(57)【要約】【課題】  内蔵する太陽電池の劣化や故障等の不具合を検出する故障診断機能を有する太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】  太陽電池を収容している太陽電池モジュール１のモジュールケーシング２内に設けられたマイクロコンピュータ１１が、電流センサ１４と電圧センサ１５から前記太陽電池の電流及び電圧の測定データを逐次メモリ２１に読み込んで電流・電圧特性データを生成し、これを予めメモリ２１に記憶されている特性基準値と比較して異常の有無を診断するとともに、診断情報をモジュール識別情報とともに無線ユニット２６を通じて外部のホストコンピュータに送信する。【選択図】  図１
2012119632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池が収容されたモジュールケーシングと、
前記モジュールケーシングの外側に露出して設けられた、正極側外部端子及び負極側外部端子と、
前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正極側外部端子と前記太陽電池の正電極間を接続する第１の電路、及び、前記負極側外部端子と当該太陽電池の負電極間を接続する第２の電路と、
前記モジュールケーシング内において、第１の電路の途中に組み込まれた第１のスイッチ素子、及び、第２の電路の途中に組み込まれた第２のスイッチ素子と、
前記モジュールケーシング内において、一端が、第１の電路の第１のスイッチ素子と前記正電極との間に接続され、他端が、第２の電路の第２のスイッチ素子と前記負電極との間に接続されているとともに、途中に可変負荷素子が組み込まれた第３の電路と、
前記モジュールケーシング内に設けられ、第１の電路の第３の電路との接続位置と前記正電極間、または、第２の電路の第３の電路との接続位置と前記負電極間を流れる電流を測定する電流センサと、
前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正電極と負電極間の電圧を測定する電圧センサと、
前記モジュールケーシング内に設けられたマイクロコンピュータと、
前記モジュールケーシング内に設けられた無線ユニットと、
前記モジュールケーシング内に設けられ、前記太陽電池によって常時充電されるコンデンサまたは２次電池を有して、当該コンデンサまたは２次電池から前記スイッチ素子、電流センサ、電圧センサ、可変負荷素子、マイクロコンピュータ、及び、無線ユニットへ給電する給電回路を備え、
前記マイクロコンピュータは、太陽電池の診断時に第１及び第２のスイッチ素子を同時にＯＦＦした後、可変負荷素子の負荷抵抗を、開放状態と短絡状態の間で逐次変化させつつ、電圧センサと電流センサから電圧と電流の測定データを逐次メモリに読み込んで電流・電圧特性データを生成し、これを予めメモリに記憶されている特性基準値と比較して異常の有無を診断するとともに、診断情報をモジュール識別情報とともに無線ユニットを通じて外部のホストコンピュータに送信することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
太陽電池が収容されたモジュールケーシングと、
前記モジュールケーシングの外側に露出して設けられた、正極側外部端子及び負極側外部端子と、
前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正極側外部端子と前記太陽電池の正電極間を接続する第１の電路、及び、前記負極側外部端子と当該太陽電池の負電極間を接続する第２の電路と、
前記モジュールケーシング内において、第１の電路の途中に組み込まれた第１のスイッチ素子、及び、第２の電路の途中に組み込まれた第２のスイッチ素子と、
前記モジュールケーシング内において、一端が、第１の電路の第１のスイッチ素子と前記正電極との間に接続され、他端が、第２の電路の第２のスイッチ素子と前記負電極との間に接続されているとともに、途中に可変負荷素子が組み込まれた第３の電路と、
前記モジュールケーシング内に設けられ、第１の電路の第３の電路との接続位置と前記正電極間、または、第２の電路の第３の電路との接続位置と前記負電極間を流れる電流を測定する電流センサと、
前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正電極と負電極間の電圧を測定する電圧センサと、
前記モジュールケーシング内に設けられたマイクロコンピュータと、
前記モジュールケーシング内に設けられた無線ユニットと、
