JP3604948B2 - Solar cell array, repair method thereof, and solar cell power generation system - Google Patents
Solar cell array, repair method thereof, and solar cell power generation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP3604948B2 JP3604948B2 JP11560599A JP11560599A JP3604948B2 JP 3604948 B2 JP3604948 B2 JP 3604948B2 JP 11560599 A JP11560599 A JP 11560599A JP 11560599 A JP11560599 A JP 11560599A JP 3604948 B2 JP3604948 B2 JP 3604948B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- module
- cell array
- modules
- type
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池アレイ及び該太陽電池アレイを用いた太陽電池発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
地球環境問題が深刻化するなかで、火力発電、原子力発電などのように有害な副産物を生成するというようなことのないクリーンエネルギーとして、太陽光エネルギーは近年、非常に注目されるようになった。最近では、一般住宅向け太陽光発電系統連系システムが従来より安価になってきており、今後益々の普及が期待されている。
【0003】
太陽光発電システムを構築する場合には、太陽電池モジュールの特性に応じて所望の電圧が得られるように太陽電池モジュールを電気的に接続して太陽電池ストリングを構成し、所望の出力容量が得られるように太陽電池ストリングを並列に接続し、太陽電池アレイを構成する。
【0004】
系統連系システムでは、太陽電池の出力先である系統連系インバータの入力電圧に応じて、太陽電池モジュールの直列数の選択可能範囲が決まる。これらを基に、所望の容量が得られるように、太陽電池モジュールの直列数と太陽電池ストリングの並列数を決定し、太陽電池アレイを構成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現状の日本の住宅事情を省みると、太陽電池で発電された電気を系統連系で売電する発電容量が、買電する電力容量より多くなる発電量が期待出来る太陽電池設置面積を屋根に持っている住宅は非常に少ないと言わざるを得ない状況にある。その為、太陽電池アレイを設置する屋根スペースには余すところ無く太陽電池を設置したいが、太陽電池モジュールの形状や大きさによる制約や、太陽電池特性による制約、インバータの入力電圧による制約等があり、なかなか所望の電力を得られる太陽電池アレイを効率良く構成できない状況にある。
【0006】
今、仮に上記のような事情を抱える一般住宅の例として、図1のような住宅の屋根に太陽電池モジュールを設置することを考える。使用する太陽モジュールは、図5に示す開放電圧は2V、短絡電流は5Aの縦葺型モジュールAタイプとする。
【0007】
図2のように縦葺Aタイプ太陽電池モジュールを上記屋根へ設置する場合について考える。
【0008】
インバータの入力電圧範囲は限定されており、太陽電池モジュールの特性から、選択可能な直列数は15から20の範囲に限定されてしまう。その結果、実際に設置可能な太陽電池モジュールの枚数は、15、16、17、18、19、20のいずれかの倍数を選択せざるをえなくなる。これより、最大設置可能な太陽電池モジュールは16直列の太陽電池ストリング×3並列=48枚となる。
【0009】
しかし、この屋根の太陽電池設置可能面積は横8.4m×縦6m=50.4m2であるが、Aタイプモジュールの外寸は500mm×2mである為、縦方向は3枚並べると丁度収まるが、横方向は0.5m×16=8mとなり、0.4m余る為、余剰スペース101が発生する。
【0010】
その結果、この余剰スペース101には太陽電池モジュールを設置することが出来ず、通常、該スペースには非太陽電池モジュールを設置する。
【0011】
通常は、これらの余剰スペースには、太陽電池モジュールと同じ形状で太陽電池セルが使用されていないダミーモジュールや、同形状の金属等の一般屋根材が設置されるが、太陽電池モジュールとの外観上の違いが出易く、屋根のデザイン上好ましくないことや、せっかくの太陽電池モジュール設置可能スペースを無駄にする為、限られたスペースにおいて、発電量が十分に利用できないという問題があった。
【0012】
本発明の目的は、電流定格の異なるモジュールを組み合わせた太陽電池ストリングを配置することで、限られた太陽電池モジュール設置可能エリアにおいて、太陽電池アレイ全体の出力電力を効率良く得ることができ、また、デザイン上好ましい構成が可能である設計自由度の高い太陽電池アレイ構成方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本発明者らは少なくとも一つの太陽電池ストリングは、太陽電池セル面積及び電流定格の異なる2種類の太陽電池モジュールを直列接続したものであり、かつ、太陽電池アレイの電圧−電力特性が一つの電力ピークしか有さない太陽電池アレイを構成し、太陽電池アレイの出力電力を最大電力追従装置を搭載した電力変換手段を介して負荷に電力供給する太陽電池発電システムとしたことで、限られた設置面に設置する太陽電池アレイにおいて、全体としての発電量を向上することができることを発見した。
【0014】
本発明によれば、例えば図2のように、これまでは縦葺Aタイプ太陽電池モジュールでは48枚しか設置できなかったが、上記の本発明の手段を用いて太陽電池アレイ構成を検討すると、従来Aタイプモジュール48枚に加えて、図3に示すように、幅の狭いBタイプモジュール(図5)を余剰スペースに設置することができる。
【0015】
このように、Aタイプ、Bタイプという同じ縦葺型モジュールではあるが、電流定格、セル面積、モジュール面積の異なる太陽電池モジュールを直列接続することで、太陽電池モジュール設置可能面に無駄な余剰スペースを作ることなく設置することが可能となり、屋根面全体に太陽電池モジュールを設置できることにより、非常に設計自由度が上がると共に、デザイン上や外観上非常に優れ、且つ、出力も増加する。
【0016】
また、建材一体型太陽電池モジュールを使用することで、より多くの面積に設置可能で、デザイン性を重視した外観上優れた太陽電池アレイを設計することも可能となることに加え、架台等を予め設置する必要が無く、直接太陽電池モジュールを設置できることにより、施工性に非常に優れる。
【0017】
更に、太陽光受光の観点から、屋根面に設置することでより多くの日射を得ることが出来る。加えて、デザイン性の優れた太陽電池アレイ設計が可能である為、非常にデザイン性の高い屋根とすることができる。
【0018】
また、日射量、温度等によって太陽電池アレイの出力がかなり変動するが、太陽電池アレイの動作点電圧や動作点電流を変動させて、変動させた時の電力変動を調べて、太陽電池アレイの最大電力または最大電力近傍の動作点を追尾する最大電力追従制御、所謂MPPT制御を行う最大電力追従装置を電力変換装置内に搭載した太陽光発電システムとすることで、常に太陽電池アレイの最大出力を得ることが出来る。
【0019】
本発明は、本発明者らの研究から得られた以下の知見によるものである。
【0020】
一般的な太陽電池の特性とは、一般的に図6に示すように電流(I)−電圧(V)特性で表わされる。縦軸との交点の電流値が短絡電流(Isc)、横軸との交点の電圧値が開放電圧(Voc)である。太陽電池のI−V特性はI−V線中のどの点で動作するかは負荷の持つ抵抗値によって決まることになる。図6中の数本の直線は、いくつかの抵抗(R1,R2、R3)に対応する動作点を示し、その時の動作電流をIop、動作電圧をVopと呼ぶ。
【0021】
各動作点での電流値(Iop)と電圧値(Vop)の積が、その負荷に供給される電力であるから、ある動作点(R2)での電力値(Pop)は図6中に斜線で示す四角形の面積で表わされる。
【0022】
曲線の各点に対応する電力値を、電圧関数として表わすと図7のようになり、ある動作点で電力値は最大となる。この最大値が一定の照度下で負荷に供給し得る最大電力(Pmax)と呼び、Pmaxに対応する電流値と電圧値をそれぞれ最適動作電流(Imp)、最適動作電圧(Vmp)と呼ぶ。
【0023】
一般的に、これらのI−V特性に関する諸特性値は、AM1.5、100mV/cm2、25℃の条件下での値として示される。
【0024】
ここで、太陽電池特性の異なる太陽電池ストリングを組み合わせて太陽電池アレイを構成すると、IVカーブのマッチングが取れないことによる出力の低下、所謂「IVミスマッチ損失」が生じる。その為、これまで太陽電池アレイを構成する場合、出力特性の同じ太陽電池モジュールを直列接続して太陽電池ストリングを構成し、出力特性の同じ太陽電池ストリングを並列接続していた。
【0025】
しかし、太陽電池特性の異なる太陽電池ストリングを組み合わせて太陽電池アレイを構成し、各太陽電池ストリングの最適動作電圧のずれが比較的小さいような場合では、太陽電池アレイの最適動作電圧が各太陽電池ストリングの最適動作電圧の間に位置する。その為、各太陽電池ストリングの最適動作電圧から見た太陽電池アレイの最適動作電圧に対する電圧ずれ量は、各太陽電池ストリング間の電圧ずれより小さくなる。よって、IVミスマッチによる電力低下は実用上問題の無いレベルに抑えられる。
【0026】
特に、各太陽電池ストリングの最適動作電圧のずれが小さい場合は、太陽電池アレイの電圧(V)−電力(P)特性曲線がピークを一つだけ有する。その為IVミスマッチ損失がより抑えられ、電力低下は殆ど無く、効率の非常に高い太陽電池アレイを構成できる。
【0027】
更に、最大電力追従装置を搭載した電力変換装置を介して負荷に電力を供給するシステムにしたことにより、常に太陽電池アレイとして最大出力を得ることが出来る。
【0028】
例えば、図8に示すように、開放電圧が1V,短絡電流が1Aという標準の太陽電池モジュールを使用する太陽電池アレイに、開放電圧が1V,短絡電流が0.5Aという電流定格の低い太陽電池モジュールを組み込んだ太陽電池アレイについて考える。
【0029】
まず、1V、1Aの太陽電池モジュールを5モジュールと1V,0.5Aの太陽電池モジュールを2モジュール直列接続した太陽電池ストリングIと、1V、1Aの太陽電池モジュールを7モジュール直列接続した太陽電池ストリングIIを並列接続した太陽電池アレイ(a)の場合、太陽電池アレイ(a)全体の電圧(V)−電力(P)特性は図9のようになる。
【0030】
この時の太陽電池ストリングIの最適動作電圧は3.2719V、太陽電池ストリングIIの最適動作電圧は5.1864Vであるから、各太陽電池ストリング間の電圧ずれは1.9145Vと非常に大きい。また太陽電池アレイ(a)の最適動作電圧は5.3900Vであるから、太陽電池アレイ(a)と太陽電池ストリングI、太陽電池ストリングIIのそれぞれの最適動作電圧との「電圧ずれ量」は、各々2.1181V、3.4755Vであり、太陽電池アレイ(a)と各ストリングの「電圧ずれ量」が非常に大きい太陽電池アレイである。なお、最大電力は6.9106Wである。
【0031】
この時のIVミスマッチ損失は14.383%と非常に大きく、効率の非常に悪い太陽電池アレイ構成となっている。
【0032】
もう一つの例として、Voc=1V、Isc=1Aの標準太陽電池モジュールを5モジュールに、Voc=1V,Isc=0.9Aという電流定格の小さい太陽電池モジュールを2モジュール直列接続した太陽電池ストリングIIIと、1V、1Aの太陽電池モジュールを7モジュール直列接続した太陽電池ストリングIVを並列接続した太陽電池アレイ(b)の場合、太陽電池アレイ(b)全体の電圧−電力特性は図11のようになる。
【0033】
この時の太陽電池ストリングIIIの最適動作電圧は5.2344V、太陽電池ストリングIVの最適動作電圧は5.1864Vであるから、各太陽電池ストリング間の電圧ずれは0.048Vと非常に小さく抑えられている。また太陽電池アレイ(b)の最適動作電圧は5.2220Vであるから、太陽電池アレイ(b)と太陽電池ストリングIII、太陽電池ストリングIVの最適動作電圧との「電圧ずれ量」は、各々0.0124V、0.0356Vである。なお、最大電力は8.5224Wである。
【0034】
この時のIVミスマッチ損失は0.535%と非常に小さく抑えられ、非常に効率の良いアレイ構成であることが分かる。
【0035】
上述の2つの例を比較すると、太陽電池アレイ(a)より太陽電池アレイ(b)の方が、「電圧ずれ量」は非常に小さく、IVミスマッチ損失が非常に小さく抑えられ、非常に効率が良い太陽電池アレイ構成であることが分かる。
【0036】
このように、電力ピークを一つにする範囲内で太陽電池アレイを構成することで、設置される太陽電池モジュールの電流定格の違いをアレイ構成の制約から外すことが出来、セル面積やモジュール面積の異なるデザイン上好ましい太陽電池を設置できる。この方法は、特に電流定格の小さいものを太陽電池アレイに組み込む場合にIVミスマッチ損失を小さくし、アレイ全体の出力電力をより効率良く発生させる為に有効である。
【0037】
また、フィルファクター(F.F.)の低い太陽電池の場合、例えばアモルファスシリコン太陽電池であれば、最適動作点付近でのIP特性曲線の形状がなだらかであり、特に電力低下が抑制され、より適している。
【0038】
更に、電流定格の異なる太陽電池モジュールを同一太陽電池アレイに設置できることにより、太陽電池アレイ設置面に余剰スペースを発生させず、可能な限り設置面に太陽電池を設置可能である。また、屋根材一体型太陽電池などの建材一体型太陽電池の場合、太陽電池設置可能面の全体に太陽電池モジュールを設置でき、特に好ましい。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の太陽電池アレイ及びその太陽電池アレイを利用した太陽光発電システムの実施態様例について説明する。尚、本発明はこの例に限られるものではない。
【0040】
図12〜14を用いて、本発明の太陽電池アレイ構成についての一例を示す。
【0041】
図12は、ある住宅の屋根面(太陽電池設置可能エリア縦6m×横7m)に太陽電池アレイ5−1を設置した上面図である。ここで使用する縦2m×横2mのアルミフレーム付き結晶系太陽電池モジュール(i)では、12枚設置可能なエリアがあるが、縦6m×横1mの余剰スペース501が生じる。
【0042】
本発明によれば、図13に示すように、その余剰スペース501にモジュール面積の異なる縦2m×横1mのアルミフレーム付き結晶系太陽電池モジュール(ii)を3枚を設置することにより、合計で15枚設置することが可能となり、太陽電池アレイ5−2を構成できる。なお、太陽電池モジュール(i)と太陽電池モジュール(ii)は太陽電池モジュール面積が異なるだけではなく、電流定格、セル面積、セルの電気特性も異なるモジュールである。
【0043】
このように、電気特性の異なる太陽電池モジュール(i)と太陽電池モジュール(ii)とを直列接続して太陽電池ストリングを構成し、それらを並列接続した太陽電池アレイを設置することにより、太陽電池モジュール設置可能エリア全てに太陽電池モジュールが設置できた構成となっている。
【0044】
次に図14に本発明が適用される太陽光発電システムの構成の一例を上記太陽電池アレイ5−2を例にとって示す。
【0045】
所望の電圧が得られるように太陽電池モジュールを電気接続して太陽電池ストリングを構成し、所望の出力容量が得られるように太陽電池ストリングを並列接続して太陽電池アレイ5−2を構成する。
【0046】
太陽電池アレイ5−2内の個々の太陽電池ストリングの出力電力は日射量や各ストリングの特性差に起因する逆電流を防止するブロッキングダイオードを介して接続箱505で集められ、更に最大電力追従装置を搭載した電力変換装置506を介して、常に太陽電池アレイ5−2としての最大電力が負荷507に供給される。負荷507として、電熱負荷や電動機負荷、或いは商用交流系統、及びそれらの組み合わせがある。
【0047】
(太陽電池)
本発明の太陽電池アレイに使用される太陽電池は特に限定はなく、シリコン半導体としては単結晶シリコン半導体、多結晶シリコン半導体、微結晶シリコン半導体、アモルファスシリコン半導体等が使用出来、化合物半導体としては、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体、I−III−VI族化合物半導体等が使用できる。
【0048】
(太陽電池モジュール)
本発明の太陽電池モジュールの形態として特に限定はなく、瓦棒葺きタイプや横葺タイプ等の建材一体型、交換可能型、着脱可能型や、従来からあるアルミフレーム付きタイプ等様々な形態がある。
【0049】
