(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池に発熱電流を供給して該太陽電池を発熱させて太陽電池上の氷雪を融かす融雪動作を行う融雪装置を制御するものであって、
融雪動作を開始した後に、太陽電池が発電できる状態であるか否かを検出する検出手段を備え、
太陽電池が発電できる状態であるときには、融雪動作を停止させるものであり、前記発電できる状態は、太陽電池の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上となった状態であることを特徴する融雪制御装置。
【請求項２】
前記融雪装置は、通常動作時には、太陽電池からの発電電力を交流電力に変換する一方、融雪動作時には、系統電源からの交流電力を直流電力に変換して太陽電池に発熱電流を供給するパワーコンディショナである請求項１記載の融雪制御装置。
【請求項３】
融雪動作を停止させた後に、前記パワーコンディショナを通常動作に切り換えて太陽電池からの発電電力を交流電力に変換する請求項２記載の融雪制御装置。
【請求項４】
前記太陽電池は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されてなるストリングの複数を並列に接続してなり、
前記検出手段は、前記パワーコンディショナの出力電流を検出する電流センサを備え、該電流センサの検出値に基づいて、太陽電池が発電できる状態であるか否かを検出する請求項２または３記載の融雪制御装置。
【請求項５】
前記太陽電池は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されてなるストリングの複数を並列に接続してなり、
前記検出手段は、前記各ストリングに流れる電流の向きおよびその値をそれぞれ検出する複数の電流センサを備え、前記複数の電流センサの検出値の総和に基づいて、太陽電池が発電できる状態であるか否かを検出する請求項１ないし４のいずれかに記載の融雪制御装置。
【請求項６】
各ストリングに個別的に対応する複数の逆流防止素子と、各逆流防止素子に並列接続されて融雪動作時にはオンされて発熱電流を供給する開閉器とを備え、
検出値が所定値となった前記電流センサに対応する前記開閉器をオフして発熱電流を遮断する請求項５記載の融雪制御装置。
【請求項７】
前記オフした開閉器を再びオンしたときの対応する電流センサの検出値に基づいて、当該開閉器を制御する請求項６記載の記載の融雪制御装置。
【請求項８】
前記オフした開閉器に対応する電流センサの検出値または前記複数の電流センサの検出値の総和に基づいて、当該開閉器を制御する請求項６記載の融雪制御装置。
【請求項９】
開閉器をオフして発熱電流を遮断した後、当該開閉器に対応する電流センサの検出値、前記複数の電流センサの検出値の総和または前記パワーコンディショナの出力電流の検出値の変化の方向および変化量の安定度に基いて、当該開閉器を制御する請求項６記載の融雪制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の融雪制御装置と、太陽電池と、パワーコンディショナとを備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池上に積もった氷や雪を融雪する融雪装置を制御する融雪制御装置およびそれを備えた太陽光発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、太陽光発電と系統電源（商用電源）とをインバータを介して逆潮流有りで連系し、分散型電源だけでは電力が賄えない場合に、その電力を系統側から供給するようにした太陽光発電システムが開発されている。
【０００３】
かかる太陽光発電システムにおいては、日照によって発電するものであるから、日照が遮られると発電できない。この日照を遮るものの一つとして、太陽電池上の積雪がある。積雪の多い地域では、昼間の晴天であるにも拘わらず、太陽電池上の積雪によって日照が遮られる結果、太陽電池の発電を利用できないという不具合がある。
【０００４】
そこで、太陽電池上の積雪を融雪できるように融雪装置を備えた太陽光発電システムも既に開発されている。例えば、系統電源を、インバータを内蔵したパワーコンディショナに供給し、このパワーコンディショナで昇降圧処理して太陽電池に発熱電流を供給することにより、太陽電池を発熱させて融雪するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、融雪が完了したか否かの判断が容易でないため、従来では、例えば、予め定めた一定時間で融雪動作を停止させたり、あるいは、パワーコンディショナから太陽電池への過電流を検出して停止させていた。
