(57)【要約】【課題】コンピュータを利用することなく、低コストで陰による出力の低下を抑制できるようにする。【解決手段】リレーコイル１１1には、複数の太陽電池パネル群の一つの太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流が流れ、他のリレーコイル１１2〜１１4には、他の太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流がそれぞれ流れ、リレーコイル１１1の巻き方向、又は、電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイル１１2〜１１4とは逆方向とし、リレーコイル１１1に流れる電流による磁束と、他のリレーコイル１１2〜１１4に流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置１０の動作条件を決定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通のコアに巻回された複数のリレーコイルと複数のリレー接点とを備えるリレー装置であって、
前記複数のリレーコイルの内の少なくとも一つのリレーコイルは、コイルの巻き方向、又は、電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイルとは逆方向である、
ことを特徴とするリレー装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つのリレーコイルの巻き数と、前記他のリレーコイルの巻き数とが異なる、
請求項１に記載のリレー装置。
【請求項３】
複数の太陽電池セル又は太陽電池パネルを直列接続してなる複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群と、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続状態を切替えるリレー装置とを備え、
前記リレー装置は、共通のコアに巻回されると共に、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流がそれぞれ流れる複数のリレーコイルと、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続状態を切替える複数のリレー接点とを備え、
前記複数のリレーコイルの内の少なくとも一つのリレーコイルは、コイルの巻き方向、又は、前記電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイルとは逆方向である、
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】
前記複数の太陽電池セル群の各太陽電池セル群が、それぞれ一つの太陽電池パネルを構成する、
請求項３に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、前記複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群に対応する発電電流である、
請求項３又は４に記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、前記複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の近傍にそれぞれ配置されて、複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の日照状態に応じた発電をそれぞれ行う複数のモニタ用太陽電池セルの発電電流である、
請求項５に記載の太陽光発電システム。
【請求項７】
前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、前記複数の各太陽電池パネル群をそれぞれ構成する太陽電池パネル内にそれぞれ配置されて、複数の各太陽電池パネル群の日照状態に応じた発電をそれぞれ行う複数のモニタ用太陽電池セルの発電電流である、
請求項５に記載の太陽光発電システム。
【請求項８】
前記少なくとも一つのリレーコイルには、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流が流れ、前記他のリレーコイルには、日陰（又は日向）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流が流れる、
請求項３ないし７のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項９】
前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、前記複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の発電電流である、
請求項５に記載の太陽光発電システム。
【請求項１０】
前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群は、日陰になる少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群を有し、
前記少なくとも一つのリレーコイルには、日陰になる前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の一方の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流が流れ、
前記他のリレーコイルには、日陰になる前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の他方の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流が流れ、
前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群が、日陰になっていない状態における前記リレー装置の動作を規制する規制手段を備える、
請求項９に記載の太陽光発電システム。
【請求項１１】
前記太陽電池セル群又は前記太陽電池パネル群は、複数の太陽電池セルが直列接続されたクラスタの複数と、各クラスタにそれぞれ対応して各クラスタに並列接続されたバイパスダイオードの複数とを有し、
前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、クラスタに対応するバイパスダイオードには流れず、該クラスタのみに流れる電流である、
請求項９に記載の太陽光発電システム。
【請求項１２】
前記太陽電池パネル群を構成する複数の太陽電池パネルの内の少なくとも一つの太陽電池パネルは、複数のクラスタの内の少なくとも一つのクラスタを構成する直列接続された複数の太陽電池セルに対して、前記リレーコイルを直列に接続するための接続端子を有する、
請求項１１に記載の太陽光発電システム。
【請求項１３】
前記少なくとも一つのリレーコイルには、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の前記クラスタに流れる電流が流れ、前記他のリレーコイルには、日陰（又は日向）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の前記クラスタに流れる電流が流れる、
請求項１１または１２に記載の太陽光発電システム。
【請求項１４】
前記複数のリレー接点は、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、前記日陰となる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を、直列接続又は並列接続のいずれかに切替える、
請求項８、１０または１３のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項１５】
前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群は、直列接続された複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の複数組が並列に接続され、
前記複数のリレー接点は、異なる組に属する前記日陰となる複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群を、同じ組となるように入れ替える、
請求項８または９に記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレー装置及びそれを用いた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽光発電システムでは、周囲の木々や建物等により太陽電池アレイの一部が日陰となり、出力が低下する場合がある。
【０００３】
そこで、太陽電池アレイの受光面に陰がかかっても常に最大電力点を捉えることのできるように太陽電池セルの接続を切替える太陽光発電システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２０４６５１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、上記特許文献１等の従来の太陽光発電システムでは、コンピュータの利用が前提となっており、複数のセンサによって複数の計測点の電流を計測し、それら電流値に基づいて、コンピュータで演算処理を行なって、複数のスイッチを切替えることによって、太陽電池セルの接続を切替えるようにしており、このため、構成が複雑になると共に、コンピュータ及び多数のセンサやスイッチイッチを必要とし、コストが高くつく。また、コンピュータやセンサに電源を供給する必要があり、停電時の動作が困難になるといった課題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、コンピュータを利用することなく、陰による出力の低下を、安価な構成で抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。
【０００８】
（１）本発明のリレー装置は、共通のコアに巻回された複数のリレーコイルと複数のリレー接点とを備えるリレー装置であって、
前記複数のリレーコイルの内の少なくとも一つのリレーコイルは、コイルの巻き方向、又は、電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイルとは逆方向である。
【０００９】
本発明のリレー装置によると、複数のリレーコイルの内の少なくとも一つのリレーコイルは、コイルの巻き方向、又は、電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイルとは逆方向であるので、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流による磁束と、他のリレーコイルに流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置が動作して複数のリレー接点が切替わるので、実質的にリレー装置の動作条件を、前記一つのリレーコイルと他のリレーコイルとに流れる電流の加減算によって決定することができる。
【００１０】
したがって、電流値をセンサで計測して、センサの出力に基づいて、コンピュータによってスイッチを切替制御するといった構成に比べて、コンピュータやセンサ等が不要となり、リレー装置という簡単で安価な構成で、電流値に応じた接点の切替制御が可能となる。
【００１１】
（２）本発明のリレー装置の他の実施態様では、前記少なくとも一つのリレーコイルの巻き数と、前記他のリレーコイルの巻き数とが異なる。
【００１２】
本発明のリレー装置は、上記のように、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流による磁束と、他のリレーコイルに流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置の動作条件を規定するのであるが、この実施態様によれば、少なくとも一つのリレーコイルと他のリレーコイルとの巻き数を異ならせることによって、リレー装置の動作条件の調整が可能となり、用途に応じた動作条件の設定が容易となる。
