(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制できる電力制御装置を提供する。【解決手段】電力制御装置（３０、３０Ａ）は、フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュール（１０）、蓄電装置（２０）、および系統電力網（２）に接続されており、前記蓄電装置が前記系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ前記太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断するための制御信号を生成する。【選択図】図１
2019126171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュール、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置、および外部の系統電力網に接続され、当該太陽電池モジュールを含む太陽光発電システムにおける電力の入出力を制御する電力制御装置であって、
前記蓄電装置が前記系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ前記太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断するための制御信号を生成することを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
前記蓄電装置の出力電圧を入力とする双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記太陽電池モジュールの出力電圧を入力とする非絶縁型の昇圧回路と、双方向インバータ回路と、を備えており、
前記昇圧回路および前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は並列接続され、前記双方向インバータ回路は、並列接続された前記出力端を直流入力とすることを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールにおいて発電が行われない時間帯に関する情報に基づいて前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御信号によって、前記太陽電池モジュールの出力電圧の負極側との接続のみを切断することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項５】
フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュールと、
電力の蓄電および放電を行う蓄電装置と、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電力制御装置と、を備えていることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項６】
請求項１に記載の電力制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムにおける太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制できる電力制御装置、当該電力制御装置を備える太陽光発電システム、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールにおいて、その発電効率が発電時間の経過に伴って低下するＰＩＤ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）と呼ばれる事象が知られている。そして、ＰＩＤを抑制する技術も知られている。例えば、特許文献１および２は、裏面電極型太陽電池モジュール内の発電部が接地電位よりも電位の高い状態にあることを防止することにより、発電効率の低下を抑制することができる電力制御装置および太陽光発電システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５６１１７号公報（２０１５年３月２３日公開）
【特許文献２】特開２０１５−５６１１８号公報（２０１５年３月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および２は、いずれも裏面電極型太陽電池モジュールを対象としており、従来の両面電極型太陽電池モジュールには適用できない構成であった。