JP2012228062A - Power conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーコンディショナに関する。 The present invention relates to a power conditioner.
太陽光発電システムは、主に、屋根に配設される複数の太陽電池モジュールと、複数の太陽電池モジュールからの配線を一つにまとめてその直流電力をパワーコンディショナに供給する接続箱と、接続箱からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力を系統電源に連系するパワーコンディショナとによって構成されている。接続箱及びパワーコンディショナには、昇圧回路や、インバータ回路などの各種電子回路が内蔵されている。 The solar power generation system mainly includes a plurality of solar cell modules disposed on the roof, a junction box that combines the wiring from the plurality of solar cell modules and supplies the DC power to the power conditioner, It is configured by a power conditioner that converts DC power from the connection box into AC power and links the AC power to the system power supply. The junction box and the power conditioner incorporate various electronic circuits such as a booster circuit and an inverter circuit.
このパワーコンディショナに内蔵された各種の電子回路は、システム可動時に温度が上昇するため、換気用ファンを設け周囲の空気を換気して周囲の空気の温度を下げることで、その温度を下げる必要がある。また、換気用ファンにより換気される空気とともに塵埃が混入することを防ぐため、換気ファンの近傍にはフィルタを設ける必要がある。 The various electronic circuits built into this inverter will increase in temperature when the system is operating, so it is necessary to lower the temperature by installing a ventilation fan and lowering the temperature of the surrounding air by ventilating the surrounding air. There is. Further, in order to prevent dust from being mixed with the air ventilated by the ventilation fan, it is necessary to provide a filter in the vicinity of the ventilation fan.
特許文献1には、太陽光発電用電力変換装置において、筐体に貫通して設けられた通風路内に直流リアクトル、交流リアクトル、及び換気ファンが設けられ、通風路の両端にフィルタが設けられることが記載されている。これにより、特許文献1によれば、ファンにより吸引される外気が両リアクトルのみを通り両リアクトル以外の電気機器部品に通らないので、その電気機器部品の外気による劣化が防止され、安価なファン、フィルタを用いて電力変換装置を小形にすることができるとされている。
In
しかしながら、特許文献1に記載された構造では、換気用ファンの吸い込み側に設けたフィルタに塵埃が付着しやすい。フィルタに多量の塵埃が付着して目詰まりが生じると、通風路内に吸引される外気の風量が低下する傾向にある。通風路内に吸引される外気の風量が低下すると、通風路内部の温度が上昇し、両リアクトル以外の電気機器部品(例えば、半導体スイッチ素子やコンデンサなど)に悪影響を与え、電力変換装置の変換効率が低下するおそれがある。さらに温度上昇して部品の許容温度以上になれば部品の故障や破壊に至り、電力変換装置が故障するおそれもある。そのため、ユーザーがフィルタを日常的に点検してフィルタの清掃を行わなければいけないので、煩雑である。
However, in the structure described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィルタの清掃を行うことなくパワーコンディショナの変換効率の低下を抑制できるパワーコンディショナを得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the power conditioner which can suppress the fall of the conversion efficiency of a power conditioner, without cleaning a filter.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の1つの側面にかかるパワーコンディショナは、筐体と、前記筐体内に配され、太陽電池で発生した直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記筐体内に配された換気用ファンと、前記筐体における前記換気用ファンに対応した箇所に配されたフィルタとを備え、前記換気用ファンは、正回転及び逆回転が可能であり、正回転を行うことにより前記筐体内を換気し、逆回転を行うことにより前記フィルタに付着した塵埃を除去することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a power conditioner according to one aspect of the present invention is provided with a casing, and the DC power generated in the solar cell is converted into AC power. Inverter, a ventilation fan disposed in the housing, and a filter disposed at a location corresponding to the ventilation fan in the housing, the ventilation fan being capable of forward and reverse rotation The interior of the housing is ventilated by performing forward rotation, and the dust attached to the filter is removed by performing reverse rotation.