【０００６】
融雪動作を、予め定めた一定時間で停止させる従来例では、実際には、太陽電池上の雪が融けて融雪が完了して発電できる状態であっても、融雪動作を継続する場合があり、システム使用効率が低下するという難点がある。
【０００７】
太陽電池は、複数の太陽電池モジュールを直列接続してなるストリングの複数を、並列接続して構成されるのであるが、パワーコンディショナから太陽電池へ流れる過電流を検出して停止させる従来例では、ストリング毎の融雪状態に相違があって、特定のストリングに過電流が流れたようなときにも融雪動作を停止させる場合があり、他のストリングは、融雪が完了していないにも拘わらず、融雪動作を停止させて再度融雪動作を開始させねばならないといった難点がある。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、発電可能な状態であっても融雪動作を継続したり、あるいは、融雪が完了していないのも拘わらず、融雪動作を停止させるといった事態を回避してシステムの使用効率を高めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
すなわち、請求項１の本発明の融雪制御装置は、太陽電池に発熱電流を供給して該太陽電池を発熱させて太陽電池上の氷雪を融かす融雪動作を行う融雪装置を制御するものであって、融雪動作を開始した後に、太陽電池が発電できる状態であるか否かを検出する検出手段を備え、太陽電池が発電できる状態であるときには、融雪動作を停止させるものであり、前記発電できる状態は、太陽電池の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上となった状態である。
【００１１】
請求項２の本発明の融雪制御装置は、請求項１の構成において、前記融雪装置は、通常動作時には、太陽電池からの発電電力を交流電力に変換する一方、融雪動作時には、系統電源からの交流電力を直流電力に変換して太陽電池に発熱電流を供給するパワーコンディショナである。
【００１２】
請求項３の本発明の融雪制御装置は、請求項２の構成において、融雪動作を停止させた後に、前記パワーコンディショナを通常動作に切り換えて太陽電池からの発電電力を交流電力に変換するものである。
【００１３】
請求項４の本発明の融雪制御装置は、請求項２または３の構成において、前記太陽電池は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されてなるストリングの複数を並列に接続してなり、前記検出手段は、前記パワーコンディショナの出力電流を検出する電流センサを備え、該電流センサの検出値に基づいて、太陽電池が発電できる状態であるか否かを検出するものである。
【００１４】
請求項５の本発明の融雪制御装置は、請求項１ないし４のいずれかの構成において、前記太陽電池は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されてなるストリングの複数を並列に接続してなり、前記検出手段は、前記各ストリングに流れる電流の向きおよびその値をそれぞれ検出する複数の電流センサを備え、前記複数の電流センサの検出値の総和に基づいて、太陽電池が発電できる状態であるか否かを検出するものである。
【００１５】
請求項６の本発明の融雪制御装置は、請求項５の構成において、各ストリングに個別的に対応する複数の逆流防止素子と、各逆流防止素子に並列接続されて融雪動作時にはオンされて発熱電流を供給する開閉器とを備え、検出値が所定値となった前記電流センサに対応する前記開閉器をオフして発熱電流を遮断するものである。
【００１６】
請求項７の本発明の融雪制御装置は、請求項６の構成において、前記オフした開閉器を再びオンしたときの対応する電流センサの検出値に基づいて、当該開閉器を制御するものである。
【００１７】
請求項８の本発明の融雪制御装置は、請求項６の構成において、前記オフした開閉器に対応する電流センサの検出値または前記複数の電流センサの検出値の総和に基づいて、当該開閉器を制御するものである。
【００１８】
請求項９の本発明の融雪制御装置は、請求項６の構成において、開閉器をオフして発熱電流を遮断した後、当該開閉器に対応する電流センサの検出値、前記複数の電流センサの検出値の総和または前記パワーコンディショナの出力電流の検出値の変化の方向および変化量の安定度に基いて、当該開閉器を制御するものである。
【００１９】
請求項１０の本発明の太陽光発電システムは、請求項１ないし９のいずれかに記載の融雪制御装置と、太陽電池と、パワーコンディショナとを備えている。
【００２０】
（作用）
