JP2002238164A

JP2002238164A - 電力供給システム

Info

Publication number: JP2002238164A
Application number: JP2001031285A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Ookiba; 康晋大木場; Nobuyuki Toyoura; 信行豊浦; Masao Mabuchi; 雅夫馬渕; Kenichi Inoue; 健一井上; Katsutaka Tanabe; 勝隆田邊; Kotaro Nakamura; 耕太郎中村; Harunobu Kobayashi; 晴信小林; Hironobu Hisashi; 博信久志
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽光発電装置及び燃料電池発電装置の故障
による異常出力時にパワーコンディショナそのものの運
転が停止して発電を停止しており、発電装置全体として
発電効率が低下していた。【解決手段】太陽光発電装置５及び燃料電池発電装置
６がそれぞれ発電した電力を商用電力系統１に供給する
ように商用電力系統１に連系するパワーコンディショナ
４を備えた電力供給システムであって、パワーコンディ
ショナ４が、太陽光発電装置５及び燃料電池発電装置６
をパワーコンディショナ４の入力側に対して離接するス
イッチ手段と、太陽光発電装置５及び燃料電池発電装置
６のうち異常の発生しているもののみをパワーコンディ
ショナ４の入力側に対して遮断するようにスイッチ手段
を制御する制御手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽発電装置と、
風力発電装置又は燃料を使用した発電装置、例えば燃料
電池発電装置とを共通のパワーコンディショナに接続す
るようにした電力供給システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽光発電による分散型電源と商
用電力系統とを連系し、太陽光発電によって家庭内の機
器（負荷）に電力を供給して、余った電力を商用電力系
統に逆潮流し、太陽光発電だけでは電力がまかなえない
場合には、その電力を商用電力系統側から供給する電力
供給システムが開発されている。

【０００３】一方で、太陽光発電装置と同様に燃料電池
発電装置を商用電源と連系し家庭内の機器に電力を供給
し、燃料電池発電だけでは電力がまかなえない揚合に
は、その電力を商用電力系統側から供給する電力供給シ
ステムが開発されている。

【０００４】また、上記の電力供給システムにおいて
は、太陽光発電装置および燃料電池発電装置で得られた
直流を商用電力系統に連系するためのパワーコンディシ
ョナおよび連系保護装置等が必要であり、太陽電池シス
テムおよび燃料電池発電装置からのそれぞれの直流の電
力を１台の電力変換装置に入力し商用電力系統に連系す
るためのいわゆるハイブリッドシステム用のパワーコン
ディショナが開発されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のハイブリッドシステム用のパワーコンディショ
ナは、従来それぞれに設置していたパワーコンディショ
ナを１つにすることによりシステムコストを下げること
が可能ではあるが、接続される太陽光発電装置の絶縁劣
化等の入力機器の異常出力や故障または燃料電池システ
ムの故障による異常出力時にパワーコンディショナその
ものの運転が停止して発電が停止しており、発電装置全
体として発電効率（稼働率）を低下させてしまうという
問題点があった。

【０００６】すなわち、従来のトランレス型パワーコン
ディショナは入力側にある太陽光発電装置または燃料電
池発電装置の絶縁劣化による地絡等に代表される異常状
態（パワーコンディショナへの入力異常状態なども含
む）の場合には、パワーコンディショナのスイッチング
回路のゲートブロック及び商用連系側開閉器の解列を行
うことで、パワーコンディショナによる系統側への電力
出力を停止しており、発電装置全体として発電効率（稼
働率）を低下させてしまうという問題点があった。

【０００７】また、積雪地帯の太陽光発電装置の場合、
太陽電池アレイに積る雪が発電の妨げになり、冬場の太
陽光発電量を減少させるという問題点があった。

【０００８】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、その第１の目的とするところは、健全
な入力機器（太陽光発電装置か、風力発電装置又は燃料
を使用した発電装置、例えば燃料電池発電装置かのどち
らか）のみを継続して入力として取り込み運転を継続す
ることができ、発電装置全体としての効率（稼働率）を
向上できる電力供給システムを提供することにある。

【０００９】また、本発明の第２の目的とするところ
は、太陽光発電装置の太陽電池アレイに積る雪の融雪を
可能にし、発電装置全体としての効率（稼働率）を向上
できる電力供給システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、本発明に係る電力供給システムは、太陽光
発電装置及びこの太陽光発電装置以外の発電装置を商用
電力系統に連系するパワーコンディショナを備えた電力
供給システムであって、パワーコンディショナが、太陽
光発電装置及びこの太陽光発電装置以外の発電装置をパ
ワーコンディショナの入力側に対して離接するスイッチ
手段と、太陽光発電装置及びこの太陽光発電装置以外の
発電装置のうち異常の発生しているもののみをパワーコ
ンディショナの入力側に対して遮断するようにスイッチ
手段を制御する制御手段とを備えたものである。

