JP2018152145A

JP2018152145A - Power source device

Info

Publication number: JP2018152145A
Application number: JP2018130926A
Authority: JP
Inventors: 健志阿比留; Kenji Abiru; 貴司文野; Takashi Fumino
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2018-09-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate execution of electric work, in a power source device that receives output of a solar battery module by means of a plurality of DC/DC converters, and to ensure the total amount of the solar battery module by effectively using a limited installation area without waste.SOLUTION: In a power source device that receives output of a solar battery module by means of a plurality of DC/DC converters, a group of solar batteries of the solar battery module, which are approximate in terms of voltage value at the maximum power point, comprises: an output line part that extracts output simultaneously; and an input line part by which power carried by the output line part is distributed so as to fall within the range of input power capacity of each DC/DC converter.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、太陽光発電システムを構成する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device constituting a photovoltaic power generation system.

太陽光発電システムは、家庭用、事業用、大規模発電所用等、広く普及しつつある。例えば家庭用の場合、家屋の屋根に太陽電池モジュールが設置される。また、屋内にはパワーコンディショナが設置され、太陽電池モジュールと接続される。パワーコンディショナは、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータを搭載している。ＤＣ／ＤＣコンバータには、太陽電池モジュールの最大出力電力に対応した入力電力容量が必要である。 Photovoltaic power generation systems are becoming widespread for home use, business use, large-scale power plants, and the like. For example, in the case of home use, a solar cell module is installed on the roof of a house. A power conditioner is installed indoors and connected to the solar cell module. The power conditioner is equipped with a DC / DC converter and an inverter. The DC / DC converter requires an input power capacity corresponding to the maximum output power of the solar cell module.

パワーコンディショナには、ＤＣ／ＤＣコンバータを１つだけ搭載する典型的なシングル入力タイプの他、例えば３つのＤＣ／ＤＣコンバータを搭載するマルチ入力タイプのものがある（例えば、特許文献１の図１参照。）。マルチ入力タイプのパワーコンディショナにおける１つのＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量は、家庭用の場合、例えば２ｋＷであり、２ｋＷ×３で、６ｋＷの太陽電池モジュールに対応することができる。 In addition to a typical single input type in which only one DC / DC converter is mounted, for example, there is a multi-input type in which three DC / DC converters are mounted (for example, FIG. 1). The input power capacity of one DC / DC converter in the multi-input type power conditioner is, for example, 2 kW for home use, 2 kW × 3, and can correspond to a 6 kW solar cell module.

特許第４２０５０７１号公報Japanese Patent No. 4205071

図１２は、切妻形の屋根に、最大出力電力２ｋＷの太陽電池モジュールを３ストリング搭載した家庭用の電源装置（太陽光発電システム）の一例を示す図である。太陽電池モジュールＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２３はそれぞれ、例えば２本の単芯ケーブルＣ２１，Ｃ２２，Ｃ２３によってパワーコンディショナ１５０と接続されている。パワーコンディショナ１５０は、太陽電池モジュールＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２３に対応した３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１５１，１５２，１５３を内蔵している。個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量は２ｋＷである。この場合、合計６本のケーブルを接続する電気工事が必要となる。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a household power supply device (solar power generation system) in which three strings of solar cell modules with a maximum output power of 2 kW are mounted on a gable-shaped roof. Each of the solar cell modules M21, M22, M23 is connected to the power conditioner 150 by, for example, two single-core cables C21, C22, C23. The power conditioner 150 includes three DC / DC converters 151, 152, and 153 corresponding to the solar cell modules M21, M22, and M23. The input power capacity of each DC / DC converter is 2 kW. In this case, electrical work for connecting a total of six cables is required.

図１３は、寄棟形の屋根に、最大出力電力２ｋＷの太陽電池モジュールを３ストリング搭載した家庭用の電源装置の他の例を示す図である。太陽電池モジュールＭ２４，Ｍ２５，Ｍ２６はそれぞれ、例えば２本の単芯ケーブルＣ２４，Ｃ２５，Ｃ２６によってパワーコンディショナ１５０と接続されている。パワーコンディショナ１５０は、太陽電池モジュールＭ２４，Ｍ２５，Ｍ２６に対応した３つのＤＣ／ＤＣコンバータ１５１，１５２，１５３を内蔵している。個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量は２ｋＷである。この場合も、合計６本のケーブルを接続する電気工事が必要となる。 FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a household power supply device in which three strings of solar cell modules with a maximum output power of 2 kW are mounted on a dormitory roof. Each of the solar cell modules M24, M25, M26 is connected to the power conditioner 150 by, for example, two single-core cables C24, C25, C26. The power conditioner 150 includes three DC / DC converters 151, 152, and 153 corresponding to the solar cell modules M24, M25, and M26. The input power capacity of each DC / DC converter is 2 kW. Also in this case, electrical work for connecting a total of six cables is required.

このように、従来の電源装置では、太陽電池モジュールとパワーコンディショナとを互いに接続するケーブル数が多く、そのため、電気工事の施工に時間がかかり、また、ケーブルの費用が装置全体のコストを高くする一因となる。なお、太陽電池モジュールの設置場所を減らせばケーブル数は減るが、できるだけ多くの発電量を得るべく屋根の面積を有効利用したいため、設置場所を減らすことは使用者のニーズに合わない。
また、従来の電源装置において、１ストリングの出力が２ｋＷを超える場合、屋根の面積に余裕があっても１ストリングは２ｋＷ以下に抑える必要がある。 As described above, in the conventional power supply device, the number of cables for connecting the solar cell module and the power conditioner to each other is large. Therefore, it takes time to perform the electrical work, and the cost of the cable increases the cost of the entire device. It becomes a cause to do. If the number of installation locations of the solar cell modules is reduced, the number of cables is reduced. However, in order to effectively use the area of the roof in order to obtain as much power generation as possible, reducing the installation locations does not meet the needs of the user.
Further, in the conventional power supply device, when the output of one string exceeds 2 kW, it is necessary to suppress the one string to 2 kW or less even if there is a margin in the area of the roof.

かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、太陽電池モジュールの出力を複数のＤＣ／ＤＣコンバータによって受ける電源装置において、電気工事の施工を容易にするとともに、限られた設置面積を無駄なく有効利用して、太陽電池モジュールの全体量を確保することを目的とする。 In view of such conventional problems, the present invention facilitates electrical work and effectively uses a limited installation area without waste in a power supply device that receives the output of a solar cell module by a plurality of DC / DC converters. And it aims at securing the whole quantity of a solar cell module.

本発明は、太陽電池モジュールの出力を複数のＤＣ／ＤＣコンバータによって受ける電源装置であって、前記太陽電池モジュールのうち、最大電力点の電圧値が近似する太陽電池の集合体については、出力を一纏めにして引き出す出力線路部と、前記出力線路部が搬送する電力を、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量の範囲内に収まるように分配して配電する入力線路部とを備えている。 The present invention is a power supply device that receives the output of a solar cell module by a plurality of DC / DC converters, and among the solar cell modules, the output of a solar cell aggregate whose voltage value at the maximum power point is approximated. The output line part which draws out collectively and the input line part which distributes and distributes the electric power which the said output line part conveys within the range of the input power capacity of each DC / DC converter are provided.

本発明の電源装置によれば、電気工事の施工が容易で、限られた設置面積を、より有効に利用して、太陽電池モジュールの全体量を確保することができる。 According to the power supply device of the present invention, it is easy to perform electrical work, and the entire installation amount of the solar cell module can be secured by more effectively using the limited installation area.

