JP2013026548A - パワーコンディショナ装置および太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】排気口から排気された空気が吸気口に回り込むことを抑制するとともに、十分な吸気風量を確保する。
【解決手段】取り付け面１に取り付けられるパワーコンディショナ装置１００であって、
内部に直流電力を交流電力に変換する電気機器が設置され、かつ取り付け面１に対向する背面部１１を有する筐体１０と、筐体１０の背面部１１に設けられ、かつ筐体１０の外部から内部に空気を吸気する内部吸気口１１ａと、この内部吸気口１１ａを覆うように筐体１０の背面部１１に設けられたカバーボックス部２０と、カバーボックス部２０の側面部２１に設けられ、かつ内部吸気口１１ａを介して筐体１０内に取り込まれる空気を吸気する吸気口２１ａと、筐体１０の底面部１２に設けられ、かつ吸気口２１ａから吸気された空気を筐体１０外に排気する排気口１２ａと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワーコンディショナ装置および太陽光発電システムに関する。

太陽光発電システムには、太陽電池のほか、太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換）するパワーコンディショナ装置が用いられる。このパワーコンディショナ装置は、所定の取り付け面（家屋の壁、収納ボックスの内側面など）に取り付けた状態で使用されることが想定される。

なお、特許文献１には、複数の電力変換ユニットが格納される電力変換盤においてファンの数を最小限に抑えて各電力変換ユニットに必要風量を確保する電力変換装置が開示されている。

特開２０１１−１５４５４号公報

壁掛け型のパワーコンディショナ装置の場合、パワーコンディショナ装置の排気口から排気された空気が、吸気口に回り込んでパワーコンディショナ装置内に再度吸入されて、パワーコンディショナ装置の内部温度が上昇するおそれがある。

このことについて図６を用いて詳しく説明する。図６は、従来のパワーコンディショナ装置の背面側からみた斜視図を示している。図６に示すように、筐体８０の正面には扉８３が設けられ、一方、筐体８０の背面部８１の四隅には、パワーコンディショナ装置を壁等の取り付け面に取り付けるための固定部材８４が設けられている。

このパワーコンディショナ装置では、筐体８０の背面部８１に内部吸気口（図示せず）が設けられ、この内部吸気口を覆うようにカバーボックス部８５が取り付けられている。カバーボックス部８５の下面には、下方から外部の空気を吸気する吸気口９１が設けられている。吸気口９１からカバーボックス部８５内に吸気された空気は、背面部８１の内部吸気口を通って筐体８０内に吸気される。また、筐体８０内を通り抜けた空気は、筐体８０の底面部８２に設けられた排気口９２から排気される。

このように、従来のパワーコンディショナ装置では、吸気口９１と排気口９２がいずれも同じ下向きの方向に設けられている。このため、パワーコンディショナ装置が取り付け面に取り付けられた状態では、図６の矢印で示すように、排気口９２から排気された空気の一部が取り付け面をつたって吸気口９１に達する。即ち、排気口９２と吸気口９１の間を循環する空気のチャネルが形成され易くなる。その結果、排気口９２から排気された空気が吸気口９１に再吸引され、冷却効率が低下してパワーコンディショナ装置の内部温度が上昇するという問題があった。

さらに別の問題として、通常筐体８０と取り付け面との間のスペースが狭く、このため、筐体８０の背面側に設けられた吸気口９１は十分な吸気風量を確保できないという問題もあった。

そこで、本発明は、排気口から排気された空気が吸気口に回り込むことを抑制するとともに、十分な吸気風量を確保することが可能なパワーコンディショナ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るパワーコンディショナ装置は、
取り付け面に取り付けられるパワーコンディショナ装置であって、
内部に直流電力を交流電力に変換する電気機器が設置され、かつ前記取り付け面に対向する背面部を有する、筐体と、
前記筐体の前記背面部に設けられ、かつ前記筐体の外部から内部に空気を吸気する、内部吸気口と、
前記内部吸気口を覆うように前記筐体の前記背面部に設けられた、カバーボックス部と、
前記カバーボックス部の側面部に設けられ、かつ前記内部吸気口を介して前記筐体内に取り込まれる空気を吸気する、吸気口と、
前記筐体の底面部に設けられ、かつ前記吸気口から吸気された空気を前記筐体外に排気する、排気口と、
を備えることを特徴とする。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記排気口に設けられ、かつ前記排気口から排気される空気の吹き出し方向を変える風向変更部材をさらに備えてもよい。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記風向変更部材は、前記排気口に嵌合する枠部と、前記枠部に固定され、かつ前記筐体の前記背面部に対して平行に設けられた風向板と、を有してもよい。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記風向変更部材は、前記筐体内から排気される空気の吹き出し方向を前記筐体の正面側に変更してもよい。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記カバーボックス部の底面部に、前記カバーボックス部の下方から空気を吸気する補助吸気口をさらに備えてもよい。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記カバーボックス部の前記側面部は、前記筐体の前記背面部と斜交するように設けられていてもよい。

