JP2000022190A - Solar power generation system, controller and control method of snow melting for solar power generating system - Google Patents

Solar power generation system, controller and control method of snow melting for solar power generating system

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JP2000022190A
JP2000022190A JP10198108A JP19810898A JP2000022190A JP 2000022190 A JP2000022190 A JP 2000022190A JP 10198108 A JP10198108 A JP 10198108A JP 19810898 A JP19810898 A JP 19810898A JP 2000022190 A JP2000022190 A JP 2000022190A
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snow melting
solar cell
power generation
snow
solar
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Japanese (ja)
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Chin Cho Rim
チン チョウ リム
Masamichi Kurokami
誠路 黒神
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Canon Inc
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10Cleaning arrangements
    • H02S40/12Means for removing snow
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove snow from the roof of a building in winter season in snowy area and to prevent power generation of solar cell from lowering due to snow. SOLUTION: Output parameters of solar cell, outer air temperature, solar radiation and/or time are detected and compared with preset values. A decision criterion is provided and a snow melting unit is operated when snow deposits on the surface of solar cells in a solar power generation system with snow melting function to cause lowering in power generation of solar cell. Surface snow is melted by heating the solar cell on the rear side and power generation capacity of solar cell is recovered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、積雪地域におい
て、積雪による出力低下を有効に防止した太陽光発電シ
ステム、および太陽光発電システムの出力低下を有効に
防止するための融雪制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power generation system that effectively prevents a decrease in output due to snow in a snowy area, and a snow melting control method for effectively preventing a decrease in output of the photovoltaic power generation system. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、一般住宅の屋根に太陽電池を設置
した太陽光発電システムが普及しつつある。しかしなが
ら積雪地域において、積雪時には太陽電池モジュール表
面は雪に覆われ、太陽電池が発電できなくなるという問
題がある。
2. Description of the Related Art In recent years, a photovoltaic power generation system in which a solar cell is installed on a roof of a general house has been spreading. However, in a snow-covered area, there is a problem that the surface of the solar cell module is covered with snow during snowfall, and the solar cell cannot generate power.

【0003】太陽電池モジュールを構成する太陽電池セ
ルは、その一個当りの出力電圧が太陽電池の種類によっ
てほぼ固定されており、また太陽光発電システムの発電
容量は構成する太陽電池モジュールの枚数と太陽光の受
光面積によって決まる。従って、太陽光発電システムを
設計する時、所定の出力電圧と所定の発電容量を実現す
るためには、所定のモジュール枚数あるいは所定面積の
太陽電池セルを直並列接続し、システムを形成しなけれ
ばならない。
The output voltage of each solar cell constituting a solar cell module is substantially fixed depending on the type of the solar cell, and the power generation capacity of the photovoltaic power generation system depends on the number of solar cell modules constituting the solar cell and the number of solar cells. It is determined by the light receiving area. Therefore, when designing a photovoltaic power generation system, in order to achieve a predetermined output voltage and a predetermined power generation capacity, a predetermined number of modules or a predetermined area of solar cells must be connected in series and parallel to form a system. No.

【0004】より容量の大きい発電能力を得ることは、
太陽電池モジュールの直並列数を増やすことによって、
実現可能である。なお、一般的に太陽電池の発電能力は
入射する太陽光の強度によって決まる。しかし、冬の積
雪時、太陽電池が雪に覆われる場合、発電量が急激に低
下することがある。
[0004] To obtain a larger capacity of power generation,
By increasing the number of photovoltaic modules in series and parallel,
It is feasible. In general, the power generation capacity of a solar cell is determined by the intensity of incident sunlight. However, when the solar cell is covered with snow during winter snowfall, the amount of power generation may drop sharply.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例の太陽光発
電システムは積雪地域において、冬の積雪時、太陽電池
モジュールの一部が雪に覆われる場合、発電量が急激に
低下することがあり、また全面が積雪によって覆われる
場合、まったく発電しなくなるという問題がある。
In the above-mentioned conventional solar power generation system, when a part of the solar cell module is covered with snow during a snowfall in a snowy area, the power generation amount may suddenly decrease. In addition, when the entire surface is covered with snow, there is a problem that power is not generated at all.

