JP2012119359A - Photovoltaic power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は太陽光発電システムに関し、より詳細には、太陽光発電装置に太陽熱温水器を併設してなる複合システムに関する。 The present invention relates to a solar power generation system, and more particularly, to a composite system in which a solar water heater is attached to a solar power generation apparatus.
近時、環境にやさしいエネルギとして太陽光が注目されており、太陽光を利用した太陽光発電装置や太陽熱温水器が一般家庭でも使用されるようになってきている。 Recently, sunlight has attracted attention as an environment-friendly energy, and solar power generation devices and solar water heaters using sunlight have been used in general households.
この種の太陽光発電装置、すなわち一般家庭用の太陽光発電装置は、周知のとおり、太陽電池モジュールを備えた太陽光発電パネルと、太陽電池モジュールで発電された直流電力を所定の交流電力に変換するインバータを備えたパワーコンディショナとを主要部として構成されており、家庭内の電力需要を太陽光発電パネルで発電した電力で賄いつつ、太陽光発電パネルでの発電量が家庭内の電力需要に満たないときには商用電源(系統)から電力供給を受け、太陽光発電パネルの発電量が家庭内の電力需要を上回るときにはその余剰電力を系統に供給するように構成されている(例えば、特許文献1参照)。 As is well known, this type of solar power generation device, that is, a general-purpose solar power generation device, uses a solar power generation panel provided with a solar cell module and direct-current power generated by the solar cell module as predetermined AC power. It is composed mainly of a power conditioner equipped with an inverter for conversion, and the amount of power generated by the solar power generation panel is calculated by using the power generated by the solar power generation panel. It is configured to receive power supply from a commercial power source (system) when less than the demand, and to supply the surplus power to the system when the amount of power generated by the photovoltaic power generation panel exceeds domestic power demand (for example, patents) Reference 1).
一方、太陽熱温水器は、太陽光から得られる熱を集熱する太陽熱集熱パネルと、この太陽熱集熱パネルで集熱した熱を利用して生成した温水を貯湯する貯湯タンクを主要部として構成されている。このような太陽熱温水器の構成も従来周知のものであり、かかる太陽熱温水器では、家庭内で使用する温水として貯湯タンク内の温水を利用するようにされている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, a solar water heater is composed mainly of a solar heat collecting panel that collects heat obtained from sunlight and a hot water storage tank that stores hot water generated by using the heat collected by the solar heat collecting panel. Has been. The configuration of such a solar water heater is also well known in the art, and in such a solar water heater, hot water in a hot water storage tank is used as hot water used in the home (see, for example, Patent Document 2). .
このように、太陽光発電装置と太陽熱温水器は、ともに太陽光又は太陽熱をエネルギとして利用する装置であるが、一方は太陽光を発電に、他方は太陽熱を温水の生成に用いており、両者は太陽エネルギの利用目的・利用用途が異なり、具体的な装置構成もまったく相違しているため、従来、これら各装置はそれぞれ独立した装置として販売、施工され、かつ、その使用においても各装置はそれぞれ独立して運用されていた。 Thus, both the solar power generation device and the solar water heater are devices that use sunlight or solar heat as energy, but one uses sunlight for power generation and the other uses solar heat for hot water generation. Are different from each other in terms of the purpose and application of solar energy, and the specific device configuration is completely different. Conventionally, these devices have been sold and constructed as independent devices. Each was operated independently.
しかしながら、このように太陽光発電装置と太陽熱温水器とをそれぞれ独立した装置として扱っていたのでは、以下のような問題があった。 However, if the solar power generation device and the solar water heater are handled as independent devices in this way, there are the following problems.
すなわち、太陽光発電装置においては、太陽電池モジュールが経年劣化すると、同じ日射条件であっても発電量が低下し、パワーコンディショナに供給される電力量が低下する。また、太陽電池モジュールが正常に機能(発電)していても、たとえば、太陽光発電パネルからパワーコンディショナへの送電経路に絶縁不良や断線等の異常が発生すると、パワーコンディショナに供給される電力量が低下し、最悪の場合には、パワーコンディショナへの電力供給が停止するおそれがある。そのため、このような場合には、太陽光発電パネルに故障があると判定して所定の安全動作を行うようにしたいが、太陽光発電パネルの発電量は同パネルに対する日射量に応じて決まることから、雨天や曇天など日照不足の場合にもパワーコンディショナに供給される電力量が低下するため、単にパワーコンディショナに供給される電力量を監視するだけでは、その低下の原因が、太陽光発電パネルの故障によるものなのか、それとも、日照不足によるものなのかを区別することが困難である。 That is, in the solar power generation device, when the solar cell module deteriorates over time, the amount of power generation decreases even under the same solar radiation conditions, and the amount of power supplied to the power conditioner decreases. Even if the solar cell module is functioning normally (power generation), for example, if an insulation failure or disconnection occurs in the power transmission path from the photovoltaic power generation panel to the power conditioner, the solar cell module is supplied to the power conditioner. The amount of power is reduced, and in the worst case, power supply to the power conditioner may be stopped. Therefore, in such a case, it is determined that there is a failure in the photovoltaic power generation panel and a predetermined safe operation is performed, but the power generation amount of the photovoltaic power generation panel is determined according to the amount of solar radiation for the panel. Therefore, the amount of power supplied to the inverter is reduced even when there is a lack of sunshine, such as rainy weather or cloudy weather, so simply monitoring the amount of power supplied to the inverter will cause the decrease to occur in sunlight. It is difficult to distinguish whether it is due to a failure of the power generation panel or due to lack of sunlight.
