JP2013165577A - パワーコンディショナ、発電システムおよび電流抑制回路 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回路構成が簡単で、機器を作動させたときに突入電流が発生しても、自立運転を安定に行なうことが可能なパワーコンディショナを提供する。
【解決手段】本発明は、電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機した電力を商用電力系統３に供給するパワーコンディショナ２である。パワーコンディショナ２は、発電した電力を、商用電力系統３に供給する交流電圧に変換する電圧変換部（ＤＣ／ＤＣ変換回路２１およびＤＣ／ＡＣ変換回路２２）と、発電した電力を供給する電力系統を商用電力系統３、または自立電力系統４に切替える系統切替部（商用電力系統スイッチ２３および自立電力系統スイッチ２４）と、自立電力系統４に接続した負荷による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限する電流抑制回路２５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電した電力を商用電力系統に供給するパワーコンディショナに関し、特に、商用電力系統とは別に、商用電力系統から自立して電力を供給することが可能な自立電力系統を備えるパワーコンディショナに関する。

近年、太陽光発電システムに代表される再生可能エネルギーにより電力を発電する発電機が、各家庭に設置される場合が増加している。太陽光発電システムは、太陽電池に照射した太陽光により直流電力を発電するため、発電した電力を家庭内の商用電力系統に接続した機器に使用する場合や、商用電力系統を介して電力会社に売却したい場合には交流電力に変換する必要がある。そのため、太陽光発電システムには、発電した電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給するパワーコンディショナを設けてある。

特許文献１に記載の太陽光発電システムには、商用電力系統が停電したときにインバータの出力電圧を家庭内の機器のみに供給する自立運転を安定して行なうことが可能なパワーコンディショナが開示してある。

また、特許文献２に記載の太陽光発電システムには、電流制御回路、交流定電圧回路および周波数制御回路を有し、電流制御回路、交流定電圧回路および周波数制御回路を切替えて、自立電力系統用コンセントに接続した機器に電力を供給する自立運転を安定して行なうことが可能なパワーコンディショナが開示してある。

特開平８−２８９５６３号公報 特開平８−１８２３４３号公報

パワーコンディショナは、商用電力系統が停電し、太陽電池による発電が可能な場合に、商用電力系統とは別に、商用電力系統から自立して電力を供給すること可能な自立電力系統用コンセントを含んでいる。そのためパワーコンディショナは、自立電力系統用コンセントに使用したい機器を接続することで、太陽電池の発電電力より消費電力が小さい範囲で、当該機器を作動させることができる。

このとき、パワーコンディショナに接続する機器が、モータで動作するような容量性負荷の機器、たとえば、掃除機、ドライヤー、電気ドリルなどの場合、機器を作動させたときに発生する突入電流により、パワーコンディショナの出力電圧に変動が生じる。パワーコンディショナの出力電圧に変動が生じると、パワーコンディショナは、過負荷保護回路が動作して、自立電力系統用コンセントからの電力の供給を停止し、接続した機器を動作できなくなる。つまり、パワーコンディショナは、太陽電池の出力特性から許容される電流値以上を接続した機器に電流を流そうとした場合、出力電圧が急峻に低下するという問題があった。特に、電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する太陽電池などの発電機において問題があった。

特許文献１に記載のパワーコンディショナでは、自立電力系統用コンセントを設けるのではなく、家庭内の商用電力系統に接続した機器を自立運転に切替える構成であるが、機器を作動させたときに発生する突入電流により、同様に電力の供給を停止する問題があった。

さらに、特許文献２に記載のパワーコンディショナでは、電流制御回路、交流定電圧回路および周波数制御回路を切替えることで、接続した機器を作動させたときに発生する突入電流を抑えて、電力の供給を停止する問題を回避することが可能であるが、回路構成が複雑になるという問題があった。

それゆえに、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、回路構成が簡単で、接続した機器を作動させたときに突入電流が発生しても、自立運転を安定して行なうことが可能なパワーコンディショナを提供することを目的とする。

本発明は、電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機により発電した電力を商用電力系統に供給するパワーコンディショナであって、発電した電力を、商用電力系統に供給する交流電圧に変換する電圧変換部と、発電した電力を供給する電力系統を商用電力系統、または商用電力系統とは別に、商用電力系統から自立して電力を供給することが可能な自立電力系統に切替える系統切替部と、自立電力系統に接続した負荷による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限する電流抑制回路とを備えるパワーコンディショナである。

