JP2018174610A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
同期した所定の交流電力にインバータ回路で変換し、この変換された交流電力を商用電力
系統へ重畳可能とする電力変換回路を収容する太陽光発電システム等と接続される電力変
換装置が知られている。
力の他、リチウム電池等からなる蓄電装置等と接続され、そこから供給される直流電力を
適宜交流電力に変換し利用するものが知られている(特許文献1)。
、蓄電装置と接続するための配線といった入力系統を複数備え、さらに太陽光発電システ
ムおよび蓄電装置から入力される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路によって
変換された交流電力を建物内に出力するための配線が接続される。従って、電力変換装置
の筐体内において、これら配線と接続される端子部が3以上備えられることになる。以下
、便宜的に、太陽光発電システムからの配線との接続端子部を第1端子、インバータ回路
によって交流に変換された購入電力の出力側の端子を第2端子、蓄電装置からの配線の接
続端子部を第3端子という。
上方に設けると雨水が筐体内に侵入し易くなるため、その対策として、当該引込孔は電力
変換装置設置時における筐体下方側に配置されること一般的である。このため、第1乃至
第3端子についても、設置時における筐体内下方側に偏って設置されることが多い。
力出力用接続端子が、電力変換装置下方に偏って配置されるため、配線作業を行う作業者
にとって配線ごとの適正な接続端子が分かり難くなるため誤配線を生じさせるおそれがあ
った。
入力される第1端子と、前記直流電力の電圧を昇圧し、昇圧した直流電力を中間バスへ供
給する昇圧回路と、前記中間バスへ供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ
回路と、前記インバータ回路が変換した交流電力を外部へ出力するための第2端子と、蓄
電装置の充放電が可能なコンバータ回路を前記中間バスに接続するための第3端子と、前
記入力端子、前記昇圧回路、前記インバータ回路及び前記出力端子とを収容する筐体と、
を備え、前記筐体には、第1端子と第2端子とが筐体下方における両端の隔てた位置に配
置され、第3端子は第2端子寄りに偏倚した位置に配置されることを特徴とする。
る。
流電力およびリチウム電池等からなる蓄電装置からの直流電源を商用電力系統と同期した
所定の交流電力に変換する電力変換回路が筐体内に収容される電力変換装置について、図
面に基づき説明する。
ネルギーから得られる直流電力および蓄電装置からの直流電源を商用電力系統GRIDへ
重畳可能な交流に変換する電力変換回路INVを構成する電気部品が筐体2内に収容され
ている。筐体2は、金属製の本体3と金属製の蓋体4によって構成し、本体3は、鋼板の
一方の面がカラー塗装されたカラー鋼板で構成され、カラー塗装された面を外側として、
背壁3Eの周縁端部に上壁3A、下壁3B、左壁3C、右壁3Dで形成する周囲壁3Sで
囲まれた前面開口3Fを有する矩形状の箱を構成する。蓋体4は、鋼板の一方の面がカラ
ー塗装されたカラー鋼板で構成され、カラー塗装された面を外側とし、本体3の前面開口
3Fを塞ぐように取り付けネジによって本体3に着脱自在に取り付ける。本体3と蓋体4
との間は、周囲壁3Sを巡るように取り付けたパッキン5で液密状態に保たれる。
置1において、太陽電池PVがPV1〜PV4の4系統である場合の単層二線式の電力変
換回路INVの概略図である。電力変換回路INVの一つの系統である太陽電池PV1の
第1系統の回路を例に挙げて、太陽電池の出力する直流電力を交流電力に変換する構成に
ついて説明する。
昇圧回路BSに供給される。昇圧回路BSは、直流用リアクトルDCL、スイッチング素
子S1、ダイオードDD、コンデンサCDからなるチョッパ回路により構成され、スイッ
チング素子S1を所定の周波数でON/OFFすることにより、入力された直流電力の電
圧を所定の電圧に昇圧する。昇圧回路BSで昇圧した電力は、中間バス20を介してイン
バータ回路DAへ出力される。
