JP2010279234A

JP2010279234A - 太陽光発電装置

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Publication number: JP2010279234A
Application number: JP2009132351A
Authority: JP
Inventors: Goro Sasaki; 吾朗佐々木; Kenichi Hirotsu; 研一弘津
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】大規模システムにおいてもインバータの補修や交換等に対する運用コストを低減することのできる太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】この太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネル１０１を含む太陽電池アレイ１０３と、当該太陽電池アレイ１０３の出力を直流から交流に変換し電力ケーブル１０５に供給する小容量インバータを含むインバータユニット１０４とを有する太陽電池アレイユニット１０２を複数備え、前記インバータは、ＳｉＣスイッチング素子を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は電力供給用の大規模な太陽光発電装置に関する。

特許文献１には、複数の太陽電池パネルを含む太陽電池アレイを複数備えた太陽光発電システムが記載されている。この太陽光発電システムでは、各太陽電池アレイが電力ケーブルにより集電箱に接続され、各太陽電池アレイからの直流電力が集電箱で集電される。集電された直流電力はインバータに入力され、インバータはその直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給する。

特開２０００−１１２５４５号公報

特許文献１に記載されたような太陽光発電システムでは、Ｓｉ−ＩＧＢＴを有するインバータが一般的に用いられる。このインバータの寿命は１０年程度であり、３０年程度の寿命を有する太陽電池パネルよりもかなり短い。このため、インバータの補修や交換等のコストがかさんでしまう。特にＭＷ級やＧＷ級の大規模なシステムになると、大容量のインバータが複数必要になり、それだけ運用コストが増加してしまう。

本発明は、このような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、大規模システムにおいてもインバータの補修や交換等に対する運用コストを低減することのできる太陽光発電装置を提供することを目的とするものである。

上述の目的を達成するために、本発明は、複数の太陽電池パネルを含む太陽電池アレイと、当該太陽電池アレイの出力を直流から交流に変換し電力ケーブルに供給する小容量インバータを含むインバータユニットとを有する太陽電池アレイユニットを複数備え、前記インバータは、ＳｉＣスイッチング素子を有する太陽光発電装置を提供する。

この太陽光発電装置では、小容量インバータを含むインバータユニットを太陽電池アレイごとに設け、当該インバータで太陽電池アレイの出力を直流から交流に変換して電力ケーブルに供給し集電するようになっている。小容量インバータはＳｉＣスイッチング素子を有している。ＳｉＣスイッチング素子はＳｉ−ＩＧＢＴよりも高速なスイッチングが可能であり、各太陽電池アレイにおける小容量インバータに必要なコンデンサをより小容量化することができ、劣化し易い電解コンデンサの使用を避けることができる。またＳｉＣスイッチング素子は高温でも高効率・安定動作が可能であり、しかも太陽電池アレイごとにインバータユニットを設けることでインバータを小容量化しているので、発熱量は抑えられる。このため、冷却ファン等によるインバータユニットの冷却が不要となり、冷却ファンの故障による回路の劣化、破損等が回避される。これによって、太陽電池パネルと同等以上にインバータを長寿命化し、インバータの補修や交換等の頻度が抑えられると共に稼働率が向上する。さらにインバータの寿命が太陽電池パネルと同等以上になれば、太陽電池パネルとインバータの交換等を同時に行うことが可能となる。したがって、太陽電池アレイごとにインバータユニットを設けても、それによるメンテナンス負担やコストは抑えられる。その結果、ＭＷ級やＧＷ級の大規模システムにおいても、太陽光発電装置の運用コストを低減することが可能となる。

この太陽光発電装置において、前記インバータは、主回路において蓄電・放電するためのコンデンサにフィルムコンデンサ又はセラミックコンデンサを用いることができる。劣化し易い電解コンデンサではなく、フィルムコンデンサやセラミックコンデンサをインバータに用いることで、インバータの寿命を延ばすことが可能となる。