【００１３】
（３）本発明の太陽光発電システムは、複数の太陽電池セル又は太陽電池パネルを直列接続してなる複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群と、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続状態を切替えるリレー装置とを備え、
前記リレー装置は、共通のコアに巻回されると共に、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流がそれぞれ流れる複数のリレーコイルと、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続状態を切替える複数のリレー接点とを備え、
前記複数のリレーコイルの内の少なくとも一つのリレーコイルは、コイルの巻き方向、又は、前記電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイルとは逆方向である。
【００１４】
前記少なくとも一つのリレーコイルの巻き数と、前記他のリレーコイルの巻き数とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００１５】
複数の各太陽電池セル群は、複数の太陽電池セルを直列接続してそれぞれ構成され、複数の各太陽電池パネル群は、複数の太陽電池パネルを直列接続してそれぞれ構成される。
【００１６】
本発明の太陽光発電システムによると、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流がそれぞれ流れるリレーコイルの内の少なくとも一つのリレーコイルは、コイルの巻き方向、又は、電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイルとは逆方向であるので、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流による磁束と、他のリレーコイルに流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置が動作して複数のリレー接点が切替わるので、実質的にリレー装置の動作条件を、前記一つのリレーコイルと他のリレーコイルとに流れる電流の加減算によって決定することができる。
【００１７】
したがって、予め複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に部分的に陰がかかる状態を把握しておき、その状態で、例えば、日陰となる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群と、日陰にならない太陽電池セル群又は太陽電池パネル群との電流が、前記複数のリレーコイル内の少なくとも一方のリレーコイルと、他方のリレーコイルとにそれぞれ流れるようにしておくことによって、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の少なくも一部の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に陰がかかったときに、出力の低下を抑制するように、リレー装置のリレー接点を切替えるといったことが可能となる。
【００１８】
これによって、太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流を複数のセンサでそれぞれ計測して、センサの出力に基づいて、太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に陰がかかった状態を、コンピュータによって演算して検出すると共に、スイッチを切替制御して太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を切替えるといった構成に比べて、リレー装置という簡単で安価な構成で、陰による出力の低下を抑制することが可能となる。
【００１９】
（４）本発明の太陽光発電システムの一つの実施態様では、前記複数の太陽電池セル群の各太陽電池セル群が、それぞれ一つの太陽電池パネルを構成する。
【００２０】
この実施態様によると、各太陽電池セル群によってそれぞれ構成される複数の太陽電池パネルの少なくも一部の太陽電池パネルに陰がかかったときに、出力の低下を抑制するように、リレー装置のリレー接点を切替えることが可能となる。
【００２１】
（５）本発明の太陽光発電システムの他の実施態様では、前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、前記複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群に対応する発電電流である。
【００２２】
この実施態様によると、複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群に対応する発電電流を、複数のリレーコイルにそれぞれ流すことによって、各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の日照状態に応じて、リレー装置を動作させることが可能となる。
【００２３】
（６）上記（５）の実施態様では、前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、前記複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の近傍にそれぞれ配置されて、複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の日照状態に応じた発電をそれぞれ行う複数のモニタ用太陽電池セルの発電電流としてもよい。
【００２４】
この実施態様によると、複数のモニタ用太陽電池セルは、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の近傍にそれぞれ配置されるので、各モニタ用太陽電池セルは、各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の日照状態に応じた発電をそれぞれ行うことができ、これら各モニタ用太陽電池セルの発電電流を、複数のリレーコイルにそれぞれ流して、リレー装置の動作条件を決定することができる。すなわち、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じて、リレー装置の動作条件を決定することができる。
【００２５】
（７）上記（５）の実施態様では、前記複数のリレーコイルに流れる前記電流が、前記複数の各太陽電池パネル群をそれぞれ構成する太陽電池パネル内にそれぞれ配置されて、複数の各太陽電池パネル群の日照状態に応じた発電をそれぞれ行う複数のモニタ用太陽電池セルの発電電流としてもよい。
【００２６】
この実施態様によると、複数のモニタ用太陽電池セルは、複数の各太陽電池パネル群を構成する太陽電池パネル内にそれぞれ配置される、すなわち、各太陽電池パネル群を構成する太陽電池パネルに組み込まれるので、各太陽電池パネル群の日照状態に応じた発電をそれぞれ行うことができ、これら各モニタ用太陽電池セルの発電電流を、複数のリレーコイルにそれぞれ流すことによって、複数の各太陽電池パネル群の日照状態に応じて、リレー装置の動作条件を決定することができる。
【００２７】
（８）本発明の太陽光発電システムの他の実施態様では、前記少なくとも一つのリレーコイルには、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流が流れ、前記他のリレーコイルには、日陰（又は日向）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流が流れる。
【００２８】
ここで、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群とは、想定する陰がかかった状態において、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群をいう。
【００２９】
この実施態様によると、複数のリレーコイルの内、少なくとも一つのリレーコイルには、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流が流れ、他のリレーコイルには、日陰（又は日向）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じた電流が流れるので、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に陰がかかって、日陰の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群と、日向の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群とが生じると、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流による磁束と、他のリレーコイルに流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置が動作して、出力の低下を抑制するように、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を切替えることが可能となる。
【００３０】
（９）上記（５）の実施態様では、前記複数のリレーコイルに流れる前記電流を、前記複数の各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の発電電流としてもよい。
【００３１】
この実施態様によると、複数のリレーコイルには、各太陽電池セル群又は各太陽電池パネル群の発電電流が流れるので、日照状態を監視するためのモニタ用太陽電池セルを用いることなく、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の日照状態に応じて、リレー装置の動作条件を決定することができる。
【００３２】
（１０）上記（９）の実施態様では、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群は、日陰になる少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群を有し、
前記少なくとも一つのリレーコイルには、日陰になる前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の一方の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流が流れ、
前記他のリレーコイルには、日陰になる前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の他方の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流が流れ、
前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群が、日陰になっていない状態における前記リレー装置の動作を規制する規制手段を備えるようにしてもよい。
【００３３】
この実施態様によると、複数のリレーコイルの内、少なくとも一つのリレーコイルには、日陰になる少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の一方の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流が流れ、他のリレーコイルには、日陰になる前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の他方の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流が流れるので、前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に陰がかかると、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流による磁束と、他のリレーコイルに流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置が動作して、出力の低下を抑制するように、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を切替えることが可能となる。
