(57)【要約】【課題】過剰な品質の主開閉器や電力線などの機器や部品を必要とせず、妥当な品質の機器や部品を備えつつ、太陽電池モジュールの出力が定格出力を上回った場合であってもシステム全体の停止や機器や部品の損傷に至ることを防止可能であり、信頼性、経済性に優れる太陽光発電システムを提供する。【解決手段】太陽光発電システム１は、並列接続する複数の分岐線２を有する電力線３と、分岐線２に接続する太陽電池ストリング６と、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、太陽電池ストリング６から最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値を超える場合、最大電力追従制御を中止して太陽電池ストリング６の動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに電力線３に電気的に接続して太陽電池ストリング６を電力系統に連系するパワーコンディショナ７と、を備える。【選択図】  図１
2012160667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、
前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、
前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、
前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、
それぞれの前記分岐線に電気的に接続して記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値を超えると前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの少なくとも１つを前記分岐線から解列する複数の開閉器と、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
前記開閉器は、前記測定結果が前記所定の電流値以下に復帰すると閉じることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、
前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングに対する日射強度を測定する日射計と、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの温度もしくは前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの雰囲気温度を測定する温度計と、
前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は、太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングを電気的に並列接続する電力線と、太陽電池が出力する電力を電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムが知られている。近年、所謂メガソーラーシステムと呼ばれ、１ＭＷを越える発電能力を有する太陽光発電システムの開発が進んでいる。メガソーラーシステムは、数十Ｗの発電能力を有する太陽電池モジュールを数千枚以上備える太陽光発電システムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、太陽光発電システムは、太陽電池モジュール、太陽電池ストリングおよびパワーコンディショナの他に、太陽電池モジュールおよび太陽電池ストリングを回路から個別に切り離し可能な太陽電池側開閉器や、太陽電池の出力を１か所にまとめてパワーコンディショナに接続する回路の途中を切り離し可能な主開閉器を備える。
【０００５】
これら、パワーコンディショナ、太陽電池側開閉器、主開閉器および電力線や、これらを接続するための端子台など、従来の太陽光発電システムを構成する機器や部品は、太陽電池モジュールの定格出力に基づいて選定が行われる。なお、太陽電池モジュールの定格出力は、基準状態（太陽電池モジュールの表面温度２５℃、分光分布ＡＭ１．５、日射強度１０００Ｗ／ｍ２）と呼ばれる条件下で測定する値である。
【０００６】
一方、極めて希ではあるものの、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングに対する日射強度が想定を超えるなどによって太陽電池モジュールの出力が定格出力を上回った場合、従来の太陽光発電システムは、主開閉器が自動遮断を起こしてシステム全体が停止に至ったり、電力線などの機器や部品の一部が発熱、発火するなどして当該部分を損傷したりする虞がある。そこで、従来の太陽光発電システムは、太陽電池モジュールの出力が定格出力を上回った場合におけるシステム全体の停止や、機器や部品の損傷を防止するために、太陽電池モジュールの定格出力に基づきつつも、これを大幅に超える耐性を有する過剰な品質の機器や部品の選定が行われる。
【０００７】
このように、過剰な品質の機器や部品を適用した従来の太陽光発電システムは、コスト高を招くものとなる。
【０００８】
そこで、本発明は、過剰な品質の主開閉器や電力線などの機器や部品を必要とせず、妥当な品質の機器や部品を備えつつ、太陽電池モジュールの出力が定格出力を上回った場合であってもシステム全体の停止や機器や部品の損傷に至ることを防止可能であり、信頼性、経済性に優れる太陽光発電システム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】