請求項１の融雪制御装置によれば、太陽電池の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上となった状態であるか否かを検出し、発電できる状態であるときには、融雪動作を停止させるので、太陽電池上の氷雪が融けていない融雪完了前に融雪動作を停止させたり、あるいは、発電が可能な状態であるにも拘わらず融雪動作を継続するといった事態を回避できる。
【００２１】
請求項２の融雪制御装置によれば、太陽電池の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上となった状態を検出して融雪動作を停止させるので、発電が可能な状態であるにも拘わらず融雪動作を継続するといった事態を回避してシステムの使用効率を高めることができる。
【００２２】
請求項３の融雪制御装置によれば、融雪動作を停止させた後に、パワーコンディショナを通常動作に切り換えるので、太陽電池の発電電力を有効に利用できることになり、システムの使用効率が一層向上する。
【００２３】
請求項４の融雪制御装置によれば、太陽電池の各ストリングに流れる電流の総和に相当するパワーコンディショナの出力電流の検出値に基づいて、太陽電池の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上になったか否か、すなわち、発電できる状態になったか否かを検出できることになる。
【００２４】
請求項５の融雪制御装置によれば、太陽電池の各ストリングに流れる電流の向きおよびその値をそれぞれ検出する複数の電流センサの検出値の総和に基づいて、太陽電池の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上になったか否か、すなわち、発電できる状態になったか否かを検出できることになる。
【００２５】
請求項６の融雪制御装置によれば、検出値が所定値となった前記電流センサに対応する前記開閉器をオフして発熱電流を遮断するので、発電可能な状態のストリングには、発熱電流が供給されないことになり、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００２６】
請求項７の融雪制御装置によれば、オフした開閉器を再びオンしたときの対応する電流センサの検出値に基づいて、当該開閉器を制御するので、発熱電流を遮断した発電可能な状態のストリングが、その後に降雪によって発電不能な状態になったときには、再び発熱電流を供給して融雪動作を行えることになる。
【００２７】
請求項８の融雪制御装置によれば、オフした開閉器に対応する電流センサの検出値または前記複数の電流センサの検出値の総和に基づいて、当該開閉器を制御するので、発熱電流を遮断した発電可能な状態のストリングが、その後に降雪によって発電不能な状態になったときには、再び発熱電流を供給して融雪動作を行えることになる。
【００２８】
請求項９の融雪制御装置によれば、オフした開閉器に対応する電流センサの検出値、前記複数の電流センサの検出値の総和または前記パワーコンディショナの出力電流の検出値の変化の方向および変化量の安定度に基いて、当該開閉器を制御するので、積雪と雲などによる照度変化とを区別して対応することが可能となる。
【００２９】
請求項１０の太陽光発電システムは、本発明の融雪制御装置を備えているので、無駄な電力消費を抑えてシステムの効率を高めることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る太陽光発電システムの構成図である。
【００３２】
この実施の形態の太陽光発電システム１は、太陽電池２と、本発明に係る融雪制御装置３と、パワーコンディショナ４とを備えている。
【００３３】
太陽電池１は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されてなるストリング５１〜５３の複数、この図では３つが並列に接続されて構成されている。
【００３４】
パワーコンディショナ４は、通常動作時は、太陽電池２からの直流電力を系統電源６と同期のとれた交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換）して負荷に供給し、単独運転時やその他の異常時には、開閉器を解列して動作を停止させるといった保護動作などを行う一方、融雪動作時には、系統電源６からの交流電力を直流電力に変換（ＡＣ／ＤＣ変換）して太陽電池１に発熱電流を供給し、太陽電池２を発熱させてその上に積もっている雪あるいは凍結している氷を融かすという融雪動作を行う。
【００３５】
