(57)【要約】【課題】長い配線の太さを必要な限度で細くする。【解決手段】発電システムであって、並列に接続される複数の発電部と、前記複数の発電部が出力する電力を集電する集電装置と、前記複数の発電部と前記集電装置とを接続する配線と、を備え、前記配線の所定の長さと導体径との比である基準比を定義し、所定数の調整用配線の数と特定の配線の長さと導体径との比とを乗じた値から、前記基準比と前記配線の数と前記特定の配線によって生じる損失とを乗じた値を減じ、前記調整用配線の長さと導体径の比の合計が、前記減算値より小さくなるように決定されることを特徴とする。【選択図】図７
2015069321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電システムであって、
並列に接続される複数の発電部と、
前記複数の発電部が出力する電力を集電する集電装置と、
前記複数の発電部と前記集電装置とを接続する配線と、を備え、
前記配線の所定の長さと導体径との比である基準比を定義し、
所定数の調整用配線の数と特定の配線の長さと導体径との比とを乗じた値から、前記基準比と前記配線の数と前記特定の配線によって生じる損失とを乗じた値を減じ、
前記調整用配線の長さと導体径の比の合計が、前記減算値より小さくなるように決定されることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記発電システムは、一つ以上の前記発電部が接続され、前記発電部と前記集電装置との間に設けられる接続装置を備え、
前記配線は、前記集電装置と前記接続装置との間の第１の配線群と、前記接続装置と前記発電部との間の第２の配線群のいずれかに含まれ、
前記特定の配線及び前記調整用配線は、前記第１の配線群に含まれることを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記発電システムは、一つ以上の前記発電部が接続され、前記発電部と前記集電装置との間に設けられる接続装置を備え、
前記配線は、前記集電装置と前記接続装置との間の第１の配線群と、前記接続装置と前記発電部との間の第２の配線群のいずれかに含まれ、
前記特定の配線及び前記調整用配線は、前記第２の配線群に含まれることを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項４】
発電システムの設計方法であって、
前記発電システムは、並列に接続される複数の発電部と、前記複数の発電部が出力する電力を集電する集電装置と、前記複数の発電部と前記集電装置とを接続する配線とを有し、
前記方法は、
前記配線の所定の長さと導体径との比である基準比を定義し、
所定数の調整用配線の数と特定の配線の長さと導体径との比とを乗じた値から、前記基準比と前記配線の数と前記特定の配線によって生じる損失とを乗じた値を減じ、
前記調整用配線の長さと導体径の比の合計が、前記減算値より小さくなるように決定することを特徴とする設計方法。
【請求項５】
前記発電システムは、一つ以上の前記発電部が接続され、前記発電部と前記集電装置との間に設けられる接続装置を備え、
前記配線は、前記集電装置と前記接続装置との間の第１の配線群と、前記接続装置と前記発電部との間の第２の配線群のいずれかに含まれ、
前記特定の配線及び前記調整用配線は、前記第１の配線群に含まれることを特徴とする請求項４に記載の設計方法。
【請求項６】
前記発電システムは、一つ以上の前記発電部が接続され、前記発電部と前記集電装置との間に設けられる接続装置を備え、
前記配線は、前記集電装置と前記接続装置との間の第１の配線群と、前記接続装置と前記発電部との間の第２の配線群のいずれかに含まれ、
前記特定の配線及び前記調整用配線は、前記第２の配線群に含まれることを特徴とする請求項４に記載の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されることによって構成された太陽電池ストリングが、接続箱１f にて、複数並列接続され、発電単位が形成される。そして、これらの発電単位が、集電ラックによって、複数並列接続されてパワーコンディショナによって制御され、系統へ供給される。
【０００３】
集電ラックや接続箱の設置場所によって、各太陽電池ストリングと接続箱との間の距離や、各接続箱と集電ラックとの間の距離が異なる。このため、同種の電線で接続する場合、距離の違いによって各電線の抵抗値が異なる。
【０００４】
