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公開番号2025137902
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024028948
出願日2024-02-28
発明の名称太陽光発電システム構成方法
出願人エクシオグループ株式会社,国立大学法人京都工芸繊維大学
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02J 7/35 20060101AFI20250917BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】太陽電池パネルで発電された電力を効率良くかつ適切に蓄電池側へ供給すること。
【解決手段】実施形態に係る太陽光発電システム構成方法は、太陽電池を構成する複数の太陽電池パネルで発電された電力を、パワーコンディショナーを用いることなく、半導体遮断器を経由して、蓄電池、電力系統、または負荷機器に供給する太陽光発電システムを構成する方法であって、前記太陽電池の開放電圧が前記蓄電池の満充電電圧以下にならないという第1の条件と、前記蓄電池の電圧が一定以上の充電効率を達成する電圧範囲内に収まるという第2の条件の両方を満たす太陽電池パネル直列数を決定するステップを含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
太陽電池を構成する複数の太陽電池パネルで発電された電力を、パワーコンディショナーを用いることなく、半導体遮断器を経由して、蓄電池、電力系統、または負荷機器に供給する太陽光発電システムを構成する方法であって、
前記太陽電池の開放電圧が前記蓄電池の満充電電圧以下にならないという第１の条件と、前記蓄電池の電圧が一定以上の充電効率を達成する電圧範囲内に収まるという第２の条件の両方を満たす太陽電池パネル直列数を決定するステップを含む、
太陽光発電システム構成方法。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記ステップでは、前記第１の条件を満たす複数の太陽電池パネル直列数の候補のうち、最も数が小さい太陽電池パネル直列数を選定する、
請求項１に記載の太陽光発電システム構成方法。
【請求項３】
前記太陽電池の開放電圧は、１つの太陽電池パネルの設置環境下における最大日射強度かつ設置環境下における最大セル温度のときの開放電圧と、当該太陽電池パネルの直列数との積から求められる、
請求項１に記載の太陽光発電システム構成方法。
【請求項４】
前記１つの太陽電池パネルの開放電圧は、当該太陽電池パネルの温度と照度又は日射量とを含む関数から求められる、
請求項３に記載の太陽光発電システム構成方法。
【請求項５】
前記一定以上の充電効率を達成する電圧範囲は、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を行う場合の効率よりも高い効率を達成する電圧の範囲である、
請求項１に記載の太陽光発電システム構成方法。
【請求項６】
前記ステップでは、前記太陽電池のセル温度が最高かつ最大出力時の電圧と、前記蓄電池を定電流したときに電池電圧が平坦となる電圧領域の電圧とが、同等となるようにする、
請求項１に記載の太陽光発電システム構成方法。
【請求項７】
太陽電池を構成する複数の太陽電池パネルで発電された電力を、パワーコンディショナーを用いることなく、半導体遮断器を経由して、蓄電池、電力系統、または負荷機器に供給する太陽光発電システムであって、
前記太陽電池の開放電圧が前記蓄電池の満充電電圧以下にならないという第１の条件と、前記蓄電池の電圧が一定以上の充電効率を達成する電圧範囲内に収まるという第２の条件の両方を満たすように、太陽電池パネル直列数が設定されている、
太陽光発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、太陽光発電システム構成方法および太陽光発電システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽光発電システムにおいては、太陽電池パネルで発電された電力は、ＰＣＳ（Power Conditioning System）もしくはパワコンと呼ばれるパワーコンディショナーに入力され、直流／交流変換器（ＤＣ／ＡＣ変換器）にて直流から交流に変換されて、負荷機器や電力系統に供給される。また、発電しない夜間に負荷装置を動作させるのに必要な電力は、蓄電池に蓄電される。
【０００３】
図２８に、一般的な太陽光発電システムの一例を示す。
【０００４】
図２８に示されるように、パワーコンディショナー１００は、太陽電池１０を構成する複数のＰＶパネル（太陽電池パネル）１１に接続されるとともに、蓄電池１３に接続され、さらに図示しない負荷機器や電力系統（以降、「電力系統等」と称す）に接続される。パワーコンディショナー１００は、３つの電力変換器を有する。具体的には、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御に使用されるＤＣ／ＤＣ変換器１２１と、蓄電池１３の充放電制御に使用されるＤＣ／ＤＣ変換器１３１と、電力系統等との間の直流交流変換のために使用されるＤＣ／ＡＣ変換器（インバータ）１４とを有する。
【０００５】
ＰＶパネル１１で発電されたエネルギーは、パワーコンディショナー１００にて複数の電力変換を受けるため、大きな損失が発生する。特に、蓄電池１３に蓄電した電力を電力系統等の側で使用する場合、各電力変換器の効率が０．９５と優れたものであっても、パワーコンディショナー１００内の３つの電力変換器にて４回変換を受けることとなり、最高でも８０％程度しか利用できない。実際には、各電力変換器が軽負荷で動作することも多く、この際には大幅に変換効率が低下する。このため、実際には発電されたエネルギーの６０％程度しか使えないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許７３０４５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、パワーコンディショナーは大きな電力損失を生じさせることから、パワーコンディショナーに代わる何らかの手段もしくは方法により、太陽電池パネルで発電されるエネルギーをできるだけ効率良く使用できるようにすることが望まれる。また、そのようにした場合、日照量や温度によって電流や電圧が変わる太陽電池パネルの発電電力が、適切に蓄電池側へ供給されるようにすることも望まれる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池パネルで発電された電力を効率良くかつ適切に蓄電池側へ供給することを可能にする、太陽光発電システム構成方法および太陽光発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る太陽光発電システム構成方法は、太陽電池を構成する複数の太陽電池パネルで発電された電力を、パワーコンディショナーを用いることなく、半導体遮断器を経由して、蓄電池、電力系統、または負荷機器に供給する太陽光発電システムを構成する方法であって、前記太陽電池の開放電圧が前記蓄電池の満充電電圧以下にならないという第１の条件と、前記蓄電池の電圧が一定以上の充電効率を達成する電圧範囲内に収まるという第２の条件の両方を満たす太陽電池パネル直列数を決定するステップを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、太陽電池パネルで発電された電力を、太陽電池パネルの電圧と蓄電池の電圧との関係を適切に保つことにより、効率良く蓄電池側へ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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