(57)【要約】【課題】太陽光発電システムの絶縁が劣化しているか否かを、診断可能であり、かつ絶縁が劣化し、地絡している箇所を特定できる診断方法及びその装置を提供する。【解決手段】各太陽電池ストリング１bとパワーコンディショナ３とを接続するプラス極の電線５aと、マイナス極の電線５bの両方を貫通させて電流検出用のトランス１１を設け、マイナス極の電線５bにアース線８aを接続し、太陽光発電システムが発電を行っている状態で、電流検出用のトランス１１が電流を検知することにより、太陽電池ストリング１bに絶縁劣化が発生したことを検出し、また、太陽光発電システムが発電を行っていない状態で、太陽電池ストリング１bのプラス極とマイナス極を接続し、直流電源１３を用いて太陽電池ストリング１b全体の電位を上昇させ、電流検出用のトランス１１が電流を検出することにより、太陽電池ストリング１bに絶縁劣化が発生したことを検出する。【選択図】図１
2012130148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、太陽電池モジュールを複数枚まとめた、複数個の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングから得た出力を負荷側に出力し、直流側が非接地の絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナを有する太陽光発電システムにおいて、
各太陽電池ストリングとパワーコンディショナとを接続するプラス極の電線と、マイナス極の電線の両方を貫通させて電流検出用のトランスを太陽電池ストリング毎に設け、
前記マイナス極の電線、又は前記プラス極の電線と前記マイナス極の電線との中間にアース線を接続し、
太陽光発電システムが発電を行っている状態で、前記電流検出用のトランスが電流を検知することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出し、
また、太陽光発電システムが発電を行っていない状態で、前記太陽電池ストリングのプラス極とマイナス極を接続し、
直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させ、前記電流検出用のトランスが電流を検出することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出することを特徴とする、太陽光発電システムの診断方法。
【請求項２】
少なくとも、太陽電池モジュールを複数枚まとめた、複数個の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングから得た出力を負荷側に出力する、絶縁トランス非内蔵型パワーコンディショナ、又は直流側が接地されている絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナを有する太陽光発電システムにおいて、
各太陽電池ストリングとパワーコンディショナとを接続するプラス極の電線と、マイナス極の電線の両方を貫通させて電流検出用のトランスを太陽電池ストリング毎に設け、
太陽光発電システムが発電を行っている状態で、前記電流検出用のトランスが電流を検知することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出し、
また、太陽光発電システムが発電を行っていない状態で、前記太陽電池ストリングのプラス極とマイナス極を接続し、
直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させ、前記電流検出用のトランスが電流を検出することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出することを特徴とする、太陽光発電システムの診断方法。
【請求項３】
前記パワーコンディショナと太陽電池ストリングとの接続を取り外し、前記プラス極の電線と、前記マイナス極の電線を接続した後に、直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽光発電システムの診断方法。
【請求項４】
少なくとも、太陽電池モジュールを複数枚まとめた、複数個の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングから得た出力を負荷側に出力し、直流側が非接地の絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナを有する太陽光発電システムにおいて、
