WO2017109871A1 - 太陽光発電システム及び太陽光発電用機器の支持装置 - Google Patents

太陽光発電システム及び太陽光発電用機器の支持装置 Download PDF

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solar cell
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solar
photovoltaic power
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真吾 柳本
晃司 大和田
博明 松本
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株式会社 東芝
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    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a photovoltaic power generation system and a support device for photovoltaic power generation equipment.
  • Photovoltaic power generation using solar cells is attracting attention as a power generation method that generates less CO 2 .
  • the output per general solar battery cell is small.
  • a practical solar power generation system configures a solar cell module in which a plurality of substrings in which a plurality of solar cells are connected in series are connected in series or in parallel so that a large amount of power can be obtained.
  • Such a solar power generation system is configured such that desired power can be obtained by connecting a large number of solar cell modules to a single device called a PCS (power conditioner).
  • the PCS basically has an inverter function for performing DC / AC conversion.
  • the PCS also has an MPPT (MPP: Maximum point Tracker) function that follows an operating point at which the output power becomes maximum while the amount of solar radiation changes every moment.
  • MPPT Maximum point Tracker
  • such a PCS is installed in a place where a solar cell module S is mounted on a roof R at a place where indoor or outdoor visual inspection is possible.
  • B is a frame for installing the solar cell module S on the roof R. For this reason, even if there is an abnormality such as ignition or smoke in the PCS, it can be visually confirmed.
  • the inverter is installed in a place where it can be inspected.
  • a micro inverter M has been developed as a control device for a solar cell module S instead of the PCS.
  • (A) is the surface on the light receiving side of the solar cell module S
  • (B) is the back surface.
  • the micro inverter M is a small PCS installed for each solar cell module S and having an inverter function and an MPPT function.
  • the micro inverter M is attached to the back side of each solar cell module S or to a gantry that fixes each solar cell module S.
  • attached so that the micro inverter M might be united with the solar cell module S is called AC module.
  • the input side of the micro inverter M is connected to the output side of the solar cell module S via a DC cable C1.
  • the output side of the micro inverter M is connected to a grid interconnection device (not shown) via an AC cable C2, and each micro inverter M is linked to the grid via this grid interconnection device.
  • MPPT is performed for each solar cell module S, and the amount of power generation of the entire solar power generation system can be increased. Moreover, the influence which the functional fall of each solar cell module S has on the whole electric power generation amount can be suppressed. Furthermore, the increase / decrease change of the solar cell module S in the photovoltaic power generation system is facilitated.
  • the micro inverter M is a kind of inverter, it must be visually inspected.
  • the micro inverter M is attached to the back side of each solar cell module S as described above, or is installed on the mount B for attaching each solar cell module S to the roof R. For this reason, as shown in FIG. 10, in the state where the solar cell module S is installed on the roof R, the gap where the micro inverter M can be seen is very narrow, and inspection is difficult.
  • such a subject is the same also in the apparatus for photovoltaic power generation which performs monitoring or control, such as the monitoring apparatus separately connected to the solar cell module S, DC / DC optimizer.
  • Embodiments of the present invention have been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and even for photovoltaic power generation devices individually connected to a plurality of solar cell modules, visual inspection is possible.
  • An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system and a supporting device for equipment for photovoltaic power generation that can be easily inspected.
  • a solar power generation system includes a plurality of solar cell modules and a plurality of solar cells that are individually connected to each of the solar cell modules and control or monitor each solar cell module. And a plurality of photovoltaic power generation devices are concentrated in a common area.
  • the support device for the photovoltaic power generation device is individually connected to each of the plurality of solar cell modules, and the plurality of photovoltaic power generation devices that control or monitor each solar cell module are in a common area.
  • FIG. 1 is an external view of a photovoltaic power generation system 100 of the present embodiment.
  • the solar power generation system 100 is a system that converts DC power output by solar power generation into AC power and supplies it to a main circuit in a house or reversely flows to an external power system.
  • the solar power generation system 100 includes a plurality of solar cell modules 1, a plurality of micro inverters (hereinafter referred to as MICs) 2, and a support device 3.
  • MICs micro inverters
  • the solar cell module 1 has an aggregate of a plurality of solar cells 11 as shown in FIG. A plurality of solar cells 11 in each solar cell module 1 are arranged vertically and horizontally. These solar cells 11 are supported by a transparent rectangular support plate 12 on the light receiving surface side (FIG. 3A) and supported by a rectangular back sheet 13 on the side opposite to the light receiving surface (FIG. 3B). ing.
  • the solar cell module 1 is formed as a rectangular panel.
  • the light receiving surface side is the front surface side
  • the anti-light receiving surface side is the back surface side.
  • the solar cell module 1 It is desirable to install the solar cell module 1 in a place where there are few obstacles that block sunlight in order to secure the amount of received light.
  • the roof of a building, a rooftop, an upper wall surface, etc. can be considered.
  • a plain or the like with no large buildings around it can be considered.
  • FIG. 1 an example of installation on an inclined roof R of a building will be described.
  • the plurality of solar cell modules 1 are arranged adjacent to each other as shown in FIG.