本技術分野の背景技術として、特開２０１２−２５６０９２号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、複数の太陽電池発電単位を並列接続し、各々の前記太陽電池発電単位から並列接続点までの延長ケーブルの総ケーブル長が一部又は全部異なる太陽光発電システムであって、電気抵抗率及び導体断面積の少なくとも一つが異なる複数種類の延長ケーブルを用いて、各々の前記太陽電池発電単位から並列接続点までの電力伝送経路の電気抵抗値を略同一にしている太陽光発電システムが記載されている。
【０００５】
また、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｃ  ８９０７）では、接続線の損失を（アレイ回路補正係数）を、電線や接続箱内のダイオードを含む直流回路部分での損失を３％以内に抑えることを推奨している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２５６０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
大規模な太陽光発電サイトの直流回路の損失は、太陽電池ストリングと接続箱との間の配線抵抗、接続箱内の逆流防止ダイオード、及び接続箱と集電ラックとの間の配線抵抗によって生じる。ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｃ  ８９０７）では、これらの損失（アレイ回路補正係数）の合計を３．０％以内にすることを推奨している。
【０００８】
例えば、接続箱内の逆流防止ダイオードによる損失を１．０％とすると、太陽電池ストリングと接続箱との間の配線抵抗を１．０％以内、接続箱と集電ラックとの間の配線抵抗を１．０％以内として設計することができる。このため、太陽電池ストリングから接続箱までの距離、及び接続箱から集電ラックまでの距離に応じて、太陽電池からの定格電流×配線抵抗による電圧降下が１．０％以内になるように配線の太さを変えて施工する必要がある。具体的には、太陽電池から接続箱、接続箱から集電ラックまでの距離の長い配線は太い径の電線を用いる。また、特許文献１に記載された技術を適用すると、電気抵抗率や導体径が違う電線を用いることによって、配線抵抗を揃える。いずれにおいても、電線の導体径が大きく、電気抵抗率が低く、電線が長いということは、電線のコストが高くなる問題点がある。
【０００９】
本発明の目的は、大規模な発電システムにおける配線の設計に関して、太陽電池ストリングから接続箱までの距離が長い配線や、接続箱から集電ラックまでの距離が長い配線の太さを、必要な限度で細くした発電システム及びその設計方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、発電システムであって、並列に接続される複数の発電部と、前記複数の発電部が出力する電力を集電する集電装置と、前記複数の発電部と前記集電装置とを接続する配線と、を備え、前記配線の所定の長さと導体径との比である基準比を定義し、所定数の調整用配線の数と特定の配線の長さと導体径との比とを乗じた値から、前記基準比と前記配線の数と前記特定の配線によって生じる損失とを乗じた値を減じ、前記調整用配線の長さと導体径の比の合計が、前記減算値より小さくなるように決定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の代表的な実施形態によれば、太陽電池ストリングから配線長に応じて適切な太さの電線を選択することができ、電線のコストの上昇を抑制することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図である。
【図２】第１の実施例の太陽光発電システムの太陽電池ストリング、接続箱及び集電ラックの接続を説明する図である。
【図３】第１の実施例の太陽電池セル、太陽電池モジュール、太陽電池ストリングの構成を説明する図である。
【図４】第１の実施例の各発電単位から集電ラックへ流れる電流を説明する図である。
【図５】第１の実施例の発電単位の配線の抵抗によって生じる電圧降下を説明する図である。
【図６】第１の実施例の発電単位内の太陽電池ストリングにおける電圧及び電流を説明する図である。
【図７】第１の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図である。
