(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルから出力される電圧及び電流を検出する検出装置と、
前記電圧及び電流に基づいて最大電力点追従のための制御信号を出力するＭＰＰＴ制御回路と、
前記太陽電池パネルに接続され、前記制御信号に基づくスイッチング制御により、前記太陽電池パネルから出力される電圧及び電流を最大電力点に近づけるスイッチングコンバータ回路と、
前記電圧及び電流の各値を含むデータ信号を変調して通信信号に変える送信装置と、
前記制御信号に前記通信信号を重畳する重畳処理部とを備え、
前記送信装置及び、前記スイッチングコンバータ回路のスイッチング制御には、共通のクロック発生回路から提供されるクロック信号が与えられる太陽光発電装置。
【請求項２】
前記送信装置は、変調方式としてスペクトル拡散変調を採用し、多重化方式として符号分割多重アクセスを採用する請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記太陽電池パネルの温度を測定する温度センサが設けられ、前記データ信号には、当該温度センサによって測定された温度が含まれる請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
請求項１に記載された太陽光発電装置を複数組含み、各スイッチングコンバータ回路からの直流電力線を互いに並列又は直並列に接続することにより出力を集約する太陽光発電システムであって、
集約された直流電力を、系統連系可能な交流電力に変換するパワーコンディショナと、
集約された直流電圧に重畳されている通信信号を抽出する受信装置とを備え、
前記送信装置及び前記受信装置は、変復調方式としてスペクトル拡散変復調を採用し、多重化方式として符号分割多重アクセスを採用する太陽光発電システム。
【請求項５】
太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルから出力される電圧及び電流を検出する検出装置と、前記電圧及び電流に基づいて最大電力点追従のための制御信号を出力するＭＰＰＴ制御回路と、前記太陽電池パネルに接続され、前記制御信号に基づくスイッチング制御により、前記太陽電池パネルから出力される電圧及び電流を最大電力点に近づけるスイッチングコンバータ回路と、前記電圧及び電流の各値を含むデータ信号を変調して通信信号に変える送信装置と、前記制御信号に前記通信信号を重畳する重畳処理部と、を有する太陽光発電装置を複数組含み、各スイッチングコンバータ回路からの直流電力線を互いに並列又は直並列に接続することにより出力を集約する太陽光発電システムであって、
集約された直流電力を、系統連系可能な交流電力に変換するパワーコンディショナと、
集約された直流電圧に重畳されている通信信号を抽出する受信装置とを備え、
前記送信装置及び前記受信装置によって構成される通信システムは、フレーム構成の送信データをスペクトル拡散変調して伝送するスペクトル拡散通信システムであって、
複数の拡散符号が割り当てられ、前記フレーム構成の送信データを、前記拡散符号を１フレーム毎に切り替えて使用することにより拡散変調し、
拡散変調された信号を伝送路に送信し、
前記複数の各拡散符号に対応した複数の各参照符号を、それぞれ使用する複数の拡散復調系統を有し、
前記複数の拡散復調系統は、前記伝送路を経由して受信される拡散変調された信号を拡散復調し、
前記拡散変調された信号と前記参照符号との位相同期がとれている拡散復調系統が、ある一つの拡散復調系統から他の拡散復調系統に切り替わるタイミングに基づいて、前記フレーム構成を識別するとともに、
前記位相同期がとれている拡散復調系統の出力を選択することにより受信データを出力する、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、太陽光発電装置及びこれを含む太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、セルの集合体によって構成された太陽電池パネルを複数個並べて太陽光により発電させ、これらの出力を集約してからパワーコンディショナへ送り込む構成となっている（例えば、特許文献１の図５参照。）。パワーコンディショナはインバータ回路を搭載しており、太陽電池パネルから出力される直流電力を交流電力に変換して出力する。
【０００３】
上記のような太陽光発電システムにおいて、複数の太陽電池パネルが互いに並列接続されている状態では、いずれかの太陽電池パネルが劣化（故障も含む。）しても、他の太陽電池パネルが正常であれば、システム全体の発電は特に支障なく持続される。各太陽電池パネルは、逆流防止用のダイオードを内蔵しており、外部からは電流が流れ込まないようになっている。すなわち、劣化した太陽電池パネルは他のパネルの発電を妨げることはないが、全体の発電には寄与しなくなる。
【０００４】