【００３４】
このとき、例えば、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流と、他のリレーコイルに流れる電流との電流差が小さくなったときに、リレー装置が動作するように構成すると、前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群が、共に日陰ではなく、共に日向にある状態であっても、前記少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流と、前記他のリレーコイルに流れる電流との電流差が小さくなって、不所望にリレー装置が動作することになるが、この実施態様では、前記少なくとも二つの太陽電池セル群又は太陽電池パネル群が日陰になっていない状態、すなわち、日向の状態では、規制手段によってリレー装置の動作を規制するので、出力が低下していないにもかかわらず、リレー装置が動作するのを防止することが可能となる。
【００３５】
（１１）上記（９）の実施態様では、前記太陽電池セル群又は前記太陽電池パネル群は、複数の太陽電池セルが直列接続されたクラスタの複数と、各クラスタにそれぞれ対応して各クラスタに並列接続されたバイパスダイオードの複数とを有し、
前記複数のリレーコイルに流れる前記電流は、クラスタに対応するバイパスダイオードには流れず、該クラスタのみに流れる電流としてもよい。
【００３６】
太陽電池セル群又は太陽電池パネル群を構成する複数のクラスタ及び各クラスタにそれぞれ対応する複数のバイパスダイオードにおいては、例えば、二つの太陽電池パネル群が直列接続されている状態で、一方の太陽電池パネル群に、陰がかかると、陰がかかっていない他方の太陽電池パネル群のクラスタに流れる電流と、陰のかかった一方の太陽電池パネル群のクラスタに流れる電流との差の電流が、陰のかかった一方の太陽電池パネル群のバイパスダイオードに流れる。
【００３７】
すなわち、陰のかかった一方の太陽電池パネル群のクラスタに流れる電流と、陰がかかっていない他方の太陽電池パネル群のクラスタに流れる電流とには、電流差が生じる。
【００３８】
この実施態様によると、複数のリレーコイルには、バイパスダイオードには流れず、クラスタのみに流れる電流を流すので、日陰のクラスタに流れる電流と、日向のクラスタに流れる電流との電流差を利用してリレー装置を動作させるといったことが可能となる。
【００３９】
（１２）上記（１１）の実施態様では、前記太陽電池パネル群を構成する複数の太陽電池パネルの内の少なくとも一つの太陽電池パネルは、複数のクラスタの内の少なくとも一つのクラスタを構成する直列接続された複数の太陽電池セルに対して、前記リレーコイルを直列に接続するための接続端子を備える構成としてもよい。
【００４０】
少なくとも一つの太陽電池パネルは、該太陽電池パネルが属する太陽電池パネル群の中で、陰がかかるのが早い太陽電池パネルであるのが好ましいが、陰がかかるのが遅い太陽電池パネルとしてもよく、他の太陽電池パネルとしてもよい。
【００４１】
この実施態様によると、太陽電池パネル群を構成する少なくとも一つの太陽電池パネルは、複数のクラスタの少なくとも一つのクラスタを構成する直列接続された複数の太陽電池セルに対して、前記リレーコイルを直列に接続するための接続端子を有しているので、この接続端子にリレーコイルを接続することによって、リレーコイルには、クラスタに対応するバイパスダイオードには流れず、該クラスタのみに流れる電流を流すことができる。
【００４２】
（１３）前記少なくとも一つのリレーコイルには、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の前記クラスタに流れる電流が流れ、前記他のリレーコイルには、日陰（又は日向）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の前記クラスタに流れる電流が流れる。
【００４３】
この実施態様によると、複数のリレーコイルの内、少なくとも一つのリレーコイルには、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、日向（又は日陰）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群のクラスタに流れる電流が流れ、他のリレーコイルには、日陰（又は日向）になる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群のクラスタに流れる電流が流れるので、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に陰がかかって、日陰の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群と、日向の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群とが生じると、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流による磁束と、他のリレーコイルに流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置が動作して、出力の低下を抑制するように、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を切替えるといったことが可能となる。
【００４４】
（１４）上記（８）、（１０）または（１３）の実施態様では、前記複数のリレー接点は、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の内、前記日陰となる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を、直列接続又は並列接続のいずれかに切替えるようにしてもよい。
【００４５】
この実施態様によると、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に陰がかかって、日陰の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群と、日向の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群とが生じると、日陰の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を、直列接続から並列接続に切替えることができ、出力の低下を抑制することができる。
【００４６】
（１５）上記（８）または（９）の実施態様では、前記複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群は、直列接続された複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の複数組が並列に接続され、
前記複数のリレー接点は、異なる組に属する前記日陰となる複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群を、同じ組となるように入れ替えるようにしてもよい。
【００４７】
この実施態様によると、異なる組に属する日陰となる複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群を、同じ組となるように入れ替えるので、出力の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４８】
このように、本発明によれば、複数のリレーコイルの内の少なくとも一つのリレーコイルは、コイルの巻き方向、又は、電流の流れる方向のいずれかの方向が、他のリレーコイルとは逆方向であるので、少なくとも一つのリレーコイルに流れる電流による磁束と、他のリレーコイルに流れる電流の磁束との磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー装置が動作して複数のリレー接点が切替わるので、実質的にリレー装置の動作条件を、前記一つのリレーコイルと他のリレーコイルとに流れる電流の加減算によって決定することができる。
【００４９】
また、予め複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に部分的に陰がかかる状態を把握しておき、その状態で、例えば、日陰となる太陽電池セル群又は太陽電池パネル群と、日陰にならない太陽電池セル群又は太陽電池パネル群との電流が、前記複数のリレーコイル内の少なくとも一方のリレーコイルと、他方のリレーコイルとにそれぞれ流れるようにしておくことによって、複数の太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に部分的に陰がかかったときに、出力の低下を抑制するように、リレー装置のリレー接点を切替えることが可能となる。
【００５０】
これによって、太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の発電電流を複数のセンサでそれぞれ計測して、センサの出力に基づいて、太陽電池セル群又は太陽電池パネル群に陰がかかった状態を、コンピュータによって演算して検出すると共に、スイッチを切替制御して太陽電池セル群又は太陽電池パネル群の接続を切替えるといった構成に比べて、リレー装置という簡単で安価な構成で、陰による出力の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成図である。
【図２】図１の太陽電池アレイ（パネル）の構成を示す図である。
【図３】図２の太陽電池パネルとモニタセルを示す図である。
【図４】モニタセルの他の構成例を示す図である。
【図５】図４のモニタセルを用いた図３に対応する図である。
【図６】図２の太陽電池アレイ（パネル構成）に陰がかかった状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るリレー装置の概略構成図である。
【図８】図１の配線切替箱の接続構成を示す図である。
【図９】図１の接続箱の概略構成図である。
【図１０】アンペアの周回積分の法則を説明するための図である。
【図１１】リレー装置の復帰状態と動作状態の各パネル群の接続状態を示す図である。
【図１２】従来例の各パネル群の接続状態を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態の図１１（ａ）に対応する図である。
【図１４】本発明の更に他の実施形態（帯状の影がかかった状態）の図６に対応する図である。
【図１５】図１４の実施形態の配線切替箱の接続構成を示す図である。
【図１６】図１４の実施形態の図１１に対応する図である。
【図１７】図１４の実施形態の接続状態を示す図である。
【図１８】本発明の更に他の実施形態の構成図である。
【図１９】本発明の他の実施形態の構成図である。
【図２０】図１９の異なる接続状態の構成図である。
【図２１】本発明の更に他の実施形態の構成図である。
【図２２】太陽電池パネルの構成図である。
【図２３】図２１の第１，第３パネルの特性を示す図であり、同図（ａ）は電流電圧特性を、同図（ｂ）は電力電圧特性を示す図である。
【図２４】図２３の電流電圧特性の、日向の第１パネルの特性と日陰の第３パネルの特性への分解を説明するための図である。
【図２５】図２４の日陰の第３パネルの電流電圧特性の、クラスタの特性とバイパスダイオードの特性への分解を説明するための図である。
【図２６】図２１の異なる接続状態の構成図である。
【図２７】異なる接続状態への移行を説明するための構成図である。
【図２８】図２１の実施形態の太陽電池パネルとリレー装置のコイルとの接続例を示す図である。
【図２９】他の例の構成図である。
【図３０】図２９の異なる接続状態の構成図である。
【図３１】異なる接続状態への移行を説明するための構成図である。
【図３２】図２９の太陽電池パネルとラッチングリレーとの接続例を示す図である。
【図３３】本発明の更に他の実施形態の構成図である。
