JPH10336901A - 系統連系発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電を開始したときにインバータ回路が頻繁
に作動／停止を繰り返してしまうのを防止する。 【解決手段】 ソーラパネルが発電を開始したことを検
出すると、出力電流が予め設定している基準値となるよ
うにインバータ回路を作動させると共に解列コンダクタ
を閉じ、発電電圧の変化を読込む（ステップ２００〜２
０６）。発電電圧が低下したときには、インバータ回路
を停止させると共に解列コンダクタを開放するし、この
動作が所定回数連続して繰り返されたときには（ステッ
プ２０８〜２２０）、待機モードへ移行して、所定時間
の間、インバータ回路を停止させると共に解列コンダク
タを開放して、ＳＯＬの作動（交流電力の出力）を停止
する（ステップ２２２、２２４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光等をエネル
ギー源として発電した電力を商用電力として出力する太
陽光発電装置等の系統連系発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽エネルギーを利用した太陽光
発電装置が普及しつつある。この太陽光発電装置は、太
陽光による発電電力を自家使用するのみでなく、余剰電
力を商用電力として出力することにより、効率的な電力
利用を図るようにしている。

【０００３】このような太陽光発電装置等の直流電力を
発生する系統連系発電装置では、発電した直流電力をイ
ンバータ回路によって交流電力に変換し、商用電力とし
て出力する。このとき、系統連系発電装置では、常に商
用電力を監視し、インバータ回路から出力する交流電力
と商用電力の整合を図るようにしている。

【０００４】一方、系統連系発電装置では、商用電力を
監視するための各種の整定値が設定されており、この整
定値に基づいて商用電力を監視し、停電や商用電力の電
圧異常等が発生したときには、発電電力の出力を停止す
るようになっている。

【０００５】一方、太陽光発電装置では、太陽光を受光
して発電するため、天候や時間に応じて発電電力が変化
する。このため、太陽光発電装置では、発電電力に応じ
た電力を商用電力に応じた電力を出力する。

【０００６】このため、太陽光発電装置では、一般にＭ
ＰＰＴ（Maixmum Power Point Tracking）制御が行われ
ている。このＭＰＰＴ制御では、インバータの直流動作
電圧を一定時間間隔で僅かに変化させ、そのときの太陽
電池出力電力（発電電圧と発電電流）を計測し、前回の
計測結果と比較し、この比較結果に基づいて発電電力が
増加する方向へインバータの直流動作電圧を変化させ
る。これによって最大電力点で動作させるようにしてい
る。

【０００７】このような太陽光発電装置では、発電電力
が大きく低下していると、インバータ回路から出力され
る電力（電流）が減少し、発電されているにもかかわら
ずインバータ回路から出力される電力が「０」となって
しまい、商用電源側から逆に電力が流れ込んでしまう恐
れがある。このため、太陽光発電装置では、出力電力が
低下すると、解列、商用電源との間に設けている解列コ
ンダクタによって、太陽光発電装置と商用電源とを切り
離すようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽光
発電装置では、時間や天候によって発電電力が大きく影
響され、発電電力が低下していると、解列コンダクタが
頻繁に作動して、太陽光発電装置の動作のみならず、太
陽光発電装置から出力される電力が不安定となってしま
う。

【０００９】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、発電電力が不安定であっても安定して動作する系
統連系発電装置を提案することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、発電手段によって発生させた直流電力を、
インバータ回路によって商用電力に整合させた電力に変
換して出力する系統連系発電装置であって、前記発電手
段によって発電した発電電圧を検出する電圧検出手段
と、前記インバータ回路から出力される電流を検出する
出力電流検出手段と、前記発電手段によって発電した電
力を商用電力として出力を開始するときに、前記出力電
流を予め設定した所定の電流値となるように前記インバ
ータ回路を作動させ、前記電圧検出手段の検出結果が所
定値以下となったときに、所定時間の間、電力の変換及
び出力を停止するする始動監視手段と、を含むことを特
徴とする。

【００１１】この発明によれば、発電手段によって発電
が開始されたときや、発電電力が低下したりエラー等に
よって一旦交流電力の出力を停止したときには、先ず、
インバータ回路の出力が所定の電流値となるように、イ
ンバータ回路を作動させ、このときに発電電圧が所定値
より下がったか否かを判断する。

【００１２】ここで、発電電圧が所定値より下がらなけ
れば、十分な発電電力が得られていると判断できるの
で、発電した電力をインバータ回路によって商用電力に
整合させた交流電力に変換して出力することができるの
で、インバータ回路を継続して作動させる。

【００１３】一方、発電電圧が低下したときには、十分
な発電電力が得られていないと判断して、所定時間発電
を停止する。このとき、判定誤差を防止するために、複
数回繰り返して、連続して発電電圧の低下を検出したと
きには、発電電力が少ないと判断して、所定時間、発電
電力を変換して出力するのを停止する。

