(57)【要約】【課題】直流発電モジュールのストリングを提供する。【解決手段】ストリングは第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された直流発電モジュールを含む。電力線が第１の端部において１つの直流発電モジュールに接続され、帰線が遠隔の第２の端部において別の１つの直流発電モジュールに接続される。第１のストリング保護装置が電力線に、第２のストリング保護装置が遠隔の第２の端部に配置されている。第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段を含み、第１及び第２のストリング保護装置のうちのもう一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段、地絡故障保護手段及び電力線または帰線と直列接続された遠隔制御スイッチを含む。【選択図】図３
2011091995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、
第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、
遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、
電力線に配置されたストリング保護装置とより成り、ストリング保護装置はある数のアーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成るストリング。
【請求項２】
ストリング保護装置は、第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールと共に配置されている請求項１のストリング。
【請求項３】
ストリング保護装置は、ストリングの電力線を流れる電流をモニターするか報告する構成を有する請求項１のストリング。
【請求項４】
ストリング保護装置はさらに過電流保護手段より成る請求項１のストリング。
【請求項５】
第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、
第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、
遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、
遠隔の第２の端部において電力線に配置されたストリング保護装置とより成り、ストリング保護装置はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成るストリング。
【請求項６】
ストリング保護装置は、ストリングの帰線を流れる電流をモニターするか報告する構成を有する請求項５のストリング。
【請求項７】
ストリング保護装置は、遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールと共に配置された請求項５のストリング。
【請求項８】
ストリングの第１の端部の電力線には逆電流、逆給電電流またはストリングの第１の端部から第２の端部の方へ流れる電流を阻止するためのダイオードが配置される請求項５のストリング。
【請求項９】
第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、
第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、
遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、
電力線に配置された第１のストリング保護装置と、
遠隔の第２の端部において帰線に配置された第２のストリング保護装置とより成り、
第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成り、
第１及び第２のストリング保護装置のうちのもう一方はある数の過電流保護手段、アー
ク故障保護手段、逆電流保護手段、地絡故障保護手段及び電力線または帰線と直列接続された遠隔制御スイッチより成るストリング。
【請求項１０】
第２のストリング保護装置は遠隔の第２の端部に位置する請求項９のストリング。
【請求項１１】
第１及び第２のストリング保護装置のうちの少なくとも一方はストリングの電力線または帰線を流れる電流をモニターするか報告する構成を有する請求項９のストリング。
【請求項１２】
第２のストリング保護装置は遠隔の結合ボックス内に位置する請求項９のストリング。
【請求項１３】
第１及び第２のストリング保護装置のうちの少なくとも一方は第１の結合ボックス及び第２の結合ボックスのメイン直流バスからそれぞれ給電される請求項９のストリング。
【請求項１４】
第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はそれぞれ第１及び第２の結合ボックスの外部の電源から給電を受ける請求項９のストリング。
【請求項１５】
第２のストリング保護装置は遠隔の第２の端部にある複数の直流発電モジュールのうちの別のモジュールと作動的に連携する請求項９のストリング。
【請求項１６】
第２のストリング保護装置は遠隔の第２の端部にある複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールにより給電される請求項１５のストリング。
【請求項１７】
第１の端部にある複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールは第１の直流発電モジュールであり、複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールは第２の直流発電モジュールであり、遠隔の第２の端部にある複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールは第３の直流発電モジュールであり、第３の直流発電モジュールは第１の電力端子及び帰線に接続された第２の電力端子を含み、第２の直流電源発電モジュールは第１の電力端子と、第３の直流発電モジュールの第１の電力端子に接続された第２の電力端子とを含み、第２のストリング保護装置は第３の直流発電モジュールにより給電される請求項１６のストリング。
【請求項１８】
第２のストリング保護装置は第３の直流発電モジュールの第１の電力端子及び第２の電力端子のうちの少なくとも一方を断路する構成を有する請求項１７のストリング。
【請求項１９】
第２のストリング保護装置は第３の直流発電モジュールの第１の電力端子及び第２の電力端子の両方を断路する構成を有する請求項１７のストリング。
【請求項２０】
第２のストリング保護装置は、過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段のうちの少なくとも１つに応答して複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールをストリングから隔離する構成を有する請求項９のストリング。
【請求項２１】
第２のストリング保護装置は、複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールがストリングから隔離されているか否かに拘らず遠隔の第２の端部にある複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールから給電を受ける請求項２０のストリング。
【請求項２２】
第２のストリング保護装置は、複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールがストリングから隔離されているか否かに拘らず複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールにより発生される電流及び電圧を測定する構成を有する請求項２０のストリング。
【請求項２３】
第１及び第２のストリング保護装置はそれぞれストリングの電力線及び帰線をトリップして開放する構成を有し、第１及び第２のストリング保護装置はさらに、第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方によるトリップがもう一方のストリング保護装置のトリップを引き起こすように互いに通信する構成を有する請求項９のストリング。
【請求項２４】
第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はそれぞれストリングの電力線及び帰線をトリップして開放する構成を有し、第１及び第２のストリング保護装置のうちのもう一方は遠隔制御スイッチを有し、第１及び第２のストリング保護装置はさらに、トリップが起こると遠隔制御スイッチが電力線及び帰線のうちの一方をトリップして電力線及び帰線の両方が開放されるように互いに通信する構成を有する請求項９のストリング。
【請求項２５】
第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、
第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、
遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、
電力線と作動的に連携するある数の第１の保護装置と、
各々が複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールのところにある複数の第２のストリング保護装置とより成り、
ある数の第１の保護装置及び複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ、ある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成るストリング。  
【請求項２６】
複数の直流発電モジュールは光電発電モジュールであり、複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ光電発電モジュールのうちの対応するモジュールにおける電流、電圧及び照度をモニターする構成を有する請求項２５のストリング。
【請求項２７】
複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段のうちの少なくとも１つに応答して複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールをストリングから隔離する構成を有する請求項２５のストリング。
