(57)【要約】【課題】太陽電池（ＰＶ）モジュール内の太陽電池セルの欠陥、ホットスポット現象などを有効に検出する。【解決手段】ＰＶモジュール１０の端子を短絡する短絡用スイッチング素子１１と、電流計１２と、制御・検出装置１４とを有し、制御・検出装置１４は、前記ＰＶモジュールの検査時、所定の光が前記ＰＶモジュールに照射される状態で、前記短絡用スイッチング素子を動作して、前記ＰＶモジュールの両端を短絡または短絡状態にし、その時の電流検出手段の読みを、公称短絡電流ＩSCとして入力し、前記ＰＶモジュールを構成する複数の太陽電池セルの１個を遮光させ、その時の電流検出手段の読みを、遮光時短絡電流Ｉxとして入力し、電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSCを計算し、前記電流比が、他の電流比に対して、大きい場合、または、所定の値により大きい場合、そのＰＶモジュールに欠陥があると判別する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池（ＰＶ）モジュールの端子を短絡する短絡用スイッチング素子と、
前記短絡用スイッチング素子に接続された、電流検出手段と、
制御・検出装置と
を有し、
前記制御・検出装置は、
前記ＰＶモジュールの検査時、
所定の光が前記ＰＶモジュールに照射される状態で、前記短絡用スイッチング素子を動作して、前記ＰＶモジュールの両端を短絡または短絡状態にし、その時の電流検出手段の読みを、公称短絡電流ＩSCとして入力し、
前記ＰＶモジュールを構成する複数の太陽電池セルの１個を遮光させ、その時の電流検出手段の読みを、遮光時短絡電流Ｉx として入力し、
電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSCを計算し、
前記電流比が、他の電流比に対して、大きい場合、または、所定の値により大きい場合、そのＰＶモジュールに欠陥があると判別する、
太陽電池の異常状態検出装置。
【請求項２】
太陽電池（ＰＶ）モジュールの端子を短絡する短絡用スイッチング素子と、
前記短絡用スイッチング素子に接続された、逆方向電流検出手段と、
制御・検出装置と
を有し、
前記制御・検出装置は、
前記ＰＶモジュールの検査時、
所定の光が前記ＰＶモジュールに照射される状態で、前記短絡用スイッチング素子を動作して、前記ＰＶモジュールの両端を短絡または短絡状態にし、前記ＰＶモジュールを構成する複数の太陽電池セルの１個を遮光させ、その時の逆方向電流検出手段の読みを入力し、
入力した電流値が逆方向であるとき、そのＰＶモジュールに欠陥があると判別する、  太陽電池の異常状態検出装置。
【請求項３】
太陽電池（ＰＶ）モジュールの端子を短絡する短絡用スイッチング素子と、前記短絡用スイッチング素子に接続された、電流検出手段とを有する太陽光発電システムにおいて、  前記ＰＶモジュールの検査時、
所定の光が前記ＰＶモジュールに照射される状態で、前記短絡用スイッチング素子を動作して、前記ＰＶモジュールの両端を短絡または短絡状態にし、その時の電流検出手段の読みを、公称短絡電流ＩSCとして入力し、
前記ＰＶモジュールを構成する複数の太陽電池セルの１個を遮光させ、その時の電流検出手段の読みを、遮光時短絡電流Ｉxとして入力し、
電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSCを計算し、
前記電流比が、他の電流比に対して、大きい場合、または、所定の値により大きい場合、そのＰＶモジュールに欠陥があると判別する、
太陽電池の異常状態検出方法。
【請求項４】
太陽電池（ＰＶ）モジュールの端子を短絡する短絡用スイッチング素子と、前記短絡用スイッチング素子に接続された、逆方向電流検出手段とを有する太陽光発電システムにおいて、
前記ＰＶモジュールの検査時、