  • the solar cell module 1 is fixed to the roof R by a gantry 4.
  • Various configurations can be applied to the gantry 4.
  • columnar support members 40 parallel to the ridge are fixed to the roof R at a predetermined interval.
  • Near the both ends of the back surface of the solar cell module 1 are fixed to the support member 40 by fixing brackets (not shown).
  • the solar cell modules 1 in the same row are supported by a common support member 40.
  • the solar cell module 1 includes a junction box 15 as shown in FIGS.
  • the junction box 15 is a terminal for taking out the DC power generated by the solar cell module 1, and is connected to the DC cable C1 for connection to the MIC2.
  • the solar cell module 1 of this embodiment is different from MIC2 unlike FIG.
  • the MIC 2 is a photovoltaic power generation device that has an inverter control unit and an MPPT control unit and controls the solar cell module 1.
  • the inverter control unit mainly has a function of converting DC power from the solar cell module 1 into AC power.
  • the MPPT control unit has a maximum power point tracking function.
  • the MIC2 is a power conversion member such as a DC / DC converter, a transformer, a rectifier, and a DC / AC converter, and a microcontroller (MCU: micro control unit) as a control circuit that realizes the MPPT function. It has. These components are accommodated in a metal casing 21 as shown in FIG. The inside of the housing 21 is sealed with a filler.
  • MCU micro control unit
  • the plurality of MICs 2 are individually connected for each of the solar cell modules 1 described above. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, a connection terminal 22 that is electrically connected to the DC cable C ⁇ b> 1 from the solar cell module 1 is provided on the input side of each MIC 2. On the output side of the MIC 2, a connector 23 for electrically connecting to another MIC 2 is provided. The connector 23 is an output terminal of the MIC2.
  • the MIC 2 includes a communication device, and communicates with a gateway, which is a remote monitoring device of the photovoltaic power generation system 100, by wire or wirelessly.
  • the gateway communicates with an operation terminal such as a management company or a user operation terminal. An instruction from the operation terminal is transmitted to the MIC 2 via the gateway, and information acquired by the MIC 2 is transmitted to the operation terminal via the gateway.
  • a plurality of MICs 2 are concentrated in a common area.
  • a common area refers to a single unity space.
  • a space on the same continuous plane, a space on the same continuous line, and a space in the same frame are common areas.
  • the centralized arrangement means that a plurality of MICs 2 are arranged side by side so as to be visible at a time.
  • the number and direction of arrangement are not limited to specific aspects.
  • a plurality may be arranged on a straight line, may be arranged in a matrix, or may be arranged on a frame or in a ring shape.
  • each MIC 2 of this embodiment is arrange
  • the arrangement of each MIC 2 matches the arrangement of the solar cell modules 1 to which each MIC 2 is connected. For this reason, it is possible to intuitively determine which solar cell module 1 corresponds to the MIC 2 by visual observation.
  • region of MIC2 is provided behind the solar cell module 1 of a side edge or a lower edge among the several solar cell modules 1 arrange
  • the side edges are both the left and right edges in the height direction on the inclined surface.
  • the lower edge is the lower horizontal edge on the inclined surface.
  • the bottom corner is included on both the side and bottom edges.
  • the back is a position that faces the back surface of the solar cell module 1 with a gap and is covered by the solar cell module 1.
  • the arrangement area of the MIC 2 in the present embodiment is behind the solar cell module 1 at the lower corner toward the roof R (the area indicated by the one-dot chain line in the right corner in the figure).
  • the support device 3 is a device that supports a plurality of MICs 2.
  • the support device 3 includes a support base 31, a conductor 32, a connecting portion 33, and a connector portion 34.
  • the support base 31 is a rectangular member having a flat surface on which the MIC 2 is placed.
  • the conductor 32 is an AC power cable embedded in the support base 31.
  • the connecting portion 33 is a member that electrically connects the output side of the MIC 2 to the cable 32 when the connector 23 of the MIC 2 is connected. As shown in FIG. 5, the connecting portion 33 is exposed from the flat surface of the support base 31.
  • the same number of connecting parts 33 as MICs 2 are provided corresponding to the positions of the MICs 2 arranged in a concentrated manner.
  • the plurality of MICs 2 are placed on the flat surface of the support base 31, and each connector 23 is connected to the connecting portion 33, thereby being connected in parallel via the cable 32.
  • the connector part 34 is a terminal to which an end of the AC cable C2 is electrically connected.
  • the AC cable C2 is connected to a grid interconnection device or the like (not shown), so that the MIC 2 is linked to the grid.
  • centralized arrangement can be realized by mounting a plurality of MICs 2 on the support base 31. Then, an edge corresponding to one side of the outer periphery of the support base 31 is attached to the support member 40 of the gantry 4 with a fixture 31a such as a bolt with the arrangement surface of the MIC 2 on the front side, that is, the side opposite to the roof R.
  • the attachment position is behind the solar cell module 1 at the lower right corner, for example, as shown by the one-dot chain line in FIG.
  • the DC cable C1 from the solar cell module 1 is electrically connected to the connection terminal 22 of each MIC2.
