JP2010199443A - Photovoltaic power generation system - Google Patents

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雅人 石田
Soji Kokaji
聡司 小鍛冶
Ryuji Horioka
竜治 堀岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a ground fault in a photovoltaic power generation system while a minus electrode on the DC side of the photovoltaic power generation system is grounded, thereby improving security. <P>SOLUTION: The photovoltaic power generation system includes a solar cell array 10 connecting a plurality of thin film type solar cell panels 10a formed on glass substrates, and a power conditioner 12 having an insulating transformer 14 for converting DC power generated by the solar cell array 10 to AC power. In the photovoltaic power generation system, a ground line is provided in the power conditioner 12 or in a wiring on the minus electrode terminal side between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, and a ground fault detecting means is provided in mid-course of the ground line. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽光発電システムに係り、特にマイナス極側を接地し地絡を検出する地絡検出装置を備えた太陽光発電システムに関するものである。   The present invention relates to a solar power generation system, and more particularly to a solar power generation system including a ground fault detection device that grounds a negative pole side and detects a ground fault.

ガラス基板上にシリコン系薄膜などを積層して形成された薄膜型太陽電池をパネル化し、この太陽電池パネルを複数接続した太陽電池アレイを用いた太陽光発電システムが知られている。   2. Description of the Related Art A photovoltaic power generation system using a solar cell array in which a thin film solar cell formed by laminating a silicon thin film on a glass substrate is panelized and a plurality of solar cell panels are connected is known.

このような太陽光発電システムでは、太陽電池パネルを複数枚並べ直列・並列接続して構成した太陽電池アレイによって発電した直流電力を、インバータ回路を含むパワーコンディショナによって、商用電源系統の交流電力に対応した交流電力に変換し、変換した交流電力を負荷系統又は電力系統等に供給している。   In such a solar power generation system, DC power generated by a solar cell array configured by arranging a plurality of solar battery panels in series and in parallel is converted into AC power of a commercial power system by a power conditioner including an inverter circuit. It converts into corresponding alternating current power and supplies the converted alternating current power to a load system or a power system.

ところで、上述の太陽光発電システムにおいては、何らかの理由により、太陽電池や配線等の絶縁が破壊され、地絡が生じる場合がある。そこで、図５に示すように、太陽電池アレイ５１側の出力プラス電極端子５２とマイナス電極端子５３との間に２つの抵抗器５４，５５を直列に接続して分圧し、両電圧をバランスさせ、両抵抗器の接続点に直流電圧検出器５６の一端を接続すると共に他端を接地することで地絡を検出しているものがある。すなわち、直流地絡が生じると、プラス電極側とマイナス電極側の電圧のバランスが崩れ、この状態を直流電圧検出器により検出することで直流地絡を検出している。このような直流地絡を検出する技術の例として、特開２００１−２１６０６号公報（特許文献１）には、太陽電池アレイの出力ライン間に分圧器を接続し、分圧器の分圧点と接地電池との間に電流検出器を接続し、この検出結果がゼロになるように分圧器の分圧比を調整することにより正確に地絡を検出する技術が開示されている。   By the way, in the above-mentioned photovoltaic power generation system, for some reason, insulation of solar cells, wirings, and the like may be destroyed and a ground fault may occur. Therefore, as shown in FIG. 5, two resistors 54 and 55 are connected in series between the output plus electrode terminal 52 and the minus electrode terminal 53 on the solar cell array 51 side to divide the voltages so that both voltages are balanced. In some cases, a ground fault is detected by connecting one end of the DC voltage detector 56 to the connection point of both resistors and grounding the other end. That is, when a DC ground fault occurs, the voltage balance between the positive electrode side and the negative electrode side is lost, and the DC ground fault is detected by detecting this state with a DC voltage detector. As an example of a technique for detecting such a DC ground fault, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21606 (Patent Document 1) connects a voltage divider between output lines of a solar cell array, and a voltage dividing point of the voltage divider A technique for accurately detecting a ground fault by connecting a current detector to a grounded battery and adjusting a voltage dividing ratio of the voltage divider so that the detection result becomes zero is disclosed.

一方、上記した薄膜型太陽電池パネルにおいては、ガラス基板に含まれるＮａイオンなどが透明電極や太陽電池モジュールの劣化の原因になることを抑制するための対策として、太陽光発電システムの直流側マイナス極の電圧が注目されつつある。特開２００８−４７８１９号公報（特許文献２）には、電力変換装置の分配部に直流電圧源を設けることで、太陽電池モジュールの対地電圧を正の値に保つ技術が開示されている。   On the other hand, in the above-described thin-film solar cell panel, as a countermeasure for suppressing Na ions contained in the glass substrate from causing deterioration of the transparent electrode or the solar cell module, the negative polarity on the direct current side of the photovoltaic power generation system is reduced. The pole voltage is drawing attention. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-47819 (Patent Document 2) discloses a technique for maintaining a ground voltage of a solar cell module at a positive value by providing a DC voltage source in a distribution unit of a power converter.

特開２００１−２１６０６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21606 特開２００８−４７８１９号公報JP 2008-47819 A

上記した薄膜型太陽電池パネルにおいては、その透明電極や太陽電池モジュールの劣化を防止するための対策として、太陽光発電システムのパワーコンディショナとの接続配線の直流側マイナス極を接地することが推奨されつつある。しかしながら、パワーコンディショナの直流側のマイナス極を接地した場合、図５に示すような、太陽電池アレイのプラスとマイナス出力電極端子５２，５３との間に設けた２つの抵抗器５４，５５と他端を接地した直流電圧検出器５６による従来の直流地絡検出装置では、直流側のマイナスから大地経由するループ閉回路が形成されて、常に電流が流れる経路となることから、上記の従来の直流地絡検出装置を設けずに、パワーコンディショナの直流側のマイナス極を接地する経路の一部に適当な容量のヒューズを設けることで対応しており、地絡検出の信頼性や利便性に課題があった。   In the above thin-film solar cell panels, it is recommended that the negative electrode on the DC side of the connection wiring with the power conditioner of the photovoltaic power system be grounded as a measure to prevent the deterioration of the transparent electrode and solar cell module It is being done. However, when the negative pole on the DC side of the power conditioner is grounded, two resistors 54 and 55 provided between the positive and negative output electrode terminals 52 and 53 of the solar cell array as shown in FIG. In the conventional DC ground fault detection device using the DC voltage detector 56 with the other end grounded, a loop closed circuit passing through the ground is formed from the negative side of the DC side, so that a current always flows. The DC ground fault detection device is not provided, and a fuse with an appropriate capacity is provided in a part of the path that grounds the negative pole on the DC side of the inverter. There was a problem.

更に、この場合は、太陽電池アレイ内の一部に地絡を発生した場合に地絡有無の検出ができない箇所が発生することが判明した。すなわち、太陽電池アレイのマイナス出力がパワーコンディショナとの接続付近よりも抵抗損出の分だけ若干のマイナス電圧になるために、太陽電池アレイのプラス出力との間で対地電圧がゼロまたはゼロ付近となっていることから地絡電流が流れず、地絡を検出することができない箇所が発生し、地絡箇所を認識できない状況になる。このような太陽光発電システムにおいて、インバータ回路のスイッチをＯＦＦにした場合でも、太陽電池アレイのプラス出力電圧が変化するために、対地電圧がゼロまたはゼロ付近の位置も変化するために、日射があれば太陽電池アレイの発電が地絡電流となって継続されることが判明した。したがい、安全性向上の観点からも、パワーコンディショナとの接続付近の直流側を接地した場合の地絡検出対策の重要性がより高まっている。   Further, in this case, it has been found that when a ground fault occurs in a part of the solar cell array, a location where the presence or absence of the ground fault cannot be detected occurs. In other words, since the negative output of the solar cell array becomes slightly negative voltage by the amount of resistance loss compared to the vicinity of the connection with the inverter, the ground voltage is zero or near zero with respect to the positive output of the solar cell array. Therefore, a ground fault current does not flow, a location where a ground fault cannot be detected occurs, and a ground fault location cannot be recognized. In such a photovoltaic power generation system, even when the switch of the inverter circuit is turned off, the positive output voltage of the solar cell array changes, so the ground voltage also changes because the position of the ground voltage is zero or near zero. If it exists, it turned out that the electric power generation of a solar cell array will be continued as a ground fault current. Therefore, also from the viewpoint of improving safety, the importance of ground fault detection measures when the DC side near the connection to the power conditioner is grounded is increasing.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、太陽光発電システムのパワーコンディショナとの接続配線の直流側マイナス極を接地した場合であっても、正確に太陽光発電システムの地絡を検出し、安全性の向上を図ることができる太陽光発電システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and even when the negative electrode on the DC side of the connection wiring to the power conditioner of the photovoltaic power generation system is grounded, the ground of the photovoltaic power generation system can be accurately obtained. An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system capable of detecting a fault and improving safety.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、ガラス基板上に形成された薄膜型太陽電池パネルを複数接続した太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイにより発電された直流電力を交流電力に変換する絶縁トランスを保有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムであって、前記パワーコンディショナ又は、前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間のマイナス極端子側配線に接地線を設け、該接地線の途中に地絡検出手段を設けたことを特徴とする太陽光発電システムを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention includes a solar cell array in which a plurality of thin-film solar cell panels formed on a glass substrate are connected, and a power conditioner having an insulating transformer that converts DC power generated by the solar cell array into AC power; A grounding wire is provided on the power conditioner or a negative electrode terminal side wiring between the solar cell array and the power conditioner, and a ground fault is provided in the middle of the grounding wire. Provided is a photovoltaic power generation system provided with a detecting means.

