WO2007004514A1

WO2007004514A1 - 商用系統電源を利用する太陽光発電システム

Info

Publication number: WO2007004514A1
Application number: PCT/JP2006/313006
Authority: WO
Inventors: Ayumi Yagi; Mitsuo Okamoto; Koji Miyamae
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-01-11
Also published as: JP2007018180A

Abstract

　太陽光発電システム（１００）は、太陽電池モジュール（１Ａ）と、太陽電池モジュール（１Ａ）で発電された直流電力の電圧値を調整する昇降圧回路（２Ａ）と、商用系統電源（６）からの交流電力を直流電力に変換する整流回路（５）と、昇降圧回路（２Ａ）で電圧値が調整された直流電力および整流回路（５）で変換された直流電力から負荷（７Ａ）に供給すべき交流電力を生成するインバータ（３）とを備える。

Description

明細書

商用系統電源を利用する太陽光発電システム

技術分野

[0001] 本発明は、太陽光発電システムに関し、特に、商用系統電源を利用する太陽光発電システムに関する。

背景技術

[0002] 近年、化石燃料の枯渴によるエネルギー危機への対策および炭酸ガスの排出による地球温暖化の防止等の対策として、クリーンで無尽蔵な太陽光エネルギーの利用が注目されている。これに伴い、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールが急速に普及して、民間および公共の大規模な施設だけでなぐ一般家庭にも既に導入されて、る。

[0003] 図 6は、一般的な太陽電池の一日の発電量を示す図である。図 6を参照して、晴天の昼間は十分な発電量が得られるのに対して、日の出および日没は発電量が急激に低下し、また、夜間は発電量が全く得られらない。そして、曇天および雨天の場合にも、発電量は晴天の場合と比べて大きく低下する。

[0004] このような太陽電池の発電量の変動に対応するために、以下のような太陽光発電システムが提案されている。

[0005] 図 7は、系統連系型の一般的な太陽光発電システムの構成を示す図である。

図 7を参照して、この太陽光発電システムは、太陽電池モジュール 1A〜1Cと、昇降圧回路 2A〜2Cと、インバータ 3とを備える。

[0006] 太陽電池モジュール 1A〜1Cは、受光した太陽光から直流電力を発電する。

昇降圧回路 2A〜2Cは、太陽電池モジュール 1A〜1Cで発電された直流電力の電圧値を所定の電圧値に調整する。

[0007] インバータ 3は、昇降圧回路 2A〜2C力受けた直流電力を交流電力に変換する。

そして、インバータ 3は、変換した交流電力を商用系統電源 6へ逆潮流する。すなわち、インバータ 3が生成した交流電力は商用系統電源 6を介して電力会社の送電線網へ送られる。 [0008] 商用系統電源 6は、電力会社の送電線網力もの電力を負荷 7A〜7Cに供給する。ここで、負荷 7A〜7Cは、たとえば家電機器である。ユーザは、商用系統電源 6のコンセントに家電機器等の負荷 7A〜7Cを接続して使用する。

[0009] この太陽光発電システムでは、晴天の昼間など太陽電池の発電する電力量が家電機器で消費される電力量より大きい場合は余剰電力を電力会社に売ることができる。また、曇天および夜間など太陽電池の発電する電力量が家電機器で消費される電力量より小さい場合は不足分の電力を電力会社から買うことができる。したがって、曇天および夜間など太陽電池モジュールの発電量が十分でない場合でも安定して家電機器に電力を供給することができる。

[0010] 図 8は、独立型の一般的な太陽光発電システムの構成を示す図である。

図 8を参照して、この太陽光発電システムは、太陽電池モジュール 1Aと、昇降圧回路 2Aと、インバータ 3と、蓄電池 18とを備える。

[0011] 蓄電池 18は、負荷 7Aの消費電力がインバータ 3の生成する交流電力より小さい場合には昇降圧回路 2A〜2C力も受けた直流電力を蓄える。また、蓄電池 18は、負荷 7Aの消費電力がインバータ 3の生成する交流電力より大きい場合には、蓄えている直流電力を放電してインバータ 3へ供給し、不足分を補う。

