(57)【要約】  電圧変換装置が、発電手段の電圧を変換する。電圧変換装置は、発電手段の電力が最大となる最適動作点に発電手段の動作点を追従制御させるように、発電手段が出力する電圧を所定比率で外部に出力する最大電力追従制御部と、最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、発電手段が出力する電圧を外部に出力する電圧出力部と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電手段の電圧を変換する電圧変換装置であって、
前記発電手段の電力が最大となる最適動作点に前記発電手段の動作点を追従制御させるように、前記発電手段が出力する電圧を所定比率で外部に出力する、最大電力追従制御部と、
前記最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、前記発電手段が出力する電圧を外部に出力する電圧出力部と、
を備える電圧変換装置。
【請求項２】
さらに、前記電圧出力部を収納する第１の筐体と、
前記最大電力追従制御部を収納する第２の筐体と、
を備え、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とは分離可能構成されている、請求項１記載の電圧変換装置。
【請求項３】
前記第１の筐体の外部には、前記電圧出力部の入出力端子が設けられ、
前記第２の筐体の外部には、前記電圧出力部の入出力端子と接続可能な、前記最大電力追従制御部の入出力端子が設けられ、
前記電圧出力部の入出力端子と、前記最大電力追従制御部の入出力端子とは、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが接続される場合に、当該電圧変換装置の外部に露出しないように配置されている、請求項２記載の電圧変換装置。
【請求項４】
前記発電手段は、光起電性により電力を発電する、請求項１ないし３いずれか１項に記載の電圧変換装置。
【請求項５】
複数の発電手段を備え、
前記複数の発電手段の各発電手段に接続された、請求項１ないし４いずれか１項に記載の電圧変換装置を備え、
前記複数の発電手段は、前記電圧変換装置を介して直列接続されている、電力発電システム。
【請求項６】
発電手段の電圧を変換する電力変換方法であって、
前記発電手段の電力が最大となる最適動作点に前記発電手段の動作点を追従制御させるように、前記発電手段が出力する電圧を所定比率で外部に出力する、最大電力追従制御ステップと、
前記所定比率での電圧の出力において正常に動作しない場合に、前記発電手段が出力する電圧を外部に出力する電圧出力ステップと、
を備える電圧変換方法。
【請求項７】
太陽光パネルからの電力を出力する接続装置であって、
第１筐体および第２筐体を備え、
前記第１筐体は、
前記太陽光パネルに接続される入力側端子と、
前記第１筐体の外部に前記電力を出力可能な出力側端子と、
前記入力側端子に接続される第１の接続端子と、
前記出力側端子に接続される第２の接続端子と、を備え、
前記第２筐体は、
第３の接続端子と、
前記第３の接続端子に接続される第４の接続端子と、を備え、
前記第１の接続端子は前記第３の接続端子に接続され、前記第２の接続端子は前記第４の接続端子に接続される、接続装置。
【請求項８】
筐体と、
太陽光パネルに接続される入力側端子と、
前記筐体の外部に前記太陽光パネルの電力を出力可能な出力側端子と、
前記入力側端子に接続される第１の接続端子と、
前記出力側端子に接続される第２の接続端子と、
前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間の電気的な接続状態を制御する接続制御部と、
を備える接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電などの発電に用いられる最大電力点追従制御に関し、特に、発電効率の低下を抑制することができる、電圧変換装置、電力発電システムおよび電圧変換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に優しくクリーンなエネルギーである太陽光エネルギーを利用した太陽光発電が注目されている。太陽光発電の出力は、季節、時間帯、気象条件など各種の条件によって変動するため、常に上昇下降を繰り返している。電圧と電流と適切なバランスで制御することで、この出力を最大化する、最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｅｒ）が知られている。
【０００３】
複数の太陽光パネルを１つのＭＰＰＴで制御する集中管理方式は、一部の太陽光パネルの電流が低下した場合に、その動作点に他の太陽光パネルの動作点が揃えられてしまい、全体の出力最適化が困難である場合があった。
【０００４】
一方、太陽光パネルごとにＭＰＰＴを分散して設置する分散方式では、太陽光パネルを個別に最適化することができるので、一部の太陽光パネルの電流低下が生じた場合でも、全体の最適化を実現することが可能である（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０７９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような分散方式のＭＰＰＴの場合、通常、内部を構成するＤＣ／ＤＣコンバータが故障した場合に、内部回路が遮断され、このＭＰＰＴがバイパスされるようになっている。例えば、１０枚の太陽光パネルのうち、１枚の太陽光パネルに接続されたＭＰＰＴが故障した場合、その太陽光パネルがバイパスされて、システム全体で９枚の太陽光パネルで構成されることになり、出力電圧が低下することになる。
【０００７】
ＭＰＰＴが故障したものの、太陽光パネルの発電動作が正常な場合、せっかく正常に動作している太陽光パネルの出力が無駄となってしまう不都合が生じていた。
【０００８】
本発明が解決しようとしている課題は、ＭＰＰＴが故障した場合であっても、正常に動作している発電手段の電力を外部に供給できなくなる状況を回避することができ、発電効率の低下を抑制することができる、電圧変換装置、電力発電システムおよび電圧変換方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電圧変換装置、電力発電システムおよび電圧変換方法は、発電手段の電圧を変換する電圧変換装置であって、発電手段の電力が最大となる最適動作点に発電手段の動作点を追従制御させるように、発電手段が出力する電圧を所定比率で外部に出力する、最大電力追従制御部と、最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、発電手段が出力する電圧を外部に出力する電圧出力部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電圧変換装置、電力発電システムおよび電圧変換方法では、最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、電圧出力部により発電手段の電力を外部に出力することができるので、発電手段が正常に動作しているにもかかわらず、その電力を外部に供給できなくなる状況を回避することができ、発電効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の太陽光発電システムを示す全体図
