WO2020100198A1 - Output voltage suppression circuit and solar power generation system - Google Patents

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山本　将人
佳正 渡邊
理司 梅崎
智志 松本
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Abstract

An output voltage suppression circuit (30) for suppressing the output voltage (Vo) of a solar power generation system (1), wherein the output voltage suppression circuit (30) is provided with a plurality of thyristors (41), a plurality of switches (42), and a plurality of switch-closing control units (43). Each of the thyristors (41) is provided between the positive electrode terminal (12) and the negative electrode terminal (13) of the corresponding solar cell module (11) from among a plurality of solar cell modules (11). Each of the switches (42) is provided between the gate of the corresponding thyristor (41) from among the plurality of thyristors (41) and the positive electrode terminal (12) of the corresponding solar cell module (11) from among the plurality of solar cell modules (11). Each of the switch-closing control units (43) switches the corresponding switch (42) from among the plurality of switches (42) from an open state to a closed state.

Description

出力電圧抑制回路および太陽光発電システムOutput voltage suppression circuit and photovoltaic power generation system
　本発明は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電システムの出力電圧を抑制する出力電圧抑制回路および太陽光発電システムに関する。 The present invention relates to an output voltage suppression circuit and a solar power generation system that suppress the output voltage of a solar power generation system having a plurality of solar cell modules connected in series.
　近年、太陽光発電システムは急速に普及しており、一般住宅および公共施設などにも導入が進んでいる。かかる太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されたストリング構成となっており、出力電圧は最大で１５００Ｖに及ぶ場合もある。 ⇒ In recent years, solar power generation systems have rapidly spread, and are being introduced into general housing and public facilities. Such a solar power generation system has a string configuration in which a plurality of solar cell modules are connected in series, and the output voltage may reach 1500 V at the maximum.
　一般的に、太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリングが発電した電力を集める接続箱内での遮断が可能であるが、太陽電池モジュールは日射がある限り発電を継続するため、太陽電池ストリングのケーブルには高電圧が印加された状態である。そこで、メンテナンス時または消火活動時において太陽光発電システムの出力電圧を抑制する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、各太陽電池モジュールの正極端子と負極端子をサイリスタによって短絡させることで、太陽光発電システムの出力電圧を抑制する技術が提案されている。 In general, a solar power generation system can be shut off in a junction box that collects the power generated by multiple solar cell strings, but the solar cell module continues to generate power as long as there is solar radiation. A high voltage is applied to the cable. Therefore, a technique for suppressing the output voltage of the photovoltaic power generation system during maintenance or fire extinguishing activity has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a technique of suppressing the output voltage of the photovoltaic power generation system by short-circuiting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each solar cell module with a thyristor.
特開２０１７－２２５２４３号公報JP, 2017-225243, A
　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術によれば、夜間または影などによって太陽電池モジュールが遮光され発電量が低下すると、短絡電流がサイリスタの保持電流以下となり太陽電池モジュールの短絡状態が解除されてしまう。そのため、太陽電池モジュールの短絡状態が解除された後に太陽電池モジュールの発電量が増加した場合、太陽光発電システムの出力電圧を抑制することができないという課題がある。 However, according to the technique described in Patent Document 1, when the solar cell module is shielded from light at night or due to a shadow or the like and the amount of power generation decreases, the short-circuit current becomes less than the holding current of the thyristor and the short-circuit state of the solar cell module is released. I will end up. Therefore, there is a problem that the output voltage of the photovoltaic power generation system cannot be suppressed when the power generation amount of the solar cell module increases after the short circuit state of the solar cell module is released.
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽光発電システムにおける発電状況に依存することなく太陽光発電システムの出力電圧を抑制することができる出力電圧抑制回路を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an output voltage suppression circuit that can suppress the output voltage of the solar power generation system without depending on the power generation state in the solar power generation system. To do.
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の出力電圧抑制回路は、正極側出力端子と負極側出力端子との間に直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電システムの出力電圧を抑制する。出力電圧抑制回路は、複数のサイリスタと、複数のスイッチと、複数のスイッチ閉制御部とを備える。複数のサイリスタは、複数の太陽電池モジュールのうち各々対応する太陽電池モジュールの正極端子と負極端子との間に設けられる。複数のスイッチは、複数のサイリスタのうち対応するサイリスタのゲートと複数の太陽電池モジュールのうち対応する太陽電池モジュールの正極端子との間に各々設けられる。複数のスイッチ閉制御部は、複数のスイッチのうち対応するスイッチを開状態から閉状態に各々切り替える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the output voltage suppressing circuit of the present invention is a photovoltaic power generation having a plurality of solar cell modules connected in series between a positive electrode side output terminal and a negative electrode side output terminal. Suppress system output voltage. The output voltage suppression circuit includes a plurality of thyristors, a plurality of switches, and a plurality of switch closing control units. The plurality of thyristors are provided between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the corresponding solar cell module among the plurality of solar cell modules. The plurality of switches are respectively provided between the gate of the corresponding thyristor among the plurality of thyristors and the positive electrode terminal of the corresponding solar cell module among the plurality of solar cell modules. The plurality of switch closing control units respectively switch the corresponding switches of the plurality of switches from the open state to the closed state.
　本発明によれば、太陽光発電システムにおける発電状況に依存することなく太陽光発電システムの出力電圧を抑制することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, the output voltage of the solar power generation system can be suppressed without depending on the power generation status of the solar power generation system.
本発明の実施の形態１にかかる太陽光発電システムの構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the solar power generation system concerning Embodiment 1 of this invention. 実施の形態１にかかる出力電圧抑制回路による短絡動作を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining a short-circuit operation by the output voltage suppression circuit according to the first embodiment. 実施の形態１にかかる出力電圧抑制回路による太陽電池モジュールの短絡状態を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining a short-circuit state of the solar cell module by the output voltage suppression circuit according to the first embodiment. 実施の形態１にかかる出力電圧抑制回路による解除動作を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining a release operation by the output voltage suppression circuit according to the first embodiment. 実施の形態１にかかる短絡回路の構成の他の例を示す図The figure which shows the other example of a structure of the short circuit according to the first embodiment. 実施の形態１にかかる日射変動に伴う出力電圧抑制回路の動作状態および太陽光発電システムの出力電圧の変動を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining the operating state of the output voltage suppression circuit and the fluctuation of the output voltage of the photovoltaic power generation system due to the solar radiation fluctuation according to the first embodiment. 本発明の実施の形態２にかかる太陽光発電システムの構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the solar power generation system concerning Embodiment 2 of this invention. 実施の形態２にかかる短絡回路の構成の他の例を示す図The figure which shows the other example of a structure of the short circuit according to the second embodiment. 実施の形態２にかかる短絡回路の構成の他の例を示す図The figure which shows the other example of a structure of the short circuit according to the second embodiment. 本発明の実施の形態３にかかる太陽光発電システムの構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the solar power generation system concerning Embodiment 3 of this invention. 実施の形態３にかかる出力電圧抑制回路による短絡動作を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a short circuit operation by the output voltage suppression circuit according to the third embodiment. 実施の形態３にかかる出力電圧抑制回路による解除動作を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a release operation by the output voltage suppression circuit according to the third embodiment.
　以下に、本発明の実施の形態にかかる出力電圧抑制回路および太陽光発電システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 The output voltage suppression circuit and the solar power generation system according to the embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽光発電システムの構成の一例を示す図である。実施の形態１にかかる太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング１０と、直流開閉器２０と、出力電圧抑制回路３０とを備える。太陽光発電システム１の正極側出力端子４および負極側出力端子５は、パワーコンディショナ１００に接続されており、太陽光発電システム１の出力電圧Ｖｏは、パワーコンディショナ１００に印加される。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a solar power generation system according to a first embodiment of the present invention. The photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment includes a solar cell string 10, a DC switch 20, and an output voltage suppression circuit 30. The positive output terminal 4 and the negative output terminal 5 of the solar power generation system 1 are connected to the power conditioner 100, and the output voltage Vo of the solar power generation system 1 is applied to the power conditioner 100.
　太陽電池ストリング１０は、直列接続された複数の太陽電池モジュール１１１～１１ｎを有する。ｎは、２以上の整数である。太陽電池ストリング１０は、単一のストリング構成であり、太陽電池ストリング１０の正極側出力端子１４と負極側出力端子１５とは、正極側出力電路６と負極側出力電路７を介して、太陽光発電システム１の正極側出力端子４および負極側出力端子５に接続される。 The solar cell string 10 has a plurality of solar cell modules 11 1 to 11 n connected in series. n is an integer of 2 or more. The solar cell string 10 has a single string configuration, and the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15 of the solar cell string 10 pass through the positive electrode side output electric path 6 and the negative electrode side output electric path 7 through the sunlight. It is connected to the positive output terminal 4 and the negative output terminal 5 of the power generation system 1.
　複数の太陽電池モジュール１１１～１１ｎは互いに同じ構成である。以下、複数の太陽電池モジュール１１１～１１ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、太陽電池モジュール１１と記載する場合がある。太陽電池モジュール１１１～１１ｎの正極端子１２１～１２ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、正極端子１２と記載する場合がある。太陽電池モジュール１１１～１１ｎの負極端子１３１～１３ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、負極端子１３と記載する場合がある。各太陽電池モジュール１１は、発電量に応じた電圧を正極端子１２と負極端子１３との間に発生する。 The plurality of solar cell modules 11 1 to 11 n have the same configuration. Hereinafter, when each of the plurality of solar cell modules 11 1 to 11 n is shown without being individually distinguished, it may be referred to as a solar cell module 11. When each of the positive electrode terminals 12 1 to 12 n of the solar cell modules 11 1 to 11 n is shown without being individually distinguished, it may be referred to as the positive electrode terminal 12. When each of the negative electrode terminals 13 1 to 13 n of the solar cell modules 11 1 to 11 n is shown without being individually distinguished, it may be referred to as the negative electrode terminal 13. Each solar cell module 11 generates a voltage according to the amount of power generation between the positive electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 13.
　直流開閉器２０は、正極側出力電路６の中途部に設けられる開閉スイッチ２１と、負極側出力電路７の中途部に設けられる開閉スイッチ２２とを備える。開閉スイッチ２１，２２が閉状態である場合に、太陽電池ストリング１０とパワーコンディショナ１００とが電気的に接続される。また、開閉スイッチ２１，２２が開状態である場合に、太陽電池ストリング１０とパワーコンディショナ１００との接続が電気的に遮断される。 The DC switch 20 includes an opening / closing switch 21 provided in the middle of the positive electrode side output circuit 6 and an opening / closing switch 22 provided in the middle of the negative side output circuit 7. When the open / close switches 21 and 22 are closed, the solar cell string 10 and the power conditioner 100 are electrically connected. Further, when the open / close switches 21 and 22 are open, the connection between the solar cell string 10 and the power conditioner 100 is electrically cut off.
　出力電圧抑制回路３０は、太陽光発電システム１の出力電圧Ｖｏを抑制しない状態から抑制する状態へ移行するための短絡動作と、太陽光発電システム１の出力電圧Ｖｏを抑制する状態から抑制しない状態へ移行するための解除動作とを実行することができる。 The output voltage suppression circuit 30 is a short-circuit operation for shifting from a state in which the output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1 is not suppressed to a state in which it is suppressed, and a state in which the output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1 is not suppressed from a state of being suppressed. It is possible to execute the release operation for shifting to.