本発明によれば、換気用ファンが正回転を行うことにより、筐体内の空気の温度上昇を抑制でき、インバータによる電力変換効率の低下を抑制できる。また、換気用ファンが逆回転を行うことにより、換気用ファンの正回転時にフィルタに付着した塵埃を取り除くので、フィルタの清掃を行う必要性を低減できる。すなわち、フィルタの清掃を行うことなくパワーコンディショナの変換効率の低下を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the ventilation fan performs normal rotation, the temperature rise of the air in a housing | casing can be suppressed and the fall of the power conversion efficiency by an inverter can be suppressed. Further, since the ventilation fan performs reverse rotation, dust attached to the filter is removed during the forward rotation of the ventilation fan, so that the necessity of cleaning the filter can be reduced. That is, it is possible to suppress a decrease in the conversion efficiency of the power conditioner without cleaning the filter.
以下に、本発明にかかるパワーコンディショナの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a power conditioner according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
実施の形態にかかるパワーコンディショナ1について図1を用いて説明する。図1は、パワーコンディショナ1の構成を示す分解斜視図である。
Embodiment.
A
パワーコンディショナ1は、太陽電池(図示せず)で発生した直流電力を調整して交流の系統電力(図示せず)へ供給する。具体的には、パワーコンディショナ1は、筐体10、インバータ20、リレー30、換気用ファン40、フィルタ50、内部タイマ60(計時手段、図示せず)、及び制御回路70を備える。
The
筐体10は、その内部に、例えば、インバータ20、リレー30、換気用ファン40、内部タイマ60、及び制御回路70が収容される。筐体10は、例えば箱型の外形を有し、例えば導体で形成されている。筐体10における例えば図1の手前側の面10aには、フィルタ50が配されている。
The
インバータ20は、筐体10内に配されている。インバータ20は、太陽電池(図示せず)で発生した直流電力を交流電力に変換する。インバータ20は、例えば複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子のオン・オフのパターンにより、直流電力を交流電力に変換する。各スイッチング素子は、動作中の発熱量が大きい発熱部品でありながら、高温環境下では電力変換効率が低下するため、スイッチング素子自身を過熱から守るために充分な冷却が必要である。
The
太陽電池が発電状態であってパワーコンディショナ1が太陽電池による直流電力を交流電力に変換する運転を行う際、パワーコンディショナ1に内蔵された電子回路(例えば、インバータ20やリアクトル)が発熱して筐体10内の空気の温度が上昇する。そこで、筐体10内の空気の温度を下げるために、図4に示すように換気用ファン40を正回転させて筐体10内部に空気を取り込む。なお、図4は、換気用ファン40の正回転時の動作を表した図である。
When the solar cell is in a power generation state and the
すなわち、換気用ファン40は、筐体10内に配されている。換気用ファン40は、正回転及び逆回転が可能である。換気用ファン40は、例えば、筐体10内におけるインバータ20に対応した箇所に配されている。換気用ファン40は、例えば、正回転を行ったときに換気用ファン40の吹出し側がインバータ20となる箇所、すなわちインバータ20と筐体10における面10aとの間の箇所に配されている。また、換気用ファン40は、正回転を行うことにより筐体10内を換気する。
That is, the
換気用ファン40による空気の取り込み口には塵埃除去用のフィルタが設けられている。これは空気の取り込みの際にパワーコンディショナ1外部の塵埃が筐体10内部に侵入して、内蔵の電子回路(例えば、インバータ20や制御回路70)に付着したりすることを防ぐためである。
A filter for removing dust is provided at an air intake port of the
すなわち、フィルタ50は、筐体10における換気用ファン40に対応した箇所に配されている。フィルタ50は、例えば、換気用ファン40が正回転を行ったときに換気用ファン40の吸い込み側となる箇所、すなわち筐体10における面10a上に配されている。
That is, the
しかし、常時換気用ファン40を正回転で運転し続けることにより、フィルタ50に塵埃が付着してそのまま放置するとフィルタ50が目詰まり状態となってしまう。
However, if the