一方、太陽電池パネルの能力を最大限に発揮させるため、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）の制御（例えば、特許文献１，２参照。）を行う太陽光発電システムが導入されている。すなわち、太陽電池パネルは、出力電圧と出力電流との間に相関関係があり、その特性曲線上で、最大電力を発揮させるための最大電力点（電圧，電流）がある。最大電力点は、日照条件によって変動し、太陽電池パネルの設置場所の違いによっても異なる。そこで、変動する最大電力点に追従するために、最大電力点追従の制御が行われる。
【０００５】
ここで、ＭＰＰＴには、集中型と、分散型とがある。集中型ＭＰＰＴでは各太陽電池パネルの出力を接続箱で集約した総合出力に対して、スイッチングコンバータ回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ回路）を用いて、最大電力点に追従する制御を行う。この場合、スイッチングコンバータ回路は１つでよいが、発電量の最も少ない太陽電池パネルによって最大電力点が制約される。一方、主に海外で導入されている分散型ＭＰＰＴ（例えば、特許文献１の図１参照。）では、太陽電池パネルごとにスイッチングコンバータ回路が必要ではあるが、各太陽電池パネルの持つ能力を最大限に発揮させることができる点で好ましい。従って、今後は、国内でも分散型ＭＰＰＴが主流になっていくと予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１２５４５号公報
【特許文献２】特許第３３９４９９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の太陽光発電システムでは、仮にいずれかの太陽電池パネルの出力が、性能劣化により低下しても、そのことが発見されにくい。また、そもそも、太陽光発電は本来、時刻、天候、季節、大気の状態等によって、刻々と発電量が変化するものであるため、いずれかの太陽電池パネルが故障しているという事実が発見されにくい。性能が劣化した太陽電池パネルをそのまま放置すると、システム全体として、本来の発電能力をフルに発揮させることはできない。
【０００８】
例えば、太陽電池パネルごとに出力電圧・出力電流を計測すれば、劣化を発見することができるが、計測信号を送信する通信線をパネルごとに設けるのは煩雑であり、設置工事の負担も増える。そこで、太陽電池パネルから出力する直流電力線を利用し、電力線通信により、計測した値をデータ信号として送受信することが考えられる。しかし、太陽電池パネルごとにスイッチングコンバータ回路が接続される分散型ＭＰＰＴでは、どのようにして通信信号を重畳するべきか、またそれを、できるだけ部品数増加を抑制しながら低コストに実現できるかが課題となる。
【０００９】
かかる課題に鑑み、本発明は、分散型ＭＰＰＴを採用する太陽光発電装置及び太陽光発電システムにおいて、太陽電池パネルに関する電圧・電流等を計測し、それらの値を含むデータ信号を直流電力線で搬送する技術を、できるだけ簡素な構成で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書及び図面は少なくとも以下の手段を開示している。但し、本発明は、特許請求の範囲によって示されるものである。
（１）本発明の太陽光発電装置は、太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルから出力される電圧及び電流を検出する検出装置と、前記電圧及び電流に基づいて最大電力点追従のための制御信号を出力するＭＰＰＴ制御回路と、前記太陽電池パネルに接続され、前記制御信号に基づくスイッチング制御により、前記太陽電池パネルから出力される電圧及び電流を最大電力点に近づけるスイッチングコンバータ回路と、前記電圧及び電流の各値を含むデータ信号を変調して通信信号に変える送信装置と、前記制御信号に前記通信信号を重畳する重畳処理部とを備えている。
【００１１】
上記（１）のように構成された太陽光発電装置では、最大電力点追従（ＭＰＰＴ）の制御を行っている場合において、スイッチングコンバータ回路の制御信号に、太陽電池パネルの電圧及び電流の情報を含む通信信号を重畳することにより、スイッチングのオン／オフの時比率を変調することができる。その結果、スイッチングコンバータ回路の出力電圧である直流電圧と共に、通信信号に対応した微小な電圧変動を、直流電力線に送出することができる。受信側では直流電圧の微小な電圧変動を復調すれば、太陽電池パネルについての電圧及び電流の各値を含むデータ信号を取得することができる。このようにして、太陽電池パネルごとにスイッチングコンバータ回路を設ける太陽光発電装置でも、電圧・電流の情報を、直流電力線を利用して送信することができる。
【００１２】
（２）また、上記（１）の太陽光発電装置において、送信装置は、変調方式としてスペクトル拡散変調を採用し、多重化方式として符号分割多重アクセスを採用することができる。
この場合、多数の太陽電池パネルが存在していても情報の多重送信が可能であり、符号化に使用される符号によって太陽電池パネルを特定することができる。また、直流電力線にノイズがあっても、送信される信号はその影響を受けにくい。
