JP2014003171A - 接続箱及び太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】逆流防止ダイオードの逆電圧定格を低減できる接続箱を得る。
【解決手段】接続箱１７０は、複数の太陽光発電モジュール１０Ａ〜１０Ｅを電力変換器に並列接続する接続箱１７０であって、複数の太陽光発電モジュール１０Ａ〜１０Ｅが接続されるべき複数の入力回路１８Ａ〜１８Ｅを備え、複数の入力回路１８Ａ〜１８Ｅのそれぞれは、複数の逆流防止ダイオード３０Ａ−１〜３０Ｅ−４がフルブリッジ接続された全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、接続箱及び太陽光発電システムに関する。

太陽光発電用システムの入力の接続箱は、太陽光発電モジュールパネルにおける複数の太陽光発電モジュールからの直流入力を、１つの出力にまとめて電力変換器に接続するものである。このとき、複数の太陽光発電モジュールからの入力電圧がばらつきをもっていることが多いので、接続箱では、高い電圧入力側から低い電圧入力側に電力の流入（逆流）がないように、それぞれの電圧入力側に、逆流防止ダイオードを配している。

特許文献１には、複数の太陽電池ストリングの出力を集電してパワーコンディショナへ供給する集電箱において、太陽電池ストリング毎に逆流防止ダイオードを設け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、一部の太陽電池ストリングが影になって複数の太陽電池ストリング間に出力電圧の不一致が生じた際に、影になっている太陽電池ストリングへ他の太陽電池ストリングから逆電流が流れることを防止するとされている。

特開２００１−３２０８２７号公報

特許文献１に記載の集電箱では、複数の太陽電池ストリングのうち一部の太陽電池ストリングが逆極性で接続され、残りの太陽電池ストリングが適正な極性で接続された場合、逆流防止ダイオードには定格入力電圧の２倍（すなわち、太陽電池ストリング２つ分）の逆電圧がかかる可能性がある。そのため、特許文献１に記載の集電箱（接続箱）では、逆流防止ダイオードの逆電圧定格を定格入力電圧の２倍以上に大きくする必要があるとともに、逆流防止ダイオードに大きな電圧が印加され多量に発熱するため、発熱量に付随して放熱スペースを大きく確保する必要があり、集電箱（接続箱）の小型化が困難になる傾向にある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、逆流防止ダイオードの逆電圧定格を低減できる接続箱及び太陽光発電システムを得ることを目的とする。

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つの側面にかかる接続箱は、複数の太陽光発電モジュールを電力変換器に並列接続する接続箱であって、前記複数の太陽光発電モジュールが接続されるべき複数の入力回路を備え、前記複数の入力回路のそれぞれは、複数の逆流防止ダイオードがフルブリッジ接続された全波整流型回路を有することを特徴とする。

本発明によれば、各入力回路が全波整流型回路を有するので、複数の太陽電池モジュールのうちの一部の太陽電池モジュールが逆極性で接続された場合に各逆流防止ダイオードにかかる逆電圧を太陽電池モジュール１つ分の電圧に抑制できる。この結果、各逆流防止ダイオードの逆電圧定格を低減できる。

図１は、実施の形態１における接続箱の構成を示す図である。 図２は、実施の形態１における接続箱の動作を示す図である。 図３は、実施の形態２における接続箱の構成を示す図である。 図４は、基本の形態にかかる太陽光発電システムの構成を示す図である。 図５は、基本の形態における接続箱の構成を示す図である。 図６は、基本の形態における接続箱の動作を示す図である。

以下に、本発明にかかる接続箱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。

実施の形態１．
実施の形態１にかかる太陽光発電システムＳ１０について説明する前に、まず、基本の形態にかかる太陽光発電システムＳについて図４を用いて説明する。図４は、基本の形態にかかる太陽光発電システムＳの構成を示す図である。

太陽光発電システムＳは、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅ、接続箱７０、及び電力変換器８０を備える。