【００１１】そして、パワーコンディショナがスイッチ
手段を内蔵している場合と、パワーコンディショナがス
イッチ手段を内蔵しておらず、スイッチ手段がパワーコ
ンディショナの外部に存在する場合とがある。そして、
このスイッチ手段がリレーで構成されることが好まし
い。

【００１２】また、太陽光発電装置以外の発電装置は、
燃料を使用した発電装置、風力発電装置を含むものであ
り、燃料を使用した発電装置が燃料電池発電装置である
ことが好ましい。なお、燃料を使用した発電装置は、液
体燃料、気体燃料を使用したエンジンで駆動される発電
機を含む。

【００１３】かかる構成により、制御手段により太陽光
発電装置及びこの太陽光発電装置以外の発電装置（風力
発電装置又は燃料を使用した発電装置、例えば燃料電池
発電装置）のうち異常の発生しているもののみをパワー
コンディショナの入力側に対して遮断（解列）すること
ができる。このために、健全な入力機器｛太陽光発電装
置か、この太陽光発電装置以外の発電装置（風力発電装
置又は燃料を使用した発電装置、例えば燃料電池発電装
置かのどちらか）｝のみを継続して入力として取り込み
運転を継続することができ、発電装置全体としての効率
（稼働率）を向上できる。

【００１４】また、パワーコンディショナがスイッチ手
段を内蔵しておらず、スイッチ手段がパワーコンディシ
ョナの外部に存在する場合、昼間は太陽光発電装置側の
みを入力として運転を行い、夜間は太陽光発電装置以外
の発電装置（風力発電装置又は燃料を使用した発電装
置、例えば燃料電池発電装置かのどちらか）側のみの入
力で発電するなどのユーザーのニーズに柔軟に対応でき
る電力供給システムの構築が可能になる。

【００１５】また、上記の第２の目的を達成するため
に、本発明に係る電力供給システムは、太陽光発電装置
及び燃料を使用した発電装置を商用電力系統に連系する
パワーコンディショナを備えた電力供給システムであっ
て、燃料を使用した発電装置で発電した電気エネルギー
を太陽光発電装置に供給することにより太陽光発電装置
自体を発熱させて、太陽光発電装置の積雪を溶かす第１
の溶雪手段、もしくは燃料を使用した発電装置で発生さ
せた熱エネルギーを太陽光発電装置に供給して、太陽光
発電装置の積雪を溶かす第２の溶雪手段との少なくとも
１つを備えるようにしたものである。

【００１６】そして、太陽光発電装置と燃料を使用した
発電装置とをそれぞれの接続回路でパワーコンディショ
ナの共通の入力端子側に接続し、太陽光発電装置の接続
回路にパワーコンディショナ側から太陽光発電装置側に
流れる電流の逆流を防止する逆流防止用素子に並列させ
てスイッチ手段を設け、パワーコンディショナに、太陽
光発電装置への積雪信号を取り込んでスイッチ手段の開
閉制御を行う制御手段を設けて第１の溶雪手段を構成す
るようにした。そして、スイッチ手段がリレーであるこ
とが好ましい。また、燃料を使用した発電装置が燃料電
池発電装置であることが好ましい。なお、燃料を使用し
た発電装置は、液体燃料、気体燃料を使用したエンジン
で駆動される発電機を含む。

【００１７】また、第２の溶雪手段が、燃料を使用した
発電装置が備える熱交換手段により燃料を使用した発電
装置の排熱を回収して高温媒体を作り、この高温媒体で
太陽光発電装置の積雪部分を加熱する構成である。

【００１８】かかる構成により、積雪地帯の太陽光発電
装置の場合、太陽電池アレイに積る雪が発電の妨げ（異
常発生）になり、冬場の太陽光発電量を減少させるが、
燃料を使用した発電装置、例えば燃料電池発電装置の出
力電流を太陽光発電装置の太陽電池アレイに供給（逆
流）させて、太陽電池アレイを発熱させて、この熱によ
り融雪することができるようになり、発電装置全体とし
ての効率（稼働率）を向上できる。

【００１９】また、燃料を使用した発電装置、例えば燃
料電池発電装置が備えている熱交換手段により燃料電池
発電装置の排熱を回収して高温媒体を作り、この高温媒
体で太陽光発電装置の積雪部分である太陽電池アレイを
加熱して融雪することができるようになり、発電装置全
体としての効率（稼働率）を向上できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２１】（実施の形態１）本発明に係る電力供給シ
ステム（実施の形態１）を図１乃至図３に示す。

【００２２】図１中１は商用電力系統であり、この商用
電力系統１は系統電源２と負荷３とを備えている。商用
電力系統１にはパワーコンディショナ４が連系されてい
て、このパワーコンディショナ４は、太陽光発電装置５
及び太陽光発電装置以外の発電装置であって燃料を使用
した発電装置である燃料電池発電装置６が発電した電力
を商用電力系統１に供給するものである。