[0012] インバータ 3は、昇降圧回路 2Aから受けた直流電力および蓄電池 18が放電した直流電力を交流電力に変換する。そして、インバータ 3は、変換した交流電力を負荷 7 Aに供給する。

[0013] その他の構成および動作は図 7に示す太陽光発電システムと同様であるので説明は繰り返さない。

[0014] ここで、図 7に示す太陽光発電システムと同様の太陽光発電システム力特開平 7 — 194134号公報 (特許文献 1)に開示されている。すなわち、正弦波で PWM変調を施されたゲートパルス信号によって、 FET (Field Effect Transistor)ブリッジ回路をスイッチングすることで、系統連系インバータの出力に正弦波電流が流れるように制御して、電力系統に太陽電池の出力電力を供給する。このとき、波形パターン記憶部から読出された正弦波波形パターン信号と、カレントトランス力も出力されたインバータ出力電流信号との誤差信号を誤差増幅器で増幅し、この信号を PWM (Pulse Width Modulation)変調制御部で PWM変調してゲートドライブ信号生成部でゲートドライブ信号とするため、出力電流信号が上記読出された正弦波波形パターンと一致するようなフィードバック制御が実現される。

特許文献 1：特開平 7— 194134号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] し力しながら、特許文献 1記載の系統連系型の太陽光発電システムおよび図 7に示す系統連系型の太陽光発電システムでは、家庭の全電力を太陽光発電で賄うために多数の太陽電池モジュールを設置する必要があり、設置費用が増大するという問題点があった。

[0016] また、図 8に示す独立型の太陽光発電システムでは、商用系統電源 6に連系しないことから家庭の全電力を太陽光発電で賄うために蓄電池 18を大型化する必要があり、また、蓄電池は寿命が短いために定期的に買い換えおよびメンテナンス等が必要となり、設置費用および運用費用が増大するという問題点があった。

[0017] それゆえに、本発明の目的は、設置費用および運用費用の増大を防ぐことが可能な太陽光発電システムを提供することである。

課題を解決するための手段

[0018] 上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる太陽光発電システムは、負荷に電力を供給する太陽光発電システムであって、太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールで発電された直流電力の電圧値を調整する昇降圧回路と、商用系統電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、昇降圧回路で電圧値が調整された直流電力および整流回路で変換された直流電力から負荷に供給すべき交流電力を生成するインバータとを備える。

[0019] 好ましくは、太陽光発電システムは、さらに、負荷に供給すべき交流電力を生成するために必要な直流電力に対して、昇降圧回路で電圧値が調整された直流電力が不足する場合には、昇降圧回路で電圧値が調整された直流電力の不足分を整流回路で変換される直流電力で補うことを決定する制御回路を備え、整流回路は、制御回路が直流電力の不足分を整流回路で変換される直流電力で補うことを決定した場合には、商用系統電源力の交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をィンバータへ出力する。

[0020] 好ましくは、太陽光発電システムは、さらに、昇降圧回路で電圧値が調整された直流電力の電力量に基づいて、インバータで生成された交流電力および商用系統電源からの交流電力のいずれか一方を選択する制御回路と、制御回路の選択に基づいて、インバータで生成された交流電力を負荷へ出力する力または商用系統電源力もの交流電力を負荷へ出力するかを切り替える制御スィッチとを備える。

[0021] より好ましくは、制御回路は、昇降圧回路で電圧値が調整された直流電力が以下の式を満たす場合には、商用系統電源からの交流電力を選択する。 PK P X (1— A X B) /A₀ただし、 Pは負荷の消費電力であり、 P1は昇降圧回路で電圧値が調整された直流電力であり、 Aはインバータの効率であり、 Bは整流回路の効率である。

[0022] より好ましくは、インバータは、さらに、制御回路が交流電力の選択を変更する場合には、商用系統電源力の交流電力の位相と一致するように、変換する交流電力の位相を調整し、制御回路は、インバータが交流電力の位相調整を行なった後に交流電力の選択を変更する。