この点については、たとえば、太陽光発電パネルに日射量を測定するセンサを設け、このセンサで一定以上の日射が検出されているにもかかわらず十分な発電量がパワーコンディショナに供給されていなければ太陽光発電パネルに故障があると判定する方法が考えられる。しかし、この方法では、太陽光発電パネルに日照量を検出するセンサを新たに設けなければならず、部品点数の増加を招いてしまう。 In this regard, for example, a sensor for measuring the amount of solar radiation is provided on the photovoltaic power generation panel, and a sufficient amount of power generation must be supplied to the power conditioner even though a certain amount of solar radiation is detected by this sensor. For example, a method for determining that the photovoltaic power generation panel has a failure can be considered. However, in this method, a sensor for detecting the amount of sunshine must be newly provided on the photovoltaic power generation panel, resulting in an increase in the number of parts.
一方、日射量を検出するセンサを設けずに太陽光発電パネルの故障を検出する方法としては、たとえば、太陽光発電パネルから供給される電力量を一定期間監視し、この間にパワーコンディショナに供給された電力量が所定の値に達しなければ太陽光発電パネルに故障があると判断する方法が考えられる。しかし、この方法では、梅雨などのように日照時間が短い(日射量が少ない)日が多くなる季節があることを考慮すると、電力量を監視する期間は少なくとも梅雨の期間を超える程度の期間にしなければ正確な故障判定ができないので、電力量の監視期間がいきおい長期間になり、太陽光発電パネルの故障検出が遅れてしまう。 On the other hand, as a method of detecting a failure of a photovoltaic power generation panel without providing a sensor for detecting the amount of solar radiation, for example, the amount of power supplied from the photovoltaic power generation panel is monitored for a certain period and supplied to the power conditioner during this period. A method of determining that the photovoltaic power generation panel has a failure is conceivable if the amount of electric power that has been reached does not reach a predetermined value. However, with this method, considering that there are seasons when the daylight hours are short (the amount of solar radiation is low), such as the rainy season, the period for monitoring the amount of power should be at least longer than the rainy season. Otherwise, an accurate failure determination cannot be made, and the monitoring period of the electric energy becomes extremely long, and the failure detection of the photovoltaic power generation panel is delayed.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、太陽光発電装置に併設される太陽熱温水器のセンサを利用して太陽光発電パネルの故障を短期間で正確に検出する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to use a solar water heater sensor attached to the solar power generation device to troubleshoot a solar power generation panel. It is to provide a technique for accurately detecting in a short period of time.
上記目的を達成するため、本発明の太陽光発電システムは、太陽光発電パネルと、上記太陽光発電パネルで発電した電力を所定の交流電力に変換するインバータを有する太陽光発電装置と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱パネルと、上記太陽熱集熱パネルによって集熱した熱を利用して生成した温水を貯湯する貯湯タンクを有する太陽熱温水器とを備え、上記太陽光発電装置の制御部が上記太陽熱温水器の制御部との通信手段を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a photovoltaic power generation system of the present invention includes a photovoltaic power generation panel, a photovoltaic power generation apparatus having an inverter that converts electric power generated by the photovoltaic power generation panel into predetermined AC power, and solar heat. A solar heat collecting panel for collecting heat, and a solar water heater having a hot water storage tank for storing hot water generated by using the heat collected by the solar heat collecting panel, and the control unit of the solar power generator is the above It has a communication means with the control part of a solar water heater, It is characterized by the above-mentioned.
すなわち、本発明の太陽光発電システムでは、太陽光発電装置の制御部に太陽熱温水器の制御部との通信手段を設けることによって、従来、相互に独立して運用されていた太陽光発電装置と太陽熱温水器について、それぞれの制御部同士が通信により情報を共有できるようにしている。 That is, in the solar power generation system of the present invention, by providing a communication means with the control unit of the solar water heater in the control unit of the solar power generation device, conventionally, the solar power generation device that has been operated independently of each other About a solar water heater, each control part is enabling it to share information by communication.