本発明によれば、前記パワーコンディショナ又は、前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間のマイナス極端子側配線に接地線を設け、この接地線の途中に地絡検出手段を設ける。パワーコンディショナの直流側のマイナス極端子側の配線を接地することで、太陽電池アレイのマイナス出力がパワーコンディショナとの接続配線の接地付近よりも抵抗損出の分だけ若干のマイナス電圧になる。一方、太陽電池アレイを構成する太陽電池パネルの多くは、プラス電圧になる。また、太陽電池パネルを固定する金属枠は大地に接地される構造となっているので、上記ガラス基板の電位は太陽電池パネルを固定する金属枠よりも高い電位になり、太陽電池モジュールから前記ガラス基板へ向かう電界が発生し、ガラス基板内部に存在するＮａイオンなどがガラス基板から光電変換層へ向かって拡散することを抑制する。このため、透明電極層や太陽電池モジュールの劣化の原因になることを抑制することができる。また、接地線の途中に地絡検出手段を設けることで、太陽光発電システムの一部に地絡が発生した場合に、地絡を検出することが可能となる。   According to the present invention, a ground line is provided in the power conditioner or the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array and the power conditioner, and a ground fault detection means is provided in the middle of the ground line. By grounding the wiring on the negative pole terminal side on the DC side of the inverter, the negative output of the solar cell array becomes a slightly negative voltage by the amount of resistance loss compared to the vicinity of the grounding of the connection wiring with the inverter. . On the other hand, many of the solar battery panels constituting the solar battery array have a positive voltage. In addition, since the metal frame for fixing the solar cell panel is structured to be grounded to the ground, the potential of the glass substrate is higher than that of the metal frame for fixing the solar cell panel. An electric field directed to the substrate is generated, and Na ions existing inside the glass substrate are prevented from diffusing from the glass substrate toward the photoelectric conversion layer. For this reason, it can suppress that it causes deterioration of a transparent electrode layer or a solar cell module. Further, by providing a ground fault detection means in the middle of the ground line, it becomes possible to detect a ground fault when a ground fault occurs in a part of the photovoltaic power generation system.

上記した太陽光発電システムでは、前記地絡検出手段において地絡を検出する際の電流設定値は、前記太陽電池アレイの漏れ電流の電流値よりも大きい電流値に設定されているとともに、所定時間以上検出された場合に地絡と判断することが好ましい。   In the above-described solar power generation system, the current setting value when the ground fault is detected by the ground fault detection means is set to a current value larger than the current value of the leakage current of the solar cell array, and for a predetermined time. It is preferable to determine that a ground fault has been detected.

太陽電池アレイを構成する太陽電池パネルは、例えば、ガラスなどを用いた基板、透明電極層と光電変換層と裏面電極層とが順に積層されてなる薄膜型太陽電池が基板保護膜及び防水シートを介して金属枠に収められた構造となっているものがある。このため、この構造に起因して太陽電池パネルがあたかもコンデンサのように機能して、基板と薄膜型太陽電池との間に電荷が蓄積され、蓄積された電荷が何らかの理由により短時間のうちに配線へ移動することにより所謂、漏れ電流を大地へ流すことがある。この漏れ電流を地絡検出手段が地絡電流として誤検出するおそれがあるため、予め地絡検出手段による地絡判定に際して、規準となる電流の設定値として、漏れ電流の電流値以上の電流値を定めておくとともに、漏れ電流の発生時間以上の時間にわたり検出される場合に、地絡と判断することが好ましい。なお、この電流値は、太陽電池アレイの規模や、静電容量等によって適切な値を選択して定めることが好ましい。例えば、漏れ電流として想定する電流値は０．５Ａ、所定時間は５秒以上、より好ましくは、１０秒が例示される。   The solar cell panel constituting the solar cell array includes, for example, a substrate using glass or the like, a thin film solar cell in which a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a back electrode layer are sequentially laminated. Some have a structure housed in a metal frame. For this reason, due to this structure, the solar cell panel functions like a capacitor, and charges are accumulated between the substrate and the thin-film solar cell. By moving to the wiring, so-called leakage current may flow to the ground. Since the ground fault detection unit may erroneously detect this leakage current as a ground fault current, a current value equal to or greater than the current value of the leakage current is used as a reference current setting value when a ground fault is determined by the ground fault detection unit in advance. It is preferable to determine that a ground fault is detected when it is detected over a time longer than the occurrence time of the leakage current. The current value is preferably determined by selecting an appropriate value according to the scale of the solar cell array, the capacitance, or the like. For example, the current value assumed as the leakage current is 0.5 A, the predetermined time is 5 seconds or more, and more preferably 10 seconds.

また、本発明は、ガラス基板上に形成された薄膜型太陽電池パネルを複数接続した太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイにより発電された直流電力を交流電力に変換する絶縁トランスを保有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムであって、前記パワーコンディショナ又は、前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間に接地線を設け、該接地線の途中に直流電源と地絡検出手段とを設けたことを特徴とする太陽光発電システムを提供する。   The present invention also provides a power conditioner having a solar cell array in which a plurality of thin-film solar cell panels formed on a glass substrate are connected, and an insulating transformer that converts DC power generated by the solar cell array into AC power. A grounding wire provided between the power conditioner or the solar cell array and the power conditioner, and a DC power supply and a ground fault detection in the middle of the grounding wire. And a solar power generation system characterized in that a means is provided.

本発明によれば、パワーコンディショナ又は、前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間に接地線を設け、該接地線に直流電源と地絡検出手段とを設ける。直流電源を設けることで、接地線の接続点の対地電圧を直流電源が供給する直流電圧分だけシフトさせることができる。これにより、接地線が設けられた配線の端子、太陽電池アレイのプラス極側出力部分又はマイナス極側出力部分の対地電圧も直流電源が供給する直流電圧分だけプラス側にシフトする。このため、太陽光発電システムのいずれかの箇所において地絡が生じた場合に、その箇所の対地電圧が直流電圧分だけプラス側にシフトするので、地絡しているにもかかわらず地絡電流が流れないという問題を回避することができ、地絡を正確に検出することができる。   According to the present invention, a ground line is provided between the power conditioner or the solar cell array and the power conditioner, and a DC power supply and a ground fault detection means are provided on the ground line. By providing the DC power supply, the ground voltage at the connection point of the ground line can be shifted by the DC voltage supplied by the DC power supply. As a result, the ground voltage of the wiring terminal provided with the ground line, the positive electrode side output portion or the negative electrode side output portion of the solar cell array is also shifted to the positive side by the DC voltage supplied by the DC power source. For this reason, when a ground fault occurs in any part of the photovoltaic power generation system, the ground voltage at that part shifts to the plus side by the amount corresponding to the DC voltage. Can be avoided, and a ground fault can be detected accurately.

上記した太陽光発電システムにおいて、前記直流電源が供給する電圧値は、少なくとも前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間の配線による電圧降下に相当する電圧値であり、及び前記直流電源が供給する電流値は、太陽電池アレイのマイナス出力点が地絡した場合の地絡電流よりも大きい電流値であることが好ましい。   In the above-described photovoltaic power generation system, the voltage value supplied by the DC power supply is a voltage value corresponding to at least a voltage drop caused by wiring between the solar cell array and the power conditioner, and the DC power supply supplies It is preferable that the current value to be a current value larger than the ground fault current when the negative output point of the solar cell array is grounded.