【図９】本発明の第３の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図である。
【図１０】本発明の第４の実施例の計算機の構成を説明する図である。
【図１１】第４の実施例の設計方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施例１＞
図１は、本発明の第１の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図である。
【００１４】
本発明の第１の実施例の太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されることによって構成された太陽電池ストリング（発電部）１１ａを有する。複数の太陽電池ストリング１１ａは、接続箱１ｆにおいて並列に接続されることによって、発電単位（太陽電池アレイ）１ａ、１ｂ、…、１ｅを構成する。太陽電池ストリング１１ａと接続箱１ｆとの間の配線は抵抗Ｒ１＿１、Ｒ１＿２、…  、Ｒ１＿２０を持つ。同様に他の発電単位の太陽電池ストリングと接続箱１ｆとの間の配線も抵抗Ｒ２＿１、Ｒ２＿２、…  、Ｒ２＿２０、…、Ｒ５＿１、Ｒ５＿２、…  、Ｒ５＿２０を有する。これらの配線の長さは、太陽電池ストリング１１ａの設置場所及び接続箱１ｆの設置場所によって定まり、配線の抵抗値が異なる。
【００１５】
複数の発電単位１ａ、１ｂ、…、１ｅは、集電ラック１ｇによって、並列接続される。発電単位１ａ、１ｂ、…、１ｅ  から集電ラック１ｇへの配線は、それぞれ、抵抗Ｒａ１、Ｒａ２  …、Ｒａ５を有する。これらの配線の長さは、接続箱１ｆの設置場所及び集電ラック１ｇの設置場所によって定まり、配線の抵抗値が異なる。
【００１６】
集電ラック１ｇに集められた電力は、パワーコンディショナ１ｈによって制御され、系統へ供給される。パワーコンディショナ１ｈは、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）機能及びとＤＣ／ＡＣ変換（インバータ）機能を有する。
【００１７】
次に、本実施例の太陽光発電システムの太陽電池ストリング１１ａに流れる電流について説明する。
【００１８】
図２は、第１の実施例の太陽光発電システムの太陽電池ストリング１１ａ、接続箱１ｆ及び集電ラック１ｇの接続を説明する図である。
【００１９】
太陽電池ストリング１１ａは、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されて構成されている。接続箱１ｆは、逆流防止ダイオード１１ｂを介して、複数の太陽電池ストリング１１ａを並列に接続する。各太陽電池ストリング１１ａと接続箱１ｆとの間の配線の抵抗は、太陽電池ストリング１１ａの設置場所及び接続箱１ｆの設置場所によって定まる。このため、配線抵抗Ｒ１＿１、Ｒ１＿２、Ｒ１＿３、Ｒ１＿４、…、Ｒ１＿２０の抵抗値が異なる。さらに、接続箱１ｆと集電ラック１ｇとの間の配線の抵抗は、接続箱１ｆの設置場所及び集電ラック１ｇの設置場所によって定まる。このため、配線抵抗Ｒａ１、Ｒａ２、…、Ｒａ５の抵抗値が異なる。
【００２０】
図３は、第１の実施例の太陽電池セル３ｆ、太陽電池モジュール３ｇ、太陽電池ストリング１１ａの構成を説明する図である。
【００２１】
太陽電池モジュール３ｇは、複数の太陽電池セル３ｆを直列に接続し、直列に接続されたし複数の太陽電池セル３ｆはバイパスダイオード３ｅによって区切られている。このバイパスダイオード３ｅは、太陽電池モジュール３ｇに逆バイアス電圧が印加されたとき、逆方向電流が太陽電池セル３ｆに流れることを防止するために取り付けられている。さらに、複数の太陽電池モジュール３ｇを直列に接続して太陽電池ストリング１１ａを構成する。太陽電池セル３ｆは、電流源３ａ、ｐｎ接合ダイオード３ｂ、シャント抵抗３ｃ及び直列抵抗３ｄからなる等価回路で表すことできる。電流源３ａは、日射量に比例した電流を出力する。
【００２２】
図４は、各発電単位１ａ、１ｂ、…、１ｅから集電ラック１ｇへ流れる電流を説明する図であり、図５は、発電単位１ａの配線の抵抗によって生じる電圧降下を説明する図であり、図６は、発電単位１ａ内の太陽電池ストリング１１ａにおける電圧及び電流を説明する図である。
【００２３】
太陽光発電システム全体の動作電流をＩｄｃとし、パワーコンディショナによって制御される太陽光発電システム全体の動作電圧をＶｄｃとした場合、図４に示すように、太陽光発電システム全体の動作電流をＩｄｃは、発電単位１ａ、１ｂ、…、１ｅから集電ラック１ｇへ流れる電流の和によって表される。