各太陽電池ストリングとパワーコンディショナとを接続するプラス極の電線と、マイナス極の電線の両方を貫通させて電流検出用のトランスが太陽電池ストリング毎に設けられ、
太陽電池ストリングのプラス極とマイナス極とを接続する常開型の第１開閉器が設けられ、
前記マイナス極の電線、又は前記プラス極の電線と前記マイナス極の電線との中間にアース線が接続され、
当該アース線に第２開閉器及び第３開閉器を設けられ、
前記第３開閉器と直列に直流電源が接続され、
前記電流検出用のトランスが電流を検出することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出する構成としたことを特徴とする、太陽光発電システムの診断装置。
【請求項５】
前記プラス極の電線と前記マイナス極の電線に夫々、常閉型の第４開閉器を更に設け、
当該第４開閉器が開かれ、前記第１開閉器が閉じられていることを条件に、第３開閉器が閉じられることを特徴とする、請求項４に記載の太陽光発電システムの診断装置。
【請求項６】
前記電流検出用のトランスから検出した電流値を受信し、記憶手段に記憶されている判定項目を参照して、判定を行う判定手段と、
判定結果を表示する表示手段と、
判定項目が記憶されている記憶手段とからなる情報処理装置が設けられていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の太陽光発電システムの診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電システムの絶縁劣化の有無を診断する診断方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、昼間の電力需要ピークを緩和し、温室効果ガス排出量を削減できるなどの特長を有し、近年の技術開発競争によって性能が向上し、設置や保守が容易である等の利点や、低炭素社会の成長産業としての将来性を買われ、需要が拡大している。
【０００３】
例えば、特許文献１では、太陽電池の発電電力をより有効に活用できるように、設置システムに応じた起動タイミングを、経時的劣化や設置環境の変化に起因する太陽電池の特性変化に影響されずに判断することが可能な太陽光発電システムが示されている。
【特許文献１】特許第４５１１１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この様な、産業用の太陽光発電システムでは、太陽電池によって発電される電流は直流で、電圧が高い。太陽熱、鳥、昆虫、風雨等により、被覆が劣化し、太陽電池の各セルを電気的に接続するケーブル等の絶縁性能が低下すると、地絡が生じる。地絡した電路を流れる漏れ電流は、電食、人身災害や火災につながる危険性がある。
【０００５】
一方、従来から、このような漏れ電流を検出するホール素子を用いた漏れ電流検出器がある。
【０００６】
しかしながら、これらの漏れ電流検出器で、検出可能な最小電流値は、通常、数十mA程度であった。従って、地絡が進み、漏れ電流がある程度の量になり、電食、人身災害や火災につながる危険性が生じるまで、漏れ電流を検出できなかった。また、漏れ電流を検出した場合でも、太陽光発電システムのどの箇所で地絡が生じているのかを調べるのに手間がかかっていた。また、地絡箇所が数か所同時の場合には差電流が分からない場合もある。
【０００７】
そこで、この発明は、上記従来技術を考慮したものであって、太陽光発電システムで地絡が発生し、微小な漏れ電流が生じているか否か、つまり当該システムの絶縁が劣化しているか否かを、早期の段階で診断可能であり、かつ地絡箇所を特定できる診断方法及びその装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、少なくとも、太陽電池モジュールを複数枚まとめた、複数個の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングから得た出力を負荷側に出力し、直流側が非接地の絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナを有する太陽光発電システムにおいて、
各太陽電池ストリングとパワーコンディショナとを接続するプラス極の電線と、マイナス極の電線の両方を貫通させて電流検出用のトランスを太陽電池ストリング毎に設け、
前記マイナス極の電線、又は前記プラス極の電線と前記マイナス極の電線との中間にアース線を接続し、
太陽光発電システムが発電を行っている状態で、前記電流検出用のトランスが電流を検知することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出し、
