JP2019187174A - 太陽光発電用の接続器具、接続箱とパワーコンディショナー - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池パネルのＩＶカーブ測定やインピーダンス測定にあたり、ソケットやテストリード等の信号入力器具をストリング線に確実に接触させ、計測期間中接触状態を容易に保持するに適した接続機器を得る。【解決手段】太陽電池ストリングとパワーコンディショナーを連絡する電気経路の間に位置付けられる接続器具１である。接続器具１は、主導線、主導線と導通した入力コネクタ２１、主導線と導通した出力コネクタ２３、主導線と導通した信号器具受具２６を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池ストリングとパワーコンディショナーを連絡する電気経路の間に位置付けられ太陽電池パネルの特性を計測するための信号取り出し点を具備した接続器具、当該接続器具を包含した接続箱、及び、当該接続器具を包含したパワーコンディショナーに関するものである。

太陽電池パネルの発電状況をモニタリングするためのＩＶカーブの分析方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、従来、太陽電池パネルの保守点検として、ＩＶカーブ測定器やインピーダンス測定器を使って太陽電池ストリングにおける発電の状態やインピーダンスなどの特性を計測している。これらの測定作業は、太陽電池ストリングのストリング線コネクタを接続箱の入力端又はパワーコンディショナーの入力端から取り外して、当該コネクタを測定機器の信号入力器具と接触させて行っている。

このような測定は、例えば、半年に１回行われる。

なお、複数のストリングを並列に束ねる機能と回路の開閉機能を有する機器を一般に接続箱（又は接続ユニット）と称し、直流交流変換機能を有する機器及び直流交流変換機能に加えて複数のストリングを並列に束ねる機能と回路の開閉機能を有する機器を一般にパワーコンディショナーと称している。本願発明と本明細書においても、これらの呼び名を使用する。

接続箱とパワーコンディショナーは、逆流防止ダイオードを有することもある。

特開２０１６−９３０４８号公報

ソケットやテストリード等の信号入力器具をストリング線コネクタに接触させ、計測期間中接触状態を保持することは容易でない。なぜなら、ストリング線コネクタはターミナルの露出を避ける構造になっているので、ターミナルに信号入力器具を接触することが難しい。

また、ストリング線コネクタと信号入力器具は両者共に固定されていないから、容易に動き、接触状態の保持が困難である。さらに、計測の１項目であるＩＶカーブ測定は太陽電池パネルの発電中に行うので、上記接触は通電下に行う必要があり作業中緊張を強いられる。

そこで、本発明はこれらの困難を解決する接続器具、接続箱とパワーコンディショナーを得ることを課題とする。本発明のその他の課題は、本発明の説明により明らかになる。

以下に課題を解決するための手段を述べる。理解を容易にするために、本発明の実施態様に対応する符号を付けて説明するが、本発明は当該実施態様に限定されるものではない。また、符号である数字は部品などを集合的に示す場合があり、後に説明する実施例において個別の部品などを示す場合に、当該数字のあとにアルファベットの添字を付けているものがある。

本発明の一の態様にかかる接続器具は、太陽電池ストリングとパワーコンディショナーを連絡する電気経路の間に位置付けられる接続器具において、主導線２４、主導線と導通した入力コネクタ２１、主導線と導通した出力端２２、主導線と導通した信号器具受具２６を有する。

本発明の好ましい実施態様にかかる接続器具は、前記出力端に出力コネクタを連結した接続器具である。かような接続機器は、既存の接続箱又は既存のパワーコンディショナーの入力側に、極めて容易に位置付けることができる。こうして、使い勝手に優れる点検点を容易に設置できる。

本発明の他の好ましい実施態様にかかる接続機器は、前記信号器具受具がテストリードレセプタクル又はソケットのいずれかである。これらの信号器具受具は、電極が受具の内部にあり、電極が外部に露出しないので、常設の点検点にふさわしい。このため、これらの接続器具は、常設の太陽電池設備としてより一層ふさわしい。さらに、ＩＶカーブ測定機器などの測定機器のプローブとして汎用されているプローブに適合するという利点がある。

