(57)【要約】【課題】  太陽光発電システムの一部の太陽電池の出力が日陰等によって低下した場合に、システムの電流電圧特性に現れる段差を平滑化して発電効率を高めることのできる、太陽電池の電力配分回路を提供する。【解決手段】  充放電路２に組み込まれたスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の組と、充放電路３に組み込まれたスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４の組のそれぞれのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を、各組内では同位相で且つ組間では逆位相になるように同期させて周期的に反復させることにより、発電出力の大きい太陽電池Ｍ１側の充放電路から発電出力の小さい太陽電池Ｍ２側の充放電路へフライバックトランスＴを介して連続的な電力配分を行い、両者の発電出力を均等化する。この際、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２によって、各スイッチング素子が発生するノイズが低減されるとともに、外部負荷に流れる電流の変動が平滑化される。【選択図】  図１
2015219675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部負荷に対して複数直列接続された太陽電池の、前後に隣合う相互間に設けられる電力配分回路であって、
一方の端が、前段の太陽電池の正極端子に導通するとともに、他方の端が当該太陽電池の負極端子に導通する第１の充放電路と、
一方の端が、後段の太陽電池の正極端子に導通するとともに、他方の端が当該太陽電池の負極端子に導通する第２の充放電路と、
第１の充放電路の一部を構成する第１の巻線と、当該巻線と磁気的に結合され、第２の充放電路の一部を構成する第２の巻線とを有するフライバックトランスと、
第１の巻線よりも、前段の太陽電池の正極端子寄りの位置で、第１の充放電路に組み込まれた第１のスイッチング素子と、
第１の巻線よりも、前段の太陽電池の負極端子寄りの位置で、第１の充放電路に組み込まれた第２のスイッチング素子と、
第１の充放電路に、第１のスイッチング素子と第１の巻線に対して並列に、且つ第２のスイッチング素子の導通時に前段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第１のダイオードと、
第１の充放電路に、第２のスイッチング素子と第１の巻線に対して並列に、且つ第１のスイッチング素子の導通時に前段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第２のダイオードと、
第１の充放電路に、第１のスイッチング素子、第１の巻線、及び第２のスイッチング素子に対して並列に組み込まれた第１のコンデンサと、
第２の巻線よりも、後段の太陽電池の正極端子寄りの位置で、第２の充放電路に組み込まれた第３のスイッチング素子と、
第２の巻線よりも、後段の太陽電池の負極端子寄りの位置で、第２の充放電路に組み込まれた第４のスイッチング素子と、
第２の充放電路に、第３のスイッチング素子と第２の巻線に対して並列に、且つ第４のスイッチング素子の導通時に後段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第３のダイオードと、
第２の充放電路に、第４のスイッチング素子と第２の巻線に対して並列に、且つ第３のスイッチング素子の導通時に後段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第４のダイオードと、
第２の充放電路に、第３のスイッチング素子、第２の巻線、及び第４のスイッチング素子に対して並列に組み込まれた第２のコンデンサと、
第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組のそれぞれのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を、各組内では同位相で、且つ組間では逆位相になるように同期させて、周期的に反復させるスイッチング制御回路を備えたことを特徴とする太陽電池の電力配分回路。
【請求項２】
スイッチング制御回路は、全てのスイッチング素子が同時にＯＦＦになる短絡防止期間が存在するように、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組の間で、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えタイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の電力配分回路。
【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用いられる太陽電池の設置環境が悪く、一部が日陰等になった場合や、太陽電池間の出力特性にバラツキを生じた場合でも、システム全体の発電効率を高めることのできる、太陽電池の電力配分回路に関する。
【０００２】
なお、ここで「太陽電池」という用語は、複数直列接続された太陽電池セル（光発電素子）のストリングの両端に、バイパスダイオードが並列接続されたクラスタと、このようなクラスタを、単一もしくは複数直列接続して構成される太陽電池モジュールの両方を意味するものとする。
【背景技術】
【０００３】
現在、太陽光発電システムの発電効率を上げるために、変換効率が高い太陽電池セル（モジュール）やパワーコンディショナの開発が進められている。現用されている太陽光発電システムは、特許文献１に記載されているように、複数の太陽電池モジュールを直並列に接続して、電圧を高めた後に、インバータで交流に変換する集中型インバータ方式が主流となっている。
【０００４】
しかしながら、このような集中型インバータ方式の太陽光発電システムは、実際の使用時においては、一部の太陽電池モジュールが、日陰等の設置環境下に置かれるために、それぞれの部位の太陽電池モジュールの発電能力を十分に発揮させることができない場合がある。
【０００５】
図２２は、２枚の直列接続された太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２からなる太陽光発電システムを模式的に示した図であって、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２は、同一仕様のものが用いられている。
【０００６】
また、前記太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２のそれぞれの正極端子Ｐ１と負極端子Ｐ２間にはバイパスダイオードＢＤ１、ＢＤ２が接続されているとともに、太陽電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ１と太陽電池ジュールＭ２の負極端子Ｐ２はそれぞれ、出力電路Ａを介してパワーコンディショナ等の外部負荷に接続されている。
【０００７】
これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２が両方とも日向に設置されていて、十分な太陽光が当たっている場合には、これらを総合した外部出力は、図２３に太い実線で表示しているような、最大出力動作点をＰとする電流・電圧特性を示す。
【０００８】