【0006】すなわち、積雪地域において、太陽電池の
表面に雪が積もると、それが完全に溶けるまで太陽電池
の発電能力は一部または全部が失なわれる。従って、こ
ういった積雪地域では、冬期において太陽光発電システ
ムはほとんど動作しない。そこで、本発明の目的は、上
記のような欠点を除き、積雪地域において、冬期の積雪
による太陽電池の発電能力低下を防止することにある。
That is, when snow accumulates on the surface of a solar cell in a snow-covered area, the power generation capacity of the solar cell is partially or entirely lost until it is completely melted. Therefore, in such snowy areas, the solar power generation system hardly operates in winter. Accordingly, an object of the present invention is to prevent a decrease in the power generation capacity of a solar cell due to winter snow in a snow-covered area, excluding the above-described drawbacks.

【0007】また、積雪地域においては、太陽光発電シ
ステムの有無に関わらず、積雪時、人が屋根に上って、
除雪作業を行う。除雪作業には、かなりの費用や時間を
要する。従って、本発明は、設置することによって、ク
リーンに電気エネルギーを取り出せるだけでなく、除雪
の費用や時間の節約が可能になる太陽光発電システム、
およびその融雪制御方法と装置を提供することをさらな
る目的とする。
In snowy areas, regardless of the presence or absence of a photovoltaic power generation system, people climb on the roof during snowfall,
Perform snow removal work. Snow removal requires considerable expense and time. Accordingly, the present invention provides a photovoltaic power generation system that can not only take out electric energy cleanly by installing it, but also save the cost and time of snow removal,
Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for controlling snow melting.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の第1の態様に係る太陽光発電システム
は、融雪装置を備え、さらにその融雪装置を動作させる
ために、太陽電池の出力パラメータの検出手段と、外気
温度検出手段と、少なくとも日射強度の検出手段と時刻
の検出手段のどちらかと、これら出力パラメータ、外気
温度および日射強度と時刻の少なくとも一方とに基づい
て融雪装置の動作を制御する手段とを有することを特徴
とする。
In order to solve the above problems, a solar power generation system according to a first aspect of the present invention includes a snow melting device, and further includes a solar cell for operating the snow melting device. Output parameter detecting means, the outside air temperature detecting means, at least one of the solar radiation intensity detecting means and the time detecting means, and at least one of these output parameters, the outdoor temperature and the solar radiation intensity and the time, Means for controlling operation.

【0009】また、本発明の第2の態様に係る太陽光発
電システムの融雪制御方法は、太陽電池の出力電圧を検
出する工程と、外気温度を検出する工程を有し、前記出
力電圧および前記外気温度があらかじめ設定した値以下
になる時に融雪動作を行うことを特徴とする。
Further, a method for controlling snow melting of a photovoltaic power generation system according to a second aspect of the present invention includes a step of detecting an output voltage of a solar cell and a step of detecting an outside air temperature. The snow melting operation is performed when the outside air temperature becomes equal to or lower than a preset value.

【0010】本発明の第3の態様に係る融雪制御方法
は、上記第2の態様に加え、さらに日射強度を検出する
工程を有し、前記出力電圧および前記外気温度があらか
じめ設定した値以下になり、かつ該日射強度があらかじ
め設定された値以上の時に融雪動作を行い、太陽電池表
面の積雪を融解することを特徴とする。
[0010] A snow melting control method according to a third aspect of the present invention, in addition to the second aspect, further comprises a step of detecting the intensity of solar radiation, wherein the output voltage and the outside air temperature are not more than predetermined values. When the solar radiation intensity is equal to or higher than a preset value, a snow melting operation is performed to melt the snow on the surface of the solar cell.

【0011】本発明の第4の態様に係る融雪制御方法
は、上記第2または第3の態様に加え、さらに太陽電池
の出力電流を検出する工程を有し、前記条件に加えてさ
らに、該電流があらかじめ設定した値以下になる時、融
雪動作を行い、太陽電池表面の積雪を融解することを特
徴とする。
[0011] A snow melting control method according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the second or third aspect, further comprises a step of detecting an output current of the solar cell. When the current falls below a preset value, a snow melting operation is performed to melt the snow on the surface of the solar cell.

