WO2018207495A1 - 太陽光発電設備 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic power generation facility that can store surplus power while supplying power by daytime power generation.
  • Patent Document 1 proposes a grid-connected power storage system that continuously supplies stable power to a power conditioner equipped with a storage battery, an automatic charging / discharging device, and a step-up and step-down circuit.
  • Patent Document 1 it is possible to store surplus power while sending power generated from a solar panel to the daytime system and supply the power charged in the storage battery after sunset to the power conditioner.
  • the present invention is intended to provide a more specific photovoltaic power generation facility that can store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • the solar power generation facility of the present invention is a solar module string that performs solar power generation, a storage battery array that stores electric power supplied from the solar module string, and the solar module string or the storage battery.
  • a power conditioner for supplying power from the array to the power system, switching the connection from the solar module string to the power conditioner or the storage battery array, and switching the connection from the storage battery array to the power conditioner
  • a photovoltaic power generation facility comprising: a control unit; a voltage detection unit that detects an output voltage of the solar module string; and a storage capacity detection unit that detects a storage capacity of the storage battery array.
  • the control means detects that the first storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity by the storage capacity detection means, When a voltage less than the predetermined voltage is detected a predetermined number of times within a predetermined time by the voltage detection means, the first solar module string is disconnected from the power conditioner, and the first storage battery array is used as the power conditioner. It is characterized by connecting.
  • the control means has a state in which the voltage detection means detects a voltage less than the predetermined voltage within the predetermined time by the predetermined number of times. If the storage battery capacity detecting means detects that the first storage battery array is less than the predetermined capacity and the second storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity, the second solar module The strings are disconnected from the second storage battery array, the first storage battery array is disconnected from the power conditioner, and the second storage battery array is connected to the power conditioner.
  • the control means has a state in which the voltage detecting means detects a voltage less than the predetermined voltage within the predetermined time by the predetermined number of times. If the first storage battery array detects that the first storage battery array is less than the predetermined capacity and the second storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity, the first solar battery module A string is connected to the first storage battery array.
  • the control means causes the voltage detection means to apply a voltage less than the predetermined voltage within the predetermined time by the predetermined number of times.
  • the second storage battery array is connected to the power condition.
  • the first solar module strings and the second solar module strings are connected to the power conditioner.
  • the first solar module strings are connected to the first storage battery array, and the second solar module strings are connected to the first storage battery array while the voltage detection means detects a voltage equal to or higher than the predetermined voltage. It is connected to the inverter.
  • the first storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity by the storage capacity detection means, and the second storage battery array Is detected to be less than the predetermined capacity, and the first solar module string is connected to the power conditioner while the voltage detecting means detects a voltage higher than the predetermined voltage, and the second A solar module string is connected to the second storage battery array.
  • the present invention according to claim 8 is the photovoltaic power generation facility according to any one of claims 1 to 7, wherein timer means for setting a discharge start time for connection from the storage battery array to the power conditioner is provided.
  • control means has a discharge start time set by the timer means, and the storage capacity detection means detects that the first storage battery array or the second storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity.
  • the first storage battery array and the second storage battery array are connected to the power conditioner.
  • the storage capacity detecting means detects that the second storage battery array is less than the predetermined capacity and the voltage detecting means detects a voltage higher than the predetermined voltage
  • the first By connecting the solar module strings to the power conditioner and connecting the second solar module strings to the second storage battery array, it is possible to store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a case where the solar radiation conditions have returned to a good state in the state shown in FIG. Block diagram showing power supply at night.
  • the photovoltaic power generation facility has at least a first solar module string and a second solar module string as solar module strings, and at least a first storage battery array as a storage battery array. And the second storage battery array, while the control means detects that the second storage battery array is less than a predetermined capacity by the storage capacity detection means and detects a voltage higher than the predetermined voltage by the voltage detection means.
  • the first solar module strings are connected to the power conditioner, and the second solar module strings are connected to the second storage battery array. According to the present embodiment, it is possible to store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • the control means detects that the first storage battery array has a predetermined capacity or more by the storage capacity detection means, and detects the voltage.
  • the first solar module string is disconnected from the power conditioner, and the first storage battery array is connected to the power conditioner.
  • stable power without voltage fluctuation can be supplied by supplying power using power storage during daylight fluctuations that are large or poor.
  • the control means continues to detect a voltage less than a predetermined voltage a predetermined number of times within a predetermined time by the voltage detection means.
  • the first storage battery array is less than the predetermined capacity and the second storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity by the storage capacity detection means, the second solar module string is disconnected from the second storage battery array. Then, the first storage battery array is disconnected from the power conditioner, and the second storage battery array is connected to the power conditioner.
  • the control means continues to detect a voltage less than a predetermined voltage a predetermined number of times within a predetermined time by the voltage detection means. If the first storage battery array detects that the first storage battery array is less than the predetermined capacity and the second storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity by the storage capacity detection means, the first solar module string is connected to the first storage battery array. To do. According to the present embodiment, power generation can be used effectively by using it for power storage even during the daytime when the variation in solar radiation is large.
  • the control unit detects a voltage less than a predetermined voltage within a predetermined time by the voltage detection unit a predetermined number of times.
