JP6414905B2 - 接続箱、ハイブリッド蓄電システムおよびシステム動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、接続箱、ハイブリッド蓄電システムおよびシステム動作方法に関する。

トランスレス型（非絶縁型）の太陽光発電システム（例えば、特許文献１参照）は、昼間にパワーコンディショナーが系統連系動作を行うと、太陽電池の内部回路−フレーム間に大きな電位差が発生し、夜間にパワーコンディショナーが太陽電池を系統から解列させる系統解列動作を行うと、太陽電池の内部回路−フレーム間の電位差が解消される。

一方、ハイブリッド蓄電システム（太陽光発電機能を有した蓄電システム）は、トランスレス型（非絶縁型）の回路構成であるが、太陽光発電システムとは異なり太陽電池を２４時間系統に接続するため、太陽電池の内部回路−フレーム間の電位差が長時間継続される。このため、ハイブリッド蓄電システムでは、太陽電池の発電能力が急激に劣化するＰＩＤ（Potential Induced Degradation）現象が発生するおそれがある。なお、太陽電池にはＰＩＤ現象に強い（ＰＩＤ現象が発生しにくい）ものも存在するため、ハイブリッド蓄電システムにおいて、必ずしもＰＩＤ対策が必要になるとは限らない。

図３に、ＰＩＤ対策として接続箱２Ｂを備えたハイブリッド蓄電システム１Ｂを示す。接続箱２Ｂは、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２とパワーコンディショナー２０との間に挿入される。接続箱２Ｂは、リレー７、８と、制御回路９Ｂと、制御電源１０と、商用ブリッジダイオード１１Ｂ、１２Ｂと、第１検出回路１３とを備える。なお、制御回路９Ｂは、タイマー回路（図示略）を備える。

リレー７は、太陽電池ＰＶ１とパワーコンディショナー２０とを接続する第１プラス側ライン３および第１マイナス側ライン４に介装されている。リレー８は、太陽電池ＰＶ２とパワーコンディショナー２０とを接続する第２プラス側ライン５および第２マイナス側ライン６に介装されている。

制御回路９Ｂは、制御電源１０からの電圧供給により起動する。起動した制御回路９Ｂは、第１検出回路１３で検出される太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の電圧に応じて、リレー７、８のオン／オフ制御を行う。例えば、制御回路９Ｂは、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２が発電をしている昼間にリレー７、８をオン状態にし、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２が発電していない夜間にリレー７、８をオフ状態にする。リレー７、８がオフ状態になると、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２がパワーコンディショナー２０から切り離されるため、パワーコンディショナー２０が系統連系動作を行っていても、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の内部回路−フレーム間には電位差が発生しなくなる。その結果、ＰＩＤ現象が抑制される。

制御電源１０は、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２から出力される直流電圧（発電電圧）や、パワーコンディショナー２０の自立出力端子Ｔ１０、Ｔ１１から出力される交流電圧（自立出力）により起動し、制御回路９Ｂに電源電圧を供給する。パワーコンディショナー２０は、自立出力として、系統通電時は系統Ｇからの交流電圧を出力し、系統停電時は蓄電池２８の直流電圧を交流電圧に変換して出力する。例えば、系統停電時で蓄電池２８が空の場合は自立出力がないため、制御電源１０は、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧のみで動作する。

接続箱２Ｂでは、逆流防止用のダイオードとして、大量生産されコストが安い商用ブリッジダイオード１１Ｂ、１２Ｂを用いている。具体的には、商用ブリッジダイオード１１ＢのダイオードＤ１１、Ｄ１２と、商用ブリッジダイオード１２ＢのダイオードＤ１３、Ｄ１４を、逆流防止用のダイオードとして用いている。

図４に、ハイブリッド蓄電システム１Ｂのシステム動作方法に関するフローチャートを示す。ここでは、夜明け時であって、系統停電時で蓄電池２８が空の場合におけるシステム動作方法について説明する。

夜明け時に、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２が発電を開始すると（Ｓ１０１）、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧が制御電源１０の直流入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力される。入力された発電電圧が制御電源１０の起動電圧（例えば、ＤＣ４０［Ｖ］）に達すると、制御電源１０が起動し（Ｓ１０２）、制御電源１０から制御回路９Ｂに電源電圧が供給され、制御回路９Ｂが起動する（Ｓ１０３）。

