(57)【要約】【課題】システム全体の効率向上を図るとともに、コスト上昇を招くことなく昇圧ユニット内の発熱を抑制し得る太陽光発電システムを提供する。【解決手段】太陽電池回路１と、昇圧ユニット２と、パワーコンディショナ３とからなる太陽光発電システムにおいて、昇圧ユニット２でパワーコンディショナ３のコンバータ６の動作が停止する電圧までの昇圧を行わせる。そして、この昇圧によって昇圧ユニット２内のスイッチング素子が所定の上限温度になると、昇圧ユニット２の昇圧幅を下げてスイッチング素子の温度上昇を防ぎ、所定の下限温度になると再び当初の昇圧幅に戻すように昇圧ユニット２を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して１の直流電圧を出力する昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電圧を所定電圧に昇圧させるコンバータと該コンバータで昇圧された直流電圧を所定の交流電力に変換するインバータとを有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムにおいて、
前記各昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、前記所定電圧の電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第１昇圧モードと、前記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、前記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第２昇圧モードとを有していることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記第２昇圧モードにおける新たな目標電圧は、前記各昇圧回路の入力電圧のうちで最も高い入力電圧の電圧値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記第２昇圧モードにおける前記昇圧回路の出力低減率は一定値に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記第２昇圧モードにおける前記昇圧回路の出力低減率は前記温度検出手段の検出温度に基づいて変更されることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
複数の直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して１の直流電圧にしてパワーコンディショナに出力するための昇圧ユニットであって、
前記昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、前記パワーコンディショナのインバータの必要入力電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第１昇圧モードと、前記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、前記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第２昇圧モードとを有していることを特徴とする昇圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットに関し、より詳細には、複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えた昇圧ユニットと、そのような昇圧ニットを備えた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電システムにおいて、出力電圧が異なる複数の太陽電池回路をパワーコンディショナに接続する場合、太陽電池回路とパワーコンディショナとの間には昇圧ユニット（昇圧接続箱）が配設されている。
【０００３】
この種の昇圧ユニットの多くは、複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路と、太陽電池回路が出力する直流電流を昇圧せずにそのまま出力する１の標準回路とを備えている（たとえば、特許文献１）。そして、太陽電池回路のうち出力電圧が最も高い太陽電池回路が標準回路に接続され、その他の太陽電池回路が昇圧回路に接続され、昇圧回路に接続された太陽電池回路の出力電圧を標準回路に接続された太陽電池回路の出力電圧にまで昇圧させて標準回路の出力と集約し、パワーコンディショナーに入力するようになっている。つまり、パワーコンディショナには出力電圧が最も高い太陽電池回路の出力電圧と同じ値の直流電圧が供給されるようになっている。
【０００４】
