(57)【要約】  【課題】複数のストリングを並列接続した場合に発生し得る電力損失を低減可能な太陽光発電システムを提供する。  【解決手段】太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルを、水平面に平行な第１方向、及び、水平面から傾斜した第２方向に２次元配列した太陽電池アレイを備え、太陽電池アレイには、第１ストリングを構成し、直列接続される複数の第１の太陽電池パネルと、第２ストリングを構成し、直列接続される複数の第２の太陽電池パネルとが含まれ、太陽電池アレイの設置される高さが最も高い端辺を基準端辺としたとき、複数の第１の太陽電池パネルおよび複数の第２の太陽電池パネルは、複数の第１の太陽電池パネルから基準端辺までの第２方向の距離の総和と、複数の第２の太陽電池パネルから基準端辺までの第２方向の距離の総和とを揃えるように、太陽電池アレイに配列されていることを特徴とする。【選択図】図１
2015012229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池パネルを、水平面に平行な第１方向、及び、水平面から傾斜した第２方向の両方向に沿って２次元配列した太陽電池アレイを備える太陽光発電システムであって、
前記太陽電池アレイには、
第１ストリングを構成し、電気的に直列接続される少なくとも２つの第１の太陽電池パネルと、
第２ストリングを構成し、電気的に直列接続される前記第１の太陽電池パネルの数と同数の第２の太陽電池パネルとが含まれ、
前記太陽電池アレイの設置される高さが最も高い端辺を基準端辺としたとき、複数の前記第１の太陽電池パネルおよび複数の前記第２の太陽電池パネルは、複数の前記第１の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和と、複数の前記第２の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和とを揃えるように、前記太陽電池アレイに配列され、
前記第１の太陽電池パネルのうち少なくとも１つは、前記第２の太陽電池パネルが前記第２方向において隣接するように配列されている
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記太陽電池アレイは、前記複数の太陽電池パネルをマトリクス状に配列されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記太陽電池アレイの表面における複数の前記第１の太陽電池パネルからなる領域を第１領域とし、前記太陽電池アレイの表面における複数の前記第２の太陽電池パネルからなる領域を第２領域としたとき、
複数の前記第１の太陽電池パネルおよび複数の前記第２の太陽電池パネルは、複数の前記第１の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和と、複数の前記第２の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和とを揃えた上で、
前記第１領域と前記太陽電池アレイの表面における前記第１領域以外の領域との境界の長さと、前記第２領域と前記太陽電池アレイの表面における前記第２領域以外の領域との境界の長さとの和が最小となるように配列されている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
更に、前記基準端辺に沿って設置され、前記太陽電池アレイの設置される高さが最も高い端辺に沿って配された太陽電池パネルの表面へ向けて、供給された水が第２方向に沿って流れていくように散水する散水器を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
複数の太陽電池パネルを、マトリクス状に配列した太陽電池アレイを備える太陽光発電システムであって、
前記太陽電池アレイに配列された複数の太陽電池パネルは、同数ずつ電気的に直列接続されて複数のストリングを構成し、
前記複数のストリングそれぞれに対して、前記太陽電池アレイの表面における当該ストリングを構成する太陽電池パネルからなる領域を示すストリング領域と前記太陽電池アレイの表面における前記ストリング領域以外の領域との境界の長さを想定するとき、
前記複数のストリングそれぞれは、前記太陽電池アレイにおける各行に少なくとも１つの太陽電池パネルを有した上で、
前記複数のストリングに対して想定される前記境界の長さの総和が最小となるように構成される
ことを特徴と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、複数の太陽電池パネルを直列接続してなるストリングを複数備える太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の太陽電池パネルを直列接続して構成されるストリングを複数並列接続し、並列接続された複数のストリングの出力（電力）をパワーコンディショナーへ供給する太陽光発電システムがある。
【０００３】
このようにして構成された太陽光発電システムの最大出力電圧は、太陽電池パネルの直列数に比例し、太陽光発電システムの出力電流は、ストリングの並列数に比例する。また、電力は電圧と電流の積であるため、太陽光発電システムの最大出力は、太陽電池パネルの直列数およびストリングの並列数の両方に比例する。
【０００４】
従って、多くの太陽光発電システムでは、パワーコンディショナーの入力電圧の許容範囲に応じて太陽電池パネルの直列数が決定され、所望の出力が得られるようにストリングの並列数が決定される。
【０００５】
ところで、太陽電池パネルは、温度上昇によって最大出力電圧が低下することが知られている。そこで、太陽電池パネルに散水器を付設し、太陽電池パネルの表面に散水して太陽電池パネルの温度上昇を抑制するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５９７９７号公報
【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、散水器を付設して複数の太陽電池パネルを冷却する場合、すべての太陽電池パネルを一様に冷却できるとは限らず、散水器からの距離に応じた温度ムラが発生する可能性がある。また、散水器を付設しない場合でも、例えば、地表面から放射された熱を地表面近くに設置された太陽電池パネルが吸収することにより、地表面からの距離に応じた温度ムラが生じる可能性がある。その結果、一部の太陽電池パネルの温度が上昇することにより、一部の太陽電池パネルの最大出力電圧が低下してしまう。
【０００８】
最大出力電圧が低下した太陽電池パネルを直列接続して構成されるストリングと、最大出力電圧が低下していない太陽電池パネルを直列接続して構成されるストリングとでは、当然、最大出力電圧が異なるものとなる。そして、並列されるストリングはすべて同一の電圧で動作するから、最大出力電圧のバラツキが生じている場合、並列されるストリング全てを各ストリングの最大出力電圧で同時に動作させることはできない。
【０００９】
つまり、従来の複数のストリングを並列接続した太陽光発電システムにおいて、複数のストリングで最大出力電圧にバラつきが生じ、太陽光発電システムの出力に損失が発生している可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、複数のストリングを並列接続した場合に発生し得る電力損失を低減可能な太陽光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】
上記課題を解決するために、本発明の一つの実施の形態に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルを、水平面に平行な第１方向、及び、水平面から傾斜した第２方向の両方向に沿って２次元配列した太陽電池アレイを備える太陽光発電システムであって、前記太陽電池アレイには、第１ストリングを構成し、電気的に直列接続される少なくとも２つの第１の太陽電池パネルと、第２ストリングを構成し、電気的に直列接続される前記第１の太陽電池パネルの数と同数の第２の太陽電池パネルとが含まれ、前記太陽電池アレイの設置される高さが最も高い端辺を基準端辺としたとき、複数の前記第１の太陽電池パネルおよび複数の前記第２の太陽電池パネルは、複数の前記第１の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和と、複数の前記第２の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和とを揃えるように、前記太陽電池アレイに配列され、前記第１の太陽電池パネルのうち少なくとも１つは、前記第２の太陽電池パネルが前記第２方向において隣接するように配列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様に係る太陽光発電システムによれば、基準端辺すなわち太陽電池アレイの最上辺から太陽電池パネルまでの距離に応じて発生しうる太陽電池パネル間の出力不均衡に起因したストリング間の最大出力電圧のバラツキを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る太陽光発電システムの模式図である。
