[go: up one dir, main page]

JP2024081359A - Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system - Google Patents

Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system Download PDF

Info

Publication number
JP2024081359A
JP2024081359A JP2022194926A JP2022194926A JP2024081359A JP 2024081359 A JP2024081359 A JP 2024081359A JP 2022194926 A JP2022194926 A JP 2022194926A JP 2022194926 A JP2022194926 A JP 2022194926A JP 2024081359 A JP2024081359 A JP 2024081359A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power generation
voltage
consumption system
generation self
semi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022194926A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
廣伸 松尾
Hironobu Matsuo
重秀 赤松
Shigehide Akamatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akamatsu Co Ltd
Shizuoka University NUC
Original Assignee
Akamatsu Co Ltd
Shizuoka University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akamatsu Co Ltd, Shizuoka University NUC filed Critical Akamatsu Co Ltd
Priority to JP2022194926A priority Critical patent/JP2024081359A/en
Publication of JP2024081359A publication Critical patent/JP2024081359A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【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[Problem] Based on a hybrid inverter that is inexpensive and widely available overseas, we have devised a way to make it usable in Japan while taking advantage of the cost advantages. [Solution] The hybrid inverter is connected to a photovoltaic panel, and a step-down transformer section is provided in the electric circuit between the inverter and the load, with the load side adjusted for single-phase three-wire output, and an automatic switch between the inverter output voltage and the system voltage. In the case of On-grid, the automatic converter is composed of an inverter, and the system is connected to the inverter's in as a 200V D-type input. Also, D-type batteries are output from the out, but the inverter output voltage is supplied "always" and the system voltage is supplied "when there is a shortage". Because there is a voltage difference, the transformer adjusts the tap voltage according to the type of voltage on the input side, and whether the D-type battery output is the inverter output voltage or the system voltage, the AA output from the transformer is set to match the normal rated voltage. [Selected drawing] Figure 3

Description

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。 The present invention relates to a photovoltaic power generation self-consumption system that is based on the combined use of photovoltaic power generation and a storage battery.

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。
Recently, with the end of FIT, the selling price of solar power generation has been falling, while the purchasing price of electricity from the grid, i.e., electricity bills, has been rising.
Under these circumstances, there has been a movement to combine solar power generation with storage batteries to improve electricity usage costs through self-consumption of solar power generation, and an apparatus such as that described in Patent Document 1 has been proposed.
However, if one were to try to create a practical semi-independent type that could supply power from the grid in the event of a power shortage, the costs of building the system would be extremely high if all of the equipment needed to build the system were to be domestically produced.
Meanwhile, hybrid inverters capable of controlling both solar power generation and storage batteries are becoming available at low cost overseas.

特許第6888898号公報Patent No. 6888898

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。
The present invention has been made with a focus on the above-mentioned problems in the conventional technology, and its object is to provide a new and useful semi-independent solar power generation self-consumption system that is designed to be used effectively in Japan while retaining the cost advantages by using a hybrid inverter that is popular overseas and available at low cost, in combination with other devices to overcome issues such as voltage differences between overseas and Japan.
Another object of the present invention is to provide a semi-independent solar power generation self-consumption system that shares a common basic idea, but is specified in terms of systems that can be introduced immediately at present and systems that are expected to be introduced in the future in relation to the Electrical Appliance and Material Safety Act and obtaining grid connection certification.

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。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system that includes a hybrid inverter that is connected to a photovoltaic panel and outputs voltage in a single-phase two-wire system, a transformer unit that is provided in an electrical circuit between the hybrid inverter and a load and whose load side is adjusted for single-phase three-wire output, and an automatic switch between the inverter output voltage and the system voltage, the automatic switch being provided between the transformer and the load, or being configured with the hybrid inverter connected to the system.

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。 In the off-grid type, an automatic switch is provided between the transformer and the load, and a power conditioner connected to the grid may also be provided.

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。
The on-grid type is composed of a hybrid inverter connected to the grid including an automatic switch, and the transformer is made into a tap-changing transformer. By working in cooperation with a switch function unit capable of passing power current, the tap is switched according to the inverter output voltage and the grid voltage, so that a constant voltage is supplied to the load side regardless of which voltage is output.
If the neutral point side is also configured for switching in cooperation with the switch function unit, the transformer can be configured as a single-phase autotransformer.

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。 The hybrid inverter may also be connected to a storage battery. In that case, charging can be performed using a single-phase two-wire system via a charger.