複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅは、それぞれ、太陽光を受けて、直流電力を発電する。各太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅでは、複数の太陽電池セルが直列に接続されている。接続箱７０は、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅを電力変換器８０に並列接続する。これにより、各太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅで発電された直流電力が接続箱７０経由で電力変換器８０に供給される。電力変換器８０は、直流電力に対して電力変換等を含む所定の動作を施して交流電力に変換し、変換された交流電力を例えば商用系統電源（図示せず）に出力する。

接続箱７０には、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅが並列接続されるための複数対の入力端子５０Ｐ−１〜５０Ｎ−５が例えば入力端子台１（図５参照）上に設けられている。例えば、Ｐ側入力端子５０Ｐ−１及びＮ側入力端子５０Ｎ−１は、対になっており、それぞれ、太陽電池モジュール１０Ａの正側端子１０Ａ１及び負側端子１０Ａ２が接続されるべき端子となっている。あるいは、例えば、Ｐ側入力端子５０Ｐ−２及びＮ側入力端子５０Ｎ−２は、対になっており、それぞれ、太陽電池モジュール１０Ｂの正側端子１０Ｂ１及び負側端子１０Ｂ２が接続されるべき端子となっている。あるいは、例えば、Ｐ側入力端子５０Ｐ−３及びＮ側入力端子５０Ｎ−３は、対になっており、それぞれ、太陽電池モジュール１０Ｃの正側端子１０Ｃ１及び負側端子１０Ｃ２が接続されるべき端子となっている。あるいは、例えば、Ｐ側入力端子５０Ｐ−４及びＮ側入力端子５０Ｎ−４は、対になっており、それぞれ、太陽電池モジュール１０Ｄの正側端子１０Ｄ１及び負側端子１０Ｄ２が接続されるべき端子となっている。あるいは、例えば、Ｐ側入力端子５０Ｐ−５及びＮ側入力端子５０Ｎ−５は、対になっており、それぞれ、太陽電池モジュール１０Ｅの正側端子１０Ｅ１及び負側端子１０Ｅ２が接続されるべき端子となっている。

それに応じて、適正な極性で接続された場合、例えば、複数の太陽電池セルＳＰ−１〜ＳＰ−４が直列に接続された太陽電池モジュール１０Ａは、太陽電池セルＳＰ−１側の正側端子１０Ａ１がＰ側入力端子５０Ｐ−１に接続され、太陽電池セルＳＰ−４側の負側端子１０Ａ２がＮ側入力端子５０Ｎ−１に接続される。あるいは、例えば、複数の太陽電池セルＳＰ−５〜ＳＰ−８が直列に接続された太陽電池モジュール１０Ｂは、太陽電池セルＳＰ−５側の正側端子１０Ｂ１がＰ側入力端子５０Ｐ−２に接続され、太陽電池セルＳＰ−８側の負側端子１０Ｂ２がＮ側入力端子５０Ｎ−２に接続される。あるいは、例えば、複数の太陽電池セルＳＰ−９〜ＳＰ−１２が直列に接続された太陽電池モジュール１０Ｃは、太陽電池セルＳＰ−９側の正側端子１０Ｃ１がＰ側入力端子５０Ｐ−３に接続され、太陽電池セルＳＰ−１２側の負側端子１０Ｃ２がＮ側入力端子５０Ｎ−３に接続される。あるいは、例えば、複数の太陽電池セルＳＰ−１３〜ＳＰ−１６が直列に接続された太陽電池モジュール１０Ｄは、太陽電池セルＳＰ−１３側の正側端子１０Ｄ１がＰ側入力端子５０Ｐ−４に接続され、太陽電池セルＳＰ−１６側の負側端子１０Ｄ２がＮ側入力端子５０Ｎ−４に接続される。あるいは、例えば、複数の太陽電池セルＳＰ−１７〜ＳＰ−２０が直列に接続された太陽電池モジュール１０Ｅは、太陽電池セルＳＰ−１７側の正側端子１０Ｅ１がＰ側入力端子５０Ｐ−５に接続され、太陽電池セルＳＰ−２０側の負側端子１０Ｅ２がＮ側入力端子５０Ｎ−５に接続される。