一方、パワーコンディショナには、コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）とインバータ（ＤＣ／ＡＣインバータ）とが備えられており、昇圧ユニットから出力される直流電圧はコンバータに入力され、このコンバータにおいて、インバータで所定の交流電力（たとえば住宅用の商用電源と同じＡＣ２００Ｖの交流電力）を出力可能な所定電圧にまで昇圧させてからインバータ入力するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４６８３７２号公報の図１参照
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の構成には以下のような問題があり、その改善が望まれていた。
【０００７】
すなわち、上述した構成では、太陽電池回路から出力される直流電圧は昇圧ユニットとパワーコンディショナのコンバータとにより二段階で昇圧されることとなるため、太陽光発電システム全体としての効率が最適化されておらず、特に低い電力において効率低下が大きかった。
【０００８】
この点につき、昇圧ユニットに太陽電池回路と同数の昇圧回路を設けておき、これら昇圧回路を用いて、太陽電池回路から出力されるすべての直流電圧を昇圧ユニットにおいて上記所定電圧まで昇圧させる構成、すなわち、パワーコンディショナのインバータが所定の交流電力を出力するのに必要とする入力電圧（インバータの必要入力電圧）になるまで昇圧ユニットで昇圧する構成を採用することが考えられる。
【０００９】
しかし、このように昇圧ユニットだけで昇圧を行うようにすると、従来パワーコンディショナのコンバータで出る損失が昇圧ユニットでの損失となるため、昇圧回路に備えられるスイッチング素子の発熱が大きくなり、素子が熱破損するおそれがある。また、放熱器によりスイッチング素子の放熱を図るには大型の放熱器が必要となり、昇圧ユニット、ひいては太陽光発電システム全体のコスト上昇を招くという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、システム全体の効率向上を図るとともに、コスト上昇を招くことなく昇圧ユニット内の発熱を抑制し得る太陽光発電システムを提供することにある。また、そのための昇圧ユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の太陽光発電システムは、複数の太陽電池回路と、上記複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して１の直流電圧を出力する昇圧ユニットと、上記昇圧ユニットから出力される直流電圧を所定電圧に昇圧させるコンバータと該コンバータで昇圧された直流電圧を所定の交流電力に変換するインバータとを有するパワーコンディショナと、を備えた太陽光発電システムにおいて、上記各昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、上記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、上記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、上記所定電圧の電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第１昇圧モードと、上記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、上記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第２昇圧モードとを有していることを特徴とする。
【００１２】
この請求項１に記載の太陽光発電システムでは、複数の太陽電池回路のそれぞれが出力する直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えた昇圧ユニットにおいて、昇圧回路の昇圧比を制御する制御回路が第１昇圧モードと第２昇圧モードの２つの制御モードを有している。
【００１３】
第１昇圧モードでは、昇圧回路による昇圧後の出力電圧の目標電圧値として、パワーコンディショナのコンバータの昇圧目標電圧の電圧値を用いているので、第１昇圧モード下で昇圧ユニットから出力される直流電圧は、パワーコンディショナのインバータが所定の交流電力を出力するのに必要とする入力電圧となる。そのため、この第１昇圧モード下では、パワーコンディショナのコンバータを停止させることができ、システム全体の効率を向上させることができる。
【００１４】
その一方で、この第１昇圧モード下では、昇圧回路の昇圧比は高くなるため、太陽電池回路での発電電力が大きい場合や外気温が高い場合などには、昇圧回路の損失が大きくなって昇圧回路に備えられたスイッチング素子の発熱が大きくなる。そのため、本発明では、スイッチング素子の温度が所定の上限温度以上になったときは、制御回路が第１昇圧モード下での目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定し、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第２昇圧モードに移行するようになっている。
