JP2014207857A - 筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池の破損や電力変換装置の故障等の場合には、電気的な知識がなくとも運転停止作業が確実に行える筐体を提供する。【解決手段】本発明の筐体は、太陽電池から得られる直流電力が供給され所定の防水性能を有し屋外に設置される筐体において、筐体の一部にスイッチボックスを突出させ又は窪ませて設けると共に、防水機能を有して覆い螺子止めされるカバーを前記スイッチボックスに取り付け、前記太陽電池から得られる直流電力による運転の停止のために前記スイッチボックスの底面から突出する手動のスイッチを備えるものである。【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池で発電された電力が供給される筐体に関するものである。

近年、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換して系統に重畳する電力変換装
置が用いられている。

例えば特許文献１に記載されたような蓄電装置を備えたものが知られている。昼間は太
陽電池で発電された電力を蓄電池へ供給して充電し、夜間は系統からの電力で蓄電池を充
電するものであり、昼夜を問わない交流電力の出力に対応したものであった。

特許第３１８１４２３号公報

例えば太陽電池の破損、電力変換装置の故障、或いはメンテナンス等を行うようなとき
には、安全のため装置の筐体内部を開いて、例えば筐体内に設けた所定のスイッチを手動
で操作するような面倒な作業が必要であった。

ところが、このように筐体を開いて内部の基板や回路を露出させて上記のような操作を
行う場合には、通常、サービスマンなどの専門の担当者が行うが、このサービスマンが到
着するには時間を有する場合が多く、地震や台風などのような災害による太陽電池の破損
等による緊急時には、サービスマンではなく利用者がスイッチの手動操作を行わなければ
ならない場合がある。操作に不慣れな利用者には上述のようなスイッチ操作が困難でもあ
った。また、このような電路の開放操作を行う際には、このスイッチの近くの回路上など
に、コンデンサ、トランス、抵抗、トランジスタ、その他の電子部品などが設置されてい
るので、これらの部品に誤って接触すると、部品によっては発熱による火傷や危険な感電
事故をもたらす虞もある。

従って、本発明の目的は、太陽電池の破損や、電力変換装置の故障、或いはメンテナン
ス等のような作業が必要な場合には、誰でも簡単に、スイッチを確実に操作することが可
能となるものを提供することである。

本発明は、太陽電池から得られる直流電力が供給され所定の防水性能を有し屋外に設置
される筐体において、筐体の一部にスイッチボックスを突出させ又は窪ませて設けると共
に、防水機能を有して覆い螺子止めされるカバーをスイッチボックスに取り付け、太陽電
池から得られる直流電力による運転の停止のためにスイッチボックスの底面から突出する
手動のスイッチを備えるものである。

本発明の筐体によれば、例えば太陽電池の破損や、故障、或いはメンテナンスを行う等
のような作業が必要な場合に、誰でも簡単に、スイッチを確実に操作して運転動作を停止
させることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る装置の外観を示す斜視図である。 その装置を含む電源システムの全体構成を示す説明図である。 その装置の筐体における手動スイッチの設置位置を示す分解斜視図である。 その装置の筐体の本体部での内部構造を示す説明図である。 その装置を含む電源システムの電気的な全体構成を示す回路図である。 その装置に電池モジュールとしてリチウム電池を搭載させた状態を示す要部斜視図である。 その装置に電池モジュールとして大型の別のリチウム電池を搭載させた状態を示す要部斜視図である。 （Ａ）は本発明の第２の実施形態に係る装置の外観を示す斜視図、（Ｂ）はその要部を示す分解斜視図である。 （Ａ）は本発明の第３の実施形態に係る装置の筐体上部側の外観を示す斜視図、（Ｂ）はその要部を示す分解斜視図である。 （Ａ）は本発明の第４の実施形態に係る装置の筐体全体を示す斜視図、（Ｂ）はその要部を示す分解斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）の要部断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置１を示すものである。この蓄電装置１は
、図２に示すように、入力が太陽電池２に接続された接続箱３に接続されているとともに
、出力が電力変換装置（以下、「パワコン」とよぶ）４の入力に接続されており、図３に
示すように、筐体１０内の最上部に設けたスイッチボックスには手動スイッチＳＷを備え
ている。なお、図２において、符号５が蓄電装置１の操作用リモコン、符号６が分電盤を
示す。

太陽電池２は、複数の太陽電池セルを直列及び並列に接続して所定の定格電圧及び／並
列接続したものであり、例えば、定格電圧３００Ｖ、出力２．４ＫＷ、出力４．８ＫＷな
どである。

