closed state can be suppressed. Moreover, since the output can be cut off for each solar cell module 80 in the event of an abnormality, it is unforeseen for a person who performs fire fighting and rescue activities through water that is sprinkled in the event of a fire or water that has been distributed in the event of a flood. It is possible to prevent an electric shock accident.

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、スイッチ部10はN型MOS−FET11を有して構成されるとして説明したが、P型MOS−FET18を有して構成することも可能である。この場合、例えば図4に示されるようにP型MOS−FET18のソース端子を太陽電池モジュール80の接続端子81Aに接続し、ドレーン端子を当該太陽電池モジュール80とは異なる太陽電池モジュール80の接続端子81B又は接続端子201に接続すると良い。また、上記実施形態と同様に、制御部30からの制御信号がある時に太陽電池モジュール80の出力を行い、制御部30からの制御信号がない時に太陽電池モジュール80の出力を遮断する構成とするには、P型MOS−FET18のゲート端子に抵抗器R(図4では直列接続された2つの抵抗器R)を介して接続されたコレクタ端子、及び接地されたエミッタ端子を有するnpn型トランジスタTrを設けると良い。これにより、制御信号に有無に応じて太陽電池モジュール80の出力を制御することができる。なお、ソース端子とゲート端子との間にコンデンサCを設けることで、npn型トランジスタTrへの制御信号の入力に対して、P型MOS−FET18が閉状態となるまでに遅延させることが可能である。これにより、N型MOS−FET11よりも安価なP型MOS−FET18を用いることが可能となる。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the switch unit 10 has been described as including the N-type MOS-FET 11. However, the switch unit 10 may include the P-type MOS-FET 18. In this case, for example, as shown in FIG. 4, the source terminal of the P-type MOS-FET 18 is connected to the connection terminal 81 </ b> A of the solar cell module 80, and the drain terminal is a connection terminal of the solar cell module 80 different from the solar cell module 80. It may be connected to 81B or the connection terminal 201. Similarly to the above embodiment, the output of the solar cell module 80 is output when there is a control signal from the control unit 30, and the output of the solar cell module 80 is blocked when there is no control signal from the control unit 30. Includes an npn transistor Tr having a collector terminal connected to the gate terminal of the P-type MOS-FET 18 via a resistor R (two resistors R connected in series in FIG. 4), and a grounded emitter terminal. It is good to provide. Thereby, the output of the solar cell module 80 can be controlled according to the presence or absence of the control signal. Note that by providing the capacitor C between the source terminal and the gate terminal, it is possible to delay the input of the control signal to the npn transistor Tr until the P-type MOS-FET 18 is closed. is there. This makes it possible to use a P-type MOS-FET 18 that is less expensive than the N-type MOS-FET 11.

上記実施形態では、制御部30は、施設の状態が異常でない場合にスイッチ部10に制御信号を送信してスイッチ部10の接続状態を閉状態にし、施設の状態が異常となった時に制御信号の送信を停止してスイッチ部10の接続状態を開状態にするとして説明したが、制御部30は、施設の状態が異常となった時にスイッチ部10に制御信号を送信してスイッチ部10の接続状態を開状態にし、施設の状態が異常でない場合に制御信号の送信を停止してスイッチ部10の接続状態を閉状態にする構成とすることも可能である。   In the above-described embodiment, the control unit 30 transmits a control signal to the switch unit 10 when the facility state is not abnormal, closes the connection state of the switch unit 10, and controls the control signal when the facility state becomes abnormal. However, the control unit 30 transmits a control signal to the switch unit 10 when the state of the facility becomes abnormal, and the switch unit 10 It is also possible to adopt a configuration in which the connection state is opened, and transmission of the control signal is stopped and the connection state of the switch unit 10 is closed when the facility state is not abnormal.

上記実施形態では、スイッチ部10は、制御部30からの指示があってから開状態となるまでに予め設定された時間だけ閉状態を維持する状態維持部12が設けられているとして説明したが、制御信号の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングに応じてスイッチ部10の開閉状態を切り替える場合には状態維持部12を設けずに構成することも可能である。   In the above-described embodiment, the switch unit 10 has been described as being provided with the state maintaining unit 12 that maintains the closed state for a preset time from when the control unit 30 receives an instruction until the switch unit 10 enters the open state. When the open / close state of the switch unit 10 is switched according to the rise and fall timing of the control signal, the state maintaining unit 12 may be omitted.

