JP2017169271A - パワーコンディショナ、太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】様々な設置場所／用途に対して適応することができる放熱フィンを備えた太陽光発電に用いられるパワーコンディショナを提供する。【解決手段】太陽電池セルが生成した直流電力を交流電力に変換して家庭用電力として供給するパワーコンディショナ１００は、インバータを収容するケース１１０と、ケースの外壁に取り付けられ、インバータから発生する熱を放熱するフィン１２０を備える。放熱フィンは、ケースの底面に対して直交しない斜め方向に向かって延伸している。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電において用いられるパワーコンディショナに関する。

太陽光発電装置は、太陽電池セルが生成した直流電力を交流電力に変換して家庭用電力として供給する装置を備えている。この装置は太陽光発電システムにおけるインバータとしての役割を有するものであり、一般にパワーコンディショナと呼ばれる。パワーコンディショナは、電気的損失が熱として排出されるので、一般に装置温度が上昇しやすい性質を有する。装置温度が上昇すると様々な不具合が生じるので、熱を効率的に排出するため、放熱フィンなどの排熱機構を備えるのが一般的である。

下記特許文献１は、『パワーコンディショナの排熱を確実に行い、かつ屋根裏内部の雰囲気温度が著しく向上するのを緩和し、屋根裏換気のための特別かつ大掛かりな設備を必要としない構造、及び施工方法を提供する。』ことを目的とする技術として、『箱状のパワーコンディショナ本体と、このパワーコンディショナ本体の上面に立設するように並列状に配された複数の排熱フィン８を備えたパワーコンディショナであって、前記複数の排熱フィン８の前記上面と垂直する一方の端部の前方に前記複数の排熱フィン８の間に風を送るためのファンを設ける。』という技術を開示している（要約参照）。

特開２００５−２６９６９２号公報

上記特許文献１記載のような従来のパワーコンディショナは、設置場所があらかじめある程度確定されており（同文献においては一般家屋の屋根裏）、排熱フィン８の位置、サイズ、形状などはその設置場所に応じて設計されると考えられる。他方、パワーコンディショナを一般家屋の外壁に隣接して屋外配置する場合や、太陽電池パネルを野立て設置する場合は、それぞれの設置スペースに応じてパワーコンディショナ筐体や放熱フィンを設計すると考えられる。

太陽電池パネルを野立て設置する場合、パワーコンディショナは太陽電池パネルの下方に配置されることが一般的であるが、太陽電池パネルの下方スペースは高さ方向のサイズが限られているので、筐体は高さ方向のサイズが小さい横長形状のものを採用すると考えられる。この場合、筐体外壁に取り付ける放熱フィンは、風流を上方に向かわせるため、筐体側壁において一方の長手辺から反対側の長手辺に向かって延伸するように取り付けられる。

パワーコンディショナを家屋外壁に配置する場合、家屋の横幅は限られているので、筐体は水平方向のサイズが小さい縦長形状のものを採用すると考えられる。この場合、筐体外壁に取り付ける放熱フィンは、風流を上方に向かわせるため、筐体側壁において一方の短手辺から反対側の短手辺に向かって延伸するように取り付けられる。

したがって、太陽電池パネルやパワーコンディショナの設置場所／用途に応じて、放熱フィンの延伸方向が定まることになるので、これら設置場所／用途に応じて個別に放熱フィンを設計する必要があり、汎用性に欠ける。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、様々な設置場所／用途に対して適応することができる放熱フィンを備えたパワーコンディショナを提供することを目的とする。

本発明に係るパワーコンディショナは、ケースの底面に対して直交しない斜め方向に向かって延伸する放熱フィンを備える。

本発明に係るパワーコンディショナは、様々な設置場所／用途において、放熱効果を適切に発揮することができる。

パワーコンディショナ１００の外観図である。 パワーコンディショナ１００を野立て設置の太陽電池パネル２００に対して接続した例である。 パワーコンディショナ１００を家屋の屋上に設置された太陽電池パネル２００に対して接続した例である。

