(57)【要約】【課題】太陽光発電モジュールが偽物であるか否かの判別を可能にする。【解決手段】太陽光発電モジュールは、光エネルギーを電力に変換するための太陽光パネルと、上記太陽光パネルに実装されたフローコントローラ（１２）とを含む。上記フローコントローラは、上記太陽光パネルで得られた電力を外部出力するためのスイッチ（１２６）と、外部との認証処理を制御する制御部（１３３）と、上記認証処理の結果に応じて、上記スイッチを介して外部出力される電力を示す電力情報を暗号化して外部出力するセキュア機能部（１２１）とを含む。電力情報の外部出力の前提として、外部との認証処理が行われるため、この認証にパスしたか否かによって、太陽光発電モジュールに偽物が使われていないかどうかを確認することが可能となる。【選択図】図６
2014139975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを電力に変換するための太陽光パネルと、
上記太陽光パネルに実装されたフローコントローラと、を含み、
上記フローコントローラは、上記太陽光パネルで得られた電力を外部出力するためのスイッチと、
外部との認証処理を制御する制御部と、
上記認証処理の結果に応じて、上記スイッチを介して外部出力される電力を示す電力情報を暗号化して外部出力するセキュア機能部と、を含む太陽光発電モジュール。
【請求項２】
上記セキュア機能部は、上記電力情報を暗号化する暗号化回路と、
上記暗号化回路で暗号化された上記電力情報を外部出力可能なインタフェースと、を含む請求項１記載の太陽光発電モジュール。
【請求項３】
上記太陽光発電モジュールは、上記フローコントローラとの間、及びホストシステムとの間で通信可能なマイクロコンピュータを含み、
上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラとの間の相互認証処理と、上記ホストシステムとの間の相互認証処理と、を実行し、その相互認証処理結果に応じて、上記フローコントローラに電力出力を指示する請求項２記載の太陽光発電モジュール。
【請求項４】
上記フローコントローラは、上記マイクロコンピュータからの指示に従って上記スイッチの動作を制御するスイッチ制御回路を含む請求項３記載の太陽光発電モジュール。
【請求項５】
上記フローコントローラは、上記スイッチを介して外部出力される電流を検出する電流センサと、
上記スイッチを介して外部出力される電圧を検出する電圧センサと、
上記電流センサでの電流検出結果及び上記電圧センサでの電圧検出結果を単位時間間隔でデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、を含む請求項４記載の太陽光発電モジュール。
【請求項６】
上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラとは別に、上記太陽光パネルの出力電圧をモニタし、そのモニタ結果と、上記フローコントローラから伝達された電力情報とを比較し、その比較結果に基づいて、上記フローコントローラに電力出力の停止を指示する請求項５記載の太陽光発電モジュール。
【請求項７】
上記マイクロコンピュータは、上記太陽光パネルに実装された請求項６記載の太陽光発電モジュール。
【請求項８】
光エネルギーを電力に変換するための太陽光パネルと、
上記太陽光パネルに実装されたフローコントローラと、を含み、
上記フローコントローラは、上記太陽光パネルで得られた電力を外部出力するためのスイッチと、
外部との認証処理を制御する制御部と、
上記認証処理の結果に応じて、上記スイッチを介して外部出力される電力を示す電力情報を暗号化して外部出力するセキュア機能部と、を含む太陽光発電モジュールが複数配置された太陽光発電システム。
【請求項９】
上記セキュア機能部は、上記電力情報を暗号化する暗号化回路と、
上記暗号化回路で暗号化された上記電力情報を外部出力可能なインタフェースと、を含む請求項８記載の太陽光発電システム。
【請求項１０】
上記太陽光発電システムは、上記複数の太陽光発電モジュールにおけるフローコントローラとの間、及びホストシステムとの間で通信可能なマイクロコンピュータを含み、
上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラとの間の相互認証処理と、上記ホストシステムとの間の相互認証処理と、を実行し、その相互認証処理結果に応じて、上記フローコントローラに電力出力を指示する請求項９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】
本発明は太陽光発電技術に関し、特に太陽光発電モジュールや太陽光発電システムに好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電パネルは、複数の太陽電池（セル）を組み合わせて一枚の板状にしたもので、太陽光発電システムにおける最小単位とされる。太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。一般的な一次電池や二次電池のように電力を蓄える蓄電池ではなく、光起電力効果によって光を即時に電力に変換して出力する発電機である。太陽光発電モジュールは、複数の太陽電池を直並列に接続することにより必要な電流・電圧を得るように作られている。
【０００３】
