JP2014099438A - Output drop prevention and recovery device and output drop prevention and recovery method of solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池を屋外等に設置し、PID現象による出力低下の回復及び予防する方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for installing a solar cell outdoors or the like to recover and prevent a decrease in output due to a PID phenomenon.
近年顕在化しだしたPID現象は、太陽電池モジュールが大地に対して負電圧にさらされることで、太陽電池セルが半導体機能を失い、発電量が低下するという現象である。 The PID phenomenon that has become apparent in recent years is a phenomenon in which when a solar cell module is exposed to a negative voltage with respect to the ground, the solar cell loses its semiconductor function and the power generation amount decreases.
PID現象は、正電圧を印加することで解消され出力が回復することが知られている。以下の事実が学術文献にて開示されている。1)正電圧印加時に高温、高湿度および電界を均一に強くかけることができれば、出力の回復が加速する。2)高温や高湿度およびアルミ箔、金属板等をガラス上に設置することで出力の回復が加速する。 It is known that the PID phenomenon is eliminated by applying a positive voltage and the output is recovered. The following facts are disclosed in the academic literature. 1) If a high temperature, high humidity, and electric field can be applied uniformly and positively when a positive voltage is applied, output recovery is accelerated. 2) Output recovery is accelerated by placing high temperature, high humidity, aluminum foil, metal plate, etc. on the glass.
屋外に設置した太陽電池モジュールにPID現象が発生し出力低下した場合に、それを設置場所から取外し、ラボ等に持ち帰り、上述のような出力回復作業をするためには、大変な労力とコストがかかる。 When a PID phenomenon occurs in a solar cell module installed outdoors and the output drops, it takes a lot of labor and cost to remove it from the installation location, take it back to the laboratory, etc., and perform the output recovery work as described above. Take it.
またPID現象は、セルに負電圧を印加しなければ発生しない。しかしながら、現在主流となりつつある、低コスト、軽量かつ変換効率の高いトランスレスパワーコンディショナでは、負極接地など負電圧がかからない構成とすることはできない。 The PID phenomenon does not occur unless a negative voltage is applied to the cell. However, a transformerless power conditioner that is currently becoming the mainstream and has a low cost, a light weight, and a high conversion efficiency cannot be configured such that a negative voltage such as a negative electrode ground is not applied.
一方特許文献1には、太陽電池モジュール発電システムに使用する電力変換装置に絶縁トランスを追加し、かつ負極接地することにより、PIDの発生を防止する方式が提案されているがコストが高くなり、且つ、変換効率が落ちるという欠点がある。 On the other hand, Patent Document 1 proposes a method for preventing the generation of PID by adding an insulating transformer to the power conversion device used in the solar cell module power generation system and grounding the negative electrode, but the cost increases. In addition, there is a disadvantage that the conversion efficiency is lowered.
さらにPID現象を予防する方法として、PID現象が発生しにくい構成の太陽電池セルを使用して太陽電池モジュールを製造するという方法もある。しかしこの方法は、確かにPID現象の進行は遅いものの、通常よりも長い時間経過するとPIDが発生することが確認されている。 Further, as a method for preventing the PID phenomenon, there is a method of manufacturing a solar cell module using solar cells having a configuration in which the PID phenomenon hardly occurs. However, in this method, although the progress of the PID phenomenon is certainly slow, it has been confirmed that PID occurs after a longer time than usual.
これまでに、太陽電池モジュールを屋外に設置した状態で、PID現象により出力低下した太陽電池モジュールの出力を回復したり、PID現象を予防する方法について具体的な方法や装置の開示はない。 So far, there is no disclosure of a specific method or apparatus for recovering the output of the solar cell module whose output has been reduced due to the PID phenomenon or preventing the PID phenomenon with the solar cell module installed outdoors.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールとパワーコンディショナの間に設置し、作動させることにより、PID現象を予防し、かつ発生時にはその出力を回復させることが可能な太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置および出力低下予防回復方法を提供することをその目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances. By installing and operating between a solar cell module and a power conditioner, the PID phenomenon can be prevented and the output can be restored when it occurs. It is an object of the present invention to provide an output reduction preventive recovery apparatus and an output decrease preventive recovery method of a solar cell module.