所定の光が前記ＰＶモジュールに照射される状態で、前記短絡用スイッチング素子を動作して、前記ＰＶモジュールの両端を短絡または短絡状態にし、前記ＰＶモジュールを構成する複数の太陽電池セルの１個を遮光させ、その時の逆方向電流検出手段の読みを入力し、
入力した電流値が逆方向であるとき、そのＰＶモジュールに欠陥があると判別する、  太陽電池の異常状態検出方法。
【請求項５】
請求項１に記載の太陽電池の異常状態検出装置、または、請求項２に記載の太陽電池の異常状態検出装置を有する太陽光発電システム。
【請求項６】
当該太陽光発電システムは、最大電力動作点を追跡制御（ＭＰＰＴ制御）手段を有する、請求項５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、太陽電池（ＰＶ）パネルを構成する太陽電池（ＰＶ）モジュールの異常検出、好ましくは、太陽電池（ＰＶ）パネルを構成している太陽電池（ＰＶ）セルの異常を検出する方法と装置に関する。
また本発明は、そのような装置を有する太陽光発電システムに関する。
【０００２】
本明細書において、太陽電池（ＰＶ）セル、太陽電池（ＰＶ）モジュール、太陽電池（ＰＶ）パネルを総称して、あるいは、これらを区別しない場合、単に、太陽電池という。
【背景技術】
【０００３】
太陽光発電の進展に伴い、長期間運転する太陽光発電システムにおける、ＰＶパネルを構成している各ＰＶモジュールの異常検出（または、故障検出）、可能ならば、さらに、各ＰＶモジュールを構成している各ＰＶセルの異常検出（または、故障検出）が望まれている。
さらに、可能ならば、そのような太陽光発電システムの運用中に、上述した、ＰＶパネルを構成している各ＰＶモジュールの異常検出（または、故障検出）、可能ならば、さらに、各ＰＶモジュールを構成している各ＰＶセルの異常検出（または、故障検出）が望まれている。
【０００４】
太陽電池、たとえば、ＰＶモジュールの異常状態としては、ＰＶモジュールまたは各ＰＶモジュールを構成しているＰＶセルの特性劣化状態、故障状態がある。
また、ＰＶモジュールの異常状態としては、ＰＶモジュールに落ち葉、塵芥などが付着したことに起因するＰＶモジュールからの一時的な発電量の低下現象がある。
さらに、ＰＶモジュールの異常状態としては、ＰＶモジュールが日陰になることによる、ＰＶモジュールの発電量の低下現象がある。
また、ＰＶモジュールの異常状態としては、ＰＶモジュールの一部が日陰（影）になると、ホットスポット現象が起こることがある。
【０００５】
ホットスポット現象とは、ＰＶモジュールの一部に影がかかり、影がかかったＰＶセルの出力電圧が低下するため、バイパスダイオードの働きで、影がかかっていない出力のある他のＰＶセル群の出力電圧によって、影がかかっているＰＶセルが逆バイアスされ、そのセル内部の局所的な発熱により高温になる現象をいう。
【０００６】
図１を参照して、ホットスポット現象を詳述する。
図１は太陽電池（ＰＶ）モジュールに部分的な影ができたときの電流経路を示す。
部分影にあるＰＶモジュール１０１は電流が制限されるため、並列に接続されたバイパスダイオードに電流が流れ、ＰＶモジュール１０１に直列に接続された影がない部分のＰＶモジュール１０２の太陽電池（ＰＶ）セル群の出力電圧によって、影がかかっているＰＶモジュール１０１は逆バイアスされる。
【０００７】
また、上述したＰＶモジュールの一部が日陰になった場合のほか、ＰＶモジュールを構成している一部のＰＶセルの不良によっても、その部分で逆バイアスが発生し、ホットスポット現象が発生する可能性がある。
【０００８】
通常、ＰＶセルは、その構造から数百Ｖ程度の耐圧があるので、逆バイアスがかかっても問題はない。しかしながら、ＰＶセルに欠陥があると、その暗状態でのＩ−Ｖ特性において、通常のダイオード特性のように逆方向リーク電流が微小ではなく、殆どの場合、大きな逆電流方向の電流が流れる。このＰＶセルの欠陥を事前に検出してそのＰＶセルを排除することができれば、ホットスポット現象を軽減することができる。