ところが、例えば、一方の太陽電池モジュールＭ２が日陰に入った場合には、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２は、出力電流に違いが生じて、図２４に太い実線で表示しているような、階段状の電流電圧特性を示す。
【０００９】
同図において、領域（１）と領域（３）の面積を合わせたものは、太陽電池モジュールＭ１の発電出力（最大値）を表し、また、領域（２）の面積は、太陽電池モジュールＭ２の発電出力（最大値）を表している。
【００１０】
このような電流・電圧特性において、最大出力動作点Ｐが同図に示す位置にあった場合に得られる発電出力は、領域（１）と領域（２）の面積の和となり、ハッチングで示す領域（３）の部分は発電出力には寄与することができないため損失となる。
【００１１】
一方、特許文献２に記載されているように、個々の太陽電池モジュールに、マイクロコンバータを搭載したＡＣ太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムがある。この方式は、各々の太陽電池モジュールに対して最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御を行い、その出力をＤＣ／ＡＣ変換するようにした太陽電池モジュールで、日陰等による損失が少ないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３４７７５３号公報
【特許文献２】特開平１１−３１８０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前述したような、ＡＣ太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムでは、複雑な変換回路を有するため、個々の太陽電池モジュールの製造コストが高くなるとともに、常時変換動作を行っているため、日陰が無い状態においても変換ロスが発生する問題があった。
【００１４】
また、変換回路が故障した場合には、これを搭載している太陽電池モジュール自体が使用できなくなるため、信頼性にも問題があった。このようなことから、今後如何なる設置環境に対しても、高いシステム効率を維持できるシステムの開発が望まれる。
【００１５】
そこで、本発明は、前述したような従来技術における問題点を解決し、太陽光発電システムの一部の太陽電池の出力が、日陰等によって低下した場合に、システムの電流電圧特性に現れる段差を平滑化して発電効率を高めることのできる、太陽電池の電力配分回路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】
【００１６】
前記目的のために提供される本発明の電力配分回路は、外部負荷に対して複数直列接続された太陽電池の、前後に隣合う相互間に設けられるものであって、一方の端が、前段の太陽電池の正極端子に導通するとともに、他方の端が当該太陽電池の負極端子に導通する第１の充放電路と、一方の端が、後段の太陽電池の正極端子に導通するとともに、他方の端が当該太陽電池の負極端子に導通する第２の充放電路と、第１の充放電路の一部を構成する第１の巻線と、当該巻線と磁気的に結合され、第２の充放電路の一部を構成する第２の巻線とを有するフライバックトランスと、第１の巻線よりも、前段の太陽電池の正極端子寄りの位置で、第１の充放電路に組み込まれた第１のスイッチング素子と、第１の巻線よりも、前段の太陽電池の負極端子寄りの位置で、第１の充放電路に組み込まれた第２のスイッチング素子と、第１の充放電路に、第１のスイッチング素子と第１の巻線に対して並列に、且つ第２のスイッチング素子の導通時に前段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第１のダイオードと、第１の充放電路に、第２のスイッチング素子と第１の巻線に対して並列に、且つ第１のスイッチング素子の導通時に前段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第２のダイオードと、第１の充放電路に、第１のスイッチング素子、第１の巻線、及び第２のスイッチング素子に対して並列に組み込まれた第１のコンデンサと、
第２の巻線よりも、後段の太陽電池の正極端子寄りの位置で、第２の充放電路に組み込まれた第３のスイッチング素子と、第２の巻線よりも、後段の太陽電池の負極端子寄りの位置で、第２の充放電路に組み込まれた第４のスイッチング素子と、第２の充放電路に、第３のスイッチング素子と第２の巻線に対して並列に、且つ第４のスイッチング素子の導通時に後段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第３のダイオードと、第２の充放電路に、第４のスイッチング素子と第２の巻線に対して並列に、且つ第３のスイッチング素子の導通時に後段の太陽電池の正極端子側から負極端子側に流れる電流を阻止する向きに組み込まれた第４のダイオードと、第２の充放電路に、第３のスイッチング素子、第２の巻線、及び第４のスイッチング素子に対して並列に組み込まれた第２のコンデンサと、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組のそれぞれのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を、各組内では同位相で、且つ組間では逆位相になるように同期させて、周期的に反復させるスイッチング制御回路を備えたものである。
【００１７】
本発明の太陽電池の電力配分回路において、スイッチング制御回路は、全てのスイッチング素子が同時にＯＦＦになる短絡防止期間が存在するように、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組の間で、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えタイミングを制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載された発明によれば、太陽光発電システムに使用される各太陽電池間に、日陰や受光面の汚れ、経年劣化等によって、発電出力にバラツキが生じた場合に、各太陽電池間でバランス良く電力を配分することができる。
【００１９】
その結果、太陽光発電システム全体の電流電圧特性の段差が平滑化されて、本来、発電出力として利用することができず、損失となっていた電力が利用可能となるため、発電効率を高めることができる。
また、電流電圧特性の段差が平滑化されるため、パワーコンディショナの最大出力動作点の検出が容易となり、ＭＰＰＴミスマッチ損失を回避することができる。
【００２０】
また、本発明の電力配分回路の主要部分は、リレーやＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子やダイオード、フライバックトランス、コンデンサ等からなる極めて簡単な回路構成とすることができる。
【００２１】
しかも、発電出力の大きい太陽電池から発電出力の小さい太陽電池側にフライバックトランスを介して電力が配分される際に、フライバックトランスの漏れインダクタンスに起因する電力損失を少なくすることができる。
【００２２】
また、従来のＡＣ太陽電池モジュールを用いたシステムでは、日陰が無い時も、常時ＡＣ／ＤＣ変換による回路損失が生じているのに対して、本発明の電力配分回路は、日陰が無い場合にはその動作を停止して回路損失を無くすことができるため、発電効率の低下を防ぐことができる。
【００２３】