【００２４】
【数１】
2015069321.tif 000003
【００２５】
図５に示すように、発電単位１ａについて、接続箱１ｆから集電ラック１ｇの配線抵抗による電圧降下を−Ｖｒａ１とし、逆流防止ダイオード１１ｂの電圧降下を−Ｖｆとした場合、発電単位（太陽電池アレイ）１ａの動作電圧Ｖarray1は、式（２）によって表すことができる。
【００２６】
【数２】
2015069321.tif 000004
【００２７】
さらに、太陽電池アレイ電流Ｉarrayは、接続箱１ｆに太陽電池ストリング１１ａから流れる電流の和によって表すことができる。
【００２８】
【数３】
2015069321.tif 000005
【００２９】
また、図６に示すように、アレイに係る電圧Ｖarray1が共通であるため、シャント抵抗３ｃが十分に大きいと考えると、太陽電池ストリング１１ａに流れる電流は、式（４）によって表すことができる。
【００３０】
【数４】
2015069321.tif 000006
【００３１】
式（４）において、Ｎｃｅｌｌは太陽電池ストリング１１ａを構成する太陽電池セル数であり、Ｉｓは逆方向飽和電流［Ａ］であり、Ｉｓｃは短絡電流［Ａ］であり、Ｔは太陽電池素子絶対温度［Ｋ］であり、ｋはボルツマン定数［Ｊ／Ｋ］であり、ｑは電子の電荷量［Ｃ］であり、ｎｆは接合定数である。
【００３２】
同様に、並列に接続される太陽電池ストリング１１ａに流れる電流は、式（５）によって表すことができる。
【００３３】
【数５】
2015069321.tif 000007
【００３４】
式（４）及び式（５）を纏めると、Ｉstring2は、Ｉstring1によって表されることが分かる。これは、並列に接続される全ての太陽電池ストリングに関しても成立する。つまり、第１の太陽電池ストリングに流れる電流Ｉｓｔｉｎｇ１が決まれば、他の太陽電池ストリングに流れる電流も決定することができる。各太陽電池ストリングに流れる電流Ｉstringを第１の太陽電池ストリングに流れる電流Ｉstring1の関数、すなわち、Ｉstring2＝Ｉ２［Ｉstring1］、Ｉstring3＝Ｉ３［Ｉstring1］、…、Ｉstring20＝Ｉ２０［Ｉstring1］と表せば、式（６）のように、アレイ電流Ｉarray1をＩstring1の関数として表すことができる。
【００３５】
【数６】
2015069321.tif 000008
【００３６】
Ｉarray1とＩarray2に関しても、Ｖｄｃが共通なので、式（４）及び式（５）と同様な関係が成り立つ。このため、Ｉarray2〜Ｉarray5についてもＩstring1の関数として表すことができる。
【００３７】
簡単化のため、太陽電池ストリングから接続箱の配線抵抗に起因した電圧降下のみを考慮して、全体の電圧降下を２．０％未満に抑える場合、つまり、式（７）で示す定格電力Ｐｏを確保する方法を考える。
【００３８】
【数７】
2015069321.tif 000009
【００３９】
具体的には、まず、式（４）を用いて、基準となる電流Ｉstring1を定め、太陽電池ストリングを動作させたい電圧Ｖarrayを求める。ここで、ストリング１の損失が、４．０％だとすると、式（８）が成立し、式（８）を変形すると式（９）で表すことができる。
【００４０】
【数８】
2015069321.tif 000010
【００４１】
【数９】
2015069321.tif 000011
【００４２】
この時、発電単位１ａにおける別のｎ−１本のストリングには、第１の太陽電池ストリングと同じ電流を流し、第１の太陽電池ストリングを含めたｎ本のストリングから得られる電力の損失が２％未満になるためには、式（１０）が成立することが必要である。
【００４３】
【数１０】
2015069321.tif 000012
【００４４】
なお、前述したＪＩＳ規格に規定される３％以下になるように、余裕を持たせて電力損失２％未満を設計目標にすることが望ましい。
【００４５】
そして、式（９）にｎを乗じて、式（１０）から減じると、式（１１）に変形することができる。
【００４６】
【数１１】
2015069321.tif 000013
【００４７】
式（７）に示すように、Ｖarray1＝０．９８×Ｐｏ／Ｉarray1を設計ターゲットとすると、Ｖarray1／Ｉstring1は、太陽電池ストリングの定格の抵抗値Ｒｔとなる。この抵抗値Ｒｔを用いると、式（１１）は式（１２）に置き換えることができる。