【図２】実施の形態１に係る太陽電池アレイ１３０および散水器１７０を上面から見た模式図である。
【図３】（ａ）は比較例に係る太陽光発電システムの構成を示す図であり、（ｂ）比較例に係る太陽光発電システムの出力特性を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る太陽光発電システムの出力特性を示す図である。
【図５】太陽電池パネルに対する重み付けを説明するための図である。
【図６】ストリング構成方法のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】ストリング構成方法のアルゴリズムを説明するための模式図であって、（ａ）はストリング構成対象の太陽電池アレイを示す図であり、（ｂ）はストリングに太陽電池パネルが割り振られる様子を示した図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は複数の太陽電池パネルにかかる影の様子を示した図であり、（ｄ）は、影が太陽電池パネルの出力に与える影響を説明するための図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、複数のストリングにかかる影の様子を示した図であり、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、影がストリングの出力に与える影響を説明するための図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は変形例１および２に係るストリングの構成を示す図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は変形例３および４に係るストリングの構成を示す図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は変形例５および６に係るストリングの構成を示す図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は変形例７，８および９に係るストリングの構成を示す図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は変形例１０，１１および１２に係るストリングの構成を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は変形例１３に係るストリングの構成を示す図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は変形例１４に係るストリングの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１．実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る太陽光発電システム１００の詳細について図面を参照して説明する。
＜１−１．構成＞
【００１５】
図１は、実施の形態１に係る太陽光発電システム１００の構成を模式的に示した図である。図１に示すように、太陽光発電システム１００は、６枚の太陽電池パネル１１１−１１３および１２１−１２３、接続箱１５０、パワーコンディショナー１６０、散水器１７０を備える。
【００１６】
太陽電池パネル１１１−１１３および１２１−１２３は、光起電力効果によって、太陽光などの光エネルギーを電力に変換する。本実施の形態では、単結晶シリコンとアモルファスシリコンを積層したハイブリッド型（ＨＩＴ型）の太陽電池を用いる。
【００１７】
太陽電池パネル１１１−１１３，１２１−１２３は、２行３列のマトリクス状に並べられることによって、太陽電池アレイ１３０を構成している。そして、図１に示すように、太陽電池アレイ１３０は、架台１９３，１９４を用いて、水平面１９１から所定の角度θ（例えば、θ＝１０度）だけ傾斜させて配置されている。
【００１８】
別の言い方をすれば、太陽電池パネル１１１−１１３，１２１−１２３を、水平面１９１に平行な第１方向（マトリクスの行方向）、および、水平面１９１から所定の角度θだけ傾斜した第２方向（マトリクスの列方向）に２次元配列されたものが太陽電池アレイ１３０である。
【００１９】
ここで、太陽電池パネル１２１、１１１、１１２は、電気的に直列に接続されてストリング１４１を構成している。同様に、太陽電池パネル１２２、１２３、１１３は、電気的に直列に接続されてストリング１４２を構成している。なお、図示していないが、各太陽電池パネルの裏面には、太陽電池の正極および負極となる２つの端子が設けられており、配線により太陽電池アレイ内の任意の位置に配列された太陽電池パネルを、任意の数および任意の順番で電気的に接続することができる。ストリングの電圧電流特性は、ストリングを構成する太陽電池パネルの組み合わせに依存するが、太陽電池パネルの接続順番には依存しない。厳密に言うと、配線が長くなると電圧降下による影響があるが、温度変化に比べて影響が小さいので、ここでは電圧降下による影響は無視することとする。従って、太陽電池パネルの接続順序違いの同じ組み合わせは、同じストリングと見なす。例えば、ストリング１４１は、太陽光パネル１２１，１１１，１１２の順序で直列接続されているが、１１１、１１２、１２１の順番で直列接続されても同一のストリングと見なす。
【００２０】
接続箱１５０は、ストリング１４１，１４２を電気的に並列に接続し、その出力をパワーコンディショナー１６０へ供給する。パワーコンディショナー１６０は、接続箱１５０から供給される直流電力を、交流電力へ変換して電力系統１８０へ系統連系させる。
【００２１】
散水器１７０は、傾斜させて設置された太陽電池アレイ１３０の最上辺に沿って備え付けられている散水パイプを備える。この散水パイプには、所定間隔（例えば、太陽電池パネルの行方向の長さの半分の長さの間隔）に散水ノズル１７１が設けられ、例えば水道などから供給された水が、散水ノズル１７１から太陽電池パネル１１１−１１３の表面に向けて散布される。
【００２２】
図２は、図１における太陽電池アレイ１３０および散水器１７０を上面から見た模式図であり、散水器１７０の散水パイプに設けられた散水ノズル１７１から太陽電池パネル１１１−１１３の表面に向けて散水している様子を示している。散水ノズル１７１から太陽電池パネル１１１−１１３の表面に向けて散布された水は、図の矢印が示す方向（第２方向）に、太陽電池パネル１２１−１２３の表面へ流れていく。そして、太陽電池パネルの表面を流れる水の気化熱によって太陽電池パネルが冷却される。
＜１−２．効果＞
【００２３】
次に、図１で示した太陽光発電システムの奏する効果について、比較例との比較によって説明する。
＜１−２−１．比較例の構成＞
【００２４】
図３（ａ）は、比較例に係る太陽光発電システムの構成を模式的に示している。図３（ａ）に示すように、比較例に係る太陽光発電システムは、６枚の太陽電池パネル２１１１−２１１３，２１２１−２１２３と、接続箱２１５０と、散水器２１７０とを備える。
【００２５】
太陽電池パネル２１１１−２１１３，２１２１−２１２３は、太陽光発電システム１００における太陽電池パネル１１１−１１３，１２１−１２３と同様に、２行３列のマトリクス状に並べて配列される。
【００２６】
ここで、散水器２１７０に近い位置に配列されている３つの太陽電池パネル２１１１−２１１３は、電気的に直列に接続され、ストリング２１４１を構成している。同様に、散水器２１７０から離れた位置に配列されている３つの太陽電池パネル２１２１−２１２３は、電気的に直列に接続され、ストリング２１４２を構成している。
【００２７】
接続箱２１５０は、ストリング２１４１，２１４２を電気的に並列に接続する。
＜１−２−２．比較例の出力特性＞
【００２８】
図３（ｂ）は、図３（ａ）で示した比較例に係る太陽光発電システムの出力特性を示している。具体的には、実線２２０１はストリング２１４１の電流電圧曲線を、破線２２０２はストリング２１４２の電流電圧曲線を、一点鎖線２２０３は、接続箱２１５０の電流電圧曲線を、太線２２０４は、接続箱２１５０の電圧電力曲線を示している。なお、縦軸（左）が電流を、縦軸（右）が電力を、横軸が電圧を示している。