また、接続箱７０には、電力変換器８０が接続されるための一対の出力端子６０Ｐ、６０Ｎが例えば出力端子台６（図５参照）上に設けられている。すなわち、出力端子６０Ｐ及び出力端子６０Ｎは、対になっており、それぞれ、電力変換器８０のＰ側端子８１Ｐ及びＮ側端子８１Ｎが接続されるべき端子となっている。

なお、接続箱７０には、複数対の入力端子５０Ｐ−１〜５０Ｎ−５と一対の出力端子６０Ｐ、６０Ｎとの接続を中継する（例えば、部分的にまとめる）ための複数対の中継端子５Ｐ−１〜５Ｎ−２が例えば中継端子台５（図５参照）上に設けられていてもよい。

このような太陽光発電用の接続箱７０は、図５に示すように、等価的に直流電圧源としてそれぞれ機能する複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅに対応して、複数の入力回路８Ａ〜８Ｅを持ち、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅから出力された直流電力を、ハーネス４及び複数対の中継端子５Ｐ−１〜５Ｎ−２を介して並列に集約して出力するものである。すなわち、太陽光発電モジュール１０Ａ〜１０Ｅで発電した電力は、複数の入力回路８Ａ〜８Ｅ及びハーネス４等により接続箱７０でまとめられ、電力変換器８０をへて、交流電力に変換され、負荷や電力系統などに供給される。

具体的には、接続箱７０は、複数の入力回路８Ａ〜８Ｅ及び複数の開閉器２Ａ〜２Ｅを備える。複数の入力回路８Ａ〜８Ｅは、複数の開閉器２Ａ〜２Ｅを介して複数対の入力端子５０Ｐ−１〜５０Ｎ−５に接続されているとともに、一対の出力端子６０Ｐ、６０Ｎに対して互いに並列に接続されている。複数の開閉器２Ａ〜２Ｅは、極性のある開閉器であり、接続箱７０における複数対の入力端子５０Ｐ−１〜５０Ｎ−５と複数の入力回路８Ａ〜８Ｅにおける複数対の入力端子との接続を開閉する。例えば、開閉器２Ａは、一対の入力端子５０Ｐ−１、５０Ｎ−１と入力回路８Ａの一対の入力端子との接続を開閉する。あるいは、例えば、開閉器２Ｂは、一対の入力端子５０Ｐ−２、５０Ｎ−２と入力回路８Ｂの一対の入力端子との接続を開閉する。あるいは、例えば、開閉器２Ｃは、一対の入力端子５０Ｐ−３、５０Ｎ−３と入力回路８Ｃの一対の入力端子との接続を開閉する。あるいは、例えば、開閉器２Ｄは、一対の入力端子５０Ｐ−４、５０Ｎ−４と入力回路８Ｄの一対の入力端子との接続を開閉する。あるいは、例えば、開閉器２Ｅは、一対の入力端子５０Ｐ−５、５０Ｎ−５と入力回路８Ｅの一対の入力端子との接続を開閉する。

太陽光発電モジュール１０Ａ〜１０Ｅからの複数の入力電圧は、太陽光発電モジュール１０Ａ〜１０Ｅの配置の差、特性の差などにより、バラツキが生じる。このとき、入力電圧の高い入力回路から入力電圧の低い入力回路へ電力（電流）が流れ込むと、太陽光発電モジュールが故障する可能性がある。