図１は、本発明に係るパワーコンディショナ１００の外観図である。パワーコンディショナ１００は、太陽電池が出力する直流電力を交流電力に変換する装置である。パワーコンディショナ１００は、ケース１１０、フィン１２０を備える。

ケース１１０は、電力変換を実施するインバータ、その他電気部品を収容する。ケース１１０は、直方体形状を有している。したがって、フィン１２０が取り付けられている面は長方形であり、鉛直方向のサイズと水平方向のサイズが異なる。

フィン１２０は、ケース１１０の側壁に取り付けられ、インバータから発生する熱を放熱する作用を有する。フィン１２０は、ケース１１０の底面（図１における下面）に対して直交しない斜め方向に向かって延伸する板状の部材を、互いに平行となるようにケース１１０の側壁に対して複数取り付けることにより、形成されている。当該部材は、ケース１１０の側壁から突出するように形成されている。

図２は、パワーコンディショナ１００を野立て設置の太陽電池パネル２００に対して接続した例である。野立て設置の太陽電池パネル２００は、太陽電池パネル２００を載置するための脚部を備え、脚部によって太陽電池パネル２００が設置面からある程度持ち上げられて配置されている。したがって太陽電池パネル２００の下方にある程度のスペースが存在するので、このスペースにパワーコンディショナ１００を配置するのが一般的である。ただし当該スペースは高さ方向のサイズが限られているので、パワーコンディショナ１００の高さ方向のサイズもこれに応じて抑えることが望ましい。したがって通常は横長型のパワーコンディショナを採用し、放熱フィンはケースの底面から鉛直方向に延伸するように形成する。すなわち放熱フィンは、ケースの長手辺から反対側の長手辺に向かって鉛直方向に形成される。

これに対し本発明に係るパワーコンディショナ１００は、フィン１２０が底面から斜め方向に向かって延伸しているので、横置きにした場合、フィン１２０によって導かれる風流がフィン１２０の角度に応じて上方に向かって誘導されることになる。すなわちパワーコンディショナ１００は、図２のように横置きにした場合であっても放熱効果を発揮することができる。ここでいう横置きとは、フィン１２０が取り付けられている面の長手辺を設置面とする置き方である。

図３は、パワーコンディショナ１００を家屋の屋上に設置された太陽電池パネル２００に対して接続した例である。この場合、パワーコンディショナ１００は例えば当該家屋の外壁に隣接して配置される。家屋の外壁の横幅は限られているので、パワーコンディショナ１００の水平方向のサイズもこれに応じて抑えることが望ましい。したがって通常は縦長型のパワーコンディショナを採用し、放熱フィンはケースの底面から鉛直方向に延伸するように形成する。すなわち放熱フィンは、ケースの短手辺から反対側の短手辺に向かって鉛直方向に形成される。

これに対し本発明に係るパワーコンディショナ１００は、上述のようにフィン１２０が斜め方向に向かって延伸しているので、フィン１２０によって導かれる風流がフィン１２０の角度に応じて上方に向かって誘導されることになる。すなわちパワーコンディショナ１００は、図３のように縦置きにした場合であっても放熱効果を発揮することができる。ここでいう縦置きとは、フィン１２０が取り付けられている面の短手辺を設置面とする置き方である。

図２〜図３に示すように、本発明に係るパワーコンディショナ１００は、縦置きにした場合と横置きにした場合のいずれにおいても、発熱によって暖められた風流がフィン１２０の角度に応じて上方に向かって誘導されるので、いずれの場合においても用いることができる。すなわち、野立て設置の太陽電池パネル２００の下方に配置する場合のように高さが限られている空間に設置する場合／用途であっても、家屋の外壁に隣接して配置する場合のように水平サイズが限られている空間に設置する場合／用途であっても、いずれも好適に用いることができる。