　出力電圧抑制回路３０は、複数の短絡回路３１１～３１ｎと、制御回路３２とを備える。短絡回路３１１～３１ｎの各々は、制御回路３２による制御に基づいて、太陽電池モジュール１１１～１１ｎのうち対応する太陽電池モジュール１１を短絡状態にしたり、対応する太陽電池モジュール１１を非短絡状態にしたりすることができる。 The output voltage suppression circuit 30 includes a plurality of short-circuits 31 1 to 31 n and a control circuit 32. Based on the control by the control circuit 32, each of the short-circuit circuits 31 1 to 31 n puts the corresponding solar cell module 11 among the solar cell modules 11 1 to 11 n into a short-circuited state or turns off the corresponding solar cell module 11. It can be short-circuited.
　例えば、短絡回路３１１は、制御回路３２による制御に基づいて、太陽電池モジュール１１１を短絡状態にしたり、太陽電池モジュール１１１を非短絡状態にしたりする。また、短絡回路３１２は、制御回路３２による制御に基づいて、太陽電池モジュール１１２を短絡状態にしたり、太陽電池モジュール１１２を非短絡状態にしたりする。また、短絡回路３１ｎは、制御回路３２による制御に基づいて、太陽電池モジュール１１ｎを短絡状態にしたり、太陽電池モジュール１１ｎを非短絡状態にしたりする。 For example, short circuits 31 1, based on control by the control circuit 32, or a solar cell module 11 1 is short-circuited, or the solar cell module 11 1 to the non-short-circuit state. Moreover, short circuit 31 2, based on control by the control circuit 32, or a solar cell module 11 2 is short-circuited, or the solar cell module 11 2 to the non-short-circuit state. Further, the short circuit 31 n puts the solar cell module 11 n into a short-circuited state or puts the solar cell module 11 n into a non-short-circuited state under the control of the control circuit 32.
　複数の短絡回路３１１～３１ｎは、互いに同じ構成であり、以下において、複数の短絡回路３１１～３１ｎのうち短絡回路３１１の構成を説明する。なお、複数の短絡回路３１１～３１ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、短絡回路３１と記載する場合がある。 A plurality of short circuits 31 1 ~ 31 n are the same as each other configurations, in the following, the configuration of the short circuit 31 one of the plurality of short circuits 31 1 ~ 31 n. When each of the plurality of short-circuits 31 1 to 31 n is shown without being individually distinguished, it may be referred to as a short-circuit 31.
　短絡回路３１１は、サイリスタ４１と、スイッチ４２と、スイッチ閉制御部４３と、スイッチ開制御部４４と、ツェナーダイオード４５と、逆流防止ダイオード４６～４９とを備える。スイッチ４２は、例えば、ラッチリレーなどのリレースイッチであるが、電気的に開状態と閉状態とが切り替え可能なスイッチであればよく、例えば、半導体リレーであってもよい。 Comprising short circuit 31 1 includes a thyristor 41, a switch 42, a switch closing control section 43, a switch opening control unit 44, a Zener diode 45, and a blocking diode 46-49. The switch 42 is, for example, a relay switch such as a latch relay, but may be any switch that can electrically switch between an open state and a closed state, and may be, for example, a semiconductor relay.
　サイリスタ４１は、太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１と太陽電池モジュール１１１の負極端子１３１との間に設けられる。具体的には、サイリスタ４１のアノードは、正極端子１２１に逆流防止ダイオード４６を介して接続され、サイリスタ４１のカソードは、負極端子１３１に接続される。 Thyristor 41 is provided between the negative terminal 13 1 of the solar cell module 11 positive terminal 12 1 of 1 and the solar cell module 11 1. Specifically, the anode of the thyristor 41 is connected to the positive electrode terminal 12 1 via the backflow prevention diode 46, and the cathode of the thyristor 41 is connected to the negative electrode terminal 13 1 .
　スイッチ４２と逆流防止ダイオード４９とは、太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１とサイリスタ４１のゲートとの間に設けられる。具体的には、スイッチ４２と逆流防止ダイオード４９との直列接続部は、一端が太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１に接続され、他端がサイリスタ４１のゲートに接続される。なお、スイッチ４２と逆流防止ダイオード４９の配置は、図１に示す例に限定されず、スイッチ４２が太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１に接続される配置であってもよい。 The switch 42 and the backflow preventing diode 49 is provided between the positive terminal 12 1 and the gate of the thyristor 41 of the solar cell module 11 1. Specifically, the series connection portion of the switch 42 and the backflow prevention diode 49 has one end connected to the positive electrode terminal 12 1 of the solar cell module 11 1 and the other end connected to the gate of the thyristor 41. Note that the arrangement of the switch 42 and the backflow prevention diode 49 is not limited to the example shown in FIG. 1, and the switch 42 may be arranged to be connected to the positive electrode terminal 12 1 of the solar cell module 11 1 .
　スイッチ閉制御部４３は、太陽電池モジュール１１１の負極端子１３１とサイリスタ４１のゲートとの間に設けられる。具体的には、スイッチ閉制御部４３の一端は、負極端子１３１に接続され、スイッチ閉制御部４３の他端は、サイリスタ４１のゲートに接続される。スイッチ閉制御部４３は、スイッチ閉制御部４３に電流が流れると、スイッチ４２を閉状態にする。 Closed switch control unit 43 is provided between the gate of the negative terminal 13 1 and the thyristor 41 of the solar cell module 11 1. Specifically, one end of the switch closing control unit 43 is connected to the negative terminal 13 1, the other end of the switch closing control unit 43 is connected to the gate of the thyristor 41. The switch closing control unit 43 closes the switch 42 when a current flows through the switch closing control unit 43.
　スイッチ開制御部４４と逆流防止ダイオード４７とは、逆流防止ダイオード４６のアノードとカソードとの間に設けられる。具体的には、スイッチ開制御部４４と逆流防止ダイオード４７との直列接続部は、一端が逆流防止ダイオード４６のアノードに接続され、他端が逆流防止ダイオード４６のカソードに接続される。なお、スイッチ開制御部４４と逆流防止ダイオード４７の配置は、図１に示す例に限定されず、スイッチ開制御部４４が太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１に接続される配置であってもよい。 The switch opening control unit 44 and the backflow prevention diode 47 are provided between the anode and the cathode of the backflow prevention diode 46. Specifically, the series connection portion of the switch open control unit 44 and the backflow prevention diode 47 has one end connected to the anode of the backflow prevention diode 46 and the other end connected to the cathode of the backflow prevention diode 46. The arrangement of the switch opening controller 44 and the backflow prevention diode 47 is not limited to the example shown in FIG. 1, and the switch opening controller 44 is connected to the positive electrode terminal 12 1 of the solar cell module 11 1. Good.
　ツェナーダイオード４５と逆流防止ダイオード４８とは、太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１とサイリスタ４１のゲートとの間に設けられる。具体的には、ツェナーダイオード４５と逆流防止ダイオード４８との直列接続部は、一端が太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１に接続され、他端がサイリスタ４１のゲートに接続される。なお、ツェナーダイオード４５と逆流防止ダイオード４８の配置は、図１に示す例に限定されずツェナーダイオード４５が太陽電池モジュール１１１の正極端子１２１に接続される配置であってもよい。 The Zener diode 45 and the backflow preventing diode 48 is provided between the gate of the solar cell module 11 1 of the positive electrode terminal 12 1 and the thyristor 41. Specifically, the serial connection portion of the Zener diode 45 and the backflow prevention diode 48 has one end connected to the positive electrode terminal 12 1 of the solar cell module 11 1 and the other end connected to the gate of the thyristor 41. The arrangement of the Zener diode 45 and the backflow prevention diode 48 is not limited to the example shown in FIG. 1 and the Zener diode 45 may be connected to the positive electrode terminal 12 1 of the solar cell module 11 1 .
　制御回路３２は、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間に高電圧のパルス電圧Ｖｐを発生させるパルス発生回路５１と、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間を短絡させる解除スイッチ５２とを備える。 The control circuit 32 connects between the positive-side output terminal 14 and the negative-side output terminal 15 and the pulse generation circuit 51 that generates a high-voltage pulse voltage Vp between the positive-side output terminal 14 and the negative-side output terminal 15. And a release switch 52 for short-circuiting.
　パルス発生回路５１は、短絡回路３１１～３１ｎの各々のサイリスタ４１を点弧させることができる電圧パルスを、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間に発生させる。 The pulse generation circuit 51 generates a voltage pulse capable of igniting each of the thyristors 41 of the short circuit 31 1 to 31 n between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15.
　次に、太陽光発電システム１の出力電圧抑制回路３０による短絡動作について説明する。図２は、実施の形態１にかかる出力電圧抑制回路による短絡動作を説明するための図であり、図３は、実施の形態１にかかる出力電圧抑制回路による太陽電池モジュールの短絡状態を説明するための図である。 Next, a short circuit operation by the output voltage suppression circuit 30 of the solar power generation system 1 will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining a short circuit operation by the output voltage suppression circuit according to the first embodiment, and FIG. 3 illustrates a short circuit state of the solar cell module by the output voltage suppression circuit according to the first embodiment. FIG.
　上述した図１は、太陽光発電システム１の通常の稼動状態を示している。図１に示すように、太陽光発電システム１が通常の稼動状態である場合、直流開閉器２０の開閉スイッチ２１，２２は閉状態であり、各短絡回路３１のスイッチ４２は開状態であり、解除スイッチ５２は開状態である。かかる通常の稼動状態からパルス発生回路５１がパルス電圧Ｖｐを発生させると、図２に示すように、ツェナーダイオード４５にパルス電流Ｉｄが流れる。 The above-mentioned FIG. 1 shows a normal operating state of the solar power generation system 1. As shown in FIG. 1, when the photovoltaic power generation system 1 is in a normal operating state, the open / close switches 21 and 22 of the DC switch 20 are in a closed state, and the switch 42 of each short circuit 31 is in an open state, The release switch 52 is in the open state. When the pulse generation circuit 51 generates the pulse voltage Vp from such a normal operating state, the pulse current Id flows through the Zener diode 45 as shown in FIG.
　パルス電圧Ｖｐは、各短絡回路３１ｎにおいて、ツェナーダイオード４５を介してサイリスタ４１を点弧させ且つスイッチ閉制御部４３に電流を流すことができる電圧値に設定されている。したがって、パルス電圧Ｖｐによって、各ツェナーダイオード４５の両端電圧がツェナー電圧と同じ電圧になり、ツェナーダイオード４５が導通状態になる。そして、サイリスタ４１のゲートおよびスイッチ閉制御部４３へ電流が流れる。これにより、サイリスタ４１が点弧されると共に、スイッチ閉制御部４３によってスイッチ４２が開状態から閉状態へ変更される。 The pulse voltage Vp is set to a voltage value that allows the thyristor 41 to be ignited via the Zener diode 45 in each short circuit 31 n and allows a current to flow to the switch closing control unit 43. Therefore, the voltage across each Zener diode 45 becomes the same voltage as the Zener voltage due to the pulse voltage Vp, and the Zener diode 45 becomes conductive. Then, a current flows to the gate of the thyristor 41 and the switch closing control unit 43. As a result, the thyristor 41 is ignited, and the switch closing control unit 43 changes the switch 42 from the open state to the closed state.