【0012】本発明の第5の態様に係る融雪制御方法
は、上記第2〜4のいずれか1つの態様に加え、時刻を
検出する工程を有し、前記条件に加えてさらに、該時刻
があらかじめ設定された一定時刻の範囲にある時、融雪
動作を行い、太陽電池表面の積雪を融解することを特徴
とする。
A snow melting control method according to a fifth aspect of the present invention has a step of detecting a time in addition to any one of the above-described second to fourth aspects. When a predetermined time is within a predetermined time range, a snow melting operation is performed to melt the snow on the solar cell surface.

【0013】本発明の第6の態様に係る融雪制御装置
は、上記第2〜4のいずれか1つの態様に係る融雪制御
方法を実行するCPUなどの制御手段を備え、太陽光発
電システムの融雪動作を制御することを特徴とする。
A snowmelt control apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes a control means such as a CPU for executing the snowmelt control method according to any one of the second to fourth aspects, and comprises a snowmelt of a solar power generation system. The operation is controlled.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、太陽光発電システムに融雪装
置を備え、その融雪装置の通電制御をすることによっ
て、太陽電池表面に積もった雪を溶かし、積雪地域でも
太陽光発電システムが十分使用できるようにしている。
According to the present invention, a photovoltaic power generation system is provided with a snow melting device, and by controlling the energization of the snow melting device, the snow accumulated on the surface of the solar cell is melted. I can do it.

【0015】また、積雪地域においては、太陽光発電シ
ステムの有無に関わらず、積雪時、人が屋根に上って、
除雪作業を行う。除雪作業には、かなりの費用や時間を
要する。本発明によれば、太陽光発電システムに加え
て、融雪装置を取り付けることで、電気が発生するだけ
でなく、除雪の費用や時間も節約できるというメリット
がある。
Also, in snowy areas, regardless of the presence or absence of a solar power generation system, during snowfall, people climb on the roof,
Perform snow removal work. Snow removal requires considerable expense and time. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, by attaching a snow melting device in addition to a photovoltaic power generation system, there is an advantage that not only the generation of electricity but also the cost and time for snow removal can be saved.

【0016】[0016]

【実施例】次に、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。 (実施例1)本実施例の太陽光発電システム12とし
て、図2に示すようにアモルファスシリコンを含んだ光
電変換層を3層積層して成る光電変換層を持ったキヤノ
ン製積層アモルファス太陽電池モジュール13(商品名
BS−04)を20直列5並列で構成し、建物の屋根1
1上に配置した。この太陽電池の総枚数は100枚、最
大出力動作電圧は140V、最大出力動作電流は23A
であり、この時の標準太陽電池出力は合計3.2kW
(AM1.5、1Sun、25℃)である。また、太陽
光発電システム用接続箱14はキヤノン製BX−02、
ソーラーインバータ15はキヤノン製SI−01を用い
ている。ソーラーインバータ15は不図示の住宅配電盤
に接続される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Embodiment 1 As a photovoltaic power generation system 12 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, a Canon laminated amorphous solar cell module having a photoelectric conversion layer formed by laminating three photoelectric conversion layers containing amorphous silicon. 13 (trade name BS-04) in 20 series and 5 parallel, and the roof 1 of the building
1 above. The total number of the solar cells is 100, the maximum output operation voltage is 140 V, and the maximum output operation current is 23 A
The standard solar cell output at this time is 3.2 kW in total.
(AM 1.5, 1 Sun, 25 ° C.). The connection box 14 for the solar power generation system is made of Canon BX-02,
The solar inverter 15 uses SI-01 manufactured by Canon. The solar inverter 15 is connected to a house switchboard (not shown).

【0017】図3に示すように、太陽電池の電圧検出手
段として、分圧抵抗R1とR2(松下製金属皮膜抵抗、
R1=2kΩ、R2=100kΩ)を介して、PCカー
ド型データ収集システム33(キーエンス製NR−25
0)に入力する。外気温度の検出手段としてTタイプ熱
電対32(林電工製)を用い、直接日射に当たらないよ
うに、風通しのよい日陰の場所に取付け、前記データ収
集システム33に入力する。日射検出手段として、ファ
ン付日射計31(英弘精機ソーラーエースMS−62
F)を用い、設置された太陽電池13と同じ傾斜角度に
取付け、前記データ収集システム33(キーエンス製N
R−250)に入力する。データ収集システム33の制
御用にパソコン34(富士通製FMV−5100NU/
Yノートパソコン)を用いる。
As shown in FIG. 3, voltage dividing resistors R1 and R2 (Matsushita metal film resistors,
A PC card type data collection system 33 (NR-25 manufactured by KEYENCE) through R1 = 2 kΩ and R2 = 100 kΩ.
Enter 0). A T-type thermocouple 32 (manufactured by Hayashi Denko) is used as a means for detecting the outside air temperature. As a solar radiation detecting means, a pyranometer 31 with a fan (Eiko Hiroshi Solar Ace MS-62)
F) and attached at the same inclination angle as the installed solar cell 13, and the data collection system 33 (Keyence N
R-250). A personal computer 34 (FMV-5100NU / Fujitsu) for controlling the data collection system 33
Y notebook computer).