【００１３】
（３）また、上記（１）又は（２）の太陽光発電装置において、送信装置及び、スイッチングコンバータ回路のスイッチング制御には、共通のクロック発生回路から提供されるクロック信号が与えられることが好ましい。
この場合、送信装置と、スイッチングコンバータ回路とで、互いの信号同期のずれを防止することができる。
【００１４】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかの太陽光発電装置において、太陽電池パネルの温度を測定する温度センサが設けられ、データ信号には、当該温度センサによって測定された温度が含まれていてもよい。
この場合、太陽電池パネルの温度情報も直流電力線を用いて送信することができる。
【００１５】
（５）また、本発明の太陽光発電システムは、上記（１）の太陽光発電装置を複数組含み、各スイッチングコンバータ回路からの直流電力線を互いに並列又は直並列に接続することにより出力を集約するものであって、集約された直流電力を、系統連系可能な交流電力に変換するパワーコンディショナと、集約された直流電圧に重畳されている通信信号を抽出する受信装置とを備え、送信装置及び受信装置は、変復調方式としてスペクトル拡散変復調を採用し、多重化方式として符号分割多重アクセスを採用するものである。
【００１６】
上記（５）の場合、多数の太陽電池パネルが存在していても情報の多重送信が可能であり、符号化に使用される符号によって太陽電池パネルを特定することができる。また、直流電力線にノイズがあっても、送信される信号はその影響を受けにくく、受信装置は必要な情報を抽出することができる。
【００１７】
（６）また、本発明の太陽光発電システムは、上記（１）の太陽光発電装置を複数組含み、各スイッチングコンバータ回路からの直流電力線を互いに並列又は直並列に接続することにより出力を集約する太陽光発電システムであって、集約された直流電力を、系統連系可能な交流電力に変換するパワーコンディショナと、集約された直流電圧に重畳されている通信信号を抽出する受信装置とを備え、前記送信装置及び前記受信装置によって構成される通信システムは、フレーム構成の送信データをスペクトル拡散変調して伝送するスペクトル拡散通信システムであって、（ａ）複数の拡散符号が割り当てられ、前記フレーム構成の送信データを、前記拡散符号を１フレーム毎に切り替えて使用することにより拡散変調し、（ｂ）拡散変調された信号を伝送路に送信し、（ｃ）前記複数の各拡散符号に対応した複数の各参照符号を、それぞれ使用する複数の拡散復調系統を有し、（ｄ）前記複数の拡散復調系統は、前記伝送路を経由して受信される拡散変調された信号を拡散復調し、（ｅ）前記拡散変調された信号と前記参照符号との位相同期がとれている拡散復調系統が、ある一つの拡散復調系統から他の拡散復調系統に切り替わるタイミングに基づいて、前記フレーム構成を識別するとともに、（ｆ）前記位相同期がとれている拡散復調系統の出力を選択することにより受信データを出力するものである。
【００１８】
上記（６）の場合、送信データ（フレーム）をスペクトル拡散変調して伝送するため、ノイズの影響を受けにくく安定した通信が可能となる。また、送信側で、拡散符号を１フレーム毎に切り替えて使用することにより、受信側では、フレーム構成を識別することができる。従って、送信側で送信データにフレーム同期信号を挿入することなく受信側でフレーム構成を識別することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、分散型ＭＰＰＴを採用する太陽光発電装置及び太陽光発電システムにおいて、太陽電池パネルに関する電圧・電流等を計測し、それらの値を含むデータ信号を直流電力線で搬送する技術を、簡素な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの全体構成を示す接続図である。
【図２】図１に示す太陽光発電システムのうち、パワーコンディショナ等を除く、発電側の「太陽光発電装置」の回路図である。
【図３】図２に示す太陽光発電装置の各部の信号形態の一例を示す図である。
【図４】データ信号の送受信に関するブロック図である。
【図５】図４に示したブロック図における信号処理の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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全体構成を示す接続図である。図において、当該システムは、１又は複数の太陽電池パネル１を備えている。ここでは、一例として３つの太陽電池パネル１を図示しているが、数量は発電規模によって増大する。逆に、１つ、という場合も基本的にはあり得る。太陽電池パネル１は、住宅・ビル用のシステムであれば、屋根や屋上に配置され、いわゆるメガソーラー発電所であれば、発電所の敷地内に多数配置される。
【００２２】