さらに、従来のＡＣ太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールに搭載されているマイクロコンバータが故障すると、太陽電池モジュール自体も使用不能となるが、本発明の電力配分回路では、万一故障が発生してその機能が停止した場合でも、太陽光発電システム自体の機能に支障を生じる恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の電力配分回路の１実施形態を示す、直列接続された２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２からなる太陽光発電システムの模式図である。
【図２】本発明の電力配分回路の１実施形態における、スイッチング制御回路のブロック図である。
【図３】図２に示すスイッチング制御回路のパルス発振器から出力されるパルス信号の波形を示す図である。
【図４】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、太陽電池モジュールＭ２の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図５】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、太陽電池モジュールＭ２の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図６】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、太陽電池モジュールＭ２の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図７】電力配分回路によって改善されたシステムの電流電圧特性を示す図である。
【図８】太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ１の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図９】太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ１の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１０】太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ１の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１１】本発明の電力配分回路の別の実施形態を示す、直列接続された３つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３からなる太陽光発電システムの模式図である。
【図１２】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、２つの太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３の発電出力より大きい場合のシステムの電流電圧特性を示す図である。
【図１３】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、２つの太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１４】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、２つの太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１５】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、２つの太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１６】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、２つの太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１７】太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、２つの太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１８】太陽電池モジュールＭ１及び太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ３の発電出力より大きい場合のシステムの電流電圧特性を示す図である。
【図１９】太陽電池モジュールＭ１及び太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図２０】太陽電池モジュールＭ１及び太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図２１】太陽電池モジュールＭ１及び太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ３の発電出力より大きい場合における、本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図２２】２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２からなる太陽光発電システムを模式的に示す図である。
【図２３】両方の太陽電池モジュールが日向にある場合の電流電圧特性を示す図である。
【図２４】一方の太陽電池モジュールが日陰に入った場合の電流電圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１に示す実施形態は、外部負荷に対して直列接続された２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２から構成されている太陽光発電システムに、本発明の電力配分回路１を組み込んだ例を示している。
【００２６】
同図に示すように、太陽電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ１と太陽電池モジュールＭ２の負極端子Ｐ２は、出力電路Ａを介して外部負荷と接続されており、また、太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２と太陽電池モジュールＭ２の正極端子Ｐ１との間は、連結電路Ｂで接続されている。また、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２の正極端子Ｐ１と負極端子Ｐ２間にはそれぞれ、バイパスダイオードＢＤ１、ＢＤ２が接続されている。
【００２７】
なお、以下の説明においては、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２の前後の向きはそれぞれ正極端子Ｐ１側を前側、負極端子Ｐ２側を後側とし、Ｍ１を前段の太陽電池モジュール、Ｍ２を後段の太陽電池モジュールとする。
【００２８】
本発明の電力配分回路１は、一方の端が、前段の太陽電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ１に出力電路Aを介して導通し、他方の端が、連結電路Ｂを介して前記太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２と導通している充放電路２（第１の充放電路）と、一方の端が、後段の太陽電池モジュールＭ２の正極端子Ｐ１に連結電路Ｂ介して導通し、他方の端が、出力電路Ａを介して前記太陽電池モジュールＭ２の負極端子Ｐ２と導通している充放電路３（第２の充放電路）を有している。
