(57)【要約】【課題】  低コストで簡易な回路構成により、故障等が生じた太陽電池セルを容易に発見する。【解決手段】  太陽電池セル１１ａ〜１１ｃ及び１１ｄ〜１１ｆに対し、バイパスダイオードと同様の役割を果す発光ダイオード１２ａ及び１２ｂが並列回路として接続されている。また、リレー接点１３、負荷１４の直列回路及びリレー接点１５、電源１６の直列回路が、太陽電池セル１１ａ〜１１ｆに対し並列に接続されている。  太陽光が太陽電池セル１１ａ〜１１ｆに照射されると、太陽電池セル１１ａ〜１１ｆにおいて発電がなされる。リレー接点１３を閉にしておけば、得られた電力は負荷１４において消費される。太陽電池セル１１ａが故障し断線が生ずると、太陽電池セル１１ｄ〜１１ｆに発生した電力による電流は、発光ダイオード１２ａを流れ、発光ダイオード１２ａが発光し、太陽電池セル１１ａ〜１１ｃに異常があることを示す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光のエネルギを電気エネルギに変換する太陽電池セルと、単数又は複数の前記太陽電池セルごとに並列接続したバイパスダイオードとを備えた太陽電池発電装置において、前記バイパスダイオードに発光ダイオードを用いたことを特徴とする太陽電池発電装置。
【請求項２】
前記太陽電池セルで得られた電気エネルギを蓄電することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池発電装置。
【請求項３】
前記蓄電した電気エネルギ又は商用電源を用いて、前記発光ダイオードを点灯するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光から電気エネルギを発生する太陽電池発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池により発生した電力を用いて、様々な用途に利用するシステムが開発されている。例えば、太陽光が十分に得られる昼間にバッテリに蓄電を行い、太陽光が得られない夜間には、蓄電した電気エネルギを表示や照明等に使用することで、効果的に電気エネルギを利用することができる。
【０００３】
太陽発電装置において、太陽電池セル毎に電流迂回用のバイパスダイオードを配置することがごく普通に行われている。例えば、特許文献１には図５に示すように複数の太陽電池セル２ａ、２ｂ、２ｃ毎に、逆流防止用ダイオード４ａ、４ｂ、４ｃが接続されている。これらの逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｃは、太陽電池セル２ａ〜２ｃが故障したり、樹木等の陰、雪等により太陽電池セル２ａ〜２ｃが遮光されて発電電圧が低下し、太陽電池セル２ａ〜２ｃの電気抵抗が大きくなった場合の対策として用いられている。
【０００４】
このように、逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｃを設置することにより、前述したように電気抵抗が大きくなった太陽電池セル２ａ〜２ｃを迂回して電流を流れ易くすると共に、太陽電池セル２ａ〜２ｃ全体の出力低下と損傷を防止することができる。
【０００５】
更に、特許文献１ではこの太陽電池セル２ａ〜２ｃの異常状態を検知して、逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｃと並列に接続した発光ダイオード６ａ、６ｂ、６ｃを発光させることにより、異常の個所を表示するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−４４８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献１では、逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｃと発光ダイオード６ａ〜６ｃとを別個に設けており、回路が複雑化し、高コストとなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題を解消し、低コストで簡易な回路構成とし、故障等が生じた太陽電池セルを容易に検知することができる太陽電池発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る太陽電池発電装置の技術的特徴は、太陽光のエネルギを電気エネルギに変換する太陽電池セルと、単数又は複数の前記太陽電池セルごとに並列接続したバイパスダイオードとを備えた太陽電池発電装置において、前記バイパスダイオードに発光ダイオードを用いたことにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る太陽電池発電装置によれば、バイパスダイオードに発光ダイオードを兼用することにより、回路の安全を確保できると共に故障個所を容易に特定でき、低コストかつ簡易な回路構成にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は実施例の模式的な回路構成図であり、太陽電池セル１１ａ〜１１ｆは直列接続され、太陽電池セル１１ａ〜１１ｃ及び１１ｄ〜１１ｆに対し、バイパスダイオードと同様の電流遮断機能を果す発光ダイオード１２ａ及び１２ｂが並列回路として接続されている。また、半導体スイッチを含むリレー接点１３、負荷１４の直列回路が、太陽電池セル１１ａ〜１１ｆに対し並列に接続されている。更に、リレー接点１５、電源１６の直列回路が、同様に太陽電池セル１１ａ〜１１ｆに対し並列に接続されている。