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。 The input section of the hybrid inverter can be configured to selectively connect to a single-phase three-wire power source, including a grid, and a single-phase two-wire power source by linking it with a switch function section that can pass a power current.

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。 The semi-independent solar power generation self-consumption system of the present invention can be constructed by combining and using other devices, primarily a hybrid inverter that is widely available at low cost overseas.

本発明の第1の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システムの単線図である。FIG. 1 is a single-line diagram of a quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to a first embodiment of the present invention. 図1の要部の複線図である。FIG. 2 is a double line diagram of the main part of FIG. 1; 本発明の第2の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システムの単線図である。FIG. 11 is a single-line diagram of a quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to a second embodiment of the present invention. 図3の要部の複線図である。FIG. 4 is a double line diagram of the main part of FIG. 3 . 本発明の第3の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システムの要部の複線図である。FIG. 11 is a cross-sectional diagram of a main part of a semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システムの要部の複線図である。FIG. 13 is a cross-sectional diagram of a main part of a quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システムの要部の複線図である。FIG. 13 is a cross-sectional diagram of a main part of a quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システムの要部の複線図である。FIG. 13 is a cross-sectional diagram of a main part of a quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to a sixth embodiment of the present invention.

本発明の第1の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システム1を、図1、図2にしたがって説明する。
主体として、ハイブリッドインバータ3が備えられている。このハイブリッドインバータ3には、PVパネル(太陽光発電パネル)5が接続箱7を介して接続され、Batt(蓄電池)9も接続されており、双方を制御可能になっている。また、単相2線式のin(入力部)とout(出力部)になっている。
PVパネル5によって生成されたりBatt9から放電された直流電圧が交流電圧に変換され、このout(出力部)に接続された電路からインバータ出力電圧として出力される。
A quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs.
The main component is a hybrid inverter 3. A PV panel (photovoltaic power generation panel) 5 is connected to the hybrid inverter 3 via a junction box 7, and a Batt (storage battery) 9 is also connected, both of which can be controlled. In addition, the inverter has a single-phase two-wire in (input section) and out (output section).
The DC voltage generated by the PV panel 5 or discharged from the Batt 9 is converted into an AC voltage, and is output as the inverter output voltage from a circuit connected to this out (output section).

このハイブリッドインバータ3は海外仕様になっており、インバータ出力電圧が220-240Vと高めになっているので、系統に適した仕様になっている屋内に同様に引き込めるように、変圧器11に通されて系統と同じ200Vに降圧される。ハイブリッドインバータ3からの出力は一定の電圧(例えば、240V)に限定されるので、タップは固定される。また、系統からは単相3線式で通常配電されているので、それに合わせて変圧器11の負荷側が単相3線式の巻線になっており、単三出力されて系統に接続した場合と同様に、3本の電線のうち、真ん中の中性線と上または下の電圧線を利用して100V、上と下の電圧線を利用して200Vが利用できるようになっている。
この変圧器11は、単相複巻トランスで構成されているが、この準自立型太陽光発電自家消費システム1はオフグリットで構築されており、系統側との間にアースループが発生する恐れが無いので、低価格で軽量な単相単巻トランスで構成してもよい。
This hybrid inverter 3 is an overseas specification, and the inverter output voltage is high at 220-240V, so it is passed through a transformer 11 to step down to the same 200V as the grid so that it can be similarly drawn into an indoor environment with specifications suitable for the grid. The output from the hybrid inverter 3 is limited to a certain voltage (for example, 240V), so the tap is fixed. In addition, since electricity is normally distributed from the grid in a single-phase three-wire system, the load side of the transformer 11 has a single-phase three-wire winding accordingly, and, as in the case of an AA output connected to the grid, 100V can be used using the middle neutral wire and the upper or lower voltage wire, and 200V can be used using the upper and lower voltage wires among the three wires.
This transformer 11 is composed of a single-phase compound transformer, but since this semi-independent solar power generation self-consumption system 1 is constructed off-grid and there is no risk of an earth loop occurring between the system and the grid, the transformer 11 may be composed of a low-cost, lightweight single-phase auto-transformer.