各太陽電池パネル１は、最大電力点追従の制御を行うＭＰＰＴ装置２と接続されている。また、ＭＰＰＴ装置２には、対応する太陽電池パネル１に関する情報（電圧、電流、温度等）を直流電力線３に送出するための送信装置４が接続されている（詳細後述）。直流電力線３の接続形態としては、各ＭＰＰＴ装置２の出力線を全て互いに並列接続する分かり易い形態を図示しているが、その他、複数の出力線を直列接続したものを互いに並列に接続する直並列の接続もあり得る。ＭＰＰＴ装置２、直流電力線３及び送信装置４は、例えば接続箱５に収容することができる。
【００２３】
直流電力線３は、フィルタ６を介して、パワーコンディショナ７に接続されている。フィルタ６は、直流又は、直流に近い低周波数成分のみをパワーコンディショナ７に出力し、通信信号としての伝送帯域成分（例えば１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）は、受信装置８に出力する。受信装置８は、「子機」としての各送信装置４に対する「親機」に相当するものであって、全ての送信装置４から直流電力線３を介して送信されてくる通信信号を受信することができる。
【００２４】
受信装置８には、例えば、表示装置９及び通報装置１０が接続されている。表示装置９には、各太陽電池パネル１に関する上記の情報を表示することができる。また、太陽電池パネル１の故障等、通報を要する場合には、通報装置１０によりユーザへの通報を行うことができる。なお、フィルタ６、受信装置８、表示装置９及び通報装置１０の一部又は全部を、パワーコンディショナ７の筐体に内蔵することも可能である。
【００２５】
図２は、図１に示す太陽光発電システムのうち、パワーコンディショナ７等を除く、発電側の「太陽光発電装置」の回路図である。なお、これは１組の太陽光発電装置を示しており、太陽電池パネル１ごとに、同様の回路構成が設けられる。図２において、図１に示したＭＰＰＴ装置２は、検出装置２Ａと、ＭＰＰＴ制御回路２Ｂと、スイッチングコンバータ回路２Ｃとを備えている。
【００２６】
検出装置２Ａは、太陽電池パネル１から出力される電圧及び電流を検出するものであり、太陽電池パネル１の出力線Ｌ１，Ｌ２間に接続された例えば分圧抵抗器による電圧検出器２１と、出力線Ｌ２に設けられ、例えばシャント抵抗又はホール素子を用いた電流検出器２２とによって構成されている。太陽電池パネル１から出力される電圧及び電流をそれぞれ示す電圧信号及び電流信号は、ＭＰＰＴ制御回路２Ｂに提供される。
【００２７】
スイッチングコンバータ回路２Ｃは、入力側のコンデンサ２３、リアクトル（インダクタンス）２４、半導体のスイッチング素子２５，２６、出力側のコンデンサ２７、及び、スイッチング制御回路２８を備えている。スイッチング素子２５，２６は、スイッチング制御回路２８から出力されるパルス列により、交互にオンになるように制御される。スイッチング素子２５がオン（スイッチング素子２６はオフ）のときは、太陽電池パネル１から出力され、かつ、コンデンサ２３で平滑された直流電圧によりリアクトル２４にエネルギーが蓄積される。
【００２８】
スイッチング素子２６がオン（スイッチング素子２５がオフ）になると、リアクトル２４に蓄えられたエネルギーが放出され、コンデンサ２７で平滑された電圧が、出力される。一定以上の日照量がある場合には、スイッチング素子２５，２６のオン／オフ時間を変化させることにより、スイッチングコンバータ回路２Ｃの出力電圧を一定に保ちながら、スイッチングコンバータ回路２Ｃに対する入力電圧・入力電流すなわち、太陽電池パネル１が出力する電圧・電流が最大電力点に近づくように変化させることができる。
【００２９】
一方、ＭＰＰＴ制御回路２Ｂは、例えば前述の特許文献１にも記載され、特許文献２には好適な回路例が詳細に記載されている既知の回路であり、太陽電池パネル１から出力される電圧及び電流に基づいて最大電力点追従のための制御信号を出力する。制御信号は、重畳処理部としての加算器１１を介して、スイッチング制御回路２８に与えられる。ＭＰＰＴ制御回路２Ｂは、検出装置２Ａから受け取った電圧信号及び電流信号を、送信装置４にも提供する。なお、電圧信号及び電流信号は、ＭＰＰＴ制御回路２Ｂを経由せずに、検出装置２Ａから送信装置４に与えてもよい。また、太陽電池パネル１には、その温度を計測する温度センサ１２が設けられている。この温度センサ１２が出力する温度信号は、送信装置４に入力される。
【００３０】
送信装置４は、電圧、電流、温度の各値を含むデータ信号を変調して通信信号に変える。そのための変調方式として、送信装置４は、直接方式スペクトル拡散（Direct Spread Spectrum）変調方式（以下、単に拡散変調とも言う。）を採用する。また、多重化方式として、送信装置４は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access（符号分割多元接続とも言う。））を採用する。このような通信方式によって、複数の送信装置４が同時に送信を行うことも可能となり、また、伝送線となる直流電力線３のノイズに対しても強い送受信を行うことが可能となる。