本発明の一実施態様において、前記インバータユニットは、少なくとも前記インバータを収納する密閉筐体を有することができる。上述のようにＳｉＣスイッチング素子を用いたインバータは高温動作が可能であり、インバータ自体の小容量化により発熱量も抑えられている。このため、冷却ファン等によるインバータユニットの冷却は不要であり、インバータなどを密閉筐体に収容することが可能となる。密閉筐体にインバータなどを収納して、雨や外気が内部に侵入するのを防ぐことで、塩害による内部基板の劣化等を避けることができる。これによって、インバータユニットのさらなる長寿命化を図ることが可能となる。

本発明の一実施態様において、前記インバータユニットは、監視部と、前記電力ケーブルを介して前記監視部による監視結果を伝送するための電力線通信部とを更に含むようにしてもよい。

これによって、太陽電池アレイごとにインバータユニットを設けてＭＷ級やＧＷ級の大規模システムを構築する場合でも、インバータユニットや太陽電池アレイの不良や故障等を監視することができ、ただちにその異常を発見できる。太陽電池アレイごとにインバータを設けることで太陽電池アレイに含まれる太陽電池パネルの数が比較的少なくなるため、太陽電池パネル側に異常や不都合があっても、その原因箇所が特定し易い。さらに、電力ケーブルを介して監視結果が伝送されるので、別途通信線を敷設する必要がなくなる。ＭＷ級のシステムでは、太陽電池パネルの枚数が数万枚、敷設面積が数十万ｍ^２以上必要となる。このため、ＭＷ級やＧＷ級の大規模システムにおいて太陽電池アレイごとにインバータユニットを設けると、通信線の敷設数や距離が大きくなり、監視結果を伝送するシステムの構築コストが著しく大きくなってしまう。別途通信線を敷設せず電力ケーブルを利用することで、ＭＷ級やＧＷ級のように規模が大きいシステムでも、通信系を構築・メンテナンスする負担やコストが低減される。したがって、通信系を構築・メンテナンスする負担やコストを抑えつつ、インバータユニットの不良等を早期に発見することでインバータユニットの長寿命化が図られ、さらには不良等があった場合でも効率的に対応することが可能となる。よって、太陽光発電装置の運用コストがさらに低減される。

この場合、太陽光発電装置は、前記電力ケーブルを介して複数の前記電力線通信部と多重通信する通信装置を更に備え、前記電力ケーブルは、集電器によりスター状に配線され、各電力線通信部と前記通信装置とは、前記スター状配線における末端部に各電力線通信部を接続すると共に前記スター状配線における起端部に前記通信装置を接続することにより、スター型ネットワークを構成するようにしてもよい。

これによって、ＭＷ級やＧＷ級の大規模システムで電力線通信部の数が膨大になる場合であっても、電力ケーブルの配線形態を活用しつつ、それら電力線通信部の情報を効率的に収集できるシステムを構築することができ、太陽光発電装置の効率的な運用、ひいては運用コストの低減が図られる。なお、ここでの通信装置は、電力線通信部の親機としての装置であってもよいし、リピータであってもよい。

さらに、太陽光発電装置において、前記太陽電池パネルの撮像画像を前記インバータユニットに供給するカメラを更に備え、前記電力線通信部は、前記電力ケーブルを伝送路として、前記カメラの撮像画像を前記監視結果に含めて、又は前記監視結果とは別に伝送するようにしてもよい。この撮像画像を収集・蓄積することで、太陽電池パネルの状態を容易に把握することが可能となり、不良や故障等の原因を迅速に特定することができ、その結果、太陽光発電装置の運用コストの低減が図られる。

以上説明した通り、本発明によれば、ＳｉＣスイッチング素子を有するインバータを含むインバータユニットを太陽電池アレイごとに設けることでインバータユニットを長寿命化することができ、システムの規模が大きくなっても太陽光発電装置の運用コストが低減される。

本実施の形態における太陽光発電装置の概略構成を示す図である。小規模アレイユニットを背面から見た外観の一例を示す図である。インバータユニットの機能的及び回路的構成の一例を示す図である。太陽光発電装置における通信系の全体構成の一例を示す図である。ＧＷ級の太陽光発電システムの構成例を示す図である。太陽光発電装置の別の構成例を示す図である。