そのため、図５に示すように各入力回路８Ａ〜８Ｄ間の電力（電流）の逆流を防止するために、逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅが各入力回路８Ａ〜８Ｅにおける入力端子８Ａ１〜８Ｅ１と出力端子８Ａ２〜８Ｅ２との間に直列に接続されている。すなわち、複数の逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅは、複数対の入力端子５０Ｐ−１〜５０Ｎ−５及び複数の開閉器２Ａ〜２Ｅと一対の出力端子６０Ｐ、６０Ｎとの間に接続されている。

例えば、逆流防止ダイオード３Ａは、カソードがＰ側中継端子５Ｐ−１を介して出力端子６０Ｐに電気的に接続され、アノードが開閉器２Ａを介してＰ側入力端子５０Ｐ−１に電気的に接続される。あるいは、例えば、逆流防止ダイオード３Ｂは、カソードがＰ側中継端子５Ｐ−１を介して出力端子６０Ｐに電気的に接続され、アノードが開閉器２Ｂを介してＰ側入力端子５０Ｐ−２に電気的に接続される。あるいは、例えば、逆流防止ダイオード３Ｃは、カソードがＰ側中継端子５Ｐ−１を介して出力端子６０Ｐに電気的に接続され、アノードが開閉器２Ｃを介してＰ側入力端子５０Ｐ−３に電気的に接続される。あるいは、例えば、逆流防止ダイオード３Ｄは、カソードがＰ側中継端子５Ｐ−２を介して出力端子６０Ｐに電気的に接続され、アノードが開閉器２Ｄを介してＰ側入力端子５０Ｐ−４に電気的に接続される。あるいは、例えば、逆流防止ダイオード３Ｅは、カソードがＰ側中継端子５Ｐ−２を介して出力端子６０Ｐに電気的に接続され、アノードが開閉器２Ｅを介してＰ側入力端子５０Ｐ−５に電気的に接続される。

この構成では、各太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅが適正な極性で接続され、正常に動作している時はこの逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅへの逆方向の印加電圧は例えば最大で太陽電池モジュール１つ分の電圧となる。

しかし、図５に示す構成においては、例えば各太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅを接続箱７０に接続する接続工事時に、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅのうち、一部の太陽電池モジュールの極性を逆にすると、その逆に接続された入力回路の逆流防止ダイオードには、その入力電圧とその他の最大の入力電圧が印加される。例えば、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅのうち一部の太陽電池モジュールが逆極性で接続され、残りの太陽電池モジュールが適正な極性で接続された場合、逆流防止ダイオードには定格入力電圧の２倍（すなわち、太陽電池モジュール２つ分）の逆電圧がかかる可能性がある。

例えば、図６に示すように、太陽電池モジュール１０Ｂの正側端子１０Ｂ１及び負側端子１０Ｂ２が逆極性で接続された場合、破線で示すような経路で逆流防止ダイオード３Ｂに逆方向の電圧が印加されることになる。すなわち、正側端子１０Ｂ１→Ｎ側入力端子５０Ｎ−２→Ｎ側入力端子５０Ｎ−１→負側端子１０Ａ２→正側端子１０Ａ１→Ｐ側入力端子５０Ｐ−１→逆流防止ダイオード３Ａの経路で逆流防止ダイオード３Ｂのカソードに正側電圧が印加されるとともに、負側端子１０Ｂ２→Ｐ側入力端子５０Ｐ−２の経路で逆流防止ダイオード３Ｂのアノードに負側電圧が印加される。このとき、逆流防止ダイオード３Ｂのカソードには、太陽電池モジュール１０Ａ及び太陽電池モジュール１０Ｂが直列接続された２つの直流電圧源として、正側電圧が印加される。

仮に、各逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅの逆電圧定格が定格入力電圧以上（例えば、定格入力電圧＋動作マージン分）である場合、定格入力電圧の２倍（すなわち、太陽電池モジュール２つ分）の逆電圧が印加されると、逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅが破壊される可能性がある。このため、逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅを選定する際は、定格入力電圧の２倍（すなわち、太陽電池モジュール２つ分）以上の逆電圧定格を持ったものを選ぶ必要がある。