また、太陽光発電システムが発電を行っていない状態で、前記太陽電池ストリングのプラス極とマイナス極を接続し、
直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させ、前記電流検出用のトランスが電流を検出することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出する、太陽光発電システムの診断方法とした。
【０００９】
請求項２の発明では、少なくとも、太陽電池モジュールを複数枚まとめた、複数個の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングから得た出力を負荷側に出力する、絶縁トランス非内蔵型パワーコンディショナ、又は直流側が接地されている絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナを有する太陽光発電システムにおいて、
各太陽電池ストリングとパワーコンディショナとを接続するプラス極の電線と、マイナス極の電線の両方を貫通させて電流検出用のトランスを太陽電池ストリング毎に設け、
太陽光発電システムが発電を行っている状態で、前記電流検出用のトランスが電流を検知することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出し、
また、太陽光発電システムが発電を行っていない状態で、前記太陽電池ストリングのプラス極とマイナス極を接続し、
直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させ、前記電流検出用のトランスが電流を検出することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出する、太陽光発電システムの診断方法とした。
【００１０】
請求項３の発明では、前記パワーコンディショナと太陽電池ストリングとの接続を取り外し、前記プラス極の電線と、前記マイナス極の電線を接続した後に、直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させる、請求項１又は２に記載の太陽光発電システムの診断方法とした。
【００１１】
請求項４の発明では、少なくとも、太陽電池モジュールを複数枚まとめた、複数個の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングから得た出力を負荷側に出力し、直流側が非接地の絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナを有する太陽光発電システムにおいて、
各太陽電池ストリングとパワーコンディショナとを接続するプラス極の電線と、マイナス極の電線の両方を貫通させて電流検出用のトランスが太陽電池ストリング毎に設けられ、
太陽電池ストリングのプラス極とマイナス極とを接続する常開型の第１開閉器が設けられ、
前記マイナス極の電線、又は前記プラス極の電線と前記マイナス極の電線との中間にアース線が接続され、
当該アース線に第２開閉器及び第３開閉器を設けられ、
前記第３開閉器と直列に直流電源が接続され、
前記電流検出用のトランスが電流を検出することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出する構成とした、太陽光発電システムの診断装置とした。
【００１２】
請求項５の発明では、前記プラス極の電線と前記マイナス極の電線に夫々、常閉型の第４開閉器を更に設け、
当該第４開閉器が開かれ、前記第１開閉器が閉じられていることを条件に、第３開閉器が閉じられる、請求項４に記載の太陽光発電システムの診断装置とした。
【００１３】
請求項６の発明では、前記電流検出用のトランスから検出した電流値を受信し、記憶手段に記憶されている判定項目を参照して、判定を行う判定手段と、
判定結果を表示する表示手段と、
判定項目が記憶されている記憶手段とからなる情報処理装置が設けられた請求項４又は５に記載の太陽光発電システムの診断装置とした。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜６の発明によれば、太陽電池に流れる漏れ電流を検出する構成であるため、太陽電池の絶縁が劣化しているか否かの診断を早期に行うことができ、かつ地絡箇所を特定できる。
【００１５】