変圧器11を通されて単相3線式に変換されたインバータ出力電圧の電路と、系統から供給される系統電圧の電路は、共に、自動切換器13に接続されており、この自動切換器13の内蔵する電圧監視を利用した優先設定機能により、負荷には、「常時」はインバータ出力電圧が優先的に供給され、「不足時」には系統電圧が供給される。
すなわち、負荷側には、恰もオングリットのように電圧が安定的に供給され続ける。しかも停電時にも、Batt9が空にならない限りは「常時」モードでインバータ出力電圧が供給され続ける。
The circuit of the inverter output voltage converted to single-phase three-wire through the transformer 11 and the circuit of the system voltage supplied from the system are both connected to an automatic switch 13. Due to a priority setting function utilizing the built-in voltage monitoring of this automatic switch 13, the inverter output voltage is supplied preferentially to the load "at all times" and the system voltage is supplied "when there is a shortage."
In other words, the load side continues to receive a stable voltage just like an on-grid. Even during a power outage, the inverter output voltage continues to be supplied in "always" mode as long as Batt 9 is not empty.

PVパネル5は、PV-PCS(パワーコンディショナ)15を介して、系統と自動切換器13との間の電路に接続させてもよい。このように接続させることで、容量を超えた分については系統に流すことができる。 The PV panel 5 may be connected to an electrical circuit between the grid and the automatic switch 13 via a PV-PCS (power conditioner) 15. By connecting in this way, any power exceeding the capacity can be sent to the grid.

準自立型太陽光発電自家消費システム1は上記のように構成されており、ハイブリッドインバータ3と変圧器11の利用によりシステム構築に係るコスト面でのメリットを生かしつつ、更に、オフグリッドでシステムを構築するので、PV-PCS15への接続を除けば停電時に太陽光発電で生成された電気が系統に逆流することもない。加えて、自動切換器13として、既に認証を取得している市販のものを利用することで、系統に対して非認証品を接続しないで、システム構築できる。 The semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 1 is configured as described above, and while taking advantage of the cost benefits associated with building the system by using the hybrid inverter 3 and transformer 11, the system is also built off-grid, so electricity generated by photovoltaic power generation will not flow back into the grid during a power outage, except when connected to the PV-PCS 15. In addition, by using a commercially available product that has already been certified as the automatic switch 13, the system can be built without connecting an uncertified product to the grid.

また、ハイブリッドインバータ3の単二入力用のin(入力部)を利用して、発電機等の非常用電源が接続可能になっている。200-240Vで、単相2線式ならばそのまま単二入力して、Batt9に蓄電できる。
このように、入力電源に太陽光発電以外も含ませることを可能とすることで、Batt9に蓄電された電気は夜間等だけでなく、災害時等の非常時の電源としても積極的に活用可能になる。
また、Batt9とハイブリッドインバータ3との間の電路にはConv(USBコンバータ)17を介してUSB(機器)を接続させてもよい。Conv17を接続させておけば、停電時でもUSB(機器)の代表的な携帯電話機程度は直接充電できる。
この準自立型太陽光発電自家消費システム1は、現時点では、一般家庭で導入し易く、最も推奨されるタイプになっている。
In addition, an emergency power source such as a generator can be connected by using the in (input section) for single-phase/double-wire input of the hybrid inverter 3. If the voltage is 200-240V and the system is single-phase/double-wire type, the generator can be directly input with single-phase/double-wire input and stored in the Batt 9.
In this way, by making it possible to include input power sources other than solar power generation, the electricity stored in Batt 9 can be actively utilized not only at night, but also as a power source in emergencies such as disasters.
A USB (device) may be connected to the electric path between the Batt 9 and the hybrid inverter 3 via a Conv (USB converter) 17. If the Conv 17 is connected, a typical USB (device) such as a mobile phone can be directly charged even during a power outage.
This semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 1 is currently the most recommended type, as it is easy to introduce into an average household.