  • the storage capacity detection means detects that the first storage battery array and the second storage battery array are less than the predetermined capacity
  • the second storage battery array is disconnected from the power conditioner, and the first sunlight
  • the module strings and the second solar module strings are connected to the power conditioner.
  • the first solar module strings and the second solar module strings are connected to the power conditioner even when the variation in solar radiation continues for a long time and stable power cannot be supplied due to power storage. Thus, power supply can be continued.
  • the first storage battery array and the second storage battery array are less than a predetermined capacity by the storage capacity detection means.
  • the first solar module strings are connected to the first storage battery array and the second solar module strings are connected to the power conditioner while the voltage is detected and detected by the voltage detection means to a voltage higher than a predetermined voltage. is there. According to the present embodiment, it is possible to store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • the first storage battery array has a predetermined capacity or more and the second storage battery array is predetermined by the storage capacity detection means.
  • the first solar module string is connected to the power conditioner and the second solar module string is connected to the second storage battery while it is detected that the capacity is less than the capacity and the voltage detection means detects a voltage higher than a predetermined voltage. Connect to the array. According to the present embodiment, it is possible to store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • the eighth embodiment of the present invention includes a timer means for setting a discharge start time to be connected from the storage battery array to the power conditioner in the photovoltaic power generation facility according to any one of the first to seventh embodiments,
  • the control means when the discharge start time set by the timer means is reached and the storage capacity detection means detects that the first storage battery array or the second storage battery array is greater than or equal to the predetermined capacity, the first storage battery array and the second storage battery array The storage battery array is connected to the power conditioner. According to the present embodiment, it is possible to supply the stored electric power by designating the night time zone in which power generation cannot be performed with the timer.
  • FIG. 1 to FIG. 6 are block diagrams showing the photovoltaic power generation facility according to the present embodiment as function realizing means.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a state in which the solar radiation conditions during the day are good.
  • the photovoltaic power generation facility includes a solar module string 10 that performs solar power generation, a storage battery array 20 that stores electric power supplied from the solar module string 10, and the solar module string 10 or the storage battery array 20.
  • a power conditioner 30 for supplying the power to the power system 70, switching of connection from the solar module string 10 to the power conditioner 30 or the storage battery array 20, and switching of connection from the storage battery array 20 to the power conditioner 30 And control means 40 for performing.
  • the photovoltaic power generation facility according to this embodiment includes a voltage detection unit 50 that detects the output voltage of the solar module string 10 and a storage capacity detection unit 60 that detects the storage capacity of the storage battery array 20. The electric power converted by the power conditioner 30 is supplied to the electric power system 70.
  • the solar power generation facility includes at least a first solar module string 11 and a second solar module string 12 as the solar module string 10, and at least a first storage battery array 21 as the storage battery array 20. And a second storage battery array 22.
  • the first voltage detector 51 detects the output voltage of the first solar module string 11, and the second voltage detector 52 detects the output voltage of the second solar module string 12.
  • the first storage capacity detection means 61 detects the storage capacity of the first storage battery array 21, and the second storage capacity detection means 62 detects the storage capacity of the second storage battery array 22.
  • the control means 40 detects that the second storage battery array 22 is less than a predetermined capacity by the second storage capacity detection means 62, and the first voltage While the first solar module strings 11 are detecting a voltage equal to or higher than the predetermined voltage by the detecting means 51, the first solar module strings 11 are connected to the power conditioner 30, and the second solar module strings 12 are 2 Connect to the storage battery array 22. Therefore, it is possible to store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a state in which the variation in solar radiation during the day increases or the solar radiation is poor in the state shown in FIG.
  • the fluctuation of the solar radiation becomes large, for example, when it is fine but intermittently cloudy or rainy occurs, and the poor solar radiation is a continuous cloudy or rainy state.
  • the control unit 40 detects that the first storage battery array 21 has a predetermined capacity or more by the first storage capacity detection unit 61.
  • the first solar module string 11 is disconnected from the power conditioner 30, and the first storage battery array 21 is connected to the power conditioner. Connected to the N30. Therefore, during the daytime when the variation in solar radiation is large or the solar radiation is poor, it is possible to supply stable electric power without voltage fluctuation by supplying electric power using power storage.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a state in which the state shown in FIG. 2 is further continued and the first storage battery array has been discharged.
  • the state in which the first storage battery array 21 has been discharged due to continued large solar radiation fluctuation or poor solar radiation that is, a voltage less than a predetermined voltage within a predetermined time by the first voltage detector 51.
  • the first storage battery array 21 is less than a predetermined capacity by the first storage capacity detection means 61
  • the second storage battery array 22 is more than the predetermined capacity by the second storage capacity detection means 62. If it is detected, the control means 40 disconnects the second solar module string 12 from the second storage battery array 22 and disconnects the first storage battery array 21 from the power conditioner 30 as shown in FIG.
  • the second storage battery array 22 is connected to the power conditioner 30. Therefore, even if the solar radiation fluctuation continues for a long time, it is possible to supply stable electric power without voltage fluctuation by supplying electric power using power storage.
  • the control means 40 connects the first solar module strings 11 to the first storage battery array 21. Therefore, even during the daytime when the variation in solar radiation is large, power generation can be used effectively by using it for power storage.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a state in which the state shown in FIG. 3 is further continued and the first storage battery array and the second storage battery array are discharged.