本発明の他の態様にかかる接続箱は、太陽電池ストリングとパワーコンディショナーを連絡する電気経路の間に位置付けられる接続箱において、本発明にかかる接続器具と開閉器からなっていて、前記接続器具の出力端と前記開閉器の入力回路端を連結したものである。

本発明の好ましい実施態様にかかる接続箱は、接続器具の前記信号器具受具がテストリードレセプタクル又はソケットのいずれかである。これらの信号器具受具は、電極が受具の内部にあり、電極が外部に露出しないので、常設の点検点にふさわしい。このため、これらの接続箱は、常設の太陽電池設備としてより一層ふさわしい。さらに、ＩＶカーブ測定機器などの測定機器のプローブとして汎用されているプローブに適合するという利点がある。

本発明のその他の態様にかかるパワーコンディショナーは、出力線接続機構、開閉器と直流交流変換器からなり、太陽電池ストリングから出力される直流電力を受け入れて交流電力を出力するパワーコンディショナーにおいて、前記出力線接続機構が請求項１に記載した接続器具であり、前記接続器具の出力端と前記開閉器の入力回路端を連結したものである。

本発明の好ましい実施態様にかかるパワーコンディショナーは、前記接続器具の前記信号器具受具がテストリードレセプタクル又はソケットのいずれかである。本発明の好ましい実施態様にかかるパワーコンディショナーは、接続器具の前記信号器具受具がテストリードレセプタクル又はソケットのいずれかである。これらの信号器具受具は、電極が受具の内部にあり、電極が外部に露出しないので、常設の点検点にふさわしい。このため、これらの接続箱は、常設の太陽電池設備としてより一層ふさわしい。さらに、ＩＶカーブ測定機器などの測定機器のプローブとして汎用されているプローブに適合するという利点がある。

以上説明した本発明、本発明の好ましい実施態様、これらに含まれる構成要素は可能な限り組み合わせて実施することができる。

本発明にかかる接続器具は、信号器具受具を持つので、その他の発明特定事項と合わせて、測定機器の信号入力器具と太陽電池ストリングの出力電線の接触と接触状態の保持が簡単かつ確実となる。このため、測定作業者は測定中に両手を自由に動かすことができる。よって、測定機器の操作等測定作業が楽になり、ひいては作業効率が向上する。

また、本発明にかかる接続箱は、信号器具受具を持つので、その他の発明特定事項と合わせて、測定機器の信号入力器具と太陽電池ストリングの出力電線の接触と接触状態の保持が簡単かつ確実となる。このため、測定作業者は測定中に両手を自由に動かすことができる。よって、測定機器の操作等測定作業が楽になり、ひいては作業効率が向上する。また、信号器具受具は常設されているので、上記の測定作業容易化が常にもたらされる。

さらにまた、本発明にかかるパワーコンディショナーは、信号器具受具を持つので、その他の発明特定事項と合わせて、測定機器の信号入力器具と太陽電池ストリングの出力電線の接触と接触状態の保持が簡単かつ確実となる。このため、測定作業者は測定中に両手を自由に動かすことができる。よって、測定機器の操作等測定作業が楽になり、ひいては作業効率が向上する。また、信号器具受具は常設されているので、上記の測定作業容易化が常にもたらされる。

図１は接続器具の斜視図である。 図２は接続器具の断面図であり、図１中Ａ−Ａで示した断面を図示している。 図３は接続器具の断面図であり、図１中Ｂ−Ｂで示した断面を図示している。 図４は接続器具にストリング線と連絡ケーブルを連結した態様を示す斜視図である。 図５は接続箱の平面図である。 図６はパワーコンディショナーの平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例にかかる太陽光発電用の接続器具、接続箱とパワーコンディショナーをさらに説明する。本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするため、一部の構成要素を誇張して表すなど模式的に表しているものがある。このため、構成要素間の寸法や比率などは実物と異なっている場合がある。また、本発明の実施例に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は接続器具１の斜視図であり、図２は接続器具１の断面図であり、図１中Ａ−Ａで示した断面を図示していて、図３は接続器具１の断面図であり、図１中Ｂ−Ｂで示した断面を図示している。

