(57)【要約】  発電装置からバスバーへの電力供給を遮断する遮断手段と、前記遮断手段の前記発電装置側及び前記バスバー側の少なくとも一方に接続されて前記遮断手段の遮断状態を検出するものであって、前記遮断手段が遮断状態となったときに、前記発電装置側から前記バスバー側に直流電流を流さない遮断状態検出回路を備えることとする。
2013031673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置からバスバーへの電力供給を遮断する遮断手段と、
前記遮断手段の前記発電装置側及び前記バスバー側の少なくとも一方に接続されて前記遮断手段の遮断状態を検出するものであって、前記遮断手段が遮断状態となったときに、前記発電装置側から前記バスバー側に直流電流を流さない遮断状態検出回路を備える遮断検出回路。
【請求項２】
前記遮断状態検出回路は、前記発電装置と前記バスバーとに接続され、
前記発電装置と前記バスバーとをつなぐ経路上に直流成分を遮断する素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の遮断検出回路。
【請求項３】
前記遮断状態検出回路は、前記遮断手段と直列に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遮断検出回路。
【請求項４】
前記遮断状態検出回路は、第１の端子と、第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に流れる電流を制御する制御端子と、を有するトランジスタを含み、
前記第１の端子は前記バスバーに接続され、前記制御端子は前記遮断手段において前記発電装置からの直流電圧が供給される一端に接続されており、
前記第２の端子の電圧に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の遮断検出回路。
【請求項５】
前記遮断状態検出回路は、コンデンサを含み、
前記コンデンサの一端は前記遮断手段において前記発電装置からの直流電圧が供給される一端に接続され、
前記コンデンサの他端の電圧に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の遮断検出回路。
【請求項６】
前記トランジスタの前記制御端子は、コンデンサを介して前記遮断手段に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の遮断検出回路。
【請求項７】
前記トランジスタの前記制御端子又は前記コンデンサの前記一端は、抵抗を介して前記遮断手段に接続されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の遮断検出回路。
【請求項８】
前記遮断状態検出回路は、前記発電装置と前記遮断手段との間に設けられる１次コイルと、前記１次コイルに電池結合される２次コイルと、を含み、
前記２次コイルを流れる電流に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の遮断検出回路。
【請求項９】
前記遮断状態検出回路は、前記遮断手段と前記バスバーとの間の電流を検出する電流検出手段を有し、
前記電流検出手段によって電流が検出されるか否かに基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の遮断検出回路。
【請求項１０】
前記発電装置と、
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の遮断検出回路と、
を備える発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断手段が遮断状態であるか否かを検出する遮断検出回路及びこれを備える発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する光電変換素子、いわゆる太陽光電池は、近年、特に地球環境問題や原子力発電の危険性の観点から、次世代のエネルギー源としての期待が急激に高まっている。太陽光電池は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非結晶シリコンなどが使用されるが、これに限られるものではなく、化合物半導体や有機材料を使用してもよい。【０００３】
従来の太陽光電池システムでは、図１２に示すように、複数の太陽光電池セルを集積した複数の太陽光電池パネル１００を直列接続した複数の太陽光ストリング１１０を並列接続した太陽光アレイ１２０から出力された電力が、それぞれ接続箱１３０を介してパワーコンディショナ（電力変換装置）１４０に出力され、また、パワーコンディショナ１４０から系統（不図示）に対して所定の電力が供給される（例えば特許文献１参照）。【０００４】
なお、図１０では、太陽光アレイ１２０内の各太陽光ストリング１１０に含まれる太陽光パネル１００の数が異なるようになっているが、これは図示の都合上のものであって、各太陽光ストリング１１０に含まれる太陽光パネル１００の数は同一であってもよい。【０００５】
ところで、従来の太陽光電池システムは、各節点に、安全性やメンテナンスのためのヒューズ、ブレーカ、スイッチ等の遮断手段が直列に入った構成となっている。これに併せて遮断手段が遮断状態であるか否かを検出する遮断検出回路が備えられている。図１３は従来の遮断検出回路を示す図である。【０００６】