【００３１】
送信装置４は、入力された各信号すなわち、電圧、電流、温度の各値を含むデータ信号に基づいて、例えば６４ビットを１フレームとするフレーム構成を組み立てる。このフレームには、計測データの他、エラー検出訂正のための冗長ビット等のデータも含まれる。そして、送信装置４は、送信するデータの各ビットについて、さらに、拡散符号系列ＳＣ（以下、単に拡散符号と言う。）を用いて、拡散変調を行う。ここで、拡散符号ＳＣは、ゴールド符号などの疑似ランダム符号（ＰＮ）である。拡散符号ＳＣの周期は、例えば、４０９５であり、周期の長い拡散符号を用いるとノイズの影響を受けにくい通信が可能である。
【００３２】
送信装置４及び、スイッチングコンバータ回路２Ｃのスイッチング制御回路２８は、共に、共通のクロック発生回路１３からクロック信号の提供を受けて動作する。これにより、送信装置４と、スイッチングコンバータ回路２Ｃのスイッチング制御回路２８とで、互いの信号同期のずれを防止することができる。
【００３３】
次に、図２の回路の動作について、信号例を挙げて説明する。図３は、図２に示す太陽光発電装置の各部の信号形態の一例を示す図である。まず、スイッチング制御回路２８は、その内部で、クロック発生回路１３が提供するクロック信号に基づいて（ａ）に示す鋸歯状波を発生させている。鋸歯状波の周波数は、例えば９０ｋＨｚ程度である。一方、ＭＰＰＴ制御回路２Ｂが出力する制御信号Ｓｃは、振幅のレベル変化が少なく、かつ、周波数は例えば１００Ｈｚ程度である。従って、短い時間で見れば、鋸歯状波に対して制御信号Ｓｃは、平坦な信号である。
【００３４】
図３の（ｂ）は、鋸歯状波と制御信号Ｓｃとの比較によって得られるパルス列信号である。このパルス列信号によってスイッチング素子２５，２６がオン／オフされる。仮に、加算器１１における送信装置４からの信号を無視して考えると、スイッチングコンバータ回路２Ｃは、（ｃ）に示すように、（ｂ）のパルス幅に対応した一定の電圧を出力することになる。
【００３５】
一方、送信装置４からの信号も考えると、当該信号が、重畳処理部としての加算器１１において制御信号Ｓｃに重畳される。この信号とは、ＣＤＭＡ符号拡散されたデータ列であり、１又は０の論理に対応したレベル変化を伴う信号である。データ列の周波数は、鋸歯状波の１／１０程度（例えば９ｋＨｚ）である。従って、制御信号Ｓｃにデータ列が重畳された復合制御信号Ｓｄは、１又は０の論理に対応したレベル変化を伴う信号となる。例えば、（ｄ）に示すように復合制御信号Ｓｄのレベル変化があると、鋸歯状波との比較により得られる信号は、（ｅ）に示すようにパルスの時比率（オン／オフの時間比率）が微小変調（図は誇張している。）される。このように変調されたパルス列に基づいてスイッチングコンバータ回路２Ｃが駆動されると、その出力電圧は、（ｆ）に示すような微小な変化を伴う。
【００３６】
上記のように構成された太陽光発電装置では、最大電力点追従（ＭＰＰＴ）の制御を行っている場合において、スイッチングコンバータ回路２Ｃの制御信号に、太陽電池パネル１の電圧、電流、温度の情報を含む通信信号（データ列）を重畳することにより、スイッチングのオン／オフの時比率を変調することができる。その結果、スイッチングコンバータ回路２Ｃの出力電圧である直流電圧と共に、通信信号に対応した微小な電圧変動を、直流電力線３に送出することができる。
【００３７】
受信装置８は、直流電圧に重畳されている微小な電圧変動を復調し、太陽電池パネル１についての電圧、電流、温度の各値を含むデータ信号を取得することができる。このようにして、太陽電池パネル１ごとにスイッチングコンバータ２Ｃを設ける分散型ＭＰＰＴを採用する太陽光発電装置及び太陽光発電システムにおいて、太陽電池パネル１に関する電圧・電流等を計測し、それらの値を含むデータ信号を直流電力線３で搬送する技術を、スイッチングコンバータ回路２Ｃを利用して実現することができる。
【００３８】
スイッチングコンバータ回路２Ｃは、ＭＰＰＴの他、通信信号を直流電力線３に乗せる一種のドライバとしての機能も果たしている。言い換えれば、別途そのようなドライバを設けることなく、データ信号を直流電力線３で搬送する技術を、簡素な構成で実現することができる。
なお、受信装置８により直流電力線３から抽出された各情報は、太陽電池パネル１ごとに、表示装置９に表示される。また、太陽電池パネル１の故障等、通報を要する場合には、通報装置１０により、ユーザへの通報が行われる。
【００３９】
以下、通信方式について詳細に説明する。
図４は、データ信号の送受信に関するブロック図である。この構成は、１つの送信装置４と受信装置８との間で、直流電力線３を伝送路として、フレーム構成の送信データをスペクトル拡散変調して伝送する１対１構成のスペクトル拡散通信システムである。