好ましくは、自立電力系統に接続した負荷に対して、電流抑制回路を介して電力を供給するか、直接供給するかを切替える電流抑制切替部をさらに備え、電流抑制切替部は、自立電力系統に接続した負荷に予め定められた電流値以上の突入電流が流れる期間、電流抑制回路を介して電力を供給する。

好ましくは、電流抑制切替部は、自立電力系統に接続した負荷に流れる電流をパワーコンディショナ内で監視して、自立電力系統に接続した負荷に予め定められた電流値以上の突入電流が流れる期間を定める。

好ましくは、電流抑制切替部は、自立電力系統に接続した負荷に予め定められた電流値以上の突入電流が流れる期間を、自立電力系統に接続した負荷に電力を供給し始めてから一定期間と定める。

好ましくは、電流抑制回路は、自立電力系統に直列に接続したパワーサーミスタを含む。

好ましくは、系統切替部は、商用電力系統に停電が生じた場合、発電した電力を供給する電力系統を自立電力系統に切替える。

また、電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機と、発電機で発電した電力を商用電力系統に供給する本発明に係るパワーコンディショナとを備える発電システムである。

さらに、本発明は、電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機により発電した電力を、商用電力系統に供給する交流電圧に変換する電圧変換部と、発電した電力を供給する電力系統を商用電力系統、または商用電力系統とは別に、商用電力系統から自立して電力を供給することが可能な自立電力系統に切替える系統切替部とを備えるパワーコンディショナの自立電力系統に接続する電流抑制回路であって、自立電力系統に接続した負荷による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限する。

好ましくは、自立電力系統に直列に接続したパワーサーミスタを含む。

本発明に係るパワーコンディショナおよび発電システムは、電流抑制回路が自立電力系統に接続した負荷による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限するので、回路構成を複雑にすることなく、接続した機器を作動させたときに突入電流が発生しても、自立運転を安定して行なうことが可能となる。

また、本発明に係る電流抑制回路は、自立電力系統に接続した負荷による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限するので、既存のパワーコンディショナと機器との間に接続することで、接続した機器を作動させたときに突入電流が発生しても、自立運転を安定して行なうことが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る発電システムの構成を示すブロック図である。 太陽電池の特性を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るパワーコンディショナに含まれる電流抑制回路の回路構成を示す回路図である。 電流抑制回路に用いるパワーサーミスタの温度と抵抗との関係を示すグラフである。 容量性負荷の機器を接続した場合に、パワーコンディショナに流れる電流の時間的変化を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る発電システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る発電システムに含まれる切替回路の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態３に係る突入電流抑制タップの構成を示す概略図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る発電システムの構成を示すブロック図である。図１に示す発電システム１０は、太陽電池１と、パワーコンディショナ２とを含んでいる。太陽電池１は、電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機である。図２は、太陽電池１の特性を説明するための図である。図２（ａ）は、太陽電池１の電流電圧特性を示すグラフで、図２（ｂ）は、太陽電池１の電力特性を示すグラフである。太陽電池１が出力する電流が高くなると、急激に電圧が低下する。そのため、太陽電池１から出力する電流が“０”のときの電圧（開放電圧）が最大値で、太陽電池１が電流を出力するにつれて電圧（発電電圧）が低下する。

図２（ａ）に示す電流電圧特性のグラフから電力Ｐを求め、電圧に対する電力Ｐの変化を示したのが図２（ｂ）に示す電力特性のグラフである。図２（ｂ）に示す電力特性は、電圧“Ｖ_ＭＰ”のとき、最大出力電力“Ｐ_ｍａｘ”となる。太陽電池１は、この最大出力電力“Ｐ_ｍａｘ”のときの電圧を最大出力動作電圧“Ｖ_ＭＰ”、このときの電流を最大出力動作電流“Ｉ_ＭＰ”とする。パワーコンディショナ２は、最大出力電力“Ｐ_ｍａｘ”を動作点として、後述するＤＣ−ＤＣ変換回路の制御を行なっている。

そのため、太陽電池１に接続した容量性の負荷に突入電流のような高い電流が流れると、動作点で電力を出力していた太陽電池１は、図２（ｂ）に示す特性から分かるように急激に電圧が低下することになる。パワーコンディショナ２は、急激に電圧が低下すると保護回路が働き、電力の出力を停止することになる。