前記モジュールケーシング内に設けられ、前記太陽電池によって常時充電されるコンデンサまたは２次電池を有して、当該コンデンサまたは２次電池から前記スイッチ素子、電流センサ、電圧センサ、可変負荷素子、マイクロコンピュータ、及び、無線ユニットへ給電する給電回路を備え、
前記マイクロコンピュータは、太陽電池の診断時に第１及び第２のスイッチ素子を同時にＯＦＦした後、可変負荷素子の負荷抵抗を、開放状態と短絡状態の間で逐次変化させつつ、電圧センサと電流センサから電圧と電流の測定データを逐次メモリに読み込んで電流・電圧特性データを生成するとともに、前記電流・電圧特性データをモジュール識別情報とともに無線ユニットを通じて外部のホストコンピュータに送信することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記マイクロコンピュータは、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子がともにＯＮの状態において電流センサと電圧センサの測定値を監視し、これらの測定値の少なくとも一方が正常値の範囲から外れた場合に、第１及び第２のスイッチ素子を同時にＯＦＦするとともに、異常発生情報をモジュール識別情報とともに無線ユニットを通じて外部のホストコンピュータに送信することを特徴とする請求項１又は２に記載された太陽電池モジュール。
【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モジュールに関し、特に、内蔵する太陽電池の劣化や故障等の不具合を検出する故障診断機能を有する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールから構成されている。近年ではこの太陽光発電システムが大規模化してきており、膨大な数の太陽電池モジュールが使用されるようになってきている。
【０００３】
このような、大規模太陽光発電システムにおいては、一部の太陽電池モジュールが不具合を起こしても、不具合を検出することや、不具合箇所を特定することが困難となる。
【０００４】
従来の太陽光発電システムにおいては、不具合を検出するためには、例えば、特許文献１に記載されているように、システム全体の電流・電圧特性を測定するか、あるいは、例えば、特許文献２に記載されているように、システムを構成している太陽電池モジュールを一枚一枚個別に電流・電圧特性を測定するかの何れかの作業を行わなければならなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−６４６５３号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者については、太陽光発電システムが大規模化するにつれ、一部の太陽電池モジュールの不具合をシステム全体の電流・電圧特性から検出することが難しくなり、また、後者では、個々の太陽電池モジュール毎の詳細な測定や不具合箇所の特定は可能となるものの、診断作業には膨大な労力と時間がかかり、事実上困難であった。
【０００７】
また、太陽光発電システムは、地絡等の異常時においても、日射があれば絶えず発電されており、このような場合、現状では、太陽電池アレイとパワーコンディショナの間にある接続箱内のスイッチを遮断して対処していた。しかしながら、それでも個々の太陽電池モジュールは発電し続けていることから、正常な太陽電池モジュールへの悪影響や点検等を行う際に感電する人的被害が懸念される。
【０００８】
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、内蔵する太陽電池の劣化や故障等の不具合を検出する故障診断機能を有する太陽電池モジュール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】
【０００９】
前記目的のために提供される本発明の太陽電池モジュールの第１のものは、太陽電池が収容されたモジュールケーシングと、前記モジュールケーシングの外側に露出して設けられた、正極側外部端子及び負極側外部端子と、前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正極側外部端子と前記太陽電池の正電極間を接続する第１の電路、及び、前記負極側外部端子と当該太陽電池の負電極間を接続する第２の電路と、前記モジュールケーシング内において、第１の電路の途中に組み込まれた第１のスイッチ素子、及び、第２の電路の途中に組み込まれた第２のスイッチ素子と、前記モジュールケーシング内において、一端が、第１の電路の第１のスイッチ素子と前記正電極との間に接続され、他端が、第２の電路の第２のスイッチ素子と前記負電極との間に接続されているとともに、途中に可変負荷素子が組み込まれた第３の電路と、前記