発明の効果

[0023] 本発明によれば、一枚の太陽電池モジュール力成るような簡単なシステムでも、家庭用電気機器の電源として導入できる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。

[図 2]本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムを電気回路で表わした図である。

[図 3]太陽電池の電流電圧特性を示す。

[図 4]本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムにおける電力および効率を示す図である。

[図 5]本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムが行なう交流電力の位相調整を示す図である。

[図 6]—般的な太陽電池の一日の発電量を示す図である。 [図 7]系統連系型の一般的な太陽光発電システムの構成を示す図である。

[図 8]独立型の一般的な太陽光発電システムの構成を示す図である。

符号の説明

[0025] 1A〜： LC 太陽電池モジュール、 2A〜2C 昇降圧回路、 3 インバータ、 4 制御スィッチ、 5 整流回路、 10 制御回路、 11 スィッチ、 D1〜D2 ダイオード、 CT1 〜CT2, PT1 センサ、 7A 負荷、 8A〜8B コンセント、 9A〜9B

ケーブル、 18 蓄電池、 100 太陽光発電システム。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図 1は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。

[0027] 図 1を参照して、太陽光発電システム 100は、太陽電池モジュール 1Aと、昇降圧回路 2Aと、インバータ 3と、制御スィッチ 4と、整流回路 5と、制御回路 10と、スィッチ 11 と、ダイオード D1と、ダイオード D2と、センサ CT1と、センサ CT2と、センサ PT1と、コンセント 8Bと、ケーブル 9Aとを備える。

[0028] 太陽電池モジュール 1Aおよび昇降圧回路 2Aは図 7に示す太陽光発電システムと同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。

[0029] スィッチ 11は、オン状態において商用系統電源 6から受けた交流電力を整流回路

5へ出力し、オフ状態において商用系統電源 6から受けた交流電力の出力を停止する。

[0030] 整流回路 5は、商用系統電源 6からの交流電力を直流電力に変換し、インバータ 3 へ出力する。

[0031] ダイオード D1およびダイオード D2は、昇降圧回路 2Aおよび整流回路 5の出力電流の逆流を防止する。

[0032] インバータ 3は、昇降圧回路 2Aから受けた直流電力および整流回路 5から受けた直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を制御スィッチ 4へ出力する。

[0033] 制御スィッチ 4は、後述する制御回路 10から受けた制御信号に基づいて、インバータ 3で生成された交流電力を負荷 7Aへ出力する力、または商用系統電源 6からの交流電力を負荷 7Aへ出力するかを切り替える。 [0034] センサ CT1は、昇降圧回路 2A力インバータ 3へ出力する電流を測定する。センサ PT1は、昇降圧回路 2A力インバータ 3へ出力する電圧を測定する。センサ CT2は、負荷電流、すなわちインバータ 3が負荷 7Aへ出力する電流を測定する。そして、制御回路 10は、各センサの測定結果を受けて、昇降圧回路 2Aから出力される、電圧値が調整された直流電力と、負荷の消費電力、すなわち負荷 7Aに供給すべき交流電力（以下、目標交流電力という。）とを認識する。

[0035] 制御回路 10は、曇天等のために、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力が、目標交流電力を生成するために必要な直流電力（以下、目標直流電力という。）ょり少なぐかつ、インバータ 3で目標交流電力を生成する方が商用系統電源 6からの交流電力を直接使用するよりも電力の使用効率がよい場合には、目標直流電力に対する不足分を整流回路 5で変換される直流電力で補うことを決定する。この場合、制御回路 10は、インバータ 3で生成された交流電力を選択し、選択結果を表わす制御信号を制御スィッチ 4へ出力する。またこの場合、制御回路 10は、スィッチ 11をオン状態として商用系統電源 6からの交流電力を整流回路 5に供給する制御を行なう。

