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公開番号2024081359
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-18
出願番号2022194926
出願日2022-12-06
発明の名称準自立型太陽光発電自家消費システム
出願人国立大学法人静岡大学,株式会社AKAMATSU
代理人個人,個人
主分類H02J 3/46 20060101AFI20240611BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】海外で普及している廉価で入手可能なハイブリッドインバータを主体として、コスト面でのメリットをそのまま生かしつつ日本で上手く使えるように工夫する。
【解決手段】太陽光発電パネルと接続されたハイブリッドインバータと、インバータと負荷との間の電路に設けられ、前記負荷側が単相3線出力用に調整されている降圧用の変圧部と、インバータ出力電圧と系統電圧との間の自動切換器を備える。オングリットの場合には、自動変換器をインバータで構成し、系統がインバータのinに200V単二入力の形で接続されている。また、outから単二出力されるが、「常時」はインバータ出力電圧が、「不足時」には系統電圧がそれぞれ供給される。電圧差があるので、変圧器では入力側の電圧の種類に合わせてタップ電圧が調整されて、単二出力がインバータ出力電圧であれ系統電圧であれ、変圧器からの単三出力は通常の定格電圧に合うようにセットされる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
太陽光発電パネルと接続され、単相２線式で電圧出力するハイブリッドインバータと、
前記ハイブリッドインバータと負荷との間の電路に設けられ、前記負荷側が単相３線出力用に調整されている降圧用の変圧部と、
インバータ出力電圧と系統電圧との間の自動切換器を備え、
前記自動切換器を前記変圧器と前記負荷との間に設けるか、または、系統と接続された前記ハイブリッドインバータで構成することを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システム。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
請求項１に記載した準自立太陽光発電自家消費システムにおいて、
自動切換器を変圧器と負荷との間に設け、かつ、
系統に連系されたパワーコンディショナを更に備えることを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システム。
【請求項３】
請求項１に記載した準自立型太陽光発電自家消費システムにおいて、
自動切換器を系統と連系されたハイブリッドインバータで構成し、変圧器をタップ切替変圧器にして、
パワー電流の通電可能なスイッチ機能部との連携によりインバータ出力電圧と系統電圧に合わせてタップを切替えることで、いずれの電圧が出力されても負荷側に一定の大きさの電圧が供給されることを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システム。
【請求項４】
請求項３に記載した準自立型太陽光発電自家消費システムにおいて、
スイッチ機能部との連携により中性点側も切替えることを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システム。
【請求項５】
請求項４に記載した準自立型太陽光発電自家消費システムにおいて、
変圧器が単相単巻トランスで構成されていることを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システム。
【請求項６】
請求項１に記載した準自立型太陽光発電自家消費システムにおいて、
ハイブリットインバータは更に蓄電池とも接続されており、前記蓄電池には、充電器を介して単相２線式を用いた充電が可能になっていることを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システム。
【請求項７】
請求項１に記載した準自立型太陽光発電自家消費システムにおいて、
ハイブリッドインバータの入力部に、パワー電流の通電可能なスイッチ機能部との連携により系統を含む単相３線式と単相２線式の電源が択一的に接続可能になっていることを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光発電と蓄電池との組み合わせ利用を前提とした太陽光発電自家消費システムに関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
最近は、ＦＩＴの終了により太陽光発電の売電価格が低下する一方で、系統の買電価格、すなわち電気料金は上昇している。
このような状況下において、太陽光発電と蓄電池とを組み合わせて、太陽光発電の自家消費により電気利用コストの改善を図ろうとする動きが出ており、特許文献１に記載のような機器も提案されている。
しかしながら、電力が不足した場合には系統から賄うことができるようにする実用的な準自立タイプにしようとした場合、そのシステムの構築に必要な機器を国産のもので全て賄うのでは、システム構築に係るコストが非常に高くなってしまう。
一方、海外では、太陽光発電と蓄電池の双方を制御可能なハイブリッドインバータが廉価で入手可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６８８８８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、海外で普及している廉価で入手可能なハイブリッドインバータを主体として、その他の機器を組み合わせ利用することで海外と国内との間の電圧差等の問題をクリアして、コスト面でのメリットをそのまま生かしつつ日本で上手く使えるように工夫された、新規且つ有用な準自立型の太陽光発電自家消費システムを提供することを、その目的とする。
また、本発明は、基本的なアイデアを共通しつつ、電気用品安全法や系統連系の認証取得に関連して、現時点で直ちに導入可能なものと、将来の導入が期待されるものに分けて具体化した準自立型の太陽光発電自家消費システムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、太陽光発電パネルと接続され、単相２線式で電圧出力するハイブリッドインバータと、前記ハイブリッドインバータと負荷との間の電路に設けられ、前記負荷側が単相３線出力用に調整されている変圧部と、インバータ出力電圧と系統電圧との間の自動切換器を備え、前記自動切換器を前記変圧器と前記負荷との間に設けるか、または、系統と接続された前記ハイブリッドインバータで構成することを特徴とする準自立型太陽光発電自家消費システムである。
【０００６】
オフグリットタイプでは、自動切換器を変圧器と負荷との間に設け、かつ、系統に連系されたパワーコンディショナを更に備えることもできる。
【０００７】
オングリットタイプでは、自動切換器を含む系統と連系されたハイブリッドインバータで構成し、変圧器をタップ切替変圧器にして、パワー電流の通電可能なスイッチ機能部との連携によりインバータ出力電圧と系統電圧に合わせてタップを切替えることで、いずれの電圧が出力されても負荷側に一定の大きさの電圧が供給される。
スイッチ機能部との連携により中性点側も切替え構成にすれば、変圧器を単相単巻トランスで構成できる。
【０００８】
ハイブリットインバータは更に蓄電池と接続させてもよい。その場合には、充電器を介して単相２線式を用いた充電をすることもできる。
【０００９】
ハイブリッドインバータの入力部に、パワー電流の通電可能なスイッチ機能部との連携により系統を含む単相３線式と単相２線式の電源が択一的に接続可能に構成することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の準自立型太陽光発電自家消費システムは、海外で普及している廉価で入手可能なハイブリッドインバータを主体として、その他の機器を組み合わせ利用することで構築可能なものである。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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