JP6199163B2

JP6199163B2 - 火災検出システム

Info

Publication number: JP6199163B2
Application number: JP2013240545A
Authority: JP
Inventors: 浩志上野
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: JP2015102882A

Description

本発明は、火災検出システムに関し、特に太陽光発電システムによる火災を未然に、若しくは早期に検出する火災検出システムに関する。

近年、地球環境問題や省エネルギーへの関心が高まるにつれて、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術が注目されてきている。その一つとして、太陽エネルギーを利用したシステムへの関心が高く、住宅への太陽光発電システムの普及が加速している。

一般的な住宅用の太陽光発電システムでは、住宅の屋根に、太陽光パネルが設置され、太陽光パネルからの出力は、接続箱を介してパワーコンディショナに接続されており、所望の電力が得られるように構成されている。

住宅用の太陽光発電システムに用いられる太陽光パネルは、太陽電池アレイからなる。太陽電池アレイは、太陽電池の構成単位であり、太陽電池アレイは、太陽電池の最小の構成単位である太陽電池セルを配列してなる太陽電池モジュールを、さらに複数枚接続したものである。そして、住宅等の屋根に架台を設け、太陽電池アレイは該架台に設置される。以下の説明では、太陽電池アレイを太陽光パネルと呼ぶ。（例えば、特許文献１参照）。

太陽電池モジュールは、部分的に影が発生した場合、その太陽電池モジュールが高抵抗状態となり、該太陽電池モジュールに、他の太陽電池モジュールにおいて発生した電圧が逆バイアスとして印加される現象（Partial Shadow現象）が発生する。この逆バイアスが印加される現象を防止するために、太陽電池モジュールはバイパスダイオードを有しているものがある。なお、バイパスダイオードとは、太陽電池モジュールが、故障或いは日陰によって所望の発電電力を出力できなくなった際に、その太陽電池モジュールをバイパスする電気的な経路を形成するものである。

特開２０１３−１１０２９０号公報

しかしながら、太陽電池モジュールがバイパスダイオードを有していない場合や、バイパスダイオードを有していても、該バイパスダイオードが故障していた場合、太陽電池モジュールが発熱し、その発熱により、周囲の物や、太陽光パネル自体から発火するという虞がある。

また、太陽光発電システムにおいて、太陽光パネル以外にも、接続箱やパワーコンディショナが発熱して、火災が発生する虞もある。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、太陽光発電システムによる火災を検出することができる火災検出システムを提供することを目的とする。

本発明は、太陽の光エネルギーを電力に変換して、直流電力として出力する太陽光パネルと、該太陽光パネルで発電した直流電力を集合させる接続箱と、該接続箱から出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナとを有する太陽光発電システムの火災検出システムであって、太陽光パネル近傍に設けられる火災検出装置と、接続箱内部に設けられる火災感知器と、パワーコンディショナ内部に設けられる火災感知器と、太陽光パネルとパワーコンディショナとを接続する配線に設けられるアーク検出装置と、からなる火災検出手段のうち、少なくともいずれか１つを備えることを特徴とするものである。

本発明の火災検出システムは、太陽光発電システムの各機器の少なくともいずれか１つに火災を検出する機器（火災検出手段）を設けるので、太陽光発電システムによる火災を事前に、又は早期に検出することができる。

本発明の実施の形態に係る火災検出システムの構成図である。

本発明の実施の形態に係る火災検出システム２０について、図１に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る火災検出システム２０を太陽光発電システム１０に適用するときの構成図である。

太陽光発電システム１０は、太陽光パネル１１と、接続箱１３と、パワーコンディショナ１５と、分電盤１７と、売電メータ１９と、からなる。

太陽光パネル１１は、太陽からの光エネルギーを電力に変換して、直流電力として出力させるものである。太陽光パネル１１は、接続箱１３と入力用配線１２を介して接続されており、発生した電力を接続箱１３に出力する。