図１３に示すように、従来の遮断検出回路９００では、入力側と出力側とを数ＭΩ程度の高抵抗９２０，９２０で接続し、高抵抗９２０，９２０の接続点電圧によって、遮断手段９１０が遮断状態であるか否かを検出していた。具体的には、遮断手段９１０が遮断状態であれば、入力電圧とバスバー９３０における電圧との電位差がない（極めて小さい）のに対し、遮断手段９１０が遮断状態でなければ、入力電圧とバスバー９３０における電圧との電位差が発生することになる（大きくなる）。この特性を利用して遮断手段９１０が遮断状態であるか否かを検出する。【０００７】
また、太陽電池システムの構築時や定期的なメンテナンス時には、太陽電池ストリング毎に正極および負極が地絡していないかどうかを確認する絶縁抵抗測定が行われる。この際、絶縁抵抗測定を行うストリングの遮断手段を遮断させ、他のストリングから切り離して測定が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１２９７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように遮断手段は節点毎に備えられているが、上記遮断検出回路によれば、遮断手段によって経路が遮断されている場合であっても、数ＭΩの抵抗を介して、各入力が並列に接続されることになる。一方、メンテナンス等の際には各入力が並列に接続されていることは望ましくなく、特に、絶縁抵抗測定は、周囲の入力線の絶縁抵抗の状況がその結果に大きな影響を与えるので、従来の遮断検出回路では正常な特性を測定することができないという問題があった。【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑み、並列接続されている他の回路に影響を与えることなく、遮断手段が遮断状態であるか否かを判断することができる遮断検出回路及びこれを備える発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、発電装置からバスバーへの電力供給を遮断する遮断手段と、前記遮断手段の前記発電装置側及び前記バスバー側の少なくとも一方に接続されて前記遮断手段の遮断状態を検出するものであって、前記遮断手段が遮断状態となったときに、前記発電装置側から前記バスバー側に直流電流を流さない遮断状態検出回路を備えることを特徴としている。【００１２】
この構成によれば、遮断手段が遮断状態であるか否かを検出することができる。また、遮断手段が遮断状態となったときに、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがないので、並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。【００１３】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記遮断状態検出回路は、前記発電装置と前記バスバーとに接続され、前記発電装置と前記バスバーとをつなぐ経路上に直流成分を遮断する素子を含むことが望ましい。【００１４】
この構成によれば、発電装置とバスターとをつなぐ経路上に直流成分を遮断する素子が含まれる。従って、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがない。【００１５】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記遮断状態検出回路は、前記遮断手段と直列に接続されることが望ましい。【００１６】
この構成によれば、遮断手段とバスバーとの間に遮断状態検出回路が設けられないので、遮断手段が遮断状態でないときに電圧降下が発生するのを防ぐことができる。【００１７】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記遮断状態検出回路は、第１の端子と、第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に流れる電流を制御する制御端子と、を有するトランジスタを含み、前記第１の端子は前記バスバーに接続され、前記制御端子は前記遮断手段において前記発電装置からの直流電圧が供給される一端に接続されており、前記第２の端子の電圧に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することが望ましい。【００１８】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記遮断状態検出回路は、コンデンサを含み、前記コンデンサの一端は前記遮断手段において前記発電装置からの直流電圧が供給される一端に接続され、前記コンデンサの他端の電圧に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することが望ましい。【００１９】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記トランジスタの前記制御端子は、コンデンサを介して前記遮断手段に接続されていることが望ましい。【００２０】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記トランジスタの前記制御端子又は前記コンデンサの前記一端は、抵抗を介して前記遮断手段に接続されていることが望ましい。【００２１】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記遮断状態検出回路は、前記発電装置と前記遮断手段との間に設けられる１次コイルと、前記１次コイルに電池結合される２次コイルと、を含み、前記２次コイルを流れる電流に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することが望ましい。【００２２】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記遮断状態検出回路は、前記遮断手段と前記バスバーとの間の電流を検出する電流検出手段を有し、前記電流検出手段によって電流が検出されるか否かに基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することが望ましい。【００２３】