モジュールケーシング内に設けられ、第１の電路の第３の電路との接続位置と前記正電極間、または、第２の電路の第３の電路との接続位置と前記負電極間を流れる電流を測定する電流センサと、前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正電極と負電極間の電圧を測定する電圧センサと、前記モジュールケーシング内に設けられたマイクロコンピュータと、前記モジュールケーシング内に設けられた無線ユニットと、前記モジュールケーシング内に設けられ、前記太陽電池によって常時充電されるコンデンサまたは２次電池を有して、当該コンデンサまたは２次電池から前記スイッチ素子、電流センサ、電圧センサ、可変負荷素子、マイクロコンピュータ、及び、無線ユニットへ給電する給電回路を備え、前記マイクロコンピュータは、太陽電池の診断時に第１及び第２のスイッチ素子を同時にＯＦＦした後、可変負荷素子の負荷抵抗を、開放状態と短絡状態の間で逐次変化させつつ、電圧センサと電流センサから電圧と電流の測定データを逐次メモリに読み込んで電流・電圧特性データを生成し、これを予めメモリに記憶されている特性基準値と比較して異常の有無を診断するとともに、診断情報をモジュール識別情報とともに無線ユニットを通じて外部のホストコンピュータに送信することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の太陽電池モジュールの第２のものは、太陽電池が収容されたモジュールケーシングと、前記モジュールケーシングの外側に露出して設けられた、正極側外部端子及び負極側外部端子と、前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正極側外部端子と前記太陽電池の正電極間を接続する第１の電路、及び、前記負極側外部端子と当該太陽電池の負電極間を接続する第２の電路と、前記モジュールケーシング内において、第１の電路の途中に組み込まれた第１のスイッチ素子、及び、第２の電路の途中に組み込まれた第２のスイッチ素子と、前記モジュールケーシング内において、一端が、第１の電路の第１のスイッチ素子と前記正電極との間に接続され、他端が、第２の電路の第２のスイッチ素子と前記負電極との間に接続されているとともに、途中に可変負荷素子が組み込まれた第３の電路と、前記モジュールケーシング内に設けられ、第１の電路の第３の電路との接続位置と前記正電極間、または、第２の電路の第３の電路との接続位置と前記負電極間を流れる電流を測定する電流センサと、前記モジュールケーシング内に設けられ、前記正電極と負電極間の電圧を測定する電圧センサと、前記モジュールケーシング内に設けられたマイクロコンピュータと、前記モジュールケーシング内に設けられた無線ユニットと、前記モジュールケーシング内に設けられ、前記太陽電池によって常時充電されるコンデンサまたは２次電池を有して、当該コンデンサまたは２次電池から前記スイッチ素子、電流センサ、電圧センサ、可変負荷素子、マイクロコンピュータ、及び、無線ユニットへ給電する給電回路を備え、前記マイクロコンピュータは、太陽電池の診断時に第１及び第２のスイッチ素子を同時にＯＦＦした後、可変負荷素子の負荷抵抗を、開放状態と短絡状態の間で逐次変化させつつ、電圧センサと電流センサから電圧と電流の測定データを逐次メモリに読み込んで電流・電圧特性データを生成するとともに、前記電流・電圧特性データをモジュール識別情報とともに無線ユニットを通じて外部のホストコンピュータに送信することを特徴としている。
【００１１】
本発明の第１及び第２のものにおいては、前記マイクロコンピュータは、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子がともにＯＮの状態において電流センサと電圧センサの測定値を監視し、これらの測定値の少なくとも一方が正常値の範囲から外れた場合に、第１及び第２のスイッチ素子を同時にＯＦＦするとともに、異常発生情報をモジュール識別情報とともに無線ユニットを通じて外部のホストコンピュータに送信する機能をさらに備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項２に記載された発明に係る太陽電池モジュールによれば、モジュールケーシング内に、太陽電池とともに故障診断回路を内蔵し、故障診断時には、２つのスイッチ素子を同時にＯＦＦ（開放）することによって、太陽電池モジュール内の回路を正極側外部端子と負極側外部端子から切り離して電流・電圧測定を行うことができるため、他の太陽電池モジュールの影響を受けることなく、高精度な故障診断を行うことができる。
【００１３】