【００１５】
この第２昇圧モード下では、第１昇圧モードよりも昇圧回路の昇圧比が低くなることから、昇圧回路のスイッチング素子の発熱が抑制される。その結果、この第２昇圧モード下ではスイッチング素子の温度は上昇から下降に転じることとなり、スイッチング素子の熱による破損が防止される。なお、このとき昇圧回路の昇圧比を下げているので昇圧ユニットの出力電圧は第１昇圧モード下に比べると低下するが、この低下分はパワーコンディショナのコンバータを動作させることによって昇圧されるので、第２昇圧モード下においてもパワーコンディショナのインバータからは所定の交流電力が出力される。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の太陽光発電システムは、請求項１に記載の太陽光発電システムにおいて、上記第２昇圧モードにおける新たな目標電圧は、上記各昇圧回路の入力電圧のうちで最も高い入力電圧の電圧値に設定されることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、請求項２に係る太陽光発電システムでは、第２昇圧モードにおいて設定される目標電圧が各昇圧回路の入力電圧のうちで最も高い入力電圧（入力最大電圧）の電圧値とされているので、この第２昇圧モード下では、入力最大電圧が入力される昇圧回路は標準回路として機能し、その他の昇圧回路は昇圧動作を行うこととなる。したがって、第２昇圧モードでスイッチング素子の温度低下を図っている状態でも従来の太陽光発電システムと同等の動作を行わせることができる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の太陽光発電システムは、請求項１または２に記載の太陽光発電システムにおいて、上記第２昇圧モードにおける上記昇圧回路の出力低減率は一定値に固定されていることを特徴とする。
【００１９】
すなわち、請求項３に係る太陽光発電システムでは、第２昇圧モードにおいて昇圧回路の出力電圧が新たな目標電圧に向けて固定された出力低減率にしたがって低下するようになるので、この出力低減率を緩やかに設定しておくことで昇圧回路の出力電圧の急激な変動を回避することができる。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の太陽光発電システムは、請求項１または２に記載の太陽光発電システムにおいて、上記第２昇圧モードにおける上記昇圧回路の出力低減率は上記温度検出手段の検出温度に基づいて変更されることを特徴とする。
【００２１】
すなわち、請求項４に係る太陽光発電システムでは、第２昇圧モードにおける昇圧回路の出力低減率が温度検出手段の検出温度に基づいて変更されるので、スイッチング素子の状況（素子の温度）に応じて適切な出力低減率を使用することができる。たとえば、第２昇圧モードに移行してもスイッチング素子の温度が低下しないときなどは昇圧回路の出力低減率を高めて速やかに出力電圧を下げるなどの対応が可能になる。
【００２２】
本発明の請求項５に記載の昇圧ユニットは、複数の直流電圧を昇圧可能な複数の昇圧回路を備えるとともに、これら複数の昇圧回路の出力を並列接続して１の直流電圧にしてパワーコンディショナに出力するための昇圧ユニットであって、上記昇圧回路は、スイッチング素子により昇圧比を制御する制御回路と、上記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段とを備え、上記各制御回路は、他の昇圧回路の制御回路と制御情報を共有するように構成されるとともに、上記パワーコンディショナのインバータの必要入力電圧値を目標電圧として昇圧比を設定する第１昇圧モードと、上記温度検出手段の検出温度が所定の上限温度以上になると、上記目標電圧より低い電圧値を新たな目標電圧として設定して、この新たな目標電圧に基づいて昇圧比を設定する第２昇圧モードとを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、太陽光発電システムの昇圧ユニットにおいて昇圧回路の昇圧比を制御する制御回路が第１昇圧モードと第２昇圧モードの２つの制御モードを有しており、第１昇圧モードでは、昇圧回路の出力電圧の目標電圧値として、パワーコンディショナのコンバータの昇圧目標電圧の電圧値を用いているので、パワーコンディショナのコンバータの動作を停止させることができ、システム全体の効率を向上させることができる。
【００２４】