本発明の実施の形態１に係る発電システムは、前述のような特性を有する太陽電池１に対して有効な構成であり、前述のような特性を有する発電機であれば太陽電池１に限定されるものではない。たとえば、再生可能エネルギーである風力を用いて電力を発電する風力発電機が、前述のような特性を有する発電機であれば、同様に適用することができる。

また、前述のような特性を有する発電機を有する発電システムであれば、電圧変換回路などの他の回路を含む発電システムであっても同様の問題を生じる場合がある。たとえば、前述のような特性を有する発電機に、電力変換器を介して蓄電池を接続する蓄電装置を設けた発電システムであっても、容量性の負荷による突入電流で、電圧が急激に低下して電力変換器の保護回路が働き、電力の出力を停止することがある。本発明に係る発電システムでは、電圧変換回路や蓄電池などの他の回路を含む発電システムであっても適用することができる。

太陽電池１は、内部にｐｎ接合が形成されたシリコン単結晶またはシリコン多結晶からなる半導体基板の受光面および受光面の反対側の裏面にそれぞれ表電極および裏電極が形成されたものである。太陽電池１の受光面に太陽光が入射することで、太陽電池１は電力を発電する。太陽電池１が発電する電力は直流電力であるので、発電した電力を商用電力系統に供給するためには、交流電力に変換するパワーコンディショナ２が必要となる。

パワーコンディショナ２は、発電した電力を商用電力系統に供給することが可能な交流電力に変換する機能と、商用電力系統が停電し、太陽電池１による発電が可能な場合に、家庭内の機器に発電した電力を供給する機能とを有している。具体的に、パワーコンディショナ２は、直流−直流電圧変換回路（以下、ＤＣ−ＤＣ変換回路ともいう）２１、直流−交流電圧変換回路（以下、ＤＣ−ＡＣ変換回路ともいう）２２、商用電力系統スイッチ２３、自立電力系統スイッチ２４、電流抑制回路２５、および自立電力系統用コンセント２６を含んでいる。なお、自立電力系統４は、商用電力系統３とは別に、商用電力系統３から自立して電力を供給することが可能な電力系統である。なお、ＤＣ−ＤＣ変換回路２１およびＤＣ−ＡＣ変換回路２２が電圧変換部に、商用電力系統スイッチ２３および自立電力系統スイッチ２４が系統切替部にそれぞれ対応している。

ＤＣ−ＤＣ変換回路２１は、太陽電池１で発電した直流電力の電圧を、所定の電圧（たとえば１００Ｖ）に変換する。ＤＣ−ＡＣ変換回路２２は、ＤＣ−ＤＣ変換回路２１で変圧した直流電力を交流電力（たとえば６０Ｈｚの交流電力）に変換する。商用電力系統スイッチ２３は、ＤＣ−ＡＣ変換回路２２で変換した交流電力を商用電力系統３へ供給するためのスイッチ回路である。自立電力系統スイッチ２４は、ＤＣ−ＡＣ変換回路２２で変換した交流電力を自立電力系統４へ供給するためのスイッチ回路である。なお、商用電力系統スイッチ２３および自立電力系統スイッチ２４は、リモコン５により制御され、太陽電池１で発電した電力を、商用電力系統３または自立電力系統４のいずれか一方の電力系統に供給する。

家庭内の機器６は、通常、商用電力系統３に接続されており、太陽電池１で発電した電力または商用電力系統３から供給される電力で駆動されている。しかし、商用電力系統３が停電し、太陽電池１による発電が可能な場合、パワーコンディショナ２は、リモコン５により自立運転モードに切替え、商用電力系統３から供給していた太陽電池１で発電した電力を、自立電力系統４から供給する。そのため、商用電力系統３に接続していた機器６のうち、駆動したい機器６を自立電力系統用コンセント２６に接続することで、商用電力系統３が停電し、太陽電池１による発電が可能な場合でも、機器６を駆動することができる。

しかし、背景技術でも述べたように、自立電力系統用コンセント２６に接続する機器６が、モータで動作するような容量性負荷の機器、たとえば、掃除機、ドライヤー、電気ドリルなどの場合、機器６を作動させたときに発生する突入電流により、パワーコンディショナ２の出力電圧に変動が生じる。パワーコンディショナ２は、出力電圧に変動が生じると過負荷保護回路（図示せず）が動作して自立電力系統用コンセント２６からの電力の供給が停止し、接続した機器６の駆動が停止する。

