(57)【要約】【目的】開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことが可能な装置を提供することを目的とする。【構成】本発明の一態様のスイッチング装置１０２は、配線により接続された、太陽電池と太陽電池により発電された電力を消費又は変換する負荷装置とを電気的に切り離す開動作と接続する閉動作とを行うスイッチング装置１０２であって、配線途中に配置され、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部３４とトランジスタ部のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部３２とを有するＭＯＳＦＥＴ３０を用いて配線の開閉を行う開閉部と、配線途中でＭＯＳＦＥＴ３０と直列に配置され、ＭＯＳＦＥＴ３０が有するダイオード部３２によって流れる電流を遮断する、ＭＯＳＦＥＴ４０を用いた遮断部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2014212212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線により接続された、太陽電池と前記太陽電池により発電された電力を消費又は変換する負荷装置とを電気的に切り離す開動作と接続する閉動作とを行うスイッチング装置であって、
前記配線途中に配置され、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部と前記トランジスタ部のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部とを有する第１の半導体素子を用いて前記配線の開閉を行う開閉部と、
前記配線途中で前記第１の半導体素子と直列に配置され、前記第１の半導体素子が有するダイオード部によって流れる電流を遮断する、第２の半導体素子を用いた遮断部と、
を備えたことを特徴とするスイッチング装置。
【請求項２】
前記第１と第２の半導体素子として、共に、ソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部を有するＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用い、
前記第１と第２の半導体素子は、それぞれが有する前記ダイオード部が逆向きになるように直列に接続されることを特徴とする請求項１記載のスイッチング装置。
【請求項３】
前記第１と第２の半導体素子は、ソース側が向き合うように直列に接続されることを特徴とする請求項２記載のスイッチング装置。
【請求項４】
前記第１と第２の半導体素子の少なくとも一方に、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴを用いることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のスイッチング装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載のスイッチング装置と、
前記スイッチング装置によって電気的に切り離された前記太陽電池の故障を検知する検知部と、
を備えたことを特徴とする太陽電池の故障検知装置。
【請求項６】
複数の太陽電池モジュールを直列に接続した複数の太陽電池ストリングを並列に接続した太陽電池アレイと、
前記複数の太陽電池ストリングとそれぞれ配線によって接続され、前記複数の太陽電池ストリングにより発電された電力を消費又は変換する負荷装置と、
太陽電池ストリング毎の前記配線の正極側と負極側の少なくとも一方の途中にそれぞれ配置され、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部と前記トランジスタ部のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部とを有する第１の半導体素子を用いて前記配線の前記少なくとも一方の開閉を行う開閉部と、
太陽電池ストリング毎の前記配線の前記少なくとも一方の途中で前記第１の半導体素子と直列にそれぞれ配置され、前記第１の半導体素子が有するダイオード部によって流れる電流を遮断する、第２の半導体素子を用いた遮断部と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項７】
前記第１と第２の半導体素子として、共に、ソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部を有する、デプレション型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用い、
前記第１と第２の半導体素子は、それぞれが有する前記ダイオード部が逆向きになるように直列に接続され、
前記第１と第２の半導体素子のそれぞれの前記トランジスタ部を駆動する電源は、前記複数の太陽電池ストリングと前記負荷装置とを接続する配線から供給されることを特徴とする請求項６記載の太陽光発電システム。
【請求項８】
配線により接続された、太陽電池と前記太陽電池により発電された電力を消費又は変換する負荷装置とを電気的に切り離す開動作と接続する閉動作とを行うスイッチング方法であって、
前記配線途中に配置され、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部と前記トランジスタ部のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部とを有する第１の半導体素子を用いて前記配線の開動作を行う工程と、
前記配線途中で前記第１の半導体素子と直列に配置された第２の半導体素子を用いて、前記第１の半導体素子によって前記配線が開に制御された状態において、前記第１の半導体素子が有するダイオード部によって流れる電流を遮断する工程と、
を備えたことを特徴とするスイッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング装置、故障検知装置、太陽光発電システム、及びスイッチング方法に係り、例えば、太陽光発電システム内の太陽電池を切り離すためのスイッチング装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用して発電を行う太陽光発電システムでは、一般的に、複数の太陽電池モジュールが直列および並列に接続されて、大電圧および大電流となった発電された電力が、パワーコンディショナー等の負荷装置に供給され、商用電力系統等に供給される。太陽光発電システムでは、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されて太陽電池ストリングが構成される。そして、複数の太陽電池ストリングが並列に接続されて太陽電池アレイが構成される。
【０００３】
かかる太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内に絶縁不良があると、電気回路が外部と意図しない形で接触する地絡が生じる場合がある。例えば人や物が絶縁不良箇所に触れたときや、絶縁不良箇所と金属架台等とが接触したとき等が挙げられる。地絡以外にも、太陽電池モジュールが内蔵しているバイパスダイオードの故障や、太陽電池セル間の導通不良等の不具合を生じる場合がある。そのため、太陽光発電システム内には、かかる地絡等の故障を検知する装置が配置される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかる地絡検出等の故障検出を行うためには、検査のために太陽電池ストリングを太陽光発電システムから電気的に切り離すことが有効である。他方、太陽電池ストリングで発電された電力を供給させるためには、太陽電池ストリングを太陽光発電システムに電気的に接続させることが必要となる。よって、太陽電池ストリングを太陽光発電システムに接続および遮断するためのスイッチが必要となる。
【０００５】
特に、例えば、特開２０１１−０６６３２０に示された太陽電池アレイの診断方法では、診断対象の陽電池ストリングを他の太陽電池ストリングから切り離すことが有効である。また、特開２０１１−００２４１７に示された地絡検出装置においては、太陽電池が大地から絶縁されていることが必要であり、インバータが非絶縁方式である場合には診断対象の太陽電池ストリングをインバータから切り離すことが有効である。
【０００６】
さらに、特開２０１１−０６６３２０に示された太陽電池アレイの診断方法において、太陽電池内の直列抵抗上昇を診断するためには、逆流防止ダイオードを経由せずに太陽電池ストリングに電流を流すことが必要であり、このためには検査対象太陽電池ストリングを、逆流防止ダイオードから解列することが有効である。この他、一般に、検査対象太陽電池ストリングがインバータに接続されていると、インバータからのノイズの影響を受けやすいため、検査対象太陽電池ストリングをインバータから解列することが有効である。
【０００７】
図２０は、太陽光発電システムの構成の一部を例示する概念図である。図２０において、複数の太陽電池ストリング５０２が並列に接続されて太陽電池アレイ５０１が構成される。太陽電池アレイ５０１は、遮断器５０６を介して負荷装置５１０に接続され、電力が供給される。各太陽電池ストリング５０２には、正極（＋）側と負極（−）側に、それぞれ遮断器或いは断路器といったスイッチ５０３が接続され、両極のスイッチ５０３を介して複数の太陽電池ストリング５０２が並列に接続される。また、各太陽電池ストリング５０２には、負荷装置５１０や他の太陽電池ストリング５０２からの漏れ電流が当該太陽電池ストリング５０２側に流れないように逆流防止用のダイオード５０４が配置されている。太陽電池ストリング５０２の正極側のスイッチ５０３とダイオード５０４と遮断器５０６は、接続箱５０８内に配置される。太陽電池ストリング５０２の負極側のスイッチ５０３と遮断器５０６は、接続箱５０９内に配置される。実際には、接続箱５０８と接続箱５０９は同一の筐体となる場合が多い。
【０００８】
そして、スイッチ５０３によって太陽光発電システムから電気的に切り離された太陽電池ストリング５０２は、図示しない故障検知装置に接続されることになる。故障検知装置での検知作業後は、特に異常がなければ検知対象となった太陽電池ストリング５０２を自動で太陽光発電システムに戻す必要があるため、スイッチ５０３として自動制御可能なスイッチ装置が求められる。従来、太陽電池ストリング５０２のような直流回路においては、スイッチ５０３として、機械的（メカニカル）なスイッチが利用されていた。しかしながら、機械的スイッチでは、太陽電池ストリング５０２から電流が流れている状態で回路を開（ＯＦＦ）にすると、アークが発生してしまうといった問題があった。アークを防ぐためには大型のリレー等のスイッチ装置を使用する必要があり、回路の開閉に大きな電力が必要となるといった問題があった。また、故障検知を日常的に実施するために、スイッチを日常的にＯＮ／ＯＦＦした場合は、繰り返し動作に対する耐久性の観点からも、機械的スイッチには問題があった。