上記実施形態では、異常状態明示情報は、施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報であるとして説明したが、その他の異常を示す情報とすることも可能である。   In the above-described embodiment, the abnormal state clarification information has been described as information that clearly indicates at least one of the occurrence of a fire and the occurrence of water damage in a facility, but it may be information indicating other abnormality.

上記実施形態では、スイッチ部10は、複数の太陽電池モジュール80の夫々が有する接続端子81Aに設けられ、制御部30からの制御信号で同時にスイッチ部10が動作するように説明した。例えば、制御部30が、必要に応じて制御信号をスイッチ部10の夫々に個別に入力し、所期の太陽電池モジュール80のみ出力を遮断することができるように構成することも可能であるし、図5に示されるように、複数の太陽電池モジュール80毎(図5では2つの太陽電池モジュール80毎)にスイッチ部10を設け、複数の太陽電池モジュール80毎に出力を遮断する構成とすることも可能である。更には、複数の太陽電池モジュール80毎にスイッチ部10を設け、所期の複数の太陽電池モジュール80のみ出力を遮断することができるように構成することも可能である。   In the embodiment described above, the switch unit 10 is provided on the connection terminal 81 </ b> A included in each of the plurality of solar cell modules 80, and the switch unit 10 is operated simultaneously with a control signal from the control unit 30. For example, the control unit 30 may be configured to individually input control signals to each of the switch units 10 as necessary, and to cut off the output of only the intended solar cell module 80. As shown in FIG. 5, a switch unit 10 is provided for each of the plurality of solar cell modules 80 (for each of the two solar cell modules 80 in FIG. 5), and the output is blocked for each of the plurality of solar cell modules 80. It is also possible. Furthermore, it is also possible to provide the switch unit 10 for each of the plurality of solar cell modules 80 so that only the desired plurality of solar cell modules 80 can block the output.

上記実施形態では、太陽電池モジュール80に設けられるスイッチ部10の種類については説明しなかったが、スイッチ部10を全て共通化して(同一のものを使用して)構成することが可能である。この場合には、夫々のスイッチ部10は、ストリング90の太陽電池モジュール80のうち、最も高くなる端子電圧に基づいて、耐圧(MOS−FETに場合にあってはドレーン−ソース間電圧、及びゲート−ソース間電圧)を考慮して選定すれば良い。これにより、部品の種別を低減できるので部材管理コストを低減することができる。   In the above embodiment, the type of the switch unit 10 provided in the solar cell module 80 has not been described, but it is possible to configure the switch unit 10 in common (using the same component). In this case, each switch unit 10 has a breakdown voltage (a drain-source voltage and a gate voltage in the case of a MOS-FET) based on the highest terminal voltage among the solar cell modules 80 of the string 90. -Select the voltage considering the source voltage. Thereby, since the classification of components can be reduced, member management cost can be reduced.

一方、スイッチ部10を太陽電池モジュール80の端子電圧に応じて使い分けることも可能である。この場合には、スイッチ部10は、ストリング90において、太陽電池モジュール80の端子電圧が予め設定された電圧よりも高い電圧となる太陽電池モジュール80の接続端子81に設けられる高圧用スイッチ部13と、予め設定された電圧以下の電圧となる太陽電池モジュール80の接続端子81に設けられる低圧用スイッチ部14と、を有して構成することができる。このようにスイッチ部10の端子電圧に応じて、高圧用スイッチ部13と低圧用スイッチ部14とを使い分けることで、低圧用スイッチ部14は高圧用スイッチ部13よりも廉価な部品を用いることができるので、全て共通のスイッチ部10を用いる場合に比べて部品自体のコストを低減できる。   On the other hand, the switch unit 10 can be used properly according to the terminal voltage of the solar cell module 80. In this case, the switch unit 10 includes a high-voltage switch unit 13 provided in the connection terminal 81 of the solar cell module 80 in which the terminal voltage of the solar cell module 80 is higher than a preset voltage in the string 90. The low-voltage switch unit 14 provided in the connection terminal 81 of the solar cell module 80 having a voltage equal to or lower than a preset voltage can be configured. In this way, by using the high-voltage switch unit 13 and the low-voltage switch unit 14 in accordance with the terminal voltage of the switch unit 10, the low-voltage switch unit 14 can use components that are less expensive than the high-voltage switch unit 13. As a result, the cost of the components can be reduced as compared with the case where all the common switch units 10 are used.