上記目的を達成するための第1発明の出力低下予防回復装置は、屋外設置した太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置であって、前記太陽電池モジュール単体もしくは前記太陽電池モジュールの複数からなるアレイ単位で発電回路と前記出力低下予防回復装置との切替えを行う回路切替手段と、前記太陽電池モジュール内部に正電圧を印加する電源手段と、前記太陽電池モジュールを接地する接地手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an output reduction preventive recovery device according to the first aspect of the present invention is an output decrease preventive recovery device for a solar cell module installed outdoors, wherein the solar cell module alone or an array unit comprising a plurality of solar cell modules. Circuit switching means for switching between the power generation circuit and the output reduction prevention recovery device, a power supply means for applying a positive voltage inside the solar cell module, and a grounding means for grounding the solar cell module It is characterized by.
第1発明によれば、屋外に設置した太陽電池モジュールのPID現象の発生を防止しその出力低下を防止することができる。またPID現象により太陽電池モジュールの出力低下したことが判明しても太陽電池モジュールの設置場所にて出力低下の回復をすることができる。また更に太陽電池モジュール単体及び太陽電池モジュールを複数個接続した形態(以下、「アレイ」又は「アレイ単位」と略称する)で発電回路と出力回復予防装置の回路を切り替えするので、PID現象により出力低下した、又はPID現象が発生しそうな太陽電池モジュール及びアレイ以外は、発電作業は継続することができる。 According to 1st invention, generation | occurrence | production of the PID phenomenon of the solar cell module installed outdoors can be prevented, and the output fall can be prevented. Moreover, even if it turns out that the output of the solar cell module is reduced due to the PID phenomenon, the output reduction can be recovered at the place where the solar cell module is installed. Furthermore, since the power generation circuit and the circuit of the output recovery prevention device are switched in a form in which a single solar cell module and a plurality of solar cell modules are connected (hereinafter abbreviated as “array” or “array unit”), output is caused by the PID phenomenon. The power generation operation can be continued except for the solar cell modules and arrays that have been degraded or that are likely to experience the PID phenomenon.
第2発明の出力低下予防回復装置は、第1発明の出力低下予防回復装置に、さらに、前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の湿度を検出する湿度検出手段と、前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の温度を検出する温度検出手段と、を備えたことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for preventing and recovering output reduction, further comprising a humidity detecting means for detecting the humidity of the installation atmosphere of the solar cell module, and the temperature of the installation atmosphere of the solar cell module. And a temperature detecting means for detecting.
第2発明によれば、屋外に設置されている太陽電池モジュールの雰囲気が、PID現象が発生する温度と湿度を検出する手段を設けているので、常時計測監視することが可能である。したがってPID現象の発生が予想される状況になった場合に、本出力低下予防回復装置を自動で作動させることができる。従って太陽電池モジュールのPID現象の発生を確実に防止することができる。 According to the second invention, since the atmosphere of the solar cell module installed outdoors is provided with means for detecting the temperature and humidity at which the PID phenomenon occurs, it is possible to constantly measure and monitor. Therefore, when the situation where the occurrence of the PID phenomenon is expected, the output reduction prevention recovery apparatus can be automatically operated. Therefore, the occurrence of the PID phenomenon of the solar cell module can be reliably prevented.
第3発明の出力低下予防回復装置は、第1発明または第2発明に記載の出力低下予防回復装置を、太陽電池モジュールの電力変換システム内に組み込み設置したことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an output decrease prevention / recovery device in which the output decrease prevention / recovery device according to the first or second invention is installed in a power conversion system of a solar cell module.
第3発明によれば、太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置を、電力変換システムに組み込んでいるので、設置されている太陽電池モジュールにPID現象が発生しそうな状況になっても、その予防ができる。またPID現象により出力低下しても、設置場所で出力低下の回復をすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the output reduction prevention / recovery device for the solar cell module is incorporated in the power conversion system, so that the prevention can be prevented even if the PID phenomenon is likely to occur in the installed solar cell module. it can. Moreover, even if the output is reduced due to the PID phenomenon, the output reduction can be recovered at the installation location.
第4発明の出力低下予防回復装置は、第1発明に記載の出力低下予防回復装置は、設置した太陽電池モジュールの出力低下が判明した場合又は設置場所が出力低下をもたらす雰囲気状態であることが判明した場合に、太陽電池モジュールの設置場所に設置し太陽電池モジュールの出力低下予防回復を行うことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an output reduction preventive recovery device according to the first invention, wherein the output decrease prevention recovery device described in the first invention is in an atmosphere state where the output decrease of the installed solar cell module is found or the installation location causes the output decrease. When it is found out, it is characterized in that it is installed at the place where the solar cell module is installed and the output reduction of the solar cell module is prevented and recovered.