特許文献１には、グルーン電力の改竄を防止するための技術が記載されている。それによれば、太陽光発電システムにおける送電受電部の電力を正確に且つ安全に通信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池や太陽光発電モジュールの模造品は、正規メーカの利益に大きな被害を与えるほか、ブランドイメージの低下や製造者責任問題をまねくおそれがある。太陽電池や太陽光発電モジュールにＩＤコードや２次元バーコードを貼り付けることによって、模造品との違いを明確にできる。しかし、ＩＤコードや２次元バーコードは、偽造されるおそれがあり、太陽光発電モジュールに偽物が使われていないかどうかを確認するのに十分とはいえない。
【０００６】
特許文献１には、太陽光発電システムにおける送電受電部の電力を正確に且つ安全に通信することについては記載されているものの、その技術によって、太陽光発電モジュールに偽物が使われていないかどうかを確認することはできない。
【０００７】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するための手段のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００９】
すなわち、太陽光発電モジュールは、光エネルギーを電力に変換するための太陽光パネルと、上記太陽光パネルに実装されたフローコントローラとを含む。上記フローコントローラは、上記太陽光パネルで得られた電力を外部出力するためのスイッチと、外部との認証処理を制御する制御部と、上記認証処理の結果に応じて、上記スイッチを介して外部出力される電力を示す電力情報を暗号化して外部出力するセキュア機能部とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
課題を解決するための手段のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１１】
すなわち、太陽光発電モジュールが偽物であるか否かの判別を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】太陽光発電モジュールの構成例ブロック図である。
【図２】太陽光発電モジュールを含む電力ネットワークシステムの説明図である。
【図３】ホストシステム、発電モジュール認証マイコン、及びフローコントローラにおける主要動作のフローチャートである。
【図４】発電モジュール認証マイコンの構成例ブロック図である。
【図５】発電モジュール認証マイコンにおける主要動作のフローチャートである。
【図６】フローコントローラの構成例ブロック図である。
【図７】フローコントローラにおける主要動作のフローチャートである。
【図８】フローコントローラにおける主要動作のフローチャートである。
【図９】太陽光発電モジュールの平面図である。
【図１０】太陽光発電モジュールの断面図である。
【図１１】太陽光発電モジュールの断面図である。
【図１２】太陽光発電モジュールの断面図である。
【図１３】ホストシステム、発電モジュール認証マイコン、及びフローコントローラにおける主要動作のフローチャートである。
【図１４】太陽光発電システムの構成例ブロック図である。
【図１５】ホストシステム、発電モジュール認証マイコン、及びフローコントローラにおける主要動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１４】
〔１〕代表的な実施の形態に係る太陽光発電モジュール（１）は、光エネルギーを電力に変換するための太陽光パネル（１０）と、上記太陽光パネルに実装されたフローコントローラ（１２）とを含む。上記フローコントローラは、上記太陽光パネルで得られた電力を外部出力するためのスイッチ（１２６）と、外部との認証処理を制御する制御部（１３３）と、上記認証処理の結果に応じて、上記スイッチを介して外部出力される電力を示す電力情報を暗号化して外部出力するセキュア機能部（１２１）とを含む。
【００１５】
上記の構成において、太陽光パネルに実装されたフローコントローラ内の制御部は、外部との認証処理を制御する。そして、セキュア機能部は、制御部での認証処理の結果に応じて電力情報を暗号化して外部出力する。電力情報の外部出力の前提として、外部との認証処理が行われるため、この認証にパスしたか否かによって、太陽光発電モジュールに偽物が使われていないかどうかを確認することが可能となる。
【００１６】
また、制御部での認証処理の結果に応じて電力情報が暗号化されて外部出力されるため、この電力情報の改竄が困難になる。
【００１７】
上記制御部には、シーケンサを適用することができる。
【００１８】
〔２〕上記セキュア機能部は、上記電力情報を暗号化する暗号化回路（１２３）と、上記暗号化回路で暗号化された上記電力情報を外部出力可能なインタフェース（１２２）とを含んで構成することができる。
【００１９】
〔３〕上記太陽光発電モジュールは、上記フローコントローラとの間、及びホストシステムとの間で通信可能なマイクロコンピュータ（１１）を含む。このとき、上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラとの間の相互認証処理と、上記ホストシステムとの間の相互認証処理とを実行し、その相互認証処理結果に応じて、上記フローコントローラに電力出力を指示する。上記マイクロコンピュータによって、上記フローコントローラとの間の相互認証処理と、上記ホストシステムとの間の相互認証処理とが実行されるため、上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラの異常を把握することができる。