なお、ここで言う建材一体型太陽電池モジュールとは既設屋根上に架台等を設置し、その上に太陽電池モジュールを載せるタイプではなく、太陽電池モジュール自身が屋根材の機能を果たし、且つ太陽電池の機能を持ち合わせるものである。従って、上記太陽電池モジュールは屋根としての機能を兼ねることができるため、トータルコストを安くすることができ、また、外観上も従来の屋根と同様の形状に加工することができるため、既存の建築物との違和感が無く、且つデザイン自由性を高くすることができる。
【0050】
また着脱可能型、交換可能型太陽電池モジュールとは、一度アレイを設置した後、故障が発生し、故障した太陽電池モジュールを取り外して、新しい太陽電池モジュールに容易に交換が可能なタイプを言い、一枚毎の交換が可能である為メンテナンス性に優れる。
【0051】
(太陽電池ストリング)
本発明の太陽電池ストリングとは、所望の電圧・電流値を得る為に、前記太陽電池モジュールが直並列に接続された一群を言う。
【0052】
(太陽電池アレイ)
本発明の太陽電池アレイとは、所望の電圧・電流値を得る為に、前記太陽電池ストリングが並列に接続され、まとめられた全体を言う。
【0053】
なお、一般的に、太陽電池モジュールを単にモジュール、太陽電池ストリングを単にストリング、太陽電池アレイを単にアレイと呼ぶ場合もある。
【0054】
(バイパスダイオード)
太陽電池モジュールにはパーシャルシェイドを想定し、ある太陽電池セルや太陽電池モジュールが陰になることで、他の太陽電池セルや太陽電池モジュールの電流より極端に電流が低下した場合に太陽電池セルに逆バイアスがかかることを防ぐ為に、バイパスダイオードが太陽電池に設けられている。
【0055】
本発明のバイパスダイオードの種類としては、亜酸化銅整流器、セレン整流器、点接触ダイオード、ボンド形ダイオード、合金(アロイ)形接合ダイオード、拡散形接合ダイオード、成長形接合ダイオード等が限定なく適用可能である。
【0056】
(ブロッキングダイオード)
パーシャルシェイド等の日射量条件等により複数の太陽電池ストリングの夫々の電圧が極端に異なる場合、極端に電圧の低い太陽電池ストリングに逆流が流れようとすることがある。その逆流を防ぐ為に各太陽電池ストリングにブロッキングダイオードが接続箱内に設けられている。
【0057】
本発明のブロッキングダイオードの種類としては、亜酸化銅整流器、セレン整流器、点接触ダイオード、ボンド形ダイオード、合金(アロイ)形接合ダイオード、拡散形接合ダイオード、成長形接合ダイオード等が限定なく適用可能である。
【0058】
(設置面)
本発明における設置面は特に限定はなく、太陽電池設置可能な面、場所全てを言う。具体的には、下地材・屋根板・瓦等を含む屋根(軒・棟・ケラバ等、屋根の各個所を含む)、外壁、ベランダ、バルコニー、カーポート、防音壁、或いは太陽電池専用架台等、太陽電池モジュールを設置可能な所全てであるが、太陽光有効利用の観点から、特に好ましくは屋根面である。
【0059】
(電力変換装置)
電力変換装置として特に限定はなく、パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBT、GTO等の自己消弧型スイッチングデバイスを用いたDC/DCコンバータ、自励式DC/ACインバータ等がある。この電力変換装置は、ゲートパスのON/OFFを制御することで電力潮流、入出力電圧、出力周波数等を制御できる。
【0060】
(最大電力追従装置)
太陽電池アレイは、日射、気温等の様々な条件により、各太陽電池ストリングの発電量が異なる。それによって、各太陽電池ストリングの発電量の割合の違いにより太陽電池アレイの最大出力動作電圧は変化するが、太陽電池アレイの出力が最大になるように、太陽電池アレイの動作点を制御する為の装置であり、通常電力変換装置内に搭載されている。また、最大電力追従させることをMPPT制御と呼び、その装置をMPPT制御装置とも呼ぶ。
【0061】
(接続箱)
各太陽電池ストリングの電流を集電し、電力変換装置に供給する装置である。
【0062】
【実施例】
以下に本発明の太陽電池アレイ及びその太陽電池アレイを利用した太陽光発電システムの実施例について説明する。尚、本発明はこの例に限られるものではない。
【0063】
(実施例1)
本発明の太陽電池アレイ構成及びアレイの出力特性についての一例を示す。
【0064】
図1は本発明の太陽電池アレイを設置する屋根を備えた一般住宅の斜視概念図であり、図2は従来の設置方法による太陽電池アレイ1を配置した前記屋根南面の概念図、図3は本発明による手段を用いて設置した太陽電池アレイ2を配置した前記屋根南面の概念図、図4は図3の太陽電池アレイ2とそれを構成する各太陽電池ストリングの出力特性を示すグラフ、図5は、図2及び図3の太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの概念図を示している。
【0065】
図1に示す屋根南面は、縦6m×横8.4m=50.4m2の太陽電池モジュール設置可能面を有している。
【0066】
ここで、図2に示す従来の設置方法による太陽電池アレイ構成を考える。
【0067】
上記屋根南面に、働き幅500mm×長さ2m(定格出力60W)の縦葺型アモルファスシリコン太陽電池モジュールAタイプを設置する場合、縦に3段、横に16枚の合計48枚が設置可能である。使用するインバータの入力電圧範囲が250〜350Vである場合、前記太陽電池モジュールの電圧を考慮すると、「Aタイプモジュール16直列×3並列」で48枚が設置でき、2880Wの定格出力が得られる。しかし、この場合、太陽電池モジュールが設置できない余剰スペース101が発生する。
【0068】
次に、図3に示すように、本発明の手段を用い、Aタイプモジュールだけではなく、電流定格、セル面積、モジュール面積の異なるBタイプモジュール(働き幅400mm×長さ2m、定格出力54W)を余剰スペース101に配置する。このように、Aタイプモジュール48枚に加え、Bタイプモジュール3枚を追加して設置することができる。これらのAタイプモジュールとBタイプモジュールを電気接続して同一太陽電池ストリングとすることによって、「(Aタイプモジュール16直列+Bタイプモジュール1直列)×3並列」とでき、合計51枚の太陽電池モジュールが設置できる。なお、夫々の太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。その結果3042Wの定格出力を得ることが出来る。
【0069】
さて、Bタイプモジュールは、Aタイプモジュールと同形状の縦葺型モジュールであるが、Aタイプモジュールに対してセル面積は90%、モジュール面積は80%である。Aタイプ及びBタイプモジュールのそれぞれの短絡電流(Isc)は、夫々5A及び4.5Aである。また、開放電圧(Voc)はいずれも20Vが定格値である。これらの定格値を用い、ある日射・温度条件下での実際に設置したアレイ出力のシミュレーションを行う。
【0070】
まず、図2に示される従来の設置方法の太陽電池アレイ1についてシミュレーションを行う。なお、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。このシミュレーションではバイパスダイオード損失も含めたIVミスマッチ損失は発生しない。「Aタイプモジュール16直列」のストリングの出力は993.4Wであり、このストリングを3並列した太陽電池アレイ1全体の出力の合計は2980Wである。
【0071】
次に、図3に示される本発明の手段を用いた設置方法の太陽電池アレイ2についてのシミュレーションを行う。なお、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。また、このシミュレーションではバイパスダイオード損失も含めたIVミスマッチ損失を考慮している。
【0072】
図4は、図3に示す太陽電池アレイ2とそれを構成する各太陽電池ストリングの電圧(V)−電力(P)特性及び電圧(V)−電流(I)特性を示しており、横軸は電圧、縦軸は左側が電力、右側が電流である。図中の(b)は「Aタイプモジュール16直列+Bタイプモジュール1直列」のストリングの、(a)は前記ストリングを3並列に接続した太陽電池アレイ2の(V)−(P)特性である。また、図中の(d)は「Aタイプモジュール16直列+Bタイプモジュール1直列」のストリングの、(c)は前記ストリングを3並列に接続した太陽電池アレイ2の(V)−(I)特性である。
【0073】
(a)及び(b)の最適動作電圧(Vmp)は各々253.600V、253.640Vで「電圧ずれ量」は0.040Vでありほぼ同一である。また、電力ピークは一点のみであり、この時の太陽電池アレイ2のIVミスマッチ損失は0.426%と非常に効率の良い太陽電池アレイ構成である。なお、この時の太陽電池アレイ2全体の出力の合計は3134.5Wである。
【0074】
従って、Aタイプモジュールのみで構成した従来の太陽電池アレイ1と、電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるBタイプモジュールを余剰スペースに配置し、Aタイプモジュールと直列接続した本発明による太陽電池アレイ2を比較すると、太陽電池アレイ2は太陽電池アレイ1に比べて、155Wも出力が増加した。
【0075】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Aタイプモジュールとは電流定格・セル面積・モジュール面積の異なるBタイプモジュールとを直列接続した太陽電池ストリングを構成したことによって、その余剰スペースにも太陽電池モジュールを設置することができ、全体の出力が大幅に増加したことが分かる。
【0076】
加えて、立地条件によっては電流定格の小さいBタイプモジュールがパーシャルシェイドの状態となることもあると考えられるが、その際同一太陽電池ストリング内の一部の太陽電池モジュールに逆バイアスが流れ易くなる。しかし、各太陽電池モジュールにバイパスダイオードを配置したことにより、逆バイアスに流れることを防止することが出来た。また同様に、各太陽電池ストリングの電圧が極端に異なる状態に陥った場合、逆流が流れようとするが、各太陽電池ストリングに図14のようにブロッキングダイオードを配置したことで、逆流を防止することが出来た。
【0077】
このようにして構成された太陽電池アレイ2は、電流定格・セル面積・モジュール面積の異なる太陽電池モジュール同士を直列接続した太陽電池ストリングを配することが可能であり、太陽電池モジュールの設置可能エリアを有効活用し、太陽電池出力容量を大幅に増加させることができる。また、太陽電池アレイ設計において、非常に設計自由度が増し、より多くの太陽電池モジュールが設置できることで、全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0078】
(実施例2)
本発明の太陽電池アレイ構成及びアレイの出力特性についての別の例を示す。
【0079】
図15は本発明の太陽電池アレイを設置する屋根を備えた一般住宅の斜視概念図であり、図16は従来の設置方法による太陽電池アレイ3を配置した前記屋根南面の概念図、図17は本発明による手段を用いて設置した太陽電池アレイ4を配置した前記屋根南面の概念図、図18は図17の太陽電池アレイ4とそれを構成する各太陽電池ストリングの出力特性を示すグラフ、図19は、図16及び図17の太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの概念図を示している。
【0080】
図15に示す屋根南面は、縦5.55m×横8m=44.4m2の太陽電池モジュール設置可能面積を有している。
【0081】
ここで、図16に示す従来の設置方法による太陽電池アレイ構成を考える。
【0082】
上記屋根南面に、働き幅400mm×長さ2.5m(定格出力60W)の横葺型アモルファスシリコン太陽電池モジュールDタイプを設置する場合、縦に13段、横に3枚の合計39枚が設置可能である。使用するインバータの入力電圧範囲が250〜350Vである場合、前記太陽電池モジュールの電圧を考慮すると、「Dタイプモジュール13直列×3並列」で39枚が設置でき、2340Wの定格出力が得られる。しかし、この場合、太陽電池モジュールが設置できない余剰スペース601が発生する。
【0083】
次に、図17に示すように、本発明の手段を用い、Dタイプモジュールだけではなく電流定格、セル面積、モジュール面積の異なるCタイプモジュール(働き幅320mm×長さ2.5m、定格出力54W)を余剰スペース601に配置する。このように、Dタイプモジュール39枚に加え、Cタイプモジュール3枚を追加して設置することができる。これらのCタイプモジュールとDタイプモジュールを接続して同一太陽電池ストリングとすることによって、「Dタイプモジュール14直列×2並列」及び「(Dタイプモジュール11直列+Cタイプモジュール3直列)×1並列」とでき、合計42枚の太陽電池モジュールが設置できる。なお、夫々の太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。その結果2502Wの定格出力を得ることが出来る。
【0084】
さて、Cタイプモジュールは、Dタイプモジュールと同形状の横葺型モジュールであるが、Dタイプモジュールに対してセル面積は90%、モジュール面積は80%である。Cタイプ及びDタイプモジュールのそれぞれの短絡電流(Isc)は、夫々4.5A及び5Aである。また、開放電圧(Voc)はいずれも20Vが定格値である。これらの定格値を用い、ある日射・温度条件下での実際に設置したアレイ出力のシミュレーションを行う。
【0085】
まず、図16に示される従来の設置方法の太陽電池アレイ3についてシミュレーションを行う。なお、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。また、このシミュレーションではバイパスダイオード損失も含めたIVミスマッチ損失は発生しない。「Dタイプモジュール13直列」のストリングの出力は807.2Wであり、このストリングを3並列した太陽電池アレイ3全体の出力の合計は2421.4Wである。
【0086】
次に、図17に示される本発明の手段を用いた設置方法の太陽電池アレイ4についてのシミュレーションを行う。なお、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。また、このシミュレーションではバイパスダイオード損失も含めたIVミスマッチ損失を考慮している。
【0087】
図18は、図17に示す太陽電池アレイ4とそれを構成する各太陽電池ストリングの電圧(V)−電力(P)特性及び電圧(V)−電流(I)特性を示しており、横軸は電圧、縦軸は左側が電力、右側が電流である。図中の(b)は「Dタイプモジュール14直列」のストリングの、(c)は「(Dタイプモジュール11直列+Cタイプモジュール3直列)」のストリングの、(a)は前記3つのストリングを並列接続した太陽電池アレイ4全体の(V)−(P)特性である。また、図中の(e)は「Dタイプモジュール14直列」のストリングの、(f)は「(Dタイプモジュール11直列+Cタイプモジュール3直列)」のストリングの、(d)は前記3つのストリングを並列接続した太陽電池アレイ4全体の(V)−(P)特性である。
【0088】
(a)の最適動作電圧(Vmp)は208.32Vで、(b)のVmp=207.46Vと(c)のVmp=209.56Vの間に位置しており、太陽電池アレイ4との「電圧ずれ量」は各々0.86V、1.24Vと非常に小さく抑えられている。また、電力ピークは一点のみである。この時のIVミスマッチ損失は0.324%に抑えられており、非常に効率の良い太陽電池アレイ構成である。なお、この時の太陽電池アレイ4の出力の合計は2580.7Wである。
【0089】
従って、Dタイプモジュールのみで構成した従来の太陽電池アレイ3と、電流定格・セル面積・モジュール面積の異なるCタイプモジュールを余剰スペースに配置し、Dタイプモジュールと直列接続した本発明による太陽電池アレイ4を比較すると、太陽電池アレイ4は太陽電池アレイ3に比べて、159.3Wも出力が増加した。
【0090】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Dタイプモジュールとは電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるCタイプモジュールとを直列接続した太陽電池ストリングを構成したことによって、その余剰スペースにも太陽電池モジュールを設置することができ、全体の出力が大幅に増加したことが分かる。
【0091】
加えて、立地条件によっては電流定格の小さいCタイプモジュールがパーシャルシェイドの状態となることもあると考えられるが、その際同一太陽電池ストリング内の一部の太陽電池モジュールに逆バイアスが流れ易くなる。しかし、各太陽電池モジュールにバイパスダイオードを配置したことにより、逆バイアスに流れることを防止することが出来た。また同様に、各太陽電池ストリングの電圧が極端に異なる状態に陥った場合、逆流が流れようとするが、各太陽電池ストリングに図14のようにブロッキングダイオードを配置したことで、逆流を防止することが出来た。
【0092】