  • the state in which the fluctuation of solar radiation during the day is large or the state of poor solar radiation continues further, so that the first storage battery array 21 and the second storage battery array 22 are discharged, that is, the first voltage detection means 51 or the second
  • the voltage detection means 52 continues to detect a voltage less than the predetermined voltage within a predetermined time for a predetermined number of times, and the first storage capacity detection means 61 and the second storage capacity detection means 62 allow the first storage battery array 21 and the second storage capacity detection means 62 to When it is detected that the storage battery array 22 is less than the predetermined capacity, the control means 40 disconnects the second storage battery array 22 from the power conditioner 30 as shown in FIG.
  • the second solar module string 12 is connected to the power conditioner 30. Therefore, even if the solar radiation fluctuation continues for a long time and stable power from power storage cannot be supplied, by connecting the first solar module strings 11 and the second solar module strings 12 to the power conditioner 30, The power supply can be continued.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a case where the solar radiation condition returns to a good state in the state shown in FIG.
  • the first storage capacity detection means 61 and the second storage capacity detection means 62 detect that the first storage battery array 21 and the second storage battery array 22 are less than a predetermined capacity, and the first voltage detection means 51 or the second voltage detection means. While the voltage higher than the predetermined voltage is detected by the control unit 52, the control means 40 connects the first solar module string 11 to the first storage battery array 21 and the second solar module string 12 to the power conditioner 30. Connecting. Therefore, it is possible to store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • the state shown in FIG. 1 is obtained. That is, the first storage battery capacity detection means 61 detects that the first storage battery array 21 has a predetermined capacity or more, and the second storage capacity detection means 62 detects that the second storage battery array 22 is less than the predetermined capacity. While the means 51 or the second voltage detection means 52 detects a voltage higher than a predetermined voltage, the control means 40 connects the first solar module string 11 to the power conditioner 30 and the second solar module string. 12 is connected to the second storage battery array 22. Therefore, it is possible to store electricity while supplying power during the day when the solar radiation conditions are good.
  • FIG. 6 is a block diagram showing power supply at night.
  • the control means 40 includes a timer means 41 that sets a discharge start time for connection from the first storage battery array 21 or the second storage battery array 22 to the power conditioner 30.
  • the discharge start time set by the timer means 41 is reached, and the first storage battery array 21 or the second storage battery array 22 has a predetermined capacity or more by the first storage capacity detection means 61 or the second storage capacity detection means 62.
  • the first storage battery array 21 and the second storage battery array 22 are connected to the power conditioner 30. Accordingly, it is possible to supply the stored electric power by designating the night time zone during which power generation cannot be performed with the timer.
  • FIG. 7 is a flowchart showing control of the photovoltaic power generation facility according to this embodiment.
  • the first voltage detection means 51 or the second voltage detection means 52 detects the output voltage of the first solar module strings 11 or the second solar module strings 12 (S1). ).
  • the storage capacities of the first storage battery array 21 and the second storage battery array 22 are detected by the first storage capacity detection means 61 and the second storage capacity detection means 62 (S2). .
  • the first solar module string 11 is connected to the power conditioner 30 (S8), and the second solar module string 12 is connected. It connects to the 2nd storage battery array 22 (S9).
  • the maximum output of the first solar module strings 11 and the second solar module strings 12 is 20% or more and 50% or less of the maximum rated output of the power conditioner 30, respectively.
  • the case where the first voltage detection means 51 and the second voltage detection means 52 are provided as the voltage detection means 50 has been described, but the output of any one of the solar module strings 10 with one voltage detection means 50. The voltage may be detected.
  • the first storage capacity detection means 61 and the second storage capacity detection means 62 are provided as the storage capacity detection means 60
  • the first storage battery array 21 and the second storage battery are formed by one storage capacity detection means 60.
  • the storage capacity with the array 22 may be detected.
  • the photovoltaic power generation facility of the present invention can use an existing photovoltaic power generation facility including the first solar module string 11, and includes the second solar module string 12, the first storage battery array 21, and the second storage battery array 22. This can be realized by expanding and replacing the power conditioner 30.
  • power supply can be balanced during the daytime, surplus power can be sold, and the cost of introducing a storage battery can be recovered.