【００２３】本発明に係る電力供給システム（実施の形
態１）は、太陽光発電装置５及び燃料を使用した発電装
置である燃料電池発電装置６がそれぞれ発電した電力を
商用電力系統に供給するように商用電力系統１に連系す
るパワーコンディショナ４を備えた電力供給システムで
ある。

【００２４】そして、太陽光発電装置５は多数枚の太陽
電池アレイ５Ｆから構成してあり、太陽光発電装置５は
出力端子部５Ａ、５Ｂを有する。

【００２５】燃料を使用する発電装置である燃料電池発
電装置６は、図２に示すように水素と酸素とを電極に供
給して直流の電気を取り出すものであり、この水素を、
例えば都市ガスから作り（改質反応）、酸素は空気中か
ら取り込むもので、都市ガス（メタンが主）と水蒸気を
改質装置２０で反応させて水素と炭酸ガスとに分解し、
その水素を電池本体２１の負極に入れ、正極（陽極）に
空気を通し、その中で酸素と負極の水素とを反応させて
直流の電気を取り出すものである。そして、燃料電池発
電装置６は出力端子部６Ａ、６Ｂを有する。

【００２６】そして、パワーコンディショナ４が、太陽
光発電装置５及び燃料電池発電装置６をパワーコンディ
ショナ４の入力側に対して離接する入力離接手段である
スイッチ手段と、太陽光発電装置５及び燃料電池発電装
置６のうち異常の発生しているもののみをパワーコンデ
ィショナ４の入力側に対して遮断（解列）するように制
御する制御手段とを備えている。

【００２７】すなわち、パワーコンディショナ４は、太
陽光発電装置５及び燃料電池発電装置６が発電した電
力、すなわち出力を１台で入力するハイブリッド型パワ
ーコンディショナであり、その内部に、太陽光発電装置
５及び燃料電池発電装置６が発電した直流を交流に変換
する電力変換手段としての電力変換部（インバータ）７
と、スイッチ手段である太陽光発電装置側リレー９と、
スイッチ手段である燃料電池発電装置側リレー１０と、
スイッチ手段である系統接続リレー１１と、太陽光発電
装置側リレー９及び燃料電池発電装置側リレー１０の離
接制御を行う制御手段としての制御回路部８とを備えて
いる。

【００２８】制御回路部８は、電力変換部７の制御のみ
ならず、太陽光発電装置５に漏れ電流が発生し、この漏
れ電流が所定の量に達することで地絡電流となるなどの
異常発生を検知して太陽光発電装置側リレー９を遮断
（解列）し、また、投入信号を出力してリレー投入する
制御、また、燃料電池発電装置６の異常発生を検知して
燃料電池発電装置側リレー１０を遮断（解列）し、ま
た、投入信号を出力してリレー投入する制御を行うもの
である。

【００２９】そして、パワーコンディショナ４の出力側
は、その内蔵する系統接続リレー１１のリレー接点１１
Ａで商用電力系統１に接続してあり、また、パワーコン
ディショナ４の一方の入力側は、その内蔵する太陽光発
電装置側リレー９のリレー接点９Ａで太陽光発電装置５
に接続してあり、パワーコンディショナ４の他方の入力
側は、その内蔵する燃料電池発電装置側リレー１０のリ
レー接点１０Ａで燃料電池発電装置６に接続してある。
なお、太陽光発電装置５の接続回路には逆流防止ダイオ
ード１２が設けてある。

【００３０】次に、上記のように構成された電力供給シ
ステムの作動を説明する。

【００３１】太陽光発電装置５で発電された直流電力は
太陽光発電装置側リレー９のリレー接点９Ａを経て、ま
た、燃料電池発電装置６で発電された直流電力は燃料電
池発電装置側リレー１０のリレー接点１０Ａを経てそれ
ぞれにパワーコンディショナ４の一方及び他方の入力側
に取り込まれ、電力変換部７で交流電力に変換された
後、商用電力系統１から負荷３、例えば家庭内の電気機
器に供給され、太陽光発電、燃料電池発電だけでは電力
がまかなえない揚合には、その電力を商用電力系統１側
から供給する。また、太陽光発電で余つた電力を商用電
力系統１に逆潮流させる。

【００３２】太陽光発電装置５と燃料電池発電装置６と
の運転の切換操作は、図３のフローチャートのようにし
て行われる。

【００３３】すなわち、太陽光発電装置５による発電で
システム運転している状態では、パワーコンディショナ
４の制御回路部８は、太陽光発電装置５の状態（正常、
異常）を監視している（ステップＳ１）。

【００３４】そして、制御回路部８が異常発生を検知す
ると（ステップＳ２）、制御回路部８は、太陽光発電装
置側リレー９のリレー接点９Ａを開く（ステップＳ
３）。このために、太陽光発電装置５による発電でのシ
ステム運転が停止される。なお、制御回路部８が異常発
生を検知しない場合はステップＳ１に戻る。

【００３５】次に、制御回路部８は燃料電池発電装置側
リレー１０のリレー接点１０Ａを閉じる（投入する）
（ステップＳ４）。このために、燃料電池発電装置６に
よる発電でシステム運転が行われる（ステップＳ５）。