仮に、各逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅの逆電圧定格が太陽電池モジュールの定格入力電圧の２倍（すなわち、太陽電池モジュール２つ分）以上である場合、逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅへは、正常に動作している時は常時通電され発熱する。ダイオードの特性としては、逆電圧定格が高い素子であるほど、一定電流条件下において順方向電圧が高くなる傾向があり、そのため、順方向電圧が高くなるほど損失が大きくなる傾向にある。すなわち、逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅは、大きな電圧が印加され多量に発熱しやすいため、発熱量に付随して放熱スペースを確保する必要があり、接続箱７０の小型化が困難になる傾向にある。

そこで、実施の形態１では、図１に示すように、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅにおいて複数の逆流防止ダイオードをフルブリッジ接続することで、各逆流防止ダイオードの逆電圧定格を定格入力電圧以上（例えば、定格入力電圧＋動作マージン分）に低減することを目指す。以下では、基本の形態と異なる部分を中心に説明する。

具体的には、太陽光発電システムＳ１０において、接続箱１７０は、複数の入力回路８Ａ〜８Ｅ（図５参照）に代えて複数の入力回路１８Ａ〜１８Ｅを有する。

基本の形態では、各入力回路８Ａ〜８Ｅが開閉器２Ａ〜２Ｅの一対の出力端子のうちの一方（例えば、Ｐ側の出力端子）と接続箱７０の１つの出力端子（例えば、Ｐ側出力端子６０Ｐ）との間に電気的に接続されている。それに応じて、各入力回路８Ａ〜８Ｅは、１つの入力端子８Ａ１〜８Ｅ１と１つの出力端子８Ａ２〜８Ｅ２とを有している。

実施の形態１では、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅが接続箱７０の一対の入力端子と開閉器２Ａ〜２Ｅの一対の出力端子との間に電気的に接続されている。それに応じて、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅは、一対の入力端子１８Ａ１、１８Ａ２、１８Ｂ１、１８Ｂ２、１８Ｃ１、１８Ｃ２、１８Ｄ１、１８Ｄ２、１８Ｅ１、１８Ｅ２と、一対の出力端子１８Ａ３、１８Ａ４、１８Ｂ３、１８Ｂ４、１８Ｃ３、１８Ｃ４、１８Ｄ３、１８Ｄ４、１８Ｅ３、１８Ｅ４とを有している。

より具体的には、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅは、全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅを有する。各全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅでは、複数の逆流防止ダイオードがフルブリッジ接続されている。

例えば、全波整流型回路１３Ａでは、逆流防止ダイオード３０Ａ−１及び逆流防止ダイオード３０Ａ−２の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ａの入力端子１８Ａ１に接続され、逆流防止ダイオード３０Ａ−１及び逆流防止ダイオード３０Ａ−２の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ａ３及び出力端子１８Ａ４に接続されている。また、逆流防止ダイオード３０Ａ−３及び逆流防止ダイオード３０Ａ−４の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ａの入力端子１８Ａ２に接続され、逆流防止ダイオード３０Ａ−３及び逆流防止ダイオード３０Ａ−４の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ａ３及び出力端子１８Ａ４に接続されている。

あるいは、例えば、全波整流型回路１３Ｂでは、逆流防止ダイオード３０Ｂ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｂ−２の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｂの入力端子１８Ｂ１に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｂ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｂ−２の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｂ３及び出力端子１８Ｂ４に接続されている。また、逆流防止ダイオード３０Ｂ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｂ−４の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｂの入力端子１８Ｂ２に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｂ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｂ−４の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｂ３及び出力端子１８Ｂ４に接続されている。

あるいは、例えば、全波整流型回路１３Ｃでは、逆流防止ダイオード３０Ｃ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｃ−２の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｃの入力端子１８Ｃ１に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｃ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｃ−２の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｃ３及び出力端子１８Ｃ４に接続されている。また、逆流防止ダイオード３０Ｃ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｃ−４の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｃの入力端子１８Ｃ２に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｃ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｃ−４の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｃ３及び出力端子１８Ｃ４に接続されている。

