JP6446668B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の取り付
けに関するものである。

近年太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換して建屋内で自己消費する場合や
、電力系統へ売電する場合が生じている。このような場合電力変換装置は太陽電池の設置
状態に合わせて野立てで取り付けるか、建屋の外壁面又は内壁面へ取り付けるなどが行わ
れていた。

電力変換装置を建屋の外壁面に取り付ける場合は、暴風雨対策や、粉塵、虫等の侵入対
策が必要になり、内壁面に取り付ける場合は、取り付けの省スペース化や放熱対策が求め
られていた。電気機器の放熱を加味し壁面に埋め込んで取り付けるものとしては特許文献
１に記載のようなものであった。

特開２００３−７５８５８号公報

特許文献１に記載のものでは、通気開口による空気の自然循環で内部に収納する発熱体
を冷却するものであり、発熱体からの発熱量が多い場合やヒートシンクを用いる場合では
充分な冷却が得られないものであった。

本発明は、建屋の外面に取り付けられる太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変
換する電力変換装置おいて、この電力変換装置の筐体を少なくとも胴部と、この胴部の前
面側に取り外し自在に設けられる前面パネルと、胴部の背面側を構成するヒートシンクと
から構成し、前記胴部を前記建屋の壁面に構成した貫通孔に取り付けられる枠状の取り付
け部材に固定すると共に、前記取り付け部材は建屋の梁状部に取り付けられるものである
。

本発明の電力変換装置はヒートシンクを屋外に臨ませることによる冷却能力を向上させ
ると共に、枠状の取り付け部材を介して胴部を梁状部に取り付け安定性を確保するもので
ある。

本発明の実施例を示す取り付け状態の説明図である。 図１に示した電力変換装置を壁に取り付けた際の説明図である。 図２に示した電力変換装置の分解説明図である。 図３に示した電力変換装置の前面パネルの正面図である。 図３に示した電力変換装置の前面パネルを外した状態の説明図である。

本発明は太陽電池の発電する直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の取り付けに
関するものである。

図１において、１は太陽電池であり、建屋２の屋根３（外面の一例）に取り付けられて
いる。太陽電池１で発電された直流電力は配線４を介して建屋２内へ引き込まれた後、天
井裏や壁の隙間を通して配線され電力変換装置５へ接続される。太陽電池１は屋根３に限
らず、建屋２の壁面など建屋の外面に取り付けても良い。

６は柱上トランスであり、電力系統７へ接続されると共に、建屋２の配電盤を介して電
力変換装置５へ配線８で接続されている。電力変換装置５は太陽電池１で発電された直流
電力を交流電力に変換し配電盤を介して自己消費するように配線接続されている。この場
合、自己消費されなかった余剰電力は柱上トランス６を介して電力系統７へ重畳し売電さ
れる。

尚、柱上トランス６は配電盤を介さず直接電力変換装置５へ接続すれば、電力変換装置
５で変換される交流電力の全量を直接柱上トランス６を介して電力系統７へ重畳し売電す
ることも可能である。

図２は電力変換装置５を壁９（外壁側９ａ、内壁側９ｂ）に取り付けた際の説明図であ
り、図３は電力変換装置５の分解説明図である。１０は梁状部であり、建屋２の柱と柱と
の間に掛けられた部材であり、この梁状部１０にかかる重さを柱に分散する。

電力変換装置５の筐体を少なくとも胴部５ａと、この胴部５ａの前面側（内壁側９ｂ）
に取り外し自在に設けられる前面パネル５ｂと、胴部５ａの背面側（外壁側９ａ）を構成
するヒートシンク５ｃとから構成されている。

胴部５ａは板金加工された枠形状の部材でありヒートシンク５ｃに取り付けられ内部に
電気部品（電装基板、リアクタ、スイッチング素子、スイッチなど）を収納する。電気部
品の内、リアクタなどの重量があるものは胴部５ａの梁状部１０に接する面に取り付けリ
アクタの重量が梁状部１０へ直接伝わるように構成している。このように構成することに
よって胴部５ａの強度を特別に設計することなくリアクタなどの重量物を取り付けること
ができる。また電力変換装置５の重心が梁状部１０に近くなり安定性が増すものである。