そこで、換気用ファン40は、図3に示すように逆回転の動作を行い、空気の流れを逆にすることによってフィルタ50に付着した塵埃を取り除く。すなわち、換気用ファン40は、逆回転を行うことによりフィルタ50に付着した塵埃を除去する。なお、図3は、換気用ファン40の逆回転時の動作を表した図である。
Therefore, the
換気用ファン40の逆回転動作は、手動によるスイッチ操作で実施してもよいが、制御回路70による切替制御で実施しても良い。例えば、制御回路70は、内部タイマ60が前回の換気用ファン40の逆回転動作の完了からの経過時間を計るように制御する。制御回路70は、前回の逆回転動作の完了からの経過時間が第1の閾値に達した場合、例えば、換気用ファン40の正回転動作を停止させ、換気用ファン40の逆回転動作を開始させる。あるいは、例えば、換気用ファン40が既に停止していた場合、換気用ファン40の逆回転動作を開始させる。
The reverse rotation operation of the
このとき、制御回路70は、内部タイマ60が換気用ファン40の逆回転動作の運転時間を計るように制御する。制御回路70は、逆回転動作の運転時間が第2の閾値に達した場合、例えば、換気用ファン40の逆回転動作を停止させ、換気用ファン40の正回転動作を開始させる。あるいは、たとえば、換気用ファン40の正回転動作を開始させるべきでない場合、換気用ファン40の逆回転動作を停止させる。このように、換気用ファン40は、パワーコンディショナ1の内部タイマ60を用いて、ある一定期間経過するたびに一定時間の逆回転動作を行うことが可能である。これにより、使用者が何もしなくても定期的に自動でフィルタ50の清掃を行うことができる。
At this time, the
この逆回転動作を実施するタイミングを、太陽電池が発電しない、すなわちパワーコンディショナ1がインバータ20の運転を行わない時間帯である夜間に設定することも可能である。
It is also possible to set the timing for performing the reverse rotation operation at night when the solar cell does not generate power, that is, when the
仮に、太陽電池が十分な直流電力を発電している期間中に換気用ファン40の逆回転動作を行う場合、まずインバータ20の運転と換気用ファン40の運転(正回転)とを停止し、次に換気用ファン40の逆回転の運転を開始することになる。また、換気用ファン40の逆回転の運転中インバータ20は停止しており、せっかく太陽電池が十分な直流電力を発電していてもそれを有効に利用できないことになる。
If the
それに対して、実施の形態では、例えば、換気用ファン40は、太陽電池が発電しない夜間に、逆回転を行う。インバータ20の運転を行わない時間帯である夜間は、パワーコンディショナ1が運転していないので換気用ファン40が冷却のために正回転動作する必要がない時間帯であるため、太陽電池の発生する電力を無駄にすることなく逆回転動作が実施できる。
On the other hand, in the embodiment, for example, the
また、夜間は太陽電池が発電していないので換気用ファン40を運転する電力は系統電力を利用する。例えば、コンバータ(図示せず)は、系統電力を直流電力へ変換して換気用ファン40へ供給する。なお、リレー30は、太陽電池が発電している時間帯では、インバータ20により変換された交流電力を交流の系統電力(図示せず)に連系させる。リレー30は、例えば、インバータ20により変換された交流電力を系統電力の配電盤へ供給する。
In addition, since the solar cell does not generate power at night, the power for operating the
あるいは、実施の形態では、逆回転動作を実施するタイミングとして、太陽電池は発電しているがパワーコンディショナ1で直流から交流に変換するインバータ運転を行うには発電電力が少ない時間帯を選ぶことも可能である。これは、例えば、明け方とか日没前の時間帯である。
Alternatively, in the embodiment, as the timing for performing the reverse rotation operation, the solar cell is generating power, but the
すなわち、この時間帯であればパワーコンディショナ1は停止しており、かつ太陽電池も発電している状態である。したがって、換気用ファン40を運転する電力として、系統電力を使うことなく、太陽電池の発電による余剰電力を使用することができるため、経済的である。
That is, in this time zone, the
このとき、パワーコンディショナ1における換気用ファン40の制御の流れは、例えば図2に示すようになる。図2は、換気用ファン40の制御の流れを示すフローチャートである。
At this time, the flow of control of the
ステップS1では、制御回路70が、太陽光発電開始時、インバータ20が運転できるだけの太陽電池出力レベルであるかどうかを判断する。すなわち、制御回路70は、太陽電池出力レベルを検知する電圧センサ(図示せず)から太陽電池出力レベルを示す信号を受け、太陽電池出力レベルが第3の閾値以上であるかどうか判断する。第3の閾値は、例えば、インバータ20が運転できるだけの電圧レベルとして予め実験的に求められたものである。制御回路70は、太陽電池出力レベルが第3の閾値以上である場合、処理をステップS3へ進め、太陽電池出力レベルが第3の閾値未満である場合、処理をステップS2へ進める。