【０００９】
また、メガソーラーなどの大容量の太陽光発電システムにおいては、故障を避けるために発電量を犠牲にしてバイパスダイオードを取り付けない場合がある。この場合、影がかかったストリングのＰＶモジュールの電力は殆どゼロになってしまい、大幅に出力電力が低下するという問題がある。
【００１０】
以上から、太陽光発電システムにおいて、上述した故障（または異常）のＰＶセルを迅速に、可能ならば、未然に、検出することが望まれている。
【００１１】
特開２０１２−１６９４４７号公報（特許文献１）は、最大電力動作点を追跡制御（ＭＰＰＴ制御）するパワーコンディショナ（電力調整装置）を有する太陽光発電システムにおいて、パワーコンディショナを制御してＰＶパネルの出力電流を０Ａから、出力電圧を０Ｖまで変化させて、この変化における出力電流と出力電圧の変化状態から、ＰＶパネル全体の状態を検出する発明を開示している。
しかしながら、この発明では、各ＰＶモジュールごとの異常を検出することができない。さらに、太陽光発電システムの運用への障害となる。
【００１２】
特開２０１２−９４７５１号公報（特許文献２）は、落ち葉の付着やタブ線の断線などに起因して発電量が低下しているＰＶモジュールごとに、低消費電力で、特定する方法として、各ＰＶモジュールごとに、バイパスダイオードと並列に、抵抗器と、発光ダイオードを直列に接続した発電状態監視手段を設けた太陽光発電システムを開示している。この太陽光発電システムにおいては、ＰＶモジュールが正常に発電している時は、発電状態監視手段が順方向にバイアスされて発光ダイオードを発光させ、他方、ＰＶモジュールが発電不能時は発電状態監視手段が逆方向にバイアスされて発光ダイオードが消灯する。したがって、各ＰＶモジュールごとの発電状態監視手段の発光ダイオードの点灯／消灯状態を監視すると、太陽光発電システムの運転中でも、各ＰＶモジュールの状態を監視することができる。
しかしながら、この発明は、照射される太陽光の強度と比較して発電状態監視手段の発光ダイオードの発光量には限度があり、太陽電池モジュールに太陽光が照射され、そして、太陽光の反射もある、屋外で、各ＰＶモジュールごとに設けられた発電状態監視手段の発光ダイオードの点灯／消灯状態を肉眼で識別することは難しい。
【００１３】
特開２０１０−２４５４１０号公報（特許文献３）は、ＰＶモジュール全体に光が当たっている場合のＰＶモジュールの基準のＩ−Ｖ特性を測定しておき、所望のセルだけを影で覆った場合のＰＶモジュールの部分影のＩ−Ｖ特性を測定し、基準のＩ−Ｖ特性と部分影のＩ−Ｖ特性とを対比して、部分影の状態を検出する発明を開示している。
しかしながら、この発明は、太陽光発電システムに組み込まれた各ＰＶモジュールごとに基準のＩ−Ｖ特性を測定するという作業を必要とする。
さらに、この発明では、部分影起因する異常状態しか検出することができない。
【００１４】
特開２００９−１４１０５６号（特許文献４）は、赤外線カメラなどのサーモグラフィ、撮像技術を利用して、ＰＶモジュールのホットスポットの部分の検出を行い、その修復することを開示している。
しかしながら、この方法は、太陽光の強度が強い時、赤外線カメラでホットスポットを識別することには限界がある。また、人手がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１２−１６９４４７号公報
【特許文献２】特開２０１２−９４７５１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４５４１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１４１０５６号