本発明の一態様に係るパワーコンディショナ装置は、
取り付け面に取り付けられるパワーコンディショナ装置であって、
内部に直流電力を交流電力に変換する電気機器が設置され、かつ前記取り付け面に対向する背面部を有する、筐体と、
前記筐体の側面部に設けられ、かつ前記筐体の外部から内部に空気を吸気する、吸気口と、
前記筐体の底面部に設けられ、かつ前記吸気口から吸気された空気を前記筐体外に排気する、排気口と、
を備えることを特徴とする。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記排気口に設けられ、かつ前記排気口から排気される空気の吹き出し方向を変える風向変更部材をさらに備えてもよい。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記風向変更部材は、前記排気口に嵌合する枠部と、前記枠部に固定され、かつ前記筐体の前記背面部に対して平行に設けられた風向板と、を有してもよい。

前記パワーコンディショナ装置において、
前記風向変更部材は、前記筐体内から排気される空気の吹き出し方向を前記筐体の正面側に変更してもよい。

本発明の一態様に係る太陽光発電システムは、
本発明によるパワーコンディショナ装置と、
前記パワーコンディショナ装置に直流電力を供給する太陽電池と、
前記パワーコンディショナ装置から供給される交流電力を変圧する変圧装置と、
を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係るパワーコンディショナ装置は、取り付け面に対向する背面部を有する筐体と、筐体の背面部に設けられた内部吸気口を覆うカバーボックス部とを備える。そして、吸気口はカバーボックス部の側面部に設けられ、排気口は筐体の底面部に設けられる。このような構成によれば、吸気は筐体の側面から行われる一方、排気は筐体の底面から行われる。このため、壁等の取り付け面をつたってきた排気口から排気された空気を、吸気口を介して筐体内に再度吸気することが抑制される。

即ち、本発明によれば、吸気方向と排気方向が異なるために排気口と吸気口の間を繋ぐ空気のチャネルが形成されにくくなり、このため、排気された空気が吸気口に回り込むことが抑制される。その結果、パワーコンディショナ装置の内部温度の上昇を防ぐことができる。

さらに、吸気口はカバーボックス部の側面部に設けられているため、パワーコンディショナ装置が取り付け面に取り付けられた状態において十分な吸気風量を確保することができる。

（ａ）は、取り付け面に取り付けられた本発明の実施形態に係るパワーコンディショナ装置を正面側からみた斜視図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナ装置を背面側からみた斜視図である。 カバーボックス部を取り外した状態における、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナ装置の背面側からみた斜視図である。 風向変更部材の一例を示す図であり、（ａ）は風向変更部材の上面図であり、（ｂ）は風向変更部材の下側面図であり、（ｃ）は風向変更部材の側面図である。 本発明による実施形態の変形例に係るパワーコンディショナ装置の背面側からみた斜視図である。 太陽光発電システムの概略的な構成図である。 従来技術によるパワーコンディショナ装置を背面側からみた斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。

（太陽光発電システム）
まず、図５を用いて、パワーコンディショナ装置を含む太陽光発電システムの構成について説明する。図５に示すように、太陽光発電システム５００は、パワーコンディショナ装置１００と、このパワーコンディショナ装置１００に直流電力（例えばＤＣ２００〜５００Ｖ）を供給する太陽電池２００と、変圧装置３００とを備える。パワーコンディショナ装置１００は、太陽電池２００から供給された直流電圧を三相交流（例えば２００Ｖ）に変換して出力する。この交流電力は、パワーコンディショナ装置１００の出力端と接続された変圧装置３００により高圧（例えば６６００Ｖ）に変圧されて商用配電網に供給される。

（パワーコンディショナ装置）
次に、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナ装置１００について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナ装置１００の斜視図を示している。即ち、図１（ａ）は、取り付け面１に取り付けられたパワーコンディショナ装置１００を正面側からみた斜視図であり、図１（ｂ）は、背面側からみたパワーコンディショナ装置１００の斜視図である。

図１（ａ）に示すように、パワーコンディショナ装置１００は、筐体の四隅に設けられた固定金具４０により、家屋の壁や収納ボックスの内側面等の取り付け面１に取り付けられる壁掛け型のパワーコンディショナ装置である。筐体１０の正面には、筐体１０内に設置された電気機器（例えば、直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣコンバータ等）にアクセスするための扉１５が設けられている。また、扉１５には、扉１５を開閉するための開閉レバー１５ａが設けられている。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、パワーコンディショナ装置１００は、背面部１１および底面部１２を有する略直方体形状の筐体１０と、背面部１１に設けられたカバーボックス部２０と、カバーボックス部２０の側面部２１に設けられた吸気口２１ａと、筐体１０の底面部１２に設けられた排気口１２ａと、を備える。