【0018】また、融雪装置36として、図4に示すよ
うに、建物の屋根11に設置される太陽電池モジュール
13の金属補強材の裏面側と屋根11の間に、ヒーター
素子21をジグザグ配列で形成し、外部電源によって通
電を行う。ヒーター素子21は絶縁被覆が行われている
フレキシブルリボンヒーターを任意形状のヒーターパタ
ーンに形成して、太陽電池モジュール13の金属補強材
の裏面側と屋根11の間に直接貼り付ける。
As the snow melting device 36, as shown in FIG. 4, the heater elements 21 are arranged in a zigzag arrangement between the back side of the metal reinforcing material of the solar cell module 13 installed on the roof 11 of the building and the roof 11. Formed and energized by an external power supply. The heater element 21 is formed by forming a flexible ribbon heater having an insulating coating into a heater pattern of an arbitrary shape, and directly attaching the flexible ribbon heater between the back surface side of the metal reinforcing material of the solar cell module 13 and the roof 11.

【0019】なお、上記融雪装置36の加熱手段は前述
のようなフレキシブルリボンヒーターに限らず、例えば
シリコンラバーヒーターや薄膜化された平面ヒーターで
あってもよい。要するに、太陽電池の表面を加熱して融
雪できるものであればよい。
The heating means of the snow melting device 36 is not limited to the above-described flexible ribbon heater, but may be, for example, a silicon rubber heater or a thinned flat heater. In short, what is necessary is just to be able to heat the surface of the solar cell and melt the snow.

【0020】上記の融雪装置36に対する制御は前記パ
ソコン34(ノートパソコン、富士通製FMV−510
0NU/Y)にデジタル/アナログ電圧変換器35(A
D/DA電圧出力カード、日本ナショナルインスツルメ
ンツ製DAQcard−AO−DC)を用いて、アナロ
グ電圧によって融雪装置36の通電のスイッチングを行
う。
The control of the snow melting device 36 is performed by the personal computer 34 (notebook personal computer, Fujitsu FMV-510).
0NU / Y) to the digital / analog voltage converter 35 (A
Using a D / DA voltage output card, DAQcard-AO-DC manufactured by Japan National Instruments, the energization of the snow melting device 36 is switched by an analog voltage.

【0021】本実施例の融雪制御方法は、計算用の設定
値として、以下の基準設定値を用いる。 基準日射値I0=0.1kW/m2 (標準日射の1/
10) 基準電圧値V0=70V(標準動作電圧の1/2) 基準外気温度T0=3℃
In the snow melting control method of the present embodiment, the following reference set values are used as set values for calculation. Reference solar radiation value I0 = 0.1 kW / m 2 (1/3 of standard solar radiation)
10) Reference voltage value V0 = 70 V (1/2 of standard operating voltage) Reference outside air temperature T0 = 3 ° C.

【0022】融雪の制御方法は、まず一定時間間隔、例
えば30分ごとに、日射計31より日射強度I1、熱電
対32より外気温度T1、分圧抵抗R1とR2よりR1
の両端電圧V1の測定を行う。なお、実際の太陽電池の
動作電圧V2は下記の換算式を用いて計算を行う。 V2=V1×((R1+R2)/R1)
The method of controlling snow melting is as follows. First, at regular time intervals, for example, every 30 minutes, the solar radiation intensity I1 from the pyranometer 31, the outside temperature T1 from the thermocouple 32, and R1 from the partial pressure resistors R1 and R2.
Of the voltage V1 between both ends is measured. The actual operating voltage V2 of the solar cell is calculated using the following conversion formula. V2 = V1 × ((R1 + R2) / R1)