【００１４】これによって、発電電力が十分に得られて
いない状態で、インバータ回路を動作させることによ
り、インバータ回路等が頻繁に作動／停止を繰り返して
しまうのを防止することができる。また、解列コンダク
タが頻繁に断続的にオン／オフしてしまうのを防止する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１には、本発明を適用した
系統連系発電装置として太陽光発電装置１５０を備えた
太陽発電装置付空気調和機であるエアコン１０が示され
ている。このエアコン１０は、室内ユニット１２と室外
ユニット１４を備えており、リモコンスイッチ１２０か
ら送出される操作信号（例えば赤外線を用いた信号）を
室内ユニット１２によって受信し、受信した操作信号に
応じて各種運転モードによる空気調和運転及び停止を行
うようになっている。

【００１６】また、太陽光発電装置１５０は、太陽光を
吸収して電気エネルギーに変換する発電手段であるソー
ラパネル１５２と、室外ユニット１４に設けられ、ソー
ラパネル１５２によって発生された電気エネルギー（以
下「発電電力」と言う）が入力される商用電源供給ユニ
ット（以下「ＳＯＬ１５４」と言う）によって構成され
ている。

【００１７】エアコン１０とＳＯＬ１５４は、商用電源
に接続されている分電盤１５６に別々に接続されてい
る。この分電盤１５６は、電力積算計１５８に接続され
ている。これにより、夜間等のＳＯＬ１５４が停止して
いるときでも、室内ユニット１２、室外ユニット１４
は、空気調和運転が可能となっている。

【００１８】この電力積算計１５８は、商用電源の電力
（商用電力と言う）の使用量を積算する買電メータと供
給した電力を積算する売電メータを備えている。エアコ
ン１０は、この分電盤１５６から供給される商用電力に
よって運転され、エアコン１０等の電力使用量が買電メ
ータに積算される。また、ＳＯＬ１５４は、発電電力を
商用電力として分電盤１５６を介して出力する所謂売電
を行うようになっており、出力される電力量が売電メー
タに積算されるようになっている。

【００１９】なお、分電盤１５６には、例えば定格が単
相３線１００Ｖ／２００Ｖの電灯電力が供給されるよう
になっており、ＳＯＬ１５４は、単相２００Ｖの電灯電
力を出力するようになっている。

【００２０】ここで、まず、エアコン１０の室内ユニッ
ト１２及び室外ユニット１４について説明する。

【００２１】図２には、エアコン１０の室内ユニット１
２と室外ユニット１４との間に構成されている冷凍サイ
クルを示している。室内ユニット１２と室外ユニット１
４の間には、冷媒を循環させる太管の冷媒配管１６Ａ
と、細管の冷媒配管１６Ｂが対で設けられており、それ
ぞれの一端が室内ユニット１２に設けられている熱交換
器１８に接続されている。

【００２２】冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユニット１
４のバルブ２０Ａに接続されている。このバルブ２０Ａ
は、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続されてい
る。この四方弁２４には、それぞれがコンプレッサ２６
に接続されているアキュムレータ２８とマフラー２２Ｂ
が接続されている。さらに、室外ユニット１４には、熱
交換器３０が設けられている。この熱交換器３０は、一
方が四方弁２４に接続され、他方が冷暖房用のキャピラ
リチューブ３２、ストレーナ３４、電動膨張弁３６、モ
ジュレータ３８を介してバルブ２０Ｂに接続されてい
る。このバルブ２０Ｂには、冷媒配管１６Ｂの他端が接
続されており、これによって、室内ユニット１２と室外
ユニット１４の間に冷凍サイクルを形成する冷媒の密閉
された循環路が構成されている。

【００２３】エアコン１０では、四方弁２４の切り換え
によって、運転モードが冷房モード（含むドライモー
ド）と暖房モードが切り換えられる。なお、図２では、
矢印で冷房モード（冷房運転）と暖房モード（暖房運
転）におけるそれぞれの冷媒の流れを示している。

【００２４】室内ユニット１２では、クロスフローファ
ン４４（図３参照）の作動によって室内の空気を吸引し
て熱交換器１８を通過させた後に室内へ吹出す。このと
き、熱交換器１８を通過する空気が冷媒との間で熱交換
が行われることにより、空調された空気が室内へ向けて
吹き出される。図１に示されるように、室内ユニット１
２には、左右フラップ５２及び上下フラップ５４を備え
た空気吹出し口５０が設けられており、上下フラップ５
４及び左右フラップ５２によって室内を空調する空気を
所望の方向へ向けて吹出すことができるようになってい
る。

【００２５】図３に示されるように、室内ユニット１２
には、空調制御部を構成する電源基板５６、コントロー
ル基板５８及びパワーリレー基板６０が設けられてい
る。電源基板５６には、前記した分電盤１５６からエア
コン１０を運転するための商用電力（例えば単相１００
Ｖ）が供給されるようになっており、電源基板５６は、
供給された電力（商用電力）をモータ電源６２、制御回
路電源６４、シリアル電源６６及び駆動回路６８等へ出
力する。また、コントロール基板５８には、シリアル回
路７０、駆動回路７２及びマイコン７４が設けられてい
る。

