JP4208421B2 - 太陽電池アレイの設置方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発電面の一部が物体の影に覆われる太陽電池アレイ及び太陽電池アレイの設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池アレイの設置場所に、電柱、出窓等の影が生じ、影の面積は小さい場合であっても、影が時間とともに移動して、影の影響が広範囲に及ぶため、影を避けて設置することができないとき、又は、影を避けて設置することによって所要の発電容量が確保できなくなるときは、影が生じる場所にも太陽電池アレイを設置し、発電面の一部が影に覆われた状態で太陽電池アレイを運転することがある。
【０００３】
図４（ａ）及び（ｂ）は、従来の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
該太陽電池アレイは、ストリング１１とストリング１３とを並列に接続してなり、ストリング１１は８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を直列に接続してなり、ストリング１３はストリング１１と同様にして８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を直列に接続してなる。
太陽電池アレイは遮光性の物体（例えば電柱）２１近傍の屋根面に設置されており、物体２１の影２が、ストリング１３の一部を覆っている。
該太陽電池アレイはインバータを介して負荷に接続されている。
【０００４】
図５は従来の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
横軸は各ストリングの動作電圧（Ｖ）であり、縦軸は該動作電圧のときの各ストリングの発電電力（Ｗ）である。ＩＶ曲線Ｓ１はストリング１１又は影２に覆われない場合のストリング１３を表わし、発電電力が最大の６００Ｗになる最適動作電圧は１９０Ｖである。即ち、ストリング１３が影２に覆われない場合、従来の太陽電池アレイは最適動作電圧１９０Ｖで運転された場合、発電電力は最大の１２００Ｗを出力する。
ＩＶ曲線Ｓ３は影２に覆われている場合のストリング１３を表わし、発電電力は最大でも５５０Ｗ程度であり、最適動作電圧は１７０Ｖである。
【０００５】
以上のような太陽電池アレイを遮光性の物体２１近傍で用いる場合であって、該物体２１の影２がストリング１３を覆うとき、影２の影響によってストリング１３の最適動作電圧はストリング１１の最適動作電圧よりも低くなる。各ストリング１１，１３は並列に接続され、インバータに接続されているために、各ストリング１１，１３から出力される電力の総和が最大となる電圧で動作される。この場合、各ストリング１１，１３夫々の最適動作電圧に大きな差があるときは、太陽電池アレイの出力が低下することが知られている。このため、ストリング１１の動作電圧をストリング１３の最適動作電圧と略等しくすることによって、前記太陽電池アレイを用いて最大限の出力を得る。
即ち、ストリング１３が影２に覆われる場合、従来の太陽電池アレイは動作電圧１７０Ｖで運転され、発電電力は１１００Ｗを出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の太陽電池アレイは、時間とともに広範囲を移動する小さな影を避けて設置したとき、例えば設置場所が狭くなって充分な面積の太陽電池アレイを設置することができず、所要の発電容量を確保できない場合があった。
また、前記影を避けずに太陽電池アレイを設置した場合、発電面の一部のみが影に覆われる場合であっても、例えば影に覆われないストリング１１と影に覆われるストリング１３とが混在することになり、このときストリング１３の最適動作電圧がストリング１１の最適動作電圧よりも低くなるため、太陽電池アレイ全体としての動作電圧は各ストリング１１，１３の最適動作電圧からずれてしまい、太陽電池アレイをシステム効率が低い状態で運転しなければならなかった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ストリングを構成する太陽電池モジュールの枚数をストリング毎に変え、太陽電池モジュールの枚数が他のストリングより多いストリングが、他のストリングよりも影に覆われる時間が長くなるように配置することにより、影に覆われる場所でもシステム効率が最大の状態で運転することができる太陽電池アレイの設置方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池アレイの設置方法は、複数枚の太陽電池モジュールを直列に接続してなるストリングを、複数、並列に接続してなる太陽電池アレイの設置方法において、前記太陽電池モジュールの枚数が、他のストリングより多いストリングを備え、太陽電池モジュールの枚数が他のストリングより多いストリングの方が、他のストリングよりも影に覆われている時間が長くなるように各ストリングを配置することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、太陽電池モジュールの数が多いストリングを他のストリングよりも長時間影に覆われるストリングとして配置し、他のストリングを前記ストリングよりも影に覆われる時間が短いストリングとして用いて配置し、このとき各ストリングの最適動作電圧が同程度になるよう構成されているため、影に覆われる場所でもシステム効率が最大の状態で運転することができる。