また、第１昇圧モードにより昇圧回路のスイッチング素子の温度が上昇したときには第２昇圧モードに移行し、昇圧回路の出力電圧の目標電圧値として第１昇圧モードよりも電圧値の低い新たな目標電圧が設定されるので、スイッチング素子の発熱が抑制され、素子の熱破損が防止されるとともに、過剰な放熱設計を行うことなく低コストで放熱対策が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る太陽光発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】同太陽光発電システムの昇圧ユニットの概略構成を示すブロック図である。
【図３】同太陽光発電システムにおける昇圧ユニットの制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】同太陽光発電システムにおける昇圧ユニットの出力電圧とスイッチング素子の温度との関係を示す説明図である。
【図５】同太陽光発電システムの他の実施形態の説明図であり、図５（ａ）は昇圧ユニットの出力電圧とスイッチング素子の温度との関係を、また図５（ｂ）は昇圧ユニットの出力電圧と経過時間の関係をそれぞれ示している。
【図６】同太陽光発電システムの他の実施形態における昇圧ユニットの制御手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
実施形態１
図１は本発明に係る太陽光発電システムの概略構成を示している。この図１に示すように、本発明に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池回路１，１，…と、昇圧ユニット２と、パワーコンディショナ３と、電力系統４とを主要部として構成されている。
【００２７】
太陽電池回路１は、複数の太陽電池（セル）を直並列接続して必要な直流電圧と直流電流とが得られるように構成してなる太陽電池モジュールを直列接続することによって構成された回路であり、この太陽電池回路１は太陽光発電システムを設置する場所（たとえば、屋根）の構造や向きなどに応じて適宜適数配設される。たとえば、一般的な家屋の寄棟造りの屋根の場合には４回路から５回路程度の複数の太陽電池回路１が配設される。なお、図１ではその一部を省略して２回路のみ示している。
【００２８】
昇圧ユニット２は、これら複数の太陽電池回路１のそれぞれが出力する直流電圧を集約して１つの出力電圧としてパワーコンディショナ３に入力するための接続箱であって、本実施形態では、この昇圧ユニット２は、出力電圧値が異なる太陽電池回路１の出力電圧を揃えてパワーコンディショナ３に入力できるように、太陽電池回路１の数と同数（つまり複数）の昇圧回路５を備えるとともに、これら各昇圧回路５の各出力が並列接続されて１の直流電圧として出力されるように構成されている（昇圧ユニット２の詳細は後述する）。なお、この昇圧ユニット２は、箱状の金属製のケースで構成されており、通常は太陽電池回路１の近くの屋外に配設される。そのため、この昇圧ユニット２内の温度（具体的には後述するスイッチング素子の温度）は外気温度の影響を受けやすくなっている。
【００２９】
パワーコンディショナ３は、昇圧ユニット２から出力される直流電圧を電力系統４に連系させるための系統連系インバータ装置であって、昇圧ユニット２から出力される直流電圧を所定電圧Ｖ１に昇圧させるコンバータ６と、このコンバータ６で昇圧された直流電圧を所定の交流電力に変換するためのインバータ７とを備えて構成されている。
【００３０】
より詳細には、たとえば、上記電力系統４が単相交流２００Ｖの商用電源である場合、太陽電池回路１で発電された直流電力をこの商用電源に連系させるためには、インバータ７は商用電源と同じ単相交流２００Ｖの交流電力を出力しなければならない。そして、インバータ７がこの交流電力を出力するためには、コンバータ６は、インバータ７において単相交流２００Ｖの交流電力に変換可能な直流電圧（インバータ７の必要入力電圧値）の直流電力をインバータ７に供給しなければならない（つまり、コンバータ６の昇圧目標電圧である上記所定電圧Ｖ１＝インバータ７の必要入力電圧となる。そして、この必要入力電圧値は、インバータ７が単相交流２００Ｖの交流電力を出力する場合には、３５０Ｖ程度に設定される）。
【００３１】
そのため、この本実施形態に示すパワーコンディショナ３のコンバータ６は、昇圧ユニット２から出力される直流電圧（つまり、コンバータ６への入力電圧Ｖin）が上記所定電圧Ｖ１未満である場合には、コンバータ６の出力電圧Ｖoutが上記所定電圧Ｖ１となるように昇圧動作を行うよう制御されるとともに、昇圧ユニット２から出力される直流電圧が上記所定電圧Ｖ１以上の場合には、コンバータ６の昇圧動作（つまり、コンバータ６そのものの動作）を停止させるように構成されている。なお、このコンバータ６が昇圧動作を停止する電圧値を以下、「Ｖin max」と称する。
【００３２】
図２は、昇圧ユニット２の概略構成を示している。
図２に示すように、昇圧ユニット２は同じ構成を有する複数の昇圧回路５を備えて構成されており、各昇圧回路５は、いずれも、昇圧回路部５１と、温度センサ５２と、制御回路５３とを主要部として備えている。
【００３３】