本発明の第2の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システム19を、図3、図4にしたがって説明する。
この準自立型太陽光発電自家消費システム19でも、主体として、ハイブリッドインバータ3が備えられている。但し、系統に連系して、オングリットでシステムを構築しており、それに対応して配線構成が異なっている。ハイブリッドインバータ3の運転動作モードでは、出力の優先順位が、PVパネル5→Batt9→系統になっている。
単相3線方式の系統がハイブリッドインバータ3のin(入力部)に上下の電圧線を利用して200V単二入力の形で接続されている。また、out(出力部)に接続された電路から電圧が単二出力されるが、この電圧は、インバータ出力電圧と、系統電圧の2種類になっている。ハイブリッドインバータ3の内蔵する優先設定機能により、「常時」はインバータ出力電圧が優先的に供給され、「不足時」には系統電圧が供給される。
A quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 19 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs.
This semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 19 also mainly includes a hybrid inverter 3. However, the system is connected to the grid and constructed as an on-grid system, and the wiring configuration is different accordingly. In the operation mode of the hybrid inverter 3, the output priority is PV panel 5 → Batt 9 → grid.
A single-phase three-wire system is connected to the in (input section) of the hybrid inverter 3 in the form of a 200V D/A input using the upper and lower voltage lines. Also, a D/A voltage is output from the circuit connected to the out (output section), and this voltage has two types: the inverter output voltage and the system voltage. Due to the priority setting function built into the hybrid inverter 3, the inverter output voltage is supplied preferentially "at all times," and the system voltage is supplied "when there is a shortage."

ハイブリッドインバータ3から単二出力されたインバータ出力電圧と系統電圧には電圧差があるので、それに対応して、変圧器21が用いられている。
単相複巻トランスで構成されており、変圧器11と同様に、負荷側が3線式の巻線になっている。
タップ切替え式になっており、入力側の巻線に複数のタップが設けられている。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21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。
Since there is a voltage difference between the inverter output voltage output from the hybrid inverter 3 and the system voltage, a transformer 21 is used to deal with this difference.
It is configured as a single-phase compound transformer, and like the transformer 11, the load side has a three-wire winding.
It is a tap-switching type with multiple taps on the input winding. The tap voltage is adjusted according to the type of voltage on the input side, so that the AA output from the transformer 21 is set to match the normal rated voltage, whether the D output is the inverter output voltage or the system voltage.

タップの切替えは、パワー電流を通電可能なスイッチ機能部23を利用して行われる。
単二出力の電圧が電圧監視リレー23aにより監視されており、リレー動作によりスイッチ23bがON/OFFされて、タップ切替部23cで接続されるタップが切替えられる。
なお、スイッチ機能部23はパワー電流を通せるものであれば良く、パワー半導体で構成してもよいが、常にロスがありこのロスを減らそうと切替えを増やすとリスクが増えることから、メカニカルなパワーリレーがここでは採用されている。
また、電力計25も設けられて、電力供給状況が視認できる。
なお、最近では、電気自動車(EV)も普及しているので、ハイブリッドインバータ3の出力電路に使用電圧が200-240Vの充電用EVコンセント37を接続させて、電気自動車の充電に利用するようにしてもよい。
The tap switching is performed by utilizing a switch function unit 23 capable of passing a power current.
The voltage of the S/2 output is monitored by a voltage monitoring relay 23a, and a switch 23b is turned ON/OFF by the operation of the relay, and the tap connected by the tap changer 23c is changed.
The switch function unit 23 may be any device that can pass power current and may be constructed from a power semiconductor; however, there is always loss, and increasing the number of switches in an attempt to reduce this loss increases the risk, so a mechanical power relay is used here.
A power meter 25 is also provided to allow visual confirmation of the power supply status.
In addition, since electric vehicles (EVs) have become popular recently, an EV charging outlet 37 with a working voltage of 200-240 V may be connected to the output circuit of the hybrid inverter 3 so as to be used for charging the electric vehicle.

この準自立型太陽光発電自家消費システム19は、系統に接続するため、現時点では、国内では、直ぐに一般家庭で導入できるものではないが、ハイブリッドインバータ3の本来期待されている機能を最大限に利用することで、システム全体を一つの筐体にコンパクトに収めてスマート化できる利点がある。従って、一般家庭での導入への途を開くものとして、EUやUSAで認証が取得されていれば使用OK等の接続要件の緩和が期待される。 Because this semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 19 is connected to a grid, it cannot currently be introduced immediately in ordinary households in Japan. However, by making maximum use of the functions originally expected of the hybrid inverter 3, it has the advantage that the entire system can be compactly housed in a single housing, making it smart. Therefore, it is expected that connection requirements will be relaxed, such as allowing use if certification is obtained in the EU or USA, paving the way for introduction in ordinary households.