このようにして構成された太陽電池アレイ4は、電流定格・セル面積・モジュール面積の異なる太陽電池モジュール同士を直列接続した太陽電池ストリングを配することが可能であり、太陽電池モジュールの設置可能エリアを有効活用し、太陽電池出力容量を大幅に増加させることができる。また、太陽電池アレイ設計において、非常に設計自由度が増し、より多くの太陽電池モジュールが設置できることで、全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0093】
(比較実施例3)
以下に簡素化したモデルを用いて本発明の太陽電池アレイ構成及びアレイの出力特性についての例を示す。
【0094】
本実施例で使用する設置面は図20に示したように、設置可能面が、横400mm×縦340mmのサイズのモデル屋根を使用する。また、使用モジュールは同じく図20に示したEタイプモジュール及びFタイプモジュールを用いることとする。
【0095】
図21に示した太陽電池アレイ5は、従来の設置方法でEタイプモジュール(外寸:横200mm×縦50mm、開放電圧:1V、短絡電流:1A)のみで設置した配置図である。この場合、太陽電池モジュールが設置できない余剰スペース701が発生する。
【0096】
次に、図22に示すように、本発明の手段を用い、Eタイプモジュールだけではなく、電流定格・モジュール面積の異なるFタイプモジュール(外寸:横200mm×縦40mm、開放電圧:1V、短絡電流:0.9A)を余剰スペース701に配置し、Fタイプモジュール1枚とEタイプモジュール1枚を並列接続し、それらを直列接続する。更に、Eタイプモジュール4枚と直列接続したストリングを構成する。加えて、Eタイプモジュール6枚を直列接続したストリングを構成し、これら2つのストリングを並列接続することにより太陽電池アレイ6を構成する。これにより、図21に示す従来の方法では余剰スペース701が発生していたが、余剰スペースを発生させることなく太陽電池を設置することが可能である。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。また、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0097】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ5及び太陽電池アレイ6のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、太陽電池アレイ5の最大出力電力(Pmax)は7.4506W、太陽電池アレイ6のPmaxは7.7593W、IVミスマッチ損失は9.4%で、従来の太陽電池アレイ5と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ6の出力電力が0.3087W(約4%)も増加した。また、電力ピークは一点のみであった。
【0098】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Eタイプモジュールとは電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるFタイプモジュールとを直並列接続した太陽電池ストリングを構成したことによって、その余剰スペースにも太陽電池モジュールを設置することができ、全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0099】
(比較実施例4)
図23に示すように、実施例3と同一の設置面に、本発明の手段を用い、Eタイプモジュールだけではなく、電流定格・モジュール面積の異なるFタイプモジュールを余剰スペース701に配置し、Fタイプモジュール1枚とEタイプモジュール1枚を並列接続し、それらをEタイプモジュール5枚と直列接続したストリングを2つ構成する。これら2つのストリングを並列接続することにより太陽電池アレイ7を構成する。これにより、図21に示す従来の方法では余剰スペース701が発生していたが、余剰スペースを発生させることなく太陽電池を設置することが可能である。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。また、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0100】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ7のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.7427W、IVミスマッチ損失は8.305%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ7の出力電力が0.2921W(約4%)も増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0101】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Eタイプモジュールとは電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるFタイプモジュールとを直並列接続した太陽電池ストリングを構成したことによって、その余剰スペースにも太陽電池モジュールを設置することができ、全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0102】
(実施例5)
図24に示すように、実施例3と同一の設置面に、本発明の手段を用い、Eタイプモジュールだけではなく、電流定格・モジュール面積の異なるGタイプモジュール(外寸:横200mm×縦90mm、開放電圧:1V、短絡電流:1.9A)を余剰スペース701に配置し、Gタイプモジュール2枚とEタイプモジュール4枚を直列接続したストリングと、Eタイプモジュール6枚と直列接続したストリングの2つを構成する。これら2つのストリングを並列接続することにより図24に示すような太陽電池アレイ8を構成する。これにより、図21に示す従来の方法では余剰スペース701が発生していたが、余剰スペースを発生させることなく太陽電池を設置することが可能である。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。また、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0103】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ8のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.7488W、IVミスマッチ損失は8.233%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ8の出力電力が0.2982W(約4%)も増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0104】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Eタイプモジュールとは電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるGタイプモジュールとを直列接続した太陽電池アレイ8を構成したことによって、その余剰スペースにも太陽電池モジュールを設置することができ、全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0105】
(実施例6)
図25に示すように、実施例3と同一の設置面に、本発明の手段を用い、Eタイプモジュールだけではなく、電流定格・モジュール面積の異なるGタイプモジュールを余剰スペース701に配置し、Gタイプモジュール1枚とEタイプモジュール5枚を直列接続したストリングを2つ構成し、これら2つのストリングをを並列接続することにより太陽電池アレイ9を構成する。これにより、図21に示す従来の方法では余剰スペース701が発生していたが、余剰スペースを発生させることなく太陽電池を設置することが可能である。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。また、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0106】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ9のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.7427W、IVミスマッチ損失は8.305%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ9の出力電力が0.2921W(約4%)も増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0107】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Eタイプモジュールとは電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるGタイプモジュールとを直列接続した太陽電池アレイ9を構成したことによって、その余剰スペースにも太陽電池モジュールを設置することができ、全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0108】
(比較実施例7)
本実施例では、太陽電池アレイの修繕方法の例を示す。本例における太陽電池モジュールは交換可能型モジュールである。
【0109】
図21に示す太陽電池アレイ5のうち2枚のモジュールが故障した為、図26に示すように、新しい太陽電池モジュールと交換する際に、単に新しいEタイプモジュールと交換するのではなく、本発明の手段を用いて外形寸法は同じで且つより発電効率が高く、電流定格及び出力電力の大きいHタイプモジュール(外寸:横200mm×縦50mm、開放電圧:1V、短絡電流:1.2A)に交換修繕して配置し直し、Eタイプモジュール6枚を直列したストリングと、Hタイプモジュール2枚、Eタイプモジュール4枚を直列接続したストリングの2つを並列接続し、太陽電池アレイ10を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っており、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0110】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ10のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.6079W、IVミスマッチ損失は1.183%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ10の出力電力が0.1573W(約2%)増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0111】
以上より、本発明による手段を用い、太陽電池モジュールが故障した場合においても、Eタイプモジュールと外形寸法が同じで、且つより電流定格、出力電力の大きいHタイプモジュールに交換し、それぞれの太陽電池モジュールを直列接続して太陽電池アレイ10を構成したことにより、以前のEタイプモジュールのみの太陽電池アレイ5に比べ出力電力を増加させることが可能となった。また、交換可能型太陽電池モジュールを用いたことにより、上述のように容易に交換・追加配置を行い修繕が可能となるだけでなく、本発明の手段を合わせて用いることで、出力電力も大幅に増加することが可能となった。
【0112】
(比較実施例8)
本実施例では、太陽電池アレイの修繕方法の例を示す。本例における太陽電池モジュールは交換可能型モジュールである。
【0113】
図21に示す太陽電池アレイ5のうち2枚のモジュールが故障した為、図27に示すように、新しい太陽電池モジュールと交換する際に、単に新しいEタイプモジュールと交換するのではなく、本発明の手段を用いて外形寸法は同じで且つより発電効率が高く、電流定格及び出力電力の大きいHタイプモジュールに交換修繕して配置し直し、Eタイプモジュール5枚、Hタイプモジュール1枚を直列接続したストリングを二つ構成してそれらを並列接続し、太陽電池アレイ11を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っており、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0114】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ11のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.6013W、IVミスマッチ損失は1.269%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ11の出力電力が0.1507W(約2%)増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0115】
以上より、本発明による手段を用い、太陽電池モジュールが故障した場合においても、Eタイプモジュールと外形寸法が同じで、且つより電流定格、出力電力の大きいHタイプモジュールに交換し、それぞれの太陽電池モジュールを直列接続して太陽電池アレイ11を構成したことにより、以前のEタイプモジュールのみの太陽電池アレイ5に比べ出力電力を増加させることが可能となった。また、交換可能型太陽電池モジュールを用いたことにより、上述のように容易に交換・追加配置を行い修繕が可能となるだけでなく、本発明の手段を合わせて用いることで、出力電力も大幅に増加することが可能となった。
【0116】
(比較実施例9)
本実施例では、太陽電池アレイの修繕方法の例を示す。本例における太陽電池モジュールは交換可能型モジュールである。
【0117】
図21に示す太陽電池アレイ5のうち2枚のモジュールが故障した為、図28に示すように、新しい太陽電池モジュールと交換する際に、単に新しいEタイプモジュールと交換するのではなく、本発明の手段を用いて外形寸法は同じで且つより発電効率が高く、電流定格及び出力電力の大きいHタイプモジュール、及び余剰スペース701にサイズが適合するFタイプモジュールに交換修繕して配置し直し、Eタイプモジュール6枚、Hタイプモジュール1枚を直列接続したストリングと、Hタイプモジュール1枚、Eタイプモジュール4枚、Fタイプモジュール2枚を直列接続したストリングを構成してそれらを並列接続し、太陽電池アレイ12を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っており、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0118】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ12のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは8.6259W、IVミスマッチ損失は1.328%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ12の出力電力が1.1753W(約16%)増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0119】
以上より、本発明による手段を用い、太陽電池モジュールが故障した場合においても、Eタイプモジュールと外形寸法が同じで、且つより電流定格、出力電力の大きいHタイプモジュールに交換し、更に電流定格は小さいが余剰スペースに適合するFタイプモジュールを追加し、それぞれの太陽電池モジュールを直並列接続して太陽電池アレイ12を構成したことにより、以前のEタイプモジュールのみの太陽電池アレイ5に比べ出力電力を大幅に増加させることが可能となった。また、交換可能型太陽電池モジュールを用いたことにより、上述のように容易に交換・追加配置を行い修繕が可能となるだけでなく、本発明の手段を合わせて用いることで、出力電力も大幅に増加することが可能となった。
【0120】
(比較実施例10)
図21に示す太陽電池アレイ5のうち2枚のモジュールが故障した為、図29に示すように、新しい太陽電池モジュールと交換する際に、単に新しいEタイプモジュールと交換するのではなく、本発明の手段を用いて外形寸法は同じで且つより発電効率が高く、電流定格及び出力電力の大きいHタイプモジュール、及び余剰スペース701にサイズが適合するFタイプモジュールに交換修繕して配置し直し、Eタイプモジュール5枚、Hタイプモジュール1枚、Fタイプモジュール1枚を直列接続したストリングを2つ構成してそれらを並列接続し、太陽電池アレイ13を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っており、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0121】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ13のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは8.5945W、IVミスマッチ損失は1.688%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ13の出力電力が1.1439W(約15%)増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0122】