  • the DC cable C1 is longer than when the MIC 2 is attached to each solar cell module 1. For this reason, it is preferable that the plurality of DC cables C1 are collected in the row direction and the column direction and supported by the gantry 4.
  • the inspection work of the MIC 2 in the present embodiment as described above is performed as follows. First, as shown in FIG.1 and FIG.6, an operator removes the solar cell module 1 of a lower right corner. Then, since the plurality of MICs 2 behind the solar cell module 1 are exposed, the operator performs visual inspection. Further, when there is an abnormality in the MIC 2, the DC cable C 1 is removed from the connection terminal 22 of the MIC 2, and the connector 23 is pulled out from the connecting portion 33 to remove the MIC 2. When replacing the MIC 2, the new MIC 2 is placed on the support base 31, the connector 23 is connected to the connecting portion 33, and the DC cable C 1 is connected to the connection terminal 22.
  • the operational effects of the present embodiment as described above are as follows.
  • the present embodiment includes a plurality of solar cell modules 1 and a plurality of MICs 2 that are individually connected to each solar cell module 1 and that control each solar cell module 1. Centralized in the area.
  • the MIC 2 is intentionally concentrated in a common area, so that the DC cable C1 is long and the AC portion conductor 32 is very short. This has the following effects.
  • the DC cable C1 connected to the input side of each MIC 2 may be short, but the AC connected to the output side of each MIC 2
  • the cable C2 becomes long.
  • the AC side needs to be at a predetermined voltage at the demarcation point with the grid, considering interconnection to the grid.
  • the AC cable C2 is long, there is a voltage drop due to the impedance of the cable. Therefore, it is necessary to output each MIC 2 at a high voltage assuming a voltage drop.
  • a limit may be imposed on the voltage of each MIC2. For this reason, it is necessary to use a more expensive cable with a low impedance at a long distance, which increases the cost.
  • the AC conductor 32 since the AC conductor 32 is short, the cost can be suppressed. In particular, since the plurality of MICs 2 are connected by the common conductor 32, the cost can be further reduced. Further, since the impedance of the conductor 32 is low and the voltage drop is small, it is not necessary for the MIC 2 to output at a high voltage. On the other hand, the DC cable C1 is long, but the voltage drop of each solar cell module 1 is much less than that of the system. When the voltage is low, the voltage can be boosted by MIC2.
  • region is provided behind the solar cell module 1 of a side edge or a lower edge among the several solar cell modules 1 arrange
  • the MIC 2 is provided on the back surface of the solar cell module 1 at the side edge or the lower edge, the solar cell module 1 can be easily removed at the time of inspection, and the inspection work is facilitated. Further, since the MIC 2 is protected from wind and rain by the solar cell module 1 during normal times, deterioration is prevented.
  • the support apparatus 3 which supports several MIC2. For this reason, by supporting the plurality of MICs 2 on the support device 3, they can be easily concentrated in a common installation area.
  • the MIC 2 is provided on the support base 31 that is concentrated in a common area, and the MIC 2 is electrically connected to each other via the connecting portion 33 and the connecting portion 33 to which the MIC 2 is electrically connected. Having a common conductor 32 connected to. For this reason, it is possible to easily connect and disconnect the MICs 2 by attaching / detaching the MICs 2 to / from the connecting part 33. By simply connecting the MIC 2 to the connecting portion 33, it can be easily concentrated. Furthermore, the use of the connecting portion 33 eliminates the need for a special member or mechanism that supports each MIC 2.
  • the conductor 32 is embedded in the support base 31. For this reason, deterioration and corrosion of the conductor 32 are prevented.
  • the photovoltaic power generation device in the present embodiment is not limited to the MIC2.
  • a solar power generation device that is individually connected to each solar cell module 1 and controls each solar cell module 1 includes a DC / DC optimizer.
  • the DC / DC optimizer is a device that controls the output of the solar cell module 1 to a constant voltage.
  • a monitoring device is also included as a solar power generation device that is individually connected to each solar cell module 1 and that monitors each solar cell module 1.
  • the monitoring device is a device that detects and displays the output of the solar cell module 1.
  • the solar power generation devices for some of the plurality of solar cell modules 1 are concentrated.
  • the photovoltaic power generation devices of all installed solar cell modules 1 may be centrally arranged.
  • twelve MICs 2 may be centrally arranged.
  • the solar cell module 1 and the photovoltaic power generation device may be linked by identification information for identifying each solar cell module 1.
  • identification information to the installation position of the support base 31 and the connecting portion 33, the corresponding MIC 2 can be reliably attached.
  • the solar cell module 1 widely includes an aggregate of a plurality of solar cells 11, and the name is not limited. For this reason, even if an aggregate is called a string, an array, etc., it can be grasped as solar cell module 1 of this embodiment. What connected generally what was called the solar cell module 1 can also be grasped as the solar cell module 1 of this embodiment.
  • the kind of gantry which fixes the solar cell module 1 is not limited to a specific thing.
  • the structure fixed to the support member of the direction orthogonal to a ridge may be sufficient.
  • positioned in the place which is not an inclined surface may be sufficient.