排気口１２ａは、底面部１２に設けられており、吸気口２１ａから吸気され筐体１０内の電気機器等を冷却した空気を筐体１０外に排気する。

なお、パワーコンディショナ装置１００が取り付け面１に取り付けられた状態において、背面部１１は取り付け面１に対向する面である。底面部１２は、背面部１１の垂直方向に隣接する面である。

図２は、カバーボックス部２０を取り外した状態における、背面側からみたパワーコンディショナ装置１００の斜視図である。図２に示すように、筐体１０の背面部１１には、カバーボックス部２０の吸気口２１ａを介して吸入された外部の空気を、筐体１０内に吸気するための内部吸気口１１ａが設けられている。このように、内部吸気口１１ａは、筐体１０の背面部１１に設けられ、かつ筐体１０の外部から内部に空気を吸気するものである。

カバーボックス部２０は、上記の内部吸気口１１ａを覆うように筐体１０の背面部１１に設けられている。カバーボックス部２０の吸気口２１ａは、内部吸気口１１ａを介して筐体１０内に取り込まれる空気を吸気する。図１（ａ）および（ｂ）の矢印が示すように、吸気口２１ａは、筐体１０の側面方向から外気を吸気する。

上記のように、吸気口２１ａはカバーボックス部２０の側面に設けられ、排気口１２ａは筐体１０の底面に設けられる。このため、吸気は吸気口２１ａを介して横方向から行われる一方、排気は排気口１２ａから下方向に行われる。このように、吸気方向と排気方向が異なるため、排気口１２ａと吸気口２１ａの間を繋ぐ空気のチャネルは形成されにくくなる。したがって、本実施形態によれば、排気口１２ａから排気された空気が吸気口２１ａに回り込むことを抑制することができる。その結果、パワーコンディショナ装置１００の内部温度の上昇を防ぐことができる。

さらに、本実施形態によれば、筐体の側面から吸気が行われるため、従来の背面に吸気口が設けられたパワーコンディショナ装置のように、筐体１０と取り付け面１との間の狭いスペースのせいで吸気流量が制限されることなく、十分な吸気風量を確保することができる。

なお、カバーボックス部２０の側面部２１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、筐体１０の背面部１１と斜交するように設けられる。即ち、パワーコンディショナ装置１００の底面部１２側からみたカバーボックス部２０の形状を台形とする。これにより、従来のパワーコンディショナ装置のようにカバーボックス部の側面部が筐体の背面部と直交する場合（図６参照）と比較して、側面部２１（吸気口２１ａ）の面積が増大するため、吸気風量をさらに増やすことができる。

また、パワーコンディショナ装置１００は、排気口１２ａに設けられ、かつ排気口１２ａから排気される空気の吹き出し方向を変える風向変更部材３０をさらに備える。この風向変更部材３０は、図１（ｂ）に示すように、筐体１０の底面部１２にネジ等で固定されており、筐体１０内から排気される空気の吹き出し方向を筐体１０の正面側に変更する。これにより、排気口１２ａから排気され、取り付け面１をつたって上昇する空気が減少するため、排気口１２ａから排気された空気が吸気口２１ａに回り込むことをさらに抑制させることができる。

風向変更部材３０の一例の構成について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は風向変更部材３０の上面図を示し、図３（ｂ）は風向変更部材３０の下側面図を示し、図３（ｃ）は風向変更部材３０の側面図を示している。

風向変更部材３０は、排気口１２ａに嵌合する枠部３１と、枠部３１に固定された４枚の風向板３２と、風向板３２の中央部で垂直に交わり、風向板３２を支持する支持板３３とを有する。風向板３２は、筐体１０の背面部１１に対して平行に設けられる。また、風向変更部材３０が筐体１０内から排気される空気の吹き出し方向を筐体１０の正面側に変更するように、風向板３２は、図３（ｃ）に示すように、枠部３１と斜交するように設けられる。

上記のように、風向変更部材３０を用いることにより、筐体１０から排気された空気が取り付け面１をつたって筐体１０の背面に上がってくることがほとんどなくなるため、図１（ｂ）に示すように、カバーボックス部２０の底面部２２に、外部の空気を吸気する補助吸気口２２ａを設けてもよい。これにより、吸気流量をさらに増大させることができる。

（変形例）
上記の実施形態では、吸気口はカバーボックス部の側面部に設けられていたが、カバーボックス部を設けず、筐体１０の側面部に直接吸気口を設けてもよい。

図４は本変形例に係るパワーコンディショナ装置１００Ａの背面側からみた斜視図を示している。図４に示すように、パワーコンディショナ装置１００Ａでは、筐体１０の外部から内部に空気を吸気する吸気口１３ａが、筐体１０の側面部１３に設けられている。