接続器具１は筐体１０の左側面に入力コネクタである正極入力コネクタ２１、上面に信号器具受具である正極リードレセプタクル２６、右側面に出力コネクタである正極出力コネクタ２３を有する。正極入力コネクタ２１、正極リードレセプタクル２６と正極出力コネクタ２３は、接続器具１における正極回路の構成部品である。

図２を参照して、正極回路は主導線である正極主導線２４を有する。正極入力コネクタ２１は正極主導線２４と導通している。出力端である正極出力端２２は正極主導線２４と導通している。

正極出力コネクタ２３は正極出力端に連結している。正極主導線２４は正極分岐点２５を持つ。信号器具受具である正極リードレセプタクル２６は正極分岐点２５に連結している。正極主導線２４と正極リードレセプタクル２６は導通している。

また、接続器具１は筐体１０の左側面に入力コネクタである負極入力コネクタ３１、上面に信号器具受具である負極リードレセプタクル３６、右側面に出力コネクタである負極出力コネクタ３３を有する。負極入力コネクタ３１、負極リードレセプタクル３６と負極出力コネクタ３３は、接続器具１における負極回路の構成部品である。

図３を参照して、負極回路は主導線である負極主導線３４を有する。負極入力コネクタ３１は負極主導線３４と導通している。出力端である負極出力端３２は負極主導線３４と導通している。

負極出力コネクタ３３は負極出力端に連結している。負極主導線３４は負極分岐点３５を持つ。信号器具受具である負極リードレセプタクル３６は負極分岐点３５に連結している。負極主導線３４と負極リードレセプタクル３６は導通している。

単一の正極回路と単一の負極回路からなる一組の回路が、単一の太陽電池ストリング出力に対応する。図１に示す接続器具１は、２の正極回路と２の負極回路を有し、２列の太陽電池ストリング出力に適合する。数多く太陽電池ストリングに対応するために、図１に示す接続器具１を複数個使用してもよく、単一の筐体に多数の正極回路と多数の負極回路を取り付けてもよい。

信号器具受具はテストリードレセプタクルに限られず、例えば、ソケット（一例はバナナプラグを受け入れるソケット）、テストリード、種々のプラグ、種々のクリップなどを用いてもよい。これらの中で、テストリードレセプタクルとソケットが好ましい。これらは、測定器具受具の電気接触端が露出しないからである。

接続器具１は太陽電池ストリングの特性測定実行期間中に限り太陽電池発電の回路に取り付ける使用態様がある。また、接続器具１は特性測定実行期間中のみならず、測定を行っていない期間中も含めて太陽電池発電の回路に取り付ける使用態様がある。後者の使用態様の場合には、特に電気接触端が露出しない測定器具受具の使用が好ましい。

図４を参照して、接続器具１の使用態様を説明する。図４は接続器具にストリング線と連絡ケーブルを連結した態様を示す斜視図である。

正極コネクタ２１にコネクタ２７を介して正極ストリング線２８を連結する。負極入力コネクタ３１にコネクタ３７を介して負極ストリング線３８を連結する。

正極出力コネクタ２３にコネクタ１６を介して正極連絡ケーブル１７を連結する。負極出力コネクタ３３にコネクタ１８を介して負極連絡ケーブル１９を連結する。

正極連絡ケーブルの他方端部と負極連絡ケーブルの他方端部は、接続箱又はパワーコンディショナーに連結される。

太陽電池特性測定器具（ＩＶカーブ測定器、インピーダンス測定器など）の信号器具である正極テストリードを正極テストリードレセプタクル２６に接続し、信号器具である負極テストリードを負極テストリードレセプタクル３６に接続して、特性測定を行う。

本発明にかかる接続箱４を説明する。図５は接続箱４の平面図である。

接続箱４は筐体４０、接続器具１、開閉器４１ａ、４１ｂ、端子台４４などを有する。

接続器具１は、図１を参照して説明した本発明にかかる接続器具１と同一である。出力端である正極出力端２２は開閉器４１ａの入力回路端である正極入力回路端４６に連結されている。出力端である負極出力端３２は開閉器４１ａの入力回路端である負極入力回路端４７に連結されている。