【０００９】
そこで、機械的スイッチに代わって、半導体スイッチを用いることが検討されている。半導体スイッチを用いることで開閉動作に要する電力を低減させ、繰り返し動作に対する耐久性を向上させることができる。例えば、スイッチ５０３として、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることが考えられる。しかしながら、太陽電池ストリング５０２と接続する回路のような大電圧および大電流に耐えるＭＯＳＦＥＴには、寄生ダイオードが並列に存在する。そのため、トランジスタ機能によって回路を遮断しても、一方の方向に対して寄生ダイオードによって電流が流れてしまう。そのため、寄生ダイオードの順方向が太陽電池ストリング５０２から電流が流れる向きとは逆になるように配置することになる。一方、地絡等の故障検出では、完全に回路が遮断され、負荷装置５１０や他の太陽電池ストリング５０２からの漏れ電流が入り込まない状態で検査を行うことが望まれる。しかしながら、逆流防止用のダイオード５０４の逆方向抵抗は、電圧によって異なり、一般に低電圧で低抵抗、高電圧で高抵抗となる。よって、逆流防止用のダイオード５０４は、通常システムが発電している際の太陽電池ストリングが破損等する程度の大きさの逆電流を遮断することは十分に可能であるが、小さい漏れ電流に対しての遮断効果は期待できない。そのため、例えば、ＧΩオーダーで絶縁が必要な故障検出では、ダイオード５０４からの漏れ電流が寄生ダイオードを介して流れ込むことになり、地絡検出等においては高精度な検出が困難になるといった問題があった。また通常、逆流防止用ダイオード５０４は、太陽電池の片極（図２０では正極）にしか装着されていないため、負極側からの漏れ電流を防止することは出来ない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−０３３８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことが可能な装置および方法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】
【００１２】
本発明の一態様のスイッチング装置は、
配線により接続された、太陽電池と太陽電池により発電された電力を消費又は変換する負荷装置とを電気的に切り離す開動作と接続する閉動作とを行うスイッチング装置であって、
配線途中に配置され、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部とトランジスタ部のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部とを有する第１の半導体素子を用いて配線の開閉を行う開閉部と、
配線途中で第１の半導体素子と直列に配置され、第１の半導体素子が有するダイオード部によって流れる電流を遮断する、第２の半導体素子を用いた遮断部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
遮断部によって、第１の半導体素子が有するダイオード部によって流れる電流を遮断することができる。
【００１４】
また、第１と第２の半導体素子として、共に、ソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部を有するＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用い、
第１と第２の半導体素子は、それぞれが有するダイオード部が逆向きになるように直列に接続されると好適である。
【００１５】
また、第１と第２の半導体素子は、ソース側が向き合うように直列に接続されると好適である。
【００１６】
また、第１と第２の半導体素子の少なくとも一方に、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴを用いると好適である。
【００１７】
また、本発明の一態様の太陽電池の故障検知装置は、
上述したスイッチング装置と、
スイッチング装置によって電気的に切り離された太陽電池の故障を検知する検知部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の一態様の太陽光発電システムは、
複数の太陽電池モジュールを直列に接続した複数の太陽電池ストリングを並列に接続した太陽電池アレイと、
複数の太陽電池ストリングとそれぞれ配線によって接続され、複数の太陽電池ストリングにより発電された電力を消費又は変換する負荷装置と、
太陽電池ストリング毎の配線の正極側と負極側の少なくとも一方の途中にそれぞれ配置され、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部とトランジスタ部のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部とを有する第１の半導体素子を用いて配線の前記少なくとも一方の開閉を行う開閉部と、
太陽電池ストリング毎の配線の上述した少なくとも一方の途中で第１の半導体素子と直列にそれぞれ配置され、第１の半導体素子が有するダイオード部によって流れる電流を遮断する、第２の半導体素子を用いた遮断部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、第１と第２の半導体素子として、共に、ソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部を有する、デプレション型のＭＯＳＦＥＴを用い、
第１と第２の半導体素子は、それぞれが有するダイオード部が逆向きになるように直列に接続され、
第１と第２の半導体素子のそれぞれのトランジスタ部を駆動する電源は、複数の太陽電池ストリングと負荷装置とを接続する配線から供給されるように構成すると好適である。
【００２０】
また、本発明の一態様のスイッチング方法は、
配線により接続された、太陽電池と太陽電池により発電された電力を消費又は変換する負荷装置とを電気的に切り離す開動作と接続する閉動作とを行うスイッチング方法であって、
配線途中に配置され、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部とトランジスタ部のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部とを有する第１の半導体素子を用いて配線の開動作を行う工程と、
配線途中で第１の半導体素子と直列に配置された第２の半導体素子を用いて、第１の半導体素子によって配線が開に制御された状態において、第１の半導体素子が有するダイオード部によって流れる電流を遮断する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様によれば、開閉動作に要する電力を低減し、かつ耐久性を維持しながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態１におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１におけるＭＯＳＦＥＴの一例を示す断面図である。
【図４】実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の他の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の他の一例を示す図である。
【図７】実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の他の一例を示す図である。
【図８】実施の形態２におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図９】実施の形態２におけるＭＯＳＦＥＴの外観図の一例である。
【図１０】実施の形態３におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態４におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態５におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態６におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態７におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態８におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図１６】実施の形態９におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。
【図１７】実施の形態１０における太陽光発電システムの構成の一部を示す構成図である。
【図１８】各実施の形態における検知部の内部構成の一例を示す図である。
【図１９】各実施の形態における検知部の内部構成の別の一例を示す図である。
【図２０】太陽光発電システムの構成の一部を例示する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図１において、太陽光発電システム５００は、太陽光エネルギーを利用して発電するシステムである。太陽光発電システム５００は、故障検知装置２００と、太陽電池アレイ３００と、負荷装置４００と、を備えている。電気的に直列に接続された複数の太陽電池モジュール１０ａ〜ｄ（太陽電池の一例）によって太陽電池ストリング１２（太陽電池の一例）が構成される。各太陽電池モジュール１０は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換し、直流電力として出力するモジュールである。そして、太陽電池アレイ３００は、並列に配置された複数の太陽電池ストリング１２ａ〜ｄによって構成される。複数の太陽電池ストリング１２ａ〜ｄは、故障検知装置２００内部で電気的に並列に接続される。図１の例では、各太陽電池ストリング１２が直列に接続された４つの太陽電池モジュール１０ａ〜ｄによって構成されているが、これに限るものではない。直列数は、２つでも、３つでも、或いは５つ以上であってもよい。適宜設定すればよい。同様に、太陽電池アレイ３００は、並列に接続された４つの太陽電池ストリング１２ａ〜ｄによって構成されているが、これに限るものではない。並列数は、２つでも、３つでも、或いは５つ以上であってもよい。適宜設定すればよい。