【００２９】
また、図中に示す３つの点２２０５、２２０６，２２０７は、それぞれストリング２１４１、ストリング２１４２、および接続箱２１５０の出力が最大となる動作点を示している。ここで、出力が最大となる動作点は、各曲線２２０１、２２０２、および、２２０３において、電流Ｉと電圧Ｖの積が最大となる点である。
図３（ｂ）において、電流電圧曲線２２０２と電流電圧曲線２２０１とを比較すると分かるように、動作点２２０６の電圧が、動作点２２０５の電圧から低下している。
【００３０】
これは、散水器２１７０から離れた位置に配列された太陽電池パネル２１２１−２１２３から構成されたストリング２１４２と、散水器２１７０に近い位置に配列された太陽電池パネル２１１１−２１１３から構成されたストリング２１４１との間で、出力特性が異なっていることを示している。この出力特性の違いは、散水器２１７０から離れるほど、水温が上昇して冷却効果が減り、ストリングを構成する太陽電池パネルの温度に差が生じることに起因する。
【００３１】
また、図３（ｂ）において、電流電圧曲線２２０３と電流電圧曲線２２０１とを比較すると分かるように、動作点２２０７の電圧は、動作点２２０５の電圧から大きく低下して、動作点２２０６に近い電圧になる。これは、接続箱２１５０の出力を最大化させるためには、ストリング２１４１の出力が最大となる電圧とは異なる電圧で、ストリング２１４１を動作させる必要があることを示している。一般的に、電流電圧特性が異なるストリングを並列接続すると、電流電圧特性の劣るストリングの影響を強く受ける。そして、接続箱２１５０の最大出力は、電流電圧特性の劣るストリング２１４２の最大出力の概ね２倍となり、ストリング２１４１の最大出力とストリング２１４２の最大出力を合計したものよりも小さくなってしまう。
＜１−２−３．実施の形態１に係る太陽光発電システム１００の出力特性＞
【００３２】
図４は、図１で示した太陽光発電システム１００の出力特性を示している。具体的には、実線２０１はストリング１４１の電流電圧曲線を、破線２０２はストリング１４２の電流電圧曲線を、一点鎖線２０３は、接続箱１５０の電流電圧曲線を、太線２０４は、接続箱１５０の電圧電力曲線を示している。なお、縦軸（左）が電流を、縦軸（右）が電力を、横軸が電圧を示している。
【００３３】
また、図中に示す点２０５、２０６，２０７は、それぞれストリング１４１、ストリング１４２、および接続箱１５０の出力が最大となる動作点を示している。
【００３４】
図４の電流電圧曲線２０１と図３（ｂ）の電流電圧曲線２２０１を比較すれば分かるように、動作点２０５の電圧は動作点２２０５の電圧からやや低下している。
【００３５】
図４の電流電圧曲線２０２と図３（ｂ）の電流電圧曲線２２０２を比較すれば分かるように、動作点２０６の電圧は動作点２２０６の電圧からやや上昇している。
【００３６】
上記のように、動作点２０５の電圧は動作点２２０５の電圧からやや低下し、動作点２０６の電圧は動作点２２０６の電圧からやや上昇することにより、動作点２０５と２０６との電圧差は、動作点２２０５と２２０６との電圧差と比較して減少している。これは、太陽光発電システム１００は、比較例に係る太陽光発電システムと比較して、ストリング間の出力特性のバラツキが揃えられていることを示している。
【００３７】
そしてそれによって、図４の電圧電力曲線２０４と、図３（ｂ）の電圧電力曲線２２０４を比較しても分かるように、接続箱１５０の最大出力は、接続箱２１５０の最大出力よりも増加している。
【００３８】
つまり、図１に示した構成の太陽光発電システム１００は、図３（ａ）で示した太陽光発電システムと比較して、ストリング間の出力特性のバラツキが揃えられ、複数のストリングを並列接続したことによる電力損失が低減されている。
（２．ストリング構成方法）
【００３９】
ここでは、実施の形態１に係る太陽光発電システム１００のストリング構成と同様の効果を奏することの出来るストリング構成方法について説明する。
【００４０】
なお、ここでは、太陽電池パネルの直列数をＳ（ただし、Ｓは、１より大きい整数）、ストリングの並列数をＴ（ただし、Ｔは１より大きい整数）、太陽電池アレイの形状が「Ｎ行Ｍ列」（ただし、Ｎは１より大きい整数であり、ＭはＴより大きい整数であり、Ｎ×Ｍ＝Ｓ×Ｔを満たす）である場合について、ストリング構成方法を説明する。
【００４１】
本ストリング構成方法は、太陽電池アレイの列数Ｍが、ストリングの並列数Ｔの整数倍でない場合に特に有用であるが、太陽電池アレイの列数Ｍが、ストリングの並列数Ｔの整数倍であっても当然適用可能である。
【００４２】
実施の形態１に係る太陽光発電システム１００におけるストリング構成と同様の効果を奏することの出来るストリング構成方法は、４つのステップを含む。４つのステップは、（ステップ１）太陽電池パネルの重みを算出するステップ、（ステップ２）重み基準値を算出するステップ、（ステップ３）ストリングに所属させる行ごとのパネル数を決定するステップ、および（ステップ４）ストリング構成を決定するステップである。
以下、各ステップについて、詳細に説明する。
＜２−１．ステップ１＞
【００４３】
まず、ステップ１について説明する。ステップ１は、太陽電池アレイに配列された太陽電池パネルそれぞれの重みを算出するステップである。太陽電池パネルの重みは、基準線を想定したとき、基準線から太陽電池パネルの重心までの太陽電池アレイの列方向（第２方向）の距離に基づく数である。
【００４４】
ここでは、太陽電池アレイの設置された高さが最も高くなる端辺、すなわち、太陽電池アレイの散水器１７０の設置された側の端辺を基準端辺としたとき、基準端辺を通る直線を基準線とする。
【００４５】
本実施の形態では、各太陽電池パネルから基準線までの列方向の距離を算出し、算出結果の距離をその太陽電池パネルの重みとする。例えば、図１で示す太陽電池アレイ１３０の形状の場合、太陽電池パネル１１１−１１３の重みはそれぞれ０．５、太陽電池パネル１２１−１２３の重みはそれぞれ１．５となる。
【００４６】
図５は、ステップ１、つまり、太陽電池パネルの重みを算出するステップを説明するための模式図である。図５は、Ｎ行Ｍ列のマトリクス状の太陽電池アレイの１列を抜き出し、抜き出した１列と散水器１７０の抜き出した１列に対応する部分を上面から見た図である。図５において、太陽電池パネル３０１−１，３０１−２，…，３０１−Ｎは、Ｎ行Ｍ列の太陽電池アレイから抜き出した１列に対応する太陽電池パネルであることを示している。また、破線３１０は、基準線を示している。
【００４７】
そして、ｄ1，ｄ2，…，ｄN（ただし、Ｎは２以上の整数とする）は、それぞれ、太陽電池パネル３０１−１，３０１−２，…，３０１−Ｎの重心から基準線までの列方向の距離を示す。従って、ｄ1＝０．５，ｄ2＝１．５，…，ｄN＝Ｎ−０．５である。また、太陽電池アレイにおいて、太陽電池パネル３０１−Ｋ（ただし、Ｋは、１からＮまでの整数）と同一の行に配列される太陽電池パネルの重みは、全てｄK＝Ｋ−０．５である。
＜２−２．ステップ２＞
【００４８】
次に、ステップ２について説明する。ステップ２は、上述したように、重み基準値を算出するステップである。重み基準値は、具体的には、太陽電池アレイに配列されている太陽電池パネルそれぞれに算出された重みの総和を、ストリングの並列数Ｔで割ったものである。
【００４９】
ここで、Ｎ行Ｍ列のマトリクス状に配列された太陽電池パネルの重みの総和は、Ｍ×（ｄ1＋ｄ2＋…＋ｄN）に等しい。従って、図１で示すストリングの並列数および太陽電池アレイの形状の場合、ストリングの並列数が２で、太陽電池アレイ１３０の形状が２行３列のマトリクスであるから、重み基準値は、（ｄ1×Ｍ＋ｄ2×Ｍ）／Ｔ＝（０．５×３＋１．５×３）／２＝３と算出される。
＜２−３．ステップ３＞
【００５０】
次に、ステップ３について説明する。ステップ３は、具体的には、各ストリング（それぞれ、ストリング１、ストリング２、…、ストリングＴとする。）について、太陽電池アレイの各行（それぞれ、第１行、第２行、…、第Ｎ行）に何枚の太陽電池パネル備えるかについて決定するステップである。その際、各ストリングに所属する太陽電池パネルそれぞれの重みの総和を揃えるように決定する。なお、本実施の形態において、重みの総和を揃えるとは、全てのストリングにおいて、重みの総和と重み基準値との差が所定値ε（例えば、ε＝Ｎ−１）以下になることである。
【００５１】