【００３６】燃料電池発電装置６による発電でシステム
運転している状態では、パワーコンディショナ４の制御
回路部８は、燃料電池発電装置６の状態（正常、異常）
を監視している（ステップＳ６）。

【００３７】そして、制御回路部８が異常発生を検知す
ると（ステップＳ７）、制御回路部８は、燃料電池発電
装置側リレー１０のリレー接点１０Ａを開く（解列す
る）（ステップＳ７）。このために、燃料電池発電装置
６による発電でのシステム運転が停止される。なお、制
御回路部８が異常発生を検知しない場合はステップＳ５
に戻る。

【００３８】次に、制御回路部８は太陽光発電装置側リ
レー９のリレー接点９Ａを閉じ（ステップＳ８）、太陽
光発電装置５による発電でシステム運転を行わす（ステ
ップＳ１）。

【００３９】上記した本発明の実施の形態１は、太陽光
発電装置５及び燃料電池発電装置６のうち異常の発生し
ているもののみを解列することができる。このために、
健全な入力機器（太陽光発電装置５、燃料電池発電装置
６のいずれか一方）側のみを継続して入力として取り込
み運転を継続することができ、発電装置全体としての効
率（稼働率）を向上させることができる。

【００４０】すなわち、従来のトランレス型パワーコン
ディショナは入力側にある太陽光発電装置または燃料電
池発電装置の絶縁劣化による地絡等に代表される異常状
態（パワーコンディショナへの入力異常状態なども含
む）の場合には、パワーコンディショナのスイッチング
回路のゲートブロック及び商用連系側開閉器の解列を行
っている。よって、パワーコンディショナによる系統側
への電力出力が停止していたが、本発明の実施の形態１
では、入力システムである太陽光発電装置５及び燃料電
池発電装置６の地絡または異常出力時には、異常の発生
している入力システム側のみを解列するため、健全な入
力システム側のみを継続して入力として取り込み運転を
継続することができ、発電装置全体としての効率（稼働
率）を向上させることができる。

【００４１】なお、上記した本発明の実施の形態１にお
いては、太陽光発電装置以外の発電装置を燃料を使用し
た発電装置を燃料電池発電装置６で構成したが、太陽光
発電装置以外の発電装置は風力発電装置を含むものであ
る。また、燃料を使用した発電装置は、液体燃料、気体
燃料を使用したエンジンで駆動される発電機を含む。

【００４２】（実施の形態２）本発明に係る電力供給シ
ステム（実施の形態２）を図４及び図５に示す。

【００４３】上記した本発明に係る電力供給システム
（実施の形態１）が、そのパワーコンディショナ４が入
力離接手段を内蔵している場合を対象としているのに対
して、本発明に係る電力供給システム（実施の形態２）
は、パワーコンディショナ３４が入力離接手段を内蔵し
ておらず、この入力離接手段をパワーコンディショナ３
４の外部に存在させるようにしたものである。

【００４４】すなわち、太陽光発電装置３５及び太陽光
発電装置以外の発電装置であって燃料を使用した発電装
置である燃料電池発電装置３６がそれぞれ発電した電力
を商用電力系統１に供給するように商用電力系統１に連
系するパワーコンディショナ３４を備えた電力供給シス
テムであり、パワーコンディショナ３４が、太陽光発電
装置３５及び燃料電池発電装置３６をパワーコンディシ
ョナ３４の入力側に対して離接する入力離接手段である
スイッチ手段と、太陽光発電装置３５及び燃料電池発電
装置３６のうち異常の発生しているもののみをパワーコ
ンディショナ３４の入力側に対して遮断（解列）するよ
うに制御する制御手段とを備えている。

【００４５】そして、太陽光発電装置３５は、本発明の
実施の形態１における太陽光発電装置５と同構成であ
り、燃料を使用する発電装置である燃料電池発電装置３
６も本発明の実施の形態１における燃料電池発電装置６
と同構成である。

【００４６】また、パワーコンディショナ３４は、太陽
光発電装置３５及び燃料電池発電装置３６が発電した電
力、すなわち出力を１台で入力するハイブリッド型パワ
ーコンディショナであり、その内部に、太陽光発電装置
３５及び燃料電池発電装置３６が発電した直流を交流に
変換する電力変換手段としての電力変換部３７と、スイ
ッチ手段である系統接続リレー４１と、スイッチ手段で
ある太陽光発電装置側リレー３９及スイッチ手段である
燃料電池発電装置側リレー４０の離接制御を行う制御手
段としての制御回路部３８とを備えており、太陽光発電
装置側リレー３９と燃料電池発電装置側リレー４０と
は、パワーコンディショナ３４の外部に配置される構成
である。