そこで、本発明の実施の形態１に係るパワーコンディショナ２では、自立電力系統スイッチ２４と、自立電力系統用コンセント２６との間に電流抑制回路２５を含んでいる。電流抑制回路２５は、自立電力系統４に接続した機器６による突入電流を、予め定められた電流値である基準値より小さくなるように制限する。基準値は、たとえば過負荷保護回路が動作しない電流値とする。

図３は、本発明の実施の形態１に係るパワーコンディショナ２に含まれる電流抑制回路２５の回路構成を示す回路図である。図３に示す電流抑制回路２５は、コネクタ２５ａ、ヒューズ２５ｂ、およびパワーサーミスタ２５ｃを含んでいる。コネクタ２５ａは、自立電力系統スイッチ２４と接続するための接続手段である。ヒューズ２５ｂは、パワーサーミスタ２５ｃまたは接続する機器６を破壊する程度の大電流が流れるのを防ぐための回路素子である。パワーサーミスタ２５ｃは、ＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）であり、温度の上昇に対して抵抗が減少するサーミスタである。

図４は、電流抑制回路２５に用いるパワーサーミスタ２５ｃの温度と抵抗との関係を示すグラフである。図５は、容量性負荷の機器６を接続した場合に、パワーコンディショナ２に流れる電流の時間的変化を示すグラフである。なお、図４に示す横軸は温度Ｔ、縦軸は抵抗Ｒをそれぞれ表わしている。図５に示す横軸は時間ｔ、縦軸は電流Ｉをそれぞれ表わしている。

パワーサーミスタ２５ｃは、図４に示すように温度Ｔが上昇すると抵抗Ｒが減少するため、容量性負荷の機器６を接続し駆動させた直後、図５に示すように突入電流が流れる期間Ａのとき、温度Ｔが低く抵抗Ｒが大きい。そのため、パワーサーミスタ２５ｃは、抵抗Ｒが大きいため、出力する電流値を基準値より小さく抑えることができる。なお、期間Ａは、容量性負荷の機器６を接続した場合に、基準値以上の電流が流れる期間である。パワーサーミスタ２５ｃは、突入電流が流れることでパワーサーミスタ２５ｃ自体が発熱し、温度Ｔが高くなり抵抗Ｒが小さくなる。そのため、パワーサーミスタ２５ｃは、突入電流が流れない期間Ｂのとき、温度Ｔが高く抵抗Ｒが小さくなり、電流損失を少なくして機器６に電流を供給することができる。つまり、パワーサーミスタ２５ｃを有するパワーコンディショナ２は、図５に示す期間Ａのとき突入電流を抑制しつつ、期間Ｂのときに電流損失を小さくして機器６を駆動することができる。

なお、パワーサーミスタ２５ｃは、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄などの酸化物を混合して焼結し形成することができる。また、電流抑制回路２５は、パワーサーミスタ２５ｃを含む構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、自立電力系統４に接続した機器６による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限することができる構成であればいずれの構成であってもよい。

以上のように、本発明の実施の形態１に係るパワーコンディショナ２は、自立電力系統４に電流抑制回路２５を含むことで、自立電力系統４に接続した機器６による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限して、出力電圧の変動を抑えることができる。つまり、パワーコンディショナ２は、出力特性から許容される電流値以上の電流を流さないようにすることで、停止することなく電力を出力し続けることができる。

また、電流抑制回路２５は、パワーサーミスタ２５ｃを含む構成にすることで、簡単な回路構成で、自立電力系統４に接続した機器６による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限することができる。

さらに、本発明の実施の形態１に係る発電システム１０は、前述のパワーコンディショナ２を備えることで、自立運転モードの場合に、容量性負荷の機器６を接続しても、電流制限を加えながら電力を供給し続けることができるので、機器６の容量成分を充電させた後、安定して駆動することができる。そのため、発電システム１０は、自立運転モードの場合に、自立電力系統４に接続する機器６が容量性負荷であるか否かを使用者が考慮したり、特別な操作をしたりすることなく使用することができるシステムを実現している。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る発電システム１０では、自立電力系統４に電力を供給する場合、常に電流抑制回路２５を介して電力を供給する構成である。しかし、本発明の実施の形態２に係る発電システムでは、突入電流が流れる期間、電流抑制回路を介して電力を供給する構成である。図６は、本発明の実施の形態２に係る発電システムの構成を示すブロック図である。図６に示す発電システム２０は、太陽電池１と、パワーコンディショナ２ａとを含んでいる。なお、本発明の実施の形態２でも、太陽光を用いて電力を発電する太陽電池１を含む発電システム２０について説明するが本発明はこれに限定されるものではなく、電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機を備える発電システムであれば、いずれの発電システムであってもよい。また、発電システム２０は、本発明の実施の形態１に係る発電システム１０と同じ構成要素について、同じ番号を付与して詳細な説明を繰返さない。