接続箱３は、太陽光発電モジュールのストリングとパワコン４とを接続するためのもの
である。

パワコン４は、再生可能エネルギー源である太陽光から太陽電池２を介して得られる直
流電力を交流電力へ変換して系統からの交流電力に家屋内で重畳するものである。一方、
蓄電装置１は、搭載の蓄電池に対して直流電力を充放電させるものである。この蓄電装置
１は、太陽電池２から接続箱３を介して供給される直流電力の流れる電力線に接続されて
おり、太陽電池２を介して得られる直流電力を電池モジュールＢ（図４，５参照）への充
電と、この電池モジュールＢからの放電と、を適宜に行うようになっている。

電池モジュールＢは、複数のセルを接続して所望の定格電圧及び充電容量が得られるよ
うに構成したものであり、後述する筐体１０下部のバッテリ室に、交換可能な状態で搭載
されている。

本実施形態の蓄電装置１は、筐体１０が、本体部１０Ａと、この本体部１０Ａの天板１
１に覆うようにして本体部１０Ａの上部に防水機能を有して螺着して固定するカバー１０
Ｂと、で構成されている。

本体部１０Ａは、前面（フロント）に開口させた開口部１３（図４参照）にフロントパ
ネル１２を着脱可能に螺着させている。本体部１０Ａの内部空間は、間仕切板Ｓを境界と
して、バッテリ室と制御部２０となる各種の電子部品等を実装させた回路基板Ｐを収容す
る基板室と、に分割されている。また、この本体部１０Ａは、基板室の上の天板１１にカ
バー１０Ｂを上から覆うように防水用のパッキン（図示せず）を介して螺着して取り付け
ると、天板１１とカバー１０Ｂとの間に、スイッチボックスと成る一定の大きな空間が形
成される。なお、この空間には、手動スイッチＳＷの操作部が設置されている。

また、本体部１０Ａは、開口部１３に図示外のゴムパッキンなどのシール部材を介して
フロントパネル１２を取付けることで水密状態に閉止されており、電池モジュールＢ及び
回路基板Ｐの交換作業或いはメンテナンス作業などの際には取り外して必要作業を行える
ようになっている。また、この本体部１０Ａは、必要時に手動操作によって太陽電池から
の直流電力の電路の開放を行うため、天板１１に手動スイッチＳＷの操作部を突設させて
いる。なお、この蓄電装置１は、雨水にさらされる虞のある屋外に設置されており、筐体
１０からカバー１０Ｂを外して屋外での手動スイッチＳＷの開閉操作を行っても、本体部
１０Ａの内部に雨水などが侵入するのを防止するため、この天板１１を含む本体部１０Ａ
自体が防水機能を有する構造となっている。

このカバー１０Ｂは、手動スイッチＳＷを操作させるときに外して手動スイッチＳＷの
操作部を露出させるようになっており、普段は、本体部１０Ａに止め付けてある。即ち、
このカバー１０Ｂは、通常、筐体１０の本体部１０Ａに図示外のゴムパッキン等のシール
部材を介して上から被せるようにして、本体部１０Ａに対して水密状態で固定されている
。

回路基板Ｐは、シャーシ３０に一体に組付けられているとともに、バッテリ室と基板室
とを間仕切る間仕切板Ｓの上面にシャーシ３０を介して固定されており、制御部２０とな
る各種の電子部品が実装されている。

制御部２０は、例えば図５に示すような回路構成となっている。即ち、この制御部２０
は、４個のスイッチング素子をブリッジ状に結線した２組の単層インバータ回路２１，２
２と、トランス２３とによって充放電回路を構成している。なお、コンデンサ２４，２５
及び抵抗２６は、それぞれ、昇圧時の平滑用のコンデンサであり、保護用の抵抗である。
また、電流検出器２７，２８は、太陽電池２の発電電流及びパワコン４へ供給される電流
を検出させるためのものであって、接続点Ｖでの電位を検出することによって、上記検出
電流値と電圧値との積からそれぞれの電力値を具体的に求めることができる。

手動スイッチＳＷは、太陽電池２とパワコン４とをつなぐ直電力線につながる電路を開
閉する手動のスイッチ部を構成するものであり、例えば太陽電池２の破損やパワコン４の
故障、必要なメンテナンスなどの際に太陽電池２から切り離すものである。本実施形態の
手動スイッチＳＷの操作部は、運転停止動作を行わせるために、ロータリースイッチで構
成されているが、同様な効果が得られるものであれば、特にこのスイッチに限らなくても
よい。