図１は本実施の形態における太陽光発電装置の概略構成を示す図である。この実施の形態において、本発明は１０ＭＷの発電容量を有する大規模太陽光発電装置１００として構成される。この大規模太陽光発電装置１００では、約３０万ｍ^２の敷設面積に約７万枚の太陽電池パネル１０１が配置される。この構成の太陽光発電装置を複数組み合わせることでＧＷ級の発電システムを実現することも可能である。

太陽光発電装置１００は、２．５ＭＷの電力を供給可能で同様の構成を有する４つの系を備える。各系は、９６０個の小規模アレイユニット１０２を備える。各小規模アレイユニット１０２は小規模アレイ１０３（太陽電池アレイ）とインバータユニット１０４とを備える。小規模アレイ１０３は、所望の電力を得るように適宜直列又は並列に接続された複数の太陽電池パネル１０１を有する。ここでは、小規模アレイ１０３は７０枚の太陽電池パネル１０１を有する。直列に接続された１４枚の太陽電池パネル１０１から構成されるパネル群を５つ並列に接続することで、小規模アレイ１０３を構成することができる。インバータユニット１０４は、小規模アレイ１０３ごとに設けられ、小規模アレイ１０３の出力を小容量インバータにより直流から交流に変換して電力ケーブル１０５に供給する。インバータの定格出力電力は１０ｋＷ以下、例えば４ｋＷであり、ＤＣ６００ＶをＡＣ４００Ｖに変換して電力ケーブル１０５に供給する。

各系において、小規模アレイユニット１０２の出力は電力ケーブル１０５により集電箱１０６、１０７、バスダクト１０８で集電される。集電箱１０６では、この図上で横方向に配列された４０個の小規模アレイユニット１０２それぞれからの電力ケーブル１０５が接続され、それら小規模アレイユニット１０２の交流出力（ＡＣ４００Ｖ、６．８Ａ）が集電される。集電箱１０７では、４つの集電箱１０６で集電された電力がさらに集電される。バスダクト１０８では、６つの集電箱１０７からの出力（ＡＣ４００Ｖ、１０９２Ａ）がバスバに接続され集電される。バスバにおける３相の各相には２つの集電箱１０７からの出力が並列にそれぞれ接続される。バスダクト１０８の出力側には３相３線の電力ケーブル１０５により昇圧トランス１０９、１１０が接続されている。昇圧トランス１０９、１１０により、比較的大電流低圧の電力を比較的低電流高圧の電力に変換する。昇圧トランス１０９には、バスダクト１０８からの電圧ＡＣ４００Ｖ（電流２１８４Ａ）が入力され、６．６ｋＶ（２２４Ａ）まで昇圧する。昇圧トランス１１０は、その電圧をＡＣ２２ｋＶ（６６．１Ａ）まで昇圧する。このような各系の出力が集められることで、太陽光発電装置１００の出力（ＡＣ２２ｋＶ，２６４Ａ）が得られる。この出力が電力系統に供給される。

このように本実施の形態における太陽光発電装置１００では、比較的小規模な太陽電池アレイ（小規模アレイ１０３）それぞれに対してインバータユニット１０４を設置し、比較的小電流低圧の交流電力を輸送・集電する。この構成では小容量インバータが利用でき、インバータにおける発熱量が抑えられる。また各アレイ１０３に含まれる太陽電池パネル１０１が少ないので、アレイ１０３単位で不良・故障等を検知できれば、その原因箇所を特定するのが容易となる。太陽光発電装置１００は、不良・故障等が起き難く、それらが生じた場合でも早期に原因を特定可能な構成を安価に実現する。

図２は小規模アレイユニットを背面から見た外観の一例を示す図である。上述のように各小規模アレイユニット１０２の小規模アレイ１０３は７０枚の太陽電池パネル１０１を備えているが、図２では便宜上、一部の太陽電池パネル１０１を示している。