[0036] また、制御回路 10は、曇天等のために、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力が目標直流電力より少なぐかつ、インバータ 3で目標交流電力を生成せずに商用系統電源 6からの交流電力を直接使用する方が電力の使用効率がよ、場合には、商用系統電源 6からの交流電力を選択し、選択結果を表わす制御信号を制御スィッチ 4へ出力する。この場合、制御回路 10は、スィッチ 11をオフ状態として商用系統電源 6から整流回路 5への交流電力の供給を停止する制御を行なう。たとえば、夜間など太陽電池モジュール 1Aの発電量が全く得られない場合には、制御回路 10は、商用系統電源 6からの交流電力を選択する。このような構成により、商用系統電源 6からの交流電力が整流回路 5およびインバータ 3を経由せずに負荷 7Aへ出力されるため、整流回路 5およびインバータ 3における電力変換等に起因するロスを回避することができる。

[0037] 一方、制御回路 10は、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力が目標直流電力より多い場合には、昇降圧回路 2Aからインバータ 3へ供給される直流電力を制限する制御を行なう。この場合、制御回路 10は、スィッチ 11をオフ状態として商用系統電源 6から整流回路 5への交流電力の供給を停止する制御を行なう。

[0038] また、制御回路 10は、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力および目標直流電力が等しい場合には、インバータ 3で生成された交流電力を選択し、選択結果を表わす制御信号を制御スィッチ 4へ出力する。またこの場合、制御回路 10は、スィッチ 11をオフ状態として商用系統電源 6から整流回路 5への交流電力の供給を停止する制御を行なう。

[0039] 次に、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムにおける制御回路 10力昇降圧回路 2A力出力される直流電力に基づいて各回路を制御する際の動作について説明する。

[0040] 図 2は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムを電気回路で表わした図である。

[0041] 図 2を参照して、直流電源 E1は昇降圧回路 2A側の直流電圧を表わし、直流電源 E2は整流回路 5側の直流電圧を表わす。また、直流電源 E1および電流制限抵抗 rl が昇降圧回路 2Aに相当し、直流電源 E2および電流制限抵抗 r2が整流回路 5に相当する。また、図 2では、説明を簡単にするためにインバータ 3における直流電力から交流電力への変換を省略し、直流電力が直接負荷 7Aに供給される状態としている。

[0042] 電流 IIは、昇降圧回路 2Aからインバータ 3に供給される電流である。また、電流 12 は、整流回路 5からインバータ 3に供給される電流である。

[0043] 電流制限抵抗 rlおよび電流制限抵抗 r2は、制御回路 10からの制御に基づいて抵抗値が変化する。

[0044] 負荷 7Aに流れる負荷電流 1=11 +12となり、負荷 7Aに印加される負荷電圧 V=R

X Iとなり、負荷 7Aの消費電力 P=RX I2となる。

[0045] 制御回路 10は、図示しないセンサによって測定される負荷電圧 Vを監視し、負荷電圧 Vを一定に保つように、すなわちインバータ 3が目標交流電力を生成するように負荷電流 Iを増減する制御を行なうことにより、負荷を安定して動作させる。

[0046] 図 3は、太陽電池の電流電圧特性を示す。

図 3を参照して、太陽電池の受光量が少ない場合には、太陽電池からの出力電流および出力電圧が小さくなる。この場合、制御回路 10は、まず、電流制限抵抗 rlの抵抗値を小さくして電流 IIを増加させる制御を行なう。そして、制御回路 10は、電流制限抵抗 rlの抵抗値を小さくして電流 IIを増加させる制御を行なってもインバータ 3 で生成される交流電力が目標交流電力より少なぐかつ、インバータ 3で目標交流電力を生成する方が商用系統電源 6からの交流電力を直接使用するよりも電力の使用効率がよい場合には、電流制限抵抗 r2の抵抗値を小さくして電流 12を増カロさせる制御を行なう、すなわち、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力の、目標直流電力に対する不足分を整流回路 5で変換される直流電力で補う。