また、故障診断回路の電源を太陽電池モジュールに内蔵されている太陽電池から供給し、且つ、診断情報をモジュール識別情報とともに、無線通信によって外部のホストコンピュータに送信するようにしているため、太陽電池モジュール外部に複雑な配線を行う必要がなく、太陽光発電システムの設置場所から離れた場所で、不具合や故障を生じている太陽電池モジュールを特定することができる。
【００１４】
特に、請求項１に記載された発明によれば、太陽電池モジュールに組み込まれている太陽電池の特性基準値を当該太陽電池モジュール内のマイクロコンピュータのメモリに記憶させておき、実際に測定した電流・電圧特性データを前記特性基準値と比較して、当該太陽電池の異常の有無の判定結果を診断データとしてホストコンピュータ側に送信するようにしているため、送信するデータ量が少なくて済むとともに、ホストコンピュータ側では複雑な情報処理を行う必要がなく、不具合を生じている太陽電池モジュールを直ちに特定することができる。
【００１５】
また、特に請求項２に記載された発明によれば、太陽電池モジュールからホストコンピュータに、当該太陽電池モジュールの電流・電圧特性の測定データを診断情報としてそのまま送信するようにしているため、ホストコンピュータ側で、受信した電流・電圧特性のパターンから個々の太陽電池モジュールにどのような不具合が生じているのか詳細に解析することができる。
【００１６】
請求項３に記載された発明に係る太陽電池モジュールによれば、請求項１又は請求項２に記載された発明の効果に加えてさらに、地絡等によって、異常電流や異常電圧が感知された場合に、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子がＯＦＦされて、当該モジュールを他のモジュールから分離することができ、太陽光発電システム及び人身の安全を確保することができる。
【００１７】
その際、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子を同時にＯＦＦするようにしているため、太陽電池モジュールの外部端子に高電圧が作用した場合に、これらのスイッチ素子や当該太陽電池モジュール内部の回路がダメージを受ける虞がない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の太陽電池モジュールに組み込まれている故障診断回路の概略図である。
【図２】図１に示す故障診断回路に電力を供給する給電回路の概略図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの１実施形態における故障診断回路の動作フローを説明する図である。
【図４】各太陽電池モジュールからホストコンピュータへ診断情報を送信するシステムの概略図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールに付加されている保護機能の動作フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の太陽電池モジュールに組み込まれている故障診断回路の概略図であって、同図に示す故障診断回路を内蔵した太陽電池モジュール１は、特にメンテナンスが困難な、壁面や急角度の屋根上に設置される太陽光発電システムや、遠隔地や分散配置される太陽光発電システムにおいて有用に利用できるものである。
【００２０】
太陽電池モジュール１は、太陽電池（図示せず）を内部に収容している矩形板状のモジュールケーシング２を有しており、図示は省略しているが、前記モジュールケーシング２の一面は、ガラス等の透光素材によって構成されていて、この面からモジュールケーシング２に入射した太陽光によって太陽電池が発電する構造になっている。
【００２１】
太陽電池モジュール１には、内部の太陽電池が発電した電力を取り出すために、正極側外部端子３と負極側外部端子４がモジュールケーシング２の外側に露出して取り付けられている。これらの外部端子３、４は、モジュールケーシング２の内側で当該太陽電池の正電極５と負電極６に、それぞれ電路７（第１の電路）と電路８（第２の電路）を介して接続されている。
【００２２】
これらの電路７、８にはそれぞれスイッチ素子９（第１のスイッチ素子）とスイッチ素子１０（第２のスイッチ素子）が組み込まれている。本実施形態のものにおいては、これらのスイッチ素子９、１０は、同一仕様のトランジスタで構成されており、後述するマイクロコンピュータ１１によって制御されるドライバ１２、１３を介して、同期してＯＮ／ＯＦＦ制御されるようになっている。なお、これらのスイッチ素子９、１０には、トランジスタに代えてリレーを用いてもよい。
【００２３】