あるいは、例えば、全波整流型回路１３Ｄでは、逆流防止ダイオード３０Ｄ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｄ−２の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｄの入力端子１８Ｄ１に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｄ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｄ−２の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｄ３及び出力端子１８Ｄ４に接続されている。また、逆流防止ダイオード３０Ｄ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｄ−４の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｄの入力端子１８Ｄ２に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｄ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｄ−４の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｄ３及び出力端子１８Ｄ４に接続されている。

あるいは、例えば、全波整流型回路１３Ｅでは、逆流防止ダイオード３０Ｅ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｅ−２の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｅの入力端子１８Ｅ１に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｅ−１及び逆流防止ダイオード３０Ｅ−２の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｅ３及び出力端子１８Ｅ４に接続されている。また、逆流防止ダイオード３０Ｅ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｅ−４の縦列接続における中間ノードが入力回路１８Ｅの入力端子１８Ｅ２に接続され、逆流防止ダイオード３０Ｅ−３及び逆流防止ダイオード３０Ｅ−４の縦列接続における一端及び他端がそれぞれ出力端子１８Ｅ３及び出力端子１８Ｅ４に接続されている。

このような複数の逆流防止ダイオードがフルブリッジ接続された全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅを用いることで、例えば各太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅを接続箱１７０に接続する接続工事時に、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅのうち一部の太陽電池モジュールが逆極性で接続された場合に、逆流防止ダイオードにかかる逆電圧を定格入力電圧の１倍（すなわち、太陽電池モジュール１つ分）に低減できる。

例えば、図２に示すように、太陽電池モジュール１０Ｂの正側端子１０Ｂ１及び負側端子１０Ｂ２が逆極性で接続された場合、破線で示すような経路で逆流防止ダイオード３０Ａ−３に逆方向の電圧が印加されることになる。すなわち、正側端子１０Ｂ１→Ｎ側入力端子５０Ｎ−２→逆流防止ダイオード３０Ｂ−３の経路で逆流防止ダイオード３０Ａ−３のカソードに正側電圧が印加されるとともに、負側端子１０Ａ２→Ｎ側入力端子５０Ｎ−１の経路で逆流防止ダイオード３０Ａ−３のアノードに負側電圧が印加される。このとき、太陽電池モジュール１０Ａの負側端子１０Ａ２と太陽電池モジュール１０Ｂの負側端子１０Ｂ２とが等電位であるとすると、逆流防止ダイオード３０Ａ−３のカソードには、太陽電池モジュール１０Ｂが１つの直流電圧源として、正側電圧が印加される。

なお、このとき、逆流防止ダイオード３０Ａ−１のカソード及びアノードには、それぞれ、太陽電池モジュール１０Ａの正側電圧及び太陽電池モジュール１０Ｂの正側電圧が印加されるので、実質的に逆電圧がかからない。

以上のように、実施の形態１では、接続箱１７０において、複数の入力回路１８Ａ〜１８Ｅのそれぞれが、複数の逆流防止ダイオードがフルブリッジ接続された全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅを有する。これにより、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅのうちの一部の太陽電池モジュールが逆極性で接続された場合に各逆流防止ダイオードにかかる逆電圧を太陽電池モジュール１つ分の電圧に抑制できる。この結果、各逆流防止ダイオードの逆電圧定格を定格入力電圧以上（例えば、定格入力電圧＋動作マージン分）に低減できる。