即ち、本変形例に係るパワーコンディショナ装置１００Ａは、筐体１０と、側面部１３に設けられた吸気口１３ａと、筐体１０の底面部１２に設けられ、かつ吸気口１３ａから吸気された空気を筐体１０外に排気する排気口１２ａと、を備える。なお、側面部１３は筐体１０の背面部１１の水平方向に隣接する面であり、底面部１２は筐体１０の背面部１１の垂直方向に隣接する面である。

また、パワーコンディショナ装置１００Ａは、パワーコンディショナ装置１００と同様、前述の風向変更部材３０をさらに備えてもよい。

本変形例によれば、前述のパワーコンディショナ装置１００と同様に、排気口１２ａから排気された空気が筐体１０の側面部１３の吸気口１３ａに回り込んで再吸気されることが抑制される。その結果、パワーコンディショナ装置の内部温度の上昇を防ぐことができる。さらに、パワーコンディショナ装置１００Ａの側面から吸気が行われるため、十分な吸気風量を確保することができる。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１ 取り付け面
１０ 筐体
１１ 背面部
１１ａ 内部吸気口
１２ 底面部
１２ａ 排気口
１３ 側面部
１５ 扉
１５ａ 開閉レバー
２０ カバーボックス部
２１ 側面部
２１ａ 吸気口
２２ 底面部
２２ａ 補助吸気口
３０ 風向変更部材
３１ 枠部
３２ 風向板
３３ 支持板
４０ 固定金具
８０ 筐体
８１ 背面部
８２ 底面部
８３ 扉
８４ 固定部材
８５ カバーボックス部
９１ 吸気口
９２ 排気口
１００，１００Ａ パワーコンディショナ装置
２００ 太陽電池
３００ 変圧装置
５００ 太陽光発電システム

Claims (11)

1. 取り付け面に取り付けられるパワーコンディショナ装置であって、
   内部に直流電力を交流電力に変換する電気機器が設置され、かつ前記取り付け面に対向する背面部を有する、筐体と、
   前記筐体の前記背面部に設けられ、かつ前記筐体の外部から内部に空気を吸気する、内部吸気口と、
   前記内部吸気口を覆うように前記筐体の前記背面部に設けられた、カバーボックス部と、
   前記カバーボックス部の側面部に設けられ、かつ前記内部吸気口を介して前記筐体内に取り込まれる空気を吸気する、吸気口と、
   前記筐体の底面部に設けられ、かつ前記吸気口から吸気された空気を前記筐体外に排気する、排気口と、
   を備えることを特徴とするパワーコンディショナ装置。
2. 前記排気口に設けられ、かつ前記排気口から排気される空気の吹き出し方向を変える風向変更部材をさらに備える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装置。
3. 前記風向変更部材は、前記排気口に嵌合する枠部と、前記枠部に固定され、かつ前記筐体の前記背面部に対して平行に設けられた風向板と、を有することを特徴とする請求項２に記載のパワーコンディショナ装置。
4. 前記風向変更部材は、前記筐体内から排気される空気の吹き出し方向を前記筐体の正面側に変更することを特徴とする請求項２または３に記載のパワーコンディショナ装置。
5. 前記カバーボックス部の底面部に、前記カバーボックス部の下方から空気を吸気する補助吸気口をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のパワーコンディショナ装置。
6. 前記カバーボックス部の前記側面部は、前記筐体の前記背面部と斜交するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のパワーコンディショナ装置。
7. 取り付け面に取り付けられるパワーコンディショナ装置であって、
   内部に直流電力を交流電力に変換する電気機器が設置され、かつ前記取り付け面に対向する背面部を有する、筐体と、
   前記筐体の側面部に設けられ、かつ前記筐体の外部から内部に空気を吸気する、吸気口と、
   前記筐体の底面部に設けられ、かつ前記吸気口から吸気された空気を前記筐体外に排気する、排気口と、
   を備えることを特徴とするパワーコンディショナ装置。
8. 前記排気口に設けられ、かつ前記排気口から排気される空気の吹き出し方向を変える風向変更部材をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のパワーコンディショナ装置。
9. 前記風向変更部材は、前記排気口に嵌合する枠部と、前記枠部に固定され、かつ前記筐体の前記背面部に対して平行に設けられた風向板と、を有することを特徴とする請求項８に記載のパワーコンディショナ装置。
10. 前記風向変更部材は、前記筐体内から排気される空気の吹き出し方向を前記筐体の正面側に変更することを特徴とする請求項８または９に記載のパワーコンディショナ装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載のパワーコンディショナ装置と、
    前記パワーコンディショナ装置に直流電力を供給する太陽電池と、
    前記パワーコンディショナ装置から供給される交流電力を変圧する変圧装置と、
    を備えることを特徴とする太陽光発電システム。

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