【００２９】
ここで、充放電路２は、図１中に示す出力電路Ａとの接続点Ｊ１から途中の各接続点Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６、Ｊ７を経由して、連結電路Ｂとの接続点Ｊ８に至る電路である。
【００３０】
また、充放電路３は、同図中に示す連結電路Ｂとの接続点Ｊ９から途中の各接続点Ｊ１０、Ｊ１１、Ｊ１２、Ｊ１３、Ｊ１４、Ｊ１５を経由して、出力電路Ａとの接続点Ｊ１６に至る電路である。
【００３１】
充放電路２と充放電路３の間は、１つのフライバックトランスＴを介して間接的に連結されている。前記フライバックトランスＴは、磁気的に結合されている２つの巻線Ｌ１、Ｌ２を有している。
【００３２】
前記一方の巻線Ｌ１（第１の巻線）は、充放電路２の途中の接続点Ｊ４、Ｊ５間に組み込まれて充放電路２の一部を構成している。また、他方の巻線Ｌ２（第２の巻線）は、充放電路３の途中の接続点Ｊ１２、Ｊ１３間に組み込まれて充放電路３の一部を構成している。
【００３３】
なお、図１においては、説明の便宜上、それぞれの充放電路２、３の両方にフライバックトランスＴが図示してあるが、これらは同じ１つのものを表している。なお、このフライバックトランスＴは、巻線Ｌ１と巻線Ｌ２の巻線比が１：１のものを用いている。
【００３４】
充放電路２の途中の巻線Ｌ１の両側にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ１（第１のスイッチング素子）とスイッチング素子Ｓ２（第２のスイッチング素子）が、当該巻線Ｌ１と直列に組み込まれている。
【００３５】
また同様に、充放電路３の途中の巻線Ｌ２の両側にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ３（第３のスイッチング素子）とスイッチング素子Ｓ４（第４のスイッチング素子）が、当該巻線Ｌ２と直列に組み込まれている。
【００３６】
また、図１では図示を省略しているが、電力配分回路１には、図２に示すスイッチング制御回路４が含まれていて、前述の各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、前記スイッチング制御回路４によってＯＮ／ＯＦＦの切換動作が行われる。
【００３７】
本実施形態においては、これらのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４には、ＯＮ／ＯＦＦの切換動作を迅速に行うため、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いているが、図中では、説明の便宜上、ＯＮ／ＯＦＦの切換状態がわかるように、機械的なスイッチの形態で模式的に図示してある。なお、これらのスイッチング素子にはリレーを使用することも可能である。
【００３８】
図２に示すように、スイッチング制御回路４は、パルス発振器、相補回路、及び、ドライバ回路Ａ１〜Ａ４から構成されており、このスイッチング制御回路４が動作を開始すると、パルス発振器は図３の（１）に示す矩形波状の周期的なパルス信号を生成する。
【００３９】
前記パルス発振器により生成されたパルス信号は相補回路に入力される。相補回路は前記パルス信号に基づいて、図３の（２）と（３）に示す２種類のＯＮ／ＯＦＦ信号を生成し、図２に示すように、前者をドライバ回路Ａ１とドライバ回路Ａ２に、後者をドライバ回路Ａ３とドライバ回路Ａ４に、それぞれ出力する。
【００４０】
そうすると、ドライバ回路Ａ１とドライバ回路Ａ２はそれぞれ、図３の（２）のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、図１に示すスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２を同位相で同期させて、周期的にＯＮ／ＯＦＦ動作を反復させる。
【００４１】
また、ドライバ回路Ａ３とドライバ回路Ａ４はそれぞれ、図３の（３）のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、図１に示すスイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４を同位相で同期させて、周期的にＯＮ／ＯＦＦ動作を反復させる。
【００４２】
そのため、充放電路２側の２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の組と、充放電路３側の２つのスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４の組のＯＮ／ＯＦＦ動作は、組間では逆位相となり、相補的な動作となる。
【００４３】
なお、本実施形態においては、スイッチング制御回路４内で相補回路からドライバ回路Ａ１、Ａ２に入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号（２）と、ドライバ回路Ａ３、Ａ４に入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号（３）との間に、図３に示すように、全てのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を同時にＯＦＦにする短絡防止期間ａを存在させて、電力配分回路１の動作の安定性を高めている。
【００４４】
図１に示すように、充放電路２の途中の接続点Ｊ３、Ｊ５間には、接続点Ｊ３側から接続点Ｊ５側へ流れる電流を阻止する向きに、ダイオードＤ１（第１のダイオード）がスイッチング素子Ｓ１及び巻線Ｌ１と並列に組み込まれている。
【００４５】
また、充放電路２の途中の接続点Ｊ４、Ｊ６間には、接続点Ｊ４側から接続点Ｊ６側へ流れる電流を阻止する向きに、ダイオードＤ２（第２のダイオード）がスイッチング素子Ｓ２及び巻線Ｌ１と並列に組み込まれている。
【００４６】
また、充放電路３側においても同様に、充放電路３の途中の接続点Ｊ１１、Ｊ１３間には、接続点Ｊ１１側から接続点Ｊ１３側へ流れる電流を阻止する向きに、ダイオードＤ３（第３のダイオード）がスイッチング素子Ｓ３及び巻線Ｌ２と並列に組み込まれている。
【００４７】
また、充放電路３の途中の接続点Ｊ１２、Ｊ１４間には、接続点Ｊ１２側から接続点Ｊ１４側へ流れる電流を阻止する向きに、ダイオードＤ４（第４のダイオード）がスイッチング素子Ｓ４及び巻線Ｌ２と並列に組み込まれている。
【００４８】
さらに、充放電路２の途中の接続点Ｊ２、Ｊ７間には、スイッチング素子Ｓ１、巻線Ｌ１及びスイッチング素子Ｓ２と並列に、コンデンサＣ１が組み込まれている。また同様に、充放電路３の途中の接続点Ｊ１０、Ｊ１５間には、スイッチング素子Ｓ３、巻線Ｌ２及びスイッチング素子Ｓ４と並列に、コンデンサＣ２が組み込まれている。
【００４９】
次に、前述したように構成されている電力配分回路１の動作について説明する。
図１に示すシステムにおいて、前段の太陽電池モジュールＭ１が発電する電力が、後段の太陽電池モジュールＭ２が発電する電力より大きい場合、同図のように全てのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４がＯＦＦ（電力配分回路１が停止して機能していない状態）のときは、このシステムは、図２４に示すような、最大出力動作点をＰとする階段状の電流電圧特性を示す。