【００４８】
【数１２】
2015069321.tif 000014
【００４９】
つまり、発電単位１ａにおける、他のｎ−１本のストリングの配線抵抗の和を、式（１２）満たすように設定すればよい。全てのケーブルの電気抵抗率ρが同じであり、各ケーブルの配線長をＬ１＿１、Ｌ１＿２、…、Ｌ１＿ｎとし、各ケーブルの導体径をＳ１＿１、Ｓ１＿２、…、Ｓ１＿ｎとし、電力の損失が２％未満になるために必要なケーブルの配線長をＬｔとし、ケーブルの導体径（導体断面積）をＳｔとする。この条件下で、第１の太陽電池ストリングの配線抵抗は、ρ×（Ｌ１＿１／Ｓ１＿１）で表すことができる。このため、式（１２）は式（１３）に置き換えることができる。
【００５０】
【数１３】
2015069321.tif 000015
【００５１】
次に、第１の実施例の太陽光発電システムにおける、具体的な配線の抵抗値の例について説明する。
【００５２】
第１の実施例の太陽光発電システムでは、二つの太陽電池ストリングを用いて、例えば一つの太陽電池ストリングの電圧降下が４％となった場合、その損失を補償するために他の一つの太陽電池ストリングの電圧降下を計算し、接続箱１ｆまでの距離が長い太陽電池ストリングの配線を適切な太さにする具体例を示す。
【００５３】
図７は、第１の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図であり、接続箱１ｆに接続される太陽電池ストリング１１ａからの配線の長さと導体径の関係を示す。図７に示す太陽光発電システムの構成例では、前述した式（１３）を用いて配線の抵抗値を計算する。
【００５４】
図７に示す具体例では、発電単位１ａを構成する２０本の太陽電池ストリングの配線の長さと導体径の関係を示す。太陽電池ストリングの定格抵抗をＲｔとし、接続箱１ｆから最も遠い第１の太陽電池ストリングの配線抵抗Ｒ１＿１の損失を４．０％とし、第２から第２０の太陽電池ストリングの配線抵抗Ｒ１＿２、Ｒ１＿３、…、Ｒ１＿２０の損失２．０％とする。基準となる定格抵抗Ｌ／Ｓを用いると、配線抵抗Ｒ１＿１の損失４．０％は１．０４Ｌ／Ｓ、配線抵抗Ｒ１＿２、Ｒ１＿３、…、Ｒ１＿２０の損失２．０％は１．０２Ｌ／Ｓと表すことができる。第２０の太陽電池ストリングを用いて、全体の電圧降下を２．０％未満に抑えたい場合、ｎ＝２を式（１３）に代入すると、式（１３）は式（１４）に置き換えることができる。
【００５５】
【数１４】
2015069321.tif 000016
【００５６】
式（１４）より、第１の実施例の太陽光発電システムにおいて、第２０の太陽電池ストリングの配線抵抗はρ×０．９６×（Ｌ／Ｓ）未満に設定すればよいことが分かる。
【００５７】
このように、第１の実施例では、太陽光発電システムにおける太陽電池ストリング１１ａと接続箱１ｆとの間の配線の適切な太さを算出することができ、太陽電池ストリング１１ａと接続箱１ｆとの間の配線が長い場合でも、配線を適切な太さにすることができる。また、第１の実施例のように、配線抵抗を補償する太陽電池ストリングを１対１で選択することによって、影響が及び太陽電池ストリングの数を減らすことができ、設計作業を簡素化することができる。
【００５８】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例の太陽光発電システムについて説明する。
【００５９】
第２の実施例の太陽光発電システムでは、全ての太陽電池ストリングを用いて、例えば一つの太陽電池ストリングの電圧降下が４％となった場合、その損失を補償するため、発電単位１ａを構成する２０本全ての太陽電池ストリングの電圧降下を計算し、接続箱１ｆまでの距離が長い太陽電池ストリングの配線を適切な太さにする具体例を示す。
【００６０】
なお、第２の実施例において、具体的な配線の抵抗値の計算に用いる式は、前述した第１の実施例と同じ式（１３）を用いる。
【００６１】
図８は、第２の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図であり、接続箱１ｆに接続される太陽電池ストリング１１ａからの配線の長さと導体径の関係を示す。図８に示す太陽光発電システムの構成例では、前述した第１の実施例と同じ式（１３）を用いて配線の抵抗値を計算する。
【００６２】