パワーコンディショナ２ａは、発電した電力を商用電力系統に供給することが可能な交流電力に変換する機能と、商用電力系統が停電し、太陽電池１による発電が可能な場合に、家庭内の機器に発電した電力を供給する機能とを有している。具体的に、パワーコンディショナ２ａは、ＤＣ−ＤＣ変換回路２１、ＤＣ−ＡＣ変換回路２２、商用電力系統スイッチ２３、自立電力系統スイッチ２４、切替回路２７、電流抑制回路２５、および自立電力系統用コンセント２６を含んでいる。

実施の形態１に係るパワーコンディショナ２と同じように、ＤＣ−ＤＣ変換回路２１は、太陽電池１で発電した直流電力の電圧を、所定の電圧（たとえば１００Ｖ）に変換する。ＤＣ−ＡＣ変換回路２２は、ＤＣ−ＤＣ変換回路２１で変圧した直流電力を交流電力（たとえば６０Ｈｚの交流電力）に変換する。商用電力系統スイッチ２３は、ＤＣ−ＡＣ変換回路２２で変換した交流電力を商用電力系統３へ供給するためのスイッチ回路である。自立電力系統スイッチ２４は、ＤＣ−ＡＣ変換回路２２で変換した交流電力を自立電力系統４へ供給するためのスイッチ回路である。なお、商用電力系統スイッチ２３および自立電力系統スイッチ２４は、リモコン５により制御され、太陽電池１で発電した電力を、商用電力系統３または自立電力系統４のいずれか一方の電力系統に供給する。

家庭内の機器６は、通常、商用電力系統３に接続されており、太陽電池１で発電した電力または商用電力系統３から供給される電力で駆動されている。しかし、商用電力系統３が停電し、太陽電池１による発電が可能な場合、パワーコンディショナ２ａは、リモコン５により自立運転モードに切替え、商用電力系統３から供給していた太陽電池１で発電した電力を、自立電力系統４から供給する。そのため、商用電力系統３に接続していた機器６のうち、駆動したい機器６を自立電力系統用コンセント２６に接続することで、商用電力系統３が停電し、太陽電池１による発電が可能な場合でも、機器６を駆動することができる。

しかし、実施の形態１に係るパワーコンディショナ２では、自立電力系統４に電力を供給する場合、常に電流抑制回路２５を介して電力を供給する。そのため、自立電力系統用コンセント２６に接続する機器６が、モータで動作するような容量性負荷の機器でない場合や、自立電力系統用コンセント２６に接続する機器６が容量性負荷の機器であっても、突入電流が流れる期間以外に電力を供給する場合、電流抑制回路２５で電力の損失が生じることがある。

そこで、本発明の実施の形態２に係るパワーコンディショナ２ａでは、自立電力系統４に接続した機器６に予め定められた電流値以上の突入電流が流れる期間、電流抑制回路２５を介して電力を供給し、当該期間以外、自立電力系統用コンセント２６に直接電力を供給することができるように切替える切替回路２７を含んでいる。なお、切替回路２７は、リモコン５により制御することができる。

切替回路２７は、突入電流が流れる期間、電流抑制回路２５と電気的に接続し、当該期間以外、自立電力系統用コンセント２６と電気的に接続するように切替える。切替回路２７では、自立電力系統４に接続した機器６に流れる電流をパワーコンディショナ２ａ内で監視し、自立電力系統４に接続した機器６に予め定められた電流値以上の電流が流れる期間を、突入電流が流れる期間と定めている。つまり、切替回路２７は、予め定められた電流値以上の電流が自立電力系統４に接続した機器６に流れている場合、電流抑制回路２５と電気的に接続し、予め定められた電流値未満の電流が自立電力系統４に接続した機器６に流れている場合、自立電力系統用コンセント２６と電気的に接続するように切替える。