【請求項２８】
複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールはジャンクションボックスを含み、複数の第２のストリング保護装置のうちの１つはジャンクションボックスと一体的である請求項２７のストリング。
【請求項２９】
複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールはジャンクションボックスを含み、複数の第２のストリング保護装置のうちの１つはジャンクションボックスと作動的に連携する請求項２７のストリング。
【請求項３０】
ある数の第１の保護装置は、複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールと直流電力バスとの間の電力線にある第３のストリング保護装置と、直流電力バスとインバータとの間のメイン給電ラインにある第４のストリング保護装置と、結合ボックス内の第５のストリング保護装置とより成る群から選択される請求項２５のストリング。
【請求項３１】
複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ、遠隔場所へその状態を通信する構成を有し、複数の直流発電モジュールのそれぞれの状態を測定可能である請求項１５のストリング。
【請求項３２】
ストリングの電力線に作動的に連携するある数の第１のストリング保護装置は遠隔場所へその状態を通信する構成を有し、ストリングの状態をさらに測定可能である請求項３１のストリング。
【請求項３３】
第１の結合ボックス、
第２の結合ボックス、
第１の結合ボックスと第２の結合ボックスの間を延びる複数のストリングより成り、
複数のストリングはそれぞれ、
第１の端部及び反対の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、
第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、
反対の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、
各ストリングの電力線に配置された第１のストリング保護装置と、
反対の第２の端部において各ストリングの帰線に配置された第２のストリング保護装置とより成り、
第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成り、
第１及び第２のストリング保護装置のうちのもう一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段、地絡故障保護手段及び電力線または帰線と直列接続された遠隔制御スイッチより成り、
複数のストリングにとって、第１及び第２の結合ボックスのうちの一方は第１の端部に位置し、
複数のストリングにとって、第１及び第２の結合ボックスのうちのもう一方は反対の第２の端部に位置し、
複数のストリングの電力線は第１の結合ボックス内に位置し、
複数のストリングの帰線は第２の結合ボックス内に位置するシステム。
【請求項３４】
第１の結合ボックス内に位置する複数の第１及び第２のストリング保護装置は第１の結合ボックス内の直流バス電圧から給電され、第２の結合ボックス内に位置する複数の第１及び第２のストリング保護装置は第２の結合ボックス内の直流バス電圧により給電される請求項３３のシステム。
【請求項３５】
第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された直流発電モジュールと、
第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールと接続された電力線と、
遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールと接続された帰線と、
複数のストリング保護装置とより成り、複数のストリング保護装置はそれぞれ遠隔の第２の端部の電力線及び帰線並びに複数の直流発電モジュールのうちの１つのうちの少なくとも１つと作動的に連携し、複数のストリング保護装置はそれぞれ、ある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成り、
複数のストリング保護装置のうちの１つはストリングの通常の状態を測定し、それに応答して信号を送信する構成を有し、
複数のストリング保護装置のうちの別の１つの保護装置は前記信号を受信し、それに応答して複数の直流発電モジュールのうちの対応する１つのモジュールと、少なくとも別の１つのモジュールとの直列接続関係を維持する構成を有するストリング。
【請求項３６】
複数のストリング保護装置のうちの１つの保護装置は第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに隣接し、複数のストリング保護装置のうちの別の１つの保護装置は遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに隣接する請求項３５のストリング。
【請求項３７】
前記信号は、無線信号、有線信号、及び複数の直流発電モジュール間の電力導体を流れる電力線キャリア信号より成る群から選択される請求項３５のストリング。
【請求項３８】
複数のストリング保護装置のうちの別の１つの保護装置は、前記信号を受信しないと、それに応答して、複数の直流発電モジュールのうちの対応する１つのモジュールを複数の直流発電モジュールのうちの少なくとも別の１つのモジュールから隔離する構成を有する請求項３５のストリング。
【請求項３９】
複数のストリング保護装置は、ストリングの通常の状態を測定し、それに応じて、複数のストリング保護装置のうちの他の保護装置へ対応する信号を送信する構成を有する請求項３５のストリング。
【請求項４０】
複数のストリング保護装置はそれぞれ、複数の直流発電モジュール、結合ボックスまたはインバータのうちの１つと作動的に連携する請求項３９のストリング。
【請求項４１】
前記信号はストリングの通常の状態に対応する作動状態と、ストリングの故障状態に対応する非作動状態を含み、複数のストリング保護装置のうちの別の１つの保護装置は通常の状態を有する前記信号を受信し、それに応答して、複数の直流発電モジュールのうちの対応する１つのモジュールと、複数の直流発電モジュールのうちの少なくとも別の１つのモジュールとの直列接続を維持し、通常の状態を有する前記信号を受信しないと、それに応答して、複数の直流発電モジュールの対応する１つのモジュールを複数の直流発電モジュールのうちの少なくとも別の１つのモジュールから引き離す構成を有する請求項３５のストリング。
【請求項４２】
前記信号はストリングの通常の状態に対応する作動状態と、ストリングの故障状態に対応する作動状態とを含み、前記信号の不存在または減衰はストリングの故障を示す請求項３５のストリング。
【請求項４３】
複数のストリング保護装置は保守機能のために前記信号を使用する構成を有する請求項３５のストリング。
【請求項４４】
保守機能は、複数の直流発電モジュールまたは複数のストリング保護装置のうちの対応する１つのモジュールまたは保護装置の可能化及び複数の直流発電モジュールまたは複数のストリング保護装置のうちの対応する１つのモジュールまたは保護装置の不能化より成る群から選択される請求項４３のストリング。
【請求項４５】
保守機能は対応する結合ボックスまたはインバータの可能化と、対応する結合ボックスまたはインバータの不能化とより成る群から選択される請求項４３のストリング。
【請求項４６】
複数のストリング保護装置は、ストリングの故障状態またはストリングの健全性を遠隔場所に報告し、複数のストリング保護装置のうちの何れの保護装置が故障状態を報告したか、または健全性を報告しなかったに基づいて故障場所を突き止める構成を有する請求項３５のストリング。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
【発明の分野】
【０００２】
開示された発明思想は一般的にストリングに係るものであり、さらに詳細には、例えば光電発電モジュールのような複数の直流発電モジュールを有するかかるストリングに係る。開示された発明思想はまた、複数の直流発電モジュールを有する多数のストリングを含む、システム、単一ストリング、アレイを構成する多数のストリング、及びストリングアレイのような多数のアレイに係る。
【背景情報】
【０００３】
光電（ＰＶ）（例えば、光電、太陽光発電）システムには、火災を発生する恐れのある短絡故障（例えば、限定の意図なしに、並列アーク故障）の下でストリングまたはストリングアレイによる発電を停止させる公知の機構は存在しないと思われる。例えば、ストリングの負荷端にあるヒューズはこの故障を阻止できない。例えば、アークはインバータまたは負荷に流れないエネルギーを消費する。
【０００４】
ストリングの負荷端にある１本の給電導体（例えば、ワイヤー、典型的には正のワイヤー）に保護装置（即ち、ヒューズ）を配置することにより、逆給電状態及び逆給電短絡状態に対する保護を与えるやり方は公知である。製造者によるが、保護装置（即ち、ヒューズ）は正または負の給電線に設ける。その土地の建築基準法によるが、系統をアースに接続するかまたは接続しない場合がある。公知の結合ボックスの一部には、遠隔端でなくて給電端にある接地されない系統の両方の導体にヒューズが設けたものがある。ストリングの遠隔端または帰導体にある光電発電モジュールには保護装置が使用されないと思われる。光電発電モジュールと帰導体の間の給電導体は全種類のアーク事象または短絡から保護されていないと思われる。
【０００５】
図１は、直列接続の直流発電モジュール８（例えば、光電発電モジュール）より成り並列接続した幾つかのストリングに２、４、６と、各ストリングの正の導体１２に配置した保護装置１０を示す。この保護装置１０はヒューズであり、対応のストリング２、４、６が短絡状態となって結合ボックス１６のメイン直流バス１４に接続されたそれ以外の光電発電モジュールのストリングにより逆給電される時、逆方向の過電流に対する保護を与える。
【０００６】
過電流保護のためにヒューズを、また、逆電流を阻止するためにダイオードを使用するのは公知である。直流発電モジュールの公知のストリング及びアレイは直列または並列アーク故障に対する保護を与えないと思われる。
【０００７】