以上より、本発明による手段を用い、太陽電池モジュールが故障した場合においても、Eタイプモジュールと外形寸法が同じで、且つより電流定格、出力電力の大きいHタイプモジュールに交換し、更に電流定格は小さいが余剰スペースに適合するFタイプモジュールを追加し、それぞれの太陽電池モジュールを直並列接続して太陽電池アレイ13を構成したことにより、以前のEタイプモジュールのみの太陽電池アレイ5に比べ出力電力を大幅に増加させることが可能となった。また、交換可能型太陽電池モジュールを用いたことにより、上述のように容易に交換・追加配置を行い修繕が可能となるだけでなく、本発明の手段を合わせて用いることで、出力電力も大幅に増加することが可能となった。
【0123】
(比較実施例11)
図30に示すように、実施例3と同一の設置面に、本発明の手段を用い、Eタイプモジュールだけではなく、電流定格・モジュール面積の異なるFタイプモジュールを用い、Eタイプモジュール6枚を直列接続したストリングと、Fタイプモジュール8枚を直列接続したストリングを構成し、それら二つのストリングを並列接続して太陽電池アレイ14を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。また、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0124】
これにより、従来の方法では縦40mmの余剰スペース701が発生していたが、縦30mmの余剰スペース702に縮小することが可能となった。
【0125】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ14のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.6280W、IVミスマッチ損失は6.927%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、太陽電池アレイ14の出力電力が0.1774W(約2.4%)も増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0126】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Eタイプモジュールとは電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるFタイプモジュールとを直列接続した太陽電池アレイ14を構成したことによって、その余剰スペースを縮小することが出来、更には全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0127】
(実施例12)
図31に示すように、実施例3と同一の設置面に、本発明の手段を用い、Eタイプモジュールだけではなく、電流定格・モジュール面積の異なるFタイプモジュールを用い、Eタイプモジュール3枚と、Fタイプモジュール4枚を直列接続したストリングを2ストリング構成し、それら二つのストリングを並列接続して太陽電池アレイ15を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っている。また、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0128】
これにより、従来の方法では縦40mmの余剰スペース701が発生していたが、縦30mmの余剰スペース702に縮小することが可能となった。
【0129】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ15のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは8.1138W、IVミスマッチ損失は1.000%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ15の出力電力が0.6632W(約9%)も増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0130】
すなわち、従来の方法では設置可能エリアが有りながら、太陽電池モジュールを設置できない余剰スペースがあったが、Eタイプモジュールとは電流定格・セル面積・セルの電気特性・モジュール面積の異なるFタイプモジュールとを直並列接続した太陽電池アレイ15を構成したことによって、その余剰スペースを縮小することが出来、更には全体の出力を大幅に増加させることが可能となった。
【0131】
(比較実施例13)
本実施例では、太陽電池アレイの修繕方法の例を示す。本例における太陽電池モジュールは交換可能型モジュールである。
【0132】
図21に示す太陽電池アレイ5のうち1枚のモジュールが故障した為、図32に示すように、新しい太陽電池モジュールと交換する際に、単に新しいEタイプモジュールと交換するのではなく、本発明の手段を用いて外形寸法は同じで且つより発電効率が高く、電流定格及び出力電力の大きいHタイプモジュールに交換修繕して配置し直し、Eタイプモジュール6枚を直列したストリングと、Hタイプモジュール1枚、Eタイプモジュール5枚を直列接続したストリングの2つを並列接続し、太陽電池アレイ16を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っており、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0133】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ16のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.5257W、IVミスマッチ損失は0.648%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ16の出力電力が0.0751W(約1%)増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0134】
以上より、本発明による手段を用い、太陽電池モジュールが故障した場合においても、Eタイプモジュールと外形寸法が同じで、且つより電流定格、出力電力の大きいHタイプモジュールに交換し、それぞれの太陽電池モジュールを直並列接続して太陽電池アレイ16を構成したことにより、以前のEタイプモジュールのみの太陽電池アレイ5に比べ出力電力を増加させることが可能となった。また、交換可能型太陽電池モジュールを用いたことにより、上述のように容易に交換・追加配置を行い修繕が可能となるだけでなく、本発明の手段を合わせて用いることで、出力電力も大幅に増加することが可能となった。
【0135】
(比較実施例14)
本実施例では、太陽電池アレイの修繕方法の例を示す。本例における太陽電池モジュールは交換可能型モジュールである。
【0136】
図21に示す太陽電池アレイ5のうち1枚のモジュールが故障した為、図33に示すように、新しい太陽電池モジュールと交換する際に、単に新しいEタイプモジュールと交換するのではなく、本発明の手段を用いて外形寸法は同じで且つより発電効率が高く、電流定格及び出力電力の大きいHタイプモジュールに交換修繕して配置し直し、Eタイプモジュール6枚を直列したストリングと、Eタイプモジュール5枚、Hタイプモジュール1枚を直列接続したストリングを並列接続し、太陽電池アレイ17を構成した。なお、各太陽電池ストリングの電圧はインバータの入力電圧範囲に入っており、各太陽電池モジュールにはバイパスダイオードが配置されている。
【0137】
上記の定格値を用い、実施例1と同様に、太陽電池アレイ17のある日射・温度条件下でのアレイ出力のシミュレーションを行った結果、Pmaxは7.5257W、IVミスマッチ損失は0.648%で、従来の太陽電池アレイ5(最大出力電力(Pmax)7.4506W)と比較し、本発明の手段を用いた太陽電池アレイ17の出力電力が0.0751W(約1%)増加した。また、電力ピークは一点のみである。
【0138】
以上より、本発明による手段を用い、太陽電池モジュールが故障した場合においても、Eタイプモジュールと外形寸法が同じで、且つより電流定格、出力電力の大きいHタイプモジュールに交換し、それぞれの太陽電池モジュールを直列接続して太陽電池アレイ17を構成したことにより、以前のEタイプモジュールのみの太陽電池アレイ5に比べ出力電力を増加させることが可能となった。また、交換可能型太陽電池モジュールを用いたことにより、上述のように容易に交換・追加配置を行い修繕が可能となるだけでなく、本発明の手段を合わせて用いることで、出力電力も大幅に増加することが可能となった。
【0139】
なお、これら上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではあるが、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【0140】
【発明の効果】
以上のように、本発明の太陽電池アレイ構成方法では、以下の効果を有する。
【0141】
少なくとも一つの太陽電池ストリングは、電流定格の異なる2種類の太陽電池モジュールからなる太陽電池アレイを用いることで、セル面積やモジュール面積の異なる太陽電池モジュールを直列接続した太陽電池ストリングを含んだ太陽電池アレイを組むことが出来、設計自由度が極めて高くなる。これにより、従来では設置可能エリアに太陽電池モジュールを設置できない場所のあることが多かったが、可能な限り無駄なく太陽電池を敷き詰めることが可能であり、設置可能エリアという限られたスペースで出来る限り太陽電池アレイの出力を大きくすることが出来る。
【0142】
更に、太陽電池アレイ全体の電流−電力特性の電力ピークが一つとなるアレイ構成とし、各太陽電池ストリングと太陽電池アレイの電流ずれ量を小さくしたことで、出力損失を極力抑えた非常に効率の良い出力を得ることが出来る。
【0143】
また、交換可能型太陽電池モジュールを用いることにより、万が一太陽電池モジュールの一部が故障した場合でも容易に交換が可能であり、且つ本発明の手段を用いることで、その太陽電池アレイに最適な太陽電池モジュールに交換配置や追加配置を行うことで修繕が可能である共に、出力電力を大幅に増加させることも可能である。当然のことながら、故障した場合だけではなく、既存の太陽電池アレイの一部の太陽電池モジュールを、本発明の手段を用いて最適な太陽電池モジュールに交換・追加配置し、出力を増加させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】太陽電池アレイを設置する屋根を備えた一般住宅の斜視概念図である。
【図2】従来の太陽電池アレイを配置した屋根南面の概念図である。
【図3】本発明の太陽電池アレイを配置した屋根南面の概念図である。
【図4】図3の太陽電池アレイとそれを構成する各太陽電池ストリングの出力特性を示すグラフである。
【図5】図2及び図3の太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの概念図である。
【図6】太陽電池の電流(I)−電圧(V)特性を示すグラフである。
【図7】太陽電池の電圧(V)−電力(P)特性を示すグラフである。
【図8】本発明の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図9】図8の太陽電池アレイとそれを構成する各太陽電池ストリングの出力特性を示すグラフである。
【図10】本発明の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図11】図10の太陽電池アレイとそれを構成する各太陽電池ストリングの出力特性を示すグラフである。
【図12】従来の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図13】本発明の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図14】本発明の太陽電池発電システムの構成図である。
【図15】太陽電池アレイを設置する屋根を備えた一般住宅の斜視概念図である。
【図16】従来の太陽電池アレイを配置した屋根南面の概念図である。
【図17】本発明の太陽電池アレイを配置した屋根南面の概念図である。
【図18】図17の太陽電池アレイとそれを構成する各太陽電池ストリングの出力特性を示すグラフである。
【図19】図16及び図17の太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの概念図である。
【図20】実施例5,6,12,比較実施例3,4,7〜11,13,14で用いた設置面及び太陽電池モジュールの概念図である。
【図21】従来の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図22】比較実施例3の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図23】比較実施例4の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図24】実施例5の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図25】実施例6の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図26】比較実施例7の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図27】比較実施例8の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図28】比較実施例9の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図29】比較実施例10の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図30】比較実施例11の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図31】実施例12の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図32】比較実施例13の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。
【図33】比較実施例14の太陽電池アレイを設置した屋根配置図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell array and a solar cell power generation system using the solar cell array.
[0002]
[Prior art]
As global environmental problems have become more serious, solar energy has recently attracted a great deal of attention as clean energy that does not produce harmful by-products such as thermal power and nuclear power. . Recently, the interconnection system for photovoltaic power generation systems for ordinary houses has become cheaper than before, and it is expected that the system will become more popular in the future.
[0003]
When constructing a photovoltaic power generation system, a photovoltaic string is configured by electrically connecting the photovoltaic modules so that a desired voltage is obtained according to the characteristics of the photovoltaic module, and a desired output capacity is obtained. The solar cell strings are connected in parallel so as to form a solar cell array.
[0004]