【図３４】本発明の更に他の実施形態の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５３】
（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成を示す図である。
【００５４】
この実施形態の太陽光発電システム１は、太陽電池アレイ２と、太陽電池アレイ２の日照状態に応じて、太陽電池アレイ２を構成する太陽電池パネルと接続箱４と間の配線接続を切替える配線切替箱３と、太陽電池アレイ２からの直流電力を交流電力に変換すると共に、系統６に連系するパワーコンディショナ５とを備えている。
【００５５】
図２は、図１の太陽電池アレイ２の構成を示す図である。この実施形態では、約３ｋＷのシステム構成の例を示しており、太陽電池アレイ２は、第１〜第４太陽電池パネル群（以下「第１〜第４パネル群」という）８1〜８4を備えている。各パネル群８1〜８4は、約２００Ｗの太陽電池パネル７の４つを直列にそれぞれ接続して構成される。各パネル群８1〜８4には、その日照状態を監視するための太陽電池セルからなる第１〜第４モニタセル９1〜９4が、それぞれ近接して配置されている。
【００５６】
各モニタセル９1〜９4は、各パネル群８1〜８4の日照の状態を監視できるように、例えば、図３に示すように、各パネル群８1〜８4を構成する直列接続された４つの太陽電池パネル７の内の中間位置に接続される２つの太陽電池パネル７の近傍に配置される。
【００５７】
この実施形態では、各モニタセル９1〜９4を、各パネル群８1〜８4の太陽電池パネル７とは個別の構成とし、それらを組合せているが、本発明の他の実施形態として、例えば、図４に示すように、太陽電池パネル７ａの複数の太陽電池セルの内の一つの太陽電池セルをモニタセル９ａとして構成する、すなわち、太陽電池パネル７ａ自体が、一つのモニタセル９ａを備える構成としてもよい。
【００５８】
この構成を、本実施形態に適用すると、例えば、図５に示すように、各パネル群８1〜８4をそれぞれ構成する４つの太陽電池パネル７の内、中間位置に接続される二つの太陽電池パネル７の一方を、モニタセル９ａ1〜９ａ4を備える太陽電池パネル７ａ1〜７ａ4にそれぞれ置き換えればよい。
【００５９】
この実施形態では、図２に示すように、太陽電池アレイ２は、各パネル群８1〜８4を図１の配線切替箱３内の後述のリレー装置のリレー接点に接続するための第１〜第８端子Ｔ１〜Ｔ８を備えている。第１，第２端子Ｔ１，Ｔ２は、第３パネル群８3の負極側及び正極側にそれぞれ接続され、第３，第４端子Ｔ３，Ｔ４は、第１パネル群８1の負極側及び正極側にそれぞれ接続され、第５，第６端子Ｔ５，Ｔ６は、第４パネル群８4の負極側及び正極側にそれぞれ接続され、第７，第８端子Ｔ７，Ｔ８は、第２パネル群８2の負極側及び正極側にそれぞれ接続される。
【００６０】
太陽電池アレイ２は、第１〜第４パネル群８1〜８4の日照状態をそれぞれ監視するための第１〜第４モニタセル９1〜９4を、図１の配線切替箱３内のリレー装置のコイルに接続するための第９〜第１６端子Ｔ９〜Ｔ１６を備えている。第９，第１０端子Ｔ９，Ｔ１０は、第１モニタセル９1の正極側及び負極側にそれぞれ接続され、第１１，第１２端子Ｔ１１，Ｔ１２は、第２モニタセル９2の正極側及び負極側にそれぞれ接続され、第１３，第１４端子Ｔ１３，Ｔ１４は、第３モニタセル９3の正極側及び負極側にそれぞれ接続され、第１５，第１６端子Ｔ１５，Ｔ１６は、第４モニタセル９4の正極側及び負極側にそれぞれ接続される。
【００６１】
この実施形態では、太陽電池アレイ２を設置したときの周囲の障害物、例えば建物や木立などによって太陽電池アレイ２にかかる陰の状態を予め把握しており、陰がかかったときの出力の低下を、コンピュータを利用することなく、低コストの構成で抑制するものである。
【００６２】
図６は、太陽電池アレイ２に、最も陰のかかった状態を概略的に示す図である。この実施形態の太陽電池アレイ２が設置されている箇所の西側（図では右側）には建物が存在し、東側（図では左側）から昇った太陽によって、午前中は、全てのパネル群８1〜８4に太陽光が照射されるが、午後に太陽が傾くと、建物の陰Ｓ１が、太陽電池アレイ２に徐々にかかり始め、図６では、最も陰Ｓ１がかかった状態を示している。
【００６３】
この実施形態では、東南側の第１パネル群８1には、陰Ｓ１がかからず、第２〜第４パネル群８2〜８4に、略三角形に陰Ｓ１がかかることが予め把握されていることが前提であり、この陰Ｓ１がかかった場合に、その出力の低下を抑制するものである。
【００６４】
具体的には、各パネル群８1〜８4の日照状態を監視する第１〜第４モニタセル９1〜９4の出力に基づいて、図１の配線切替箱３内に設置したリレー装置によって、日照状態を検出して太陽電池アレイ２の各パネル群８1〜８4と接続箱４との間の配線接続を切替え、出力の低下を抑制するものである。
【００６５】
図１に示される配線切替箱３には、本発明の一実施形態に係るリレー装置が設置されており、この実施形態のリレー装置１０は、図７に示すように、共通のコア（鉄芯）１４にそれぞれ巻回された４つの第１〜第４リレーコイル（以下「第１〜第４コイル」という）１１1〜１１4と、連動する３組のリレー接点１２1〜１２3とを備えている。なお、図７では、１組のリレー接点のみを代表的に示している。各組のリレー接点１２1〜１２3は、ａ接点１２1ａ〜１２3ａと、ｂ接点１２1ｂ〜１２3ｂと、ｃ接点１２1ｃ〜１２3ｃとを備えている。各コイル１１1〜１１4の巻き数や巻き方向等の構成は、全て同じである。３組のリレー接点１２1〜１２3は、コア１４及び第１〜第４コイル１１1〜１１4からなる電磁石によって、可動接点であるｃ接点１２1ｃ〜１２3ｃが、ｂ接点１２1ｂ〜１２3ｂ側からａ接点１２1ａ〜１２3ａ側に切替わる。
【００６６】
リレー装置１０の第１〜第４コイル１１1〜１１4は、図２の第１〜第４モニタセル９1〜９4にそれぞれ接続される。この実施形態では、第１〜第４コイル１１1〜１１4の内、第１パネル群８1の日照状態を監視する第１コイル９1は、第２〜第４パネル群８2〜８4の日照状態を監視する第２〜第４コイル９2〜９4とは、その接続の向きを逆としている。したがって、第１コイル１１1には、他の第２〜第４コイル１１2〜１１4とは逆向きの電流が流れる。
【００６７】
図８は、配線切替箱３内に設置されたリレー装置１０の接続構成を示す図であり、図９は、配線切替箱３とパワーコンディショナ５とを接続する接続箱４の概略構成を示す図である。
【００６８】
図８はリレー装置１０の復帰状態を示しており、この図８では、リレー装置１０の第１〜第４コイル１１1〜１１4にそれぞれ接続される図２の太陽電池アレイ２の第１〜第４モニタセル９1〜９4の各端子Ｔ９〜Ｔ１６、及び、リレー装置１０の３組のリレー接点１２1〜１２3にそれぞれ接続される図２の太陽電池アレイ２の第１〜第４パネル群８1〜８4の各端子Ｔ１〜Ｔ８並びに図９の接続箱４の接続端子Ｃ１〜Ｃ３を示している。
【００６９】
この図８に示すように、リレー装置１０の第１〜第４コイル１１1〜１１4は、第１〜第４モニタセル９1〜９4にそれぞれ接続される。その際、第１コイル１１1は、図２の第１モニタセル９1の第１０，第９端子Ｔ１０，Ｔ９に接続され、第２〜第４コイル１１2〜１１4は、第２〜第４モニタセル９2〜９4の第１１，第１２；第１３，第１４；第１５，第１６端子Ｔ１１，Ｔ１２；Ｔ１３，Ｔ１４；Ｔ１５，Ｔ１６に接続される。すなわち、第１コイル１１1は、第２〜第４コイル１１2〜１１4とは、モニタセル９1の極性が逆となるように接続される。
【００７０】
リレー装置１０の３組のリレー接点１２1〜１２3の内、第１組のリレー接点１２1のｃ接点１２1ｃは、図２に示される太陽電池アレイ２の第２パネル群８2の正極側である第８端子Ｔ８に接続され、ａ接点１２1ａは、図９に示される接続箱４の第２逆流防止ダイオード１３2のアノード(正極)側の第２接続端子Ｃ２に接続され、ｂ接点１２1ｂは、第１パネル群８1の負極側である第３端子Ｔ３と第３パネル群８3の正極側である第２端子Ｔ２とに共通に接続されると共に、第３組のリレー接点１２3のｂ接点１２3ｂに接続される。
【００７１】
第２組のリレー接点１２2のｃ接点１２2ｃは、第２パネル群８2の負極側である第７端子Ｔ７に接続され、ａ接点１２2ａは、第３組のリレー接点１２3のａ接点１２3ａに接続され、ｂ接点１２2ｂは、第３パネル群８3の負極側である第１端子Ｔ１と第４パネル群８4の負極側である第５端子Ｔ５とに共通に接続されると共に、図９に示される接続箱４の負極側の第３接続端子Ｃ３に接続される。
【００７２】
第３組のリレー接点１２3のｃ接点１２3ｃは、第４パネル群８4の正極側である第６端子Ｔ６に接続され、ａ接点１２3ａは、上記にように第２組のリレー接点１２2のａ接点１２2ａに接続され、ｂ接点１２3ｂは、上記のように第１組のリレー接点１２1のｂ接点１２1ｂに接続されると共に、第１パネル群８1の負極側である第３端子Ｔ３と第３パネル群８3の正極側である第２端子Ｔ２とに共通に接続される。
【００７３】
また、図２に示される第１パネル群８1の正極側である第４端子Ｔ４は、配線切替箱３を介して図９に示される接続箱４の第１逆流防止ダイオード１３1のアノード(正極)側の第１接続端子Ｃ１に接続される。
【００７４】
図９に示す接続箱４では、第１，第２逆流防止ダイオード１３1，１３2のカソード(負極)側が接続されて正極側の接続端子となる。なお、第１，第２逆流防止ダイオード１３1，１３2に代えて、逆流防止リレーを用いてもよい。
【００７５】
この実施形態に係るリレー装置１０は、太陽電池アレイ２の第１〜第４パネル群８1〜８4の日照状態を監視して太陽電池アレイ２と接続箱４との配線の接続状態を切替えるものであって、そのための処理を、第１〜第４コイル１１1〜１１4の磁束の重ね合わせによって行うものである。第１〜第４コイル１１1〜１１4に流す電流の加算や減算を、第１〜第４コイル１１1〜１１4に流す電流の向きを選択することによって行うようにしている。
【００７６】
この実施形態では、上記のように、第１〜第４パネル群８1〜８4の日照状態をそれぞれ監視する第１〜第４モニタセル９1〜９4にそれぞれ接続される第１〜第４コイルの１１1〜１１4内、第１コイル１１1のみ、電流を流す向きを、第２〜第４コイル１１2〜１１4とは逆向きとしている。
【００７７】
ここで、第１〜第４コイル１１1〜１１4に流れる電流を、ｃｏｉｌ１〜ｃｏｉｌ４とすると、第１コイル１１1に流れる電流ｃｏｉｌ１と、他の第２〜第４コイル１１2〜１１4に流れる電流ｃｏｉｌ２〜ｃｏｉｌ４の合計電流との電流差が閾値電流を超えると、すなわち、下記のようになると、
｜ｃｏｉｌ１−（ｃｏｉｌ２＋ｃｏｉｌ３＋ｃｏｉｌ４）｜＞閾値電流
リレー装置１０が動作して３組のリレー接点１２1〜１２3が切替わる。
【００７８】
また、第１コイル１１1に流れる電流ｃｏｉｌ１と、他の第２〜第４コイル１１2〜１１4に流れる電流ｃｏｉｌ２〜ｃｏｉｌ４の合計電流との電流差が閾値電流以下になると、リレー装置１０が復帰して３組のリレー接点１２1〜１２3が元の状態に切替る。なお、リレーのヒステリシス特性によって、リレー装置１０が復帰する復帰電流は、前記閾値電流とは異なり、以下の説明では、リレー装置１０が復帰する電流を復帰電流という。
【００７９】
この実施形態では、後述のように、太陽が昇って第１〜第４パネル群８1〜８4、したがって、第１〜第４モニタセル９1〜９4に太陽光が照射されて発電を開始すると、前記閾値電流を超えてリレー装置１０が動作し、午後になって第２〜第４パネル群８2〜８4、したがって、第２〜第４モニタセル９1〜９4に、図６に示すように陰Ｓ１がかかると、復帰電流を下回ってリレー装置１０が復帰するように構成されている。
【００８０】
ここで、リレー装置１０の基本的な原理について、更に説明する。
【００８１】
リレー装置１０を動作させるための判定計算を、第１〜第４コイル１１1〜１１4の磁束の重ね合わせで行う原理は、「アンペアの周回積分の法則」と「磁気的吸引力」である。
【００８２】
「アンペアの周回積分の法則」は、「電流の作る磁界中を一定方向に一周したとき、磁界の強さと磁界に沿った長さの積の和は、その一周した閉曲線の中に含まれる電流の和に等しい」と表すことができる（例えば、「電気基礎（上）」川上純一ら共著、東京電機大学出版局，ｐ１０２）。
【００８３】