本実施の形態においては、以下に示すアルゴリズムによって処理が示される。このアルゴリズムでは、各ストリングについて、行ごとに所属している太陽電池パネルの数を保持する変数Ａijと、すべての行における所属している太陽電池パネルの数を保持する変数Ｂiと、所属している太陽電池パネルの重みの総和を保持する変数Ｃiとを管理する。ただし、ｉはストリングを識別するための番号であって、１以上Ｔ以下の整数とする。また、ｊは太陽電池アレイにおける行を識別するための番号であって、１以上Ｎ以下の整数とする。なお、各変数の初期値は、すべて０とする。
【００５２】
以下、アルゴリズムの内容を示す。図６は、アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００５３】
［プロセス１］
ステップＳ１−１：  Ｋ＝Ｎとする。
ステップＳ１−２：  以下に示す［プロセス２］を実行する。
ステップＳ１−３：  Ｋ＝Ｋ−１とする。
ステップＳ１−４：  Ｋが０の場合、処理を終了し、そうでない場合は、上記ステップＳ１−２に戻る。
【００５４】
［プロセス２］
ステップＳ２−１：  ｍ＝１とする。
ステップＳ２−２：  以下に示す［プロセス３］を実行する。
ステップＳ２−３：  ｍ＝ｍ＋１とする。
ステップＳ２−４：  ｍがＭ＋１の場合、プロセス２を終了し、そうでない場合は、上記ステップＳ２−２に戻る。
【００５５】
［プロセス３］
Ｂn＜Ｓとなるｎの中で、Ｃi＝ｍｉｎ（Ｃn）となるｉを１つ求める（ステップＳ３−１）。ただし、ｍｉｎ（Ｃn）は、集合｛Ｃn｝の最小値である。
プロセス３−１で求めたｉについて、以下の式に従ってＡik、Ｂi、およびＣiを更新する（ステップＳ３−２）。
ＡiK＝ＡiK＋１
Ｂi＝Ｂi＋１
Ｃi＝Ｃi＋ｄK
【００５６】
以上に示したアルゴリズムにより、各ストリングに所属する太陽電池パネルそれぞれの重みの総和Ｂiを揃えるように、各ストリングに所属させる行ごとの太陽電池パネル数Ａijを決定することが可能である。
【００５７】
次に具体的に、ストリングの並列数が２で、太陽電池アレイの形状が、「２行３列のマトリクス状」の場合について、上述のアルゴリズムにより、各ストリングに所属する太陽光パネルのそれぞれの重みの総和Ｂiが揃うことを、図７を用いて説明する。
【００５８】
図７（ａ）は、２行３列のマトリクス状の太陽電池アレイを示す。四角い枠が太陽電池パネルを示し、枠内の数字がそのパネルの重みである。重み０．５の太陽電池パネルが３枚、重み１．５の太陽電池パネルが３枚で、太陽電池アレイは構成されている。
【００５９】
図７（ｂ）は、上述のアルゴリズムの［プロセス３］が実行される毎に、太陽電池パネルが２つのストリングの何れかに割り振られる様子を示す。パネル枚数がＮ×Ｍ＝２×３＝６枚であるので、［プロセス３］は計６回実行される。
【００６０】
なお、アルゴリズム開始時点において、Ａ11＝Ａ12＝Ａ21＝Ａ22＝Ｂ1＝Ｂ2＝Ｃ1＝Ｃ2＝０である。
【００６１】
１回目（Ｋ＝２，ｍ＝１）、ステップ３−１において、何れのストリングも条件「Ｂn＜Ｓとなるｎの中でＣi＝ｍｉｎ（Ｃn）」を満たすが、ここではｉ＝２が求まったとする。すると、Ｋ＝２なので、ステップ３−２において、Ａ22＝０＋１＝１、Ｂ2＝０＋１＝１、Ｃ2＝０＋１．５＝１．５と更新される。つまり、図７（ｂ）に示すように、重み１．５の太陽電池パネルが、ストリング２の所属に加わる。
【００６２】
２回目（Ｋ＝２，ｍ＝２）、ステップ３−１において、ストリング１が条件を満たすのでｉ＝１が求まる。Ｋ＝２なので、ステップ３−２において、Ａ12＝０＋１＝１、Ｂ1＝０＋１＝１、Ｃ1＝０＋１．５＝１．５と更新される。つまり、図７（ｂ）に示すように、重み１．５の太陽電池パネルが、ストリング１の所属に加わる。
【００６３】
３回目（Ｋ＝２，ｍ＝３）、ステップ３−１において、何れのストリングも条件を満たすが、ここではｉ＝２が求まったとする。Ｋ＝２なので、ステップ３−２において、Ａ22＝１＋１＝２、Ｂ2＝１＋１＝２、Ｃ2＝１．５＋１．５＝３と更新される。つまり、図７（ｂ）に示すように、重み１．５の太陽電池パネルが、ストリング２の所属に加わる。
【００６４】
４回目（Ｋ＝１，ｍ＝１）、ステップ３−１において、ストリング１が条件を満たすのでｉ＝１が求まる。Ｋ＝１なので、ステップ３−２において、Ａ11＝０＋１＝１、Ｂ1＝１＋１＝２、Ｃ1＝１．５＋０．５＝２と更新される。つまり、図７（ｂ）に示すように、重み０．５の太陽電池パネルが、ストリング１の所属に加わる。
【００６５】
５回目（Ｋ＝１，ｍ＝２）、ステップ３−１において、ストリング１が条件を満たすのでｉ＝１が求まる。Ｋ＝１なので、ステップ３−２において、Ａ11＝１＋１＝２、Ｂ1＝２＋１＝３、Ｃ1＝２＋０．５＝２．５と更新される。つまり、図７（ｂ）に示すように、重み０．５の太陽電池パネルが、ストリング１の所属に加わる。
【００６６】
６回目（Ｋ＝１，ｍ＝３）、ステップ３−１において、ストリング２が条件を満たすのでｉ＝２が求まる。Ｋ＝１なので、ステップ３−２において、Ａ21＝０＋１＝１、Ｂ2＝２＋１＝３、Ｃ2＝３＋０．５＝３．５と更新される。つまり、図７（ｂ）に示すように、重み０．５の太陽電池パネルが、ストリング２の所属に加わる。
【００６７】
以上説明したように、ストリングの並列数が２で、太陽電池アレイの形状が、「２行３列のマトリクス状」である場合、このアルゴリズムによって、例えば、Ａ11＝２、Ａ12＝１、Ｂ1＝３、Ｃ1＝２．５、Ａ21＝１、Ａ22＝２、Ｂ2＝３、Ｃ2＝３．５と算出される。
【００６８】
上記において、Ａ11＝２は、ストリング１（例えば、図１におけるストリング１４１）に、基準線に近い方から数えて第１行目には２枚の太陽電池パネルが割り振られたことを示している。Ａ12＝１は、ストリング１に、基準線に近い方から数えて第２行目には１枚の太陽電池パネルが割り振られたことを示している。Ｂ1＝３は、ストリング１に計３枚の太陽電池パネルが割り振られたことを示している。Ｃ1＝２．５は、ストリング１に所属する太陽電池パネルの重みの総和が２．５であることを示している。
【００６９】
同様に、Ａ21＝１は、ストリング２（例えば、図１におけるストリング１４２）に、基準線に近い方から数えて第１行目には１枚の太陽電池パネルが割り振られたことを示している。Ａ22＝２は、ストリング２に、基準線に近い方から数えて第２行目には２枚の太陽電池パネルが割り振られたことを示している。Ｂ2＝３は、ストリング２は計３枚の太陽電池パネルが割り振られたことを示している。Ｃ2＝３．５は、ストリング２に所属する太陽電池パネルの重みの総和が３．５であることを示している。
＜２−４．ステップ４＞
【００７０】
最後に、ステップ４について説明する。このステップでは、太陽電池アレイのどの位置に配置されている太陽電池パネルを電気的に直列に接続してストリングを構成するかについて決定する。
【００７１】
本実施の形態では、まず、複数のストリング（ストリング１、ストリング２、…、ストリングＴ）それぞれの優先順位を決定する。
【００７２】
なお、この優先順位は、ストリングの並列数の階乗だけパターンが存在する。例えば、ストリングの並列数が２（ストリング１およびストリング２）の場合、ストリング１がストリング２よりも優先順位が高いパターンと、ストリング１がストリング２よりも優先順位が低いパターンとの２通りのパターンが存在する。
【００７３】
優先順位が最も高いストリングについて、太陽電池アレイの各行について、ステップ３で決定された太陽電池パネル数だけ、太陽電池アレイに正対して左詰めで、太陽電池パネルを電気的に直列に接続して、サブストリングを構成する。その後、行ごとに直列に接続された複数のサブストリングを、さらに、電気的に直列に接続して１つのストリングを構成する。
【００７４】
例えば、最も優先順位が高いストリングがストリング１であり、太陽電池アレイの形状が、「２行３列のマトリクス状」であり、ステップ３で決定された太陽電池パネル数が、Ａ11＝２、Ａ12＝１である場合、以下のようにサブストリングを構成する。すなわち、太陽電池アレイにおける１行１列に配列されている太陽電池パネル（図１における太陽電池パネル１１１）と、１行２列に配列されている太陽電池パネル（図１における太陽電池パネル１１２）とを、電気的に直列に接続してサブストリング１を構成し、太陽電池アレイにおける２行１列に配列されている太陽電池パネル（図１における太陽電池パネル１２１）をサブストリング２とする。その後、サブストリング１とサブストリング２を、さらに、電気的に直列に接続してストリング１（例えば、図１におけるストリング１４１）を構成する。
【００７５】
上記要領で、ストリングの優先度が高い順番に、ストリングを構成していくことで、１つの優先順位パターンにおけるストリング構成（例えば、図１におけるストリング１４１およびストリング１４２）が決定される。
【００７６】
同じ処理を、すべての優先順位パターンについて実行することで、優先順位のパターンの数だけストリング構成を得ることができる。