そして、このような構成を備えた太陽光発電システムにおいて、本発明では、上記太陽光発電装置の制御部は、上記通信手段を介して、上記太陽熱温水器の制御部から上記太陽熱集熱パネルの集熱状況に関する情報を取得し、この集熱状況に関する情報と上記インバータで得られる上記太陽光発電パネルの発電状況に関する情報とに基づいて太陽光発電パネルの故障の有無を判断する制御構成を備えている。つまり、太陽光発電装置の制御部は、太陽熱集熱パネルの集熱状況から太陽光発電パネルが発電可能な状態にあるか(換言すれば、太陽光発電に必要な日射があるか)を判断し、発電可能な日射があると判定されたにもかかわらず、太陽光発電パネルからそれに見合う電力の供給がなければ、太陽光発電パネルに故障があると判定する。 And in the solar power generation system provided with such a configuration, in the present invention, the control unit of the solar power generation device is configured such that the control unit of the solar water heater is connected to the solar heat collecting panel via the communication unit. A control configuration is provided for acquiring information on the heat collection status and determining whether there is a failure of the solar power generation panel based on the information on the heat collection status and the information on the power generation status of the solar power generation panel obtained by the inverter. ing. That is, the control unit of the solar power generation device determines whether the solar power generation panel is in a state capable of generating power based on the heat collection status of the solar heat collection panel (in other words, whether there is solar radiation necessary for solar power generation). However, even though it is determined that there is solar radiation that can generate power, if there is no supply of power corresponding to the solar power generation panel, it is determined that there is a failure in the solar power generation panel.
具体的には、たとえば、太陽光発電装置の制御部は、太陽熱集熱パネルの集熱状況に関する情報に基づいて太陽光発電パネルが発電可能な状況か否かを判断するステップと、当該ステップで発電可能な状況であると判断された場合に、上記太陽光発電パネルから上記インバータに供給される電力量が所定値以上であるかを判断し、当該インバータに供給される電力量が所定値未満であれば上記太陽光発電パネルが故障していると判定するステップとを有するように構成される。 Specifically, for example, the control unit of the solar power generation device determines whether or not the solar power generation panel is in a state in which power generation is possible based on information on the heat collection status of the solar heat collection panel, When it is determined that power generation is possible, it is determined whether the amount of power supplied from the photovoltaic power generation panel to the inverter is greater than or equal to a predetermined value, and the amount of power supplied to the inverter is less than the predetermined value If so, it is configured to include a step of determining that the photovoltaic power generation panel is broken.
また、たとえば、上記太陽光発電装置の制御部は、上記太陽熱集熱パネルの集熱状況に関する情報に基づいて太陽光発電パネルが発電可能な状況か否かを判断するステップと、当該ステップで発電可能な状況であると判断した場合に、上記太陽光発電パネルから上記インバータに供給される単位時間当たりの電力量が所定値未満であれば計数するカウンタを備え、このカウンタのカウント値が所定の基準値に達すると上記太陽光発電パネルが故障していると判定するステップとを有するように構成される。 In addition, for example, the control unit of the solar power generation device determines whether the solar power generation panel is in a state capable of generating power based on information on the heat collection status of the solar heat collection panel, and generates power in the step. A counter that counts if the amount of power per unit time supplied from the photovoltaic power generation panel to the inverter is less than a predetermined value when it is determined that the situation is possible, and the count value of the counter is a predetermined value And determining that the photovoltaic power generation panel has failed when the reference value is reached.
そして、本発明は他の好適な実施態様として、上記太陽光発電装置の制御部は、上記太陽熱の集熱状況に関する情報から太陽光発電パネルでの発電ができる状況か否かを判断するステップと、当該ステップで発電可能な状況であると判断した場合に、上記太陽光発電パネルから上記インバータへの入力電圧が所定値未満であれば上記太陽光発電パネルが故障していると判定するステップとを有するように構成される。 As another preferred embodiment of the present invention, the control unit of the solar power generation device determines whether or not the solar power generation panel is capable of generating power from information on the solar heat collection status. Determining that the solar power generation panel is broken if the input voltage from the solar power generation panel to the inverter is less than a predetermined value when it is determined that power generation is possible in the step. It is comprised so that it may have.
なお、上記太陽光発電装置の制御部は、好適には、上記インバータを備えたパワーコンディショナに備えられる。また、上記太陽熱温水器の太陽熱集熱パネルは、上記太陽光発電パネルと日射条件が同等となる位置に配設されることを特徴とする。 In addition, the control part of the said solar power generation device is suitably provided in the power conditioner provided with the said inverter. In addition, the solar heat collecting panel of the solar water heater is disposed at a position where solar radiation conditions are equivalent to the solar power generation panel.