【００２４】
故障検知装置２００内には、スイッチ機構１００と、スイッチング装置３１，３３と、検知部３６と、制御部３８と、ゲートドライブ回路１０４とが配置される。スイッチ機構１００は、複数のスイッチング装置１０２ａ〜ｈによって構成される。各スイッチング装置１０２の一方側に、太陽電池ストリング１２の正極（＋）或いは負極（−）が接続される。各スイッチング装置１０２の他方側に、逆流防止ダイオード２０或いは逆流防止ダイオード２１が接続される。逆流防止ダイオード２０，２１は、太陽電池ストリング１２から供給される電流が流れる方向が順方向になるように配置される。スイッチング装置１０２は、太陽電池ストリング１２の両極に配置可能な数が配置される。
【００２５】
図１の例では、スイッチング装置１０２ａの一方側に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）が接続される。スイッチング装置１０２ａの他方側に、逆流防止ダイオード２１ａが接続される。逆流防止ダイオード２１ａは順方向が太陽電池ストリング１２ａの負極（−）に向かう方向になるように配置される。スイッチング装置１０２ｂの一方に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）が接続される。スイッチング装置１０２ｂの他方に、逆流防止ダイオード２０ａが接続される。逆流防止ダイオード２０ａは順方向が太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）に向かう方向とは逆方向になるように配置される。
【００２６】
同様に、スイッチング装置１０２ｃの一方側に、太陽電池ストリング１２ｂの負極（−）が接続される。スイッチング装置１０２ｃの他方側に、逆流防止ダイオード２１ｂが接続される。逆流防止ダイオード２１ｂは順方向が太陽電池ストリング１２ｂの負極（−）に向かう方向になるように配置される。スイッチング装置１０２ｄの一方に、太陽電池ストリング１２ｂの正極（＋）が接続される。スイッチング装置１０２ｄの他方に、逆流防止ダイオード２０ｂが接続される。逆流防止ダイオード２０ｂは順方向が太陽電池ストリング１２ｂの正極（＋）に向かう方向とは逆方向になるように配置される。
【００２７】
同様に、スイッチング装置１０２ｅの一方側に、太陽電池ストリング１２ｃの負極（−）が接続される。スイッチング装置１０２ｅの他方側に、逆流防止ダイオード２１ｃが接続される。逆流防止ダイオード２１ｃは順方向が太陽電池ストリング１２ｃの負極（−）に向かう方向になるように配置される。スイッチング装置１０２ｆの一方に、太陽電池ストリング１２ｃの正極（＋）が接続される。スイッチング装置１０２ｆの他方に、逆流防止ダイオード２０ｃが接続される。逆流防止ダイオード２０ｃは順方向が太陽電池ストリング１２ｃの正極（＋）に向かう方向とは逆方向になるように配置される。
【００２８】
同様に、スイッチング装置１０２ｇの一方側に、太陽電池ストリング１２ｄの負極（−）が接続される。スイッチング装置１０２ｇの他方側に、逆流防止ダイオード２１ｄが接続される。逆流防止ダイオード２１ｄは順方向が太陽電池ストリング１２ｄの負極（−）に向かう方向になるように配置される。スイッチング装置１０２ｈの一方に、太陽電池ストリング１２ｄの正極（＋）が接続される。スイッチング装置１０２ｈの他方に、逆流防止ダイオード２０ｄが接続される。逆流防止ダイオード２０ｄは順方向が太陽電池ストリング１２ｄの正極（＋）に向かう方向とは逆方向になるように配置される。
【００２９】
そして、各逆流防止ダイオード２０ａ〜ｄは、並列に遮断器４０２に接続される。各逆流防止ダイオード２１ａ〜ｄは、並列に遮断器４０４に接続される。そして、遮断器４０２，４０４は、それぞれ負荷装置４００に接続される。以上のようにして、太陽電池アレイ３００の正極（＋）側は遮断器４０２を介して、負極（−）側は遮断器４０４を介して、それぞれ負荷装置４００に接続される。負荷装置４００は、複数の太陽電池ストリング１２により発電された電力を消費又は変換する。負荷装置４００として、例えば、パワーコンディショナー等が挙げられる。太陽電池アレイ３００から負荷装置４００に供給された直流電力は、負荷装置４００内で例えば三相交流電力等に変換され、例えば、商用電力系統等に供給される。
【００３０】
各太陽電池ストリング１２の正極（＋）側は、スイッチング装置１０２と並列に分岐して、複数のスイッチで構成されるスイッチング装置３１の対応するスイッチに接続される。各太陽電池ストリング１２の負極（−）側は、スイッチング装置１０２と並列に分岐して、複数のスイッチで構成されるスイッチング装置３３の対応するスイッチに接続される。そして、スイッチング装置３１，３３のそれぞれのスイッチは、検知部３６に接続される。
【００３１】
そして、検知部３６では、制御部３８による制御に基づいて、後述するように故障検知を行う。故障検知は、太陽電池ストリング１２毎に実施され、故障検知を行う際、制御部３８は、検査対象となる太陽電池ストリング１２の両極に接続されたスイッチング装置１０２が開（ＯＦＦ）となるようにゲートドライブ回路１０４に制御信号を送信する。そして、ゲートドライブ回路１０４は、対応するスイッチング装置１０２が開（ＯＦＦ）となるように制御する。その後、制御部３８は、検査対象となる太陽電池ストリング１２の両極に接続されたスイッチング装置３１，３３が閉（ＯＮ）となるように制御する。かかる動作により、検査対象となる太陽電池ストリング１２が太陽光発電システムから電気的に切り離され、検知部３６に接続されることになる。なお、図１では、便宜上、複数のスイッチング装置１０２が直列にゲートドライブ回路１０４と接続しているように示しているが、各スイッチング装置１０２は、並列にゲートドライブ回路１０４から制御信号を受信する。
【００３２】
図２は、実施の形態１におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図２において、スイッチング装置１０２は、２つのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３０，４０を組み合わせて使用する。ＭＯＳＦＥＴ３０（第１の半導体素子）は、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部３４とトランジスタ部３４のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部３２（寄生ダイオード）とを有する。同様に、ＭＯＳＦＥＴ４０（第２の半導体素子）は、ソース及びドレイン間のスイッチングを行うトランジスタ部４４とトランジスタ部４４のソース及びドレイン間の所定の方向に電流を流すダイオード部４２（寄生ダイオード）とを有する。スイッチング装置１０２として、ＭＯＳＦＥＴを用いることで、開閉動作に要する電力を低減させることができる。
【００３３】
ＭＯＳＦＥＴ３０は、太陽電池ストリング１２と負荷装置４００とを繋ぐ配線途中に配置される。そして、ＭＯＳＦＥＴ３０は、かかる配線の開閉を行う開閉部として機能する。ＭＯＳＦＥＴ４０は、かかる配線途中でＭＯＳＦＥＴ３０と直列に配置される。そして、ＭＯＳＦＥＴ４０は、ＭＯＳＦＥＴ３０が有するダイオード部３２によって流れる電流を遮断する遮断部として機能する。ＭＯＳＦＥＴ３０とＭＯＳＦＥＴ４０は、それぞれが有するダイオード部３２，４２が逆向きになるように直列に接続される。図２の例では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｎ型エンハンスメント型ＦＥＴを用いる。さらに、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のソース側が向き合うように直列に接続される。ソース同士が接続されることで、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートを同電位にすることができる。実施の形態１では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動する。よって、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を１系統のゲート電圧信号によって制御できる。図２では、エンハンスメント型を識別するようにゲート部が点線で示されている。
【００３４】
各太陽電池ストリング１２ａ〜ｃの両極には、同様のスイッチング装置１０２ａ〜ｆが接続される。図２では、図１の４つの太陽電池ストリング１２ａ〜ｄのうち、太陽電池ストリング１２ｄについての構成について記載を省略している。かかるＭＯＳＦＥＴ３０とＭＯＳＦＥＴ４０によって構成されるスイッチング装置１０２によって、配線により接続された、検査対象の太陽電池ストリング１２（太陽電池）の一方の極と太陽電池ストリング１２により発電された電力を消費又は変換する負荷装置４００の対応する一方の極とを電気的に切り離す開動作（ＯＦＦ）と接続する閉動作（ＯＮ）とを行う。
【００３５】
例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと印加している正のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断（ＯＦＦ）する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。このように、ＭＯＳＦＥＴ４０は、ＭＯＳＦＥＴ３０によって配線が開（ＯＦＦ）に制御された状態において、ＭＯＳＦＥＴ３０が有するダイオード部３２によって流れる電流を遮断する。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００３６】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと印加している正のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断（ＯＦＦ）する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。このように、ＭＯＳＦＥＴ４０は、ＭＯＳＦＥＴ３０によって配線が開（ＯＦＦ）に制御された状態において、負極側と同様、ＭＯＳＦＥＴ３０が有するダイオード部３２によって流れる電流を遮断する。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００３７】