このような高圧用スイッチ部13の回路構成が図6に示され、低圧用スイッチ部14の回路構成が図7に示される。図6に示される高圧用スイッチ部13は、制御部30からの指示により低圧用スイッチ部14が閉状態になってから高圧用スイッチ部13が閉状態となるまでに予め設定された時間だけ開状態を維持する開状態維持部15が設けられ、図7に示される低圧用スイッチ部14は、制御部30からの指示により高圧用スイッチ部13が開状態になってから低圧用スイッチ部14が開状態となるまでに予め設定された時間だけ閉状態を維持する閉状態維持部16が設けられる。   The circuit configuration of such a high voltage switch unit 13 is shown in FIG. 6, and the circuit configuration of the low voltage switch unit 14 is shown in FIG. The high voltage switch unit 13 shown in FIG. 6 is opened for a preset time from when the low voltage switch unit 14 is closed to when the high voltage switch unit 13 is closed according to an instruction from the control unit 30. An open state maintaining unit 15 that maintains the state is provided, and the low pressure switch unit 14 shown in FIG. A closed state maintaining unit 16 is provided that maintains the closed state for a preset time until the open state is reached.

これにより、図8に示されるように、制御信号が送信されたタイミングに対して高圧用スイッチ部13が閉状態になるまでに所定の遅延時間(数ミリ秒)を設定することができる。したがって、高圧用スイッチ部13が閉状態になった際の突入電流を低減することができる。また、制御信号の送信が停止されたタイミングに対して低圧用スイッチ部14が開状態になるまでに所定の遅延時間(数ミリ秒)を設定することができる。このように高圧用スイッチ部13及び低圧用スイッチ部14の接続状態を切り替える際のシーケンスを制御することで、高圧用スイッチ部13及び低圧用スイッチ部14の夫々に印加される電圧を低くすることができるので、耐圧の低い安価な部品を用いて構成することが可能となる。   As a result, as shown in FIG. 8, a predetermined delay time (several milliseconds) can be set until the high-voltage switch unit 13 is closed with respect to the timing at which the control signal is transmitted. Therefore, the inrush current when the high-voltage switch unit 13 is closed can be reduced. In addition, a predetermined delay time (several milliseconds) can be set until the low-voltage switch unit 14 is opened with respect to the timing when transmission of the control signal is stopped. The voltage applied to each of the high voltage switch unit 13 and the low voltage switch unit 14 is lowered by controlling the sequence when switching the connection state of the high voltage switch unit 13 and the low voltage switch unit 14 in this way. Therefore, it can be configured using inexpensive parts with low withstand voltage.

ここで、一つのストリング90を構成する複数の太陽電池モジュール80は上述のように直列に接続されている。このような接続は、従来、作業を容易に行うために太陽電池モジュール80に設けられたコネクタを互いに嵌合させて行われてきた。本発明に係るスイッチ部10は、このような従来用いられているコネクタの嵌合を一旦、解除し、そこに割り込ませて嵌合させて接続することが可能である。これにより、従来、設置されている太陽光パネル100に対しても、本発明の出力制御装置1を簡便に適用することが可能となる。   Here, the plurality of solar cell modules 80 constituting one string 90 are connected in series as described above. Conventionally, such connection has been performed by fitting connectors provided in the solar cell module 80 to each other in order to facilitate the work. The switch unit 10 according to the present invention can be temporarily connected to such a conventionally used connector, and can be connected by being interrupted and fitted. Thereby, it becomes possible to apply the output control apparatus 1 of this invention easily also to the solar panel 100 currently installed conventionally.