【００２６】電源基板５６の駆動回路６８には、クロス
フローファン４４を駆動するファンモータ７６（例えば
ＤＣブラシレスモータ）が接続されており、コントロー
ル基板５８に設けられているマイコン７４からの制御信
号に応じてモータ電源６２から駆動電力を供給する。こ
のとき、マイコン７４は、駆動回路６８からの出力電圧
を例えば１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で２５６ステップで変化
させるように制御する。これによって室内ユニット１２
の空気吹出し口５０から吹き出される空調風の風量が調
整される。

【００２７】コントロール基板５８の駆動回路７２に
は、パワーリレー基板６０及び上下フラップ５４を操作
する上下フラップモータ７８が接続されている。パワー
リレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ
等が設けられており、マイコン７４からの信号によっ
て、パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電
力を供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１
０は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニッ
ト１４へ電力が供給されて運転される。

【００２８】また、上下フラップモータ７８は、マイコ
ン７４の制御信号に応じて制御されて、上下フラップ５
４を操作する。上下フラップ５４が、上下方向へスイン
グされることにより、室内ユニット１２の吹出し口５０
から吹き出される空気の吹出し方向が上下方向へ変えら
れる。この上下フラップ５４の操作は、吹出し風が任意
の方向へ向けられるように固定できるが、自動モードで
は、運転状態に応じて予め定められている方向へ向けら
れるかスイングされる。

【００２９】このように、エアコン１０の室内ユニット
１２では、クロスフローファン４４の回転と、上下フラ
ップ５４の操作が制御されることにより、所望の風量及
び風向または室内を快適にするために設定される風量及
び風向とされて、空調された空気を室内へ吹出すことが
できるようになっている。

【００３０】マイコン７４及び電源回路５６のシリアル
電源６６に接続されているシリアル回路７０は、室外ユ
ニット１４へ接続されており、マイコン７４は、このシ
リアル回路７０を介して室外ユニット１４との間でシリ
アル通信を行い、室外ユニット１４の作動を制御するよ
うになっている。

【００３１】また、室内ユニット１２には、リモコン１
２０からの操作信号を受信する受信回路及び運転表示用
の表示ＬＥＤ等を備えた表示基板８２が設けられてお
り、この表示基板８２がマイコン７４に接続されてい
る。図１に示されるように、この表示基板８２の表示部
８２Ａは、室内ユニット１２のケーシング４２前面に設
けられており、リモコン１２０との間で操作信号等の送
受信が行われる。これにより、リモコン１２０からの操
作信号がマイコン７４に入力される。

【００３２】図３に示されるように、室内ユニット１２
のマイコン７４には、室内温度を検出する室温センサ８
４及び熱交換器１８のコイル温度を検出する熱交温度セ
ンサ８６が接続され、また、コントロール基板５８に設
けられているサービスＬＥＤ及び運転切換スイッチ８８
が接続されている。なお、リモコン１２０にも温度セン
サが設けられており、通常、室内温度はリモコン１２０
によって計測されて所定のタイミングで送出されてくる
ようになっている。

【００３３】運転切換スイッチ８８は、表示部８２Ａに
設けられており、通常運転とメンテナンス時等に行う試
験運転との切換用であると共に、電源スイッチ８８Ａの
接点を開放してエアコン１０への運転電力の供給を遮断
できるようになっている。エアコン１０は、運転切換ス
イッチ８８が通常運転位置に設定された状態で使用され
る。なお、サービスＬＥＤは、メンテナンス時に点灯操
作することにより、サービスマンに自己診断結果を知ら
せるようになっている。

【００３４】この室内ユニット１２は、端子板９０のタ
ーミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃを介して室外ユニット
１４に接続されている。

【００３５】一方、図４に示されるように、室外ユニッ
ト１４には、端子板９２が設けられ、この端子板９２の
ターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃがそれぞれ、室内ユ
ニット１２の端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、
９０Ｃに接続されている。これにより、室外ユニット１
４には、室内ユニット１２から運転電力が供給されると
共に、室内ユニット１２との間でシリアル通信が可能と
なっている。

【００３６】この室外ユニット１４には、整流基板９
４、コントロール基板９６が設けられている。コントロ
ール基板９６には、マイコン９８共に、ノイズフィルタ
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２及
びスイッチング電源１０４等が設けられている。

【００３７】整流基板９４は、ノイズフィルタ１００Ａ
を介して供給される電力を整流し、ノイズフィルタ１０
０Ｂ、１００Ｃを介して平滑化してスイッチング電源１
０４へ出力する。スイッチング電源１０４は、マイコン
９８と共にインバータ回路１０６に接続されている。こ
れにより、コンプレッサモータ１０８に誘導電動機を用
いる場合は、マイコン９８から出力される制御信号に応
じた周波数の電力をインバータ回路１０６からコンプレ
ッサモータ１０８へ出力して、コンプレッサ２６を回転
駆動させるようになっている。