さらに、特許文献１および２は、太陽電池モジュールによる発電電力や系統電力網から購入した買電電力を蓄電し、必要に応じて放電する蓄電装置を備えている太陽光発電システムが想定されていないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電力制御装置は、フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュール、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置、および外部の系統電力網に接続され、当該太陽電池モジュールを含む太陽光発電システムにおける電力の入出力を制御する電力制御装置であって、前記蓄電装置が前記系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ前記太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断するための制御信号を生成する構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制できる電力制御装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態１に係る太陽光発電システムの要部構成の一例を示すブロック図である。
【図２】前記太陽光発電システムで用いる太陽電池モジュールの外観を示す模式図であり、（ａ）は受光面側から見た正面図であり、（ｂ）は裏面から透視的に見た図である。
【図３】前記太陽光発電システムで用いる太陽電池モジュールの断面図である。
【図４】図３に示す太陽電池モジュールにおける発電効率の低下の原因を推測した模式図である。
【図５】前記電力制御装置の回路の構成例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る電力制御装置の回路の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５を用いて詳細に説明する。
【０００９】
（太陽光発電システムの構成）
本実施形態に係る太陽光発電システム１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、太陽光発電システム１の要部構成の一例を示すブロック図である。
【００１０】
太陽光発電システム１は、太陽電池モジュール１０、蓄電装置２０、および電力制御装置３０を備えており、太陽電池モジュール１０、蓄電装置２０は系統電力網２と電力制御装置３０を介して接続されている。
【００１１】
太陽光発電システム１は、フレームが接地している両面電極型太陽電池モジュール１０にて発電した電力を電力制御装置３０にて変換し、蓄電装置２０および系統電力網２に出力することができる。太陽光発電システム１は、外部の系統電力網２と接続可能な構成であり、当該系統電力網２から電力を購入（買電）し、蓄電装置２０に蓄電することができる。さらに、太陽光発電システム１は、太陽電池モジュール１０において有効な発電が行われていないときは当該太陽電池モジュール１０と電力制御装置３０との間の接続を切断することができる。
【００１２】
系統電力網２は、電力会社が管理および運用を行う外部の電力網である。太陽光発電システム１は、系統電力網２を介して電力会社から電力を購入（買電）したり電力会社に電力を売却（売電）することができる。図示の例において、系統電力網２は中点接地された単相三線の電源である。以下の説明において、図中上側、および下側の電源はそれぞれ交流１００Ｖの電源であり、電力制御装置３０へは交流２００Ｖが接続されるものとする。
【００１３】
太陽電池モジュール１０は、一般的に用いられている両面電極型太陽電池モジュールであり、具体的には受光面から受光した光によって発電した電力を当該受光面および当該受光面の裏面のそれぞれに設けられた電極より出力する。また、太陽電池モジュール１０は、接地しているフレーム（外枠）によって支持されている。図示の例において、太陽電池モジュール１０と電力制御装置３０とを接続する２つの線のうち、添字Ｐが付された上側が正極側の出力を示し、添字Ｎが付された下側が負極側の出力を示している。なお、太陽電池モジュール１０は１つのモジュールから構成されたものであってもよいし、複数のモジュールを連結したものであってもよい。太陽電池モジュール１０の具体的な構成については後述する。
【００１４】
蓄電装置２０は、電力の蓄電および放電を行うことができる。具体的には、蓄電装置２０は、電力制御装置３０を介して、太陽電池モジュール１０が発電した電力や系統電力網２を介して電力会社から購入した買電電力を蓄電することができる。また、蓄電装置２０は、自身が蓄えた電力を放電し、図示しない電気機器を駆動させたり、系統電力網２に電力を逆潮流し、売却（売電）したりすることができる。
【００１５】
電力制御装置３０は、太陽電池モジュール１０、蓄電装置２０、および系統電力網２に接続されており、太陽光発電システム１における電力の入出力を制御する。電力制御装置３０は、太陽電池モジュール１０の出力電圧の正極側を入力する正極側入力端子１３１と負極側を入力する負極側入力端子１３２とを有している。
【００１６】
電力制御装置３０は、昇圧回路１０１、双方向ＰＷＭインバータ１０２、交流リアクトル１０３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４、リレー１０５、および切替制御部１０７を備えている。
【００１７】