本発明によれば、太陽光発電装置の制御部が太陽熱温水器の制御部との通信手段を備えていることから、太陽光発電装置の制御部は上記通信手段を介して太陽熱温水器の制御部から太陽熱集熱パネルの集熱状況に関する情報を取得し、この集熱状況に関する情報と太陽光発電パネルの発電状況に関する情報とに基づいて太陽光発電パネルの故障の有無を判断することができる。 According to the present invention, since the control unit of the solar power generation device includes a communication unit with the control unit of the solar water heater, the control unit of the solar power generation device controls the solar water heater via the communication unit. Information on the heat collection status of the solar heat collection panel can be obtained from the unit, and the presence or absence of a failure of the solar power generation panel can be determined based on the information on the heat collection status and the information on the power generation status of the solar power generation panel .
そのため、本発明によれば、太陽光発電パネル(太陽光発電装置)に日射計などの日射量を検出するセンサを設けることなく、太陽熱温水器の太陽熱集熱パネルの集熱状況から日射の有無を判断して太陽光発電パネルに故障があるか否かを判定できるので、太陽光発電パネルの故障の有無を短期間に正確に判定することができる。 Therefore, according to the present invention, the presence or absence of solar radiation from the solar heat collection panel of the solar water heater without providing a sensor for detecting the amount of solar radiation such as a solar radiation meter in the solar power generation panel (solar power generation device). Therefore, it is possible to determine whether or not there is a failure in the photovoltaic power generation panel, so that the presence or absence of the failure in the photovoltaic power generation panel can be accurately determined in a short time.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施形態1
図1は本発明を適用した太陽光発電システムの概略構成を示している。図に示すように、本発明に係る太陽光発電システムは、太陽光発電装置1と、太陽熱温水器2とを主要部として備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of a photovoltaic power generation system to which the present invention is applied. As shown in the figure, the solar power generation system according to the present invention includes a solar power generation device 1 and a
太陽光発電装置1は、周知のとおり、太陽光を利用して発電を行う装置であって、太陽からの日射を受けて発電する太陽光発電パネル3と、太陽光発電パネル3で発電した電力を所定の交流電力に変換するパワーコンディショナ4とを主要部として構成されている。
As is well known, the solar power generation device 1 is a device that generates power using sunlight, and generates power by receiving solar radiation from the sun, and the power generated by the solar
太陽光発電パネル3は、図示しない太陽電池モジュールを備えており、この太陽電池モジュールで発電された直流電力がパワーコンディショナ4に供給される。この太陽光発電パネル3は、たとえば家屋の屋根上など日照条件の良い場所に設置されており、太陽光発電パネル3とパワーコンディショナ4の間には送電用の電気配線(図示せず)が備えられている。
The solar
パワーコンディショナ4は、太陽光発電パネル3で発電した直流電力を家庭等で利用できる交流電力に変換する装置であって、このパワーコンディショナ4には、直流電力を交流電力に変換するためのインバータ(図示せず)が備えられている。このインバータは太陽光発電パネル3を系統(商用電源)5に連系させる系統連系インバータで構成されており、太陽光発電パネル3で発電される電力で家庭内の電力需要を賄いつつ、太陽光発電パネル3での発電量が家庭内の電力需要に満たないときには商用電源(系統)5から電力供給を受けるとともに、太陽光発電パネル3の発電量が家庭内の電力需要を上回るときにはその余剰電力を系統5に供給する(逆潮流させる)機能を備えている。
The
このパワーコンディショナ4にはマイコンを制御中枢とする制御部6が備えられており、この制御部6によってパワーコンディショナ4の各部が制御されている。そして、本実施形態では、この制御部6には、後述する太陽熱温水器2の制御部10との通信のための通信手段(図示せず)が備えられており、この通信手段を介して太陽熱温水器2の制御部10と情報のやり取りができるようにされている。なお、本実施形態では、この制御部6は、後述する太陽光発電パネル3の故障検出において太陽光発電装置1の制御部として機能するように制御プログラムが設定されている。