また、電路８の、スイッチ素子１０と太陽電池の負電極６の間には、当該電路８を流れる電流を測定するための電流センサ１４が組み込まれている。一方、電路７の、スイッチ素子９と太陽電池の正電極５との間と、電路８の、スイッチ素子１０と当該太陽電池の負電極６の間には、正電極５と負電極６間の電圧を測定するための電圧センサとして機能するアンプ１５の、正極側入力端子１６と負極側入力端子１７がそれぞれ接続されている。
【００２４】
さらに、電路７の、スイッチ素子９と太陽電池の正電極５の間には、途中に可変負荷素子として機能するトランジスタ１８が組み込まれた電路１９（第３の電路）の一端が接続されている。また、この電路１９の他端は、電路８のスイッチ素子１０と電流センサ１４の間に接続されている。なお、電流センサ１４は、電路７側に組み込んであってもよい。
【００２５】
一方、マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵ２０の他、メモリ２１、Ａ／Ｄ変換器２２、２３、ポート２４、２５を内蔵しており、これらは、マイクロコンピュータ１１の内部でＣＰＵ２０と接続されている。ＣＰＵ２０は、モジュールケーシング２内に組み込まれている無線ユニット２６とも接続されている。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器２２の入力側は、アンプ１５の出力端子側に接続され、電圧センサとして機能するアンプ１５から出力される電圧値のアナログ信号を、デジタル信号に変換してＣＰＵ２０に取り込むようになっている。
【００２７】
また、もう一方のＡ／Ｄ変換器２３の入力側は、電流センサ１４に接続されていて、当該電流センサ１４から出力される電流値のアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ２０に取り込むようになっている。
【００２８】
さらに、ＣＰＵ２０は、Ｄ／Ａ変換器２７を介してトランジスタ１８のベースと接続されていて、ＣＰＵ２０側からトランジスタ１８の負荷を開放状態と短絡状態の間で連続的に変化できるようになっている。
【００２９】
次に、図２は、前述したように構成されている故障診断回路へ電力供給するための給電回路を示す概略図であって、本発明の太陽電池モジュール１においては、故障診断回路を動作させるために必要な電力を、太陽電池モジュール１に内蔵されている太陽電池から自給できるようにしている。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、太陽電池（図示せず）の正電極５と負電極６にはレギュレータ２８が接続されており、前記太陽電池の発電出力の一部は、このレギュレータ２８によって適正な電圧に調整された後、逆流防止ダイオード２９を介して、コンデンサ３０と、故障診断回路を構成している、マイクロコンピュータ１１、ドライバ１２、１３、電流センサ１４、アンプ１５、無線ユニット２６のそれぞれに供給されるようになっている。
【００３１】
コンデンサ３０は、レギュレータ２８からの電力供給によって常時充電されており、正電極５と負電極６間の電圧が落ちてレギュレータ２８からの電力供給が無くなった場合に放電してマイクロコンピュータ１１、ドライバ１２、１３、電流センサ１４、アンプ１５、無線ユニット２６の電源として働くようにしてある。
【００３２】
ここで、逆流防止ダイオード２９は、正電極５と負電極６間の電圧が低下したときに、コンデンサ３０からレギュレータ２８側への電流の逆流を防止するために設けられている。なお、コンデンサ３０に代えて２次電池を使用してもよい。
【００３３】
次に、前述した図１に示す太陽電池モジュール１の故障診断回路の動作を、図１及び図３に示す動作フローに基づいて説明する。マイクロコンピュータ１１のメモリ２１には、診断プログラムが格納されており、このプログラムが実行されると、ＣＰＵ２０は、先ずスイッチ素子９とスイッチ素子１０を同時に開放（ＯＦＦ）して、正極側外部端子３ならびに負極側外部端子４と、太陽電池モジュール１の内部回路とを切り離す（ステップＳ１）。
【００３４】
次に、前記診断プログラムは従って、ＣＰＵ２０はトランジスタ１８を開放状態にする（ステップＳ２）。この状態で、アンプ１５には、正電極５と負電極６間の開放電圧が入力され、その電圧値はマイクロコンピュータ２０内のＡ／Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ２０に取り込まれる（ステップＳ３）。
【００３５】
次いで、ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換器２３を介して電流センサ１４から電流値を取り込む（ステップＳ４）。なお、この時点では、トランジスタ１８が開放状態であるため、電流センサ１４に検出される電流値は０である。