家屋の屋根に設置された太陽電池モジュールを発電要素とする電源装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the power supply device which uses the solar cell module installed in the roof of a house as an electric power generation element. 参考例としての電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device as a reference example. 本発明の第１実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。It is a figure showing the outline of the power supply device concerning a 1st embodiment of the present invention. 図３の電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device of FIG. 第２実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the power supply device which concerns on 2nd Embodiment. 図５の電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device of FIG. 第３実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the power supply device which concerns on 3rd Embodiment. 図７の電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power supply device of FIG. 第４実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the power supply device which concerns on 4th Embodiment. 第５実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the power supply device which concerns on 5th Embodiment. 第６実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the power supply device which concerns on 6th Embodiment. 切妻形の屋根に、太陽電池モジュールを３ストリング搭載した電源装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power supply device which mounted 3 strings of solar cell modules on the gable-shaped roof. 寄棟形の屋根に、太陽電池モジュールを３ストリング搭載した電源装置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the power supply device which mounted 3 string of solar cell modules on the dormitory-shaped roof.

［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。 [Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.

（１）これは、太陽電池モジュールの出力を複数のＤＣ／ＤＣコンバータによって受ける電源装置であって、前記太陽電池モジュールのうち、最大電力点の電圧値が近似する太陽電池の集合体については、出力を一纏めにして引き出す出力線路部と、前記出力線路部が搬送する電力を、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量の範囲内に収まるように分配して配電する入力線路部とを備えている。
なお、最大電力点（Maximum Power Point）とは、最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御）における目標点である。 (1) This is a power supply device that receives the output of a solar cell module by a plurality of DC / DC converters, and among the solar cell modules, the aggregate of solar cells whose voltage value at the maximum power point approximates, An output line unit that draws outputs together and an input line unit that distributes and distributes the power carried by the output line unit within the range of the input power capacity of each DC / DC converter. Yes.
The maximum power point (Maximum Power Point) is a target point in maximum power point tracking control (MPPT (Maximum Power Point Tracking) control).

上記のように構成された電源装置では、出力線路部により、最大電力点の電圧値が近似する太陽電池の集合体については、出力を一纏めにして引き出す。従って、最大電力点の電圧値が近似する太陽電池の集合体について別々の出力線路部（例えばケーブル）を設けてＤＣ／ＤＣコンバータまで配線する必要がない。そのため、出力線路部は最小限数で足り、当該電源装置の電気工事の施工が容易となる。また、入力線路部で分配して配電を行うことができるので、出力線路部が搬送する電力は個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量を超えてもよい。これにより、入力電力容量の制約から太陽電池モジュールの設置面積を抑える必要がなくなる。すなわち、限られた設置面積を、より有効に利用して、太陽電池モジュールの全体量を確保することができる。 In the power supply device configured as described above, the output line unit draws the output together for the aggregate of solar cells whose voltage values at the maximum power point approximate. Therefore, it is not necessary to provide a separate output line portion (for example, a cable) for the assembly of solar cells whose voltage value at the maximum power point approximates and to connect the DC / DC converter. Therefore, the minimum number of output line sections is sufficient, and the electrical work for the power supply apparatus can be easily performed. In addition, since power can be distributed and distributed in the input line section, the power carried by the output line section may exceed the input power capacity of each DC / DC converter. This eliminates the need to reduce the installation area of the solar cell module due to restrictions on the input power capacity. That is, the entire amount of the solar cell module can be secured by more effectively using the limited installation area.

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作上は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量に合わせて太陽電池モジュールの設置面積を抑える必要は、必ずしもない。
但し、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量を超える太陽電池モジュールを設置した場合、太陽電池モジュールの発電量を最大限に引き出せないので、余分に設置した太陽電池モジュール分は無駄となる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量程度の太陽電池モジュールを接続する場合が多い。 In the operation of the DC / DC converter, it is not always necessary to reduce the installation area of the solar cell module in accordance with the input power capacity of the DC / DC converter.
However, when a solar cell module that exceeds the input power capacity of the DC / DC converter is installed, the amount of power generated by the solar cell module cannot be extracted to the maximum, so that the extra installed solar cell module is wasted. Therefore, in many cases, solar cell modules having an input power capacity of a DC / DC converter are connected.

（２）また、前記（１）の電源装置において、前記入力線路部による配電によって電力の分配入力を受ける複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、互いに同期して最大電力点追従制御を行うことが好ましい。
この場合、共通の出力線路部に合流して搬送されてきた電力については、並列の関係にある複数のＤＣ／ＤＣコンバータが互いに同期して最大電力点追従制御を行うことにより、太陽電池の集合体全体から、その時点の最大電力を引き出すことができる。 (2) In the power supply device of (1), it is preferable that a plurality of DC / DC converters that receive power distribution input by power distribution by the input line unit perform maximum power point tracking control in synchronization with each other.
In this case, with respect to the electric power that has been merged and conveyed to the common output line section, a plurality of DC / DC converters in parallel relationship perform the maximum power point tracking control in synchronism with each other, thereby collecting a set of solar cells. The maximum power at that time can be extracted from the whole body.

（３）また、前記（１）又は（２）の電源装置では、前記設置場所は家屋の屋根であり、前記出力線路部によって出力を一纏めにする対象は、一平面及びその平行面にそれぞれ設置されている前記太陽電池の集合体である。
この場合、屋根の一平面のみならず、それと平行な面も日射条件は近似するので、最大電力点の電圧値が近似する。そこで、これらの面の太陽電池の集合体については、一旦一纏めにして扱い、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力時に必要に応じて配電することにより、複雑な形状の屋根の面積を最大限に利用した太陽電池の設置が可能となる。 (3) Moreover, in the power supply device of (1) or (2), the installation location is a roof of a house, and the objects whose outputs are collected by the output line unit are installed on one plane and its parallel plane, respectively. This is an assembly of the solar cells.
In this case, the solar radiation condition approximates not only one plane of the roof but also a plane parallel thereto, so that the voltage value of the maximum power point is approximated. Therefore, the aggregate of solar cells of these surfaces is handled once together and distributed as necessary at the time of input to the DC / DC converter, thereby maximizing the use of the area of the roof having a complicated shape. A solar cell can be installed.

（４）また、前記（１）〜（３）のいずれかの電源装置は、蓄電池を備え、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうち、少なくとも１つは双方向性であり、前記蓄電池が接続される構成であってもよい。
この場合、直流電源として、太陽電池と蓄電池とを併用することができる。また、商用電力系統から夜間電力による蓄電池の充電、又は、太陽光発電の余剰電力による蓄電池の充電を行うことができる。 (4) Moreover, the power supply device according to any one of (1) to (3) includes a storage battery, and at least one of the plurality of DC / DC converters is bidirectional, and the storage battery is connected. It may be a configuration.
In this case, a solar battery and a storage battery can be used together as a DC power source. Moreover, the storage battery can be charged by night power from the commercial power system, or the storage battery can be charged by surplus power of solar power generation.

（５）また、前記（１）〜（３）のいずれかの電源装置は、蓄電池を備え、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは双方向性であり、前記入力線路部は、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各々を、前記出力線路部及び前記蓄電池のいずれか一方に接続するスイッチを備えているものであってもよい。
この場合の電源装置は、太陽電池モジュールからＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給、蓄電池からＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給、商用電力系統から夜間電力による蓄電池の充電、及び、太陽光発電の余剰電力による蓄電池の充電、のいずれでも行うことができる。 (5) The power supply device according to any one of (1) to (3) includes a storage battery, the plurality of DC / DC converters are bidirectional, and the input line unit includes the plurality of DC / DC converters. You may provide the switch which connects each of DC converter to any one of the said output track | line part and the said storage battery.
In this case, the power supply device includes power supply from the solar cell module to the DC / DC converter, power supply from the storage battery to the DC / DC converter, charging of the storage battery by night power from the commercial power system, and surplus power of solar power generation The storage battery can be charged by any of the above.

［実施形態の詳細］
以下、図面を参照して説明する。まず、本発明の実施形態に係る電源装置の基礎となる参考例から説明する。 [Details of the embodiment]
Hereinafter, description will be given with reference to the drawings. First, a reference example serving as a basis of a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described.