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Abstract

更に具体的な、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる太陽光発電設備を提供する。 本発明の太陽光発電設備は、太陽光モジュールストリングス10として、少なくとも第1太陽光モジュールストリングス11と第2太陽光モジュールストリングス12とを有し、蓄電池アレイ20として、少なくとも第1蓄電池アレイ21と第2蓄電池アレイ22とを有し、制御手段40では、蓄電容量検出手段60によって第2蓄電池アレイ22が所定容量未満であることを検出し、電圧検出手段50によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、第1太陽光モジュールストリングス11をパワーコンディショナ30に接続し、第2太陽光モジュールストリングス12を第2蓄電池アレイ22に接続することを特徴とする。

Description

太陽光発電設備
 本発明は、日中発電による電力供給を行いながら余剰電力を蓄電できる太陽光発電設備に関する。
 特許文献1は、蓄電池、自動充放電装置、昇圧及び降圧回路を取り付けたパワーコンディショナへ継続的に安定電力を供給する系統連系用蓄電システムを提案している。
特開2015-211630号公報
 特許文献1によれば、太陽光パネルより発生した電力を日中系統へ電力を送りながら余剰電力を蓄電し、日没後蓄電池に充電された電力をパワーコンディショナへ供給することが可能となる。
 本発明は、更に具体的な、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる太陽光発電設備を提供することを目的とする。
 請求項1記載の本発明の太陽光発電設備は、太陽光発電を行う太陽光モジュールストリングスと、前記太陽光モジュールストリングスから供給される電力を蓄電する蓄電池アレイと、前記太陽光モジュールストリングス又は前記蓄電池アレイからの電力を電力系統に供給するパワーコンディショナと、前記太陽光モジュールストリングスから前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池アレイへの接続の切り替え、及び前記蓄電池アレイからパワーコンディショナへの接続の切り替えを行う制御手段と、前記太陽光モジュールストリングスの出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記蓄電池アレイの蓄電容量を検出する蓄電容量検出手段とを備えた太陽光発電設備であって、前記太陽光モジュールストリングスとして、少なくとも第1太陽光モジュールストリングスと第2太陽光モジュールストリングスとを有し、前記蓄電池アレイとして、少なくとも第1蓄電池アレイと第2蓄電池アレイとを有し、前記制御手段では、前記蓄電容量検出手段によって前記第2蓄電池アレイが所定容量未満であることを検出し、前記電圧検出手段によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、前記第1太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続し、前記第2太陽光モジュールストリングスを前記第2蓄電池アレイに接続することを特徴とする。
 請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の太陽光発電設備において、前記制御手段では、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出し、前記電圧検出手段によって所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を所定回数検出した場合には、前記第1太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナから切断し、前記第1蓄電池アレイを前記パワーコンディショナに接続することを特徴とする。
 請求項3記載の本発明は、請求項2に記載の太陽光発電設備において、前記制御手段では、前記電圧検出手段によって前記所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を前記所定回数検出する状態が継続しており、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量未満であり、前記第2蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出した場合には、前記第2太陽光モジュールストリングスを前記第2蓄電池アレイから切断し、前記第1蓄電池アレイを前記パワーコンディショナから切断し、前記第2蓄電池アレイを前記パワーコンディショナに接続することを特徴とする。
 請求項4記載の本発明は、請求項3に記載の太陽光発電設備において、前記制御手段では、前記電圧検出手段によって前記所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を前記所定回数検出する状態が継続しており、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量未満であり、前記第2蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出した場合には、前記第1太陽光モジュールストリングスを前記第1蓄電池アレイに接続することを特徴とする。
 請求項5記載の本発明は、請求項3又は請求項4に記載の太陽光発電設備において、前記制御手段では、前記電圧検出手段によって前記所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を前記所定回数検出する状態が継続しており、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイ及び前記第2蓄電池アレイが前記所定容量未満であることを検出した場合には、前記第2蓄電池アレイを前記パワーコンディショナから切断し、前記第1太陽光モジュールストリングス及び前記第2太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続することを特徴とする。
 請求項6記載の本発明は、請求項1に記載の太陽光発電設備において、前記制御手段では、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイ及び前記第2蓄電池アレイが前記所定容量未満であることを検出し、前記電圧検出手段によって前記所定電圧以上の電圧を検出している間は、前記第1太陽光モジュールストリングスを前記第1蓄電池アレイに接続し、前記第2太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続することを特徴とする。