起動した制御回路９Ｂは、第１検出回路１３の検出値（太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧）に応じて、リレー７、８のオン／オフ制御を行う。具体的には、制御回路９Ｂは、第１検出回路１３の検出値がリレー７、８の動作電圧（例えば、ＤＣ５０［Ｖ］）以上になると（Ｓ１０４でＹＥＳ）、タイマー回路で予め設定された設定時間の間（例えば、３０分間）制御回路９Ｂがリレー７、８をオフさせる動作（タイマー動作）を行い、設定時間が経過した後（例えば、３０分経過後）にリレー７、８をオンさせる（Ｓ１０５）。

リレー７、８がオンすると、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧がパワーコンディショナー２０の制御電源２７に入力され、制御電源２７が起動する（Ｓ１０６）。制御電源２７が起動すると、制御電源２７から制御回路２６に電源電圧が供給され、制御回路２６が起動する（Ｓ１０７）。起動した制御回路２６は、パワーコンディショナー２０のＤＣ／ＤＣ回路２１、２２および電圧変換回路２５を起動させる。これにより、パワーコンディショナー２０が、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧を活用するための動作（例えば、蓄電池２８の充電動作、または自立出力動作）を開始する（Ｓ１０８）。

ところで、夜明け時は太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧が低いため、制御電源２７が起動した時（Ｓ１０６）、制御回路２６が起動した時（Ｓ１０７）、またはパワーコンディショナー２０が動作を開始（Ｓ１０８）してからＤＣ／ＤＣ回路２１、２２が正常なＭＰＰＴ動作（最大電力点動作）を行うまでの間に、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２から取り出す電力が所定の許容量を超えて、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧が急激に低下するおそれがある。

太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧が制御電源１０の動作停止電圧（例えば、ＤＣ３０［Ｖ］）まで低下すると、制御電源１０が停止し、制御回路９Ｂが停止し、リレー７、８がオフする。リレー７、８がオフすると、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧の低下が解消されるので、再び、制御電源１０が起動し（Ｓ１０２）、制御回路９Ｂが起動し（Ｓ１０３）、タイマー動作後にリレー７、８がオンする（Ｓ１０５）。

ここで、タイマー回路がない場合は、制御電源１０が短時間で起動／停止を繰り返し、リレー７、８が短時間でオン／オフを繰り返すことになるため、リレー７、８の寿命やリレー７、８からの騒音に関する問題が発生するが、接続箱２Ｂでは、制御回路９Ｂがタイマー回路を備えるため、上記の問題は発生しない。

特開２００２−２７７６４号公報

しかしながら、従来の接続箱２Ｂおよびハイブリッド蓄電システム１Ｂでは、制御回路９Ｂがタイマー回路を備えるために、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧を有効に活用することができないという別の問題が発生する。

例えば、（１）系統通電時、（２）系統停電時でも蓄電池２８が充電されている状態の時、制御電源１０はパワーコンディショナー２０の自立出力で安定に動作しているにもかかわらず、タイマー回路で予め設定された設定時間の間（例えば、３０分間）は、リレー７、８がオフしているので、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧をパワーコンディショナー２０に入力することができないという問題が発生する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、太陽電池とパワーコンディショナーとを接続するラインに介装されたスイッチが短時間でオン／オフを繰り返すことを防ぐとともに、太陽電池の発電電圧を有効に活用することが可能な接続箱、ハイブリッド蓄電システムおよびシステム動作方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る接続箱は、
太陽電池とパワーコンディショナーとの間に設けられる接続箱であって、
オン時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にするスイッチと、
前記スイッチのオン／オフ制御を行う制御回路と、
前記太陽電池の発電電圧および／または前記パワーコンディショナーの出力電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、
を備え、
前記制御回路は、
前記制御電源に前記出力電圧が入力されていない場合、所定の設定時間の間は前記スイッチをオフさせるタイマー動作を行った後に、前記スイッチをオンさせる一方、
前記制御電源に前記出力電圧が入力されている場合、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
ことを特徴とする。

この構成によれば、制御電源にパワーコンディショナーの出力電圧が入力されていない場合、タイマー動作を行った後にスイッチをオンさせるので、スイッチが短時間でオン／オフを繰り返すことを防ぐことが可能となる。また、この構成によれば、制御電源にパワーコンディショナーの出力電圧が入力されている場合、タイマー動作を行うことなくスイッチをオンさせるので、太陽電池の発電電圧を有効に活用することが可能となる。