《参考例》
図１は、家屋の屋根に設置された太陽電池モジュールを発電要素とする電源装置の概略を示す図である。この屋根は寄棟形であり、４面のうちの３面が、陽当たりがよく、太陽電池モジュール（太陽光発電パネル）の設置に適している。そこで、例えば３ストリングの太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３が３面に設けられている。《Reference example》
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a power supply device using a solar cell module installed on the roof of a house as a power generation element. This roof is a dormitory shape, and three of the four surfaces have a good sun contact and are suitable for installation of solar cell modules (solar power generation panels). Therefore, for example, three strings of solar cell modules M1, M2, and M3 are provided on three surfaces.

太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の最大出力は共に同じであり、例えば２ｋＷである。但し、設置場所（位置、角度等）の観点から３面に設置された太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３に対する日射条件は互いに常に近似するとは言えない。太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３はそれぞれ、例えば２本の単芯のケーブルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を介して、パワーコンディショナ５０と接続されている。この場合のケーブル本数は、合計６本となる。パワーコンディショナ５０は、屋外又は屋内に設けられる。 The maximum outputs of the solar cell modules M1, M2, and M3 are the same, for example, 2 kW. However, it cannot be said that the solar radiation conditions for the solar cell modules M1, M2, M3 installed on the three surfaces are always close to each other from the viewpoint of the installation location (position, angle, etc.). The solar cell modules M1, M2, and M3 are respectively connected to the power conditioner 50 through, for example, two single-core cables C1, C2, and C3. In this case, the total number of cables is six. The power conditioner 50 is provided outdoors or indoors.

図２は、参考例としての電源装置１００の回路図である。太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３はそれぞれ、出力線路部Ｃ（ケーブルＣ１，Ｃ２，Ｃ３に相当する。）を介してパワーコンディショナ５０と接続されている。パワーコンディショナ５０は、太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の直流出力を統合し、交流に変換して出力することにより、商用電力系統２０との系統連系や、家屋内への電力供給をすることができる。 FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply apparatus 100 as a reference example. The solar cell modules M1, M2, and M3 are connected to the power conditioner 50 through output line sections C (corresponding to cables C1, C2, and C3), respectively. The power conditioner 50 integrates the DC outputs of the solar cell modules M1, M2, and M3, converts them into AC and outputs them, thereby supplying power to the grid connection with the commercial power system 20 and the house. be able to.

パワーコンディショナ５０は、マルチ入力タイプであり、太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３に対応した３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７を備えている。すなわち、太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７と一対一に対応している。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の入力電力容量はそれぞれ、太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の最大出力を入力することができる値となっており、例えば、２ｋＷである。 The power conditioner 50 is a multi-input type and includes three DC / DC converters 3, 5, and 7 corresponding to the solar cell modules M1, M2, and M3. That is, the solar cell modules M1, M2, and M3 have a one-to-one correspondence with the three DC / DC converters 3, 5, and 7. Here, the input power capacities of the DC / DC converters 3, 5, and 7 are values that can input the maximum outputs of the solar cell modules M1, M2, and M3, and are 2 kW, for example.

太陽電池モジュールＭ１の出力は、パワーコンディショナ５０内において入力線路部１及びコンデンサ２を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、ＤＣリアクトルＬｂ、スイッチング素子Ｑｂ及びダイオードＤｂを図示のように接続して成る昇圧チョッパ回路である。スイッチング素子Ｑｂは例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）であり、制御部１２により、オン／オフ制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ３は、太陽電池モジュールＭ１から入力される電圧・電流に対して調整を施すことにより最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御）を行う。 The output of the solar cell module M1 is input to the DC / DC converter 3 via the input line unit 1 and the capacitor 2 in the power conditioner 50. The DC / DC converter 3 is a step-up chopper circuit formed by connecting a DC reactor Lb, a switching element Qb, and a diode Db as illustrated. The switching element Qb is an FET (Field Effect Transistor), for example, and is on / off controlled by the control unit 12. The DC / DC converter 3 controlled by the control unit 12 performs maximum power point tracking control (MPPT (Maximum Power Point Tracking) control) by adjusting the voltage / current input from the solar cell module M1. .

なお、制御部１２は、例えばＣＰＵ、メモリ等を内蔵し、ソフトウェア主体で動作するものであってもよいし、また、ソフトウェアに依存せずハードウェアのみで構成されたものであってもよい。 Note that the control unit 12 may include, for example, a CPU, a memory, and the like, and may operate based on software, or may be configured only by hardware without depending on software.

同様に、太陽電池モジュールＭ２の出力は、パワーコンディショナ５０内において入力線路部１及びコンデンサ４を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と同じ構成であり、制御部１２により、オン／オフ制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ５は、太陽電池モジュールＭ２から入力される電圧・電流に対して調整を施すことによりＭＰＰＴ制御を行う。 Similarly, the output of the solar cell module M 2 is input to the DC / DC converter 5 through the input line unit 1 and the capacitor 4 in the power conditioner 50. The DC / DC converter 5 has the same configuration as the DC / DC converter 3 and is on / off controlled by the control unit 12. The DC / DC converter 5 controlled by the control unit 12 performs MPPT control by adjusting the voltage / current input from the solar cell module M2.

また同様に、太陽電池モジュールＭ３の出力は、パワーコンディショナ５０内において入力線路部１及びコンデンサ６を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ７に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と同じ構成であり、制御部１２により、オン／オフ制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ７は、太陽電池モジュールＭ３から入力される電圧・電流に対して調整を施すことによりＭＰＰＴ制御を行う。 Similarly, the output of the solar cell module M3 is input to the DC / DC converter 7 via the input line section 1 and the capacitor 6 in the power conditioner 50. The DC / DC converter 7 has the same configuration as the DC / DC converter 3 and is on / off controlled by the control unit 12. The DC / DC converter 7 controlled by the control unit 12 performs MPPT control by adjusting the voltage / current input from the solar cell module M3.

このように、設置場所の異なる太陽電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３に対してそれぞれのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７がＭＰＰＴ制御を行うことにより、日射条件に応じた最適な制御を行い、その時点での最大電力を引き出すことができる。 In this way, the respective DC / DC converters 3, 5, and 7 perform MPPT control on the solar cell modules M1, M2, and M3 having different installation locations, thereby performing optimal control according to the solar radiation conditions. The maximum power at the time can be extracted.

上記３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の出力は共通のＤＣバス８に接続され、統合される。ＤＣバス８の直流出力は、コンデンサ９を経て、インバータ１０により交流出力に変換される。インバータ１０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を図示のようなフルブリッジ状に接続したものである。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は、制御部１２によりオン／オフ制御される。ＡＣリアクトルＬｆ１，Ｌｆ２及びコンデンサＣｆによって構成されるフィルタ１１は、インバータ１０の出力に含まれる高周波成分を除去する。こうして、商用電力系統２０と系統連系可能な交流電圧・電流が、パワーコンディショナ５０から出力される。 The outputs of the three DC / DC converters 3, 5, and 7 are connected to a common DC bus 8 and integrated. The DC output of the DC bus 8 is converted into an AC output by the inverter 10 via the capacitor 9. The inverter 10 has switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4 connected in a full bridge shape as shown. Switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4 are on / off controlled by control unit 12. The filter 11 constituted by the AC reactors Lf1 and Lf2 and the capacitor Cf removes high frequency components contained in the output of the inverter 10. Thus, an AC voltage / current that can be connected to the commercial power system 20 is output from the power conditioner 50.

なお、制御部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の一部でもあり、また、インバータ１０の一部でもある。 The control unit 12 is also a part of the DC / DC converters 3, 5, and 7 and is also a part of the inverter 10.

《第１実施形態》
図３は、本発明の第１実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。この屋根は寄棟形であり、例えば４面のうちの２面が、陽当たりがよく、太陽電池モジュールの設置に適している。そこで、２ストリングの太陽電池モジュールＭ４，Ｍ５が、２面に設けられている。 << First Embodiment >>
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the power supply device according to the first embodiment of the present invention. This roof has a dormitory shape. For example, two of the four surfaces have good sunlight and are suitable for installation of solar cell modules. Therefore, two strings of solar cell modules M4 and M5 are provided on two surfaces.