【0023】ここで、測定された日射強度I1を基準日
射値I0と比較する。もし、日射強度I1が設定値I0
より大きい場合、外気温度T1と太陽電池の動作電圧V
2を、それぞれ基準外気温度T0、基準電圧値V0と比
較して、T1、V2がこれらT0、V0の設定値より小
さい場合、融雪装置36に対して、融雪の動作信号を出
力する。
Here, the measured solar radiation intensity I1 is compared with a reference solar radiation value I0. If the solar radiation intensity I1 is equal to the set value I0
If it is larger, the outside air temperature T1 and the operating voltage V of the solar cell
2 is compared with the reference outside air temperature T0 and the reference voltage value V0, respectively, and if T1 and V2 are smaller than the set values of T0 and V0, an operation signal of snow melting is output to the snow melting device 36.

【0024】また、融雪装置36を動作後、一定時間間
隔、例えば30分ごとに日射計より日射強度I1、熱電
対32より外気温度T1、分圧抵抗R1とR2より太陽
電池動作電圧V2を測定し、それぞれの基準値と比較を
行って、前記の融雪動作制御方法に従って繰り返す。
After operating the snow melting device 36, the solar radiation intensity I1 is measured by the pyranometer, the outside air temperature T1 is measured by the thermocouple 32, and the solar cell operating voltage V2 is measured by the voltage dividing resistors R1 and R2 at regular time intervals, for example, every 30 minutes. Then, comparisons are made with the respective reference values, and the process is repeated according to the snow melting operation control method described above.

【0025】上記の融雪制御方法のフローチャートを図
1に示す。ここで、本実施例で使用されているアモルフ
ァス太陽電池はその性質上、長期の太陽光の曝露により
製造直後の初期性能から性能が劣化し安定化する光劣化
現象が一般的に学術研究で知られている。一方、この光
劣化は熱によるアニール処理することで初期値まで回復
する可逆現象であることもわかっている。これは一般的
にアニール回復と呼ばれている。従って、本実施例によ
れば、融雪装置に通電する時、太陽電池セルが加熱され
て温度が上昇し、アモルファス太陽電池のアニール回復
が期待できる。
FIG. 1 shows a flowchart of the above snow melting control method. Here, due to the nature of the amorphous solar cell used in this example, a photodegradation phenomenon in which the performance deteriorates and stabilizes from the initial performance immediately after manufacturing due to long-term exposure to sunlight is generally known from academic research. Have been. On the other hand, it has also been found that this photodegradation is a reversible phenomenon that recovers to an initial value by annealing with heat. This is generally called annealing recovery. Therefore, according to the present embodiment, when power is supplied to the snow melting device, the solar cell is heated and the temperature rises, so that the recovery of annealing of the amorphous solar cell can be expected.

【0026】(実施例2)本実施例の融雪制御装置は、
前記実施例1の融雪機能付き太陽光発電システムに対
し、太陽電池13の電流検出手段を付加し、パソコン3
4が実施例1において融雪装置36に通電するための各
条件が成立した上で、さらに該検出手段によって検出さ
れた電流信号があらかじめ設定された値以下になる時、
融雪動作を行う判断を下し、太陽電池表面の積雪を融解
するようにしたものである。
(Embodiment 2) The snow melting control apparatus of the present embodiment
The photovoltaic power generation system with the snow melting function of the first embodiment is provided with a current detecting means for the solar cell 13 and a personal computer 3.
4, when the conditions for energizing the snow melting device 36 in the first embodiment are satisfied, and when the current signal detected by the detection means becomes equal to or less than a preset value,
The decision is made to perform a snow melting operation, and the snow on the solar cell surface is melted.

【0027】ここで、太陽電池の電流検出手段として、
図5に示すように、太陽光発電システムの接続箱14と
ソーラーインバータ15の間に、シャント抵抗R3(第
一エレクトロニクス製、R3=0.1Ω)を取付け、こ
のシャント抵抗R3の両端電圧C1をデータ収集システ
ム33に入力して、実際の太陽電池の動作電流C2は下
記の換算式を用いて計算を行う。 C2=C1/R3
Here, as means for detecting the current of the solar cell,
As shown in FIG. 5, a shunt resistor R3 (made by Dai-ichi Electronics, R3 = 0.1Ω) is attached between the junction box 14 of the photovoltaic power generation system and the solar inverter 15, and a voltage C1 across the shunt resistor R3 is applied. Input to the data collection system 33, the actual operating current C2 of the solar cell is calculated using the following conversion formula. C2 = C1 / R3