太陽電池アレイのマイナス出力がパワーコンディショナとの接続配線の接地付近よりも抵抗損出の分だけ若干のマイナス電圧になるために、太陽電池アレイのプラス出力との間で対地電圧がゼロまたはゼロ付近となる箇所が存在すると、その箇所に地絡電流が流れず、地絡を検出することができない。このため、直流電源が供給する直流電圧を少なくとも太陽電池アレイとパワーコンディショナとの間の配線による電圧損失以上の値に設定することで、太陽電池アレイとパワーコンディショナとの間の配線が全てプラス電位となるので、対地電圧がゼロまたはゼロ付近となる箇所が存在しなくなり、好ましい。また、併せて、太陽電池アレイのマイナス出力点が地絡した場合には、漏れ電流の電流値以上の直流電流を供給できるようにすることで太陽電池アレイの漏れ電流との誤検出を回避することができる。   Since the negative output of the solar cell array becomes a slightly negative voltage by the amount of resistance loss compared to the grounding of the connection wiring to the inverter, the ground voltage with respect to the positive output of the solar cell array is zero or zero. If there is a nearby location, the ground fault current does not flow in that location, and the ground fault cannot be detected. For this reason, all the wiring between the solar cell array and the power conditioner is set by setting the DC voltage supplied by the DC power supply to a value at least greater than the voltage loss due to the wiring between the solar cell array and the power conditioner. Since the potential becomes positive, there is no place where the ground voltage is zero or near zero, which is preferable. In addition, when a negative output point of the solar cell array is grounded, it is possible to supply a direct current that is equal to or greater than the current value of the leakage current, thereby avoiding false detection of the leakage current of the solar cell array. be able to.

上記した太陽光発電システムにおいて、前記地絡検出手段において地絡を検出する際の電流設定値は、前記太陽電池アレイの短絡電流の電流値又は前記直流電源が供給する電流の電流値の何れか小さい方の電流値であることが好ましい。   In the solar power generation system described above, the current setting value when the ground fault is detected by the ground fault detection means is either the short-circuit current value of the solar cell array or the current value of the current supplied by the DC power supply. A smaller current value is preferred.

太陽光発電システムの何れかの箇所に地絡が生じた場合、接地線に設けられた地絡検出手段には、太陽電池アレイの短絡電流または直流電源による電流が流れることが想定される。このため、太陽電池アレイのプラス出力点が地絡した場合には太陽電池アレイの短絡電流の電流値が、又は太陽電池アレイのマイナス出力点が地絡した場合には直流電源が供給する電流が接地線に流れるので、これらの電流値の何れか小さい方の電流値を前絡検出手段において地絡を検出する際の電流設定値と設定することで、確実に地絡を検出することができる。   When a ground fault occurs in any part of the solar power generation system, it is assumed that a short circuit current of the solar cell array or a current from a DC power source flows through the ground fault detection means provided in the ground line. For this reason, when the positive output point of the solar cell array has a ground fault, the current value of the short-circuit current of the solar cell array, or when the negative output point of the solar cell array has a ground fault, the current supplied by the DC power source is Since the current flows through the grounding wire, it is possible to reliably detect the ground fault by setting the smaller one of these current values as the current setting value when detecting the ground fault in the front fault detection means. .

このように、太陽光発電システムのパワーコンディショナとの接続配線の直流側マイナス極を接地した場合であっても、正確に太陽光発電システムの地絡を検出し、安全性の向上を図ることができる。   In this way, even when the negative pole on the DC side of the connection wiring with the power conditioner of the solar power generation system is grounded, the ground fault of the solar power generation system can be accurately detected to improve safety. Can do.

本発明の第１の実施形態にかかる太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the solar energy power generation system concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態にかかる太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the solar energy power generation system concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態にかかる太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the solar energy power generation system concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態にかかる太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the solar energy power generation system concerning the 4th Embodiment of this invention. 従来の太陽光発電システムの概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the conventional solar power generation system.

以下、本発明の太陽光発電システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the photovoltaic power generation system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第１の実施形態〕
図１は、本実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成を示したブロック図である。
図１において、太陽光発電システムは、太陽電池アレイ１０、パワーコンディショナ１２、地絡検出装置１３を備えている。パワーコンディショナ１２は、絶縁トランス１４を保有したインバータを備えている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a photovoltaic power generation system according to the present embodiment.
In FIG. 1, the photovoltaic power generation system includes a solar cell array 10, a power conditioner 12, and a ground fault detection device 13. The power conditioner 12 includes an inverter having an insulating transformer 14.

太陽電池アレイ１０は、互いに直列又は並列あるいは直並列に接続された複数の太陽電池パネル１０ａを備えている。本実施形態において、太陽電池パネル１０ａは、例えば、ガラス基板上に透明電極層、シリコン系薄膜、裏面電極層を積層して形成され、太陽光の照射を受けて直流電力を発電する太陽電池をパネル化したものである。太陽電池乃至太陽電池パネル１０ａの接続数は、太陽光発電システムとして必要な電圧及び電力容量によって適宜定められる。太陽電池アレイ１０は、複数の太陽電池パネル１０ａによって発電された直流の電力を、プラス極出力部分とマイナス極出力部分とにより、接続箱１１を介してパワーコンディショナ１２に出力する。   The solar cell array 10 includes a plurality of solar cell panels 10a connected to each other in series, parallel, or series-parallel. In the present embodiment, the solar cell panel 10a is, for example, a solar cell that is formed by laminating a transparent electrode layer, a silicon-based thin film, and a back electrode layer on a glass substrate, and that generates direct-current power by receiving sunlight. Panelized. The number of connected solar cells or solar cell panels 10a is determined as appropriate depending on the voltage and power capacity required for the photovoltaic power generation system. The solar cell array 10 outputs the direct-current power generated by the plurality of solar cell panels 10a to the power conditioner 12 via the connection box 11 by the positive electrode output portion and the negative electrode output portion.

図１においては説明の便宜上図示しないが、接続箱１１は、太陽電池アレイ１０の各太陽電池パネル１０ａで発電された直流電力を集めてパワーコンディショナ１２に供給するものであり、通常は、太陽光発電システムのメンテナンス性の向上にために設けることが多い。接続箱１１の中には、各太陽電池パネル１０ａのストリング毎に切り離すマニュアル開閉機能、サージアブソーバーなどが設けられ、制御信号を受けて太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との接続を切り離すための自動開閉器機能が設けられていてもよい。接続箱１１の自動開閉器機能は、後述する接地線２０に設けた開閉器１６があれば、省略することが可能である。従って、接続箱１１を設けた場合には、太陽電池アレイ１０のプラス極出力部分は、接続箱１１を介してパワーコンディショナ１２のプラス側入力端子に、マイナス極出力部分は接続箱１１を介してパワーコンディショナ１２のマイナス側入力端子に夫々接続されることとなる。   Although not shown in FIG. 1 for convenience of explanation, the junction box 11 collects DC power generated by each solar cell panel 10a of the solar cell array 10 and supplies it to the power conditioner 12. It is often provided to improve the maintainability of the photovoltaic system. The connection box 11 is provided with a manual opening / closing function for separating each solar cell panel 10a for each string, a surge absorber, and the like for receiving a control signal to disconnect the connection between the solar cell array 10 and the power conditioner 12. An automatic switch function may be provided. The automatic switch function of the junction box 11 can be omitted if there is a switch 16 provided on the grounding wire 20 described later. Therefore, when the connection box 11 is provided, the positive electrode output portion of the solar cell array 10 is connected to the positive input terminal of the power conditioner 12 through the connection box 11, and the negative electrode output portion is connected to the connection box 11. Thus, it is connected to the negative input terminal of the power conditioner 12, respectively.