ここで、例えば、太陽電池モジュールＭ４の最大出力は４ｋＷ、太陽電池モジュールＭ５の最大出力は２ｋＷである。設置場所（位置、角度等）の観点から２面に設置された太陽電池モジュールＭ４，Ｍ５に対する日射条件は互いに常に近似するとは言えない。従って、太陽電池モジュールＭ４，Ｍ５について、それらの最大電力点の電圧値が近似する、とは言えない。但し、太陽電池モジュールＭ４について、これが仮に、複数枚に分かれていたとしても、それらの最大電力点の電圧値は近似する。太陽電池モジュールＭ５についても同様である。
太陽電池モジュールＭ４，Ｍ５はそれぞれ、例えば２本の単芯のケーブルＣ４，Ｃ５を介して、パワーコンディショナ５０と接続されている。この場合のケーブル本数は、合計４本となる。パワーコンディショナ５０は、通常は、屋内に設けられる。ケーブルＣ４からパワーコンディショナ５０内に入った電路は、２つに分かれている。 Here, for example, the maximum output of the solar cell module M4 is 4 kW, and the maximum output of the solar cell module M5 is 2 kW. From the viewpoint of the installation location (position, angle, etc.), it cannot be said that the solar radiation conditions for the solar cell modules M4 and M5 installed on the two surfaces are always close to each other. Therefore, it cannot be said that the voltage values of the maximum power points of the solar cell modules M4 and M5 are approximate. However, even if the solar cell module M4 is divided into a plurality of pieces, the voltage values of the maximum power points are approximated. The same applies to the solar cell module M5.
The solar cell modules M4 and M5 are connected to the power conditioner 50 via, for example, two single-core cables C4 and C5. In this case, the total number of cables is four. The power conditioner 50 is usually provided indoors. The electric circuit that enters the power conditioner 50 from the cable C4 is divided into two.

図４は、電源装置１００の回路図である。図２との違いは、太陽電池モジュールのストリング構成、及び、入力線路部１であり、その他は、図２と同様である。
太陽電池モジュールＭ４，Ｍ５はそれぞれ、出力線路部Ｃ（ケーブルＣ４，Ｃ５に相当する。）を介してパワーコンディショナ５０と接続されている。太陽電池モジュールＭ４からの入力は、入力線路部１で分配され、それぞれコンデンサ２及び４を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３及び５に配電される。従って、４ｋＷは２ｋＷずつに分けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５のそれぞれの入力電力容量として受け入れ可能となる。 FIG. 4 is a circuit diagram of the power supply device 100. The difference from FIG. 2 is the string configuration of the solar cell module and the input line section 1, and the others are the same as in FIG. 2.
Solar cell modules M4 and M5 are connected to power conditioner 50 via output line portion C (corresponding to cables C4 and C5), respectively. The input from the solar cell module M4 is distributed by the input line unit 1 and distributed to the DC / DC converters 3 and 5 via the capacitors 2 and 4, respectively. Therefore, 4 kW is divided into 2 kW units and can be accepted as the input power capacity of each of the DC / DC converters 3 and 5.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５は、制御部１２により、オン／オフ制御され、かつ、互いに同期して制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ３，５は、太陽電池モジュールＭ４から入力される電圧・電流に対して調整を施すことによりＭＰＰＴ制御を行う。こうして、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量を超える４ｋＷの太陽電池モジュールＭ４の出力について、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５により同期してＭＰＰＴ制御を実行することができる。 The DC / DC converters 3 and 5 are on / off controlled by the control unit 12 and controlled in synchronization with each other. The DC / DC converters 3 and 5 controlled by the control unit 12 perform MPPT control by adjusting the voltage / current input from the solar cell module M4. Thus, the MPPT control can be executed in synchronization by the two DC / DC converters 3 and 5 on the output of the 4 kW solar cell module M4 exceeding the input power capacity of each DC / DC converter.

一方、太陽電池モジュールＭ５の出力は、パワーコンディショナ５０内において入力線路部１及びコンデンサ６を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ７に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、制御部１２により、オン／オフ制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ７は、太陽電池モジュールＭ５から入力される電圧・電流に対して調整を施すことによりＭＰＰＴ制御を行う。 On the other hand, the output of the solar cell module M 5 is input to the DC / DC converter 7 via the input line unit 1 and the capacitor 6 in the power conditioner 50. The DC / DC converter 7 is on / off controlled by the control unit 12. The DC / DC converter 7 controlled by the control unit 12 performs MPPT control by adjusting the voltage / current input from the solar cell module M5.

このように、設置場所も出力も異なる太陽電池モジュールＭ４，Ｍ５に対してそれぞれのＤＣ／ＤＣコンバータ３及び５並びに７がＭＰＰＴ制御を行うことにより、日射条件に応じた最適な制御を行い、その時点での最大電力を引き出すことができる。 In this way, the DC / DC converters 3 and 5 and 7 perform MPPT control on the solar cell modules M4 and M5 having different installation locations and outputs, thereby performing optimum control according to the solar radiation conditions. The maximum power at the time can be extracted.

上記３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の出力は共通のＤＣバス８に接続され、統合される。ＤＣバス８の直流出力は、コンデンサ９を経て、インバータ１０により交流出力に変換される。ＡＣリアクトルＬｆ１，Ｌｆ２及びコンデンサＣｆによって構成されるフィルタ１１は、インバータ１０の出力に含まれる高周波成分を除去する。こうして、商用電力系統２０と系統連系可能な交流電圧・電流が、パワーコンディショナ５０から出力される。 The outputs of the three DC / DC converters 3, 5, and 7 are connected to a common DC bus 8 and integrated. The DC output of the DC bus 8 is converted into an AC output by the inverter 10 via the capacitor 9. The filter 11 constituted by the AC reactors Lf1 and Lf2 and the capacitor Cf removes high frequency components contained in the output of the inverter 10. Thus, an AC voltage / current that can be connected to the commercial power system 20 is output from the power conditioner 50.

《第２実施形態》
図５は、第２実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。この屋根は切妻形であり、例えば２面のうちの１面が、陽当たりがよく、太陽電池モジュールの設置に適している。そこで、太陽電池モジュールＭ６は、１ストリングで１面に設けられている。この場合、太陽電池モジュールＭ６は１ストリングであるので、最大電力点の電圧値は１つである。但し、太陽電池モジュールＭ６について、これが仮に、複数枚に分かれていたとしても、それらの最大電力点の電圧値は近似する。 << Second Embodiment >>
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the power supply device according to the second embodiment. This roof has a gable shape, and for example, one of the two surfaces has a good sun contact and is suitable for installation of a solar cell module. Therefore, the solar cell module M6 is provided on one surface with one string. In this case, since the solar cell module M6 is one string, the voltage value at the maximum power point is one. However, even if the solar cell module M6 is divided into a plurality of pieces, the voltage values of the maximum power points are approximated.

ここで、例えば、太陽電池モジュールＭ６の最大出力は６ｋＷである。太陽電池モジュールＭ６は、例えば２本の単芯のケーブルＣ６を介して、パワーコンディショナ５０と接続されている。この場合のケーブル本数は、合計２本となる。パワーコンディショナ５０は、通常は、屋内に設けられる。ケーブルＣ６からパワーコンディショナ５０内に入った電路は、３つに分かれている。 Here, for example, the maximum output of the solar cell module M6 is 6 kW. The solar cell module M6 is connected to the power conditioner 50 through, for example, two single-core cables C6. In this case, the total number of cables is two. The power conditioner 50 is usually provided indoors. The electric circuit that has entered the power conditioner 50 from the cable C6 is divided into three.