上記目的を達成するために本発明の発電システムは、前記発電装置と、上記したいずれか一つの遮断検出回路とを備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、遮断手段が遮断状態であるか否かを検出することができる。また、遮断手段が遮断状態となったときに、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがないので、並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】は、本発明の第１実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。
【図３】は、本発明の第２実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。
【図４】は、本発明の第２実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。
【図５】は、本発明の第３実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。
【図６】は、本発明の第３実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。
【図７】は、本発明の第４実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。
【図８】は、本発明の第４実施形態の別の例の遮断検出回路の構成を示す図である。
【図９】は、本発明の第４実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。
【図１０】は、本発明の第５実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。
【図１１】は、本発明の第５実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。
【図１２】は、従来の太陽光電池システムを示す図である。
【図１３】は、従来の遮断検出回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために本発明の遮断検出回路を示すものであって、本発明をこの遮断検出回路に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の回路にも等しく適応し得るものである。
【００２７】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の概要について説明する。本発明は、発電装置からの出力電圧（直流電圧）をバスバー（Ｂｕｓ  Ｂａｒ）に供給する経路に遮断手段を設け、さらに、当該遮断手段の遮断状態を検出（監視する）遮断状態検出回路を備える遮断検出回路に関するものである。遮断状態検出回路は、遮断手段が遮断状態であるときに、遮断手段が遮断状態であることを検出する。その時に、発電装置から自身（遮断状態検出回路）を介して直流電流がバスバーに供給されないような態様で、遮断手段の遮断状態を検出する。言い換えれば、遮断手段が遮断状態であるときは、発電装置とバスバーとの間には当該発電装置から遮断状態検出回路を介して当該バスバーに向かう直流電流の経路（直流電流が流れる経路）が存在しない。
【００２８】
なお、バスバーは複数の入力端子と出力端子とを接続する接続導体（配線材）である。より詳説すればバスバーは、例えば複数の太陽光ストリングの集電電極に接続されて複数の太陽光ストリングの出力を集電して入力数よりも少ない数で出力する。バスバーの形状は特に限られるものではないが一般に平板状に形成され、バスバーによる電圧降下を抑えるために断面積を大きく形成することが望ましい。
【００２９】
また、遮断手段が遮断状態である（遮断手段が発電装置からバスバーへの直流電圧を遮断している状態である）ことを、遮断手段が動作状態である（動作している）と言い換えることができ、遮断手段が遮断状態でない（遮断手段が発電装置からバスバーへの直流電圧を遮断していない（導通している）状態である）ことを、遮断手段が動作状態でない（動作していない）と言い換えることができる。以下、本発明の具体的な態様について説明する。
【００３０】