また、Batt9には、図示のように、別立てで、小容量入力可能なように充電器35を接続させてもよい。ハイブリッドインバータ3には充電器が備えられているが、その充電器は大容量入力用になっている。バッテリーを搭載したハイブリッド車や発電用のエンジンを搭載している車があるが、この充電器35を通すことで、安全にいつでも充電可能になり、停電時に太陽光発電が不足したような場合でも屋内に引き込む電源を増やすことができる。
トランス(図示省略)を通して降圧すれば、充電器35には200V単二入力も可能になってくる。当然200V使用の充電器を用いても良い。
Also, as shown in the figure, a charger 35 may be connected separately to the batt 9 so that a small capacity input can be made possible. The hybrid inverter 3 is equipped with a charger, but this charger is for large capacity input. There are hybrid vehicles equipped with batteries and vehicles equipped with engines for generating electricity, and by passing through this charger 35, charging can be done safely at any time, and the amount of power drawn into the building can be increased even in the event that solar power generation is insufficient during a power outage.
If the voltage is stepped down through a transformer (not shown), it becomes possible to input 200V D-type power to the charger 35. Of course, a charger that uses 200V may also be used.

本発明の第3の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システム27を、図5にしたがって説明する。
この準自立型太陽光発電自家消費システム27は、準自立型太陽光発電自家消費システム19の変圧器21に代えて変圧器29が用いられている。この変圧器29は、変圧器21と異なり、低価格で軽量な単相単巻トランスで構成されて 1次巻線と2次巻線がつながっている。そのため、系統側とのアースループの発生を阻止するために、スイッチ機能部23の中性点切替部23dでトランスの中性点と単三入力の中性点も択一的に切替えられるようになっている。
A quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 27 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 27, a transformer 29 is used instead of the transformer 21 of the semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 19. Unlike the transformer 21, this transformer 29 is composed of a low-cost, lightweight single-phase autotransformer, with the primary winding and secondary winding connected. Therefore, in order to prevent the occurrence of an earth loop with the system side, the neutral point of the transformer and the neutral point of the AA input are also selectively switched by the neutral point switching unit 23d of the switch function unit 23.

本発明の第4の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システム31を、図6にしたがって説明する。
この実施の形態以降は、入力電源の種類を増やして、停電時に積極的に活用できる構成にしたことが特徴になっている。
この準自立型太陽光発電自家消費システム31は、準自立型太陽光発電自家消費システム27に、in(入力部)を利用した入力電源側では、系統由来の単三入力に加えて単二入力も、スイッチ機能部23と連携させた同様な構成のスイッチ機能部33を介して択一的に接続できるようになっている。この配線構成にすれば、系統の単三入力に切替えて、国内で比較的普及している200V発電機からの単二入力も可能になっている。
なお、単二入力を200Vだけ使う場合には、スイッチ機能部33では中性点の切替えは不要なので、パワーリレーをSPDTで構成してもよい。
A quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 31 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
From this embodiment onwards, a feature of the configuration is that the number of types of input power sources is increased, allowing them to be actively utilized during a power outage.
This semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 31 is configured so that, on the input power source side using in (input unit) of the semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 27, in addition to the AA input from the grid, a C input can also be selectively connected via a switch function unit 33 having a similar configuration linked to the switch function unit 23. With this wiring configuration, it is possible to switch to the AA input from the grid and also to input a C input from a 200V generator, which is relatively popular in Japan.
When only 200V single-ended input is used, the switch function unit 33 does not need to switch the neutral point, so the power relay may be configured as an SPDT.

本発明の第5の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システム39を、図7にしたがって説明する。
この準自立型太陽光発電自家消費システム39は、準自立型太陽光発電自家消費システム31に、in(入力部)を利用した入力電源側では、系統由来以外に、200V単二入力と100V単二入力を入力電源として、これらを一つのin(入力部)を介して択一的に接続できるようにしたものである。
A quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 39 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This quasi-independent solar power generation self-consumption system 39 is a quasi-independent solar power generation self-consumption system 31, and on the input power source side using in (input unit), in addition to the power source derived from the grid, a 200V D input and a 100V D input can be used as input power sources, and these can be selectively connected via a single in (input unit).

100V単二入力側の電路は変圧器41に通されて200Vに昇圧されて、200V単二入力用の電路に接続されている。なお、変圧器41は、例えば3kVAの単相複巻のトランスで構成されており、極性を考慮する必要はない。
このように配線構成することで、100V大容量の入力も可能になっている。
The electric circuit on the 100V A-2 input side is passed through a transformer 41, where it is boosted to 200V and connected to the electric circuit for the 200V A-2 input. The transformer 41 is, for example, a 3kVA single-phase compound-wound transformer, and there is no need to consider polarity.
By configuring the wiring in this way, it is possible to input a large capacity of 100V.