パワーコンディショナ１２内では、絶縁トランス１４を介して系統へと接続されている。パワーコンディショナ１２は、太陽電池アレイ１０のマイナス極出力部分からの配線との接続部分付近の直流側マイナス極を接地しているが、絶縁トランス１４を備えることで系統の大地を経由したループ閉回路を形成することがない。尚、太陽電池パネル１０ａは、前述のシリコン系薄膜に限定されるものではなく、ＣＩＧＳなどの化合物半導体系のものでもよく、基板上に光電変換層を形成するものが対象となる。また薄膜シリコン系とは、アモルファスシリコン系、結晶質シリコン系（アモルファスシリコン系以外のシリコン系を意味し微結晶シリコン系や多結晶シリコン系も含む）、アモルファスシリコン系と結晶質シリコン系とを積層させた多接合型（タンデム型）を含むものを表す。   In the power conditioner 12, it is connected to the system via an insulating transformer 14. The power conditioner 12 is grounded on the DC side negative pole in the vicinity of the connection portion from the negative pole output portion of the solar cell array 10, but is provided with an insulating transformer 14 to close the loop via the ground of the system. A circuit is not formed. Note that the solar cell panel 10a is not limited to the above-described silicon-based thin film, but may be a compound semiconductor-based one such as CIGS, and is intended to form a photoelectric conversion layer on a substrate. Thin film silicon is amorphous silicon, crystalline silicon (meaning silicon other than amorphous silicon, including microcrystalline silicon and polycrystalline silicon), amorphous silicon and crystalline silicon It represents the one including the multi-junction type (tandem type).

パワーコンディショナ１２は、図示しない昇圧装置、絶縁トランス１４を保有するインバータ、ノイズフィルタ等を備えており、太陽電池アレイ１０が発電した電力を所望の交流電力へ変換して、外部へ供給する。また、図示しない蓄電池を直流部分に接続して設けることで、太陽電池が発電した電力を一時的に蓄電する機能を保有していても良い。すなわち、複数の太陽電池パネル１０ａが発電した直流電力を所望の周波数及び電圧を有する交流電力に変換し、変換した交流電力を、例えば、図示しない負荷系統や商用電力系統へ供給する。また、パワーコンディショナ１２には、パワーコンディショナ１２の運転状況や異常が生じた場合の警告等を表示する表示器１２ａが設けられている。   The power conditioner 12 includes a booster (not shown), an inverter having an insulation transformer 14, a noise filter, and the like, converts the power generated by the solar cell array 10 into desired AC power and supplies it to the outside. In addition, a storage battery (not shown) may be connected to the direct current portion to provide a function of temporarily storing the power generated by the solar battery. That is, the DC power generated by the plurality of solar battery panels 10a is converted into AC power having a desired frequency and voltage, and the converted AC power is supplied to, for example, a load system and a commercial power system (not shown). In addition, the power conditioner 12 is provided with a display 12a that displays a warning or the like when an operation state or abnormality of the power conditioner 12 occurs.

太陽電池アレイ１０のマイナス出力部分（接続点Ｂ）とパワーコンディショナ１２（接続点Ａ）の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所（接続点Ｓ）に接地線２０が設けられ、マイナス極端子側配線が接地されている。接地線２０の途中には、地絡検出装置１３が設けられている。なお、接続箱１１の自動開閉機能を設ける場合は、開閉器機能を用いるために、接地線２０が設けられた任意の箇所（接続点Ｓ）は、接続箱１１とパワーコンディショナ１２（接続点Ａ）の間のマイナス極端子の間がより好ましい。また、配線間の電圧降下の影響を少なくするにはパワーコンディショナ１２（接続点Ａ）の間のマイナス極端子付近がさらに好ましい。このため、接地線２０と大地Ｇの間に開閉器１６を設けることがさらに好ましい。   A ground wire 20 is provided at any location (connection point S) of the negative electrode terminal side wiring between the negative output portion (connection point B) of the solar cell array 10 and the power conditioner 12 (connection point A). Child wiring is grounded. A ground fault detection device 13 is provided in the middle of the ground wire 20. In addition, when providing the automatic switching function of the connection box 11, in order to use a switch function, the arbitrary locations (connection point S) where the grounding wire 20 was provided are the connection box 11 and the power conditioner 12 (connection point). More preferably between the negative pole terminals during A). In order to reduce the influence of the voltage drop between the wirings, the vicinity of the negative electrode terminal between the power conditioners 12 (connection point A) is more preferable. For this reason, it is more preferable to provide the switch 16 between the ground wire 20 and the ground G.

地絡検出装置１３は、太陽電池アレイ１０及び太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線の地絡、すなわち直流地絡を検出するものであり、ＣＴ（カレントトランスフォーマー）１５、開閉器１６及び制御部１７を備えている。ＣＴ１５と制御部１７は、接地線２０に所定の電流値の電流が所定時間以上流れたか否かを監視し、所定の電流値の電流が所定時間以上流れた場合には、地絡であると判定して、地絡信号を必要な制御対象機器に送信する。開閉器１６は、接地線２０の大地Ｇとの接続状態を切り替えるものである。   The ground fault detection device 13 detects a ground fault of the solar cell array 10 and a wiring between the solar battery array 10 and the power conditioner 12, that is, a DC ground fault, and includes a CT (current transformer) 15, a switch 16 and a control unit 17. The CT 15 and the control unit 17 monitor whether or not a current having a predetermined current value flows through the ground line 20 for a predetermined time or more, and if a current having a predetermined current value flows for a predetermined time or more, it is a ground fault. It determines and transmits a ground fault signal to required control object apparatus. The switch 16 switches the connection state of the ground wire 20 with the ground G.

また、制御部１７は、例えば、デジタルパネルメーターなどを含み、地絡を判断した場合には、パワーコンディショナ１２にパワーコンディショナ１２を停止するための停止信号を出力し、開閉器１６に接地線２０の大地との接続状態を切り離すための開閉器開放信号を出力する。なお、開閉器１６を接地線２０に設けることにより、制御部１７と開閉器１６の距離が近く、地絡信号を送信するケーブルが短くなり、施工性が向上しコストが低下する。さらに、接地線２０が設けられた任意の箇所（接続点Ｓ）は、パワーコンディショナ１２に近い方が、地絡信号を送信するケーブルが短くなり、より施工性が向上しコストが低下する。また、開閉器１６を接地線２０に設けない場合は、接続箱１１内に自動開閉機能を設けて、制御部１７は、接続箱１１の自動開閉器機能（図示せず）に対しても開放信号を出力して太陽電池アレイ１０を開放状態にしても良い。   In addition, the control unit 17 includes, for example, a digital panel meter and outputs a stop signal for stopping the power conditioner 12 to the power conditioner 12 when ground fault is determined, and grounds the switch 16. A switch opening signal for disconnecting the connection state of the line 20 with the ground is output. By providing the switch 16 on the grounding wire 20, the distance between the control unit 17 and the switch 16 is short, the cable for transmitting the ground fault signal is shortened, the workability is improved, and the cost is reduced. Furthermore, at an arbitrary location (connection point S) where the ground wire 20 is provided, the cable closer to the power conditioner 12 has a shorter cable for transmitting a ground fault signal, further improving the workability and reducing the cost. When the switch 16 is not provided on the ground wire 20, an automatic opening / closing function is provided in the connection box 11, and the control unit 17 is open to the automatic switch function (not shown) of the connection box 11. A signal may be output to open the solar cell array 10.

ところで、太陽電池パネル１０ａは、ガラスなどの基板、透明電極層と光電変換層と裏面電極層とが順に積層されてなる薄膜型太陽電池が基板保護膜及び防水シートを介して金属枠に収められた構造となっている。このため、この構造に起因して太陽電池パネルがあたかもコンデンサのように機能して、基板と薄膜型太陽電池との間に電荷が蓄積され、蓄積された電荷が何らかの理由により短時間のうちに配線へ移動することにより、所謂漏れ電流を大地Ｇへ流すことがある。この漏れ電流を地絡検出装置が地絡電流として誤検出するおそれがあるため、ＣＴ１５で検出し制御部１７で地絡と判断する所定の電流値は、太陽電池パネルに蓄積された電荷による漏れ電流の電流値を超える値、例えば、０．５Ａ程度を閾値として設定することが好ましい。   By the way, the solar cell panel 10a includes a substrate such as glass, a thin-film solar cell in which a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a back electrode layer are sequentially stacked, and is housed in a metal frame via a substrate protective film and a waterproof sheet. It has a structure. For this reason, due to this structure, the solar cell panel functions like a capacitor, and charges are accumulated between the substrate and the thin-film solar cell. By moving to the wiring, a so-called leakage current may flow to the ground G. Since the ground fault detection device may erroneously detect this leakage current as a ground fault current, the predetermined current value detected by the CT 15 and determined to be a ground fault by the control unit 17 is a leakage due to charges accumulated in the solar cell panel. A value exceeding the current value of the current, for example, about 0.5 A is preferably set as the threshold value.