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る太陽光発電システムは、並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムは、並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、それぞれの前記分岐線に電気的に接続して記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値を超えると前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの少なくとも１つを前記分岐線から解列する複数の開閉器と、を備え、前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流を測定し、これらの測定結果が予め定める所定の電流値を超えると前記開閉器の少なくとも１つを開くことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムは、並列接続する複数の分岐線を有する電力線と、前記分岐線に接続する太陽電池モジュールまたは電気的に直列接続する複数の前記太陽電池モジュールを有して前記分岐線に接続する太陽電池ストリングと、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングに対する日射強度を測定する日射計と、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの温度もしくは前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの雰囲気温度を測定する温度計と、前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングから最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、前記日射計の測定結果および前記温度計の測定結果から前記分岐線に流れる電流または前記電力線に合流する電流が前記所定の電流値を超える場合、前記最大電力追従制御を中止して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングの動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに前記電力線に電気的に接続して前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングを電力系統に連系するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムに適用する太陽電池モジュールの電流−電圧特性および電力−電圧特性の一例を示す図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る太陽光発電システムの実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明に係る太陽光発電システムの第１実施形態について、図１から図２を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る太陽光発電システム１は、並列接続する複数の分岐線２を有する電力線３と、電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュール５を有して分岐線２に接続する太陽電池ストリング６と、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値以下の場合、太陽電池ストリング６から最大出力を取り出す最大電力追従制御を行い、他方、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値を超える場合、最大電力追従制御を中止して太陽電池ストリング６の動作点を最大電力点から外して制御を行うとともに電力線３に電気的に接続して太陽電池ストリング６を電力系統１０１に連系するパワーコンディショナ７と、を備える。
【００１７】
また、太陽光発電システム１は、分岐線２から太陽電池ストリング６を個別に切り離し可能な太陽電池側開閉器１１と、分岐線２に流れる電流を測定する太陽電池側変流器１２と、太陽電池ストリング６に対する逆電流の回り込みを阻止する逆流防止素子１３と、太陽電池ストリング６の出力を１か所にまとめてパワーコンディショナ７に接続する電力線３の途中を切り離し可能な主開閉器１５と、電力線３に合流する電流を測定する主変流器１６と、太陽電池側変流器１２および主変流器１６の測定結果を取得する監視部１８と、太陽電池側変流器１２または主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えると最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する監視制御部１９と、を備える。
【００１８】
さらに、太陽光発電システム１は、電力線３の一部、太陽電池側開閉器１１、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視部１８を収納する端子箱２１を備える。太陽光発電システム１は、端子箱２１を複数設けて、太陽電池ストリング６、太陽電池側開閉器１１、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視部１８を有するユニットを複数、電気的に並列に接続することができる。
【００１９】
なお、太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング６に代えて単体の太陽電池モジュール５を電気的に並列接続するものでも良く、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６の数量は合計２つ以上であればいくつでも良い。
【００２０】