  • the solar cell module 1 is installed obliquely on a horizontal surface, the ground, etc., it can be visually inspected from behind, but even in that case, the present embodiment is applied to centrally arrange solar power generation devices. May be. Also by this aspect, the effect by shortening the length of a conductor is acquired.
  • the installation aspect of the apparatus for solar power generation is not limited to said aspect.
  • the support base 31 may be passed to the two support members 40 and fixed to each of them to increase the strength.
  • the support base 31 may not be flat.
  • a columnar member or an annular member may be used.
  • the support device 3 can be a gantry 4.
  • the photovoltaic power generation devices may be centrally arranged and attached to the gantry 4.
  • the conductor 32 that connects the photovoltaic power generation devices to each other may not be embedded in the support base 31.
  • a normal AC cable C2 may be exposed to the outside. Further, when embedded in the support base 31, the conductor 32 may not be a cable.
  • a rod-shaped conductive member may be embedded.
  • the fixture 31a for attaching the support base 31 to the gantry 4 is not limited to a bolt.

Abstract

複数の太陽電池モジュールに個別に接続される太陽光発電用機器であっても、目視による点検がし易い太陽光発電システム及び太陽光発電用機器の支持装置を提供する。複数の太陽電池モジュール１と、太陽電池モジュール１毎に個別に接続され、各太陽電池モジュール１の制御を行う複数のＭＩＣ２を有し、複数のＭＩＣ２が、共通の領域に集中配置されている。

Description

太陽光発電システム及び太陽光発電用機器の支持装置
　本発明の実施形態は、太陽光発電システム及び太陽光発電用機器の支持装置に関する。
　太陽電池セルを用いた太陽光発電は、ＣＯ２の発生が少ない発電方式として注目されている。しかしながら、一般的な太陽電池セル１枚当たりの出力は小さい。このため、実用的な太陽光発電システムは、複数の太陽電池セルを直列に接続したサブストリングを、複数直列又は並列に接続した太陽電池モジュールを構成し、大きな電力が得られるようにしている。
　このような太陽光発電システムは、多数の太陽電池モジュールを、１台のＰＣＳ（パワーコンディショナ）と呼ばれる装置に接続することにより、所望の電力が得られるように構成している。ＰＣＳは、基本的には、ＤＣ／ＡＣ変換を行うインバータ機能を有している。また、ＰＣＳは、日射量が時々刻々と変化する中で、出力電力が最大となる動作点を追従するＭＰＰＴ（ＭＰＰТ：Maximum power point Tracker)機能も有している。
　このようなＰＣＳは、例えば、図８に示すように、太陽電池モジュールＳを屋根Ｒに搭載した家屋において、屋内又は屋外の目視点検できる場所に設置されている。なお、図中、Ｂは太陽電池モジュールＳを屋根Ｒに設置するための架台である。このため、ＰＣＳに発火、発煙などの異常があった場合にも、目視で確認することができる。また、内線規程においては、インバータは点検できる場所に設置することとされている。
特開平１０－１５５２４０号公報
　近年、図９に示すように、上記のＰＣＳに代わる太陽電池モジュールＳの制御装置として、マイクロインバータＭが開発されている。図中、（Ａ）は太陽電池モジュールＳの受光側の表面、（Ｂ）は裏面である。マイクロインバータＭは、太陽電池モジュールＳ毎に設置され、インバータ機能とＭＰＰＴ機能を有する小型のＰＣＳである。マイクロインバータＭは、各太陽電池モジュールＳの裏側又は各太陽電池モジュールＳを固定している架台に取り付けられている。なお、マイクロインバータＭが太陽電池モジュールＳと一体となるように組み付けられた構造のものは、ＡＣモジュールと呼ばれている。