【0028】本実施例の融雪制御方法は、計算用の設定
値として、一部は前記実施例1と同様であり、以下の基
準設定値を用いる。 基準日射値I0=0.1kW/m2 (標準日射の1/
10) 基準電圧値V0=70V(標準動作電圧の1/2) 基準外気温度T0=3℃ 基準電流係数C0=1/5(標準動作電流の1/5) 標準状態の動作電流S0=23A
The snow melting control method of this embodiment is partially similar to the first embodiment as calculation set values, and uses the following reference set values. Reference solar radiation value I0 = 0.1 kW / m 2 (1/3 of standard solar radiation)
10) Reference voltage value V0 = 70 V (1 / of standard operating voltage) Reference outside air temperature T0 = 3 ° C. Reference current coefficient C0 = 1/5 (1 / of standard operating current) Operating current S0 of standard state = 23 A

【0029】なお、融雪の制御方法は、まず一定時間間
隔で、ここで例えば30分ごとに日射計より日射強度I
1、熱電対32より外気温度T1、分圧抵抗R1とR2
よりR1の両端電圧V1、シャント抵抗R3の両端電圧
C1の測定を行う。そして、実際の太陽電池の動作電圧
V2と動作電流C2は前記の換算方法を用いて、計算を
行う。
The method of controlling snow melting is as follows. First, at regular time intervals, for example, every 30 minutes, a solar radiation intensity I
1. The outside temperature T1 from the thermocouple 32, the voltage dividing resistors R1 and R2
Then, the voltage V1 across R1 and the voltage C1 across the shunt resistor R3 are measured. Then, the actual operating voltage V2 and operating current C2 of the solar cell are calculated using the conversion method described above.

【0030】ここで、測定された日射強度I1を基準日
射値I0と比較する。もし、日射強度I1が設定値I0
より大きい場合、外気温度T1を基準外気温度T0と比
較して、もしT1が設定値T0より小さい場合、太陽電
池の動作電圧V2を基準電圧値V0と比較して、設定値
より小さい場合、融雪装置に対して、融雪の動作信号を
出力して、融雪を行う。
Here, the measured solar radiation intensity I1 is compared with a reference solar radiation value I0. If the solar radiation intensity I1 is equal to the set value I0
If it is greater than, the outside air temperature T1 is compared with the reference outside air temperature T0. If T1 is smaller than the set value T0, the operating voltage V2 of the solar cell is compared with the reference voltage value V0. A snow melting operation signal is output to the apparatus to perform snow melting.

【0031】ここで、もし太陽電池動作電圧V2が基準
電圧値V0と比較して、設定値より大きい場合には、次
に太陽電池の動作電流C2を下記の式に従って換算され
た電流基準値C3と比較する。そして、もし動作電流C
2が電流基準値C3よりも小さい場合、融雪装置36に
対して、融雪の動作信号を出力して、融雪を行う。 電流基準値C3=I1×S0×C0
Here, if the solar cell operating voltage V2 is greater than the set value as compared with the reference voltage value V0, then the operating current C2 of the solar cell is converted to a current reference value C3 converted according to the following equation. Compare with And if the operating current C
If 2 is smaller than the current reference value C3, a snow melting operation signal is output to the snow melting device 36 to perform snow melting. Current reference value C3 = I1 × S0 × C0

【0032】また、融雪装置36を動作させた後、一定
時間間隔、例えば30分ごとに日射計より日射強度I
1、熱電対より外気温度T1、分圧抵抗R1とR2より
太陽電池動作電圧V2を測定し、それぞれの基準値と比
較を行って、前記の融雪動作制御方法に従って繰り返
す。
After the snow melting device 36 is operated, the solar radiation intensity I is obtained from the pyranometer at regular time intervals, for example, every 30 minutes.
1. The outside air temperature T1 is measured by the thermocouple, the solar cell operating voltage V2 is measured by the voltage dividing resistors R1 and R2, and the measured values are compared with respective reference values.