また、太陽光発電システム１は、分岐線２によって並列接続する複数の太陽電池ストリング６によって所望の発電能力を得る。太陽光発電システム１は、小規模な太陽光発電システムからメガソーラーシステムのような大規模な太陽光発電システムまで、必要数の太陽電池モジュール５もしくは太陽電池ストリング６またはこの両方を接続することができる。
【００２１】
電力線３は、それぞれの分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………で太陽電池ストリング６から出力を取り出し、合流してパワーコンディショナ７へ送る。
【００２２】
太陽電池モジュール５は、数十Ｗの発電能力を有し、長方形状の受光面で光を受けて発電する。複数の太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………は、電力線３によって電気的に並列接続し、パワーコンディショナ７に電力を送る。なお、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６を総称して、単に「太陽電池５、６」と呼ぶ。
【００２３】
パワーコンディショナ７は、太陽電池５、６が出力する直流電力を所定周波数（例えば、商用電源周波数）の交流電力に変換し、交流系統に接続する負荷設備（図示省略）に電力供給したり、電力系統１０１に並列接続して電力供給したりする。また、パワーコンディショナ７は、日射強度や太陽電池５、６の表面温度によって太陽電池５、６の出力が変動するために、最大出力点を追従するように太陽電池５、６の動作点を変化して太陽電池５、６の最大電力を取り出す最大電力追従制御（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）を行う。最大電力追従制御は、パワーコンディショナ７の直流動作電圧もしくは直流電流またはこれらの両方を一定時間間隔でわずかに変動し、そのときの太陽電池５、６の出力電力と前回の出力電力記憶値とを比較して常に太陽電池５、６の出力電力が大きくなるようにパワーコンディショナ７の直流動作電圧もしくは直流電流またはこれらの両方を変化する。
【００２４】
それぞれの太陽電池側開閉器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、………は、同じ分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………に接続する太陽電池５、６の保守、点検時または太陽電池５、６に故障が発生したとき、分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………から太陽電池５、６を切り離す。他方、主開閉器１５は、電力線３から全ての太陽電池５、６を切り離す。太陽電池側開閉器１１および主開閉器１５は、例えば配線用遮断器である。
【００２５】
それぞれの太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………は、それぞれの分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………に流れる電流を測定して太陽電池５、６の出力電流を測り、監視部１８へ測定結果を出力する。他方、主変流器１６は、電力線３に接続する太陽電池５、６の総出力電流を測り、監視部１８へ測定結果を出力する。
【００２６】
それぞれの逆流防止素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、………は、例えばダイオードであり、太陽電池５、６に逆向きの電流が流れることを防止する。例えば、太陽電池５、６の一部が日影になった場合、並列接続する太陽電池間の出力電圧が不均衡になり日影になった太陽電池５、６に逆向きの電流が流れてしまうため、逆流防止素子１３は、この逆電流を防止する。
【００２７】
監視部１８は、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）および主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）を一定時間間隔で順次にサンプリングし、データ形式を整えて監視制御部１９へ出力する。
【００２８】
監視制御部１９は、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）および主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）を監視部１８から取得する。監視制御部１９が最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力するための条件である所定の電流値は、従来の太陽光発電システムのような過剰な安全率を必要とせず、太陽電池モジュール５の定格出力と同程度でよい。
【００２９】
パワーコンディショナ７は、監視制御部１９から指令信号ＷＰＣを受け取ると、最大電力追従制御を中止し、太陽電池５、６の動作点を変化して太陽電池５、６の非最大電力を取り出す非最大電力追従制御を行う。
【００３０】
ここで、太陽電池モジュール５の電流−電圧特性および電力−電圧特性を参照してパワーコンディショナ７の最大電力追従制御および非最大電力追従制御について説明する。
【００３１】
図２は、本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システムに適用する太陽電池モジュールの電流−電圧特性および電力−電圧特性の一例を示す図である。
【００３２】
なお、図２は、日射強度が異なる場合における太陽電池モジュール５の電流−電圧特性および電力−電圧特性の一例を示す。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール５は、日射強度１０００Ｗ／ｍ２の場合、電流−電圧特性曲線Ａ１、電力−電圧特性曲線Ｗ１の特性となり、日射強度１２００Ｗ／ｍ２の場合、電流−電圧特性曲線Ａ２、電力−電圧特性曲線Ｗ２の特性となり、日射強度が高くなるほど出力を増す。