【図２】太陽光発電システムのブロック図
【図３】実施の形態１におけるＭＰＰＴ装置のブロック図
【図４】実施の形態２におけるＭＰＰＴ装置のブロック図
【図５】実施の形態３におけるＭＰＰＴ装置の回路図
【図６Ａ】実施の形態３における太陽光発電システムの動作例を示す図
【図６Ｂ】実施の形態３における太陽光発電システムの動作例を示す図
【図７】実施の形態３におけるフローチャート
【図８】実施の形態３におけるＶ−Ｉ特性を示す図
【図９Ａ】図６Ａ，図６Ｂと対比される比較例を示す図
【図９Ｂ】図６Ａ，図６Ｂと対比される比較例を示す図
【図１０Ａ】図６Ａ，図６Ｂと対比される比較例を示す図
【図１０Ｂ】図６Ａ，図６Ｂと対比される比較例を示す図
【図１１Ａ】図６Ａ，図６Ｂと対比される比較例を示す図
【図１１Ｂ】図６Ａ，図６Ｂと対比される比較例を示す図
【図１２Ａ】実施の形態４におけるＭＰＰＴ装置のブロック図
【図１２Ｂ】実施の形態４におけるＭＰＰＴ装置の斜視図
【図１３Ａ】実施の形態５における監視装置のブロック図
【図１３Ｂ】実施の形態５における監視装置の斜視図
【図１４】実施の形態６における接続装置のブロック図
【図１５】実施の形態７における太陽光パネルを示す図
【図１６】実施の形態７におけるジャンクションボックスを示す図
【図１７】接続装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願第１の発明は、発電手段の電圧を変換する電圧変換装置であって、発電手段の電力が最大となる最適動作点に発電手段の動作点を追従制御させるように、発電手段が出力する電圧を所定比率で外部に出力する、最大電力追従制御部と、最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、発電手段が出力する電圧を外部に出力する電圧出力部と、を備える電圧変換装置である。
【００１３】
本願第１の発明によれば、最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、電圧出力部により発電手段の電力を外部に出力することができるので、発電手段が正常に動作しているにもかかわらず、その電力を外部に供給できなくなる状況を回避することができ、発電効率の低下を抑制することができる。
【００１４】
本願第２の発明は、第１の発明に係る電圧変換装置であって、さらに、電圧出力部を収納する第１の筐体と、最大電力追従制御部を収納する第２の筐体とを備え、第１の筐体と第２の筐体とは分離可能構成されている電圧変換装置である。
【００１５】
本願第２の発明によれば、最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、最大電力追従制御部を収納する第２の筐体を第１の筐体から分離することができるので、発電手段による電力供給を停止することなく、作業者は、最大電力追従制御部側を修理または交換することができる。しかも、電力を出力している電圧出力部側を触れる必要がないので、作業上の安全性を高めることができる。
【００１６】
本願第３の発明は、第２の発明に係る電圧変換装置であって、第１の筐体の外部には、電圧出力部の入出力端子が設けられ、第２の筐体の外部には、電圧出力部の入出力端子と接続可能な、最大電力追従制御部の入出力端子が設けられ、電圧出力部の入出力端子と、最大電力追従制御部の入出力端子とは、第１の筐体と第２の筐体とが接続される場合に、当該電圧変換装置の外部に露出しないように配置されている電圧変換装置である。
【００１７】
本願第３の発明によれば、電圧出力部の入出力端子と最大電力追従制御部の入出力端子とが、電圧変換装置の外部に露出しないので、作業者は、入出力端子に触れる可能性を低減することができ、作業上の安全性をさらに高めることができる。
【００１８】
本願第４の発明は、第１ないし３いずれか１の発明に係る電圧変換装置であって、発電手段は、光起電性により電力を発電する電圧変換装置である。
【００１９】
本願第４の発明によれば、最大電力追従制御部が正常に動作しない場合に、最大電力追従制御部を収納する第２の筐体を第１の筐体から分離することができるので、光起電性による電力供給を停止することなく、最大電力追従制御部側を修理または交換することができる。
【００２０】
本願第５の発明は、複数の発電手段を備え、複数の発電手段の各発電手段に接続された、第１ないし４いずれか１の発明に係る電圧変換装置を備え、複数の発電手段は電圧変換装置を介して直列接続されている電力発電システムである。
【００２１】
本願第５の発明によれば、いずれかの電圧変換装置の電力追従制御部が故障した場合であっても、発電手段による電力供給を停止することがないので、システム全体の発電効率の低下を抑制することができる。
【００２２】
本願第６の発明は、発電手段の電圧を変換する電力変換方法であって、発電手段の電力が最大となる最適動作点に発電手段の動作点を追従制御させるように、発電手段が出力する電圧を所定比率で外部に出力する、最大電力追従制御ステップと、前記所定比率での電圧の出力において正常に動作しない場合に、発電手段が出力する電圧を外部に出力する電圧出力ステップとを備える電圧変換方法である。
【００２３】
本願第６の発明によれば、最大電力追従制御が正常に動作しない場合に、電圧出力ステップにより発電手段の電力を外部に出力することができるので、発電手段が正常に動作しているにもかかわらず、その電力を外部に供給できなくなる状況を回避することができ、発電効率の低下を抑制することができる。
【００２４】
本願第７の発明は、太陽光パネルからの電力を出力する接続装置であって、第１筐体および第２筐体を備え、前記第１筐体は、前記太陽光パネルに接続される入力側端子と、前記第１筐体の外部に前記電力を出力可能な出力側端子と、前記入力側端子に接続される第１の接続端子と、前記出力側端子に接続される第２の接続端子と、を備え、前記第２筐体は、第３の接続端子と、前記第３の接続端子に接続される第４の接続端子と、を備え、前記第１の接続端子は前記第３の接続端子に接続され、前記第２の接続端子は前記第４の接続端子に接続される接続装置である。
【００２５】
本願第８の発明は、筐体と、太陽光パネルに接続される入力側端子と、前記筐体の外部に前記太陽光パネルの電力を出力可能な出力側端子と、前記入力側端子に接続される第１の接続端子と、前記出力側端子に接続される第２の接続端子と、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間の電気的な接続状態を制御する接続制御部と、を備える接続装置である。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の太陽光発電システムを示す全体図である。太陽光発電システム１は、電力発電システムの一例であり、複数の太陽光パネル（ＰＶパネル）１０を有する。太陽光パネル１０には、それぞれコントローラ２０が接続されている。コントローラ２０は、後述する最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｅｒ）の機能を有している。複数のコントローラ２０は子機（Ｓｌａｖｅ）として、親機（Ｍａｓｔｅｒ）として機能するコントローラ３０により管理されている。コントローラ２０、３０間は、ＤＥＣＴ(登録商標：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｒｄｌｅｓｓ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）による通信が行われている。以下の説明では、コントローラ２０を「ＭＰＰＴ装置２０」と称す。ＭＰＰＴ装置２０は電圧変換装置の一例である。