第4発明によれば、太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置を電力変換システムと別とすることができるので、太陽電池発電システムを従来の簡素化した形態とすることができ、しかも太陽電池モジュールの出力低下予防回復をすることができる。 According to the fourth aspect of the invention, the output reduction prevention / recovery device for the solar cell module can be separated from the power conversion system, so that the solar cell power generation system can have a conventional simplified form, and the solar cell module. It is possible to prevent and recover the output.
上記目的を達成するための第5発明の出力低下予防回復方法は、屋外設置した太陽電池モジュールの出力低下予防回復方法であって、前記太陽電池モジュール単体もしくは前記太陽電池モジュールの複数からなるアレイ単位で発電回路と出力低下予防回復装置との回路の切替えを行う工程と、前記太陽電池モジュール内部に正電圧を印加する工程と、前記太陽電池モジュールを接地する工程と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a method for preventing and recovering output reduction according to a fifth aspect of the present invention is a method for preventing and recovering output reduction of a solar cell module installed outdoors, wherein the solar cell module alone or an array unit comprising a plurality of solar cell modules A step of switching the circuit between the power generation circuit and the output reduction prevention recovery device, a step of applying a positive voltage inside the solar cell module, and a step of grounding the solar cell module. Yes.
第5発明によれば、第1発明と同様の効果を発現することができる。 According to the fifth aspect, the same effect as in the first aspect can be exhibited.
第6発明の出力低下予防回復方法は、第5発明の出力低下予防回復方法に、さらに、前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の湿度を検出する工程と、前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の温度を検出する工程と、を備えたことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for preventing and recovering a decrease in output. The method for preventing and recovering a decrease in output according to the fifth aspect further includes a step of detecting the humidity of the installation atmosphere of the solar cell module and the temperature of the installation atmosphere of the solar cell module. And a step of performing the process.
第6発明によれば、第2発明と同様の効果を発現することができる。 According to the sixth aspect, the same effect as in the second aspect can be exhibited.
第7発明の出力低下予防回復装置は、第1発明において、前記太陽電池モジュールを接地する接地手段は、前記太陽電池モジュールのフレームを使用することを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the output reduction prevention and recovery device according to the first aspect, wherein the grounding means for grounding the solar cell module uses a frame of the solar cell module.
第7発明によれば、前記太陽電池モジュールを接地する接地手段として太陽電池モジュールのフレームを使用しているので、容易に接地して、太陽電池モジュールの出力低下予防回復することができる。 According to the seventh invention, since the frame of the solar cell module is used as the grounding means for grounding the solar cell module, it is possible to easily ground and prevent the solar cell module from lowering the output.
第8発明の出力低下予防回復装置は、第1発明において、前記太陽電池モジュールを接地する接地手段は、前記太陽電池モジュールの透明基板上に設置した金属板を使用することを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an output reduction preventing recovery apparatus according to the first invention, wherein the grounding means for grounding the solar cell module uses a metal plate installed on a transparent substrate of the solar cell module.
第8発明によれば、前記太陽電池モジュールを接地する接地手段は、太陽電池モジュールの透明基板上に設置した金属板を使用しているので、PID現象にて出力低下した太陽電池モジュールの出力低下回復を短時間にて行うことができる。 According to the eighth invention, since the grounding means for grounding the solar cell module uses a metal plate installed on the transparent substrate of the solar cell module, the output decrease of the solar cell module whose output is reduced due to the PID phenomenon. Recovery can be performed in a short time.
第9発明の出力低下予防回復方法は、第5発明または第6発明のいずれかにおいて、設置した太陽電池モジュールの出力低下が判明した場合又は出力低下をもたらす状態であることが判明した場合に、太陽電池モジュールの設置場所に第1発明の出力低下予防回復装置を設置し、太陽電池モジュールの出力低下予防回復を行うことを特徴としている。 The output reduction prevention recovery method of the ninth invention, in either the fifth invention or the sixth invention, when it is found that the output reduction of the installed solar cell module is found or is in a state of causing the output reduction, The output reduction prevention and recovery device of the first invention is installed at the installation location of the solar cell module, and the output reduction prevention recovery of the solar cell module is performed.