The
一方、太陽熱温水器2は、周知のとおり、太陽熱を利用して温水を生成する装置であって、上述した太陽光発電装置1とは別体とされ、かつ、太陽光発電装置1とは独立して(換言すれば、太陽光発電装置1の発電状況とは関係なく)温水の生成を行うように構成されており、図1に示すように、太陽熱を集熱する太陽熱集熱パネル7と、この太陽熱集熱パネル7で集熱した熱を利用して生成した温水を貯湯する貯湯タンク8とを主要部として備えている。
On the other hand, the
太陽熱集熱パネル7は、日射を受けて集熱した熱で水や不凍液などの熱媒を加熱する集熱パネルであって、この集熱パネルで加熱された熱媒を熱源として貯湯タンク8内の湯水を加熱するように構成されている。具体的には、この太陽熱集熱パネル7には、該パネルの表面温度を検出する温度センサとしてサーミスタ9が備えられている。そして、このサーミスタ9で検出される温度が高くなると、太陽熱温水器2の制御部10が、図示しない循環ポンプを作動させて、太陽熱集熱パネル7と熱交換器(図示せず)の一次側との間で熱媒を強制循環させて、熱交換器の二次側に接続される貯湯タンク8の湯水を加熱するようになっている。
The solar
なお、この太陽熱集熱パネル7も上述した太陽光発電パネル3と同様に、たとえば家屋の屋根上など日照条件の良い場所に設置されるが、本実施形態では、この太陽熱集熱パネル7は太陽光発電パネル3と日射条件が同等となる位置、たとえば、太陽光発電パネル3と同じ屋根の同一面上に隣接して配設される。
The solar
貯湯タンク8は、家庭内で使用する温水を貯留するタンクであって、この貯湯タンクに8にはタンク内の湯水を上記熱交換器の二次側に循環させる循環配管(図示せず)が設けられており、上述した熱交換器の一次側での熱媒の強制循環により、この循環配管内の湯水が加熱され、貯湯タンク8に貯留されるようになっている。
The hot
制御部10は、マイコンを制御中枢とする太陽熱温水器2の制御手段であって、この制御部10によって上記循環ポンプなどの太陽熱温水器2の各部が制御されている。そして、本実施形態では、この制御部10には、太陽光発電装置1の制御部6との通信のための通信手段(図示せず)が備えられており、この通信手段を介して太陽光発電装置1の制御部6と情報のやり取りができるようにされている。
The
すなわち、この制御部10の通信手段と太陽光発電装置1の制御部6の通信手段とは通信ケーブルによって通信接続されている。なお、本実施形態では、この制御部10には、後述する太陽光発電パネル3の故障検出において太陽熱温水器2の制御部として機能するように制御プログラムが設定されている。
That is, the communication unit of the
しかして、このように構成された太陽光発電システムにおける太陽光発電パネル3の故障検出について図2ないし図4に基づいて説明する。
Thus, failure detection of the photovoltaic
本発明に係る太陽光発電システムでは、太陽光発電装置1の制御部6が太陽熱温水器2の制御部10との通信手段を備えていることを利用して、太陽光発電装置1の制御部6は、当該通信手段を介して太陽熱温水器2の制御部10から太陽熱集熱パネル7の集熱状況に関する情報を取得し、この集熱状況に関する情報とインバータで得られる太陽光発電パネル3の発電状況に関する情報とに基づいて太陽光発電パネル3の故障の有無を判断するように構成されている。
In the solar power generation system according to the present invention, the
ここで、本実施形態に示す太陽光発電システムでは、太陽熱温水器1の制御部10から太陽光発電装置1の制御部6に与える太陽熱集熱パネル7の集熱状況に関する情報として、太陽熱集熱パネル7に対して日射があるか否かの情報(以下「日射情報」と称する)を用いている。
Here, in the solar power generation system shown in the present embodiment, solar heat collection as information on the heat collection status of the solar
この日射情報は、太陽熱温水器2の制御部10において図2に示す手順で作成される。すなわち、太陽熱温水器2の制御部10では、太陽熱集熱パネル7の温度を検出するサーミスタ9の検出温度T1と、予め設定された所定の閾値温度T2とを比較して(図2ステップS1参照)、T1≧T2の関係が成立する場合には「日射あり」と判定し(図2ステップS2)、また、T1≧T2の関係が成立しない場合(つまり、T1<T2の関係が成立する場合)には「日射なし」と判定して(図2ステップS3参照)、いずれの場合もその判定結果を太陽光発電装置1の制御部6に送信する。なお、この判定とその判定結果の送信は定期的(たとえば、数秒ないし数分ごと)に行われる。
This solar radiation information is created by the
上記閾値温度T2は、太陽熱集熱パネル7に対して日射がある場合と日射がない場合のそれぞれについて太陽熱集熱パネル7の温度を測定することによって得られる経験値に基づいて設定される。具体的には、この閾値温度T2は、太陽熱集熱パネル7で十分な集熱が行える程度の温度(換言すれば、少なくとも太陽光発電装置1が発電を行える程度の日射があるときの温度)に設定される。これは、後述するように、太陽光発電装置1の制御部6は、太陽熱温水器2の制御部10から与えられる日射情報(具体的には「日射あり」との情報)をトリガとして太陽光発電パネル3の故障判定を行うように構成されるので、この故障判定時に少なくとも太陽光発電パネル3で発電が行える程度の日射があるようにするためである。
The threshold temperature T2 is set based on an empirical value obtained by measuring the temperature of the solar
これに対して、太陽光発電装置1の制御部6では、図3に示す手順で太陽光発電パネル3の故障の有無を判定する。
On the other hand, in the