また、請求項１〜６の発明によれば、太陽光発電システムが発電を行っていない状態及び発電を行っている状態の両方で、太陽電池の絶縁が劣化しているか否かの診断を行うことができるため、太陽光発電システムが発電を行っている日中等に地絡が発生している旨の診断結果が出た場合には、太陽光発電システムが発電を行っていない夜間等に更に詳細な診断を行うことができ、便宜である。
【００１６】
また特に、請求項３の発明によれば、前記パワーコンディショナと太陽電池ストリングとの接続を取り外し、前記プラス極の電線と、前記マイナス極の電線を接続した後に、直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させる構成としたため、診断時に、誤って負荷側に電流が流れることがなくなり、安全に診断を行うことが可能となる。
【００１７】
また特に、請求項５の発明によれば、第４開閉器が開かれ、前記第１開閉器が閉じられていることを条件に、第３開閉器が閉じられる構成としたため、絶縁劣化の診断時に、誤ってパワーコンディショナの対地電位を上昇させることなく、絶縁劣化の診断終了後に、プラス極の電線とマイナス極の電線が接続されたままの状態で、パワーコンディショナと太陽電池ストリングを接続してショート(＝短絡)させる心配もなく、安全に絶縁劣化の診断を行うことが可能となる。
【００１８】
また特に、請求項６の発明によれば、電流検出用のトランスから検出した電流値を受信し、判定項目を参照して、判定を行い、判定結果を表示する構成としたため、作業者の熟練に関わらず、絶縁劣化の状態を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明は、少なくとも、太陽電池モジュールを複数枚まとめた、複数個の太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングから得た出力を負荷側に出力し、直流側が非接地の絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナを有する太陽光発電システムにおいて、各太陽電池ストリングとパワーコンディショナとを接続するプラス極の電線と、マイナス極の電線の両方を貫通させて電流検出用のトランスを太陽電池ストリング毎に設け、前記マイナス極の電線、又は前記プラス極の電線と前記マイナス極の電線との中間にアース線を接続し、太陽光発電システムが発電を行っている状態で、前記電流検出用のトランスが電流を検知することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出し、また、太陽光発電システムが発電を行っていない状態で、前記太陽電池ストリングのプラス極とマイナス極を接続し、直流電源を用いて太陽電池ストリング全体の電位を上昇させ、前記電流検出用のトランスが電流を検出することにより、前記太陽電池ストリングに絶縁劣化が発生したことを検出する構成とすることにより、太陽電池の絶縁が劣化しているか否かの診断を早期に行うことができ、かつ地絡箇所を特定できる。
【実施例１】
【００２０】
図１は、この発明に係る太陽光発電システムの全体を示す構成概念図である。この発明に係る太陽光発電システムは、一般的な太陽光発電システムと同様に、主として、太陽電池１と、接続箱２と、パワーコンディショナ(PCS)３とから構成されており、太陽光を受けて、太陽電池１は発電を行い、太陽電池１からの出力(直流電力)を、接続箱２を介して受けとったパワーコンディショナ３は、当該直流電力を、交流電力に変換し、変換された交流電力を、負荷(図示省略)に接続された電力系統４に出力する。
【００２１】
太陽電池１は、多数のセル(太陽電池素子)を並べて構成される太陽電池モジュール１aを、太陽光発電システムに適した電流・電圧を得ることができるように、直列に複数枚並べてまとめた複数の太陽電池ストリング１bから構成されている。また太陽電池モジュール１a同士は、ケーブル(図示省略)等の電線を用いて、接続されている。また各太陽電池ストリング１bからはプラス極の電線５aとマイナス極５bの電線が夫々、接続箱２まで延びている。また、太陽電池１は、架台(図示省略)等に固定されて所定の場所に設置される。
【００２２】
接続箱２は、各太陽電池ストリング１bで発電した電力を１つにまとめ、パワーコンディショナ３に送り出す役割を果たす。具体的には、各太陽電池ストリング１bから延びたプラス極の電線５aとマイナス極の電線５bは、接続箱２内でまとめられて、パワーコンディショナ３から延びた電線６と、スイッチ７aを介して、接続されている。スイッチ７aは、太陽電池１とパワーコンディショナ３との電路を閉じたり、開いたりする役割を果たす。スイッチ７aは常閉型の開閉器で、例えば、電路を開くように付勢されているばね(図示省略)と電磁石(図示省略)とから構成されている。なお、スイッチ７aは、請求項の第４開閉器に相当する。また多くの場合、太陽電池ストリング１bから延びた各プラス極の電線５aには、ブロッキングダイオード１５が設けられており、太陽電池ストリング１b間で電圧差が生じても電圧が低い方の太陽電池ストリング１bへ、電流を逆流させない構成となっている。