図７は、本発明の実施の形態２に係る発電システムに含まれる切替回路２７の回路構成を示す回路図である。図７に示す切替回路２７は、電流センサ２７ａと、電力の流れを制御するリレー２７ｂと、リレー２７ｂを駆動させる駆動回路（トランジスタ２７ｃ）とを含んでいる。切替回路２７は、電流センサ２７ａで検出した電流に基づいてトランジスタ２７ｃをＯＮ・ＯＦＦして、リレー２７ｂを制御する。リレー２７ｂは、自立電力系統用コンセント２６との電気的な接続と、電流抑制回路２５との電気的な接続とを切替えている。

リモコン５からの制御信号が“ＯＮ”になり、トランジスタ２７ｃがＯＮ状態となることでリレー２７ｂが動作する。リレー２７ｂがＮＯ側に接続することで、自立電力系統スイッチ２４と電流抑制回路２５とを電気的に接続し、電流抑制回路２５を介して機器６に電力を供給する。ここで、電流センサ２７ａは、パワーコンディショナ２ａ内において、自立電力系統４に接続した機器６に流れる電流を監視し、検出した電流値をリモコン５に出力している。

リモコン５は、電流センサ２７ａで検出した電流値が予め定めた値以下となったとき、出力する制御信号を“ＯＮ”から“ＯＦＦ”に変更してトランジスタ２７ｃに出力する。リモコン５からの制御信号が“ＯＦＦ”になり、トランジスタ２７ｃがＯＦＦ状態となることで、リレー２７ｂがＮＣ側に接続する。リレー２７ｂがＮＣ側に接続することで、自立電力系統スイッチ２４と自立電力系統用コンセント２６とを電気的に接続し、電流抑制回路２５を介することなく機器６に電力を供給する。

なお、切替回路２７は、自立電力系統４に接続した機器に流れる電流を監視するのではなく、自立電力系統４に接続した機器に電力を供給し始めてから一定期間を、突入電流が流れる期間と定めてもよい。つまり、自立電力系統４に接続した機器に流れる突入電流が、たとえば３０秒である場合、切替回路２７は、自立電力系統４に接続した機器に電力を供給し始めてから３０秒間、電流抑制回路２５と電気的に接続し、以降の時間、自立電力系統用コンセント２６と電気的に接続する。具体的に、図７に示す切替回路２７では、電流センサ２７ａを含まない簡易な構成となり、リレー２７ｂの制御を予め設定した時間だけリモコン５からの制御信号が“ＯＮ”となり、予め設定した時間を経過した後、リモコン５からの制御信号が“ＯＦＦ”となる。

以上のように、本発明の実施の形態２に係るパワーコンディショナ２ａは、突入電流が流れる期間、電流抑制回路２５を介して電力を供給する切替回路２７を含んでいるので、突入電流が流れていない期間、電流抑制回路２５での電力の損失を回避することができる。なお、機器６に流れる電流を監視する電流センサは、図７では切替回路２７内に設けてある例を示したが、少なくともパワーコンディショナ２ａ内に設けてあればよい。

（実施の形態３）
実施の形態１および２に係る発電システム１０，２０は、自立電力系統４に接続した機器６による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限する電流抑制回路２５をパワーコンディショナ２，２ａに含む構成である。しかし、本発明の実施の形態３では、電流抑制回路を含まない発電システムのパワーコンディショナに対して、後から取付ける電流抑制回路を構成する。

図８は、本発明の実施の形態３に係る突入電流抑制タップの構成を示す概略図である。図８に示す突入電流抑制タップ３０は、既存のパワーコンディショナ４０の自立電力系統用コンセント４１に接続する電流抑制回路である。突入電流抑制タップ３０は、自立電力系統用コンセント４１に接続する入力部３１、ヒューズ３２、パワーサーミスタ３３、および出力コンセント３４を含んでいる。

入力部３１は、自立電力系統用コンセント４１と接続するための接続手段である。ヒューズ３２は、パワーサーミスタ３３または出力コンセント３４に接続する機器６を破壊する程度の大電流が流れるのを防ぐための回路素子である。パワーサーミスタ３３は、ＮＴＣサーミスタであり、温度の上昇に対して抵抗が減少するサーミスタである。出力コンセント３４は、機器６と接続するための接続手段である。なお、ヒューズ３２は、図３に示すヒューズ２５ｂに、パワーサーミスタ３３は、図３に示すパワーサーミスタ２５ｃにそれぞれ対応しており、突入電流抑制タップ３０は、実施の形態１および２に係るパワーコンディショナ２，２ａに含まれる電流抑制回路２５と同じ構成である。