【００２７】
コーディネータ４０は、例えば９００ＭＨｚ帯の無線通信を用いて、これら複数のコントローラ３０の全体管理を行う。ＰＶ管理サーバ５０は、コーディネータ４０により各コントローラ３０から集められた発電状態を示すデータを監視する。インターネットなどのネットワークを介して利用者はＰＣ６０を介して監視されているデータを画像として見ることができる。
【００２８】
なお、上述した通信方式はこれらに限らず、各種の通信方式を採用することができる。例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）や３Ｇを利用することも可能である。また無線通信に限らず、電力線通信などの有線を利用することも可能である。また、太陽光パネルは、光起電性を有すれば、太陽光による発電に限らず、他の光源でもよい。
【００２９】
図２は、太陽光発電システムのブロック図である。図２の最上段の６つの太陽光パネル１０は、各ＭＰＰＴ装置２０を介して直列に接続箱７０に接続される。これらの直列接続された太陽光パネル１０（図２では６パネル）を１つの単位としてストリングを構成する。図２では、４つストリングが構成され、各ストリングが接続箱７０で線路が集約（あるいは結線）される。集約された線路は、パワーコントローラ８０に接続される。パワーコントローラ８０にも、ＭＰＰＴ機能が実装されてもよい。あるいは、ＭＰＰＴ機能は、ＭＰＰＴ装置２０のみであるようにすることも可能である。尚、ストリングを構成する太陽光パネル１０の数は特に６つである必要はなく、適宜変更が可能である。
【００３０】
図３は、実施の形態１におけるＭＰＰＴ装置のブロック図である。ＭＰＰＴ装置２０Ａは、図面左方において、太陽光パネル１０に接続される一対の入力コネクタを有している。また、図面右方において、隣り合う他のＭＰＰＴ（図示せず）または接続箱７０に接続される一対の出力コネクタを有している。一対の出力コネクタの両端にダイオードが接続されている。ＭＰＰＴ装置２０Ａは、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部（スイッチ）２１、ＳＷ制御部２２、電源部２３、ＤＣ／ＤＣ部（ＤＣ−ＤＣコンバータ）２４、および制御部２５を有している。ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成される。制御部２５は、マイコンで構成される。
【００３１】
一対の入力コネクタは、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を介して、一対の出力コネクタに接続される。一対の入力コネクタはさらに、電源部２３に接続される。電源部２３は、ＳＷ制御部２２および制御部２５に接続され、所定電力を供給する。制御部２５は、ＤＣ／ＤＣ部２４に接続され、これを制御する。また制御部２５は、ＳＷ制御部２２に接続される。ＳＷ制御部２２は、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１に接続され、制御部２５は、ＳＷ制御部２２を介してＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を制御する。ＤＣ／ＤＣ部２４は、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１の両端に接続される。すなわち、ＤＣ／ＤＣ部２４は、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１に並列接続されている。
【００３２】
ここで、電源部２３とＳＷ制御部２２を接続する線路の電位を電位Ｌ１とする。ＳＷ制御部２２とＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を接続する線路の電位を電位Ｌ２とする。制御部２５とＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を接続する線路の電位を電位Ｌ３とする。
【００３３】
ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１は、電位Ｌ２がＨｉｇｈの場合に、ＯＮとなる（すなわち、閉回路を構成することで、一対の出力コネクタと一対の入力コネクタの間の経路を導通させる）。一方、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１は、電位Ｌ２がＬｏｗの場合、ＯＦＦとなる（すなわち、開回路を構成することで、一対の出力コネクタと一対の入力コネクタの間の経路を開放させる）。
【００３４】
ＳＷ制御部２２では、電位Ｌ１、Ｌ３を入力として、電位Ｌ２を出力とした、ＸＯＲ（排他的論理和）回路を構成する。すなわち、電位Ｌ１、Ｌ３の相違する場合（一方がＨｉｇｈ、Ｌｏｗ）、ＳＷ制御部２２は、電位Ｌ２をＨｉｇｈとして出力する。一方、電位Ｌ１、Ｌ３の一致する場合（両方ともＨｉｇｈまたはＬｏｗ）、ＳＷ制御部２２は、電位Ｌ２をＬｏｗとして出力する。
【００３５】
通常使用では、電位Ｌ１、Ｌ３はともにＨｉｇｈであるので、ＳＷ制御部２２は、電位Ｌ２をＬｏｗとして出力する。電位Ｌ２がＬｏｗなので、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１はＯＦＦとなる。太陽光パネル１０で発電された電力は、一対の入力コネクタから入力されると、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を経由することなく、ＤＣ／ＤＣ部２４を経由して一対の出力コネクタから出力される。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣ部２４は、太陽光パネル１０の電力が最大となる最適動作点に太陽光パネル１０の動作点を追従制御させるように、太陽光パネル１０が出力する電圧を所定比率で外部に出力する。すなわち、一対の入力コネクタから入力された電圧を、昇圧または降圧して、一対の出力コネクタから外部に出力する。
【００３７】
ここで、ＤＣ／ＤＣ部２４が正常に動作しない場合、例えば故障した場合に、制御部２５は電位Ｌ３をＬｏｗとする。電源部２３は正常に動作しているので、電位Ｌ１はＨｉｇｈのままなので、ＳＷ制御部２２は、電位Ｌ２をＨｉｇｈとして出力する。電位Ｌ２がＨｉｇｈなので、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１はＯＮになる。太陽光パネル１０で発電された電力は、一対の入力コネクタから入力されると、ＤＣ／ＤＣ部２４の入力インピーダンスは、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１より高いので、ＤＣ／ＤＣ部２４を経由することなく、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を経由して一対の出力コネクタから出力される。この場合、ＤＣ／ＤＣ部２４による動作点の追従制御が行われないため、太陽光パネル１０の電圧がそのまま一対の出力コネクタから出力されることになる。