なお、スイッチング装置１０２ａ，１０２ｂへと印加しているソース・ゲート間電圧をＯＦＦにするタイミングは、同時が望ましいが、ずれても構わない。そして、スイッチング装置１０２ａ，１０２ｂが共にＯＦＦになり、太陽電池ストリング１２ａが、他の太陽電池ストリング１２ｂ等や負荷装置４００と電気的に切り離された後、制御部３８の制御の基、スイッチング装置３１，３３のうち、太陽電池ストリング１２ａに対応する各スイッチをＯＮ（閉）にする。これにより、太陽電池ストリング１２ａを検知部３６に接続することができる。また、検知部３６に他の太陽電池ストリング１２ｂ等や負荷装置４００からの電流等の入流を回避できる。逆に故障検知動作後は、異常がなければ、太陽電池ストリング１２ａが、他の太陽電池ストリング１２ｂ等や負荷装置４００と電気的につなげることになる。かかる場合には、まず、制御部３８の制御の基、スイッチング装置３１，３３のうち、太陽電池ストリング１２ａに対応する各スイッチをＯＦＦ（開）にする。その後、スイッチング装置１０２ａ，１０２ｂへソース・ゲート間電圧を印加すればよい。これにより、太陽電池ストリング１２ａを発電システムに復帰させることができる。なお、他の太陽電池ストリング１２ｂ等用のスイッチング装置１０２ｃ，ｄ等の開閉動作についても、太陽電池ストリング１２ａと同様である。
【００３８】
図３は、実施の形態１におけるＭＯＳＦＥＴの一例を示す断面図である。太陽電池ストリングからは、例えば、数１００Ｖの大電圧が生じる。例えば、５００Ｖ程度の電圧が生じる。また、数Ａ或いは数１０Ａの大電流が流れる。例えば、１０Ａの電流が流れる。実施の形態１では、かかる大電圧および大電流の負荷に耐えるＭＯＳＦＥＴを用いる。そのためには、パワー半導体素子である、例えば、縦型のＭＯＳＦＥＴを用いると好適である。図３では、例えば、ｎ型の縦型ＭＯＳＦＥＴの断面の一例が示されている。図３の例では、ｎ型半導体基板にｐウェルを形成し、ｐウェル内にｎウェルを形成した構成になっている。そして、ｎウェルとｎ型半導体基板との間のｐウェル上にゲート（Ｇ）が形成されている。また、ソース（Ｓ）電極は、ゲートとは反対側のｐウェルに跨るようにｎウェル上に形成される。ドレイン（Ｄ）電極は、ｎ型半導体基板の裏面に形成される。かかるゲート（Ｇ）とソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）によってトランジスタ部が形成される。通常、ゲート（Ｇ）にソース・ゲート間電圧を印加すると、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間のｐウェルにｎチャネルが形成されることで、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間に電流が流れることになる。逆に、ゲート（Ｇ）にソース・ゲート間電圧を印加しなければ、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間に電流が流れないことになる。しかしながら、図３に示す構造のように、ソース（Ｓ）側の電極がｐウェルにも接続する場合、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間にＰＮ接合が存在する。そのため、図３の例では、かかるＰＮ接合部が、ソース（Ｓ）からドレイン（Ｄ）に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードとなってしまう。
【００３９】
よって、スイッチング装置１０２に、１つのＭＯＳＦＥＴだけが配置された場合、上述したように、ＭＯＳＦＥＴのトランジスタ機能によって回路を遮断しても、一方の方向に対して寄生ダイオードによって電流が流れてしまう。また、寄生ダイオードの順方向が太陽電池ストリング１２から電流が流れる向きとは逆になるように配置しても、上述したように、逆流防止用のダイオード２０，２１の漏れ電流に対しての遮断効果は期待できない。図３では、一例として、縦型ＭＯＳＦＥＴを示したが、寄生ダイオードが存在するのであれば、横型であっても同様の問題が生じる。以下、実施の形態１の比較例として、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの両極をそれぞれ１つずつのＭＯＳＦＥＴによってスイッチ動作を行う場合の問題点について以下、説明する。
【００４０】
図４は、実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の一例を示す図である。図４の例では、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの両極をそれぞれ１つずつのＭＯＳＦＥＴ５０によってスイッチ動作を行う場合を示している。ＭＯＳＦＥＴ５０には、トランジスタ部５４と上述した寄生ダイオードとなるダイオード部５２とを有する。両極のＭＯＳＦＥＴ５０は、ダイオード部５２の順方向が太陽電池ストリング１２から電流が流れる向きとは逆になるように配置されている。また、太陽電池ストリング１２ａの両極には、同様に、順方向が太陽電池ストリング１２から電流が流れる向きとは逆になるように逆流防止用のダイオード２０，２１が配置されている。図４の例では、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａは、その両極に接続されたＭＯＳＦＥＴ５４がＯＦＦとなり、負荷および他の太陽電池ストリングから解列され、その結果、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）側の電位が、他の太陽電池ストリングの正極（＋）側の電位よりも高く、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの負極（−）側の電位が、他の太陽電池ストリングの負極（−）側の電位よりも低い場合を示している。かかる場合、検査対象の太陽電池ストリングの正極（＋）が、発電中の他の太陽電池ストリングの正極（＋）より、高電位であれば、寄生ダイオードがあっても、発電中のシステムから電流は流れないので影響を受けない。同様に、検査対象の太陽電池ストリングの負極が、発電中の太陽電池ストリングの負極より、低電位であれば、寄生ダイオードがあっても、発電中のシステムへと電流は流れないので影響を受けない。
【００４１】
図５は、実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の他の一例を示す図である。図５の例では、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）側の電位が、他の太陽電池ストリングの正極（＋）側の電位よりも高く、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの負極（−）側の電位が、故障検出装置（例を後述する）の働きにより、他の太陽電池ストリングの負極（−）側の電位よりも高い場合を示している。その他の構成は、図４と同様である。かかる場合、検査対象の太陽電池ストリングの正極（＋）側は、図４と同様、発電中のシステムから影響を受けない。しかしながら、検査対象の太陽電池ストリングの負極が、発電中の太陽電池ストリングの負極より、高電位であると、寄生ダイオードによって発電中のシステムへと電流が流れてしまうので影響を受ける。かかる影響はブロッキングダイオード２１によってある程度回避できるが、逆方向電流を完全に遮断できないため、回避は不完全である。
【００４２】
図６は、実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の他の一例を示す図である。図６の例では、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）側の電位が、故障検出装置（例を後述する）の働きにより、他の太陽電池ストリングの正極（＋）側の電位よりも低く、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの負極（−）側の電位が、他の太陽電池ストリングの負極（−）側の電位よりも低い場合を示している。その他の構成は、図４と同様である。かかる場合、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの負極（−）側は、図４で説明したように、発電中のシステムから影響を受けない。しかしながら、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）が、発電中ストリングの正極より、低電位であると、寄生ダイオードによって発電中のシステムから電流が流れてしまうので発電中のシステムから影響を受ける。この影響はブロッキングダイオード２０によってある程度回避できるが、逆方向電流を完全に遮断できないため、回避は不完全である。
【００４３】
図７は、実施の形態１の比較例となる太陽電池アレイとスイッチング装置の他の一例を示す図である。図７の例では、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）側の電位が、故障検出装置（例を後述する）の働きにより、他の太陽電池ストリングの正極（＋）側の電位よりも低く、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの負極（−）側の電位が、故障検出装置（例を後述する）の働きにより、他の太陽電池ストリングの負極（−）側の電位よりも高い場合を示している。その他の構成は、図４と同様である。かかる場合、故障検知対象の太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）が、発電中ストリングの正極より、低電位であると、図６で説明したように、寄生ダイオードによって発電中のシステムから電流が流れてしまうので発電中のシステムから影響を受ける。この影響はブロッキングダイオード２０によってある程度回避できるが、逆方向電流を完全に遮断できないため、回避は不完全である。そして、検査対象の太陽電池ストリングの負極が、発電中の太陽電池ストリングの負極より、高電位であると、図５で説明したように、寄生ダイオードによって発電中のシステムへと電流が流れてしまうので影響を受ける。かかる影響はブロッキングダイオード２１によってある程度回避できるが、逆方向電流を完全に遮断できないため、回避は不完全である。
【００４４】