 請求項7記載の本発明は、請求項6に記載の太陽光発電設備において、前記制御手段では、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量以上であり、前記第2蓄電池アレイが前記所定容量未満であることを検出し、前記電圧検出手段によって前記所定電圧以上の電圧を検出している間は、前記第1太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続し、前記第2太陽光モジュールストリングスを前記第2蓄電池アレイに接続することを特徴とする。
 請求項8記載の本発明は、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の太陽光発電設備において、前記蓄電池アレイから前記パワーコンディショナに接続する放電開始時刻を設定するタイマー手段を備え、前記制御手段では、前記タイマー手段で設定した放電開始時刻になり、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイ又は前記第2蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出した場合には、前記第1蓄電池アレイ及び前記第2蓄電池アレイを前記パワーコンディショナに接続することを特徴とする。
 本発明の太陽光発電設備によれば、蓄電容量検出手段によって第2蓄電池アレイが所定容量未満であることを検出し、電圧検出手段によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、第1太陽光モジュールストリングスをパワーコンディショナに接続し、第2太陽光モジュールストリングスを第2蓄電池アレイに接続することで、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる。
本発明の一実施例による太陽光発電設備を機能実現手段で現したブロック図であり、日中の日射条件が良好な状態を示すブロック図 図1に示す状態において、日中の日射変動が大きくなり、又は日射不良な状態を示すブロック図 図2に示す状態が更に継続して第1蓄電池アレイが放電してしまった状態を示すブロック図 図3に示す状態が更に継続して第1蓄電池アレイ及び第2蓄電池アレイが放電してしまった状態を示すブロック図 図4に示す状態において、日射条件が良好な状態に戻った場合を示すブロック図 夜間における電力供給を示すブロック図 本実施例による太陽光発電設備の制御を示すフローチャート
 本発明の第1の実施の形態による太陽光発電設備は、太陽光モジュールストリングスとして、少なくとも第1太陽光モジュールストリングスと第2太陽光モジュールストリングスとを有し、蓄電池アレイとして、少なくとも第1蓄電池アレイと第2蓄電池アレイとを有し、制御手段では、蓄電容量検出手段によって第2蓄電池アレイが所定容量未満であることを検出し、電圧検出手段によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、第1太陽光モジュールストリングスをパワーコンディショナに接続し、第2太陽光モジュールストリングスを第2蓄電池アレイに接続するものである。本実施の形態によれば、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる。
 本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態による太陽光発電設備において、制御手段では、蓄電容量検出手段によって第1蓄電池アレイが所定容量以上であることを検出し、電圧検出手段によって所定時間内に所定電圧未満の電圧を所定回数検出した場合には、第1太陽光モジュールストリングスをパワーコンディショナから切断し、第1蓄電池アレイをパワーコンディショナに接続するものである。本実施の形態によれば、日射変動が大きいか又は日射不良な日中では、蓄電を利用して電力を供給することで、電圧変動の無い安定した電力を供給することができる。
 本発明の第3の実施の形態は、第2の実施の形態による太陽光発電設備において、制御手段では、電圧検出手段によって所定時間内に所定電圧未満の電圧を所定回数検出する状態が継続しており、蓄電容量検出手段によって第1蓄電池アレイが所定容量未満であり、第2蓄電池アレイが所定容量以上であることを検出した場合には、第2太陽光モジュールストリングスを第2蓄電池アレイから切断し、第1蓄電池アレイをパワーコンディショナから切断し、第2蓄電池アレイをパワーコンディショナに接続するものである。本実施の形態によれば、日射変動が長時間継続する場合であっても、蓄電を利用して電力を供給することで、電圧変動の無い安定した電力を供給できる。
 本発明の第4の実施の形態は、第3の実施の形態による太陽光発電設備において、制御手段では、電圧検出手段によって所定時間内に所定電圧未満の電圧を所定回数検出する状態が継続しており、蓄電容量検出手段によって第1蓄電池アレイが所定容量未満であり、第2蓄電池アレイが所定容量以上であることを検出した場合には、第1太陽光モジュールストリングスを第1蓄電池アレイに接続するものである。本実施の形態によれば、日射変動が大きな日中であっても、蓄電に利用することで、発電を有効に利用できる。
 本発明の第5の実施の形態は、第3又は第4の実施の形態による太陽光発電設備において、制御手段では、電圧検出手段によって所定時間内に所定電圧未満の電圧を所定回数検出する状態が継続しており、蓄電容量検出手段によって第1蓄電池アレイ及び第2蓄電池アレイが所定容量未満であることを検出した場合には、第2蓄電池アレイをパワーコンディショナから切断し、第1太陽光モジュールストリングス及び第2太陽光モジュールストリングスをパワーコンディショナに接続するものである。本実施の形態によれば、日射変動が長時間継続して蓄電による安定した電力が供給できない場合であっても、第1太陽光モジュールストリングス及び第2太陽光モジュールストリングスをパワーコンディショナに接続することで、電力供給を継続できる。
 本発明の第6の実施の形態は、第1の実施の形態による太陽光発電設備において、制御手段では、蓄電容量検出手段によって第1蓄電池アレイ及び第2蓄電池アレイが所定容量未満であることを検出し、電圧検出手段によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、第1太陽光モジュールストリングスを第1蓄電池アレイに接続し、第2太陽光モジュールストリングスをパワーコンディショナに接続するものである。本実施の形態によれば、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる。