　このように、パルス電圧Ｖｐによってサイリスタ４１が点弧されるため、各太陽電池モジュール１１の正極端子１２から出力される電流は、短絡電流ｉｓとして逆流防止ダイオード４６およびサイリスタ４１を介して負極端子１３へ流れる。そのため、太陽電池モジュール１１は短絡状態になり、太陽光発電システム１の出力電圧Ｖｏが抑制される。 As described above, since the thyristor 41 is ignited by the pulse voltage Vp, the current output from the positive electrode terminal 12 of each solar cell module 11 is the short-circuit current is via the backflow prevention diode 46 and the thyristor 41 and the negative electrode terminal 13. Flows to. Therefore, the solar cell module 11 is short-circuited, and the output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1 is suppressed.
　短絡回路３１によって太陽電池モジュール１１の短絡動作が行われた後、夜間または影などによって太陽電池モジュール１１が遮光されて発電量が低下し、短絡電流ｉｓがサイリスタ４１の保持電流以下となると、サイリスタ４１が消弧され、サイリスタ４１の導通状態が解除される。かかる状態において、スイッチ４２は閉状態のままである。 After the solar cell module 11 is short-circuited by the short-circuit circuit 31, the solar cell module 11 is shielded from light at night or by a shadow or the like, and the amount of power generation decreases, and when the short-circuit current is becomes less than the holding current of the thyristor 41, 41 is extinguished and the conductive state of the thyristor 41 is released. In such a state, the switch 42 remains closed.
　サイリスタ４１の導通状態が解除された状態から、太陽電池モジュール１１への日射量が増加し太陽電池モジュール１１の発電が再開された場合、図３に示すように、逆流防止ダイオード４９および閉状態のスイッチ４２を介して正極端子１２からサイリスタ４１のゲートにゲート電流Ｉｇが流れる。そのため、サイリスタ４１が点弧され、サイリスタ４１は再び導通状態となる。これにより、上述した短絡動作時と同様に短絡電流ｉｓが流れ、各太陽電池モジュール１１は再び短絡状態に移行するため、太陽光発電システム１の出力電圧Ｖｏが抑制される。 When the amount of solar radiation to the solar cell module 11 is increased and the power generation of the solar cell module 11 is restarted from the state where the conduction state of the thyristor 41 is released, as shown in FIG. 3, the backflow prevention diode 49 and the closed state A gate current Ig flows from the positive terminal 12 to the gate of the thyristor 41 via the switch 42. Therefore, the thyristor 41 is fired, and the thyristor 41 becomes conductive again. As a result, the short-circuit current is flows as in the short-circuit operation described above, and each solar cell module 11 shifts to the short-circuited state again, so that the output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1 is suppressed.
　次に、太陽光発電システム１の出力電圧抑制回路３０による解除動作について説明する。図４は、実施の形態１にかかる出力電圧抑制回路による解除動作を説明するための図である。太陽光発電システム１に損傷などの異常がないことが確認された場合などにおいて、太陽光発電システム１を通常の稼働状態に復帰させる操作である復帰操作が行われる。 Next, the release operation by the output voltage suppression circuit 30 of the solar power generation system 1 will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining a release operation by the output voltage suppression circuit according to the first embodiment. When it is confirmed that there is no abnormality such as damage to the solar power generation system 1, a return operation that is an operation for returning the solar power generation system 1 to a normal operating state is performed.
　復帰操作は、解除スイッチ５２を開状態から閉状態へ切り替える第１操作と、解除スイッチ５２を閉状態から開状態へ切り替えた後に直流開閉器２０の開閉スイッチ２１，２２を開状態から閉状態へ切り替える第２操作とを含む。第１操作によって解除スイッチ５２が開状態から閉状態へ切り替えられると、太陽電池ストリング１０の正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間が短絡される。 The return operation is the first operation of switching the release switch 52 from the open state to the closed state and the switching operation of the open / close switches 21 and 22 of the DC switch 20 from the open state to the closed state after switching the release switch 52 from the closed state to the open state. And a second operation of switching. When the release switch 52 is switched from the open state to the closed state by the first operation, the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15 of the solar cell string 10 are short-circuited.
　正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間が短絡されると、各太陽電池モジュール１１を通して出力される電流は、短絡電流ｉｓとして循環し、短絡電流ｉｓは消滅する。そのため、各サイリスタ４１が消弧され、各サイリスタ４１の導通状態が解除される。同時に、逆流防止ダイオード４６とサイリスタ４１のアノードとの間に流れていた電流は、スイッチ開制御部４４と逆流防止ダイオード４７を介して短絡電流Ｉｓとして循環される。そのため、スイッチ開制御部４４に電流が流れ、スイッチ開制御部４４によってスイッチ４２が閉状態から開状態に切り替えられる。 When the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15 are short-circuited, the current output through each solar cell module 11 circulates as the short-circuit current is, and the short-circuit current is disappears. Therefore, each thyristor 41 is extinguished and the conductive state of each thyristor 41 is released. At the same time, the current flowing between the backflow prevention diode 46 and the anode of the thyristor 41 is circulated as the short-circuit current Is via the switch opening control unit 44 and the backflow prevention diode 47. Therefore, a current flows through the switch opening control unit 44, and the switch opening control unit 44 switches the switch 42 from the closed state to the open state.
　太陽光発電システム１の管理者は、スイッチ４２が閉状態から開状態に切り替えられた後、第２操作を行う。かかる第２操作によって解除スイッチ５２が閉状態から開状態に切り替えられた後、開閉スイッチ２１，２２が開状態から閉状態へ切り替えられる。これにより、太陽光発電システム１は、通常の稼働状態に復帰し、各太陽電池モジュール１１の発電出力は、パワーコンディショナ１００へ供給される。 The administrator of the solar power generation system 1 performs the second operation after the switch 42 is switched from the closed state to the open state. After the release switch 52 is switched from the closed state to the open state by the second operation, the open / close switches 21 and 22 are switched from the open state to the closed state. As a result, the solar power generation system 1 returns to the normal operating state, and the power generation output of each solar cell module 11 is supplied to the power conditioner 100.
　なお、スイッチ開制御部４４を駆動させる構成は、図１～図４に示す構成に限定されない。図５は、実施の形態１にかかる短絡回路の構成の他の例を示す図である。図５に示す太陽光発電システム１の短絡回路３１では、サイリスタ４１のアノードと正極端子１２との間において、逆流防止ダイオード４６にコイル５０が直列接続されている。かかるコイル５０によって、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との短絡時において、スイッチ開制御部４４に流れる電流を増加させることができる。 The configuration for driving the switch opening control unit 44 is not limited to the configurations shown in FIGS. 1 to 4. FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the configuration of the short circuit according to the first embodiment. In the short circuit 31 of the photovoltaic power generation system 1 shown in FIG. 5, the coil 50 is connected in series to the backflow prevention diode 46 between the anode of the thyristor 41 and the positive electrode terminal 12. By the coil 50, it is possible to increase the current flowing through the switch opening control unit 44 when the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15 are short-circuited.
　ここで、図１に示す構成の特性と、比較対象の太陽光発電システムの特性を比較する。比較対象の太陽光発電システムは、太陽光発電システム１の短絡回路３１から、スイッチ４２、スイッチ閉制御部４３、スイッチ開制御部４４および逆流防止ダイオード４７～４９を除外した構成であり、以下、比較対象システムと記載する。 ↑ Here, the characteristics of the configuration shown in FIG. 1 and the characteristics of the photovoltaic power generation system to be compared are compared. The photovoltaic power generation system to be compared has a configuration in which the switch 42, the switch closing control unit 43, the switch opening control unit 44, and the backflow prevention diodes 47 to 49 are excluded from the short circuit 31 of the photovoltaic power generation system 1. Described as the comparison target system.
　図６は、実施の形態１にかかる日射変動に伴う出力電圧抑制回路の動作状態および太陽光発電システムの出力電圧の変動を説明するための図である。図６において、横軸は、時間を示す。図６に示す「第１サイリスタ状態」は、比較対象システムにおけるサイリスタ４１の状態を示し、「第２サイリスタ状態」は、図１に示す構成のサイリスタ４１の状態を示す。サイリスタ４１の状態は、「１」が導通状態であり、「０」が非導通状態である。また、図６に示す「Ｖｏ’」は、比較対象システムの出力電圧であり、図６における出力電圧Ｖｏ，Ｖｏ’の縦軸は直流電圧値である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the operating state of the output voltage suppression circuit and the fluctuation of the output voltage of the solar power generation system according to the solar radiation fluctuation according to the first embodiment. In FIG. 6, the horizontal axis represents time. The "first thyristor state" shown in FIG. 6 shows the state of the thyristor 41 in the comparison target system, and the "second thyristor state" shows the state of the thyristor 41 having the configuration shown in FIG. Regarding the state of the thyristor 41, “1” is a conducting state and “0” is a non-conducting state. Further, “Vo ′” shown in FIG. 6 is the output voltage of the comparison target system, and the vertical axis of the output voltages Vo and Vo ′ in FIG. 6 is the DC voltage value.
　図６における日射量の縦軸はルクスである。期間Ｔａ，Ｔｃでは、影などによって日射量が低下していることを示している。また、期間Ｔｂ，Ｔｄでは、夜間のために日射量が低下していることを示している。図６に示すように、時刻ｔ１における短絡操作よりも前の状態では、出力電圧Ｖｏ，Ｖｏ’の直流電圧値はいずれも日射量に応じて変化する。 The vertical axis of the amount of solar radiation in Fig. 6 is lux. In the periods Ta and Tc, it is shown that the amount of solar radiation is reduced due to shadows and the like. Further, during the periods Tb and Td, it is shown that the amount of solar radiation is reduced due to the nighttime. As shown in FIG. 6, in the state prior to the short-circuit operation at time t1, both the DC voltage values of the output voltages Vo and Vo ′ change according to the amount of solar radiation.
　時刻ｔ１で短絡操作が行われた場合、太陽光発電システム１および比較対象システムにおいて、ツェナーダイオード４５を介してサイリスタ４１のゲートにゲート電流Ｉｇが流れるため、サイリスタ４１が点弧されて導通状態になる。そのため、出力電圧Ｖｏ，Ｖｏ’はいずれも抑制され、例えば、出力電圧Ｖｏ，Ｖｏ’の直流電圧値は小さな値になる。なお、通常の稼動状態では、ツェナーダイオード４５を介してサイリスタ４１のゲートにゲート電流Ｉｇが流れないように、ツェナーダイオード４５のツェナー電圧が設定されている。 When the short-circuit operation is performed at time t1, in the solar power generation system 1 and the comparison target system, the gate current Ig flows to the gate of the thyristor 41 via the Zener diode 45, so that the thyristor 41 is ignited to be in the conductive state. Become. Therefore, the output voltages Vo and Vo 'are both suppressed, and, for example, the DC voltage values of the output voltages Vo and Vo' are small. In the normal operating state, the Zener voltage of the Zener diode 45 is set so that the gate current Ig does not flow to the gate of the thyristor 41 via the Zener diode 45.