　マイクロインバータＭの入力側は、直流ケーブルＣ１を介して、太陽電池モジュールＳの出力側に接続されている。また、マイクロインバータＭの出力側は、交流ケーブルＣ２を介して、図示しない系統連系装置等に接続され、この系統連系装置を介して、各マイクロインバータＭが系統に連系される。
　このようなマイクロインバータＭを用いることにより、ＭＰＰＴを太陽電池モジュールＳ毎に行い、太陽光発電システム全体の発電量を増加させることができる。また、個々の太陽電池モジュールＳの機能低下が、全体の発電量に与える影響を抑えることができる。さらに、太陽光発電システムにおける太陽電池モジュールＳの増減変更が容易となる。
　但し、マイクロインバータＭも、インバータの一種であることから、目視点検できる必要がある。しかし、マイクロインバータＭは、上記のように、各太陽電池モジュールＳの裏側に取り付けられているか、各太陽電池モジュールＳを屋根Ｒに取り付けるための架台Ｂに設置されている。このため、図１０に示すように、太陽電池モジュールＳを屋根Ｒに設置した状態では、マイクロインバータＭを目視できる隙間は非常に狭く、点検は困難である。
　なお、このような課題は、太陽電池モジュールＳに個別に接続される監視装置、ＤＣ／ＤＣオプティマイザー等の監視又は制御を行う太陽光発電用機器においても同様である。
　本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、複数の太陽電池モジュールに個別に接続される太陽光発電用機器であっても、目視による点検がし易い太陽光発電システム及び太陽光発電用機器の支持装置を提供することを目的とする。
　上記のような目的を達成するため、実施形態の太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュール毎に個別に接続され、各太陽電池モジュールの制御又は監視を行う複数の太陽光発電用機器と、を有し、前記複数の太陽光発電用機器が、共通の領域に集中配置されている。
　また、実施形態の太陽光発電用機器の支持装置は、複数の太陽電池モジュール毎に個別に接続され、各太陽電池モジュールの制御又は監視を行う複数の太陽光発電用機器が、共通の領域に集中配置された支持台と、前記支持台に設けられ、前記太陽光発電用機器が接続される連結部と、前記連結部を介して、前記太陽光発電用機器を互いに接続する共通の導体と、を有する。
実施形態の太陽光発電システムを示す外観図である。 実施形態の太陽光発電システムを示す接続図である。 実施形態の太陽電池モジュールを示す表面図（Ａ）、裏面図（Ｂ）である。 実施形態のマイクロインバータ及び支持台を示す平面図である。 実施形態のマイクロインバータ及び支持台を示す側面図である。 実施形態のマイクロインバータの設置位置を示す説明図である。 実施形態のマイクロインバータの設置例を示す側面図である。 従来のＰＣＳの設置位置を示す説明図である。 従来の太陽電池モジュールを示す表面図（Ａ）、裏面図（Ｂ）である。 従来のマイクロインバータの目視による点検例を示す説明図である。
　以下、実施形態に係る太陽光発電システムについて、図面を参照して説明する。
［構成］
　図１は、本実施形態の太陽光発電システム１００の外観図である。太陽光発電システム１００は、太陽光発電により出力した直流電力を、交流電力に変換して宅内の主回路に供給し、あるいは外部の電力系統に逆潮流するシステムである。
　太陽光発電システム１００は、図２に示すように、複数の太陽電池モジュール１、複数のマイクロインバータ（以下、ＭＩＣとする）２、支持装置３を有する。
（太陽電池モジュール）
　太陽電池モジュール１は、図３（Ａ）に示すように、複数の太陽電池セル１１の集合体を有する。各太陽電池モジュール１における太陽電池セル１１は、縦横に複数個配置されている。これらの太陽電池セル１１は、受光面側（図３（Ａ））が透明な矩形の支持板１２で支持され、反受光面側（図３（Ｂ））が矩形のバックシート１３で支持されている。
　支持板１２とバックシート１３の周囲は、フレーム１４で囲まれている。支持板１２とバックシート１３との間には、充填材が充填されることにより、太陽電池セル１１が封入されている。これにより、太陽電池モジュール１は矩形のパネルとして形成されている。なお、本明細書では、受光面側を表面側とし、反受光面側を裏面側とする。
　太陽電池モジュール１は、受光量を確保するために、太陽光を遮る障害物の少ない場所に設置することが望ましい。そのような設置場所としては、建物の屋根、屋上、上部壁面等が考えられる。あるいは、周囲に大きな建造物のない平野等が考えられる。本実施形態では、図１に示すように、建物の傾斜した屋根Ｒに設置する例を説明する。
　複数の太陽電池モジュール１は、図１に示すように、隣接して配置されている。複数の太陽電池モジュール１を設置する場合、一般的には、直線状又はマトリクス（行列）状に配置する。図１の例では、１２枚の太陽電池モジュール１を、３行×４列で並べて配置している。
　太陽電池モジュール１は、屋根Ｒに架台４により固定されている。架台４としては、種々の構成が適用可能である。図１の例では、棟と平行な柱状の支持部材４０が所定の間隔で屋根Ｒに固定されている。この支持部材４０に、太陽電池モジュール１の裏面の両端付近が、図示しない固定金具等により固定されている。同じ行の太陽電池モジュール１は、共通の支持部材４０で支持されている。
