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公開番号2021100359
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210701
出願番号2019232165
出願日20191223
発明の名称太陽光発電システム
出願人個人
代理人
主分類H02J 3/38 20060101AFI20210604BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】太陽光発電の普及によって系統電力網の負担を増大させないよう、太陽光発電等で得た直流の電力を高度に効率よく利用すること、系統電力の停電時に生活の保障することで自然災害等の被災時の持久力を増すとともに、太陽光発電設置者の投資利益を確保し、さらに電力使用者に対しも安価な電力が供給出来るようにする。
【解決手段】太陽光発電装置から出力される直流電力をその場所に設置したパワーコンディショナーで交流に変換して系統電力網に接続し売電するのでなく、発電した電力を直流のまま個別の配線で多くの使用場所に送り、使用場所に設置したパワーコンディショナーで交流に変換し分電盤を通して系統配線に接続して再エネによる電力を優先使用する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
太陽光発電の直流出力を発電所内のパワーコンディショナーで交流に変換して系統電力網に接続するのでなく、太陽光発電の電力を直流のまま複数の需要者の要求に合わせて供給し、送られた複数の需要場所にパワーコンディショナーをそれぞれ設置して、それぞれの場所で連系している系統電力に合致する交流に変換して太陽光発電の電力を系統電力に優先して利用出来るようにした太陽光発電システム。
続きを表示(約 100 文字)【請求項2】
前記のシステムの直流送電に使用する電力線を、地表や浅い土中にそのまま敷設して使用出来る目的で作られた「波付鋼管がい装ケーブル」「コルゲートCVケーブル」等を使用した太陽光発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は太陽光発電等で得た直流の電力を電力使用者に直流で供給するシステムに関するものである。
続きを表示(約 3,300 文字)【背景技術】
【0002】
太陽光発電普及促進するためには、導入全経費が売電のkWh単価の1万倍が目安になる。例えば、2030年の買電単価8円/kWhを目標にするためには設備経費を約8万円/kW以下にすることが、投資した資金を10年程度で回収するために必要になる。
しかし太陽光発電設備の設置コストの内訳を見ればモジュール単価やパワコンが劇的に下がってもその他の費用、工事費や架台関係の部材費用、運送費などの費用は下がる要因はなく、今後は工事単価等の上昇とともに上がる傾向にさえある。
したがって太陽光発電部材費の低下によって設置コストの低減には限界があって政策として太陽光発電による電力の受電価格を8円/kWhなどのように、いたずらに下げていくことは、太陽光発電への投資意欲を著しく下げて世界の潮流である再エネ社会の早期構築の障害になり早急に解決する必要がある。
【0003】
日本では再エネを普及させるために固形価格で10年間、全量を買取する制度が施行されたが電力会社の負担を回避するための賦課金制度によって電力量あたりの賦課金は限りなく上昇して国民全体の負担が増大しこの方法にも大きな問題がある。
【0004】
太陽光発電は全ての発電方法に比べ安価になり原子力や化石燃料による発電の代替として人類永遠のエネルギー取得手段になったが、それを実現するためには「自然を破壊せずと共存する形」で発電用の広大な土地を確保できる方法として、農地をはじめとして、あらゆる土地を立体的に活用して発電する「ソーラーシェアリング」の考え方が広く社会の支持を得て、いよいよ普及の段階に入ってきたが2020年には50kW以上は買取制度を終了し入札制度になり、50kW以下は余剰電力の買取に移行して12円/kWhにすることが検討されている。また太陽光発電の普及によって系統電力の負荷変動に対する対策や送配電線の増強が必須という考えさえ存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2010−219336
特開2010−233435
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
今後民間の太陽光発電の電力がいよいよ大手電力会社に安く買われる時代になって、ソーラーシェアリングを主体に再エネを大きき伸ばすための工夫が待たれている。また太陽光発電始めとする再エネの普及によって系統電力の品質の維持のためのコスト増や効率の低下を防ぐ必要、送配電網の限りない増強要請を防ぐことが求められている。