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。遮断検出回路２００は、遮断手段としてのブレーカ２１０と、抵抗２２０,２２０と、エンハンスメントタイプのＮＭＯＳトランジスタ（以下において「エンハンスメントタイプのＮＭＯＳトランジスタ」を「Ｅ型ＮＭＯＳ」という。）２３０とを含む。ブレーカ２１０は一端に発電装置（以下、発電装置として図１０に示す太陽光パネルを例に説明する）からの出力電圧（直流電圧）が供給され、他端がバスバー２４０に電気接続されている。また、Ｅ型ＮＭＯＳ２３０のソース端子（第１の端子）はバスバー２４０に電気接続され、ゲート端子（制御端子）はブレーカ２１０に接続され、ドレイン端子（第２の端子）は抵抗２２０,２２０を介してグラウンドに接続されている。
【００３１】
なお、本実施形態及び以下の実施形態に示す遮断検出回路はブレーカの遮断状態を検出可能な位置であればどの位置に設けられることとしてもよい。例えば図１２に示す接続箱１３０内及び／又はパワーコンディショナ１４０内に設けられていることとしてもよい。また、パワーコンディショナ１４０は太陽電池パネルの発電電力を最大化するために最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行う。パワーコンディショナ１４０が動作しているときに遮断手段が遮断状態になると、バスバーの電圧は並列に入力されていて、且つ遮断状態ではないストリングのＭＰＰＴ制御における最大電力点電圧になる。この最大電力点電圧は遮断状態となっているストリングの両端電圧である開放電圧よりも低電圧である。
【００３２】
また、本実施形態及び以下の実施形態において、遮断手段としてブレーカを例に説明しているが、ブレーカに限られるものではなく、ヒューズ、スイッチ、電磁開閉器、電磁接触器等の短絡、過電流による事故発生時に回路を遮断する遮断器を使用することができる。
【００３３】
遮断検出回路２００は、正常動作時、すなわちブレーカ２１０が遮断状態でないときは、Ｅ型ＮＭＯＳ２３０のゲートとソースとの電位差が閾値電圧の絶対値以下となる。従って、Ｅ型ＮＭＯＳ２３０のゲートとソースの非導通状態が維持され、Ｅ型ＮＭＯＳ２３０のドレインとソースとの間には電流が流れない。図２は本実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。時間ｔ０〜ｔ１において、ブレーカ２１０は遮断状態ではなく、時間ｔ１以降においてブレーカ２１０は遮断状態である。図２に示すように、ブレーカ２１０が遮断状態でないときは、抵抗２２０，２２０によって分圧されたＥ型ＮＭＯＳ２３０のドレインの出力信号はローレベル（Ｌレベル）となる。なお、この時のソース電位は、共通電位（グラウンド電位）よりも高くなるが、ソース電位と共通電位との電位差は、Ｅ型ＮＭＯＳ２３０が壊れない程度である（すなわち、ソース電位と共通電位との電位差がソース‐ドレイン間耐圧以下になっている）。
【００３４】
一方、パワーコンディショナ１４０が動作状態であってブレーカ２１０が遮断状態であるときは、Ｅ型ＮＭＯＳ２３０のゲート電圧が太陽光パネルの開放電圧と等しくなる。従ってＥ型ＮＭＯＳ２３０のゲートとソースとの電位差が閾値電圧の絶対値を超えるため、Ｅ型ＮＭＯＳ２３０のドレインとソースとの間には電流が流れる。これによって図２に示すように、ブレーカ２１０が遮断状態であるときは、抵抗２２０，２２０によって分圧されたＥ型ＮＭＯＳ２３０のドレインの出力信号がハイレベル（Ｈレベル）になる。
【００３５】
従って、本実施形態の遮断検出回路２００においては、抵抗２２０，２２０によって分圧されたＥ型ＮＭＯＳ２３０のドレインの出力信号を検出（監視）し、出力信号のレベルがＬレベルからＨレベルに変わった時に、ブレーカ２１０が遮断状態であることを検出することができる。具体的には、出力信号を図示しない電力変換装置（例えばＡ／Ｄ変換器）でデジタルデータに変換して図示しないマイコンに出力する。マイコンはそのデジタルデータに基づいて遮断手段が遮断状態であるか否かを検出することができる（以下の実施形態においても同様である）。また、遮断手段が遮断状態となったときに、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがないので、並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。
【００３６】
[第２実施形態]
図３は、本発明の第２実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。遮断検出回路３００は、遮断手段としてのブレーカ３１０と、抵抗３２０,３２０と、ディプレションタイプのＰＭＯＳトランジスタ（以下において「ディプレションタイプのＰＭＯＳトランジスタ」を「Ｄ型ＰＭＯＳ」という。）３３０とを含む。ブレーカ３１０は一端に太陽光パネルからの出力電圧（直流電圧）が供給され、他端がバスバー３４０に電気接続されている。また、Ｄ型ＰＭＯＳ３３０のソース端子はバスバー３４０に電気接続され、ゲート端子はブレーカ３１０に電気接続され、ドレイン端子は抵抗３２０,３２０を介してグラウンドに接続されている。
【００３７】
Ｄ型ＰＭＯＳ３３０は、第１実施形態におけるＥ型ＮＭＯＳ２３０とは異なり、正常動作時、すなわちブレーカ３１０が遮断状態でないときは、Ｄ型ＰＭＯＳ３３０のゲートとソースとの電位差が閾値電圧の絶対値以下となる。従って、Ｄ型ＰＭＯＳ３３０のゲートとソースの導通状態が維持され、Ｄ型ＰＭＯＳ２３０のドレインとソースとの間には電流が流れる。図４は本実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。時間ｔ０〜ｔ１において、ブレーカ３１０は遮断状態ではなく、時間ｔ１以降においてブレーカ３１０は遮断状態である。図４に示すように、ブレーカ３１０が遮断状態でないときは、抵抗３２０，３２０によって分圧されたＤ型ＰＭＯＳ３３０のドレインの出力信号はＨレベルとなる。なお、第１実施形態と同様に、ソース電位と共通電位との電位差がソース‐ドレイン間耐圧以下になっている。