複数の直流発電モジュールを含むストリングには電気的安全性の面で改良の余地がある。
【０００８】
複数の直流発電モジュールを有するストリングより成るストリングアレイのようなシステムには改良の余地がある。
【発明の概要】
【０００９】
上記及び他の需要は、例えば、そして、限定の意図なしに、「回路内」アーク（通称、直列アーク）または「短絡」アーク（通称、並列アーク）が発生した場合に、直流発電モ
ジュールの直列接続ストリングにおけるアークを検知し、電流を遮断する本願発明の実施例により充足される。これはまた、かかるストリングの導体と直流発電モジュール、及び発電ストリングから、隣接のストリングからの電流が結合され終端となる結合ボックスへ延びる導体を他の短絡状態から保護する。これは、本願発明がなければ保護されない、直流発電モジュールのストリングにおける電気火災の危険性を減少させるものである。
【００１０】
本願発明の１つの局面によると、ストリングは、第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、電力線に配置されたストリング保護装置とより成り、ストリング保護装置はある数のアーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成る。
【００１１】
本願発明の別の局面によると、ストリングは、第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、遠隔の第２の端部において電力線に配置されたストリング保護装置とより成り、ストリング保護装置はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成る。
【００１２】
本願発明の別の局面によると、ストリングは、第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、電力線に配置された第１のストリング保護装置と、遠隔の第２の端部において帰線に配置された第２のストリング保護装置とより成り、第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成り、第１及び第２のストリング保護装置のうちのもう一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段、地絡故障保護手段及び電力線または帰線と直列接続された遠隔制御スイッチより成る。
【００１３】
第１及び第２のストリング保護装置のうちの少なくとも一方は、ストリングの電力線または帰線を流れる電流をモニターするか報告する構成を有する。
【００１４】
第２のストリング保護装置は遠隔の結合ボックス内または遠隔の第２の端部に配置する。
【００１５】
第２のストリング保護装置は、複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールがストリングから隔離されているか否かに拘らず複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールにより発生される電流及び電圧を測定する構成を有する。
【００１６】
第１及び第２のストリング保護装置はそれぞれストリングの電力線及び帰線をトリップして開放する構成を有し、第１及び第２のストリング保護装置はさらに、第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方によるトリップがもう一方のストリング保護装置のトリップを引き起こすように互いに通信する構成を有する。
【００１７】
第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はそれぞれストリングの電力線及び帰線をトリップして開放する構成を有し、第１及び第２のストリング保護装置のうちのもう一方は遠隔制御スイッチを有し、第１及び第２のストリング保護装置はさらに、トリップ
が起こると遠隔制御スイッチが電力線及び帰線のうちの一方をトリップして電力線及び帰線の両方が開放されるように互いに通信する構成を有する。
【００１８】
本願発明の別の局面によると、ストリングは、第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、電力線と作動的に連携するある数の第１の保護装置と、各々が複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールのところにある複数の第２のストリング保護装置とより成り、ある数の第１の保護装置及び複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ、ある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成る。  
【００１９】
複数の直流発電モジュールは光電発電モジュールであり、複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ光電発電モジュールのうちの対応するモジュールにおける電流、電圧及び照度をモニターする構成を有する。
【００２０】
複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段のうちの少なくとも１つに応答して複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールをストリングから隔離する構成を有する。
【００２１】
複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールはジャンクションボックスを含み、複数の第２のストリング保護装置のうちの１つはジャンクションボックスと一体的である。
【００２２】
複数の直流発電モジュールのうちの対応するモジュールはジャンクションボックスを含み、複数の第２のストリング保護装置のうちの１つはジャンクションボックスと作動的に連携する。
【００２３】
ある数の第１の保護装置は、複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールと直流電力バスとの間の電力線にある第３のストリング保護装置と、直流電力バスとインバータとの間のメイン給電ラインにある第４のストリング保護装置と、結合ボックス内の第５のストリング保護装置とより成る群から選択される。
【００２４】
複数の第２のストリング保護装置はそれぞれ、遠隔場所へその状態を通信する構成を有し、複数の直流発電モジュールのそれぞれの状態を測定可能である。
【００２５】
ストリングの電力線に作動的に連携するある数の第１のストリング保護装置は遠隔場所へその状態を通信する構成を有し、ストリングの状態をさらに測定可能である。
【００２６】
本願発明の別の局面によると、システムは、第１の結合ボックス、第２の結合ボックス、第１の結合ボックスと第２の結合ボックスの間を延びる複数のストリングより成り、  複数のストリングはそれぞれ、第１の端部及び反対の第２の端部を形成するために直列接続された複数の直流発電モジュールと、第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールに接続された電力線と、反対の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールに接続された帰線と、各ストリングの電力線に配置された第１のストリング保護装置と、反対の第２の端部において各ストリングの帰線に配置された第２のストリング保護装置とより成り、第１及び第２のストリング保護装置のうちの一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成り、第１及び第２のストリング保護装置のうちのもう一方はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段、地絡故障保護手段及び電力線
または帰線と直列接続された遠隔制御スイッチより成り、複数のストリングにとって、第１及び第２の結合ボックスのうちの一方は第１の端部に位置し、  複数のストリングにとって、第１及び第２の結合ボックスのうちのもう一方は反対の第２の端部に位置し、複数のストリングの電力線は第１の結合ボックス内に位置し、複数のストリングの帰線は第２の結合ボックス内に位置する。
【００２７】
第１の結合ボックス内に位置する複数の第１及び第２のストリング保護装置は第１の結合ボックス内の直流バス電圧から給電され、第２の結合ボックス内に位置する複数の第１及び第２のストリング保護装置は第２の結合ボックス内の直流バス電圧により給電される。
【００２８】
本願発明の別の局面によると、ストリングは、第１の端部及び遠隔の第２の端部を形成するために直列接続された直流発電モジュールと、第１の端部において複数の直流発電モジュールのうちの１つのモジュールと接続された電力線と、遠隔の第２の端部において複数の直流発電モジュールのうちの別の１つのモジュールと接続された帰線と、複数のストリング保護装置とより成り、複数のストリング保護装置はそれぞれ遠隔の第２の端部の電力線及び帰線並びに複数の直流発電モジュールのうちの１つのうちの少なくとも１つと作動的に連携し、複数のストリング保護装置はそれぞれ、ある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段より成り、複数のストリング保護装置のうちの１つはストリングの通常の状態を測定し、それに応答して信号を送信する構成を有し、複数のストリング保護装置のうちの別の１つの保護装置は前記信号を受信し、それに応答して複数の直流発電モジュールのうちの対応する１つのモジュールと、少なくとも別の１つのモジュールとの直列接続関係を維持する構成を有する。
【００２９】
複数のストリング保護装置のうちのかかる別の１つの保護装置は、前記信号を受信しないと、それに応答して、複数の直流発電モジュールのうちの対応する１つのモジュールを複数の直流発電モジュールのうちの少なくとも別の１つのモジュールから隔離する構成を有する。
【００３０】
複数のストリング保護装置は、ストリングの通常の状態を測定し、それに応じて、複数のストリング保護装置のうちの他の保護装置へ対応する信号を送信する構成を有する。
【００３１】