したがって、各逆流防止ダイオードの順方向電圧を低く抑えられるため、各逆流防止ダイオードによる損失を低減でき、各逆流防止ダイオードによる発熱を抑えることが可能となる。すなわち、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅのうちの一部の太陽電池モジュールが逆極性で接続された場合における逆流防止ダイオードの発熱量を低減できる。これにより、逆流防止ダイオード３Ａ〜３Ｅは、大きな電圧が印加され多量に発熱しやすいため、接続箱１７０における放熱スペースを低減でき、接続箱１７０の小型化が容易になる。

なお、実施の形態１では、各全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅにおける各逆流防止ダイオードは、Ｓｉなどの半導体を主成分とする材料で形成されていてもよいし、ワイドギャップ半導体、例えばＳｉＣ（シリコンカーバイド）を主成分とする材料で形成されていてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、及びダイヤモンドの少なくとも１つを主成分として含む。例えば、ワイドギャップ半導体（例えばＳｉＣ）で各逆流防止ダイオードを形成した場合、Ｓｉを主成分とする材料で各逆流防止ダイオードを形成した場合と比べて、各逆流防止ダイオードの順方向電圧を低減できるため、より損失を低減でき、より発熱を抑える事が可能となる。

また、太陽光発電システムＳ１０において、接続箱１７０は、電力変換器８０を収容するパワーコンディショナの筐体の外部に配されてもよいし、パワーコンディショナの筐体内に電力変換器８０とともに筐体内の入力側に収容されてもよい。

実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる太陽光発電システムＳ１００について説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態１では、例えば各太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅを接続箱１７０に接続する接続工事時における一部の太陽電池モジュールの逆接続を考慮して、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅが全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅを有するものとしているが、接続工事で逆接続を修正し全ての太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅが適切な極性で接続されれば、接続工事後においてまで、必ずしも、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅが全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅを有するものである必要はない。

また、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅの全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅでは、太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅが適切な極性で接続された状態において、流れる電流が２つ逆流防止ダイオードを通ることになるので、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅにおける逆流防止ダイオードの順方向電圧のオン損失を低減させることが望まれる。

そこで、実施の形態２では、対応する全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方のダイオードをそれぞれバイパスするように切替可能な複数のバイパス回路を設ける。具体的には、太陽光発電システムＳ１００において、接続箱２７０は、複数のバイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅをさらに備える。各バイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅは、例えば接続工事後において、対応する全波整流型回路１３Ａ〜１３Ｅにおけるダイオードをそれぞれバイパスする。

より具体的には、各バイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅは、バイパススイッチ２０９Ａ〜２０９Ｅを有する。バイパススイッチ２０９Ａ〜２０９Ｅは、例えば接続工事時において、対応する全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方の逆流防止ダイオードをバイパスしないように開状態になっている。例えば接続工事後、運転試験等で正しく接続されていることが確認できたら、開閉器２Ａ〜２Ｅを開成して無負荷状態にしたうえで、バイパススイッチ２０９Ａ〜２０９Ｅは、対応する全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方の逆流防止ダイオードをバイパスするように閉状態に切り替えられる。このとき、バイパススイッチ２０９Ａ〜２０９Ｅは、ジャンパー接続、ナイフスイッチ等で短絡させるものであってもよい。

例えば、バイパススイッチ２０９Ａは、閉状態において、入力回路１８Ａの入力端子１８Ａ１と出力端子１８Ａ３とをバイパスし、逆流防止ダイオード３０Ａ−１をバイパスするように接続する。あるいは、例えば、バイパススイッチ２０９Ｂは、閉状態において、入力回路１８Ｂの入力端子１８Ｂ１と出力端子１８Ｂ３とをバイパスし、逆流防止ダイオード３０Ｂ−１をバイパスするように接続する。あるいは、例えば、バイパススイッチ２０９Ｃは、閉状態において、入力回路１８Ｃの入力端子１８Ｃ１と出力端子１８Ｃ３とをバイパスし、逆流防止ダイオード３０Ｃ−１をバイパスするように接続する。あるいは、例えば、バイパススイッチ２０９Ｄは、閉状態において、入力回路１８Ｄの入力端子１８Ｄ１と出力端子１８Ｄ３とをバイパスし、逆流防止ダイオード３０Ｄ−１をバイパスするように接続する。あるいは、例えば、バイパススイッチ２０９Ｅは、閉状態において、入力回路１８Ｅの入力端子１８Ｅ１と出力端子１８Ｅ３とをバイパスし、逆流防止ダイオード３０Ｅ−１をバイパスするように接続する。

