(57)【要約】【課題】太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流の不均衡を解消することにより、本来の発電量を有効に取り出す。【解決手段】スイッチＡ１及びＡ２と、スイッチＢ１及びＢ２とは交互にオン、オフを繰り返すようにスイッチングされる。スイッチＡ１及びＡ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電圧Ｖ１によって充電され、コンデンサＣcの端子電圧ＶcはＶ１に向かって上昇していく。スイッチＡ１及びＡ２がオフとされた後、スイッチＢ１及びＢ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電Ｖ２(＜Ｖ１)によって放電され、コンデンサＣcの端子電圧ＶcはＶ２に向かって下降していく。以下、上記の動作が繰り返され、コンデンサＣcの端子電圧は、徐々に出力電圧Ｖ１及びＶ２のほぼ平均電圧に収束し、出力電圧Ｖ１及びＶ２がほぼ均一となる。【選択図】図３
2014157996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池パネルが直列に接続された太陽電池ストリングを、複数並列に接続した太陽電池アレイを備える太陽光発電装置において、
前記太陽電池ストリングを構成する前記複数の太陽電池パネルのうち、隣接するＮ個(ただし、Ｎは２以上の任意の自然数)の太陽電池パネルのＮ番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内のＮ個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、前記各組のうち隣接する組の２Ｎ個の太陽電池パネルに共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、前記バランス用コンデンサの端子電圧を、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とするとともに、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧をほぼ均一とする電圧バランス回路と、
前記電圧バランス回路内の前記複数のスイッチをスイッチング制御するスイッチング制御回路と、
を設けたことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記電圧バランス回路は、
前記各組の前記太陽電池パネルが第１及び第２の太陽電池パネルの２個からなるとき、前記第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、
前記第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第３のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第３のスイッチに直列に接続された第４のスイッチと、
前記第１及び第２のスイッチの接続点と前記第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された前記バランス用コンデンサと、
を少なくとも有し、
前記スイッチング制御回路は、
前記第１及び第３のスイッチがそれぞれオンで、かつ、前記第２及び第４のスイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、前記第１及び第３のスイッチがそれぞれオフで、かつ、前記第２及び第４のスイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記電圧バランス回路は、
前記各組の前記太陽電池パネルが第１、第２及び第３の太陽電池パネルの３個からなるとき、前記第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、
前記第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第３のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第３のスイッチに直列に接続された第４のスイッチと、
前記第３の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第５のスイッチと、
前記第３の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第５のスイッチに直列に接続された第６のスイッチと、
前記第１及び第２のスイッチの接続点と前記第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された第１の前記バランス用コンデンサと、
前記第３及び第４のスイッチの接続点と前記第５及び第６のスイッチの接続点との間に接続された第２の前記バランス用コンデンサと、
を少なくとも有し、
前記スイッチング制御回路は、
前記第１、第３及び第５のスイッチがそれぞれオンで、かつ、前記第２、第４及び第６のスイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、前記第１、第３及び第５のスイッチがそれぞれオフで、かつ、前記第２、第４及び第６のスイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記電圧バランス回路は、
前記各組の前記太陽電池パネルが第１から第Ｍまでの太陽電池パネルのＭ個(ただし、Ｍは４以上の任意の自然数)からなるとき、前記第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、
前記第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、
ｋを２からＭ−２までの自然数として、
前記第ｋの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２ｋ−１)のスイッチと、
前記第ｋの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第(２ｋ−１)のスイッチに直列に接続された第(２ｋ)のスイッチと、
前記第Ｍの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２Ｍ−１)のスイッチと、
前記第Ｍの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第(２Ｍ−１)のスイッチに直列に接続された第(２Ｍ)のスイッチと、
前記第１及び第２のスイッチの接続点と前記第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された第１の前記バランス用コンデンサと、