昇圧回路１０１は、太陽電池モジュール１０と双方向ＰＷＭインバータ１０２との間に配置され、太陽電池モジュール１０の負極側に対する電圧を昇圧する。昇圧回路１０１は、コイル、ダイオード、および昇圧比をコントロールするスイッチングパワー素子として機能するＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）を用いた公知の回路構成のものであってもよい。
【００１８】
双方向ＰＷＭインバータ１０２は、昇圧回路１０１、交流リアクトル１０３、および双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４に接続されている。双方向ＰＷＭインバータ１０２は、電圧を制御することで、太陽電池モジュール１０が発電した直流電力および蓄電装置２０が放電し、後述する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータにて変換された直流電力を交流電力に変換し、系統電力網２に逆潮流することができる。また、双方向ＰＷＭインバータ１０２は、電圧を制御することで、系統電力網２を介して電力会社から買電した交流電力を直流電力に変換し、昇圧回路１０１または双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４へ出力することができる。
【００１９】
交流リアクトル１０３は、双方向ＰＷＭインバータ１０２と系統電力網２との間に配置され、系統電力網２から入力された交流電力に対して高調波を抑制し、双方向ＰＷＭインバータ１０２へ出力することができる。
【００２０】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、蓄電装置２０と、昇圧回路１０１および双方向ＰＷＭインバータ１０２との間に配置されている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、蓄電装置２０に電力を蓄電する降圧モードと、蓄電装置２０に電力を放電させる昇圧モードの２つの動作モードを切り替えて動作する。ここで、降圧モードは、太陽電池モジュール１０にて発電した直流電力、および双方向ＰＷＭインバータ１０２によって交流電力から変換された直流電力の少なくともいずれかを、蓄電装置２０が蓄電可能となるように変調などの処理を行うモードである。一方、昇圧モードは、蓄電装置２０に放電させた直流電力を、双方向ＰＷＭインバータ１０２が交流電力に変換可能となるように変調などの処理を行うモードである。
【００２１】
リレー１０５は、太陽電池モジュール１０と昇圧回路１０１との間に配置された、オンオフを切り替え可能なスイッチである。リレー１０５は、切替制御部１０７から受信した制御信号に基づいて、太陽電池モジュール１０との接続の有無を切り替えることができる。リレー１０５は、太陽電池モジュール１０が発電を行っておらず、かつ蓄電装置２０が系統電力網２との間で蓄電および放電のいずれかを行っているときに当該太陽電池モジュール１０との接続を切断することが可能な構成であることが好適である。
【００２２】
切替制御部１０７は、電力制御装置３０の各部を制御する制御信号を生成するコントローラである。具体的には、切替制御部１０７は昇圧回路１０１、双方向ＰＷＭインバータ１０２、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４、およびリレー１０５の動作を制御信号によって制御する。切替制御部１０７は、制御信号によって双方向ＰＷＭインバータ１０２や双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４の動作モードを切り替えることにより、蓄電装置２０における電力の蓄電および放電を切り替えることができる。切替制御部１０７は、蓄電装置２０が系統電力網２との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ太陽電池モジュール１０における起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュール１０と電力制御装置３０との接続を切断するための制御信号を生成することができる。
【００２３】
（太陽電池モジュールの構成例）
本実施形態における太陽電池モジュール１０の構成例について、図２〜４を用いて説明する。図２は、太陽光発電システム１で用いる太陽電池モジュール１０の外観を示す模式図であり、（ａ）は受光面側から見た正面図であり、（ｂ）は裏面から透視的に見た図である。
【００２４】
図２の（ａ）は、太陽電池モジュール１０の正面図を示している。太陽電池モジュール１０は、周囲をフレームで囲まれた複数の太陽電池セル１３から構成されている。複数の太陽電池セル１３は行列状に配置されており、さらに各太陽電池セル１３は、受光面の裏面側に設けられた第１電極が、別の太陽電池セル１３の受光面側に設けられた第２電極と接続されている。これにより、太陽電池モジュール１０に含まれるすべての太陽電池セル１３は直列に接続されている。
【００２５】