この例では、各小規模アレイ１０３を構成する太陽電池パネル１０１の一つの背面に、インバータユニット１０４が配置されている。インバータユニット１０４は上述のインバータなどを密閉状態で収納する密閉型筐体２０１を有する。この密閉型筐体２０１には小規模アレイ１０３からのケーブル２０２が導入されると共に電力ケーブル１０５が導出される。これらケーブルの導入・導出部も封止され、筐体２０１は密閉される。この密閉型筐体２０１は、雨や外気が内部に侵入するのを防止する。例えば太陽光発電装置が海岸部に設置される場合には塩害により内部基板が劣化する可能性がある。密閉型筐体２０１はこのような劣化や故障からインバータなどを保護する。

図３はインバータユニットの機能的及び回路的構成の一例を示す図である。インバータユニット１０４は、図３Ａに示すように、インバータ３０１、モニタ部３０２、電力線通信部３０３を密閉型筐体２０１内に有する。インバータ３０１には、既述のとおり小規模アレイからＤＣ６００Ｖが入力され、インバータ３０１はＡＣ４００Ｖに変換して電力ケーブルに供給する。モニタ部３０２は、電圧や電流、発電量、温度等をモニタする。電力線通信部３０３は、電力ケーブルを介して、モニタ部３０２による監視結果を伝送する。

インバータ３０１の入力側には、図３Ｂに示すように太陽電池パネル１０１が接続され、出力側に電力ケーブルが接続される。なお、図３Ｂ上では小規模アレイを構成する複数の太陽電池パネル１０１を便宜上一つの回路で示している。インバータ３０１は、コンデンサ３０４乃至３０７、ＳｉＣトランジスタ３０８、３０９、ダイオード３１０、３１１、リアクトル３１２、３１３を備える。

この実施の形態におけるインバータ３０１では、ＳｉＣトランジスタ３０８、３０９を用いており、一般の太陽光発電装置のようにＳｉ−ＩＧＢＴを使用していない。インバータにＳｉ−ＩＧＢＴを使用する場合、インバータの寿命は１０年程度に留まり、３０年程度の寿命を有する太陽電池パネルより短くなってしまう。

インバータの寿命が短くなる主な原因の一つは、Ｓｉ−ＩＧＢＴを用いたインバータではスイッチング周波数が例えば５ｋＨｚ程度となってしまうことである。この場合、主回路において蓄電・放電するためのコンデンサ３０４乃至３０７に５０μＦのような比較的大きな容量が必要となり、電解コンデンサを使用する必要が生じる。電解コンデンサは劣化し易くインバータの長寿命化を阻害する。また比較的大容量のコンデンサ３０４乃至３０７を用いる都合上インバータのサイズも大きくなる。その結果、密閉化により塩害等から回路を保護することが困難となる。

他の一つは、Ｓｉ−ＩＧＢＴを使用する場合、連続稼動に冷却ファンが欠かせず、また密閉することも困難となってしまうことである。可動部を有する冷却ファンは故障により稼働率を低下させる要因となる。また冷却ファンの設置や交換等のため密閉性が犠牲となり、塩害等から回路を保護するのが難しくなる。

これに対し、各太陽電池アレイにおける小容量インバータ３０１においてＳｉＣトランジスタ３０８、３０９を使用すると、例えば５０ｋＨｚ以上の高速なスイッチングができ、また高効率（９７％）・高温での安定動作が可能となる。高速なスイッチングによりコンデンサ３０４乃至３０７の容量が５μＦ程度に低減され、それによって、劣化の少ないフィルム／セラミックコンデンサをコンデンサ３０４乃至３０７に利用できる。なお、電解コンデンサを除くその他のコンデンサを利用することもできる。また各インバータ３０１の定格出力電力が１０ｋＷ以下に抑えられることにより発熱量が低減されていることとあわせて、ＳｉＣトランジスタ３０８、３０９の高効率・高温動作により、冷却ファンが必要なくなり、密閉化も容易となる。その結果、インバータの長寿命化が測られる。

