(57)【要約】【課題】太陽電池セルが遮光物に覆われたとき、太陽電池セルの発熱による事故を未然に防ぐことができる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】太陽電池モジュール１は、太陽電池セルＰＶ（ＰＶ１、ＰＶ２、・・・、ＰＶｎ）と、太陽電池セルＰＶに対応する位置に配置された光センサＰｓ（Ｐｓ１、・・・、Ｐｓｎ）とを備える。光センサＰｓは、太陽電池セルＰＶに照射される光を検知し、光センサＰｓの検知結果に基づいて、太陽電池セルＰＶを含む経路Ｋｅ（Ｋｅ１、・・・、Ｋｅｍ）の開閉を制御する制御手段３を備える。【選択図】図１
2012069922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルと、前記太陽電池セルに対応する位置に配置された光センサとを備える太陽電池モジュールであって、
前記光センサは、前記太陽電池セルに照射される光を検知し、
前記光センサの検知結果に基づいて、前記太陽電池セルを含む経路の開閉を制御する制御手段を備えること
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池セルに流れる電流を迂回させるバイパスダイオードと、
外部から前記太陽電池セルへ逆流する電流を阻止する逆流防止ダイオードとを備えること
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
周囲に配置された枠体を備え、
前記光センサは、前記枠体に取り付けられていること
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池モジュールであって、
前記光センサの周囲に配置され前記光センサの受光面が露出されるように開口された光規制部を備えること
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
前記光センサの検知結果を数値化して前記制御手段に伝送する数値化手段を備え、
前記制御手段は、数値化された検知結果に基づいて、前記経路の開閉を制御すること
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、
前記光センサの検知結果に対して予め設定された基準値を格納する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記光センサの検知結果と前記基準値とを比較して、光を検知した光センサを特定すること
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
前記制御手段は、前記経路を開放したとき、警告を発する警告手段に接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項６に記載の太陽電池モジュールの制御方法であって、
前記記憶手段に、予め設定されたインターバル毎に前記光センサの検知結果を記憶させるステップと、
前記制御手段に、前記光センサの検知結果に基づいて、遮光されている前記光センサを特定させるステップと、
前記制御手段に、前記光センサにおいて、連続して遮光されていると判断された検知結果の数が予め設定された設定回数を超えている場合には、前記経路を開放させることを指示させるステップとを含むこと
を特徴とする太陽電池モジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー資源を確保するため、様々な場所に太陽電池モジュールを設置することが検討されている。家庭などでは、例えば、屋根やベランダといった日常生活エリアに太陽電池モジュールを設置することが提案されている。その場合、布団や洗濯物といった遮光物によって、太陽電池モジュールが遮光される可能性がある。太陽電池モジュールの一部の太陽電池セルが遮光されると、遮光された太陽電池セルの発電量が低下し、抵抗が大きくなり異常発熱する、いわゆるホットスポット現象が発生する。発熱した太陽電池セルは、高温で破損したり、周囲の充填剤を発泡させて白濁させたりして、太陽電池モジュールの不具合に至る。
【０００３】
上述したホットスポット現象を防止するため、太陽電池セルに流れる電流を迂回させるバイパスダイオードを備えた太陽電池モジュールが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３４３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の太陽電池モジュールは、マトリックス状に配置された太陽電池セルの間に形成される領域にバイパスダイオードを配置している。つまり、太陽電池セルとバイパスダイオードとが互いに加熱しあうことを防ぐため、太陽電池セルとバイパスダイオードとを分散して配置することによって過熱を抑制し、太陽電池モジュールの信頼性の向上を図っている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セルが遮光されたとき、バイパスダイオードに電流が流れ続ける。その場合、バイパスダイオードが発熱し、例えば、自身が破損する、バイパスダイオードを固定する半田が融けるといった不具合が生じる。このような不具合によって、バイパスダイオードに電流を迂回させることができなくなり、太陽電池セルが発熱してしまう。つまり、太陽電池セルとバイパスダイオードとを分散して配置しても、バイパスダイオードに不具合が生じたとき、ホットスポット現象を防止できないという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、太陽電池セルが遮光物によって遮光されたとき、制御手段によって発電量が低下した太陽電池セルを含む経路の通電を止め、太陽電池セルの発熱による事故を未然に防ぐことができる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの制御方法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】
【０００８】
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、前記太陽電池セルに対応する位置に配置された光センサとを備える太陽電池モジュールであって、前記光センサは、前記太陽電池セルに照射される光を検知し、前記光センサの検知結果に基づいて、前記太陽電池セルを含む経路の開閉を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、太陽電池セルが遮光物によって遮光されたとき、制御手段によって発電量が低下した太陽電池セルを含む経路の通電を止め、太陽電池セルの発熱による事故を未然に防ぐことができる。