また、特定のストリングが影に覆われるように配置し、他のストリングは影に覆われないよう配置することによって、影に覆われるストリングにだけ太陽電池モジュールを追加して各ストリングの最適動作電圧を同程度にすることができるため、影に覆われる場所に設置する場合であっても、太陽電池モジュールの最小限の増加によって所要の発電容量を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
該太陽電池アレイは、ストリング１１とストリング１２とを並列に接続してなる１２００Ｗシステムであり、遮光性の物体（例えば電柱）２１近傍の屋根面に設置されている。
このとき、物体２１の影２がストリング１２の一部を覆い、影２が時間とともに移動した場合であっても、影２がストリング１２を覆い、ストリング１１を覆わないようにストリング１１，１２を配置してある。
【００１２】
ストリング１１は太陽電池モジュール１ａ（７５Ｗｐ、Ｖｏｐ２３．７Ｖ）を８枚直列に接続してあり、ストリング１２は９枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を直列に接続してある。
図２は、本発明の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
横軸は動作電圧（Ｖ）であり、縦軸は発電電力（Ｗ）である。ＩＶ曲線Ｓ１はストリング１１を表わし、発電電力が最大の６００Ｗになる最適動作電圧は１９０Ｖである。ＩＶ曲線Ｓ２はストリング１２を表わし、発電電力が最大の６００Ｗ強になる最適動作電圧は１９０Ｖ強である。
【００１３】
以上のような太陽電池アレイは、ストリング１２の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…の枚数をストリング１１の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…の枚数よりも１枚増加することにより、遮光性の物体２１近傍で用いる場合であって、該物体２１の影２がストリング１２を覆うとき、ストリング１１，１２の最適動作電圧が略同程度になるよう構成されている。
ＩＶ曲線Ｓ３は、８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を用いてなるストリングが影に覆われた場合を表わし、発電電力は最大でも５５０Ｗ程度であり、最適動作電圧は１７０Ｖである。
【００１４】
図３は、本発明の太陽電池アレイのＩＶ曲線を示すグラフである。
横軸は動作電圧（Ｖ）であり、縦軸は発電電力（Ｗ）である。
８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を用いてなるストリングを２つ並列に接続してなる従来の太陽電池アレイのＩＶ曲線は、最適動作電圧１７０Ｖにおける発電電力は最大１０９０Ｗを示しているが、本発明の太陽電池アレイのＩＶ曲線は、最適動作電圧１９０Ｖにおける発電電力が１２１０Ｗを示している。
即ち、従来の太陽電池アレイの太陽電池モジュール１枚当たりの発電電力は６８Ｗであり、本発明の太陽電池アレイの太陽電池モジュール１枚当たりの発電電力は７１Ｗであることから、本発明の太陽電池アレイは太陽電池モジュール１枚当たり４％の出力増加を示していることがわかる。
【００１５】
以上のような太陽電池アレイは、ストリング１１よりも太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…の枚数が多いストリング１２を影２に覆われるよう配置し、ストリング１１を影２に覆われないよう配置することにより、各ストリング１１，１２の最適動作電圧が略同程度になるよう構成されているため、発電電力を最大にすることができ、システムの効率を最大限にして用いることができる。
また、ストリング１１は影２に覆われないよう配置することにより、太陽電池モジュール１ａの枚数を増加する必要がないため、前記太陽電池アレイは最小限の太陽電池モジュール１ａの増加で所要の発電容量を確保することができる。
なお、本実施の形態の太陽電池アレイは、影に覆われないストリング及び影に覆われるストリングは夫々１つ以上であっても良く、また、各ストリングを構成する太陽電池モジュールの枚数は、夫々８枚以下又は９枚以上であっても良い。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の太陽電池アレイによれば、ストリングを構成する太陽電池モジュールの枚数をストリング毎に変えることにより、ストリングが影に覆われたときに、該ストリングの最適動作電圧と他のストリングの最適動作電圧とが同程度になるようストリングの太陽電池モジュールの枚数を増加してある場合は、影に覆われるストリングと影に覆われないストリングとが混在することになるような場所に設置されるとき、各ストリングの最適動作電圧が同程度になるため、影が生じる場所に設置することができ、このとき各ストリングの発電能力を最大限に利用することができて、他のストリングよりも最適動作電圧が低いストリングに合わせて太陽電池アレイをシステム効率が低い状態で運転する必要がなくなる。