らの電力供給ラインが接続される第3端子12が配置される。図3に示すとおり、蓄電装
置ESとの電力ラインは、筐体2内において第3端子12に接続され、昇圧回路BSとイ
ンバータ回路DAとの間に位置する中間バス20を介してインバータ回路DA等へ接続さ
れる。蓄電装置ESと中間バス20との間には、コンバータ回路(DC/DCコンバータ
)16が設けられ、さらに、コンバータ回路16と中間バス20との間に第2ノイズフィ
ルタ回路18が設けられる。
、これらのスイッチング素子S2をPWM制御により周期的にON/OFFすることによ
り、直流電力を商用電力系統GRIDの周波数に同期する疑似正弦波の交流電力に変換す
る。この変換された交流電力は、交流リアクトルACL及びコンデンサCAからなるノイ
ズフィルタ回路NF2にて高周波成分を減衰させる。高周波成分が減衰された交流電力は
、リレー接点RYを介して商用電力系統GRIDへ重畳される。
タ回路DAのスイッチング素子S2のON/OFF動作の制御を行う。また、太陽光発電
システムまたは蓄電装置ESといった直流供給切替のためのスイッチング回路等を適宜備
える。
電池PV4の第4系統も、上記の太陽電池PV1の第1系統と同様の回路構成であり、直
流・交流変換回路DA以降の回路が共通となるように、直流・交流変換回路DAの入力に
前記第2系統、第3系統、及び第4系統が並列接続される構成である。
れかで稼働する仕組みであり、その詳細は省略している。昇圧回路BS、直流・交流変換
回路DA及びリレー接点RYは、制御回路CPによって動作が制御される構成である。な
お、上記発電配線システムにおいて、商用電力系統GRIDが単層三線式(UOW)の場
合は、直流・交流変換回路DA以降の回路を単層三線式(UOW)とすることにて対応で
きる。
取り外した状態の本体3の周囲壁3Sの内側に電気回路部品の配置状態を示す正面図であ
り、本体3内に収容している電力変換回路INVが、太陽電池PV1〜PV4の4系統の
場合の電気回路部品で構成されたものである。
図2視において、本体3内の下方左側の領域は太陽電池PV1〜PV4からの直流入力
の配線領域3Qであり、本体3内の右隅の領域は電力変換回路INVから出力される交流
出力の配線領域3Rである。
れており、直流入力ライン接続のための第1端子8を備える。第1端子8は、太陽電池P
V1〜PV4の4系統にそれぞれ対応する4個の直流入力ラインの接続端子部8A〜8D
を備えており、本体3の下壁に貫通形成した直流入力ライン導入孔に取り付けた案内パイ
プ7A、7Bを通して配線される。
力側の電気回路部品が取り付けられる。
NVの出力側の電気回路部品が取り付けられている。第1基板PC1と第2基板PC2と
の間の領域に第3基板PC3が配置されている。第3基板PC3には、主として、昇圧回
路BS及びインバータ回路DAの電気回路部品が配置される。このため第3基板PC3の
裏側には、太陽電池PV1〜PV4の4系統にそれぞれ対応する昇圧回路BSのスイッチ
ング素子S1、インバータ回路DAのスイッチング素子S2、及びその他の電気回路部品
が配置され、第3基板PC3の表側に、昇圧回路BSのコンデンサCD等が配置される。
。この発熱部品の代表的なものがスイッチング素子S1及びS2である。これら部品は発
熱して高温となるため、その発熱を放散するために、アルミニウム等の熱伝導良好なヒー
トシンク14に取り付けられる。ヒートシンク14は、第3基板PC3に対応して本体3
の背壁3Eに取り付けられる。ヒートシンク14は、平板状の基板部14Aとこの基板部
14Aから左右方向に並列に配置された複数の放熱フィン14Bを有し、本体3の背壁3
Eに形成した開口を塞ぐように本体3の背壁3Eの外面に基板部14Aが取り付けられ、
放熱フィン14Bが後方へ突出し、放熱フィン14B間に上下方向の複数の空気通路を形
成する。前記発熱部品は基板部14Aの前面に熱伝導的に配置される。
域3Rには、電力変換装置1と商用電力系統GRIDや電気負荷6等と電気的に接続され
る配線の第2端子10が配置されている。配線領域3R付近の筐体2には、更に本体3の
下壁に、第2端子10から商用電系統GRIDや電気負荷6等へ配線される交流出力ライ