これによって、太陽電池パネルと同等以上にインバータを長寿命化することが可能となる。上述のように多数の小規模アレイそれぞれにインバータを設ける場合でも、インバータ３０１の寿命が太陽電池パネルと同等以上になれば、太陽電池パネルのメンテナンス時にインバータ３０１の補修・交換等の対応をすることが可能となり、そのようなメンテナンスに要する労力やコストを軽減できる。すなわち、インバータの長寿命化は発電規模にかかわらず運用コストを低減する上でも重要である。

図３Ａのモニタ部３０２は、例えば小規模アレイの発電量や、インバータ３０１の出力電圧、電流を監視する。また、インバータユニット１０４内の温度を監視してもよい。さらに各種異常を検知する自己診断機能を備えてもよいし、太陽電池パネルの状態を監視する監視機能を備えてもよい。受光面の曇りや傷など太陽電池パネルの状態を監視する場合には、小規模アレイの太陽電池パネルを撮像し得る位置にカメラ３１４を配置し、例えばそのカメラ３１４の出力をモニタ部３０２に供給するようにしてもよい。これによって、太陽電池パネルの状態を遠方で容易に把握することが可能となり、不良や故障等の原因を迅速に特定することができる。高精度の静止画データや動画データを供給する場合には、データ容量を抑えるため、太陽電池パネルの状態を監視し得る程度にカメラ３１４で得たデータを適宜圧縮してもよい。モニタ部３０２は、必要に応じてこれらの監視結果をデータ化し電力線通信部３０３に供給する。

電力線通信部３０３は、監視結果を含むデータ信号を変調して電力ケーブルに注入する。変調方式には、直交周波数多重（ＯＦＤＭ）方式を用いるのが好ましいが、ＳＳ方式などその他の方式を利用してもよい。使用周波数には、例えば２〜３４ＭＨｚを利用することができる。なお、ＳｉＣインバータのスイッチング周波数は上述のように５０ｋＨｚ程度であるので、通信への影響はほとんどない。各小規模アレイユニットの電力線通信部３０３は電力ケーブルを介して接続された親機に対する子機となり、当該親機と通信を行う。

図４は太陽光発電装置における通信系の全体構成の一例を示す図である。この通信系は各インバータユニット１０４の電力線通信部３０３に対する親機４０１を複数備える。なお、図４では便宜上、子機となる電力線通信部３０３をインバータユニット１０４とは別に示している。この実施の形態において、２．５ＭＷの電力供給可能な系それぞれに対して親機４０１が一つ配置され、１０ＭＷの太陽光発電装置全体で４つの親機４０１が設置される。

各親機４０１は、例えばインターフェイスとして電力線とイーサネット（登録商標）を備える。各親機４０１はスイッチ４０２を介してデータストレージと接続され、電力線通信部３０３からのデータがそのデータストレージ上に蓄積される。ここでは、各親機４０１とスイッチ４０２とは１００Ｍｂｐｓ程度の通信速度で接続し、スイッチ４０２とデータストレージとは光ケーブル等の通信線を用いて１Ｇｂｐｓの通信速度で接続する。

また親機４０１は、本実施の形態においてバスダクト１０８と昇圧トランス１０９との間で電力ケーブル１０５に接続される。親機４０１は電力線通信部３０３と同様、ＯＦＤＭ方式により変復調を行って通信信号を電力ケーブル１０５に注入・抽出する。バスダクト１０８と昇圧トランス１０９との間の電力ケーブル１０５は上述のように３相３線の電力線であり、親機４０１は、いずれかの相間に接続すればよい。残りの相の信号はクロストークにより検出可能である。必要に応じて、親機４０１が接続された線と接続されていない線とをカップリングしてもよい。

さらに、本実施の形態では各集電箱１０６にリピータ４０３が設置される。親機４０１はリピータ４０３を介して、子機となる電力線通信部３０３と通信する。親機４０１は、電力ケーブル１０５を通じて２４個のリピータ４０３と時分割多重接続や周波数多重接続により通信を行う。各リピータ４０３は、４０個の電力線通信部３０３と時分割多重接続や周波数多重接続により通信を行う。