前記信号はストリングの通常の状態に対応する作動状態と、ストリングの故障状態に対応する非作動状態を含み、複数のストリング保護装置のうちの別の１つの保護装置は通常の状態を有する前記信号を受信し、それに応答して、複数の直流発電モジュールのうちの対応する１つのモジュールと、複数の直流発電モジュールのうちの少なくとも別の１つのモジュールとの直列接続を維持し、通常の状態を有する前記信号を受信しないと、それに応答して、複数の直流発電モジュールの対応する１つのモジュールを複数の直流発電モジュールのうちの少なくとも別の１つのモジュールから引き離す構成を有する。
【００３２】
前記信号はストリングの通常の状態に対応する作動状態と、ストリングの故障状態に対応する作動状態とを含み、前記信号の不存在または減衰はストリングの故障を示す。
【００３３】
複数のストリング保護装置は、ストリングの故障状態またはストリングの健全性を遠隔場所に報告し、複数のストリング保護装置のうちの何れの保護装置が故障状態を報告したか、または健全性を報告しなかったに基づいて故障場所を突き止める構成を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、直流発電モジュールの複数のストリングと、正の導体に位置する各ストリングの単一の保護装置とを示す概略的ブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、直流発電回路において発生の可能性がある故障及びその場所を示す複数のストリングの概略的ブロック図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、直流発電回路において発生の可能性がある故障及びその場所を示す複数のストリングの概略的ブロック図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、直流発電回路において発生の可能性がある故障及びその場所を示す複数のストリングの概略的ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施例による、正の給電導体に設けた第１のストリング保護装置及びストリングの遠隔端の帰導体に設けた第２のストリング保護装置を示す概略的ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施例による、複数のストリングの各直流発電モジュールに設けたストリング保護装置を示す概略的ブロック図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施例による、ストリングの中間で短絡状態となったストリングの各端部のストリング保護装置、別の直流発電モジュールにあるストリング保護装置及び第１と第２のストリング保護装置の間の通信を示す概略的ブロック図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施例による、多数のストリング及びストリングアレイの各端部にある結合ボックスを示す概略的ブロック図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施例による、ストリング保護装置の概略的ブロック図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施例による、遠隔のストリング保護装置を含むストリングの概略的ブロック図である。
【図９】図９は、本発明の別の実施例による、結合ボックス内のストリング保護装置を含むストリングの概略的ブロック図である。
【好ましい実施例の説明】
【００３５】
本明細書に使用する用語「ある数」は、１または１より大きい整数（即ち、複数）を意味する。
【００３６】
本願に用いる用語「プロセッサ」は、データを記憶し、取り出しそして処理できる予めプログラムされた、プログラム可能な、または専用の論理アナログ及び／またはデジタル装置、コンピュータ、ワークステーション、パソコン、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、メインフレームコンピュータ、ミニコンピュータ、サーバー、ネットワークされたプロセッサまたは任意適当な処理装置または処理デバイスまたは装置を意味する。
【００３７】
本明細書に用いる用語「短絡」は、反対極性またはアースへの突発故障またはアーク故障を意味する。
【００３８】
本明細書に用いる用語「突発故障」は、反対極性またはアースへの歴然たる、または直接の、もしくは適度に低いインピーダンスの電気的接続により典型的には電流が増加する故障を意味する。
【００３９】
本明細書に用いる用語「反対極性へのアーク故障」は、導電性プラズマを介する反対極性への電気的接続を意味する。例えば、そして限定の意図なく、かかるアーク故障は、（１）金属蒸気アーク（またはスパーク）、（２）比較的高温のイオン化された導電パスを必要とするプラズマアーク及び（３）電解質またはカーボントラッキングを介する絶縁能力の劣化を経験した表面上のアークを含むことができる。
【００４０】
本明細書に用いる用語「回路内アーク故障」または「回路内アーク」は、直列接続体における、または発電モジュール内部における、もしくは複数の発電モジュール間もしくは結合ボックスまたは任意の他の電気的接続部への、またはそれから延びる電気回路におけ
る、持続性アーク故障（例えば、プラズマ）を意味する。ここで直列とは、発電モジュールに対して直接的に並列なアーク発生を阻止する別の回路要素（例えば、インバータ）が存在することを意味する。
【００４１】
本明細書に用いる用語「開放回路」は、ストリングの直列接続体にアークを発生させない遮断を意味する。
【００４２】
本明細書に用いる用語「アーク故障回路遮断器」、「ＡＦＣＩ」及び「アーク故障保護手段」はアーク故障検知器及びかかるアーク故障検知器に応答する多数の直流スイッチを意味する。
【００４３】
本明細書に用いる用語「ストリング」は、複数の発電モジュールの電気的直列接続体を意味する。
【００４４】
本明細書に用いる用語ストリング保護装置はストリング及び／またはストリングの発電モジュールのための保護装置を意味する。ストリング保護装置は多数のＡＦＣＩ、過電流、逆電流及び／または地絡保護機能を含む。
【００４５】
本明細書に用いる用語「結合ボックス」は、複数のストリングの一端にヒューズが設けられ、保護されるボックス、包囲体または他の適当な構造を意味する。結合ボックスは幾つかのストリングからの直流電流を並列的に結合する。
【００４６】
本明細書に用いる用語「直流発電モジュール」は、光電発電モジュール、バッテリーまたは燃料電池を意味する。
【００４７】
本明細書に用いる用語「電力線」は、一般的にストリングの給電端にある電力導体を言うものである。
【００４８】
本明細書に用いる用語「帰線」は、一般的にストリングの遠隔端から給電端へ延びる電力導体をいう。
【００４９】
発電モジュールの光電ストリングは複数の発電モジュールの直列接続体の一例である。「回路内アーク」は例えば、複数の発電モジュールの直列接続体より成る電気回路が負荷の存在下で開いてギャップで持続するアークを発生させる時に生じる。
【００５０】
「短絡アーク」は例えば、反対極性またはアースへの別の短絡経路（例えば、「通常の」導電経路、例えば、インバータの所の帰導体から全発電モジュールを通って給電導体に至り、インバータへ戻る経路からの変化）が生じた時に発生することがある。
【００５１】
短絡は、例えば、そして限定の意図なく、従来の保護機能が別の経路を辿る電流を検知するか、保護することができず、過大な電流が流れて過熱状態を発生させるかアークにより火災が生じる恐れのある、別の、そして望ましくない電気経路を形成する。
【００５２】
別の短絡経路（例えば、上述した望ましくない電気経路）は隣接するストリングから短絡経路への逆給電電流により過電流を発生させる恐れがある。
【００５３】
短絡経路は直列接続の発電モジュールに沿う任意の点において生じることがある。
【００５４】
短絡経路はまた、共通の場所または経路を辿る幾つかのストリングから、あるいは接地したフレーム、導管または導体への帰導体または給電導体間で生じることがある。
【００５５】
本発明を複数の光電発電モジュールを含むストリングに関連して説明するが、その発明思想は複数の直流発電モジュールを含むストリングまたはストリングアレイに適用可能である。
【００５６】
図２Ａ−２Ｃは、直流発電回路２０において発生の恐れがある短絡（並列）及び回路内アーク故障とそれらの場所を示す。回路内アーク故障は直列接続のストリングに発生し、例えば、不具合のあるプラグまたは電気的接続部もしくは破損した導体または緩くなったヒューズクリップにより生じる。回路内アークは単一の場所（例えば、結合ボックス２４内の保護装置２２）で検知することが可能であり、対応のストリング２６、２８、３０、３２を開いてアークを停止させ回路２０を保護することが可能である。
【００５７】
図２Ａは、（発電モジュール８からの）正極の導体が破損して帰導体３６に接触する遠隔側短絡／給電側開放故障３４を示す。図２Ｂは、（発電モジュール８からの）負極の導体が破損して帰導体４０に接触する給電側短絡／遠隔側開放故障３８を示す。図２Ｃは、ピンチ接続点の導体が帰導体４４に接触するピンチ短絡故障４２を示す。アークは、例えばＡ６４（遠隔）、Ｂ６６（中間）、Ｃ７０（近傍）のような種々の場所で発生することがある。
【００５８】
図２Ａを参照して、位置Ａ４６において、（正極の破損した導体４８が帰導体３６に接触する遠隔側短絡／給電側開放により発生した）アークは、図２Ａで見てストリング２８の左の第１の発電モジュール８の電圧及び電流ＩＡ（アークインピーダンスによる）に遭遇し、一方、ストリング２８の残部は負荷（給電端）の方に開いた状態である。位置Ｂ５０において、アーク５１は比較的大きい、ストリング全長による電圧及び電流ＩＢに遭遇するが、ストリング３０の残部は負荷（給電端）の方に開いている。
【００５９】
図２Ｂにおいて、（例えば、負極の破損した導体５２が帰導体４０に接触する給電側短絡／遠隔側開放により発生した）別のアーク３８を示す。位置Ａ５４において、ストリング２６は短く、１個の発電モジュール８であり、アーク電圧はメインバス５６の電圧と短絡したストリングの電圧との間の差であり、ストリング電圧及び電流ＩＡは減少する（あたかも回路内アークのように）。位置Ｂ５８において、ストリング２８は逆給電状態にあり、アーク電圧はバス（アレイ）電圧から作動状態の発電モジュール８の順方向バイアスされた光電ダイオード（図示せず）のＩＲ降下を差し引いたものであり、アーク電流ＩＢは比較的小さく逆方向で、比較的小さい。位置Ｃ６０において、最後の接続発電モジュール８（図２Ｂにおいてストリング３０の右のモジュール）は逆給電状態にあり、アーク電圧はバス（アレイ）電圧から最後の発電モジュール８の順方向バイアス光電ダイオード（図示せず）のＩＲ降下を差し引いたものであり（例えば、限定の意図なく−３５０ボルト直流）、ただ１個のストリングが接続されておれば、電圧はそれより格段に少ないかまたはインバータの適応制御により消滅し、これら全ての場合において、アークは短いストリング上の回路内のものとしてふるまうが、これはインバータがアークをモジュールから分離するためであり、ストリング電流ＩＣは比較的大きく逆方向である。