また、影に覆われた場合にシステム効率が低い状態で運転する必要がなく、そのため影を避けて設置する必要がないため、影が生じる場所に設置しても、所要の発電容量を確保することができる。
【００１７】
本発明の太陽電池アレイの設置方法によれば、太陽電池モジュールの枚数が他のストリングより多いストリングが、他のストリングよりも影に覆われる時間が長くなるように配置することにより、太陽電池モジュールの数が多いストリングを他のストリングよりも長時間影に覆われるストリングとして配置し、他のストリングを前記ストリングよりも影に覆われる時間が短いストリングとして用いて配置し、このとき各ストリングの最適動作電圧が同程度になるよう構成されているため、影に覆われる場所でもシステム効率が最大の状態で運転することができる。
また、特定のストリングが影に覆われるように配置し、他のストリングは影に覆われないよう配置することによって、影に覆われるストリングにだけ太陽電池モジュールを追加して各ストリングの最適動作電圧を同程度にすることができるため、影に覆われる場所に設置する場合であっても、太陽電池モジュールの最小限の増加によって所要の発電容量を確保することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
【図２】本発明の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
【図３】本発明の太陽電池アレイのＩＶ曲線を示すグラフである。
【図４】従来の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
【図５】従来の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ ストリング
１２ ストリング
１ａ 太陽電池モジュール
２ 影
【発明の属する技術分野】
本発明は発電面の一部が物体の影に覆われる太陽電池アレイ及び太陽電池アレイの設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池アレイの設置場所に、電柱、出窓等の影が生じ、影の面積は小さい場合であっても、影が時間とともに移動して、影の影響が広範囲に及ぶため、影を避けて設置することができないとき、又は、影を避けて設置することによって所要の発電容量が確保できなくなるときは、影が生じる場所にも太陽電池アレイを設置し、発電面の一部が影に覆われた状態で太陽電池アレイを運転することがある。
【０００３】
図４（ａ）及び（ｂ）は、従来の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
該太陽電池アレイは、ストリング１１とストリング１３とを並列に接続してなり、ストリング１１は８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を直列に接続してなり、ストリング１３はストリング１１と同様にして８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を直列に接続してなる。
太陽電池アレイは遮光性の物体（例えば電柱）２１近傍の屋根面に設置されており、物体２１の影２が、ストリング１３の一部を覆っている。
該太陽電池アレイはインバータを介して負荷に接続されている。
【０００４】
図５は従来の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
横軸は各ストリングの動作電圧（Ｖ）であり、縦軸は該動作電圧のときの各ストリングの発電電力（Ｗ）である。ＩＶ曲線Ｓ１はストリング１１又は影２に覆われない場合のストリング１３を表わし、発電電力が最大の６００Ｗになる最適動作電圧は１９０Ｖである。即ち、ストリング１３が影２に覆われない場合、従来の太陽電池アレイは最適動作電圧１９０Ｖで運転された場合、発電電力は最大の１２００Ｗを出力する。
ＩＶ曲線Ｓ３は影２に覆われている場合のストリング１３を表わし、発電電力は最大でも５５０Ｗ程度であり、最適動作電圧は１７０Ｖである。
【０００５】
以上のような太陽電池アレイを遮光性の物体２１近傍で用いる場合であって、該物体２１の影２がストリング１３を覆うとき、影２の影響によってストリング１３の最適動作電圧はストリング１１の最適動作電圧よりも低くなる。各ストリング１１，１３は並列に接続され、インバータに接続されているために、各ストリング１１，１３から出力される電力の総和が最大となる電圧で動作される。この場合、各ストリング１１，１３夫々の最適動作電圧に大きな差があるときは、太陽電池アレイの出力が低下することが知られている。このため、ストリング１１の動作電圧をストリング１３の最適動作電圧と略等しくすることによって、前記太陽電池アレイを用いて最大限の出力を得る。
即ち、ストリング１３が影２に覆われる場合、従来の太陽電池アレイは動作電圧１７０Ｖで運転され、発電電力は１１００Ｗを出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の太陽電池アレイは、時間とともに広範囲を移動する小さな影を避けて設置したとき、例えば設置場所が狭くなって充分な面積の太陽電池アレイを設置することができず、所要の発電容量を確保できない場合があった。