【００３８】
ＤＣ／ＤＣ部２４は、ＭＯＳＦＥＴを用いたフルブリッジ型である。太陽光パネル１０で発電された電力が比較的大きい場合は、ＭＯＳＦＥＴの高速スイッチングにより、ＤＣ／ＤＣ部２４が発熱するため、ＤＣ／ＤＣ部２４は他の要素に比べて故障する可能性が高い。ＤＣ／ＤＣ部２４が故障した場合に、一対の出力コネクタの両端に配置されたダイオードでＭＰＰＴ装置２０Ａがバイパスされる。その結果、図２に示す６つの太陽光パネル１０からなるストリングが、５つの太陽光パネル１０となり、ストリングの出力電圧が５／６となる。
【００３９】
本実施の形態のＭＰＰＴでは、ＤＣ／ＤＣ部が故障し、ＤＣ／ＤＣ部の経路で電力を伝送できない場合でも、ＤＣ／ＤＣ部の経路とは異なる他の経路を、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部により形成し、ＤＣ／ＤＣ部を回路的に切り離すので、太陽光パネル１０が出力する電力を継続して出力することができる。特に、太陽光パネルが正常に動作する場合は、ＤＣ／ＤＣ部により経路が遮断されることがないので、太陽光パネルの出力電力を無駄にすることを防止することができる。
【００４０】
また、制御部２５が故障した場合も、電位Ｌ３がＬｏｗになるように設定されているので、ＤＣ／ＤＣ部２４が故障した場合と同様に、制御部２５が故障した場合は、ＳＷ制御部２２は、電位Ｌ２をＨｉｇｈとして出力し、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１はＯＮになる。従って、制御部２５が故障した場合でも、ＤＣ／ＤＣ部が回路的に切り離されるので、太陽光パネル１０が出力する電力を継続して出力することができる。
【００４１】
以上のように実施の形態１では、ＭＰＰＴのＤＣ／ＤＣ部や制御部が故障した場合に、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部よりバイパスする経路を形成するので、太陽光パネルにより発電される電力を無駄なく、ＭＰＰＴを経由させて外部に出力することができる。
【００４２】
なお、電源部２３が故障して電位Ｌ１がＬｏｗとなる場合は、制御部２５やＳＷ制御部２２に電力が供給できないので、ＤＣ／ＤＣ部２４および制御部２５の動作が正常か否かに関係なく、ＳＷ制御部２２は電位Ｌ２は自動的にＬｏｗとなり、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１はＯＦＦとなる。
【００４３】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２におけるＭＰＰＴ装置のブロック図である。実施の形態２は、実施の形態１と相違する点は、ＭＰＰＴ装置２０Ｂが、図４に示すように、バイパスユニット２０Ｂ１と変換ユニット２０Ｂ２の、２つのユニットに分離可能な点である。同一の要素については、図３と同一の符号を付し、説明は省略する。
【００４４】
バイパスユニット２０Ｂ１は、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１、ＳＷ制御部２２、および電源部２３１を有している。一対の入力コネクタとＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１のそれぞれの経路に、一対の接続端子２６、２６が設けられている。また、一対の出力コネクタとＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１のそれぞれの経路に、一対の接続端子２７、２７が設けられている。ＳＷ制御部２２はパネルモード切替信号が入力可能な、切り替え信号端子が設けられている。バイパスユニット２０Ｂ１の各要素（ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１、ＳＷ制御部２２、電源部２３１）は、図示しない筐体に収納される。筐体は例えばプラスチック製の箱状に形成され、箱の一面（例えば上面、側面）に接続端子２６、２６、２７、２７および切り替え信号端子が配置されている。
【００４５】
変換ユニット２０Ｂ２は、ＤＣ／ＤＣ部２４、制御部２５、および電源部２３２を有している。ＤＣ／ＤＣ部２４には、一対の入力端子（図中左方）にそれぞれ接続された接続端子２８、２８が設けられている。ＤＣ／ＤＣ部２４には、一対の出力端子（図中右方）にそれぞれ接続された接続端子２９、２９が設けられている。制御部２５はパネルモード切替信号が出力可能な、切り替え信号端子が設けられている。変換ユニット２０Ｂ２の各要素（ＤＣ／ＤＣ部２４、制御部２５、電源部２３２）は、図示しない筐体に収納される。筐体は例えばプラスチック製の箱状に形成され、箱の一面（例えば下面、側面）に接続端子２８、２８、２９、２９および切り替え信号端子が配置されている。
【００４６】
まず使用前に、バイパスユニット２０Ｂ１の上面に、変換ユニット２０Ｂ２の下面が対向するように、バイパスユニット２０Ｂ１に変換ユニット２０Ｂ２を取り付ける。バイパスユニット２０Ｂ１の上面と、変換ユニット２０Ｂ２の下面が対向するに際して、接続端子２６、２６と、接続端子２８、２８が電気的に接触し、接続端子２７、２７と、接続端子２９、２９、が電気的に接触し、切り替え信号端子同士が電気的に接触する。こうして、図３のＭＰＰＴ装置２０Ａと等価回路的に同一の回路構成が構築される。
【００４７】
ここで、変換ユニット２０Ｂ２のＤＣ／ＤＣ部２４や制御部２５が故障した場合、実施の形態１と同様に、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１よりバイパスする経路を形成されるので、太陽光パネルにより発電される電力を無駄なく、ＭＰＰＴを経由させて外部に出力することができる。
【００４８】
このような状態で、作業者が故障したＭＰＰＴを修理する場合に、ＭＰＰＴ装置２０Ｂを構成するユニットのうち、変換ユニット２０Ｂ２を取り外す。変換ユニット２０Ｂ２の筐体において下面以外の面（つまり接続端子２６、２７、２８、２９が露出しない面）に取っ手（図示せず）が設けられており、作業者は取っ手を掴み、バイパスユニット２０Ｂ１から変換ユニット２０Ｂ２を取り外す。なお、取っ手は、作業者が変換ユニット２０Ｂ２が掴むことができればどのような形状・態様であってもよい。このように、接続端子が作業者が接触する場所から離れて配置されているので、感電の可能性を低減することができるので、安全性を高めることができる。
【００４９】
以上のように、実施の形態２では、ＭＰＰＴが故障の可能性が比較的高いＤＣ／ＤＣ部を含む構成を別体として分離可能に構成するので、ＤＣ／ＤＣ部またはその周辺の構成が故障した場合に、太陽光パネルからの電力出力を遮断することなく、修理やパーツ変更のために、ＤＣ／ＤＣ部またはその周辺の構成を取り外すことができる。
【００５０】
また、ＤＣ／ＤＣ部を含む構成を別体として分離可能に構成するので、ＭＰＰＴの内部を分解する必要がなくなるので、感電の可能性を低減することができ、安全性を高めることができる。
【００５１】