接続箱１３は、太陽光パネル１１が発電した直流の電力を集合させるものである。即ち、太陽光パネル１１が複数ある場合に、各太陽光パネル１１から、各太陽光パネル１１に接続されている各入力用配線１２を介して、接続箱１３に電力が送電され、接続箱１３にて電力を集電する。そして、接続箱１３は、パワーコンディショナ１５と出力用配線１４を介して接続されており、入力された直流の電力をパワーコンディショナ１５に出力する。

パワーコンディショナ１５は、入力された直流電流を交流電力に変換する電力変換装置であり、さらに、時間や天候によって変わる太陽光パネル１１の発電量に対応し、安定して電力を出力するものである。そして、屋内に設置されている分電盤１７に接続している。

分電盤１７は、パワーコンディショナ１５によって交流に変換された電力を家庭内で使用できるように送電する機器である。例えば、電力の売買のシステムが導入されている太陽光発電システム１０では、分電盤１７は、家庭内の電力が不足しているときには、家庭内に電力を送り、家庭内の電力が充分足りているときには、売電メータ１９を介して電力会社に電力を送る。

以上、太陽光発電システム１０について説明したが、以下、該太陽光発電システム１０に火災検出装置等の火災検出手段を設け、火災検出システム２０を構築する説明をする。

先ず、火災検出システム２０として、太陽光パネル１１には、近傍に火災検出装置の一例としての炎感知器２１を設ける。これは、太陽光パネル１１が、部分的に影ができたとき（ホットスポット）に、その部分が発熱する現象があり、そのとき、太陽光パネル１１付近の屋根等から発火する可能性があるからである。このとき、太陽光パネル１１は一般的に屋外に設置されるので、煙感知器や熱感知器では火災を検出することは難しく、炎感知器２１が適している。炎感知器２１の監視エリアに太陽光パネル１１が収まるように、炎感知器２１を設置する。炎感知器２１は、炎から放射される特有の波長帯の放射エネルギー（ＣＯ_２共鳴放射）等を捉えることにより、火災を検出する。これにより、太陽光パネル１１による火災を未然に、若しくは早期に検出するに至る。

なお、炎感知器２１は、太陽光パネル１１の発電量の低下に従って、閾値を低下させても良い。これにより、ホットスポットの可能性があるときに、炎感知器２１の感度が上昇し、より早期に火災を検出することができる。このとき、太陽光パネル１１の発電量が一定値（ほぼ０付近に設定）以下になった際（即ち、夜間）には、炎感知器２１の閾値を上昇させて、感度を元に戻すと良い。

また、太陽光パネル１１に設ける火災検出装置は炎感知器２１ではなく、例えば、赤外線カメラでも良い。赤外線カメラを用いる場合には、赤外線カメラの視野内に太陽光パネル１１が収まるように赤外線カメラを設置し、太陽光パネル１１の温度上昇により火災や異常を検出することができる。例えば、太陽光パネル１１の一部が同一パネルの周囲よりも高温になっていた場合には、上記ホットスポットと判断して、火災、又は、火災の危険性ありと判断することができる。なお、太陽光パネル１１は、発電すると表面温度が下がるため、太陽光パネル１１が複数ある場合に、周囲のパネルよりも温度が全体的に高い太陽光パネル１１を検出したら、太陽光パネル１１の異常（発電していない）と判断することもできる。

次に、火災検出システム２０として、入力用配線１２又は出力用配線１４の少なくともいずれか１箇所にアーク検出装置２２を設ける。即ち、太陽光パネル１１とパワーコンディショナ１５を接続する配線にアーク検出装置２２を設ける。これは、例えば、入力用配線１２が何かしらに理由により切断された状態で、太陽光パネル１１によって発電を行うと、入力用配線１２の切断部でアーク放電が発生し、これにより、発火する可能性があるからである。そして、アーク検出装置２２は、アーク放電で発生した交流雑音成分を基に、アークの発生を検出する。アーク検出装置２２を設けることで、入力用配線１２が切断されたことを早期に検出することができ、火災を未然に、若しくは早期に検出するに至る。