第9発明によれば、第4発明と同様の効果を発現することができる。 According to the ninth aspect, the same effect as in the fourth aspect can be exhibited.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照し説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1を、図面を参照し説明する。図1は、太陽電池モジュール単体の説明図である。図2は、太陽電池モジュールアレイの説明図である。図3は、実施例1の出力低下予防回復装置のブロック図である。図4は、本発明の出力低下予防回復装置のSWの切替状態の説明図である。 Example 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a single solar cell module. FIG. 2 is an explanatory diagram of a solar cell module array. FIG. 3 is a block diagram of the output drop prevention and recovery device according to the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of the switching state of the SW of the output decrease prevention / recovery device of the present invention.
<1>太陽電池モジュール単体
ここで本発明の装置が対象とする太陽電池モジュール単体について説明する。図1(a)は、太陽電池モジュール10として結晶系セルを使用した太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。図1(b)は、図1(a)の断面図である。太陽電池モジュール10は、図示のように、透明なカバーガラス11と裏面材12との間に、充填材13、13を介して複数列のストリング14を挟み込んだ構成を有する。裏面材12にはポリエチレン樹脂等の材料が使用される。また、充填材13、13にはEVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が使用される。ストリング14は、電極15、15の間に結晶系セルとしての太陽電池セル16をリード線17を介して接続した構成である。このように積層した太陽電池モジュールの構成部材をラミネート装置にてラミネート加工する。その後、太陽電池の周辺部にシール材19等を塗布しフレーム材18をセットし太陽電池モジュール10が形成される。
<1> Solar Cell Module Single Unit Here, a single solar cell module targeted by the apparatus of the present invention will be described. FIG. 1A is a plan view showing a configuration of a solar cell module using a crystal cell as the
<2>太陽電池モジュールアレイ
太陽電池発電システムでは、このような太陽電池モジュール単体を複数枚直列に接続し太陽電池モジュールアレイAとしている。図2は、そのような状態を図示したものである。尚図2は、アレイの概略説明図であり、4個のアレイが配置されている。また各アレイは、模式的に6個の太陽電池モジュールから構成されているとして表示している。
<2> Solar cell module array In the solar cell power generation system, a plurality of such solar cell modules are connected in series to form a solar cell module array A. FIG. 2 illustrates such a state. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of the array, in which four arrays are arranged. Each array is schematically shown as being composed of six solar cell modules.
各アレイの正極と負極は接続箱を経由しパワーコンディショナ(以下、「PCS」と略称する)に接続されている。本発明のPID出力低下予防回復装置は、この接続箱とPCSの間に設けられている。この実施例は、図3(実施例2は、図5参照)により後述する。また図2、図3(実施例2は、図5参照)において、端子箱以降の出力低下予防回復装置20とPCSを合わせて電力変換システムという。
The positive electrode and the negative electrode of each array are connected to a power conditioner (hereinafter abbreviated as “PCS”) via a connection box. The PID output reduction preventive recovery device of the present invention is provided between the junction box and the PCS. This embodiment will be described later with reference to FIG. 3 (see FIG. 5 for Embodiment 2). 2 and 3 (see FIG. 5 for the second embodiment), the output reduction
太陽電池モジュール単体の発生電圧は、約40〜50V程度である。通常のアレイは、太陽電池モジュールを約12枚程度直列に接続している。従って太陽電池モジュールアレイの発生電圧は、約600V程度となる。このような電圧が高い状態で、設置場所の環境条件により、PID現象が発生し太陽電池モジュールの出力低下が発生する。 The generated voltage of the single solar cell module is about 40-50V. A typical array has about 12 solar cell modules connected in series. Therefore, the generated voltage of the solar cell module array is about 600V. With such a high voltage, the PID phenomenon occurs due to the environmental conditions of the installation location, and the output of the solar cell module is reduced.