【００３８】なお、マイコン９８は、インバータ回路１
０６から出力される電力の周波数が、オフまたは１４Hz
以上（上限は運転電流の上限による）の範囲となるよう
に制御しており、これによって、コンプレッサモータ１
０８、すなわちコンプレッサ２６の回転数が変えられ、
コンプレッサ２６の能力（エアコン１０の冷暖房能力）
が制御される。また、コンプレッサモータ１０８に直流
ブラシレスモータを用いる際には、モータ（直流ブラシ
レスモータ）に印加する直流電圧をマイコン９８からの
信号に基づいて変え、コンプレッサモータ１０８の回転
数を制御する。

【００３９】このコントロール基板９６には、四方弁２
４及び熱交換器３０を冷却するための図示しないファン
を駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデン
サ１１０Ａが接続されている。また、室外ユニット１４
には、外気温度を検出する外気温度センサ１１２、熱交
換器３０の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度セン
サ１１４及びコンプレッサ２６の温度を検出するコンプ
レッサ温度センサ１１６が設けられており、これらがマ
イコン９８に接続されている。

【００４０】マイコン９８は、運転モードに応じて四方
弁２４を切り換えると共に、室内ユニット１２からの制
御信号、外気温度センサ１１２、コイル温度センサ１１
４及びコンプレッサ温度センサ１１６の検出結果に基づ
いて、ファンモータ１１０のオン／オフ及びコンプレッ
サモータ１０８（コンプレッサ２６）の運転周波数等を
制御するようになっている。エアコン１０の能力、すな
わち、コンプレッサ２６の能力は、コンプレッサモータ
１０８の運転周波数によって定まる。

【００４１】図５には、太陽光発電装置１５０に設けら
れているＳＯＬ１５４の概略を示している。このＳＯＬ
１５４に接続されているソーラパネル１５２は、例えば
複数のモジュールを枠にセットし、建物の屋根等の太陽
光に照らされる場所に設置され、太陽光を吸収して直流
電力を発生する。

【００４２】ＳＯＬ１５４には、マイクロコンピュータ
（以下「マイコン１６０」と言う）が設けられている。
このマイコン１６０には、ＩＧＢＴ駆動回路１６２を介
してインバータ回路１６４が接続されている。インバー
タ回路１６４には、ソーラパネル１５２によって発電さ
れた電力（直流電力）がコンデンサ１６６を介して供給
されるようになっている。

【００４３】インバータ回路１６４では、マイコン１６
０によって制御されてＩＧＢＴ駆動回路１６２から供給
されるスイッチング信号に応じて、ソーラパネル１５２
から供給される直流電力を、商用電源と同じ周波数（例
えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流電力（このインバー
タ回路１６４の出力は、例えばノコギリ状波）に変換す
る役目を有している。

【００４４】このインバータ回路１６４で交流に変換さ
れた電力は、コンデンサ１６８及びチョークトランス１
７０を介して分電盤１５６へ供給され、分電盤１５６か
ら商用電力として出力される。このとき、インバータ回
路１６４から出力された交流電力は、コンデンサ１６８
及びチョークトランス１７０を通過することにより、直
流成分の除去が行われ、正弦波の交流電力として出力さ
れる。

【００４５】また、マイコン１６０には、発電電流検出
回路１７２、発電電圧検出回路１７４、電流検出回路１
７６、第３高調波検出回路１７８及び系統電圧のゼロク
ロス入力回路１８０、Ｕ相電圧検出回路（Ｕ相系統電圧
検出回路）１８２及びＶ相電圧検出回路（Ｖ相系統電圧
検出回路）１８４が接続されている。

【００４６】このマイコン１０６には、ゼロクロス検出
回路１８０、Ｕ、Ｖ相電圧検出回路１８２、１８４から
商用電力の電圧、位相を検出し、この検出結果に基づい
てＩＧＢＴ駆動回路１６２を制御し、インバータ回路１
６４の出力が商用電源と略同じ電圧で、かつ周波数及び
位相が一致するようにスイッチング信号を発生させる。
なお、インバータ回路１６４から出力される交流電力
は、電圧が商用電源の電圧より僅かに高めで略一致する
ようにしており、これによって、インバータ回路１６４
から商用電力として出力されるようにしている。

【００４７】また、マイコン１６０は、第３高調波検出
回路１７８によって、商用電力に含まれる第３次高調波
を検出し、この第３次高調波の比率から商用電源が停電
状態か否かを判定する。

【００４８】ここで、マイコン１６０は、分電盤１５６
への商用電力の停止、すなわち停電を検出すると、チョ
ークトランス１７０の分電盤１５６側に設けられている
解列コンダクタ１８６の接点を開放し、インバータ回路
１６４を商用電力から切り離すようになっている。この
ときは、インバータ回路１６４のスイッチング動作も停
止される。すなわち、マイコン１６０は、商用電力の停
電を検出すると、駆動回路１８８を介して解列コンダク
タ１８６のリレーコイル１８６Ａを駆動するようになっ
ている。