【００６０】
図２Ｃにおいて、（例えば、発電モジュール８間の相互接続導体６２が帰線４４に接触するピンチ短絡により発生した）別のアーク４２を示す。位置６４Ａにおいて、並列故障インピーダンスは遠隔側モジュールより成るストリングの一部と給電側モジュールより成るストリングの一部とによって共有される。２つの循環電流（図２Ｃに関して時計方向であると定義される）は相殺されてアーク電流を形成するが、これは遠隔側の電流から給電側の電流を差し引いたものである。アーク位置６４では、両方の電流を正にし、故障電流を短絡状態の単一モジュールの電流（比較的大きい）と負荷により吸引される電流（比較的小さい）との間の差電流にする、負荷に対する影響は最小である。故障が位置Ｂ６６及
びＣ７０の電力線（負荷）の「上部」の方へ進むにつれて、負荷（給電）電流は逆転し（特に、比較的多数のストリングが電気的に接続されてバス電圧をより「頑強」にする場合）、遠隔側の電流に数値加算されて故障に対して給電する。
【００６１】
図３は、正の電力線８２（例えば電力導体）における第１のストリング保護装置（ＳＰ）８０（例えば、限定の意図なくＡＦＣＩ）と、帰線８６（例えば、帰導体）における第２のＳＰ８４（例えば、限定の意図なくＡＦＣＩ）を示す。この構成は、例えば、ストリング８８における任意単一のアーク故障をその場所にかかわらず感知できる有利なものである。
【００６２】
例  １
実施例のストリング９０は、第１の端部９２及び遠隔の第２の端部９４を形成するように直列接続された複数の直流（ＤＣ）発電モジュール（ＥＧＭ）８と、第１の端部９２においてＤＣＥＧＭ８の１つと接続された電力線９６と、遠隔の第２の端部９４においてＤＣＥＧＭ８の別の１つと接続された帰線９８と、ストリング９０の帰線９８に配置されたＳＰ１００（例えば、限定の意図なくＡＦＣＩ）とを含む。以下において図７を参照して説明するように、ＳＰ１００はある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡故障保護手段を含む。
【００６３】
この例において、ＳＰ９９（例えば、限定の意図なくＡＦＣＩ）（ストリング９０の電力線９６にあって想像線で示す）は回路内（直列）のみの故障にとっては不要である。ダイオード１０１を電力線９６のストリング９０の第１の端部９２に設けるのが好ましい。これは第１の端部９２から第２の端部９４の方への逆方向電流、逆給電電流または第１の端部９２から第２の端部９４の方へ給電される電流をブロックすることにより（例えば、図示しない結合ボックス内の）ＳＰ９９を不要にし、また、帰線９８の第２の端部９４への単一のＳＰ１００の配置を可能にする。これはＳＰ９９を不要にするからコストを減少させ、また、ＳＰ１００における直流スイッチ（図示せず）の比較的低レベルの電流遮断定格を可能にする。
【００６４】
例  ２
この例のＳＰ１００は、ストリング９０の電力線９６を流れる電流をモニターするか報告する構成を有する。例えば、図７に示すように、この例のＳＰ１００は電流センサー１０２、アナログ・フロントエンド１０４及び感知されるストリング電流１０８をモニターし報告する（例えば、限定の意図なく通信ポート１１０を介して）プロセッサ１０６（例えば、限定の意図なくマイクロプロセッサ）を含む。このプロセッサ１０６はある数の（例えば、１個または一部または全部の）過電流保護ルーチン１１２、故障保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６、地絡保護ルーチン１１８を含む。
【００６５】
ルーチン１１４の非限定的な直流アーク故障検知／保護例は本願の一部として引用する米国特許第６，５７７，１３８号に開示されている。
【００６６】
直流地絡保護を使用する場合、例えば、そして限定の意図なく電流センサー１０２′及びアナログ・フロントエンド１０４′はストリング帰環電流１０８′をプロセッサ１０６へ提供し、ルーチン１１８が使用する。電流センサー１０２′は帰線９８上に配置されている。この電流センサー１０２′はアナログ・フロントエンド１０４′に電気的に接続されて、感知されるストリング帰環電流１０８′をプロセッサ１０６へ送る。ルーチン１１８は電流１０８と１０８′の差を算出して残りのまたは地絡電流が存在するか否かをチェックする。
【００６７】
例  ３
ＳＰ１００のこの例（図３）は、ストリング９０の遠隔の第２の端部９４において１つのＤＣＥＧＭ８と共に位置する。このＳＰ１００は設備更新に使用するのに有利であり、電気技術者は保護装置を設置し配線するために結合ボックス（例えば、図２Ａ−２Ｃの２４）に触らなくて済むものである。代わりに、電気技術者は最後のＤＣＥＧＭ８（図３を参照して、ストリング９０の左）にＳＰ１００を取り付けるだけでよい（例えば、限定の意図なくプラグで差し込む）。
【００６８】
例  ４
例１に多少似ているこの例では、ストリング８８（図３）は、第１の端部１２０及び遠隔の第２の端部１２２を形成するように直列接続された複数のＤＣＥＧＭ８と、第１の端部１２０においてＤＣＥＧＭ８の１つと接続された電力線８２と、遠隔の第２の端部１２２においてＤＣＥＧＭ８の別の１つと接続された帰線８６と、ストリング８８の電力線８２にある第１のＳＰ８０と、ストリング８８の帰線８６にある第２のＳＰ８４とを含む。ＳＰ１００のように、ＳＰ８０、８４はそれぞれある数の過電流保護手段、アーク故障保護手段、逆電流保護手段及び地絡保護手段を含む。ＳＰ８０、８４のうちの一方はまた、図５に関連して後述するように、それぞれ電力線８２または帰線８６に直列に接続された遠隔制御スイッチ（Ｓ）１６８を含むことができる。この例のストリング８８は故障１２４（例えば、限定の意図なく短絡、並列アーク故障）を含むが、かかる故障は異常であり、ＳＰ８０、８４の一方または両方により検知及び／または報告が可能であることが本願の教示からわかるであろう。
【００６９】
例えば、図２Ａに示す回路内アーク３４については、このアークは図３の第１及び第２のＳＰ８０、８４の両方により検知可能である。従って、ストリング８８の両端を第１及び第２のＳＰ８０、８４により開くことができる。あるいは、第２の（遠隔）ＳＰ８４が遠隔制御スイッチ１６８を含む場合（図５）、このスイッチは第１のＳＰ８０からの通信信号に応答して、ストリング８８の遠隔端１２２を開くことができる。
【００７０】
別例として、図２Ｃ及び３にそれぞれ示す並列アーク４２、１２４については、これらのアークは第１及び第２のＳＰ８０、８４の両方により検知可能である。従って、ストリング８８の両端１２０、１２２を第１及び第２のＳＰ８０、８４により開くことができる。あるいは、第２の（遠隔）ＳＰ８４が遠隔制御スイッチ１６８（図５）を含む場合、このスイッチは第１のＳＰ８０からの通信信号に応答して、ストリング８８の遠隔端１２２を開くことができる。この例では、第１のＳＰ８０だけでストリング８８をただ開くのは不適切であるが、その理由は、遠隔の発電モジュール８（例えば、図３に関して、ストリング８８の左）からの電圧により並列アーク１２４が持続するからである。従って、図３の構成は並列アーク１２４を検知してストリング８８の両端１２０、１２２を開くことにより遮断するのに有利である。
【００７１】
図３の例において、アーク１２４、１２６、１２８（例えば、発電モジュール８間の相互接続導体が８６におけるように帰線に接触する短絡アークタイプ３）を示す。位置Ａ１３０において、ストリング電流及び電圧が減少する。位置Ｂ１３２において、接続された最後の２つの発電モジュール８（例えば、図３においてストリング１３２の右）は逆給電される可能性があり、ストリング電流はかなり大きい（例えば、ＩＢ１３６が逆給電される）。位置Ｃ１３８において、１つの発電モジュール８（例えば、図３において、ストリング１３４の右）は比較的大きい逆電流により逆給電され、アーク電流は比較的大きい（例えば、ＩＣ１４０は逆給電され、比較的大きい電流である）。
【００７２】
図３において、ＳＰ８０、８４は電力線８２のような第１の導体と、帰線８６のような第２の導体とに配置される。帰線８６に第２のＳＰ８４を追加すると、例えば、正の電力線８２だけに単一の保護手段を設けた場合にその検知器だけでは検知できない単一の短絡
またはアーク事象を検知することができる。開示したＳＰ８０、８４、１００のうちの１つのような適当な保護装置１９６（例えば、限定の意図なくアーク故障及び／または地絡故障保護手段）をインバータ１７８と作動的に連携させることが可能である（例えば、限定の意図なくインバータ１７８内またはその場所に、断続スイッチ１９５に、断続スイッチ１９５とインバータ１７８の間に設ける）。
【００７３】
例  ５
この例の第２のＳＰ８４はストリング８８の遠隔の第２の端部１２２に配置される。
【００７４】
例  ６
図７のＳＰ１００と同様に、第１及び第２のＳＰ８０、８４のうちの少なくとも一方をストリング８８の電力線８２または帰線８６を流れる電流をモニターし、または報告する構成にすることが可能である。
【００７５】
例  ７
図６に示すように、第２のＳＰ８４は第２の（遠隔）結合ボックス１４２に配置可能であり、一方、第１のＳＰ８０は第１の（近傍）結合ボックス１４４に配置することができる。それ以外については、ストリング８８′は図３のストリング８８と同じかそれに似たものでありうる。
【００７６】
例  ８
図６において、第１のＳＰ８０Ａ及び第２のＳＰ８４は、第１の結合ボックス１４４及び第２の結合ボックス１４２のそれぞれメイン直流バスまたは電力線１４６から給電を受ける。
【００７７】
例  ９
第１のＳＰ８０Ａ及び第２のＳＰ８４はそれぞれ第１の結合ボックス１４４及び第２の結合ボックス１４２の外部の電源１４８及び１５０から給電を受ける。
【００７８】
例  １０
図８に示すように、第２の遠隔のＳＰ８４は遠隔の第２の端部１２２にあるＤＣＥＧＭ８（例えば、限定の意図なく図８に関連して、ストリング８８″の左のＤＣＥＧＭ８）と作動的に連携させることができる。