【００２３】
また、本実施例では、後述するように、パワーコンディショナ３に絶縁トランス２０が設けられており、またパワーコンディショナ３の直流側は非接地となっているため、接続箱２内の電線５には、アース線８aが接続され、接地されている。電線５とアース線８aとの接続方法には、各太陽電池ストリング１bのマイナス極の電線５bにアース線８aが接続されている場合と、各太陽電池ストリング１bのプラス極の電線５aとマイナス極の電線５bの中間にアース線８aが接続されている場合がある。
【００２４】
接続箱２内の電線５にアース線８aが接続され、接地されているのは、絶縁トランス２０を通して、地絡電流は流れず、またパワーコンディショナ３の直流側は非接地となっているため、接地を作らないと、地絡箇所から地絡電流が、太陽光発電システム内に流れず、後述する電流検出用のトランス１１で地絡電流を検出することができなくなるからである。なお、アース線８a上の適宜の箇所には、安全を考慮して地絡電流を低減させるため、例えば50K(Ω)〜１００K(Ω)の抵抗９が設けられている。
【００２５】
一方、図２に示すように、一般的に、電力系統４には、Ｂ種接地(＝変圧器の２次側の接地)のアース線８bが接続されている。そのため、パワーコンディショナ３に絶縁トランスが設けられていない場合には、地絡電流は、電力系統４になされているＢ種接地のアース線８bを通じて、太陽光発電システム内に流れる。そのため、アース線８aについては、スイッチ１４を開いて、対地と切り離しておく。同様に絶縁トランスが設けられていてもパワーコンディショナ３の直流側に接地が必要な場合(例えば太陽光発電システムがメガソーラー等の大型の機器で、線間電圧が４５０Ｖを越える場合等)には、パワーコンディショナ３の直流側のいずれかの箇所に設けられたアース線(図示省略)を通じて太陽光発電システム内に流れるのでスイッチ１４を開いて、対地と切り離しておかなければならない。
【００２６】
このように、太陽電池１で地絡が生じた際、地絡電流は当該地絡箇所から地中を通ってアース線８a、電力系統４になされているＢ種接地のアース線８b、パワーコンディショナ３の直流側に設けられたアース線(図示省略)を通じて、太陽光発電システム内を流れる。
【００２７】
また、この発明では、各太陽電池ストリング１bから延びたプラス極の電線５aとマイナス極の電線５bの両方を貫通させて、電流検出用のトランス１１が設けられている。電流検出用のトランス１１は、電流を検知すると、その電流を変流して電流値を出力する変流器である。また、電流検出用のトランス１１は、図３に示すように、情報処理装置１２に接続されている。従って、詳細な絶縁劣化の診断時に、アース線８a、電力系統４になされているＢ種接地のアース線８b、パワーコンディショナ３の直流側に設けられたアース線(図示省略)を通じて、太陽光発電システム内に地絡電流が流れると、電流検出用のトランス１１は当該地絡電流を検知して、当該電流値を情報処理装置１２に出力する。この際、電流検出用のトランス１１は、電流値と共に、自己の識別情報を出力する。
【００２８】
また、太陽光発電システムが発電を行っている状態、例えば太陽光が照射されている日中には、プラス極の電線５aとマイナス極の電線５bには、正反対の電流が流れている。これらの電流値は通常は同じであるため、互いに打ち消し合い、電流検出用のトランス１１が、電流を検知することはなく、電流値を出力することはない。
【００２９】
一方、例えば、プラス極の電線５a側の、太陽電池モジュール１a同士を接続する電線に地絡が生じていると、地絡電流は地絡箇所から地中を通ってアース線８a、Ｂ種接地のアース線８b、パワーコンディショナ３の直流側に設けられたアース線(図示省略)に流れ、プラス極の電線５aに流れる電流が減少する。そのため、マイナス極の電線５bに流れる電流の値の方が大きくなり、その差分の分だけ、電流検出用のトランス１１は電流を検知して、当該電流値を情報処理装置１２に出力する。この際、電流検出用のトランス１１は、電流値と共に、自己の識別情報を出力する。
【００３０】
また、電流検出用のトランス１１は、磁気平衡形のフラックスゲートで、検知される電流が、例えば10μＡ〜１００μＡと、微弱な電流であっても、検知可能な、高感度なものであることが望ましい。高感度なトランスを、電流検出用のトランス１１に用いれば、地絡だけでなく微地絡を検出することができ、絶縁劣化の予兆を把握することができる。