【００４９】マイコン１６４は、発電電流検出回路１７
２及び発電電圧検出回路１７４の検出結果からソーラパ
ネル１５２が発電状態であるか否かの判定及び、ソーラ
パネル１５２で発電されている電力（発電電力）を計測
する。また、マイコン１６０は、電流検出回路１７６の
検出結果から出力電力を計測するようになっている。

【００５０】マイコン１６０には、ＥＥＰＲＯＭ１９０
が接続されており、このＥＥＰＲＯＭ１９０に商用電力
とインバータ回路１６４から出力する発電電力との整合
を図るため及び商用電力を監視するために設定した種々
の整定値が記憶されている。マイコン１６０は、ＥＥＰ
ＲＯＭ１９０に記憶されているデータに基づいて各機器
の作動を制御するようになっている。

【００５１】なお、ＥＥＰＲＯＭ１９０に記憶される整
定値としては、商用電力の電圧、周波数等の異常を検出
する系統過電圧値及び系統過電圧継続時間、系統不足電
圧値及び系統不足電圧継続時間、系統過周波数値及び系
統過周波数継続時間、系統不足周波数値及び系統不足周
波数継続時間等があり、太陽光発電装置１５０を接続す
る商用電力に応じてこれらの整定値を設定することによ
り、太陽光発電装置１５０が出力する電力が適切に商用
電力として供給されるようにしている。

【００５２】一方、マイコン１６０は、シリアル回路１
９２が接続されている。このシリアル回路１９２には、
エアコン１０の室外ユニット１４の端子板９２（ターミ
ナル９０Ｃ）との間にシリアル通信線１９４が接続され
ている。これによりマイコン１６０は、室内ユニット１
２のマイコン７４からの要求によって、シリアル回路１
９２を介してソーラパネル１５２の発電状態、ＳＯＬ１
５４の運転状態等の太陽光発電装置１５０の運転情報
や、ＥＥＰＲＯＭ１９０に記憶されている整定値等のデ
ータを出力する。また、室内ユニット１２に設けられて
いるマイコン７４は、整定値等のデータ、ＳＯＬ１５４
を制御するための制御信号を出力するようになってお
り、ＳＯＬ１５４のマイコン１６０は、マイコン７４か
ら送出される制御信号に応じた制御を行うと共に、ＥＥ
ＰＲＯＭ１９０への整定値の書き換えを行うようになっ
ている。

【００５３】また、リモコン１２０には、ＳＯＬ１５４
のマイコン１６０から出力される太陽光発電装置１５０
の運転情報が表示可能となっている。なお、運転情報の
表示は、リモコンスイッチ１２０に設けられている図示
しない表示切換えボタンによって行われるものであって
もよく、エアコン１０の運転状態の表示と別に設けられ
ている専用の表示パネルに表示するものであっても良
い。また、リモコン１２０とは別に、太陽光発電装置１
５０の運転状態を表示する専用のリモコンを用いても良
い。

【００５４】リモコンスイッチ１２０になされる表示
は、ＳＯＬ１５４のオン／オフ、発電電力、出力電力等
に加えて、出力する電力と商用電源との間の整合を図る
ための種々の整定値の表示、異常が発生したときのエラ
ーコード、エラーチャンネル等となっている。例えば、
発電中は、発電中を示す表示マークを表示すると共に
『発電電力』、『出力電力』等を表示する。また、夜間
等でソーラパネル１０２での発電が停止又は十分な発電
電力が得られていないときには、発電中を示す表示マー
クが消えると共に、『待機』表示等がなされ、商用電力
の停止（停電中）には、『異常』又は『抑制』の表示が
なされると共に、必要に応じてエラーコードが表示され
る。また、リモコンスイッチ１２０の表示を確認しなが
ら種々の整定値の設定、変更等が可能となっており、整
定値を設定したときには、室内ユニット１２のマイコン
６４を介して、ＳＯＬ１５４のマイコン１６０へ送られ
てＥＥＰＲＯＭ１９０に書込まれる。

【００５５】ところで、ＳＯＬ１５４のマイコン１６０
は、ソーラパネル１５２が発電を開始すると、解列コン
ダクタ１８６の接点を閉じると共に、インバータ回路１
６４を作動させて、ソーラパネル１５２から供給される
電力を商用電力に整合させた交流電力に変換して出力す
る。このとき、マイコン１６０は、ＭＰＰＴ（Maixmum
Power Point Tracking）制御を行って、ソーラパネル１
５２によって発電した電力を最大効率で出力するように
している。すなわち、マイコン１６０は、所定の時間間
隔でインバータ回路１６４の直流動作電圧を一定時間間
隔で僅かに変化させ、そのときのソーラパネル１５２の
発電電圧と発電電流を発電電圧検出回路１７４及び発電
電流検出回路１７２によって検出して発電電力を求め、
この発電電力と前回の発電電力を比較し、発電電力が増
加するようにインバータ回路１６４の動作電圧を変化さ
せるようにしている。

【００５６】また、マイコン１６０は、ソーラパネル１
５２が発電を停止すると、解列コンダクタ１８６の接点
を開放すると共に、インバータ回路１６４を停止させ
る。これによって、ＳＯＬ１５４からの電力の出力が停
止する。