すなわち、太陽光発電装置1の制御部6はその通信手段を用いて太陽熱温水器2の制御部10から日射情報を受信する(図3ステップS1参照)。そして、受信した日射情報が「日射なし」から「日射あり」になると、太陽光発電装置1の制御部6は、日射情報が「日射あり」の間における太陽光発電パネル3での発電電力(つまり、インバータに供給される電力)を積算する(図3ステップS2参照)。
That is, the
具体的には、太陽光発電装置1の制御部6では、日射情報が「日射なし」から「日射あり」になると、その時点から一定時間tが経過するごとに、その間(一定時間(所定の単位時間)tの間)に太陽光発電パネル3で発電される電力量の積算を行う。
Specifically, in the
ここで、図4を示しながら詳細に説明する。図4は、1日の太陽熱集熱パネル7の温度変化のモデルを示している。この図4に示すように、太陽熱集熱パネル7の温度は、一般には(晴天時には)、日の出までの日射のない時間帯は概ね一定の温度を保っており、日の出とともに日射によって徐々に温度が上昇し始め、日中に温度のピークを迎えて、夕方日の入りに向かって徐々に温度が低下し、日の入りを過ぎてからは再び一定の温度を保つような変化をみせる。
Here, it demonstrates in detail, referring FIG. FIG. 4 shows a model of the temperature change of the solar
そのため、日の出によって太陽熱集熱パネル7の温度が上昇し、上述したT1≧T2の関係が成立すると、太陽熱温水器2の制御部10から送信される日射情報が「日射なし」から「日射あり」に変化する(図4においてAの時点参照)。そうすると、太陽光発電装置1の制御部6では、この「日射あり」との日射情報から太陽光発電パネル3が発電可能な状況にあると判断できるので、その時点Aから一定時間t(図示例ではt=1時間)が経過した時点(図4においてBの時点)で、それまでの一定時間(時点AからBの間)における太陽光発電パネル3での発電量の積算値SABを算出する。そして、その後も次の一定時間tが経過すると、その時点(図4においてCの時点)で、この間(時点BからCの間)の太陽光発電パネル3での発電量の積算値SBCを算出し、以後、太陽熱温水器2の制御部10から送信される日射情報が「日射なし」になるまでこの処理を繰り返し行う。
Therefore, when the temperature of the solar
なお、ここで積算する太陽光発電パネル3での発電量の積算値Sは、パワーコンディショナ4のインバータへの入力電力またはインバータからの出力電力の測定結果を制御部6で積算することによって算出する。
Here, the integrated value S of the power generation amount in the photovoltaic
そして、この間(日射情報が「日射なし」になるまでの間)、太陽光発電装置1の制御部6では、太陽光発電パネル3での発電量の積算値Sを算出する都度、算出された積算値Sを予め設定された所定の最低発電電力量Xと比較して、太陽光発電パネル3が故障状態にあるかを判定する。
During this period (until the solar radiation information becomes “no solar radiation”), the
ここで、この最低発電電力量Xは、太陽光発電装置1に用いられる太陽光発電パネル3の発電能力に基づいて設定される値であり、具体的には、たとえば、用いられる太陽光発電パネル3が曇天時などの少ない日射の下で上記一定時間tの間に発電する発電量の積算値(換言すれば、太陽光発電パネル3が上記一定時間tの間、発電可能な最小の発電量で発電したときの電力量の積算値)以上に設定される。つまり、この最低発電電力量Xは、上記一定時間tの間、太陽光発電パネル3が最小の発電量で発電を継続した時の発電量の積算値か、それ以上の値に設定される。
Here, the minimum amount of generated power X is a value set based on the power generation capacity of the solar
そのため、算出された積算値Sが上記最低発電電力量X未満となる場合には、この積算期間(上記一定時間t)の間に太陽光発電パネル3が発電していない状態、または、正常に発電していても発電された電力が正常にパワーコンディショナ4に供給されていないことが疑われるので、太陽光発電パネル3が故障状態にあるとみなすことができる。
Therefore, when the calculated integrated value S is less than the minimum generated power amount X, the photovoltaic
ただし、このような判定では、積算値Sの積算期間中に太陽が一時的に雲に覆われるなどして一時的な日射不足に陥った場合にも太陽光発電パネル3の故障と判定するおそれがないとはいえないので、本実施形態では、以下のようにしてこのような誤判定の発生を防いでいる。
However, in such a determination, the solar
すなわち、本実施形態では、制御部6では、算出された上記積算値Sと上記最低発電電力量Xとを比較し、S<Xの関係が成立する回数を制御部6の制御プログラムによって設定される故障カウンタ(カウンタ)で計数し、その計数値(カウント値)Yが所定の基準値Zに達した場合に、太陽光発電パネル3が故障していると判定するようにしている(図3ステップS3、S4参照)。なお、この基準値Zとしては、少なくとも2以上の値(たとえば、Z=10)が設定され、上述したS<Xの関係が複数回成立した場合に、太陽光発電パネル3が故障していると判定するようにされる。
That is, in the present embodiment, the
具体的には、上記制御部6の故障カウンタでは以下のような処理が行われる。
すなわち、上述したように、制御部6が算出した積算値Sと上記最低発電電力量Xとを比較した結果、S<Xの関係が成立する場合には、制御部6は故障カウンタの計数値Yを加算する(たとえば、計数値Yを+1とする)。
Specifically, the following processing is performed in the failure counter of the
That is, as described above, when the integrated value S calculated by the
一方、太陽熱温水器2の制御部10から送信される日射情報が「日射なし」となった場合(たとえば、夕方になり日射がなくなったような場合)には、制御部6は故障カウンタの計数値Yをクリアせずに現状の計数値のまま保持する。すなわち、「日射なし」の場合には、太陽光発電パネル3での発電は行われないので計数値Yはそのまま保持することとしている。