【００３４】
先ず、パワーコンディショナ７の最大電力追従制御は、太陽電池モジュール５の動作点が曲線Ｗ１のａ点にあるとき、動作電圧を高くして太陽電池モジュール５の動作点を曲線Ｗ１のｂ点に変化する（実線矢ＭＰＰＴ１）。他方、パワーコンディショナ７の最大電力追従制御は、太陽電池モジュール５の動作点が曲線Ｗ１のｄ点にあるとき、動作電圧を低くして太陽電池モジュール５の動作点を曲線Ｗ１のｃ点に変化する（実線矢ＭＰＰＴ２）。パワーコンディショナ７の最大電力追従制御は、この２つの制御を継続することで太陽電池モジュール５の動作点を常に最大出力点ｅ付近に調整する。
【００３５】
次に、パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御について説明する。
【００３６】
ところで、所定の電流値を太陽電池モジュール５の定格出力に定める場合、所定の電流値は、曲線Ａ１の最大値になる（図２中の破線Ｓ）。なお、所定の電流値は、太陽電池モジュール５の定格出力に若干の安全率を見込んでも良いが、説明を簡単にするために安全率＝１．０とする。仮に、日射強度が大きく、例えば日射強度１２００Ｗ／ｍ２になると、太陽電池モジュール５は曲線Ｗ２に沿って動作する。このとき、パワーコンディショナ７の最大電力追従制御を継続すると、太陽電池モジュール５の動作点は最大出力点ｆに向かい、電流値ｆａは所定の電流値を超えることになる。
【００３７】
そこで、本実施形態に係る太陽光発電システム１は、非最大電力追従制御を行う。
【００３８】
監視制御部１９は、太陽電池側変流器１２または主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えるので最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する。パワーコンディショナ７は、指令信号ＷＰＣを受け取ると非最大電力追従制御を開始する。
【００３９】
パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御は、太陽電池モジュール５の出力電流が曲線Ａ２のうち破線Ｓより上側にあるとき、動作電圧を高くして太陽電池モジュール５の動作点を曲線Ｗ２のｇ点に変化する。このとき、太陽電池モジュール５の動作点は最大出力点ｆに向かい、電流値ｇａは所定の電流値を下回る。パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御は、この制御を継続することで太陽電池モジュール５の動作点を常に最大出力点ｆ以下のｇ点付近に調整する。
【００４０】
なお、パワーコンディショナ７は、適宜の時間経過の後または適宜に出力が低下した後、非最大電力追従制御を解除して最大電力追従制御を再開する。
【００４１】
本実施形態に係る太陽光発電システム１は、パワーコンディショナ７の非最大電力追従制御によって太陽電池５、６の動作点を調整し、太陽電池５、６の出力電流を予め定める所定の電流値以下に抑制することができる。これによって、太陽光発電システム１は、仮に太陽電池５、６に対する日射強度が想定を超えるなどしても太陽電池５、６の出力を所望に抑制できる。ひいては、太陽光発電システム１は、過剰な品質の機器や部品を選定しなくても、太陽電池５、６の出力を適宜（例えば、定格出力程度）に抑制して、システム全体の停止や、機器や部品の損傷を防ぐとともに、妥当な品質の機器や部品を選定して費用を低減できる。
【００４２】
［第２の実施形態］
本発明に係る太陽光発電システムの第２実施形態について、図３を参照して説明する。
【００４３】
図３は、本発明の第２実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図である。
【００４４】
本実施形態に係る太陽光発電システム１Ａにおいて第１実施形態の太陽光発電システム１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４５】
図３に示すように、本実施形態に係る太陽光発電システム１Ａは、並列接続する複数の分岐線２を有する電力線３と、電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュール５を有して分岐線に接続する太陽電池ストリング６と、それぞれの分岐線２に電気的に接続して分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流が予め定める所定の電流値を超えると太陽電池ストリング６の少なくとも１つを分岐線２から解列する複数の太陽電池側開閉器２５と、を備える。
【００４６】
また、太陽光発電システム１Ａは、太陽電池側変流器１２と、逆流防止素子１３と、主開閉器１５と、主変流器１６と、太陽電池側変流器１２および主変流器１６の測定結果を取得し、これらの測定結果が予め定める所定の電流値を超えると太陽電池側開閉器２５の少なくとも１つを開く監視制御部２６と、監視制御部２６に接続する遠隔監視制御部２７と、を備える。
【００４７】
さらに、太陽光発電システム１Ａは、電力線３の一部、太陽電池側開閉器２５、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視制御部２６を収納する端子箱２１を備える。太陽光発電システム１Ａは、端子箱２１を複数設けて、太陽電池ストリング６、太陽電池側開閉器２５、太陽電池側変流器１２、逆流防止素子１３、主開閉器１５、主変流器１６および監視制御部２６を有するユニットを複数、電気的に並列に接続することができる。
【００４８】
なお、太陽光発電システム１Ａは、太陽電池ストリング６に代えて単体の太陽電池モジュール５を電気的に並列接続するものでも良く、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６の数量は合計２つ以上であればいくつでも良い。