【００５７】一方、マイコン１６０は、商用電力として
出力する最低電流が基準値として設定されており、電流
検出回路１７６によって検出した出力電流がこの基準値
に達していないときには、解列コンダクタ１８６を開放
すると共に、インバータ回路１６４を停止させて、監視
モードへ移行する。監視モードへ移行すると、所定のサ
ンプリングタイム（例えば数秒から十数秒）でソーラパ
ネル１５２の発電状態を監視し、ソーラパネル１２０で
発電された電力が所定の電圧に達するとインバータ回路
１６４を作動させて交流電力の出力を開始する。

【００５８】このとき、ソーラパネル１５２による発電
電力が不足していると、発電電圧検出回路１７４によっ
て検出される電圧が低下する。マイコン１６０は、この
発電電圧の低下を検出すると、ソーラパネル１５２の発
電状態にかかわらず予め設定されている所定時間の間、
インバータ回路１６４の作動を停止する。

【００５９】次に本実施の形態の作用を説明する。エア
コン１０の室内ユニット１２と室外ユニット１４による
室内の空気調和運転は、空調運転停止状態でリモコンス
イッチ１２０の運転／停止、運転モード設定、温度設
定、風流設定、風向設定等の設定操作によって行われ
る。エアコン１０の室内ユニット１２に設けられている
マイコン７４は、リモコンスイッチ１２０から設定操作
に基づく所定コードの操作信号を受信すると、この操作
信号のコード解析を行い、解析結果に応じた空気調和運
転の制御を開始する。

【００６０】また、室内ユニット１２及び室外ユニット
１４は、リモコンスイッチ１２０の運転／停止の操作に
よって停止が指示されると、空気調和運転を停止する。

【００６１】一方、太陽光発電装置１５０のソーラパネ
ル１０２は、太陽光を受光すると、この太陽光のエネル
ギーを変換して受光した太陽光に応じた直流電力を発生
する。この発電電力は、室外ユニット１４に設けられて
いるＳＯＬ１５４のインバータ回路１６４へ出力され
る。ＳＯＬ１５４のマイコン１６０は、発電電力を検出
すると、ゼロクロス検出回路１８０、Ｕ、Ｖ相電圧検出
回路１８２、１８４の検出結果及びＥＥＰＲＯＭ１９０
に記憶されているデータに基づいＩＧＢＴ駆動回路１６
２を制御し、インバータ回路１６４へ商用電力に応じた
所定のスイッチング信号を出力する。

【００６２】これによって、ソーラパネル１５２の発電
電力に応じた交流電力がＳＯＬ１５４から出力されて、
商用電力として分電盤１５６を介して商用電源回路へ供
給される。

【００６３】ところで、マイコン１６０では、インバー
タ回路１６４を作動させて交流電力の出力を開始すると
きに、規定の発電電力が得られているか否かを確認し、
規定の発電電力が得られていないときには、交流電力の
出力を停止して監視モードに移行するようになってい
る。

【００６４】図６には、交流電力の出力に先立って、マ
イコン１６０によって実行されるフローチャートの一例
を示している。

【００６５】このフローチャートでは、最初のステップ
２００で初期設定（エラーカウンタのカウント値ｎをリ
セット、ｎ＝０）し、この後、ステップ２０２では、一
定の時間間隔（サンプリングタイム）でソーラパネル１
５２によって発電されて供給される電圧を発電電圧検出
回路１７４によって検出し、ステップ２０４でこの検出
した電圧が所定値に達しているか否かを確認する。

【００６６】ここで、ソーラパネル１５２による発電が
開始され、発電電圧Ｖ_G が所定値Ｖ ₀ を越えるとステッ
プ２０４で肯定判定され、ステップ２０６へ移行する。

【００６７】ステップ２０６では、出力電流が予め設定
している基準値Ｉ₀ となるようにインバータ回路１６４
を作動させ、リレーコイル１８６Ａに通電して解列コン
ダクタ１８６の接点を閉じる。これによってインバータ
回路１６４から出力される電力が商用電力として供給す
るための確認動作が行われる。なお、基準値Ｉ₀ として
は、インバータ回路１６４が安定して動作する最低電
流、すなわち、ＳＯＬ１５４から安定して出力される最
低電力に応じた電流値を用いることができる。

【００６８】この確認動作では、ステップ２０８で発電
電圧検出回路１７４によって検出したソーラパネル１５
２から供給される発電電圧Ｖ_G を読込み、この発電電圧
Ｖ_Gが所定値Ｖ₀ を越えているか否かを確認する（ステ
ップ２１０）。

【００６９】ソーラパネル１５２によって発電した電力
が大きく、ソーラパネル１５２から入力される発電電圧
Ｖ_G の低下が生じていないとき（ステップ２１０で肯定
判定）には、ステップ２１２へ移行して、通常制御を開
始する。これによって、ソーラパネル１５２によって発
電された直流電力がインバータ回路１６４によって商用
電力に整合させた交流電力として出力される。なお、こ
の通常制御は、ソーラパネル１５２による発電電力が低
下（例えば発電電圧の低下）したことを検出すると終了
する（ステップ２１４で判定）。