図６は、電源装置１００の回路図である。図２との違いは、太陽電池モジュールのストリング構成、及び、入力線路部１であり、その他は、図２と同様である。
太陽電池モジュールＭ６は、出力線路部Ｃ（ケーブルＣ６に相当する。）を介してパワーコンディショナ５０と接続されている。太陽電池モジュールＭ６からの入力は、入力線路部１で３分配され、それぞれコンデンサ２，４，６を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７に配電される。従って、６ｋＷは２ｋＷずつに分けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７のそれぞれの入力電力容量として受け入れ可能となる。 FIG. 6 is a circuit diagram of the power supply device 100. The difference from FIG. 2 is the string configuration of the solar cell module and the input line section 1, and the others are the same as in FIG. 2.
The solar cell module M6 is connected to the power conditioner 50 via the output line portion C (corresponding to the cable C6). The input from the solar cell module M6 is divided into three by the input line unit 1 and distributed to the DC / DC converters 3, 5, and 7 via the capacitors 2, 4, and 6, respectively. Therefore, 6 kW is divided into 2 kW, and can be accepted as the input power capacity of each of the DC / DC converters 3, 5, and 7.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７は、制御部１２により、オン／オフ制御され、かつ、互いに同期して制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７は、太陽電池モジュールＭ６から入力される電圧・電流に対して調整を施すことによりＭＰＰＴ制御を行う。こうして、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量を超える６ｋＷの太陽電池モジュールＭ６の出力について、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７により同期してＭＰＰＴ制御を実行することができる。 The DC / DC converters 3, 5, and 7 are on / off controlled by the control unit 12 and controlled in synchronization with each other. The DC / DC converters 3, 5, and 7 controlled by the control unit 12 perform MPPT control by adjusting the voltage / current input from the solar cell module M6. Thus, the MPPT control can be executed synchronously by the three DC / DC converters 3, 5, and 7 for the output of the 6 kW solar cell module M 6 that exceeds the input power capacity of each DC / DC converter.

このように、太陽電池モジュールＭ６に対して３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７が同期してＭＰＰＴ制御を行うことにより、日射条件に応じた最適な制御を行い、その時点での最大電力を引き出すことができる。 As described above, the three DC / DC converters 3, 5, and 7 perform the MPPT control in synchronization with the solar cell module M6, thereby performing the optimum control according to the solar radiation condition, and the maximum power at that time. Can be pulled out.

《第３実施形態》
図７は、第３実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。この屋根は寄棟形の複合タイプであり、例えば、６面のうちの３面が、陽当たりがよく、太陽電池モジュールの設置に適している。そこで、３ストリングの太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８，Ｍ９が、３面に設けられている。太陽電池モジュールＭ７とＭ８とは、面は異なるが、互いに平行な面である。従って、太陽電池モジュールＭ７とＭ８とは、日射条件が互いに近似する。 << Third Embodiment >>
FIG. 7 is a diagram illustrating an outline of the power supply device according to the third embodiment. This roof is a dormitory-type composite type. For example, three of the six surfaces have good sunlight and are suitable for installation of solar cell modules. Therefore, three-string solar cell modules M7, M8, and M9 are provided on three surfaces. Solar cell modules M7 and M8 are planes parallel to each other, although the planes are different. Therefore, solar cell modules M7 and M8 have similar solar radiation conditions.

ここで、例えば、太陽電池モジュールＭ７の最大出力は３ｋＷ、太陽電池モジュールＭ８の最大出力は１ｋＷ、太陽電池モジュールＭ９の最大出力は２ｋＷである。設置場所（位置、角度等）の観点から太陽電池モジュールＭ９と、太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８とでは、日射条件が互いに常に近似するとは言えない。しかし、太陽電池モジュールＭ７とＭ８とは、日射条件が常に互いに近似している。従って、太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８について、それらの最大電力点の電圧値は、互いに近似している。
そこで、太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８の出力を一纏めにする。一纏めにする手段としては、例えば、合流点Ｊで電路を合流させる集電ケーブルを使用するか、又は、合流点Ｊに接続箱を使用する。 Here, for example, the maximum output of the solar cell module M7 is 3 kW, the maximum output of the solar cell module M8 is 1 kW, and the maximum output of the solar cell module M9 is 2 kW. From the viewpoint of the installation location (position, angle, etc.), it cannot be said that the solar radiation conditions are always close to each other in the solar cell module M9 and the solar cell modules M7 and M8. However, solar cell modules M7 and M8 always have similar solar radiation conditions. Therefore, the voltage values of the maximum power points of the solar cell modules M7 and M8 are close to each other.
Therefore, the outputs of the solar cell modules M7 and M8 are collected together. As a means for bringing together, for example, a current collecting cable that joins the electric circuit at the junction J is used, or a junction box is used at the junction J.

こうして、太陽電池モジュールＭ７及びＭ８は例えば２本の単芯の集電ケーブルＣ７を介して、また、太陽電池モジュールＭ９は例えば２本の単芯のケーブルＣ９を介して、それぞれパワーコンディショナ５０と接続される。この場合のケーブル本数は、合計４本となる。パワーコンディショナ５０は、通常は、屋内に設けられる。集電ケーブルＣ７からパワーコンディショナ５０内に入った電路は、２つに分かれている。 Thus, the solar cell modules M7 and M8 are connected to the power conditioner 50 via, for example, two single-core current collecting cables C7, and the solar cell module M9 is connected to, for example, the two single-core cables C9. Connected. In this case, the total number of cables is four. The power conditioner 50 is usually provided indoors. The electric circuit that enters the power conditioner 50 from the current collecting cable C7 is divided into two.

図８は、電源装置１００の回路図である。図２との違いは、太陽電池モジュールのストリング構成、出力線路部Ｃ、及び、入力線路部１であり、その他は、図２と同様である。
太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８は、出力線路部Ｃ（集電ケーブルＣ７に相当する。）を介してパワーコンディショナ５０と接続されている。また、太陽電池モジュールＭ９は、出力線路部Ｃ（ケーブルＣ９に相当する。）を介してパワーコンディショナ５０と接続されている。太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８からの入力は、入力線路部１で分配され、それぞれコンデンサ２及び４を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３及び５に配電される。従って、４ｋＷ（３ｋＷ＋１ｋＷ）は２ｋＷずつに分けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５のそれぞれの入力電力容量として受け入れ可能となる。 FIG. 8 is a circuit diagram of the power supply device 100. The difference from FIG. 2 is the string configuration of the solar cell module, the output line part C, and the input line part 1, and the other parts are the same as in FIG.
The solar cell modules M7 and M8 are connected to the power conditioner 50 via the output line portion C (corresponding to the current collecting cable C7). Further, the solar cell module M9 is connected to the power conditioner 50 via the output line portion C (corresponding to the cable C9). Inputs from the solar cell modules M7 and M8 are distributed by the input line unit 1 and distributed to the DC / DC converters 3 and 5 via the capacitors 2 and 4, respectively. Therefore, 4 kW (3 kW + 1 kW) is divided into 2 kW units and can be accepted as the input power capacities of the DC / DC converters 3 and 5.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５は、制御部１２により、オン／オフ制御され、かつ、互いに同期して制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ３，５は、太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８から入力される電圧・電流に対して調整を施すことによりＭＰＰＴ制御を行う。こうして、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量を超える合計４ｋＷの太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８の出力について、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５により同期してＭＰＰＴ制御を実行することができる。 The DC / DC converters 3 and 5 are on / off controlled by the control unit 12 and controlled in synchronization with each other. The DC / DC converters 3 and 5 controlled by the control unit 12 perform MPPT control by adjusting the voltage / current input from the solar cell modules M7 and M8. In this way, the MPPT control can be executed synchronously by the two DC / DC converters 3 and 5 with respect to the outputs of the solar cell modules M7 and M8 having a total of 4 kW exceeding the input power capacity of each DC / DC converter.

一方、太陽電池モジュールＭ９の出力は、パワーコンディショナ５０内において入力線路部１及びコンデンサ６を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ７に入力され、制御部１２により、オン／オフ制御される。制御部１２によって制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ７は、太陽電池モジュールＭ９から入力される電圧・電流に対して調整を施すことによりＭＰＰＴ制御を行う。 On the other hand, the output of the solar cell module M 9 is input to the DC / DC converter 7 through the input line unit 1 and the capacitor 6 in the power conditioner 50, and is turned on / off by the control unit 12. The DC / DC converter 7 controlled by the control unit 12 performs MPPT control by adjusting the voltage / current input from the solar cell module M9.