【００３１】
また、図１に示すように、アース線８aには、接地の状態に合わせて開閉させるスイッチ１４と、スイッチ２１bを介して、電源１３が接続されている。電源１３は、ノイズのない２００Ｖ〜４００Ｖの直流電圧を印加可能な電源であることが望ましい。詳細な絶縁劣化の診断時に、図４に示すように、太陽電池１とパワーコンディショナ３をスイッチ７aで切り離し、常開型の７bスイッチで各太陽電池ストリング１ｂから延びたプラス極の電線５aとマイナス極の電線５bを接続し、スイッチ１４を閉じた後に、スイッチ２１aを開く。その後、インターロックが付いたスイッチ２１bを閉じて、電源１３から電圧を印加することによって、太陽電池１の対地電位が上昇する。そのため、太陽電池１のいずれかの箇所で絶縁劣化が生じ、地絡が生じていると、地絡した電路を電流が流れる。なお、本実施例では、接続箱２の内側に電源１３を設ける構成を示したが、絶縁劣化の診断時に、電源１３を接続箱２の外部に設ける構成としても良い。または、パワーコンディショナ３から電圧を印加する構成としても良い。また、スイッチ７bは、請求項の第１開閉器に、スイッチ１４は、請求項の第２開閉器に、スイッチ２１bは、請求項の第３開閉器に相当する。
【００３２】
なお、スイッチ２１bは、インターロックが付いており、スイッチ７aが開いた状態で、スイッチ７bが閉じた状態にならないと、スイッチ２１bを閉じることができない。従って、絶縁劣化の診断時に、誤ってパワーコンディショナ３の対地電位を上昇させることなく、絶縁劣化の診断終了後に、プラス極の電線５aとマイナス極の電線５bが接続されたままの状態で、パワーコンディショナ３と太陽電池１を接続してショート(＝短絡)させる心配もなく、安全に絶縁劣化の診断を行うことが可能となる。
【００３３】
また、図１に示すように、アース線８aには、アース線８aを貫通させて、電流検出用のトランス１１が設けられている。アース線８aに設けられている電流検出用のトランス１１も情報処理装置１２に接続されており、電流を検知して、当該電流値を情報処理装置１２に出力する。
【００３４】
このように、アース線８aに電流検出用のトランス１１が設けられていることによって、地絡箇所から地中を通ってアース線８aを流れる地絡電流の有無を知ることができる。更に、複数箇所で地絡が生じている場合には、その合成電流値を知ることができるため、何箇所で地絡が生じているのかを大まかに知ることができる。また、地絡が太陽電池ストリング１b以外の箇所で生じている場合にも、地絡の発生を知ることができる。
【００３５】
また、電線６が接続箱２とパワーコンディショナ３の配置状況によって長くなる場合には、電線６も絶縁劣化診断の対象となる。その場合には、接続箱２の内部のスイッチ１４は常開にし、図５に示す補助接続箱２２を、接続箱２とパワーコンディショナ３との間に設置する。補助接続箱２２は接続箱２と同様の機能を有し、通常は、直流側が非接地の絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナ３を有する太陽光発電システムの場合は、補助接続箱２２の内部のスイッチ１４を常閉とする。一方、絶縁トランス非内蔵型パワーコンディショナ３又は直流側が接地されている絶縁トランス内蔵型パワーコンディショナ３を有する太陽光発電システムの場合は、補助接続箱２２の内部のスイッチ１４を常開とする。そして、詳細な絶縁劣化の診断時に、補助接続箱２２に設けられているアース線８a、電力系統４になされているＢ種接地のアース線８b、パワーコンディショナ３の直流側に設けられたアース線(図示省略)を通じて、太陽光発電システム内に地絡電流が流れると、補助接続箱２２の内部の電流検出用のトランス１１は当該地絡電流を検知して、当該電流値を情報処理装置１２に出力する。
【００３６】
パワーコンディショナ３は、太陽電池１からの出力(直流電力)を、交流電力に変換し、変換された交流電力を、負荷(図示省略)に接続された電力系統４に出力するインバータとしての機能を果たす。つまり、パワーコンディショナ３は、複数個の電力用トランジスタ等の半導体素子を組み合わせて構成された変流器であり、直流電流を交流電流に変換する。なお、パワーコンディショナ３は、インバータとしての機能だけでなく、太陽電池１の出力電力が最大となるように制御する最適動作点追尾制御機能(＝MPPT)や、事故時の制御・保護機能、売買電力量の積算機能等の複数の機能を備えている。
【００３７】