ン、および、蓄電装置ESからの電力供給ラインが配線される直流入力ラインの導入(導
出)孔が設けられ、当該導入(導出)孔に案内パイプ9(図2においては、案内パイプ9
A乃至9Eとして図示)が設けられる。
域3Qにおける第1端子8と配線領域3Rにおける商用電力系統GRID等に接続される
交流出力ライン接続のための第2端子10とは隔たれた位置に設けられる。さらに、蓄電
装置ESからの電力供給ラインとの接続用の第3端子12も、第1端子8とは隔てた位置
、すなわち、第2端子10側に偏倚した位置に設ける。
るため、第2端子10および第3端子12についても取り違いによる誤配線が生ずるおそ
れがある。このため、第2端子10および第3端子12とを単純に並列させるのではなく
、その配置・位置関係を相違させるように設けるのが良い。たとえば、図4に示すように
、第2端子10における接続方向A1が案内パイプ9の径方向とほぼ同一方向であるとき
、第3端子の接続方向A2が接続方向A1と同じ方向とならない関係となるよう第2端子
10および第3端子12を配置する。第2端子10についての接続方向A1と第3端子の
接続方向A2は略直交(略90度)とすることが配線作業者にとって分かり易いので望ま
しいが、これに限らない。
際に建物壁内に交流出力ラインを導出するための配線口11を備える場合も多い。そのた
め、第2端子10および第3端子12の位置関係は、第2端子10からの交流出力ライン
が配線口11を通して設置される場合にあっても、第2端子10および第3端子12に接
続されるラインが互いに干渉しない位置ないし接続方向とするのが望ましい。
、第1基板PC1及び第2基板PC2の配置は、図2視における左右入れ替えた状態でも
よく、またこれに限らず、筐体2内の電気回路部品の配置は、上記に限定されない。
する端子台として表現しているが、こうしたものに限定される必要はなく、第2端子10
または第3端子12は所定のコネクタを用いて接続するものであってもよい。
2 筐体
3 本体
3E 本体の背壁
4 蓋体
5 パッキン
8 第1端子
10 第2端子
11 配線口
12 第3端子
16 コンバータ回路
18 第2ノイズフィルタ回路
20 中間バス
Claims (3)
- 直流電源からの直流電力が入力される第1端子と、
前記直流電力の電圧を昇圧し、昇圧した直流電力を中間バスへ供給する昇圧回路と、
前記中間バスへ供給された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路が変換した交流電力を外部へ出力するための第2端子と、
蓄電装置の充放電が可能なコンバータ回路を前記中間バスに接続するための第3端子と
、
前記第1端子、前記第2端子、前記第3端子、前記昇圧回路、前記インバータ回路を収
容する筐体と、を備え、前記筐体には、第1端子と第2端子とが筐体下方における両端の
隔てた位置に配置され、第3端子は第2端子寄りに偏倚した位置に配置されることを特徴
とする電力変換装置。 - 第3端子に接続される配線は、第2端子に接続される配線に対して角度を有するように
接続されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記角度は略90度であることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017069642A JP2018174610A (ja) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017069642A JP2018174610A (ja) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 電力変換装置 |
Publications (1)
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2017
- 2017-03-31 JP JP2017069642A patent/JP2018174610A/ja active Pending
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