【００３６】
ＣＰＵ２０は、取り込んだ電流値と電圧値を組にしてメモリ２１に蓄積する。（ステップＳ５）次いで、ＣＰＵ２０は、診断プログラムにしたがって、トランジスタ１８が現在短絡状態か否かを判定する。（ステップＳ６）
【００３７】
この時点では、トランジスタ１８は開放状態であるので、ＣＰＵ２０は、トランジスタ１８の負荷を所定量だけ減少し、（ステップＳ７）再び前述したステップＳ４〜ステップＳ６を繰り返し実行する。
【００３８】
この際、トランジスタ１８の負荷が減少する毎に、電路１９を流れる電流は逐次増加していく。こうして、ステップＳ４〜ステップＳ６を繰り返す毎に、メモリ２１には、逐次取り込んだ電流値と電圧値のデータがセットで蓄積されて、電流・電圧特性データが生成されていく。
【００３９】
なお、本実施形態においては、トランジスタ１８の負荷を開放状態から短絡状態に向けて逐次変化させて電流・電圧特性データを得ているが、トランジスタ１８は逆に短絡状態から開放状態に向けて逐次変化させて電流・電圧特性データを得るようにしてもよい。
【００４０】
そして、トランジスタ１８が最終的に短絡状態に達すると、診断プログラムは、ＣＰＵ２０にメモリ２１に蓄積された一連の電流値と電圧値からなる電流・電圧特性データと、予めメモリに記憶されている特性基準値とを比較して異常の有無を診断する処理を実行させるとともに、診断情報をモジュール識別情報とともに無線ユニット２６を通じて、図４に示す、外部のホストコンピュータ３２に送信する。（ステップ８）
【００４１】
なお、前記特性基準値としての電流・電圧特性は、一般に、太陽電池モジュール１の出荷前に測定されている。したがってこの初期特性と現状の電流・電圧特性とを比較することで、太陽電池の劣化の進行状況や故障具合等が診断が可能となる。
【００４２】
ここで、トランジスタ１８が短絡状態に近づくと、太陽電池の正電極５と負電極６間の電圧は低下するが、故障診断回路には、前述した図２に示すレギュレータ２８、逆流防止ダイオード２９、及び、コンデンサ３０からなる給電回路から、前記コンデンサ３０に充電されている電力が供給されて故障診断回路は支障なく動作する。
【００４３】
図４に示すホストコンピュータ３２は、太陽電池モジュール１から離れた場所に設置されており、これに付属する無線ユニット３１を介してそれぞれの太陽電池モジュール１の無線ユニット２６から個別に送信されてくる診断情報を取り込む。
【００４４】
この際、ホストコンピュータ３２には、太陽電池モジュール１毎に付加されている固有のモジュール識別情報と対応させて当該太陽電池モジュール１の診断情報が蓄積され、これらの診断情報とモジュール識別情報に基づいて、不具合が生じている太陽電池モジュール１を特定することができる。
【００４５】
こうして、無線ユニット２６から診断情報の送信が完了すると、ＣＰＵ２０はトランジスタ１８を開放状態に戻すとともに、２つのスイッチ素子９、１０を同時にＯＮに復帰させて（ステップＳ９）診断プログラムが終了する。
【００４６】
なお、本実施形態のものにおいては、比較的消費電力の大きいマイクロコンピュータ２０と無線ユニット２６は、太陽電池モジュール１の通常使用時には、電力消費を最小限に抑えるスリープ状態に移行し、定期的に、電流・電圧測定ならびに診断情報送信時のみ起動するようにしてある。
【００４７】
なお、前述した実施形態においては、マイクロコンピュータ２０は、電流・電圧特性データを生成した後、これを予めメモリに記憶されている特性基準値と比較して異常の有無を診断し、この診断結果を診断情報として、モジュール識別情報とともに外部のホストコンピュータ３２に送信するようにしているが、生成した電流・電圧特性データをそのまま診断情報として、モジュール識別情報とともにホストコンピュータ３２に送信するようにしてもよい。
【００４８】
この場合には、特性基準値は、それぞれの太陽電池モジュール毎にホストコンピュータ３２側にモジュール識別情報と対応させて格納しておき、各太陽電池モジュール１から送信されてきた電流・電圧特性データをホストコンピュータ３２側で特性基準値と比較して、それぞれの太陽電池モジュール１の異常の有無を診断することができる。
【００４９】
また、ホストコンピュータ３２は、太陽電池モジュール１に内蔵されているマイクロコンピュータ２０に比べて高い情報処理能力を有するため、ここに集められた各太陽電池モジュール１の電流・電圧特性データは、特性パターンを細かく解析して、太陽電池モジュール１の劣化の進行度合や故障の種類等を高精度に診断することができる。