図２の（ｂ）は、太陽電池モジュール１０を裏面側の外観を示している。直列に接続されている複数の太陽電池セル１３の端部は、別の配線によって裏面側に設けられた端子ボックスへ導かれる。端子ボックスには、出力端子１７として、出力電圧の正極側の端子および負極側の端子がそれぞれ設けられている。これらの端子によって、直列に接続された複数の太陽電池セル１３において発電した電力を外部へ出力することができる。なお、太陽電池セル１３が、ｐ型シリコン基板を用いて製造されたものであるときは、第１電極が正電極であり、第２電極が負電極となる。一方、太陽電池セル１３が、ｎ型シリコン基板を用いて製造されたものであるときは逆の構成となる。
【００２６】
図３は、太陽電池モジュール１０の断面図である。図示の例において、２つの太陽電池セル１３は、インナーコネクタ１６によって一方の正極が他方の負極に接続されている。また、右側の太陽電池セル１３は、裏面側に接続された別のインナーコネクタ１６によって、第１電極バスバー１４ａおよび第２電極バスバー１４ｂに接続されている。太陽電池セル１３は、第１封止樹脂１１ａ、第２封止樹脂１１ｂによって、カバーガラス１９と裏面保護シート１５との間で固定されている。なお、第２封止樹脂１１ｂと太陽電池セル１３との間には、図示しない反射防止膜が配置されていてもよい。
【００２７】
受光面から入射した光は、カバーガラス１９、第１封止樹脂１１ａ、第２封止樹脂１１ｂ、および図示しない反射防止膜を経由して太陽電池セル１３へ到達する。そして、太陽電池セル１３において正孔および自由電子を光電効果によって生じた結果、電極間に電圧を生じる。太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池セル１３において生じた電圧を合成し、当該太陽電池モジュール１０の起電圧として外部へ出力する。
【００２８】
（両面電極型太陽電池モジュールにおけるＰＩＤ発生原因の推測）
図３を用いて説明したように、太陽電池モジュール１０は、受光面より入射した光が太陽電池セル１３に到達するまでの間に、複数の部材を経由する構成となっている。このことから本発明者らは、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０を含む両面電極型太陽電池モジュールにおいて、ＰＩＤが生じる原因を、以下のように推測した。推測した内容について、図４を用いて以下に説明する。図４は、図３に示す太陽電池モジュールにおける発電効率の低下の原因を推測した模式図である。なお、太陽電池モジュール１０は接地しているフレーム１８によって支持されており、さらにフレーム１８とカバーガラス１９が当接している構成である。また、以下の説明において、太陽電池セル１３はｐ型シリコン基板を用いて製造されたものであり、裏面側に設けられた第１電極１２ａが正電極であり、受光面側に設けられた第２電極１２ｂが負電極であるものとする。
【００２９】
太陽電池モジュール１０が発電を行うと、受光面側に設けられた第２電極１２ｂが負電極として動作する。これにより、フレーム１８に当接しているカバーガラス１９と第２電極１２ｂとの間に電界を生じる。換言すれば、接地しているフレーム１８に当接したカバーガラス１９の電位が、第２電極１２ｂの電位よりも高くなる。このとき、例えばカバーガラス１９が陽イオンを含む構成（図中ではＮａ＋）であれば、当該陽イオンが電界にしたがって移動する。具体的には、陽イオンが第１封止樹脂１１ａおよび第２封止樹脂１１ｂに析出し（図中の矢印１）、さらに第１封止樹脂１１ａおよび第２封止樹脂１１ｂと反射防止膜との間の境界面上に堆積する（図中の矢印２および３）。
【００３０】
前述の状態で太陽電池モジュール１０がさらに発電を行うと、光電効果によって発生した自由電子の一部が正電極である裏面側の第１電極１２ａではなく、境界面上に堆積した陽イオンに引き寄せられる。このような反応が内部で行われることで、両面電極型太陽電池モジュールにおいてＰＩＤが生じるものと推測される。
【００３１】
前述の推測内容に基づけば、フレーム１８が接地している両面電極型太陽電池モジュール１０は、発電などによって負電極である第２電極１２ｂの対地電位が負となると、発電効率が低下すると考えられる。このことから、太陽電池モジュール１０が発電を行わないときは、例えば当該太陽電池モジュール１０を絶縁するなどして、負電極の対地電位が負とならないように各部を制御することが好適である。負電極の対地電位が負となる時間が最小限となるように制御することにより、太陽電池モジュールにおける発電効率の低下を最小限に抑制することができると考えられる。
【００３２】
（回路の構成例）
本実施形態に係る電力制御装置３０の回路の構成例について、図５を用いて説明する。図５は、電力制御装置３０の回路の構成例を示す模式図である。
【００３３】
昇圧回路１０１は非絶縁型であり、ＦＥＴ１０８とコイル１０９とダイオード１１０とを有する。ＦＥＴ１０８のドレインは、コイル１０９およびダイオード１１０のアノードに接続される。コイル１０９の一端はリレー１０５を経由して正極側入力端子１３１に接続され、他端はＦＥＴ１０８のドレイン及びダイオード１１０のアノードに接続される。
【００３４】