図１０に示すように、電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃがあり、この周囲に図の矢印の方向にＡＢ間がＨ1〔Ａ／ｍ〕、ＢＣ間がＨ2〔Ａ／ｍ〕、ＣＤ間がＨ3〔Ａ／ｍ〕、ＤＡ間がＨ4〔Ａ／ｍ〕の磁界が生じていて、その長さがそれぞれｌ1，ｌ2，ｌ3，ｌ4〔ｍ〕のとき、ＡＢＣＤＡと磁界を一周してアンペアの周回路の法則を適用すると、磁界の強さと長さの積の和は、
Ｈ1ｌ1＋Ｈ2ｌ2＋（−Ｈ3ｌ3）＋Ｈ4ｌ4
となり、この閉曲線の中の電流の和は、右ねじの関係の方向の電流を正とすれば、
Ｉａ＋Ｉｂ＋（−Ｉｃ）
となる。したがって、この場合、アンペアの周回積分の法則は、次のように表せる。
【００８４】
Ｈ1ｌ1＋Ｈ2ｌ2＋（−Ｈ3ｌ3）＋Ｈ4ｌ4＝Ｉａ＋Ｉｂ＋（−Ｉｃ）
すなわち、磁界強度Ｈが、磁気回路中で一定だと見なせれば、電流Ｉの和（向きを考慮）が磁界Ｈに比例するという意味になる。
【００８５】
「磁気的吸引力」は、下記式で示される（「電気基礎（上）」川上純一ら共著、東京電機大学出版局，ｐ１５０）。
【００８６】
Ｆ＝(Ｂ2／２μ0)×Ｓ  〔Ｎ〕
磁気的吸引力Ｆは、磁束密度Ｂの２乗に比例し、磁束密度Ｂは、磁界強度Ｈに比例する。したがって、磁気的吸引力Ｆは、磁界強度Ｈの２乗に比例することが分かる。
【００８７】
この二つの原理から、向きを考慮した電流の和の２乗が磁気的吸引力になる。したがって、リレー装置１０の磁気的吸引力が、復帰バネの力を超えたとき、リレー接点１２1〜１２3が切替る。つまり、リレーの動作条件を、リレーコイル１１1〜１１4に流れる電流の加減算の結果で規定することができる。これは、判定計算を、リレーコイル１１1〜１１4の磁束の重ね合わせで行わせていることになる。
【００８８】
図１１（ａ），（ｂ）は、リレー装置１０が復帰状態及び動作状態のときの、太陽電池アレイ２の各パネル群８1〜８4と、接続箱４の各逆流防止ダイオード１３1，１３2等との接続構成をそれぞれ示す図である。
【００８９】
リレー装置１０の復帰状態では、同図（ａ）に示すように、リレー装置１０の３組のリレー接点１２1〜１２3の各ｃ接点１２1ｃ〜１２3ｃは、各ｂ接点１２1ｂ〜１２3ｂ側にある。
【００９０】
第１組のリレー接点１２1によって、第２パネル群８2の正極側は、第１パネル群８1の負極側と第３パネル群８3の正極側との接続部に接続され、第２組のリレー接点１２2によって、第２パネル群８2の負極側は、第３パネル群８3の負極側と第４パネル群８4の負極側との接続部に接続される。第３組のリレー接点１２3によって、第４パネル群８4の正極側は、第２パネル群８2の正極側と同様に、第１パネル群８1の負極側と第３パネル群８3の正極側との接続部に接続される。
【００９１】
したがって、この復帰状態では、第１パネル群８1に対して、並列接続した３つの第２〜第４パネル群８2〜８4が、直列に接続されることになる。以下、この接続状態を、「３並列」という場合がある。
【００９２】
リレー装置１０の動作状態では、同図（ｂ）に示すように、リレー装置１０の３組のリレー接点１２1〜１２3の各ｃ接点１２1ｃ〜１２3ｃは、各ａ接点１２1ａ〜１２3ａ側に切替わる。第１組のリレー接点１２1によって、第２パネル群８2の正極側は、第２逆流防止ダイオード１３2のアノード(正極)側に接続され、第２組のリレー接点１２2によって、第２パネル群８2の負極側は、第３組のリレー接点１２3のａ接点１２3ａに接続される。第３組のリレー接点１２3によって、第４パネル群８4の正極側は、第２パネル群８2の負極側に接続される。
【００９３】
したがって、この動作状態では、図１２に示される従来例と同様に、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続される。以下、この接続状態を、「２直２並列」という場合がある。
【００９４】
次に、この実施形態の一日の日照状態の変化に応じた動作を説明する。
【００９５】
先ず、早朝の太陽光が太陽電池アレイ２に照射されていない状態では、リレー装置１０は、図１１（ａ）の復帰状態（３並列の状態）にある。
【００９６】
日が昇り、太陽光が太陽電池アレイ２に照射されると、各パネル群８1〜８4が発電を開始すると共に、各モニタセル９1〜９4も発電を開始し、リレー装置１０の第２〜第４コイル１１2〜１１4に流れる合計電流と、第１コイル１１1に流れる電流との電流差が、閾値電流を超えてリレー装置１０が動作し、３組のリレー接点１２1〜１２3の各ｃ接点１２1ｃ〜１２3ｃが、各ａ接点１２1ａ〜１２3ａ側に切替わり、図１１（ｂ）の接続状態、すなわち、図１２の従来と同様の接続状態となり、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続された状態（２直２並列の状態）で発電を継続する。
【００９７】
正午を過ぎて、建物の陰が、太陽電池アレイ２にかかり、図６に示すように、三角形の陰Ｓ１がかかると、陰Ｓ１がかかった第２〜第４パネル群８2〜８4の発電電流が小さくなり、同時に、第２〜第４モニタセル９2〜９4の発電電流も小さくなる。第２〜第４モニタセル９2〜９4の発電電流が小さくなって、リレー装置１０の第２〜第４コイル１１2〜１１4に流れる合計電流と、第１コイル１１1に流れる電流との電流差が、復帰電流を下回ると、リレー装置１０が復帰し、図１１（ａ）の復帰状態（３並列の状態）、すなわち、第１パネル群８1に対して、並列接続された３つの第２〜第４パネル群８2〜８4が、直列に接続される。
【００９８】
図１１（ｂ）に示される従来と同様の接続状態、すなわち、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続された状態（２直２並列の状態）で、第２〜第４パネル群８2〜８4に、三角形の陰がかかると、陰のかかっていない日向の太陽電池パネル７で生成される電流値が、陰のかかった日陰の太陽電池パネル７で生成される電流値に引っ張られて低下してしまう。
【００９９】
これに対して、図１１（ａ）に示されるように、第１パネル群８1に対して、並列接続された３つの第２〜第４パネル群８2〜８4を、直列に接続すると、並列接続された日陰にある第２〜第４パネル群８2〜８4の電流が足されて、日向にある第１パネル群８1の電流に略近似した電流とすることができる。
【０１００】
この図１１（ａ）に示される復帰状態が、翌日の朝の日照まで継続される。
【０１０１】
以上のように本実施形態によれば、図６に示すように、太陽電池アレイ２に建物などによる陰Ｓ１がかかると、日陰となっている第２〜第４パネル群８2〜８4を並列に接続して、日向にある第１パネル群８1と直列に接続するので、第１，第３パネル群８1，８3及び第２，第４パネル群８2，８4をそれぞれ直列接続している状態に比べて、出力の低下を抑制することが可能となる。
【０１０２】
しかも、単一のリレー装置１０の第１〜第４コイル８1〜８4に流れる電流による磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー接点１２1〜１２3を切替えて第２〜第４パネル群８2〜８4の接続状態を切替えるので、従来例のように、複数のセンサで電流値をそれぞれ計測し、その計測値に基づいて、コンピュータで演算処理を行なって複数のスイッチの切替制御を行う必要がない。したがって、コンピュータ及び複数のセンサやスイッチを設ける必要がなく、簡単な構成で、かつ、低いコストで陰による出力の低下を抑制することができる。
【０１０３】
更に、コンピュータ及びセンサを利用する従来例では、停電時に動作が困難となるので、バックアップ電源が必要となるが、本実施形態では、リレー装置１０で電流の加減算を行ってリレー接点１２1〜１２3を切替えるので、電源を必要としない。
【０１０４】
この実施形態では、３組のリレー接点１２1〜１２3を備えるリレー装置１０を用いたけれども、上述の図１１（ａ）に対応する図１３に示すように、１組のリレー接点を省略し、２組のリレー接点１２1，１２2を備えるリレー装置１０を用いてもよい。この図１３では、図１１（ａ）の第２パネル群８2の負極側のリレー接点１２2に代えて、バイパスダイオード１３3を設けたものである。 なお、電力損失や発熱を低減するために、バイパスダイオード１３3に代えて、逆流防止リレーを代用してもよい。
【０１０５】
この実施形態では、図６に示すように、第２〜第４パネル群８2〜８4にそれぞれ対応する第２〜第４モニタセル９2〜９4を用いたけれども、直列接続されるパネル群である、第２，第４パネル群８2，８4については、濃い陰がかかる方の第４パネル群８4による発電電流の制限の方が、第２パネル群８2に比べて大きい。そこで、本発明の他の実施形態として、第２パネル群８2に対応する第２モニタセル９2を省略し、第１コイル１１1に流れる電流ｃｏｉｌ１と、他の第３，第４コイル１１3，１１4に流れる電流ｃｏｉｌ３，ｃｏｉｌ４の合計電流との電流差が閾値電流を超えると、すなわち、下記のようになると、
｜ｃｏｉｌ１−（ｃｏｉｌ３＋ｃｏｉｌ４）｜＞閾値電流
リレー装置１０を動作させるようにしてもよい。
【０１０６】
この場合、第１コイル１１1に流れる電流ｃｏｉｌ１と、第３，第４コイル１１3，１１4に流れる電流ｃｏｉｌ３，ｃｏｉｌ４の合計電流との電流差が、復帰電流を下回ると、リレー装置１０が復帰する。
【０１０７】
（実施形態２）
図１４は、本発明の他の実施形態の図６に対応する図である。上述の実施形態では、図６に示すように、建物などによる陰Ｓ１が、太陽電池アレイ２に略三角形にかかる場合に、その出力の低下を抑制するものであった。これに対して、この実施形態では、図１４に示すように、木立や電柱などによる帯状の陰Ｓ２が、太陽電池アレイ２の第２，第３パネル群８2，８3にかかることが予め分かっており、この帯状の陰Ｓ２がかかった場合に、その出力の低下を抑制するものである。
【０１０８】
図１５は、この実施形態の配線切替箱３内に設置されたリレー装置１０の接続構成を示す図であり、上述の実施形態の図８に対応する図である。
【０１０９】
この実施形態では、リレー装置１０の２組のリレー接点１２1，１２2を利用する。
【０１１０】
また、リレー装置１０の第１〜第４コイル１１1〜１１4と、太陽電池アレイ２の第１〜第４モニタセル９1〜９4との接続において、第１，第４コイル１１1，１１4と、第２，第３コイル１１2，１１3とでは、モニタセル９1，９4；９2，９3の極性が逆となるように接続される。すなわち、第１，第４コイル１１1，１１4と、第２，第３コイル１１2，１１3とでは、電流を流す向きを、逆向きとしている。
【０１１１】
リレー装置１０の第１組のリレー接点１２1のｃ接点１２1ｃは、図１４に示される太陽電池アレイ２の第３パネル群８3の正極側である第２端子Ｔ２に接続され、ａ接点１２1ａは、太陽電池アレイ２の第２パネル群８2の負極側である第７端子Ｔ７に接続されると共に、第２組のリレー接点１２2のｂ接点１２2ｂに接続される。リレー接点１２1のｂ接点１２1ｂは、第１パネル群８1の負極側である第３端子Ｔ３に接続されると共に、第２組のリレー接点１２2のａ接点１２2ａに接続される。
【０１１２】
また、リレー装置１０の第２組のリレー接点１２2のｃ接点１２2ｃは、第４パネル群８4の正極側である第６端子Ｔ６に接続され、ａ接点１２2ａは、第１パネル群８1の負極側である第３端子Ｔ３に接続されると共に、第１組のリレー接点１２1のｂ接点１２1ｂに接続される。リレー接点１２2のｂ接点１２2ｂは、第２パネル群８2の負極側である第７端子Ｔ７に接続されると共に、第１組のリレー接点１２1のａ接点１２1ａに接続される。
【０１１３】
また、図１４に示される第１パネル群８1の正極側である第４端子Ｔ４は、配線切替箱３を介して図９に示される接続箱４の第１逆流防止ダイオード１３1のアノード(正極)側の第１接続端子Ｃ１に接続され、第２パネル群８2の正極側である第４端子Ｔ８は、配線切替箱３を介して図９に示される接続箱４の第２逆流防止ダイオード１３2のアノード(正極)側の第２接続端子Ｃ２に接続される。
【０１１４】
更に、第３パネル群８3の負極側である第１端子Ｔ１と第４パネル群８4の負極側である第５端子Ｔ５とが共通に接続されると共に、図９に示される接続箱４の負極側の第３接続端子Ｃ３に接続される。
【０１１５】
図１６（ａ），（ｂ）は、リレー装置１０が復帰状態及び動作状態のときの、太陽電池アレイ２の各パネル群８1〜８4と、図９の接続箱４の各逆流防止ダイオード１３1，１３2等との接続構成をそれぞれ示す図であり、上述の実施形態の図１１（ａ），（ｂ）に対応する図である。
【０１１６】