【００５０】
この状態から電力配分回路１を起動して、図４に示すように、充放電路２のスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２がＯＮに切り換わると（充放電路３側のスイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４はＯＦＦの状態のまま）、太陽電池モジュールＭ１が出力する一部の電流Ｉ１が当該太陽電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ１から、出力電路Ａの一部を経由して接続点Ｊ１から充放電路２に流入する。なお、図面中、回路を流れる電流の向きと経路は、矢印付きの点線によって表示している。
【００５１】
同図に示すように、前記電流Ｉ１はフライバックトランスＴの巻線Ｌ１に流れ、さらに、前記充放電路２から接続点Ｊ８で連結電路Ｂを経由して当該太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２へ還流する。この際、太陽電池モジュールＭ１の発電する電力の一部がフライバックトランスＴに磁気エネルギとして蓄積される。
【００５２】
次に、図５に示すように、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＦＦ、スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＮに切り換わると、フライバックトランスＴに蓄えられていた電力は、巻線Ｌ２を介して充放電路３に電流Ｉ２として放電される。
【００５３】
前記電流Ｉ２は、その一部がコンデンサＣ２に流入して当該コンデンサＣ２を充電するとともに、残りは接続点Ｊ９を経由して、太陽電池モジュールＭ２から太陽電池モジュールＭ１側に連結電路Ｂを流れる電流に加算される。
【００５４】
一方、フライバックトランスＴには、充放電路３に放電されていない漏れインダクタンスよって蓄積された磁気エネルギが残っている。そのため、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＦＦに切り換わった時点で巻線Ｌ１の両端間の電位差が逆転し、接続点Ｊ５側が接続点Ｊ４側より高電位となると、２つのダイオードＤ１、Ｄ２を経由して巻線Ｌ１から前記磁気エネルギが電流Ｉ３として充放電路２に放電され、この電流Ｉ３によってコンデンサＣ１が充電される。
【００５５】
次いで、図６に示すように、充放電路２側で、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＮに切り換わると、前記コンデンサＣ１は放電し、その放電電流は巻線Ｌ１に流れる。また同時に、前述した図４の場合と同様に、太陽電池モジュールＭ１が出力する一部の電流も接続点Ｊ１を経由して前記巻線Ｌ１に流れるため、結果として当該巻線Ｌ１には、これらが加算された電流Ｉ４が流れ、フライバックトランスＴに磁気エネルギとして電力が再び蓄積される。
【００５６】
また、このとき充放電路３側では、２つのスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＦＦに切り換わると、コンデンサＣ２は放電し、その放電電流Ｉ５が接続点Ｊ９で、太陽電池モジュールＭ２から太陽電池モジュールＭ１側に連結電路Ｂを流れる電流に加算される。
【００５７】
以下、前述した図５と図６の動作を周期的に反復することによって、発電出力の大きい太陽電池モジュールＭ１側の充放電路２から発電出力の小さい太陽電池モジュールＭ２側の充放電路３へ、フライバックトランスＴを介して連続的な電力配分が行われ、両者の発電出力が均等化される。
【００５８】
この際、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２は、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４が発生するノイズを低減するとともに、出力電路Ａを通して外部負荷に流れる電流の変動を平滑化する平滑回路としての機能を果たす。
【００５９】
電力配分回路１を使用していない場合には、図７に破線で示すように、このシステム全体の電流電圧特性を示す曲線は、最大出力動作点をＰとする階段状となっているが、電力配分回路１を動作させることで、太陽電池モジュールＭ１の発電出力の一部（３）’が太陽電池モジュールＭ２側に配分されて、その発電出力（２）に加算される。
【００６０】
ここで、領域（３’）の面積は、図２４において、太陽電池モジュールＭ１の発電出力の利用できない領域（３）の略半分の面積であり、この面積分の電力が、電力配分回路１を介して太陽電池モジュールＭ１側から太陽電池Ｍ２側へ配分されることで、システム全体の電流電圧特性は、図７に太い実線で示す最大電力動作点をＰ’とする平滑化された特性に改善され、発電効率が向上する。
【００６１】
次に、図１のシステムにおいて、後段の太陽電池モジュールＭ２が発電する電力が、前段の太陽電池モジュールＭ１が発電する電力より大きい場合の電力配分回路１の動作について説明する。なお、電力配分回路１が停止しているときは、このシステムは、前述した場合と同様に、図２４に示すような階段状の電流電圧特性を示す。
【００６２】
この状態から電力配分回路１を起動して、図８に示すように、充放電路３のスイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４がＯＮに切り換わると（なお、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ１はＯＦＦの状態のまま）、太陽電池モジュールＭ２が出力する一部の電流ｉ１が当該太陽電池モジュールＭ２の正極端子Ｐ１から、連結電路Ｂを経由して接続点Ｊ９から充放電路３に流入し、フライバックトランスＴの巻線Ｌ２に流れ、さらに、前記充放電路３から接続点Ｊ１６で出力電路Ａの一部を経由して当該太陽電池モジュールＭ２の負極端子Ｐ２へ還流する。この際、太陽電池モジュールＭ２の発電する電力の一部がフライバックトランスＴに磁気エネルギとして蓄積される。
【００６３】
次に、図９に示すように、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＮ、スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＦＦに切り換わると、フライバックトランスＴに磁気エネルギとして蓄えられていた電力は、巻線Ｌ１を介して充放電路２に電流ｉ２として放電される。この電流ｉ２の一部はコンデンサＣ１に蓄電され、残りは接続点Ｊ１を経由して、太陽電池モジュールＭ１から外部負荷側に出力電路Ａを流れる電流に加算される。
【００６４】
一方、フライバックトランスＴが有している漏れインダクタンスによって、２つのスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＦＦに切り換わった時点で、巻線Ｌ２の両端間の電位差が逆転し、接続点Ｊ１３側が接続点Ｊ１２側より高電位となる。その結果、２つのダイオードＤ３、Ｄ４を経由して巻線Ｌ２からコンデンサＣ２へ電流ｉ３が流れ、当該コンデンサＣ２が充電される。
【００６５】