リレー１０５は、正極側入力端子１３１を介した太陽電池モジュール１０の正極との接続の有無を切り替える第１スイッチ１５１ａと、負極側入力端子１３２を介した負極との接続の有無を切り替える第２スイッチ１５１ｂと、を備えている。第１スイッチ１５１ａおよび第２スイッチ１５１ｂにおける接続の有無は、切替制御部１０７が生成した制御信号にしたがって切り替えられる。
【００３５】
太陽電池モジュール１０が発電しているとき、切替制御部１０７から昇圧回路１０１へ第１の制御信号が送信され、また双方向ＰＷＭインバータ１０２へ第２の制御信号が送信され、太陽電池モジュール１０にて発電した電力を系統電力網２へ出力するように動作する場合を考える。このとき太陽電池モジュール１０の起電圧ＶＰＶは昇圧回路１０１によって図５中のＶｏｕｔに昇圧され、双方向ＰＷＭインバータ１０２の逆変換動作により、直流電力を交流に変換して系統電力網２へ出力される。ここでＶｏｕｔを３６０Ｖと仮定すると、双方向ＰＷＭインバータ１０２の逆変換動作により、昇圧回路１０１の図の右側から接続された２つの入力のうち、上側の対地電圧はＶｏｕｔ／２となり、＋１８０Ｖの直流対地電圧が印加され、下側に−１８０Ｖの直流対地電圧が印加される。
【００３６】
このとき、太陽電池モジュール１０の負極側には、負極側入力端子１３２を介して−１８０Ｖの直流対地電圧が印加される。一方、太陽電池モジュール１０の正極側の対地電圧は、このときの太陽電池モジュール１０の起電圧をＶＰＶとすると、−１８０Ｖ＋ＶＰＶとなる。このように、双方向ＰＷＭインバータ１０２の逆変換動作により負極側の対地電圧は負となり、このとき、図４を用いて説明したように、太陽電池モジュール１０における発電効率が徐々に低下する。
【００３７】
その後、例えば日没などの理由によって太陽電池モジュール１０が発電を行わない、または発電における起電圧が所定の電圧を下回る場合を考える。所定の電圧は、夜間や雨天などの場合に太陽電池モジュール１０に生じる起電圧に基づいて設定されることが好適である。
【００３８】
太陽電池モジュール１０が発電しないときに、切替制御部１０７から双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４へ第３の制御信号が送信され、双方向ＰＷＭインバータ１０２へ第２の制御信号が送信されて、蓄電装置２０が系統電力網２から購入した電力を蓄電するように動作する場合を考える。このとき、系統電力網２から２００Ｖの交流電圧が印加される。その後、双方向ＰＷＭインバータ１０２の順変換動作により、直流電圧に変換される。双方向ＰＷＭインバータ１０２の順変換動作は高力率化を達成するために昇圧作用を伴うことから、図５中にＶｏｕｔとして記載された電圧は、ダイオード全波整流で得られる直流電圧（２００Ｖ×√２＝２８２Ｖ）より高くなり、たとえば３６０Ｖとなる。
【００３９】
このとき、昇圧回路１０１には、図の右側から接続された２つの入力のうち、上側にはＶｏｕｔ／２として対地で＋１８０Ｖの直流電圧が印加され、下側に−１８０Ｖの直流電圧が印加される。
【００４０】
このとき、太陽電池モジュール１０の負極側には、負極側入力端子１３２を介して−１８０Ｖの直流対地電圧が印加される。これは、図４を用いて説明した、太陽電池モジュール１０の発電効率を低下させる電界を、負極とカバーガラス１９との間で発生させることとなる。ここで切替制御部１０７から送信された第４の制御信号によってリレー１０５の第１スイッチ１５１ａおよび第２スイッチ１５１ｂを共にオフにすると、太陽電池モジュール１０が電力制御装置３０から絶縁される。すなわち、太陽電池モジュール１０の正電極と負電極との間に電圧が発生しなくなり、負電極とカバーガラス１９との間に電界が発生しなくなる。これにより、図４を用いて説明したような理由によって、太陽電池モジュール１０の発電効率の低下を抑制することができる。
【００４１】
図５に示したような回路構成により、本実施形態に係る電力制御装置３０は、蓄電装置２０が系統電力網２との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ太陽電池モジュール１０における起電圧が所定の電圧を下回る場合は、制御信号によって当該太陽電池モジュール１０を電力制御装置３０から絶縁するように各部を制御できる。これにより、太陽電池モジュール１０における発電効率の低下を抑制することができる電力制御装置３０を提供することができるという効果を奏する。
【００４２】
図５におけるリレー１０５の第１スイッチ１５１ａおよび第２スイッチ１５１ｂを共にオフにして太陽電池モジュール１０を電力制御装置３０から絶縁する必要があるのは、例えば以下の場合である。すなわち、系統電力網２から購入した電力を蓄電装置２０が蓄電する場合、蓄電装置２０が電力を放電して系統電力網２に電力を逆潮流（売電）する場合、または蓄電装置２０が電力を放電して図示しない電気機器を駆動させる場合である。これらの場合において、昇圧回路１０１の右側には電圧が印加される。このとき、太陽電池モジュール１０が昇圧回路１０１の右側の入力に印加された電圧の影響によって発電効率を低下させないように、切替制御部１０７は、太陽電池モジュール１０を絶縁する。これにより、電力制御装置３０は、太陽電池モジュール１０の発電効率の低下を抑制することができる。