【００１２】
太陽光が太陽電池セル１１ａ〜１１ｆに照射されると、太陽電池セル１１ａ〜１１ｆにおいて発電がなされる。リレー接点１３を閉にしておけば、図２の矢印に示すように発生した電力による電流が流れ、負荷１４において消費される。この負荷１４は電灯等の電気機器であったり、或いは蓄電用バッテリ、コンデンサ或いは電力会社への系統連系用のパワーコンディショナとすることができる。
【００１３】
これらの発光ダイオード１２ａ、１２ｂを用いることで、従来例で説明した逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｃと同等の機能を持たせることが可能である。また、従来では必要に応じて設けていた故障表示用の発光ダイオード６ａ〜６ｃを別個に設けることなく、発光ダイオード１２ａ、１２ｂにより代替することができる。ただし、発光ダイオード１２ａ、１２ｂは従来の逆流防止用ダイオード４ａ〜４ｃと同等の容量を持つ必要があり、容量が足りなければ複数個の発光ダイオードを並列に並べて容量を増加させることもある。
【００１４】
ここで、例えば太陽電池セル１１ａが故障し断線が生ずると、太陽電池セル１１ｄ〜１１ｆに発生した電力は、図３の矢印で示すように電流として流れ、発光ダイオード１２ａを流れる電流により発光ダイオード１２ａが発光し、太陽電池セル１１ａ〜１１ｃに異常があることを示すことになる。
【００１５】
このように、発光ダイオード１２ａ、１２ｂをバイパスダイオードとして使用することで、太陽電池セル１１ａ〜１１ｆの故障を容易に特定することができる。即ち、太陽電池セル１１ａ〜１１ｆに太陽光が十分に照射されている状態であるにも拘らず、発光ダイオード１２ａが点灯した場合には、発光ダイオード１２ａには太陽電池セル１１ａ〜１１ｃを迂回して電流が流れていることになる。つまり、点灯した発光ダイオード１２ａに並列接続した特定の太陽電池セル１１ａ〜１１ｃの異常が表示される。
【００１６】
また、夜間等においては、この発光ダイオード１２ａ、１２ｂを照明として使用することができる。つまり、図４に示すようようにリレー接点１３を開、リレー接点１５を閉として、直流又は交流の電源１６から供給される電流を発光ダイオード１２ａ、１２ｂに通電して発光させることができる。この場合に、太陽光が照射されていない太陽電池セル１１ａ〜１１ｆは高抵抗であるために、発光ダイオード１２ａ、１２ｂのみへの通電が可能となる。或いは、図示は省略するが、昼間の発電エネルギを蓄電したバッテリを用いて通電してもよい。なお、太陽光が照射されないときに高抵抗とならないセルの場合には、夜間には太陽電池セル１１ａ〜１１ｆに対し直列に接続したスイッチにより遮断しておくことが必要となる。
【００１７】
このように、リレー接点１３、１５を負荷１４への通電時と照明時とで切換えることで、例えば太陽光を十分に得られる昼間に蓄電を行い、太陽光が得られず蓄電不能な夜間には商用電源や蓄電した電気エネルギを利用して、発光ダイオード１２ａ、１２ｂを発光させることが可能となる。この場合に、発光ダイオード１２ａ、１２ｂの数を増加して所定のパターンに従って配置することにより、標識や装飾として電光表示させることができる。この発光ダイオードの数の増加はバイパスダイオードとしては機能しない単に照明用の発光ダイオードを付加してもよい。
【００１８】
また、発光ダイオード１２ａ、１２ｂは太陽電池セル１１ａ〜１１ｆとは別個の場所、例えば室内等に配線を延長して使用することができる。或いは太陽電池セル１１ａ〜１１ｆを窓ガラス等に取り付けた場合には、発光ダイオード１２ａ、１２ｂを太陽電池セル１１ａ〜１１ｆの裏側に配置して、夜間に室内に向けて発光させることができる。
【００１９】
なお、図１はあくまでも模式的な回路図であって、３個の太陽電池セル１１毎に、１個の発光ダイオード１２を設置しているが、本発明はこの例に限定されることはない。
【００２０】
更に、多数の太陽電池セル１１、発光ダイオード１２を使用することが、標識や装飾の電光表示には好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例の模式的な回路構成図である。
【図２】太陽電池セルで発電エネルギを蓄電する場合の説明図である。
【図３】太陽電池セルが故障し発光ダイオードが発光した場合の説明図である。
【図４】発光ダイオードを電源により発光させる場合の説明図である。
【図５】従来例の回路構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  太陽電池セル
１２  発光ダイオード
１３、１５  リレー接点
１４  負荷
１６  電源
【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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