On the other hand, when the solar radiation information transmitted from the
また、同様に、太陽熱温水器2の制御部10から送信される日射情報が「日射あり」の場合であっても、たとえば、パワーコンディショナ4の故障や系統5の停電や電圧異常など、太陽光発電パネル3以外のところで故障または異常が発生し、太陽光発電パネル3の発電を停止させる場合(当該故障や異常をパワーコンディショナ4の制御部6が検出した場合)にも、太陽光発電パネル3での発電は行われないので、制御部6は故障カウンタの計数値Yはクリアせずに現状の計数値を保持する。
Similarly, even if the solar radiation information transmitted from the
これに対して、積算値Sと上記最低発電電力量Xとを比較した結果、S≧Xの関係が成立する場合には、太陽光発電パネル3は正常に発電し、かつ、発電された電力も正常にパワーコンディショナ4に供給されているとみなすことができるので、制御部6は故障カウンタの計数値Yを消去する(計数値Y=0とする)。
On the other hand, as a result of comparing the integrated value S with the minimum generated power amount X, if the relationship of S ≧ X is established, the photovoltaic
そのため、本実施形態に示す太陽光発電システムにおいては、たとえば、日射情報が「日射あり」で太陽光発電パネル3の発電量の積算期間中に、太陽が一時的に雲に覆われるなどして一時的な日射不足による発電停止があった場合でも、直ちに太陽光発電パネル3の故障と判定されることがないので、太陽光発電パネル3の故障判定において誤判定が発生するおそれを少なくすることができる。
Therefore, in the solar power generation system shown in the present embodiment, for example, the sun is temporarily covered with clouds during the integration period of the power generation amount of the solar
このように、本実施形態に示す太陽光発電システムは、太陽光発電装置1の制御部6が、太陽熱温水器2の制御部10から与えられる日射情報に基づいて太陽光発電パネル3が発電可能な状況か否かを判断するとともに、太陽光発電パネル3が発電可能な状況であるときには、太陽光発電パネル3からパワーコンディショナ4(インバータ)に供給される単位時間当たりの電力量(積算値S)と所定値(最低発電電力量X)とを比較して、その比較結果に基づいて、太陽光発電パネル3に故障のおそれがあるか否かを判断するので、太陽光発電パネル3側に日射量を検出するセンサ類を設けることなく、太陽光発電パネル3の故障検出ができる。
Thus, in the solar power generation system shown in this embodiment, the
また、その故障判定にあたっては、故障が疑われる状況が複数回(上記基準値Zとして設定される回数)繰り返された場合に太陽光発電パネル3の故障と判定するので、誤判定が少なく太陽光発電パネル3の故障を正確に検出できる。
Further, in determining the failure, since the failure of the photovoltaic
しかも、太陽光発電パネル3の故障と判定する基準値Zとして、たとえば、Z=10と設定した場合でも、上記一定時間tが1時間である場合には、「日照あり」の状態が10時間程度あれば太陽光発電パネル3の故障判定ができるので、きわめて短期間のうちに太陽光発電パネル3の故障判定を行うことができる。
In addition, as a reference value Z for determining that the photovoltaic
実施形態2
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
この実施形態2は、太陽光発電パネル3の故障検出に用いる太陽光発電パネル3の発電状況に関する情報として、太陽光発電パネル3の発電電力量の積算値Sに代えて、太陽光発電パネル3の出力電圧(つまり、パワーコンディショナ4への入力電圧)を用いるものであり、その他の基本的な構成は実施形態1と共通するので、構成が共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, as information relating to the power generation status of the solar
すなわち、本実施形態に示す太陽光発電システムにおいても、太陽光発電パネル3の故障検出にあたり、太陽光発電装置1の制御部6が太陽熱温水器2の制御部10との通信手段を備えていることを利用して、太陽熱温水器2の制御部10から太陽熱集熱パネル7の集熱状況に関する情報を取得する点は実施形態1と同様である。
That is, also in the solar power generation system shown in the present embodiment, the
すなわち、太陽熱温水器2の制御部10は、サーミスタ9の検出温度T1と、予め設定された所定の閾値温度T2とを比較して、T1≧T2の関係が成立する場合には「日射あり」と判定し、また、T1≧T2の関係が成立しない場合には「日射なし」と判定して、いずれの場合もその判定結果を太陽光発電装置1の制御部6に送信する。
That is, the
これに対して、太陽光発電装置1の制御部6では、太陽熱温水器2の制御部10からの日射情報を受信し、受信した日射情報が「日射なし」から「日射あり」になると、日射情報が「日射あり」の間における太陽光発電パネル3の出力電圧(パワーコンディショナ4への入力電圧)の監視を開始する。
On the other hand, the
そして、太陽熱温水器2の制御部10から「日射あり」の日射情報が与えられている状態で、太陽光発電パネル3の出力電圧が、同太陽光発電パネル3の発電能力に基づいて予め設定された最低発電電圧V未満となった場合には、太陽光発電パネル3が発電していない状態、または、正常に発電していても発電された電力が正常にパワーコンディショナ4に供給されていないことが疑われるので、太陽光発電パネル3が故障状態にあるとみなす(故障ありと判定する)ように構成される。