【００７９】
例  １１
第２のＳＰ８４は遠隔の第２端部１２２のＤＣＥＧＭ８の１つ（例えば、限定の意図なく図８に関連して、ストリング８８″の左のＤＣＥＧＭ８）により給電を受けることができる。
【００８０】
例  １２
図８は第１のＤＣＥＧＭ８Ｂ、第２のＤＣＥＧＭ８Ａ及び第３のＤＣＥＧＭ８を示し、この第３のＤＣＥＧＭ８はストリング８８″の遠隔の第２端部１２２にある。第３のＤＣＥＧＭ８は第１の電力端子１５２と、第２のＳＰ８４により帰線１５６に電気接続された第２の電力端子１５４を含む。第２のＤＣＥＧＭ８Ａは第１の電力端子１５８及び第３のＤＣＥＧＭ８４の第１の電力端子１５２に電気接続された第２の電力端子１６０を含む。第２のＳＰ８４は第３のＤＣＥＧＭ８により給電される。
【００８１】
例  １３
第２のＳＰ８４は第３のＤＣＥＧＭ８の第１の電力端子１５２及び第２の電力端子１５４のうちの少なくとも１つを遮断する構成を有する。例えば、図８は第２の電力端子１５
４の遮断を示す。
【００８２】
例  １４
図５のＳＰ８４Ｂは双極スイッチ１６０によるＤＣＥＧＭ１５８のジャンクションボックス（Ｊ−ｂｏｘ）１５６の第１の電力端子１５２Ａ及び第２の電力端子１５４Ａの両方の遮断を示す。
【００８３】
例  １５
図７のＳＰ１００と同様に、図３の第２のＳＰ８４または図５のＳＰ８４、８４Ｂは過電流保護ルーチン１１２、アーク故障保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６及び地絡故障保護ルーチン１１８のうちの少なくとも１つに応答して、対応のＤＣＥＧＭ８をそれぞれのストリング８４または２１０から隔離することができる。
【００８４】
例  １６
図５の例において、ＳＰ８４Ｂは、ＤＣＥＧＭ１５８が双極スイッチ１６０によりストリング２１０から切り離されるか否かに関係なくストリング２１０の遠隔端にある対応のＤＣＥＧＭ１５８により給電される。
【００８５】
例  １７
図７のＳＰ１００と同様に、ＳＰ８４Ｂは電流センサー１０２を流れる電流及び分圧器１６１（図７）を介してＤＣＥＧＭ１５８により発生される電圧を測定する構造にすることができる。
【００８６】
例えば、切り離された状態では、測定電流はＳＰ８４Ｂ（例えば、電源２７４）により挿入されるテスト「負荷」に過ぎず、隔離されていなければ、測定電流はＳＰ８４Ｂの負荷電流にストリング２１０の電流を加算したものである。
【００８７】
例  １８
図５に関連して後述するように、図３の第１のＳＰ８０及び第２のＳＰ８４は、ストリング８８の電力線８２及び帰線８６をそれぞれトリップし、また、（例えば、限定の意図なく電力線キャリア（ＰＬＣ）信号（例えば、限定の意図なくトーン）、有線通信信号、無線通信信号を用いることにより）相互間で通信することにより、第１及び第２のＳＰ８０、８４のうちの一方によるトリップが第１及び第２のＳＰ８０、８４のもう一方によるトリップを引き起こすようにすることができる。例えば、図５は、第１のＳＰ８０内の送信機（Ｔｘ）１６２と、信号１６６を用いて送信機と通信可能な第２のＳＰ８４内の受信機（Ｒｘ）１６４と示す。第２のＳＰ８４にも、信号（図示せず）を用いて第１のＳＰ８０内の受信機（図示せず）と通信可能な送信機（図示せず）を設けてもよいことがわかるであろう。
【００８８】
例  １９
例１８に関して、例えば、第１及び第２のＳＰ８０、８４の一方が遠隔制御スイッチ（Ｓ）１６８（例えば、そして限定の意図なく第２のＳＰ８４に図示するように）を含む場合、第１のＳＰの送信機１６２から第２のＳＰの受信機１６４への信号１６６の送信により、電力線８２の第１のＳＰ８０によるトリップにより遠隔制御スイッチ１６８が帰線８６をトリップして、電力線８２と帰線８６の両方が開くようにしてもよい。遠隔制御スイッチ１６８が第１のＳＰ８０の一部を形成するようにして、第２のＳＰの送信機（図示せず）から第１のＳＰの受信機（図示せず）への信号（図示せず）の送信により帰線８６の第２のＳＰ８４によるトリップが遠隔制御スイッチ１６８をして電力線８２をトリップせしめることにより、電力線８２と帰線８４が共に開くようにすることができる。
【００８９】
例  ２０
図４は各ＤＣＥＧＭ８ＣのＳＰ１７０（例えば、限定の意図なくＡＦＣＩ）を示す。複数のＳＰ１７０は、例えば、複数の短絡パスの短絡循環電流を感知可能である。図４において、アークタイプ及び位置Ａ１７２、Ｂ１７４及びＣ１７６は図３の対応のアークタイプ及び位置と同一であるか類似であろう。図４のこの構成は最大の保護を提供し、例えば、ストリングにおける、ＤＣＥＧＭ８Ｃの１つ及びＤＣＥＧＭ８Ｃの間の接続導体の全てのアーク及び短絡事象を感知することができる。ＳＰ１７０を各ＤＣＥＧＭ８Ｃに設けることにより、多数の故障を検知することができる。これによりシステム２０８の検知及び保護能力が改善され、例えば、ストリング１８０、２０２、２０４、２０６または１９０のような帰線のどこに短絡またはアーク事象が多数または同時に発生してもそれを検知することができる。
【００９０】
メインバス５６に最も近いＤＣＥＧＭ８ＣのＳＰ１７０は通常の条件下で順方向電流を感知し、任意の短絡状態下で逆方向（逆給電）電流を感知（例えば、限定の意図なくＳＰ１７０の電流センサー１０２（図７）を用いることにより）可能である。逆給電電流を感知できることにより、かかるＳＰにコマンドを与えてかかる逆給電電流の流れを終了させることが可能である。逆給電電流は、発電モジュール８Ｃを過熱し、インバータ（例えば、中央インバータ）１７８またはその負荷（図示せず）へ送られる正味電流を減少させるため望ましくない。逆給電電流は順方向給電電流よりも大きい場合がある。
【００９１】
図２Ａの２２のような従来のヒューズは通常、ストリング２６の順方向短絡電流（Ｉｓｃ）の１．５６倍の大きさである。電流が過大になると火災を発生させる危険がある。図４のストリング１８０の対応のＤＣＥＧＭ８Ｃに位置するＳＰ１７０は択一的な短絡パスの任意の１つを循環する電流を位置Ａ１７２、Ｂ１７４またはＣ１７６で感知することができる。故障を感知するにあたり、このＳＰ１７０にコマンドを与えて電流を遮断し故障を除去することができる。故障は依然として存在するが、隔離スイッチ１８２（図７）を開くと危険な電流が緩和されそして／またはかかる電流の流れが阻止される。各発電モジュール８ＣにＳＰ１７０を配置するため、例えば、発電ストリング１８０及びその接続導体に同時的に発生する多数の故障及びアークまたは短絡事象を全て感知することができる。
【００９２】
実施例のストリング１８０は、第１の端部１８４及び遠隔の第２の端部１８６を形成するように直列接続された複数のＤＣＥＧＭ８Ｃと、第１の端部１８４においてＤＣＥＧＭ８の１つの接続された電力線１８８と、遠隔の第２の端部１８６において別のＤＣＥＧＭ８Ｃに接続された帰線１８０と、ストリング１８０の電力線１８８と作動的に連携するある数の第１の保護装置１９２（例えば、限定の意図なくＡＦＣＩ）と、複数の第２のＳＰ１７０とを含む。第２のＳＰ１７０はそれぞれ複数のＤＣＥＧＭ８Ｃのうち対応する１つのＤＣＥＧＭ８Ｃにある。ある数の第１の保護装置１９２及び複数の第２のＳＰ１７０はそれぞれ、ある数の過電流保護手段、アーク故障器、逆電流保護手段及び地絡保護手段を含む。例えば、そして限定の意図なくある数の第１の保護装置１９２及び複数の第２のＳＰ１７０は図７のＳＰ１００と同一または類似でありうる。この構成によりストリング１８０全体及び全ての回路導体（例えば、１９４）が多数のそして同時的な短絡及びアーク事象から保護されるため有利であることがわかるであろう。
【００９３】
例  ２１
ＤＣＥＧＭ８Ｃは光電発電モジュールであり、対応する光電発電モジュールにおける電流、電圧及び照度をモニターする構成を備えたＳＰ１７０を有する。図７のＳＰ１００と同様に、ＳＰ１７０は電流（Ｉ）及び電圧（Ｖ）をモニターできる。照度はモジュールの電圧及び電流特性を知ることにより間接的に算出可能である。
【００９４】
例  ２２
第２のＳＰ１７０は、それぞれ、図７の過電流保護ルーチン１１２、アーク故障保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６及び地絡故障保護ルーチン１１８の少なくとも１つに応答して対応のＤＣＥＧＭ８Ｃをストリング１８０から切り離す構成を備えることができる。
【００９５】
例  ２３
第２のＳＰ１７０を対応するＤＣＥＧＭ８Ｃと一体的なもの（例えば、限定の意図なくその内部）として示したが、第２のＳＰ１７０を対応するＤＣＥＧＭ８Ｃと作動的に連携させることができる。例えば、図５に示すように、ＤＣＥＧＭ１５８Ａはジャンクションボックス（Ｊボックス）１５６Ａを含み、ＳＰ８４Ｃはジャンクションボックス１５６Ａと一体的である。
【００９６】
第２の遠隔ＳＰ８４を、ＤＣＥＧＭ１５８Ａのジャンクションボックス１５６Ａと一体的なＳＰ８４Ｃと同一または同様ま構成にできることがわかるであろう。第２のＳＰ８４はストリング２１０の遠隔端２２２のＤＣＥＧＭ上にある。これにより、２１２のような並列補償に対処し、最後のＤＣＥＧＭから給電を受け、故障を検知してそのＤＣＥＧＭの何れかの側または両側をトリップする能力が得られる。ストリング保護装置は、故障（例えば、限定の意図なくアーク、逆電流）をその位置に拘らず検知したら、回路を開く。故障個所を迅速に突き止めるために、図７の２６８のようなある数の局部状態インジケータを用いるのが好ましい。この機能は遠隔場所２００の遠隔監視／通報により択一的または追加的に提供可能である。
【００９７】
例  ２４
図５に示すように、ＤＣＥＧＭ１５８はジャンクションボックス１５６を含み、ＳＰ８４Ｂはジャンクションボックス１５６と作動的に連携（例えば、結合）される。
【００９８】
第２の遠隔ＳＰ８４はＳＰ８４Ｂと同一または類似の構成にできることがわかるであろう。
【００９９】
例  ２５
図４において、ある数の第１の保護装置１９２は、ストリング１８０の第１端部１８４にある１つのＤＣＥＧＭ８Ｃと直流メインバス５６との間の電力線１８８に位置するＳＰ１９２と、ストリング１８０の第１端部１８４にある１つのＤＣＥＧＭ８Ｃと直流メインバス５６との間の電力線１８８に位置するメインＳＰ１９３と、直流メインバスとインバータ１７８との間の主給電ライン１９８に位置するもう１つの保護装置１１６とを含む。
【０１００】
例  ２６