前記第(２ｋ−１)及び第(２ｋ)のスイッチの接続点と前記第(２ｋ＋１)及び第(２ｋ＋２)のスイッチの接続点との間に接続された第ｋの前記バランス用コンデンサと、
前記第(２Ｍ−３)及び第(２Ｍ−２)のスイッチの接続点と前記第(２Ｍ−１)及び第(２Ｍ)スイッチの接続点との間に接続された第(Ｍ−１)の前記バランス用コンデンサと、
を少なくとも有し、
前記スイッチング制御回路は、
前記第１のスイッチから前記第(２Ｍ)のスイッチまでのうち、奇数番号の前記スイッチがそれぞれオンで、かつ、偶数番号の前記スイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、奇数番号の前記スイッチがそれぞれオフで、かつ、偶数番号の前記スイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御回路は、
各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルのうち隣接する２個の太陽電池パネルの出力電圧の差電圧が所定の値より大きくなった場合に前記電圧バランス回路内のスイッチのスイッチング制御を開始し、前記所定の値より小さくなった時点で前記電圧バランス回路内のスイッチのスイッチング動作を停止することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光発電装置に係り、特に太陽光を太陽電池により電力に変換して出力する太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置では、一般に複数の太陽電池が直列に接続された構成の太陽電池パネル(あるいは太陽電池モジュール)を複数枚、直列接続して太陽電池ストリングを構成し、更にその太陽電池ストリングを複数並列に接続した太陽電池アレイの構成を有する。この太陽光発電装置では、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルにより、それぞれ照射された太陽光を直流電力に変換し、変換後の各直流電力を直流電力線を通してパワーコンディショナに供給し、パワーコンディショナで交流電力に変換して負荷に印加する(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−００４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽光発電装置の普及は、低炭素社会実現のための再生可能エネルギー導入のため極めて重要である。この太陽光発電装置の普及に際して問題になるのは、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルのそれぞれの発電量のばらつきである。太陽電池パネルは工業製品である以上、個々の太陽電池パネルの発電量に、ある程度のばらつきが必然的に生じる。また、経年変化によっても個々の太陽電池パネルの発電量にばらつきが発生する。また、太陽電池パネルの設置環境によっては、影の影響を大きく受け、発電量の少ない太陽電池パネルが混在する。
【０００５】
そのため、太陽電池ストリングを構成する直列接続された複数の太陽電池パネルには、太陽電池パネル毎の発電電流にばらつきがある。しかし、一つの太陽電池ストリングの発電電流は、その太陽電池ストリングを構成する直列接続された複数の太陽電池パネルの各発電電流のうち、最小の発電電流に制限され、部分的な影などの影響を大きく受ける。
【０００６】
すなわち、従来は太陽電池ストリングの発電電流が、その太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流のうち最小の発電電流に抑えられ、その結果、太陽光発電装置の全体の発電量が本来の発電量より低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流の不均衡を解消することにより、本来の発電量を有効に取り出すことができる太陽光発電装置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】
【０００８】
本発明は上記の目的を達成するため、複数の太陽電池パネルが直列に接続された太陽電池ストリングを、複数並列に接続した太陽電池アレイを備える太陽光発電装置において、
前記太陽電池ストリングを構成する前記複数の太陽電池パネルのうち、隣接するＮ個(ただし、Ｎは２以上の任意の自然数)の太陽電池パネルのＮ番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内のＮ個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、前記各組のうち隣接する組の２Ｎ個の太陽電池パネルに共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、前記バランス用コンデンサの端子電圧を、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とするとともに、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧をほぼ均一とする電圧バランス回路と、前記電圧バランス回路内の前記複数のスイッチをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流の不均衡を解消することができ、太陽光発電装置の全体の発電量を本来の発電量とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第１の実施形態のブロック図である。
【図３】図２中の電圧バランス回路の一例の回路図である。
【図４】図３の動作説明用タイミングチャートである。
【図５】電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第２の実施形態のブロック図である。
【図６】図５中の電圧バランス回路の一例の回路図である。
【図７】電圧バランス回路の動作を太陽光発電状況のモニタリングに適用したときの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態の概略ブロック図を示す。同図に示すように、太陽光発電装置１００は、ｎ個(ｎは２以上の自然数)の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nが並列接続されており、それぞれがパワーコンディショナ１０２に接続された構成である。パワーコンディショナ１０２は負荷(図示せず)に接続されている。
【００１２】