このように、設置場所も出力も異なる太陽電池モジュールＭ７及びＭ８並びにＭ９に対してそれぞれのＤＣ／ＤＣコンバータ３及び５並びに７がＭＰＰＴ制御を行うことにより、日射条件に応じた最適な制御を行い、その時点での最大電力を引き出すことができる。 In this way, the DC / DC converters 3, 5, and 7 perform MPPT control on the solar cell modules M 7, M 8, and M 9 having different installation locations and outputs, thereby performing optimal control according to the solar radiation conditions. The maximum power at that time can be extracted.

《第１〜３実施形態のまとめ》
以上詳述したように、図４，図６，図８に示した電源装置１００では、出力線路部Ｃにより、同一面又は平行面にあることによって日射条件が近似している太陽電池の集合体（太陽電池モジュール）については、出力を一纏めにして引き出す。より正確且つ普遍的に言えば、最大電力点の電圧値が近似する太陽電池の集合体については、出力を一纏めにして引き出す、ということである。従って、最大電力点の電圧値が近似する太陽電池の集合体について別々の出力線路部Ｃを設けてＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７まで配線する必要はない。そのため、出力線路部Ｃ（ケーブル数）は最小限数で足り、当該電源装置１００の電気工事の施工が容易となる。 << Summary of first to third embodiments >>
As described above in detail, in the power supply apparatus 100 shown in FIGS. 4, 6, and 8, the aggregate of solar cells whose solar radiation conditions are approximated by being on the same plane or parallel plane by the output line portion C. As for (solar cell module), the outputs are collected together. More precisely and universally, it means that the output of a solar cell aggregate whose voltage value at the maximum power point is approximated is drawn out together. Therefore, it is not necessary to provide separate output line portions C for the solar cell aggregates that approximate the voltage value of the maximum power point and connect them to the DC / DC converters 3, 5, and 7. Therefore, the minimum number of output line sections C (the number of cables) is sufficient, and the electrical work for the power supply apparatus 100 can be easily performed.

また、入力線路部１で分配して配電を行うことができるので、出力線路部Ｃが搬送する電力は個々のＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の入力電力容量を超えてもよい。これにより、入力電力容量の制約から太陽電池モジュールの設置面積を抑える必要がなくなる。すなわち、限られた設置面積を、より有効に利用して、太陽電池モジュールの全体量を確保することができる。 In addition, since power can be distributed and distributed in the input line section 1, the power carried by the output line section C may exceed the input power capacity of the individual DC / DC converters 3, 5, and 7. This eliminates the need to reduce the installation area of the solar cell module due to restrictions on the input power capacity. That is, the entire amount of the solar cell module can be secured by more effectively using the limited installation area.

また、前述のように、入力線路部１による配電によって電力の分配入力を受ける複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、互いに同期して最大電力点追従制御を行う。この場合、共通の出力線路部に合流して搬送されてきた電力については、並列の関係にある複数のＤＣ／ＤＣコンバータが互いに同期して最大電力点追従制御を行うことにより、その時点の最大電力を引き出すことができる。 Further, as described above, the plurality of DC / DC converters that receive the power distribution input by the power distribution by the input line unit 1 perform the maximum power point tracking control in synchronization with each other. In this case, with respect to the electric power that has been combined and conveyed to the common output line section, a plurality of DC / DC converters in a parallel relationship perform the maximum power point tracking control in synchronization with each other, and the maximum power at that time Power can be drawn.

そして、出力線路部Ｃによって出力を一纏めにする対象は、一平面及びその平行面にそれぞれ設置されている太陽電池の集合体である。つまり、屋根の一平面のみならず、それと平行な面も日射条件は近似していて、最大電力点の電圧値は近似するので、一旦一纏めにして扱い、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力時に必要に応じて配電することにより、複雑な形状の屋根の面積を最大限に利用した太陽電池の設置が可能となる。 And the object which collects an output by the output track | line part C is the aggregate | assembly of the solar cell each installed in one plane and its parallel surface. In other words, not only the flat surface of the roof but also the plane parallel to it approximates the solar radiation conditions, and the voltage value of the maximum power point is approximated. Therefore, it is treated as a group and is necessary when inputting to the DC / DC converter. By distributing power accordingly, it is possible to install a solar cell that makes the most of the area of the roof having a complicated shape.

なお、太陽電池の入力接続パターン（出力線路部Ｃの態様）に応じて、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７を用いてＭＰＰＴ制御をする場合は、上述の例を含めて以下のようになる。 In addition, when performing MPPT control using three DC / DC converters 3, 5, and 7 according to the input connection pattern (the aspect of the output line part C) of a solar cell, including the above-mentioned example, it is as follows. become.

表１において、図１，図２に示す「３入力」の場合（参考例）、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７がそれぞれＭＰＰＴ制御を行う。図３，図４又は図７，図８に示すパターンを「２入力−１」とすると、この場合は、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５が同期したＭＰＰＴ制御を行い、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ７は単独でＭＰＰＴ制御を行う。また、「２入力−２」として、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ５，７が同期したＭＰＰＴ制御を行い、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ３が単独でＭＰＰＴ制御を行うようにしてもよい。さらに、「２入力−３」として、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，７が同期したＭＰＰＴ制御を行い、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ５が単独でＭＰＰＴ制御を行うようにしてもよい。 In Table 1, in the case of “3 inputs” shown in FIGS. 1 and 2 (reference example), the three DC / DC converters 3, 5 and 7 each perform MPPT control. If the pattern shown in FIG. 3, FIG. 4 or FIG. 7, FIG. 8 is “2 input-1”, in this case, two DC / DC converters 3, 5 perform synchronized MPPT control and one DC / DC The converter 7 performs MPPT control independently. Further, as “2-input-2”, two DC / DC converters 5 and 7 may perform MPPT control in synchronization, and one DC / DC converter 3 may perform MPPT control alone. Further, as “2-input-3”, two DC / DC converters 3 and 7 may perform MPPT control in synchronization, and one DC / DC converter 5 may perform MPPT control alone.

３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の入力電力容量が互いに同じであれば、２入力を３パターンに分ける意義は乏しいが、入力電力容量が異なる場合は、太陽電池モジュールからの出力に応じて受け側のＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の組み合わせを考える意義がある。
また、図５，図６に示す「１入力」の場合、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７が互いに同期してＭＰＰＴ制御を行う。
パワーコンディショナ５０に、このようなＭＰＰＴ制御のパターンの切り替えを簡単に行うことができる設定機能を持たせることにより、太陽電池モジュールの配置に適したパターンを、施工時に容易に設定することができる。 If the input power capacities of the three DC / DC converters 3, 5 and 7 are the same, it is not meaningful to divide the two inputs into three patterns, but if the input power capacities are different, depending on the output from the solar cell module Thus, it is meaningful to consider the combination of the DC / DC converters 3, 5, and 7 on the receiving side.
In the case of “1 input” shown in FIGS. 5 and 6, the three DC / DC converters 3, 5 and 7 perform MPPT control in synchronization with each other.
By providing the power conditioner 50 with a setting function capable of easily switching such MPPT control patterns, it is possible to easily set a pattern suitable for the arrangement of the solar cell modules at the time of construction. .