次いで、図１０に示すように、充放電路３側で、２つのスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＮに切り換わると、前記コンデンサＣ２は放電して、その放電電流が巻線Ｌ２に流れ、また同時に、太陽電池モジュールＭ２が出力する一部の電流も接続点Ｊ９を経由して前記巻線Ｌ２に流れるため、結果として当該巻線Ｌ２には、これらが加算された電流ｉ４が流れ、フライバックトランスＴに電力が磁気エネルギとして再び蓄積される。
【００６６】
また、このとき充放電路２側では、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＦＦに切り換わると、コンデンサＣ１は放電し、その放電電流ｉ５が接続点Ｊ１で、太陽電池モジュールＭ１から外部負荷側に出力電路Ａを流れる電流に加算される。
【００６７】
以下、前述した図９と図１０の動作を周期的に反復することによって、発電出力の大きい太陽電池モジュールＭ２側の充放電路３から発電出力の小さい太陽電池モジュールＭ１側の充放電路２へ、フライバックトランスＴを介して連続的な電力配分が行われ、両者の発電出力が均等化される。
【００６８】
次に、図１１は、本発明の電力配分回路の別の実施形態を示す、直列接続された３つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３からなる太陽光発電システムの模式図であって、同図に示すように、太陽電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ１と太陽電池モジュールＭ３の負極端子Ｐ２は、出力電路Ａを介して外部負荷と接続されている。
【００６９】
また、太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２と太陽電池モジュールＭ２の正極端子Ｐ１との間と、太陽電池モジュールＭ２の負極端子Ｐ２と太陽電池モジュールＭ３の正極端子Ｐ１との間はそれぞれ、連結電路Ｂと連結電路Ｂ’で接続されている。また、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の正極端子Ｐ１と負極端子Ｐ２間にはそれぞれ、バイパスダイオードＢＤ１、ＢＤ２、ＢＤ３が接続されている。
【００７０】
このシステムにおいては、前後に隣合う、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２間と、太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３間にそれぞれ、先に説明した図１の電力配分回路１と同じ回路が組み込まれている。
【００７１】
なお、図１１においては、説明の便宜上、これら２つの回路を区別するために、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２間に組み込まれているものを電力配分回路１、太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３間に組み込まれているものを電力配分回路１’で表記している。
【００７２】
また、前者の回路の各部分に対応する後者の回路の各部分の符号には、「’」を付して両者を区別してある。また、図示していないが、これらの電力配分回路１、１’はそれぞれ、先に説明した図２に示すスイッチング制御回路４と同じものをそれぞれ備えている。
【００７３】
また、図１１においては、連結電路Ｂに対する電力配分回路１の充放電路３の接続点Ｊ９と電力配分回路１’の充放電路２’の接続点Ｊ１’、ならびに、連結電路Ｂ’に対する電力配分回路１の充放電路３の接続点Ｊ１６と電力配分回路１’の充放電路２’の接続点Ｊ８’はそれぞれ同一位置にある。なお、接続点Ｊ９、Ｊ１’と、接続点Ｊ１６、Ｊ８’はそれぞれ同一位置でなくてもよい。
【００７４】
前述したように構成されている図１１に示すシステムにおいて、太陽電池モジュールＭ１の発電出力が、太陽電池モジュールＭ２及び太陽電池モジュールＭ３の発電出力より大きい場合において、これらの電力配分回路１、１’を動作させていないときには、このシステムは、図１２に示すような電流電圧特性を示す。
【００７５】
ここで、電力配分回路１、１’を起動し、図１３に示すように、電力配分回路１の充放電路２にあるスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２がＯＮに切り換わると、先に説明した図４の場合と同様に、太陽電池モジュールＭ１が出力する一部の電流Ｉ１が、接続点Ｊ１から充放電路２に流入し、フライバックトランスＴの巻線Ｌ１に流れ、さらに、前記充放電路２から接続点Ｊ８で連結電路Ｂを経由して当該太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２へ還流する。この際、太陽電池モジュールＭ１の発電する電力の一部がフライバックトランスＴに磁気エネルギとして蓄積される。
【００７６】
なお、本実施形態においては、電力配分回路１中の各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４と、電力配分回路１’中の各スイッチング素子Ｓ１’〜Ｓ４’は同じタイミングでＯＮ／ＯＦＦ切換が行われるように、２つの電力配分回路１、１’のスイッチング制御回路どうしを連繋させてある。
【００７７】
この場合、電力配分回路１、１’にそれぞれ組み込まれているスイッチング制御回路は、１つのパルス発振器を共有して、ここから各々の相補回路にパルス信号を供給するようにしてもよい。
【００７８】
次に、図１４に示すように、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２がＯＦＦ、スイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４がＯＮになると、フライバックトランスＴに蓄えられていた前記太陽電池モジュールＭ１で発電された一部の電力は、巻線Ｌ２を介して充放電路３に電流Ｉ２として放電される。
【００７９】
前記電流Ｉ２は、コンデンサＣ２とコンデンサＣ１’に流入してこれらのコンデンサＣ２、Ｃ１’を充電する。なお、コンデンサＣ２とコンデンサＣ１’は、接続点Ｊ９（Ｊ１’）と、接続点Ｊ１６（Ｊ８’）に対して並列に接続されているため、１つのコンデンサを、電力配分回路１の充放電路３側と電力配分回路１’の充放電路２’側で共用するようにしてもよい。
【００８０】
一方、前述した図５の場合と同様に、フライバックトランスＴが有している漏れインダクタンスによって、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＦＦに切り換わった時点で、２つのダイオードＤ１、Ｄ２を経由して巻線Ｌ１からコンデンサＣ１へ電流Ｉ３が流れてこのコンデンサＣ１が充電される。
【００８１】
次に、図１５に示すように、スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＦＦ、スイッチング素子Ｓ１’、Ｓ２’がＯＮに切り換わると、コンデンサＣ２とコンデンサＣ１’は放電して電流Ｉ４がフライバックトランスＴ’の巻線Ｌ１’に流れ、これらのコンデンサＣ２、Ｃ１’に蓄えられていた電力が、フライバックトランスＴ’に移動し、ここに磁気エネルギとして蓄積される。
【００８２】