そこで、実施の形態１では、図２に示したように、２つのＭＯＳＦＥＴ３０とＭＯＳＦＥＴ４０のそれぞれが有するダイオード部３２，４２が逆向きになるように直列に接続させる。これにより、寄生ダイオードによる問題を回避できる。
【００４５】
以上のように、実施の形態１によれば、開閉動作に要する電力を低減し、かつ耐久性を維持しながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。よって、高精度な地絡検出等が可能になる。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態１では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｎ型エンハンスメント型ＦＥＴのソース同士を接続した場合について示したが、これに限るものではない。実施の形態２では、その他の接続方法について説明する。実施の形態２における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００４７】
図８は、実施の形態２におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図８において、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、図２と同様に、ｎ型エンハンスメント型ＦＥＴを用いる。但し、図８では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のドレイン側が向き合うように直列に接続される。ドレイン同士が接続される場合には、ソース・ゲート間電圧に必要な電位が異なるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を別に設けるとよい。言い換えれば、実施の形態２では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を２系統のゲート電圧信号によって制御する。その他の構成は、図２と同様である。
【００４８】
図９は、実施の形態２におけるＭＯＳＦＥＴの外観図の一例である。図９において、ＭＯＳＦＥＴ６０の外側には、放熱板６２が配置される。そして、かかる放熱板６２は、ドレインに接続されている。よって、ドレイン同士が接続される場合、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０の放熱板を配置する際に、放熱板同士の絶縁に注意を払う必要が無く、さらに共通化し大型の放熱板を使用することもできるため、デバイスの熱設計が容易になる。
【００４９】
図８において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと印加している正のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００５０】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと印加している正のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００５１】
以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態１では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｎ型エンハンスメント型ＦＥＴを用いたが、これに限るものではない。実施の形態３では、その他のＭＯＳＦＥＴを用いる場合について説明する。実施の形態３における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００５３】
図１０は、実施の形態３におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図１０において、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｐ型エンハンスメント型ＦＥＴを用いる。そのため、ソース・ゲート間電圧の極性が実施の形態１の場合と逆になる。その他の構成は、図２と同様である。すなわち、図１０では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のソース側が向き合うように直列に接続されており、このため、ソース・ゲート間電圧を同電位にできるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を共通にできる。言い換えれば、実施の形態３では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を１系統のゲート電圧信号によって制御する。
【００５４】
図１０において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと印加している負のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００５５】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと印加している負のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００５６】
以上のように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００５７】
実施の形態４．
実施の形態３では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｐ型エンハンスメント型ＦＥＴのソース同士を接続した場合について示したが、これに限るものではない。実施の形態４では、その他の接続方法について説明する。実施の形態４における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００５８】
図１１は、実施の形態４におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図１１において、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、図１０と同様に、ｐ型エンハンスメント型ＦＥＴを用いる。但し、図１１では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のドレイン側が向き合うように直列に接続される。ドレイン同士が接続される場合には、ソース・ゲート間電圧に必要な電位が異なるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を別に設けるとよい。言い換えれば、実施の形態４では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を２系統のゲート電圧信号によって制御する。その他の構成は、図２と同様である。
【００５９】
また、図９で説明したように、ドレイン同士が接続される場合、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０の放熱板同士を接続できるので、素子の放熱性を向上させることができる。
【００６０】
図１１において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと印加している負のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００６１】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと印加している負のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００６２】
以上のように、実施の形態４によれば、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００６３】
実施の形態５．
実施の形態１では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｎ型エンハンスメント型ＦＥＴを用いたが、これに限るものではない。実施の形態５では、その他のＭＯＳＦＥＴを用いる場合について説明する。実施の形態５における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００６４】
図１２は、実施の形態５におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図１２において、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｎ型デプレション型ＦＥＴを用いる。そのため、ＯＦＦ動作時において、ソース・ゲート間電圧を印加する。この時、印加電圧は、実施の形態１におけるＯＮ動作の時と逆極性の電圧を印加する。その他の構成は、図２と同様である。すなわち、図１２では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のソース側が向き合うように直列に接続されており、このため、ソース・ゲート間電圧が同電位にできるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を共通にできる。言い換えれば、実施の形態５では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を１系統のゲート電圧信号によって制御する。図１２では、デプレション型を識別するようにゲート部が実線で示されている。
【００６５】
図１２において、デプレション型ＦＥＴは、ゲートに電圧を印加していない状態ではソース・ドレイン間に電流が流れるノーマリＯＮとなる。そのため、各太陽電池ストリング１２は、対応するスイッチング装置１０２のＭＯＳＦＥＴ３０，４０の両ゲートに電圧が印加されていなくても発電した電力を負荷装置４００へと供給できる。よって、実施の形態５では、ゲートドライブ回路１０４が、複数の太陽電池ストリング１２と負荷装置４００とを接続する配線から電力の供給を受けるように接続する。これにより、かかる電力をＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのトランジスタ部３４，４４を駆動するゲート用の電源として使用できる。よって、別電源を不要にできる。
【００６６】