 本発明の第7の実施の形態は、第6の実施の形態による太陽光発電設備において、制御手段では、蓄電容量検出手段によって第1蓄電池アレイが所定容量以上であり、第2蓄電池アレイが所定容量未満であることを検出し、電圧検出手段によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、第1太陽光モジュールストリングスをパワーコンディショナに接続し、第2太陽光モジュールストリングスを第2蓄電池アレイに接続するものである。本実施の形態によれば、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる。
 本発明の第8の実施の形態は、第1から第7のいずれかの実施の形態による太陽光発電設備において、蓄電池アレイからパワーコンディショナに接続する放電開始時刻を設定するタイマー手段を備え、制御手段では、タイマー手段で設定した放電開始時刻になり、蓄電容量検出手段によって第1蓄電池アレイ又は第2蓄電池アレイが所定容量以上であることを検出した場合には、第1蓄電池アレイ及び第2蓄電池アレイをパワーコンディショナに接続するものである。本実施の形態によれば、発電が行えない夜間の時間帯をタイマーで指定して蓄電された電力を供給することができる。
 以下本発明の一実施例による太陽光発電設備について説明する。
 図1から図6は本実施例による太陽光発電設備を機能実現手段で現したブロック図である。
 図1は、日中の日射条件が良好な状態を示すブロック図である。
 本実施例による太陽光発電設備は、太陽光発電を行う太陽光モジュールストリングス10と、太陽光モジュールストリングス10から供給される電力を蓄電する蓄電池アレイ20と、太陽光モジュールストリングス10又は蓄電池アレイ20からの電力を電力系統70に供給するパワーコンディショナ30と、太陽光モジュールストリングス10からパワーコンディショナ30又は蓄電池アレイ20への接続の切り替え、及び蓄電池アレイ20からパワーコンディショナ30への接続の切り替えを行う制御手段40とを備えている。
 また、本実施例による太陽光発電設備は、太陽光モジュールストリングス10の出力電圧を検出する電圧検出手段50と、蓄電池アレイ20の蓄電容量を検出する蓄電容量検出手段60とを備えている。
 パワーコンディショナ30で変換された電力は、電力系統70に供給される。
 本実施例による太陽光発電設備は、太陽光モジュールストリングス10として、少なくとも第1太陽光モジュールストリングス11と第2太陽光モジュールストリングス12とを有し、蓄電池アレイ20として、少なくとも第1蓄電池アレイ21と第2蓄電池アレイ22とを有している。
 第1電圧検出手段51は、第1太陽光モジュールストリングス11の出力電圧を検出し、第2電圧検出手段52は、第2太陽光モジュールストリングス12の出力電圧を検出する。
 第1蓄電容量検出手段61は、第1蓄電池アレイ21の蓄電容量を検出し、第2蓄電容量検出手段62は、第2蓄電池アレイ22の蓄電容量を検出する。
 図1に示すように、日中の日射条件が良好な状態では、制御手段40は、第2蓄電容量検出手段62によって第2蓄電池アレイ22が所定容量未満であることを検出し、第1電圧検出手段51によって第1太陽光モジュールストリングス11が所定電圧以上の電圧を検出している間は、第1太陽光モジュールストリングス11をパワーコンディショナ30に接続し、第2太陽光モジュールストリングス12を第2蓄電池アレイ22に接続する。
 従って、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる。
 図2は、図1に示す状態において、日中の日射変動が大きくなり、又は日射不良な状態を示すブロック図である。ここで日射変動が大きくなるとは、例えば晴れてはいるが、断続的に曇り又は降雨の状態が発生する場合であり、日射不良とは継続的な曇り又は降雨の状態である。
 図2に示すように、日中の日射変動が大きい状態又は日射不良の状態では、制御手段40は、第1蓄電容量検出手段61によって第1蓄電池アレイ21が所定容量以上であることを検出し、第1電圧検出手段51によって所定時間内に所定電圧未満の電圧を所定回数検出した場合には、第1太陽光モジュールストリングス11をパワーコンディショナ30から切断し、第1蓄電池アレイ21をパワーコンディショナ30に接続する。
 従って、日射変動が大きいか又は日射不良な日中では、蓄電を利用して電力を供給することで、電圧変動の無い安定した電力を供給することができる。
 図3は、図2に示す状態が更に継続して第1蓄電池アレイが放電してしまった状態を示すブロック図である。
 日中の日射変動が大きい状態又は日射不良の状態が継続することで、第1蓄電池アレイ21が放電してしまった状態、すなわち、第1電圧検出手段51によって所定時間内に所定電圧未満の電圧を所定回数検出する状態が継続しており、第1蓄電容量検出手段61によって第1蓄電池アレイ21が所定容量未満であり、第2蓄電容量検出手段62によって第2蓄電池アレイ22が所定容量以上であることを検出した場合には、図3に示すように、制御手段40は、第2太陽光モジュールストリングス12を第2蓄電池アレイ22から切断し、第1蓄電池アレイ21をパワーコンディショナ30から切断し、第2蓄電池アレイ22をパワーコンディショナ30に接続する。
 従って、日射変動が長時間継続する場合であっても、蓄電を利用して電力を供給することで、電圧変動の無い安定した電力を供給できる。
 また、第1蓄電容量検出手段61によって第1蓄電池アレイ21が所定容量未満であり、第2蓄電容量検出手段62によって第2蓄電池アレイ22が所定容量以上であることを検出した場合には、図3に示すように、制御手段40は、第1太陽光モジュールストリングス11を第1蓄電池アレイ21に接続する。
 従って、日射変動が大きな日中であっても、蓄電に利用することで、発電を有効に利用できる。
 図4は、図3に示す状態が更に継続して第1蓄電池アレイ及び第2蓄電池アレイが放電してしまった状態を示すブロック図である。
 日中の日射変動が大きい状態又は日射不良の状態が更に継続することで、第1蓄電池アレイ21及び第2蓄電池アレイ22が放電してしまった状態、すなわち、第1電圧検出手段51又は第2電圧検出手段52によって所定時間内に所定電圧未満の電圧を所定回数検出する状態が継続しており、第1蓄電容量検出手段61及び第2蓄電容量検出手段62によって第1蓄電池アレイ21及び第2蓄電池アレイ22が所定容量未満であることを検出した場合には、図4に示すように、制御手段40は、第2蓄電池アレイ22をパワーコンディショナ30から切断し、第1太陽光モジュールストリングス11及び第2太陽光モジュールストリングス12をパワーコンディショナ30に接続する。
 従って、日射変動が長時間継続して蓄電による安定した電力が供給できない場合であっても、第1太陽光モジュールストリングス11及び第2太陽光モジュールストリングス12をパワーコンディショナ30に接続することで、電力供給を継続できる。