In a system interconnection system, a selectable range of the number of series solar cell modules is determined according to an input voltage of a system interconnection inverter which is an output destination of a solar cell. Based on these, the number of series solar cell modules and the number of parallel solar cell strings were determined so as to obtain a desired capacity, and a solar cell array was configured.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, taking into account the current housing situation in Japan, the solar cell installation area where the power generation capacity to sell electricity generated by solar cells through grid interconnection can be expected to be larger than the power capacity to be purchased is estimated. We have to say that we have very few homes. For this reason, we want to install solar cells in the roof space where solar cell arrays are installed, but there are restrictions due to the shape and size of the solar cell module, restrictions due to solar cell characteristics, and restrictions due to inverter input voltage. However, it is difficult to efficiently construct a solar cell array capable of obtaining desired power.
[0006]
Now, as an example of a general house having the above situation, consider installing a solar cell module on a roof of a house as shown in FIG. The solar module to be used is a vertical roof type module A type having an open circuit voltage of 2 V and a short circuit current of 5 A shown in FIG.
[0007]
Consider a case in which a vertically-stacked A-type solar cell module is installed on the roof as shown in FIG.
[0008]
The input voltage range of the inverter is limited, and the number of selectable series is limited to 15 to 20 due to the characteristics of the solar cell module. As a result, the number of actually installable solar cell modules must be selected from multiples of 15, 16, 17, 18, 19, and 20. Thus, the maximum number of solar cell modules that can be installed is 16 solar cell strings × 3 parallel = 48 solar cell strings.
[0009]
However, the solar cell installation area of this roof is 8.4m wide x 6m long = 50.4m 2 However, since the outer size of the A type module is 500 mm × 2 m, it can be justified by arranging three pieces in the vertical direction, but it becomes 0.5 m × 16 = 8 m in the horizontal direction, which is 0.4 m more. Occurs.
[0010]
As a result, a solar cell module cannot be installed in the
[0011]
Usually, in these extra spaces, a dummy module having the same shape as the solar cell module but not using solar cells, or a general roofing material such as metal of the same shape is installed. The above differences tend to occur, which is not preferable in the design of the roof, and there is a problem that the amount of power generation cannot be sufficiently used in a limited space in order to waste space for installing the solar cell module.
[0012]
An object of the present invention is to arrange a solar cell string in which modules having different current ratings are combined, so that the output power of the entire solar cell array can be efficiently obtained in a limited solar cell module installable area, Another object of the present invention is to provide a method for configuring a solar cell array having a high degree of freedom in design, which enables a preferable configuration in terms of design.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventors have at least one solar cell string, Solar cell area and Two types of solar cell modules with different current ratings Are connected in series. In addition, the voltage-power characteristic of the solar cell array constitutes a solar cell array having only one power peak, and the output power of the solar cell array is supplied to a load via a power conversion unit equipped with a maximum power follower. By using a solar cell power generation system that supplies solar cells, it has been discovered that the amount of power generation as a whole can be improved in a solar cell array installed on a limited installation surface.
[0014]
According to the present invention, for example, as shown in FIG. 2, up to 48 solar cell modules can be installed in a vertical roofing type A solar cell module until now. As shown in FIG. 3, in addition to the 48 conventional A-type modules, a narrow B-type module (FIG. 5) can be installed in a surplus space.
[0015]
As described above, although the same vertical type modules of the A type and the B type are used, by connecting the solar cell modules having different current ratings, cell areas, and module areas in series, unnecessary surplus space is provided on the surface where the solar cell modules can be installed. The solar cell module can be installed on the entire roof surface, so that the degree of freedom in design is greatly increased, the design and appearance are extremely excellent, and the output is increased.
[0016]
In addition, by using a building material integrated solar cell module, it is possible to install a solar cell array that can be installed in a larger area and emphasize the design, and it is possible to design a solar cell array with excellent appearance, Since the solar cell module can be directly installed without having to install it in advance, the workability is very excellent.
[0017]
Furthermore, from the viewpoint of sunlight reception, more solar radiation can be obtained by installing on the roof surface. In addition, since it is possible to design a solar cell array having an excellent design, a roof having a very high design can be obtained.
[0018]
Also, the output of the solar cell array fluctuates considerably depending on the amount of solar radiation, temperature, etc., and the operating point voltage and operating point current of the solar cell array are changed. The maximum power tracking control that tracks the operating point near the maximum power or the maximum power, that is, the maximum power tracking device that performs the so-called MPPT control is a photovoltaic power generation system mounted in the power conversion device, so that the maximum output of the solar cell array is always maintained. Can be obtained.
[0019]
The present invention is based on the following findings obtained from the study of the present inventors.
[0020]
The characteristics of a general solar cell are generally represented by a current (I) -voltage (V) characteristic as shown in FIG. The current value at the intersection with the vertical axis is the short-circuit current (Isc), and the voltage value at the intersection with the horizontal axis is the open circuit voltage (Voc). In the IV characteristic of the solar cell, at which point in the IV line the device operates is determined by the resistance value of the load. Several straight lines in FIG. 6 indicate operating points corresponding to some resistors (R1, R2, R3), the operating current at that time is called Iop, and the operating voltage is called Vop.
[0021]
Since the product of the current value (Iop) and the voltage value (Vop) at each operating point is the power supplied to the load, the power value (Pop) at a certain operating point (R2) is indicated by oblique lines in FIG. It is represented by the square area shown by.
[0022]
When the power value corresponding to each point of the curve is represented as a voltage function, it is as shown in FIG. 7, and the power value becomes maximum at a certain operating point. This maximum value is called the maximum power (Pmax) that can be supplied to the load under a constant illuminance, and the current value and the voltage value corresponding to Pmax are called the optimum operation current (Imp) and the optimum operation voltage (Vmp), respectively.