図３に示すように、情報処理装置１２は、通信手段１６と、記憶手段１７と、判定手段１８と、表示手段１９とを有している。通信手段１６は、例えばＰＬＣ(＝プログラマブルロジックコントローラ)であり、電流検出用のトランス１１から出力された電流値と共に電流検出用のトランス１１の識別情報を検出し、当該電流値と識別情報を転送する。記憶手段１７は、例えば、ハードディスク(＝HD)やフラッシュメモリーであって、通信手段１６によって転送された電流値と共に、電流が検出された日付、判定結果、電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報等を記憶する。また、記憶手段１７は、例えば、表１に示すような判定項目を記憶する。
【００３８】
【表１】
2012130148.tif 000003
【００３９】
判定手段１８は、例えば、CPU(＝Central Processing Unit)であって、通信手段１６から転送された電流値について、記憶手段１７から呼び出した判定項目を参照して、判定を行い、判定結果等を記憶手段１７に記憶させる。表示手段１９は、ランプ、スピーカー、ディスプレイ等であって、判定結果を表示する。判定の結果、「微地絡」と判定された場合には、電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報と共に、絶縁劣化の注意を表示する。また、判定の結果、「地絡」と判定された場合には、電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報と共に、地絡の警告を表示する。
【００４０】
なお、表示手段１９が、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイで、情報処理装置１２がテンキーやキーボード等の入力手段(図示省略)を備える構成であれば、入力手段が操作されると、判定手段１８は記憶手段１７から判定結果の履歴を呼び出して、表２に示すように、表示手段１９に表示させることができる。
【００４１】
【表２】
2012130148.tif 000004
【００４２】
例えば、通信手段１６から転送された電流値が５mAである場合には、判定手段１８は、転送された電流値について、記憶手段１７から呼び出した判定項目を参照して判定を行い、「微地絡」と判定すると、表示手段１９に電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報と共に、絶縁劣化の注意を表示させる。また判定手段１８は、記憶手段１７に、当該電流値と、電流が検出された日付、判定結果、電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報を記憶する。
【００４３】
次に、この発明の太陽光発電システムを用いた詳細な絶縁劣化診断方法の流れを説明する。絶縁劣化の診断は、太陽光発電システムが発電を行っていない夜間、夜明け前と日没後等の外乱の無い状態で行う。まず、図４に示すように、スイッチ７aを介して、太陽電池１とパワーコンディショナ３との電路が開く。スイッチ７bを介して各太陽電池ストリング１bから延びたプラス極の電線５aとマイナス極の電線５bの電路が閉じる。スイッチ７aが開き、７b及びスイッチ１４が閉じられると、スイッチ２１aが開き、その後連動して２１bを閉じることが可能となる。そこでスイッチ２１bを閉じて、電源１３から２００Ｖ〜４００Ｖの電源を数秒程度、印加する。それにより、各太陽電池ストリング１ｂから延びたプラス極の電線５aとマイナス極の電線５bの全ての電位が同じに上昇する。その結果、地絡・微地絡箇所があると対地電位により地絡電流が流れ、当該地絡電流はアース線８a等を通じて、太陽光発電システム内を流れる。そして、電流検出用のトランス１１が、地絡分の電流を検知した場合には、情報処理装置１２に対し、自己の識別情報と共に電流値を出力する。一方、電流検出用のトランス１１が、電流を検知しなかった場合には、電流値を出力しない。
【００４４】
電流検出用のトランス１１から出力された電流値と共に電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報を、通信手段１６は検出して転送し、判定手段１８は、転送された電流値について、記憶手段１７から呼び出した判定項目を参照して判定を行い、表示手段１９に電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報と共に判定結果を表示させる。また、判定手段１８は、記憶手段１７に、通信手段１６によって転送された電流値と、電流が検出された日付と、判定結果、電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報を記憶する。