【００７７】
本実施の形態では、このようにして得られた複数のストリング構成の中で、異なるストリングに所属する太陽電池パネルとの境界（以下、ストリング境界と称する）の長さが最小となるストリング構成を選択する。
【００７８】
具体的には、各ストリング構成におけるストリング境界の長さを算出し、各ストリング構成の間で、算出したストリング境界の長さを比較して、ストリング境界の長さが最小となるストリング構成を選択する。
【００７９】
例えば、図１に示すストリング構成の場合、ストリング１４１には、太陽電池パネル１２１と太陽電池パネル１２２との間の列方向のストリング境界と、太陽電池パネル１１２と太陽電池パネル１２２との間の行方向のストリング境界と、太陽電池パネル１１２と太陽電池パネル１１３との間の列方向のストリング境界と、計３つのストリング境界が存在する。同様に、ストリング１４２にも、太陽電池パネル１２２と太陽電池パネル１２１との間の列方向のストリング境界と、太陽電池パネル１２２と太陽電池パネル１１２との間の行方向のストリング境界と、太陽電池パネル１１３と太陽電池パネル１１２との間の列方向のストリング境界と、計３つのストリング境界が存在する。ここで、１枚の太陽電池パネルが列方向にα［ｍ］、行方向にβ［ｍ］の矩形状であったとすると、図１に示すストリング構成の場合は、計α×４＋β×２［ｍ］の長さのストリング境界が存在することになる。
【００８０】
このようにして、優先順位のパターンの数だけ得られたストリング構成それぞれに対して、ストリング境界の長さを算出し、得られたストリング構成の中で最もストリング境界の長さが少なくなるストリング構成を選択する。
（３．考察）
【００８１】
上述した（２．ストリング構成方法）のステップ４では、複数のストリング構成の中で、ストリング境界の長さを最小化するストリング構成を選択している。これは、太陽電池アレイに影がかかる場合に、影が異なるストリングにまたがる確率を減少させるために行う。なぜなら、影が異なる複数のストリングにまたがる場合には、太陽電池アレイの動作点を決定するＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御において、最大出力とはならない動作点に収束してしまう確率が高くなるからである。
【００８２】
以下、影が異なる複数のストリングを構成する太陽電池パネルにまたがってかかる場合に、太陽電池アレイの動作点を決定するＭＰＰＴ制御において、最大出力とはならない動作点に収束してしまう確率が高くなる問題について説明する。ここで、影の影響について簡潔に説明するために、影がかからない状態での各太陽電池パネルの電流電圧曲線は同一とする。
【００８３】
図８は、ストリング１１００に属する複数の太陽電池パネル１１０１にかかる影の影響を説明するための図である。図８（ａ）は、ストリング１１００に影がかかっていない場合、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、それぞれストリング１１００に影１１０２がかかっている場合について、ストリング１１００に属する太陽電池パネル１１０１の様子を示している。図８（ｂ）と図８（ｃ）との違いは、ストリング１１００にかかる影１１０２の面積であり、図８（ｃ）の方がストリング１１００にかかる影１１０２の面積が大きくなっている。
【００８４】
図８（ｄ）は、ストリング１１００の出力特性を示す図である。図８（ｄ）において、実線１１０３は、図８（ａ）の場合のストリング１１００の電流電圧曲線を、破線１１０４は、図８（ｂ）の場合のストリング１１００の電流電圧曲線を、一点鎖線１１０５は、図８（ｃ）の場合のストリング１１００の電流電圧曲線を、それぞれ示している。なお、縦軸が電流を、横軸が電圧を示している。
【００８５】
また、図中に示す３つの点１１０６、１１０７、１１０８は、それぞれの曲線において、出力が最大となる動作点を示している。
【００８６】
各電流電圧曲線１１０３、１１０４、１１０５を比較すると、動作点１１０６、１１０７、１１０８の順で電圧が高くなっている。これは、ストリング１１００かかる影１１０２の面積が大きくなるほど、ストリング１１００の最大出力電圧が低下していることを示している。
【００８７】
次に、ストリングを複数並列接続した場合における太陽電池パネルにかかる影の影響について、図９を参照して説明する。
【００８８】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、２つの太陽電池パネル１２０１を直列接続してなるストリング（以下、ストリングＡと称す）、２つの太陽電池パネル１２０２を直列接続してなるストリング（以下、ストリングＢと称す）、２つの太陽電池パネル１２０３を直列接続してなるストリング（以下、ストリングＣと称す）、を並列接続している様子を示している。
【００８９】
図９（ａ）はいずれのストリングにも影がかかっていない様子を、図９（ｂ）はストリングＡに影１２０４がかかっている様子を、図９（ｃ）はストリングＡおよびＢにまたがって影１２０４がかかっている様子を示している。
【００９０】
そして、図９（ｄ）は、図９（ａ）の場合における、図９（ｅ）は、図９（ｂ）の場合における、図９（ｆ）は、図９（ｃ）の場合における、各ストリングの電流電圧曲線、並びに、各ストリングを並列接続した出力の電流電圧曲線及び電圧電力曲線を示している。
【００９１】
図９（ｄ）において、実線１２０５は、ストリングＡ、Ｂ、Ｃそれぞれの電流電圧曲線を示している。つまり、図９（ａ）において、３つのストリングは、共通する出力特性を有する。破線１２０６は、３つのストリングを並列接続した出力の電流電圧曲線を示し、太線１２０７は、３つのストリングを並列接続した出力の電圧電力曲線を示している。ここで、太線１２０７上の点１２０８は、３つのストリングを並列接続した場合の最大出力となる動作点を示している。
【００９２】
図９（ｅ）において、実線１２０９は、ストリングＡの電流電圧曲線を示し、破線１２１０は、ストリングＢおよびＣの電流電圧曲線を示している。一点鎖線１２１１は、３つのストリングを並列接続した出力の電流電圧曲線を示し、太線１２１２は、３つのストリングを並列接続した出力の電圧電力曲線を示している。ここで、太線１２１２上の点１２１３は、３つのストリングを並列接続した場合の最大出力となる動作点を示している。
【００９３】
図９（ｆ）において、実線１２１４は、ストリングＡおよびＢの電流電圧曲線を示し、破線１２１５は、ストリングＣの電流電圧曲線を示している。一点鎖線１２１６は、３つのストリングを並列接続した出力の電流電圧曲線を示し、太線１２１７は、３つのストリングを並列接続した出力の電圧電力曲線を示している。ここで、太線１２１７上の点１２１９は、３つのストリングを並列接続した場合の最大出力となる動作点を示し、点１２１８は、３つのストリングを並列接続した場合の最大出力ではないが、極大出力となる動作点を示している。
【００９４】
なお、図９（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）において、縦軸（左）が電流を、縦軸（右）が電力を、横軸が電圧を示している。
【００９５】
ここで、ストリングの出力が最大となるように動作点（電圧および電流）を決定するＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御について説明する。ＭＰＰＴ制御では、動作電圧（もしくは動作電流）を現在値から所定値だけ変化させて、変化後の電圧値（もしくは電流値）における出力を計測し、変化前と比較して出力が増加しているならば、変化後の電圧値（もしくは電流値）でストリングを動作させ、変化前と比較して出力が低下しているならば、変化前の電圧値（もしくは電流値）でストリングを動作させる。ここで、動作電圧（もしくは動作電流）の変化は、電圧（もしくは電流）を上昇させる方向と電圧（もしくは電流）を降下させる方向との両方向で行われる。この制御を繰り返す事により、動作電圧（もしくは動作電流）は、出力が極大となる動作点における動作電圧（もしくは動作電流）に収束する。
【００９６】
これを踏まえ、図９で示した３つのストリングＡ、Ｂ、Ｃを並列した構成において、影の状態が、図９（ａ）から図９（ｂ）に変化した場合、さらに、図９（ｂ）から図９（ｃ）に変化した場合について、ＭＰＰＴ制御によってどのように動作点が変化するかについて説明する。
【００９７】
影の状態が図９（ａ）のとき、３つのストリングを並列接続した場合の電圧電力曲線は図９（ｄ）の太線１２０７で示される。図９（ｄ）に示すように、太線１２０７のピークは１つであるので、ＭＰＰＴ制御により、３つのストリングの動作電圧は、動作点１２０８の電圧に収束する。