上記接続箱は、
前記発電電圧を検出する第１検出回路と、
前記出力電圧を検出する第２検出回路と、を備え、
前記第２検出回路は、前記制御電源に前記出力電圧が入力されている間、前記制御回路に検出信号を出力し、
前記制御回路は、
前記検出信号が入力されていない場合、前記第１検出回路の検出値が前記スイッチの動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行った後に前記スイッチをオンさせる一方、
前記検出信号が入力されている場合、前記検出値が前記動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
ことが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド蓄電システムは、
接続箱とパワーコンディショナーと蓄電池とを含み、前記パワーコンディショナーが、系統および前記蓄電池に接続されるとともに前記接続箱を介して太陽電池に接続されるハイブリッド蓄電システムであって、
前記接続箱は、
オン時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にするスイッチと、
前記スイッチのオン／オフ制御を行う制御回路と、
前記太陽電池の発電電圧および／または前記パワーコンディショナーの出力電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、
を備え、
前記制御回路は、
前記制御電源に前記出力電圧が入力されていない場合、所定の設定時間の間は前記スイッチをオフさせるタイマー動作を行った後に、前記スイッチをオンさせる一方、
前記制御電源に前記出力電圧が入力されている場合、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
ことを特徴とする。

この構成によれば、制御電源にパワーコンディショナーの出力電圧が入力されていない場合、タイマー動作を行った後にスイッチをオンさせるので、スイッチが短時間でオン／オフを繰り返すことを防ぐことが可能となる。また、この構成によれば、制御電源にパワーコンディショナーの出力電圧が入力されている場合、タイマー動作を行うことなくスイッチをオンさせるので、太陽電池の発電電圧を有効に活用することが可能となる。

上記ハイブリッド蓄電システムでは、
前記接続箱は、
前記発電電圧を検出する第１検出回路と、
前記出力電圧を検出する第２検出回路と、を備え、
前記第２検出回路は、前記制御電源に前記出力電圧が入力されている間、前記制御回路に検出信号を出力し、
前記制御回路は、
前記検出信号が入力されていない場合、前記第１検出回路の検出値が前記スイッチの動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行った後に前記スイッチをオンさせる一方、
前記検出信号が入力されている場合、前記検出値が前記動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
ことが好ましい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るシステム動作方法は、
制御電源および制御回路を有する接続箱とパワーコンディショナーと蓄電池とを含み、前記パワーコンディショナーが系統および前記蓄電池に接続されるとともに前記接続箱を介して太陽電池に接続され、前記接続箱のスイッチがオンの時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとが導通状態になり、前記スイッチがオフの時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとが非導通状態となるハイブリッド蓄電システムのシステム動作方法であって、
前記太陽電池の発電電圧および／または前記パワーコンディショナーの出力電圧で前記制御電源を起動させる第１ステップと、
起動した前記制御電源が、前記制御回路に電源電圧を供給して前記制御回路を起動させる第２ステップと、
前記制御電源に前記出力電圧が入力されていない場合に、起動した前記制御回路が、所定の設定時間の間は前記スイッチをオフさせるタイマー動作を行った後に、前記スイッチをオンさせる第３ステップと、
前記制御電源に前記出力電圧が入力されている場合に、起動した前記制御回路が、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる第４ステップと、を含む
ことを特徴とする。

この構成によれば、第３ステップによって、スイッチが短時間でオン／オフを繰り返すことを防ぐことが可能となる一方、第４ステップによって、太陽電池の発電電圧を有効に活用することが可能となる。

本発明によれば、スイッチが短時間でオン／オフを繰り返すことを防ぐとともに、太陽電池の発電電圧を有効に活用することが可能な接続箱、ハイブリッド蓄電システムおよびシステム動作方法を提供することができる。

本発明に係る接続箱およびハイブリッド蓄電システムのブロック図である。 本発明に係るシステム動作方法を示すフローチャートである。 従来の接続箱およびハイブリッド蓄電システムのブロック図である。 従来のシステム動作方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る接続箱、ハイブリッド蓄電システムおよびシステム動作方法の実施形態について説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る接続箱２Ａおよびハイブリッド蓄電システム１Ａを示す。ハイブリッド蓄電システム１Ａは、ＰＩＤ対策として設けられた接続箱２Ａと、パワーコンディショナー２０と、パワーコンディショナー２０に接続された蓄電池２８と、を含むトランスレス型（非絶縁型）の回路構成であり、少なくとも１つの太陽電池（本実施形態では、２つの太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２）が接続される。