また、スイッチ部10は、太陽電池モジュール80の裏面に設けられている電源ボックスに組み込むことが可能である。これにより、スイッチ部10に対して防水防塵効果を高めることができる。   The switch unit 10 can be incorporated in a power supply box provided on the back surface of the solar cell module 80. Thereby, the waterproof and dustproof effect can be enhanced for the switch unit 10.

太陽電池モジュール80の夫々に配線を行うにあたり、接続端子81とスイッチ部10とを接続するケーブル及び制御信号を伝達するケーブルの夫々を、2芯ケーブルを用いることで引き回しを容易に行うことが可能となる。   When wiring to each of the solar cell modules 80, it is possible to easily route each of the cable connecting the connection terminal 81 and the switch unit 10 and the cable transmitting the control signal by using a two-core cable. It becomes.

なお、出力制御装置1は、施設の異常時に太陽電池モジュール80の出力を遮断する機能を有しているが、例えば、複数の太陽電池モジュール80の保守点検作業を行う場合にも当該作業の対象となる太陽電池モジュール80の出力を遮断するのに利用することができる。   The output control device 1 has a function of shutting down the output of the solar cell module 80 when the facility is abnormal. For example, when performing maintenance and inspection work for a plurality of solar cell modules 80, the output control device 1 is a target of the work. Can be used to block the output of the solar cell module 80.

本発明は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングを複数備えた太陽光パネルの出力を制御する出力制御装置に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an output control device that controls the output of a solar panel provided with a plurality of strings in which a plurality of solar cell modules are connected in series.

1:出力制御装置
10:スイッチ部
12:閉状態維持部
20:情報取得部
30:制御部
80:太陽電池モジュール
81:接続端子
81A:接続端子
90:ストリング
100:太陽光パネル
1: Output control device 10: Switch unit 12: Closed state maintaining unit 20: Information acquisition unit 30: Control unit 80: Solar cell module 81: Connection terminal 81A: Connection terminal 90: String 100: Solar panel

Claims (4)

複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングを備えた太陽光パネルの出力を制御する出力制御装置であって、
前記太陽電池モジュールが有する一対の接続端子のうちの一方の接続端子に直列に接続され、前記一方の接続端子と当該太陽電池モジュールの出力が伝達される接続導体との接続状態を切り替えるスイッチ部と、
前記太陽電池モジュールが配置された施設の状態が異常となったことを示す異常状態明示情報を取得する情報取得部と、
前記異常状態明示情報に基づいて、前記施設の状態が異常となった時に前記スイッチ部の接続状態を開状態にする制御部と、
を備える出力制御装置。
An output control device for controlling the output of a solar panel provided with a string in which a plurality of solar cell modules are connected in series,
A switch unit that is connected in series to one connection terminal of the pair of connection terminals of the solar cell module, and switches a connection state between the one connection terminal and a connection conductor to which an output of the solar cell module is transmitted; ,
An information acquisition unit for acquiring abnormal state clarification information indicating that the state of the facility where the solar cell module is disposed is abnormal;
Based on the abnormal state explicit information, a control unit that opens the connection state of the switch unit when the state of the facility becomes abnormal,
An output control device comprising:
前記制御部は、前記施設の状態が異常でない場合に前記スイッチ部に制御信号を送信して前記スイッチ部の接続状態を閉状態にし、前記施設の状態が異常となった時に前記制御信号の送信を停止して前記スイッチ部の接続状態を開状態にする請求項1に記載の出力制御装置。   When the state of the facility is not abnormal, the control unit transmits a control signal to the switch unit to close the connection state of the switch unit, and transmits the control signal when the state of the facility becomes abnormal The output control device according to claim 1, wherein the connection state of the switch unit is opened to stop the operation. 前記異常状態明示情報は、前記施設内での火災の発生及び水害の発生の少なくとも一方を明示する情報である請求項1又は2に記載の出力制御装置。   The output control device according to claim 1, wherein the abnormal state clarification information is information that clearly indicates at least one of a fire occurrence and a flood damage in the facility. 前記スイッチ部は、前記複数の太陽電池モジュールの夫々が有する前記一方の接続端子に設けられている請求項1から3のいずれか一項に記載の出力制御装置。   The output control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switch unit is provided in the one connection terminal of each of the plurality of solar cell modules.
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