【0007】
特許文献1では太陽光発電のために線路上に屋根を作り、その上の太陽光発電によって得た直流電力をDCDCコンバータで昇圧して直接駆動電力として使用することが提案されているが、巨大台風の風圧耐える屋根を鉄道上に作る建設費用、維持費用を考えれば費用対効果が疑わしく、景観上でも問題が生じやすい。
特許文献2では太陽光発電からの直流を直流機器に直接供給して効率を良くすることを意図しているがその効果は過小で、再エネ主体の電力利用方法御の構築には役立たない。
【課題を解決するための手段】
【0008】
太陽光発電による電力の価値がますます下がっていく中、魅力的な投資効果を得るため、受電者に対し、系統電力網に接続しないで直に直流送電を行うシステムを開発する。
【発明の効果】
【0009】
太陽光発電設置者は国が設定した低い買取制度による価格や電力卸売り価格や、入札制度による価格にとらわれること無く、契約自由の原則によって、より高い価格で電力使用者に直接販売して、電力の使用者が系統電力より安い電力を利用出来る恩恵を受けるとともに、太陽光発電設備設置者の投資効果も上げて投資資金の回収期間を短くして、再エネ普及を促進し、また再エネ普及による系統電力網の負担を軽減する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1は本案の太陽光発電電力の実施例1の売電システムの模式図である。
図2は本案の太陽光発電電力の実施例2の売電システムの模式図である。
図3は従来の送配電方法の模式図である。
図4は地表または地表近くの地中や水路近傍の斜面に設置した電力線の説明図である。
図5は市販の波付鋼管外装ケーブルの構造説明写真である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
太陽光発電装置から出力される直流電力をその場所に設置したパワーコンディショナーで交流に変換して系統電力網に接続し売電するのでなく、発電した電力を直流のまま使用場所に送り、使用場所に設置したパワーコンディショナーで交流に変換し分電盤で系統配線に接続する。
【実施例】
【0012】
本案の太陽光発電システムは図1において開かれた土地に設置された太陽光発電所21のアレイ1からの直流電力を接続線2で接続箱9に接続して直流送電の電線3を需要端22の電力使用者の家屋8まで伸ばし、需要端21に設置されたパワーコンディショナー4によって単相100Vや200Vの交流に変換供給できるように構成し、家屋の分電盤6を通して内部使用し、余剰の電力があれば電力計7を経て系統引き込み線13を経て系統電力網15に変圧器14により系統電力網に接続して売電する。また送配電会社の都合によって売電が出来ない状態の時は「抑制スイッチまたは逆流防止装置」(図示なし)を利用して系統への売電を止めることもできる。
【実施例】
【0013】
実施例2は第1図の機能を第2図が示すように、開かれた土地に設置された太陽光発電所21のアレイ1からの直流電力を接続線2で接続箱9に接続して直流送電を行う電線を図5のような地表にそのまま敷設したり極浅い地中埋設で使用したり出来る電線である「波付鋼管がい装ケーブル」「コルゲートCVケーブル」3を近隣の複数の需要者用に植生31の間等に敷設する。前記ケーブル3を浅い地中に直接埋設したときは目印32を要所に設置すれば改修時などに有効な方法となる。この方式は空中線方式に比し、安価で強風や洪水などの天災に耐える能力高く推奨される。
【産業上の利用可能性】
【0014】
農地や内水面、ビルの屋上、公園、庭園などの利用価値を下げないで剰余の太陽光を利用して発電を行う空中設置形の発電方法(通称ソーラーシェアリング 原案特開2005−277038)は農水省によってその実用性が認められる技術となり、普及が進みつつある。
【0015】
しかし太陽光発電の設置費用の下落に伴い一般電力会社の買取価格の低下が顕著で再エネへの投資意欲を減退させ、また太陽光発電の大普及は送配電網の増強や変電設備の増強が不可欠とマイナス要因の対策が求められ始めている。この直流直販の電力供給システムの普及によって、再エネ普及によるマイナスの要因を減らして再エネの普及を促進できる。
【符号の説明】
【0016】
1 太陽光発電のアレイ(直列されたモジュール)群
2 アレイの出力線(直流2線)
3 直流出力ケーブル
4 パワーコンディショナー
5 交流集電箱
6 分電盤
7 スマートメーター
8 需要家屋
9 接続箱(直流アレイ群)
10 蓄電池(付加)
12 交流出力電線
13 交流引き込み線
14 柱上トランス
15 高圧系統電力線
20 太陽光発電所
21 電力需要部(複数)
22 系統電力網

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