　また、太陽光発電システム１および比較対象システムでは、短絡操作が行われた後、図２に示す短絡電流ｉｓがサイリスタ４１の保持電流以上であれば、いずれもサイリスタ４１の導通状態は維持される。すなわち、短絡電流ｉｓがサイリスタ４１の保持電流以上になるような日射量が連続している場合には、出力電圧Ｖｏ，Ｖｏ’はいずれも抑制される。 In the solar power generation system 1 and the comparison target system, after the short-circuit operation is performed, if the short-circuit current is shown in FIG. 2 is equal to or more than the holding current of the thyristor 41, the conduction state of the thyristor 41 is maintained. .. That is, when the amount of solar radiation is such that the short-circuit current is becomes equal to or larger than the holding current of the thyristor 41, both the output voltages Vo and Vo 'are suppressed.
　また、太陽光発電システム１および比較対象システムでは、短絡操作が行われた後、日射量の低下に伴い太陽電池モジュール１１の発電量が低下し短絡電流ｉｓがサイリスタ４１の保持電流未満になると、サイリスタ４１が消弧され短絡が非導通状態になる。そのため、太陽電池モジュール１１の短絡が解除される。図６に示す例では、時刻ｔ２で太陽電池モジュール１１の短絡が解除されていることを示している。 Further, in the solar power generation system 1 and the comparison target system, after the short-circuit operation is performed, when the amount of power generation of the solar cell module 11 is reduced and the short-circuit current is becomes less than the holding current of the thyristor 41 after the amount of solar radiation is reduced, The thyristor 41 is extinguished and the short circuit becomes non-conductive. Therefore, the short circuit of the solar cell module 11 is released. The example shown in FIG. 6 indicates that the short circuit of the solar cell module 11 has been released at time t2.
　その後、日射量が増加し太陽電池モジュール１１が発電を再開したとする。図６に示す例では、時刻ｔ３から太陽電池モジュール１１の発電が再開されている。この場合、比較対象システムでは、サイリスタ４１が非導通状態のままであるため、出力電圧Ｖｏ’は抑制されず、出力電圧Ｖｏ’の直流電圧値はいずれも日射量に応じて変化する。一方で、太陽光発電システム１では、スイッチ４２が閉状態であるため、太陽電池モジュール１１からの出力電圧の上昇に伴いサイリスタ４１が点弧されて導通状態になる。そのため、出力電圧Ｖｏが抑制される。 After that, the amount of solar radiation increased and the solar cell module 11 resumed power generation. In the example shown in FIG. 6, the power generation of the solar cell module 11 is restarted from time t3. In this case, in the comparison target system, the thyristor 41 remains in the non-conducting state, so that the output voltage Vo ′ is not suppressed and the DC voltage value of the output voltage Vo ′ changes in accordance with the amount of solar radiation. On the other hand, in the solar power generation system 1, since the switch 42 is in the closed state, the thyristor 41 is ignited and brought into the conductive state as the output voltage from the solar cell module 11 increases. Therefore, the output voltage Vo is suppressed.
　このように、実施の形態１にかかる太陽光発電システム１は、夜間または影などにより太陽電池モジュール１１が遮光された後に発電が再開された場合においても、出力電圧Ｖｏを抑制することができる。すなわち、太陽光発電システム１は、発電状況に依存することなく出力電圧Ｖｏを抑制することができる。そのため、例えば、太陽光発電システム１が設置された建物で火災が発生し、消火活動が数日に亘る場合などにおいても太陽光発電システム１の出力電圧Ｖｏを抑制した状態に維持することができる。 Thus, the solar power generation system 1 according to the first embodiment can suppress the output voltage Vo even when power generation is restarted after the solar cell module 11 is shielded from light at night or due to a shadow or the like. That is, the solar power generation system 1 can suppress the output voltage Vo without depending on the power generation state. Therefore, for example, even when a fire occurs in a building in which the solar power generation system 1 is installed and the fire fighting activity lasts for several days, the output voltage Vo of the solar power generation system 1 can be maintained in a suppressed state. .
　以上のように、実施の形態１にかかる太陽光発電システム１は、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間に直列接続された複数の太陽電池モジュール１１と、出力電圧Ｖｏを抑制する出力電圧抑制回路３０とを備える。出力電圧抑制回路３０は、複数のサイリスタ４１と、複数のスイッチ４２と、複数のスイッチ閉制御部４３とを備える。各サイリスタ４１は、複数の太陽電池モジュール１１のうち対応する太陽電池モジュール１１の正極端子１２と負極端子１３との間に設けられる。各スイッチ４２は、複数のサイリスタ４１のうち対応するサイリスタ４１のゲートと複数の太陽電池モジュール１１のうち対応する太陽電池モジュール１１の正極端子１２との間に設けられる。各スイッチ閉制御部４３は、複数のスイッチ４２のうち対応するスイッチ４２を開状態から閉状態に切り替える。これにより、太陽光発電システム１における発電状況に依存することなく出力電圧Ｖｏを抑制することができる。 As described above, the photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment suppresses the output voltage Vo and the plurality of solar cell modules 11 connected in series between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15. And an output voltage suppression circuit 30 that operates. The output voltage suppression circuit 30 includes a plurality of thyristors 41, a plurality of switches 42, and a plurality of switch closing control units 43. Each thyristor 41 is provided between the positive electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 13 of the corresponding solar cell module 11 among the plurality of solar cell modules 11. Each switch 42 is provided between the gate of the corresponding thyristor 41 among the plurality of thyristors 41 and the positive electrode terminal 12 of the corresponding solar cell module 11 among the plurality of solar cell modules 11. Each switch closing control unit 43 switches the corresponding switch 42 of the plurality of switches 42 from the open state to the closed state. As a result, the output voltage Vo can be suppressed without depending on the power generation status in the solar power generation system 1.
　また、太陽光発電システム１は、複数のツェナーダイオード４５と、パルス発生回路５１とを備える。複数のツェナーダイオード４５は、複数のサイリスタ４１のうち対応するサイリスタ４１のゲートと複数の太陽電池モジュール１１のうち対応する太陽電池モジュール１１の正極端子１２との間に各々設けられる。パルス発生回路５１は、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間に設けられ、各サイリスタ４１を複数のツェナーダイオード４５のうち対応するツェナーダイオード４５を介して点弧させるパルス電圧Ｖｐを正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間に発生させる。各スイッチ閉制御部４３は、パルス発生回路５１によって発生されたパルス電圧Ｖｐを検出して複数のスイッチ４２のうち各々対応するスイッチ４２を開状態から閉状態に切り替える。これにより、各短絡回路３１において、サイリスタ４１が点弧された後にサイリスタ４１が消弧した場合であっても、太陽電池モジュール１１の電圧の上昇によってサイリスタ４１を再び点弧させることができる。 The solar power generation system 1 also includes a plurality of Zener diodes 45 and a pulse generation circuit 51. The plurality of Zener diodes 45 are respectively provided between the gate of the corresponding thyristor 41 among the plurality of thyristors 41 and the positive electrode terminal 12 of the corresponding solar cell module 11 among the plurality of solar cell modules 11. The pulse generation circuit 51 is provided between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15, and generates a pulse voltage Vp for firing each thyristor 41 via the corresponding Zener diode 45 among the plurality of Zener diodes 45. It is generated between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15. Each switch closing control unit 43 detects the pulse voltage Vp generated by the pulse generating circuit 51 and switches the corresponding switch 42 among the plurality of switches 42 from the open state to the closed state. Thereby, in each short circuit 31, even if the thyristor 41 is extinguished after the thyristor 41 is ignited, the thyristor 41 can be ignited again by the increase in the voltage of the solar cell module 11.
　また、各スイッチ閉制御部４３は、複数の太陽電池モジュール１１のうち対応する太陽電池モジュール１１の正極端子１２と負極端子１３との間に接続され、パルス電圧Ｖｐによってスイッチ閉制御部４３に流れる電流に基づいて対応するスイッチ４２を開状態から閉状態に切り替える。これにより、サイリスタ４１が点弧された場合に精度よくスイッチ４２を開状態から閉状態に切り替えることができる。 Further, each switch closing control unit 43 is connected between the positive electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 13 of the corresponding solar cell module 11 among the plurality of solar cell modules 11, and flows to the switch closing control unit 43 by the pulse voltage Vp. The corresponding switch 42 is switched from the open state to the closed state based on the current. As a result, when the thyristor 41 is fired, the switch 42 can be accurately switched from the open state to the closed state.
　また、太陽光発電システム１は、解除スイッチ５２と、複数のスイッチ開制御部４４とを備える。解除スイッチ５２は、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間に設けられ、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間を短絡する。各スイッチ開制御部４４は、解除スイッチ５２によって正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間が短絡された場合に、複数のスイッチ４２のうち対応するスイッチ４２を閉状態から開状態に切り替える。これにより、スイッチ４２を閉状態から開状態に容易に切り替えることができる。 The solar power generation system 1 also includes a release switch 52 and a plurality of switch opening control units 44. The release switch 52 is provided between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15, and short-circuits between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15. Each switch opening control unit 44 changes the corresponding switch 42 among the plurality of switches 42 from the closed state to the open state when the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15 are short-circuited by the release switch 52. Switch. Accordingly, the switch 42 can be easily switched from the closed state to the open state.
　また、太陽光発電システム１は、複数の逆流防止ダイオード４６と、複数の逆流防止ダイオード４７とを備える。逆流防止ダイオード４６は、第１ダイオードの一例であり、逆流防止ダイオード４７は、第２ダイオードの一例である。各逆流防止ダイオード４６は、複数のサイリスタ４１のうち対応するサイリスタ４１のアノードと複数の太陽電池モジュール１１のうち対応する太陽電池モジュール１１の正極端子１２との間に設けられる。各逆流防止ダイオード４７は、複数のスイッチ開制御部４４のうち対応するスイッチ開制御部４４と直列接続されて直列接続部を構成し、当該直列接続部が複数の逆流防止ダイオード４６のうち対応する逆流防止ダイオード４６に並列に接続される。各スイッチ開制御部４４は、複数の逆流防止ダイオード４６のうち対応する逆流防止ダイオード４６から流れる電流に基づいて、複数のスイッチ４２のうち対応するスイッチ４２を開状態から閉状態に切り替える。これにより、逆流防止ダイオード４６，４７を用いる簡易な構成によって、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間の短絡を容易にスイッチ開制御部４４によって検出することができる。 Further, the solar power generation system 1 includes a plurality of backflow prevention diodes 46 and a plurality of backflow prevention diodes 47. The backflow prevention diode 46 is an example of a first diode, and the backflow prevention diode 47 is an example of a second diode. Each backflow prevention diode 46 is provided between the anode of the corresponding thyristor 41 among the plurality of thyristors 41 and the positive electrode terminal 12 of the corresponding solar cell module 11 among the plurality of solar cell modules 11. Each backflow prevention diode 47 is connected in series with the corresponding switch opening control unit 44 of the plurality of switch opening control units 44 to form a series connection unit, and the series connection unit corresponds to the plurality of backflow prevention diodes 46. It is connected in parallel with the backflow prevention diode 46. Each switch opening control unit 44 switches the corresponding switch 42 of the plurality of switches 42 from the open state to the closed state based on the current flowing from the corresponding backflow prevention diode 46 of the plurality of backflow prevention diodes 46. Thus, the switch open control unit 44 can easily detect a short circuit between the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15 with a simple configuration using the backflow prevention diodes 46 and 47.