太陽電池ＰＶ１のプラス側端子は、接続箱２Ａの第１プラス側ライン３を介して、パワーコンディショナー２０の第１プラス側端子Ｔ３に接続される。太陽電池ＰＶ１のマイナス側端子は、接続箱２Ａの第１マイナス側ライン４を介して、パワーコンディショナー２０の第１マイナス側端子Ｔ４に接続される。

太陽電池ＰＶ２のプラス側端子は、接続箱２Ａの第２プラス側ライン５を介して、パワーコンディショナー２０の第２プラス側端子Ｔ５に接続される。太陽電池ＰＶ２のマイナス側端子は、接続箱２Ａの第２マイナス側ライン６を介して、パワーコンディショナー２０の第２マイナス側端子Ｔ６に接続される。

パワーコンディショナー２０は、ＤＣ／ＤＣ回路２１、２２と、電流センサ２３、２４と、電圧変換回路２５と、制御回路２６と、制御電源２７とを備える。

ＤＣ／ＤＣ回路２１は、太陽電池ＰＶ１の発電電圧を昇圧して、電圧変換回路２５に出力する。ＤＣ／ＤＣ回路２２は、太陽電池ＰＶ２の発電電圧を昇圧して、電圧変換回路２５に出力する。

電流センサ２３は、ＤＣ／ＤＣ回路２１がＭＰＰＴ動作（最大電力点動作）を行うのに必要なものであり、例えば、第１マイナス側ライン４を流れる電流を検出するカレントトランスである。電流センサ２４は、ＤＣ／ＤＣ回路２２がＭＰＰＴ動作（最大電力点動作）を行うのに必要なものであり、例えば、第２マイナス側ライン６を流れる電流を検出するカレントトランスである。

電圧変換回路２５は、双方向インバータ回路およびＤＣ／ＤＣ回路を含み、ＡＣ／ＤＣ変換動作、昇降圧動作および蓄電池２８の充放電動作を行う。例えば、電圧変換回路２５は、ＤＣ／ＤＣ回路２１、２２から入力された直流電圧を交流電圧に変換して系統接続端子Ｔ７〜Ｔ９から出力したり、系統接続端子Ｔ７〜Ｔ９から入力された交流電圧を自立出力端子Ｔ１０、Ｔ１１から出力したり、蓄電池２８の直流電圧を交流電圧に変換して自立出力端子Ｔ１０、Ｔ１１から出力したりする。

制御回路２６は、ＤＣ／ＤＣ回路２１、２２および電圧変換回路２５を制御する。制御電源２７は、例えば太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧で動作し、制御回路２６に電源電圧を供給する。

接続箱２Ａは、本発明の「スイッチ」に相当するリレー７、８と、制御回路９Ａと、制御電源１０と、商用ブリッジダイオード１１Ａ、１２Ａと、第１検出回路１３と、第２検出回路１４とを備える。

リレー７は、太陽電池ＰＶ１とパワーコンディショナー２０とを接続する第１プラス側ライン３および第１マイナス側ライン４に介装されている。リレー８は、太陽電池ＰＶ２とパワーコンディショナー２０とを接続する第２プラス側ライン５および第２マイナス側ライン６に介装されている。リレー７、８は、制御回路９Ａの制御下でオン／オフ動作を行い、制御回路９Ａの制御下を外れたとき（例えば、制御回路９Ａが動作していないとき）はオフする。

商用ブリッジダイオード１１Ａは、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ５、Ｄ６からなり、このうちダイオードＤ１、Ｄ２が逆流防止用のダイオードとして用いられる。ダイオードＤ１は、アノードが第１プラス側ライン３に接続され、カソードが制御電源１０の直流入力端子Ｔ１に接続される。ダイオードＤ２は、アノードが第２プラス側ライン５に接続され、カソードが制御電源１０の直流入力端子Ｔ１に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード１１ＡのダイオードＤ１、Ｄ２がＯＲ接続になる。