昇圧回路部５１は、太陽電池回路１から出力される直流電圧を制御回路５３で設定される昇圧比に基づいて昇圧する回路部であって、図示しないが、制御回路５３からの制御信号に基づいて直流電圧をスイッチングして昇圧させるスイッチング素子を備えている。なお、このスイッチング素子による昇圧動作は周知であるのでその説明は省略するが、このスイッチング素子のスイッチングによって昇圧回路部５１の昇圧比が制御されるようになっている。また、この昇圧回路部５１には、制御回路５３で設定される昇圧比が１であるとき（つまり、入力電圧を昇圧せずにそのまま出力する場合）に使用するダイオード（図示せず）も備えられており、この昇圧回路部５１は標準回路としても機能するようになっている。
【００３４】
温度センサ５２は、昇圧回路部５１に備えられるスイッチング素子の温度を検出するための温度検出手段であって、この温度センサ５２で検出される温度は制御回路５３に入力されるようになっている。この温度センサ５２は、スイッチング素子に直接取り付けられるものの他、たとえば、スイッチング素子に取り付けられる放熱器に取り付けられるものであってもよい。すなわち、温度センサ５２は、スイッチング素子の温度を直接または間接的に検出可能なものであればよい。
【００３５】
制御回路５３は、上記スイッチング素子を制御することによって昇圧回路部５１での昇圧比を制御する制御装置であって、この制御回路５３は昇圧ユニット２内の他の昇圧回路５の制御回路５３と通信可能に構成され、他の制御回路５３と制御情報を共有できるように構成されている。すなわち、この制御回路５３は、当該制御回路５３が備えられた昇圧回路５の昇圧回路部５１を制御するにあたり、他の制御回路５３と制御情報（たとえば、昇圧回路部５１の目標出力電圧や昇圧回路部５１の入出力電圧など）を共有しながら昇圧回路部５１を制御するようになっている。
【００３６】
次に、このように構成された太陽光発電システムの動作、特に昇圧ユニット２の動作について、図３および図４を参照しながら説明する。図３は昇圧ユニット２の制御手順を示しており、また、図４は昇圧ユニット２の出力電圧と上記スイッチング素子の温度との関係を示している。
【００３７】
本発明に係る太陽光発電システムでは、昇圧ユニット２の各昇圧回路５に備えられる各制御回路５３は、太陽電池回路１から出力される直流電圧を昇圧するにあたり、第１昇圧モードと第２昇圧モードの二つの動作モードを有しており、これら動作モードを切り換えながら昇圧動作を行うように構成されている。
【００３８】
具体的には、昇圧ユニット２の各制御回路５３は、太陽電池回路１で発電された直流電圧の昇圧回路部５１への入力が開始されると、まず第１昇圧モードで動作を開始するように構成されている。
【００３９】
この第１昇圧モードでは、各制御回路５３は、それぞれ昇圧回路部５１からの出力する目標電圧として上述したインバータ７の必要入力電圧値（つまり、コンバータ６が昇圧動作を停止する電圧Ｖin max)を設定するとともに、この目標電圧に基づいてそれぞれ昇圧回路部５１の昇圧比を設定して昇圧回路部５１での昇圧動作を開始させる。
【００４０】
これにより、各昇圧回路部５１からはインバータ７の必要入力電圧にまで昇圧された直流電圧が出力されるので、パワーコンディショナ３のコンバータ６は動作を停止し、インバータ７のみが動作する。そのため、昇圧ユニット２から出力された直流電圧は、コンバータ６で昇圧されることなくインバータ７に入力され、インバータ７で電力系統４と連系可能な交流電力に変換され、電力系統４との連系が行われる。
【００４１】
この第１昇圧モードによる各昇圧回路部５１の昇圧動作は、その目標電圧がコンバータ６を停止させることができるように高く設定されるため、昇圧回路部５１の昇圧比も高くなる。そのため、太陽電池回路１での発電電力が大きい場合や外気温が高い場合などには、昇圧回路部５１の損失が大きくなって昇圧回路部５１に備えられたスイッチング素子の発熱が大きくなり、スイッチング素子の温度が徐々に上昇する傾向にある。
【００４２】
そのため、各制御回路５３は、この第１昇圧モード下では、昇圧回路５１での昇圧動作が開始されると、それぞれ対応する温度センサ５２で検出される温度（スイッチング素子の温度）の監視を開始する（図３ステップＳ１参照）。この各制御回路５３による温度監視は、スイッチング素子がその発熱として許容可能な温度としてあらかじめ設定された所定の上限温度Ｔ１以上になっていないかを定期的に監視するものである（図３ステップＳ２参照）。
【００４３】
したがって、この温度監視において設定される上限温度Ｔ１は、スイッチング素子が熱破壊に至らない範囲で適宜設定される。具体的には、スイッチング素子は、その温度が高くなると特性が低下し、昇圧回路部５１での損失が増えることから、この上限温度Ｔ１はスイッチング素子の特性が過度に低下するに至らない温度（たとえば、１００℃程度）に設定される。
【００４４】