[0047] 一方、太陽電池の受光量が多い場合には、太陽電池からの出力電流および出力電圧が大きくなる。この場合、制御回路 10は、まず、電流制限抵抗 r 2の抵抗値を大きくして電流 12を制限する制御を行なう。

[0048] そして、制御回路 10は、電流 12 = 0、すなわち整流回路 5からインバータ 3への直流電力の供給を停止してもインバータ 3で生成される交流電力が目標交流電力より多い場合には、電流制限抵抗 rlの抵抗値を大きくして電流 IIを制限する制御を行なう。なお、制御回路 10は、電流制限抵抗 r2の抵抗値を大きくして電流 12 = 0とする代わりに、スィッチ 11をオフ状態として商用系統電源 6から整流回路 5への交流電力の供給を停止する制御を行なってもよヽ。

[0049] 次に、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムにおける制御回路 10力ィンバータ 3で生成された交流電力および商用系統電源 6からの交流電力の選択を切り替える際の動作について説明する。

[0050] 図 4は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムにおける電力および効率を示す図である。

[0051] 図 4を参照して、負荷 7Aに供給される交流電力の電力量、すなわち負荷 7Aの消費電力を Poとし、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力の電力量を P1とし、整流回路 5が商用系統電源 6から受ける交流電力を P2とし、制御スィッチ 4が商用系統電源 6から受ける交流電力を P3とし、インバータ 3の効率を Aとし、整流回路 5の効率を Bとすると、制御スィッチ 4がインバータ 3で生成された交流電力を負荷 7Aへ出力する場合には、 Poは以下の式で表わされる。

[0052] Ρο=Α Χ Ρ1 +ΑΧ Β Χ Ρ2· · · (A1) 一方、制御スィッチ 4が商用系統電源 6からの交流電力を負荷 7Aへ出力する場合には、 Poは以下の式で表わされる。

[0053] Ρο = Ρ3 · · · (Α2)

ここで、昇降圧回路 2Α力出力される直流電力の電力量が低下すると、制御回路 10は、前述のように目標直流電力に対する不足分を整流回路 5から受けた直流電力で補う制御を行なうために、インバータ 3が整流回路 5から受ける直流電力の電力量が増加する。そして、商用系統電源 6が整流回路 5へ出力する交流電力 Ρ2が、商用系統電源 6が制御スィッチ 4へ出力する交流電力 Ρ3より多くなる場合には、インバータ 3で目標交流電力を生成せずに商用系統電源 6からの交流電力を直接使用する方が電力の使用効率がよ!、ことから、制御回路 10がインバータ 3で生成された交流電力から商用系統電源 6からの交流電力に選択を切り替える条件は、以下の式で表わされる。

[0054] Ρ3< Ρ2· · · (A3)

式 (A1)式 (Α2)および式 (A3)力も Ρ2および Ρ3を消去すると、以下の式となる。

[0055] ΡΚ Ρο Χ (1 -Α Χ Β) /Α· · · (Α4)

したがって、制御回路 10は、昇降圧回路 2Αから出力される直流電力の電力量 P1 が式 (Α4)を満たす場合には、インバータ 3で生成された交流電力力商用系統電源 6からの交流電力に選択を切り替える。このような構成により、太陽光発電システムにおける電力の使用効率を向上させることができる。

[0056] 次に、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムが、インバータ 3で生成された交流電力および商用系統電源 6からの交流電力の選択を切り替える際の動作について説明する。

[0057] 図 5は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムが行なう交流電力の位相調整を示す図である。

[0058] 図 5を参照して、（1)および (4)の波形はインバータ側の交流電力、すなわち制御スィッチ 4がインバータ 3から受ける交流電力の波形であり、（2)および（5)の波形は商用系統電源側の交流電力、すなわち制御スィッチ 4が商用系統電源 6から受ける交流電力の波形であり、 (3)および (6)の波形は制御スィッチ 4の出力する交流電力の波形である。