親機４０１はこのようにリピータ４０３を介することで、広範囲に分散配置された９６０個の子機（電力線通信部３０３）と通信を行う。親機４０１が有する電力線通信の帯域は例えば１００Ｍｂｐｓであり、各子機には１００ｋｂｐｓが割り当てられる。各子機が送信する監視結果の数値データのサイズは極めて小さく、カメラの撮像画像を送るのでなければ、もっと低速であってもよい。撮像画像データを送る場合でも、例えば５０秒間隔で送信するのであれば、５Ｍビットのデータを送信することができる。なお、カメラの撮像画像は監視結果として伝送してもよいし、監視結果とは別に伝送するようにしてもよい。監視結果として伝送する場合でも、他の監視結果のデータ列と一緒に伝送する必要はなく、例えば監視結果を示す符号を付して別途送信するようにしてもよい。

上述のように本実施の形態における太陽光発電装置では、親機４０１と各子機（電力線通信部３０３）とが電力ケーブル１０５を介して通信する。この太陽光発電装置のように大規模になると、親機４０１と子機との距離が５００ｍ以上となる場合もある。また多数の子機が必要となる。このため、親機と子機とを別途の通信線を用いて接続すると、敷設コストが膨大になってしまう。各インバータユニット１０４に電力線通信部３０３を設けて電力ケーブル１０５により通信を行うことで、通信系を安価に構築・運用することが可能となる。またスター状に構成された電力ケーブルにより親機４０１が複数の子機と多重通信することで、子機が膨大になっても簡単にネットワーク化することができる。

なお上述の例ではリピータ４０３を介して親機４０１と電力線通信部３０３とを接続したが、例えば、より小規模なシステムではリピータが不要となる。すなわち、リピータを用いずに通信系を構成することも可能である。

図５はＧＷ級の太陽光発電システムの構成例を示す図である。この太陽光発電システム５００は、上述のような１０ＭＷの太陽光発電装置を一つのブロックとして、そのブロック５０１を１００個組み合わせることで構成される。このような場合、例えば全ブロックを含む施設面積は３６ｋｍ^２程度にもなる。このように発電容量が大きくなり敷設面積が大きくなればなるほど、通信線を別途敷設するコストも上昇する。しかしながら、各ブロック５０１において電力線通信を行えば、その敷設コストが大幅に低減される。

各ブロック５０１からの通信線５０２はスイッチ５０３に接続され、そのスイッチ５０３を介してデータストレージ５０４に接続される。各ブロック５０１とスイッチ５０３とは例えば１Ｇｂｐｓの通信速度で接続され、スイッチ５０３とデータストレージ５０４とは１０Ｇｂｐｓの通信速度で接続される。この例において、データストレージ５０４は１０個用意され、各データストレージ５０４が１０個のブロック５０１から収集されたデータを蓄積する。このようにしてデータストレージ５０４に収集・蓄積されたデータがシステムの管理や制御に用いられる。制御する場合には、モニタ部を兼用する又はモニタ部とは別途の制御部をインバータユニットに設ける。

図６は太陽光発電装置の別の構成例を示す図である。この太陽光発電装置６００は、太陽光発電装置１００と同様１０ＭＷの発電容量を有している。太陽光発電装置１００と共通する構成については同一の符号を付し、特に必要がない限り、その説明を省略する。

太陽光発電装置６００は、小規模アレイユニット１０２を電力ケーブル１０５によりカスケード接続することにより、昇圧トランスを用いずに高圧を得る。この図上で横方向に配列された４０個の小規模アレイユニット１０２がカスケード接続される。各小規模アレイユニット１０２は、定格出力電圧４ｋＷのインバータユニット１０４を用いて小規模アレイ１０３からの出力をＤＣ４００ＶからＡＣ３２０Ｖに変換し電力ケーブル１０５に供給する。