【特許文献５】特許第４２９４３４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上述べたように、太陽電池（ＰＶ）パネルを構成している各太陽電池（ＰＶ）モジュールの異常検出（または、故障検出）、可能ならば、さらに、各ＰＶモジュールを構成している各ＰＶセルの異常検出（または、故障検出）を有効に行う技術のさらなる開発が望まれている。
【００１７】
さらに、可能ならば、そのような太陽光発電システムの運用中に、上述した、太陽電池（ＰＶ）パネルを構成している各太陽電池（ＰＶ）モジュールの異常検出（または、故障検出）、可能ならば、さらに、各ＰＶモジュールを構成している各ＰＶセルの異常検出（または、故障検出）を有効に行う技術のさらなる開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、太陽電池（ＰＶ）モジュールに逆バイアスがかかり逆方向に電流が流れることを検出することにより、太陽電池の欠陥またはホットスポット現象などを検出する。
【００１９】
本発明によれば、太陽電池（ＰＶ）モジュールの端子を短絡する短絡用スイッチング素子と、前記短絡用スイッチング素子に接続された、電流検出手段と、制御・検出装置とを有し、前記制御・検出装置は、
前記ＰＶモジュールの検査時、
所定の光が前記ＰＶモジュールに照射される状態で、前記短絡用スイッチング素子を動作して、前記ＰＶモジュールの両端を短絡または短絡状態にし、その時の電流検出手段の読みを、公称短絡電流ＩSCとして入力し、
前記ＰＶモジュールを構成する複数の太陽電池セルの１個を遮光させ、その時の電流検出手段の読みを、遮光時短絡電流Ｉx として入力し、
電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSCを計算し、
前記電流比が、他の電流比に対して、大きい場合、または、所定の値により大きい場合、そのＰＶモジュールに欠陥があると判別する、
太陽電池の異常状態検出装置が提供される。
【００２０】
また本発明によれば、太陽電池（ＰＶ）モジュールの端子を短絡する短絡用スイッチング素子と、前記短絡用スイッチング素子に接続された、逆方向電流検出手段と、制御・検出装置とを有し、前記制御・検出装置は、
前記ＰＶモジュールの検査時、
所定の光が前記ＰＶモジュールに照射される状態で、前記短絡用スイッチング素子を動作して、前記ＰＶモジュールの両端を短絡または短絡状態にし、前記ＰＶモジュールを構成する複数の太陽電池セルの１個を遮光させ、その時の逆方向電流検出手段の読みを入力し、
入力した電流値が逆方向であるとき、そのＰＶモジュールに欠陥があると判別する、
太陽電池の異常状態検出装置が提供される。
【００２１】
本発明によれば、上記太陽電池の異常状態検出装置のそれぞれを実施する方法が提供される。
【００２２】
また本発明によれば、上記太陽電池の異常状態検出装置をそれぞれ有する太陽光発電システムが提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、太陽電池（ＰＶ）パネルを構成している各太陽電池（ＰＶ）モジュールの異常検出（または、故障検出）、可能ならば、さらに、各ＰＶモジュールを構成している各ＰＶセルの異常検出（または、故障検出）を有効に行うことができる。
【００２４】
また本発明によれば、太陽光発電システムの運用中に、上述した、太陽電池（ＰＶ）パネルを構成している各太陽電池（ＰＶ）モジュールの異常検出（または、故障検出）、可能ならば、さらに、各ＰＶモジュールを構成している各ＰＶセルの異常検出（または、故障検出）を有効に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は太陽電池（ＰＶ）モジュールに部分的な影ができたときの電流経路を示す図である。
【図２】図２は本発明の第１実施の形態としての太陽電池の異常状態検出装置を図解した図である。
【図３】図３は太陽電池（ＰＶ）モジュールの暗状態におけるＩ−Ｖ特性を図解した図である。