そのため、突入電流抑制タップ３０は、電流抑制回路２５と同じく、自立電力系統４に接続した機器６による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限することができる。つまり、突入電流抑制タップ３０は、既存のパワーコンディショナ４０に入力部３１を接続し、機器６を出力コンセント３４に接続することで、既存のパワーコンディショナ４０に実施の形態１および２に係る電流抑制回路２５を後から取付けることができる。

以上のように、本発明の実施の形態３に係る突入電流抑制タップは、突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限することができる電流抑制回を含んでいるので、既存のパワーコンディショナ４０に接続するだけで、既存のパワーコンディショナ４０の突入電流の対策を簡単に行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 太陽電池、２，２ａ，４０ パワーコンディショナ、３ 商用電力系統、４ 自立電力系統、５ リモコン、６ 機器、１０，２０ 発電システム、２１ ＤＣ／ＤＣ変換回路、２２ ＤＣ／ＡＣ変換回路、２３ 商用電力系統スイッチ、２４ 自立電力系統スイッチ、２５ 電流抑制回路、２５ａ コネクタ、２５ｂ，３２ ヒューズ、２５ｃ，３３ パワーサーミスタ、２６，４１ 自立電力系統用コンセント、２７ 切替回路、３０ 突入電流抑制タップ、３１ 入力部、３４ 出力コンセント。

Claims (9)

1. 電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機により発電した電力を商用電力系統に供給するパワーコンディショナであって、
   発電した電力を、前記商用電力系統に供給する交流電圧に変換する電圧変換部と、
   発電した電力を供給する電力系統を前記商用電力系統、または前記商用電力系統とは別に、前記商用電力系統から自立して電力を供給することが可能な自立電力系統に切替える系統切替部と、
   前記自立電力系統に接続した負荷による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限する電流抑制回路と
   を備えるパワーコンディショナ。
2. 前記自立電力系統に接続した前記負荷に対して、前記電流抑制回路を介して電力を供給するか、直接供給するかを切替える電流抑制切替部をさらに備え、
   前記電流抑制切替部は、前記自立電力系統に接続した前記負荷に予め定められた電流値以上の突入電流が流れる期間、前記電流抑制回路を介して電力を供給する、請求項１に記載のパワーコンディショナ。
3. 前記電流抑制切替部は、前記自立電力系統に接続した前記負荷に流れる電流を前記パワーコンディショナ内で監視して、前記自立電力系統に接続した前記負荷に予め定められた電流値以上の突入電流が流れる期間を定める、請求項２に記載のパワーコンディショナ。
4. 前記電流抑制切替部は、前記自立電力系統に接続した前記負荷に予め定められた電流値以上の突入電流が流れる期間を、前記自立電力系統に接続した前記負荷に電力を供給し始めてから一定期間と定める、請求項２に記載のパワーコンディショナ。
5. 前記電流抑制回路は、前記自立電力系統に直列に接続したパワーサーミスタを含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のパワーコンディショナ。
6. 前記系統切替部は、前記商用電力系統に停電が生じた場合、発電した電力を供給する電力系統を前記自立電力系統に切替える、請求項１〜請求項５に記載のパワーコンディショナ。
7. 電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機と、
   前記発電機で発電した電力を商用電力系統に供給する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のパワーコンディショナと
   を備える発電システム。
8. 電流を出力するときの発電電圧が、電流を出力しないときの開放電圧に比べて低くなる電流電圧特性を有する発電機により発電した電力を、商用電力系統に供給する交流電圧に変換する電圧変換部と、
   発電した電力を供給する電力系統を前記商用電力系統、または前記商用電力系統とは別に、前記商用電力系統から自立して電力を供給することが可能な自立電力系統に切替える系統切替部と
   を備えるパワーコンディショナの前記自立電力系統に接続する電流抑制回路であって、
   前記自立電力系統に接続した負荷による突入電流を、予め定められた電流値より小さくなるように制限する、電流抑制回路。
9. 前記自立電力系統に直列に接続したパワーサーミスタを含む、請求項８に記載の電流抑制回路。

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