【0033】上記の融雪制御方法のフローチャートを図
6に示す。なお、実施例1では冬の積雪時、太陽電池の
一部分だけが雪に覆われる時、雪に覆われない部分が太
陽光を受けて、電圧が発生するので、測定された太陽電
池の動作電圧V2が設定基準値V0よりも高い場合に
は、融雪動作が行われない。ところが、本実施例では、
太陽電池が部分的に覆われるケースでも、太陽電池の動
作電流C2を測定し、計算された電流基準値C3より小
さい場合、融雪ができるというメリットがある。
FIG. 6 is a flowchart of the above-described snow melting control method. In the first embodiment, when only a part of the solar cell is covered with snow during winter snowfall, a voltage is generated due to sunlight being applied to the part not covered by snow, and the measured operating voltage of the solar cell is measured. When V2 is higher than the set reference value V0, the snow melting operation is not performed. However, in this embodiment,
Even when the solar cell is partially covered, there is an advantage that snow melting can be performed when the operating current C2 of the solar cell is measured and the calculated current reference value C3 is smaller than the calculated current reference value C3.

【0034】[0034]

【発明の適用範囲】なお、本発明は、上記の実施例に限
定されることなく適宜変形して実施することができる。
例えば、上述では太陽電池としてアモルファス系のもの
を用いているが、太陽電池は結晶系のものでもよい。ま
た、日射の検出手段は特に限定されず、日照計を用いて
もよい。さらに、外気温を検出する代わりに、太陽電池
の温度を検出するようにしてもよい。あるいは、外気温
と太陽電池の温度の両方を用いてもよい。太陽電池の温
度を検出する場合、融雪中には、雪が屋根11の下段に
残りがちなので、太陽電池の温度を検出する温度センサ
は太陽電池ストリングの再下段に取り付ける方がより正
確に雪の検出ができる。
The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with appropriate modifications.
For example, although an amorphous solar cell is used in the above description, a crystalline solar cell may be used. The means for detecting solar radiation is not particularly limited, and a sunshine meter may be used. Further, instead of detecting the outside air temperature, the temperature of the solar cell may be detected. Alternatively, both the outside air temperature and the temperature of the solar cell may be used. When detecting the temperature of the solar cell, since snow tends to remain at the lower level of the roof 11 during snow melting, it is more accurate to mount the temperature sensor for detecting the temperature of the solar cell at the lower level of the solar cell string. Can be.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽光発電システムに融雪装置を備え、その融雪装置の
通電制御を行うことによって、積雪地域の建物の屋根除
雪ができ、かつ効率的に太陽電池表面に積もった雪を溶
かし、太陽光発電システムが十分使用できるようにする
ことができる。
As described above, according to the present invention,
By installing a snow melting device in the solar power generation system and controlling the power supply to the snow melting device, it is possible to remove the snow on the roof of the building in the snow area and efficiently melt the snow accumulated on the surface of the solar cell. It can be used enough.

【0036】特に、融雪装置を有する太陽光発電システ
ムの太陽電池表面に雪が積もり、太陽電池の発電能力が
低下する時、本発明の制御方法を用いて、融雪装置の動
作制御を行うことにより、太陽電池表面の雪を溶かし、
太陽電池の発電能力を回復させることができる。
In particular, when snow accumulates on the solar cell surface of a solar power generation system having a snow melting apparatus and the power generation capacity of the solar cell is reduced, the operation control of the snow melting apparatus is performed by using the control method of the present invention. Melt the snow on the solar cell surface,
The power generation capacity of the solar cell can be restored.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図2のシステムにおける融雪制御方法のフロ
ーチャート図である。
FIG. 1 is a flowchart of a snow melting control method in the system of FIG. 2;

【図2】 本発明の一実施例に係る太陽光発電システム
の屋根構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a roof of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.

【図3】 日射、外気温度、太陽電池の電圧測定手段を
備えた図2の融雪機能付き太陽光発電システムの回路図
である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the photovoltaic power generation system with a snow melting function of FIG. 2 including means for measuring solar radiation, outside air temperature, and solar cell voltage.

【図4】 本発明の他の実施例に係る融雪機能付き太陽
光発電システムの屋根構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a roof of a solar power generation system with a snow melting function according to another embodiment of the present invention.

【図5】 日射、外気温度、太陽電池の電圧、太陽電池
の電流測定手段を備えた図4の融雪機能付き太陽光発電
システムの回路図である。
5 is a circuit diagram of the solar power generation system with a snow melting function of FIG. 4 including means for measuring solar radiation, outside air temperature, solar cell voltage, and solar cell current.