【図４】図４はＰＶモジュールへの光源として、ＬＥＤまたは有機ＥＬなどの光源を用い、制御・検出装置により光源の点灯状態を制御する実施の形態を図解した図である。
【図５】図５はＰＶモジュールへの光源として、バックライト付液晶表示装置を用いた例を示す図である。
【図６】図６は所定の強度の光として太陽光を用い、ＰＶセルを遮光する（影をつける）ときは、ＬＥＤを用いた例を図解した図である。
【図７】図７は光源としてのＬＥＤ、有機ＥＬなどの表示装置の他に、投影手段、たとえば、プロジェクタを用いた実施の形態を示す図である。
【図８】図８は図７に図解した実施の形態の変形例を示す図である。
【図９】図９は本発明の太陽電池の異常状態検出装置の第２実施の形態を図解した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
第１実施の形態
図２を参照して、本発明の太陽電池の異常状態検出装置と方法について述べる。
図２に図解した太陽電池の異常状態検出装置において、１ストリングの太陽電池（ＰＶ）モジュール１０は複数の太陽電池セルが直列に接続されている。
各太陽電池セルは、たとえば、シリコン半導体、アモルファスシリコン半導体などで形成されている。
このＰＶモジュール１０の両端には、短絡用スイッチング素子１１と、電流計１２とが接続されている。また、太陽電池（ＰＶ）モジュールの両端には、電圧計１３が接続されている。この太陽電池（ＰＶ）モジュールの両端に、バイパスダイオード（図示せず）を設けることもできる。
太陽光発電システムには、コンピュータを有し、演算処理機能を有する制御・検出装置１４も設けられている。
【００２７】
第１の検出方法
ＰＶセルの故障を検出するとき、全部のＰＶセルが、ある日射強度で照射されているとき、制御・検出装置１４が短絡用スイッチング素子１１を短絡して、または、短絡状態に近い状態にして、そのときの電流計１２の値を読み取る。その値を公称短絡電流ＩSCと呼ぶ。
次いで、検出対象の１個のＰＶセルの照射光を遮光して、制御・検出装置１４は、そのとき電流計１２に流れる電流を読み取る。その値を遮光時短絡電流Ｉx と呼ぶ。この処理を、ＰＶモジュール１０の全てのＰＶセルについて行う。
【００２８】
制御・検出装置１４は、遮光した各ＰＶセルごとに、電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSCを計算する。
各ＰＶセルについて求めた電流比について、他の電流比より極端に大きな場合、制御・検出装置１４は、そのＰＶセルは欠陥があると判断する。
なお、制御・検出装置１４は、あるＰＶセルの遮光時短絡電流Ｉx が極端に大きいとき、そのＰＶセルは欠陥があると判断する。
【００２９】
第２の検出方法
ＰＶセルの故障を検出するとき、全部のＰＶセルが、ある日射強度で照射されているとき、制御・検出装置１４が短絡用スイッチング素子１１を短絡して、または、短絡状態に近い状態にして、そのときの電流計１２の値を読み取る。
もし、ある太陽電池セルが、遮光されたり、欠陥により、発電できない場合、図１を参照して述べたように、逆バイアスがかかり、逆方向に電流が流れる。
太陽電池（ＰＶ）モジュールの暗状態のＩ−Ｖ特性を図３に例示する。
このとき、電流計１２の検出値は、図３に図解したように、マイナス電流となる。
制御・検出装置１４は、電流計１２の検出値が所定値以下のマイナス電流が所定時間継続した場合、その太陽電池セルが遮光されている、または、欠陥があると判断する。
ここで、電流計１２および制御・検出装置１４は、太陽電池セルの欠陥検出手段として機能する。
【００３０】
次いで、検出対象の１個のＰＶセルの照射光を遮光して、制御・検出装置１４は、そのとき電流計１２に流れる電流を読み取る。その値を遮光時短絡電流Ｉxと呼ぶ。この処理を、ＰＶモジュール１０の全てのＰＶセルについて行う。
【００３１】
制御・検出装置１４は、遮光した各ＰＶセルごとに、電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSCを計算する。