【００４９】
また、太陽光発電システム１Ａは、分岐線２によって並列接続する複数の太陽電池ストリング６によって所望の発電能力を得る。太陽光発電システム１は、小規模な太陽光発電システムからメガソーラーシステムのような大規模な太陽光発電システムまで、必要数の太陽電池モジュール５もしくは太陽電池ストリング６またはこれらの両方を接続することができる。
【００５０】
それぞれの太陽電池側開閉器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、………は、例えば、電磁開閉器であり、同じ分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………に接続する太陽電池５、６の保守、点検時または太陽電池５、６に故障が発生したとき、分岐線２ａ、２ｂ、２ｃ、………から太陽電池５、６を切り離す（解列する）とともに、監視制御部２６から開閉できる。また、それぞれの太陽電池側開閉器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、………は、監視制御部２６が出力する指令信号（開指令信号ＯＰＳ１〜ＯＰＳｎ、閉指令信号ＣＬＳ１〜ＣＬＳｎ）によって開閉可能であるとともに、開閉の状態を表すステータス信号（開状態ステータス信号としてＯＰＳ１〜ＯＰｎ、閉ステータス信号としてＣＬ１〜ＣＬｎ）を監視制御部２６へ出力する。
【００５１】
監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）および主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）を一定時間間隔で順次にサンプリングし、データ形式を整えて遠隔監視制御部２７へ出力する。また、監視制御部２６は、太陽電池側開閉器２５のステータス信号（開状態ステータス信号としてＯＰＳ１〜ＯＰｎ、閉ステータス信号としてＣＬ１〜ＣＬｎ）を一定時間間隔で順次にサンプリングし、データ形式を整えて遠隔監視制御部２７へ出力する。
【００５２】
監視制御部２６が太陽電池側開閉器２５の少なくとも１つを開くよう太陽電池側開閉器２５に指令信号（開指令信号ＯＰＳ１〜ＯＰＳｎ）を出力するための条件である所定の電流値は、従来の太陽光発電システムのような過剰な安全率を必要とせず、太陽電池モジュール５の定格出力と同程度でよい。
【００５３】
監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２の測定結果が予め定める所定の電流値を超えた場合、当該太陽電池側変流器１２と同じ分岐線２に接続する太陽電池側開閉器２５を開き、同じ分岐線２に接続する太陽電池５、６を切り離す。
【００５４】
例えば、監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２ａの測定結果が予め定める所定の電流値を超えた場合、少なくとも太陽電池側変流器１２ａと同じ分岐線２に接続する太陽電池側開閉器２５ａを開き、同じ分岐線２ａに接続する太陽電池ストリング６ａを切り離す。このとき、太陽電池ストリング６ａの他にも太陽電池ストリング６を切り離しても良い。また、監視制御部２６は、主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えた場合、複数の太陽電池側開閉器２５（例えば、太陽電池側開閉器２５ａ、太陽電池側開閉器２５ｂ）を開き、複数の太陽電池ストリング６（例えば、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ）を切り離す。
【００５５】
また、監視制御部２６は、太陽電池側変流器１２の測定結果が予め定める所定の電流値以下に復帰すると、開いている太陽電池側開閉器２５を閉じる。
【００５６】
例えば、監視制御部２６は、太陽電池側開閉器２５ａを開いた後、太陽電池側変流器１２ａの測定結果が予め定める所定の電流値以下に復帰すると、太陽電池側開閉器２５ａを閉じて太陽電池ストリング６ａを接続する。
【００５７】
遠隔監視制御部２７は、遠隔地において有人監視制御を実施可能にする装置であり、太陽電池側変流器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、………の測定結果（すなわち、太陽電池ストリング６ａ、６ｂ、６ｃ、………の出力電流Ｉ１〜Ｉｎ）、主変流器１６の測定結果（すなわち、太陽電池５、６の総出力電流Ｉ０）および太陽電池側開閉器２５のステータス信号（開状態ステータス信号としてＯＰＳ１〜ＯＰｎ、閉ステータス信号としてＣＬ１〜ＣＬｎ）を監視制御部２６から取得する。また、遠隔監視制御部２７は、監視制御部２６へ指令信号（開指令信号ＯＰＳ１〜ＯＰＳｎ、閉指令信号ＣＬＳ１〜ＣＬＳｎ）の出力を指令できる。
【００５８】
太陽光発電システム１Ａは、太陽電池側変流器１２または主変流器１６の測定結果が予め定める所定の電流値を超えると、太陽電池側開閉器２５の少なくとも１つを開き、太陽電池５、６を一時的に切り離すことによって、仮に太陽電池５、６に対する日射強度が想定を超えるなどしても電力線などの機器や部品に過電流が流れないようにすることが可能になり、システム全体の停止や、機器や部品の損傷を防ぐとともに、妥当な品質の機器や部品を選定して費用を低減できる。
【００５９】
［第３の実施形態］
本発明に係る太陽光発電システムの第３実施形態について、図４を参照して説明する。
【００６０】
図４は、本発明の第３実施形態に係る太陽光発電システムを示すブロック図である。
【００６１】
本実施形態に係る太陽光発電システム１Ｂにおいて第１実施形態の太陽光発電システム１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６２】