【００９８】
３つのストリングの動作電圧が動作点１２０８の電圧のとき、影の状態が、図９（ａ）から図９（ｂ）に変化すると、３つのストリングを並列接続した場合の電圧電力曲線は図９（ｅ）の太線１２１２で示されるものに変化する。このとき、ＭＰＰＴ制御によって、３つのストリングの動作電圧は、動作点１２０８の電圧の所属する山の極大値である動作点１２１３の電圧に収束するようになる。
【００９９】
３つのストリングの動作電圧が動作点１２１３の電圧のとき、影の状態が、図９（ｂ）から図９（ｃ）に変化すると、３つのストリングを並列接続した場合の電圧電力曲線は図９（ｆ）の太線１２１７で示されるものに変化する。このとき、ＭＰＰＴ制御によって、３つのストリングの動作電圧は、動作点１２１３の電圧の所属する山の極大値である動作点１２１８の電圧に収束するようになる。
【０１００】
ここで、図９（ｆ）の電圧電力曲線１２１７を見れば分かるように、３つのストリングを並列した出力は、動作点１２１９で出力が最大となるものである。
【０１０１】
つまり、図９（ｃ）に示すように複数のストリングにまたがって影が発生した場合には、ＭＰＰＴ制御によって、出力が最大とはならない動作点に収束してしまうことがわかる。
【０１０２】
そして、このことから、太陽電池アレイにおいて、影が異なるストリングにまたがってかかりにくいように、ストリングを構成することが有用であることいえる。
（４．変形例）
【０１０３】
図１０〜１４は、（２．ストリング構成方法）に従って構成された、実施の形態１に係る太陽光発電システム１００のストリング構成の変形例である。以下、各変形例について、簡潔に説明していく。
＜変形例１＞
【０１０４】
図１０（ａ）は、６枚の太陽電池パネルが、２行３列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ６００を、太陽電池アレイ６００に正対して見た図である。符号６０１、６０２は、並列される２つのストリングを示している。そして、各太陽電池パネルは、中央に付された黒丸を通るストリングに所属している。
【０１０５】
この構成において重み基準値は（０．５×３＋１．５×３）／２＝３となるが、ストリング６０１、６０２に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ２．５および３．５である。つまり、ストリング６０１、６０２で重みの総和が揃えられている。
＜変形例２＞
【０１０６】
図１０（ｂ）は、１０枚の太陽電池パネルが、２行５列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ６１０を、太陽電池アレイ６１０に正対して見た図である。符号６１１、６１２は、並列される２つのストリングを示している。そして、各太陽電池パネルは、中央に付された黒丸を通るストリングに所属している。
【０１０７】
この構成において重み基準値は（０．５×５＋１．５×５）／２＝５となるが、ストリング６１１、６１２に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ４．５および５．５である。つまり、ストリング６１１、６１２で重みの総和が揃えられている。
＜変形例３＞
【０１０８】
図１１（ａ）は、１２枚の太陽電池パネルが、３行４列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ７００と３つのストリング７０１、７０２、７０３を示している。
【０１０９】
この構成において重み基準値は（０．５×４＋１．５×４＋２．５×４）／３＝６となるが、ストリング７０１、７０２、７０３に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ６である。つまり、ストリング７０１、７０２、７０３で重みの総和が揃えられている。
＜変形例４＞
【０１１０】
図１１（ｂ）は、１５枚の太陽電池パネルが、３行５列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ７１０と３つのストリング７１１、７１２、７１３を示している。
【０１１１】
この構成において重み基準値は（０．５×５＋１．５×５＋２．５×５）／３＝７．５となるが、ストリング７１１、７１２、７１３に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ７．５である。つまり、ストリング７１１、７１２、７１３で重みの総和が揃えられている。
＜変形例５＞
【０１１２】
図１２（ａ）は、２１枚の太陽電池パネルが、３行７列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ８００と３つのストリング８０１、８０２、８０３を示している。
【０１１３】
この構成において重み基準値は（０．５×７＋１．５×７＋２．５×７）／３＝１０．５となるが、ストリング８０１、８０２、８０３に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ１０．５である。つまり、ストリング８０１、８０２、８０３で重みの総和が揃えられている。
＜変形例６＞
【０１１４】
図１２（ｂ）は、２４枚の太陽電池パネルが、３行８列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ８１０と３つのストリング８１１、８１２、８１３を示している。
【０１１５】
この構成において重み基準値は（０．５×８＋１．５×８＋２．５×８）／３＝１２となるが、ストリング８１１、８１２、８１３に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ１２である。つまり、ストリング８１１、８１２、８１３で重みの総和が揃えられている。
＜変形例７＞
【０１１６】
図１３（ａ）は、２０枚の太陽電池パネルが、４行５列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ９００と４つのストリング９０１、９０２、９０３、９０４を示している。
【０１１７】
この構成において重み基準値は（０．５×５＋１．５×５＋２．５×５＋３．５×５）／４＝１０となるが、ストリング９０１、９０２、９０３、９０４に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ１０．５、１０．５、９．５、９．５である。つまり、ストリング９０１、９０２、９０３、９０４で重みの総和が揃えられている。
＜変形例８＞
【０１１８】
図１３（ｂ）は、２４枚の太陽電池パネルが、４行６列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ９１０と４つのストリング９１１、９１２、９１３、９１４を示している。
【０１１９】
この構成において重み基準値は（０．５×６＋１．５×６＋２．５×６＋３．５×６）／４＝１２となるが、ストリング９１１、９１２、９１３、９１４に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ１２である。つまり、ストリング９１１、９１２、９１３、９１４で重みの総和が揃えられている。
＜変形例９＞
【０１２０】
図１３（ｃ）は、２８枚の太陽電池パネルが、４行７列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ９２０と４つのストリング９２１、９２２、９２３、９２４を示している。
【０１２１】
この構成において重み基準値は（０．５×７＋１．５×７＋２．５×７＋３．５×７）／４＝１４となるが、ストリング９２１、９２２、９２３、９２４に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ１３．５、１３．５、１４．５、１４．５である。つまり、ストリング９２１、９２２、９２３、９２４で重みの総和が揃えられている。
＜変形例１０＞
【０１２２】
図１４（ａ）は、３６枚の太陽電池パネルが、４行９列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１０００と４つのストリング１００１、１００２、１００３、１００４を示している。
【０１２３】
この構成において重み基準値は（０．５×９＋１．５×９＋２．５×９＋３．５×９）／４＝１８となるが、ストリング１００１、１００２、１００３、１００４に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ１８．５、１８．５、１７．５、１７．５である。つまり、ストリング１００１、１００２、１００３、１００４で重みの総和が揃えられている。