【００４７】そして、パワーコンディショナ３４の出力
側は、その内蔵する系統接続リレー４１のリレー接点４
１Ａで商用電力系統１に接続してある。また、パワーコ
ンディショナ３４の一方の入力側は、太陽光発電装置側
リレー３９のリレー接点３９Ａを介して太陽光発電装置
３５に接続してあり、パワーコンディショナ３４の他方
の入力側は、燃料電池発電装置側リレー４０のリレー接
点４０Ａを介して燃料電池発電装置３６に接続してあ
る。また、太陽光発電装置３５の接続回路には逆流防止
ダイオード４２が設けてある。

【００４８】制御回路部３８は、電力変換部３７の制御
のみならず、太陽光発電装置３５に漏れ電流が発生し、
この漏れ電流が所定の量に達することで地絡電流となる
などの異常発生を検知して、太陽光発電装置側リレー３
９に解列信号イを出力して遮断（解列）し、また、投入
信号を出力してリレー投入する制御、また、燃料電池発
電装置３６の異常発生を検知して、燃料電池発電装置側
リレー４０に解列信号ロを出力して遮断（解列）し、ま
た、投入信号を出力してリレー投入する制御を行うもの
である。

【００４９】次に、上記のように構成された本発明に係
る電力供給システム（実施の形態２）の作動を説明す
る。

【００５０】太陽光発電装置３５で発電された直流電力
は太陽光発電装置側リレー３９のリレー接点３９Ａを経
て、また、燃料電池発電装置３６で発電された直流電力
は燃料電池発電装置側リレー４０のリレー接点４０Ａを
経てそれぞれにパワーコンディショナ３４に取り込ま
れ、電力変換部３７で交流電力に変換されて後、商用電
力系統１から負荷３、例えば家庭内の電気機器に供給さ
れ、太陽光発電、燃料電池発電だけでは電力がまかなえ
ない揚合には、その電力を商用電力系統１側から供給す
る。また、太陽光発電で余つた電力を商用電力系統１に
逆潮流させる。

【００５１】太陽光発電装置３５と燃料電池発電装置３
６との運転の切換操作は、図５のフローチャートのよう
にして行われる。

【００５２】すなわち、太陽光発電装置３５による発電
でシステム運転している状態では、パワーコンディショ
ナ３４の制御回路部３８は、太陽光発電装置３５の状態
（正常、異常）を監視している（ステップＴ１）。

【００５３】そして、制御回路部３８が異常発生を検知
すると（ステップＴ２）、制御回路部３８は、太陽光発
電装置側リレー３９に解列信号イを出力して、そのリレ
ー接点３９Ａを解列する（ステップＴ３）。このため
に、太陽光発電装置３５による発電でのシステム運転が
停止される。なお、制御回路部３８が異常発生を検知し
ない場合はステップＴ１に戻る。

【００５４】次に、制御回路部３８は燃料電池発電装置
側リレー４０に投入信号を出力して、この燃料電池発電
装置側リレー４０のリレー接点４０Ａを閉じる（ステッ
プＴ４）。このために、燃料電池発電装置３６による発
電でシステム運転が行われる（ステップＴ５）。

【００５５】燃料電池発電装置３６による発電でシステ
ム運転している状態では、パワーコンディショナ３４の
制御回路部３８は、燃料電池発電装置３６の状態（正
常、異常）を監視している（ステップＴ６）。

【００５６】そして、制御回路部３８が異常発生を検知
すると、制御回路部３８は、燃料電池発電装置側リレー
４０に解列信号ロを出力して、そのリレー接点４０Ａを
解列する（ステップＴ７）。このために、燃料電池発電
装置３６による発電でのシステム運転が停止される。な
お、制御回路部３８が異常発生を検知しない場合はステ
ップＴ５に戻る。

【００５７】次に、制御回路部３８は太陽光発電装置側
リレー３９に投入信号を出力して、この太陽光発電装置
側リレー３９のリレー接点３９Ａを閉じ（ステップＴ
８）、太陽光発電装置３５による発電でシステム運転が
行われる（ステップＴ１）。

【００５８】上記した本発明の実施の形態２によれば、
太陽光発電装置３５及び燃料電池発電装置３６のうち異
常の発生しているもののみを解列することができる。こ
のために、健全な入力機器（太陽光発電装置３５、燃料
電池発電装置３６のいずれか一方）側のみを継続して入
力として取り込み運転を継続することができ、発電装置
全体としての効率（稼働率）を向上させることができ
る。

【００５９】しかも、昼間は太陽光発電装置３５側のみ
を入力として運転を行い、夜間は燃料電池発電装置３６
側のみの入力で発電するなどのユーザーのニーズに柔軟
に対応できる電力供給システムの構築が可能になる。

【００６０】なお、上記した本発明の実施の形態２にお
いては、太陽光発電装置以外の発電装置を燃料を使用し
た発電装置を燃料電池発電装置３６で構成したが、太陽
光発電装置以外の発電装置は風力発電装置を含むもので
ある。また、燃料を使用した発電装置は、液体燃料、気
体燃料を使用したエンジンで駆動される発電機を含む。