商用ブリッジダイオード１２Ａは、ダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８からなり、このうちダイオードＤ３、Ｄ４が逆流防止用のダイオードとして用いられる。ダイオードＤ３は、アノードが制御電源１０の直流入力端子Ｔ２に接続され、カソードが第１マイナス側ライン４に接続される。ダイオードＤ４は、アノードが制御電源１０の直流入力端子Ｔ２に接続され、カソードが第２マイナス側ライン６に接続される。すなわち、商用ブリッジダイオード１２ＡのダイオードＤ３、Ｄ４がＯＲ接続になる。

制御電源１０は、直流入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力された太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧および／または交流入力端子Ｔ１０’、Ｔ１１’に入力されたパワーコンディショナー２０の自立出力（交流電圧）で動作し、制御回路９Ａに電源電圧を供給する。

第１検出回路１３は、制御電源１０の直流入力端子Ｔ１、Ｔ２間に接続され、直流入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力される太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧（直流電圧）を所定の周期で検出する。第１検出回路１３は、発電電圧の検出値に関する検出信号を制御回路９Ａに出力する。

第２検出回路１４は、制御電源１０の交流入力端子Ｔ１０’、Ｔ１１’間に接続され、交流入力端子Ｔ１０’、Ｔ１１’に入力されるパワーコンディショナー２０の自立出力（交流電圧）を検出する。第２検出回路１４は、交流電圧を検出しているときは、制御回路９Ａに検出信号を出力する（例えば、ハイレベルの信号を出力する）一方、交流電圧を検出していないときは、制御回路９Ａに検出信号を出力しない（例えば、ローレベルの信号を出力する）。

制御回路９Ａは、タイマー回路を備える（図示略）。制御回路９Ａは、第１検出回路１３および第２検出回路１４の検出信号に応じて、タイマー回路の制御（タイマー動作の制御）およびリレー７、８のオン／オフ制御を行う。タイマー動作とは、タイマー回路で予め設定された設定時間の間（例えば、３０分間）は、制御回路９Ａがリレー７、８をオフさせる動作である。

例えば、第１検出回路１３の検出値がリレー７、８の動作電圧以上で、かつ第２検出回路１４の検出信号の入力が無い場合、制御回路９Ａは、タイマー回路を有効にして（タイマー動作を行い）リレー７、８をオンさせる。これにより、夜明け時や悪天候の時などに、リレー７、８が短時間でオン／オフを繰り返すのを防ぐことができる。

一方、第１検出回路１３の検出値がリレー７、８の動作電圧以上で、かつ第２検出回路１４の検出信号の入力が有る場合、制御回路９Ａは、タイマー回路を無効にして（タイマー動作を行うことなく）リレー７、８をオンさせる。これにより、タイマー回路で設定された設定時間の間も、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧を有効に活用することができる。

また、第１検出回路１３の検出値がリレー７、８の動作電圧未満の場合、制御回路９Ａは、リレー７、８をオフさせる。これにより、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２がパワーコンディショナー２０から切り離されるため、パワーコンディショナー２０が系統連系動作を行っていても、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の内部回路−フレーム間には電位差が発生しなくなる。その結果、ＰＩＤ現象が抑制される。

図２に、ハイブリッド蓄電システム１Ａのシステム動作方法に関するフローチャートを示す。ここでは、夜明け時であって、系統通電時（または系統停電時でも蓄電池２８が充電されている状態の時）の場合におけるシステム動作方法について説明する。

上記の場合、パワーコンディショナー２０の自立出力（交流電圧）が制御電源１０の交流入力端子Ｔ１０’、Ｔ１１’に入力され、制御電源１０が起動する（Ｓ０１、本発明の「第１ステップ」に相当）。また、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２が発電を開始し、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧が制御電源１０の直流入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力される。

制御電源１０が起動すると（Ｓ０１）、制御電源１０から制御回路９Ａに電源電圧が供給され、制御回路９Ａが起動する（Ｓ０２、本発明の「第２ステップ」に相当）。起動した制御回路９Ａは、第１検出回路１３の検出値（太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧）とリレー７、８の動作電圧（例えば、ＤＣ５０［Ｖ］）とを比較する（Ｓ０３）。

比較の結果、第１検出回路１３の検出値がリレー７、８の動作電圧以上の場合に（Ｓ０３でＹＥＳ）、制御回路９Ａは、第２検出回路１４の検出信号の有無に応じて、タイマー動作を行うか否かの判断をする（Ｓ０４）。