太陽光発電装置１００は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nの構成に特徴がある。この電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nのそれぞれは、後述するように、複数の太陽電池パネルが直列接続されるとともに、複数の太陽電池パネルのうち隣接する２個又は３個の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路が設けられた構成である。従来の太陽光発電装置では、電圧バランス回路は有していない。
【００１３】
この太陽光発電装置１００は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nを構成する各太陽電池パネルが照射された太陽光を直流電力に変換し、各直流電力をパワーコンディショナ１０２に供給し、パワーコンディショナ１０２で交流電力に変換して負荷に出力する。ここで、本実施形態では、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nが電圧バランス回路を有しており、その電圧バランス回路により太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流の不均衡を解消する構成に特徴がある。
【００１４】
次に、本実施形態の要部である電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nの構成及び動作について更に詳細に説明する。なお、ｎ個の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nは同一構成であるので、以下の説明では一つの電圧バランス回路付き太陽電池ストリングについて代表して説明する。
【００１５】
（電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第１の実施形態）
図２は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第１の実施形態のブロック図を示す。同図において、第１の実施形態の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ａは、４個の太陽電池パネル１１1〜１１4が直列に接続されるとともに、隣接する２個の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路１２1〜１２3が接続された構成である。
【００１６】
ここで、電圧バランス回路１２1〜１２3は、太陽電池ストリングを構成する４個の太陽電池パネル１１1〜１１4のうち、隣接する２個の太陽電池パネルの２番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内の２個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、各組のうち隣接する組の４個の太陽電池パネル１１1〜１１4に共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、バランス用コンデンサの端子電圧を、電圧バランス回路１２1〜１２3にそれぞれ接続された２個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とする。
【００１７】
すなわち、電圧バランス回路１２1は、隣接する１番目と２番目の２個の太陽電池パネル１１1と１１2に接続されて両太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１２2は、隣接する２番目と３番目の２個の太陽電池パネル１１2と１１3に接続されて両太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１２3は、隣接する３番目と４番目の２個の太陽電池パネル１１3と１１4に接続されて両太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。
【００１８】
電圧バランス回路１２1〜１２3は同一構成であり、それぞれ例えば図３に示す回路構成とされている。図３に示す電圧バランス回路１２は、隣接する２個の太陽電池パネルのうち一方の太陽電池パネルの正側端子１２１と負側端子１２２との間に、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の直列回路とコンデンサＣ１とが並列に接続されている。また、隣接する２個の太陽電池パネルのうち他方の太陽電池パネルの正側端子１２２と負側端子１２３との間に、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の直列回路とコンデンサＣ２とが並列に接続されている。なお、端子１２２は一方の太陽電池パネルの負側端子と他方の太陽電池パネルの正側端子とが直列接続された端子である。
【００１９】
更に、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の接続点と、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の接続点とは、コンデンサＣcを介して接続されている。図２に示したスイッチング制御回路１３は、スイッチＡ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２に対してスイッチング信号を供給してスイッチング制御する。スイッチング信号は例えば繰り返し周波数が２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲内の方形波である。
なお、図２の実施形態では、１つのスイッチング制御回路１３が複数の電圧バランス回路１２1〜１２3の制御を行うが、電圧バランス回路毎にスイッチング制御回路を設けてもよい。
【００２０】
次に、この電圧バランス回路１２の動作について、図４のタイミングチャートを併せ参照して説明する。スイッチＡ１及びＡ２と、スイッチＢ１及びＢ２とは交互にオン、オフを繰り返すようにスイッチングされる。すなわち、スイッチＡ１及びＡ２は図４(Ａ)にハイレベルで模式的に示す期間オンに制御され、ローレベルで模式的に示す期間オフに制御される。一方、スイッチＢ１及びＢ２は図４(Ｂ)にハイレベルで模式的に示す期間オンに制御され、ローレベルで模式的に示す期間オフに制御される。スイッチＡ１及びＡ２のオン期間とスイッチＢ１及びＢ２のオン期間とは重複しない。
【００２１】
いま、一方の太陽電池パネルの正側端子１２１と負側端子１２２との間に出力される出力電圧をＶ１とし、他方の太陽電池パネルの正側端子１２２と負側端子１２３との間に出力される出力電圧をＶ２(＜Ｖ１)とする。上記スイッチング制御回路１３は、出力電圧Ｖ１とＶ２との差の電圧が所定の値より大きくなった場合に電圧バランス回路１２を起動し、所定の値より小さくなった時点で電圧バランス回路１２の動作を停止する。
【００２２】