[0023]
Generally, various characteristic values regarding these IV characteristics are AM1.5, 100 mV / cm. 2 , 25 ° C.
[0024]
Here, when a solar cell array is configured by combining solar cell strings having different solar cell characteristics, a reduction in output due to inability to match IV curves, a so-called “IV mismatch loss” occurs. Therefore, in the case of configuring a solar cell array, solar cell modules having the same output characteristics have been connected in series to form a solar cell string, and solar cell strings having the same output characteristics have been connected in parallel.
[0025]
However, when a solar cell array is configured by combining solar cell strings having different solar cell characteristics, and the deviation of the optimum operating voltage of each solar cell string is relatively small, the optimum operating voltage of the solar cell array is It is located between the optimal operating voltages of the strings. Therefore, the amount of voltage deviation from the optimal operating voltage of the solar cell array viewed from the optimal operating voltage of each solar cell string is smaller than the voltage deviation between the solar cell strings. Therefore, the power reduction due to the IV mismatch can be suppressed to a level having no practical problem.
[0026]
In particular, when the deviation of the optimum operating voltage of each solar cell string is small, the voltage (V) -power (P) characteristic curve of the solar cell array has only one peak. Therefore, the IV mismatch loss is further suppressed, the power is hardly reduced, and a highly efficient solar cell array can be configured.
[0027]
Furthermore, by providing a system for supplying power to a load via a power converter equipped with a maximum power tracking device, a maximum output can be always obtained as a solar cell array.
[0028]
For example, as shown in FIG. 8, a solar cell array using a standard solar cell module having an open-circuit voltage of 1 V and a short-circuit current of 1 A is provided with a solar cell having a low open-circuit voltage of 1 V and a short-circuit current of 0.5 A. Consider a solar cell array incorporating a module.
[0029]
First, a solar cell string I in which five 1 V and 1 A solar cell modules and two 1 V and 0.5 A solar cell modules are connected in series, and a solar cell string in which seven 1 V and 1 A solar cell modules are connected in series In the case of the solar cell array (a) in which IIs are connected in parallel, the voltage (V) -power (P) characteristics of the entire solar cell array (a) are as shown in FIG.
[0030]
At this time, the optimum operating voltage of the solar cell string I is 3.2719 V, and the optimum operating voltage of the solar cell string II is 5.1864 V. Therefore, the voltage difference between the solar cell strings is as large as 1.9145 V. Further, since the optimum operating voltage of the solar cell array (a) is 5.3900 V, the “voltage deviation amount” between the solar cell array (a) and the respective optimum operating voltages of the solar cell strings I and II is: Each of the solar cell arrays is 2.1181 V and 3.4755 V, and has a very large “voltage shift” between the solar cell array (a) and each string. Note that the maximum power is 6.9106W.
[0031]
At this time, the IV mismatch loss is as large as 14.383%, resulting in a solar cell array configuration with very low efficiency.
[0032]
As another example, a solar cell string III in which five standard solar cell modules with Voc = 1V and Isc = 1A are connected to two modules and two solar cell modules with small current ratings of Voc = 1V and Isc = 0.9A are connected in series. In the case of the solar cell array (b) in which solar cell strings IV in which seven solar cell modules of 1 V and 1 A are connected in series are connected in parallel, the voltage-power characteristics of the entire solar cell array (b) are as shown in FIG. Become.
[0033]
At this time, the optimal operating voltage of the solar cell string III is 5.2344 V, and the optimal operating voltage of the solar cell string IV is 5.1864 V. Therefore, the voltage deviation between the solar cell strings is suppressed to a very small value of 0.048 V. ing. Further, since the optimum operating voltage of the solar cell array (b) is 5.2220 V, the “voltage deviation amount” between the solar cell array (b) and the optimum operating voltages of the solar cell strings III and IV is 0 each. 0.0124V and 0.0356V. The maximum power is 8.5224W.
[0034]
At this time, the IV mismatch loss is suppressed to a very small value of 0.535%, which indicates that the array configuration is very efficient.
[0035]
Comparing the above two examples, the solar cell array (b) has a much smaller “voltage shift amount”, a very small IV mismatch loss, and a very high efficiency compared to the solar cell array (a). It can be seen that this is a good solar cell array configuration.
[0036]
In this way, by configuring the solar cell array within the range where the power peak is one, it is possible to remove the difference in the current rating of the installed solar cell module from the restrictions of the array configuration, and the cell area and module area Solar cells can be installed in different designs. This method is effective to reduce the IV mismatch loss and to generate the output power of the entire array more efficiently, particularly when a device having a small current rating is incorporated in the solar cell array.
[0037]
Further, in the case of a solar cell having a low fill factor (FF), for example, in the case of an amorphous silicon solar cell, the shape of the IP characteristic curve near the optimum operating point is gentle, and in particular, power reduction is suppressed, and Are suitable.
[0038]
Furthermore, since the solar cell modules having different current ratings can be installed on the same solar cell array, the solar cell can be installed on the installation surface as much as possible without generating extra space on the installation surface of the solar cell array. In the case of a building material-integrated solar cell such as a roofing material-integrated solar cell, a solar cell module can be installed on the entire surface on which the solar cell can be installed, which is particularly preferable.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the solar cell array of the present invention and a solar power generation system using the solar cell array will be described. Note that the present invention is not limited to this example.
[0040]
An example of the solar cell array configuration of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041]
FIG. 12 is a top view in which the solar cell array 5-1 is installed on the roof surface of a certain house (solar cell
[0042]
According to the present invention, as shown in FIG. 13, by installing three crystalline solar cell modules (ii) with an aluminum frame of 2 m length × 1 m width different in module area in the
[0043]
As described above, the solar cell module (i) and the solar cell module (ii) having different electric characteristics are connected in series to form a solar cell string, and the solar cell array in which these are connected in parallel is installed. The solar cell module can be installed in the entire area where the module can be installed.
[0044]
Next, FIG. 14 shows an example of the configuration of a photovoltaic power generation system to which the present invention is applied, taking the above-described solar cell array 5-2 as an example.
[0045]
The solar cell module is electrically connected to obtain a desired voltage to form a solar cell string, and the solar cell strings are connected in parallel so as to obtain a desired output capacity to form a solar cell array 5-2.
[0046]
The output power of each solar cell string in the solar cell array 5-2 is collected in a
[0047]
(Solar cells)
The solar cell used in the solar cell array of the present invention is not particularly limited, and a silicon semiconductor can be a single crystal silicon semiconductor, a polycrystalline silicon semiconductor, a microcrystalline silicon semiconductor, an amorphous silicon semiconductor, or the like. A group III-V compound semiconductor, a group II-VI compound semiconductor, a group I-III-VI compound semiconductor, or the like can be used.
[0048]
(Solar cell module)
There is no particular limitation on the form of the solar cell module of the present invention, and there are various forms such as a building material integrated type such as a tiled roof type and a horizontal type, a replaceable type, a detachable type, and a conventional type with an aluminum frame. .
[0049]
The building material-integrated solar cell module referred to here is not a type in which a gantry or the like is installed on an existing roof and the solar cell module is mounted thereon, but the solar cell module itself functions as a roof material, and It has the function of. Therefore, the solar cell module can also function as a roof, so that the total cost can be reduced, and since the appearance can be processed into the same shape as the conventional roof, the existing building can be used. There is no sense of incompatibility with the object, and the design freedom can be increased.
[0050]
In addition, the detachable and replaceable solar cell module is a type in which a failure occurs after the array is installed once, the failed solar cell module is removed, and it can be easily replaced with a new solar cell module, It is excellent in maintenance because it can be replaced one by one.
[0051]
(Solar cell string)
The solar cell string of the present invention refers to a group in which the solar cell modules are connected in series / parallel in order to obtain a desired voltage / current value.
[0052]
(Solar cell array)
The solar cell array of the present invention refers to the entirety of the solar cell strings connected in parallel in order to obtain a desired voltage / current value.
[0053]
In general, a solar cell module may be simply called a module, a solar cell string may be simply called a string, and a solar cell array may be simply called an array.
[0054]
(Bypass diode)
Assuming a partial shade for the solar cell module, when a certain solar cell or solar cell module is shaded and the current drops extremely below the current of other solar cells or solar cell modules, the solar cell To prevent reverse bias, a bypass diode is provided in the solar cell.
[0055]
As the type of the bypass diode of the present invention, a cuprous oxide rectifier, a selenium rectifier, a point contact diode, a bond type diode, an alloy (alloy) type junction diode, a diffusion type junction diode, a growth type junction diode, etc. can be applied without limitation. is there.
[0056]
(Blocking diode)
When the voltages of a plurality of solar cell strings are extremely different due to a solar radiation condition such as a partial shade or the like, a reverse flow may flow to a solar cell string having an extremely low voltage. In order to prevent the backflow, a blocking diode is provided in each solar cell string in a connection box.
[0057]
As the kind of the blocking diode of the present invention, a cuprous oxide rectifier, a selenium rectifier, a point contact diode, a bond type diode, an alloy (alloy) type junction diode, a diffusion type junction diode, a growth type junction diode and the like can be applied without limitation. is there.
[0058]
(Installation surface)
The installation surface in the present invention is not particularly limited, and refers to all surfaces and places where solar cells can be installed. Specifically, roofs (including eaves, ridges, kerabas, etc., including each part of the roof) including base materials, shingles, tiles, etc., outer walls, verandas, balconies, balconies, carports, soundproof walls, solar cell stand, etc. And all places where the solar cell module can be installed, and from the viewpoint of effective use of sunlight, a roof surface is particularly preferred.
[0059]
(Power converter)
The power converter is not particularly limited, and includes a DC / DC converter using a self-extinguishing type switching device such as a power transistor, a power MOSFET, an IGBT, and a GTO, and a self-excited DC / AC inverter. This power converter can control power flow, input / output voltage, output frequency, and the like by controlling ON / OFF of a gate path.
[0060]
(Maximum power tracking device)
In the solar cell array, the power generation amount of each solar cell string varies depending on various conditions such as solar radiation and temperature. As a result, the maximum output operating voltage of the solar cell array changes depending on the difference in the ratio of the amount of power generated by each solar cell string, but the operating point of the solar cell array is controlled so that the output of the solar cell array is maximized. And is usually mounted in the power converter. Further, following the maximum power is called MPPT control, and the device is also called an MPPT control device.
[0061]
(Junction box)
This is a device that collects the current of each solar cell string and supplies it to the power converter.
[0062]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the solar cell array of the present invention and a solar power generation system using the solar cell array will be described. Note that the present invention is not limited to this example.
[0063]
(Example 1)
1 shows an example of a solar cell array configuration and output characteristics of the array of the present invention.
[0064]
FIG. 1 is a perspective conceptual view of a general house provided with a roof on which a solar cell array of the present invention is installed, FIG. 2 is a conceptual view of the roof south side on which a
[0065]
The roof south side shown in Fig. 1 is 6m long x 8.4m wide = 50.4m 2 Of the solar cell module can be installed.
[0066]
Here, a solar cell array configuration based on the conventional installation method shown in FIG. 2 will be considered.
[0067]
In the case of installing a vertically-floating amorphous silicon solar cell module A type with a working width of 500 mm x a length of 2 m (rated output: 60 W) on the south side of the roof, a total of 48 can be installed, 3 rows vertically and 16 rows horizontally. is there. When the input voltage range of the inverter to be used is 250 to 350 V, considering the voltage of the solar cell module, 48 modules can be installed in “A
[0068]
Next, as shown in FIG. 3, using the means of the present invention, not only the A-type module but also the B-type module having different current ratings, cell areas and module areas (working width 400 mm ×
[0069]
Now, the B type module is a vertical roof type module having the same shape as the A type module, but has a cell area of 90% and a module area of 80% with respect to the A type module. The short circuit current (Isc) of each of the A type and B type modules is 5 A and 4.5 A, respectively. The rated value of the open-circuit voltage (Voc) is 20 V in each case. Using these rated values, a simulation of the array output actually installed under certain solar radiation and temperature conditions is performed.