各ＰＶセルについて求めた電流比について、他の電流比より極端に大きな場合、制御・検出装置１４は、そのＰＶセルは欠陥があると判断する。
なお、制御・検出装置１４は、あるＰＶセルの遮光時短絡電流Ｉx が極端に大きいとき、そのＰＶセルは欠陥があると判断する。
【００３２】
ＰＶモジュール１０に上記光を照射する方法としては、太陽光を用いることができる。あるいは、各種の照明器具を用いることができる。
他方、各ＰＶセルに影をつける方法としては、たとえば、遮光シールなどをＰＶセルに張り付ける方法などを適用することができる。
そのような方法を、図３を参照して述べる。
【００３３】
図４は、ＰＶモジュールへの光源として、ＬＥＤまたは有機ＥＬなどの光源を用い、制御・検出装置により光源の点灯状態を制御する実施の形態を図解した図である。
ＰＶモジュール１０全体に所定の強度の光を照射するときは、制御・検出装置１４は、ＬＥＤまたは有機ＥＬなどの光源２０の全体を点灯させ、他方、ＰＶモジュール１０内の一部のＰＶセルを遮光させるときは、対応する部分（図３における黒い部分）を消灯させる。
【００３４】
図５は、ＰＶモジュール１０への光源２１として、バックライト付液晶表示装置２１を用いた例を示す図である。
この実施の形態において、制御・検出装置１４により、バックライト付液晶表示装置２１を、図４を参照して述べたＬＥＤまたは有機ＥＬなどの光源２０と同様に制御する。
【００３５】
図６は、所定の強度の光として太陽光を用い、ＰＶセルを遮光する（影をつける）ときの光源２２として、制御・検出装置１４により、黒い映像を投影するＬＥＤを用いた例を図解した図である。
制御・検出装置１４により、ＬＥＤを用いたＰＶセルを遮光する方法は、図３、図４を参照した実施の形態と同様である。
【００３６】
図７は、光源としてのＬＥＤ、有機ＥＬなどの表示装置２３の他に、投影手段、たとえば、プロジェクタ２４を用いた実施の形態を示す図である。
この方式は、表示装置２３とＰＶモジュール１０とが離間している場合に有効である。  たとえば、実際の太陽光発電システムにおいて、ＰＶモジュール１０と表示装置２３とが離間しており、ＬＥＤ、有機ＥＬなどの表示装置２３などの光だけでは不十分な場合など、レンズを有するプロジェクタ２４により、離間、照度不足を補償する。
プロジェクタ２４は、たとえば、制御・検出装置１４により、焦点距離が調整可能である。
なお、表示装置２３のバックライト２５としては、ＬＥＤ、有機ＥＬなどの他にハロゲン、キセノンランプなどの発光強度の高いものが望ましい。
【００３７】
図８は図７に図解した実施の形態の変形例である。
図８の実施の形態において、制御・検出装置１４の制御のもとで、夜間に各ＰＶパネルにプロジェクタ２４からの光を照射して各ＰＶセルごとに影をつくる。
制御・検出装置１４は、最大電力動作点を追跡制御（ＭＰＰＴ制御）に用いるパワーコンディショナ（電力調整装置）を用いて、図２に図解した短絡用スイッチング素子１１を短絡させて、その時の短絡電流を測定する。そして、上述したように、遮光した各ＰＶセルごとに、電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSCを計算して、上記同様の判定処理を行って、欠陥のあるＰＶセルを識別する。
【００３８】
以上述べたように、本発明の第１実施の形態によれば、欠陥のある太陽電池セル、及び／又は、欠陥のある太陽電池セルを含む太陽電池（ＰＶ）モジュールを検出することができる。
【００３９】
第２実施の形態
図９は本発明の太陽電池の異常状態検出装置の第２実施の形態を図解した図である。
第２実施の形態の太陽電池の異常状態検出装置は、太陽光発電システムに適用されている。
図９に図解した太陽光発電システムは、太陽電池（ＰＶ）パネル１と、太陽電池の異常状態検出装置２と、最大電力動作点を追跡制御する（ＭＰＰＴ制御）装置３とを有する。