以上のように、実施の形態２では、接続箱２７０において、各バイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅが、対応する全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方のダイオードをバイパスするように切替可能である。これにより、例えば接続工事後などの複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅの全てが適正な極性で接続された場合に、全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方のダイオードをバイパスするように各バイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅを切替ることで、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅにおける逆流防止ダイオードの順方向電圧のオン損失を低減できる。

また、実施の形態２では、各バイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅが、対応する全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方のダイオードをバイパスするように切替可能であるので、例えば接続工事後などの複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅのうち一部の太陽電池モジュールが逆接続されうる場合に、全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方のダイオードをバイパスしないように各バイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅを切替ることで、各逆流防止ダイオードにかかる逆電圧を太陽電池モジュール１つ分の電圧に抑制できる。また、例えば接続工事後などの複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅが全て適正な極性で接続された場合に、全波整流型回路におけるＰ側及びＮ側のいずれか一方のダイオードをバイパスするように各バイパス回路２０７Ａ〜２０７Ｅを切替ることで、各入力回路１８Ａ〜１８Ｅにおける逆流防止ダイオードの順方向電圧のオン損失を低減できる。すなわち、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅのうち一部の太陽電池モジュールが逆接続されうる場合における各逆流防止ダイオードにかかる逆電圧を低減することと、複数の太陽電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅの全てが適正な極性で接続された場合における各逆流防止ダイオードの順方向のオン損失を低減することとを両立できる。

以上のように、本発明にかかる接続箱及び太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールと電力変換器との接続に有用である。

２Ａ〜２Ｅ 開閉器
３Ａ〜３Ｅ 逆流防止ダイオード
４ ハーネス
８Ａ〜８Ｅ 入力回路
１０Ａ〜１０Ｅ 太陽電池モジュール
１０Ａ１〜１０Ｅ１ 正側端子
１０Ａ２〜１０Ｅ２ 負側端子
１３Ａ〜１３Ｅ 全波整流型回路
１８Ａ〜１８Ｅ 入力回路
３０Ａ−１〜３０Ｅ−４ 逆流防止ダイオード
５０Ｐ−１〜５０Ｎ−５ 入力端子
６０Ｐ、６０Ｎ 出力端子
７０、１７０、２７０ 接続箱
８０ 電力変換器
２０７Ａ〜２０７Ｅ バイパス回路
２０９Ａ〜２０９Ｅ バイパススイッチ
Ｓ、Ｓ１０、Ｓ１００ 太陽光発電システム

Claims (5)

1. 複数の太陽光発電モジュールを電力変換器に並列接続する接続箱であって、
   前記複数の太陽光発電モジュールが接続されるべき複数の入力回路を備え、
   前記複数の入力回路のそれぞれは、複数の逆流防止ダイオードがフルブリッジ接続された全波整流型回路を有する
   ことを特徴とする接続箱。
2. 対応する前記全波整流型回路におけるダイオードをそれぞれバイパスするように切替可能な複数のバイパス回路をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続箱。
3. 前記全波整流型回路における複数のダイオードのそれぞれは、ワイドバンドギャップ半導体で形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続箱。
4. 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、及びダイヤモンドの少なくとも１つを主成分として含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の接続箱。
5. 複数の太陽光発電モジュールと、
   直流電力を交流電力に変換する電力変換器と、
   前記複数の太陽光発電モジュールを前記電力変換器に並列接続する請求項１から４のいずれか１項に記載の接続箱と、
   を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。

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