 図5は、図4に示す状態において、日射条件が良好な状態に戻った場合を示すブロック図である。
 第1蓄電容量検出手段61及び第2蓄電容量検出手段62によって第1蓄電池アレイ21及び第2蓄電池アレイ22が所定容量未満であることを検出し、第1電圧検出手段51又は第2電圧検出手段52によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、制御手段40は、第1太陽光モジュールストリングス11を第1蓄電池アレイ21に接続し、第2太陽光モジュールストリングス12をパワーコンディショナ30に接続する。
 従って、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる。
 図5に示す状態において、日射条件が良好な状態が継続し第1蓄電池アレイ21が充電を完了した場合には図1に示す状態となる。
 すなわち、第1蓄電容量検出手段61によって第1蓄電池アレイ21が所定容量以上であり、第2蓄電容量検出手段62によって第2蓄電池アレイ22が所定容量未満であることを検出し、第1電圧検出手段51又は第2電圧検出手段52によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、制御手段40は、第1太陽光モジュールストリングス11をパワーコンディショナ30に接続し、第2太陽光モジュールストリングス12を第2蓄電池アレイ22に接続する。
 従って、日射条件が良好な日中に電力を供給しながら蓄電を行うことができる。
 図6は、夜間における電力供給を示すブロック図である。
 制御手段40は、第1蓄電池アレイ21又は第2蓄電池アレイ22からパワーコンディショナ30に接続する放電開始時刻を設定するタイマー手段41を備えている。
 制御手段40では、タイマー手段41で設定した放電開始時刻になり、第1蓄電容量検出手段61又は第2蓄電容量検出手段62によって第1蓄電池アレイ21又は第2蓄電池アレイ22が所定容量以上であることを検出した場合には、第1蓄電池アレイ21及び第2蓄電池アレイ22をパワーコンディショナ30に接続する。
 従って、発電が行えない夜間の時間帯をタイマーで指定して蓄電された電力を供給することができる。
 図7は本実施例による太陽光発電設備の制御を示すフローチャートである。
 本実施例による太陽光発電設備は、第1電圧検出手段51又は第2電圧検出手段52によって、第1太陽光モジュールストリングス11又は第2太陽光モジュールストリングス12の出力電圧を検出している(S1)。
 また、本実施例による太陽光発電設備は、第1蓄電容量検出手段61及び第2蓄電容量検出手段62によって第1蓄電池アレイ21及び第2蓄電池アレイ22の蓄電容量を検出している(S2)。
 S3において、第1太陽光モジュールストリングス11又は第2太陽光モジュールストリングス12が所定時間継続して所定電圧を出力していると判断され、第1蓄電池アレイ21が充電を完了し(S4)、第2蓄電池アレイ22が充電を完了している(S5)と判断された場合には、第1太陽光モジュールストリングス11をパワーコンディショナ30に接続する(S6)。この場合には、第2太陽光モジュールストリングス12は未接続状態とする(S7)。
 S5において、第2蓄電池アレイ22が充電を完了していないと判断された場合には、第1太陽光モジュールストリングス11をパワーコンディショナ30に接続し(S8)、第2太陽光モジュールストリングス12を第2蓄電池アレイ22に接続する(S9)。
 S4において、第1蓄電池アレイ21が充電を完了していないと判断された場合には、第1太陽光モジュールストリングス11を第1蓄電池アレイ21に接続し(S10)、第2太陽光モジュールストリングス12をパワーコンディショナ30に接続する(S11)。
 S3において、第1太陽光モジュールストリングス11又は第2太陽光モジュールストリングス12が所定時間継続して所定電圧を出力していないと判断され、S12において、第1蓄電池アレイ21が充電を完了していると判断された場合には、第1蓄電池アレイ21をパワーコンディショナ30に接続する(S13)。
 S12において、第1蓄電池アレイ21が充電を完了していると判断され、S14において、第2蓄電池アレイ22が充電を完了していると判断された場合には、第1太陽光モジュールストリングス11は未接続状態とする(S15)。
 S12において、第1蓄電池アレイ21が充電を完了していると判断され、S14において、第2蓄電池アレイ22が充電を完了していないと判断された場合には、第2太陽光モジュールストリングス12を第2蓄電池アレイ22に接続する(S16)。
 S12において、第1蓄電池アレイ21が充電を完了していないと判断され、S17において、第2蓄電池アレイ22が充電を完了していると判断された場合には、第2蓄電池アレイ22をパワーコンディショナ30に接続し(S18)、第1太陽光モジュールストリングス11を第1蓄電池アレイ21に接続する(S19)。
 S12において、第1蓄電池アレイ21が充電を完了していないと判断され、S17において、第2蓄電池アレイ22が充電を完了していないと判断された場合には、第1太陽光モジュールストリングス11をパワーコンディショナ30に接続し(S20)、第2太陽光モジュールストリングス12をパワーコンディショナ30に接続する(S21)。
 なお、第1太陽光モジュールストリングス11及び第2太陽光モジュールストリングス12の最大出力は、それぞれパワーコンディショナ30の最大定格出力の20%以上50%以下とする。
 本実施例では、電圧検出手段50として第1電圧検出手段51と第2電圧検出手段52とを備えた場合で説明したが、1つの電圧検出手段50でいずれかの太陽光モジュールストリングス10の出力電圧を検出してもよい。
 また、蓄電容量検出手段60として第1蓄電容量検出手段61と第2蓄電容量検出手段62とを備えた場合で説明したが、1つの蓄電容量検出手段60で第1蓄電池アレイ21と第2蓄電池アレイ22との蓄電容量を検出してもよい。
 本発明の太陽光発電設備は、第1太陽光モジュールストリングス11を備えた既設の太陽光発電設備を利用でき、第2太陽光モジュールストリングス12、第1蓄電池アレイ21、及び第2蓄電池アレイ22を増設し、パワーコンディショナ30を交換することで実現することができる。
 本発明によれば、日中における電力供給の平衡化を図れ、余剰電力の売電が可能となり、蓄電池導入のコスト回収が可能となる。
  10 太陽光モジュールストリングス
  11 第1太陽光モジュールストリングス
  12 第2太陽光モジュールストリングス
  20 蓄電池アレイ
  21 第1蓄電池アレイ
  22 第2蓄電池アレイ
  30 パワーコンディショナ
  40 制御手段
  41 タイマー手段
  50 電圧検出手段
  51 第1電圧検出手段