実施の形態２．
　実施の形態２にかかる太陽光発電システムでは、サイリスタのゲートへ電流を供給する手段として、電圧供給デバイスが設けられている点で、実施の形態１にかかる太陽光発電システム１と異なる。以下においては、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については同一符号を付して説明を省略し、実施の形態１の太陽光発電システム１と異なる点を中心に説明する。なお、実施の形態２にかかる太陽光発電システムにおける日射量の変動に伴う動作は実施の形態１にかかる太陽光発電システム１と同じであるため説明を省略する。 Embodiment 2.
The solar power generation system according to the second embodiment differs from the solar power generation system 1 according to the first embodiment in that a voltage supply device is provided as a means for supplying a current to the gate of the thyristor. In the following, constituent elements having the same functions as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and differences from the photovoltaic power generation system 1 of the first embodiment will be mainly described. Note that the operation of the solar power generation system according to the second embodiment that accompanies fluctuations in the amount of solar radiation is the same as that of the solar power generation system 1 according to the first embodiment, and will not be described.
　図７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽光発電システムの構成の一例を示す図である。図７に示すように、実施の形態２にかかる太陽光発電システム１Ａは、複数の短絡回路３１と制御回路３２を含む出力電圧抑制回路３０に代えて、複数の短絡回路３１Ａと制御回路３２を含む出力電圧抑制回路３０Ａが設けられる点で、実施の形態１にかかる太陽光発電システム１と異なる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the solar power generation system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the photovoltaic power generation system 1A according to the second embodiment includes a plurality of short-circuit circuits 31A and a control circuit 32 instead of the output voltage suppression circuit 30 including a plurality of short-circuit circuits 31 and a control circuit 32. It is different from the photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment in that an output voltage suppression circuit 30A including the same is provided.
　短絡回路３１Ａは、短絡回路３１と同様に、太陽電池モジュール１１毎に設けられる。かかる短絡回路３１Ａは、太陽電池モジュール１１の正極端子１２とサイリスタ４１のゲートとの間に、スイッチ４２と逆流防止ダイオード４９との直列接続部に直列接続される一次電池５３が設けられる点で、短絡回路３１と異なる。短絡回路３１Ａでは、一次電池５３から逆流防止ダイオード４９およびスイッチ４２を介して電流がサイリスタ４１のゲートに流れる。なお、スイッチ４２、逆流防止ダイオード４９、および一次電池５３の直列接続部が、太陽電池モジュール１１の正極端子１２とサイリスタ４１のゲートとの間に設けられればよく、一次電池５３の配置などは図７に示す例に限定されない。 Similar to the short circuit 31, the short circuit 31A is provided for each solar cell module 11. In the short circuit 31A, the primary battery 53 connected in series to the series connection part of the switch 42 and the backflow prevention diode 49 is provided between the positive electrode terminal 12 of the solar cell module 11 and the gate of the thyristor 41. Different from the short circuit 31. In the short circuit 31 A, a current flows from the primary battery 53 to the gate of the thyristor 41 via the backflow prevention diode 49 and the switch 42. It should be noted that the switch 42, the backflow prevention diode 49, and the primary battery 53 connected in series may be provided between the positive electrode terminal 12 of the solar cell module 11 and the gate of the thyristor 41. It is not limited to the example shown in FIG.
　太陽光発電システム１Ａにおいて短絡動作が行われた後、太陽電池モジュール１１への日射量が低下し太陽電池モジュール１１の短絡電流ｉｓが減少してサイリスタ４１の保持電流未満になったとする。この場合、サイリスタ４１のゲートには一次電池５３から電流が供給されているため、太陽電池モジュール１１が再び発電を開始した場合、サイリスタ４１が点弧し、太陽電池モジュール１１は短絡状態となる。 After the short-circuit operation is performed in the solar power generation system 1A, it is assumed that the solar radiation amount to the solar cell module 11 is reduced and the short-circuit current is of the solar cell module 11 is reduced to be less than the holding current of the thyristor 41. In this case, since the current is supplied from the primary battery 53 to the gate of the thyristor 41, when the solar cell module 11 starts power generation again, the thyristor 41 is ignited and the solar cell module 11 is in a short-circuited state.
　なお、一次電池５３は、太陽光発電システム１Ａにおいて短絡動作が行われてから、サイリスタ４１のゲートへ数日間電流を供給し続けることができる容量のものを用いることが好適である。 Note that it is preferable to use the primary battery 53 having a capacity capable of continuously supplying current to the gate of the thyristor 41 for several days after the short-circuit operation is performed in the solar power generation system 1A.
　図７に示す例では、サイリスタ４１のゲートへ電流を供給する電圧供給デバイスとして一次電池５３を用いたが、電圧供給デバイスは一次電池５３に限定されない。図８および図９は、実施の形態２にかかる短絡回路の構成の他の例を示す図である。 In the example shown in FIG. 7, the primary battery 53 is used as a voltage supply device that supplies current to the gate of the thyristor 41, but the voltage supply device is not limited to the primary battery 53. 8 and 9 are diagrams showing another example of the configuration of the short circuit according to the second embodiment.
　図８に示す短絡回路３１Ａは、一次電池５３に代えて、発電デバイス５４を備える点で、図７に示す短絡回路３１Ａと異なる。発電デバイス５４として、太陽電池モジュール１１の発電状況に依存することなくサイリスタ４１のゲートに継続して電流を流すことができる発電デバイスが選択される。図８に示す発電デバイス５４は、例えば、温度差発電デバイスである。かかる発電デバイス５４の内部が正極側出力電路６の電線に取付けられる。発電デバイス５４は、発電デバイス５４の内部と外部との温度差により発電する。これにより、発電デバイス５４の発電によって発電デバイス５４からの電流がサイリスタ４１のゲートへ流れてサイリスタ４１が点弧され導通状態になる。 The short circuit 31A shown in FIG. 8 differs from the short circuit 31A shown in FIG. 7 in that a power generation device 54 is provided in place of the primary battery 53. As the power generation device 54, a power generation device that can continuously supply current to the gate of the thyristor 41 without depending on the power generation state of the solar cell module 11 is selected. The power generation device 54 shown in FIG. 8 is, for example, a temperature difference power generation device. The inside of the power generation device 54 is attached to the electric wire of the positive electrode side output circuit 6. The power generation device 54 generates power due to the temperature difference between the inside and outside of the power generation device 54. As a result, due to the power generation of the power generation device 54, the current from the power generation device 54 flows to the gate of the thyristor 41, and the thyristor 41 is ignited and brought into conduction.
　図９に示す短絡回路３１Ａは、一次電池５３に代えて、発電デバイス５４と蓄電デバイス５５を備える点で、図７に示す短絡回路３１Ａと異なる。発電デバイス５４は、発電デバイス５４の内部と外部との温度差により発電し、蓄電デバイス５５に充電される。また、蓄電デバイス５５からサイリスタ４１のゲートへ電流が流れるため、サイリスタ４１が点弧され導通状態になる。これにより、発電デバイス５４として常に発電を継続するもの以外を用いることができ、より安定して太陽光発電システム１Ａの出力電圧Ｖｏを抑制することができる。なお、蓄電デバイス５５は、例えば、コンデンサ、または二次電池である。 The short circuit 31A shown in FIG. 9 is different from the short circuit 31A shown in FIG. 7 in that it includes a power generation device 54 and a power storage device 55 in place of the primary battery 53. The power generation device 54 generates power due to the temperature difference between the inside and outside of the power generation device 54, and the power storage device 55 is charged. Moreover, since a current flows from the power storage device 55 to the gate of the thyristor 41, the thyristor 41 is ignited and brought into a conductive state. As a result, it is possible to use a power generating device 54 other than one that constantly continues to generate power, and it is possible to more stably suppress the output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1A. The electricity storage device 55 is, for example, a capacitor or a secondary battery.
　以上のように、実施の形態２にかかる太陽光発電システム１Ａの各短絡回路３１Ａは、サイリスタ４１のゲートと太陽電池モジュール１１の正極端子１２との間に各々設けられ、スイッチ４２と直列接続される複数の電圧供給デバイスを備える。かかる電圧供給デバイスは、例えば、一次電池５３、発電デバイス５４、および蓄電デバイス５５の少なくとも一つを含む。これにより、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間の電圧が低くなった場合であっても、電圧供給デバイスによってサイリスタ４１のゲートに継続して電流を流すことができ、太陽光発電システム１Ａにおける発電状況に依存することなく太陽光発電システム１Ａの出力電圧Ｖｏを抑制することができる。 As described above, each short circuit 31A of the photovoltaic power generation system 1A according to the second embodiment is provided between the gate of the thyristor 41 and the positive electrode terminal 12 of the solar cell module 11, and is connected in series with the switch 42. A plurality of voltage supply devices are provided. The voltage supply device includes at least one of the primary battery 53, the power generation device 54, and the power storage device 55, for example. Accordingly, even when the voltage between the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15 becomes low, the current can be continuously supplied to the gate of the thyristor 41 by the voltage supply device, and the sunlight The output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1A can be suppressed without depending on the power generation status in the power generation system 1A.
実施の形態３．
　実施の形態３にかかる太陽光発電システムでは、スイッチの開閉制御を正極側出力電路６に流れる電流に基づいて行う点で、実施の形態１にかかる太陽光発電システム１と異なる。以下においては、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については同一符号を付して説明を省略し、実施の形態１の太陽光発電システム１と異なる点を中心に説明する。なお、実施の形態３にかかる太陽光発電システムにおける日射量の変動に伴う動作は実施の形態１，２にかかる太陽光発電システム１，１Ａと同じであるため説明を省略する。 Embodiment 3.
The photovoltaic power generation system according to the third embodiment is different from the photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment in that the switch opening / closing control is performed based on the current flowing through the positive electrode side output circuit 6. In the following, constituent elements having the same functions as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and differences from the photovoltaic power generation system 1 of the first embodiment will be mainly described. Note that the operation of the solar power generation system according to the third embodiment that accompanies fluctuations in the amount of solar radiation is the same as that of the solar power generation systems 1 and 1A according to the first and second embodiments, and will not be described.
　図１０は、本発明の実施の形態３にかかる太陽光発電システムの構成の一例を示す図である。図１０に示すように、実施の形態３にかかる太陽光発電システム１Ｂは、複数の短絡回路３１と制御回路３２を備える出力電圧抑制回路３０に代えて、複数の短絡回路３１Ｂと制御回路３２Ｂを備える出力電圧抑制回路３０Ｂが設けられる点で、実施の形態１にかかる太陽光発電システム１と異なる。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the solar power generation system according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the photovoltaic power generation system 1B according to the third embodiment includes a plurality of short-circuit circuits 31B and a control circuit 32B instead of the output voltage suppression circuit 30 including a plurality of short-circuit circuits 31 and a control circuit 32. It differs from the photovoltaic power generation system 1 according to the first embodiment in that an output voltage suppression circuit 30B provided is provided.