【００６１】（実施の形態３）本発明に係る電力供給シ
ステム（実施の形態３）を図６及び図７に示す。

【００６２】本発明に係る電力供給システム（実施の形
態３）は、太陽光発電装置４５及び燃料を使用した発電
装置である燃料電池発電装置４６がそれぞれ発電した電
力を商用電力系統１に供給するように商用電力系統１に
連系するパワーコンディショナ４４を有するコージェネ
レーションシステムを備えた電力供給システムである。

【００６３】そして、燃料電池発電装置４６で発電した
電気エネルギーを太陽光発電装置４５に逆流させること
により太陽光発電装置４５自体を発熱させて、太陽光発
電装置４５の太陽電池アレイ５Ｆに積もった雪を溶かす
第１の溶雪手段と、燃料電池発電装置４６で発生させた
熱エネルギーを太陽光発電装置４５に供給して、太陽光
発電装置４６の太陽電池アレイ５Ｆに積もった雪を溶か
す第２の溶雪手段とを備えている。

【００６４】そして、太陽光発電装置４５と燃料電池発
電装置４６とをそれぞれの接続回路Ｄ、Ｅでパワーコン
ディショナ４４の共通の入力端子側に接続し、太陽光発
電装置４５の接続回路Ｄにパワーコンディショナ４４側
から太陽光発電装置４５側に流れる電流の逆流を防止す
る逆流防止用素子である逆流防止ダイオード５５に並列
させてスイッチ手段であるリレー４９を設け、パワーコ
ンディショナ４４に、太陽光発電装置４５への積雪信号
を取り込んでリレー４９の開閉制御を行う制御手段であ
る制御回路部４８を設けて第１の溶雪手段が構成してあ
る。

【００６５】また、第２の溶雪手段が、燃料電池発電装
置４６が備える熱交換手段である熱交換装置５６により
燃料電池発電装置４６の排熱を回収して高温媒体である
湯水を作り、この湯水で太陽光発電装置４５の太陽電池
アレイ５Ｆを発熱させ、積もった雪を溶かす構成であ
る。

【００６６】すなわち、パワーコンディショナ４４は、
太陽光発電装置４５及び燃料電池発電装置４６が発電し
た電力、すなわち出力を１台で入力するハイブリッド型
パワーコンディショナである。そして、パワーコンディ
ショナ４４は入力端子４４Ａ、４４Ｂと出力端子４４
Ｃ、４４Ｄとを有し、且つ、その内部に、太陽光発電装
置４５及び燃料電池発電装置４６が発電した直流を交流
に変換する電力変換手段としての電力変換部４７と、出
力端子４４Ｃ、４４Ｄに接続された系統接続リレー５０
と、上記した制御回路部４８とを備えている。

【００６７】制御回路部４８は、電力変換部４７の制御
のみならず、太陽光発電装置４５に設けた融雪作動スイ
ッチもしくは積雪センサ（いずれも図示せず）の信号を
取り込んでリレー４９に信号ハを出力して、そのリレー
接点４９Ａの開閉制御を行うものである。

【００６８】そして、パワーコンディショナ４４は、系
統接続リレー部５０のリレー接点５０Ａに接続した出力
端子４４Ｃ、４４Ｄで商用電力系統１に接続してある。

【００６９】また、太陽光発電装置４５は導水部５２を
備えており、この太陽光発電装置４５の出力端子４５
Ａ、４５Ｂは接続回路Ｄを構成する配線５３、５４を介
してパワーコンディショナ４４の入力端子４４Ａ、４４
Ｂに接続してあり、配線５３には、上記した逆流防止ダ
イオード５５と、この逆流防止ダイオード５５に並列す
るリレー４９のリレー接点４９Ａとが設けてある。

【００７０】また、太陽光発電装置４５は、本発明の実
施の形態１における太陽光発電装置５と同構成であり、
また、上記したように融雪作動スイッチもしくは積雪セ
ンサを備えており、この融雪作動スイッチもしくは積雪
センサの出力はパワーコンディショナ４４の制御回路部
４８に取り込まれるようになっている。

【００７１】燃料電池発電装置４６は、図２に示すよう
に熱を排熱回収装置として回収し湯水を作る熱交換装置
５６を備えており、他の構成は本発明の実施の形態１に
おける燃料電池発電装置６と同構成である。

【００７２】そして、燃料電池発電装置４６の出力端子
４６Ａ、４６Ｂは接続回路Ｅを構成する配線６０、６１
を介してパワーコンディショナ４４の入力端子４４Ａ、
４４Ｂに接続してあり、配線６０には逆流防止ダイオー
ド５８が設けてある。また、燃料電池発電装置４６が備
えている熱交換装置５６の高温側出口５６Ａは配管５９
を介して太陽光発電装置４５の導水部５２に接続してあ
る。