【００５０】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１においては、前述したような故障診断機能に加え、さらに、地絡等の太陽光発電システムの異常事態発生時において、正極側外部端子９と負極側外部端子１０の両方を同時に開放状態（ＯＦＦ）にして、当該太陽電池モジュール１を他の太陽電池モジュール１から分離し、システムや人的被害を防止する保護機能が付加されている。
【００５１】
この保護機能は、マイクロコンピュータ２０のメモリ２１に、診断プログラムの一部として格納されている保護プログラムによって実行されるもので、図５は、太陽電池モジュール１に付加されている保護機能の動作フローを説明する図である。
【００５２】
前記保護プログラムは、太陽電池モジュール１が通常に稼働しているときに、定期的に実行されるもので、このプログラムが実行されると、先ず、太陽電池の正電極５と負電極６の間の電圧値が電圧センサとして機能するアンプ１５からＣＰＵ２０に取り込まれる（ステップＳ１０）。
【００５３】
次いで、この電圧値をメモリ２１に記憶されている正常値と比較して、当該電圧値が異常値なのか否かが判定される（ステップＳ１１）。ここで、異常値と判定されなければ、次に電流センサ１４からＣＰＵ２０に電流値が取り込まれる（ステップＳ１２）。
【００５４】
次いで、この電流値をメモリ２１に記憶されている正常値と比較して、当該電流値が異常値なのか否かが判定される（ステップＳ１３）。その結果、異常値と判定されなければ、保護プログラムは処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＳ１１で電圧値が異常値であると判定された場合や、ステップＳ１３で電流値が異常値であると判定された場合には、ＣＰＵ２０はドライバ１２及びドライバ１３を介して、スイッチ素子９、１０を同時に開放（ＯＦＦ）して、当該太陽電池モジュール１をシステムから切り離す（ステップＳ１４）。
【００５６】
次いで、ＣＰＵ２０は、無線ユニット２６を介して、異常情報をモジュール識別情報とともに、図４に示すホストコンピュータ３２に送信（ステップＳ１５）した後、保護プログラムを終了する。
【００５７】
一方、無線ユニット３１を介して異常情報を受信したホストコンピュータ３２のモニタ画面には、異常が発生した太陽電池モジュール１が表示され、太陽光発電システムの箇所に用いられている太陽電池モジュール１に異常が発生したのかを直ちに確認することができる。
【００５８】
なお、これらのスイッチ素子９、１０は、太陽電池モジュール１内の太陽電池を介して直列接続された構成になっていることから、太陽電池モジュール１の正極側外部端子３と負極側外部端子４の片方に高電圧が加わっても、これらのスイッチ素子９、１０を同時に開放させることで、スイッチ素子９、１０や太陽電池モジュール１の内部にダメージを与えることはない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
太陽光発電システムの設置場所はその普及拡大とともに様々なところに設置されつつあり、本発明の太陽電池モジュールは、特にメンテナンスが困難な、壁面や急角度の屋根上に設置される太陽光発電システムや、遠隔地や分散配置される太陽光発電システムにおいて有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１        太陽電池モジュール
２        モジュールケーシング
３        正極側外部端子
４        負極側外部端子
５        正電極
６        負電極
７        電路（第１の電路）
８        電路（第２の電路）
９        スイッチ素子（第１のスイッチ素子）
１０        スイッチ素子（第２のスイッチ素子）
１１        マイクロコンピュータ
１２、１３  ドライバ
１４        電流センサ
１５        アンプ（電圧センサ）
１６        正極側入力端子
１７        負極側入力端子
１８        トランジスタ（可変負荷素子）
１９        電路（第３の電路）
２０        ＣＰＵ
２１        メモリ
２２、２３  Ａ／Ｄ変換器
２４、２５  ポート
２６、３１  無線ユニット
２７        Ｄ／Ａ変換器
２８        レギュレータ
２９        逆流防止ダイオード
３０        コンデンサ
３２        ホストコンピュータ
【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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