そして、図３ステップＳ２の判断が肯定的、つまり、温度監視の結果、いずれかの制御回路５３において温度センサ５２の検出温度が上記上限温度Ｔ１以上であると判断されたときには、各制御回路５３はスイッチング素子の温度を下げるために第２昇圧モードに移行する。
【００４５】
この第２昇圧モードでは、各制御回路５３は、それぞれ昇圧回路部５１の目標電圧を第１昇圧モード下で設定した目標電圧よりも低い電圧値に設定を変更し、この新たな目標電圧に基づいて昇圧回路部５１の昇圧比を設定し、昇圧回路部５１での昇圧動作を行わせる（図３ステップＳ３参照）。このように第２昇圧モードにおいて新たに設定される目標電圧を第１モード下での目標電圧よりも低く設定するのは、昇圧回路部５１の昇圧比を下げることによってスイッチング素子の発熱を抑制するためであり、スイッチング素子の発熱を抑制することで、スイッチング素子の温度を下げることを目的としている。
【００４６】
本実施形態では、この第２昇圧モード下で各制御回路５３が設定する新たな目標電圧として、各昇圧回路部５１の入力電圧のうちで最も高い入力電圧（入力最大電圧）の電圧値が採用される。この入力最大電圧は、昇圧ユニット２に接続される太陽電池回路１のうちでもっとも高い出力電圧の電圧値である。したがって、この第２昇圧モード下では、入力最大電圧が入力される昇圧回路部５１は昇圧比が１となり、当該回路５１だけは昇圧を行わない標準回路として機能することとなり、その他の昇圧回路部５１では新たな目標電圧に基づいて昇圧比が設定され、昇圧動作が行われる。すなわち、この第２昇圧モードでの昇圧ユニット２の昇圧動作は、標準回路と昇圧回路とを備えた従来の昇圧ユニットと同様の昇圧動作となる。
【００４７】
そして、本実施形態では、この第２昇圧モードにおける各昇圧回路部５１の昇圧動作の制御にあたり、各制御回路５３（ただし、標準回路として機能する昇圧回路５の制御回路を除く）は、昇圧回路部５１の出力電圧の出力低減率を一定値に固定して、出力電圧を緩やかに下げるようにしている。すなわち、各制御回路５３は、この出力低減率を緩やかに設定することで、昇圧回路部５１の出力電圧の急激な変動を回避するようにしている。なお、このように昇圧回路部５１の出力電圧の急激な変動を回避するように昇圧動作を制御することで、昇圧ユニット２からの出力電圧の急激な変動が抑制され、パワーコンディショナ３の誤動作も防止される。
【００４８】
しかして、この第２昇圧モードでは、昇圧ユニット２からの出力電圧は緩やかに低下することになり、それに伴ってパワーコンディショナ３への入力電圧（つまり、コンバータ６の入力電圧Ｖin）も緩やかに低下することとなる。換言すれば、この第２昇圧モードでは、コンバータ６の入力電圧Ｖinは、コンバータ６が昇圧動作を停止する電圧Ｖin maxから上記の入力最大電圧まで低下することになる（図４参照）。
【００４９】
そのため、この第２昇圧モード下では、パワーコンディショナ３はその入力電圧Ｖinが低下し始めると、パワーコンディショナのコンバータ６が昇圧動作を開始し、コンバータ６の出力電圧Ｖoutがインバータ７の必要入力電圧を維持するように動作することとなる。つまり、この第２昇圧モード下においてもパワーコンディショナ３のインバータ７からは所定の交流電力が出力されるようになっている。
【００５０】
そして、この第２昇圧モードにおいても各制御回路５３は、それぞれ対応する温度センサ５２で検出される温度を定期的に監視するように構成されており、先に上限温度Ｔ１を検出した温度センサ５２の検出温度が所定の下限温度Ｔ３以下になると（図３ステップＳ４参照）、各制御回路５３は、第２昇圧モードを解除して、第１昇圧モードに復帰する（図４参照）。
【００５１】
ここで、上記下限温度Ｔ３は、上記上限温度Ｔ１よりも低い値で適宜設定されるが、下限温度Ｔ３が上限温度Ｔ１と近すぎると第１昇圧モードと第２昇圧モードが断続的に繰り返されることになるので、そのようなことが生じない温度（たとえば、８０℃程度）に設定される。
【００５２】
なお、第２昇圧モードから第１昇圧モードに復帰する場合、各制御回路５３は、出力電圧の目標電圧として再びインバータ７の必要入力電圧値を設定することになるが、それに伴う各昇圧回路部５１の動作制御にあたっても、昇圧回路部５１の出力電圧の出力増加率を一定値に固定して、出力電圧が緩やかに上昇するようにして、出力電圧の急激な変動を回避するようになっている。
【００５３】
そして、昇圧ユニット２からの出力電圧がインバータ７の必要入力電圧になると、パワーコンディショナ３のコンバータ６はその動作を停止する。
【００５４】
このように、本発明に係る太陽光発電システムでは、昇圧ユニット２における各昇圧回路部５１の制御にあたり、制御回路５３が第１昇圧モードと第２昇圧モードの２つの制御モードを用い、第１昇圧モードでは、各昇圧回路部５１の出力電圧の目標電圧として、パワーコンディショナ３のコンバータ６の昇圧目標であるインバータ７の必要入力電圧を用いているので、第１昇圧モード下ではパワーコンディショナ３のコンバータ６の動作を停止させることができ、システム全体の効率を向上させることができる。一方、第１昇圧モードにより昇圧回路部５１のスイッチング素子の温度が上昇したときには、第２昇圧モードに移行して、昇圧回路部５１の出力電圧を下げるので、スイッチング素子の発熱が抑制され、素子の熱破損が防止される。そのため、スイッチング素子に対する放熱器を大型化させることなく低コストで放熱対策が行える。