この太陽光発電システムは、負荷または系統に接続されている。
【００４０】
太陽電池（ＰＶ）パネル１は、たとえば、図１に図解したＰＶモジュール１０が複数ストリング集合されて構成されている。各ＰＶモジュールは、たとえば、図２に図解したように、複数の太陽電池セルが直列に接続された構成となっている。
各ＰＶモジュールごとに、並列に、バイパスダイオードが設けられていてもよい。
【００４１】
太陽電池の異常状態検出装置２は、図２を参照して述べた、短絡用スイッチング素子１１と、太陽電池セルの欠陥検出手段としての電流計１２と、制御・検出装置１４とを有する。太陽電池の異常状態検出装置２は、さらに、ＰＶパネル１内の各ＰＶモジュールごとの異常を検出可能なように、各ストリングごと、複数の選択スイッチ対、ＳＷ１Ａ：ＳＷ１Ｂ、…、ＳＷ２Ａ：ＳＷ２Ｂを有する。
【００４２】
ＭＰＰＴ制御装置３は、たとえば、特開２０１２−１６９４４７号公報（特許文献１）、特許第４２９４３４６号（特許文献５）に開示されているように、最大電力動作点を追跡制御する部分である。
ＭＰＰＴ制御装置３は、太陽電池（ＰＶ）パネル１の端子電圧を測定する電圧計３１と、太陽電池（ＰＶ）パネル１の出力電流を検出する電流計３２と、インダクタ３３と、スイッチ素子３４と、ダイオード３５と、平滑コンデンサ３６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３７と、ＭＰＰＴ制御部３８とを有する。
【００４３】
最大電力動作点を追跡制御（ＭＰＰＴ制御）方法は、たとえば、特開２０１２−１６９４４７号公報（特許文献１）、特許第４２９４３４６号（特許文献５）に開示されているように、日照条件などにより変化する太陽電池（ＰＶ）パネル１の出力が最大になるように、コンピュータなどの演算処理機能を有するＭＰＰＴ制御部３８が、たとえば、スイッチ素子３４をＰＷＭ動作させて、太陽電池（ＰＶ）パネル１の両端を短絡状態から変化させて、そのときの電圧計３１、電流計３２の検出値を参照して、最大電力動作点を求め、その後、最大電力動作点を維持するように、ＭＰＰＴ制御部３８がスイッチ素子３４を、たとえば、ＰＷＭ制御する。
【００４４】
太陽電池の異常状態検出装置２の動作
太陽電池の異常状態検出装置は、所定周期で、たとえば、１日に１回、下記の処理を行う。
【００４５】
第１の検出方法
この太陽光発電システムの運用状態において、すなわち、通常の日照状態において、制御・検出装置１４は、たとえば、第１ストリングの太陽電池（ＰＶ）モジュールを検査するため、第１ストリングの太陽電池（ＰＶ）モジュールのみが、短絡用スイッチング素子１１および電流計１２の回路に接続されるように、第１の選択スイッチ対ＳＷ１Ａ：ＳＷ１Ｂを動作させる。
そして、制御・検出装置１４が短絡用スイッチング素子１１を短絡して、または、短絡状態に近い状態にして、そのときの電流計１２の値を読み取る。その値を公称短絡電流ＩSCと呼ぶ。
次いで、図４〜図８を参照したいずれかの方法で、たとえば、図７または図８を参照した方法で、選択した第１の太陽電池（ＰＶ）モジュールの１個のＰＶセルの照射光を遮光して、制御・検出装置１４が、そのとき電流計１２に流れる電流を読み取る。その値を遮光時短絡電流Ｉx と呼ぶ。
この処理を、ＰＶモジュール１０の全てのＰＶセルについて行う。
【００４６】
制御・検出装置１４は、遮光した各ＰＶセルごとに、電流比＝遮光時短絡電流Ｉx／公称短絡電流ＩSC を計算する。
各ＰＶセルについて求めた電流比について、他の電流比より極端に大きな場合、制御・検出装置１４は、そのＰＶセルは欠陥があると判断する。
なお、制御・検出装置１４は、あるＰＶセルの遮光時短絡電流Ｉx が極端に大きいとき、そのＰＶセルは欠陥があると判断する。
太陽電池セルの欠陥などを検出したとき、制御・検出装置１４は、ＭＰＰＴ制御部３８にそのことを通報する。