　さらに、太陽電池モジュール１は、図２、図３に示すように、ジャンクションボックス１５を備えている。ジャンクションボックス１５は、太陽電池モジュール１が発電した直流電力を取り出す端子であり、ＭＩＣ２との接続のための直流ケーブルＣ１に接続されている。なお、本実施形態の太陽電池モジュール１は、図９とは異なり、ＭＩＣ２とは別体となっている。
（ＭＩＣ）
　ＭＩＣ２は、インバータ制御部、ＭＰＰＴ制御部を有し、太陽電池モジュール１の制御を行う太陽光発電用機器である。インバータ制御部は、主として、太陽電池モジュール１からの直流電力を交流電力に変換する機能を有する。ＭＰＰＴ制御部は、最大電力点追従機能を有する。
　より具体的には、ＭＩＣ２は、ＤＣ／ＤＣ変換器、トランス、整流器及びＤＣ／ＡＣ変換器等の電力変換用の部材、ＭＰＰＴ機能を実現する制御回路としてのマイクロコントローラ（ＭＣＵ: micro control unit）を備えている。これらの構成部は、図４に示す通り、金属の筐体２１内部に収容されている。筐体２１内部は充填材により封止されている。
　複数のＭＩＣ２は、上記の太陽電池モジュール１毎に個別に接続される。つまり、各ＭＩＣ２の入力側には、図４、図５に示すように、太陽電池モジュール１からの直流ケーブルＣ１に電気的に接続される接続端子２２が設けられている。ＭＩＣ２の出力側には、他のＭＩＣ２と電気的に接続するためのコネクタ２３が設けられている。このコネクタ２３は、ＭＩＣ２の出力端子である。
　なお、ＭＩＣ２は、通信装置を備えており、有線又は無線で太陽光発電システム１００の遠隔監視装置であるゲートウェイと通信を行う。ゲートウェイは、管理事業者等の操作端末やユーザの操作端末と通信を行う。操作端末からの指示はゲートウェイを介してＭＩＣ２に送信され、またＭＩＣ２が取得した情報はゲートウェイを介して操作端末に送信される。
　複数のＭＩＣ２は、共通の領域に集中配置されている。共通の領域とは、一つのまとまりのある空間をいう。例えば、同一の連続した平面上の空間、同一の連続した線上の空間、同一の枠内の空間は、共通の領域である。集中配置とは、複数のＭＩＣ２を、一度に目視可能となるように近づけて、並べて配置することをいう。配置する数、方向は特定の態様には限定されない。例えば、複数を一直線上に並べてもよいし、マトリクス状に並べてもよいし、枠上又は環状に並べてもよい。
　本実施形態のＭＩＣ２は、図２及び図４に示すように、同一の連続した平面上にマトリクス状に配置されている。各ＭＩＣ２の配置は、それぞれが接続される太陽電池モジュール１の配置と一致している。このため、目視により、どの太陽電池モジュール１に対応するＭＩＣ２かが直感的に判別できる。
　ＭＩＣ２の配置領域は、傾斜面に配置された複数の太陽電池モジュール１のうち、側縁又は下縁の太陽電池モジュール１の背後に設けられている。側縁とは、傾斜面における高さ方向の左右両縁である。下縁とは、傾斜面における下側の水平方向の縁である。下隅は側縁にも下縁にも含まれる。背後とは、太陽電池モジュール１の裏面に間隔を空けて対向し、太陽電池モジュール１によって覆われる位置である。本実施形態のＭＩＣ２の配置領域は、図６に示すように、屋根Ｒに向かって下隅（図中、右隅の一点鎖線の領域）の太陽電池モジュール１の背後である。
（支持台）
　支持装置３は、複数のＭＩＣ２を支持する装置である。支持装置３は、支持台３１、導体３２、連結部３３、コネクタ部３４を有する。支持台３１は、図４に示すように、ＭＩＣ２が載置される平坦面を有する矩形の部材である。導体３２は、支持台３１に埋設された交流電力用のケーブルである。
　連結部３３は、ＭＩＣ２のコネクタ２３が接続されることにより、ＭＩＣ２の出力側をケーブル３２に電気的に接続する部材である。連結部３３は、図５に示すように、支持台３１の平坦面から露出している。連結部３３は、集中配置されるＭＩＣ２の位置に対応して、ＭＩＣ２と同数設けられている。複数のＭＩＣ２は、支持台３１の平坦面上に載置され、それぞれのコネクタ２３が連結部３３に接続されることにより、ケーブル３２を介して並列に接続される。コネクタ部３４は、交流ケーブルＣ２の端部が電気的に接続される端子である。交流ケーブルＣ２は、図示しない系統連系装置等に接続されることにより、ＭＩＣ２が系統に連系される。
　上記のように、支持台３１に複数のＭＩＣ２が搭載されることにより、集中配置が実現できる。そして、支持台３１の外周の一辺に対応する縁部が、ＭＩＣ２の配置面を表側、つまり屋根Ｒと反対側として、ボルト等の取付具３１ａによって架台４の支持部材４０に取り付けられている。取り付け位置は、例えば、図６の一点鎖線で示すように、右下隅の太陽電池モジュール１の背後である。この位置に支持台３１を架台４に固定した後、図７に示すように、太陽電池モジュール１を架台４に固定することによってＭＩＣ２が覆われる。
　なお、図２に示すように、太陽電池モジュール１からの直流ケーブルＣ１は、各ＭＩＣ２の接続端子２２に電気的に接続される。この直流ケーブルＣ１は、各太陽電池モジュール１にＭＩＣ２を取り付けた場合に比べて、長尺となる。このため、複数の直流ケーブルＣ１を行方向、列方向にまとめて、架台４に支持させることが好ましい。
［点検作業］