次に、本実施形態に係る筐体１０内部のバッテリ室の構造について、図４、６、７を参
照しながら説明する。筐体１０内部の下部を占有するバッテリ室は、搭載する電池モジュ
ールに応じた部材に取り換え可能な構成とするために、電池モジュールの固定手段を構成
するスペーサ４０及びラック５０を設けている。

このうち、スペーサ４０は、部材（以下、直方部材）４１を等間隔で５本固設した構成
となっており、この直方部材４１の間である隙間に電池モジュールを構成する各バッテリ
、特に鉛タイプの蓄電池（４連）を固定させるようになっている。

また、直方部材４１には、単一のリチウムイオンバッテリを直方部材４１の上面に搭載
させるために、図７に示すＬ字金具４３の底面側の丸孔に通して一体にねじ止めさせるね
じ孔４２が設けられている（必ずしも全てに設置させる必要はないが、任意のものを選択
できるようにするために、５つ全てに開口させておいてもよい）。

一方、ラック５０については、柱５１の丸穴５２に等間隔で固定させて所定の加重に耐
えるように設けた支持棚５３とで構成されている。この支持棚５３には、バッテリを固定
させるためのねじ孔５４を設けている。

例えば図６に示すような、比較的扁平な形状を呈するリチウムイオンタイプのバッテリ
Ｂ２を搭載させる場合には、ねじ孔５５に固定させる。

さらに、例えば図７に示すように、所定の容量を１台ものもので完備できる別の大型リ
チウムイオンタイプのバッテリＢ３でも搭載可能である。なお、このバッテリＢ３では、
正面の所定位置にねじ孔５６を設けてある。

従って、このバッテリＢ３のものでは、専用のＬ字金具４３等を利用して、スペーサ４
０上面に設けたねじ孔４２と、バッテリＢ３の正面に設けてあるねじ孔５６との間を、留
め具であるＬ字金具４３の孔（この孔の内周面には雌ねじが切ってなくてよい）を貫通さ
せる状態でねじを差し入れて、双方の間のねじ孔に一体に止め付ける。

ところで、例えば太陽電池の破損や、電力変換装置の故障、或いはメンテナンスを行う
等のような場合に、蓄電装置１を電源システムから切り離す必要があった。ところが、従
来は、筐体内部を開いて、内部のスイッチで電路を開くような作業が必要であった。

一方、本実施形態によれば、筐体１０の内部を開いて回路基板Ｐを露出させるような、
サービスマンによる専門性を有する作業を行わなくても済む。即ち、図１に示す状態の筐
体１０から、ねじを外してカバー１０Ｂを筐体１０の本体部１０Ａから外すと、図３に示
すように本体部１０Ａの天板１１から突出する手動スイッチＳＷが露出するので、この状
態で簡単に手動スイッチＳＷの手動操作が行える。このように、回路基板Ｐ上の高電圧部
品や発熱量の多い素子などに手を触れる可能性を排除し一般の使用者でも安全に手動スイ
ッチＳＷの操作が行える。

また、回路基板Ｐを露出することが必要ないので、危険な感電事故を招くこともない。
さらに、本実施形態によれば、電気的な知識がなくても、カバー１０Ｂの取り外しだけで
比較的短時間でスイッチ操作が行えるので、地震や台風などの災害による太陽電池の破損
等による緊急の場合での運転停止作業について、対応が迅速かつ確実に行える。

［第２の実施形態］
図８は本発明の第２の実施形態に係る蓄電装置１Ｂを示すものである。この第２の実施
形態では、筐体６０の天面６０Ａの一部（一端部寄りの部分）に、スイッチカバー６２で
覆われたスイッチボックス６１を突出させた状態で一体に設け、このスイッチボックス６
１内部に前述の第１の実施形態のものと同じ手動スイッチＳＷを設けている点が、第１の
実施形態と異なる。

スイッチボックス６１には、これを上から覆うスイッチカバー６２がねじで取外し可能
に取付けられている。また、本実施形態も、雨水にさらされる虞のある屋外に設置されて
いるので、スイッチカバー６２には、図示外の内周面にゴムパッキンなどのシール部材を
取付けてあり、防水構造が確保されている。

従って、本実施形態によれば、手動スイッチＳＷが筐体６０の天面６０Ａに設けたスイ
ッチボックス６１内に突設してあるので、手動スイッチＳＷの手動操作が無理な姿勢を要
せずに行いやすい。