送信装置４は、拡散変調部４１と、拡散符号発生器４２とを有する。１つの送信装置４において、予め複数の拡散符号、図示の例では２つの拡散符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（ｉ＝１）が割り当てられている。ここで、ｉは送信装置４に対応する自然数値であり、ｎ個の送信装置４に対し、複数の拡散符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉが個別に割り当てられる。拡散符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、全て相異なるものである。
【００４０】
送信装置４において、拡散符号発生器４２は、拡散符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉを１フレームごとに切り替えて拡散変調部４１に出力する。拡散変調部４１はフレーム構成の送信データを、拡散符号発生器４２から出力される拡散符号ＳＣａｉ又はＳＣｂｉを使用することにより拡散変調し、拡散変調された信号を直流電力線３に送出する。
【００４１】
受信装置８において、参照符号発生部８２は、送信装置４に割り当てられた複数の拡散符号、ＳＣａｉ，ＳＣｂｉに対応した複数の参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（拡散符号と同じもの）を、同じ符号位相で発生する。また、受信装置８は、複数の参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉをそれぞれ使用する複数の拡散復調系統、図示の例では、ａ系統とｂ系統とを有する。ａ系統の参照符号ＳＣａｉはａ系統の拡散復調部８１ａに供給され、ｂ系統の参照符号ＳＣｂｉはｂ系統の拡散復調部８１ｂに供給される。
【００４２】
ａ系統拡散復調部８１ａ、ｂ系統拡散復調部８１ｂは、直流電力線３を経由して受信される拡散変調された信号を、参照符号発生部８２から供給される参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉを使用して拡散復調、すなわち、逆拡散して、ａ系統、ｂ系統の拡散復調データ（積和演算の累積加算値のレベル判定後の値）を選択部８５に出力する。
この拡散復調処理の過程において、符号位相同期検出部８３は、拡散復調部８１ａ、８１ｂにおいて復調される復調信号（レベル判定前の相関出力値）に基づいて、上述した拡散変調された信号と、複数の参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉのいずれか１つとが位相同期するように、参照符号発生器８２が出力する参照符号の位相を制御する。
【００４３】
フレーム同期検出部８４は、符号位相同期検出部８３における符号位相の同期状態に基づいて、フレーム同期信号を出力する。すなわち、ａ系統拡散復調部８１ａ、ｂ系統拡散復調部８１ｂのうち、拡散変調された受信信号と複数の参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉのいずれか１つ（例えばＳＣａｉ）とが位相同期している状態から、拡散変調された受信信号と複数の参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉの他の１つ（例えばＳＣｂｉ）とが位相同期する状態に切り替わるタイミングに基づいて、フレーム構成を識別するフレーム同期信号を出力する。
【００４４】
言い換えれば、使用している参照符号との位相同期がとれている拡散復調系統が、ある一つの拡散復調系統から他の拡散復調系統に切り替わるタイミング（ａ系統→ｂ系統、ｂ系統→ａ系統）に基づいてフレーム同期信号を出力する。参照符号ＳＣａｉと参照符号ＳＣｂｉとは、同じ符号位相で発生しているため、位相同期がとれている拡散復調系統が切り替わっても、符号位相同期が外れることはない。
【００４５】
選択部８５は、フレーム同期信号が出力されるごとに、位相同期がとれている方のａ系統拡散復調部８１ａ，ｂ系統拡散復調部８１ｂが出力する拡散復調データを選択することにより、送信装置４の送信データに対応した受信データを出力する。なお、選択部８５は、ａ系統からｂ系統へ切り替わるタイミングか、又は、この逆へ切り替わるタイミングかの情報を、フレーム同期検出部８４から取得することにより、位相同期がとれている拡散復調系統を識別できる。フレーム同期信号は、選択部８５が出力する受信データを、後続の処理部（図示せず。）においてフレーム構成を識別し、冗長符号を取り出しエラー検出訂正をしたり、複数の計測データに分離したりするために使用される。
【００４６】
図５は、図４に示したブロック図における信号処理の概要を示す説明図である。（ａ）は、送信装置４におけるフレーム同期信号である。Ｓ１はフレーム同期信号の発生タイミングを示す。横軸は時間経過を表す。（ｂ）は送信装置４における送信データのビットストリームを示す。図示の例は、１フレームを６４ビットとするフレーム構造である。一例として、送信データの伝送速度（ビットレート）は、５［ｂｐｓ］である。
【００４７】