本発明の第6の実施の形態に係る準自立型太陽光発電自家消費システム43を、図8にしたがって説明する。
この準自立型太陽光発電自家消費システム43は、準自立型太陽光発電自家消費システム39と同様に100V大容量の入力が可能になっているが、変圧器41に代えて用いられた変圧器45は、容量を下げた1.5kVAの単相複巻のトランスで構成されている。
この場合には、極性を反転させた入力により最大3kVA対応にしているので、反転時の短絡状態が回避されている。スイッチ機能部33と連携させたスイッチ機能部47が設けられており、そこで、100V単二入力側と単三入力側の間で切替えられ、スイッチ機能部33でスイッチ機能部47の出力側と200V単二入力側との間で切替えられるようになっている。
このように配線構成することで、廉価なトランスを用いた100V大容量の入力も可能になっている。
A quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system 43 according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This semi-independent solar power generation self-consumption system 43 is capable of inputting a large capacity of 100 V, like the semi-independent solar power generation self-consumption system 39, but the transformer 45 used in place of the transformer 41 is composed of a reduced-capacity 1.5 kVA single-phase compound transformer.
In this case, the input is inverted to accommodate a maximum of 3 kVA, so that a short circuit state at the time of inversion is avoided. A switch function unit 47 linked to the switch function unit 33 is provided, which switches between the 100 V D-type input side and the AA input side, and the switch function unit 33 switches between the output side of the switch function unit 47 and the 200 V D-type input side.
By configuring the wiring in this way, it is possible to input a large capacity of 100V using an inexpensive transformer.

以上、実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記の各実施の形態では、いずれも、100V小容量対応の配線構成は、100V大容量対応の配線構成と併存させることも可能である。
また、自動切換器13の構造についても、特に限定されず、現在市販されている各種製品を利用できる。
更に、実施の形態では、ハイブリッドインバータと負荷との間の電路には、負荷側が単相3線出力用に調整されている変圧部が、1台の負荷側が単相3線式の巻線になっている変圧器で構成されているが、単相3線式の変圧器は高価かつ入手性が悪いので、例えば、単相複巻の変圧器を2台で構成してもよい。
Although the embodiment has been described in detail above, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the invention also includes design changes within the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the wiring configuration compatible with a small capacity of 100V can coexist with the wiring configuration compatible with a large capacity of 100V.
Furthermore, the structure of the automatic changeover switch 13 is not particularly limited, and various products currently on the market can be used.
Furthermore, in the embodiment, the electric circuit between the hybrid inverter and the load is configured with a transformer whose load side is adjusted for single-phase three-wire output, and the transformer is configured with a single transformer whose load side has a single-phase three-wire winding. However, since single-phase three-wire transformers are expensive and difficult to obtain, the electric circuit between the hybrid inverter and the load may be configured with, for example, two single-phase compound-winding transformers.

1…準自立型太陽光発電自家消費システム(第1の実施の形態)
3…ハイブリッドインバータ
5…PVパネル(太陽光発電パネル) 7…接続箱
9…Batt(蓄電池) 11…変圧器
13…自動切換器 15…PV-PCS(パワーコンディショナ)
17…Conv(USBコンバータ)
19…準自立型太陽光発電自家消費システム(第2の実施の形態)
21…変圧器 23…スイッチ機能部 23a…電圧監視リレー
23b…スイッチ 23c…タップ切替部 23d…中性点切替部
25…電力計
27…準自立型太陽光発電自家消費システム(第3の実施の形態)
29…変圧器
31…準自立型太陽光発電自家消費システム(第4の実施の形態)
33…スイッチ機能部 35…充電器
37…EVコンセント
39…準自立型太陽光発電自家消費システム(第5の実施の形態)
41…変圧器
43…準自立型太陽光発電自家消費システム(第6の実施の形態)
45…変圧器 47…スイッチ機能部
1...Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system (first embodiment)
3... Hybrid inverter 5... PV panel (photovoltaic power generation panel) 7... Junction box 9... Batt (storage battery) 11... Transformer 13... Automatic switch 15... PV-PCS (power conditioner)
17...Conv (USB converter)
19...Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system (second embodiment)
21: Transformer 23: Switch function unit 23a: Voltage monitoring relay 23b: Switch 23c: Tap changer 23d: Neutral point changer 25: Power meter 27: Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system (third embodiment)
29... Transformer 31... Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system (fourth embodiment)
33: Switch function unit 35: Charger 37: EV outlet 39: Semi-independent solar power generation self-consumption system (fifth embodiment)
41... transformer 43... semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system (sixth embodiment)
45...Transformer 47...Switch function section