And in the state where the solar radiation information “with solar radiation” is given from the
なお、この場合も一時的な日射不足による太陽光発電パネル3の出力電圧の低下が起こり得るので、この場合も所定の判定基準値を設定して、太陽光発電パネル3の出力電圧が最低発電電圧V未満となった回数が所定回数に達したことを条件として太陽光発電パネル3の故障と判定するように構成するのが好ましい。
In this case as well, the output voltage of the photovoltaic
なお、この判定に用いる太陽光発電パネル3の出力電圧としては、パワーコンディショナ4のコンバータ(図示せず)への入力電圧または当該コンバータからの出力電圧の測定結果を用いることができる。
In addition, as an output voltage of the photovoltaic
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。 The above-described embodiments show preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these, and various design changes can be made within the scope of the invention.
たとえば、上述した実施形態では、太陽熱集熱パネル7の集熱状況に関する情報として、太陽熱集熱パネル7の表面温度を検出するサーミスタ9の検出温度に基づいて生成される日射情報を用いたが、この日射情報は、たとえば、太陽熱集熱パネル7の熱媒の温度に基づいて生成することも可能である。また、太陽熱集熱パネル7に日射量を測定する日射計が備えられている場合には、この日射計の測定結果に基づいて日射情報を生成することもできる。要は、この日射情報は、太陽熱温水器2に設けられたセンサ類の検出結果に基づいて生成されればよく、上述した以外の方法によって日照の有無を判定するように構成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the solar radiation information generated based on the detection temperature of the
また、上述した実施形態では、太陽光発電パネル3の故障検出を行う太陽光発電装置1の制御部として、パワーコンディショナ4に備えられた制御部6を用いた場合を示したが、この制御部は太陽光発電装置1の構成品のうちのいずれかに備えられていればよく、その配置場所はパワーコンディショナ4には限られない。
Moreover, although the case where the
1 太陽光発電装置
2 太陽熱温水器
3 太陽光発電パネル
4 パワーコンディショナ
5 系統
6 太陽光発電装置の制御部
7 太陽熱集熱パネル
8 貯湯タンク
9 サーミスタ
10 太陽熱温水器の制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar
Claims (7)
太陽熱を集熱する太陽熱集熱パネルと、前記太陽熱集熱パネルによって集熱した熱を利用して生成した温水を貯湯する貯湯タンクを有する太陽熱温水器とを備え、
前記太陽光発電装置の制御部が、前記太陽熱温水器の制御部との通信手段を備えていることを特徴とする太陽光発電システム。 A photovoltaic power generation panel, and a photovoltaic power generation apparatus having an inverter that converts electric power generated by the photovoltaic power generation panel into predetermined AC power;
A solar heat collecting panel for collecting solar heat, and a solar water heater having a hot water storage tank for storing hot water generated using heat collected by the solar heat collecting panel,
The control part of the said solar power generation device is provided with a communication means with the control part of the said solar water heater, The solar power generation system characterized by the above-mentioned.
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 control unit of the solar power generation apparatus acquires information on the heat collection status of the solar heat collection panel from the control unit of the solar water heater via the communication unit, and information on the heat collection status and the inverter The solar power generation system according to claim 1, further comprising a control configuration that determines whether or not the solar power generation panel has a failure based on information about the power generation status of the obtained solar power generation panel.
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