図４の拡散変調部４１においては、図５の（ｃ）に示すように、送信するデータフレーム（フレーム構成の送信データ）に対応して、拡散符号ＳＣａｉと拡散符号ＳＣｂｉとを、フレームごとに、交互に切り替えて拡散変調する。
また、（ｃ）の下部は、拡散符号発生部４２が出力する拡散符号ＳＣａｉ、ＳＣｂｉを（ｉ＝１）示す。いずれも符号長（１周期の長さ）は４０９５である。図中、「ａ」は拡散符号ＳＣａｉを表し、「ｂ」は拡散符号ＳＣｂｉを表す。なお、図示されている拡散符号ＳＣａｉ「１１１１１・・・１１０」，ＳＣｂｉ「１０１０１・・・１１１」は、説明用に記載したもので実際のものではない。
（ｂ）の送信データの１ビット期間に、（ｃ）の拡散符号ＳＣａｉ、ＳＣｂｉの１周期が対応する。従って、１ビット時間の１／４０９５が拡散符号の１チップの期間となる。
【００４８】
拡散変調部４１は、（ｂ）の送信データが「１」のとき、拡散符号ＳＣａｉをそのまま送信し、送信データが「０」のとき、拡散符号ＳＣａｉを反転して送信する。このようにして、６４ビットの一連の送信データを送信すると、次のフレームに切り替わるので、拡散符号発生器４２は、拡散符号をＳＣｂｉに切り替える。拡散変調部４１は、送信データが「１」のとき、拡散符号ＳＣｂｉをそのまま送信し、送信データが「０」のとき、拡散符号ＳＣｂｉを反転して送信する。このようにして、６４ビットの一連の送信データを送信すると、次のフレームに切り替わるので、拡散符号発生器４２は、拡散符号をＳＣａｉに切り替える。
【００４９】
図４の受信装置８において受信された、拡散変調された信号は、ａ系統の拡散復調部８１ａ、ｂ系統の拡散復調部８１ｂにおいて、それぞれ、参照符号ＳＣａｉとＳＣｂｉとの各チップと乗算され、乗算値を１ビット期間（４０９５チップ）において累積加算することにより拡散復調される。符号位相同期検出部８３における符号位相の同期、言い換えれば、データビットの同期は、この積和演算の累積加算値の絶対値が最大になるタイミングを探索することで実現される。
【００５０】
図５の（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ、各系統の拡散復調データであり、選択部８５に出力される。拡散復調データは、上述した積和演算の累積加算値の絶対値が最大になるタイミングにおける、この累積加算値の正負極性を判定することにより取得される。
ここで、「−」の記号は、正負極性の判定の結果、累積加算値が所定の正負の閾値を超えなかったために、データビット「０」、「１」のいずれにもレベル判定できなかったことを表している。
【００５１】
図５の（ｆ）は、拡散復調部８１ａにおいて符号位相同期がとれたときに出力される符号位相同期信号である。Ｓ２は位相同期信号の発生タイミングを示す。
（ｇ）は、拡散復調部８１ｂにおいて符号位相同期がとれたときに出力される符号位相同期信号である。Ｓ３は位相同期信号の発生タイミングを示す。
（ｄ）と（ｆ）とは対応し、位相同期信号の発生タイミングＳ２において、「０」又は「１」が出力される。（ｅ）と（ｇ）とも同様に対応する。
【００５２】
図４のフレーム同期検出部８４は、図５の（ｆ）、（ｇ）に示す位相同期信号が出力される系統が変更されるタイミング（フレーム境界のタイミング）を検出し、（ｈ）に示すフレーム同期信号を出力する。Ｓ４はフレーム同期信号の発生タイミングを示す。
選択部８５は、フレーム同期検出部８４から符号位相同期がとれている拡散復調系統の指示を受けて、位相同期がとれている拡散復調系統の、（ｄ）に示す拡散復調部８１ａの復調データ、又は、（ｅ）に示す拡散復調部８１ｂの復調データを択一的に選択して、（ｉ）に示す受信データを出力する。
【００５３】
上述した受信装置８における受信処理は、一例であり、符号位相同期の検出方法、符号位相同期がとれている系統の選択には、種々の方法を採用することができる。
例えば、拡散復調部８１ａの復調結果（レベル判定される前の積和演算の累積加算値）をＲ＿ＳＣａｉ、拡散復調部８１ｂの復調結果をＲ＿ＳＣｂｉとする。このとき、Ｒ＿ＳＣａｉの絶対値とＲ＿ＳＣｂｉの絶対値について、絶対値の大きい方が、符号位相同期した受信データであり、復調結果の極性の正負が受信データの「１」と「０」にそれぞれ対応する。
受信データが得られる系統が、Ｒ＿ＳＣａｉとＲ＿ＳＣｂｉの一方から他方に切り替わることにより、フレームの切り替わりを判定する。このことにより、受信処理におけるフレーム同期が容易に確立できる。
【００５４】
上述した説明では、１つの送信装置４に２つの拡散符号ＳＣａｉとＳＣｂｉを割り当てた。しかし、１つの送信装置４にさらに他の拡散符号ＳＣｃｉを割り当ててもよい。通常の計測データを送信するのに代えて、送信装置４から受信装置８に対する、制御用の割込データ等を送信するときのフレームに対し、他の拡散符号ＳＣｃｉを使用してもよい。
この場合、受信装置８においては、１つの送信装置４に割り当てられた拡散符号に対応する参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ，ＳＣｃｉを使用して、同時に３系統の拡散復調系統を同時に処理する。
【００５５】