【００７０】一方、インバータ回路１６４の作動を開始
させたときに、ソーラパネル１５２の発電電力が少ない
と発電電圧検出回路１７４によって検出される発電電圧
Ｖ_Gが低下する。すなわち、発電電力が不足する発電電
力不足エラーが生じる。この発電電力不足エラーが検出
されると、ステップ２１０で否定判定され、ステップ２
１６へ移行する。このステップ２１６では、インバータ
回路１６４を停止させると共に、リレーコイル１８６Ａ
への通電を停止して解列コンダクタ１８６の接点を開放
する。これによって、ＳＯＬ１５４の出力が停止する。

【００７１】次に、ステップ２１８では、発電電力不足
エラーをカウントするカウント値ｎをインクリメントし
（ｎ＝ｎ＋１）、次にこのカウント値ｎが所定値ｎ₀ に
達したか否かを判断する（ステップ２２０）。カウント
値ｎが所定値ｎ₀ に達していないとき（ｎ＜ｎ₀ 、ステ
ップ２２０で否定判定）には、再度、ステップ２０２へ
移行する。

【００７２】一方、発電電力不足エラーが連続して所定
回数（ｎ₀ 回、ｎ＝ｎ₀ ）検出されると、ステップ２２
０で肯定判定され、ステップ２２２へ移行する。このス
テップ２２２では、監視モードのうちの待機モードへ移
行してソーラパネル１５２の発電状態にかかわらずイン
バータ回路１６４の作動を所定時間ｔ_i （例えば３分〜
１５分、一例として１０分）停止する。

【００７３】なお、ｎ₀ が多いときには、その数値分だ
けインバータ回路１６４の作動／停止が繰り替えされ、
また、ｎ₀ が少ないときには、検出誤差が生じ易いの
で、ｎ ₀ としては、３〜１０程度が好ましい。また、発
電電力不足エラー以外のエラーによって、インバータ回
路１６４の停止、解列コンダクタ１８６の接点の開放等
が行われたときには、このフローチャートを終了して、
該当するエラーに対応した処理が行われる。

【００７４】この待機モードでは、商用電源の状態、Ｓ
ＯＬ１５４の各機器の状態は勿論、ソーラパネル１５２
の発電状態も監視しているが、商用電源回路への発電電
力の供給を停止している。

【００７５】この後、ステップ２２４で待機モードへ移
行してからの経過時間が所定時間（例えば１０分）経過
したか否かを確認し、所定時間経過したと判断される
と、このフローチャートを一旦終了して、再度実行され
るか、ステップ２００へ移行する。

【００７６】すなわち、ソーラパネル１５２の太陽空の
光の受光量が天候や時間に影響されるので、ソーラパネ
ル１５２の発電電力は、天候や時間に大きく影響され
る。例えば、図７（Ａ）に示されるように、夜間は受光
量が極めて少ない。このため、ソーラパネル１５２で
は、発電が行われない。また、日の出間際や日の入り間
際は勿論、日中であっても天候が悪化したときには、ソ
ーラパネル１５２の受光量が少ないために発電電力も少
なくなる。

【００７７】ソーラパネル１５２の発電電力は、無負荷
（負荷が極めて小さい時）であれば略一定となる。しか
し、発電電力が少ないときには、負荷がかかると電圧は
低下する。

【００７８】一方、ＳＯＬ１５４のマイコン１６０は、
ソーラパネル１５２が発電を開始するときには、略無負
荷状態であるので、インバータ回路１６４を作動の作動
を開始すると共に、解列コンダクタ１８６の接点を閉じ
て、インバータ回路１６４と商用電源と接続する。この
とき、発電電力が少ないと発電電圧Ｖ_G が低下するため
に、マイコン１６０は、インバータ回路１６４の作動を
停止すると共に解列コンダクタ１８６の接点を開放す
る。

【００７９】すなわち、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示
されるように、発電電力Ｐが所定値Ｐ₀ を越えていない
と、インバータ回路１６４を基準値Ｉ₀ となるように作
動させたときに発電電圧Ｖ_G が所定電圧Ｖ₀ より下がる
ため、インバータ回路１６４が停止（オフ）すると共に
解列コンダクタ１８６が接点を開放（オフ）し、ＳＯＬ
１５４の出力が停止する。したがって、発電電力の少な
い状態が継続すると、頻繁に解列コンダクタ１８６の接
点の開閉、インバータ回路１６４の作動／停止が繰り返
される。

【００８０】これに対して、図７（Ｄ）に示されるよう
に、マイコン１６０では、解列コンダクタ１８６の接点
の開閉、インバータ回路１６４の作動／停止が数回連続
する（図７（Ｄ）では一例としてｎ₀ ＝３）と、ソーラ
パネル１５２の発電電力が少ないと判断し、待機モード
へ移行する。これによって、発電電圧Ｖ_G にかかわら
ず、所定の時間ｔ_i の間、インバータ回路１６４、解列
コンダクタ１８６がオフして、ＳＯＬ１５４からの出力
を停止する。したがって、インバータ回路１６４の作動
／停止（オン／オフ）が頻繁に繰り替えされることによ
りＳＯＬ１５４の動作が不安定となるのや、解列コンダ
クタ１８６の接点が断続的に開閉されるのを防止するこ
とができる。