図１２において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと負のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００６７】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと負のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００６８】
以上のように、実施の形態５によれば、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００６９】
実施の形態６．
実施の形態５では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｎ型デプレション型ＦＥＴのソース同士を接続した場合について示したが、これに限るものではない。実施の形態６では、その他の接続方法について説明する。実施の形態６における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００７０】
図１３は、実施の形態６におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図１３において、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、図１２と同様に、ｎ型デプレション型ＦＥＴを用いる。但し、図１３では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のドレイン側が向き合うように直列に接続される。ドレイン同士が接続される場合には、ソース・ゲート間電圧に必要な電位が異なるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を別に設けるとよい。言い換えれば、実施の形態６では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を２系統のゲート電圧信号によって制御する。その他の構成は、図１２と同様である。
【００７１】
実施の形態６では、図９で説明したように、ドレイン同士が接続される場合、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０の放熱板同士を接続できるので、素子の放熱性を向上させることができる。
【００７２】
また、実施の形態６では、デプレション型ＦＥＴを用いている。よって、実施の形態６では、実施の形態５と同様、ゲートドライブ回路１０４が、複数の太陽電池ストリング１２と負荷装置４００とを接続する配線から電力の供給を受けるように接続する。これにより、かかる電力をＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのトランジスタ部３４，４４を駆動するゲート用の電源として使用できる。よって、別電源を不要にできる。
【００７３】
図１３において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと負のソース・ゲート間電圧を印加にする。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００７４】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと負のソース・ゲート間電圧を印加にする。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００７５】
以上のように、実施の形態６によれば、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００７６】
実施の形態７．
実施の形態５では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｎ型デプレション型ＦＥＴを用いたが、これに限るものではない。実施の形態７では、その他のＭＯＳＦＥＴを用いる場合について説明する。実施の形態７における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００７７】
図１４は、実施の形態７におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図１４において、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｐ型デプレション型ＦＥＴを用いる。そのため、ソース・ゲート間電圧の極性が、実施の形態５の場合と逆向きになる。その他の構成は、図１２と同様である。すなわち、図１４では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のソース側が向き合うように直列に接続されており、ソース・ゲート間電圧が同電位にできるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を共通にできる。言い換えれば、実施の形態７では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を１系統のゲート電圧信号によって制御する。その他の構成は、図１２と同様である。
【００７８】
また、実施の形態７では、デプレション型ＦＥＴを用いている。よって、実施の形態７では、実施の形態５と同様、ゲートドライブ回路１０４が、複数の太陽電池ストリング１２と負荷装置４００とを接続する配線から電力の供給を受けるように接続する。これにより、かかる電力をＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのトランジスタ部３４，４４を駆動するゲート用の電源として使用できる。よって、別電源を不要にできる。
【００７９】
図１４において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと正のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００８０】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０の共通するゲート配線へと正のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００８１】
以上のように、実施の形態７によれば、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００８２】
実施の形態８．
実施の形態７では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、ｐ型デプレション型ＦＥＴのソース同士を接続した場合について示したが、これに限るものではない。実施の形態４では、その他の接続方法について説明する。実施の形態８における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００８３】
図１５は、実施の形態８におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図１５において、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、図１４と同様に、ｐ型デプレション型ＦＥＴを用いる。但し、図１５では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のドレイン側が向き合うように直列に接続される。ドレイン同士が接続される場合には、ソース・ゲート間電圧に必要な電位が異なるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を別に設けるとよい。言い換えれば、実施の形態８では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を２系統のゲート電圧信号によって制御する。その他の構成は、図２と同様である。
【００８４】
また、図９で説明したように、ドレイン同士が接続される場合、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０の放熱板同士を接続できるので、素子の放熱性を向上させることができる。
【００８５】
また、実施の形態８では、デプレション型ＦＥＴを用いている。よって、実施の形態８では、実施の形態５と同様、ゲートドライブ回路１０４が、複数の太陽電池ストリング１２と負荷装置４００とを接続する配線から電力の供給を受けるように接続する。これにより、かかる電力をＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのトランジスタ部３４，４４を駆動するゲート用の電源として使用できる。よって、別電源を不要にできる。
【００８６】
図１５において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと正のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００８７】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０のそれぞれのゲート配線へと正のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００８８】
以上のように、実施の形態８によれば、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００８９】
実施の形態９．
実施の形態１〜８では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、同じ種類のＭＯＳＦＥＴを使用する例について説明したが、これに限るものではない。実施の形態９では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０として、異なる種類のＭＯＳＦＥＴを使用する場合について説明する。実施の形態９における太陽光発電システム５００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。
【００９０】
図１６は、実施の形態９におけるスイッチング装置の内部構成の一例を示す図である。図１６において、ＭＯＳＦＥＴ３０として、ｎ型エンハンスメント型ＦＥＴを用いる。そして、ＭＯＳＦＥＴ４０として、ｐ型デプレション型ＦＥＴを用いる。そして、ＭＯＳＦＥＴ３０のソース側と、ＭＯＳＦＥＴ４０のドレイン側とが向き合うように直列に接続される。ここでは、ソース・ゲート間電圧に必要な電位が異なるので、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のゲートへのゲートドライブ回路１０４からの信号線を別に設けるとよい。言い換えれば、実施の形態９では、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０を同時駆動するが、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のＯＮ／ＯＦＦ動作を２系統のゲート電圧信号によって制御する。その他の構成は、図２と同様である。