  52 第2電圧検出手段
  60 蓄電容量検出手段
  61 第1蓄電容量検出手段
  62 第2蓄電容量検出手段
  70 電力系統

Claims (8)

  1.  太陽光発電を行う太陽光モジュールストリングスと、
    前記太陽光モジュールストリングスから供給される電力を蓄電する蓄電池アレイと、
    前記太陽光モジュールストリングス又は前記蓄電池アレイからの電力を電力系統に供給するパワーコンディショナと、
    前記太陽光モジュールストリングスから前記パワーコンディショナ又は前記蓄電池アレイへの接続の切り替え、及び前記蓄電池アレイからパワーコンディショナへの接続の切り替えを行う制御手段と、
    前記太陽光モジュールストリングスの出力電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記蓄電池アレイの蓄電容量を検出する蓄電容量検出手段と
    を備えた太陽光発電設備であって、
    前記太陽光モジュールストリングスとして、少なくとも第1太陽光モジュールストリングスと第2太陽光モジュールストリングスとを有し、
    前記蓄電池アレイとして、少なくとも第1蓄電池アレイと第2蓄電池アレイとを有し、
    前記制御手段では、
    前記蓄電容量検出手段によって前記第2蓄電池アレイが所定容量未満であることを検出し、前記電圧検出手段によって所定電圧以上の電圧を検出している間は、
    前記第1太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続し、
    前記第2太陽光モジュールストリングスを前記第2蓄電池アレイに接続する
    ことを特徴とする太陽光発電設備。
  2.  前記制御手段では、
    前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出し、前記電圧検出手段によって所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を所定回数検出した場合には、
    前記第1太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナから切断し、
    前記第1蓄電池アレイを前記パワーコンディショナに接続する
    ことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電設備。
  3.  前記制御手段では、
    前記電圧検出手段によって前記所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を前記所定回数検出する状態が継続しており、
    前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量未満であり、前記第2蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出した場合には、
    前記第2太陽光モジュールストリングスを前記第2蓄電池アレイから切断し、
    前記第1蓄電池アレイを前記パワーコンディショナから切断し、
    前記第2蓄電池アレイを前記パワーコンディショナに接続する
    ことを特徴とする請求項2に記載の太陽光発電設備。
  4.  前記制御手段では、
    前記電圧検出手段によって前記所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を前記所定回数検出する状態が継続しており、
    前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量未満であり、前記第2蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出した場合には、
    前記第1太陽光モジュールストリングスを前記第1蓄電池アレイに接続する
    ことを特徴とする請求項3に記載の太陽光発電設備。
  5.  前記制御手段では、
    前記電圧検出手段によって前記所定時間内に前記所定電圧未満の電圧を前記所定回数検出する状態が継続しており、
    前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイ及び前記第2蓄電池アレイが前記所定容量未満であることを検出した場合には、
    前記第2蓄電池アレイを前記パワーコンディショナから切断し、
    前記第1太陽光モジュールストリングス及び前記第2太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続する
    ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の太陽光発電設備。
  6.  前記制御手段では、
    前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイ及び前記第2蓄電池アレイが前記所定容量未満であることを検出し、前記電圧検出手段によって前記所定電圧以上の電圧を検出している間は、
    前記第1太陽光モジュールストリングスを前記第1蓄電池アレイに接続し、
    前記第2太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続する
    ことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電設備。
  7.  前記制御手段では、
    前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイが前記所定容量以上であり、前記第2蓄電池アレイが前記所定容量未満であることを検出し、前記電圧検出手段によって前記所定電圧以上の電圧を検出している間は、
    前記第1太陽光モジュールストリングスを前記パワーコンディショナに接続し、
    前記第2太陽光モジュールストリングスを前記第2蓄電池アレイに接続する
    ことを特徴とする請求項6に記載の太陽光発電設備。
  8.  前記蓄電池アレイから前記パワーコンディショナに接続する放電開始時刻を設定するタイマー手段を備え、
    前記制御手段では、
    前記タイマー手段で設定した放電開始時刻になり、前記蓄電容量検出手段によって前記第1蓄電池アレイ又は前記第2蓄電池アレイが前記所定容量以上であることを検出した場合には、
    前記第1蓄電池アレイ及び前記第2蓄電池アレイを前記パワーコンディショナに接続する
    ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の太陽光発電設備。
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