【００２０】
〔４〕上記スイッチの動作制御を円滑に行うため、上記フローコントローラには、上記マイクロコンピュータからの指示に従って上記スイッチの動作を制御するスイッチ制御回路（１２５）を設けることができる。
【００２１】
〔５〕上記フローコントローラは、上記スイッチを介して外部出力される電流を検出する電流センサ（１２８）と、上記スイッチを介して外部出力される電圧を検出する電圧センサ（１２７）と、上記電流センサでの電流検出結果及び上記電圧センサでの電圧検出結果を単位時間間隔でデジタル信号に変換するＡＤコンバータ（１３０）とを含んで構成することができる。これにより、上記スイッチを介して外部出力される電流と電圧を容易に検出することができる。
【００２２】
〔６〕上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラとは別に、上記太陽光パネルの出力電圧をモニタし、そのモニタ結果と、上記フローコントローラから伝達された電力情報とを比較し、その比較結果に基づいて、上記フローコントローラに電力出力の停止を指示するように構成することができる。これにより、電力情報の適正化を図ることができる。
【００２３】
〔７〕上記マイクロコンピュータは、上記太陽光パネルに組み込むことができる。
【００２４】
〔８〕上記〔１〕の太陽光発電モジュールを複数配置して太陽光発電システムを構築することができる。
【００２５】
〔９〕上記太陽光発電システムにおいて、セキュア機能部は、上記〔２〕と同様に、上記電力情報を暗号化する暗号化回路と、上記暗号化回路で暗号化された上記電力情報を外部出力可能なインタフェースとを含んで構成することができる。
【００２６】
〔１０〕上記太陽光発電システムには、上記複数の太陽光発電モジュールにおけるフローコントローラとの間、及びホストシステムとの間で通信可能なマイクロコンピュータを設けることができる。上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラとの間の相互認証処理と、上記ホストシステムとの間の相互認証処理と、を実行し、その相互認証処理結果に応じて、上記フローコントローラに電力出力を指示する。かかる構成によれば、上記〔３〕の場合と同様に、上記マイクロコンピュータによって、上記フローコントローラとの間の相互認証処理と、上記ホストシステムとの間の相互認証処理とが実行されるため、上記マイクロコンピュータは、上記フローコントローラの異常を把握することができる。
【００２７】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００２８】
《実施の形態１》
図２には、太陽光発電モジュールを含む電力ネットワークシステムが示される。
【００２９】
太陽光発電モジュール１は、ソーラ発電のため建屋２の屋根の上に取り付けられる。太陽光発電モジュール１によって得られるのは直流であり、それを交流に変換する必要がある。この変換は、太陽光発電モジュール１の出力側に配置された直流交流変換機（図示せず）によって行われるものとする。
【００３０】
建屋には、電力メータ３、電力切替スイッチ４、建屋内電気機器５などが設けられる。
【００３１】
電力メータ３は、電子式とされ、内部の電子回路により電力を積算計量する。また、この電力メータ３には、通信機能を備えており、インターネット７を介して電力管理サーバ６との間で各種情報のやり取りが可能になっている。
【００３２】
電力切替スイッチ４は、電力伝達経路の切り替えを行う。例えば太陽光発電モジュール１によって得られた電気は、電力切替スイッチ４を介して建屋内電気機器５に供給される。このとき、電気が余ったら、送電線網８に送電して電力会社に電気を買い取ってもらうことができる。夜や雨の日など、太陽光の電気では足りないときは、発電所９から送電線網８を介して伝達された電気が電力切替スイッチ４を介して建屋内電気機器５に供給される。
【００３３】
図１には、太陽光発電モジュール１の構成例が示される。
【００３４】
太陽光発電モジュール１は、太陽光発電パネル１０、発電モジュール認証マイコン１１、フローコントローラ１２を含む。発電モジュール認証マイコン１１とフローコントローラ１２とは、フローコントローラ制御バス１３を介して信号のやり取りが可能にされる。
【００３５】
太陽光発電パネル１０は、複数の太陽電池（セル）を組み合わせて一枚の板状にしたもので、太陽光発電システムにおける最小単位とされる。図１には、太陽光発電パネル１０に設けられた複数の太陽電池１０１のうちのひとつが代表的に示される。この太陽電池１０１は、特に制限されないが、電気的な性質の異なる２種類（ｐ型、ｎ型）の半導体を重ね合わせた構造をしている。太陽電池１０１に太陽の光１０２が当たると、電子（−）と正孔（＋）が発生し、正孔はｐ型半導体へ、電子はｎ型半導体へ引き寄せられる。これにより直流電圧Ｖｃｃ１が得られる。太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１は、発電モジュール認証マイコン１１やフローコントローラ１２に伝達される。
【００３６】
発電モジュール認証マイコン１１は、認証機能を備えたマイクロコンピュータである。この発電モジュール認証マイコン１１の動作用電源電圧は、太陽電池１０１から供給された直流電圧Ｖｃｃ１から生成される。発電モジュール認証マイコン１１のＩＯ（入出力）端子は、電力メータ３を介してインターネット７に結合される。発電モジュール認証マイコン１１は、インターネット７を介して電力管理サーバ６との間で電力管理に関する各種情報のやり取りを行う。