《第４実施形態》
次に、太陽電池の他に、蓄電池を用いる電源装置について説明する。
図９は、第４実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。この屋根は図７と同様、寄棟形の複合タイプであり、例えば、６面のうちの２面が、陽当たりがよく、太陽電池モジュールの設置に適している。そこで、２ストリングの太陽電池モジュールＭ１１（１ｋＷ），Ｍ１２（３ｋＷ）が、２面に設けられている。太陽電池モジュールＭ１１とＭ１２とは、面は異なるが、互いに平行な面である。従って、太陽電池モジュールＭ１１とＭ１２とは、日射条件が互いに近似する。 << 4th Embodiment >>
Next, in addition to the solar battery, a power supply device using a storage battery will be described.
FIG. 9 is a diagram illustrating an outline of the power supply device according to the fourth embodiment. This roof is a dormitory-type composite type as in FIG. 7. For example, two of the six surfaces have good sunlight and are suitable for installation of solar cell modules. Therefore, two strings of solar cell modules M11 (1 kW) and M12 (3 kW) are provided on two surfaces. Solar cell modules M11 and M12 are planes that are parallel to each other, although the planes are different. Accordingly, the solar cell modules M11 and M12 have similar solar radiation conditions.

そこで、第３実施形態と同様に、太陽電池モジュールＭ１１，Ｍ１２については例えば集電ケーブルＣ１１を用いて出力を一纏めにする。そして、一纏めにした出力は、パワーコンディショナ５０内で２分配され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５へ入力される。もう一つのＤＣ／ＤＣコンバータ７Ａは、双方向性であり、ここには、ケーブルＣ３０を介して蓄電池３０が接続されている。なお、双方向性とするには、例えば図８のＤＣ／ＤＣコンバータ７におけるダイオードＤｂを、スイッチング素子に置き換えればよい（以下、双方向性と言う場合は同様である。）。 Therefore, as in the third embodiment, the outputs of the solar cell modules M11 and M12 are collected using, for example, a current collecting cable C11. The combined output is divided into two in the power conditioner 50 and input to the DC / DC converters 3 and 5. Another DC / DC converter 7A is bidirectional, and a storage battery 30 is connected to the DC / DC converter 7A via a cable C30. In order to achieve bidirectionality, for example, the diode Db in the DC / DC converter 7 of FIG. 8 may be replaced with a switching element (hereinafter, the same applies to bidirectionality).

３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の出力はインバータ１０により交流出力に変換され、商用電力系統２０と系統連系可能な交流電圧・電流が、パワーコンディショナ５０から出力される。また、交流出力は、家屋内で使用される電力にもなる。パワーコンディショナ５０内の各部は、制御部１２によって制御される。インバータ１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータとして逆方向に使用することもできる。 The outputs of the three DC / DC converters 3, 5, 7 are converted into AC outputs by the inverter 10, and AC voltage / current that can be connected to the commercial power system 20 is output from the power conditioner 50. Further, the AC output is also used as power used in the house. Each unit in the power conditioner 50 is controlled by the control unit 12. The inverter 10 can also be used in the reverse direction as an AC / DC converter.

このような電源装置では、１台のパワーコンディショナ５０に２種類の直流電源（太陽電池、蓄電池）を接続し、併用することができる。例えば、太陽電池モジュールＭ１１，Ｍ１２の発電電力を家屋内の負荷で使用する場合は、その余剰電力を蓄電池３０に充電することができる。また、商用電力系統２０から夜間電力を蓄電池３０に充電しておき、昼間に蓄電池３０から負荷に電力を提供することができる。なお、夜間電力を蓄電池３０に充電する際は、インバータ１０が整流回路となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７Ａが降圧回路となる。 In such a power supply device, two types of DC power sources (solar battery and storage battery) can be connected to one power conditioner 50 and used in combination. For example, when the generated power of the solar cell modules M11 and M12 is used with a load in the house, the surplus power can be charged to the storage battery 30. Moreover, the night battery power can be charged to the storage battery 30 from the commercial power system 20, and power can be provided from the storage battery 30 to the load in the daytime. In addition, when charging the night battery with the storage battery 30, the inverter 10 becomes a rectifier circuit, and the DC / DC converter 7A becomes a step-down circuit.

《第５実施形態》
図１０は、第５実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。この屋根及び太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８，Ｍ９の配置は、図７（第３実施形態）と同様である。そこで、第３実施形態と同様に、太陽電池モジュールＭ７，Ｍ８については例えば集電ケーブルＣ７を用いて出力を一纏めにする。そして、一纏めにした出力は、スイッチＳＷ１を介して、パワーコンディショナ５０内で２分配され、双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａ，５Ａへ入力される。もう一つのＤＣ／ＤＣコンバータ７Ａも、双方向性であり、ケーブルＣ９からスイッチＳＷ２を介して、太陽電池モジュールＭ９の出力が与えられる。太陽電池モジュールＭ７〜Ｍ９からパワーコンディショナ５０への入力電圧は、電圧センサ１３，１４により検知される。なお、電圧センサに代えて電流センサでもよい。 << 5th Embodiment >>
FIG. 10 is a diagram illustrating an outline of the power supply device according to the fifth embodiment. The arrangement of the roof and the solar cell modules M7, M8, and M9 is the same as that in FIG. 7 (third embodiment). Therefore, as in the third embodiment, the outputs of the solar cell modules M7 and M8 are collected using, for example, a current collecting cable C7. The combined output is divided into two in the power conditioner 50 via the switch SW1 and input to the bidirectional DC / DC converters 3A and 5A. Another DC / DC converter 7A is also bidirectional, and the output of the solar cell module M9 is given from the cable C9 via the switch SW2. Input voltages from the solar cell modules M7 to M9 to the power conditioner 50 are detected by the voltage sensors 13 and 14. A current sensor may be used instead of the voltage sensor.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の入力側にはそれぞれ、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５を介して蓄電池３０が接続されている。
３つのＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７の出力はインバータ１０により交流出力に変換され、商用電力系統２０と系統連系可能な交流電圧・電流が、パワーコンディショナ５０から出力される。また、交流出力は、家屋内で使用される電力にもなる。パワーコンディショナ５０内の各部（スイッチＳＷ１〜ＳＷ５も含む。）は、制御部１２によって制御される。電圧センサ１３，１４の出力信号は制御部１２に提供される。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、入力線路部１を構成している。インバータ１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータとして逆方向に使用することもできる。 A storage battery 30 is connected to the input sides of the DC / DC converters 3, 5 and 7 via switches SW3, SW4 and SW5, respectively.
The outputs of the three DC / DC converters 3, 5, 7 are converted into AC outputs by the inverter 10, and AC voltage / current that can be connected to the commercial power system 20 is output from the power conditioner 50. Further, the AC output is also used as power used in the house. Each unit (including the switches SW1 to SW5) in the power conditioner 50 is controlled by the control unit 12. Output signals of the voltage sensors 13 and 14 are provided to the control unit 12. The switches SW 1 to SW 5 constitute the input line unit 1. The inverter 10 can also be used in the reverse direction as an AC / DC converter.

このような電源装置では、日中はスイッチＳＷ３〜ＳＷ５を開き、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉じる。これにより、蓄電池３０を切り離した状態で、太陽電池モジュールＭ７〜Ｍ９とパワーコンディショナ５０とを接続し、系統連系をすることができる。逆に、夜間は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開き、スイッチＳＷ３〜ＳＷ５を閉じて、太陽電池モジュールＭ７〜Ｍ９を切り離し、夜間電力を蓄電池３０に蓄えることができる。 In such a power supply device, the switches SW3 to SW5 are opened and the switches SW1 and SW2 are closed during the day. Thereby, in the state which disconnected the storage battery 30, the solar cell modules M7-M9 and the power conditioner 50 can be connected, and a grid connection can be performed. Conversely, at night, the switches SW1 and SW2 are opened, the switches SW3 to SW5 are closed, the solar cell modules M7 to M9 are disconnected, and the nighttime power can be stored in the storage battery 30.