【００９１】
図１６において、例えば、スイッチング装置１０２ａによって、太陽電池ストリング１２ａの配線の開動作（ＯＦＦ）を行う場合、制御部３８によってスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂに対して、ゲートＯＦＦにするための制御信号をゲートドライブ回路１０４に出力する。ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０のゲート配線へと印加している正のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。そして、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ４０のゲート配線へと正のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの負極（−）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の負極（−）の電位よりも高電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００９２】
同様に、ゲートドライブ回路１０４では、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０のゲート配線へと印加している正のソース・ゲート間電圧をＯＦＦにする。そして、スイッチング装置１０２ａのＭＯＳＦＥＴ４０のゲート配線へと正のソース・ゲート間電圧を印加する。これにより、スイッチング装置１０２ｂのＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にゲートＯＦＦになり、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０が共にソース・ドレイン間を遮断する。その際、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０のダイオード部３２，４２は逆向きに配置されているので、仮に、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）の電位が、発電中の他の太陽電池ストリング１２ｂ等の正極（＋）の電位よりも低電位になっても漏れ電流は遮断できる。よって、太陽光発電システム５００からの影響は回避できる。
【００９３】
以上のように、ＭＯＳＦＥＴ３０，４０の一方に、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴを用い、他方にデプレション型のＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。ｎ型エンハンスメント型ＦＥＴとｐ型デプレション型ＦＥＴの組み合わせにすることで、ゲート電圧の符号を正に合わせることができる。
【００９４】
以上のように、実施の形態９によれば、異なる種類のＭＯＳＦＥＴを使用する場合でも、実施の形態１と同様、開閉動作に要する電力を低減させながら太陽電池を太陽光発電システムから電気的に切り離すことができる。
【００９５】
実施の形態１０．
実施の形態１〜９では、図１に示したように、故障検知装置２００内に逆流防止用のダイオード２０，２１を配置したが、これに限るものではない。実施の形態１０では、その他の構成について説明する。
【００９６】
図１７は、実施の形態１０における太陽光発電システムの構成の一部を示す構成図である。図１７において、太陽光発電システム５００は、故障検知装置２００と、接続箱２０２，２０４と、太陽電池アレイ３００と、図示しない負荷装置４００と、を備えている。図１７では、接続箱２０２内に、各太陽電池ストリング１２ａ〜ｄの正極（＋）側の逆流防止用のダイオード２０ａ〜ｄと、遮断器４０２と、遮断器或いは断路器といったスイッチ２２ａ〜ｄと、が配置された点、接続箱２０４内に、各太陽電池ストリング１２ａ〜ｄの正極（＋）側の逆流防止用のダイオード２１ａ〜ｄと、遮断器４０４と、遮断器或いは断路器といったスイッチ２４ａ〜ｄと、が配置された点、以外は、図１と同様である。図１７に示すように、接続箱２０２，２０４を故障検知装置２００とは別に用意してもよい。
【００９７】
図１８は、各実施の形態における検知部の内部構成の一例を示す図である。まず、複数の太陽電池ストリングの中から一の太陽電池ストリング１２ａを選択する（Ｓ１）。続いて、選択した一の太陽電池ストリング１２ａの正極側と負極側とに対応する解列用のスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂをオフにする。これにより、当該太陽電池ストリング１２ａを太陽光発電システム５００から電気的に切り離して解列し、解列状態とする（Ｓ２）。
【００９８】
続いて、解列状態の太陽電池ストリング１２ａにおける正極側と負極側とに接続するスイッチング装置３１，３３を閉（ＯＮ）にし、この太陽電池ストリング１２ａを検知部３６に接続する（Ｓ３）。続いて、解列状態の太陽電池ストリング１２ａについて、図１８に示す正極側スイッチ素子８ｘをオンにすると共に負極側スイッチ素子８ｙをオフにし、正極側のみを検出抵抗９の他方側に接続すると共に負極側を解放する（Ｓ４）。この状態で、電圧検出器６により検出抵抗９の第１電圧降下値とその符号とを測定する（Ｓ５）。スイッチ素子８は、制御部３８からの指示信号に応じてオンオフを切り替える。
【００９９】
また、解列状態の太陽電池ストリング１２ａについて、正極側スイッチ素子８ｘをオフ状態にすると共に負極側スイッチ素子８ｙをオンにし、負極側のみを検出抵抗９の他方側に接続すると共に正極側を解放する（Ｓ６）。この状態で、電圧検出器６により検出抵抗９の第２電圧降下値とその符号とを測定する（Ｓ７）。
【０１００】
さらに、解列状態の太陽電池ストリング１２ａについて、正極側スイッチ素子８ｘ及び負極側スイッチ素子８ｙの両方をオフにし、検出抵抗９に対して非接続とする（切り離す）。この状態で、電圧検出器６により太陽電池ストリング１０３の極間電圧値とその符号とを測定する（Ｓ８，９）。なお、上記Ｓ４，５と上記Ｓ６，７と上記Ｓ８，９とは、互いに順不同であり、上記Ｓ６，７を最初に実施してもよいし、上記Ｓ８，９を最初に実施してもよい。
【０１０１】
続いて、制御部３８は、測定した第１及び第２電圧降下値、極間電圧値、及びこれらの符号を用いて、絶縁抵抗値を演算する（Ｓ１０）。具体的には、以下の式（１）を用いて、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを算出する。
（１）  Ｒｌｅａｋ＝Ｒｄ×｜Ｖ０／（Ｖ１−Ｖ２）｜−Ｒｄ
【０１０２】
但し、
Ｒｄ：検出抵抗９の抵抗値、
Ｖ０：極間電圧値
Ｖ１：第１電圧降下値
Ｖ２：第２電圧降下値
【０１０３】
続いて、制御部３８は、演算した絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋと、予め設定された基準抵抗値とを比較し、地絡判定を行う（Ｓ１１）。具体的には、演算した絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値以上であれば、「地絡無し」と判定する一方、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値未満であれば、「地絡あり」と判定する。
【０１０４】
続いて、地絡判定結果が「地絡無し」であれば、解列状態の太陽電池ストリング１２ａについて、解列用のスイッチング装置１０２ａ，１０２ｂをオン状態にして太陽光発電システム５００に接続すると共に、測定用のスイッチング装置３１，３３をオフにして検知部３６から切り離す。
【０１０５】
以上のように、太陽電池アレイ３００内の地絡検出の際、太陽電池アレイ３００を構成する太陽電池ストリング１２を太陽光発電システム５００から解列し、そして、この解列状態の太陽電池ストリング１２の地絡を検出する。このように、地絡検出対象を小さい単位として地絡を検出することから、地絡検出対象の対地静電容量を下げることができ（つまり、地絡検出対象の電路を短くし、及び総面積を小さくすることができ）、対地静電容量により流れる電流の悪影響が地絡検出に及ぶのを抑制することが可能となる。
【０１０６】
さらに、地絡検出時に太陽電池ストリング１２がパワーコンディショナー等の負荷装置４００に対して電気的に切り離されることとなり、よって、当該パワーコンディショナーに起因して発生するノイズの悪影響が地絡検出に及ぶのをも抑制することができる。従って、本実施形態によれば、地絡を確実に検出することが可能となる。
【０１０７】
上述した各実施の形態では、検知部３６を、太陽電池ストリング１２の正極（＋）側および負極側の双方に接続する場合について説明したが、これに限定する必要はなく、正極（＋）側または負極側に接続する構成としても良い。
【０１０８】
図１９は、各実施の形態における検知部の内部構成の別の一例を示す図である。図１９において、検知部３６は、第１接地電路８１Ａ、第１抵抗８４Ａ、第１直流電源８２Ａ及び第１電流計８６Ａを含む第１測定系と、第２接地電路８１Ｂ、第２抵抗８４Ｂ、第２直流電源８２Ｂ及び第２電流計８６Ｂを含む第２測定系と、を有している。
【０１０９】
第１接地電路８１Ａは、その一方側が大地Ｇに接続されている。また第１接地電路８１Ａは、その他方側が、検知対象となる太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）側の配線（電路）に接続可能とされている。具体的には、第１接地電路８１Ａの他方側は、第１スイッチ部８０Ａ及びスイッイング装置３１を介して、太陽電池ストリング１２ａの正極（＋）側の配線に接続されている。
【０１１０】
第１スイッチ部８０Ａは、太陽電池ストリング１２ａに対する第１接地電路８１Ａの電気的な接続／非接続を切り替えるものである。第１スイッチ部８０Ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。この第１スイッチ部８０Ａは、制御部３８に接続されており、制御部３８からの指示信号に応じてオンオフを切り替える。