上述した実施の形態１、２では、ＭＰＰＴ装置のＭＰＰＴ機能が正常に動作しない例として、ＤＣ／ＤＣ部２４および制御部２５した故障した場合について、説明したが、ＭＰＰＴ装置内の構成のうち、ＤＣ／ＤＣ部２４および制御部２５以外の回路、部品、構成が正常動作しない場合についても適用することができる。なお、「正常に動作する」とは、ＭＰＰＴ装置のその仕様に従って動作することをいい、具体的には最適動作点に動作点を追従制御させる動作が仕様どおりに動作することをいう。従って、「正常に動作しない」とは単なる故障の状態のみならず、仕様から逸脱した動作を行う場合や、正常動作が連続的に行えない場合（例えば、正常動作が間欠的な場合）も含まれる。
【００５２】
（実施の形態３）
図５は、実施の形態３におけるＭＰＰＴ装置の回路図である。ＭＰＰＴ装置２０Ｃのマイコンおよびドライバは、図３の制御部２５に対応する。ＭＰＰＴ装置２０Ｃのインダクタに接続される４つのＭＯＳＦＥＴは、図３のＤＣ／ＤＣ部２４に対応する。ＭＰＰＴ装置２０ＣのＭＯＳＦＥＴ（図面上方）は、図３のＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１に対応する。本実施の形態３におけるＭＰＰＴ装置２０Ｃは、実施の形態１、２と同様に、ＤＣ／ＤＣ部を構成するＭＯＳＦＥＴやマイコンが正常に動作しない場合に、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１に対応するＭＯＳＦＥＴがＯＮとなる。なお、実施の形態３では、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１による制御は必ずしも必要ない。
【００５３】
図６Ａ及び図６Ｂは、実施の形態３における太陽光発電システムの動作例を示す図である。太陽光発電システムは、４つのストリングＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４を有している。各ストリングＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４は、６つの太陽光パネル１０が直列接続されている。太陽光パネル１０それぞれは、電圧４０Ｖ−電流５Ａの電力が出力されているものとする。ストリングＳＴ１中の１つの太陽光パネル１０にＭＰＰＴ装置２０Ｃが接続されている。
【００５４】
図６Ａにおいて、ＭＰＰＴ装置２０Ｃが接続された太陽光パネル１０に、薄い影１００がかかった場合、太陽光パネル１０内部における複数のクラスタのうち一部のクラスタが抵抗成分となる。その結果、太陽光パネル１０の発電効率が低下し、太陽光パネル１０の出力電力が、電圧４０Ｖ−電流５Ａから、例えば電圧４０Ｖ−電流２．５Ａに低下する。次いで、図６Ｂに示すように、濃い影１０１が太陽光パネル１０にかかると、クラスタ間に配置されるダイオードで抵抗成分となるクラスタがバイパスされる。その結果、太陽光パネル１０の出力電力が、電圧４０Ｖ−電流２．５Ａから、例えば電圧２７Ｖ−電流５Ａになり、電流が元の値に復帰する。
【００５５】
図７は、実施の形態３におけるフローチャートであり、ＭＰＰＴの動作を示している。ステップＳ１で、太陽光パネル１０の電圧が低下すると、ステップＳ２で、太陽光パネル１０の現時点における電力Ｐｋと太陽光パネル１０の過去（所定時間前）における電力Ｐｋ−１を対比する。ＰｋがＰｋ−１より大きい場合（Ｓ２のＹｅｓ）、電圧を所定値だけ下げる。電圧を下げた後、ＰｋがＰｋ−１より小さい場合（Ｓ２のＮｏ）、ステップＳ３で電圧を所定値だけ上げる。電圧を上げた後、ステップＳ４でＰｋとＰｋ−１を対比し、ＰｋがＰｋ−１より大きい場合（Ｓ４のＹｅｓ）、電圧を所定値だけ上げる。電圧を上げた後、ＰｋがＰｋ−１より小さい場合（Ｓ４のＮｏ）、ステップＳ１に戻り、電圧を下げる。
【００５６】
図８は、実施の形態３におけるＶ−Ｉ特性を示す図である。太陽光パネルのＶ−Ｉ特性を示しており、図中の丸が動作点である。動作点はスタートポイントから上昇し、最大動作点に向かって動作する。動作点は最大動作点の付近で収束するが、日射量の変化や陰の変化で、最大動作点がずれる。
【００５７】
図６Ａで説明したように薄い影が太陽光パネル１０にかかった場合に、日射量が減少し、図８左下方のとおり、太陽光パネル１０の出力電力が、電圧４０Ｖ−電流５Ａから、例えば電圧４０Ｖ−電流２．５Ａに低下する。
【００５８】
本実施の形態では、ＭＰＰＴ装置２０Ｃのマイコン（図５参照）は、太陽光パネル１０の電流電圧検出を行い、太陽光パネル１０から出力される電流が所定値となった場合に、電流を復帰させるように、ＤＣ／ＤＣ部を構成するＭＯＳＦＥＴを、ドライバを介して制御するように設定されている。ここでは、２．５Ａが閾値と設定されているが、特にこれに限定されることなく、閾値は適宜変更が可能である。
【００５９】
従って、ＭＰＰＴ装置２０Ｃのマイコンは、太陽光パネル１０から出力される電流が２．５Ａとなったことを検出し、ＤＣ／ＤＣ部を制御して、電圧・電流の変換処理を実行する。この場合、電圧４０Ｖ−電流５Ａから、例えば電圧２０Ｖ−電流５Ａに変換する。こうすることで、薄い影で抵抗成分となった太陽光パネル１０内のクラスタにより、ストリング全体の電流を低下させることを防止することができる。
【００６０】
図９Ａ〜図１１Ｂは図６Ａ及び図６Ｂと対比される比較例を示す図である。具体的には、図９Ａ及び図９ＢはＭＰＰＴ装置を接続していない例、図１０Ａ及び図１０ＢはＭＰＰＴ装置を１つのストリングにのみＭＰＰＴ装置を接続した例、図１１Ａ及び図１１Ｂは全てのストリングにＭＰＰＴ装置を接続した例を示している。
【００６１】
【表１】
2015521460.tif 000003
【００６２】
（表１）は、本実施の形態（（ＭＰＰＴ（一部））の電力と、図９Ａ〜図１１Ｂで示した比較例（ＭＰＰＴ（なし）、ＭＰＰＴ（ストリング）、ＭＰＰＴ（全部））の電力の比較結果を示している。濃い影ではどれも差はないものの、薄い影では、ＭＰＰＴ（なし）で４２００Ｗの電力が、ＭＰＰＴが一部のみに接続されれば、４６００Ｗ以上の電力が得られることが示されている。すなわち、薄い影になる可能性のある太陽光パネルにのみＭＰＰＴ装置を接続するだけで、全ての太陽光パネルあるいは１つのストリングにおける全ての太陽光パネルに、ＭＰＰＴ装置を接続することなく、これらと同等の電力を発生させることができる。
【００６３】
以上のように本実施の形態では、ストリング中の一部の太陽光パネルにＭＰＰＴ装置を設けることで、その太陽光パネルに薄い影がかかったとしても、電流の低減を抑制して、システム全体の発電効率の低減を抑制することができる。
【００６４】
（実施の形態４）
次に図１２Ａ、図１２Ｂを用いて実施の形態４について説明する。図１２Ａは実施の形態４におけるＭＰＰＴ装置のブロック図である。図１２Ｂは実施の形態４におけるＭＰＰＴ装置の斜視図である。なお、上記説明した機能、要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６５】
ＭＰＰＴ装置２０Ｄは、バイパスユニット２０Ｄ１および変換ユニット２０Ｄ２を備える。上述した実施の形態２と同様に、バイパスユニット２０Ｄ１および変換ユニット２０Ｄ２は着脱可能である。
【００６６】