また、雨天等で、太陽電池モジュールＭ７〜Ｍ９が発電しないときは、これを電圧センサ１３，１４によって検知する。電圧センサ１３，１４の出力信号を受けた制御部１２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開き、スイッチＳＷ３〜ＳＷ５を閉じて、太陽電池モジュールＭ７〜Ｍ９を切り離し、蓄電池３０の放電により負荷に電力を供給する。なお、この制御は、ケーブルＣ７，Ｃ９単位で行うことができる。例えば、ケーブルＣ９の電圧すなわち、太陽電池モジュールＭ９が発電していないときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ７Ａの入力のみ、太陽電池モジュールＭ９から蓄電池３０に切り替えることもできる。但し、蓄電池３０の放電により電力を提供するときは、系統連系はせず、家屋内の負荷への電力供給のみとなる。 Further, when the solar cell modules M7 to M9 do not generate power due to rain or the like, this is detected by the voltage sensors 13 and 14. Upon receiving the output signals from the voltage sensors 13 and 14, the control unit 12 opens the switches SW1 and SW2, closes the switches SW3 to SW5, disconnects the solar cell modules M7 to M9, and supplies power to the load by discharging the storage battery 30. To do. This control can be performed in units of cables C7 and C9. For example, when the voltage of the cable C9, that is, when the solar cell module M9 is not generating power, only the input of the DC / DC converter 7A can be switched from the solar cell module M9 to the storage battery 30. However, when power is provided by discharging the storage battery 30, grid connection is not performed, and only power supply to a load in the house is performed.

《第６実施形態》
図１１は、第６実施形態に係る電源装置の概略を示す図である。図１０との違いは、３モジュールの蓄電池３１，３２，３３がＤＣ／ＤＣコンバータ３，５，７にそれぞれ対応して設けられた点であり、それ以外は図１０と同じである。動作も、第５実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。 << 6th Embodiment >>
FIG. 11 is a diagram illustrating an outline of a power supply device according to the sixth embodiment. The difference from FIG. 10 is that three-module storage batteries 31, 32, and 33 are provided corresponding to the DC / DC converters 3, 5, and 7, respectively, and the rest is the same as FIG. Since the operation is the same as that of the fifth embodiment, the description thereof is omitted here.

《その他》
なお、上記各実施形態では、マルチ入力の例として３つのＤＣ／ＤＣコンバータを備えたパワーコンディショナ５０を示したが、３以外の複数であっても同様に、入力線路部１による分配、あるいは、出力線路部Ｃによる一纏め、を適用することができる。 <Others>
In each of the above embodiments, the power conditioner 50 including three DC / DC converters is shown as an example of multi-input. However, even if there are a plurality other than three, the distribution by the input line unit 1 or A group of output lines C can be applied.

なお、上記各実施形態は、一般家庭の家屋の屋根に太陽電池モジュールを設置する場合について述べたが、事業用の小規模太陽光発電や、大規模太陽光発電（メガソーラー）においても、設置場所によっては同様な日射条件の違いが生じる場合がある。このような場合にも、上述の電源装置と同様に、日射条件が近似する太陽電池の集合体については、出力を一纏めにして引き出す出力線路部を設け、出力線路部が搬送する電力を、個々のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電力容量の範囲内に収まるように分配して配電する入力線路部とを設けることができる。 In addition, although each said embodiment described the case where a solar cell module was installed in the roof of a general household house, in small-scale photovoltaic power generation for business, and large-scale photovoltaic power generation (mega solar), it is installed. Depending on the location, there may be similar differences in solar radiation conditions. Even in such a case, as in the case of the power supply device described above, for an assembly of solar cells that approximate the solar radiation conditions, an output line portion is provided to draw out the output collectively, and the power carried by the output line portion is individually And an input line portion that distributes and distributes power so as to be within the range of the input power capacity of the DC / DC converter.

なお、上記各実施形態では、日射条件が近似するという一事例を挙げたが、前述のように、より正確且つ普遍的に言えば、最大電力点の電圧値が近似する太陽電池の集合体について出力を一纏めにする、ということである。すなわち、共通のＭＰＰＴ制御ができる太陽電池の集合体については、その出力を一纏めにし、かつ、必要に応じてパワーコンディショナ側で分配し、複数のＤＣ／ＤＣコンバータにて、電力変換を行うことができる。 In each of the above embodiments, an example was given in which the solar radiation conditions approximated, but as described above, more accurately and universally speaking, an aggregate of solar cells in which the voltage value of the maximum power point is approximated It means that output is collected. In other words, for a collection of solar cells capable of common MPPT control, the output is collected together and distributed on the power conditioner side as necessary, and power conversion is performed by a plurality of DC / DC converters. Can do.

また、上記各実施形態ではＤＣ／ＤＣコンバータを複数備えたマルチ入力タイプのパワーコンディショナ５０を示したが、シングル入力タイプのパワーコンディショナを複数個並べて同様な制御を行うことは可能である。但し、この場合は、分配して配電された入力を受けるＤＣ／ＤＣコンバータ間で同期制御を行うべく、１つのパワーコンディショナの枠を超えた共通の制御部が必要である。 In each of the above embodiments, the multi-input type power conditioner 50 including a plurality of DC / DC converters is shown. However, it is possible to perform a similar control by arranging a plurality of single-input type power conditioners. However, in this case, in order to perform synchronous control between DC / DC converters that receive distributed and distributed inputs, a common control unit that exceeds the frame of one power conditioner is required.

なお、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１入力線路部
２コンデンサ
３，３ＡＤＣ／ＤＣコンバータ
４コンデンサ
５，５ＡＤＣ／ＤＣコンバータ
６コンデンサ
７，７ＡＤＣ／ＤＣコンバータ
８ＤＣバス
９コンデンサ
１０インバータ
１１フィルタ
１２制御部
１３，１４電圧センサ
２０商用電力系統
３０，３１〜３３蓄電池
５０パワーコンディショナ
１００電源装置
１５０パワーコンディショナ
１５１〜１５３ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｃ出力線路部
Ｃ１〜Ｃ６，Ｃ９，Ｃ２１〜Ｃ２６，Ｃ３０ケーブル
Ｃ７，Ｃ１１集電ケーブル
Ｃｆコンデンサ
Ｄｂダイオード
Ｊ合流点
ＬｂＤＣリアクトル
Ｌｆ１，Ｌｆ２ＡＣリアクトル
Ｍ１〜Ｍ９，Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ２１〜Ｍ２６太陽電池モジュール
Ｑ１〜Ｑ４，Ｑｂスイッチング素子
ＳＷ１〜ＳＷ５スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input line part 2 Capacitor 3, 3A DC / DC converter 4 Capacitor 5, 5A DC / DC converter 6 Capacitor 7, 7A DC / DC converter 8 DC bus 9 Capacitor 10 Inverter 11 Filter 12 Control part 13, 14 Voltage sensor 20 Commercial Power system 30, 31-33 Storage battery 50 Power conditioner 100 Power supply device 150 Power conditioner 151-153 DC / DC converter C Output line section C1-C6, C9, C21-C26, C30 Cable C7, C11 Current collecting cable Cf Capacitor Db Diode J Junction point Lb DC reactor Lf1, Lf2 AC reactor M1-M9, M11, M12, M21-M26 Solar cell module Q1-Q4, Qb switching element SW1-SW5 switch

Claims

A power supply device that receives the output of a solar cell module by a plurality of DC / DC converters,
Among the solar cell modules, for an assembly of solar cells that approximate the voltage value of the maximum power point, an output line unit that draws outputs together, and
And an input line unit that distributes and distributes the power carried by the output line unit so as to be within the range of the input power capacity of each DC / DC converter.

The power supply apparatus according to claim 1, wherein a plurality of DC / DC converters that receive power distribution input by power distribution by the input line unit perform maximum power point tracking control in synchronization with each other.

The installation place is a roof of a house, and the objects whose outputs are gathered together by the output line section are aggregates of the solar cells respectively installed on one plane and its parallel plane. The power supply device described in 1.

With a storage battery,
The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the plurality of DC / DC converters is bidirectional, and the storage battery is connected thereto.

With a storage battery,
The plurality of DC / DC converters are bidirectional.
The said input line part is provided with the switch which connects each of these DC / DC converter to either one of the said output line part and the said storage battery. Power supply.