【００５５】
実施形態２
次に、本発明の第２の実施形態について、図５および図６に基づいて説明する。
この第２の実施形態に示す太陽光発電システムは、上述した実施形態１の昇圧ユニット２における各昇圧回路５の制御回路５３の制御内容を改変したものである。具体的には、第１昇圧モードから第２昇圧モードに移行する際における各昇圧回路部５１の出力低減率の設定を改変している。なお、その他の構成は実施形態１と共通するので、構成が共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
本実施形態に示す太陽光発電システムでは、第２昇圧モードにおける昇圧回路部５１の出力低減率が温度センサ５２の検出温度に基づいて変更されるように構成されている。
【００５７】
図６は、本実施形態に示す昇圧ユニット２の制御手順を示しており、この図６に示すように、本実施形態に示す太陽光発電システムにおいても、各制御回路５３は、太陽電池回路１で発電された直流電圧の昇圧回路部５１への入力が開始されると、各昇圧回路部５１はインバータ７の必要入力電圧値を目標電圧値として設定して第１昇圧モードで動作を開始する。
【００５８】
そして、各制御回路５３は、それぞれ対応する温度センサ５２で検出される温度を監視し（図６ステップＳ１参照）、検出温度が所定の上限温度Ｔ１以上であるか否かを判断する（図６ステップＳ２参照）。そして、いずれかの制御回路５３において温度センサ５２の検出温度が上記上限温度Ｔ１以上であると判断すると、各制御回路５３は第２昇圧モードに移行する。
【００５９】
そして、この第２昇圧モードにおいて、本実施形態の昇圧ユニット２では、上限温度Ｔ１を検出した制御回路５３は、定期的に温度センサ５２の検出温度を検出し、その検出温度に基づいて昇圧回路部５１の出力低減率を変更する。具体的には、上限温度Ｔ１を検出した温度センサ５２の検出温度の最大値が更新されたか否か（温度が前回より上昇しているか否か）を制御回路５３が判断し（図６ステップＳ４参照）、最大値が更新されていれば（図６ステップＳ４でＹｅｓ）、その更新量に応じて制御回路５３に設定されている出力低減率よりも低減率を高める（つまり、初期設定の出力低下係数に所定の係数α（ただし、α＞１）を乗じて出力低下を速くする）ように出力低減率を再設定する（図６ステップＳ６参照）。
【００６０】
つまり、本実施形態の昇圧ユニット２では、図５（ｂ）に示すように、温度センサ５２の検出温度の最大値の更新幅が大きければ（温度上昇大であれば）大きいほど、制御回路５３は昇圧回路部５１の出力低減率を高める（図示の傾きを強くする）ように設定されており、スイッチング素子の温度上昇を防ぐようになっている。
【００６１】
これに対し、上限温度Ｔ１を検出した温度センサ５２の検出温度の最大値が更新されていなければ（図６ステップＳ４でＮｏ）、制御回路５３で現在設定している出力低減率を維持する（図６ステップＳ５参照）。
【００６２】
そして、昇圧ユニット２の出力電圧が第２昇圧モードの目標電圧になると（図６ステップＳ７でＹｅｓ)、その後は、実施形態１と同様の処理、すなわち、制御回路５３は、先に上限温度Ｔ１を検出した温度センサ５２の検出温度が所定の下限温度Ｔ３以下になったか否かを判断し（図６ステップＳ８参照）、下限温度Ｔ３以下になれば、第２昇圧モードを解除して第１昇圧モードに復帰する（図６ステップＳ１０参照）。
【００６３】
このように、本実施形態に示す太陽光発電システムでは、第２昇圧モードにおける昇圧回路部５１の出力低減率が温度センサ５２の検出温度に基づいて変更されるので、スイッチング素子の温度に応じて適切な出力低減率を設定することができ、低減率を固定した場合にスイッチング素子の温度が低下しないような状況でもスイッチング素子の温度を確実に下げることができる。
【００６４】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１            太陽電池回路
２            昇圧ユニット
３            パワーコンディショナ
４            電力系統
５            昇圧回路
５１          昇圧回路部５１
５２          温度センサ（温度検出手段）
５３          制御回路
Ｖ１          所定電圧
Ｔ１          上限温度
Ｔ３          下限温度
【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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