In step S1, the
ステップS2では、制御回路70が、換気用ファン40を制御して、換気用ファン40の逆回転運転を行う。例えば、太陽光発電開始となる明け方は、インバータ20が運転できるレベルの太陽電池出力ではない為、換気用ファン40は、図3のような逆回転の動作をする。その際の換気用ファン40の電力は太陽電池による電力を使用する。
In step S <b> 2, the
ステップS3では、制御回路70が、換気用ファン40を制御して、換気用ファン40の正回転運転を行う。例えば、インバータ20が運転できて交流電力を出力する時間は、換気用ファン40は図4のような正回転の動作をする。図4のように換気用ファン40が正回転することで、換気用ファン40近傍に設けたフィルタ50には、塵埃が付着する。
In step S <b> 3, the
ステップS4では、太陽電池出力が低下する夕方になり、インバータ20の出力が低下する。
In step S4, it becomes the evening when a solar cell output falls, and the output of the
ステップS5では、制御回路70が、太陽光発電開始時、インバータ20が運転できるだけの太陽電池出力レベルであるかどうかを判断する。すなわち、制御回路70は、太陽電池出力レベルを検知する電圧センサ(図示せず)から太陽電池出力レベルを示す信号を受け、太陽電池出力レベルが第3の閾値以上であるかどうか判断する。制御回路70は、太陽電池出力レベルが第3の閾値以上である場合、処理をステップS3へ進め、太陽電池出力レベルが第3の閾値未満である場合、処理をステップS6へ進める。
In step S <b> 5, the
ステップS6では、制御回路70が、換気用ファン40を制御して、換気用ファン40の逆回転運転を行う。例えば、日没前の時間帯になると、太陽電池出力が低下し、インバータ20が運転できない状態になる。換気用ファン40は、再度、図3の逆回転の動作をし、フィルタ50に付着した塵埃を取り除く。これにより、フィルタ50には塵埃が付着しにくくなるため、日常の手入れを行うことなく、安定した出力の提供が可能となる。
In step S6, the
以上のように、実施の形態では、パワーコンディショナ1において、換気用ファン40が、正回転を行うことにより筐体10内を換気する。これにより、筐体10内の空気の温度上昇を抑制でき、インバータ20による電力変換効率の低下を抑制できる。また、換気用ファン40は、逆回転を行うことによりフィルタ50に付着した塵埃を除去する。これにより、換気用ファン40の正回転時にフィルタ50に付着した塵埃を取り除くので、フィルタの清掃を行う必要性を低減できる。すなわち、フィルタの清掃を行うことなくパワーコンディショナ1の変換効率の低下を抑制できる。
As described above, in the embodiment, in the
また、実施の形態では、換気用ファン40が、内部タイマ60を用いて、ある一定期間経過するたびに一定時間の逆回転動作を行うことが可能である。これにより、使用者が何もしなくても定期的に自動でフィルタ50の清掃を行うことができる。
Further, in the embodiment, the
また、実施の形態では、換気用ファン40が、太陽電池が発電しない夜間に、系統電力を使用して逆回転を行う。すなわち、インバータ20の運転を行わない時間帯である夜間は、パワーコンディショナ1が運転していないので換気用ファン40が冷却のために正回転動作する必要がない時間帯であるため、太陽電池の発生する電力を無駄にすることなく逆回転動作が実施できる。
In the embodiment, the
また、実施の形態では、換気用ファン40が、太陽電池で発生する直流電力の値がインバータ20の運転可能な値より小さい時間帯に、太陽電池で発生された直流電力を使用して逆回転を行う。したがって、換気用ファン40を運転する電力として、系統電力を使うことなく、太陽電池の発電による余剰電力を使用することができるため、より経済的にパワーコンディショナ1を動作させることができる。
In the embodiment, the
なお、図1では、1つの換気用ファン40が示されているが、図3及び図4に示すように、1つのフィルタ50に対して複数の換気用ファン40が設けられても良い。
In FIG. 1, one
以上のように、本発明にかかるパワーコンディショナは、太陽電池で発生した電力の変換に有用である。 As described above, the power conditioner according to the present invention is useful for conversion of electric power generated in a solar cell.
1 パワーコンディショナ
10 筐体
20 インバータ
30 リレー
40 換気用ファン
50 フィルタ
60 内部タイマ
70 制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記筐体内に配され、太陽電池で発生した直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記筐体内に配された換気用ファンと、
前記筐体における前記換気用ファンに対応した箇所に配されたフィルタと、
を備え、
前記換気用ファンは、正回転及び逆回転が可能であり、正回転を行うことにより前記筐体内を換気し、逆回転を行うことにより前記フィルタに付着した塵埃を除去する
ことを特徴とするパワーコンディショナ。 A housing,