［第３の実施形態］
図９は本発明の第３の実施形態に係る蓄電装置１Ｃを示すものである。この第３の実施
形態では、筐体７０の側面７０Ａ側の一部に、スイッチボックス７１を窪ませた状態で一
体に設け、このスイッチボックス７１に前述の第１の実施形態のものと同じ手動スイッチ
ＳＷを設けている点が、第１、第２の実施形態と異なる。また、筐体７０の上部両側方が
外方に向けて突出した庇状に形成されており、多少の降雨であれば、この庇７０Ｂの部分
でスイッチボックス７１を雨水から保護することも可能となっている。

スイッチボックス７１には、図示外の内周面にゴムパッキンなどのシール部材を取り付
けてあるスイッチカバー７２がねじで取り外し可能に取り付けられており、防水状態が確
保されている。

スイッチカバー７２は、各辺がスイッチボックス７１よりも大きな略方形状に形成され
ており、スイッチボックス７１を囲むような状態で、周辺の側面７０Ａに設けたねじ孔に
螺着させるようになっている。このスイッチカバー７２は、スイッチボックス７１に対面
する内面側に略ロ字形に突出したシール壁に、ゴムパッキン７２Ａが周設されている。

従って、本実施形態によれば、筐体７０の側面７０Ａから内側に窪ませて設け、かつ、
スイッチカバー７２で覆われたスイッチボックス７１内に、手動スイッチＳＷが突出して
設けてあるが、スイッチボックス７１内への雨水の差し込みが庇７０Ｂによってある程度
回避できるので、便宜である。

［第４の実施形態］
図１０は本発明の第４の実施形態に係る蓄電装置１Ｄを示すものである。この第４の実
施形態では、筐体８０の側面８０Ａの一部に窪ませた状態で一体に設けたスイッチボック
ス８１を取り囲むように、このスイッチボックス８１の全周縁部分に沿って一段立ち上が
った段部８１Ａを設けており、スイッチカバー８２がこの段部８１Ａに埋設する状態で、
段部８１Ａに設けたねじ孔に螺着される。

また、この蓄電装置１Ｄでも、第３の実施形態と同様、筐体８０の上部両側方が外方に
向けて突出した庇状に形成されており、多少の降雨であれば、この庇８０Ｂの部分でスイ
ッチボックス８１を雨水から保護することも可能となっている。

スイッチカバー８２は、各辺がスイッチボックス８１の窪みと同一大きさの略方形状に
形成されており、手動スイッチＳＷの専用空間であるスイッチボックス８１の窪みに隙間
なく嵌合されてスイッチカバー８２の外面が側面８０Ａと面一状態となっている。また、
このスイッチカバー８２にも、スイッチボックス８１に対面する内面側の、略ロ字形に突
出したシール壁にゴムパッキン８２Ａが周設されている。

従って、本実施形態によれば、スイッチカバー８２が筐体８０の側面８０Ａに面一の状
態で取り付けられているので、見栄えの点で好都合であるだけでなく、雨水の侵入も効果
的に防止できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の要
旨を逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。

１Ａ〜１Ｄ 蓄電装置
２ 太陽電池
３ 接続箱
４ 電力変換装置（パワコン）
５ 蓄電装置の操作用リモコン
６ 分電盤
１０，６０，７０，８０ 筐体
１０Ａ 本体部
１０Ｂ カバー
１１ 天板
１２ フロントパネル
１３ 開口部
２０ 制御部
３０ シャーシ
４０ スペーサ（固定手段）
４１ 直方部材
４２ ねじ孔
４３ Ｌ字金具
５０ ラック（固定手段）
５１ 柱
５２ 丸穴
５３ 支持棚
７０Ａ，８０Ａ 側面
５４，５５，５６ ねじ孔
６０Ａ 天面
６１，７１，８１ スイッチボックス
６２，７２，８２ スイッチカバー
７０Ｂ 庇
７２Ａ、８２Ａ ゴムパッキン
８０Ｂ 庇
８１Ａ 段部
Ｂ 電池モジュール（蓄電池）
Ｂ２ リチウムイオンタイプのバッテリ
Ｂ３ 大型リチウムイオンタイプのバッテリ
Ｐ 回路基板
Ｓ 間仕切板
ＳＷ 手動スイッチ

Claims (2)

1. 太陽電池から得られる直流電力が供給され所定の防水性能を有し屋外に設置される筐体
   において、前記筐体の一部にスイッチボックスを突出させ又は窪ませて設けると共に、防
   水機能を有して覆い螺子止めされるカバーを前記スイッチボックスに取り付け、前記太陽
   電池から得られる直流電力による運転の停止のために前記スイッチボックスの底面から突
   出する手動のスイッチを備えることを特徴とする筐体。
2. 前記手動のスイッチは前記直流電力の流れる直電力線につながる電路を開閉することを
   特徴とする請求項１に記載の筐体。