また、前記影を避けずに太陽電池アレイを設置した場合、発電面の一部のみが影に覆われる場合であっても、例えば影に覆われないストリング１１と影に覆われるストリング１３とが混在することになり、このときストリング１３の最適動作電圧がストリング１１の最適動作電圧よりも低くなるため、太陽電池アレイ全体としての動作電圧は各ストリング１１，１３の最適動作電圧からずれてしまい、太陽電池アレイをシステム効率が低い状態で運転しなければならなかった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ストリングを構成する太陽電池モジュールの枚数をストリング毎に変え、太陽電池モジュールの枚数が他のストリングより多いストリングが、他のストリングよりも影に覆われる時間が長くなるように配置することにより、影に覆われる場所でもシステム効率が最大の状態で運転することができる太陽電池アレイの設置方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池アレイの設置方法は、複数枚の太陽電池モジュールを直列に接続してなるストリングを、複数、並列に接続してなる太陽電池アレイの設置方法において、前記太陽電池モジュールの枚数が、他のストリングより多いストリングを備え、太陽電池モジュールの枚数が他のストリングより多いストリングの方が、他のストリングよりも影に覆われている時間が長くなるように各ストリングを配置することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、太陽電池モジュールの数が多いストリングを他のストリングよりも長時間影に覆われるストリングとして配置し、他のストリングを前記ストリングよりも影に覆われる時間が短いストリングとして用いて配置し、このとき各ストリングの最適動作電圧が同程度になるよう構成されているため、影に覆われる場所でもシステム効率が最大の状態で運転することができる。
また、特定のストリングが影に覆われるように配置し、他のストリングは影に覆われないよう配置することによって、影に覆われるストリングにだけ太陽電池モジュールを追加して各ストリングの最適動作電圧を同程度にすることができるため、影に覆われる場所に設置する場合であっても、太陽電池モジュールの最小限の増加によって所要の発電容量を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
該太陽電池アレイは、ストリング１１とストリング１２とを並列に接続してなる１２００Ｗシステムであり、遮光性の物体（例えば電柱）２１近傍の屋根面に設置されている。
このとき、物体２１の影２がストリング１２の一部を覆い、影２が時間とともに移動した場合であっても、影２がストリング１２を覆い、ストリング１１を覆わないようにストリング１１，１２を配置してある。
【００１２】
ストリング１１は太陽電池モジュール１ａ（７５Ｗｐ、Ｖｏｐ２３．７Ｖ）を８枚直列に接続してあり、ストリング１２は９枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を直列に接続してある。
図２は、本発明の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
横軸は動作電圧（Ｖ）であり、縦軸は発電電力（Ｗ）である。ＩＶ曲線Ｓ１はストリング１１を表わし、発電電力が最大の６００Ｗになる最適動作電圧は１９０Ｖである。ＩＶ曲線Ｓ２はストリング１２を表わし、発電電力が最大の６００Ｗ強になる最適動作電圧は１９０Ｖ強である。
【００１３】
以上のような太陽電池アレイは、ストリング１２の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…の枚数をストリング１１の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…の枚数よりも１枚増加することにより、遮光性の物体２１近傍で用いる場合であって、該物体２１の影２がストリング１２を覆うとき、ストリング１１，１２の最適動作電圧が略同程度になるよう構成されている。
ＩＶ曲線Ｓ３は、８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を用いてなるストリングが影に覆われた場合を表わし、発電電力は最大でも５５０Ｗ程度であり、最適動作電圧は１７０Ｖである。
【００１４】
図３は、本発明の太陽電池アレイのＩＶ曲線を示すグラフである。
横軸は動作電圧（Ｖ）であり、縦軸は発電電力（Ｗ）である。
８枚の太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…を用いてなるストリングを２つ並列に接続してなる従来の太陽電池アレイのＩＶ曲線は、最適動作電圧１７０Ｖにおける発電電力は最大１０９０Ｗを示しているが、本発明の太陽電池アレイのＩＶ曲線は、最適動作電圧１９０Ｖにおける発電電力が１２１０Ｗを示している。