<3>出力低下予防回復装置
本実施例の出力予防回復装置(以下、「本発明の装置」又は「本装置」という)の構成を図3のブロック図に基づき説明する。本発明の装置は、太陽電池モジュールが連なるアレイAとPCSの間に挿入する。PCSとは、太陽電池モジュールから発電された直流電流を交流電流に変換する電力変換装置である。また太陽電池モジュール単体又は太陽電池モジュールアレイを、以下太陽電池と略称する。
<3> Output Reduction Prevention / Recovery Device The configuration of the output prevention / recovery device (hereinafter referred to as “the device of the present invention” or “the present device”) of this embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. The apparatus of the present invention is inserted between the array A and the PCS in which the solar cell modules are connected. The PCS is a power conversion device that converts a direct current generated from a solar cell module into an alternating current. Further, a single solar cell module or a solar cell module array is hereinafter abbreviated as a solar cell.
本装置20は、回路切替手段21、電源手段22、接地手段23及び制御手段24を含み構成され、PID現象により出力低下した太陽電池の出力の回復作業を行う。又は本装置は、PID現象の発生が予測される場合、本装置を動作させてその予防作業を行う。以下、各手段について説明する。
The
1)回路切替手段21は、PCSと太陽電池を切り離し、さらに太陽電池のフレームと正電圧印加回路のアースを同一にする機能を有している。複数個の切替SWを有し、制御手段により動作する。図3では、5個のSWが設けられている。詳細の動作は、後述する。
2)電源手段22は、上述の回路切替手段によりPCSと太陽電池間を切り離し、太陽電池の正極及び負極の両端子の間に正電圧を印加する。ここで印加する正電圧は、例えばDC400Vである。
3)接地手段23は、出力低下した太陽電池の出力低下予防回復作業を行う場合の接地であり、通常は太陽電池モジュールのフレームを使用する。但し出力低下の度合いが激しく短時間で出力低下回復作業を行う場合には、太陽電池モジュールの透明基板(例えばガラス板)上にアルミ板等の金属板を設置し、それを接地手段として使用することもできる。
4)制御手段24は、切替SWからなる回路切替手段21、電源手段22の動作及び本装置の運転モードの選択等を制御するものであり、パソコン(PC)等を使用することができる。
1) The circuit switching means 21 has a function of separating the PCS and the solar cell, and further making the solar cell frame and the ground of the positive voltage application circuit the same. It has a plurality of switching SWs and is operated by the control means. In FIG. 3, five SWs are provided. Detailed operation will be described later.
2) The power source means 22 disconnects the PCS and the solar cell by the circuit switching means described above, and applies a positive voltage between the positive electrode and the negative electrode of the solar cell. The positive voltage applied here is DC400V, for example.
3) The grounding means 23 is a ground for performing an output reduction preventive recovery work for a solar cell whose output has decreased, and normally uses a frame of a solar cell module. However, when the output reduction is severe and the output reduction recovery work is performed in a short time, a metal plate such as an aluminum plate is installed on the transparent substrate (eg, glass plate) of the solar cell module and used as a grounding means. You can also
4) The control means 24 controls the operation of the circuit switching means 21 including the switch SW, the operation of the power supply means 22 and the selection of the operation mode of the apparatus, and a personal computer (PC) or the like can be used.
<4>本装置の運転方法
本装置の回路切替手段21は、例えば切替SW1からSW5で構成されている。この切替SWの太陽電池発電中、開放中及び予防回復作業中の状態を図4に示す。
<4> Operation Method of the Device The circuit switching means 21 of the device is configured by, for example, switching SW1 to SW5. FIG. 4 shows states of the switching SW during solar cell power generation, opening, and preventive recovery work.
通常の発電を行う場合は、SW1からSW5のON・OFFの状態は図3のとおりであり、ブロック図の中の回路切替手段のSW1とSW3をONとし、SW2・SW4・SW5をOFFとなっている。PID現象により太陽電池の出力が低下した場合、以下のように切替SWを動作させ出力低下した太陽電池の出力低下予防回復作業を行う。尚回路切替手段の切替SWの切替動作は制御手段(PC)により行う。 When performing normal power generation, the ON / OFF state of SW1 to SW5 is as shown in FIG. 3, and SW1 and SW3 of the circuit switching means in the block diagram are turned ON, and SW2, SW4, and SW5 are turned OFF. ing. When the output of the solar cell is lowered due to the PID phenomenon, the output reduction of the solar cell whose output has been reduced is performed by operating the switching SW as follows. The switching operation of the switch SW of the circuit switching means is performed by the control means (PC).