一方、電力配分回路１の充放電路２側では、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＮに切り換わると、コンデンサＣ１は放電し、その放電電流は巻線Ｌ１に流れる。また同時に、太陽電池モジュールＭ１が出力する一部の電流も前記巻線Ｌ１に流れるため、結果として当該巻線Ｌ１には、これらが加算された電流Ｉ５が流れ、フライバックトランスＴに磁気エネルギとして電力が再び蓄積される。
【００８３】
さらに、図１６に示すように、電力配分回路１’で充放電路２’の２つのスイッチング素子Ｓ１’、Ｓ２’がＯＦＦに切り換わり、充放電路３’の２つのスイッチング素子Ｓ３’、Ｓ４’がＯＮに切り換わると、フライバックトランスＴ’に蓄積されていた磁気エネルギは巻線Ｌ２’から電流Ｉ６として放電され、その一部はコンデンサＣ２’に充電され、残りは接続点Ｊ９’を経由して、太陽電池モジュールＭ３から太陽電池モジュールＭ２側に連結電路Ｂ’を流れる電流に加算される。
【００８４】
一方、電力配分回路１側で充放電路３の２つのスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＮに切り換わることにより、フライバックトランスＴに蓄積されていた磁気エネルギは、巻線Ｌ２から電流Ｉ７として放電され、接続点Ｊ９を経由して、太陽電池モジュールＭ２から太陽電池モジュールＭ１側に連結電路Ｂを流れる電流に加算される。
【００８５】
また同時に、電力配分回路１’側のフライバックトランスＴ’が有している漏れインダクタンスによって蓄積されていた磁気エネルギは、充放電路２’の２つのスイッチング素子Ｓ１’、Ｓ２’がＯＦＦに切り換わった時点で２つのダイオードＤ１’Ｄ２’を通じて電流Ｉ８として巻線Ｌ１’から放電され、接続点Ｊ９を経由して、太陽電池モジュールＭ２から太陽電池モジュールＭ１側に連結電路Ｂを流れる電流に加算される。さらに、このとき、２つのコンデンサＣ２、Ｃ’１からも放電されて、太陽電池モジュールＭ１側へ流れる電流に加算される。
【００８６】
また、電力配分回路１の充放電路２では、前述した図１４の場合と同様に、フライバックトランスＴが有している漏れインダクタンスによって、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＦＦに切り換わった時点で、２つのダイオードＤ１、Ｄ２を経由して巻線Ｌ１からコンデンサＣ１へ電流Ｉ９が流れ、当該コンデンサＣ１が充電される。
【００８７】
次いで、図１７に示すように、電力配分回路１の充放電路２で２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＮになると、コンデンサＣ１は放電し、その放電電流は巻線Ｌ１に流れる。また同時に、太陽電池モジュールＭ１が出力する一部の電流も接続点Ｊ１を経由して巻線Ｌ１に流れるため、結果として当該巻線Ｌ１には、これらが加算された電流Ｉ１０が流れ、フライバックトランスＴに磁気エネルギとして電力が再び蓄積される。
【００８８】
また同時に、充放電路３の２つのスイッチング素子Ｓ３、Ｓ２がＯＦＦに、電力配分回路１’側の充放電路２’の２つのスイッチング素子Ｓ１’、Ｓ２’がＯＮに切り換わることにより、コンデンサＣ２とコンデンサＣ１’は蓄積していた電力を放電する。
【００８９】
これらのコンデンサＣ２、Ｃ１’の放電電流の一部は、電流Ｉ１１として接続点Ｊ９（Ｊ１’）を経由して、太陽電池モジュールＭ２から太陽電池モジュールＭ１側に連結電路Ｂを流れる電流に加算される。また、前記放電電流の残りの電流Ｉ１２は、フライバックトランスＴ’の巻線Ｌ１’を流れて、当該フライバックトランスＴ’に磁気エネルギとして電力を蓄積する。
【００９０】
また、充放電路３’の２つのスイッチング素子Ｓ３’、Ｓ４’がＯＦＦに切り換わることにより、コンデンサＣ２’から放電された電流Ｉ１３が接続点Ｊ９’を経由して、太陽電池モジュールＭ３から太陽電池モジュールＭ２側に連結電路Ｂ’を流れる電流に加算される。
【００９１】
以下、前述した図１６と図１７に示す各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ１’〜Ｓ４’の切換動作を交互に繰り返すことによって、発電出力の大きい太陽電池モジュールＭ１からこれより出力の小さい２つの太陽電池モジュールＭ２、Ｍ３へ、連続的な電力配分が行われて全体の発電出力が均等化される。
【００９２】
次に、図１1に示すシステムにおいて、太陽電池モジュールＭ１及び太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、太陽電池モジュールＭ３の発電出力よりも大きい場合において、これらの電力配分回路１、１’を動作させていない場合には、このシステムは、図１８に示すような電流電圧特性を示す。
【００９３】
ここで電力配分回路１、１’を起動し、図１９に示すように、電力配分回路１側のスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２がＯＮに切り換わると、太陽電池モジュールＭ１が出力する一部の電流ｉ１が接続点Ｊ１から充放電路２に流入し、フライバックトランスＴの巻線Ｌ１に流れ、さらに、前記充放電路２から接続点Ｊ８で連結電路Ｂを経由して当該太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２へ還流する。この際、太陽電池モジュールＭ１の発電する電力の一部がフライバックトランスＴに磁気エネルギとして蓄積される。
【００９４】
このとき、電力配分回路１’側のスイッチング素子Ｓ１’とスイッチング素子Ｓ２’も同時にＯＮに切り換わるため、太陽電池モジュールＭ２の出力する一部の電流ｉ２が、接続点Ｊ１’から充放電路２’に流入し、フライバックトランスＴ’の巻線Ｌ１’に流れ、さらに、充放電路２’から接続点Ｊ８’で連結電路Ｂ’を経由して当該太陽電池モジュールＭ２の負極端子Ｐ２へ還流する。この際、太陽電池モジュールＭ２の発電する電力の一部がフライバックトランスＴ’に磁気エネルギとして蓄積される。
【００９５】
次に、図２０に示すように、電力配分回路１側でスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２がＯＦＦ、スイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４がＯＮになると、フライバックトランスＴに磁気エネルギとして蓄えられていた、前記太陽電池モジュールＭ１で発電された一部の電力は、巻線Ｌ２を介して充放電路３に電流ｉ３として放電される。
【００９６】
また、電力配分回路１’側のフライバックトランスＴ’が有している漏れインダクタンスによって蓄積されていた磁気エネルギは、２つのスイッチング素子Ｓ１’、Ｓ２’がＯＦＦに切り換わった時点で２つのダイオードＤ１’Ｄ２’を通じて電流ｉ４として巻線Ｌ１’から充放電路２’に放電される。
【００９７】
電流ｉ３と電流ｉ４は、接続点Ｊ９（Ｊ１’）と接続点Ｊ１６（Ｊ８’）に対して並列に接続されている２つのコンデンサＣ２、Ｃ１’に流れて、これらのコンデンサＣ２、Ｃ１’を充電する。
【００９８】
さらに、電力配分回路１の充放電路２では、フライバックトランスＴが有している漏れインダクタンスによって、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＦＦに切り換わった時点で、２つのダイオードＤ１、Ｄ２を経由して巻線Ｌ１からコンデンサＣ１へ電流ｉ５が流れてこのコンデンサＣ１が充電される。
【００９９】