【００４５】
なお、本実施例においては、太陽光発電システムが発電を行っていない夜間等に、詳細な絶縁劣化診断を行う構成を示したが、この構成に限定されるものではなく、太陽光発電システムの工場出荷時に、品質保証の目的で、絶縁劣化診断を行う構成としても良い。その際には、太陽電池１にシートを被せた状態にして、あるいは暗室で太陽光発電システムが発電を行わないように処置をした上で、絶縁劣化診断を行う。
【００４６】
更に、本実施例においては、太陽光発電システムが発電を行っていない夜間等に、電源１３を用いて電圧を印加する絶縁劣化診断の構成を示した。しかし、太陽光発電システムが発電を行っている状態、例えば太陽光が照射されている日中でも、各太陽電池ストリング１bのいずれかの箇所で、地絡が生じると、当該地絡箇所から地中を介して前記アース線８a等を通じて太陽光発電システム内に地絡電流が流れ、プラス極の電線５aとマイナス極の電線５bに流れる電流に不均衡が生じる。その結果、電流検出用のトランス１１が、地絡分の電流を検知した場合には、情報処理装置１２に対し、自己の識別情報と共に電流値を出力する。判定手段１８は、通信手段１６から転送された電流値について、記憶手段１７から呼び出した判定項目を参照して判定を行い、表示手段１９に電流が検出された電流検出用のトランス１１の識別情報と共に判定結果を表示させる。ただし、太陽光発電システムが発電を行っている状態での絶縁劣化の診断は、ノイズや対地電位の変化により、地絡電流が安定しないため、電流検出用のトランス１１がより精密な絶縁劣化測定を実施するためには、情報処理装置１２は、非発電時の詳細な絶縁劣化診断を促す通報を共に行っても良い。
【００４７】
また情報処理装置１２は、判定手段１８が、判定を行った結果、地絡が生じているとの結果を得た場合には、停止信号をパワーコンディショナ３に出力する。停止信号を受信したパワーコンディショナ３は、自身の運転を停止する。あるいは、各太陽電池ストリング１bにマグネットスイッチ(図示省略)を設置し、地絡が生じている太陽電池ストリング１bを回路から切り離す。
【００４８】
このように、太陽光発電システムを構成することによって、太陽電池の絶縁が劣化しているか否か、また、絶縁劣化が生じていると判定された場合に、どの太陽電池ストリング１bで絶縁劣化が生じているのかの診断を行うことができる。また、高感度なトランスを、電流検出用のトランス１１に用いれば、地絡だけでなく微地絡も検出することができ、絶縁劣化の予兆を把握することができる。
【００４９】
また、本実施例においては、太陽電池ストリング１bから延びた電線５に、電流検出用のトランス１１を設ける構成、つまり、太陽電池ストリング１b毎に絶縁劣化診断を行う構成を示したが、これに限定されるわけではなく、太陽電池モジュール１aから延びた電線に夫々、電流検出用のトランス１１を設ける構成、つまり、太陽電池モジュール１a毎に絶縁劣化診断を行う構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明に係る太陽光発電システムの全体的な構成を例示的に示す構成概念図である。
【図２】この発明に係る太陽光発電システムの全体的な構成を例示的に示す構成概念図である。
【図３】この発明に係る太陽光発電システムの構成を示すブロック概念図である。
【図４】この発明に係る太陽光発電システムの全体的な構成を例示的に示す構成概念図である。
【図５】この発明に係る太陽光発電システムの補助接続箱の構成を例示的に示す構成概念図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：太陽電池、１a：太陽電池モジュール、１b：太陽電池ストリング、２：接続箱、３：パワーコンディショナ、４：電力系統、５：電線、５a：プラス極の電線、５b：マイナス極の電線、６：電線、７a：スイッチ、７b：スイッチ、８：アース線、９：抵抗、１０：電流センサー、１１：電流検出用のトランス、１２：情報処理装置、１３：電源、１４：スイッチ、１５：ブロッキングダイオード、１６：通信手段、１７：記憶手段、１８：判定手段、１９：表示手段、２０：絶縁トランス、２１a：スイッチ、２１b：スイッチ、２２：補助接続箱 
【図１】
2012130148.tif 000005
【図２】
2012130148.tif 000006
【図３】
2012130148.tif 000007
【図４】
2012130148.tif 000008
【図５】
2012130148.tif 000009