【００３８】
一方、パワーコンディショナ１４０が動作状態であってブレーカ３１０が遮断状態であるときは、Ｄ型ＰＭＯＳ３３０のゲート電圧が太陽光パネルの開放電圧と等しくなる。従ってＤ型ＰＭＯＳ３３０のゲート電位とソース電位との電位差が閾値電圧の絶対値を超えるため、Ｄ型ＰＭＯＳ３３０のドレインとソースとの間に電流が流れない。従って、図４に示すように、ブレーカ３１０が遮断状態であるときは、抵抗３２０，３２０によって分圧されたＤ型ＰＭＯＳ３３０のドレインの出力信号はＬレベルとなる。
【００３９】
従って、本実施形態の遮断検出回路３００においては、Ｄ型ＰＭＯＳ３３０のドレインの出力信号を検出（監視）し、出力信号のレベルがＨレベルからＬレベルに変わった時に、ブレーカ３１０が遮断状態であることを検出することができる。また、遮断手段が遮断状態でないときに、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがないので、並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。加えて、動作に必要な電圧を低減し、低電圧動作を実現することができる。
【００４０】
[第３実施形態]
図５は、本発明の第３実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。遮断検出回路４００は、遮断手段としてのブレーカ４１０と、抵抗４２０ａ,４２０ｂと、コンデンサ４３０とを含む。ブレーカ４１０は一端に太陽光パネルからの出力電圧が供給され、他端がバスバー４４０に電気接続されている。また、コンデンサ４３０は一端はブレーカ４１０に電気接続され、他端は抵抗４２０ａを介してバスバーに接続されると共に、４２０ｂを介してグラウンドに接続されている。
【００４１】
図６は本実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図である。時間ｔ０〜ｔ１において、ブレーカ４１０は遮断状態ではなく、時間ｔ１以降においてブレーカ４１０は遮断状態である。遮断検出回路４００においてコンデンサ４３０からの出力信号は、正常動作時、すなわちブレーカ４１０が遮断状態でないときは、電圧変動がないので、図６に示すように、一定の出力信号である。これに対して、ブレーカ４１０が遮断状態であるときは、コンデンサ４３０への入力電圧が太陽光パネルの開放電圧と等しくなるので、数十Ｖ〜数百Ｖ程度の電圧変動が起こり、図６に示すように、出力信号が一時的に変化する。
【００４２】
また、コンデンサ４３０により直流電流が流れる経路が閉路されているため、ブレーカ４１０が遮断状態であるときは、太陽光パネルからの出力電圧がコンデンサ４３０を介してバスバーに入力されることがない。
【００４３】
従って、本実施形態の遮断検出回路４００においては、コンデンサ４３０の出力信号を検出（監視）し、一定であった出力信号が変動した時に、ブレーカ４１０が遮断状態であることを検出することができる。また、遮断手段が遮断状態であるときに直流電流が流れる経路を閉路しているので並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。
【００４４】
なお、第３実施形態において出力信号に用いる電圧として、共通の並列出力電圧を用いてもよいし、別途作成した電圧を用いてもよい。
【００４５】
[第４実施形態]
図７は、本発明の第４実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。遮断検出回路５００は、遮断手段としてのブレーカ５１０と、電流検出手段としての電流計５２０とを含む。また、電流計５２０はブレーカ５１０と直列に接続されている。すなわち、ブレーカ５１０は一端に太陽光パネルからの出力電圧が供給され、他端が電流計５２０を介してバスバー５４０に電気接続されている。
【００４６】
図９は本実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図であり、時間ｔ０〜ｔ１において、ブレーカ５１０は遮断状態ではなく、時間ｔ１以降においてブレーカ５１０は遮断状態である。遮断検出回路５００は、正常動作時、すなわちブレーカ５１０が遮断状態でないときは、電流が流れているため、電流計５２０は図９に示すように、一定の電流値を検出する。一方、ブレーカ５１０が遮断状態であるときは、電流が電流計５２０に流れないため、図９に示すように、電流値を検出することができない。
【００４７】
従って、本実施形態の遮断検出回路５００においては、電流計５２０が検出する電流値を監視し、電流を検出することができなくなった時に、ブレーカ５２０が遮断状態であることを検出することができる。また、遮断手段が遮断状態であるときに、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがないので、並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。
【００４８】
[第４実施形態の別の例]