【００７３】次に、上記のように構成された本発明に係
る電力供給システム（実施の形態３）の作動を図６のフ
ローチャートを参照して説明する。

【００７４】太陽光発電装置４５で発電された直流電力
が燃料電池発電装置４６で発電された直流電力より大き
い場合には、リレー４９のリレー接点４９Ａを経てパワ
ーコンディショナ４４に取り込まれ、また、燃料電池発
電装置４６で発電された直流電力が太陽光発電装置４５
で発電された直流電力より大きい場合は、燃料電池発電
装置４６で発電された直流電力がパワーコンディショナ
４４に取り込まれ、電力変換部４７で交流電力に変換さ
れて後、商用電力系統１から負荷３、例えば家庭内の電
気機器に供給され、太陽光発電、燃料電池発電だけでは
電力がまかなえない揚合には、その電力を商用電力系統
１側から供給する。また、太陽光発電で余つた電力を商
用電力系統１に逆潮流させる。

【００７５】太陽光発電装置４５の太陽電池アレイ５Ｆ
上に雪が積もった場合、すなわち、太陽光発電装置４５
に異常が発生した場合に、融雪作動スイッチもしくは積
雪センサが作動し（ステップＵ１）、融雪作動スイッチ
もしくは積雪センサからの信号がパワーコンディショナ
４４の制御回路部４８に取り込まれる。また、この制御
回路部４８は、パワーコンディショナ４４が運転状態か
停止状態かを判断し（ステップＵ２）、パワーコンディ
ショナ４４が停止状態であると判断すると、信号ハをリ
レー４９に送って、そのリレー接点４９Ａを閉路して逆
流防止ダイオード５５を短絡させる（ステップＵ３）。

【００７６】また、ステップＵ２において、パワーコン
ディショナ４４が運転状態であると判断すると、制御回
路部４８は電力変換部４７に働きかけて運転を停止させ
て（ステップＵ４）、ステップＵ３に移行する。

【００７７】そして、制御回路部４８は燃料電池発電装
置４６に運転を開始させ（ステップＵ５）、この燃料電
池発電装置４６の出力電流を接続回路Ｅ、Ｄを介して太
陽光発電装置４５の太陽電池アレイ５Ｆに逆流させて、
この太陽電池アレイ５Ｆを発熱させて、この熱により融
雪する（ステップＵ６）。そして、融雪に要する所定時
間の経過後に融雪作動スイッチをオフ動作させて、例え
ば、タイマー作動により燃料電池発電装置４６の運転を
停止する（ステップＵ７）。

【００７８】または、制御回路部４８は燃料電池発電装
置４６に運転を開始させて（ステップＵ５）、燃料電池
発電装置４６が備えている熱交換装置５６を作動させて
湯水を作り（ステップＵ８）、この湯水を、熱交換装置
５６の高温側出口５６Ａから配管５９を介して太陽光発
電装置４５の導水部５２に送り、循環させることで、太
陽光発電装置４５の太陽電池アレイ５Ｆを加熱して融雪
する（ステップＵ９）。そして、融雪に要する所定時間
の経過後に融雪作動スイッチをオフ動作させて、例え
ば、タイマー作動により燃料電池発電装置４６の運転を
停止する（ステップＵ７）。

【００７９】上記した本発明の実施の形態３によれば、
積雪地帯の太陽光発電装置４５の場合、太陽電池アレイ
５Ｆに積る雪が発電の妨げになり、冬場の太陽光発電量
を減少させるが、燃料電池発電装置４６の出力電流を接
続回路Ｅ、Ｄを介して太陽光発電装置４５の太陽電池ア
レイ５Ｆに逆流させて、太陽電池アレイ５Ｆを発熱させ
て、この熱により融雪することができるし、また、燃料
電池発電装置４６が備えている熱交換装置５６を作動さ
せて湯水を作り、この湯水を、熱交換装置５６の高温側
出口５６Ａから配管５９を介して太陽光発電装置４５の
導水部５２に送り循環させることで、太陽光発電装置４
５の太陽電池アレイ５Ｆを加熱して融雪することができ
るようになる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電力
供給システムによれば、制御手段により太陽光発電装置
及びこの太陽光発電装置以外の発電装置、例えば、燃料
電池発電装置のうち異常の発生しているもののみをパワ
ーコンディショナの入力側に対して遮断（解列）するこ
とができる。このために、健全な入力機器（太陽光発電
装置かこの太陽光発電装置以外の発電装置かのどちら
か）のみを継続して入力として取り込み運転を継続する
ことができ、全体システムとしての効率（稼働率）を向
上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電力供給システムの実施の形態１
の構成説明図である。