図４の各ＳＰ１７０は、ＳＰ１７０及び／または対応のＤＣＥＧＭ８Ｃの状態を遠隔場所２００（想像線で図示）へ通信ポート１１０を用いて通信することにより、各ＤＣＥＧＭ８Ｃの状態をチェックする、図７のＳＰ１００と同一または類似の構成にすることができる。  
【０１０１】
例  ２７
第１の保護装置１９２、１９６はそれぞれ、かかる保護装置の状態を遠隔場所２００（想像線で示す）へ通信ポート１１０を用いて通信することにより、図４の対応ストリング１８０、２０２、２０４、２０６またはシステム２０８の状態をチェックする、図７のＳＰ１００と同一または類似の構成にすることができる。
【０１０２】
例  ２８
図５は、ストリングの中間点または端部２１４、２２２から離れた所で短絡事象２１２が発生した場合のストリング２１０の各端部におけるＳＰ８０、８４を示す。この構成は、例えば、接続体が開いた状態または導体が破損した状態もしくは直列接続体にアークが発生した状態、さらには短絡故障の検知を可能にする。送信機１６２（Ｔｘ）（例えば、限定の意図なくトーンジェネレータ）を、例えば、そして限定の意図なくストリング２１０の第１端部２１４、結合ボックス２１６内のメインバス５６上、もしくはインバータまたは負荷２２２のところのメインバス２１８上の任意のまたは一部のもしくは全てのＳＰ８０へ配置することができる。送信機１６２（Ｔｘ）は、信号１６６（例えば、限定の意図なくトーン）をＳＰ８０からストリング２１０を経て遠隔で第２の端部２２２の第２のＳＰ８４へ送る。ＳＰ８４はこの信号１６６を受ける受信機（Ｒｘ）１６４を有する。第２のＳＰ８４が適当な信号１６６（例えば、限定の意図なく適当なトーン）を受信する限り、ストリング２１０の全ての電気接続は適正である。適当な信号１６６が失われるかアークにより棄損されると、遠隔で第２のＳＰ８４（または遠隔制御スイッチ１６８）は開いて故障を除去する。例えば、短絡２１２は信号１６６（例えば、限定の意図なくトーン）を減衰させるが、任意の導体または帰線８６が開放状態になると信号１６６が正しく伝播しなくなる。
【０１０３】
ストリング２１０は、第１の端部２１４及び遠隔の第２の端部２２２を形成するよう直列接続された複数のＤＣＥＧＭ１５８、１５８Ａ、８、８と、第１の端部２１４において１つのＤＣＥＧＭ８に接続された電力ライン８２と、遠隔の第２の端部２２２においてＳＰ８４により別のＤＣＥＧＭ５５８に接続された帰線８６と、複数のＳＰ、８０、８４、８４Ｂ、８４Ｃとを含む。ＤＣＥＧＭ１５８、１５８ＡをＳＰ８４Ｂ、８４Ｃと共に示すが、かかるＳＰの一方または両方が不要であることがわかるであろう。また、ＤＣＥＧＭ８を対応のＳＰがない状態で示すが、かかるＤＣＥＧＭ８の一方または両方に対応のＳＰを設けてもよいことがわかるであろう。
【０１０４】
図５において、複数のＳＰ８０、８４、８４Ｂ、８４Ｃはそれぞれ、電力線８２、帰線８６及び複数のＤＣＥＧＭ１５８、１５８Ａの少なくとも１つと作動的に連携する。図７のＳＰと同一または類似の態様で、各ＳＰ８０、８４、８４Ｂ、８４Ｃは、ある数の過電流保護ルーチン１１２、アーク故障保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６及び地絡故障保護ルーチン１１８を含む。ＳＰ８０はストリング２１０の通常の状態をチェックし、それに応じて信号１６６を送信する構造を有する。遠隔の第２のＳＰ８４は、信号１６６を受信すると、それに応答して対応のＤＣＥＧＭ１５８Ａと少なくとも１つの他のＤＣＥＧＭとの直列接続を維持する構造を有する。
【０１０５】
例  ２９
第１のＳＰ８０は第１の端部２１４のＤＣＥＧＭ８に隣接し、第２の遠隔のＳＰ８４はストリング２１０の遠隔で第２の端部２２２の別のＤＣＥＧＭ１５８に隣接する。
【０１０６】
例  ３０
信号１６６は、複数のＤＣＥＧＭ１５８、１５８Ａ、８、８の間のストリング２１０の電力導体にある無線信号、有線信号及び電力線キャリア（ＰＬＣ）信号より成る群から選択される。
【０１０７】
例  ３１
ＳＰ８４は、（例えば、限定の意図なく短絡２１２、アーク、破損した導体、開いたストリング２１０に起因して）信号１６６を受信しない時、その状態に応答して対応のＤＣＥＧＭ１５８を少なくとも隣接するＤＣＥＧＭ１５８Ａから切り離す（例えば、限定の意図なくスイッチ（Ａ）１６８、図７の隔離スイッチ１５２により）構成にすることができる。
【０１０８】
例  ３２
図６に示すように、複数のＳＰ２２４、２２６、２２８、２３０は、対応するストリング２３２または２３４が通常の状態にあることを確かめ、それに応じて対応の信号２３６、２３８、２４０、２４２をある数の他のＳＰに送信する構成にすることができる。例えば、ＳＰ２２４はトーン２４６（Ａ２）を有する信号２３６をＳＰ２２８の受信機（Ｒｘ）２４８へ送信する送信機（Ｔｘ）２４４を含み、ＳＰ２２６はトーン２５２（Ａ１）を有する信号２３８をＳＰ２３０の受信機（Ｒｘ）２５４へ送信する送信機（Ｔｘ）２５０を含み、ＳＰ２２８はトーン２５８（Ｂ２）を有する信号２４０をＳＰ２２４の受信機（Ｒｘ）２６０へ送信する送信機（Ｔｘ）２５６を含み、ＳＰ２３０はトーン２６５（Ｂ１）を有する信号２４２をＳＰ２２６の受信機（Ｒｘ）２６６へ送信する送信機（Ｔｘ）２６２を含む。図６のＤＣＥＧＭ８のうちの１つ、一部または全ては送信機及び／または受信機を具備できることがわかるであろう。
【０１０９】
例  ３３
図５の送信機１６２を、ＳＰ８０のようなストリング保護装置またはメインバス５６の保護装置、メインバス２１８もしくはインバータ２２０の一部にして、ＳＰ８０、８４、８４Ｂ、８４Ｃ及び保護装置が種々のＤＣＥＧＭ１５８、１５８Ａ、８、８の１つ、結合ボックス２１６またはインバータ２２０と作動的に連携させ得ることがわかるであろう。
【０１１０】
例  ３４
図５の信号１６６はストリング２１０の通常の状態に対応する作動状態と、ストリング２１０の故障状態に対応する非作動状態とを含むことができる。ＳＰ８４のような１つのＳＰを、通常の状態を有する信号１６６を受信すると、それに応答して対応のＤＣＥＧＭ１５８と第１の端部２１５の８のような少なくとも別の１つのＤＣＥＧＭとの直列接続を維持し、さらに、通常の状態を有する信号１６６を受信しないと、それに応答して対応のＤＣＥＧＭ１５８を第１の端部２１４のＤＣＥＧＭ８から（例えば、帰線８６を介して）電気的に切り離す構成にすることができる。
【０１１１】
例  ３５
例えば、信号１６６（例えば、限定の意図なくトーン）を除去することにより、ＳＰ８０はＳＰ８４をしてトリップまたは開放させることができる。逆に、信号１６６（例えば、限定の意図なくトーン）を送信または印加することにより、ＳＰ８０はＳＰ８４をしてリセットまたは閉じさせることが可能である。例えば、ＳＰ８０は、故障（例えば、限定の意図なく短絡２１２、アーク状態）を検知すると、第２の遠隔のＳＰ８４への信号１６６の送信を停止することによりＳＰ８４にトリップまたは開放命令を出すことができる。
【０１１２】
図６に示すように、共通のメイン直流バス２７０に結合された２３２、２３４のような多数のストリングを有する光電アレイにとっては、Ａ２２４６またはＡ１２５２のような変調トーンが２２８または２３０のような特定の遠隔ＳＰを一義的に識別するが、その理由は、変調トーンがメイン直流バス２７０を横切って多数のＳＰに伝播するからである。変調トーンを受信しない遠隔ＳＰがあれば、その遠隔ＳＰは２３２、２３４のような対応のストリングに故障（例えば、限定の意図なく短絡または並列故障）があるか、開放状態（例えば、限定の意図なく回路内故障）が存在すると仮定して、オフにする。
【０１１３】
図５に示すように、一般的なトーン２７２が結合ボックス２１２またはインバータ２２０もしくは負荷の所のメイン直流バス５６上で発生／放送され、第１のＳＰ８０が開くと、この一般的なトーン２７２はストリング２２０を伝播されず、また、第２の遠隔ＳＰ８４により受信されない。
【０１１４】
例  ３６
信号１６６は、ストリング２１０の通常の状態に対応する作動状態と、ストリング１６６の故障状態に対応する非作動状態とを含むことができる。従って、信号１６６の存否または減衰によりストリング２１０の故障を指示することができるため、第１のＳＰ８０が故障を検知しなくても、第２の遠隔のＳＰ８４が少なくとも信号１６６の存否または減衰を感知してストリング２１０をトリップまたは開放することができる。
【０１１５】
例  ３７
ある数のＳＰ８０、８４、８４Ｂ、８４Ｃは保守機能のために信号１６６を使用する構成にすることができる。例えば、信号１６６（例えば、限定の意図なくトーン）を除去することにより、ＳＰ８０はＳＰ８４をして開放させることが可能である。逆に、信号１６６（例えば、限定の意図なくトーン）を送信または印加することにより、ＳＰ８０はＳＰ８４をして閉じさせることが可能である。
【０１１６】
例えば、電力線キャリア（ＰＬＣ）変調トーンは１６８（図５）のような発電モジュールの遠隔制御スイッチを遠隔制御することができる。受信機１６４が変調トーンを聞く状態が続く限り、受信機はスイッチ１６８を閉じている。変調トーンが失われるか保守のためにオフにされると、スイッチ１６８（または図７のＳＰ１００の隔離スイッチ１８２）が対応のＤＣＥＧＭを隔離して任意の外部電流／電圧を発生させないようにし、ストリング２１０を開く。
【０１１７】
図７に示すように、ＳＰ１００は、図６の１４８または１５０のような外部電源から（スイッチ２７５の位置Ａ及びＤ）、またはメインバス２７０から（スイッチ２７５の位置Ａ及びＤ）から及び／または対応のＤＣＥＧＭから（スイッチ２７５の位置Ｂ及びＣ）給電を受ける電源２７４を有する（電源２７４が端子Ｂ及びＣから給電される図５のＳＰ８４Ｂを参照）。
【０１１８】
例  ３８
例３７の保守機能は、ＤＣＥＧＭ１５８、１５８Ａ、８、８またはＳＰ８０、８４、８４Ｂ、８４Ｃの対応する１つの可能化と不能化とより成る群から選択することができる。
【０１１９】
例  ３９
保守機能は対応の結合ボックス２１６またはインバータ２２０の可能化と不能化とより成る群から選択可能である。例えば、送信機（Ｔｘ）１６２と作動的に連携する保護装置は図６のＳＰ２２４、２２６、２２８、２３０に示すように対応の受信機を含むことができる。
【０１２０】
例  ４０
図７のＳＰ１００と同様に、図５及び６の種々のＳＰ８０、８４、８４Ｂ、８４Ｃ、２２４、２２６、２２８、２３０は、対応のストリング２１０、２３２、２３４の故障状態または健全性を図７の２００（想像線で示す）のような遠隔場所へ報告する構成にすることが可能である。遠隔場所２００は、種々のＳＰのうち何れのＳＰか故障状態を報告したかまたは対応のストリングの健全な状態を報告しなかったに基づき故障場所を特定するように構成可能である。また、図７のＳＰ１００に示すように、ＳＰは対応のストリング、結合ボックス、インバータまたはＤＣＥＧＭのアラームまたは故障状態を局所的に指示するためにＬＥＤのようなある数の局所状態インジケータ２６８を含むことができる。