【００３７】
フローコントローラ１２は、太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１を発電モジュール認証マイコン１１の制御下で外部に出力する。フローコントローラ１２の出力電圧はＶｃｃ２とされ、太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１と区別される。尚、フローコントローラ１２の動作用電源電圧は、太陽電池１０１から供給された直流電圧Ｖｃｃ１から生成される。
【００３８】
図３には、発電モジュール認証マイコン１１及びフローコントローラ１２における主要動作の流れが示される。
【００３９】
発電モジュール認証マイコン１１及びフローコントローラ１２は、太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１が供給されることにより、動作を開始する（３１１，３２４）。
【００４０】
ホストシステムは、特に制限されないが、電力管理サーバ６である。ホストシステムから発電モジュール認証マイコン１１に電力供給の要求があると（３１２）、ホストシステムと発電モジュール認証マイコン１１との間で乱数による相互認証が行われる（３１３）。ホストシステムから発電モジュール認証マイコン１１への電力供給の要求や、ホストシステムと発電モジュール認証マイコン１１との間での相互認証は、平文によって行われる。相互に認証を行うため、発電モジュール認証マイコン１１が送信側となる場合、ホストシステムは受信側であり、ホストシステムが送信側となる場合、発電モジュール認証マイコン１１は受信側である。送信側では、例えば乱数による認証鍵をパケットの認証フィールドにコピーして送信する。受信側では、認証鍵とパケット中の認証フィールドとを比較し、それが一致したときだけ認証に成功したものとみなす。認証方式の不一致、認証鍵長の不一致、認証鍵の不一致は、すべて認証失敗とみなされる。認証失敗の場合、発電モジュール認証マイコン１１が正規のものでない可能性があるため、以降の処理は行われない。
【００４１】
ホストシステムと発電モジュール認証マイコン１１との間の相互認証にパスした後に、発電モジュール認証マイコン１１は、フローコントローラ１２にＩＤ（identification；識別符号）を要求する（３１４）。すると、フローコントローラ１２は、発電モジュール認証マイコン１１に、自己のＩＤを送信する（３２５）。発電モジュール認証マイコン１１は、フローコントローラ１２からＩＤを受信すると、フローコントローラ１２との間で乱数による相互認証を行う（３１５，３２６）。この相互認証は、ホストシステムと発電モジュール認証マイコン１１との間での相互認証と同様に、平文によって行われる。認証失敗の場合、フローコントローラ１２が正規のものでない、あるいは故障している可能性があるため、以降の処理は行われない。
【００４２】
発電モジュール認証マイコン１１とフローコントローラ１２との間の相互認証にパスした後に、ホストシステムは、暗号通信により、発電モジュール認証マイコン１１に電力の供給を要求する（３１６）。すると、発電モジュール認証マイコン１１は、暗号通信により、フローコントローラ１２に電力供給開始を指示する（３２７）。フローコントローラ１２によって電力供給が開始された後において、発電モジュール認証マイコン１１からの供給に従い、送信された電力に対応する電圧電流情報（電力情報）が、暗号通信により発電モジュールマイコン１１に送信される（３２８）。電圧電流情報の送信は、フローコントローラ１２によって、単位時間間隔で行われる（３２９）。そして、フローコントローラ１２から送信された電圧電流情報が発電モジュールマイコン１１によって受信される毎に、発電モジュールマイコン１１は、受信された電圧電流情報を暗号通信によりホストシステムに送信する。
【００４３】
そして、暗号通信により、ホストシステムから発電モジュール認証マイコン１１に電力停止要求があると（３２１）、発電モジュール認証マイコン１１は、暗号通信によりフローコントローラ１２に電力停止を指示する。すると、フローコントローラ１２は、電力の供給を停止する（３３０）。
【００４４】
そして、再び、ホストシステムから発電モジュール認証マイコン１１に電力供給の要求があると（３２２）、ホストシステムと発電モジュール認証マイコン１１との間で乱数による相互認証が行われ（３２３）、その後、上記と同様に、フローコントローラ１２との間で乱数による相互認証が行われた後にフローコントローラ１２により電力供給が開始される。
【００４５】
図４には、発電モジュール認証マイコン１１の構成例が示される。
【００４６】
この発電モジュール認証マイコン１１は、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成される。発電モジュール認証マイコン１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１、メモリ１１２、乱数発生回路（ＲＮＧ）１１３、ＡＤ（アナログ・デジタル）コンバータ１１４、フローコントローラ制御バスインタフェース１１５、外部ＩＯインタフェース１１６、暗復号化回路１１７を含み、それらがＣＰＵバス１１８によって互いに結合されている。
【００４７】