【図２】同電力供給システムにおける燃料電池発電装置
の構成説明図である。

【図３】同電力供給システムの動作フローチャートであ
る。

【図４】本発明に係る電力供給システムの実施の形態２
の構成説明図である。

【図５】同電力供給システムの動作フローチャートであ
る。

【図６】本発明に係る電力供給システムの実施の形態３
の構成説明図である。

【図７】同電力供給システムの動作フローチャートであ
る。

【符号の説明】

１商用電力系統２系統電源３負荷４パワーコンディショナ５太陽光発電装置５Ａ出力端子部５Ｂ出力端子部５Ｆ太陽電池アレイ６燃料電池発電装置（燃料を使用する発電装置）
（太陽光発電装置以外の発電装置）６Ａ出力端子部６Ｂ出力端子部７電力変換部（インバータ）（電力変換手段）８制御回路部（制御手段９９太陽光発電装置側リレー（スイッチ手段）（入
力離接手段）９Ａリレー接点１０燃料電池発電装置側リレー（スイッチ手段）
（入力離接手段）１０Ａリレー接点１１系統接続リレー（スイッチ手段）１１Ａリレー接点１２逆流防止ダイオード（逆流防止用素子）２０改質装置２１電池本体３４パワーコンディショナ３５太陽光発電装置３６燃料電池発電装置（燃料を使用する発電装置）
（太陽光発電装置以外の発電装置）３７電力変換部（インバータ）（電力変換手段）３８制御回路部（制御手段９３９太陽光発電装置側リレー（スイッチ手段）（入
力離接手段）３９Ａリレー接点４０燃料電池発電装置側リレー（スイッチ手段）
（入力離接手段）４０Ａリレー接点４１系統接続リレー（スイッチ手段）４１Ａリレー接点４４パワーコンディショナ４５太陽光発電装置４６燃料電池発電装置（燃料を使用する発電装置）４７電力変換部（インバータ）（電力変換手段）４８制御回路部（制御手段９４９リレー（スイッチ手段）４９Ａリレー接点５０系統接続リレー（スイッチ手段）５０Ａリレー接点５２導水部５３配線５４配線５５逆流防止ダイオード（逆流防止用素子）５６熱交換装置５８逆流防止ダイオード（逆流防止用素子）５９配管６０配線６１配線Ｄ接続回路Ｅ接続回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬渕雅夫京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内 (72)発明者井上健一京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内 (72)発明者田邊勝隆京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内 (72)発明者中村耕太郎京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内 (72)発明者小林晴信熊本県阿蘇郡一宮町大字宮地字南油町4429 番地オムロン阿蘇株式会社内 (72)発明者久志博信京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 JA11 JA20 KA05 KA08 KA10 5G066 HB06 HB07 5H420 BB14 CC03 CC06 DD03 EA37 EA48 EB39 KK04 LL09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽光発電装置及びこの太陽光発電装置
以外の発電装置を商用電力系統に連系するパワーコンデ
ィショナを備えた電力供給システムであって、前記パワーコンディショナが、前記太陽光発電装置及び前記太陽光発電装置以外の発電
装置を前記パワーコンディショナの入力側に対して離接
するスイッチ手段と、前記太陽光発電装置及び前記太陽光発電装置以外の発電
装置のうち異常の発生しているもののみを前記パワーコ
ンディショナの入力側に対して遮断するように前記スイ
ッチ手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る電力供給システム。
【請求項２】前記パワーコンディショナが前記スイッ
チ手段を内蔵している請求項１に記載の電力供給システ
ム。
【請求項３】前記パワーコンディショナが前記スイッ
チ手段を内蔵しておらず、前記スイッチ手段が前記パワ
ーコンディショナの外部に存在する請求項１に記載の電
力供給システム。
【請求項４】前記太陽光発電装置以外の発電装置が、
燃料を使用した発電装置、風力発電装置を含む請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項５】太陽光発電装置及び燃料を使用した発電
装置を商用電力系統に連系するパワーコンディショナを
備えた電力供給システムであって、前記燃料を使用した発電装置で発電した電気エネルギー
を前記太陽光発電装置に供給することにより前記太陽光
発電装置自体を発熱させて、前記太陽光発電装置の積雪
を溶かす第１の溶雪手段、もしくは前記燃料を使用した
発電装置で発生させた熱エネルギーを前記太陽光発電装
置に供給して、前記太陽光発電装置の積雪を溶かす第２
の溶雪手段との少なくとも１つを備えたことを特徴とす
る電力供給システム。
【請求項６】前記太陽光発電装置と前記燃料を使用し
た発電装置とをそれぞれの接続回路で前記パワーコンデ
ィショナの共通の入力端子側に接続し、前記太陽光発電装置の前記接続回路に前記パワーコンデ
ィショナ側から前記太陽光発電装置側に流れる電流の逆
流を防止する逆流防止用素子に並列させてスイッチ手段
を設け、前記パワーコンディショナに、前記太陽光発電
装置への積雪信号を取り込んで前記スイッチ手段の開閉
制御を行う制御手段を設けて前記第１の溶雪手段を構成
するようにした請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項７】第２の溶雪手段が、前記燃料を使用した
発電装置が備える熱交換手段により前記燃料を使用した
発電装置の排熱を回収して高温媒体を作り、この高温媒
体で前記太陽光発電装置の積雪部分を加熱する構成であ
る請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項８】前記燃料を使用した発電装置が燃料電池
発電装置である請求項４乃至請求項７のいずれかに記載
の電力供給システム。