なお、この電流値は、太陽電池パネル又は太陽電池アレイの規模や静電容量等に応じて、実際の発電システムを運用しながら定めることが望ましい。また、上述したように、太陽電池パネルに蓄積された電荷が電流として流れるのは短時間であるため、ＣＴ１５では、所定の電流値以上の電流が所定の時間継続して流れたことを検出することにより誤検出を防止することができる。このため、例えば、所定時間の閾値として５秒、さらに好ましくは１０秒を設定することが好ましい。   This current value is desirably determined while operating an actual power generation system according to the scale, capacitance, etc. of the solar cell panel or solar cell array. Further, as described above, since the electric charge accumulated in the solar cell panel flows as a current for a short time, CT 15 detects that a current equal to or greater than a predetermined current value continuously flows for a predetermined time. Thus, erroneous detection can be prevented. For this reason, for example, it is preferable to set 5 seconds, more preferably 10 seconds, as the predetermined time threshold.

このような太陽光発電システムにおいて、何れかの箇所、例えば太陽電池アレイ１０もしくは配線の一部に地絡が生じた場合には、地絡した箇所と大地とが電気的に接続された状態となり、接地線を介してループ回路が形成され、接地線２０を介してＣＴ１５に地絡電流が流れる。ＣＴ１５では、予め定められた電流値（例えば、０．５Ａ）以上の電流が予め定められた時間（例えば、１０秒以上）流れたか否かを監視しており、地絡電流が流れると、形成されたループ回路が切断されるまでＣＴ１５に地絡電流が流れることとなるため、ＣＴ１５が地絡を検出する。ＣＴ１５と制御部１７は地絡の検出に基づいて、地絡信号を必要な制御対象機器に出力する。   In such a photovoltaic power generation system, when a ground fault occurs at any location, for example, the solar cell array 10 or a part of the wiring, the ground fault location and the ground are electrically connected. A loop circuit is formed via the ground line, and a ground fault current flows to the CT 15 via the ground line 20. CT15 monitors whether or not a current of a predetermined current value (for example, 0.5 A) or more has flowed for a predetermined time (for example, 10 seconds or more). Since the ground fault current flows through CT15 until the loop circuit is disconnected, CT15 detects the ground fault. CT15 and the control part 17 output a ground fault signal to a required control object apparatus based on the detection of a ground fault.

制御部１７は、地絡と判断した場合には、パワーコンディショナ１２にパワーコンディショナ１２を停止するための停止信号を出力する。また、制御部１７は、開閉器１６に接地線２０と大地との接続状態を切り離すための開閉器開放信号を出力する。また開閉器１６を接地線２０に設けない場合は、接続箱１１内に自動開閉機能を設けて、接続箱１１の自動開閉器機能（図示せず）に対しても開放信号を出力しても良い。これにより、パワーコンディショナ１２の表示器１２ａに地絡検出装置１３が地絡を検出した旨が表示されるとともにパワーコンディショナ１２の運転が停止される。また、開閉器１６が解列されて地絡検出装置と大地との接続が切り離されてループ回路が切断され、さらに接続箱１１の自動開閉器機能も解列されることで太陽電池アレイ１０は開放状態になる。   When the control unit 17 determines that there is a ground fault, the control unit 17 outputs a stop signal for stopping the power conditioner 12 to the power conditioner 12. Further, the control unit 17 outputs a switch opening signal for disconnecting the connection state between the ground line 20 and the ground to the switch 16. Further, when the switch 16 is not provided on the grounding wire 20, an automatic opening / closing function is provided in the connection box 11, and an open signal is also output to the automatic switch function (not shown) of the connection box 11. good. Thereby, the fact that the ground fault detection device 13 has detected a ground fault is displayed on the display 12a of the power conditioner 12, and the operation of the power conditioner 12 is stopped. In addition, the switch 16 is disconnected, the connection between the ground fault detection device and the ground is disconnected, the loop circuit is disconnected, and the automatic switch function of the connection box 11 is also disconnected. It becomes an open state.

このように、太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所に接地線２０を設け、この接地線２０に地絡検出装置１３を配置することで、太陽電池アレイ１０及び太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線の地絡、すなわち直流地絡を確実に検出することができる。また、地絡検出装置１３のＣＴ１５と制御部１７は、地絡電流を検出するための電流値及び時間の閾値を設定しているため、太陽電池アレイ１０に蓄積された電荷による漏れ電流を地絡電流として誤検出するのを防止することができる。   As described above, the ground wire 20 is provided at an arbitrary position of the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, and the ground fault detection device 13 is disposed on the ground wire 20, thereby the solar cell. The ground fault of the wiring between the array 10 and the solar cell array 10 and the power conditioner 12, that is, the DC ground fault can be reliably detected. In addition, since the CT 15 and the control unit 17 of the ground fault detection device 13 set the current value and the time threshold for detecting the ground fault current, the leakage current due to the electric charge accumulated in the solar cell array 10 is grounded. It is possible to prevent erroneous detection as a fault current.

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態の太陽光発電システムが第１の実施形態と異なる点は、地絡検出装置として接点付ヒューズ２３が適用された点である。以下、本実施形態の太陽光発電システムについて、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The solar power generation system according to this embodiment is different from the first embodiment in that a contact-attached fuse 23 is applied as a ground fault detection device. Hereinafter, about the solar power generation system of this embodiment, description is abbreviate | omitted about the point which is common in 1st Embodiment, and a different point is mainly demonstrated.

図２に示すように、地絡検出装置として接点付ヒューズ２３が適用される。すなわち、太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所に設けられた接地線２０の途中に、地絡検出装置としての接点付ヒューズ２３が設けられている。第１の実施形態と同様に、接続箱１１内に自動開閉機能が設けられる場合は、接続箱１１の自動開閉器機能として接点付ヒューズを設ける。接地線２０が設けられた任意の箇所（接続点Ｓ）は、接続箱１１とパワーコンディショナ１２（接続点Ａ）の間のマイナス極端子の間がより好ましく、パワーコンディショナ１２（接続点Ａ）の間のマイナス極端子付近がさらに好ましい。このため、接地線２０と大地Ｇの間に接点付ヒューズ２３を設けることがさらに好ましい。   As shown in FIG. 2, a contact-attached fuse 23 is applied as a ground fault detection device. That is, a contact-attached fuse 23 as a ground fault detection device is provided in the middle of the ground wire 20 provided at an arbitrary location on the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12. As in the first embodiment, when an automatic opening / closing function is provided in the connection box 11, a fuse with a contact is provided as an automatic switch function of the connection box 11. An arbitrary location (connection point S) where the grounding wire 20 is provided is more preferably between the negative terminal between the connection box 11 and the power conditioner 12 (connection point A), and the power conditioner 12 (connection point A). More preferably, the vicinity of the negative pole terminal between For this reason, it is more preferable to provide a contact-attached fuse 23 between the ground wire 20 and the ground G.

接点付ヒューズ２３は、太陽電池アレイ１０及び太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線の地絡、すなわち直流地絡を検出する地絡検出装置として機能し、ヒューズ２４及びヒューズ２４の切断を検知する検知器２５を備えている。ヒューズ２４は、予め設定された電流値以上の電流が流れると接地線２０の大地との接続状態を切断するようになっている。また、検知器２５は、ヒューズ２４が切断されたことを受けて、パワーコンディショナ１２に対してパワーコンディショナ１２を停止するための停止信号を出力する。   The fuse with contacts 23 functions as a ground fault detection device that detects the ground fault of the solar cell array 10 and the wiring between the solar battery array 10 and the power conditioner 12, that is, a DC ground fault. A detector 25 for detecting disconnection is provided. The fuse 24 cuts off the connection state of the ground line 20 with the ground when a current exceeding a preset current value flows. Further, the detector 25 outputs a stop signal for stopping the power conditioner 12 to the power conditioner 12 in response to the fuse 24 being cut.

このような太陽光発電システムにおいて、何れかの箇所、例えば太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線の一部に地絡が生じた場合には、地絡した箇所と大地とが電気的に接続された状態となり、接地線を介してループ回路が形成され、接地線２０を介して接点付ヒューズ２３に地絡電流が流れる。接点付ヒューズ２３では、漏れ電流による誤検知を避けるように、予め定められた電流値（例えば、０．５Ａ）以上の電流が流れるとヒューズ２４が切断される。これにより接地線２０の大地との接続状態が切断されループ回路が遮断されることとなる。   In such a solar power generation system, when a ground fault occurs in any part, for example, a part of the wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, the ground fault part and the ground An electrically connected state is established, a loop circuit is formed through the ground wire, and a ground fault current flows through the ground wire 20 to the fuse with contact 23. In the contact-attached fuse 23, the fuse 24 is cut when a current of a predetermined current value (for example, 0.5 A) or more flows so as to avoid erroneous detection due to a leakage current. As a result, the ground wire 20 is disconnected from the ground and the loop circuit is interrupted.