接続箱１ｆから最も遠い第１の太陽電池ストリングの配線抵抗Ｒ１＿１の損失を４．０％とする。第２の太陽電池ストリングから第２０の太陽電池ストリングを用いて、全体の電圧降下を２．０％未満に抑えたい場合、ｎ＝２０を式（１３）に代入すると、式（１３）は式（１５）に置き換えることができる。式（１５）において配線抵抗の長さ及び導体径を決定すると、第１の太陽電池ストリングの配線抵抗Ｒ１＿１の損失を補償することができる。
【００６３】
【数１５】
2015069321.tif 000017
【００６４】
式（１５）より、第２の太陽電池ストリングから第２０の太陽電池ストリングの配線抵抗の和は、ρ×（１８．９６Ｌ／Ｓ）未満であり、他の太陽電池ストリングに等分して割り当てると、各太陽電池ストリングの配線抵抗をρ×（０．９９７Ｌ／Ｓ）未満に設定すればよいことが分かる。
【００６５】
このように、第２の実施例では、太陽光発電システムにおける太陽電池ストリング１１ａと接続箱１ｆとの間の配線の適切な太さを算出することができ、太陽電池ストリング１１ａと接続箱１ｆとの間の配線が長い場合でも、配線を適切な太さにすることができる。また、第２の実施例のように、他の全ての太陽電池ストリングによって配線抵抗を補償することによって、一つの太陽電池ストリングが遠くに設定されている場合に好適な設計をすることができる。
【００６６】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例の太陽光発電システムについて説明する。
【００６７】
第３の実施例の太陽光発電システムでは、接続箱１ｆと集電ラック１ｇとの間の配線の損失を補償するため、集電ラック１ｇまでの距離が長い接続箱１ｆの配線を適切な太さにする具体例を示す。
【００６８】
なお、第３の実施例において、具体的な配線の抵抗値の計算に用いる式は、前述した第１の実施例と同じ式（１３）を用いる。
【００６９】
図９は、第３の実施例の太陽光発電システムの構成を説明する図であり、集電ラック１ｇに接続される発電単位１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅからの配線の長さと導体径の関係を示す。図９に示す太陽光発電システムの構成例では、前述した第１の実施例と同じ式（１３）を用いて配線の抵抗値を計算する。
【００７０】
集電ラック１ｇから最も遠い第１の発電単位の配線抵抗Ｒ１の損失を４．０％とする。全体の電圧降下を２．０％未満に抑えたい場合、ｎ＝５を式（１３）に代入すると、式（１３）は式（１６）に置き換えることができる。式（１６）において配線抵抗の長さと導体径を設定すると、第１の発電単位の配線抵抗Ｒ１の損失を補償することができる。
【００７１】
【数１６】
2015069321.tif 000018
【００７２】
式（１６）より、第２の発電単位から第５の発電単位の配線抵抗の和は、ρ×（３．９６Ｌ／１０Ｓ）未満であり、各発電単位に等分して割り当てると、各発電単位の配線抵抗をρ×（０．９９Ｌ／Ｓ）未満に設定すればよいことが分かる。
【００７３】
このように、第３の実施例では、太陽光発電システムにおける接続箱１ｆと集電ラック１ｇとの間の配線の適切な太さを算出することができ、接続箱１ｆと集電ラック１ｇとの間の長い配線を適切な太さにすることができる。
【００７４】
＜実施例４＞
次に、以上に説明した方法を用いて太陽光発電システムの配線の太さを計算する計算機（設計システム）及び計算方法（設計方法）の実施例について説明する。
【００７５】
図１０は、本発明の第４の実施例の太陽光発電システムの配線の太さを計算する計算機のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００７６】
本実施例の計算機は、処理装置１０１、入力装置１０２、出力装置１０３、記憶装置１０４及び通信インターフェース１０５を有する計算機である。
【００７７】
処理装置１０１は、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ）、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭを有する。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ）などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、記憶装置１０４に格納されたプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。