図４に示す時刻ｔ０の時点で、出力電圧Ｖ１とＶ２との差の電圧が上記所定の値より大きいものとすると、時刻ｔ０からｔ１の期間、図４(Ａ)に示すようにスイッチＡ１及びＡ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電圧Ｖ１によって充電され、コンデンサＣcの端子電圧Ｖcは図４(Ｃ)に示すようにＶ１に向かって上昇していく。また、出力電圧Ｖ１は下降していく。
【００２３】
続いて、時刻ｔ１でスイッチＡ１及びＡ２がオフとされた後、時刻ｔ２からｔ３の期間、図４(Ｂ)に示すようにスイッチＢ１及びＢ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電圧Ｖ２によって放電され、コンデンサＣcの端子電圧Ｖcは図４(Ｃ)に示すようにＶ２に向かって下降していく。また、出力電圧Ｖ２は上昇していく。続いて、時刻ｔ３でスイッチＢ１及びＢ２がオフとされた後、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間スイッチＡ１及びＡ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電圧Ｖ１によって充電され、コンデンサＣcの端子電圧Ｖcは図４(Ｃ)に示すようにＶ１に向かって上昇していく。また、出力電圧Ｖ１は下降していく。以下、上記の動作が繰り返され、コンデンサＣcの端子電圧は、図４(Ｃ)に示すように徐々に出力電圧Ｖ１及びＶ２のほぼ平均電圧に収束していく。また、出力電圧Ｖ１及びＶ２がそれらのほぼ平均電圧に収束していく。
【００２４】
このようにして、スイッチＡ１及びＡ２と、スイッチＢ１及びＢ２とが交互にオンオフを繰り返すことにより、隣接する２個の太陽電池パネルの各出力電圧が自動的にバランスされ、ほぼ等しくなる。
【００２５】
このことは、結果的に発電量の少ない太陽電池パネルの電流を他の発電量が多い太陽電池パネルの電流で補うことを意味し、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ａを構成するすべての太陽電池パネル１１1〜１１4の出力電圧がほぼ均等となり、すべての太陽電池パネルの発電電流は、個別の太陽電池パネルの発電電流の平均値にほぼ等しくなり、個別の太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消することができる。
【００２６】
（電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第２の実施形態）
図５は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第２の実施形態のブロック図を示す。同図において、第２の実施形態の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ｂは、７個の太陽電池パネル１１1〜１１7が直列に接続されるとともに、隣接する３個の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路１４1〜１４3が接続された構成である。
【００２７】
ここで、電圧バランス回路１４1〜１４3は、太陽電池ストリングを構成する直列に接続された７個の太陽電池パネル１１1〜１１7のうち、隣接する３個の太陽電池パネルの３番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内の３個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、各組の３個の太陽電池パネルのうち隣接する組の６個の太陽電池パネル毎に共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、バランス用コンデンサの端子電圧を、電圧バランス回路１４1〜１４3にそれぞれ接続された３個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とする。
【００２８】
すなわち、電圧バランス回路１４1は、隣接する１番目乃至３番目の太陽電池パネル１１1、１１2、１１3に接続されて各太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１４2は、隣接する３番目乃至５番目の太陽電池パネル１１3、１１4、１１5に接続されて各太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１４3は、隣接する５番目乃至７番目の太陽電池パネル１１5、１１6、１１7に接続されて各太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。
【００２９】
電圧バランス回路１４1〜１４3は同一構成であり、それぞれ例えば図６に示す回路構成とされている。図６に示す電圧バランス回路１４は、隣接する第１乃至第３の３個の太陽電池パネルのうち、第１の太陽電池パネルの正側端子１４１と負側端子１４２との間に、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の直列回路とコンデンサＣ１とが並列に接続されている。また、第２の太陽電池パネルの正側端子１４２と負側端子１４３との間に、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の直列回路とコンデンサＣ２とが並列に接続されている。更に、第３の太陽電池パネルの正側端子１４３と負側端子１４４との間に、スイッチＡ３及びスイッチＢ３の直列回路とコンデンサＣ３とが並列に接続されている。
【００３０】
なお、端子１４２は第１の太陽電池パネルの負側端子と第２の太陽電池パネルの正側端子とが直列接続された端子であり、端子１４３は第２の太陽電池パネルの負側端子と第３の太陽電池パネルの正側端子とが直列接続された端子である。また、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の接続点と、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の接続点とは、コンデンサＣc1を介して接続され、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の接続点と、スイッチＡ３及びスイッチＢ３の接続点とは、コンデンサＣc2を介して接続されている。図５に示したスイッチング制御回路１５は、スイッチＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２及びＢ３に対してスイッチング信号を供給してスイッチング制御する。スイッチング信号は例えば繰り返し周波数が２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲内の方形波である。
【００３１】