ＣＰＵ１１１は、予め設定されたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。メモリ１１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＯＭには、ＣＰＵ１１１で実行されるプログラムが格納されている。ＲＡＭは、ＣＰＵ１１１での演算処理において作業領域に使用される。乱数発生回路１１３は、認証に用いられる乱数を発生する。ＡＤコンバータ１１４は、太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１をサンプリングしてデジタル信号に変換する。このＡＤコンバータ１１４の出力は、ＣＰＵ１１１に伝達される。フローコントローラ制御バスインタフェース１１５は、フローコントローラ制御バス１３を介して各種信号のやり取りを可能にするためのインタフェースである。外部ＩＯインタフェース１１６は、発電モジュール認証マイコン１１の外部との間で信号のやり取りを可能にするためのインタフェースである。この外部ＩＯインタフェース１１６は、電力メータ３を介してインターネット７に結合される。暗復号化回路１１７は、暗号化処理を行うための暗号化回路と、復号化処理を行うための復号化回路とを含む。
【００４８】
発電モジュール認証マイコン１１の動作用電源電圧は、太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１を降圧する電源回路１１９によって形成される。電源回路１１９には、電源電圧が所定値を超えた場合を検出するパワーオン回路が設けられ、このパワーオン回路での検出結果に従ってパワーオンリセット処理がＣＰＵ１１１で実行される。
【００４９】
図５には、発電モジュール認証マイコン１１における主要動作の流れが示される。
【００５０】
太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１が発電モジュール認証マイコン１１に供給されると、電源回路１１９によって、発電モジュール認証マイコン１１の動作用電源電圧が形成され、それが各部に供給されることにより、発電モジュール認証マイコン１１の動作が開始される（５００）。
【００５１】
発電モジュール認証マイコン１１は、ホストシステム（電力管理サーバ６）からの電力供給の要求待ちとなり、ホストシステムからの電力供給の要求が有るか否かの判別が行われる（５０１）。この判別において、ホストシステムからの電力供給の要求が有る（Ｙｅｓ）と判断された場合、ホストシステムとの相互認証が行われ、ホストシステムとの認証にパスしたか否かの判別が行われる（５０２）。発電モジュール認証マイコン１１は、ホストシステムとの認証にパスした場合、フローコントローラ１２にＩＤを要求する。発電モジュール認証マイコン１１は、フローコントローラ１２からＩＤを受信すると（５０３）、フローコントローラ１２との相互認証を行う。発電モジュール認証マイコン１１は、フローコントローラ１２との相互認証にパスすると、フローコントローラ１２へ送電開始を指示する（５０５）。
【００５２】
そして、発電モジュール認証マイコン１１は、ホストシステムから電圧電流量送付の要求があるか否かの判別を行う（５０６）。この判別において、ホストシステムから電圧電流量送付の要求がある（Ｙｅｓ）と判断した場合、フローコントローラ１２から電圧電流量を受信し（５０７）、それをホストシステムへ送信する（５０８）。その後、発電モジュール認証マイコン１１は、ホストシステムから電力供給の停止要求があるか否かの判別を行う（５１０）。この判別において、ホストシステムから電力供給の停止要求がある（Ｙｅｓ）と判断した場合、フローコントローラ１２に電力供給停止を指示する（５１１）。上記ステップ５１０の判別において、ホストシステムから電力供給の停止要求が無い場合、発電モジュール認証マイコン１１は、上記ステップ５０６の判別に戻る。
【００５３】
上記ステップ５０２や上記ステップ５０４の比較において、相互認証にパスしない（Ｎｏ）と判断された場合には、ホストシステムへエラー通知が行われた後に、発電モジュール認証マイコン１１での処理が終了される。
【００５４】
図３に示されるように、発電モジュールマイコン１１とホストシステムとの間で暗号通信が行われる場合や、発電モジュールマイコン１１とフローコントローラ１２との間で暗号通信が行われる場合には、発電モジュールマイコン１１内の暗復号化回路１１７によって、情報の暗号化処理や復号化処理が行われる。つまり、平文の情報が暗復号化回路１１７で暗号化されてからホストシステム又はフローコントローラ１２に出力され、ホストシステム又はフローコントローラ１２で暗号化された情報は、発電モジュールマイコン１１内の暗復号化回路１１７によって復号化されて平文に戻される。
【００５５】
また、ＣＰＵ１１１は、太陽電池１０１の出力電圧が理想的な値に達していないことをＡＤコンバータ１１４の出力をモニタすることで把握できる。ＣＰＵ１１１は、所定の時間間隔でＡＤコンバータ１１４の出力をモニタし、そのモニタ結果と、フローコントローラ１２からの電圧電流量とを比較し、フローコントローラ１２からの電圧電流量が不適切と判断した場合には、フローコントローラ１２に電力供給停止を指示することができる。例えば日照不足などにより、太陽電池１０１の出力電圧が理想的な値に達していないにもかかわらず、フローコントローラ１２から伝達された電圧電流量の値が大きすぎる場合には、フローコントローラ１２の動作が正常ではないと判断し、フローコントローラ１２に電力供給停止を指示する。また、その場合、ホストシステムにエラー通知がなされる。