[0070]
First, a simulation is performed for the
[0071]
Next, a simulation is performed on the
[0072]
FIG. 4 shows a voltage (V) -power (P) characteristic and a voltage (V) -current (I) characteristic of the
[0073]
The optimum operating voltages (Vmp) of (a) and (b) are 253.600 V and 253.640 V, respectively, and the “voltage shift amount” is 0.040 V, which is almost the same. In addition, there is only one power peak, and the IV mismatch loss of the
[0074]
Therefore, a conventional
[0075]
That is, although the conventional method has a surplus space in which the solar cell module cannot be installed even though there is an installable area, a solar module in which a B type module having a different current rating, cell area, and module area is connected in series with the A type module is provided. It can be seen that by configuring the battery string, the solar cell module can be installed in the surplus space, and the overall output has greatly increased.
[0076]
In addition, it is considered that the B-type module having a small current rating may be in a partial shade state depending on the location conditions. At this time, a reverse bias easily flows to some of the solar cell modules in the same solar cell string. . However, by arranging the bypass diode in each of the solar cell modules, it was possible to prevent a reverse bias from flowing. Similarly, when the voltage of each solar cell string falls into an extremely different state, a reverse current tends to flow. However, the blocking current is prevented by arranging a blocking diode in each solar cell string as shown in FIG. I was able to do it.
[0077]
The
[0078]
(Example 2)
5 shows another example of the solar cell array configuration and the output characteristics of the array of the present invention.
[0079]
FIG. 15 is a schematic perspective view of a general house having a roof on which the solar cell array of the present invention is installed, FIG. 16 is a conceptual diagram of the southern surface of the roof on which the
[0080]
The roof south surface shown in FIG. 15 is 5.55 m long × 8 m wide = 44.4 m. 2 Solar cell module installation area.
[0081]
Here, a solar cell array configuration based on the conventional installation method shown in FIG. 16 is considered.
[0082]
When installing a roof type amorphous silicon solar cell module D type with a working width of 400 mm x a length of 2.5 m (rated output: 60 W) on the south side of the roof, a total of 39 sheets, 13 rows vertically and 3 rows, are installed. It is possible. When the input voltage range of the inverter to be used is 250 to 350 V, in consideration of the voltage of the solar cell module, 39 D-type modules 13 series × 3 parallel can be installed, and a rated output of 2340 W can be obtained. However, in this case, a surplus space 601 in which the solar cell module cannot be installed occurs.
[0083]
Next, as shown in FIG. 17, using the means of the present invention, not only D-type modules but also C-type modules having different current ratings, cell areas and module areas (working width 320 mm × length 2.5 m, rated
[0084]
Now, the C type module is a horizontal roofing type module having the same shape as the D type module, but the cell area is 90% and the module area is 80% with respect to the D type module. The short-circuit current (Isc) of each of the C-type and D-type modules is 4.5 A and 5 A, respectively. The rated value of the open-circuit voltage (Voc) is 20 V in each case. Using these rated values, a simulation of the array output actually installed under certain solar radiation and temperature conditions is performed.
[0085]
First, a simulation is performed on the
[0086]
Next, a simulation is performed on the
[0087]
FIG. 18 shows a voltage (V) -power (P) characteristic and a voltage (V) -current (I) characteristic of the
[0088]
The optimal operating voltage (Vmp) in (a) is 208.32 V, and is located between Vmp = 207.46 V in (b) and 209.56 V in (c). The "voltage shift amounts" are very small, 0.86 V and 1.24 V, respectively. Also, there is only one power peak. The IV mismatch loss at this time is suppressed to 0.324%, which is a very efficient solar cell array configuration. The total output of the
[0089]
Therefore, the
[0090]
That is, although there is an extra space in which the solar cell module cannot be installed in the conventional method while there is an installable area, the C type module differs from the D type module in the current rating, the cell area, the electric characteristics of the cell, and the module area. It can be seen that, by configuring the solar cell string in which the solar cell modules are connected in series, the solar cell module can be installed in the surplus space, and the overall output is greatly increased.
[0091]
In addition, it is considered that a C-type module having a small current rating may be in a partial shade state depending on the location conditions. At this time, a reverse bias easily flows to some of the solar cell modules in the same solar cell string. . However, by arranging the bypass diode in each of the solar cell modules, it was possible to prevent a reverse bias from flowing. Similarly, when the voltage of each solar cell string falls into an extremely different state, a reverse current tends to flow. However, the blocking current is prevented by arranging a blocking diode in each solar cell string as shown in FIG. I was able to do it.
[0092]
The
[0093]
( Comparison Example 3)
An example of the configuration of the solar cell array of the present invention and the output characteristics of the array will be described below using a simplified model.
[0094]
As shown in FIG. 20, the installation surface used in this embodiment uses a model roof whose installation surface is 400 mm wide × 340 mm long. Also, the modules used are the E-type module and the F-type module shown in FIG.
[0095]
The
[0096]
Next, as shown in FIG. 22, using the means of the present invention, not only an E type module but also an F type module having different current rating and module area (outer size: 200 mm wide × 40 mm long, open voltage: 1 V, short circuit (Current: 0.9 A) is placed in the surplus space 701, one F-type module and one E-type module are connected in parallel, and they are connected in series. Further, a string connected in series with four E-type modules is formed. In addition, a string is formed by connecting six E-type modules in series, and the
[0097]
As a result of simulating the array output of the
[0098]
That is, although there is an extra space where the solar cell module cannot be installed in the conventional method even though there is an installable area, the F type module differs from the E type module in the current rating, the cell area, the electric characteristics of the cell, and the module area. Are arranged in series and in parallel, so that the solar cell module can be installed in the surplus space, and the overall output can be greatly increased.
[0099]
( Comparison Example 4)
As shown in FIG. 23, using the means of the present invention, not only the E-type modules but also the F-type modules having different current ratings and module areas are arranged in the surplus space 701 on the same installation surface as in the third embodiment. One type module and one E type module are connected in parallel, and two strings are formed by connecting them in series with five E type modules. The
[0100]
As a result of simulating the array output of the
[0101]
That is, although there is an extra space where the solar cell module cannot be installed in the conventional method even though there is an installable area, the F type module differs from the E type module in the current rating, the cell area, the electric characteristics of the cell, and the module area. Are arranged in series and in parallel, so that the solar cell module can be installed in the surplus space, and the overall output can be greatly increased.
[0102]
(Example 5)
As shown in FIG. 24, using the means of the present invention, not only the E-type module but also a G-type module having different current rating and module area (outer size: 200 mm in width × 90 mm in height) on the same installation surface as in Example 3. , Open-circuit voltage: 1 V, short-circuit current: 1.9 A) are arranged in a surplus space 701, and a string in which two G-type modules and four E-type modules are connected in series and a string in which six E-type modules are connected in series Make up the two. A
[0103]
As a result of simulating the output of the
[0104]
That is, although the conventional method has an installable area, there is a surplus space where the solar cell module cannot be installed, but the G type module differs from the E type module in current rating, cell area, cell electrical characteristics, and module area. Are connected in series, the solar cell module can be installed in the surplus space, and the overall output can be greatly increased.
[0105]
(Example 6)
As shown in FIG. 25, using the means of the present invention, not only the E-type modules but also the G-type modules having different current ratings and module areas are arranged in the surplus space 701 on the same installation surface as in the third embodiment. Two strings in which one type module and five E-type modules are connected in series are formed, and the solar cell array 9 is formed by connecting these two strings in parallel. Thus, the extra space 701 is generated in the conventional method shown in FIG. 21, but the solar cell can be installed without generating the extra space. The voltage of each solar cell string falls within the input voltage range of the inverter. Further, a bypass diode is arranged in each solar cell module.
[0106]
As a result of simulating the array output of the solar cell array 9 under certain solar radiation and temperature conditions using the above rated values in the same manner as in Example 1, Pmax was 7.7427 W, and IV mismatch loss was 8.305%. As compared with the conventional solar cell array 5 (maximum output power (Pmax) 7.4506 W), the output power of the solar cell array 9 using the means of the present invention increased by 0.2921 W (about 4%). Also, there is only one power peak.
[0107]
That is, although the conventional method has an installable area, there is a surplus space where the solar cell module cannot be installed, but the G type module differs from the E type module in current rating, cell area, cell electrical characteristics, and module area. Are connected in series, so that the solar cell module can be installed in the surplus space, and the overall output can be greatly increased.
[0108]
( Comparison Example 7)
In this embodiment, an example of a method for repairing a solar cell array will be described. The solar cell module in this example is a replaceable module.
[0109]
Since two modules of the
[0110]
As a result of simulating the array output of the
[0111]
As described above, by using the means according to the present invention, even when the solar cell module fails, the solar cell module is replaced with an H-type module having the same outer dimensions as the E-type module, a higher current rating, and a larger output power. By configuring the
[0112]
( Comparison Example 8)
In this embodiment, an example of a method for repairing a solar cell array will be described. The solar cell module in this example is a replaceable module.
[0113]
Since two modules of the
[0114]
As a result of simulating the output of the solar cell array 11 under certain solar radiation and temperature conditions using the above rated values in the same manner as in Example 1, the Pmax was 7.60313 W, and the IV mismatch loss was 1.269%. As compared with the conventional solar cell array 5 (maximum output power (Pmax) 7.4506 W), the output power of the solar cell array 11 using the means of the present invention increased by 0.1507 W (about 2%). Also, there is only one power peak.
[0115]
As described above, by using the means according to the present invention, even when the solar cell module fails, the solar cell module is replaced with an H-type module having the same outer dimensions as the E-type module, a higher current rating, and a larger output power. By configuring the solar cell array 11 by connecting the modules in series, the output power can be increased as compared with the previous
[0116]
( Comparison Example 9)
In this embodiment, an example of a method for repairing a solar cell array will be described. The solar cell module in this example is a replaceable module.
[0117]
Since two of the modules in the
[0118]
As a result of simulating the array output of the
[0119]
From the above, using the means according to the present invention, even when the solar cell module breaks down, replace it with an H-type module having the same outer dimensions as the E-type module, a higher current rating, and a larger output power. By adding an F-type module that is small but adaptable to the surplus space, and connecting the respective solar cell modules in series / parallel to form the
[0120]
( Comparison Example 10)
Since two modules in the
[0121]
As a result of simulating the array output of the solar cell array 13 under certain solar radiation and temperature conditions using the above rated values as in Example 1, the Pmax was 8.5945 W and the IV mismatch loss was 1.688%. As compared with the conventional solar cell array 5 (maximum output power (Pmax) 7.4506 W), the output power of the solar cell array 13 using the means of the present invention increased by 1.1439 W (about 15%). Also, there is only one power peak.
[0122]
From the above, using the means according to the present invention, even when the solar cell module breaks down, replace it with an H-type module having the same outer dimensions as the E-type module, a higher current rating, and a larger output power. By adding an F-type module that is small but adaptable to the surplus space, and connecting the respective solar cell modules in series / parallel to form the solar cell array 13, the output power is higher than that of the previous
[0123]
( Comparison Example 11)
As shown in FIG. 30, on the same installation surface as in Example 3, using the means of the present invention, not only E-type modules but also F-type modules having different current ratings and module areas, and six E-type modules were used. A string connected in series and a string formed by connecting eight F-type modules in series were formed, and the two strings were connected in parallel to form a
[0124]
As a result, a surplus space 701 having a length of 40 mm has been generated in the conventional method, but can be reduced to a surplus space 702 having a length of 30 mm.