本実施形態の電圧バランス回路１４は、第１実施形態の電圧バランス回路１２と同様の動作を行う。すなわち、スイッチＡ１、Ａ２及びＡ３と、スイッチＢ１、Ｂ２及びＢ３とは、スイッチＡ１、Ａ２及びＡ３のオン期間とスイッチＢ１、Ｂ２及びＢ３のオン期間とが重複しないように、かつ、交互にオンオフとなるようにスイッチング制御回路１５によりスイッチング制御される。なお、スイッチング制御回路１５は、電圧Ｖ１とＶ２との差電圧又は電圧Ｖ２とＶ３との差電圧が所定の値より大きくなった場合に、電圧バランス回路１４のスイッチＡ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３のスイッチング制御を開始し、上記差電圧が上記所定の値より小さくなった場合にスイッチング制御を停止する。
【００３２】
これにより、コンデンサＣc1の端子電圧は、徐々に第１の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ１及び第２の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ２のほぼ平均電圧に収束していく。また、コンデンサＣc2の端子電圧は、徐々に第２の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ２及び第３の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ３のほぼ平均電圧に収束していく。この結果、隣接する３個の太陽電池パネルの各出力電圧が自動的にバランスされ、ほぼ等しくなる。そして、最終的には、コンデンサＣc1の端子電圧、コンデンサＣc2の端子電圧、出力電圧Ｖ１、出力電圧Ｖ２、出力電圧Ｖ３は、出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の平均電圧に収束する。
【００３３】
このことは、結果的に発電量の少ない太陽電池パネルの電流を他の発電量が多い太陽電池パネルの電流で補うことを意味し、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ｂを構成するすべての太陽電池パネル１１1〜１１7の出力電圧がほぼ均等となり、すべての太陽電池パネルの発電電流は、個別の太陽電池パネルの発電電流の平均値にほぼ等しくなり、個別の太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消することができる。
【００３４】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、例えば、電圧バランス回路は隣接するＭ個(Ｍは４以上の任意の自然数)の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路が接続された構成であっても、Ｍ個の太陽電池パネルの各出力電圧が自動的にバランスされ、ほぼ等しくなる。この場合は、各組の太陽電池パネルが第１から第Ｍまでの太陽電池パネルのＭ個(ただし、Ｍは４以上の任意の自然数)からなるとき、第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、ｋを２からＭ−２までの自然数として、第ｋの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２ｋ−１)のスイッチと、第ｋの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、第(２ｋ−１)のスイッチに直列に接続された第(２ｋ)のスイッチと、第Ｍの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２Ｍ−１)のスイッチと、第Ｍの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、第(２Ｍ−１)のスイッチに直列に接続された第(２Ｍ)のスイッチと、第１及び第２のスイッチの接続点と第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された第１のバランス用コンデンサと、第(２ｋ−１)及び第(２ｋ)のスイッチの接続点と第(２ｋ＋１)及び第(２ｋ＋２)のスイッチの接続点との間に接続された第ｋのバランス用コンデンサと、第(２Ｍ−３)及び第(２Ｍ−２)のスイッチの接続点と第(２Ｍ−１)及び第(２Ｍ)スイッチの接続点との間に接続された第(Ｍ−１)のバランス用コンデンサとを少なくとも有する。
また、スイッチング制御回路は、上記の第１から第(２Ｍ)のスイッチのうち奇数番号のスイッチがそれぞれオンで、かつ、偶数番号のスイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、奇数番号のスイッチがそれぞれオフで、かつ、偶数番号のスイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行う。
【００３５】
また、本発明は、太陽光発電状況のモニタリングに適用することも可能である。このモニタリングでは、太陽電池パネル毎に設けられた各検出器により発電状態を示す電圧、電流、パネル温度などの測定データを求め、その測定データを合成して更に例えば符号分割多元接続(ＣＤＭＡ:Code Division Multiple Access)変調した送信信号を送信する。
【００３６】
この送信信号は図７(Ａ)に示すように２値であるので、送信信号の論理値に対応して例えば図７(Ｂ)、(Ｃ)に模式的に示すように、スイッチＡ(図３のスイッチＡ１、Ａ２、図６のスイッチＡ１〜Ａ３)、スイッチＢ(図３のスイッチＢ１、Ｂ２、図６のスイッチＢ１〜Ｂ３)を交互にスイッチングして電圧バランス回路を動作させる期間と、電圧バランス回路の一時動作停止期間とを設けることで、太陽光発電の有効な発電電力量が変化することを利用して送信信号を生成することが可能である。なお、図７(Ｄ)は太陽電池出力を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１１1〜１１7  太陽電池パネル
１２1〜１２3、１２、１４1〜１４3、１４  電圧バランス回路
１３、１５  スイッチング制御回路
１００  太陽光発電装置
１０１1〜１０１n、１０１Ａ、１０１Ｂ  電圧バランス回路付き太陽電池ストリング
１０２  パワーコンディショナ
１２１〜１２３、１４１〜１４４  端子
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３  スイッチ
Ｃc、Ｃc1、Ｃc2  電圧バランス用コンデンサ
Ｃ１〜Ｃ３  コンデンサ
【図１】
2014157996.tif 000003
【図２】
2014157996.tif 000004
【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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