開閉器４１ａの２つの出力端の一方は正極導線４２に連結され、他方は負極導線４３に連結されている。

正極導線４２と負極導線４３は端子台４４に連結されて、端子台４４に直流複数出力コネクタ４５が連結されている。

接続箱４では２系列の太陽電池ストリングからの入力が１系列に束ねられて直流複数出力コネクタ４５から出力される。

すなわち、一の正極入力コネクタ２１ａと他の正極入力コネクタ２１ｂから入る回路が正極導線４２に連結され、一の負極入力コネクタ３１ａと他の負極入力コネクタ３１ｂから入る回路が負極導線４３に連結されている。

接続箱は逆流防止ダイオードを有する場合もある。

本発明にかかるパワーコンディショナー７を説明する。図６はパワーコンディショナー７の平面図である。

パワーコンディショナー７は筐体５０、直流交流変換器５１などを有する。

パワーコンディショナー７の構成の中で、入力コネクタ２１、３１から開閉器４１を経て端子台４４に至るまでの部品やその連結様式は、図５を参照して説明した本発明にかかる接続箱４と同一である。

パワーコンディショナー７は、複線リード線５３を経由して端子台４４と直流交流変換器５１が連結されている。直流交流変換器５１を出た交流電気は交流出力コネクタ５２から出力される。

パワーコンディショナーは逆流防止ダイオードを有する場合もある。

以上本発明にかかる一実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこの一実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。

１ 接続器具
４ 接続箱
７ パワーコンディショナー
１０ 筐体
１６ コネクタ
１７ 正極連絡ケーブル
１８ コネクタ
１９ 負極連絡ケーブル
２１ 入力コネクタである正極入力コネクタ
２２ 出力端である正極出力端
２３ 出力コネクタである正極出力コネクタ
２４ 主導線である正極主導線
２５ 正極分岐点
２６ 信号器具受具である正極テストリードレセプタクル
２７ コネクタ
２８ 正極ストリング線
３１ 入力コネクタである負極入力コネクタ
３２ 出力端である負極出力端
３３ 出力コネクタである負極出力コネクタ
３４ 主導線である負極主導線
３５ 負極分岐点
３６ 信号器具受具である負極テストリードレセプタクル
３７ コネクタ
３８ 負極ストリング線
４０ 筐体
４１ 開閉器
４２ 正極導線
４３ 負極導線
４４ 端子台
４５ 直流複数出力コネクタ
４６ 入力回路端である正極入力回路端
４７ 入力回路端である負極入力回路端
５０ 筐体
５１ 直流交流変換器
５２ 交流出力コネクタ
５３ 複線リード線

Claims (7)

1. 太陽電池ストリングとパワーコンディショナーを連絡する電気経路の間に位置付けられる接続器具において、
   主導線、
   主導線と導通した入力コネクタ、
   主導線と導通した出力端、
   主導線と導通した信号器具受具を有する接続器具。
2. 前記出力端に出力コネクタを連結した請求項１に記載した接続器具。
3. 前記信号器具受具がテストリードレセプタクル又はソケットのいずれかである請求項１又は２に記載した接続器具。
4. 太陽電池ストリングとパワーコンディショナーを連絡する電気経路の間に位置付けられる接続箱において、
   請求項１に記載した接続器具と開閉器からなっていて、
   前記接続器具の出力端と前記開閉器の入力回路端を連結した接続箱。
5. 前記接続器具の前記信号器具受具がテストリードレセプタクル又はソケットのいずれかである請求項４に記載した接続箱。
6. 出力線接続機構、開閉器と直流交流変換器からなり、太陽電池ストリングから出力される直流電力を受け入れて交流電力を出力するパワーコンディショナーにおいて、
   前記出力線接続機構が請求項１に記載した接続器具であり、
   前記接続器具の出力端と前記開閉器の入力回路端を連結したパワーコンディショナー。
7. 前記接続器具の前記信号器具受具がテストリードレセプタクル又はソケットのいずれかである請求項６に記載したパワーコンディショナー。

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