＜変形例１１＞
【０１２４】
図１４（ｂ）は、４０枚の太陽電池パネルが、４行１０列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１０１０と４つのストリング１０１１、１０１２、１０１３、１０１４を示している。
【０１２５】
この構成において重み基準値は（０．５×１０＋１．５×１０＋２．５×１０＋３．５×１０）／４＝２０となるが、ストリング１０１１、１０１２、１０１３、１０１４に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ２０である。つまり、ストリング１０１１、１０１２、１０１３、１０１４で重みの総和が揃えられている。
＜変形例１２＞
【０１２６】
図１４（ｃ）は、４４枚の太陽電池パネルが、４行１１列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１０２０と４つのストリング１０２１、１０２２、１０２３、１０２４を示している。
【０１２７】
この構成において重み基準値は（０．５×１１＋１．５×１１＋２．５×１１＋３．５×１１）／４＝２２となるが、ストリング１０２１、１０２２、１０２３、１０２４に所属する太陽電池パネルの重みの総和は、それぞれ２１．５、２１．５、２２．５、２２．５である。つまり、ストリング１０２１、１０２２、１０２３、１０２４で重みの総和が揃えられている。
【０１２８】
以上、変形例１〜１２で示したようにストリングを構成することで、ストリング間の出力のバラツキを揃え、複数のストリングの並列接続時に発生し得る電力損失を低減することが可能である。
（５．その他変形例）
【０１２９】
以上、本発明に係る太陽光発電システムの実施形態および変形例を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、例示した太陽光発電システムをさらに、以下に示すように変形することも可能である。
【０１３０】
＜変形例１３＞上述の実施の形態では、所属する太陽電池パネルそれぞれの重みの総和が均等になるように、各ストリングに所属させる太陽電池パネルを決定したが、本発明はこれに限られない。例えば、複数のストリングそれぞれが太陽電池アレイにおける各行に少なくとも１つの太陽電池パネルを有した上で、ストリング境界の長さが最小となるように各ストリングに所属させる太陽電池パネルを決定してもよい。
【０１３１】
この構成によると、複数のストリングそれぞれが太陽電池アレイにおける各行に少なくとも１つの太陽電池パネルを有することで、ストリング間の重みの総和の均等化を図ることが可能である。さらに、ストリング境界の長さを最小とすることで、影が異なるストリングに所属する太陽電池パネルにまたがってかかる確率を減少させることが可能である。
【０１３２】
図１５は、このようにして構成された、ストリングの構成の具体例である。なお、ここでは、１枚の太陽電池パネルが列方向にα［ｍ］、行方向にβ［ｍ］の矩形状（ただし、０＜α≦β）であるとする。
＜変形例１３Ａ＞
【０１３３】
図１５（ａ）は、１２枚の太陽電池パネルが、３行４列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１３００と３つのストリング１３０１、１３０２、１３０３を示している。
【０１３４】
この構成は、ストリングの並列数、太陽電池アレイの形状が、変形例３の構成と同一である。変形例３の構成では、ストリング７０１、７０２、７０３のストリング境界の長さは、それぞれ３×α＋２×β、４×α＋４×β、３×α＋２×βの計１０×α＋８×βである。
【０１３５】
これに対して、変形例１３Ａの構成では、ストリング１３０１、１３０２、１３０３のストリング境界の長さは、それぞれ３×α＋１×β、６×α＋２×β、３×α＋１×βの計１２×α＋４×βである。α≦βであるから、１０×α＋８×β  ≧  １２×α＋６×β  ＞  １２×α＋４×βである。つまり、変形例３の構成と比較して、ストリング境界の長さが減少している。
＜変形例１３Ｂ＞
【０１３６】
図１５（ｂ）は、１５枚の太陽電池パネルが、３行５列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１３１０と３つのストリング１３１１、１３１２、１３１３を示している。
【０１３７】
この構成は、ストリングの並列数、太陽電池アレイの形状が、変形例４の構成と同一である。変形例４の構成では、ストリング７１１、７１２、７１３のストリング境界の長さは、それぞれ３×α＋２×β、６×α＋４×β、３×α＋２×βの計１２×α＋８×βである。
【０１３８】
これに対して、変形例１３Ｂの構成では、ストリング１３１１、１３１２、１３１３のストリング境界の長さは、それぞれ、３×α＋１×β、６×α＋２×β、３×α＋１×βの計１２×α＋４×βである。つまり、変形例４の構成と比較して、ストリング境界の長さが減少している。
＜変形例１３Ｃ＞
【０１３９】
図１５（ｃ）は、２０枚の太陽電池パネルが、４行５列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１３２０と４つのストリング１３２１、１３２２、１３２３、１３２４を示している。
【０１４０】
この構成は、ストリングの並列数、太陽電池アレイの形状が、変形例７の構成と同一である。変形例７の構成では、ストリング９０１、９０２、９０３、９０４のストリング境界の長さは、それぞれ、４×α＋２×β、６×α＋５×β、６×α＋５×β、４×α＋２×βの計２０×α＋１４×βである。
【０１４１】
これに対して、変形例１３Ｃで示す構成では、ストリング１３２１、１３２２、１３２３、１３２４のストリング境界の長さは、それぞれ、４×α＋１×β、８×α＋２×β、８×α＋２×β、４×α＋１×βの計２４×α＋６×βである。α≦βであるから、２０×α＋１４×β  ≧  ２４×α＋１０×β  ＞  ２４×α＋６×βである。つまり、変形例７の構成と比較して、ストリング境界の長さが減少している。
＜変形例１３Ｄ＞
【０１４２】
図１５（ｄ）は、２４枚の太陽電池パネルが、４行６列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１３３０と４つのストリング１３３１、１３３２、１３３３、１３３４を示している。
【０１４３】
この構成は、ストリングの並列数、太陽電池アレイの形状が、変形例８の構成と同一である。変形例８の構成では、ストリング９１１、９１２、９１３、９１４のストリング境界の長さは、それぞれ、４×α＋２×β、８×α＋２×β、８×α＋２×β、４×α＋２×βの計２４×α＋８×βである。
【０１４４】
これに対して、変形例１３Ｄの構成では、ストリング１３３１、１３３２、１３３３、１３３４のストリング境界の長さは、それぞれ、４×α＋１×β、８×α＋１×β、８×α＋１×β、４×α＋１×βの計２４×α＋４×βである。つまり、変形例８の構成と比較して、ストリング境界の長さが減少している。
＜変形例１３Ｅ＞
【０１４５】
図１５（ｅ）は、２８枚の太陽電池パネルが、４行７列のマトリクス状に配列された太陽電池アレイ１３４０と４つのストリング１３４１、１３４２、１３４３、１３４４を示している。
【０１４６】
この構成は、ストリングの並列数、太陽電池アレイの形状が、変形例９の構成と同一である。変形例９の構成において、ストリング９２１、９２２、９２３、９２４のストリング境界の長さは、それぞれ、４×α＋２×β、８×α＋５×β、８×α＋５×β、４×α＋２×βの計２４×α＋１４×βである。
【０１４７】
これに対して、変形計１３Ｅの構成では、ストリング１３４１、１３４２、１３４３、１３４４のストリング境界の長さは、それぞれ、４×α＋１×β、８×α＋２×β、８×α＋２×β、４×α＋１×βの計２４×α＋６×βである。つまり、変形例９の構成と比較して、ストリング境界の長さが減少している。
【０１４８】
以上、変形例１３Ａ〜Ｅで示したようにストリングを構成することで、各ストリングの出力特性を揃えるとともに、影が異なるストリングに所属する太陽電池パネルにまたがってかかる確率を減少させることが可能である。
＜変形例１４＞
【０１４９】
上述の実施の形態では、太陽電池アレイの形状がマトリクス状である場合についてのみ説明したが本発明はこれに限られない。例えば、図１６（ａ）や図１６（ｂ）に示すような形状の太陽電池アレイ１４００および１４１０に対しても、ストリング間の出力のバラツキを揃え、複数のストリングの並列接続時に発生し得る電力損失を低減することが可能である。
＜変形例１５＞
【０１５０】