リレー装置１０の復帰状態では、同図（ａ）に示すように、リレー装置の２組のリレー接点１２1，１２2の各ｃ接点１２1ｃ，１２2ｃは、各ｂ接点１２1ｂ，１２2ｂ側にある。
【０１１７】
第１組のリレー接点１２1によって、第１パネル群８1の負極側と、第３パネル群８3の正極側とが接続され、第２組のリレー接点１２2によって、第２パネル群８2の負極側と第４パネル群８4の正極側とが接続される。
【０１１８】
したがって、この復帰状態では、図１２に示される従来例と同様に、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続される。
【０１１９】
リレー装置１０の動作状態では、同図（ｂ）に示すように、リレー装置１０の２組のリレー接点１２1，１２2の各ｃ接点１２1ｃ，１２2ｃは、各ａ接点１２1ａ，１２2ａ側に切替わる。第１組のリレー接点１２1によって、第１パネル群８1の負極側は、第４パネル群８4の正極側に接続され、第２組のリレー接点１２2によって、第２パネル群８2の負極側は、第３パネル群８3の正極側に接続される。
【０１２０】
したがって、この動作状態では、直列接続された第１，第４パネル群８1，８4と、直列接続された第２，第３パネル群８2，８3とが、並列に接続される、すなわち、同図（ａ）の復帰状態における第３，第４パネル群８3，８4を入れ替えた状態となる。
【０１２１】
次に、この実施形態の一日の日照状態の変化に応じた動作を説明する。
【０１２２】
先ず、早朝の太陽光が太陽電池アレイに照射されていない状態では、リレー装置１０は、図１６（ａ）の復帰状態にある。
【０１２３】
日が昇り、太陽光が太陽電池アレイ２に照射されると、各パネル群８1〜８4が発電を開始すると共に、各モニタセル９1〜９4も発電を開始し、リレー装置１０の第１，第４コイル１１1，１１4に流れる合計電流と、第２，第３コイル１１2，１１3に流れる合計電流との電流差が略等しくなり、閾値電流を超えることなく、復帰状態を維持し、図１２の従来と同様の接続状態、すなわち、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続された状態で発電を継続する。
【０１２４】
正午を過ぎて、電柱の陰Ｓ２が、図１４に示すように、太陽電池アレイ２にかかり、陰がかかった第２，第３パネル群８2，８3の発電電流が小さくなり、同時に、第２，第３モニタセル９2，９3の発電電流も小さくなる。第２，第３モニタセル９2，９3の発電電流が小さくなって、リレー装置１０の第１，第４コイル１１1，１１4に流れる合計電流と、第２，第３コイル１１2，１１3に流れる合計電流との電流差が、閾値電流を超えると、リレー装置１０が動作し、２組のリレー接点１２1，１２2の各ｃ接点１２1ｃ，１２2ｃが、各ａ接点１２1ａ，１２2ａ側に切替わり、図１６（ｂ）の接続状態、すなわち、直列接続された第１，第４パネル群８1，８4と、直列接続された第２，第３パネル群８2，８3とが、並列に接続された状態となる。
【０１２５】
図１６（ａ）に示される従来と同様の接続状態、すなわち、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続された状態で、図１７に示されるように、第２，第３パネル群８2，８3に陰Ｓ２がかかると、陰Ｓ２のかかっていない日向の第４，第１パネル群８4，８1で生成される電流値が、日陰の第２，第３パネル群８2，８3で生成される電流値に引っ張られて低下してしまう。
【０１２６】
これに対して、図１６（ｂ）に示されるように、第３，第４パネル群８3，８4を入れ替えて、陰Ｓ２のかかっていない日向の第１，第４パネル群８1，８4を直列に接続すると共に、日陰の第２，第３パネル群８2，８3を直列接続することによって、日向の第１，第４パネル群８1，８4が、日陰の第２，第３パネル群８2，８3で引っ張られて電流値が低下するのを防止することができる。
【０１２７】
日照がなくなると、リレー装置１０は、図１６（ａ）に示される復帰状態となる。
【０１２８】
（実施形態３）
上述の各実施形態では、モニタセル９1〜９4の発電電流を用いてリレー装置１０の動作を制御したけれども、本発明の他の実施形態として、モニタセル９1〜９4を省略し、各パネル群８1〜８4の発電電流を用いてリレー装置１０の動作を制御してもよい。
【０１２９】
図１８は、上記実施形態１に対応するものであって、リレー装置１０の各コイル１１1〜１１4と、太陽電池アレイ２の各パネル群８1〜８4との接続構成を示す図であり、上述の図１１（ａ）に対応する図である。
【０１３０】
リレー装置１０の各コイル１１1〜１１4は、この実施形態では、各パネル群８1〜８4の正極側に挿入され、第１コイル１１1のみ、電流を流す向きを、第２〜第４コイル１１2〜１１4とは逆向きになるように接続している。
【０１３１】
これによって、上述の実施形態１と同様に、太陽光が太陽電池アレイ２に照射されると、各パネル群８1〜８4が発電を開始し、リレー装置１０の第２〜第４コイル１１2〜１１4に流れる合計電流と、第１コイル１１1に流れる電流との電流差が、閾値電流を超えてリレー装置１０が動作し、３組のリレー接点１２1〜１２3の各ｃ接点１２1ｃ〜１２3ｃが、各ａ接点１２1ａ〜１２3ａ側に切替わり、図１２の従来と同様の接続状態となり、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続された状態（２直２並列の状態）で発電を継続する。
【０１３２】
太陽電池アレイ２に、上述の実施形態１と同様に略三角形の陰Ｓ１がかかると、陰がかかった第２〜第４パネル群８2〜８4の発電電流が小さくなり、リレー装置１０の第２〜第４コイル１１2〜１１4に流れる合計電流と、第１コイル１１1に流れる電流との電流差が、復帰電流を下回ると、リレー装置１０が復帰し、第１パネル群８1に対して、並列接続された３つの第２〜第４パネル群８2〜８4が、直列に接続された復帰状態（３並列の状態）に戻る。
【０１３３】
これによって、略三角形の陰Ｓ１がかかった状態では、並列接続された日陰にある第２〜第４パネル群８2〜８4の電流を、日向にある第１パネル群８1の電流に略近似した電流とすることができ、出力の低下を抑制することができる。
【０１３４】
（実施形態４）
上記図１８の実施形態３では、日向の第１パネル群８1に流れる電流と、日陰になる第２〜第４パネル群８2〜８4に流れる電流とに基づいて、リレー接点１２1〜１２3を切替えるように構成したけれども、本発明の他の実施形態として、日陰になる第２〜第４パネル群８2〜８4に流れる電流のみに基づいて、リレー接点１２1〜１２3を切替えるようにしてもよい。
【０１３５】
図１９は、日陰となる二つのパネル群である第３，第４パネル群８3，８4に流れる電流に基づいて、リレー接点１２1〜１２3を切替えるものであり、リレー装置の復帰状態である３並列の状態を示している。
【０１３６】
この実施形態では、第３，第４パネル群８3，８4に流れる電流に基づいて、リレー接点１２1〜１２3を切替えるので、リレー装置には、第３，第４パネル群８3，８4に対応する第３，第４コイル１１3，１１4のみが、共通のコア（鉄芯）に巻回されており、上記第１，第２コイル１１1，１１2は巻回されておらず、第３，第４コイル１１3，１１4に流れる電流による磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー接点１２1〜１２3を切替えて第２〜第４パネル群８2〜８4の接続状態を切替えるものである。このため、第３，第４コイル１１3，１１4は、逆向きの電流が流れるように接続される。
【０１３７】
この実施形態では、第３，第４コイル１１3，１１4及びリレー接点１２1〜１２3を有する本発明に係るリレー装置を備えると共に、このリレー装置が不所望に動作するのを規制する規制手段としての従来のリレー２８を備えている。
【０１３８】
このリレー２８は、コイル２６及びａ接点２７を有し、この実施形態では、第４パネル群８4の負極側に、直列に接続される。
【０１３９】
リレー装置の第４コイル１１4は、リレー２８のａ接点２７に並列に接続され、第３コイル１１3は、第３パネル群８3の負極側に挿入される。
【０１４０】
図１９は、リレー装置が復帰した状態を示しており、リレー２８のａ接点２７はオフしており、第１パネル群８1に対して、並列接続された３つの第２〜第４パネル群８2〜８4が、直列に接続された状態（３並列の状態）となっている。
【０１４１】
この復帰状態において、日が昇り、太陽光が太陽電池アレイ２に照射されると、各パネル群８1〜８4が発電を開始し、リレー２８のコイル２６に流れる電流が、例えば、５Ａになると、ａ接点２７がオンして第４コイル１１4の接続が、直列から並列に切替わり、第３コイル１１3と第４コイル１１4とに流れる電流差が大きくなって、その電流差が閾値電流、例えば２Ａを超えると、リレー装置が動作してリレー接点１２1〜１２3が切替わり、図２０に示すように、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続された動作状態（２直２並列の状態）となり、この動作状態で発電を継続する。
【０１４２】
正午を過ぎて、略三角形の陰が、太陽電池アレイ２にかかり始め、先ず、第４パネル群８4に陰がかかると、リレー２８のコイル２６に流れる電流が小さくなって、リレー２８のａ接点２７がオフする。
【０１４３】
ａ接点２７がオフしても、第３パネル群８3には、未だ陰がかかっていないので、第３パネル群８3の第３コイル１１3に流れる電流と、第４パネル群８4の第４コイル１１4に流れる電流との電流差は、大きいままなので、図２０に示す直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続された動作状態（２直２並列の状態）のままで発電を継続する。
【０１４４】
そして、第３パネル群８3にも陰がかかると、第３コイル１１3に流れる電流も小さくなって、第３コイル１１3に流れる電流と第４コイル１１4に流れる電流との電流差も小さくなって復帰電流を下回ると、リレー装置は、復帰してリレー接点１２1〜１２3が切替わり、図１９の復帰状態（３並列の状態）に戻る。
【０１４５】
これによって、略三角形の陰Ｓ１がかかった状態では、並列接続された日陰にある第２〜第４パネル群８2〜８4の電流を、日向にある第１パネル群８1の電流に略近似した電流とすることができ、出力の低下を抑制することができる。
【０１４６】
この実施形態では、リレー２８は、図２０に示されるリレー装置の動作状態（２直２並列の状態）において、第３，第４パネル群８3，８4に陰がかかっていないにもかかわらず、すなわち、日向の状態であるにもかかわらず、リレー装置が不所望に復帰動作して、第１パネル群８1に対して、並列接続された３つの第２〜第４パネル群８2〜８4が、直列に接続された状態（３並列の状態）に戻らないように規制するものである。
【０１４７】
すなわち、日向の第３パネル群８3と日向の第４パネル群８4とが、共に発電しており、各パネル群８3，８4に、例えば、１０Ａ程度の大きな電流が流れて、両パネル群８3，８4に対応する第３，第４コイル１１3，１１4にそれぞれ流れる電流の電流差が小さくなっても、復帰動作させないためである。
【０１４８】
仮にリレー２８がなければ、第３パネル群８3と第４パネル群８4とに陰がかかっておらず、大きな発電電流が流れているにもかかわらず、その電流差が小さいと、復帰動作することになるが、リレー２８のａ接点２７がオンしていることによって、第３コイル１１3と第４コイル１１4とに流れる電流差が大きくなるので、陰のかかっていない状態で復帰状態（３並列の状態）に戻るのを規制することができる。
【０１４９】
なお、他の実施形態として、第４パネル群８4に代えて第２パネル群８2に流れる電流を利用してもよい。
【０１５０】
（実施形態５）
上記実施形態１，３，４では、リレー装置１０の復帰状態で、第１パネル群８1に対して、並列接続された３つの第２〜第４パネル群８2〜８4が直列に接続され（３並列）、リレー装置１０の動作状態で、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続され（２直２並列）たけれども、本発明の他の実施形態として、リレー装置１０の復帰状態で、直列接続された第１，第３パネル群８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル群８2，８4とが、並列に接続され（２直２並列）、リレー装置１０の動作状態で、第１パネル群８1に対して、並列接続された３つの第２〜第４パネル群８2〜８4が直列に接続される（３並列）ようにしてもよい。