　以上のような本実施形態におけるＭＩＣ２の点検作業は、以下のように行う。まず、図１及び図６に示すように、作業者は、右下隅の太陽電池モジュール１を取り外す。すると、太陽電池モジュール１の背後にある複数のＭＩＣ２が露出するので、作業者は、目視による点検を行う。また、ＭＩＣ２に異常等があった場合には、ＭＩＣ２の接続端子２２から直流ケーブルＣ１を取り外し、連結部３３からコネクタ２３を引き抜くことにより、ＭＩＣ２を取り外す。ＭＩＣ２を交換する場合には、新たなＭＩＣ２を支持台３１に載置して、連結部３３にコネクタ２３を接続し、接続端子２２に直流ケーブルＣ１を接続する。
［作用効果］
　以上のような本実施形態の作用効果は、以下の通りである。
（１）本実施形態は、複数の太陽電池モジュール１と、太陽電池モジュール１毎に個別に接続され、各太陽電池モジュール１の制御を行う複数のＭＩＣ２を有し、複数のＭＩＣ２が、共通の領域に集中配置されている。
　このため、複数の太陽電池モジュール１に個別に接続されるＭＩＣ２であっても、目視による点検がし易い。つまり、複数のＭＩＣ２をまとめて目視により確認することができる。このため、日常の点検が非常に容易となる。
　また、一般的なストリングインバータでは、太陽電池モジュール１をデイジーチェーンで直列接続していたため、高電圧となる。このため、直流ケーブルＣ１については、高価な製品を使用する必要があり、これを長尺とすることは好ましくなかった。
　本実施形態においては、このような技術常識に反して、敢えてＭＩＣ２を共通の領域に集中配置することにより、直流ケーブルＣ１を長尺として、交流部分の導体３２を非常に短くしている。これは、次のような効果がある。
　例えば、図９に示したように、ＭＩＣ２を太陽電池モジュール１毎に配置した場合、各ＭＩＣ２の入力側に接続される直流ケーブルＣ１は短くて済むが、各ＭＩＣ２の出力側に接続される交流ケーブルＣ２は長くなる。
　交流側は系統への連系を考慮すると、系統との責任分界点において所定の電圧となっている必要がある。但し、交流ケーブルＣ２が長い場合、ケーブルのインピーダンスによる電圧降下がある。そこで、電圧降下を想定して、各ＭＩＣ２が高い電圧で出力する必要がある。しかし、各ＭＩＣ２の電圧には制限が課されている場合がある。このため、インピーダンスの低い、より高価なケーブルを長い距離で使用する必要があり、コスト高となる。
　本実施形態では、交流の導体３２が短くて済むため、コストを抑えることができる。特に、複数のＭＩＣ２は共通の導体３２により接続されているので、よりコストを低減できる。また、導体３２のインピーダンスが低く、電圧降下が少ないため、ＭＩＣ２が高い電圧で出力する必要がなくなる。一方、直流ケーブルＣ１は長尺となるが、各太陽電池モジュール１の電圧は、系統に比べて遥かに低いため、電圧降下はあまり問題とならない。また、電圧が低い場合には、ＭＩＣ２で昇圧することができる。
（２）本実施形態では、傾斜面に配置された複数の太陽電池モジュール１のうち、側縁又は下縁の太陽電池モジュール１の背後に、共通の設置領域が設けられている。
　ＭＩＣ２を点検、交換するには、太陽電池モジュール１を取り外す必要がある。ところが、図１に示すように、太陽電池モジュール１が、屋根Ｒの傾斜と平行に多数設置されている場合、図中、点線で囲んだ部分、つまり、太陽電池モジュール１の配列の中央側から棟側の部分では、太陽電池モジュール１を架台４から単独で取り外すことができない。たとえ、いずれか一枚を取り外すことができたとしても、周囲に他の太陽電池モジュール１が存在するため、作業スペースが限られてしまう。
　本実施形態では、側縁又は下縁の太陽電池モジュール１の背面にＭＩＣ２があるため、点検時に、太陽電池モジュール１を取り外し易く、点検作業が容易となる。また、通常時は、太陽電池モジュール１によって、風雨からＭＩＣ２が守られるため、劣化が防止される。
（３）本実施形態では、複数のＭＩＣ２を支持する支持装置３を有する。このため、複数のＭＩＣ２を支持装置３に支持させることにより、共通の設置領域に容易に集中配置させることができる。
（４）本実施形態では、ＭＩＣ２が共通の領域に集中配置される支持台３１に設けられ、ＭＩＣ２が電気的に接続される連結部３３と、連結部３３を介して、ＭＩＣ２を互いに電気的に接続する共通の導体３２を有する。このため、連結部３３にＭＩＣ２を着脱することにより、ＭＩＣ２相互の接続、取り外しを容易に実現できる。連結部３３にＭＩＣ２を接続するだけで、容易に集中配置できる。さらに、連結部３３を用いることにより、個々のＭＩＣ２を支持する特別な部材や機構が不要となる。
（５）本実施形態では、導体３２が支持台３１に埋設されている。このため、導体３２の劣化、腐食が防止される。
（６）本実施形態では、支持台３１を、太陽電池モジュール１を固定する架台４に取り付ける取付具３１ａを有する。このため、太陽電池モジュール１を支持するための架台４を利用することができ、特別な取り付け台を用意する必要がない。
［他の実施形態］
（１）本実施形態における太陽光発電用機器は、ＭＩＣ２には限定されない。太陽電池モジュール１毎に個別に接続され、各太陽電池モジュール１の制御を行う太陽光発電用機器としては、ＤＣ／ＤＣオプティマイザーも含まれる。ＤＣ／ＤＣオプティマイザーは、太陽電池モジュール１の出力を一定の電圧に制御する機器である。また、太陽電池モジュール１毎に個別に接続され、各太陽電池モジュール１の監視を行う太陽光発電用機器としては、監視装置も含まれる。監視装置は、太陽電池モジュール１の出力を検出し、表示する機器である。