1)全てのSWをOFFとし太陽電池を開放状態とする。
2)次にSW1、SW3をOFFとし、SW2・SW4・SW5をONに切替えると、太陽電池はPCSから切り離される。太陽電池の正極、負極とも電源手段22により正電圧が印加できる状態となる。また、太陽電池モジュール単体のフレームは通常接地されている。しかし、本装置20の回路では電源装置の負極は、SW4により接地されている。
3)2)の状態を形成した後、電源手段22により正電圧を太陽電池の正極と負極に印加する。すなわち、太陽電池内部のセルおよび配線材とフレーム間に正電圧を印加し、電界を発生させる。
1) Turn off all SWs and open the solar cell.
2) Next, when SW1 and SW3 are turned OFF and SW2, SW4 and SW5 are turned ON, the solar cell is disconnected from the PCS. Both the positive electrode and the negative electrode of the solar cell can be applied with a positive voltage by the power supply means 22. The frame of the solar cell module alone is usually grounded. However, in the circuit of the
3) After forming the state of 2), a positive voltage is applied to the positive electrode and the negative electrode of the solar cell by the power supply means 22. That is, a positive voltage is applied between the cells and wiring members inside the solar battery and the frame to generate an electric field.
本装置20は、回路切替手段により切替SWを上述のように切替え動作させて太陽電池の出力低下の予防と回復を行う。本装置は、太陽電池を設置状態のまま配線系統のみの変更でPID現象を予防、回復させる。日中、太陽電池の発電中については、本装置の使用により、各アレイの太陽電池の正極、負極が短絡され、その電力は太陽電池内部で発熱により消費されることになるが、発明者の検証では特に異常な発熱を計測するにはいたらなかった。従って、太陽光の照射中(日中)、夜間、曇天、雨天に関わらず、出力低下の予防と回復を行うことができる。
The
本装置を動作させる環境条件としては、太陽電池モジュールの透明基板(ガラス板)の表面が濡れている場合、表面全体が電極になり、フレームから遠いモジュール中央部にも強い電界がかかり、本装置による出力回復を促進することができる。したがって、雨天もしくは降雨後、濃霧状態において、透明基板表面が湿潤状態である。このような状態で本装置を動作させることが望ましい。またPID現象は、高温時に回復速度が速くなる。したがって、モジュール温度の高温時に本装置を動作させることが望ましい。 As environmental conditions for operating this device, when the surface of the transparent substrate (glass plate) of the solar cell module is wet, the entire surface becomes an electrode, and a strong electric field is applied to the center of the module far from the frame. The output recovery by can be promoted. Therefore, the surface of the transparent substrate is wet in the dense fog state after rain or rain. It is desirable to operate this apparatus in such a state. The PID phenomenon has a high recovery speed at high temperatures. Therefore, it is desirable to operate this apparatus when the module temperature is high.
実施例2を、図5を参照し説明する。図5は、実施例2の出力低下予防回復装置のブロック図である。本実施例は、実施例1に対して太陽電池の設置場所の温度を検出する温度検出手段25及び湿度を検出する湿度検出手段26を追加したものである。 A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram of the output decrease prevention and recovery device according to the second embodiment. In this embodiment, a temperature detecting means 25 for detecting the temperature of the solar cell installation place and a humidity detecting means 26 for detecting the humidity are added to the first embodiment.
温度検出手段25は、太陽電池の設置場所付近に設置する。温度検出手段としては、公知の温度センサを使用することができる。またこの温度センサを太陽電池モジュール直近に設置し太陽電池モジュールの温度を検出する構成とすることもできる。また湿度検出手段26は、太陽電池の設置場所付近に設置する。湿度検出器としては、公知の湿度センサを使用することができる。 The temperature detection means 25 is installed near the installation location of the solar cell. A known temperature sensor can be used as the temperature detecting means. Moreover, it can also be set as the structure which installs this temperature sensor in the solar cell module nearest, and detects the temperature of a solar cell module. Moreover, the humidity detection means 26 is installed near the installation place of a solar cell. A known humidity sensor can be used as the humidity detector.