【００４３】
また、前記の説明において、太陽電池モジュール１０を電力制御装置３０から絶縁して発電効率の低下を抑制するのは、蓄電装置２０が系統電力網２との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ当該太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回った場合とした。しかしながら、発電効率の低下を抑制することが可能であれば、動作の契機はどのようなものであってもよい。例えば、太陽電池モジュール１０において発電が行われない時間帯を、時刻情報、カレンダー情報、天気予報などの情報から推測し、推測した情報に基づいて太陽電池モジュール１０を絶縁するように電力制御装置３０の各部を制御してもよい。
【００４４】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図１および図６を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００４５】
（太陽光発電システムの構成）
本実施形態に係る太陽光発電システム１Ａの構成は、前記実施形態１と概ね同一である。
【００４６】
（回路の構成例）
本実施形態に係る電力制御装置３０Ａの回路の構成例について、図６を用いて説明する。図６は、電力制御装置３０Ａの回路の構成例を示す模式図である。本実施形態において、電力制御装置３０Ａの回路構成は、図５を用いて示した前記実施形態１のものと基本的に同一であるが、一部構成が異なっている。本実施形態において、リレー１０５Ａは、第２スイッチ１５１ｂのみを備えている点が前記実施形態１のものと異なる。
【００４７】
ここで、図５を用いて説明したときと同様に、太陽電池モジュール１０が発電しておらず、系統電力網２から購入した電力を蓄電装置２０に蓄電する場合を考える。このとき、切替制御部１０７から送信された第５の制御信号によってリレー１０５Ａの第２スイッチ１５１ｂをオフにすると、太陽電池モジュール１０の負電極が電力制御装置３０Ａから絶縁される。すなわち、太陽電池モジュール１０の正電極と負電極との間に電圧が発生しなくなり、負電極とカバーガラス１９との間に電界が発生しなくなる。これにより、図４を用いて説明したような理由によって、太陽電池モジュール１０の発電効率の低下を抑制することができる。したがって、図６に示した回路構成であっても、太陽電池モジュール１０の発電効率の低下を抑制することができる。
【００４８】
〔変形例〕
前記各実施形態において、電力制御装置３０は、例えば図示しないＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）コントローラとの間で情報を送受信してもよい。例えば、切替制御部１０７は、ＨＥＭＳコントローラから太陽電池モジュール１０の発電量や発電時間に関する履歴情報を取得し、取得した履歴情報に基づいて、太陽電池モジュール１０の発電効率の低下を抑制するよう各部を制御してもよい。
【００４９】
〔ソフトウェアによる実現例〕
電力制御装置３０・３０Ａの制御ブロック（特に切替制御部１０７）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００５０】
後者の場合、電力制御装置３０・３０Ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００５１】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電力制御装置（３０、３０Ａ）は、フレーム（１８）が接地している両面電極型太陽電池モジュール（太陽電池モジュール１０）、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置（２０）、および外部の系統電力網に接続され、当該太陽電池モジュールを含む太陽光発電システム（１、１Ａ）における電力の入出力を制御する電力制御装置であって、前記蓄電装置が前記系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ前記太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断するための制御信号を生成する構成である。
【００５２】
前記の構成によれば、電力制御装置は、蓄電装置が系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを行っており、かつ太陽電池モジュールにおける起電圧が所定の電圧を下回る場合、当該太陽電池モジュールとの接続を切断することができる。これにより、太陽電池モジュールにおいて有効な発電が行われていない場合に蓄電装置と系統電力網との間で生じた電圧の影響を当該太陽電池モジュールが受けないようにできる。すなわち、太陽電池モジュールにおいて、蓄電装置と系統電力網との間で生じた電圧によって接地しているフレームと電極との間で電界が発生しないようにして、ＰＩＤの発生を抑制することができる。したがって、蓄電装置を備えた太陽光発電システムにおいて、両面電極型太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制できる電力制御装置を提供できるという効果を奏する。