なお、上記では入力用配線１２が切断されてアーク放電が発生する例を説明したが、出力用配線１４も切断が生じれば、アーク放電が生じうるため、そこから発火に至る可能性があることは言うまでもない。

次に、火災検出システム２０として、接続箱１３及びパワーコンディショナ１５の内部には、それぞれ煙感知器２３及び２５を設ける。これは、接続箱１３、パワーコンディショナ１５共に、大きな電力を送電しているため、配線が発熱し、それにより発煙に至る可能性があるからである。そして、煙感知器２３及び２５は、周囲の環境が一定以上の煙濃度になったときに、火災を検出する。これにより、接続箱１３及びパワーコンディショナ１５による火災を未然に、若しくは早期に検出することができる。

なお、上記では、接続箱１３及びパワーコンディショナ１５に設けられる火災感知器の一例として、煙感知器２３及び２５で説明したが、例えば、熱感知器でも良い。

最後に、住戸の室内に、炎感知器２１、アーク検出装置２２、煙感知器２３及び２５から出力される火災信号を受信して鳴動する図示しない火災受信機を設ける。これにより、上記火災検出手段が火災を未然に、若しくは早期に検出した後に、室内に火災警報が鳴動されるので、室内の人間が火災を未然に、若しくは早期に発見することができる。

また、接続箱１３及びパワーコンディショナ１５に設けられる火災感知器は煙感知器２３及び２５に限られず、例えば、連動式の火災警報器でも良い。この場合、住戸の室内にも連動式の火災警報器が設けることで、接続箱１３又はパワーコンディショナ１５で発煙した際に、接続箱１３又はパワーコンディショナ１５に設けられた火災警報器からの連動信号により、住居内の火災警報器が連動して鳴動するので、上記図示しない火災受信機を備えなくても、火災を未然に、若しくは早期に発見するに至る。さらに、アーク検出装置２２や炎感知器２１を、住戸内の連動式火災警報器と連動させても良い。

なお、本発明に係る実施の説明では、火災検出システム２０は、炎感知器２１、アーク検出装置２２、煙感知器２３及び２５を設ける場合で説明したが、本発明は、これら火災検出手段を全て備えている場合だけではなく、いずれか一つを設ける場合も含むことは言うまでもなく、少なくとも１つ以上の火災検出手段を設けるだけで、火災を未然に、若しくは早期に検出することに寄与することになる。

１０太陽光発電システム
１１太陽光パネル
１２入力用配線
１３接続箱
１４出力用配線
１５パワーコンディショナ
１７分電盤
１９売電メータ
２０火災検出システム
２１炎感知器
２２アーク検出装置
２３煙感知器
２５煙感知器

Claims

太陽の光エネルギーを電力に変換して、直流電力として出力する太陽光パネルと、該太陽光パネルで発電した前記直流電力を集合させる接続箱と、該接続箱から出力される直流
電力を交流電力に変換するパワーコンディショナとを有する太陽光発電システムの火災検出システムにおいて、
前記太陽光発電システムは、連動式の火災警報器が室内に備えられる住戸に設けられるものであって、
前記太陽光パネルの近傍であって、監視エリアに前記太陽光パネルが含まれるように炎感知器を設け、
該炎感知器は、前記室内に備えられる火災警報器と連動することを特徴とする火災検出システム。
前記炎感知器は、前記太陽光パネルの発電量の低下に従って閾値を低下させることを特徴とする請求項１記載の火災検出システム。
太陽の光エネルギーを電力に変換して、直流電力として出力する太陽光パネルと、該太陽光パネルで発電した前記直流電力を集合させる接続箱と、該接続箱から出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナとを有する太陽光発電システムの火災検出システムにおいて、
前記太陽光発電システムは、連動式の火災警報器が室内に備えられる住戸に設けられるものであって、
前記接続箱及び／又は前記パワーコンディショナの内部に周囲の環境が一定以上の煙濃度になったときに火災を検出する火災警報器または熱を感知する火災警報器を設け、
該火災警報器は、前記室内に備えられる火災警報器と連動することを特徴とする火災検出システム。