（２）上記の実施形態では、設置された複数の太陽電池モジュール１のうち、一部の複数の太陽電池モジュール１についての太陽光発電機器を集中配置している。但し、設置された全ての太陽電池モジュール１の太陽光発電機器を集中配置してもよい。例えば、図１の設置例では、１２個のＭＩＣ２を集中配置してもよい。
（３）太陽電池モジュール１と太陽光発電用機器は、各太陽電池モジュール１を識別する識別情報により紐付けてもよい。太陽電池モジュール１とこれに対応する太陽光発電用機器に、識別情報を付して、外部から視認できる位置に表示してもよい。例えば、ＭＩＣ２の筐体２１の上面に、対応する太陽電池モジュール１のシリアル番号又はＩＤを付してもよい。これにより、作業者は、各ＭＩＣ２が、どの太陽電池モジュール１を制御しているかを確認できる。支持台３１の設置位置、連結部３３に識別情報を付すことにより、対応するＭＩＣ２を確実に取り付けることができる。
（４）太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池セル１１の集合体を広く含み、その名称は問わない。このため、集合体がストリングやアレイ等と呼ばれていても、本実施形態の太陽電池モジュール１として捉えることができる。一般的に太陽電池モジュール１と呼ばれるものを複数接続したものも、本実施形態の太陽電池モジュール１として捉えることもできる。
（５）太陽電池モジュール１を固定する架台の種類は、特定のものには限定されない。例えば、棟と直交する方向の支持部材に固定する構造であってもよい。太陽電池モジュール１を傾斜面ではない場所に配置する場合であってもよい。つまり、水平面、地面等に太陽電池モジュール１を斜めに立ち上げて設置する場合には、背後から目視点検できるが、その場合でも、本実施形態を適用して、太陽光発電用機器を集中配置してもよい。この態様によっても、導体の長さを短くすることによる効果は得られる。
（６）太陽光発電用機器の設置態様は、上記の態様には限定されない。支持台３１を、２本の支持部材４０に渡して、それぞれに固定して強度を高めてもよい。支持台３１は、平板状でなくてもよい。例えば、柱状の部材、環状の部材であってもよい。さらに、支持装置３を架台４とすることもできる。つまり、架台４に太陽光発電用機器を集中配置して取り付けてもよい。
（７）太陽光発電機器を互いに接続する導体３２は、支持台３１に埋設されていなくてもよい。通常の交流ケーブルＣ２が外部に露出していてもよい。また、支持台３１に埋設される場合、導体３２はケーブルでなくてもよい。棒状の導電性の部材を埋設してもよい。支持台３１を架台４に取り付ける取付具３１ａはボルトには限定されない。
（８）本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１、Ｓ　太陽電池モジュール
２、Ｍ　マイクロインバータ（ＭＩＣ）
３　支持装置
１１　太陽電池セル
１２　支持板
１３　バックシート
１４　フレーム
１５　ジャンクションボックス
２１　筐体
２２　接続端子
２３　コネクタ
３１　支持台
３１ａ　取付具
３２　導体
３３　連結部
４、Ｂ　架台
４０　支持部材
Ｒ　屋根
Ｃ１　直流ケーブル
Ｃ２　交流ケーブル

Claims (8)

  1. 　複数の太陽電池モジュールと、
    　前記太陽電池モジュール毎に個別に接続され、各太陽電池モジュールの制御又は監視を行う複数の太陽光発電用機器と、
    　を有し、
    　前記複数の太陽光発電用機器が、共通の領域に集中配置されている太陽光発電システム。
  2. 　前記太陽光発電用機器は、インバータ制御部及びＭＰＰＴ制御部を有するマイクロインバータである請求項１記載の太陽光発電システム。
  3. 　前記マイクロインバータの出力端子が、互いに共通の導体により接続されている請求項１又は請求項２記載の太陽光発電システム。
  4. 　傾斜面に配置された複数の太陽電池モジュールのうち、側縁又は下縁の太陽電池モジュールの背後に、前記共通の設置領域が設けられている請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
  5. 　前記複数の太陽光発電用機器を支持する支持装置を有する請求項１～４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
  6. 　複数の太陽電池モジュール毎に個別に接続され、各太陽電池モジュールの制御又は監視を行う複数の太陽光発電用機器が、共通の領域に集中配置される支持台と、
    　前記支持台に設けられ、前記太陽光発電用機器が電気的に接続される連結部と、
    　前記連結部を介して、前記太陽光発電用機器を互いに電気的に接続する共通の導体と、
    　を有する太陽光発電用機器の支持装置。
  7. 　前記導体が、前記支持台に埋設されている請求項６記載の太陽光発電用機器の支持装置。
  8. 　前記支持台を、太陽電池モジュールを固定する架台に取り付ける取付具を有する請求項６又は請求項７記載の太陽光発電用機器の支持装置。
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