　短絡回路３１Ｂは、サイリスタ４１と、スイッチ４２と、スイッチ閉制御部４３と、スイッチ開制御部４４と、電流検出部６０と、ツェナーダイオード６３，６４と、逆流防止ダイオード６５，６６とを備える。 The short circuit 31B includes a thyristor 41, a switch 42, a switch closing control unit 43, a switch opening control unit 44, a current detection unit 60, Zener diodes 63 and 64, and backflow prevention diodes 65 and 66.
　サイリスタ４１は、太陽電池モジュール１１の正極端子１２と負極端子１３との間に接続される。具体的には、サイリスタ４１のアノードは正極端子１２に接続され、サイリスタ４１のカソードは負極端子１３に接続される。また、サイリスタ４１のゲートは、スイッチ４２を介して正極端子１２に接続される。 The thyristor 41 is connected between the positive electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 13 of the solar cell module 11. Specifically, the anode of the thyristor 41 is connected to the positive electrode terminal 12, and the cathode of the thyristor 41 is connected to the negative electrode terminal 13. The gate of the thyristor 41 is connected to the positive electrode terminal 12 via the switch 42.
　電流検出部６０は、正極側出力電路６に流れる電流の変化を検出する。かかる電流検出部６０は、リング状の磁性体コア６１と、巻線コイル６２とを備える。磁性体コア６１の穴には、正極側出力電路６の電線が挿通される。また、磁性体コア６１には、巻線コイル６２が巻き付けられている。かかる巻線コイル６２の一端と他端には、正極端子６２ａと負極端子６２ｂが設けられている。 The current detection unit 60 detects a change in the current flowing through the positive electrode side output circuit 6. The current detection unit 60 includes a ring-shaped magnetic core 61 and a winding coil 62. The electric wire of the positive electrode side output circuit 6 is inserted into the hole of the magnetic core 61. A winding coil 62 is wound around the magnetic core 61. A positive electrode terminal 62a and a negative electrode terminal 62b are provided at one end and the other end of the winding coil 62.
　電流検出部６０における正極端子６２ａと負極端子６２ｂとの間には、逆流防止ダイオード６５、スイッチ閉制御部４３、およびツェナーダイオード６３の直列接続部と、ツェナーダイオード６４、スイッチ開制御部４４、および逆流防止ダイオード６６の直列接続部とが並列に接続される。 Between the positive electrode terminal 62a and the negative electrode terminal 62b of the current detection unit 60, a series connection portion of the backflow prevention diode 65, the switch closing control unit 43, and the Zener diode 63, the Zener diode 64, the switch opening control unit 44, and The backflow prevention diode 66 is connected in parallel with the series connection portion.
　なお、逆流防止ダイオード６５、スイッチ閉制御部４３、およびツェナーダイオード６３は、直列接続されて正極端子６２ａと負極端子６２ｂとの間に接続されていればよく、各々の配置は図１０に示す例に限定されない。同様に、ツェナーダイオード６４、スイッチ開制御部４４、および逆流防止ダイオード６６は、直列接続されて正極端子６２ａと負極端子６２ｂとの間に接続されていればよく、各々の配置は図１０に示す例に限定されない。 The backflow prevention diode 65, the switch closing control unit 43, and the Zener diode 63 may be connected in series and connected between the positive electrode terminal 62a and the negative electrode terminal 62b, and the respective arrangements are shown in FIG. Not limited to. Similarly, the Zener diode 64, the switch opening control unit 44, and the backflow prevention diode 66 may be connected in series and connected between the positive electrode terminal 62a and the negative electrode terminal 62b, and the arrangement of each is shown in FIG. It is not limited to the example.
　制御回路３２Ｂは、正極側出力電路６を開閉する動作スイッチ７１と、正極側出力電路６と負極側出力電路７とを短絡させる解除スイッチ７２とを備える。 The control circuit 32B includes an operation switch 71 that opens and closes the positive electrode side output circuit 6, and a release switch 72 that short-circuits the positive electrode side output circuit 6 and the negative side output circuit 7.
　次に、太陽光発電システム１Ｂの出力電圧抑制回路３０Ｂによる短絡動作について説明する。図１１は、実施の形態３にかかる出力電圧抑制回路による短絡動作を説明するための図である。 Next, a short circuit operation by the output voltage suppression circuit 30B of the solar power generation system 1B will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining a short circuit operation by the output voltage suppression circuit according to the third embodiment.
　図１１は、太陽光発電システム１Ｂの通常の稼動状態を示している。太陽光発電システム１Ｂが通常の稼動状態である場合、直流開閉器２０の開閉スイッチ２１，２２は閉状態であり、短絡回路３１Ｂのスイッチ４２は開状態であり、動作スイッチ７１は閉状態であり、解除スイッチ７２は、開状態である。 FIG. 11 shows a normal operating state of the solar power generation system 1B. When the photovoltaic power generation system 1B is in a normal operating state, the open / close switches 21 and 22 of the DC switch 20 are closed, the switch 42 of the short circuit 31B is open, and the operation switch 71 is closed. The release switch 72 is in the open state.
　図１１に示すように、太陽光発電システム１Ｂにおいて、通常の稼動状態から動作スイッチ７１が閉状態から開状態になると、正極側出力電路６に流れる稼動電流Ｉｐが急激に減少する。そのため、磁性体コア６１に巻き付けられた巻線コイル６２に誘導起電力が発生し、ツェナーダイオード６３、スイッチ閉制御部４３、および逆流防止ダイオード６５を介して正極端子６２ａから負極端子６２ｂへ誘導電流Ｉｅａが流れる。スイッチ閉制御部４３は、スイッチ閉制御部４３に電流が流れた場合、スイッチ４２の状態を開状態から閉状態へ切り替える。 As shown in FIG. 11, in the solar power generation system 1B, when the operation switch 71 changes from the normal operating state to the open state, the operating current Ip flowing through the positive-side output electric circuit 6 sharply decreases. Therefore, an induced electromotive force is generated in the winding coil 62 wound around the magnetic core 61, and the induced current flows from the positive electrode terminal 62a to the negative electrode terminal 62b via the Zener diode 63, the switch closing control unit 43, and the backflow prevention diode 65. Iea flows. The switch closing control unit 43 switches the state of the switch 42 from the open state to the closed state when a current flows through the switch closing control unit 43.
　スイッチ４２が閉状態になると、正極端子１２からスイッチ４２を介してサイリスタ４１のゲートにゲート電流Ｉｇが流れるため、サイリスタ４１が点弧され導通状態になる。これにより、太陽電池モジュール１１が短絡状態になり、太陽光発電システム１Ｂの出力電圧Ｖｏが抑制される。 When the switch 42 is closed, the gate current Ig flows from the positive electrode terminal 12 to the gate of the thyristor 41 via the switch 42, so that the thyristor 41 is ignited and becomes conductive. As a result, the solar cell module 11 is short-circuited and the output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1B is suppressed.
　ツェナーダイオード６３，６４は、通常の稼動状態ではスイッチ閉制御部４３およびスイッチ開制御部４４が動作しないように、通常の稼動状態において正極側出力電路６に流れる電流の変化量で発生する誘導電圧の最大値よりも大きなツェナー電圧を有している。 The Zener diodes 63 and 64 are induction voltages generated by the amount of change in the current flowing in the positive electrode side output circuit 6 in the normal operating state so that the switch closing control unit 43 and the switch opening control unit 44 do not operate in the normal operating state. Has a Zener voltage greater than the maximum value of.
　短絡回路３１Ｂによって太陽電池モジュール１１の短絡動作が行われた後、夜間または影などによって太陽電池モジュール１１が遮光されて発電量が低下し、短絡電流ｉｓがサイリスタ４１の保持電流以下となると、サイリスタ４１が消弧され、サイリスタ４１の導通状態が解除される。かかる状態において、スイッチ４２は閉状態のままである。 After the solar cell module 11 is short-circuited by the short-circuit circuit 31B, the solar cell module 11 is shielded from light at night or by a shadow or the like, and the amount of power generation decreases, and when the short-circuit current is becomes less than the holding current of the thyristor 41, the thyristor 41 41 is extinguished and the conductive state of the thyristor 41 is released. In such a state, the switch 42 remains closed.
　サイリスタ４１の導通状態が解除された状態から、太陽電池モジュール１１への日射量が増加し太陽電池モジュール１１の発電が再開された場合、閉状態のスイッチ４２を介して正極端子１２からサイリスタ４１のゲートに電流が流れる。そのため、サイリスタ４１が点弧され、サイリスタ４１は再び導通状態となる。これにより、上述した短絡動作時と同様に短絡電流ｉｓが流れ、各太陽電池モジュール１１は再び短絡状態に移行するため、太陽光発電システム１Ｂの出力電圧Ｖｏが抑制される。なお、動作スイッチ７１は、各太陽電池モジュール１１の短絡動作が行われた後、開状態から閉状態されるが、開状態のままであってもよい。 When the amount of solar radiation to the solar cell module 11 increases and the power generation of the solar cell module 11 is restarted from the state where the conduction state of the thyristor 41 is released, the positive terminal 12 of the thyristor 41 is switched from the positive electrode terminal 12 through the switch 42 in the closed state. Current flows through the gate. Therefore, the thyristor 41 is fired, and the thyristor 41 becomes conductive again. As a result, the short-circuit current is flows as in the above-described short-circuit operation, and each solar cell module 11 shifts to the short-circuited state again, so that the output voltage Vo of the photovoltaic power generation system 1B is suppressed. The operation switch 71 is changed from the open state to the closed state after the short-circuiting operation of each solar cell module 11, but may remain in the open state.
　次に、太陽光発電システム１Ｂの出力電圧抑制回路３０Ｂによる解除動作について説明する。図１２は、実施の形態３にかかる出力電圧抑制回路による解除動作を説明するための図である。太陽光発電システム１Ｂに損傷などの異常がないことが確認された場合などにおいて、太陽光発電システム１Ｂを通常の稼働状態に復帰させる操作である復帰操作が行われる。復帰操作は、動作スイッチ７１を閉状態から開状態にした後、解除スイッチ７２の状態を開状態から閉状態へ切り替える第１操作と、解除スイッチ７２の状態を閉状態から開状態へ切り替えた後、動作スイッチ７１の状態を開状態から閉状態へ切り替える第２操作を含む。 Next, the release operation by the output voltage suppression circuit 30B of the solar power generation system 1B will be described. FIG. 12 is a diagram for explaining the release operation by the output voltage suppression circuit according to the third embodiment. When it is confirmed that there is no abnormality such as damage to the solar power generation system 1B, a return operation that is an operation for returning the solar power generation system 1B to the normal operating state is performed. The return operation is performed by changing the state of the release switch 72 from the open state to the closed state after switching the operation switch 71 from the closed state to the open state, and after switching the state of the release switch 72 from the closed state to the open state. , A second operation for switching the state of the operation switch 71 from the open state to the closed state.