制御電源１０への自立出力の入力が無い場合、制御回路９Ａへの検出信号の入力は無いので（Ｓ０４でＮＯ）、制御回路９Ａは、タイマー回路で設定された設定時間の間（例えば、３０分間）リレー７、８をオフさせ、設定時間が経過した後（例えば、３０分経過後）にリレー７、８をオンさせる（Ｓ０５、本発明の「第３ステップ」に相当）。

リレー７、８がオンすると、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧がパワーコンディショナー２０の制御電源２７に入力され、制御電源２７が起動する（Ｓ０６）。制御電源２７が起動すると、制御電源２７から制御回路２６に電源電圧が供給され、制御回路２６が起動する（Ｓ０７）。起動した制御回路２６は、パワーコンディショナー２０のＤＣ／ＤＣ回路２１、２２および電圧変換回路２５を起動させる。これにより、パワーコンディショナー２０が、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧を活用するための動作（例えば、蓄電池２８の充電動作、または自立出力動作）を開始する（Ｓ０８）。

一方、本実施形態では、制御電源１０への自立出力の入力が有り、制御回路９Ａへの検出信号の入力が有るので（Ｓ０４でＹＥＳ）、制御回路９Ａは、タイマー動作を行うことなくリレー７、８をオンさせる（Ｓ０９、本発明の「第４ステップ」に相当）。なお、パワーコンディショナー２０の自立出力が有る場合、パワーコンディショナー２０はすでに起動しているため、制御電源２７および制御回路２６が起動するステップ（Ｓ０６、Ｓ０７）は省略される。

結局、本実施形態に係る接続箱２Ａ、ハイブリッド蓄電システム１Ａおよびシステム動作方法によれば、本発明のスイッチに相当するリレー７、８が短時間でオン／オフを繰り返すことを防ぐとともに、自立出力時にタイマー回路を無効にすることで、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧を有効に活用することができる。

以上、本発明に係る接続箱、ハイブリッド蓄電システムおよびシステム動作方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態では、電圧変換回路２５の自立出力（交流電圧）を制御電源１０に入力したが、電圧変換回路２５に直流の自立出力を設け、前記直流の自立出力を制御電源１０に入力してもよい。この場合、第２検出回路１４は直流電圧を検出して制御回路９Ａに検出信号を出力する。

制御回路９Ａは、制御電源１０への自立出力の入力が無い場合に、タイマー動作を行った後リレー７、８をオンさせる一方、制御電源１０への自立出力の入力が有る場合に、タイマー動作を行うことなくリレー７、８をオンさせるのであれば、その構成を適宜変更することができる。例えば、制御回路９Ａは、タイマー回路に加えて、リレー７、８をオンさせるためのスイッチング回路と、第２検出回路１４の検出信号の入力が有る場合にタイマー回路を無効にする無効回路とを備えていてもよい。

接続箱２Ａは、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２に加えて、さらに別の太陽電池が接続されていてもよいし、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２のいずれか一方のみが接続されていてもよい。接続箱２Ａにおけるブリッジダイオードの数は、追加の太陽電池の数に応じて変更することができる。

接続箱２Ａでは、第１検出回路１３を省略して別の方法で太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧を検出してもよいし、第２検出回路１４を省略して別の方法でパワーコンディショナー２０の自立出力を検出してもよい。例えば、第１検出回路１３および／または第２検出回路１４と同様の機能を有する検出回路を、接続箱２Ａの外部に設けてもよい。

制御電源１０は、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２の発電電圧および／またはパワーコンディショナー２０の自立出力で動作し、制御回路９Ａに電源電圧を供給するのであれば、適宜構成を変更することができる。

パワーコンディショナー２０は、太陽電池ＰＶ１、ＰＶ２に接続され、かつ系統Ｇおよび蓄電池２８に接続されるのであれば、適宜構成を変更することができるが、系統通電時は系統Ｇからの交流電圧を自立出力として出力し、系統停電時は蓄電池２８の直流電圧を交流電圧に変換して自立出力として出力することが好ましい。また、蓄電池２８は、パワーコンディショナー２０に内蔵されていてもよい。

本発明のスイッチは、オン時に太陽電池ＰＶ１（または太陽電池ＰＶ２）とパワーコンディショナー２０とを導通状態にし、オフ時に太陽電池ＰＶ１（または太陽電池ＰＶ２）とパワーコンディショナー２０とを非導通状態にするのであれば、リレー７（またはリレー８）以外のものを用いてもよい。