即ち、従来の太陽電池アレイの太陽電池モジュール１枚当たりの発電電力は６８Ｗであり、本発明の太陽電池アレイの太陽電池モジュール１枚当たりの発電電力は７１Ｗであることから、本発明の太陽電池アレイは太陽電池モジュール１枚当たり４％の出力増加を示していることがわかる。
【００１５】
以上のような太陽電池アレイは、ストリング１１よりも太陽電池モジュール１ａ，１ａ，…の枚数が多いストリング１２を影２に覆われるよう配置し、ストリング１１を影２に覆われないよう配置することにより、各ストリング１１，１２の最適動作電圧が略同程度になるよう構成されているため、発電電力を最大にすることができ、システムの効率を最大限にして用いることができる。
また、ストリング１１は影２に覆われないよう配置することにより、太陽電池モジュール１ａの枚数を増加する必要がないため、前記太陽電池アレイは最小限の太陽電池モジュール１ａの増加で所要の発電容量を確保することができる。
なお、本実施の形態の太陽電池アレイは、影に覆われないストリング及び影に覆われるストリングは夫々１つ以上であっても良く、また、各ストリングを構成する太陽電池モジュールの枚数は、夫々８枚以下又は９枚以上であっても良い。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の太陽電池アレイによれば、ストリングを構成する太陽電池モジュールの枚数をストリング毎に変えることにより、ストリングが影に覆われたときに、該ストリングの最適動作電圧と他のストリングの最適動作電圧とが同程度になるようストリングの太陽電池モジュールの枚数を増加してある場合は、影に覆われるストリングと影に覆われないストリングとが混在することになるような場所に設置されるとき、各ストリングの最適動作電圧が同程度になるため、影が生じる場所に設置することができ、このとき各ストリングの発電能力を最大限に利用することができて、他のストリングよりも最適動作電圧が低いストリングに合わせて太陽電池アレイをシステム効率が低い状態で運転する必要がなくなる。
また、影に覆われた場合にシステム効率が低い状態で運転する必要がなく、そのため影を避けて設置する必要がないため、影が生じる場所に設置しても、所要の発電容量を確保することができる。
【００１７】
本発明の太陽電池アレイの設置方法によれば、太陽電池モジュールの枚数が他のストリングより多いストリングが、他のストリングよりも影に覆われる時間が長くなるように配置することにより、太陽電池モジュールの数が多いストリングを他のストリングよりも長時間影に覆われるストリングとして配置し、他のストリングを前記ストリングよりも影に覆われる時間が短いストリングとして用いて配置し、このとき各ストリングの最適動作電圧が同程度になるよう構成されているため、影に覆われる場所でもシステム効率が最大の状態で運転することができる。
また、特定のストリングが影に覆われるように配置し、他のストリングは影に覆われないよう配置することによって、影に覆われるストリングにだけ太陽電池モジュールを追加して各ストリングの最適動作電圧を同程度にすることができるため、影に覆われる場所に設置する場合であっても、太陽電池モジュールの最小限の増加によって所要の発電容量を確保することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
【図２】本発明の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
【図３】本発明の太陽電池アレイのＩＶ曲線を示すグラフである。
【図４】従来の太陽電池アレイを遮光性の物体の近傍に設置した状態を示す模式図及び該太陽電池アレイの回路図である。
【図５】従来の太陽電池アレイの各ストリングのＩＶ曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ ストリング
１２ ストリング
１ａ 太陽電池モジュール
２ 影
Claims (1)
- 複数枚の太陽電池モジュールを直列に接続してなるストリングを、複数、並列に接続してなる太陽電池アレイの設置方法において、
前記太陽電池モジュールの枚数が、他のストリングより多いストリングを備え、
太陽電池モジュールの枚数が他のストリングより多いストリングの方が、他のストリングよりも影に覆われている時間が長くなるように各ストリングを配置することを特徴とする太陽電池アレイの設置方法。
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| JP2001032311A JP4208421B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 太陽電池アレイの設置方法 |
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|---|---|---|---|---|
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2001
- 2001-02-08 JP JP2001032311A patent/JP4208421B2/ja not_active Expired - Fee Related
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