　第１操作によって、動作スイッチ７１が閉状態から開状態に切り替えられた後に解除スイッチ７２が開状態から閉状態へ切り替えられると、太陽電池ストリング１０の正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間が短絡される。正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間が短絡されると、正極側出力電路６に短絡電流Ｉｓが流れる。これにより、磁性体コア６１に巻き付けられた巻線コイル６２から短絡動作時とは逆方向の誘導起電力が発生し、巻線コイル６２の負極端子６２ｂから、ツェナーダイオード６４、スイッチ開制御部４４、および逆流防止ダイオード６６を介して正極端子６２ａに誘導電流Ｉｅａが流れる。スイッチ開制御部４４は、スイッチ開制御部４４に電流が流れた場合、スイッチ４２の状態を閉状態から開状態へ切り替える。 When the release switch 72 is switched from the open state to the closed state after the operation switch 71 is switched from the closed state to the open state by the first operation, the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15 of the solar cell string 10 are connected to each other. Are short-circuited. When the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15 are short-circuited, a short circuit current Is flows in the positive electrode side output circuit 6. As a result, an induced electromotive force is generated in the winding coil 62 wound around the magnetic core 61 in a direction opposite to that in the short-circuiting operation, and the Zener diode 64 and the switch opening control unit 44 are connected from the negative terminal 62b of the winding coil 62. , And the induced current Iea flows to the positive electrode terminal 62a via the backflow prevention diode 66. The switch open control unit 44 switches the state of the switch 42 from the closed state to the open state when a current flows through the switch open control unit 44.
　その後、復帰操作の第２操作によって、解除スイッチ７２の状態が閉状態から開状態へ切り替えられ、動作スイッチ７１の状態が開状態から閉状態へ切り替えられると、太陽電池ストリング１０からパワーコンディショナ１００へ発電電力の供給が開始され、太陽光発電システム１Ｂは通常の稼動状態に復帰する。 Then, when the state of the release switch 72 is switched from the closed state to the open state and the state of the operation switch 71 is switched from the open state to the closed state by the second operation of the return operation, the solar cell string 10 causes the power conditioner 100 to move. The supply of generated power to the solar power generation system 1B is started, and the photovoltaic power generation system 1B returns to the normal operating state.
　実施の形態３にかかる太陽光発電システム１Ｂは、正極側出力電路６に流れる電流の時間当りの変化量である電流変化量ΔＩ／Δｔを短絡動作のトリガーにしている。そのため、通常の稼動状態において生じる電流変化量ΔＩ／Δｔによって短絡回路３１Ｂが誤動作しないように短絡回路３１Ｂの電流変化量ΔＩ／Δｔに対する短絡動作の閾値ΔＩｔｈを設定することが望ましい。短絡回路３１Ｂは、電流変化量ΔＩ／Δｔが閾値ΔＩｔｈ以上の場合に、スイッチ４２を開状態から閉状態に切り替える。 The solar power generation system 1B according to the third embodiment uses the current change amount ΔI / Δt, which is the change amount of the current flowing through the positive electrode side output circuit 6, per unit time as a trigger for the short-circuit operation. Therefore, it is desirable to set the threshold value ΔIth of the short-circuit operation with respect to the current change amount ΔI / Δt of the short circuit 31B so that the short circuit 31B does not malfunction due to the current change amount ΔI / Δt that occurs in the normal operating state. The short circuit 31B switches the switch 42 from the open state to the closed state when the current change amount ΔI / Δt is equal to or more than the threshold value ΔIth.
　通常の稼動状態においては、日の出および日没に伴う太陽電池ストリング１０への日射量の変化で正極側出力電路６に流れる電流が変化し、また、雲による遮光による太陽電池ストリング１０への日射量の減少で正極側出力電路６に流れる電流が減少する。日の出に伴う日射量の変化および日没に伴う日射量の変化は数時間をかけた変化であるため、かかる変化による電流変化量ΔＩ／Δｔは少ない。雲で遮光されたことによる太陽電池ストリング１０への日射量の変化は、太陽光発電システム１Ｂに含まれる全ての太陽電池モジュール１１１～１１ｎへの日射が雲で同時に遮光される状態へ移行する場合が最大になる。 In a normal operating state, the current flowing through the positive-side output circuit 6 changes due to the change in the amount of solar radiation on the solar cell string 10 due to sunrise and sunset, and the amount of solar radiation on the solar cell string 10 due to light shielding by clouds. Is decreased, the current flowing through the positive electrode side output circuit 6 is decreased. Since the change in the amount of solar radiation accompanying sunrise and the change in the amount of solar radiation accompanying sunset are changes over several hours, the amount of current change ΔI / Δt due to such changes is small. The change in the amount of solar radiation to the solar cell string 10 due to being shielded by the clouds shifts to a state in which the solar radiation to all the solar cell modules 11 1 to 11 n included in the solar power generation system 1B is simultaneously shielded by the clouds. If you do it will be the maximum.
　そこで、雲で遮光されたことによる太陽電池ストリング１０への日射量の変化が最大の場合に生じる電流変化量ΔＩ／Δｔで短絡回路３１Ｂの短絡動作が行われないように、電流変化量ΔＩ／Δｔに対する短絡回路３１Ｂの閾値ΔＩｔｈが設定される。 Therefore, the current change amount ΔI / ΔT / is set so that the short-circuit operation of the short-circuit 31B is not performed by the current change amount ΔI / Δt that occurs when the change in the amount of solar radiation to the solar cell string 10 due to being shielded by the cloud is maximum. The threshold value ΔIth of the short circuit 31B with respect to Δt is set.
　例えば、雲で遮光されたことによる太陽電池ストリング１０への日射量の変化が最大の場合における電流変化量ΔＩ／ΔｔがＩ１であり、動作スイッチ７１により正極側出力電路６を閉状態から開状態にした場合に正極側出力電路６の電流変化量ΔＩ／Δｔの最小値がＩ２であるとする。この場合、短絡回路３１Ｂの閾値ΔＩｔｈは、Ｉ１＜ΔＩｔｈ≦Ｉ２を満たすように設定することで、短絡回路３１Ｂの誤動作を防止することができる。 For example, the amount of current change ΔI / Δt when the change in the amount of solar radiation on the solar cell string 10 due to being shielded by clouds is maximum is I1, and the positive-side output circuit 6 is opened from the closed state by the operation switch 71. In this case, the minimum value of the current change amount ΔI / Δt of the positive electrode side output circuit 6 is I2. In this case, by setting the threshold value ΔIth of the short circuit 31B so as to satisfy I1 <ΔIth ≦ I2, the malfunction of the short circuit 31B can be prevented.
　例えば、雲の速度は、台風による強風時で４０ｍ／ｓである。雲の速度が４０ｍ／ｓである場合に、各太陽電池モジュール１１への日射が雲で遮断されていない状態から全ての太陽電池モジュール１１１～１１ｎへの日射が雲で同時に遮光された状態になるまでに要する最短時間は、３５．７ｍｓであり、正極側出力電路６に流れる電流の最大値は、２０Ａであるとする。この場合、Ｉ１＝２０／３５．７＝０．５６［Ａ／ｍｓ］である。また、太陽光発電システム１Ｂにおいて、動作スイッチ７１により正極側出力電路６を閉状態にした場合、正極側出力電路６に流れる電流は、最小で０．３Ａ以上であり、正極側出力電路６に流れる電流の変化時間は、０．１ｍｓ以下であるとする。この場合、Ｉ２＝０．３／０．１＝３［Ａ／ｍｓ］である。したがって、この場合、短絡回路３１Ｂの閾値ΔＩｔｈは、０．５６＜ΔＩｔｈ≦３を満たすように設定することで、短絡回路３１Ｂの誤動作を防止することができる。 For example, the speed of the cloud is 40 m / s during a strong wind caused by a typhoon. When the cloud speed is 40 m / s, the solar radiation to each solar cell module 11 is not blocked by the cloud and the solar radiation to all the solar cell modules 11 1 to 11 n is simultaneously shielded by the cloud. It is assumed that the shortest time required to become is 35.7 ms and the maximum value of the current flowing through the positive electrode side output circuit 6 is 20A. In this case, I1 = 20 / 35.7 = 0.56 [A / ms]. Further, in the solar power generation system 1B, when the positive side output electric circuit 6 is closed by the operation switch 71, the current flowing through the positive side output electric circuit 6 is 0.3 A or more at the minimum, and the positive side output electric circuit 6 is It is assumed that the changing time of the flowing current is 0.1 ms or less. In this case, I2 = 0.3 / 0.1 = 3 [A / ms]. Therefore, in this case, by setting the threshold value ΔIth of the short circuit 31B so as to satisfy 0.56 <ΔIth ≦ 3, malfunction of the short circuit 31B can be prevented.
　以上のように、実施の形態３にかかる太陽光発電システム１Ｂは、出力電圧Ｖｏを抑制する出力電圧抑制回路３０Ｂと動作スイッチ７１とを備える。出力電圧抑制回路３０Ｂは、複数のサイリスタ４１と、複数のスイッチ４２と、複数のスイッチ閉制御部４３と、複数の電流検出部６０とを備える。複数のサイリスタ４１の各々は、複数の太陽電池モジュール１１のうち対応する太陽電池モジュール１１の正極端子１２と負極端子１３との間に設けられる。複数のスイッチ４２の各々は、複数のサイリスタ４１のうち対応するサイリスタ４１のゲートと複数の太陽電池モジュール１１のうち対応する太陽電池モジュール１１の正極端子１２との間に設けられる。動作スイッチ７１は、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間の電路を開閉する。各電流検出部６０は、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間の電路の電流の変化を検出する。スイッチ閉制御部４３は、電流検出部６０によって検出される電流の変化の量である電流変化量ΔＩ／Δｔに基づいて複数のスイッチ４２のうち対応するスイッチ４２を開状態から閉状態に切り替える。これにより、電流変化量ΔＩ／Δｔに対するスイッチ閉制御部４３の閾値ΔＩｔｈを適切に調整することで、太陽光発電システム１Ｂにおける発電状況に依存することなく出力電圧Ｖｏを抑制することができる。 As described above, the photovoltaic power generation system 1B according to the third embodiment includes the output voltage suppression circuit 30B that suppresses the output voltage Vo and the operation switch 71. The output voltage suppression circuit 30B includes a plurality of thyristors 41, a plurality of switches 42, a plurality of switch closing control units 43, and a plurality of current detection units 60. Each of the plurality of thyristors 41 is provided between the positive electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 13 of the corresponding solar cell module 11 among the plurality of solar cell modules 11. Each of the plurality of switches 42 is provided between the gate of the corresponding thyristor 41 among the plurality of thyristors 41 and the positive electrode terminal 12 of the corresponding solar cell module 11 among the plurality of solar cell modules 11. The operation switch 71 opens and closes the electric path between the positive output terminal 14 and the negative output terminal 15. Each current detector 60 detects a change in the current in the electric path between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15. The switch closing control unit 43 switches the corresponding switch 42 among the plurality of switches 42 from the open state to the closed state based on the current change amount ΔI / Δt, which is the amount of change in the current detected by the current detection unit 60. Accordingly, by appropriately adjusting the threshold value ΔIth of the switch closing control unit 43 with respect to the current change amount ΔI / Δt, the output voltage Vo can be suppressed without depending on the power generation state in the photovoltaic power generation system 1B.
　また、太陽光発電システム１Ｂは、解除スイッチ７２と、複数のスイッチ開制御部４４とを備える。解除スイッチ７２は、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間に設けられ、正極側出力端子１４と負極側出力端子１５との間を短絡する。各スイッチ開制御部４４は、電流検出部６０によって検出される電流の変化量に基づいて複数のスイッチ４２のうち対応するスイッチ４２を閉状態から開状態に切り替える。これにより、スイッチ４２を開状態から閉状態に容易に切り替えることができる。 The solar power generation system 1B also includes a release switch 72 and a plurality of switch opening control units 44. The release switch 72 is provided between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15, and short-circuits between the positive electrode side output terminal 14 and the negative electrode side output terminal 15. Each switch opening control unit 44 switches the corresponding switch 42 among the plurality of switches 42 from the closed state to the open state based on the amount of change in the current detected by the current detection unit 60. Accordingly, the switch 42 can be easily switched from the open state to the closed state.