制御・検出装置１４は、第１の選択スイッチ対ＳＷ１Ａ：ＳＷ１Ｂを、短絡用スイッチング素子１１、電流計１２の回路から切り離す動作をさせる。
【００４７】
ＭＰＰＴ制御部３８は、第１の太陽電池（ＰＶ）モジュールに欠陥があることを知り、交換のための警報などを行うことができる。
【００４８】
第２の検出方法
ＰＶセルの故障を検出方法としては、全部のＰＶセルが、ある日射強度で照射されているとき、上記のように、制御・検出装置１４が第１の選択スイッチ対ＳＷ１Ａ：ＳＷ１Ｂを動作させて、第１の太陽電池（ＰＶ）モジュールを短絡用スイッチング素子１１と電流計１２の回路に接続した状態として、短絡用スイッチング素子１１を短絡して、または、短絡状態に近い状態にして、そのときの電流計１２の値を読み取る。
もし、ある太陽電池セルが、遮光されたり、欠陥により、発電できない場合、図１を参照して述べたように、逆バイアスがかかり、逆方向に電流が流れる。
太陽電池（ＰＶ）モジュールの暗状態のＩ−Ｖ特性を図３に例示する。
このとき、電流計１２の検出値は、図３に図解したように、マイナス電流となる。
制御・検出装置１４は、電流計１２の検出値が所定値以下のマイナス電流が所定時間継続した場合、その太陽電池セルが遮光されている、または、欠陥があると判断する。
ここで、電流計１２および制御・検出装置１４は、太陽電池セルの欠陥検出手段として機能する。
【００４９】
太陽電池セルの欠陥などを検出したとき、制御・検出装置１４は、ＭＰＰＴ制御部３８にそのことを通報する。
制御・検出装置１４は、第１の選択スイッチ対ＳＷ１Ａ：ＳＷ１Ｂを、短絡用スイッチング素子１１、電流計１２の回路から切り離す動作をさせる。
【００５０】
ＭＰＰＴ制御部３８は、第１の太陽電池（ＰＶ）モジュールに欠陥があることを知り、交換のための警報などを行うことができる。
【００５１】
以下、同様に、第２太陽電池（ＰＶ）モジュールについても、上述した処理を行う。
以上の処理により、太陽電池（ＰＶ）パネル１内のいずれかの太陽電池（ＰＶ）モジュールに欠陥があるか否かを検出することができる。
【００５２】
特に、第２実施の形態は、太陽光発電システムの運用状態のなかで、欠陥ある太陽電池（ＰＶ）モジュールを迅速に検出することができる。
【００５３】
太陽電池の異常状態検出装置２は、太陽光発電システムに、短絡用スイッチング素子１１、電流計１２、制御・検出装置１４、選択スイッチ対、ＳＷ１Ａ：ＳＷ１Ｂ、…、ＳＷ２Ａ：ＳＷ２Ｂを設けるだけでよく、実現することが容易である。
なお、制御・検出装置１４は、ＭＰＰＴ制御装置３内のＭＰＰＴ制御部３８で処理を行うこともできる。
【００５４】
本実施の形態において、各ストリングの太陽電池（ＰＶ）モジュールごとに上述した処理を行うので、太陽光発電システムの運用期間のうち、上記検出処理の期間、１／ｎ（ｎは太陽電池（ＰＶ）モジュールのストリング数）の出力低下が起こるだけである。
【００５５】
本発明の実施の形態に際しては、上述した例示に限らず、本発明の技術思想のもと、種々の変形態様をとることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…太陽電池（ＰＶ）パネル、２…太陽電池の異常状態検出装置、３…最大電力動作点を追跡制御する（ＭＰＰＴ制御）装置、
１０…ＰＶモジュール、１１点短絡用スイッチング素子、１２…電流計、１３…電圧計、１４…制御・検出装置、２０／２５…光源、
３１…電圧計、３２…電流計、３３…インダクタ、３４…スイッチ素子、３５…ダイオード、３６…平滑コンデンサ、３７…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３８…ＭＰＰＴ制御部
【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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