またこれらに加えて日射量検出手段27を設けた構成とすることもできる。日射量の検出手段としては、公知の日射量センサを使用することができる。これにより上述の記載のように昼間は日射量が一定量以下になったことを確認し、本装置を運転することができる。また湿度検出手段26と降雨の状態を検出する降雨センサ28を設けた構成とすることもできる。
In addition to these, the solar radiation amount detecting means 27 may be provided. As a means for detecting the amount of solar radiation, a known solar radiation amount sensor can be used. Thereby, as described above, it is possible to confirm that the amount of solar radiation has become a certain amount or less during the daytime, and to operate the apparatus. Moreover, it can also be set as the structure which provided the
上述の温度検出手段25、湿度検出手段26、日射量検出手段27及び降雨センサ28による検出結果は、図5の制御手段であるPCへ入力される。PC内に予め、本装置の運転モード及び上述の温度検出手段、湿度検出手段、日射量検出手段及び降雨センサの検出結果に基づき各運転モードの動作タイミングを判断するプログラムが設定されている。このようにPCを動作させることにより、太陽電池発電システムの発電低下を最小化し、本装置の最適運転を実現することができる。これにより太陽電池システムのPID現象の予防、及びPID現象による出力低下の予防回復を無人化し、太陽電池発電システムのメンテナンスフリーを実現することができる。
The detection results obtained by the temperature detection means 25, the humidity detection means 26, the solar radiation amount detection means 27, and the
実施例1及び実施例2は、本発明の装置を太陽電池とPCSの間に常時設置する形態であった。しかし本装置が、常時は太陽電池の発電システムの電力変換システムとは別の場所に有り、PID現象が発生しそうな場合、又はPID現象が発生し太陽電池の出力が低下した場合に、本装置をその場所に設置し、本装置を動作させて出力低下予防回復の作業を行う形態で使用することもできる。 Example 1 and Example 2 were the forms which always install the apparatus of this invention between a solar cell and PCS. However, when this device is always in a place different from the power conversion system of the solar cell power generation system and the PID phenomenon is likely to occur, or when the PID phenomenon occurs and the output of the solar cell decreases, this device Can be used in such a form that the apparatus is operated at the place and the apparatus is operated to perform the work for preventing and recovering the output decrease.
実際の太陽電池発電システムは、PCS1台に対し、太陽電池アレイが複数並列に接続されている。よって本装置の各機器の電気容量を大きくすることにより、複数のアレイに対して本装置1台を動作させて太陽電池の出力低下予防回復を行うことも可能である。また逆に本装置そのものを軽量化および小型化することを目的とするならば、太陽電池モジュールの1アレイもしくは太陽電池モジュール単体に対して本装置を動作させるのに必要な電気容量で本装置を構成することも可能である。 In an actual solar cell power generation system, a plurality of solar cell arrays are connected in parallel to one PCS. Therefore, by increasing the electric capacity of each device of the present apparatus, it is possible to operate one of the present apparatus for a plurality of arrays to prevent and recover the output of the solar cell. Conversely, if it is intended to reduce the weight and size of the device itself, the device is operated with the electric capacity necessary to operate the device for one array of solar cell modules or a single solar cell module. It is also possible to configure.
本装置は、電気容量を考慮することにより、PCSに接続された太陽電池モジュール1アレイ、もしくは全アレイを一括で接続するなど、容易に接続単位を変更する構成とすることもできる。したがって、家庭用の太陽電池発電システムであれば軽量化した装置として出張作業で対応し、メガソーラークラスなら大型のものを常設して対応する等、いろいろな用途に対応可能である。 This apparatus can also be configured to easily change the connection unit, for example, by connecting the array of solar cell modules 1 connected to the PCS or the entire array in consideration of the electric capacity. Therefore, if it is a solar cell power generation system for home use, it can cope with a business trip as a lighter device, and if it is a mega solar class, it can respond to various uses such as a permanent installation of a large one.
本装置は、PCSに内蔵することも可能である。PCSは、通常太陽電池セルの種類を限定しない汎用的なものなので、本装置の機能を内蔵したPCSであれば、太陽電池のPID耐性を気にする必要はなくなる。今後、PID耐性の高い太陽電池が主流となっても、太陽電池の設置後のPID現象の発生リスクを最小とすることが可能となる。また実施例3に記載のように本装置を太陽電池システムとは、まったく別の場所に待機させておく形態も可能である。これにより、本装置をPID発生時に後付けする、又は出張作業等で一時的に接続し作業することも可能である。 This device can also be built in the PCS. Since the PCS is a general-purpose PCS that does not normally limit the types of solar cells, it is not necessary to worry about the PID resistance of the solar cells as long as the PCS incorporates the function of this device. In the future, even if solar cells with high PID resistance become mainstream, it becomes possible to minimize the risk of occurrence of the PID phenomenon after installation of the solar cells. Further, as described in the third embodiment, it is possible to have the apparatus stand by at a place completely different from the solar cell system. Thereby, it is possible to retrofit the apparatus when PID occurs, or to temporarily connect and work on a business trip.