１Ａ ハイブリッド蓄電システム
２Ａ 接続箱
３ 第１プラス側ライン
４ 第１マイナス側ライン
５ 第２プラス側ライン
６ 第２マイナス側ライン
７、８ リレー（スイッチ）
９Ａ 制御回路
１０ 制御電源
１１Ａ 商用ブリッジダイオード
１２Ａ 商用ブリッジダイオード
１３ 第１検出回路
１４ 第２検出回路
２０ パワーコンディショナー
２１、２２ ＤＣ／ＤＣ回路
２３、２４ 電流センサ
２５ 電圧変換回路
２６ 制御回路
２７ 制御電源
２８ 蓄電池

Claims (5)

1. 太陽電池とパワーコンディショナーとの間に設けられる接続箱であって、
   オン時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にするスイッチと、
   前記スイッチのオン／オフ制御を行う制御回路と、
   前記太陽電池の発電電圧および／または前記パワーコンディショナーの出力電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記制御電源に前記出力電圧が入力されていない場合、所定の設定時間の間は前記スイッチをオフさせるタイマー動作を行った後に、前記スイッチをオンさせる一方、
   前記制御電源に前記出力電圧が入力されている場合、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
   ことを特徴とする接続箱。
2. 前記発電電圧を検出する第１検出回路と、
   前記出力電圧を検出する第２検出回路と、を備え、
   前記第２検出回路は、前記制御電源に前記出力電圧が入力されている間、前記制御回路に検出信号を出力し、
   前記制御回路は、
   前記検出信号が入力されていない場合、前記第１検出回路の検出値が前記スイッチの動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行った後に前記スイッチをオンさせる一方、
   前記検出信号が入力されている場合、前記検出値が前記動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続箱。
3. 接続箱とパワーコンディショナーと蓄電池とを含み、前記パワーコンディショナーが、系統および前記蓄電池に接続されるとともに前記接続箱を介して太陽電池に接続されるハイブリッド蓄電システムであって、
   前記接続箱は、
   オン時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを導通状態にし、オフ時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとを非導通状態にするスイッチと、
   前記スイッチのオン／オフ制御を行う制御回路と、
   前記太陽電池の発電電圧および／または前記パワーコンディショナーの出力電圧で動作し、前記制御回路に電源電圧を供給する制御電源と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記制御電源に前記出力電圧が入力されていない場合、所定の設定時間の間は前記スイッチをオフさせるタイマー動作を行った後に、前記スイッチをオンさせる一方、
   前記制御電源に前記出力電圧が入力されている場合、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
   ことを特徴とするハイブリッド蓄電システム。
4. 前記接続箱は、
   前記発電電圧を検出する第１検出回路と、
   前記出力電圧を検出する第２検出回路と、を備え、
   前記第２検出回路は、前記制御電源に前記出力電圧が入力されている間、前記制御回路に検出信号を出力し、
   前記制御回路は、
   前記検出信号が入力されていない場合、前記第１検出回路の検出値が前記スイッチの動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行った後に前記スイッチをオンさせる一方、
   前記検出信号が入力されている場合、前記検出値が前記動作電圧以上になると、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる
   ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド蓄電システム。
5. 制御電源および制御回路を有する接続箱とパワーコンディショナーと蓄電池とを含み、前記パワーコンディショナーが系統および前記蓄電池に接続されるとともに前記接続箱を介して太陽電池に接続され、前記接続箱のスイッチがオンの時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとが導通状態になり、前記スイッチがオフの時に前記太陽電池と前記パワーコンディショナーとが非導通状態となるハイブリッド蓄電システムのシステム動作方法であって、
   前記太陽電池の発電電圧および／または前記パワーコンディショナーの出力電圧で前記制御電源を起動させる第１ステップと、
   起動した前記制御電源が、前記制御回路に電源電圧を供給して前記制御回路を起動させる第２ステップと、
   前記制御電源に前記出力電圧が入力されていない場合に、起動した前記制御回路が、所定の設定時間の間は前記スイッチをオフさせるタイマー動作を行った後に、前記スイッチをオンさせる第３ステップと、
   前記制御電源に前記出力電圧が入力されている場合に、起動した前記制御回路が、前記タイマー動作を行うことなく前記スイッチをオンさせる第４ステップと、を含む
   ことを特徴とするシステム動作方法。

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