一方、電力配分回路１’側で充放電路２’の２つのスイッチング素子Ｓ１’、Ｓ２’がＯＦＦに切り換わり、充放電路３’の２つのスイッチング素子Ｓ３’、Ｓ４’がＯＮに切り換わると、フライバックトランスＴ’に蓄積されていた磁気エネルギは巻線Ｌ２’から電流ｉ６として放電され、その一部はコンデンサＣ２’に充電され、残りは接続点Ｊ９’を経由して、太陽電池モジュールＭ３から太陽電池モジュールＭ２側に連結電路Ｂ’を流れる電流に加算される。
【０１００】
次に、図２１に示すように、電力配分回路１側の２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２がＯＮに切り換わると、コンデンサＣ１は放電し、その放電電流と太陽電池モジュールＭ１が出力する一部の電流とが加算された電流ｉ７が巻線Ｌ１に流れ、フライバックトランスＴに磁気エネルギとして電力が再び蓄積される。
【０１０１】
また、スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４がＯＦＦ、スイッチング素子Ｓ１’、Ｓ２’がＯＮに切り換わると、コンデンサＣ２とコンデンサＣ１’は放電し、これらの放電電流と太陽電池モジュールＭ２が出力する一部の電流とが加算された電流ｉ８が巻線Ｌ１’に流れ、フライバックトランスＴ’に磁気エネルギとして電力が再び蓄積される。
【０１０２】
また、電力配分回路１’の充放電路３’側で２つのスイッチング素子Ｓ３’、Ｓ４’がＯＦＦに切り換わることにより、コンデンサＣ２’から放電された電流ｉ９’が接続点Ｊ９’を経由して、太陽電池モジュールＭ３から太陽電池モジュールＭ２側に連結電路Ｂ’を流れる電流に加算される。
【０１０３】
以下、前述した図２０と図２１に示す各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ１’〜Ｓ４’の切換動作を交互に繰り返すことによって、発電出力の大きい２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２からこれらよりも出力の小さい太陽電池モジュールＭ３へ、連続的な電力配分が行われて全体の発電出力が均等化される。
【０１０４】
なお、ここでは、２つの電力配分回路１、１’の動作を同期させているが、これらを非同期で個別のタイミングで動作させた場合でも、それぞれの回路を流れる電流の変動は、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ１’、Ｃ２’の充放電によって吸収されるので、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３間の電力配分動作に支障をきたすことはない。
【０１０５】
また、前述した各実施形態においては、２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２を直列接続したシステムと、３つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３を直列接続したシステムについて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定するものではなく、太陽電池モジュールが４つ以上直列接続された太陽光発電システムにおいても適用可能である。さらに、本発明の太陽電池の電力配分回路には、太陽電池モジュール内で直列接続されている複数のクラスタ間の電力配分回路も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の太陽電池の電力配分回路は、太陽光発電システムの日陰等による太陽電池モジュールやクラスタの発電効率低下を改善するために有効に利用することができる。
また、特性の異なる種類の太陽電池モジュールを組み合わせた太陽光発電システムや、フレキシブルな太陽電池を含む複数の太陽電池モジュールが、異なる向きに設置された太陽光発電システム、さらに、追尾集光型の高効率太陽光発電システムのような、集光レンズの集光特性によって個々の太陽電池セルの出力特性が異なるシステム、裏面からの太陽光も受光する両面受光型太陽電池モジュールを備えたシステム等、様々なケースにおいて発電効率を高める手段としても利用可能である。
【０１０７】
また、本発明の太陽電池の電力配分回路は、既設の太陽光発電システムにおいて、経年劣化や受光面の汚れ等によって太陽電池モジュール間の出力特性にバラツキが生じた場合における発電効率改善にも利用可能である。
【０１０８】
また、太陽光発電の分野だけでなく、太陽電池モジュールと同様な電流電圧特性を示す、バッテリーや燃料電池等を直並列に接続した電力供給システムにおいても、利用可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１’                        電力配分回路
２、２’                        充放電路（第１の充放電路）
３、３’                        充放電路（第２の充放電路）
４                              スイッチング制御回路
Ａ                              出力電路
Ｂ、Ｂ’                        連結電路  
ＢＤ１、ＢＤ２、ＢＤ３          バイパスダイオード
Ｃ１、Ｃ１’                    コンデンサ（第１のコンデンサ）
Ｃ２、Ｃ２’                    コンデンサ（第２のコンデンサ）
Ｄ１、Ｄ１’                    ダイオード（第１のダイオード）
Ｄ２、Ｄ２’                    ダイオード（第２のダイオード）
Ｄ３、Ｄ３’                    ダイオード（第３のダイオード）
Ｄ４、Ｄ４’                    ダイオード（第４のダイオード）
Ｊ１〜Ｊ１６、Ｊ１’〜Ｊ１６’  接続点        
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３                太陽電池モジュール
Ｔ、Ｔ’                        フライバックトランス
Ｌ１、Ｌ２’                    巻線（第１の巻線）
Ｌ２、Ｌ２’                    巻線（第２の巻線）
Ｓ１、Ｓ１’                    スイッチング素子（第１のスイッチング素子）
Ｓ２、Ｓ２’                    スイッチング素子（第２のスイッチング素子）
Ｓ３、Ｓ３’                    スイッチング素子（第３のスイッチング素子）
Ｓ４、Ｓ４’                    スイッチング素子（第４のスイッチング素子）
【図１】
2015219675.tif 000003
【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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【図１７】
2015219675.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2015219675.tif 000023
【図２２】
2015219675.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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