融雪制御装置３は、太陽電池２の各ストリング５１〜５３に個別的に対応する逆流防止ダイオード７１〜７３と、各逆流防止ダイオード７１〜７３に並列にそれぞれ接続された開閉器８１〜８３とを有し、さらに、各ストリング５１〜５３にそれぞれ個別的に対応した電流センサ９１〜９３と、マイクロコンピュータ１０とを備えており、電流センサ９１〜９３およびマイクロコンピュータ１０によって、太陽光発電システム１が発電できる状態であるか否かを検出する検出手段が構成される。
【００３６】
パワーコンディショナ４は、スイッチ操作などによって融雪動作指令が与えられると、マイクロコンピュータ１０を介して各開閉器８１〜８３をオンするとともに、系統電源６からの交流電力を直流電力に変換して発熱電流を各ストリング５１〜５３に供給し、これによって、各ストリング５１〜５３を発熱させて上に積もっている雪あるいは凍結している氷を融かすという融雪動作を開始するものである。
【００３７】
この実施の形態では、融雪動作を開始した後、昼間において当該太陽光発電システム１が発電できる状態になったときには、それを検出して融雪動作を停止し、通常の発電動作に切り換えてシステムの使用効率を高めるために、次のように構成している。
【００３８】
すなわち、この実施の形態では、太陽電池２の各ストリング５１〜５３に流れる電流の向きおよびその値を検出する上述の複数の電流センサ９１〜９３の検出値に基づいて、マイクロコンピュータ１０は、当該太陽光発電システム１が発電できる状態であるか否かを検出し、発電できる状態であるときには、パワーコンディショナ４に、融雪動作の停止指令を出力して融雪動作を停止させ、その後、通常の発電動作指令を出力してパワーコンディショナ４を通常の発電動作に移行させる。このマイクロコンピュータ１０は、各開閉器８１〜８３を併せて制御する。
【００３９】
マイクロコンピュータ１０は、複数の電流センサ９１〜９３の検出値に基づいて、太陽電池の発電電力が、融雪動作に必要な発電電力以上になったときに、発電できる状態であるとして、融雪動作を停止させ、その後、通常の発電動作に移行させるものであり、具体的には、各ストリング５１〜５３に流れる電流の向きおよびその値を検出する複数の電流センサ９１〜９３の検出値の総和が、０Ａ以上となったときに、太陽電池２の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上になって当該太陽光発電システム１が発電できる状態になったとして、融雪動作を停止させた後、通常の発電動作に移行するようにしている。なお、この実施の形態では、太陽電池２からパワーコンディショナ４へ流れる電流の向きを正としているが、判定基準が変わるだけで逆向きとしてもよい。
【００４０】
図２は、昼間における太陽電池の電流−電圧特性を示す図であり、ライン▲１▼は、積雪によって照度がない状態を、ライン▲２▼は、積もった雪が融けて融雪した状態を、ライン▲３▼は、融雪した後照度大となった状態を示しており、融雪動作によって、ライン▲１▼からライン▲２▼へと変化していく状態を示している。
【００４１】
パワーコンディショナ４は、直流電圧を、一定電圧Ｖ０に制御しており、融雪動作を開始したときには、ライン▲１▼で示されるように、例えば、−３Ａの発熱電流が太陽電池２へ供給され、太陽電池２の発熱によって融雪が完了して太陽電池２の発電電力と融雪動作に必要な電力とが等しくなると、ライン▲２▼に示されるように、電流値が０Ａとなって発電可能な状態となり、以後、通常の発電動作に移行して昼間の日照によってプラスの発電電流が流れることになる。
【００４２】
この実施の形態では、上述のように、各ストリング５１〜５３に流れる電流の総和が０Ａ以上となって太陽電池２の発電電力が、融雪動作に必要な電力以上になったときには、当該太陽光発電システム１が発電できる状態なったとして、融雪動作を停止させた後、通常の発電動作に移行するので、従来例のように、発電できる状態であるにも拘わらず、融雪動作を継続したり、あるいは、融雪が完了してないのに融雪動作を停止させるといった事態を回避できることになり、システムの使用効率を高めることが可能となる。
【００４３】
さらに、この実施の形態では、ストリング５１〜５３毎に積雪あるいは融雪の状態に差が生じる場合があることに鑑みて、システム全体としてではなく、各ストリング５１〜５３についても、発電できる状態になったか否か、すなわち、電流センサ９１〜９３の検出値が０Ａになったか否かを検出し、０Ａとなったときには、そのストリングは、発電できる状態になったとして対応する開閉器８１〜８３をオフしてパワーコンディショナ４からの発熱電流を遮断し、そのストリングからの発電電流を、融雪が完了していない他のストリングに供給できるように構成している。
【００４４】
このように各ストリング５１〜５３毎に、発電できる状態であるか否かを検出して発電できる状態のストリングには、パワーコンディショナ４からの発熱電流を遮断するようにしているので、融雪が完了したストリングに発熱電流を供給するといった電力の無駄を無くすことができ、システムの使用効率を一層向上させることができる。
【００４５】
図３は、第１のストリング５１が発電可能な状態となって第１の開閉器８１がオフされ、他のストリング５２，５３は融雪が完了していない積雪状態であり、さらに、各電流センサ９１〜９３の検出値の総和が０Ａとなって発電電力と融雪動作に必要な電力とがバランスしている状態を示しており、この状態においては、マイクロコンピュータ１０は、パワーコンディショナ４に対して融雪動作の停止指令を出力するとともに、第２，第３の開閉器８２，８３をオフし、さらに、パワーコンディショナ４に対して発電動作指令を出力して通常の発電動作に移行するものである。
【００４６】
なお、融雪動作において、パワーコンディショナ４からの出力電流Ｉｄｃｏｕｔは、各電流センサ９１〜９３の検出値の総和に等しいので、本発明の他の実施の形態として、パワーコンディショナ４に内蔵されているセンサによって出力電流Ｉｄｃｏｕｔが０Ａになったことを検出して融雪動作を停止させ、その後に、発電動作に移行するようにしてもよい。この場合には、各ストリング５１〜５３の電流を検出する複数の電流センサ９１〜９３が不要となる。
【００４７】
また、この実施の形態では、検出電流値が０Ａになったストリング、例えば第１のストリング５１については、第１の開閉器８１をオフしてパワーコンディショナ４からの発熱電流の供給を遮断したけれども、本発明の他の実施の形態として、各ストリング５１〜５３については、発電できる状態であるか否かの検出を行うことなく、当該太陽光発電システム全体が発電できる状態になるまで、全てのストリング５１〜５３の開閉器８１〜８３をオンのままにしておいてもよい。
【００４８】
さらに、開閉器８１〜８３は、図４に示されるように、トランジスタなどのスイッチング素子で構成してもよい。
【００４９】
（実施の形態２）
図５は、本発明の他の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５０】
上述の実施の形態１においては、各ストリング５１〜５３について発電できる状態であるか否か、すなわち、電流センサ９１〜９３の検出値が０Ａになったか否かを検出し、０Ａになったときには、そのストリングは、発電できる状態であるとして、対応する開閉器をオフしてパワーコンディショナ４からの発熱電流を遮断するように構成したけれども、一旦、開閉器をオフして発熱電流を遮断した後に、その後の積雪によって開閉器をオフしたストリングも発電できない状態になった場合に、それを検出できないという難点がある。
【００５１】
そこで、この実施の形態では、発電できる状態となったストリング、例えば第１のストリング５１について、一旦第１の開閉器８１をオフした後に、例えば一定期間毎に、第１の開閉器８１をオンしてそのときの電流を第１の電流センサ９１で検出し、その検出値が、０Ａ未満であるときには、積雪して発電できない状態になったとして、第１の開閉器８１をオンのままにして第１のストリング５１についても融雪動作を行い、０Ａ未満でないときには、積雪しておらず、発電できる状態であるとして第１の開閉器８１を再びオフし、一定期間後に、再び同様の動作を行うのである。
【００５２】
これによって、発熱できると判断されたストリングがその後の積雪によって発電できない状態になっても融雪することができる。
【００５３】
その他の構成および効果は、上述の実施の形態１と同様である。
【００５４】
（実施の形態３）
図６は、本発明のさらに他の実施の形態の構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５５】
上述の実施の形態２では、一旦、開閉器をオフしたストリングが、その後の積雪によって発電できない状態になった場合に、開閉器を一定期間毎にオンして電流を検出することにより、積雪を検出して融雪を行うように構成したけれども、この実施の形態では、図６に示されるように、発電できるとして、例えば第１の開閉器８１をオフした第１のストリング５１に流れる電流Ｉｐｖまたはパワーコンディショナ４の出力電流Ｉｄｃｏｕｔに基づいて、次のように構成している。
【００５６】
すなわち、第１のストリング５１に流れる電流Ｉｐｖが、増加しているときには、発電できる状態であり、第１のストリング５１に流れる電流Ｉｐｖが減少してほぼ０Ａになったときには、発電できない状態とするものであるが、この発電できない状態は、積雪よる場合と雲などによる照度変化による場合とがあり、両者を区別して対応する必要がある。
【００５７】
そこで、電流変化量の安定度に基づいて、電流変化量が安定しているときには、積雪によって発電できない状態であると判定し、電流変化量が不安定であるときには、雲等による照度変化によって発電できない状態であると判定するものであり、この判定の閾値は、例えば、実験的に決定される。