[0059] (1)の波形および（2)の波形は位相が 90度ずれている。ここで、単純に時刻 tlにおいて制御スィッチ 4の出力を（1)の交流電力から（2)の交流電力に切り替えると、制御スィッチ 4の出力する交流電力の波形は（3)のように不連続の波形となり、制御スィッチ 4から瞬間的に異常電流が流れる等の不具合が生じてしまう。

[0060] そこで、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムでは、制御回路 10は、ィンバータ側の交流電力および商用系統電源側の交流電力の選択を切り替える場合には、位相調整命令をインバータ 3へ出力する。

[0061] インバータ 3は、制御回路 10から位相調整命令を受けて、インバータ側の交流電力の位相および商用系統電源側の交流電力の位相が一致するように、制御スィッチ 4 へ出力する交流電力の位相を (4)のように調整する。

[0062] そして、制御回路 10は、インバータ 3が交流電力の位相調整を行なった後に、時刻 tlにお、てインバータ側の交流電力から商用系統電源側の交流電力に選択を変更し、選択結果を表わす制御信号を制御スィッチ 4へ出力する。

[0063] そうすると、制御スィッチ 4の出力する交流電力の波形は切り替えの前後においても（6)に示すように連続した波形となるため、制御スィッチ 4における異常電流の発生および瞬時停電が発生することを防ぎ、負荷 7Aである家電機器を常に安定して動作させることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムは、コンピュータ等の精密機器にも使用することができる。

[0064] なお、ここでは、制御回路 10がインバータ側の交流電力から商用系統電源側の交流電力に選択を切り替える場合について説明したが、制御回路 10が商用系統電源側の交流電力からインバータ側の交流電力に選択を切り替える場合についても同様である。すなわち、インバータ 3が制御スィッチ 4へ出力する交流電力の位相を (4)のように調整し、制御回路 10力インバータ 3による交流電力の位相調整の後に、商用系統電源側の交流電力からインバータ側の交流電力に選択を変更することで、制御スィッチ 4において異常電流が発生することを防ぎ、負荷 7Aである家電機器を常に安定して動作させることができる。

[0065] ところで、特許文献 1記載の系統連系型の太陽光発電システムおよび図 7に示す系統連系型の太陽光発電システムでは、家庭の全電力を太陽光発電で賄うために多数の太陽電池モジュールを設置する必要があり、設置費用が増大するという問題点があった。

[0066] また、図 8に示す独立型の太陽光発電システムでは、商用系統電源 6に連系しないことから家庭の全電力を太陽光発電で賄うために蓄電池 18を大型化する必要があり、また、蓄電池は寿命が短いために定期的に買い換えおよびメンテナンス等が必要となり、設置費用および運用費用が増大するという問題点があった。

[0067] し力しながら、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムでは、整流回路 5が、商用系統電源 6からの交流電力を直流電力に変換し、インバータ 3へ出力する。そして、インバータ 3が、整流回路 5から受けた直流電力および昇降圧回路 2Aを介して受けた、太陽電池モジュール 1 Aで発電された直流電力を交流電力に変換する。このような構成により、家庭の全電力を太陽光発電で賄う必要がないことから、多数の太陽電池モジュールを設置する必要がなぐまた、蓄電池を設置する必要がない。

[0068] したがって、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムでは、設置費用および運用費用の増大を防ぐことができる。

[0069] また、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムでは、制御回路 10は、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力が目標直流電力以上である場合には、スィッチ 1 1をオフ状態として商用系統電源 6から整流回路 5への交流電力の供給を停止する制御を行なう。したがって、商用系統電源 6からの交流電力が無駄に使用されることを防ぎ、電力の使用効率を向上させることができる。

[0070] また、特許文献 1記載の系統連系型の太陽光発電システムおよび図 7に示す系統連系型の太陽光発電システムでは、少数の太陽電池モジュールを設置する場合でも、太陽光発電システムを商用系統電源に連系 (接続)する申請を電力会社等に行ない、所定の資格を持った業者に設置させる必要があるために、一般的な家電製品のようにユーザが気軽に設置および取り外しをすることができな、と、う問題点がある。