【００５３】
本発明の態様２に係る電力制御装置（３０、３０Ａ）は、前記態様１において、前記蓄電装置（２０）の出力電圧を入力とする双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０４）と、前記太陽電池モジュール（１０）の出力電圧を入力とする非絶縁型の昇圧回路（１０１）と、双方向インバータ回路（双方向ＰＷＭインバータ１０２）と、を備えており、前記昇圧回路および前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は並列接続され、前記双方向インバータ回路は、並列接続された前記出力端を直流入力とする構成としてもよい。
【００５４】
前記の構成によれば、電力制御装置は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータおよび双方向インバータ回路を動作させることによって、蓄電装置と系統電力網との間で蓄電および放電のいずれかを実行させることができる。また、太陽電池モジュールとの接続を切断することにより、蓄電および放電によって生じた電圧の影響を当該太陽電池モジュールが受けないようにできる。
【００５５】
本発明の態様３に係る電力制御装置（３０、３０Ａ）は、前記態様１または２において、前記太陽電池モジュール（１０）において発電が行われない時間帯に関する情報に基づいて前記制御信号を生成する構成としてもよい。
【００５６】
前記の構成によれば、電力制御装置は、太陽電池モジュールにおいて発電が行われない時間帯に、当該太陽電池モジュールとの間の接続を切断できる。これにより、例えば夜間といった太陽電池モジュールによる発電が行われない時間帯に太陽電池モジュールにおける発電効率の低下が生じることを抑制できる。
【００５７】
本発明の態様４に係る電力制御装置（３０、３０Ａ）は、前記態様１から３のいずれかにおいて、前記制御信号によって、前記太陽電池モジュール（１０）の出力電圧の負極側との接続のみを切断する構成としてもよい。
【００５８】
前記の構成によれば、電力制御装置は、制御信号によって太陽電池モジュールの出力電圧の負極側との接続を切断することができる。これにより、例えば太陽電池モジュールが発電していないときは当該太陽電池モジュールの負電極と接地されているフレームとの間に、ＰＩＤの原因であると推測される電界が生じることを抑制できる。
【００５９】
本発明の態様５に係る太陽光発電システム（１、１Ａ）は、フレーム（１８）が接地している両面電極型太陽電池モジュール（１０）と、電力の蓄電および放電を行う蓄電装置と、前記態様１から４のいずれかにおける電力制御装置（３０、３０Ａ）と、を備えている構成としてもよい。前記の構成によれば、前記態様１と同様の作用効果を奏する。
【００６０】
本発明の各態様に係る電力制御装置（３０、３０Ａ）は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記電力制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記電力制御装置をコンピュータにて実現させる電力制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【００６１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１、１Ａ  太陽光発電システム
２  系統電力網
１０  太陽電池モジュール（両面電極型太陽電池モジュール）
１１ａ  第１封止樹脂
１１ｂ  第２封止樹脂
１２ａ  第１電極
１２ｂ  第２電極
１３  太陽電池セル
１４ａ  第１電極バスバー
１４ｂ  第２電極バスバー
１５  裏面保護シート
１６  インナーコネクタ
１７  出力端子
１８  フレーム（外枠）
１９  カバーガラス
２０  蓄電装置
３０、３０Ａ  電力制御装置
１０１  昇圧回路
１０２  双方向ＰＷＭインバータ
１０３  交流リアクトル
１０４  双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０５、１０５Ａ  リレー
１０７  切替制御部（コントローラ）
１０８  ＦＥＴ
１０９  コイル
１１０  ダイオード
１３１  正極側入力端子
１３２  負極側入力端子
１５１ａ  第１スイッチ
１５１ｂ  第２スイッチ
【図１】
2019126171.tif 000003
【図２】
2019126171.tif 000004
【図３】
2019126171.tif 000005
【図４】
2019126171.tif 000006
【図５】
2019126171.tif 000007
【図６】
2019126171.tif 000008