【００５６】
図６には、フローコントローラ１２の構成例が示される。
【００５７】
フローコントローラ１２は、セキュア機能部１２１、タイマ１２４、スイッチ制御回路１２５、スイッチ１２６、電圧センサ１２７、電流センサ１２８、電源回路１２９、ＡＤコンバータ１３０、乱数発生回路１３１、メモリ１３２、シーケンサ１３３を含む。フローコントローラ１２は、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成される。セキュア機能部１２１は、電力情報を暗号化して外部出力する機能を有し、フローコントローラ制御バスインタフェース１２２と、暗復号化回路１２３とによって形成される。「電力情報」は、スイッチ１２６を介して外部出力される電圧と電流の情報であり、「電圧電流情報」ともいう。フローコントローラ制御バスインタフェース１２２、暗復号化回路１２３、タイマ１２４、スイッチ制御回路１２５、ＡＤコンバータ１３０、乱数発生回路１３１、メモリ１３２、シーケンサ１３３は、内部バス１３４を介して互いに結合される。
【００５８】
フローコントローラ制御バスインタフェース１２２は、フローコントローラ制御バス１３を介して各種信号のやり取りを可能にするためのインタフェースである。暗復号化回路１２３は、暗号化処理を行うための暗号化回路と、復号化処理を行うための復号化回路とを含む。タイマ１２４は、時間計測に用いられる。スイッチ１２６は、フローコントローラ１２の出力電圧Ｖｃｃ２をオンオフするために設けられる。太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１は、スイッチ１２６を介することにより、出力電圧Ｖｃｃ２として外部出力される。スイッチ１２６には、ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタが適用される。スイッチ制御回路１２５は、スイッチ１２６のオンオフ動作を制御する。スイッチ制御回路１２５の出力がハイレベルにされるとスイッチ１２６がオンされ、スイッチ制御回路１２５の出力がローレベルにされるとスイッチ１２６がオフされる。電圧センサ１２７は、スイッチ１２６を介して外部出力される電圧を検出し、電流センサ１２８は、スイッチ１２６を介して外部出力される電流を検出する。電圧センサ１２７での電圧検出結果や電流センサ１２８での電流検出結果は、ＡＤコンバータ１３０に伝達される。ＡＤコンバータ１３０は、電圧センサ１２７での電圧検出結果や電流センサ１２８での電流検出結果を所定の単位時間間隔でサンプリングしてデジタル信号に変換する。電圧センサ１２７でのサンプリングにおける単位時間間隔は、タイマ１２４の出力によって決定される。ＡＤコンバータ１３０の出力は、暗復号化回路１２３で暗号化されてからフローコントローラ制御バスインタフェース１２２を介して発電モジュール認証マイコン１１に伝達される。乱数発生回路１３１は、乱数を発生する。メモリ１３２は、ＲＯＭやＲＡＭを含む。シーケンサ１３３は、予め定められた順序または手続きに従って、フローコントローラ１２内の各部の動作を制御する。電源回路１２９は、太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１を降圧して、フローコントローラ１２内の各部の動作用電源電圧を形成する。
【００５９】
図７には、フローコントローラ１２における主要動作の流れが示される。
【００６０】
太陽電池１０１によって得られた直流電圧Ｖｃｃ１がフローコントローラ１２に供給されると、電源回路１２９によって、フローコントローラ１２の動作用電源電圧が形成され、それが各部に供給されることにより、フローコントローラ１２の動作が開始される（７００）。
【００６１】
シーケンサ１３３は、発電モジュール認証マイコン１１からＩＤ要求があるか否かの判別を行う（７０１）。この判別において、発電モジュール認証マイコン１１からＩＤ要求がある（Ｙｅｓ）と判断された場合、シーケンサ１３３の制御により、発電モジュール認証マイコン１１へ自己のＩＤが送信される（７０２）。ＩＤが送信は平文により行われる。その後、シーケンサ１３３の制御により、発電モジュール認証マイコン１１との間で乱数による相互認証が行われる。この乱数による相互認証は平文により行われる。シーケンサ１３３は、発電モジュール認証マイコン１１との間の相互認証にパスしたか否かの判別を行う（７０３）。この判別において、発電モジュール認証マイコン１１との間の相互認証にパスした（Ｙｅｓ）と判断された場合には、発電モジュール認証マイコン１１からの指示に従い、スイッチ制御回路１２５によってスイッチ１２６がオンされることにより、送電（電力供給）が開始される（７０４）。尚、発電モジュール認証マイコン１１からの電力供給の指示は、暗号通信で行われるため、暗復号化回路１２３で復号化されてからシーケンサ１３３に認識され、スイッチ制御回路１２５に伝達される。
【００６２】
送電が開始されると、ＡＤコンバータ１３０により、電圧センサ１２７での電圧検出結果や電流センサ１２８での電流検出結果が所定の単位時間間隔でサンプリングされてデジタル信号に変換されることによって、電圧電流情報が得られる（７０５）。この電圧電流情報は、発電モジュール認証マイコン１１又はホストシステムの鍵を使って暗復号化回路１２３により暗号化されてから、メモリ１３２におけるＲＡＭに格納される（７０６）。
【００６３】