バイパスユニット２０Ｄ１は上述したバイパスユニット２０Ｂ１の構成に加え、さらにバイパスユニット２０Ｂ１の筐体に表示部２２１を備える。表示部２２１は、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１のＯＮ／ＯＦＦ状態をユーザに通知する。表示部２２１はＳＷ制御部２２によって表示状態を制御される。すなわち、ＳＷ制御部２２はＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１のＯＮ／ＯＦＦ状態を切替えると共に、表示部２２１の表示を切替える。このように表示部２２１は変換ユニット２０Ｄ２の取り付けまたは取り外しを行う施工者に対してＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１のＯＮ／ＯＦＦ状態を通知することができる。したがって、施工者は変換ユニット２０Ｄ２の取り付けまたは取り外し作業が無事に完了したかどうかを確認することができるので、上記取り外しまたは取り外しによる太陽光発電システムの電気的な不具合を抑制することができる。
【００６７】
なお、ＳＷ制御部２２はＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ２１のＯＮ／ＯＦＦ状態の切替えと、表示部２２１の表示の切替えを同時に行っても良いし、異なるタイミングで上記２つの切替えを行っても良い。
【００６８】
また、表示部２２１のＯＮ／ＯＦＦ状態の通知方法は「ＯＮ」、「ＯＦＦ」または「パネル（バイパス）モード」、「ＭＰＰＴモード」といった文字を表示してもよい。なお、パネル（バイパス）モードとはＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１がＯＦＦの状態であり、ＭＰＰＴモードはＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１がＯＮの状態である。あるいは、単純にＬＥＤ等の電球の発光状態によって上記ＯＮ／ＯＦＦ状態を施工者に通知してもよい。ここでの発光状態とは、例えば、発光色、点灯、消灯、点滅などである。
【００６９】
変換ユニット２０Ｄ２は、上述した変換ユニット２０Ｂ２の構成に加え、電流検出部２５１、電圧検出部２５２、無線通信部２５３を備える。
【００７０】
電流検出部２５１は、ＭＰＰＴ装置２０Ｄが接続される太陽光パネル１０が出力する電流を検出する。すなわち、電流検出部２５１はＭＰＰＴ装置２０Ｄ（または変換ユニット２０Ｄ２）に入力される電流を検出する。電流検出部２５１は検出した電流を制御部２５に通知する。制御部２５は電流検出部２５１から入力された電流を用いて、太陽光パネル１０のＭＰＰＴ制御を行う共に、無線通信部２５３を介してコントローラ３０に検出された電流を送信する。
【００７１】
電圧検出部２５２は、ＭＰＰＴ装置２０Ｄが接続される太陽光パネル１０が出力する電圧（入力＋と入力−との電位差）を検出する。すなわち、電圧検出部２５２はＭＰＰＴ装置２０Ｄ（または変換ユニット２０Ｄ２）に入力される電圧を検出する。電圧検出部２５２は検出した電圧を制御部２５に通知する。制御部２５は電圧検出部２５２から入力された電圧を用いて、太陽光パネル１０のＭＰＰＴ制御を行う共に、無線通信部２５３を介してコントローラ３０に検出された電圧を送信する。
【００７２】
なお、本実施の形態では電流検出部２５１および電圧検出部２５２は、ＤＣ／ＤＣ部２４の入力側のみに設けたが、図５に示すＭＰＰＴ装置２０Ｃのように出力側にも設けても良い。出力側にも設ける場合、出力側の電流検出部２５１および電圧検出部２５２はＤＣ／ＤＣ部２４の出力電流および出力電圧を検出し、制御部２５に通知する。これにより、制御部２５は無線通信部２５３を介してＤＣ／ＤＣ部２４の入力側および出力側の電圧、電流をコントローラ３０に送信する。これにより、コントローラ３０またはコーディネータ４０はＤＣ／ＤＣ部２４が正常に動作しているかどうかをより正確に判断することができる。
【００７３】
（実施の形態５）
次に図１３Ａ、１３Ｂを用いて実施の形態５について説明する。図１３Ａは実施の形態５における監視装置のブロック図である。図１３Ｂは実施の形態５における監視装置の斜視図である。なお、上記説明した機能、要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７４】
監視装置２０Ｅは、バイパスユニット２０Ｅ１および監視ユニット２０Ｅ２を備える。上述した実施の形態２、４と同様に、バイパスユニット２０Ｅ１および監視ユニット２０Ｅ２は着脱可能である。
【００７５】
バイパスユニット２０Ｅ１は、上記ＳＷ制御部２２の代わりに切替ＳＷ（スイッチ）２１１を設けた構成である。切替ＳＷ２１１は、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１に接続され、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１のＯＮ／ＯＦＦ状態を切替える機能を有する。切替ＳＷ２１１は、バイパスユニット２０Ｅ１の筐体（図示せず）の外部または表面に設けられる。なお、切替ＳＷ２１１は、機械的なスイッチでもよいし、電気的なスイッチでもよい。バイパスユニット２０Ｅ１に電気的なスイッチに電力を供給するために、バイパスユニット２０Ｅ１内部に電源部２３２を設けても良い。
【００７６】
施工者は切替ＳＷ２１１によって、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１のＯＮ／ＯＦＦ状態を切替える。すなわち、施工者は監視ユニット２０Ｅ２をバイパスユニット２０Ｅ１から取り外すとき、切替ＳＷ２１１を使って、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切替える。そして、太陽光パネル１０の出力電力は監視ユニット２０Ｅ２を介さずに出力させる。これにより、監視ユニット２０Ｅ２は太陽光発電システム１から電気的に遮断され、施工者は安全に監視ユニット２０Ｅ２を取り外すことはできる。一方、施工者は監視ユニット２０Ｅ２をバイパスユニット２０Ｅ１に取り付けるとき、切替スイッチを使って、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切替える。
【００７７】
監視ユニット２０Ｅ２は、上記変換ユニット２０Ｄ２からＤＣ／ＤＣ部２４を取り除いた構成である。監視ユニット２０Ｅ２は電流検出部２５１および電圧検出部２５２を備え、電流検出部２５１は太陽光パネル１０が出力した電流を検出し、電圧検出部２５２は太陽光パネル１０が出力した電圧を検出する。制御部２５は、電流検出部２５１および電圧検出部２５２で検出された電流および電圧を、有線通信部２５４を介してコントローラ３０に送信する。
【００７８】
これにより、各太陽光パネル１０の出力情報（電流、電圧、電力、等）をコントローラ３０に集約することができる。また、集約された各太陽光パネル１０の出力情報はＰＶ管理サーバ５０によって管理されると共に、ＰＣ６０で表示することができる。
【００７９】
さらに、ＰＶ管理サーバ５０は各太陽光パネル１０の出力状態がわかるので、太陽光パネル１０の故障を検知可能である。故障が検知された場合、ＰＶ管理サーバ５０は太陽光発電システム１の管理者、所有者等に警報を通知する。よって、故障した太陽光パネル１０を早期に発見できると共に修理することができるため、太陽光発電システム１の発電ロスを抑制することができる。