【００７８】
入力装置１０２は、キーボード及びマウスなどであり、ユーザからの入力を受けるインターフェースである。出力装置１０３は、ディスプレイ装置及びプリンタなどであり、ユーザが視認可能な形式で演算結果を出力する。
【００７９】
記憶装置１０４は、例えば、磁気記憶装置、フラッシュメモリ等の大容量かつ不揮発性の記憶装置であり、処理装置１０１のプロセッサが実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを格納する。すなわち、プログラムは、記憶装置１０４から読み出されて、ＲＡＭにロードされて、プロセッサによって実行される。
【００８０】
通信インターフェース１０５は、所定のプロトコルに従って、他の装置との通信を制御するネットワークインターフェース装置である。
【００８１】
処理装置１０１のプロセッサによって実行されるプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介して各サーバに提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性記憶装置に格納される。このため、計算機システムは、リムーバブルメディアからデータを読み込むインターフェースを有するとよい。
【００８２】
本実施例のシステムは、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に構成された複数の計算機上で構成される計算機システムであり、同一の計算機上で別個のスレッドで動作してもよく、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。
【００８３】
図１１は、本発明の第４の実施例の太陽光発電システムの配線の太さを計算する設計方法を説明するフローチャートである。
【００８４】
まず、第１の接続箱に接続される配線のうち、損失が最も大きい配線の導体径Ｌ１＿１／Ｓ１＿１と、当該配線の損失ｘとを設定し（Ｓ１）、損失を補償する配線の数ｎを設定する（Ｓ２）。電力の損失が目標値未満になるために必要なケーブルの配線長をＬｔとし、ケーブルの導体径（導体断面積）をＳｔとすると、式（１３）の右辺の値を閾値として計算する（Ｓ３）。そして、配線長と導体径と比の和がステップＳ３で計算した閾値を超えないように、損失を補償する配線の導体径を求める（Ｓ４）。Ｓ１からＳ４の処理によって、第１の接続箱に接続される配線の合計の損失を目標値以下にすることができる。
【００８５】
このＳ１からＳ４の処理を全ての接続箱１ｆについて行う。
【００８６】
これらの処理と並行して、接続箱１ｆと集電ラック１ｇとの間で、損失が最も大きい配線の導体径Ｌａ１＿１／Ｓａ１＿１を設定し（Ｓ５）、損失を補償する配線の数ｎａを設定する（Ｓ６）。
【００８７】
全ての接続箱１ｆについて、配線の導体径の計算が終了した後、接続箱１ｆと集電ラック１ｇとの間の配線を最適化する。
【００８８】
まず、Ｓ１からＳ４の処理の結果から、第１〜第５接続箱のうち最も大きい損失ｘａを抽出し（Ｓ７）、式（１３）の右辺の値を閾値として計算する（Ｓ８）。そして、配線長と導体径と比の和がステップＳ８で計算した閾値を超えないように、損失を補償する配線の導体径を求める（Ｓ９）。
【００８９】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【００９０】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【００９１】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【００９２】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ａ〜１ｅ  発電単位
１ｆ  接続箱
１ｇ  集電ラック
１ｈ  パワーコンディショナ
３ａ  電流源
３ｂ  ｐｎ接合ダイオード
３ｃ  シャント抵抗
３ｄ  直列抵抗
３ｅ  バイパスダイオード
３ｆ  太陽電池セル
３ｇ  太陽電池モジュール
１１ａ  太陽電池ストリング
１１ｂ  逆流防止ダイオード
【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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