【０１５１】
図２１は、上記実施形態１，３，４とは、リレー装置の復帰状態及び動作状態における各パネル群８1〜８4の接続状態を逆にした実施形態の構成図であり、この実施形態は、上記実施形態３，４と同様にモニタセル９1〜９4を使用しない実施形態である。
【０１５２】
この実施形態は、各パネル群８1〜８4を構成する直列接続された太陽電池セル群と、それに並列なバイパスダイオードとに流れる電流に着目してリレー装置のリレー接点１２1〜１２3を切替えるものである。
【０１５３】
１枚の太陽電池パネル７は、例えば、図２２に示すように、複数の太陽電池セル２３が直列接続された一連の太陽電池セル（以下「クラスタ」という）２１毎に、バイパスダイオード２２が並列にそれぞれ接続されて構成されている。
【０１５４】
図２１では、説明の便宜上、上記第１〜第４パネル群８1〜８4は、それぞれ、直列接続された複数のクラスタ２１からなる１枚の太陽電池パネルを示す第１〜第４パネル８1〜８4とし、また、各クラスタ２１に並列接続される複数のバイパスダイオード２２を、それぞれ１個の第１〜第４バイパスダイオード２２1〜２２4として代表的に示している。
【０１５５】
この実施形態は、上記実施形態１，３，４と同様に、第２〜第４パネル８1〜８4に、略三角形の陰Ｓ１がかかるものであり、図２１に示されるリレー装置の復帰状態（２直２並列の状態）において、直列接続されている第１，第３パネル８1，８3の第３パネル８3に陰がかかったときに、第３パネル８3のバイバスダイオード２２3に、日向の第１パネル８1を構成する複数のクラスタに流れる電流と、第３パネル８3を構成する複数のクラスタに流れる電流との差の電流が流れることを利用して、リレー装置のリレー接点１２1〜１２3の切替え動作を行うものである。
【０１５６】
このため、この実施形態では、例えば、第１パネル８1の正極側と、第３パネル８3の正極側とに、リレー装置の第１，第３コイル１１1，１１3が挿入される。具体的には、第１パネル８1を構成する複数のクラスタの正極側と、該正極側と第１バイパスダイオード２２1のカソード側との接続点との間に、第１コイル１１1が接続され、第３パネル８3を構成する複数のクラスタの正極側と、該正極側と第３バイパスダイオード２２3のカソード側との接続点との間に、第３コイル１１3が接続される。この場合、第１，第３コイル１１1，１１3には、互いに逆向きの電流が流れるように接続される。
【０１５７】
更に、リレー装置の３組のリレー接点１２1〜１２3は、図２１に示す復帰状態において、直列接続された第１，第３パネル８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル８2，８4とが、並列に接続されるように、すなわち、２直２並列となるように、各パネル８1〜８4に接続される。
【０１５８】
この実施形態のリレー装置は、共通のコア（鉄芯）には、第１，第３コイル１１1，１１3のみが巻回されており、上記第２，第４コイル１１2，１１4は巻回されておらず、第１，第３コイル１１1，１１3に流れる電流による磁束の重ね合わせに基づく磁気的吸引力によって、リレー接点１２1〜１２3を切替えて第２〜第４パネル８2〜８4の接続状態を切替えるものである。
【０１５９】
ここで、直列接続されている第１，第３パネル８1，８3の第３パネル８3に陰がかかったときに、第３パネル８3のバイバスダイオード２２3に、第１パネル８1を構成する複数のクラスタに流れる電流と、第３パネル８3を構成する複数のクラスタに流れる電流の差の電流が流れることについて説明する。
【０１６０】
第１パネル８1が日向の状態で、第３パネル８3に陰がかかると、直列接続されたパネル全体の電流電圧特性は、図２３（ａ）に示すように、階段状となる。そのため、その電力電圧特性は、図２３（ｂ）に示すような２山形状の特性となる。これらの特性は、各パネル８1，８3を構成する複数のクラスタ及びそれに並列な各バイバスダイオード２２1，２２3を合わせた特性を示しており、また、ａ，ｂは、電力が極大、ａが最大となる動作点を示しており、Ｉ1，Ｉ3は、各パネル８1，８3に対応する電流をそれぞれ示している。
【０１６１】
図２３(ａ)は、日向の第１パネル８1の電流電圧特性と、日陰の第３パネル８3の電流電圧特性とを合わせたパネル全体の電流電圧特性であり、図２４に示すように、各パネル８1，８3の電流電圧特性に分解することができる。
【０１６２】
すなわち、図２４(ａ)は、図２３（ａ）と同じであって、パネル全体の電流電圧特性を示しており、この電流電圧特性を、電流値を揃えて直列接続されている日向の第１パネル８1の電流電圧特性と、日陰の第３パネル８3の電流電圧特性とに分解すると、図２４(ｂ)及び図２４(ｃ)に示される特性となる。
【０１６３】
そして、図２４(ｃ)に示される日陰の第３パネル８3の電流電圧特性を、図２５に示すように、第３パネル８3を構成する複数のクラスタの電流電圧特性と、複数のクラスタに並列なバイバスダイオード２２3の電流電圧特性とに分解することができる。
【０１６４】
すなわち、図２５(ａ)は、図２４（ｃ）と同じであって、日陰の第３パネル８3の電流電圧特性を示しており、この電流電圧特性を、電圧値を揃えて、複数のクラスタの電流電圧(Ｉｓ−Ｖ)特性と、複数のクラスタに対して並列接続されているバイバスダイオード２２3の電流電圧(ＩD−Ｖ)特性とに分解すると、図２５(ｂ)及び図２５(ｃ)に示される特性となる。
【０１６５】
この図２５（ｂ）に示されるように、動作点ａでは、第３パネル８3を構成する複数のクラスタには、電流Ｉ3が流れ、図２５(ｃ)に示すように、第３バイパスダイオード２２3には、電流が流れず、動作点ｂでは、図２５（ｂ）に示されるように、第３パネル８3を構成する複数のクラスタには、電流Ｉ3が流れ、図２５(ｃ)に示すように、第３バイパスダイオード２２3には、電流(Ｉ1−Ｉ3)、すなわち、第１パネル８1の複数のクラスタに流れる電流Ｉ1と、第３パネル８3の複数のクラスタに流れる電流Ｉ3との差の電流が流れる。
【０１６６】
通常、パワーコンディショナ５は、最大電力点追従制御によって、動作点ｂとすることができ、陰のかかった第３パネル８3を構成する複数のクラスタと第３バイパスダイオード２２3とには、その合計電流が、日向の第１パネル８1を構成する複数のクラスタに流れる電流と等しくなるように流れる。なお、動作点ａのときでも、パワーコンディショナ５によって、定期的に動作点を移動させれば、動作点ｂとすることができる。
【０１６７】
このように陰のかかった第３パネル８3を構成する複数のクラスタと、第３バイパスダイオード２２3には、その合計電流が日向の第１パネル８1を構成する複数のクラスタに流れる電流と等しくなるように、電流がそれぞれ流れる。
【０１６８】
したがって、図２１に示されるリレー装置の復帰状態（２直２並列の状態）において、第２〜第４パネル８2〜８4に、略三角形に陰Ｓ１がかかる、すなわち、第３パネル８3に陰Ｓ１がかかると、第１パネル８1の正極側の第１コイル１１1と、第３パネル８3の正極側の第３コイル１１3とに流れる電流には、電流差が生じ、閾値電流を超えると、リレー装置が動作してリレー接点１２1〜１２3が切替わり、図２６に示すように、第１パネル８1に対して、並列接続した３つの第２〜第４パネル８2〜８4が直列に接続される。
【０１６９】
この図２６に示されるリレー装置の動作状態（３並列の状態）では、第２〜第４パネル８2〜８4を構成する複数のクラスタには、それぞれ、第１パネル８1のクラスタに流れる電流の１／３ずつの電流が流れることになり、第３パネル８3の第３バイパスダイオード２２3には、電流が流れなくなるが、第１パネル８1の正極側の第１コイル１１1と、第３パネル８3の正極側の第３コイル１１3とに流れる電流には、日照に応じた電流差が生じており、動作状態（３並列の状態）が継続される。
【０１７０】
次に、リレー装置の動作状態からの復帰動作について説明する。
【０１７１】
第１パネル８1が日向で、第２〜第４パネル８2〜８4に三角形の陰Ｓ１がかかって、リレー装置が動作した図２６の動作状態（３並列の状態）から、第３パネル８3が日向になると、図２７に示されるように、第３パネル８3の電流、つまり、第３コイル１１3の電流が増加し、並列接続された３つの第２〜第４パネル８2〜８4の合計電流が、第１パネル８1を構成する複数のクラスタを流れる電流を超えたとしても、第１パネル８1に並列な第１バイパスダイオード２２1に電流が流れるので、第１パネル８1の第１コイル１１1に流れる電流と、第３パネル８3の第３コイル１１3に流れる電流とが、略等しくなって電流差が小さくなる。その結果、復帰電流を下回り、リレー装置が復帰し、直列接続された第１，第３パネル８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル８2，８4とが、並列に接続された図２１の状態（２直２並列の状態）に復帰する。
【０１７２】
この実施形態では、第１，第３パネル８1，８3をそれぞれ構成する複数のクラスタに流れる電流を取り出してリレー装置の第１，第３コイル１１1，１１3に流す必要がある。
【０１７３】
図２８は、各パネル８1，８3をそれぞれ構成する複数のクラスタ２１と、リレー装置の第１，第３コイル１１1，１１3の接続の一例を示す図であり、第３パネル８3は、図示を簡略化しているが、第１パネル８1と同じ構成である。
【０１７４】
この図２８では、上記図２２と同様に、各パネル８1，８3は、３つのクラスタ２１と、各クラスタ２１に並列な３つの対応するバイパスダイオード２２とを備えており、上記図２１，２６，２７では、複数のクラスタ２１を第１，第３パネル８1，８3として、複数のバイパスダイオード２２を１つのバイパスダイオード２２1，２２3として簡略化して示している。
【０１７５】
この図２８では、３つのクラスタ２１の内の一つのクラスタ２１について、コイル接続用の接続端子Ｔ１７，Ｔ１８を設けている。この例では、接続端子Ｔ１７，Ｔ１８は、クラスタ２１の負極側と、バイパスダイオード２１のアノード側との間に設けている。この一つのクラスタ２１は、陰がかかる場合には、３つのクラスタの中で、最初に陰がかかるクラスタ２１とするのが好ましい。
【０１７６】
第１，第３パネル８1，８3と、リレー装置１０の第１，第３コイル１１1，１１3との接続は、流れる電流が互いに逆向きとなるように接続される。
【０１７７】
次に、この実施形態の一日の日照状態の変化に応じた動作を説明する。
【０１７８】
先ず、早朝の太陽光が太陽電池アレイ２に照射されていない状態では、リレー装置１０は、図２１に示される復帰状態、すなわち、直列接続された第１，第４パネル８1，８4と、直列接続された第２，第３パネル８2，８3とが、並列に接続された状態（２直２並列の状態）にある。
【０１７９】
日が昇り、太陽光が太陽電池アレイ２に照射されると、各パネル８1〜８4が発電を開始しても、リレー装置１０の第１コイル１１1に流れる電流と、第３コイル１１3に流れる電流とは等しく、電流差がないために、閾値電流を超えることはなく、復帰状態が維持される。
【０１８０】
正午を過ぎて、建物の陰が、太陽電池アレイ２にかかり、図２１に示すように、略三角形の陰Ｓ１がかかると、陰Ｓ１がかかった第２〜第４パネル８2〜８4の発電電流が小さくなり、同時に、上記のように第３パネル８3の第３バイバスダイオード２２3に電流が流れ、第１パネル８1を構成するクラスタに流れる電流と、第３パネル８3を構成するクラスタに流れる電流との電流差が大きくなる。その結果、閾値電流を超えて、リレー装置１０が動作し、３組のリレー接点１２1〜１２3の各ｃ接点１２1ｃ〜１２3ｃが、各ａ接点１２1ａ〜１２3ａ側に切替わり、図２６の接続状態、すなわち、日陰となっている第２〜第４パネル８2〜８4を並列に接続して、日向にある第１パネル８1と直列に接続した状態（３並列の状態）となり、第１，第３パネル８1，８3及び第２，第４パネル８2，８4をそれぞれ直列接続している状態に比べて、出力の低下を抑制することが可能となる。
【０１８１】
その後、第３パネル８3が日向になると、図２７に示すように、第３パネル８3の正極側の第３コイル１１3の電流が増加し、並列接続された第２〜第４パネル８2〜８4の合計電流が、第１パネル８1を構成するクラスタを流れる電流を超えたとしても、第１パネル８1に並列な第１バイパスダイオード２２1に流れるので、第１パネル８1の正極側の第１コイル１１1に流れる電流と、第３パネル８3の正極側の第３コイル１１3に流れる電流とが、等しくなって電流差がなくなる。その結果、復帰電流を下回り、リレー装置１０が復帰し、直列接続された第１，第３パネル８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル８2，８4とが、並列に接続された図２１の状態（２直２並列の状態）に復帰する。