[0125]
As a result of simulating the array output of the
[0126]
That is, although there is an extra space where the solar cell module cannot be installed in the conventional method even though there is an installable area, the F type module differs from the E type module in the current rating, the cell area, the electric characteristics of the cell, and the module area. Are arranged in series, the surplus space can be reduced, and the overall output can be greatly increased.
[0127]
(Example 12)
Figure 31 As shown in the figure, on the same installation surface as in Example 3, using the means of the present invention, not only E-type modules but also F-type modules having different current ratings and module areas are used. Two strings were formed by connecting four type modules in series, and the two strings were connected in parallel to form a solar cell array 15. The voltage of each solar cell string falls within the input voltage range of the inverter. Further, a bypass diode is arranged in each solar cell module.
[0128]
As a result, a surplus space 701 having a length of 40 mm has been generated in the conventional method, but can be reduced to a surplus space 702 having a length of 30 mm.
[0129]
As a result of simulating the array output of the solar cell array 15 under certain solar radiation and temperature conditions using the above rated values as in Example 1, Pmax was 8.1138 W, and IV mismatch loss was 1.000%. As compared with the conventional solar cell array 5 (maximum output power (Pmax) 7.4506 W), the output power of the solar cell array 15 using the means of the present invention increased by 0.6632 W (about 9%). Also, there is only one power peak.
[0130]
That is, although there is an extra space where the solar cell module cannot be installed in the conventional method even though there is an installable area, the F type module differs from the E type module in the current rating, the cell area, the electric characteristics of the cell, and the module area. Are arranged in series and in parallel, the surplus space can be reduced, and the overall output can be greatly increased.
[0131]
( Comparison Example 13)
In this embodiment, an example of a method for repairing a solar cell array will be described. The solar cell module in this example is a replaceable module.
[0132]
Since one module of the
[0133]
As a result of simulating the array output of the
[0134]
As described above, by using the means according to the present invention, even when the solar cell module fails, the solar cell module is replaced with an H-type module having the same outer dimensions as the E-type module, a higher current rating, and a larger output power. By configuring the
[0135]
( Comparison Example 14)
In this embodiment, an example of a method for repairing a solar cell array will be described. The solar cell module in this example is a replaceable module.
[0136]
Since one of the modules in the
[0137]
As a result of simulating the array output of the solar cell array 17 under certain solar radiation and temperature conditions using the above-mentioned rated values as in Example 1, the Pmax was 7.5257 W and the IV mismatch loss was 0.648%. As compared with the conventional solar cell array 5 (maximum output power (Pmax) 7.4506 W), the output power of the solar cell array 17 using the means of the present invention increased by 0.0751 W (about 1%). Also, there is only one power peak.
[0138]
As described above, by using the means according to the present invention, even when the solar cell module fails, the solar cell module is replaced with an H-type module having the same outer dimensions as the E-type module, a higher current rating, and a larger output power. By configuring the solar cell array 17 by connecting the modules in series, the output power can be increased as compared with the previous
[0139]
The above-described embodiments are examples of preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0140]
【The invention's effect】
As described above, the solar cell array configuration method of the present invention has the following effects.
[0141]
At least one solar cell string includes two types of solar cell modules having different current ratings. By using a solar cell array, a solar cell array including a solar cell string in which solar cell modules having different cell areas and module areas are connected in series can be assembled, and the degree of freedom in design becomes extremely high. As a result, in the past, there were many places where solar cell modules could not be installed in the installable area, but it was possible to spread the solar cells as much as possible without waste, and as much as possible in the limited space of the installable area The output of the solar cell array can be increased.
[0142]
Furthermore, the array configuration is such that the power peak of the current-power characteristics of the entire solar cell array is one, and the amount of current deviation between each solar cell string and the solar cell array is reduced. Good output can be obtained.
[0143]
In addition, by using the replaceable solar cell module, even if a part of the solar cell module should be broken, it can be easily replaced, and by using the means of the present invention, an optimal solar cell array can be obtained. By performing replacement arrangement or additional arrangement on the solar cell module, repair can be performed, and output power can be significantly increased. Naturally, not only in the case of failure, but also replacing / additional arrangement of some solar cell modules of the existing solar cell array with the optimum solar cell module by using the means of the present invention to increase output. Is also possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual perspective view of a general house having a roof on which a solar cell array is installed.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a southern surface of a roof on which a conventional solar cell array is arranged.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a roof south surface on which a solar cell array of the present invention is arranged.
4 is a graph showing output characteristics of the solar cell array of FIG. 3 and each solar cell string constituting the solar cell array.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a solar cell module constituting the solar cell array of FIGS. 2 and 3.
FIG. 6 is a graph showing current (I) -voltage (V) characteristics of a solar cell.
FIG. 7 is a graph showing voltage (V) -power (P) characteristics of a solar cell.
FIG. 8 is a layout view of a roof on which a solar cell array according to the present invention is installed.
9 is a graph showing output characteristics of the solar cell array of FIG. 8 and each solar cell string constituting the solar cell array.
FIG. 10 is a layout view of a roof on which a solar cell array according to the present invention is installed.
11 is a graph showing output characteristics of the solar cell array of FIG. 10 and each solar cell string constituting the solar cell array.
FIG. 12 is a roof layout diagram in which a conventional solar cell array is installed.
FIG. 13 is a layout view of a roof on which a solar cell array according to the present invention is installed.
FIG. 14 is a configuration diagram of a solar cell power generation system of the present invention.
FIG. 15 is a schematic perspective view of a general house having a roof on which a solar cell array is installed.
FIG. 16 is a conceptual diagram of a roof south surface on which a conventional solar cell array is arranged.
FIG. 17 is a conceptual diagram of a roof south surface on which a solar cell array of the present invention is arranged.
18 is a graph showing output characteristics of the solar cell array of FIG. 17 and each solar cell string constituting the solar cell array.
FIG. 19 is a conceptual diagram of a solar cell module constituting the solar cell array of FIGS. 16 and 17.
FIG. Examples 5, 6, 12 and Comparative Examples 3, 4, 7 to 11, 13, 14 It is a conceptual diagram of the installation surface and the solar cell module used in FIG.
FIG. 21 is a layout view of a roof on which a conventional solar cell array is installed.
FIG. Comparison FIG. 11 is a roof layout diagram in which a solar cell array according to a third embodiment is installed.
FIG. 23 Comparison FIG. 13 is a layout plan of a roof on which a solar cell array according to a fourth embodiment is installed.
FIG. 24 is a layout view of a roof on which the solar cell array according to the fifth embodiment is installed.
FIG. 25 is a layout diagram of a roof on which a solar cell array according to a sixth embodiment is installed.
FIG. 26 Comparison It is a roof arrangement | positioning figure which installed the solar cell array of Example 7.
FIG. 27 Comparison It is a roof arrangement | positioning figure which installed the solar cell array of Example 8.
FIG. 28 Comparison It is a roof arrangement | positioning figure which installed the solar cell array of Example 9.
FIG. 29 Comparison It is a roof arrangement | positioning figure which installed the solar cell array of Example 10.
FIG. 30 Comparison It is a roof arrangement | positioning figure which installed the solar cell array of Example 11.
FIG. 31 is a layout view of a roof on which a solar cell array of Example 12 is installed.
FIG. 32 Comparison It is a roof arrangement | positioning figure which installed the solar cell array of Example 13.
FIG. 33 Comparison It is a roof arrangement | positioning figure which installed the solar cell array of Example 14.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11560599A JP3604948B2 (en) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | Solar cell array, repair method thereof, and solar cell power generation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11560599A JP3604948B2 (en) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | Solar cell array, repair method thereof, and solar cell power generation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000307144A JP2000307144A (en) | 2000-11-02 |
JP3604948B2 true JP3604948B2 (en) | 2004-12-22 |
Family
ID=14666782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11560599A Expired - Fee Related JP3604948B2 (en) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | Solar cell array, repair method thereof, and solar cell power generation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3604948B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002076419A (en) * | 2000-08-25 | 2002-03-15 | Sanyo Electric Co Ltd | How to install solar cell module |
JP2004179637A (en) * | 2002-11-14 | 2004-06-24 | Canon Inc | Solar cell module |
WO2004107543A2 (en) | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Beacon Power Corporation | Power converter for a solar panel |
JP5013677B2 (en) * | 2005-04-26 | 2012-08-29 | 京セラ株式会社 | Control method for solar cell control device |
US10468993B2 (en) | 2007-05-17 | 2019-11-05 | Enphase Energy, Inc. | Inverter for use in photovoltaic module |
US20090000654A1 (en) | 2007-05-17 | 2009-01-01 | Larankelo, Inc. | Distributed inverter and intelligent gateway |
JP5393715B2 (en) * | 2011-03-10 | 2014-01-22 | 三菱電機株式会社 | Diagnostic device, photovoltaic power generation system, and diagnostic method |
JP2019102601A (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | 三菱電機株式会社 | Solar cell module and solar cell system |
WO2024204139A1 (en) * | 2023-03-29 | 2024-10-03 | 株式会社カネカ | Solar cell module |
-
1999
- 1999-04-23 JP JP11560599A patent/JP3604948B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000307144A (en) | 2000-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3630967B2 (en) | Solar cell array and solar power generation device | |
Meral et al. | A review of the factors affecting operation and efficiency of photovoltaic based electricity generation systems | |
Harmon | Experience curves of photovoltaic technology | |
Barker et al. | Advances in solar photovoltaic technology: an applications perspective | |
Sharma et al. | Photovoltaic technology: basic concepts, sizing of a stand alone photovoltaic system for domestic applications and preliminary economic analysis | |
Nasution et al. | Solar power generation system design: Case study of north sumatra muhammadiyah university building | |
KR20190120046A (en) | Photovoltaic power generation tile and photovoltaic system | |
JP3604948B2 (en) | Solar cell array, repair method thereof, and solar cell power generation system | |
Ruther et al. | Hybrid diesel/photovoltaic systems without storage for isolated mini-grids in Northern Brazil | |
Saxena et al. | Estimation of energy production of grid connected rooftop solar photovoltaic system at Nagar Nigam Kota, Rajasthan | |
US20190371950A1 (en) | Configurable solar cells | |
KR20200113877A (en) | Photovoltaics System having direct current summing control in response to the variation in the output power of the solar panel | |
Bhatt et al. | Design and cost analysis of PV System using nano solar cell | |
Minai et al. | Optimum sizing and estimation of a 30kWp hybrid solar photovoltaic system with multilevel inverter | |
Lindgren | Power-generation, Power-electronics and Power-systems issues of Power Converters for Photovoltaic Applications | |
Prasad et al. | Photovoltaic systems | |
JP2021145496A (en) | Photovoltaic power generation system based on horizontal wiring method and photovoltaic power generation method based on horizontal wiring method | |
Rey-Stolle | Fundamentals of photovoltaic cells and systems | |
JPH11195805A (en) | Solar battery array | |
Tayyib et al. | Performance Analyses of a 454 kWp Grid-Connected Rooftop Photovoltaic System in Southern Norway | |
Pearsall et al. | Photovoltaic Modules, Systems and Applications | |
JP2006012920A (en) | Solar power generation apparatus | |
Knorr | Design criteria and levelized costs of electricity for photovoltaic power plants at different global locations | |
JP2005197424A (en) | Solar cell module installation structure and method for mounting the same | |
Buddala | Analysis and modeling of parallel photovoltaic systems under partial shading conditions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040427 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040628 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040812 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040914 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040930 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071008 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101008 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101008 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121008 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |