(57)【要約】【課題】各接続箱ごとで太陽電池ストリングの異常を判断して異常検知時にエラー信号を出力することで、「異常検知の処理負担の分散」及び「太陽電池ストリングの大幅増」を同時に実現する。【解決手段】複数個の太陽電池２が直列に接続された太陽電池ストリング３を複数本備え、複数本の太陽電池ストリング３が接続箱５に接続され、接続箱５を複数個有する。各接続箱５は、接続箱５に接続された太陽電池ストリング３に流れる電流値から異常を判断する分散判断手段６内に、太陽電池ストリング３の電流値を測定し且つ電流値に相当するデータ信号Ｄを出力するホール素子型変流器９を備えた測定処理部７と、測定処理部７からのデータ信号Ｄに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時にエラー信号Ｅを出力する信号処理部８を備え、変流器９は、太陽電池ストリング３に取付け可能に開閉する環形状で、データ信号Ｄが信号処理部８で一括して補正されている。【選択図】図１
2014154602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の太陽電池（２）が直列に接続された太陽電池ストリング（３）を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング（３）が接続箱（５）に接続され、この接続箱（５）を複数個有した太陽光発電システムであって、
前記複数個の接続箱（５）のそれぞれは、当該接続箱（５）に接続された複数本の太陽電池ストリング（３）に流れる電流値から接続箱（５）ごとで太陽電池ストリング（３）の異常を判断する分散判断手段（６）を有し、
この分散判断手段（６）は、前記複数本の太陽電池ストリング（３）の電流値を測定し且つ電流値に相当するデータ信号（Ｄ）を出力する測定処理部（７）と、この測定処理部（７）からのデータ信号（Ｄ）に基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時にエラー信号（Ｅ）を出力する信号処理部（８）を備えていて、
前記測定処理部（７）は、前記複数本の太陽電池ストリング（３）のそれぞれに取り付けられ且つ当該太陽電池ストリング（３）の電流値に相当するデータ信号（Ｄ）を出力するホール素子型変流器（９）を複数個備え、
これら複数個のホール素子型変流器（９）は、それぞれの太陽電池ストリング（３）に取付け可能に開閉する環形状であると同時に、
前記複数個のホール素子型変流器（９）からのデータ信号（Ｄ）が、前記信号処理部（８）で一括して補正されていることを特徴とする太陽電池発電システム。
【請求項２】
前記複数個の接続箱（５）のそれぞれは、前記信号処理部（８）からのエラー信号（Ｅ）を無線で送信する分散無線機（１０）を備え、
前記複数個の接続箱（５）の分散無線機（１０）が無線で送信したエラー信号（Ｅ）を受信する中央無線機（１１）と、この中央無線機（１１）が受信した複数のエラー信号（Ｅ）に基づき太陽電池ストリング（３）の異常を一括して判断する中央判断手段（１２）を有していて、
前記中央判断手段（１２）における中央処理装置（１３Ｃ）、この中央処理装置（１３Ｃ）が取り付けられた基板（１４Ｃ）及びこの基板（１４Ｃ）が内蔵された筐体（１５Ｃ）は、前記分散判断手段（６）でも使用可能な中央処理装置、基板及び筐体が共用されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光電池システム。
【請求項３】
複数個の太陽電池（２）が直列に接続された太陽電池ストリング（３）を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング（３）が接続箱（５）に接続され、この接続箱（５）を複数個有した太陽光発電システムであって、
前記複数個の接続箱（５）のそれぞれは、当該接続箱（５）に接続された複数本の太陽電池ストリング（３）に流れる電流値から接続箱（５）ごとで太陽電池ストリング（３）の異常を判断する分散判断手段（６）を有し、
この分散判断手段（６）は、前記複数本の太陽電池ストリング（３）の電流値を測定し且つ電流値に相当するデータ信号（Ｄ）を出力する測定処理部（７）と、この測定処理部（７）からのデータ信号（Ｄ）に基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時にエラー信号（Ｅ）を出力する信号処理部（８）を備えていることを特徴とする太陽電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽電池が直列に接続された太陽電池ストリングを複数本備え、これら複数の太陽電池ストリングが接続された接続箱を複数個有した太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力された光に基づいて光起電力を生じさせる光電池装置において電源モジュールの故障検出の容易化を図る技術が知られている（特許文献１）。
この光電池装置は、入力された光に基づいて光起電力を生じさせ、状態を示す状態情報を電源線に印加させる、グランド線と電源線との間に接続された電源部と、電源線から印加される直流電源を所定の電源に変換し、電源線を介して電源部と通信を行うインバータとを備えている。
【０００３】
更に、この光電池装置において、電源部は、１または２以上の電源モジュールを有し、電源モジュールは、入力された光に基づいて光起電力を生じさせるセルが、直列および／または並列に接続された光電池モジュールと、光電池モジュールのグランド線側の第１端子にアノードが接続され、光電池モジュールの電源線側の第２端子にカソードが接続されるバイパスダイオードと、電源モジュールの状態を検出する状態検出部と、状態情報を電源線に印加させる通信部と、通信部が受信したインバータから送信される情報取得要求に基づいて、状態検出部から出力される検出結果に基づく状態情報を通信部に選択的に送信させる通信制御部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８６７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された光電池装置は、状態を示す状態情報を選択的に送信するとしても、全ての電源部に故障の可能性がある以上、インバータが、直接に全ての電源部の状態を示す状態情報を一括して取得要求・受信しており（特許文献１の請求項１）、光電池装置が大規模化し、電源モジュールの数が増大した場合には、直接全ての電源部と通信するインバータでは処理に時間を要したり、処理しきれない虞がある。
これは、特許文献１の光電池装置では、処理できる電源モジュールの数に限りがあることを示している。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑み、各接続箱ごとで太陽電池ストリングの異常を判断して異常検知時にエラー信号を出力することで、異常判断の処理負担を分散でき、監視可能な太陽電池ストリングを大幅に増やせる太陽光電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る太陽光発電システムは、複数個の太陽電池２が直列に接続された太陽電池ストリング３を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング３が接続箱５に接続され、この接続箱５を複数個有した太陽光発電システムであって、前記複数個の接続箱５のそれぞれは、当該接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から接続箱５ごとで太陽電池ストリング３の異常を判断する分散判断手段６を有し、この分散判断手段６は、前記複数本の太陽電池ストリング３の電流値を測定し且つ電流値に相当するデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、この測定処理部７からのデータ信号Ｄに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時にエラー信号Ｅを出力する信号処理部８を備えていて、前記測定処理部７は、前記複数本の太陽電池ストリング３のそれぞれに取り付けられ且つ当該太陽電池ストリング３の電流値に相当するデータ信号Ｄを出力するホール素子型変流器９を複数個備え、これら複数個のホール素子型変流器９は、それぞれの太陽電池ストリング３に取付け可能に開閉する環形状であると同時に、前記複数個のホール素子型変流器９からのデータ信号Ｄが、前記信号処理部８で一括して補正されていることを第１の特徴とする。
【０００８】
本発明に係る太陽光発電システムの第２の特徴は、上記第１の特徴に加えて、前記複数個の接続箱５のそれぞれは、前記信号処理部８からのエラー信号Ｅを無線で送信する分散無線機１０を備え、前記複数個の接続箱５の分散無線機１０が無線で送信したエラー信号Ｅを受信する中央無線機１１と、この中央無線機１１が受信した複数のエラー信号Ｅに基づき太陽電池ストリング３の異常を一括して判断する中央判断手段１２を有していて、前記中央判断手段１２における中央処理装置１３Ｃ、この中央処理装置１３Ｃが取り付けられた基板１４Ｃ及びこの基板１４Ｃが内蔵された筐体１５Ｃは、前記分散判断手段６でも使用可能な中央処理装置、基板及び筐体が共用されている点にある。
【０００９】
本発明に係る太陽光発電システムの第３の特徴は、複数個の太陽電池２が直列に接続された太陽電池ストリング３を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング３が接続箱５に接続され、この接続箱５を複数個有した太陽光発電システムであって、前記複数個の接続箱５のそれぞれは、当該接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から接続箱５ごとで太陽電池ストリング３の異常を判断する分散判断手段６を有し、この分散判断手段６は、前記複数本の太陽電池ストリング３の電流値を測定し且つ電流値に相当するデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、この測定処理部７からのデータ信号Ｄに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時にエラー信号Ｅを出力する信号処理部８を備えている点にある。
【００１０】
これらの特徴により、各接続箱５は、複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から異常を判断する分散判断手段６内に、太陽電池ストリング３の電流値に相当するデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、データ信号Ｄに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時にエラー信号Ｅを出力する信号処理部８を備えることで、特許文献１の光電池装置のように、電源部の状態情報の処理が一極集中することはなく、処理時間の遅延や処理能力のオーバーフローもないため、情報処理スピードの向上や、情報の選別などが分散して行える。
従って、太陽光発電システム１として、監視可能な太陽電池ストリング３の数や、接続箱５自体の数が大幅に増える。
更に、出力する情報が、異常の有無を伝える非常に簡潔なエラー信号Ｅであることから、特許文献１のような、電源モジュールを特定する固有の識別情報などの複雑なデータをやり取りするよりも、通信方式を問わず、情報伝達の安定性が向上する。
尚、複数個の接続箱５は、通常、配電盤に接続されるが、仮に、この接続箱（配電盤）の数が増えても、太陽光発電システム１としては、とにかく接続箱５ごとに、異常の有無を示すエラー信号Ｅを処理できれば良い。
例えば、「１６０台」の配電盤において、配電盤１台につき、仮に、接続箱「３２個（又は１６個）」×太陽電池ストリング「６本（又は１２本）」×太陽電池「１４個」を有する（１個の太陽電池が最大で「１個当たり０．２５ｋＷ」発電するとすれば、太陽光発電システム全体として８００００ｋＷ級の電力を発電する）としても、太陽光発電システム全体の接続箱の個数は「５１２０個」となる。
つまり、５１２０個（５１２０ビット）のエラー「有り」又は「無し」の処理という非常に低い処理負荷で、８００００ｋＷという大発電量の太陽光発電システムにおいても、太陽電池ストリングの監視が可能となる。
一方、特許文献１の如く、全ての電源部の状態を示す状態情報を一括して受信した場合、図６〜８に示すような生データを、全ての太陽電池ストリングから受信することとなり、監視可能な太陽電池ストリングの数が、非常に限られる。
【００１１】
又、太陽電池ストリング３の電流値に相当するデータ信号Ｄを出力し且つ太陽電池ストリング３に取付け可能に開閉する環形状のホール素子型変流器９を複数個備え、複数個のホール素子型変流器９からのデータ信号Ｄを、信号処理部８で一括して補正することで、ホール素子型変流器９ごとに、Ａ／Ｄ変換機や補正処理をする素子等をつける必要がなくなり、各変流器９のコストを削減できると同時に、変流器９の数（測定できる太陽電池ストリング３の数）を容易に増やすことが可能となる。
更に加えて、開閉する環形状の変流器９は、太陽電池ストリング３に後付けした際に、このストリング３に対する後付け具合・相対位置等が変流器９ごとに異なる（出力されるデータ信号Ｄがバラつく）可能性があるものの、このバラツキを信号処理部８で、安価にまとめて補填・許容することが出来る。従って、導線（ストリング３のケーブル）に対する相対位置等が固定された変流器を、ストリング３を一旦切断して、切断したその間に設置する等の手間がかからず、変流器９の後付けの効率が向上し、コストを低減できる。
【００１２】
各接続箱５からのエラー信号Ｅを無線で送信する分散無線機１０と、複数のエラー信号Ｅを受信する中央無線機１１と、複数のエラー信号Ｅに基づき太陽電池ストリング３の異常を一括して判断する中央判断手段１２を有することで、分散判断手段６と中央判断手段１２との間の配線が不要となり、設置負担が軽減すると共に、既存の太陽光発電システムにも、太陽電池ストリング３の監視システムが後付けし易くなる。
これに加えて、中央判断手段１２における中央処理装置１３Ｃ、基板１４Ｃ及び筐体１５Ｃを、分散判断手段６でも使用可能な中央処理装置、基板及び筐体と共用することで、太陽光発電システム１の生産効率の向上、製造コスト削減が図れると同時に、無線通信の親機（中央判断手段１２）と子機（分散判断手段６）で共通プラットフォームを用いているため、親機も複数台に増やすことが容易であり、太陽光発電システム１全体として、監視できる太陽電池ストリング３の数が飛躍的に増大する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る太陽光発電システムによると、各接続箱ごとで太陽電池ストリングの異常を判断して異常検知時にエラー信号を出力することで、「異常検知の処理負担の分散」及び「太陽電池ストリングの大幅増」を、簡潔な構造で同時に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る太陽光発電システムを示す概要図である。
【図２】太陽光発電システムの太陽電池ストリングと接続箱を示す概要図である。
【図３】分散判断手段を示す回路図である。
【図４】中央判断手段を示す回路図である。
【図５】分散判断手段と中央判断手段の基板、筐体を示す斜視図である。
【図６】３本の太陽電池ストリングに取り付けたホール素子型変流器の出力電圧を示すグラフである。
【図７】図６中の３つの出力電圧の相互関係を示すグラフである。
【図８】図６中の３つの出力電圧の相互関係の移動平均を示すグラフである。
【図９】異常検知アルゴリズムのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜太陽光発電システム１の全体構成＞
図１〜５には、本発明に係る太陽光発電システム１が示されている。
この太陽光発電システム１は、太陽電池２に光が照射されることによって発生する直流電力を交流電力に変換して、電力系統に供給するシステムである。
太陽光発電システム１は、複数個の太陽電池２と、複数本の太陽電池ストリング３と、複数個の接続箱５と、配電盤２１（例えば、ルームタイプ）と、この配電盤２１に内蔵されたインバータ（パワコン）２２等と、配電盤２１とは別の場所に設置されたデータ収集装置２３などを有している。
【００１６】
特に、接続箱５内には、当該接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から太陽電池ストリング３の異常を判断する分散判断手段６（測定処理部７、信号処理部８、電源供給部６０等）と、分散判断手段６（信号処理部８）からのエラー信号Ｅを無線で送信する分散無線機１０が設けられている。
一方、配電盤２１内には、分散無線機１０からの複数のエラー信号Ｅを受信する中央無線機１１と、太陽電池ストリング３の異常を一括して判断する中央判断手段１２が設けられている。
【００１７】
＜太陽電池２、太陽電池ストリング３＞
図１、２に示したように、太陽電池ストリング３は、複数個の太陽電池２を備えている。
個々の太陽電池２は、光が照射されることによって、正極（＋極）と負極（−極）の間に直流電力を発生し、発生する電力の平均は、約１００〜３００Ｗ（例えば、２５０Ｗ）である。
これらのうち、ある太陽電池２ａの＋極に別の太陽電池２ｂの−極を接続し、別の太陽電池２ｂの＋極にまた別の太陽電池２ｃの−極を接続し、以下、これを繰り返して、複数個（例えば、５〜２０枚）の太陽電池２を直列に接続して、１本の太陽電池ストリング３となる。
【００１８】
このように、複数個の太陽電池２が直列に繋がった太陽電池ストリング３全体としての＋極（電力出力端）と、−極（グランド端）の間の電圧は、各太陽電池２で発生された直流電圧の和であって、天候、時刻や、各太陽電池２の劣化、故障、設置位置のズレなどで変動するが、約２００〜１０００Ｖとなる。
又、太陽電池ストリング３の電力出力端から出力される電力は、各太陽電池２の電力の和であって、約５００〜６０００Ｗ（例えば、出力電力が２５０Ｗの太陽電池２を１４枚接続した場合、３５００Ｗ＝３．５ｋＷ）となる。
【００１９】
ここで、太陽電池２を直列に接続するということは、それらの太陽電池２のうち１つでも不具合のある太陽電池２が発生すると、その太陽電池２において電流が遮断されてしまい、他の太陽電池２により発電された電力を出力することが困難となる。
そのため、直列に接続された太陽電池２ごとに、バイパスダイオード（図示省略）を設けることで、不具合の発生した太陽電池２を、電流が、バイパス（迂回）するように構成される。
尚、このバイパスダイオードは、太陽電池２に対して、その−極から＋極へ電流が流れる向きに並列に接続され、詳しくは、バイパスダイオードのカソード（陰極）が、太陽電池２の＋極に接続され、バイパスダイオードのアノード（陽極）が、太陽電池２の−極に接続される。
【００２０】
＜接続箱５＞
図１、２に示した如く、上述した複数本（例えば、５〜１５本）の太陽電池ストリング３が、１個の接続箱５へ並列に接続されている。
従って、それぞれの太陽電池ストリング３の電力出力端（＋極）とグランド端（−極）の間の電圧は、同一となり、上述したように、約０．５〜６ｋＷである。
但し、１個の接続箱５に対して、複数本の太陽電池ストリング３の電流が流れ込むため、接続箱５に集まる電力は、約２．５〜９０ｋＷ（例えば、接続箱５に、出力電力が３．５ｋＷの太陽電池ストリング３を、６本接続していれば２１ｋＷ、１２本接続していれば４２ｋＷ）である。
【００２１】
ここで、１個の接続箱５に接続された太陽電池ストリング３を、「ストリング単位で」異常を検知したい場合、たとえ、太陽電池２の劣化、故障、設置位置のズレなどの異常が内在する太陽電池ストリング３であっても、その電力出力端（＋極）の電位は、他の正常な太陽電池ストリング３の＋極の電位と同じとなる。
従って、電圧を測定したのでは、太陽電池ストリング３ごとの異常は判断できない。
逆に、１個の接続箱５に接続された各太陽電池ストリング３に流れる「電流」を測定すれば、太陽電池ストリング３を、容易に「ストリング単位で」異常検知できる。
尚、電圧を測定する場合でも、太陽電池ストリング３内の各太陽電池２ごとに電圧を測定するのであれば、それらを合計した各太陽電池ストリング３ごとの電圧で、異常検知は可能となる。
【００２２】
又、それぞれの太陽電池ストリング３の＋極は、逆流防止用ダイオード４を介して、接続箱５に接続されている。
これは、接続箱５に接続された太陽電池ストリング３間で、電位差が生じた場合、他よりも電位が低い太陽電池ストリング３に、電流が逆流するのを防止するためである。
尚、逆流防止用ダイオード４は、アノード（陽極）が、太陽電池ストリング３の＋極に接続され、カソード（陰極）が、接続箱５側に接続されている。
【００２３】
この逆流防止用ダイオード４は、耐高電圧のために、直列に接続された２つのダイオードから構成されていても良い。
更に、太陽電池ストリング３の＋極は、可変抵抗（バリスタ）を介して太陽電池ストリング３の−極へ接続されたり、バリスタを介して地面に接地されていても良い。
一方、それぞれの太陽電池ストリング３の−極が、バリスタを介して接地されていても良い。
これらのバリスタや接地が、接続箱５や配電盤２１に接続される手前で設けられていた場合には、落雷によるサージ電圧が、分散判断手段６やパワコン２２等に与える影響を低減させることが出来る。
【００２４】
＜分散判断手段６＞
図１〜３、５に示したように、分散判断手段６は、それぞれの接続箱５内に設けられて、その接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から接続箱５ごとで、太陽電池ストリング３の異常を判断するものである。
分散判断手段６は、上述のように、複数本の太陽電池ストリング３の電流値を測定してデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、太陽電池ストリング３の異常の有無を検知してエラー信号Ｅを出力する信号処理部８と、この信号処理部８をはじめ、測定処理部７、分散無線機１０等を駆動させる電力を供給する電源供給部６０を備えている。
【００２５】
又、分散判断手段６は、上述した信号処理部８の中央処理装置１３Ｌと、この中央処理装置１３Ｌが取り付けられた基板（制御基板）１４Ｌと、この基板１４Ｌが内蔵された筐体１５Ｌも有している（図３、５参照）。
この筐体１５Ｌは、略直方体状の箱体であって、内部に制御基板１４Ｌ等の機器や、表側にインターフェース面を形成できるのであれば何れの構成であっても構わないが、例えば、アルミなど金属製の薄板材を折り曲げて形成したり、一般にハウジング等に用いられるポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で成形したものであっても良い。
制御基板１４Ｌは、中央処理装置１３Ｌや、後述する不揮発性メモリ３１その他の機器を取り付け（実装）出来るのであれば、何れの素材でも良く、例えば、ガラスエポキシ基板や、ベークライト基板、ガラスコンポジット基板等によって構成される。
中央処理装置１３Ｌは、測定処理部７から入力されるデータ信号Ｄに基づいて、監視を担当する複数本の太陽電池ストリング３の中に異常が有るか否かを判断し（異常の検知）、異常が検知された場合には、エラー信号Ｅを出力する処理を行うものである。
【００２６】
尚、分散判断手段６における中央処理装置１３Ｌ、制御基板１４Ｌ及び筐体１５Ｌは、配電盤２１の中央判断手段１２でも使用可能な中央処理装置、基板及び筐体が共用され、プラットフォームの共通化が図られている。
尚、例えば、図３に示す如く、これら中央処理装置１３Ｌ、制御基板１４Ｌ及び筐体１５Ｌ以外に、以下のものを備えたり、共用化していても良い。
例示すれば、制御基板１４Ｌに実装された不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））３１Ｌ、通信ケーブル（例えば、ＲＳ４８５ケーブル）のドライバ３２Ｌ、通信ケーブルのポート（例えば、ＲＳ４８５のシリアルポート）３３Ｌ、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）３４Ｌ、３つのロータリーＤｉｐスイッチ３５Ｌ（例えば、グルーピング用、感度調整用、モード選択用）、温度センサ３６Ｌ、２つのＬＥＤ３７Ｌ（例えば、動作確認用）、スイッチ（例えば、タクトスイッチ）３８Ｌ等の機器を、分散判断手段６は有しているが、これらの機器が、中央判断手段１２と、同じ型のものを共用していても構わない。
更には、接続箱５及び配電盤２１の双方における無線機（分散無線機１０、中央無線機１１）や、ロータリーＤｉｐスイッチ３５ＬやＬＥＤ３７Ｌが取り付けられている（実装される）インターフェース基板３９Ｌも、分散判断手段６（子機）と中央判断手段１２（親機）との間で、共用されていても構わない。
【００２７】
このように、親機・子機間で、共通のプラットフォームを持つことで、生産効率の向上、生産コストの低減を図ることが出来る。
又、子機のオプションとして、分散判断手段６に、記憶媒体（例えば、ｍｉｃｒｏＳＤ（このロゴは登録商標）カード）モジュール４０Ｌが設けられていても良い。
この場合には、測定処理部７が測定した実際の生データ（データ信号Ｄ）を、時刻情報や温度情報と共に、記憶媒体に記録でき、のちの評価の材料となる。
尚、リアルタイムクロック３４Ｌには、以下に述べる測定処理部７とは直接つながっていない別系統の電源（ボタン型電池等）４１Ｌから供給されており、リアルタイムクロック３４Ｌの電源側は、電解コンデンサを介して地面に接地されている。
【００２８】
＜測定処理部７＞
図１〜３に示されたように、測定処理部７は、複数本（５〜２０本、例えば、１２本）の太陽電池ストリング３の電流値を測定し、それぞれの電流値に相当するデータ信号Ｄを出力するものである。
測定処理部７は、それぞれの太陽電池ストリング３に取り付けられたホール素子型変流器９と、各ホール素子型変流器９に、安定した電源を所定の電圧で供給するレギュレータ５１（例えば、低損失三端子レギュレータ（ＬＤＯ））と、このレギュレータ５１に電力を供給する駆動電源５２を備えている。
【００２９】
ホール素子型変流器９は、太陽電池ストリング３に流れる電流を非接触で検出でき、検出される太陽電池ストリング３側の電力損失を抑えた電流センサであって、太陽電池ストリング３の電流値に比例する電圧が出力される。尚、変流器９は、この出力端子のほか、電源の入力端子、グランド端子の３つの端子をもつ。
この変流器９は、全体として環形状に形成されており、詳しくは、環（リング）状に成形したコア（鉄心）と、この鉄心に設けられた隙間（ギャップ）に挿入されたホール素子を有している。
変流器９は、リング状鉄心の孔中央に、太陽電池ストリング３のケーブルを貫通させて、太陽電池ストリング３に電流が流れてケーブル周りに発生する磁束に対応した電圧を、ホール素子から出力することにより、太陽電池ストリング３に流れる電流を検出することが出来る。
【００３０】
又、変流器９のリング状鉄心は、その環を開閉可能に構成されており、太陽電池ストリング３への取付け（後付け）の手間は、太陽電池ストリング３のケーブルに対する相対位置・向き等が固定された変流器を、ストリング３を一旦切断して、切断したその間に設置する等の手間よりも格段に低く、変流器９の取付け、特に、後付けの効率向上や、コスト低減に寄与する。
尚、変流器９は、開閉自在な環形状に形成され、且つ、太陽電池ストリング３の電流を検出できるのであれば、太陽電池ストリング３に流れる電流によって発生した磁束をホール素子で直接検出するオープンループタイプや、太陽電池ストリング３の電流によって発生した磁束が常にゼロ（０）となるように二次巻線に流れる帰還電流を負荷抵抗で電圧に変換したクローズドループタイプ、各タイプの出力電圧を増幅器で増幅したものなど何れであっても構わない。
【００３１】
又、変流器９には、温度特性や、入力される電圧による電流検出特性、オフセット（太陽電池ストリング３に電流が流れていない時に出力される不平衡電圧（０点電圧））などがあるが、これらの特性に基づく出力電圧の補正（Ａ／Ｄ変換も含む）は、信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）にて一括して行うため、それぞれの変流器９は、生データ（データ信号Ｄ）を出力するだけで良い。
従って、１個１個の変流器９に、Ａ／Ｄ変換機や補正処理をする素子等をつける必要がなくなり、各変流器９のコストを削減できると同時に、変流器９の数（測定できる太陽電池ストリング３の数）を容易に増やすことが可能となる。
【００３２】
各変流器９の駆動電源５２は、直流電圧（例えば、５Ｖ）であって、一般の商用電源を別途降圧して用いたり、接続箱５の太陽電池ストリング３の出力電力端から降圧して駆動電源としたり、乾電池・ボタン電池・蓄電池等を用いたり、太陽電池ストリング３の電力出力端側の逆流防止用ダイオード４両端より取り出された電圧を昇圧したものを駆動電源としたものでも良い。
この駆動電源５２の出力は、レギュレータ（安定化電源）５１の入力端子（ＩＮ）に入力されて安定化及び降圧（例えば、３．３Ｖ）された後、この安定化等された電圧が出力端子（ＯＵＴ）から、変流器９の入力端子（Ｖin）へ入力される。
このレギュレータ５１は、信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）からの操作信号を操作端子（ＥＮ）に受けて、測定の必要に応じて、変流器９をＯＮ／ＯＦＦさせる。
尚、ホール素子型変流器９においても、その入力端子（Ｖin）、グランド端子（ＧＮＤ）、出力端子（Ｖout ）は、可変抵抗（バリスタ）を介して、分散判断手段６の筐体１５Ｌに接地されていても良い。
更に、変流器９の入力端子とグランド端子の間も、バリスタを介して接続されていたり、変流器９のグラント端子が地面に接地されていても良い。
これらのバリスタや接地により、落雷の影響を抑えることが出来る。
【００３３】
変流器９の出力は、ノイズ除去のために、ローパスフィルタ５３（例えば、抵抗とコンデンサで構成されているもの）を介して、中央処理装置１３Ｌへデータ信号Ｄを送っても良い。
尚、測定処理部７は、ホール素子型変流器９でなくとも、逆流防止用ダイオード４の両端の電圧を（温度特性も考慮しながら）測定して、その電位差から太陽電池ストリング３に流れる電流値を計算する構成としても良い。
【００３４】
＜信号処理部８＞
図２、３に示したように、信号処理部８は、中央処理装置１３Ｌによって、測定処理部７からのデータ信号Ｄに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時にエラー信号Ｅを出力するものである。
又、分散判断手段６（子機）の信号処理部８は、中央判断手段１２（親機）に対して、分散判断手段６が正常に動作していることを知らせるため、定期的に（例えば、１日１回）、中央判断手段１２へ、（分散無線機１０・中央無線機１１を介して）正常に動作している旨の正常信号も送信している。
この信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）は、データ信号Ｄから変流器９の各特性に基づいて、それぞれの太陽電池ストリング３に流れる電流値（絶対値）を算出するなど、データ信号Ｄに基づき異常の有無を検知できるのであれば、何れのアルゴリズムでも構わないが、例えば、以下に示す異常検知アルゴリズム（プログラム）を中央処理装置１３Ｌで実行しても良い。
【００３５】
＜異常検知アルゴリズム＞
異常検知アルゴリズムとしては、各太陽電池ストリング３の具体的な電流値までも求めなくとも（絶対値を算出する処理の負荷・時間をかけなくとも）、変流器９からの出力電圧（データ信号Ｄ）だけで、当該接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３における異常の有無を検知できるのであれば、十分と言え、そのアルゴリズムを述べる。
ここで、異常検知アルゴリズムの判断材料となるホール素子型変流器９の生の出力電圧を、任意に選んだ３本の太陽電池ストリング３で例示する。
図６〜８において、３本の太陽電池ストリング３のそれぞれに取り付けたホール素子型変流器９でサンプリングした出力電圧と、その相関関係を示したグラフを示す。
尚、データを取得した日の天候は快晴で、１１時５２分〜１３時０６分（午前１１時５２分〜午後１時６分）にかけて、５秒周期でサンプリングしている。
【００３６】
図６において、３本の太陽電池ストリング（ストリング１〜３）に取り付けたホール素子型変流器９からの出力電圧（Ｅ１〜Ｅ３）が示されているが、各出力電圧が異なるのはそれぞれの変流器９は、太陽電池ストリング３に電流が流れていない時に出力される０点電圧が異なるため、各出力電圧が縦軸方向にズレている。
尚、図６中の２箇所のＡ部にて、ストリング１〜３が同様の変化をしている（同期している）が、これはパワコン２２側の制御に起因すると考えられ、図６中のＢ部においては、３つのストリング中、ストリング１のみが大きく変動（降下）しているが、これはストリング１に相当する太陽電池ストリング３の太陽電池２にシートをかぶせ、故意に異常状態を作ったためである。
【００３７】
図７は、ストリング１〜３間で出力電圧の相互関係を差分として表したものであって、詳解すれば、系列１がストリング１とストリング２の出力電圧の差分を示し、系列２がストリング３とストリング１の出力電圧の差分を示し、系列３がストリング３とストリング２の出力電圧の差分を示す。
図８も、ストリング１〜３間で出力電圧の相互関係を差分として表したものであるが、５秒周期で測定した図７を、１０周期分（５０秒）ごとにまとめて移動平均をプロットしたものである。
【００３８】
図９に示したように、異常検知アルゴリズムは、まず、処理を開始して（ステップＳ０）、複数本の太陽電池ストリング３の変流器９の出力電圧を一定期間（例えば、１週間）測定する学習期間（学習ステップＳ１）と、この学習期間中に算出したパラメータを基に異常の有無を判断、つまり異常検知を行う運用期間（異常検知ステップＳ２）と、異常を検知した場合にエラー信号Ｅを出力する信号出力ステップＳ３を有する。
【００３９】
（１）学習期間（学習ステップＳ１）
まず、太陽電池ストリングが３本の場合を例に、以下のステップＳ１、Ｓ２を説明する。
３本の太陽電池ストリング３（ストリング１〜３）に取り付けられた変流器９の出力電圧の電圧値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を測定する。尚、この測定では、各出力電圧の安定度や平均化を加味する。
これらストリング１〜３の出力電圧値Ｅ１〜Ｅ３を一定期間算出して、Ｅ１〜Ｅ３の差分の平均値や、それぞれの最小値、最大値などを求める。
【００４０】
（２）運用期間（異常検知ステップＳ２）
それぞれの差分の平均値や、最小値、最大値などを得た後、実際に異常検知を行う。
この異常検知中（運用期間中）におけるストリング１〜３に取り付けられた変流器９の出力電圧を実際に測った実測値ｅ１、ｅ２、ｅ３を測定する。尚、この測定でも、各出力電圧の安定度や平均化を加味する。
これら運用期間中の実測値ｅ１〜ｅ３における各差分の平均値や、若しくは、実測値ｅ１〜ｅ３から求めたそれぞれの期待値等を算出する。
学習ステップＳ１で得た各差分の平均値や学習ステップＳ１で得た値に基づく期待値と、運用期間の実測値ｅ１〜ｅ３の各差分や、実測値ｅ１〜ｅ３そのものを比較し、ある判定値以上に開きがあった場合には、そのストリング（太陽電池ストリング３）の解析データや日時を、上述した不揮発性メモリ３１等に記録する。
判定値以上の開きが、所定の時間（天候が変化し得る時間、例えば、１〜２時間）連続して複数回発生した場合等には、何れかの太陽電池ストリング３に異常があると判断する。
【００４１】
このように、何れかのストリングに異常があると判断された場合には、次の信号出力ステップＳ３に処理が移る。
一方、いずれの実測値ｅ１〜ｅ３等も、判定値を越えることがなく、異常がない場合には、異常検知ステップＳ２を繰り返す。
ちなみに、この例では、３本の太陽電池ストリング３から、２本ずつ選んで、それらの差分をとったため、 3Ｃ2 ＝３で、判定する式は３本となったが、これが、例えば、１２本の太陽電池ストリング３から、２本ずつ選んで差分をとる（相関関係を調べる）ならば、12Ｃ2 ＝６６で、判定の式は６６本となる。
よって、接続箱５ごとに、異常の有無を判断するのであれば、式の本数も、十分処理できる範囲である（例えば、１個の接続箱に２０本の太陽電池ストリング３が接続されていた場合でも、20Ｃ2 ＝１９０本）。
内、太陽光発電システム１が大規模化し、太陽電池ストリング３の本数が莫大な数になった（例えば、システム１全体の発電量が８００００ｋＷの場合、ストリング１本当たりの発電量を３．５ｋＷとすれば、３０７２０本のストリングが必要となる）場合には、この実施例１のアルゴリズムはもちろん、以下に述べる期待値を算出するアルゴリズム等では、処理できない。
つまり、接続箱５ごとに判断することで、太陽光発電システム１が大規模になっても、同じアルゴリズムに、幾らでも、ストリングの数を増やすことが可能となる。
【００４２】
（３）信号出力ステップＳ３
上記ステップＳ２で、異常があると判断（異常を検知）した場合には、信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）は、分散無線機１０に、エラー信号Ｅを出力する。
これと同時に、分散判断手段６の筐体１５Ｌ表側（前面）に設けられたＬＥＤを点灯させ、異常があったことを示す。
【００４３】
又、このエラー信号Ｅの出力は、上述の通信ケーブル（例えば、ＲＳ４８５ケーブル）を介して、配電盤２１内の中央判断手段１２へ、通信ケーブル（有線）で直接出力しても良い。
このように、接続箱５ごとに、当該接続箱５に接続された太陽電池ストリング３における異常の有無を判断することで、生データ（データ信号Ｄ）が一極集中することはなく、処理時間の遅延や処理能力のオーバーフローもないため、情報処理スピードの向上や、情報の選別などが分散して行える。
従って、太陽光発電システム１として、監視可能な太陽電池ストリング３の数が大幅に増える。
更に、出力する情報が、異常の有無を伝える非常に簡潔なエラー信号Ｅであることから、複雑なデータをやり取りするよりも、通信方式を問わず、情報伝達の安定性が向上する。
【００４４】
尚、異常があった場合のデバック機能として、中央判断手段１２から、無線又は通信ケーブルを介して、上述のリアルタイムクロック（ＲＴＣ）３４Ｌの初期値を設定したり、不揮発性メモリ３１内の各種設定パラメータを変更しても良く、更に、記憶媒体（例えば、ｍｉｃｒｏＳＤ（このロゴは登録商標）カード）内に記録している情報を、通信ケーブルを介して、中央判断手段１２や、データ収集装置２３等の外部へ出力する機能を有していても良い。
【００４５】
＜電源供給部６０＞
図２、３に示されたように、上述したような異常検知アルゴリズムを実行する信号処理部８には、電源供給部６０によって、駆動する電力が供給されている。
この電源供給部６０は、変流器９の駆動電源５２と同様に、直流電圧（例えば、５Ｖ）であって、一般の商用電源を別途降圧したもの、接続箱５の太陽電池ストリング３の出力電力端から降圧したもの、乾電池・ボタン電池・蓄電池等や、太陽電池ストリング３の電力出力端側の逆流防止用ダイオード４両端より取り出された電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ等で昇圧したものなどでも良い。
この電源供給部６０から、信号処理手段８（中央処理装置１３Ｌ）を駆動させるのに必要な電圧を、中央処理装置１３ＬのＶDDへ供給できる。
【００４６】
尚、電源供給部６０と中央処理装置１３ＬのＶDDの間には、レギュレータ（例えば、ＬＤＯ）６１を介しても良く、このレギュレータ６１では、入力端子（ＩＮ）には、電源供給部６０からの電力が入力され、安定化及び降圧（例えば、３．３Ｖ）された後、この安定化等された電圧が、出力端子（ＯＵＴ）から出力され、結果的には、中央処理装置１３ＬのＶDDへ入力される電圧が所定の値に保たれる。
【００４７】
＜分散無線機１０＞
上述した信号処理部８が、太陽電池ストリング３の異常検知時に出力されたエラー信号Ｅを通信するものとしては、一般的には、無線機や、通信ケーブル等の通信手段がある。
分散判断手段６と中央判断手段１２との間の配線が不要となり、設置負担が軽減すると共に、既存の太陽光発電システムにも、太陽電池ストリング３の監視システムが後付けし易くなる点から、分散無線機１０によりエラー信号Ｅを送信することが好ましい。
よって、分散無線機１０について、以下に述べる。
【００４８】
図１、３に示された如く、分散無線機１０は、接続箱５のそれぞれに設けられていて、信号処理部８からのエラー信号Ｅを無線で送信する無線機本体７１と、無線機本体７１からの出力を空間に放射させるアンテナ７２と、無線機本体７１に安定した電源を所定の電圧で供給するレギュレータ７３（例えば、ＬＤＯ）と、このレギュレータ７３に電力を供給する駆動電源７４を備えている。
無線機本体７１は、配電盤２１内の中央判断手段１２側の中央無線機１１（親機）までエラー信号Ｅが届き、通信可能であれば、何れの仕様でも構わない。
又、分散無線機１０（子機）の無線機本体７１は、少なくとも、エラー信号Ｅを無線で送信する送信機能を有していれば良いが、デバック等のために、中央無線機１１（親機）から分散無線機１０（子機）への信号を受信する受信機能を有していても良い。
【００４９】
ここで、無線機本体７１の周波数と距離に言及すれば、一般的に、電波は、下記の式で示されるように、周波数や距離の二乗に比例して減衰する（つまり、周波数や距離の二乗に比例して伝播損失が大きくなる）。
【００５０】
【数１】
2014154602.tif 000003
この式（１）を距離ｄについて解くと、
【００５１】
【数２】
2014154602.tif 000004
となり、この式（２）からわかるように、所定値の伝播損失に対して、周波数と距離は、互いに反比例の関係にある。
つまり、伝播損失が所定値のＬ’であるときの周波数がｆ’で、距離がｄ’とすると、伝播損失Ｌ’に対して、周波数が２ｆ’となれば、距離はｄ’／２となり、以下同様に、周波数が３ｆ’、４ｆ’…となれば、距離はｄ’／３、ｄ’／４…となる。
故に、例えば、２．４ＧＨｚ周波数帯域で伝播損失がＬ’となる距離ｄa は、送信電力と受信感度が同じであれば、９２０ＭＨｚ周波数帯域で伝播損失がＬ’となる距離ｄb の約３分の１となる。
更に、電波の周波数が高ければ高いほど、電波の直進性が強くなり、逆に、回折性（回り込み性）は弱くなるが、周波数の低い電波の場合、直接は見通せなくとも、電波が回り込んで、障害物の向こう側まで届く。
従って、屋外に設置する太陽光発電システム１における接続箱５と配電盤２１の距離や、接続箱５と配電盤２１との間には、他の太陽電池２など障害物が有り得ることや、総務省による周波数割当等を鑑みて、所定の周波数を選べば良い（例えば、９２０ＭＨｚ）。
【００５２】
無線機本体７１の駆動電源７４も、測定処理部７（ホール素子型変流器９）や、信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）の電源供給部６０と同様に、直流電圧（例えば、５Ｖ）であって、一般の商用電源を別途降圧したもの、接続箱５の太陽電池ストリング３の出力電力端から降圧したもの、乾電池・ボタン電池・蓄電池等や、太陽電池ストリング３の電力出力端側の逆流防止用ダイオード４両端より取り出された電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ等で昇圧したものなどでも良い。
尚、この駆動電源７４は、ホール素子型変流器９の駆動電源５２や、中央処理装置１３Ｌの電源供給部６０と共用化されていても構わない。
駆動電源７４の出力は、レギュレータ７３の入力端子（ＩＮ）に入力されて安定化及び降圧（例えば、３．３Ｖ）された後、この安定化等された電圧が出力端子（ＯＵＴ）から、無線機本体７１へ入力される。
又、分散無線機１０におけるレギュレータ７３も、信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）からの操作信号を操作端子（ＥＮ）に受けて、エラー信号Ｅの送信の必要に応じて、無線機本体７１をＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００５３】
＜中央無線機１１＞
図１、４に示された中央無線機１１は、複数個存在する接続箱５それぞれの分散無線機１０から無線で送信された複数のエラー信号Ｅを受信し、受信した複数のエラー信号Ｅを中央分散手段１２へ出力する。
又、中央無線機１１（親機）は、少なくとも、複数のエラー信号Ｅを無線で受信する受信機能を有していれば良いが、デバック等の際に、中央無線機１１（親機）から分散無線機１０（子機）へ信号を送信する送信機能を有していても良い。
【００５４】
尚、中央無線機１１の駆動電源８１は、一般の商用電源や配電盤２１中のパワコン２２における出力電圧などを別途降圧（例えば、５Ｖ）した出力が、レギュレータ８２の入力端子（ＩＮ）に入力され、安定化及び降圧（例えば、３．３Ｖ）された後、この安定化等された電圧が出力端子（ＯＵＴ）から、中央処理装置１３Ｃ、中央無線機１１へ入力される。
その他の中央無線機１１の無線機本体８７やアンテナ８８などの構成、作用効果、使用する周波数等の使用態様は、分散無線機１０と同様である。
【００５５】
＜中央判断手段１２＞
図１、４、５に示したように、中央判断手段１２は、配電盤２１内に設けられていて、中央無線機１１が受信した複数のエラー信号Ｅに基づき太陽電池ストリング３の異常を一括して判断するものである。
又、中央判断手段１２（親機）は、当該配電盤２１に接続された全ての接続箱５内の分散判断手段６（子機）、又は、その全ての接続箱５のうちで設定したグループの分散判断手段６から、定期的に（例えば、１日１回）送信が有るか、送信される信号は正常信号か等を判断し、当該配電盤２１に接続された接続箱５内の分散判断手段６（子機）が、正常に動作しているかを監視する。
何れかの分散判断手段６（子機）からエラー信号Ｅを受けた場合には、通信ケーブル（例えば、ＲＳ４８５ケーブル）及び接点入出力のインターフェース等を介して、後段のデータ収集装置２３や、使用者等へ状態を知らせる。
尚、デバック機能や、異常検知時のＬＥＤ点灯等は、分散判断手段６と同様である。
【００５６】
中央判断手段１２（親機）は、子機の監視等の処理を行う中央処理装置１３Ｃと、この中央処理装置１３Ｃが取り付けられた基板（制御基板）１４Ｃと、この基板１４Ｃが内蔵された筐体１５Ｃも有している（図４、５参照）。
分散判断手段６（子機）においても言及したように、中央判断手段１２（親機）における中央処理装置１３Ｃ、制御基板１４Ｃ及び筐体１５Ｃは、逆に、分散判断手段６（子機）でも使用可能であって、中央処理装置、基板及び筐体でプラットフォームの共通化が図られている。
【００５７】
更に、例えば、図４に示す如く、これら中央処理装置１３Ｃ、制御基板１４Ｃ及び筐体１５Ｃ以外でも、以下のものを備えたり、共用化していても良い。
例示すれば、制御基板１４Ｃに実装された不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））３１Ｃ、通信ケーブル（例えば、ＲＳ４８５ケーブル）のドライバ３２Ｃ、通信ケーブルのポート（例えば、ＲＳ４８５のシリアルポート）３３Ｃ、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）３４Ｃ、３つのロータリーＤｉｐスイッチ３５Ｃ、温度センサ３６Ｃ、２つのＬＥＤ３７Ｃ（動作確認用）、スイッチ（例えば、タクトスイッチ）３８Ｃ、無線機（分散無線機１０、中央無線機１１）、ロータリーＤｉｐスイッチ３５ＣやＬＥＤ３７Ｃが取り付けられている（実装される）インターフェース基板３９Ｃも、中央判断手段１２は有しているが、これらの機器が、分散判断手段６と、同じ型のものを共用していても構わない。
このように、親機・子機間で、共通のプラットフォームを持つことで、太陽光発電システム１の生産効率の向上、製造コスト削減が図れると同時に、無線通信の親機（中央判断手段１２）と子機（分散判断手段６）で共通プラットフォームを用いているため、親機も複数台に増やすことが容易であり、太陽光発電システム１全体として、監視できる太陽電池ストリング３の数が飛躍的に増大する。
【００５８】
逆に、中央判断手段１２と分散判断手段６の違い（親機と子機の違い）として、例えば、親機のオプションとして、電源や、Ａ接点リレー（ＲＥＬＡＹ）８３を有している点、時刻補正のＧＰＳモジュール８４が設けられていても良い。
中央判断手段１２（中央処理装置１３Ｃ）の電源は、上述した中央無線機１１の駆動電源８１と同様、一般の商用電源や配電盤２１中のパワコン２２における出力電圧などを別途降圧した出力を、レギュレータ８５を介して、安定化等したものから得ている。
尚、図４中の点線は、一般の商用電源などを別途降圧した出力と、分散判断手段６（子機）における電源供給部６０を結ぶケーブル８６を表している。
このケーブル８６により、親機の商用電源などを別途降圧した出力を、子機に用いても良い。
【００５９】
Ａ接点リレー８３は、通常は開いていて電気が流れず（ＯＦＦ）、中央処理装置１３Ｃからの信号により接点がつながり電気が流れる（ＯＮ）継電器である。
ＧＰＳモジュール８４は、ＧＰＳ衛星からの信号で、地球上の現在位置の情報以外に、衛星に搭載された原子時計からの時刻のデータを読み取り、中央判断手段１２の時刻補正を行うものである。
尚、時刻補正が必要な時のみ、中央処理装置１３Ｃからの操作信号で、ＧＰＳモジュール８４を起動されることで、低消費電力化を図っても良い。
その他の判断手段の構成や、リアルタイムクロック３４Ｃの別系統の電源４１Ｃなど、作用効果及び使用態様は、分散判断手段６と同様である。
【００６０】
＜その他＞
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。太陽光発電システム１等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することが出来る。
太陽光発電システム１における配電盤２１の台数は、１台でなく、複数台であっても良い。
例えば、配電盤２１を「１６０台」有する場合を考える。
まず、１台の配電盤２１で、接続箱５「３２個（又は１６個）」×太陽電池ストリング３「６本（又は１２本）」×太陽電池２「１４個」で、１台の配電盤２１当たりの太陽電池２の個数は「２６８８個」であって、太陽電池２が最大で「１個当たり０．２５ｋＷ」発電するとすれば、天候、時刻や、各太陽電池２の劣化、故障等も鑑みて、配電盤２１は「１台当たり５００ｋＷ」の発電量となる。
従って、配電盤２１を「１６０台」有する太陽光発電システム１であれば、全体で８００００ｋＷ級の電力を発電することとなる。
【００６１】
ロータリーＤｉｐスイッチ３５Ｌは、上述のように、グルーピング用、感度調整用、モード選択用などで使用するが、例えば、異常検知アルゴリズムにおける判定値が小さく、検知感度が良すぎる場合などは、ロータリーＤｉｐスイッチ３５Ｌによって、その判定値の大きさを変更し、太陽電池ストリング３のメンテナンス・修理等をふまえて、適切な感度としても良い。
又、ロータリーＤｉｐスイッチ３５Ｌは、中央判断手段１２（親機）、分散判断手段６（子機）それぞれに設けられているが、親機、子機それぞれごとに、感度調整も可能である。
【００６２】
中央無線機１１及び中央判断手段１２は、それぞれの配電盤２１に設けられていたが、複数個の接続箱５から送信されたエラー信号Ｅを受信し、受信した複数のエラー信号Ｅに基づき太陽電池ストリング３の異常を一括して判断できるのであれば、配電盤２１とは別の場所（例えば、データ収集装置２３が設置された場所）に設けられていても良い。
レギュレータ５１、６５、７３、８２は、ホール素子型変流器９や、分散無線機１０、中央無線機１１などの各機器（デバイス）に安定化した電源を供給できたり、それぞれのホール素子型変流器９等をＯＮ／ＯＦＦできるのであれば、各デバイスにレギュレータを設けずとも、各デバイスの電源を一括して安定化させるレギュレータを設けていても構わない。
【符号の説明】
【００６３】
１        太陽光発電システム
２        太陽電池
３        太陽電池ストリング
５        接続箱
６        分散判断手段
７        測定処理部
８        信号処理部
９        ホール素子型変流器
１０      分散無線機
１１      中央無線機
１２      中央判断手段
１３Ｃ    中央判断手段の中央処理装置
１４Ｃ    中央判断手段の基板
１５Ｃ    中央判断手段の筐体
Ｄ        データ信号
Ｅ        エラー信号
【図１】
2014154602.tif 000005
【図２】
2014154602.tif 000006
【図３】
2014154602.tif 000007
【図４】
2014154602.tif 000008
【図５】
2014154602.tif 000009
【図９】
2014154602.tif 000010
【図６】
2014154602.tif 000011
【図７】
2014154602.tif 000012
【図８】
2014154602.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月29日(2013.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の太陽電池（２）が直列に接続された太陽電池ストリング（３）を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング（３）が接続箱（５）に接続され、この接続箱（５）を複数個有した太陽光発電システムであって、
前記複数個の接続箱（５）のそれぞれは、当該接続箱（５）に接続された複数本の太陽電池ストリング（３）に流れる電流値から接続箱（５）ごとで太陽電池ストリング（３）の異常を判断する分散判断手段（６）を有し、
この分散判断手段（６）は、前記当該接続箱（５）における複数本の太陽電池ストリング（３）それぞれの電流値を測定し且つこれらの電流値に相当するデータ信号（Ｄ）を出力する測定処理部（７）と、この測定処理部（７）からのデータ信号（Ｄ）それぞれに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時に接続箱（５）ごとの異常の有無のみを示すエラー信号（Ｅ）を出力する信号処理部（８）を備えていて、
前記測定処理部（７）は、前記複数本の太陽電池ストリング（３）のそれぞれに取り付けられ且つ当該太陽電池ストリング（３）の電流値に相当するデータ信号（Ｄ）を出力するホール素子型変流器（９）を複数個備え、
これら複数個のホール素子型変流器（９）は、それぞれの太陽電池ストリング（３）に後付け可能に開閉する環形状であると同時に、前記複数個のホール素子型変流器（９）それぞれの太陽電池ストリング（３）に対する相対位置の異なりによるデータ信号（Ｄ）ごとの電流検出特性のバラツキとオフセットのバラツキのうち少なくとも１つが、前記信号処理部（８）で一括して補正されていて、
前記複数個の接続箱（５）のそれぞれは、当該接続箱（５）ごとの異常の有無のみを示す前記信号処理部（８）からのエラー信号（Ｅ）を無線で送信する分散無線機（１０）を備えると同時に、前記複数個の接続箱（５）の分散無線機（１０）が無線で送信した前記エラー信号（Ｅ）を受信する中央無線機（１１）と、この中央無線機（１１）が受信した複数の前記エラー信号（Ｅ）に基づき太陽電池ストリング（３）の異常を一括して判断する中央判断手段（１２）を有していることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
複数個の太陽電池（２）が直列に接続された太陽電池ストリング（３）を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング（３）が接続箱（５）に接続され、この接続箱（５）を複数個有した太陽光発電システムであって、
前記複数個の接続箱（５）のそれぞれは、当該接続箱（５）に接続された複数本の太陽電池ストリング（３）に流れる電流値から接続箱（５）ごとで太陽電池ストリング（３）の異常を判断する分散判断手段（６）を有し、
この分散判断手段（６）は、前記当該接続箱（５）における複数本の太陽電池ストリング（３）それぞれの電流値を測定し且つこれらの電流値に相当するデータ信号（Ｄ）を出力する測定処理部（７）と、この測定処理部（７）からのデータ信号（Ｄ）それぞれに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時に接続箱（５）ごとの異常の有無のみを示すエラー信号（Ｅ）を出力する信号処理部（８）を備えていて、
前記測定処理部（７）は、前記複数本の太陽電池ストリング（３）のそれぞれに取り付けられ且つ当該太陽電池ストリング（３）の電流値に相当するデータ信号（Ｄ）を出力するホール素子型変流器（９）を複数個備え、
これら複数個のホール素子型変流器（９）は、それぞれの太陽電池ストリング（３）に後付け可能に開閉する環形状であると同時に、前記複数個のホール素子型変流器（９）それぞれの太陽電池ストリング（３）に対する相対位置の異なりによるデータ信号（Ｄ）ごとの電流検出特性のバラツキとオフセットのバラツキのうち少なくとも１つが、前記信号処理部（８）で一括して補正され、且つ、前記複数個のホール素子型変流器（９）からのデータ信号（Ｄ）が、前記信号処理部（８）で一括してＡ／Ｄ変換されていて、
前記複数個の接続箱（５）のそれぞれは、当該接続箱（５）ごとの異常の有無のみを示す前記信号処理部（８）からのエラー信号（Ｅ）を無線で送信する分散無線機（１０）を備えると同時に、前記複数個の接続箱（５）の分散無線機（１０）が無線で送信した前記エラー信号（Ｅ）を受信する中央無線機（１１）と、この中央無線機（１１）が受信した複数の前記エラー信号（Ｅ）に基づき太陽電池ストリング（３）の異常を一括して判断する中央判断手段（１２）を有していることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
前記中央判断手段（１２）と前記複数個の接続箱（５）の分散判断手段（６）におけるそれぞれの筐体に、前記接続箱（５）ごとの異常の有無の検知感度を調節する感度調節用スイッチが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る太陽光発電システムは、複数個の太陽電池２が直列に接続された太陽電池ストリング３を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング３が接続箱５に接続され、この接続箱５を複数個有した太陽光発電システムであって、前記複数個の接続箱５のそれぞれは、当該接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から接続箱５ごとで太陽電池ストリング３の異常を判断する分散判断手段６を有し、この分散判断手段６は、前記当該接続箱５における複数本の太陽電池ストリング３それぞれの電流値を測定し且つこれらの電流値に相当するデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、この測定処理部７からのデータ信号Ｄそれぞれに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時に接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力する信号処理部８を備えていて、前記測定処理部７は、前記複数本の太陽電池ストリング３のそれぞれに取り付けられ且つ当該太陽電池ストリング３の電流値に相当するデータ信号Ｄを出力するホール素子型変流器９を複数個備え、これら複数個のホール素子型変流器９は、それぞれの太陽電池ストリング３に後付け可能に開閉する環形状であると同時に、前記複数個のホール素子型変流器９それぞれの太陽電池ストリング３に対する相対位置の異なりによるデータ信号Ｄごとの電流検出特性のバラツキとオフセットのバラツキのうち少なくとも１つが、前記信号処理部８で一括して補正されていて、前記複数個の接続箱５のそれぞれは、当該接続箱５ごとの異常の有無のみを示す前記信号処理部８からのエラー信号Ｅを無線で送信する分散無線機１０を備えると同時に、前記複数個の接続箱５の分散無線機１０が無線で送信した前記エラー信号Ｅを受信する中央無線機１１と、この中央無線機１１が受信した複数の前記エラー信号Ｅに基づき太陽電池ストリング３の異常を一括して判断する中央判断手段１２を有していることを第１の特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る太陽光発電システムの第２の特徴は、複数個の太陽電池２が直列に接続された太陽電池ストリング３を複数本備え、これら複数本の太陽電池ストリング３が接続箱５に接続され、この接続箱５を複数個有した太陽光発電システムであって、前記複数個の接続箱５のそれぞれは、当該接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から接続箱５ごとで太陽電池ストリング３の異常を判断する分散判断手段６を有し、この分散判断手段６は、前記当該接続箱５における複数本の太陽電池ストリング３それぞれの電流値を測定し且つこれらの電流値に相当するデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、この測定処理部７からのデータ信号Ｄそれぞれに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時に接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力する信号処理部８を備えていて、前記測定処理部７は、前記複数本の太陽電池ストリング３のそれぞれに取り付けられ且つ当該太陽電池ストリング３の電流値に相当するデータ信号Ｄを出力するホール素子型変流器９を複数個備え、これら複数個のホール素子型変流器９は、それぞれの太陽電池ストリング３に後付け可能に開閉する環形状であると同時に、前記複数個のホール素子型変流器９それぞれの太陽電池ストリング３に対する相対位置の異なりによるデータ信号Ｄごとの電流検出特性のバラツキとオフセットのバラツキのうち少なくとも１つが、前記信号処理部８で一括して補正され、且つ、前記複数個のホール素子型変流器９からのデータ信号Ｄが、前記信号処理部８で一括してＡ／Ｄ変換されていて、前記複数個の接続箱５のそれぞれは、当該接続箱５ごとの異常の有無のみを示す前記信号処理部８からのエラー信号Ｅを無線で送信する分散無線機１０を備えると同時に、前記複数個の接続箱５の分散無線機１０が無線で送信した前記エラー信号Ｅを受信する中央無線機１１と、この中央無線機１１が受信した複数の前記エラー信号Ｅに基づき太陽電池ストリング３の異常を一括して判断する中央判断手段１２を有している点にある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る太陽光発電システムの第３の特徴は、上記第１又は第２の特徴に加えて、前記中央判断手段１２と前記複数個の接続箱５の分散判断手段６におけるそれぞれの筐体に、前記接続箱５ごとの異常の有無の検知感度を調節する感度調節用スイッチが設けられている点にある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
これらの特徴により、各接続箱５は、複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から異常を判断する分散判断手段６内に、太陽電池ストリング３の電流値に相当するデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、データ信号Ｄに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時に接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力する信号処理部８を備えることで、特許文献１の光電池装置のように、電源部の状態情報の処理が一極集中することはなく、処理時間の遅延や処理能力のオーバーフローもないため、情報処理スピードの向上や、情報の選別などが分散して行える。
従って、太陽光発電システム１として、監視可能な太陽電池ストリング３の数や、接続箱５自体の数が大幅に増える。
更に、出力する情報が、異常の有無のみを伝える非常に簡潔なエラー信号Ｅであることから、特許文献１のような、電源モジュールを特定する固有の識別情報などの複雑なデータをやり取りするよりも、通信方式を問わず、情報伝達の安定性が向上する。
尚、複数個の接続箱５は、通常、配電盤に接続されるが、仮に、この接続箱（配電盤）の数が増えても、太陽光発電システム１としては、とにかく接続箱５ごとに、異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを処理できれば良い。
例えば、「１６０台」の配電盤において、配電盤１台につき、仮に、接続箱「３２個（又は１６個）」×太陽電池ストリング「６本（又は１２本）」×太陽電池「１４個」を有する（１個の太陽電池が最大で「１個当たり０．２５ｋＷ」発電するとすれば、太陽光発電システム全体として８００００ｋＷ級の電力を発電する）としても、太陽光発電システム全体の接続箱の個数は「５１２０個」となる。
つまり、５１２０個（５１２０ビット）のエラー「有り」又は「無し」の処理という非常に低い処理負荷で、８００００ｋＷという大発電量の太陽光発電システムにおいても、太陽電池ストリングの監視が可能となる。
一方、特許文献１の如く、全ての電源部の状態を示す状態情報を一括して受信した場合、図６〜８に示すような生データを、全ての太陽電池ストリングから受信することとなり、監視可能な太陽電池ストリングの数が、非常に限られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
＜分散判断手段６＞
図１〜３、５に示したように、分散判断手段６は、それぞれの接続箱５内に設けられて、その接続箱５に接続された複数本の太陽電池ストリング３に流れる電流値から接続箱５ごとで、太陽電池ストリング３の異常を判断するものである。
分散判断手段６は、上述のように、複数本の太陽電池ストリング３の電流値を測定してデータ信号Ｄを出力する測定処理部７と、太陽電池ストリング３の異常の有無を検知して接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力する信号処理部８と、この信号処理部８をはじめ、測定処理部７、分散無線機１０等を駆動させる電力を供給する電源供給部６０を備えている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
又、分散判断手段６は、上述した信号処理部８の中央処理装置１３Ｌと、この中央処理装置１３Ｌが取り付けられた基板（制御基板）１４Ｌと、この基板１４Ｌが内蔵された筐体１５Ｌも有している（図３、５参照）。
この筐体１５Ｌは、略直方体状の箱体であって、内部に制御基板１４Ｌ等の機器や、表側にインターフェース面を形成できるのであれば何れの構成であっても構わないが、例えば、アルミなど金属製の薄板材を折り曲げて形成したり、一般にハウジング等に用いられるポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で成形したものであっても良い。
制御基板１４Ｌは、中央処理装置１３Ｌや、後述する不揮発性メモリ３１その他の機器を取り付け（実装）出来るのであれば、何れの素材でも良く、例えば、ガラスエポキシ基板や、ベークライト基板、ガラスコンポジット基板等によって構成される。
中央処理装置１３Ｌは、測定処理部７から入力されるデータ信号Ｄに基づいて、監視を担当する複数本の太陽電池ストリング３の中に異常が有るか否かを判断し（異常の検知）、異常が検知された場合には、接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力する処理を行うものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
変流器９の出力は、ノイズ除去のために、ローパスフィルタ５３（例えば、抵抗とコンデンサで構成されているもの）を介して、中央処理装置１３Ｌへデータ信号Ｄを送っても良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
＜信号処理部８＞
図２、３に示したように、信号処理部８は、中央処理装置１３Ｌによって、測定処理部７からのデータ信号Ｄに基づき異常の有無を検知し且つ異常検知時に接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力するものである。
又、分散判断手段６（子機）の信号処理部８は、中央判断手段１２（親機）に対して、分散判断手段６が正常に動作していることを知らせるため、定期的に（例えば、１日１回）、中央判断手段１２へ、（分散無線機１０・中央無線機１１を介して）正常に動作している旨の正常信号も送信している。
この信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）は、データ信号Ｄから変流器９の各特性に基づいて、それぞれの太陽電池ストリング３に流れる電流値（絶対値）を算出するなど、データ信号Ｄに基づき異常の有無を検知できるのであれば、何れのアルゴリズムでも構わないが、例えば、以下に示す異常検知アルゴリズム（プログラム）を中央処理装置１３Ｌで実行しても良い。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図９に示したように、異常検知アルゴリズムは、まず、処理を開始して（ステップＳ０）、複数本の太陽電池ストリング３の変流器９の出力電圧を一定期間（例えば、１週間）測定する学習期間（学習ステップＳ１）と、この学習期間中に算出したパラメータを基に異常の有無を判断、つまり異常検知を行う運用期間（異常検知ステップＳ２）と、異常を検知した場合に接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力する信号出力ステップＳ３を有する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
（３）信号出力ステップＳ３
上記ステップＳ２で、異常があると判断（異常を検知）した場合には、信号処理部８（中央処理装置１３Ｌ）は、分散無線機１０に、接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを出力する。
これと同時に、分散判断手段６の筐体１５Ｌ表側（前面）に設けられたＬＥＤを点灯させ、異常があったことを示す。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
このように、接続箱５ごとに、当該接続箱５に接続された太陽電池ストリング３における異常の有無を判断することで、生データ（データ信号Ｄ）が一極集中することはなく、処理時間の遅延や処理能力のオーバーフローもないため、情報処理スピードの向上や、情報の選別などが分散して行える。
従って、太陽光発電システム１として、監視可能な太陽電池ストリング３の数が大幅に増える。
更に、出力する情報が、異常の有無のみを伝える非常に簡潔なエラー信号Ｅであることから、複雑なデータをやり取りするよりも、通信方式を問わず、情報伝達の安定性が向上する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
尚、異常があった場合のデバック機能として、中央判断手段１２から、無線を介して、上述のリアルタイムクロック（ＲＴＣ）３４Ｌの初期値を設定したり、不揮発性メモリ３１内の各種設定パラメータを変更しても良い。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
＜分散無線機１０＞
上述した信号処理部８が、太陽電池ストリング３の異常検知時に出力された接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを通信するものとしては、一般的には、無線機等の通信手段がある。
分散判断手段６と中央判断手段１２との間の配線が不要となり、設置負担が軽減すると共に、既存の太陽光発電システムにも、太陽電池ストリング３の監視システムが後付けし易くなる点から、分散無線機１０によりエラー信号Ｅを送信することが好ましい。
よって、分散無線機１０について、以下に述べる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
中央無線機１１及び中央判断手段１２は、それぞれの配電盤２１に設けられていたが、複数個の接続箱５から送信された接続箱５ごとの異常の有無のみを示すエラー信号Ｅを受信し、受信した複数のエラー信号Ｅに基づき太陽電池ストリング３の異常を一括して判断できるのであれば、配電盤２１とは別の場所（例えば、データ収集装置２３が設置された場所）に設けられていても良い。
レギュレータ５１、６５、７３、８２は、ホール素子型変流器９や、分散無線機１０、中央無線機１１などの各機器（デバイス）に安定化した電源を供給できたり、それぞれのホール素子型変流器９等をＯＮ／ＯＦＦできるのであれば、各デバイスにレギュレータを設けずとも、各デバイスの電源を一括して安定化させるレギュレータを設けていても構わない。