【００８１】なお、待機モードの時間としては、任意の
設定したもので良いが、日の出や日の入り時の受光量の
変化を考慮して設定することが好ましい。

【００８２】日の出や日の入り間際では、ＳＯＬ１５４
が作動を停止している数分間の間にソーラパネル１５２
の受光量が大きく変化するため、待機モードを抜けたと
きには、ソーラパネル１５２の受光量が増加（日の出
時）しているかまたは、受光量が大きく減少している
（日の入り時）。このため、待機モードを終了したとき
には、発電した電力を出力するか否かが明確となるよう
に待機モードの時間を設定すれば良い。

【００８３】また、日中、太陽が雲に遮られる等してソ
ーラパネル１５２の受光量が減少したときには、所定時
間経過する間に太陽を遮っている雲が移動すれば、ソー
ラパネル１５２の発電電力が上昇して、ＳＯＬ１５４が
電力の出力を開始する。また、所定時間経過しても、太
陽が雲に遮られているときには、再度、待機モードに移
行することになる。

【００８４】このように、本実施の形態に適用した太陽
光発電装置１５０は、ソーラパネル１５２によって発電
される電力が少ないと判断したときには、待機モードへ
移行して、予め設定されている所定時間の間、交流電力
の出力を停止するので、発電電力が少ないときに生じ易
い頻繁な運転／停止の繰り返しを防止することができ、
発電電力が増加したときにのみ安定して作動して、発電
電力に応じた交流電力を商用電力として出力することが
できる。

【００８５】なお、図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）では、発
電電力が徐々に増加することによってＳＯＬ１５４が作
動を開始するときの例を説明したが、発電電力が徐々に
減少することにより、インバータ回路１６４や解列コン
ダクタ１８６が一旦オフした後に、実行されるものであ
っても良い。

【００８６】なお、本実施の形態は、系統連系発電装置
として太陽光を用いて発電した電力を商用電力として出
力する太陽光発電装置を用いて説明したが、単独で設置
される太陽光発電装置に適用しても良く、また、太陽光
発電装置に限らず任意の系統連系発電装置に適用するこ
とができる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明した如く、発電された直流電力
を交流電力に変換して出力するときに、先ず、出力され
る所定の電流の交流電力が出力されるように試験動作し
て、発電電圧が低下したときには、発電電力が少ないと
判断して、所定時間、交流電力の出力を停止するので、
動作と停止が頻繁に繰り替えされてしまうのを防止で
き、発電電力が安定した状態でのみ交流電力を出力する
ことができると言う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に適用した系統連系発電装置が接
続されたエアコンの概略構成図である。

【図２】エアコンの室内ユニットと室外ユニットの間に
設けられている冷凍サイクルを示す概略図である。

【図３】室内ユニットの概略構成を示すブロック図であ
る。

【図４】室外ユニットの概略構成を示すブロック図であ
る。

【図５】系統連系発電装置のＳＯＬの概略構成を示すブ
ロック図である。

【図６】作動開始時に実行される本発明の一例を示すフ
ローチャートである。

【図７】（Ａ）は時刻に応じた受光量の変化の一例を示
す線図、（Ｂ）は発電電力が少ない状態の時間に対する
発電電力の変化の一例を示す線図、（Ｃ）は図７（Ｂ）
の発電電力の変化に対する従来の発電電圧とインバータ
回路の作動を示すタイミングチャート、（Ｄ）は図６の
フローチャートに基づいた図７（Ｂ）の発電電力の変化
に対する発電電圧とインバータ回路の作動を示すタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】 １０ エアコン １２ 室内ユニット １４ 室外ユニット １５０ 太陽光発電装置（系統連系発電装置） １５２ ソーラパネル（発電手段） １５４ ＳＯＬ １６０ マイコン（始動監視手段） １６４ インバータ回路 １７２ 発電電流検出回路 １７４ 発電電圧検出回路（電圧検出手段） １７６ 電流検出回路（電流検出手段） １８６ 解列コンダクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電手段によって発生させた直流電力
   を、インバータ回路によって商用電力に整合させた電力
   に変換して出力する系統連系発電装置であって、前記発
   電手段によって発電した発電電圧を検出する電圧検出手
   段と、前記インバータ回路から出力される電流を検出す
   る出力電流検出手段と、前記発電手段によって発電した
   電力を商用電力として出力を開始するときに、前記出力
   電流を予め設定した所定の電流値となるように前記イン
   バータ回路を作動させ、前記電圧検出手段の検出結果が
   所定値以下となったときに、所定時間の間、電力の変換
   及び出力を停止するする始動監視手段と、を含むことを
   特徴とする系統連系発電装置。