[0071] し力しながら、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムでは、家庭用のコンセント 8Aにケーブル 9Aを接続することにより商用系統電源 6からの交流電力が太陽光発電システムに供給されるようにし、負荷 7Aである家電機器のケーブル 9Bをコンセント 8Bに接続し、更に、太陽電池モジュール 1Aを太陽のあたる場所に置くことにより、太陽光発電システムからの交流電力が負荷 7Aである家電機器に供給される。したがって、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムでは、商用系統電源 6に連系する必要がなぐユーザが気軽に設置および取り外しをすることができる。

[0072] また、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムでは、昇降圧回路 2Aから出力される直流電力の、目標直流電力に対する不足分を整流回路 5で変換される直流電力、すなわち商用系統電源 6からの交流電力で補うことによって、太陽電池モジュールが 1枚だけでも負荷に安定して電力を供給することができる。したがって、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムは、ベランダ等の狭いスペースに設置することができ、また、冷蔵庫等の昼夜を問わず定常的に電力を消費する負荷にも使用することができる。

[0073] 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

[1] 負荷 (7A)に電力を供給する太陽光発電システム（100)であって、

太陽電池モジュール（ 1 A)と、

前記太陽電池モジュール（1A)で発電された直流電力の電圧値を調整する昇降圧回路 (2A)と、

商用系統電源 (6)からの交流電力を直流電力に変換する整流回路 (5)と、前記昇降圧回路（2A)で電圧値が調整された直流電力および前記整流回路（5) で変換された直流電力から前記負荷 (7A)に供給すべき交流電力を生成するインバータ（3)とを備える太陽光発電システム。

[2] 前記太陽光発電システム（100)は、さらに、

前記負荷（7A)に供給すべき交流電力を生成するために必要な直流電力に対して、前記昇降圧回路 (2A)で電圧値が調整された直流電力が不足する場合には、前記昇降圧回路（2A)で電圧値が調整された直流電力の不足分を前記整流回路（5)で変換される直流電力で補うことを決定する制御回路（10)を備え、

前記整流回路 (5)は、前記制御回路（10)が前記直流電力の不足分を前記整流回路 (5)で変換される直流電力で補うことを決定した場合には、前記商用系統電源 (6) 力の交流電力を直流電力に変換し、前記変換した直流電力を前記インバータ (3) へ出力する請求項 1記載の太陽光発電システム。

[3] 前記太陽光発電システム（100)は、さらに、

前記昇降圧回路（2A)で電圧値が調整された直流電力の電力量に基づ、て、前記インバータ（3)で生成された前記交流電力および前記商用系統電源 (6)からの交流電力の!/、ずれか一方を選択する制御回路（ 10)と、

前記制御回路（10)の選択に基づ、て、前記インバータ（3)で生成された前記交流電力を前記負荷 (7A)へ出力するか、または前記商用系統電源 (6)からの交流電力を前記負荷（7A)へ出力するかを切り替える制御スィッチ (4)とを備える請求項 1記載の太陽光発電システム。

[4] 前記制御回路（10)は、前記昇降圧回路 (2A)で電圧値が調整された直流電力が以下の式を満たす場合には、前記商用系統電源（6)からの交流電力を選択する請求項 3記載の太陽光発電システム。

PK P X (1 -AX B) /A

ただし、 Pは前記負荷 (7A)の消費電力であり、 P1は前記昇降圧回路（2A)で電圧値が調整された直流電力であり、 Aは前記インバータ（3)の効率であり、 Bは前記整流回路（5)の効率である。

前記インバータ（3)は、さらに、前記制御回路（10)が前記交流電力の選択を変更する場合には、前記商用系統電源 (6)からの交流電力の位相と一致するように、前記変換する交流電力の位相を調整し、

前記制御回路（10)は、前記インバータ（3)が前記交流電力の位相調整を行なつた後に前記交流電力の選択を変更する請求項 3記載の太陽光発電システム。