また、検知器２５は、ヒューズ２４が切断されたことを検知して、パワーコンディショナ１２にパワーコンディショナ１２を停止するための停止信号を出力する。これにより、パワーコンディショナ１２の表示器１２ａに地絡検出装置としての接点付ヒューズ２３が地絡を検出した旨が表示されるとともにパワーコンディショナ１２の運転が停止される。また、接地線２０に接点付ヒューズ２３を設けずに、接続箱１１内に自動開閉機能を設ける場合は、検知器２５は接続箱１１の内部に設けて、接続箱１１の自動開閉器機能の接点付ヒューズ（図示せず）により接続箱１１の開閉器機能も解列され太陽電池アレイ１０を開放し、検知器２５は、ヒューズが切断されたことを検知してもよい。   The detector 25 detects that the fuse 24 has been cut and outputs a stop signal for stopping the power conditioner 12 to the power conditioner 12. Thereby, it is displayed on the indicator 12a of the power conditioner 12 that the fuse with contact 23 as a ground fault detection device has detected a ground fault, and the operation of the power conditioner 12 is stopped. Further, in the case where an automatic opening / closing function is provided in the connection box 11 without providing the fuse 23 with a contact on the ground wire 20, the detector 25 is provided inside the connection box 11, and the automatic switching function of the connection box 11 is provided. The switch function of the connection box 11 is also disconnected by a contact-attached fuse (not shown) to open the solar cell array 10, and the detector 25 may detect that the fuse has been cut.

このように、太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所に接地線２０を設け、この接地線２０に地絡検出装置として接点付ヒューズを配置することで、太陽電池アレイ１０及び太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線の地絡、すなわち直流地絡を簡易かつ低コストな回路で確実に検出することができる。また、接点付ヒューズ２３は、地絡電流を検出するための電流値の閾値を設定しているため、太陽電池アレイ１０に蓄積された電荷による漏れ電流を地絡電流として誤検出することを防止する。   In this way, by providing the ground wire 20 at an arbitrary location on the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, and by arranging a fuse with a contact as a ground fault detection device on the ground wire 20. The ground fault of the solar cell array 10 and the wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, that is, the DC ground fault can be reliably detected with a simple and low-cost circuit. Moreover, since the fuse 23 with a contact point sets a threshold value of a current value for detecting a ground fault current, it is possible to prevent erroneous detection of a leakage current due to charges accumulated in the solar cell array 10 as a ground fault current. To do.

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態の太陽光発電システムは、第１の実施形態同様に、地絡検出装置１３がＣＴ１５、開閉器１６及びこれらの制御部１７を備えている。本実施形態の太陽光発電システムが第１の実施形態と異なる点は、接地線２０の接続点Ｓ、すなわち、地絡検出装置１３よりもパワーコンディショナ１２側に直流電源２０を設けた点である。第１の実施形態と同様に、接地線２０が設けられた任意の箇所（接続点Ｓ）は、接続箱１１とパワーコンディショナ１２（接続点Ａ）の間のマイナス極端子の間がより好ましく、パワーコンディショナ１２（接続点Ａ）の間のマイナス極端子付近がさらに好ましい。このため、接地線２０と大地Ｇの間に開閉器１６を設けることがさらに好ましい。
以下、本実施形態の太陽光発電システムについて、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the photovoltaic power generation system of the present embodiment, the ground fault detection device 13 includes the CT 15, the switch 16, and these control units 17, as in the first embodiment. The solar power generation system of the present embodiment is different from the first embodiment in that the DC power supply 20 is provided on the power conditioner 12 side of the connection point S of the ground wire 20, that is, the ground fault detection device 13. is there. As in the first embodiment, the arbitrary location (connection point S) where the ground wire 20 is provided is more preferably between the negative terminal between the connection box 11 and the power conditioner 12 (connection point A). Further, the vicinity of the negative electrode terminal between the power conditioners 12 (connection point A) is more preferable. For this reason, it is more preferable to provide the switch 16 between the ground wire 20 and the ground G.
Hereinafter, about the solar power generation system of this embodiment, description is abbreviate | omitted about the point which is common in 1st Embodiment, and a different point is mainly demonstrated.

上述したように、本実施形態における太陽光発電システムにおいては、太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所（接続点Ｓ）に設けられた接地線２０に、直流電源１８及び直流電源１８と並列に地絡電流が流れたときに直流電源１８を保護するためのバイパスダイオード１９が設けられている。直流電源１８は、接地線２０に対して所定の電圧を供給するものであり、接地線２０の接続点Ｓの対地電圧を直流電源１８が供給する直流電圧分だけシフトさせることができる。これにより、配線の抵抗損出で接続点Ｓよりもマイナス側へシフトしていた太陽電池アレイ１０のマイナス極側出力部分（接続点Ｂ）の対地電圧は、直流電源１８が供給する直流電圧分だけプラス側にシフトさせることができる。   As described above, in the solar power generation system according to the present embodiment, the ground line 20 provided at an arbitrary location (connection point S) of the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12 is connected. A bypass diode 19 for protecting the DC power supply 18 when a ground fault current flows in parallel with the DC power supply 18 and the DC power supply 18 is provided. The DC power supply 18 supplies a predetermined voltage to the ground line 20, and the ground voltage at the connection point S of the ground line 20 can be shifted by the DC voltage supplied by the DC power supply 18. As a result, the ground voltage of the negative pole side output portion (connection point B) of the solar cell array 10 that has shifted to the negative side from the connection point S due to the resistance loss of the wiring is equal to the DC voltage supplied by the DC power supply 18. Can only be shifted to the plus side.

なお、直流電源１８としては、系統電力を利用した直流定電圧装置や、蓄電池装置でも良いが、太陽光発電システムの運転に対応して直流電圧を発生し、太陽光発電システムと同じ寿命が想定できる太陽電池がより好ましく、この場合にはバイパスダイオードにより太陽電池の短絡電流を流すことでその保護を図ることができる。直流電源としての太陽電池は、メンテナンスフリーであるとともに、太陽光発電システムの発電時に併せて直流電圧を発生するので、太陽光発電システムの独立運用性がより向上して好ましい。   The DC power source 18 may be a DC constant voltage device or a storage battery device using system power, but generates a DC voltage corresponding to the operation of the photovoltaic power generation system and assumes the same life as the photovoltaic power generation system. A solar cell that can be used is more preferable. In this case, the protection can be achieved by passing a short-circuit current of the solar cell through a bypass diode. A solar cell as a DC power source is maintenance-free and generates a DC voltage at the time of power generation by the solar power generation system, which is preferable because the independent operability of the solar power generation system is further improved.

ここで、対地電圧がゼロとなる箇所が存在すると、その箇所に地絡電流が流れず、地絡を検出することができないため、直流電源１８が供給する直流電圧は、少なくとも太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線抵抗による電圧損失以上の値に設定する必要がある。すなわち、本実施形態においては、接地線２０が太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線に設けられているため、接続点Ａと接続点Ｂとの間の配線による電圧損失以上の値に設定する必要がある。また、太陽電池アレイのマイナス出力部分（Ｂ点）が地絡した場合には、地絡検出装置１３が太陽電池アレイ１０の漏れ電流との誤検出を避けるためには、漏れ電流の電流値以上の直流電流を供給できることも必要である。   Here, if there is a place where the ground voltage is zero, the ground fault current does not flow in that place and the ground fault cannot be detected. Therefore, the DC voltage supplied by the DC power supply 18 is at least that of the solar cell array 10. It is necessary to set the value to be equal to or higher than the voltage loss due to the wiring resistance with the power conditioner 12. That is, in this embodiment, since the ground line 20 is provided in the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, the voltage due to the wiring between the connection point A and the connection point B It must be set to a value greater than the loss. In addition, when the negative output portion (point B) of the solar cell array has a ground fault, the ground fault detection device 13 is more than the current value of the leakage current in order to avoid erroneous detection with the leakage current of the solar cell array 10. It is also necessary to be able to supply the direct current.