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations described in the above embodiments are examples of the content of the present invention, and can be combined with another known technique, and the configurations of the configurations are not departing from the scope of the present invention. It is also possible to omit or change parts.
　１，１Ａ，１Ｂ　太陽光発電システム、４，１４　正極側出力端子、５，１５　負極側出力端子、６　正極側出力電路、７　負極側出力電路、１０　太陽電池ストリング、１１，１１１～１１ｎ　太陽電池モジュール、１２，１２１～１２ｎ，６２ａ　正極端子、１３，１３１～１３ｎ，６２ｂ　負極端子、２０　直流開閉器、２１，２２　開閉スイッチ、３０，３０Ａ，３０Ｂ　出力電圧抑制回路、３１，３１１～３１ｎ，３１Ａ，３１Ｂ　短絡回路、３２，３２Ｂ　制御回路、４１　サイリスタ、４２　スイッチ、４３　スイッチ閉制御部、４４　スイッチ開制御部、４５，６３，６４　ツェナーダイオード、４６，４７，４８，４９，６５，６６　逆流防止ダイオード、５０　コイル、５１　パルス発生回路、５２，７２　解除スイッチ、５３　一次電池、５４　発電デバイス、５５　蓄電デバイス、６０　電流検出部、６１　磁性体コア、６２　巻線コイル、７１　動作スイッチ、１００　パワーコンディショナ、Ｖｏ　出力電圧。 1, 1A, 1B Photovoltaic power generation system, 4,14 Positive side output terminal, 5,15 Negative side output terminal, 6 Positive side output circuit, 7 Negative side output circuit, 10 Solar cell string, 11, 11 1 to 11 n Solar cell module, 12, 12 1 to 12 n , 62a positive electrode terminal, 13, 13 1 to 13 n , 62b negative electrode terminal, 20 DC switch 21, 22 open / close switch, 30, 30A, 30B output voltage suppression circuit, 31 , 31 1 to 31 n , 31A, 31B short circuit, 32, 32B control circuit, 41 thyristor, 42 switch, 43 switch closed control unit, 44 switch open control unit, 45, 63, 64 Zener diode, 46, 47, 48 , 49, 65, 66 Reverse current prevention diode, 50 coil, 51 pulse generation circuit, 52, 72 release switch, 53 primary battery, 54 power generation device, 55 power storage device, 60 current detection unit, 61 magnetic core, 62 winding coil , 71 operation switch, 100 power conditioner, Vo output voltage.

Claims (10)

  1. 　正極側出力端子と負極側出力端子との間に直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽光発電システムの出力電圧を抑制する出力電圧抑制回路であって、
    　前記複数の太陽電池モジュールのうち各々対応する太陽電池モジュールの正極端子と負極端子との間に設けられる複数のサイリスタと、
    　前記複数のサイリスタのうち対応するサイリスタのゲートと前記複数の太陽電池モジュールのうち対応する太陽電池モジュールの正極端子との間に各々設けられる複数のスイッチと、
    　前記複数のスイッチのうち対応するスイッチを開状態から閉状態に各々切り替える複数のスイッチ閉制御部と、を備える
    　ことを特徴とする出力電圧抑制回路。     An output voltage suppression circuit that suppresses the output voltage of a photovoltaic power generation system having a plurality of solar cell modules connected in series between a positive electrode side output terminal and a negative electrode side output terminal,
    A plurality of thyristors provided between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the corresponding solar cell module among the plurality of solar cell modules,
    A plurality of switches each provided between the gate of the corresponding thyristor of the plurality of thyristors and the positive terminal of the corresponding solar cell module of the plurality of solar cell modules,
    An output voltage suppression circuit comprising: a plurality of switch closing control units that respectively switch corresponding switches of the plurality of switches from an open state to a closed state.
  2. 　前記複数のサイリスタのうち対応するサイリスタのゲートと前記複数の太陽電池モジュールのうち対応する太陽電池モジュールの正極端子との間に各々設けられる複数のツェナーダイオードと、
    　前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間に設けられ、各サイリスタを前記複数のツェナーダイオードのうち対応するツェナーダイオードを介して点弧させるパルス電圧を前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間に発生させるパルス発生回路と、を備え、
    　前記複数のスイッチ閉制御部の各々は、
    　前記パルス発生回路によって発生された前記パルス電圧を検出して前記複数のスイッチのうち対応するスイッチを開状態から閉状態に切り替える
    　ことを特徴とする請求項１に記載の出力電圧抑制回路。     A plurality of Zener diodes each provided between the gate of the corresponding thyristor of the plurality of thyristors and the positive electrode terminal of the corresponding solar cell module of the plurality of solar cell modules,
    A pulse voltage, which is provided between the positive output terminal and the negative output terminal and causes each thyristor to ignite through a corresponding Zener diode among the plurality of Zener diodes, outputs a pulse voltage to the positive output terminal and the negative output side. A pulse generation circuit for generating between the output terminal and
    Each of the plurality of switch closing control units,
    The output voltage suppression circuit according to claim 1, wherein the pulse voltage generated by the pulse generation circuit is detected to switch a corresponding switch of the plurality of switches from an open state to a closed state.
  3. 　前記複数のスイッチ閉制御部の各々は、
    　前記対応する太陽電池モジュールの正極端子と負極端子との間に接続され、前記パルス電圧によって当該スイッチ閉制御部に流れる電流に基づいて前記対応するスイッチを開状態から閉状態に切り替える
    　ことを特徴とする請求項２に記載の出力電圧抑制回路。     Each of the plurality of switch closing control units,
    It is connected between a positive electrode terminal and a negative electrode terminal of the corresponding solar cell module, and switches the corresponding switch from an open state to a closed state based on a current flowing through the switch closing control unit by the pulse voltage. The output voltage suppression circuit according to claim 2.
  4. 　前記複数のサイリスタのうち対応するサイリスタのゲートと前記複数の太陽電池モジュールのうち対応する太陽電池モジュールの正極端子との間に各々設けられ、前記複数のスイッチのうち対応するスイッチと各々直列接続される複数の電圧供給デバイスを備える
    　ことを特徴とする請求項２または３に記載の出力電圧抑制回路。     It is respectively provided between the gate of the corresponding thyristor of the plurality of thyristors and the positive electrode terminal of the corresponding solar cell module of the plurality of solar cell modules, and is respectively connected in series with the corresponding switch of the plurality of switches. The output voltage suppression circuit according to claim 2 or 3, further comprising a plurality of voltage supply devices.
  5. 　前記電圧供給デバイスは、
    　一次電池、発電デバイス、および充放電が可能な蓄電デバイスのうち少なくとも一つを含む
    　ことを特徴とする請求項４に記載の出力電圧抑制回路。     The voltage supply device is
    The output voltage suppression circuit according to claim 4, comprising at least one of a primary battery, a power generation device, and a chargeable / dischargeable power storage device.
  6. 　前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間に設けられ、前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間を短絡する解除スイッチと、
    　前記解除スイッチによって前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間が短絡された場合に、前記複数のスイッチのうち対応するスイッチを閉状態から開状態に各々切り替える複数のスイッチ開制御部と、を備える
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の出力電圧抑制回路。     A release switch that is provided between the positive electrode side output terminal and the negative electrode side output terminal and short-circuits between the positive electrode side output terminal and the negative electrode side output terminal,
    A plurality of switch opening control units that respectively switch corresponding switches of the plurality of switches from a closed state to an open state when the positive output terminal and the negative output terminal are short-circuited by the release switch; The output voltage suppression circuit according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
  7. 　前記複数のサイリスタのうち対応するサイリスタのアノードと前記複数の太陽電池モジュールのうち対応する太陽電池モジュールの正極端子との間に各々設けられる複数の第１ダイオードと、
    　前記複数のスイッチ開制御部のうち対応するスイッチ開制御部と直列接続されて直列接続部を構成し、当該直列接続部が前記複数の第１ダイオードのうち対応する第１ダイオードに並列に各々接続される複数の第２ダイオードとを備え、
    　前記複数のスイッチ開制御部の各々は、
    　前記複数の第１ダイオードのうち対応する第１ダイオードから流れる電流に基づいて前記対応するスイッチを閉状態から開状態に切り替える
    　ことを特徴とする請求項６に記載の出力電圧抑制回路。     A plurality of first diodes each provided between the anode of the corresponding thyristor of the plurality of thyristors and the positive electrode terminal of the corresponding solar cell module of the plurality of solar cell modules;
    Of the plurality of switch opening control units, a corresponding switch opening control unit is connected in series to form a series connection unit, and the series connection unit is connected in parallel to a corresponding first diode of the plurality of first diodes. And a plurality of second diodes that are
    Each of the plurality of switch opening control units,
    The output voltage suppression circuit according to claim 6, wherein the corresponding switch is switched from a closed state to an open state based on a current flowing from a corresponding first diode among the plurality of first diodes.
  8. 　前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間の電路を開閉する動作スイッチと、
    　前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間の電路の電流の変化を各々検出する複数の電流検出部と、を備え、
    　前記複数のスイッチ閉制御部の各々は、
    　前記複数の電流検出部のうち対応する電流検出部によって検出される前記電流の変化の量に基づいて前記複数のスイッチのうち対応するスイッチを開状態から閉状態に切り替える
    　ことを特徴とする請求項１に記載の出力電圧抑制回路。     An operation switch for opening and closing an electric path between the positive electrode side output terminal and the negative electrode side output terminal,
    A plurality of current detectors for respectively detecting changes in the current of the electric path between the positive electrode side output terminal and the negative electrode side output terminal,
    Each of the plurality of switch closing control units,
    The corresponding switch of the plurality of switches is switched from an open state to a closed state based on an amount of change in the current detected by a corresponding current detection unit of the plurality of current detection units. The output voltage suppression circuit according to 1.
  9. 　前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間に設けられ、前記正極側出力端子と前記負極側出力端子との間を短絡する解除スイッチと、
    　前記電流検出部によって検出される前記電流の変化量に基づいて前記複数のスイッチのうち対応するスイッチを閉状態から開状態に各々切り替える複数のスイッチ開制御部と、を備える
    　ことを特徴とする請求項８に記載の出力電圧抑制回路。     A release switch that is provided between the positive electrode side output terminal and the negative electrode side output terminal and short-circuits between the positive electrode side output terminal and the negative electrode side output terminal,
    A plurality of switch opening control units that respectively switch corresponding switches of the plurality of switches from a closed state to an open state based on the amount of change in the current detected by the current detection unit. Item 8. The output voltage suppression circuit according to Item 8.
  10. 　請求項１から９のいずれか一つに記載の出力電圧抑制回路と、
    　前記複数の太陽電池モジュールと、を備える
    　ことを特徴とする太陽光発電システム。     An output voltage suppression circuit according to any one of claims 1 to 9,
    A solar power generation system comprising: the plurality of solar cell modules.
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