【００５８】
同様にして、パワーコンディショナ４からの出力電流Ｉｄｃｏｕｔ、すなわち、発熱電流が増加しているときには、発電できない状態であり、発熱電流が減少しているときには、発電できる状態であるとするものであり、電流変化量の安定度に基づいて、積雪と照度変化とを区別して対応するものである。
【００５９】
下記の表１は、開閉器８１をオフした第１のストリング５１に流れる電流変化に基づいて制御する場合を、また、表２は、パワーコンディショナ４の出力電流変化に基づいて制御する場合をそれぞれ示すものである。
【００６０】
【表１】
0003629987.tif 000002
【００６１】
【表２】
0003629987.tif 000003
【００６２】
表１に示されるように、例えば第１のストリング５１に流れる電流Ｉｐｖが増加している場合には、発電できる状態であるので、電流変化量の安定不安定に拘わらず、現状のまま、すなわち、第１のストリング５１の第１の開閉器８１をオフしたままとして融雪動作を継続し、第１のストリング５１に流れる電流が減少したときには、発電できない状態であるので、電流変化量が安定か不安定かを判別し、安定であるときには、積雪であると判定して第１のストリング５１の第１の開閉器８１をオンして発熱電流を第１のストリング５１にも供給して第１のストリング５１も融雪動作を行わせ、不安定であるときには、照度変化によって一時的に発電できない状態になったとして、現状のまま、すなわち、第１のストリング５１の第１の開閉器８１をオフしたままとして他のストリング５２，５３の融雪動作を継続する。
【００６３】
また、表２に示されるように、パワーコンディショナ４の出力電流Ｉｄｃｏｕｔが減少している場合には、発電できる状態であるので、電流変化量の安定不安定に拘わらず、現状のまま、すなわち、第１のストリング５１の第１の開閉器８１をオフしたままとして融雪動作を継続し、パワーコンディショナ４の出力電流Ｉｄｃｏｕｔが増加したときには、発電できない状態であるので、電流変化量が安定か不安定かを判別し、安定であるときには、積雪であると判定して第１のストリング５１の第１の開閉器８１をオンして発熱電流を第１のストリング５１にも供給して第１のストリング５１も融雪動作を行わせ、不安定であるときには、照度変化によって一時的に発電できない状態になったとして、現状のまま、すなわち、第１のストリング５１の第１の開閉器８１をオフしたままとして他のストリング５２，５３の融雪動作を継続する。
【００６４】
（実施の形態４）
図７は、本発明のさらに他の実施の形態の太陽光発電システムの構成図であり、上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００６５】
上述の各実施の形態は、昼間の太陽光がある状態において、発電できる状態であるか否かを検出したけれども、夜間においては、発電できないので、上述の各実施の形態は適用できない。
【００６６】
そこで、この実施の形態では、夜間において、融雪が完了した時点を検出して融雪動作を停止させるために、次のように構成している。
【００６７】
すなわち、積雪した雪が太陽電池上に残って融けていない状態では、太陽電池２の発熱は、雪の融解に使用されるために太陽電池２の温度上昇はほとんどないが、雪が融けて融雪が完了すると、太陽電池２の自己発熱によって温度上昇を起こす。一定電圧Ｖ０を印加した状態で、太陽電池２のセル温度が上昇すると、図８の太陽電池の温度特性に示されるように、電流が増加することになる。
【００６８】
そこで、所定値以上の電流が検出されたストリングは、融雪が終了したとして、対応する開閉器をオフしてパワーコンディショナ４からの発熱電流を遮断するものであり、全ての開閉器８１〜８３がオフされた時点で全てのストリング５１〜５３の融雪動作が終了したことになり、パワーコンディショナ４の融雪動作を停止させる。
【００６９】
なお、図８において、ライン▲１▼は太陽電池セルの温度が５０°Ｃ、ライン▲２▼は太陽電池セルの温度が２５°Ｃ、ライン▲３▼は太陽電池セルの温度が０°Ｃの各場合の特性を示している。
【００７０】
このように、夜間の融雪動作においても、融雪が終了したストリングの開閉器を順次オフして、融雪動作を停止させるので、融雪が終了した後にも融雪動作を継続するといった事態を回避できることになり、融雪動作に不必要な電力を消費することがない。
【００７１】
パワーコンディショナ４からの出力電流は、太陽電池セルのバラツキや温度の差などによって、特定のストリングに集中して過電流状態となり、太陽電池の寿命を短くしたり、故障の原因となることがある。