また、胴部５ａは壁面９の貫通孔１１に取り付けられる枠状の取り付け部材１２（ヒー
トシンク部５ｃの周囲を囲むように構成）に固定される。取り付け部材１２はフランジ部
分１２ａを外壁側９ａに防水用のパッキンやコーキングを介して接し、複数のネジ穴１２
ｂを介して梁状部１０に螺子止めされる。また、取り付け部材１２はネジ穴１２ｂのある
面の幅を広くして取り付け時の安定性と強度を得ている。尚、１３は配線の導入口であり
、胴部５ａの側面に設けると共に、太陽電池からの配線が壁面の中を通して導入されるも
のである。

電力変換装置５は、取り付け部材１２を貫通孔１１に嵌めネジ穴１２ｂを介して梁状部
１０に固定した後、内壁側９ｂから挿入し取り付け部材１２に嵌め合わせて固定し、胴部
５ａの内側から梁状部１０に螺子止めする。尚、胴部５ａ、取り付け部材１２を胴部５ａ
の内側から梁状部１０へ螺子で共締めすることも可能である。また、電力変換装置５を取
り付け部材１２へ直接螺子止めすることも可能である。

ヒートシンク５ｃはアルミ、アルミ合金、または放熱に適した材料でダイカスト成形、
熱間押出成形、または削り出しで形成されたものであり、筒部５ａと反対側の面に複数の
放熱フィンを空気の流れに沿って設けている。ヒートシンク５ｃの内側、すなわち電力変
換装置５の内部側には発熱体が熱移動可能に取り付けられ、この発熱体の冷却に寄与する
。

発熱体は、直流電力を交流電力に変換する際の電力用のスイッチング素子、ローパスフ
ィルタを構成するリアクトル、太陽電池で発電される直流電力を昇圧する電力用のスイッ
チング素子や、昇圧用のリアクトルなどが主なものである。これらの発熱体はいずれも電
力変換装置５の定格出力が大きくなれば大きくなるものである。

ヒートシンク５ｃは、貫通孔１１に電力変換装置５を取り付けた際に外壁側９ａに位置
し、外気との熱交換が行われる。従って、ヒートシンク５ｃの熱は胴部５ａ内に籠ること
なく外気へ放出され発熱体の冷却が行われる。

図４は前面パネル５ｂの正面図であり、外周に額状に平面で構成された平面部分１４と
この平面部分１４から前方へ突出した突出部１５とからなり、平面部分１４を複数のネジ
１６で螺子止めしている。また表示部１７は電力変換装置の出力状態、運転状態、異常時
のエラーなどを表示する。

図５は電力変換装置５から前面パネル５ａを外した状態の説明図であり、電装基板やス
イッチ類を取り外しヒートシンク５ｃが見える状態にしたものである。１８は電力用のス
イッチング素子（発熱体）でありヒートシンク５ｃに熱伝導グリスなどを介して取り付け
られている。１９はリアクタであり、ヒートシンク５ｃに接するように伝熱シートなどを
介して取り付けられると共に、胴部５ａの梁状部１０の側の面(下面)に固定されている。
２０は舌部であり、取り付け部材１２から突出して構成され、胴部５ａの開口に嵌り合わ
せられて取り付け部材１２と胴部５ａとを固定する。枠状の取り付け部材１２を介して胴
部５ａが梁状部１０に取り付けられることになり取り付けの安定性が確保できるものであ
る。

また胴部５ａには、前面パネル５ｂを取り付ける際の複数のネジ１６がねじ込まれるネ
ジ穴２１及び梁状部１０に螺子止めする際のネジ穴２２が設けられている。

本発明は建屋の壁面を貫通して取り付けられる電力変換装置に適用されるものである。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

１ 太陽電池
２ 建屋
５ 電力変換装置
７ 電力系統
９ 壁面
１０ 梁状部
１１ 貫通孔
１２ 取り付け部材
１３ 導入口
１８ スイッチング素子
１９ リアクタ
２０ 舌部

Claims (2)

1. 建屋の外面に取り付けられる太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換する電力
   変換装置において、
   この電力変換装置の筐体を少なくとも胴部と、この胴部の前面側に取り外し自在に設け
   られる前面パネルと、前記胴部の背面側を構成するヒートシンクとから構成し、前記胴部
   を前記建屋の壁面に構成した貫通孔に取り付けられる枠状の取り付け部材に固定すると共
   に、前記取り付け部材は建屋の梁状部に取り付けられることを特徴とする電力変換装置。
2. 前記胴部に配線の導入口を設けると共に、前記配線を前記壁面の中を通して前記太陽電
   池へ接続することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。

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