【０１２１】
例  ４１
図６は、第２の（反対の）結合ボックス１４２を含むストリングアレイ構成例２７６のようなシステムを示す。このシステムは２３２、２３４のような多数のストリングの各端
部に結合ボックス１４２、１４４を含む。第２の反対の結合ボックス１４２は並列故障に対処するものである。電力は結合ボックス１４２、１４４の内部において（例えば、外部電源１４８、１５０、メインバス２７０のバス電圧から）利用可能である。これにより導体のトポロジーは、２７８、２３２、２３４のようなストリングの各端部のＳＰ８４Ａ、２２８、２３０及び８０Ａ、２２４、２２６のような複数のＳＰが第２の結合ボックス１４２にあるように再構成される。第２の反対の結合ボックス１４２は８４Ａ、２２８、２３０のようなＳＰ群のための局部電源付きで環境保護を施された包囲体を提供できる。これにより、複数のストリング２７８、２３２、２３４、８８′、２８４、２８６のための単一帰環パス２８０にかかわる多くの並列故障が軽減されるが、これは、各ストリングに設けた公知の別の帰環パス（限定の意図なく、接地されたモジュールのフレームに沿う、または正の電力線に隣接する）２８８（想像線で示す）とは対照的である。従って、上記例の６個のストリング２７８、２３２、２３４、８８′、２８４、２８６の６個の別の帰環パス２８８がなくなり好ましい。
【０１２２】
図６の例のシステムは、第１の結合ボックス１４４、第２の（例えば、反対の）結合ボックス１４２及び第１と第２の結合ボックス１４４、１４２間を延びる複数のストリング８８′、２８４、２８６、２７８、２３２、２３４を含む。これらのストリングはそれぞれ、第１の端部２９０及び第２の反対の端部２９２を形成するよう直列接続された複数のＤＣＥＧＭ８と、第１の端部２９０において１つのＤＣＥＧＭ８と接続された電力線２９４と、第２の反対の端部２９２において別のＤＣＥＧＭと（対応のＳＰを介して）接続された帰線２９６、２９８と、各ストリングの電力線２９４の第１のＳＰ８０Ａ、２２４、２２６、８４、各ストリングの帰線２９６、２９８の第２のＳＰ８４Ａ、２２８、２３０、８０とを含む。各ストリングについて、第１のＳＰ８０Ａ、２２４、２２６、８４及び第２のＳＰ８４Ａ、２２８、２３０、８０のうちの１つのＳＰは過電流保護ルーチン１１２、アーク故障保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６及び地絡故障保護ルーチン１１８（図７）を含み、かかる第１及び第２のＳＰのうち別の１つのＳＰはある数の過電流保護ルーチン１１２、アーク故障保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６、地絡故障保護ルーチン１１８及び電力線２９４または帰線２９６、２９８と直列の遠隔制御スイッチ（Ｓ）１６８（図５）とを含む。上記例のストリング８８′、２８４、２８６では、第２の結合ボックス４２は第１の端部２９０に位置し、第１の結合ボックス１４４は第２の反対の端部２９２に位置する。上記例のストリング２７８、２３２、２３４では、電力線１４６は第１の結合ボックス１４４に位置し、帰線２９８は第２の結合ボックス１４２に位置する。上記実施例のストリング８８′、２８４、２８６では、電力線１４６は第２の結合ボックス１４２内にあり、帰線２９６は第１の結合ボックス１４４内にある。これにより、電力線と帰線が２つの結合ボックス１４２、１４４の間に分散され、ＳＰがメイン直流バス２７０から電力（図示せず）を得ることが可能となる。
【０１２３】
例  ４２
第１の結合ボックス１４４内に位置する上記例のＳＰ８０Ａ、２２４、２２６は第１の結合ボックス１４４内のメインバス２７０の電力線１４６から給電を受ける。第２の結合ボックス１４２内に位置する上記例のＳＰ８４は第２の結合ボックス１４２内のメインバス２７０の電力線１４６から給電を受ける。８０、８４Ａのようなそれ以外のＳＰはそれぞれの外部電源１４８、１５０から給電を受ける。
【０１２４】
例  ４３
第２の結合ボックス１４２内の８４Ａ、２２８、２３０のような第２のＳＰは、完全な隔離／軽減を可能にするため、例えば、ストリング２７８、２３２、２３４の反対端部２９２においてアークを感知することができる。ＳＰ２２８、２３０はまた、異なる信号２４０、２４２（例えば、限定の意図なく異なる変調トーン）をそれぞれそれ以外のＳＰ２２４、２２６に送信して故障が存在しない（例えば、対応のストリングが良好な健全状態
である）ことを指示することができる。
【０１２５】
例  ４４
図７は、ストリング（例えば、限定の意図なく、電流が最大約７アンペアよりも大きく、ストリング電圧が約２４直流ボルト乃至約６００直流ボルトのストリング）またはＤＣＥＧＭのためのＳＰ１００を示す。例えば、過電流保護ルーチン１１２、アーク故障（例えば、直列、並列）保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６、地絡故障保護ルーチン１１８だけでなくストリング性能（例えば、開いた、低い出力）により種々の保護／アラーム機能を提供可能である。上記例のＳＰ１００は、プロセッサ１０６（例えば、限定の意図なくマイクロプロセッサ）により制御される隔離スイッチ１８２を含む。
【０１２６】
遠隔監視及びアラーム機能のためにある数の局所状態インジケータ２６８及び／または通信ポート１１０を設けるのが好ましい。
【０１２７】
例  ４５
上記例の隔離スイッチ１８２の代わりに、ＳＰ１００はトリップ／制御信号を、例えば、そして限定の意図なく、外部の直流スイッチ、断路器またはシャントトリップ回路遮断器に出力することができる。
【０１２８】
例  ４６
別例として、隔離スイッチ１８２を、ＳＰ１００の外部に示す、正のバス（例えば、図５及び７に示す端子ＢとＡの間のバス）と、負の／帰環バス（例えば、図５の端子ＣとＤの間のバス）の両方を開くことができる双極スイッチ（図５の１６０）にして、装置内部に高い電位差が生じるのを回避することができる。図５において、別の隔離スイッチ１８２′が端子ＣとＤとの間にある。図７において、点Ｃ及びＤを参照のためのみに想像線で示す。
【０１２９】
例  ４７
図８を参照して、遠隔のＳＰ８４はストリング８８″の遠隔端部１２２にあるＤＣＥＧＭ８に関与する。この遠隔ＳＰ８４はＤＣＥＧＭ８のジャンクションボックス（図示せず）と一体的にするかその外部に設けてもよく、ジャンクションボックスから電力を受ける。ＳＰ８０、８４は他の故障のうちとりわけ図示のような並列故障に対処可能である。
【０１３０】
例  ４８
図９は結合ボックス３００内におけるＳＰ３０２による直列検知及び保護を示す。あるいは、ＳＰ３０２を図３のインバータ１７８または負荷（図示せず）に設けてもよいことがわかるであろう。図９のこの比較的簡単な解決策は全てのタイプの並列故障に対処するものではない。ストリング３０４は第１の端部３０６と遠隔の第２の端部３０８を形成するために直列接続された複数のＤＣＥＧＭ８を含む。電力線３０９は第１の端部３０６において１つのＤＣＥＧＭ８に接続される。帰線３１０は遠隔の第２の端部３０８において別のＤＣＥＧＭ８に接続される。ＳＰ３０２はストリング３０４の電力線３０９にある。図７のＳＰ１００と同様に、ＳＰ３０２は図７のある数のアーク故障保護ルーチン１１４、逆電流保護ルーチン１１６及び地絡故障保護ルーチン１１８を含む。図示しないが、ＳＰ３０２を直流／直流コンバータまたは直流／交流インバータ内またはそこに設けることができる。ＳＰ３０２は過電流保護ルーチン１１２を含むかまたは電力線３０９のＳＰ３０２と直列接続された別の過電流保護手段（例えば、限定の意図なく回路断続器、回路遮断器、ヒューズ）と作動的に連携させることができる。
【０１３１】
例  ４９
別法として、ＳＰ３０２を第１の端部３０６に１つのＤＣＥＧＭ８と共に設けることが
可能である。この構成は、保護装置の設置または配線のために電気技術者が結合ボックス３００を触らなくてもよいため設備更新に有利である。代わりに、電気技術者はストリング３０４の第１の端部３０６のＤＣＥＧＭ８にＳＰ３０２をただプラグ接続する。
【０１３２】
例  ５０
図７のＳＰ１００と同一または同様な態様で、ＳＰ３０２はストリング３０４の電力線３０９を流れる電流をモニターするかまたは報告する構成を有する。
【０１３３】
図３に示すストリング８８、９０、１３４は改良型、例えば、そして限定の意図なしに、短絡またはアークが軽減される。これにより帰線８６、９８が保護され、電力回路が、例えば、そして限定の意図なしに、正と負の導体間に単独発生する１２４のような短絡またはアーク事象から保護される。
【０１３４】
開示したＳＰ８０、８４及び保護装置１９６は、ストリングアレイとインバータ１７８の間の比較的大電流、高電圧の導体を保護し、ストリングアレイの電力回路に生じる可能性のある複数の故障シナリオの下でコマンドを与えることによりオフにすることができる。かかるＳＰ及び保護装置は、本明細書に開示した光電システム、ストリング及びアレイの任意のコンポーネント（例えば、限定の意図なしに、回路遮断器、結合ボックス、遠隔の結合ボックス、ＤＣＥＧＭ、インバータ、中央インバータ、ストリングインバータ、コンバータ、モジュールコンバータ、モジュール・ジャンクションボックス、断続器）内またはそこに設置することができる。
【０１３５】
図６の第２の結合ボックス１４２及びメインバス２７０は、単一の結合ボックス（例えば、図２Ａの２４）に戻る導体の数を減らし、導体が短絡する可能性を減少する。
【０１３６】
本発明を特定の実施例につき詳細に説明したが、当業者はそれらの詳細事項に対する種々の変形例及び設計変更を開示全体に照らして想到可能であることがわかるである。従って、図示説明した特定の構成は例示的にあるに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではなく、その範囲は添付の特許請求の範囲及びその任意且つ全ての均等物の全幅を与えられるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【外国語明細書】
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