【００７２】
そこで、この実施の形態では、電流センサ９１〜９３の検出値が、過電流、すなわち、太陽電池の保護レベルに達したときには、融雪状態に拘わらず、そのストリングの開閉器をオフして過電流を遮断するようにしている。
【００７３】
その他の構成は、上述の実施の形態１と同様であり、昼間は、発電できる状態になったか否かを検出して発電できる状態になったときには、融雪動作を停止させて発電動作に移行するものである。
【００７４】
（その他の実施の形態）
本発明は、上述の各実施の形態を組み合わせてよく、例えば、上述の実施の形態４において、融雪が完了したとして開閉器をオフした後に、その後の積雪によって再度融雪する必要が生じる場合があるので、上述の実施の形態２のように、一定期間毎に、開閉器を再びオンして流れる電流を検出して開閉器のオンオフを制御するようにしてもよい。
【００７５】
本発明の他の実施の形態として、図９に示されるように、ブレーカ１１等を収納した接続箱１２に本発明に係る融雪制御装置３を内蔵させてもよい。
【００７６】
上述の各実施の形態では、パワーコンディショナ４によって太陽電池２の発熱電流を供給したけれども、本発明は、パワーコンディショナ４に限らず、他の融雪装置から発熱電流を太陽電池へ供給する構成に適用してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、太陽電池が発電できる状態であるか否かを検出し、発電できる状態であるときには、融雪動作を停止させるので、太陽電池上の氷雪が融けていない融雪完了前に融雪動作を停止させたり、あるいは、発電が可能な状態であるにも拘わらず融雪動作を継続するといった事態を回避できることになり、システムの使用効率の向上を図ることができる。
【００７８】
また、融雪動作を停止させた後に、パワーコンディショナを通常の発電動作に切り換えるので、太陽電池の発電電力を有効に利用できることになり、システムの使用効率が一層向上する。
【００７９】
さらに、融雪動作中に、発電可能となったストリングについては、パワーコンディショナからの発熱電流を遮断するので、融雪動作に無駄な電力を消費することがなく、システムの使用効率をさらに高めることができる。しかも、発電可能となったストリングが、積雪によって再び発電不可能な状態になったときには、それを検出してそのストリングに対する融雪動作を再開できる。
【００８０】
また、ストリングを流れる電流が所定値となったときには、融雪が完了したとして発熱電流を遮断するので、発電できない夜間においても、融雪が終了した時点で融雪動作を停止させることができる。また、ストリングに流れる過電流を検出して発熱電流を遮断することができるので、太陽電池の過電流保護が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る太陽光発電システムの構成図である。
【図２】融雪動作を説明するための太陽電池の電流−電圧特性図である。
【図３】本発明の動作説明に供する太陽光発電システムの構成図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の太陽光発電システムの構成図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態の太陽光発電システムの構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の太陽光発電システムの構成図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態の太陽光発電システムの構成図である。
【図８】動作説明に供する太陽電池の電流−電圧特性図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の太陽光発電システムの構成図である。
【符号の説明】
１                    太陽光発電システム
２                    太陽電池
３                    融雪制御装置
４                    パワーコンディショナ
５１〜５３              ストリング
６                    系統電源
７１〜７３              逆流防止ダイオード
８１〜８３              開閉器
９１〜９３              電流センサ
１０                  マイクロコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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