上記第４実施形態では、電流検出手段として電流計５２０を使用したが、これに限られるものではなく、例えばオペアンプとシャント抵抗（電流検出用の抵抗）とからなる電流検出手段（電流検出回路）を使用するものであってもよい。図８は第４実施形態の別の例の遮断検出回路の構成を示す図である。遮断検出回路５００は、遮断手段としてのブレーカ５１０と、シャント抵抗５３０と、オペアンプ５５０とを含む。ブレーカ５１０とシャント抵抗５３０とは直列に接続されており、ブレーカ５１０は一端に太陽光パネルからの出力電圧が供給され、他端がシャント抵抗５３０を介してバスバー５４０に電気接続されている。また、オペアンプ５５０はシャント抵抗５３０の両端の電位差を入力する。
【００４９】
そして、当該構成において遮断検出回路５００は、正常動作時、すなわちブレーカ５１０が遮断状態でないときは、電流が流れているため、ブレーカ５１０と直列に接続されているシャント抵抗５３０の両端で電圧降下が発生する。一方、ブレーカ５１０が遮断状態であるときは、電流がシャント抵抗５３０に流れないため、シャント抵抗５３０の両端の電位は同電位となる。
【００５０】
従って、本別の例の遮断検出回路５００においては、シャント抵抗５３０の両端の電圧を比較し、同電位となったときにブレーカ５１０が遮断状態であることを検出することができる。また、遮断手段が遮断状態であるときに、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがないので、並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。
【００５１】
[第５実施形態]
図１０は、本発明の第５実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。遮断検出回路６００は、遮断手段としてのブレーカ６１０と、抵抗６２０,６２０と、１次コイル６３０と、２次コイル６４０とを含む。ブレーカ６１０は一端に１次コイル６３０を介して太陽光パネルからの出力電流が供給され、他端がバスバー６５０に電気接続されている。また、１次コイル６３０と２次コイル６４０とは対向して配置されており（なお、電池結合されていれば対向配置されてなくてもよい）、第１コイル６３０に電流を流すと、相互誘導作用により２次コイル６４０に起電力が誘起され、当該起電力による電流が抵抗６２０,６２０に流れる。
【００５２】
図１１は本実施形態の遮断検出回路の出力信号波形を示す図であり、時間ｔ０〜ｔ１において、ブレーカ６１０は遮断状態ではなく、時間ｔ１以降においてブレーカ６１０は遮断状態である。遮断検出回路６００は、正常動作時、すなわちブレーカ６１０がが遮断状態でないときは、電流は流れてるが、電流の変化率はほぼ一定であるため、１次コイル６３０に発生する起電力は大きくなく、よって、１次コイル６３０によって誘起され、２次コイル６４０に発生する起電力に与える影響は小さいので、２次コイル６４０の出力信号は、図１１に示すように一定である。これに対して、ブレーカ６１０が遮断状態であるときは、ブレーカ６１０が遮断状態になるほどに大きな電流が流れていた状態から、電流が流れない状態に変化する、すなわち電流の変化率が極めて大きくなるため、１次コイル６３０に発生する起電力は大きく、よって、１次コイル６３０によって誘起され、２次コイル６４０に発生する起電力に与える影響は大きく、２次コイル６４０の出力信号は、図１１に示すように、一時的に変化する。
【００５３】
従って、本実施形態の遮断検出回路６００においては、２次コイル６４０の出力信号を検出（監視）し、一定であった出力信号が変動した時に、ブレーカ６１０が遮断状態であることを検出することができる。また、遮断手段が遮断状態であるときに、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがないので、並列接続されている他の回路のメンテナンス性の低下や絶縁抵抗測定の正確性を損なうことがない。
【００５４】
[その他]
上記第１実施形態及び第２実施形態において、入力電圧をＥ型ＮＭＯＳのゲート又はＤ型ＰＭＯＳのゲートで直接受けることとしているが、抵抗やコンデンサ等を介して各ゲートが入力電圧を受けることとしてもよい。また、上記第３実施形態において、入力電圧をコンデンサで直接受けることとしているが、抵抗等を介してコンデンサが入力電圧を受けることとしてもよい。
【００５５】
上記第１実施形態及び第２実施形態において、トランジスタとしてＥ型ＮＭＯＳ又はＤ型ＰＭＯＳを使用したらこれに限られるものではなく、例えばバイポーラトランジスタを使用することとしてもよい。バイボーラトランジスタを使用する場合にはバイポーラトランジスタのベースで入力電圧を受けるか、又は上述したように抵抗やコンデンサ等を介してバイポーラトランジスタのベースで入力電圧を受けることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、遮断手段が遮断状態であるか否かを検出する遮断検出回路及びこれを備える発電システムに利用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１００  太陽光パネル
１１０  太陽光ストリング
１２０  太陽光アレイ
１３０  接続箱
１４０  パワーコンディショナ（電力変換装置）
２００  遮断検出回路
２１０  ブレーカ（遮断手段）
２３０  Ｅ型ＮＭＯＳ
３００  遮断検出回路
３１０  ブレーカ（遮断手段）
３３０  Ｄ型ＰＭＯＳ
４００  遮断検出回路
４１０  ブレーカ（遮断手段）
４３０  コンデンサ
５００  遮断検出回路
５１０  ブレーカ（遮断手段）
５２０  電流計
５５０  オペアンプ