また、通常の監視データを送信する際に、３以上の複数の拡散符号を割り当ててもよい。例えば、拡散符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ，ＳＣｃｉを、フレーム単位で切り替えて送信する。受信装置８においては、参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ，ＳＣｃｉをそれぞれ使用する拡散復調系統において、符号位相の同期がとれる拡散復調系統、すなわち、同期がとれる参照符号の切り替わりにより、フレーム同期検出ができる。
【００５６】
拡散変調された送信信号は、拡散変調した「１」，「０」出力に対応した矩形波により、電圧値を２段階に変化させるという、ベースバンド帯域におけるＯＯＫ（オンオフキーイング）により、伝送路に重畳される。但し、これに代えて、拡散変調された送信信号を、搬送波（キャリア）を変調するデジタル変調、例えば、２ＰＳＫ（２相位相変調）、４ＰＳＫ（４相位相変調）して、搬送波帯においてスペクトル拡散通信をしてもよい。
【００５７】
図４、図５を参照した説明は、１つの送信装置４を送信装置として１つの受信装置８を受信装置とするスペクトル拡散変調通信システムについてのものである。これに対し、図１に示した太陽光発電システムは、複数の送信装置４に対して、１つの受信装置８があるスペクトル拡散変調通信システムである。各送信装置４は、個々に独立して拡散変調された信号を、互いに非同期で直流電力線３に重畳する。
【００５８】
受信装置８は、複数の送信装置４から送信された拡散変調された信号を分離して受信する必要がある。そのために、図１に示した構成では、複数の送信装置４ごとに異なる拡散符号を割り当てる。すなわちｎ個の送信装置４に、それぞれ、ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）を割り当てる。従って、互いに異なる、合計（２×ｉ）種類の拡散符号を使用する。
【００５９】
受信装置８は、合計（２×ｉ）種類の参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）を同時に使用して、各送信装置４に対し、参照符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）を使用し、ａ系統、ｂ系統の拡散復調をして受信データを取得する。拡散変調された信号と前記参照符号との位相同期がとれている拡散復調系統で使用する参照符号の種類を識別することにより、拡散復調系統の出力を選択することにより得られたデータを送信した送信装置、すなわち、送信元の送信装置４を特定する。
相異なる拡散符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、送信装置４に対して、任意に割り当て可能である。
【００６０】
しかし、図１に示した太陽光発電システムは、太陽電池パネル１の状態を監視して得られる計測データを、受信装置８側に送信するものである。従って、監視対象の機器は太陽電池パネル１である。太陽電池パネル１には、それらを特定する固有のデータとして、例えば、ＳＮ００１〜ＳＮ００ｎのような、メーカの製造番号が割り当てられている。
そこで、送信装置４のそれぞれに個別に割り当てる拡散符号ＳＣａｉ，ＳＣｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、この送信装置４のそれぞれが送信する監視データが得られる太陽電池パネル１を特定する固有のデータ、例えば、メーカの製造番号に対応付けて、予め、複数の送信装置４に割り当てる。
【００６１】
受信装置８は、拡散変調された信号と参照符号との位相同期がとれている拡散復調系統で使用する参照符号を識別することにより、この拡散復調系統の出力を選択することにより得られたデータに対応する監視データを得た太陽電池パネル１を特定する。
このようにすれば、送信データに上述した製造番号等を挿入することなく、監視対象の太陽電池パネル１を、受信装置側で識別することができる。
【００６２】
以上のような通信方式の採用により、多数の太陽電池パネル１が存在していても情報の多重送信が可能であり、符号化に使用される符号によって太陽電池パネルを特定することができる。また、直流電力線３にノイズがあっても、送信される信号はその影響を受けにくく、受信装置８は必要な情報を抽出することができる。
【００６３】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１：太陽電池パネル
４：送信装置
２Ａ：検出装置
２Ｂ：ＭＰＰＴ制御回路
２Ｃ：スイッチングコンバータ回路
７：パワーコンディショナ
８：受信装置
１１：加算器（重畳処理部）
１２：温度センサ
１３：クロック発生回路
【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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