【０１１１】
第１抵抗８４Ａは、第１接地電路８１Ａ上において第１スイッチ部８０Ａと大地Ｇとの間に設けられている。この第１抵抗８４Ａの抵抗値Ｒｄは、地絡発生時の安全性の観点から所定下限値以上とされ、且つ、測定値の測定容易性の観点から所定上限値以下とされている（以下の第１抵抗８４Ｂにおいて同様）。
【０１１２】
第１直流電源８２Ａは、第１接地電路８１Ａ上において第１スイッチ部８０Ａと第１抵抗８４Ａとの間（第１抵抗８４Ａよりも太陽電池ストリング１２ａ側）に設けられている。つまり、第１直流電源８２Ａは、その負極側としての一方側が第１抵抗８４Ａに接続され、その正極側としての他方側が第１スイッチ部８０Ａを介して太陽電池ストリング１２ａの正極側に接続されている。この第１直流電源８２Ａは、太陽電池ストリング１２ａの正極側に対し正電圧の直流電圧（ＤＣ電圧）を印加する。ここでは、第１直流電源８２Ａは、第１直流電圧値Ｖ１の直流電圧を印加する。
【０１１３】
第１直流電圧値Ｖ１は、地絡検出の感度向上の観点から所定下限値以上とされ、且つ、測定対象の太陽電池回路を破損防止する観点から所定上限値以下とされている（以下の直流電圧値において同様）。この第１直流電源８２Ａは、制御部３８に接続されており、制御部３８からの指示信号に応じて第１直流電圧値Ｖ１を印加する。
【０１１４】
第１電流計８６Ａは、第１接地電路８１Ａ上において第１抵抗８４Ａと大地Ｇとの間に設けられている。この第１電流計８６Ａは、第１接地電路８１Ａにて第１抵抗８４Ａを介して流れる漏れ電流値としての第１電流値（第１測定値）Ｉ１を測定する。また、第１電流計８６Ａは、制御部３８に接続されており、制御部３８からの指示信号に応じて第１直流電圧値Ｖ１の測定を実行する。第１電流計８６Ａとしては、例えばホール素子を利用した直流零相電流検出器等が用いられる。
【０１１５】
他方、第２接地電路８１Ｂは、その一方側が大地Ｇに接続されている。また第２接地電路８１Ｂは、その他方側が太陽電池ストリング１２ａの正極の配線（電路）に接続可能とされている。具体的には、第２接地電路８１Ｂの他方側は、第２スイッチ部８０Ｂ及びスイッチング装置３１を介して、太陽電池ストリング１２ａの正極側の配線に接続されている。
【０１１６】
第２スイッチ部８０Ｂは、太陽電池ストリング１２ａに対する第２接地電路８１Ｂの電気的な接続／非接続を切り替えるものである。第２スイッチ部８０Ｂとしては、第１スイッチ部８０Ａと同様に、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。この第２スイッチ部８０Ｂは、制御部３８に接続されており、制御部３８からの指示信号に応じてオンオフを切り替える。
【０１１７】
第２抵抗８４Ｂは、第２接地電路８１Ｂ上において第２スイッチ部８０Ｂと大地Ｇとの間に設けられている。この第２抵抗８４Ｂの抵抗値は、第１抵抗８４Ａと等しい抵抗値Ｒｄにすると好適である。
【０１１８】
第２直流電源８２Ｂは、第２接地電路８１Ｂ上において第２スイッチ部８０Ｂと第１抵抗８４Ｂとの間（第２抵抗２２Ｂよりも太陽電池ストリング１２ａ側）に設けられている。つまり、第２直流電源８２Ｂは、その負極側としての一方側が第２抵抗８４Ｂに接続され、その正極側としての他方側が第２スイッチ部８０Ｂを介して太陽電池ストリング１２ａの正極側に接続されている。この第２直流電源８２Ｂは、太陽電池ストリング１２ａの正極側に対し正電圧の直流電圧（ＤＣ電圧）を印加する。ここでは、第２直流電源８２Ｂは、第２直流電圧値Ｖ２の直流電圧を印加する。
【０１１９】
第２直流電圧値Ｖ２は、第１直流電圧値Ｖ１とは異なる電圧値とされている。この第２直流電源８２Ｂは、制御部３８に接続されており、制御部３８からの指示信号に応じて第２直流電圧値Ｖ２を印加する。
【０１２０】
第２電流計８６Ｂは、第２接地電路８１Ｂ上において第２抵抗８４Ｂと大地Ｇとの間に設けられている。この第２電流計８６Ｂは、第２接地電路８１Ｂにて第２抵抗８４Ｂを介して流れる漏れ電流値としての第２電流値（第２測定値）Ｉ２を測定する。また、第２電流計８６Ｂは、制御部３８に接続されており、制御部３８からの指示信号に応じて第２直流電圧値Ｖ２の測定を実行する。第２電流計８６Ｂとしては、第１電流計２４Ａと同様に、例えばホール素子を利用した直流零相電流検出器等が用いられる。
【０１２１】
図１９に示すように、第１直流電源８２Ａから第１直流電圧値Ｖ１が印加される電圧印加箇所と、第２直流電源８２Ｂから第２直流電圧値Ｖ２が印加される電圧印加箇所とは、少なくとも太陽電池ストリング１２ａの定格出力想定時において電位が互いに等しくなっている。換言すると、第１及び第２所定箇所は、設計上の電位が互いに等しくされている。
【０１２２】
また、制御部３８は、測定結果に基づき演算を実施し、地絡箇所Ｔの絶縁抵抗値ＲＬ及び電位ＶＬを検出すると共に地絡の有無を検出（判定）する地絡検出機能を有している。
【０１２３】
まず、第１スイッチ部８０Ａをオンとし、第１接地電路８１Ａを太陽電池ストリング１２ａの正極側と接続すると共に、第２スイッチ部８０Ｂをオフのままとし、第２接地電路８１Ｂを太陽電池ストリング１２ａの正極側と非接続にする。これと共に、第１直流電源８２Ａにより、太陽電池ストリング１２ａの正極側に正電圧の第１直流電圧値Ｖ１を印加する。この状態で、第１接地電路８１Ａにて流れる第１電流値Ｉ１を電流計８６Ａにより測定する。
【０１２４】
続いて、第１スイッチ部８０Ａをオフとし、第１接地電路８１Ａを太陽電池ストリング１２ａの正極側と非接続にすると共に、第２スイッチ部８０Ｂをオンとし、第２接地電路８１Ｂを太陽電池ストリング１２ａの正極側と接続する。これと共に、第２直流電源８２Ｂにより、太陽電池ストリング１２ａの正極側に正電圧の第２直流電圧値Ｖ２を印加する。この状態で、第１接地電路８１Ｂにて流れる第２電流値Ｉ２を電流計８６Ｂにより測定する。
【０１２５】
続いて、第１及び第２電流値Ｉ１，Ｉ２の変化に基づいて、地絡の有無を判定する。すなわち、以下の式（２）により第１及び第２電流値Ｉ１，Ｉ２から絶縁抵抗値ＲＬを演算し検出する。
（２）  ＲＬ＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２）
−（Ｒｄ２×Ｉ２−Ｒｄ１×Ｉ１）／（Ｉ１−Ｉ２）
【０１２６】
また、以下の式（３）により第１及び第２電流値Ｉ１，Ｉ２から地絡箇所Ｔの電位ＶＬを演算し検出する。
（３）  ＶＬ＝（Ｖ１・Ｉ２−Ｖ２・Ｉ１＋Ｉ１・Ｉ２×（Ｒｄ２―Ｒｄ１））／（Ｉ１−Ｉ２）
【０１２７】
そして、演算した絶縁抵抗値ＲＬと、予め設定されている基準抵抗値とを比較し、太陽電池ストリング１２ａの地絡判定を行う。具体的には、絶縁抵抗値ＲＬが基準抵抗値よりも小さい場合、「地絡あり」と判定する一方、絶縁抵抗値ＲＬが基準抵抗値以上の場合、「地絡無し」と判定する。
【０１２８】
従って、本実施形態によれば、低コストで精度よく地絡を検出することが可能となる。また、地絡を検出するに当たって短絡動作が必要とされず、安全性を高めることも可能となる。さらには、例えば零相電流検出法による地絡検出の場合のように、地絡検出に事故電流の発生が前提となっていないため、当該事故電流の発生を抑制することが可能となる。
【０１２９】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、上述した例では、遮断部として機能する半導体素子として、ＭＯＳＦＥＴ４０を用いたが、これに限るものではない。代わりに、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を用いても好適である。遮断部として用いるＩＧＢＴは、ＭＯＳＦＥＴに比べ高耐圧の要求、高電流を遮断するときに有効で、更に、高耐圧の要求、高電流の遮断を要求される場合は、ＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）又は、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ  Ｔｕｒｎ  Ｏｆｆ  Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）を用いることが有効である。更に、上記のＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＳＣＲ、ＧＴＯは、シリコンで構成されるが、シリコンよりもスイッチング性能の良いと言われている炭化ケイ素で構成したものであっても構わない。更に、他のスイッチング速度を高めるには、ヒ化ガリウム、ヒ化ガリウムアルミニウム等の化合物半導体のスイッチング素子を用いることも可能である。また、上述した故障検知の手法は、一例であって、図１８、図１９で説明したものに限るものではない。その他の地絡等の故障検知手法を用いてもよい。
【０１３０】
また、上述した各実施形態においては、正極側と負極側の両方を切断する場合について説明したが、検知方法によっては、何れか一方極のみ切断する構成としても良い。
【０１３１】
また、上述した各実施形態においては、正極側と負極側の両方に逆流防止ダイオードを使用する構成について説明したが、正極側または負極側の何れか一方極のみに使用する構成としても良い。
【０１３２】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。
【０１３３】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのスイッチング装置、故障検知装置、太陽光発電システム、及びスイッチング方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１３４】
６  電圧検出器
８  スイッチ素子
９  検出抵抗
１０  太陽電池モジュール
１２，５０２  太陽電池ストリング
２０，２１，５０４  ダイオード
３０，４０，５０  ＭＯＳＦＥＴ
３１，３３  スイッチング装置
３２，４２，５２  ダイオード部
３４，４４，５４  トランジスタ部
３６  検知部
３８  制御部
８０  スイッチ部
８１  接地電路
８４  抵抗
８２  直流電源
８６  電流計
１００  スイッチ機構
１０２  スイッチング装置
１０４  ゲートドライブ回路
２００  故障検知装置
２０２，２０４，５０８，５０９  接続箱
３００，５０１  太陽電池アレイ
４００，５１０  負荷装置
４０２，４０４，５０６  遮断器
５００  太陽光発電システム
５０３  スイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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