【００８０】
なお、故障の有無を検出する機器は、ＰＶ管理サーバ５０でなくてもよく、監視装置２０Ｅ（コントローラ２０）、コントローラ３０、コーディネータ４０、ＰＣ６０のいずれかが行っても良い。または、上記以外の機器が太陽光パネル１０の故障を検出してもよい。また、故障検知後に上記管理者、所有者、等に警報通知の手段は特に限定はなく、ＰＣ６０に警報してもよいし、その他の機器に警報してもよい。
【００８１】
なお、有線通信部２５４は、コントローラ３０との間に設けた専用の通信線を用いてコントローラ３０との通信を行っても良い。あるいは、有線通信部２５４は電力線通信によってコントローラ３０と通信してもよい。すなわち、コントローラ３０は太陽光発電システム１の電力線（例えば、ストリング）に接続され、この電力線を介して有線通信部２５４およびコントローラ３０は通信を行う。この場合、コントローラ３０も有線通信部２５４を有する。
【００８２】
（実施の形態６）
次に、図１４を用いて実施の形態６について説明する。図１４は実施の形態６における接続装置のブロック図である。なお、上記説明した機能、要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８３】
接続装置２０Ｆはバイパスユニット２０Ｆ１および接続ユニット２０Ｆ２を備える。上述した実施の形態２、４、５と同様に、バイパスユニット２０Ｆ１および接続ユニット２０Ｆ２は着脱可能である。なお、接続装置２０Ｆの外観は図１３Ｂに示す監視装置２０Ｅと同様である。
【００８４】
バイパスユニット２０Ｆ１は上述の変換ユニット２０Ｂ２、２０Ｄ２または監視ユニット２０Ｅ２から様々な機能を取り除いた構成である。バイパスユニット２０Ｆ１は、少なくとも接続端子２６、２７、入力側端子、出力側端子を備える。各接続端子２６、２７、入力側端子、出力側端子は一対の端子であり、一対の端子は＋側と−側が存在する。また、接続端子２６および入力側端子は入力側の端子である。接続端子２６は太陽光パネル１０に電気的に接続され、入力側端子は接続端子２６に電力線を介して接続される。接続端子２７、出力側端子は出力側の端子である。接続端子２７は電力線を介して接続箱７０に接続され、出力側端子は接続端子２７に接続される。なお、接続端子２７は電力線を介して直接パワーコントローラ８０に接続されてもよい。
【００８５】
接続ユニット２０Ｆ２は接続端子２８，２９を備える。接続端子２８、２９はそれぞれ一対の端子であり、一対の端子はそれぞれ＋側と−側とが存在する。接続端子２８は入力側の端子であり、接続端子２９は出力側の端子である。接続端子２８は接続端子２６に接続され、接続端子２９は接続端子２７に接続される。すなわち、太陽光パネル１０が出力した電力は、入力側端子、接続端子２６、接続端子２８、接続端子２９、接続端子２７、出力側端子の順に電送され、接続装置２０Ｆの外部に出力される。
【００８６】
接続装置２０Ｆは以上のようにバイパスユニット２０Ｆ１および接続ユニット２０Ｆ２が別体で設けられるため、接続ユニット２０Ｆ２を容易に取り外すことができる。
【００８７】
以下、接続装置２０Ｆを太陽光パネル１０に取り付けたときの効果を説明する。
【００８８】
一般に、上記実施の形態で説明したＭＰＰＴ装置２０Ａ〜Ｄや監視装置２０Ｅ等のコントローラ２０が取り付けられていない太陽光発電システムも存在する。そして、太陽光発電システムが劣化することにより、このシステムの発電効率が低下する可能性がある。または、長期間使用されることにより太陽光パネルが故障することも考えられる。しかし、配線済みのこのシステムに新たに上記コントローラ２０を取り付ける場合、施工者は再び太陽光発電システムの配線をやり直す必要があり、非常に手間がかかる。そして、この手間により、太陽光発電システムの所有者が新たにコントローラ２０を取り付けるために支払う費用は高くなる。以上より、一度、稼働した後の太陽光発電システムにコントローラ２０を取り付けることは困難である。
【００８９】
以上の背景により、本実施の形態の太陽光発電システム１には予めＭＰＰＴ機能および監視機能を有さない接続装置２０Ｆが各太陽光パネル１０に取り付けられる。よって、太陽光発電システム１は新たに配線し直すことなく、容易にＭＰＰＴ機能を有する変換ユニット２０Ｂ２、２０Ｄ２や、監視機能を有する監視ユニット２０Ｅ２を取り付けることができる。例えば、太陽光発電システム１の周辺の環境が変化し、一部の太陽光パネル１０に影が入るようになったとしても、この太陽光パネル１０に変換ユニット２０Ｂ２、Ｄ２、等を容易に取り付けることができる。例えば、一部の太陽光パネル１０にＭＰＰＴ装置を取り付けたときの効果は（表１）を使って説明した通りである。従って、周囲の環境変化による太陽光発電システム１の発電効率低下を容易に抑制することができる。
【００９０】
（実施の形態７）
次に、図１５、図１６を用いて実施の形態７について説明する。図１５は実施の形態７における太陽光パネルを示す図である。図１６は実施の形態７におけるジャンクションボックスを示す図である。なお、上記説明した機能、要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９１】
一般的に、太陽光パネル１０は日光が照射される面とは反対側の面にジャンクションボックス２０Ｇが取り付けられる。また、ジャンクションボックス２０Ｇは外部に電力を出力するための電力線７１、７２が接続される。よって、太陽光パネル１０が生成した電力はジャンクションボックス２０Ｇ、電力線７１、７２を介して出力される。
【００９２】
また、ジャンクションボックス２０Ｇは図１６に示すように、バイパスダイオード７３Ａ〜７３Ｃを備える。本実施の形態では、太陽光パネル１０は３つの発電ユニット１０Ａ〜１０Ｃを備え、各発電ユニット１０Ａ〜１０Ｃは直列に接続された複数の発光素子（図示せず）を有する。各バイパスダイオード７３Ａ〜７３Ｃは各発電ユニット１０Ａ〜１０Ｃに並列に接続され、各発電ユニット１０Ａ〜１０Ｃを流れる電流をバイパスさせる機能を有する。例えば、発電ユニット１０Ａが故障した場合、電流は発電ユニット１０Ａではなく、バイパスダイオード７３Ａを流れる。これにより、一部の発電ユニット（またはそれを構成する発電素子）が故障した場合でも、複数の太陽光パネル１０によって形成されるストリングを流れる電流が遮断されることを抑制することができる。
【００９３】
また、上記実施の形態と同様に、ジャンクションボックス２０Ｇはバイパスユニット２０Ｇ１および接続ユニット２０Ｇ２を備える。そして、接続ユニット２０Ｇ２をバイパスユニット２０Ｇ１から分離することができるので、ジャンクションボックス２０Ｇは変換ユニット２０Ｂ２、Ｄ２、監視ユニット２０Ｅ２、等を容易に太陽光パネル１０に取り付けることができる。
【００９４】
以下の説明において、上述したＭＰＰＴ装置２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、監視装置２０Ｅ、接続装置２０Ｆ、ジャンクションボックス２０Ｇを接続装置２００（図示せず）とする。また、バイパスユニット２０Ｂ１、２０Ｄ１、２０Ｅ１、２０Ｆ１、２０Ｇ１を第１筐体２０１（図示せず）、変換ユニット２０Ｂ２、２０Ｄ２、監視ユニット２０Ｅ２、および接続ユニット２０Ｆ２、２０Ｇ２を第２筐体２０２（図示せず）とする。
【００９５】