図４に示すように、本実施形態に係る太陽光発電システム１Ｂは、並列接続する複数の分岐線２を有する電力線３と、電気的に直列接続する複数の太陽電池モジュール５を有して分岐線２に接続する太陽電池ストリング６と、電力線３に電気的に接続して太陽電池ストリング６から最大出力を取り出す最大電力追従制御を行うとともに太陽電池ストリング６を電力系統１０１に連系するパワーコンディショナ７と、を備える。
【００６３】
また、太陽光発電システム１Ｂは、太陽電池側開閉器１１と、逆流防止素子１３と、主開閉器１５と、太陽電池ストリング６に対する日射強度を測定する日射計３１と、太陽電池ストリング６の温度もしくは太陽電池ストリング６の雰囲気温度を測定する温度計３２と、日射計３１の測定結果および温度計３２の測定結果から分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流を算出し、これらの算出結果が予め定める所定の電流値を超えると最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する監視制御部３３と、を備える。太陽光発電システム１Ｂは、日射計３１の測定結果および温度計３２の測定結果から分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流を算出し、これらの算出結果が予め定める所定の電流値を超えるとパワーコンディショナ７の最大電力追従制御を中止して太陽電池ストリング６の動作点を最大電力点から外して制御する。
【００６４】
さらに、太陽光発電システム１Ｂは、電力線３の一部、太陽電池側開閉器１１、逆流防止素子１３および主開閉器１５を収納する端子箱２１を備える。太陽光発電システム１Ｂは、端子箱２１を複数設けて、太陽電池ストリング６、太陽電池側開閉器１１、逆流防止素子１３および主開閉器１５を有するユニットを複数、電気的に並列に接続することができる。
【００６５】
なお、太陽光発電システム１Ｂは、太陽電池ストリング６に代えて単体の太陽電池モジュール５を電気的に並列接続するものでも良く、太陽電池モジュール５および太陽電池ストリング６の数量は合計２つ以上であればいくつでも良い。
【００６６】
また、太陽光発電システム１Ｂは、分岐線２によって並列接続する複数の太陽電池ストリング６によって所望の発電能力を得る。太陽光発電システム１Ｂは、小規模な太陽光発電システムからメガソーラーシステムのような大規模な太陽光発電システムまで、必要数の太陽電池モジュール５もしくは太陽電池ストリング６またはこれらの両方を接続することができる。
【００６７】
日射計３１は、太陽電池５、６の受光面における日射強度を測定可能なように太陽電池５、６の近傍に適宜に位置する。温度計３２は、太陽電池５、６の表面温度を測定可能なように太陽電池５、６の近傍に適宜に位置する。日射計３１および温度計３２は、太陽電池５、６の設置場所の広さに応じて適宜の間隔で複数配置しても良い。
【００６８】
監視制御部３３は、日射計３１の測定結果および温度計３２の測定結果から分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流を算出して推定する。監視制御部３３は、これらの算出結果である推定値が予め定める所定の電流値を超えると最大電力追従制御を中止するようパワーコンディショナ７に指令信号ＷＰＣを出力する。
【００６９】
本実施形態に係る太陽光発電システム１Ｂは、分岐線２に流れる電流または電力線３に合流する電流の推定値に基づくパワーコンディショナ７の非最大電力追従制御によって太陽電池５、６の動作点を調整し、太陽電池５、６の出力電流を予め定める所定の電流値以下に抑制することができる。これによって、太陽光発電システム１Ｂは、仮に太陽電池５、６に対する日射強度が想定を超えるなどしても太陽電池５、６の出力を所望に抑制できる。ひいては、太陽光発電システム１Ｂは、過剰な品質の機器や部品を選定しなくても、太陽電池５、６の出力を適宜（例えば、定格出力程度）に抑制して、システム全体の停止や、機器や部品の損傷を防ぐとともに、妥当な品質の機器や部品を選定して費用を低減できる。
【００７０】
したがって、本実施形態に係る太陽光発電システム１、１Ａ、１Ｂによれば、過剰な品質の主開閉器１５や電力線３などの機器や部品を必要とせず、妥当な品質の機器や部品を備えつつ、太陽電池モジュール５の出力が定格出力を上回った場合であってもシステム全体の停止や機器や部品の損傷に至ることを防止可能であり、信頼性、経済性に優れる。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ａ、１Ｂ  太陽光発電システム
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  分岐線
３  電力線
５  太陽電池モジュール
６、６ａ、６ｂ、６ｃ  太陽電池ストリング
７  パワーコンディショナ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  太陽電池側開閉器
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  太陽電池側変流器
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  逆流防止素子
１５  主開閉器
１６  主変流器
１８  監視部
１９  監視制御部
２１  端子箱
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ  太陽電池側開閉器
２６  監視制御部
２７  遠隔監視制御部
３１  日射計
３２  温度計
３３  監視制御部
１０１  電力系統
【図１】
2012160667.tif 000003
【図２】
2012160667.tif 000004
【図３】
2012160667.tif 000005
【図４】
2012160667.tif 000006