【０１８２】
なお、図２６の状態から第３パネル８3が日向になることなく、日が沈んでも全てのパネル８1〜８4の日照がなくなり、第１パネル８1の正極側の第１コイル１１1に流れる電流と、第３パネル８3の正極側の第３コイル１１3に流れる電流とが、等しくなって図２１の状態に復帰する。
【０１８３】
以上のように本実施形態によれば、太陽電池アレイ２に建物などによる陰Ｓ１がかかると、図２６に示すように、日陰となっている第２〜第４パネル８2〜８4を並列に接続して、日向にある第１パネル８1と直列に接続するので、第１，第３パネル８1，８3及び第２，第４パネル８2，８4をそれぞれ直列接続している状態に比べて、出力の低下を抑制することが可能となる。
【０１８４】
しかも、上記実施形態１のように、太陽電池パネル８1〜８4とは別に、日照状態を監視するモニタセル９1〜９4を必要とせず、その煩わしい接続作業等も不要となり、コストを低減することができる。
【０１８５】
なお、この実施形態では、各パネルを構成する複数のクラスタの内の一つのクラスタに流れる電流のみを用いたけれども、リレー装置のコイルの数を増やして、複数のクラスタに流れる電流を用いるようにしてもよい。
【０１８６】
また、この実施形態では、１枚の太陽電池パネルからなる第１〜第４パネル８1〜８4に適用して説明したけれども、複数の太陽電池パネルが直列接続されてなる太陽電池パネル群に適用することもできる。この場合、リレー装置のコイルの数及び接点の数を増やしてもよいし、リレー装置自体の数を増やしてもよい。
【０１８７】
この実施形態では、リレー装置の第１，第３コイル１１1，１１3を、第１，第３パネル８1，８3に接続して、第１パネル８1を構成する複数のクラスタに流れる電流と、第３パネル８3を構成する複数のクラスタに流れる電流とに基づいて、リレー接点１２1〜１２3を切替えたけれども、各パネル８1，８3を構成する複数のクラスタに並列な第１，第３バイバスダイオード２２1，２２3に流れる電流に基づいて、リレー接点１２1〜１２3を切替えるようにしてもよい。
【０１８８】
図２９は、第１，第３バイバスダイオード２２1，２２3に流れる電流に基づいて、リレー接点１２1〜１２3を切替える構成を示す図であり、上記図２１に対応する図である。
【０１８９】
この例では、上記各実施形態のリレー装置を用いることなく、従来のラッチングリレーを用いるものであって、このラッチングリレーは、セットコイル２４S及びリセットコイル２４Rを有すると共に、リレー接点１２1〜１２3を有しており、リレー接点１２1〜１２3の接続は、図２１の実施形態と同様である。
【０１９０】
この例では、ラッチングリレーのセットコイル２４Sを第３バイバスダイオード２２3のカソード側に接続する一方、リセットコイル２４Rを第１バイバスダイオード２２1のカソード側に接続する。
【０１９１】
この図２９に示されるラッチングリレーの復帰状態（２直２並列の状態）において、第２〜第４パネル８2〜８4に、略三角形に陰Ｓ１がかかる、すなわち、第３パネル８3に陰Ｓ１がかかると、上記のように、第３パネル８3のバイバスダイオード２２3に、日向の第１パネル８1を構成する複数のクラスタに流れる電流と、第３パネル８3を構成する複数のクラスタに流れる電流の差の電流が流れるので、ラッチングリレーのセットコイル２４Sに電流が流れ、ラッチングリレーが動作してリレー接点１２1〜１２3が切替わり、図３０に示すように、第１パネル８1に対して、並列接続した３つの第２〜第４パネル８2〜８4が直列に接続される３並列の状態に切替わる。
【０１９２】
この図３０に示される動作状態では、第２〜第４パネル８2〜８4を構成する複数のクラスタには、それぞれ、第１パネル８1のクラスタに流れる電流の１／３ずつの電流が流れることになり、第３パネル８3の第３バイパスダイオード２２3には、電流が流れなくなるが、上記リレー装置とは異なり、半硬質磁性材料からなるラッチングリレーによって、動作状態が保持される。
【０１９３】
次に、ラッチングリレーの動作状態からの復帰動作について説明する。
【０１９４】
第１パネル８1が日向で、第２〜第４パネル８2〜８4に三角形の陰Ｓ１がかかって、ラッチングリレーが動作した図３０の状態から、第３パネル８3が日向になると、図３１に示されるように、第３パネル８3の電流が増加し、並列接続された第２〜第４パネル８2〜８4の合計電流が、第１パネル８1を構成する複数のクラスタを流れる電流を超えると、第１パネル８1に並列な第１バイパスダイオード２２1に電流が流れるので、ラッチングリレーのリセットコイル２４Rに電流が流れ、ラッチングリレーが復帰してリレー接点１２1〜１２3が切替わり、図２９に示すように、直列接続された第１，第３パネル８1，８3と、直列接続された第２，第４パネル８2，８4とが、並列に接続された状態（２直２並列の状態）に復帰する。
【０１９５】
この例では、第１，第３パネル８1，８3をそれぞれ構成する複数のクラスタに並列な第１，第３バイバスダイオード２２1，２２3に流れる電流を取り出してラッチングリレーのコイル２４S，２４Rに流す必要がある。
【０１９６】
図３２は、各パネル８1，８3をそれぞれ構成する複数のクラスタ２１と、ラッチングリレー２５の各コイル２４S，２４Rの接続例を示す図であり、第３パネル８3は、図示を簡略化しているが、第１パネル８1と同じ構成である。
【０１９７】
この図３２では、３つのバイバスダイオード２２の内の一つのバイバスダイオード２２のアノード側に、コイル接続用の接続端子Ｔ１９，Ｔ２０を設けている。３つのクラスタ２１に陰がかかる場合には、一つのバイバスダイオード２２は、対応するクラスタ２１が、３つのクラスタ２１の中で、最初に陰がかかるクラスタ２１であるのが好ましい。
【０１９８】
第１パネル８1の接続端子Ｔ１９，Ｔ２０は、ラッチングリレー２５のリセットコイル２４Rに接続され、第３パネル８3の接続端子Ｔ１９，Ｔ２０は、ラッチングリレー２５のセットコイル２４Sに接続される。
【０１９９】
（実施形態６）
本発明は、複数の太陽電池パネル群に限らず、複数の太陽電池セルがそれぞれ直列接続されてなる複数の太陽電池セル群にも同様に適用できるものである。
【０２００】
例えば、図３３は、第１〜第４太陽電池セル群（第１〜第４セル群）２０1〜２０4に適用した例を示すものであり、この図３３は、上記実施形態１に対応するものであって、上述の図１１（ａ）に対応する図であり、対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０２０１】
太陽電池パネル７1，７2の各太陽電池セル群２０1〜２０4は、複数の太陽電池セルが直列接続されてそれぞれ構成され、上記実施形態１の第１〜第４パネル群８1〜８4にそれぞれ対応する。
【０２０２】
各太陽電池セル群２０1〜２０4の近傍には、図示しないモニタセルがそれぞれ配置されており、各モニタセルが、リレー装置の各リレーコイルに接続され、上記実施形態１と同様にリレー装置が動作して、各リレー接点１２1〜１２3を上記実施形態１と同様に切替える。
【０２０３】
（実施形態７）
上述の各実施形態では、第１，第３パネル群８1，８3と、第２，第４パネル群８2，８4との２つの並列接続を切替えるものであったが、本発明は、３つ以上の並列接続の切替えを行うようにしてもよい。
【０２０４】
図３４は、第１，第３パネル群８1，８3と、第２，第４パネル群８2，８4と、第５，第６パネル群８5，８6との３つの並列接続を切替えるものであり、上記実施形態１の図１１（ａ）に対応する図であり、対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０２０５】
この例では、２つのリレー装置１０を用いるものであり、２つのリレー装置１０の内、一方のリレー装置１０では、上記実施形態１と同様に、第１，第３パネル群８1，８3と、第２，第４パネル群８2，８4との接続を切替え、他方のリレー装置１０では、第１，第３パネル群８1，８3と、第５，第６パネル群８2，８4との接続を切替える。
【０２０６】
他方のリレー装置１０の第１〜第４コイル１１1〜１１4に接続するために、第１，第３パネル群８1，８3には、モニタセルが追加され、第５，第６パネル群８5，８6は、第２，第４パネル群８2，８4と同様にモニタセルが設けられている。その他の構成及び動作は、上記実施形態１と同様である。
【０２０７】
（その他の実施形態）
本発明に係る太陽光発電システムでは、単一のリレー装置に限らず、複数のリレー装置を用いて太陽光発電システムも構成してもよい。
【０２０８】
また、上述の実施形態では、リレー装置１０は、配線切替箱３内に配置したけれども、本発明の他の実施形態として、リレー装置１０は、太陽電池アレイ２側に組み込んでもよいし、あるいは、接続箱４内に配置してもよい。
【０２０９】
上述の実施形態では、リレー装置１０の各コイル１１1〜１１4の巻き方向を同じとし、第１〜第４モニタセル９1〜９4等との接続によって、電流の向きを異ならせたけれども、本発明の他の実施形態として、例えば、リレー装置１０の第１コイル１１1のみ、第２〜第４コイル１１2〜１１4と巻き方向を異ならせ、第１〜第４モニタセル９1〜９4との接続は、同じとしてもよい。
【０２１０】
上述の各実施形態では、リレー装置１０の各コイル１１1〜１１4の巻き数は、全て同じとしたけれども、本発明の他の実施形態として、第１コイル１１1の巻き数と、第２〜第４コイル１１2〜１１4の巻き数とを異ならせてもよい。このようにコイルの巻き数を異ならせることによって、リレー装置１０の動作のタイミングを調整することができ、例えば、陰の濃淡やモニタセル９1〜９4の配置位置などの種々の要因に応じて、発電量が最大となるようなタイミングでリレー装置１０を動作させることが可能となる。例えば、第１コイル１１1の巻き数を、第２〜第４コイル１１2〜１１4の巻き数に比べて、多くしたリレー装置、少なくしたリレー装置の複数を予め準備し、それらリレー装置を付け替えて、動作のタイミングを観察して、発電量が最大となるリレー装置を用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１１】
本発明は、太陽光発電システム等に有用である。
【符号の説明】
【０２１２】
１              太陽光発電システム
２              太陽電池アレイ
３              配線切替箱
４              接続箱
８1〜８4        第１〜第４パネル群
９1〜９4        第１〜第４モニタセル
１０            リレー装置
１１1〜１１4   第１〜第４コイル
１２1〜１２3    リレー接点
１３1〜１３2    逆流防止ダイオード
２０1〜２０4    第１〜第４セル群
２１            クラスタ
２２            バイパスダイオード
２２1〜２２4    第１〜第４バイパスダイオード
２５            ラッチングリレー
２６            コイル
２７            ａ接点
２８            リレー
【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１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２８】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図６】
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【図１４】
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【図１７】
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【図２１】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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