さらに、図３において、例えば、太陽電池アレイのマイナス出力部分（Ｂ点）で地絡が生じた場合には、直流電源１８から供給される電流が、太陽電池アレイのプラス出力部分（Ｃ点）で地絡が生じた場合には太陽電池アレイ１０の短絡電流が、接地線２０に地絡電流として流れるため、何れかの電流の電流値の小さい方を地絡検出装置１３が地絡を検出する際の電流値の閾値とする。すなわち、地絡検出装置１３は、太陽電池アレイのマイナス出力部分（Ｂ点）が地絡した場合の地絡電流値以上に設定された直流電源の電流値または、太陽電池アレイのプラス出力部分（Ｃ点）で地絡が生じた場合の太陽電池アレイ１０の短絡電流の何れか小さい方の電流値を基準として、この電流値以上の電流が所定の時間以上に地絡検出装置１３を流れた場合に地絡を検出する。   Further, in FIG. 3, for example, when a ground fault occurs in the negative output portion (point B) of the solar cell array, the current supplied from the DC power supply 18 is changed to the positive output portion (point C) of the solar cell array. When a ground fault occurs, the short-circuit current of the solar cell array 10 flows as a ground fault current to the ground line 20, so that the ground fault detection device 13 detects the ground fault of the smaller one of the current values. The threshold value of the current value when That is, the ground fault detection device 13 determines the current value of the DC power source set to be equal to or higher than the ground fault current value when the negative output portion (point B) of the solar cell array is grounded, or the positive output portion of the solar cell array ( With reference to the smaller current value of the short-circuit current of the solar cell array 10 when a ground fault occurs at point C), a current greater than this current value has flowed through the ground fault detection device 13 over a predetermined time. Detect ground faults in case.

このような太陽光発電システムにおいて、何れかの箇所、例えば太陽電池アレイ１０の一部に地絡が生じた場合には、地絡した箇所と大地Ｇとが電気的に接続された状態となり、接地線を介してループ回路が形成され、接地線２０の途中に設置したＣＴ１５が地絡電流を検出する。ＣＴ１５と制御部１７では、予め定められた、配線間の電圧損失及び漏れ電流の電流値以上に設定された直流電源の電流値または、太陽電池アレイ１０の短絡電流の何れか小さい方の電流値以上の電流が予め定められた時間（例えば、１０秒以上）流れたか否かを監視している。地絡電流が流れると、形成されたループ回路が切断されるまでＣＴ１５で地絡電流を検出することとなるため、ＣＴ１５は地絡の検出に基づいて、制御部１７が地絡を判断する。   In such a photovoltaic power generation system, when a ground fault occurs in any location, for example, a part of the solar cell array 10, the ground fault location and the ground G are electrically connected, A loop circuit is formed through the ground wire, and the CT 15 installed in the middle of the ground wire 20 detects the ground fault current. In the CT 15 and the control unit 17, a current value of a DC power source set to be equal to or higher than a predetermined voltage loss between wirings and a current value of leakage current or a short-circuit current of the solar cell array 10, whichever is smaller. It is monitored whether or not the above current has flowed for a predetermined time (for example, 10 seconds or more). When the ground fault current flows, the ground fault current is detected by the CT 15 until the formed loop circuit is disconnected. Therefore, the control unit 17 determines the ground fault based on the detection of the ground fault.

制御部１７は、地絡発生の判断を行うと、パワーコンディショナ１２にパワーコンディショナ１２を停止するための停止信号を出力する。また、制御部１７は、開閉器１６に接地線２０と大地との接続状態を切り離すための開閉器開放信号を出力する。また開閉器１６を接地線２０に設けない場合は、接続箱１１内に自動開閉機能を設けて、接続箱１１の自動開閉器機能（図示せず）に対しても開放信号を出力しても良い。これにより、パワーコンディショナ１２の表示器１２ａに地絡検出装置１３が地絡を検出した旨が表示されるとともにパワーコンディショナ１２の運転が停止される。また、開閉器１６が解列されて地絡検出装置と大地との接続が切り離されてループ回路が切断され、接続箱１１の自動開閉器機能も解列されて太陽電池アレイ１０を開放しても良い。   When determining that the ground fault has occurred, the control unit 17 outputs a stop signal for stopping the power conditioner 12 to the power conditioner 12. Further, the control unit 17 outputs a switch opening signal for disconnecting the connection state between the ground line 20 and the ground to the switch 16. Further, when the switch 16 is not provided on the grounding wire 20, an automatic opening / closing function is provided in the connection box 11, and an open signal is also output to the automatic switch function (not shown) of the connection box 11. good. Thereby, the fact that the ground fault detection device 13 has detected a ground fault is displayed on the display 12a of the power conditioner 12, and the operation of the power conditioner 12 is stopped. In addition, the switch 16 is disconnected, the connection between the ground fault detection device and the ground is disconnected, the loop circuit is disconnected, the automatic switch function of the connection box 11 is also disconnected, and the solar cell array 10 is opened. Also good.

このように、太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所に接地線２０を設け、この接地線２０に直流電源１８を設けるとともに地絡検出装置１３を配置することで、太陽電池アレイ１０及び太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線の地絡、すなわち直流地絡をさらに確実に検出することができる。また、直流電源１８の供給可能な電流値を適宜設定することができ、これに応じて、地絡検出装置１３のＣＴ１５が地絡電流を検出するための電流値として、太陽電池アレイのマイナス出力点が地絡した場合の地絡電流値以上に設定された直流電源の電流値または、太陽電池アレイ１０の短絡電流の何れか小さい方の電流値を予め定めているため、地絡検出ができない箇所がなくなり、確実に地絡を検出することができ、太陽光発電システムの信頼性が向上する。   As described above, the ground wire 20 is provided at an arbitrary location on the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, the DC power source 18 is provided on the ground wire 20, and the ground fault detection device 13 is disposed. By doing so, the ground fault of the solar cell array 10 and the wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, that is, the DC ground fault can be detected more reliably. In addition, the current value that can be supplied from the DC power source 18 can be set as appropriate, and in accordance with this, the CT 15 of the ground fault detection device 13 detects the ground fault current as a current value for detecting the ground fault current. Since the current value of the DC power source set to be equal to or higher than the ground fault current value when the point is grounded or the short-circuit current of the solar cell array 10 is determined in advance, the ground fault cannot be detected. The location is eliminated, and a ground fault can be reliably detected, improving the reliability of the photovoltaic power generation system.

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態の太陽光発電システムは、第２の実施形態と同様に地絡検出装置１３が接点付ヒューズであり、第３の実施形態と同様に接地線２０の地絡検出装置１３よりもパワーコンディショナ１２側に直流電源１８を設けている。以下、本実施形態の太陽光発電システムについて、第２の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the photovoltaic power generation system of this embodiment, the ground fault detection device 13 is a contact-attached fuse as in the second embodiment, and the power is higher than the ground fault detection device 13 of the ground wire 20 as in the third embodiment. A DC power source 18 is provided on the conditioner 12 side. Hereinafter, about the solar power generation system of this embodiment, description is abbreviate | omitted about the point which is common in 2nd Embodiment, and a different point is mainly demonstrated.

上述したように、本実施形態における太陽光発電システムは、太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所（接続点Ｓ）に設けられた接地線２０に、直流電源１８及び直流電源１８と並列に直流電源１８を保護するためのバイパスダイオード１９が設けられている。また、接地線２０に、地絡検出装置として、ヒューズ２４及び検知器２５からなる接点付ヒューズ２３が設けられている。   As described above, the photovoltaic power generation system according to the present embodiment is connected to the ground line 20 provided at an arbitrary location (connection point S) of the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12. A bypass diode 19 for protecting the DC power supply 18 is provided in parallel with the DC power supply 18 and the DC power supply 18. The ground wire 20 is provided with a contact-attached fuse 23 including a fuse 24 and a detector 25 as a ground fault detection device.

このような太陽光発電システムにおいて、何れかの箇所、例えば太陽電池アレイ１０の一部に地絡が生じた場合には、地絡した箇所と大地とが電気的に接続された状態となり、接地線を介してループ回路が形成され、接地線２０を介して接点付ヒューズ２３に地絡電流が流れる。接点付ヒューズ２３では、予め定められた、太陽電池アレイのマイナス出力部分が地絡した場合の地絡電流値以上に設定された直流電源１８の電流値または、太陽電池アレイ１０の短絡電流の何れか小さい方の電流値以上の電流が流れるとヒューズ２４が切断される。これにより接地線２０の大地との接続状態が切断されループ回路が遮断されることとなる。   In such a photovoltaic power generation system, when a ground fault occurs in any part, for example, a part of the solar cell array 10, the ground fault part and the ground are electrically connected, and grounding is performed. A loop circuit is formed via the wire, and a ground fault current flows through the grounded wire 20 to the contact-attached fuse 23. In the fuse 23 with a contact, either a predetermined current value of the DC power source 18 set to be equal to or higher than a ground fault current value when a negative output portion of the solar battery array is grounded or a short-circuit current of the solar battery array 10 is selected. When a current greater than the smaller current value flows, the fuse 24 is cut. As a result, the ground wire 20 is disconnected from the ground and the loop circuit is interrupted.