本装置は、太陽電池発電システムに使用するPCSに絶縁トランスを追加し、かつ負極接地してPID現象の発生を防止する方法よりは安価に実現可能である。 This device can be realized at a lower cost than a method in which an insulation transformer is added to the PCS used in the solar battery power generation system and the negative electrode is grounded to prevent the occurrence of the PID phenomenon.
A 太陽電池モジュールアレイ
10 太陽電池モジュール
11 透明基板(ガラス板)
12 裏面材
13 充填材
14 ストリング
15 電極
16 太陽電池セル
17 リード線
18 フレーム
19 シール材
20 本発明の出力低下予防回復装置
21 回路切替手段
22 電源手段
23 接地手段
24 制御手段(PC)
25 温度検出手段
26 湿度検出手段
27 日射量検出手段
28 降雨センサ
PCS パワーコンディショナ
SW1〜SW5 切替SW
A Solar
DESCRIPTION OF
25 Temperature detection means 26 Humidity detection means 27 Solar radiation amount detection means 28 Rainfall sensor PCS Power conditioner SW1 to SW5 Switching SW
Claims (9)
前記太陽電池モジュール単体もしくは前記太陽電池モジュールの複数からなるアレイ単位で発電回路と前記出力低下予防回復装置との切替えを行う回路切替手段と、
前記太陽電池モジュール内部に正電圧を印加する電源手段と、
前記太陽電池モジュールを接地する接地手段と、
を備えたことを、
特徴とする前記太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置。 An output reduction prevention and recovery device for a solar cell module installed outdoors,
Circuit switching means for switching between the power generation circuit and the output drop prevention and recovery device in units of the solar cell module alone or in an array unit consisting of a plurality of the solar cell modules;
Power supply means for applying a positive voltage inside the solar cell module;
Grounding means for grounding the solar cell module;
Having
The solar cell module output reduction preventive recovery apparatus characterized by the above-mentioned.
前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の湿度を検出する湿度検出手段と、
前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の温度を検出する温度検出手段と、
を備えたことを、
特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュールの出力低下予防回復装置。 In addition to the output reduction prevention recovery device,
Humidity detecting means for detecting the humidity of the installation atmosphere of the solar cell module;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the installation atmosphere of the solar cell module;
Having
The output reduction prevention recovery apparatus of the solar cell module of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記太陽電池モジュール単体もしくは前記太陽電池モジュールの複数からなるアレイ単位で発電回路と出力低下予防回復装置との回路の切替えを行う工程と、
前記太陽電池モジュール内部に正電圧を印加する工程と、
前記太陽電池モジュールを接地する工程と、
を備えたことを、
特徴とする前記太陽電池モジュールの出力低下予防回復方法。 A method for preventing and recovering a decrease in output of a solar cell module installed outdoors,
A step of switching the circuit between the power generation circuit and the output reduction prevention recovery device in units of the solar cell module alone or in an array unit consisting of a plurality of the solar cell modules;
Applying a positive voltage inside the solar cell module;
Grounding the solar cell module;
Having
A method for preventing and recovering an output decrease of the solar cell module.
さらに、
前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の湿度を検出する工程と、
前記太陽電池モジュールの設置雰囲気の温度を検出する工程と、
を備えたことを、
特徴とする太陽電池モジュールの出力低下予防回復方法。 The output reduction prevention recovery method of the solar cell module according to claim 5,
further,
Detecting the humidity of the installation atmosphere of the solar cell module;
Detecting the temperature of the installation atmosphere of the solar cell module;
Having
A method for preventing and recovering a decrease in output of a solar cell module.
When the output reduction of the installed solar cell module is found or when it is found that it is in a state causing the output reduction, the output reduction prevention and recovery device according to claim 1 is installed at the installation location of the solar cell module, The method for preventing and recovering the output decrease of the solar cell module according to claim 5, wherein the output decrease preventive recovery for the solar cell module is performed.
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