上記実施の形態の記載したように、接続装置２００は第１筐体２０１および第２筐体２０２を備える。
【００９６】
第１筐体２０１は、太陽光パネル１０と、複数の太陽光パネル１０が接続されるストリングとの間に接続される。詳細に説明すると、第１筐体２０１の一対の入力側端子を有し、この一対の入力側端子を介して太陽光パネル１０に接続される。また、第１筐体２０１は一対の出力側端子を有し、この出力側端子を介して上記ストリングに接続される。なお、第１筐体の出力側端子の接続先は接続箱７０でもよいし、パワーコントローラ８０でもよい。
【００９７】
さらに第１筐体２０１は、一対の接続端子２６および一対の接続端子２７を備える。一対の接続端子２６はそれぞれ上記一対の入力側端子に電力線を介して接続される。この電力線は第１筐体２０１内部に格納される。一対の接続端子２７はそれぞれ上記一対の出力側端子に電力線を介して接続される。この電力線は第１筐体内部に格納される。
【００９８】
そして、接続装置２００は接続端子２６および２７を電気的に遮断可能な構成を有する。例えば、バイパスユニット２０Ｂ１、２０Ｄ１、２０Ｅ１のように、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１は接続端子２６および２７の電気的な接続を遮断（ＯＦＦ）する。または、バイパスユニット２０Ｆ１、２０Ｇ１のように、接続端子２６および２７間を接続する電力線は配置されない。以上のように構成されるため、第１筐体２０１は、太陽光パネル１０からの電力を第２筐体２０２へ伝送することができる。
【００９９】
第２筐体２０２は、一対の接続端子２８および一対の接続端子２９を備える。一対の接続端子２８はそれぞれ一対の接続端子２６に接続され、一対の接続端子２９はそれぞれ一対の接続端子２７に接続される。そして、一対の接続端子２８はそれぞれ一対の接続端子２９に電力線を介して接続される。この電力線は第２筐体２０２内部に格納される。
【０１００】
接続装置２００は以上のように構成されるため、太陽光パネル１０に接続される第１筐体２０１から第２筐体２０２を容易に取り外すことができる。従って、接続装置２００は第２筐体２０２の修理や、取り替えを容易に行うことができる。このため、施工者は太陽光発電システム１の修理およびアップグレードを容易に行うことができる。
【０１０１】
なお、上記実施の形態では、接続装置２００は第１筐体２０１および第２筐体２０２を備える構成を説明したが、第２筐体２０２が存在しない構成でもよい。バイパスユニット２０Ｂ１、２０Ｄ１、２０Ｅ１のように、第１筐体２０１は第２筐体の代わりにＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を有すればよい。ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１は第１筐体の出力先を接続端子２６に、または、上記出力側端子に切り替えることができる。但し、接続端子２６および２７の劣化を抑制するために、接続端子２６および２７は外部に露出されないように保護部材等により保護される方が好ましい。
【０１０２】
以上より、接続装置２００は接続端子２６および接続端子２７を接続するために、第２筐体２０２を利用してもよいし、ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１を利用してもよい。すなわち、第２筐体２０２はＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１と同様の機能を有する。換言すると、第２筐体２０２およびＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１は接続端子２６および２７間を電気的に接続すると共に遮断することが可能である。すなわち、第２筐体２０２およびＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部２１は接続端子２６および接続端子２７間の接続状態を制御する接続制御部、または、前記接続状態を切り替える接続切替部でもある。
【０１０３】
なお、上述した実施の形態１ないし７は適宜組み合わせ可能である。例えば、第２筐体２０２が通信機能を備える場合、第２筐体２０２内の通信部は無線通信部２５３でも有線通信部２５４でもよい。
【０１０４】
上述した実施の形態１ないし７では、太陽光発電について説明したが、これに限られず、その他の自然エネルギー発電でＭＰＰＴが必要な場合であれば、適宜利用することも可能である。例えば、風力発電や水力発電にも適用可能である。
【０１０５】
本出願は、2012年6月11日出願の日本特許出願No.2012-131619に基づき、その利益を主張するものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、太陽光発電などの発電に用いられる最大電力点追従制御を実行する、電圧変換装置、または、太陽光発電などの発電状況を監視する監視装置、これらの装置を有する電力発電システムおよび電圧変換方法に利用することができる。
可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  太陽光発電システム
１０  太陽光パネル
２０、３０  コントローラ
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ  ＭＰＰＴ装置
２０Ｅ  監視装置
２０Ｆ  接続装置
２０Ｂ１、２０Ｄ１、２０Ｅ１、２０Ｆ１、２０Ｇ１  バイパスユニット
２０Ｂ２、２０Ｄ２  変換ユニット
２０Ｅ２  監視ユニット
２０Ｆ２、２０Ｇ２  接続ユニット
２０Ｇ  ジャンクションボックス
２１  ＯＮ／ＯＦＦ  ＳＷ部
２１１  切替ＳＷ
２２  ＳＷ制御部
２４  ＤＣ／ＤＣ部
２５  制御部
２６、２７、２８、２９  接続端子
２２１  表示部
２３、２３１、２３２  電源部
２５１  電流検出部
２５２  電圧検出部
２５３  無線通信部
２５４  有線通信部
５０  ＰＶ管理サーバ
６０  ＰＣ
【図１】
2015521460.tif 000004
【図２】
2015521460.tif 000005
【図３】
2015521460.tif 000006
【図４】
2015521460.tif 000007
【図５】
2015521460.tif 000008
【図６Ａ】
2015521460.tif 000009
【図６Ｂ】
2015521460.tif 000010
【図７】
2015521460.tif 000011
【図８】
2015521460.tif 000012
【図９Ａ】
2015521460.tif 000013
【図９Ｂ】
2015521460.tif 000014
【図１０Ａ】
2015521460.tif 000015
【図１０Ｂ】
2015521460.tif 000016
【図１１Ａ】
2015521460.tif 000017
【図１１Ｂ】
2015521460.tif 000018
【図１２Ａ】
2015521460.tif 000019
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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