上述の実施の形態では、太陽電池パネルは、ＨＩＴ型の太陽電池を用いるとしたが本発明はこれに限らず、太陽電池ならばいずれの種類のものを用いても良い。例えば、単結晶シリコン型や多結晶型等のシリコン系の太陽電池や、ＧａＡｓ系（ヒ化ガリウム系）やＣＩＳ系（カルコパイライト系）等の化合物系の太陽電池を用いても良い。
＜変形例１６＞
【０１５１】
上述の実施の形態において、太陽電池パネルの重みは、基準線に近い方から数えて第ｋ行目の太陽電池パネルに対してｋ−０．５の重みを与えた。別の実施の形態では、基準線に近い方から数えて第ｋ行目の太陽電池パネルに対してｋの重みを与えてもよい。
【０１５２】
また、散水器からの距離と太陽電池パネルの温度上昇との関係を示す関数ｆを用いて、基準線から太陽電池パネルの重心までの太陽電池アレイの列方向（第２方向）の距離ｘに対してｆ（ｘ）に比例する重みを与えてもよい。ただし、散水器からの距離と太陽電池パネルの温度上昇との関係を示す関数ｆは、変数ｘおよびｙに対して、０＜ｘ≦ｙならば０＜ｆ（ｘ）≦ｆ（ｙ）を満たすものとする。
＜変形例１７＞
【０１５３】
上述の実施の形態において、ストリング境界の長さを最小化するようにストリングを構成したが、ストリング境界となる太陽電池パネルの辺の数を最小とするようにストリングを構成してもよい。すなわち、太陽電池アレイを構成する太陽電池パネルの辺のうち、異なるストリング所属する太陽電池パネルとの境界となる辺の数が最小となるようにストリングを構成しても良い。
＜変形例１８＞
【０１５４】
上記実施の形態において、散水器の位置を基準線として、太陽電池パネルの温度分布を説明しているが、基準線はこれに限らない。「発明が解決しようとする課題」で前述したように、地表面から放射された熱の影響で、地表面からの距離に応じた温度ムラが生じる。高度が上がるにつれ、気温が下がるという現象も、地表面からの放射熱の影響である。従って、上記実施の形態において、散水器は付設しなくてもよいし、基準線を地表面もしくは所定の高度の面としてもよい。
（６．補足）
【０１５５】
以下、本発明に係る太陽光発電システムの構成の効果について説明する。
【０１５６】
（Ａ）本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルを、水平面に平行な第１方向、及び、水平面から傾斜した第２方向の両方向に沿って２次元配列した太陽電池アレイを備える太陽光発電システムであって、前記太陽電池アレイには、第１ストリングを構成し、電気的に直列接続される少なくとも２つの第１の太陽電池パネルと、第２ストリングを構成し、電気的に直列接続される前記第１の太陽電池パネルの数と同数の第２の太陽電池パネルとが含まれ、前記太陽電池アレイの設置される高さが最も高い端辺を基準端辺としたとき、複数の前記第１の太陽電池パネルおよび複数の前記第２の太陽電池パネルは、複数の前記第１の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和と、複数の前記第２の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和とを揃えるように、前記太陽電池アレイに配列され、前記第１の太陽電池パネルのうち少なくとも１つは、前記第２の太陽電池パネルが前記第２方向において隣接するように配列されていることを特徴とする。
【０１５７】
上記構成の太陽光発電システムによれば、基準端辺すなわち、太陽電池アレイの最上部から太陽電池パネルまでの距離に応じて発生しうる太陽電池パネル間の出力不均衡に起因したストリングの出力特性のバラツキを低減することが可能である。
【０１５８】
（Ｂ）上記実施形態Ａの太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイは、前記複数の太陽電池パネルをマトリクス状に配列されたものでもよい。
【０１５９】
この構成によると、太陽電池アレイがマトリクス状である場合に、太陽電池アレイの最上部から太陽電池パネルまでの距離に応じて発生しうる太陽電池パネル間の不均衡に起因したストリングのバラツキを低減することが可能である。
【０１６０】
（Ｃ）上記実施形態Ａの太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイの表面における複数の前記第１の太陽電池パネルからなる領域を第１領域とし、前記太陽電池アレイの表面における複数の前記第２の太陽電池パネルからなる領域を第２領域としたとき、複数の前記第１の太陽電池パネルおよび複数の前記第２の太陽電池パネルは、複数の前記第１の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和と、複数の前記第２の太陽電池パネルから前記基準端辺までの第２方向の距離の総和とを揃えた上で、前記第１領域と前記太陽電池アレイの表面における前記第１領域以外の領域との境界の長さと、前記第２領域と前記太陽電池アレイの表面における前記第２領域以外の領域との境界の長さとの和が最小となるように配列されていてもよい。
【０１６１】
この構成によると、太陽電池アレイの表面における第１領域の境界とそれ以外の領域との境界の長さ、および、太陽電池アレイの表面における第２領域の境界とそれ以外の領域との境界の長さ、すなわち、太陽電池アレイにおけるストリング境界の長さが短くなるように太陽電池パネルが配列される。これにより、太陽電池アレイに影がかかる場合に、影が異なるストリングに所属する太陽電池パネルにまたがる確率を減少させることが可能である。その結果、太陽電池アレイの動作点を決定するＭＰＰＴ制御において、最大出力とはならない動作点に収束してしまう確率を減少させることができる。
【０１６２】
（Ｄ）上記実施形態Ｂの太陽光発電システムは、更に、前記基準端辺に沿って設置され、前記太陽電池アレイの設置される高さが最も高い端辺に沿って配された太陽電池パネルの表面へ向けて、供給された水が第２方向に沿って流れていくように散水する散水器を備えてもよい。
【０１６３】
この構成によると、散水器に近い場所に設置された太陽電池パネルと、散水器から離れた場所に設置される太陽電池パネルとの間に発生する温度ムラに起因するストリングのバラツキを低減することが可能である。
【０１６４】
（Ｅ）また、本発明の一実施形態の太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルを、マトリクス状に配列した太陽電池アレイを備える太陽光発電システムであって、前記太陽電池アレイに配列された複数の太陽電池パネルは、同数ずつ電気的に直列接続されて複数のストリングを構成し、前記複数のストリングそれぞれに対して、前記太陽電池アレイの表面における当該ストリングを構成する太陽電池パネルからなる領域を示すストリング領域と前記太陽電池アレイの表面における前記ストリング領域以外の領域との境界の長さを想定するとき、前記複数のストリングそれぞれは、前記太陽電池アレイにおける各行に少なくとも１つの太陽電池パネルを有した上で、前記複数のストリングに対して想定される前記境界の長さの総和が最小となるように構成されることを特徴としてもよい。
【０１６５】
上記構成によると、複数のストリングそれぞれが太陽電池アレイにおける各行に少なくとも１つの太陽電池パネルを有することで、行が異なることによって太陽電池パネルの出力特性が異なる場合に、ストリングの出力特性を揃えることが可能である。
【０１６６】
また、上記構成は、太陽電池アレイを構成する太陽電池パネルの辺のうち、複数のストリングに対して想定される境界の長さ、すなわち、太陽電池アレイにおけるストリング境界の長さを最小とする構成である。これにより、太陽電池アレイに影がかかる場合に、影が異なるストリングに所属する太陽電池パネルにまたがる確率を減少させることが可能である。その結果、太陽電池アレイの動作点を決定するＭＰＰＴ制御において、最大出力とはならない動作点に収束してしまう確率を減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明の太陽光発電システムは、工場や倉庫、ビル、家屋等の屋根や屋上に太陽電池パネルを設置する小中規模の太陽光発電システムや、休耕田や遊休地等に太陽電池パネルを設置する大規模発電システム等に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１６８】
１００  太陽光発電システム
１１１−１１３，１２１−１２３  太陽電池パネル
１４１，１４２  ストリング
１５０  接続箱
１６０  パワーコンディショナー
１７０  散水器
１７１  散水ノズル
１８０  電力系統
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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