６００  遮断検出回路
６１０  ブレーカ（遮断手段）
６３０  １次コイル
６４０  ２次コイル
【図１】
2013031673.tif 000003
【図２】
2013031673.tif 000004
【図３】
2013031673.tif 000005
【図４】
2013031673.tif 000006
【図５】
2013031673.tif 000007
【図６】
2013031673.tif 000008
【図７】
2013031673.tif 000009
【図８】
2013031673.tif 000010
【図９】
2013031673.tif 000011
【図１０】
2013031673.tif 000012
【図１１】
2013031673.tif 000013
【図１２】
2013031673.tif 000014
【図１３】
2013031673.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月28日(2014.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置からバスバーへの電力供給を遮断する遮断手段と、
前記発電装置と前記バスバーとに接続されて前記遮断手段の遮断状態を検出する遮断状態検出回路とを備え、
前記遮断状態検出回路は、前記遮断手段が遮断状態となったときに、前記発電装置側から前記バスバー側に直流電流を流さないものであって、前記発電装置と前記バスバーとをつなぐ経路上に直流成分を遮断する素子を含むことを特徴とする遮断検出回路。
【請求項２】
発電装置からバスバーへの電力供給を遮断する遮断手段と、
前記遮断手段の前記発電装置側及び前記バスバー側の少なくとも一方に接続されて前記遮断手段の遮断状態を検出するものであって、前記遮断手段が遮断状態となったときに、前記発電装置側から前記バスバー側に直流電流を流さない遮断状態検出回路を備え、
前記遮断状態検出回路は、第１の端子と、第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に流れる電流を制御する制御端子と、を有するトランジスタを含み、
前記第１の端子は前記バスバーに接続され、前記制御端子は前記遮断手段において前記発電装置からの直流電圧が供給される一端に接続されており、
前記第２の端子の電圧に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することを特徴とする遮断検出回路。
【請求項３】
発電装置からバスバーへの電力供給を遮断する遮断手段と、
前記遮断手段の前記発電装置側及び前記バスバー側の少なくとも一方に接続されて前記遮断手段の遮断状態を検出するものであって、前記遮断手段が遮断状態となったときに、前記発電装置側から前記バスバー側に直流電流を流さない遮断状態検出回路を備え、
前記遮断状態検出回路は、コンデンサを含み、
前記コンデンサの一端は前記遮断手段において前記発電装置からの直流電圧が供給される一端に接続され、
前記コンデンサの他端の電圧に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することを特徴とする遮断検出回路。
【請求項４】
前記発電装置と、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の遮断検出回路と、
を備える発電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
なお、図１２では、太陽光アレイ１２０内の各太陽光ストリング１１０に含まれる太陽光パネル１００の数が異なるようになっているが、これは図示の都合上のものであって、各太陽光ストリング１１０に含まれる太陽光パネル１００の数は同一であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この構成によれば、発電装置とバスバーとをつなぐ経路上に直流成分を遮断する素子が含まれる。従って、発電装置からの直流電流が遮断状態検出回路を介してバスバーに流れることがない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明の遮断検出回路は、前記遮断状態検出回路は、前記発電装置と前記遮断手段との間に設けられる１次コイルと、前記１次コイルに電磁結合される２次コイルと、を含み、前記２次コイルを流れる電流に基づいて前記遮断手段の遮断状態を検出することが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
[第５実施形態]
図１０は、本発明の第５実施形態の遮断検出回路の構成を示す図である。遮断検出回路６００は、遮断手段としてのブレーカ６１０と、抵抗６２０,６２０と、１次コイル６３０と、２次コイル６４０とを含む。ブレーカ６１０は一端に１次コイル６３０を介して太陽光パネルからの出力電流が供給され、他端がバスバー６５０に電気接続されている。また、１次コイル６３０と２次コイル６４０とは対向して配置されており（なお、電磁結合されていれば対向配置されてなくてもよい）、第１コイル６３０に電流を流すと、相互誘導作用により２次コイル６４０に起電力が誘起され、当該起電力による電流が抵抗６２０,６２０に流れる。
【国際調査報告】
2013031673.tif 000016
2013031673.tif 000017
2013031673.tif 000018
2013031673.tif 000019