An inverter arranged in the housing and converting DC power generated by the solar cell into AC power;
A ventilation fan arranged in the housing;
A filter disposed at a location corresponding to the ventilation fan in the housing;
With
The ventilation fan is capable of normal rotation and reverse rotation, ventilates the inside of the housing by performing normal rotation, and removes dust adhering to the filter by performing reverse rotation. Conditioner.
前記換気用ファンは、前記計時手段を用いて一定時間の逆回転を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナ。 Further comprising time measuring means for measuring the time during which the ventilation fan is rotating in reverse,
The power conditioner according to claim 1, wherein the ventilation fan performs reverse rotation for a predetermined time using the time measuring unit.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーコンディショナ。 The power conditioner according to claim 1 or 2, wherein the ventilation fan performs reverse rotation using grid power at night when the solar cell does not generate power.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーコンディショナ。 The ventilation fan performs reverse rotation using the DC power generated by the solar cell in a time zone in which the value of the DC power generated by the solar cell is smaller than the operable value of the inverter. The power conditioner according to claim 1 or 2.
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JP2011093209A JP2012228062A (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Power conditioner |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101442179B1 (en) * | 2013-11-14 | 2014-09-22 | 송기택 | A Structure for The Installation of Inverters for Photovoltaic Power Generation and Control System thereof |
WO2019150560A1 (en) | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conversion device |
JP2022547199A (en) * | 2019-09-16 | 2022-11-10 | 深▲セン▼市物種起源科技有限公司 | Dryer with blowback ash removal function |
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2011
- 2011-04-19 JP JP2011093209A patent/JP2012228062A/en not_active Withdrawn
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WO2019150560A1 (en) | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conversion device |
US11166397B2 (en) | 2018-02-02 | 2021-11-02 | Toshiba Mitsubishi—Electric Industrial Systems Corporation | Power conversion device |
JP2022547199A (en) * | 2019-09-16 | 2022-11-10 | 深▲セン▼市物種起源科技有限公司 | Dryer with blowback ash removal function |
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