【図6】 図4および5に示すシステムにおける融雪制
御方法のフローチャート図である。
FIG. 6 is a flowchart of a snow melting control method in the systems shown in FIGS. 4 and 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:建物の屋根、12:太陽光発電システム、13:
太陽電池モジュール、14:太陽光発電システム用接続
箱、15:ソーラーインバーター、21:ヒーター素
子、31:日射計、32:熱電対、33:データ収集シ
ステム、34:パソコン、35:デジタル/アナログ変
換機、36:融雪制御装置、R1:抵抗、R2:抵抗、
R3:シャント抵抗。
11: Building roof, 12: Solar power system, 13:
Solar cell module, 14: connection box for photovoltaic power generation system, 15: solar inverter, 21: heater element, 31: pyranometer, 32: thermocouple, 33: data collection system, 34: personal computer, 35: digital / analog conversion Machine, 36: snow melting control device, R1: resistance, R2: resistance,
R3: shunt resistance.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 太陽電池の融雪装置と、 太陽電池の出力パラメータを検出する手段と、 外気温度を検出する手段と、 日射強度を検出する手段および時刻を検出する手段の少
なくとも一方と、 これらの出力パラメータ、外気温度ならびに日射強度お
よび時刻の少なくとも一方に基づいて前記融雪装置の動
作を制御する制御手段とを有することを特徴とする太陽
光発電システム。
1. A snow melting device for a solar cell, means for detecting an output parameter of a solar cell, means for detecting an outside air temperature, at least one of a means for detecting solar radiation intensity and a means for detecting time, Control means for controlling the operation of the snow melting apparatus based on at least one of an output parameter, an outside air temperature, a solar radiation intensity, and a time.
【請求項2】 太陽電池の出力電圧を検出する工程と、
外気温度を検出する工程を有し、前記出力電圧および前
記外気温度があらかじめ設定した値以下である時に融雪
動作を行うことを特徴とする太陽光発電システムの融雪
制御方法。
Detecting an output voltage of the solar cell;
A method for controlling snow melting in a photovoltaic power generation system, comprising a step of detecting an outside air temperature, and performing a snow melting operation when the output voltage and the outside air temperature are equal to or less than a preset value.
【請求項3】 日射強度を検出する工程をさらに有し、
前記出力電圧および前記外気温度があらかじめ設定した
値以下であり、かつ該日射強度があらかじめ設定された
値以上である時に融雪動作を行うことを特徴とする請求
項2に記載の太陽光発電システムの融雪制御方法。
3. The method according to claim 1, further comprising the step of detecting the solar radiation intensity.
The solar power generation system according to claim 2, wherein the snow melting operation is performed when the output voltage and the outside air temperature are equal to or less than a preset value and the solar radiation intensity is equal to or greater than a preset value. Snow melting control method.
【請求項4】 太陽電池の出力電流を検出する工程をさ
らに有し、前記条件に加えてさらに、該出力電流があら
かじめ設定した値以下である時に融雪動作を行うことを
特徴とする請求項2または3に記載の太陽光発電システ
ムの融雪制御方法。
4. The method according to claim 2, further comprising a step of detecting an output current of the solar cell, wherein the snow melting operation is performed when the output current is equal to or less than a preset value in addition to the above conditions. Or the snow melting control method of the photovoltaic power generation system according to 3.
【請求項5】 時刻を検出する工程をさらに有し、前記
条件に加えてさらに、該時刻があらかじめ設定された一
定時刻の範囲にある時、融雪動作を行うことを特徴とす
る請求項2〜4のいずれか1つに記載の太陽光発電シス
テムの融雪制御方法。
5. The method according to claim 2, further comprising a step of detecting a time, and in addition to the condition, performing a snow melting operation when the time is within a predetermined time range. 4. The method for controlling snow melting of the photovoltaic power generation system according to any one of 4.
【請求項6】 上記請求項2〜5記載の太陽光発電シス
テムの融雪制御方法を実行する制御手段を有することを
特徴とする融雪制御装置。
6. A snow melting control device comprising a control means for executing the snow melting control method for a photovoltaic power generation system according to claim 2. Description:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019007205A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 Heating control device for roadway power generation assembly
KR102661157B1 (en) * 2021-06-30 2024-04-26 (주)솔라앤시스 Apparatus and method for controlling heating according to insolation in solar panel

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