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

フィン１２０は、ケース１１０とは別に成型した上でケース１１０の外壁に対して取り付けてもよいし、ケース１１０とフィン１２０を一体成型してもよい。

ケース１１０の底面に対するフィン１２０の角度は、好適には４５°であるが、それ以外の角度であってもある程度の効果を発揮することができる。例えばケース１１０の底面に対して３０°から６０°の範囲内で任意の角度に配置することができる。すなわち、少なくともケース１１０の底面に対して直交していなければ、相応の効果を発揮することができる。

以上の説明において、フィン１２０はケース１１０の側壁に取り付けられていることを説明した。ここでいう側壁とは、底面と上面を除くいずれかの面の外壁のことである。したがって例えば図２や図３におけるパワーコンディショナ１００の左右いずれかの面にフィン１２０を形成してもよい。

フィン１２０をケース１１０の上面に形成することも可能だが、その場合はパワーコンディショナ１００の設置面はフィン１２０を形成した面の対向面となり、縦置きにするか横置きにするかという問題は生じない。したがって本発明の効果を発揮するためには、フィン１２０はケース１１０の側壁に形成することが望ましい。

図２において、パワーコンディショナ１００を横置きにすることが望ましいことを説明したが、太陽電池パネル２００の下方に充分な高さ方向のサイズが設けられているのであれば、縦置きにしてもよい。同様に図３においても、横幅サイズの余剰が充分である場合は、横置きにしてもよい。

以上の説明において、フィン１２０は互いに平行となるようにケース１１０の側壁に対して取り付けていることを説明した。これは、平行配置することによってフィン１２０を取り付ける個数を増やし、放熱面積をその分だけ広げることができるからである。平行配置しない場合であっても相応の放熱効果を発揮することができるが、特に自然風流によって放熱する構成例においては、できる限り放熱効果を高めるため平行配置することが望ましいと考えられる。

１００：パワーコンディショナ、１１０：ケース、１２０：フィン。

Claims (7)

1. 直流電力を交流電力に変換するインバータ、
   前記インバータを収容するケース、
   前記ケースの外壁に取り付けられ前記インバータから発生する熱を放熱するフィン、
   を備え、
   前記フィンは、前記ケースの底面に対して直交しない斜め方向に向かって延伸している
   ことを特徴とするパワーコンディショナ。
2. 前記フィンが取り付けられている前記外壁は、鉛直方向のサイズと水平方向のサイズが互いに異なるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のパワーコンディショナ。
3. 前記フィンは、前記ケースの側壁から突出するとともに前記斜め方向に向かって延伸する板状の部材によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のパワーコンディショナ。
4. 前記フィンは、複数の前記板状の部材を互いに平行に配置することによって形成されている
   ことを特徴とする請求項３記載のパワーコンディショナ。
5. 前記フィンは、前記ケースの底面に対して３０度から６０度の範囲内の角度で延伸している
   ことを特徴とする請求項１記載のパワーコンディショナ。
6. 請求項１から５いずれか１項記載のパワーコンディショナ、
   前記パワーコンディショナと接続され前記パワーコンディショナに対して直流電力を供給する太陽電池パネル、
   を備え、
   前記太陽電池パネルは、前記太陽電池パネルを載置するために用いる脚部を備え、
   前記パワーコンディショナは、前記太陽電池パネルと前記太陽電池パネルの設置面との間に形成された空間において、前記フィンにより風流が前記パワーコンディショナの設置面から前記フィンに沿った角度で上方に向かって誘導される向きに配置されている
   ことを特徴とする太陽光発電システム。
7. 請求項１から５いずれか１項記載のパワーコンディショナ、
   前記パワーコンディショナと接続され前記パワーコンディショナに対して直流電力を供給する太陽電池パネル、
   を備え、
   前記太陽電池パネルは、建物の上面のいずれかの場所に設置されており、
   前記パワーコンディショナは、前記建物の周辺において、前記フィンにより風流が前記パワーコンディショナの設置面から前記フィンに沿った角度で上方に向かって誘導される向きに配置されている
   ことを特徴とする太陽光発電システム。

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