シーケンサ１３３は、発電モジュール認証マイコン１１から電圧電流情報の送付の要求があるか否かの判別を行い（７０７）、その判別結果に従って、発電モジュール認証マイコン１１への電圧電流情報を送信する（７０８）。そしてシーケンサは、発電モジュール認証マイコン１１からの電力供給停止の指示が有るか否かの判別を行う（７１０）。この電力供給停止の指示は、暗復号化回路１２３が介在する暗号通信によって行われる。発電モジュール認証マイコン１１からの電力供給停止の指示が有る場合、スイッチ制御回路１２５の制御によりスイッチ１２６がオフされて、電力供給が停止される（７１１）。電力供給が停止された場合、フローコントローラ１２は、発電モジュール認証マイコン１１からの送電開始の指示待ちとなる。
【００６４】
尚、上記ステップ７０３の判別において、発電モジュール認証マイコン１１との間の相互認証にパスしない（Ｎｏ）と判断された場合には、発電モジュール認証マイコン１１へのエラー通知が行われた後に、フローコントローラ１２での処理が終了される（７０９）。
【００６５】
図８には、フローコントローラ１２における主要動作の流れが示される。
【００６６】
図８におけるステップ８００〜８１１は、図７におけるステップ７００〜７１１に対応する。図８に示される主要動作が、図７に示されるのと相違するのは、電力供給停止（８１１）後の戻り先である。すなわち、図８では、電力供給停止（８１１）後に、ステップ８０１の比較処理に戻っている。これにより、電力供給停止（８１１）後は、再び、発電モジュール認証マイコン１１からＩＤ要求があるか否かの判別や、発電モジュール認証マイコン１１との相互認証が行われることになるので、セキュリティがさらに向上する。
【００６７】
発電モジュール認証マイコン１１やフローコントローラ１２は、例えば図９に示されるように、太陽光発電パネル１０の表面に実装することができる。発電モジュール認証マイコン１１やフローコントローラ１２は、太陽光発電パネル１０に比べて十分に小さいので、太陽光発電パネル１０の表面に実装しても、発電効率の低下を招くことは無い。
【００６８】
また、図１０、図１１、図１２に太陽光発電モジュール１の断面が示されるように、発電モジュール認証マイコン１１とフローコントローラ１２とを太陽光発電パネル１０に積層しても良い。
【００６９】
図１０に示される構成では、太陽光発電パネル１０の表面にフローコントローラ１２が実装され、このフローコントローラ１２の上に発電モジュール認証マイコン１１が実装される。そしてフローコントローラ１２と発電モジュール認証マイコン１１を覆うように樹脂１９によりモールドされる。
【００７０】
図１１に示される構成では、太陽光発電パネル１０の表面に凹部が形成され、この凹部にフローコントローラ１２が埋め込まれている。この場合、太陽光発電パネル１０の凹部にフローコントローラ１２が埋め込まれているので、太陽光発電パネル１０の表面の突出は、図１０の場合に比べて小さくなる。
【００７１】
図１２に示される構成では、発電モジュール認証マイコン１１とフローコントローラ１２とが太陽光発電パネル１０の縁辺に実装されている。この場合、発電モジュール認証マイコン１１やフローコントローラ１２が太陽光発電パネル１０の表面に突出するのを回避することができる。
【００７２】
尚、発電モジュール認証マイコン１１とフローコントローラ１２とを太陽光発電パネル１０と同一のプロセスで形成しても良い。
【００７３】
《実施の形態２》
発電モジュール認証マイコン１１を通り抜けて、ホストシステムとフローコントローラ１２との間で各種情報のやり取りを行うようにしても良い。図１３には、その場合の発電モジュール認証マイコン１１及びフローコントローラ１２における主要動作の流れが示される。
【００７４】
発電モジュール認証マイコン１１やホストシステムとフローコントローラ１２の動作が開始された後（１３１１，１３２４）、平文通信により、ホストシステムから発電モジュール認証マイコン１１に電力供給要求がなされると、その電力供給要求がフローコントローラ１２に転送される（１３２５）。その後、発電モジュール認証マイコン１１は、スルー状態となり、それ以降、発電モジュール認証マイコン１１を通り抜けて、ホストシステムとフローコントローラ１２との間で暗号通信が行われる。すなわち、ホストシステムとフローコントローラ１２との間で相互認証が行われ（１３２６）、ホストシステムからフローコントローラ１２に電力供給要求がなされると（１３１２）、それに応じてフローコントローラ１２において電力供給が開始される（１３２７）。フローコントローラ１２から電圧電流情報が送信されると（１３２８，１３２９）、それがホストシステムで受信される（１３１７，１３１８）。ホストシステムからフローコントローラ１２に電力供給停止要求がなされると（１３１９）、フローコントローラ１２によって電力供給が停止される（１３３０）。ホストシステムからフローコントローラ１２に電力供給要求がなされると（１３２０）、フローコントローラ１２によって電力供給が開始される（１３３１）。
【００７５】
《実施の形態３》
複数の太陽光発電モジュールを組み合わせて一つの太陽光発電システムを形成する場合には、複数の太陽光発電モジュール間で、一つの発電モジュール認証マイコン１１を共有することができる。図１４には、この場合の構成例が示される。
【００７６】