Claims (7)

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。
A hybrid inverter that is connected to a solar panel and outputs voltage in a single-phase, two-wire system.
a step-down transformer unit provided in an electric path between the hybrid inverter and a load, the step-down transformer unit being adjusted for a single-phase three-wire output on the load side;
Equipped with an automatic switch between the inverter output voltage and the system voltage,
A quasi-independent solar power generation self-consumption system, characterized in that the automatic switch is provided between the transformer and the load, or is configured by the hybrid inverter connected to a grid.
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。
The quasi-independent solar power generation self-consumption system according to claim 1,
An automatic switch is provided between the transformer and the load, and
A quasi-independent photovoltaic power generation self-consumption system further comprising a power conditioner connected to a grid.
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。
In the semi-independent solar power generation self-consumption system according to claim 1,
The automatic switch is composed of a hybrid inverter connected to the grid, and the transformer is a tap-changing transformer.
A semi-independent solar power generation self-consumption system that switches taps according to the inverter output voltage and the grid voltage in cooperation with a switch function unit capable of passing power current, thereby supplying a constant voltage to the load side regardless of which voltage is output.
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。
In the semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to claim 3,
A semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system that also switches the neutral point side in cooperation with a switch function unit.
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。
In the semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system according to claim 4,
A semi-independent solar power generation self-consumption system, characterized in that the transformer is composed of a single-phase autotransformer.
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。
In the semi-independent solar power generation self-consumption system according to claim 1,
A quasi-independent solar power generation self-consumption system, characterized in that the hybrid inverter is further connected to a storage battery, and the storage battery can be charged using a single-phase two-wire system via a charger.
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。
In the semi-independent solar power generation self-consumption system according to claim 1,
A semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system characterized in that the input section of the hybrid inverter can be selectively connected to a single-phase three-wire power source including a grid and a single-phase two-wire power source by cooperating with a switch function section capable of passing a power current.
JP2022194926A 2022-12-06 2022-12-06 Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system Pending JP2024081359A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022194926A JP2024081359A (en) 2022-12-06 2022-12-06 Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022194926A JP2024081359A (en) 2022-12-06 2022-12-06 Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024081359A true JP2024081359A (en) 2024-06-18

Family

ID=91486761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022194926A Pending JP2024081359A (en) 2022-12-06 2022-12-06 Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024081359A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11316471B2 (en) Manual transfer switch for onsite energy generation and storage systems
AU2020242485B2 (en) EV charger with adaptable charging protocol
KR101424021B1 (en) Electricity feeding device and electricity feeding system using the same
US20170047741A1 (en) Multiple energy storage devices for inverter power control systems in an energy generation system
US6369463B1 (en) Apparatus and method for supplying alternative energy and back-up emergency power to electrical devices
US11056906B2 (en) Integrated power supply system
US10819115B2 (en) Modular power supply system
JP2013090560A (en) Dc power feeding system
JP7546587B2 (en) Multi-port power converter device
JP5755191B2 (en) Inverter system
WO2015098011A1 (en) Power conversion system, converter device, inverter device, and power conversion system manufacturing method
JP2012143033A (en) Power control system
CN117411339A (en) Multipurpose inverter with flexible ports
US10389131B2 (en) Power control apparatus, power control method, and power control system
JP2013013174A (en) Power supply system
JP6104061B2 (en) Inverter system
CN113572267A (en) Energy storage device
JP2024081359A (en) Semi-independent photovoltaic power generation self-consumption system
JP2013090455A (en) Power distribution system and wiring accessory used therefor
JP2015027123A (en) Power conditioner and power supply system
CN221263379U (en) Mobile energy storage system supporting off-grid and on-grid bimodal operation
KR102551447B1 (en) Battery-based 3-phase 4-wire power supply device
JPH1198695A (en) Power supply system at gas station
WO2022201829A1 (en) Power conversion system and vehicle connection device
RU101586U1 (en) POWER SUPPLY SYSTEM

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20221206