また、検知器２５は、ヒューズ２４が切断されたことを検知して、パワーコンディショナ１２にパワーコンディショナ１２を停止するための停止信号を出力する。これにより、パワーコンディショナ１２の表示器１２ａに地絡検出装置としての接点付ヒューズ２３が地絡を検出した旨が表示されるとともにパワーコンディショナ１２の運転が停止される。また、接地線２０に接点付ヒューズ２３を設けずに、接続箱１１内に自動開閉機能を設ける場合は、検知器２５は、接続箱内に設けて、接続箱１１の自動開閉器機能の接点付ヒューズ（図示せず）により接続箱の自動開閉器機能も解列され、検知器２５は、ヒューズが切断されたことを検知しても良い。   The detector 25 detects that the fuse 24 has been cut and outputs a stop signal for stopping the power conditioner 12 to the power conditioner 12. Thereby, it is displayed on the indicator 12a of the power conditioner 12 that the fuse with contact 23 as a ground fault detection device has detected a ground fault, and the operation of the power conditioner 12 is stopped. Further, when the automatic opening / closing function is provided in the connection box 11 without providing the fuse 23 with a contact on the ground wire 20, the detector 25 is provided in the connection box, and the contact of the automatic switching function of the connection box 11. The automatic switch function of the junction box is also disconnected by an attached fuse (not shown), and the detector 25 may detect that the fuse has been cut.

このように、太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所に接地線２０を設け、この接地線２０に直流電源１８を設けるとともに地絡検出装置として接点付ヒューズを配置することで、太陽電池アレイ１０及び太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２との間の配線の地絡、すなわち直流地絡を簡易で安価なシステムで確実に検出することができる。   As described above, the ground wire 20 is provided at an arbitrary location on the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, the DC power source 18 is provided on the ground wire 20, and the ground fault detection device is provided with a contact. By arranging the fuse, the ground fault of the solar cell array 10 and the wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12, that is, the DC ground fault can be reliably detected with a simple and inexpensive system.

また、接点付ヒューズ２３は、地絡電流を検出するための電流値の閾値を設定しているため、太陽電池アレイ１０に蓄積された電荷による漏れ電流を地絡電流として誤検出することを防止する。また、直流電源の供給可能な電流値を適宜設定することができ、これに応じて、ヒューズ２４が地絡電流を検出するための電流値として、漏れ電流の電流値以上に設定された直流電源の電流値または、太陽電池アレイ１０の短絡電流の何れか小さい方の電流値を予め定めているため、地絡検出ができない箇所がなくなり、確実に地絡を検出することができ、太陽光発電システムの信頼性が向上する。   Moreover, since the fuse 23 with a contact point sets a threshold value of a current value for detecting a ground fault current, it is possible to prevent erroneous detection of a leakage current due to charges accumulated in the solar cell array 10 as a ground fault current. To do. Further, the current value that can be supplied by the DC power supply can be set as appropriate, and the DC power supply that is set to be equal to or higher than the current value of the leakage current as the current value for the fuse 24 to detect the ground fault current can be set accordingly. Current value or the short-circuit current of the solar cell array 10 is determined in advance, so that there is no place where the ground fault cannot be detected, and the ground fault can be reliably detected. System reliability is improved.

なお、上記した第３の実施形態及び第４の実施形態においては、直流電源１８を設けた接地線２０を太陽電池アレイ１０とパワーコンディショナ１２の間のマイナス極端子側配線の任意の箇所に設けたが、直流電源１８を設けた接地線２０はプラス極側配線の任意の箇所に設けられてもよい。この場合には、接地線２０に設ける直流電源１８は、図３に示す、太陽電池アレイ１０のプラス極出力端子（接続点Ｃ）とパワーコンディショナ１２のプラス極側入力端子（接続点Ｄ）との間の電圧損失以上の直流電圧を供給できることが要求される。   In the third embodiment and the fourth embodiment described above, the ground line 20 provided with the DC power supply 18 is provided at an arbitrary location on the negative electrode terminal side wiring between the solar cell array 10 and the power conditioner 12. Although provided, the ground line 20 provided with the DC power supply 18 may be provided at an arbitrary position of the positive electrode side wiring. In this case, the DC power supply 18 provided on the ground line 20 includes a positive electrode output terminal (connection point C) of the solar cell array 10 and a positive electrode side input terminal (connection point D) of the power conditioner 12 shown in FIG. It is required to be able to supply a DC voltage greater than the voltage loss between the two.

１０ 太陽電池アレイ
１０ａ 太陽電池パネル
１１ 接続箱
１２ パワーコンディショナ
１２ａ 表示器
１３ 地絡検出装置
１４ 絶縁トランス
１５ ＣＴ（カレントトランスフォーマー）
１６ 開閉器
１７ 制御器
１８ 直流電源
１９ バイパスダイオード
２０ 接地線
２３ 接点付ヒューズ
２４ ヒューズ
２５ 検知器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar cell array 10a Solar cell panel 11 Connection box 12 Power conditioner 12a Indicator 13 Ground fault detection apparatus 14 Insulation transformer 15 CT (current transformer)
16 Switch 17 Controller 18 DC power supply 19 Bypass diode 20 Ground wire 23 Fuse with contacts 24 Fuse 25 Detector

Claims (5)

ガラス基板上に形成された薄膜型太陽電池パネルを複数接続した太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイにより発電された直流電力を交流電力に変換する絶縁トランスを保有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムであって、
前記パワーコンディショナ又は、前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間のマイナス極端子側配線に接地線を設け、該接地線の途中に地絡検出手段を設けたことを特徴とする太陽光発電システム。 A solar cell array in which a plurality of thin-film solar cell panels formed on a glass substrate are connected, and a power conditioner having an insulating transformer that converts DC power generated by the solar cell array into AC power. A solar power generation system,
A solar light characterized in that a grounding wire is provided on the power conditioner or a negative electrode terminal side wiring between the solar cell array and the power conditioner, and a ground fault detecting means is provided in the middle of the grounding wire. Power generation system. 前記地絡検出手段において地絡を検出する際の電流設定値は、前記太陽電池アレイの漏れ電流の電流値よりも大きい電流値に設定されているとともに、所定時間以上検出された場合に地絡と判断することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。   The current setting value for detecting a ground fault in the ground fault detecting means is set to a current value larger than the current value of the leakage current of the solar cell array, and when the ground fault is detected for a predetermined time or more, The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein ガラス基板上に形成された薄膜型太陽電池パネルを複数接続した太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイにより発電された直流電力を交流電力に変換する絶縁トランスを保有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムであって、
前記パワーコンディショナ又は、前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間に接地線を設け、該接地線の途中に直流電源と地絡検出手段とを設けたことを特徴とする太陽光発電システム。 A solar cell array in which a plurality of thin-film solar cell panels formed on a glass substrate are connected, and a power conditioner having an insulating transformer that converts DC power generated by the solar cell array into AC power. A solar power generation system,
A photovoltaic power generation system characterized in that a ground wire is provided between the power conditioner or the solar cell array and the power conditioner, and a DC power source and a ground fault detection means are provided in the middle of the ground wire. . 前記直流電源が供給する電圧値は、少なくとも前記太陽電池アレイと前記パワーコンディショナとの間の配線による電圧降下に相当する電圧値であり、及び前記直流電源が供給する電流値は、太陽電池アレイのマイナス出力点が地絡した場合の地絡電流よりも大きい電流値であることを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電システム。   The voltage value supplied by the DC power supply is at least a voltage value corresponding to a voltage drop due to wiring between the solar cell array and the power conditioner, and the current value supplied by the DC power supply is a solar cell array. The photovoltaic power generation system according to claim 3, wherein the negative output point has a current value larger than a ground fault current when a ground fault occurs. 前記地絡検出手段において地絡を検出する際の電流設定値は、前記太陽電池アレイの短絡電流の電流値又は前記直流電源が供給する電流の電流値の何れか小さい方の電流値であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の太陽光発電システム。   The current setting value when detecting a ground fault in the ground fault detection means is a current value of the smaller one of the short-circuit current value of the solar cell array or the current value supplied by the DC power supply. The solar power generation system according to claim 3 or 4, characterized by the above.
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