図１４に示される太陽光発電システムにおいては、複数の太陽光発電モジュール１Ａ〜１Ｚが設けられ、この複数の太陽光発電モジュール１Ａ〜１Ｚ間で、一つの発電モジュール認証マイコン１１が共有されている。複数の太陽光発電モジュール１Ａ〜１Ｚは、それぞれ太陽光発電パネル１０Ａ〜１０Ｚを有する。太陽光発電パネル１０Ａ〜１０Ｚには、それぞれフローコントローラ１２Ａ〜１２Ｚが実装されている。フローコントローラ１２Ａ〜１２Ｚは、発電モジュール認証マイコン１１に結合されている。太陽光発電パネル１０Ａ〜１０Ｚは、それぞれ複数の太陽電池（セル）１０１Ａ〜１０１Ｚを組み合わせて一枚の板状にしたもので、太陽光発電システムにおける最小単位とされる。
【００７７】
発電モジュール認証マイコン１１は、特に制限されないが、電力メータ３内に設けることができる。発電モジュール認証マイコン１１及びフローコントローラ１２Ａ〜１２Ｚの基本的な構成は、実施の形態１の場合と同様である。
【００７８】
図１４に示される構成では、電力メータ３内にホストシステム１４が設けられており、このホストシステム１４と、発電モジュール認証マイコン１１との間で通信が行われる。尚、実施の形態１の場合と同様に、電力管理サーバ６をホストシステムとすることができる。
【００７９】
図１５には、図１４に示される発電モジュール認証マイコン１１及びフローコントローラ１２Ａ〜１２Ｚにおける主要動作の流れが示される。
【００８０】
図１５に示される主要動作が、図３に示されるのと大きく相違するのは、ホストシステムから発電モジュール認証マイコン１１に電力供給の要求があった場合に、発電モジュール認証マイコン１１とフローコントローラ１２Ａ〜１２Ｚとの間で順次認証が行われる点である。
【００８１】
すなわち、発電モジュール認証マイコン１１は、フローコントローラ１２ＡにＩＤを要求する（１５１）。すると、フローコントローラ１２Ａは、発電モジュール認証マイコン１１に、自己のＩＤを送信する（１５５）。発電モジュール認証マイコン１１は、フローコントローラ１２ＡからＩＤを受信すると、フローコントローラ１２Ａとの間で乱数による相互認証を行う（１５２，１５６）。この相互認証は平文によって行われる。そして発電モジュール認証マイコン１１は、別のフローコントローラとの間においても上記と同様に相互認証を行う。例えば発電モジュール認証マイコン１１が、フローコントローラ１２ＺにＩＤを要求した場合（１５１）、フローコントローラ１２Ｚは、発電モジュール認証マイコン１１に、自己のＩＤを送信する（１５８）。発電モジュール認証マイコン１１は、フローコントローラ１２ＺからＩＤを受信すると、フローコントローラ１２Ｚとの間で乱数による相互認証を行う（１５８，１５９）。
【００８２】
発電モジュール認証マイコン１１とフローコントローラ１２Ａ〜１２Ｚとの間で相互認証が行われた後に、発電モジュール認証マイコン１１からの電力供給開始の要求に応じて、フローコントローラ１２Ａ〜１２Ｚにおいて電力供給が開始される（１５７，１６０）。
【００８３】
実施の形態３によれば、発電モジュール認証マイコン１１が、各太陽光発電モジュール１Ａ〜１Ｚに対して、発電開始及び発電停止の指示や、発電量の確認を直接行うことができる。これにより、ホストシステムが要求する具体的な電力量を供給するために必要最小限の太陽光発電モジュールのみを使って電力を供給できるので、過剰電力の送信を防ぐことができる。また、最大発電量や最小発電量を細かく制御することも可能になる。
【００８４】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００８５】
例えば、発電モジュール認証マイコン１１やフローコントローラ１２の動作用電源として、蓄電池を併用しても良いし、送電線網８を介して供給される電圧から形成した直流電圧を用いても良い。
【符号の説明】
【００８６】
１  太陽光発電モジュール
３  電力メータ
４  電力切替スイッチ
５  建屋内電気機器
６  電力管理サーバ
７  インターネット
８  送電線網
９  発電所
１０  太陽光発電パネル
１１  発電モジュール認証マイコン
１２  フローコントローラ
１１１  ＣＰＵ
１１２  メモリ
１１３  乱数発生回路
１１４  ＡＤコンバータ
１１５  フローコントローラ制御バスインタフェース
１１６  外部ＩＯインタフェース
１１７  暗復号化回路
１１９  電源回路
１２１  セキュア機能部
１２２  フローコントローラ制御バスインタフェース
１２３  暗復号化回路
１２４  タイマ
１２５  スイッチ制御回路
１２６  スイッチ
１２７  電圧センサ
１２８  電流センサ
１２９  電源回路
１３０  ＡＤコンバータ
１３１  乱数発生回路
１３２  メモリ
１３３  シーケンサ
【図１】
2014139975.tif 000003
【図２】
2014139975.tif 000004
【図３】
2014139975.tif 000005
【図４】
2014139975.tif 000006
【図５】
2014139975.tif 000007
【図６】
2014139975.tif 000008
【図７】
2014139975.tif 000009
【図８】
2014139975.tif 000010
【図９】
2014139975.tif 000011
【図１０】
2014139975.tif 000012
【図１１】
2014139975.tif 000013
【図１２】
2014139975.tif 000014
【図１３】
2014139975.tif 000015
【図１４】
2014139975.tif 000016
【図１５】
2014139975.tif 000017