カスケード接続された小規模アレイユニット１０２のうち、最高圧側に配置されたユニットは電力ケーブルにより集電箱６０１に接続される。集電箱６０１には、カスケード接続された小規模アレイユニット１０２のグループが４つ接続され、各グループの出力（ＡＣ１２．７ｋＶ、８．６Ａ）が集電される。バスダクト１０８では、６つの集電箱６０１からの出力（ＡＣ１２．７ｋＶ、３４．６Ａ）がバスバに接続され集電される。バスバにおける３相の各相には２つの集電箱６０１からの出力が並列にそれぞれ接続される。バスダクト１０８で集電された電力（ＡＣ２２ｋＶ、６９．１Ａ）は３相３線の電力ケーブル１０５により取り出され、４本の電力ケーブル１０５から太陽光発電装置６００の出力（ＡＣ２２ｋＶ、２７６Ａ）が得られる。

このような太陽光発電装置６００においても、ＳｉＣを有するインバータを含むインバータユニットを小規模アレイごとに配置することで、運用コストを低減することができる。また太陽光発電装置１００と同様に各小規模アレイユニット１０２のインバータユニット１０４にモニタ部や電力線通信部を設けることができる。それによって、モニタ部の監視結果を通信するために別途通信線を敷設する必要がなくなり、図４に示したような通信系を安価に構築・運用することが可能となる。

なお、太陽光発電装置１００と同様に、太陽光発電装置６００も、それらを複数組み合わせることにより、さらに高発電容量の発電システムを提供することができる。例えば図４と同様の構成で組み合わせることで、１ＧＷ級の発電システムを実現することが可能となる。

また上述の実施の形態では、太陽電池アレイごとに設けたインバータユニットに、モニタ部及び電力線通信部を設けたが、通信系の構築・運用コストを低減するという意味では、例えばインバータユニットを有しない太陽電池アレイ（すなわち直流電力を電力ケーブルに供給する太陽電池アレイ）ごとに設けるようにしてもよい。

上述した実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。

本発明は、ＳｉＣスイッチング素子を有するインバータを含むインバータユニットを太陽電池アレイごとに設けることでインバータユニットを長寿命化することができ、特にＭＷ級やＧＷ級の大規模な太陽光発電装置又は発電システムなどに有用である。

１００太陽光発電装置
１０１太陽電池パネル
１０２小規模アレイユニット
１０３小規模アレイ
１０４インバータユニット
１０５電力ケーブル
１０６、１０７集電箱
１０８バスダクト
１０９、１１０昇圧トランス
２０１インバータユニットの密閉型筐体
３０１インバータ
３０２モニタ部
３０３電力線通信部
３０４、３０５、３０６、３０７コンデンサ
３０８、３０９ＳｉＣトランジスタ
３１０、３１１ダイオード
３１２、３１３リアクトル
３１４カメラ
４０１親機
４０３リピータ
５００大規模太陽光発電システム
６００太陽光発電装置
６０１集電箱

Claims

複数の太陽電池パネルを含む太陽電池アレイと、当該太陽電池アレイの出力を直流から交流に変換し電力ケーブルに供給する小容量インバータを含むインバータユニットとを有する太陽電池アレイユニットを複数備え、
前記インバータは、ＳｉＣスイッチング素子を有する太陽光発電装置。
前記インバータは、主回路において蓄電・放電するためのコンデンサにフィルムコンデンサ又はセラミックコンデンサを用いる請求項１記載の太陽光発電装置。
前記インバータユニットは、少なくとも前記インバータを収納する密閉筐体を有する請求項１又は請求項２記載の太陽光発電装置。
前記インバータユニットは、監視部と、前記電力ケーブルを介して前記監視部による監視結果を伝送するための電力線通信部とを更に含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
前記電力ケーブルを介して複数の前記電力線通信部と多重通信する通信装置を更に備え、
前記電力ケーブルは、集電器によりスター状に配線され、
各電力線通信部と前記通信装置とは、前記スター状配線における末端部に各電力線通信部を接続すると共に前記スター状配線における起端部に前記通信装置を接続することにより、スター型ネットワークを構成する請求項４記載の太陽光発電装置。
前記太陽電池パネルの撮像画像を前記インバータユニットに供給するカメラを更に備え、
前記電力線通信部は、前記電力ケーブルを伝送路として、前記カメラの撮像画像を前記監視結果に含めて、又は前記監視結果とは別に伝送する請求項４又は請求項５記載の太陽光発電装置。