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルに流れる電流を迂回させるバイパスダイオードと、外部から前記太陽電池セルへ逆流する電流を阻止する逆流防止ダイオードとを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、太陽電池セルの発電量が低下したとき、バイパスダイオードによって、発電量が低下した太陽電池セルの通電を止めることができる。また、外部から逆流した電流による誤作動を防ぐことができる。また、制御手段によって、バイパスダイオードおよび逆流防止ダイオードの発熱、破損を防止することができる。
【００１２】
本発明に係る太陽電池モジュールは、周囲に配置された枠体を備え、前記光センサは、前記枠体に取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、光センサを太陽電池モジュールの周囲に配置することによって、太陽電池セルに照射される光が、光センサに阻害されない構造とすることができる。
【００１４】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記光センサの周囲に配置され前記光センサの受光面が露出されるように開口された光規制部を備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、光センサに入射する光の方向を限定することによって、光センサが光を検知する範囲が正確に確定できるので、それぞれの光センサに対応する太陽電池セルを識別することができる。
【００１６】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記光センサの検知結果を数値化して前記制御手段に伝送する数値化手段を備え、前記制御手段は、数値化された検知結果に基づいて、前記経路の開閉を制御することを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、より明確に光センサの受光状態を把握できるので、太陽電池セルが遮光物に覆われたかどうかを容易に判定することができる。
【００１８】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記光センサの検知結果に対して予め設定された基準値を格納する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記光センサの検知結果と前記基準値とを比較して、光を検知した光センサを特定することを特徴とする。
【００１９】
この構成によると、より明確に光センサの受光状態を把握できるので、太陽電池モジュールの一部か全体のいずれが遮光されているのかを容易に区別できる。
【００２０】
本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記制御手段は、前記経路を開放したとき、警告を発する警告手段に接続されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によると、太陽電池モジュールが遮光物に覆われたことを周囲に知らせることができる。
【００２２】
本発明に係る太陽電池モジュールの制御方法は、前記記憶手段に、予め設定されたインターバル毎に前記光センサの検知結果を記憶させるステップと、前記制御手段に、前記光センサの検知結果に基づいて、遮光されている前記光センサを特定させるステップと、前記制御手段に、前記光センサにおいて、連続して遮光されていると判断された検知結果の数が予め設定された設定回数を超えた場合には、前記経路を開放させることを指示させるステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
この構成によると、光センサが一定期間以上遮光されたときに経路を開放させ、一時的な障害に対しては経路を遮断しないので、発電効率が低下することを回避することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池セルが遮光物に覆われたとき、制御手段によって発電量が低下した太陽電池セルを含む経路の通電を止め、太陽電池セルの発熱による事故を未然に防ぐことができる。
【００２５】
また、本発明に係る太陽電池モジュールの制御方法は、光センサが一定期間以上遮光されたときに経路を開放させ、一時的な障害に対しては経路を遮断しないので、発電効率が低下することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す概略構成図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構造の一部を拡大した概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａの矢符Ｂ方向から透視的に見た状態の光センサの一例を示す透視断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｂに示す光センサの変形例を示す透視断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置した建築物の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるインターバルの設定および光センサの検知結果に対する基準値の一覧を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法におけるメインルーチンの処理フローを示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法における検知結果格納処理の処理フローを示すフロー図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法における経路開放処理の処理フローを示すフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法におけるインターバル設定処理の処理フローを示すフロー図である。
【図９】昼間時間帯データの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す概略構成図である。
【００２９】
本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、太陽電池セルＰＶ（ＰＶ１、ＰＶ２、・・・、ＰＶｎ）と、太陽電池セルＰＶに対応する位置に配置された光センサＰｓ（Ｐｓ１、・・・、Ｐｓｎ）とを備える。光センサＰｓは、太陽電池セルＰＶに照射される光を検知し、光センサＰｓの検知結果に基づいて、太陽電池セルＰＶを含む経路Ｋｅ（Ｋｅ１、・・・、Ｋｅｍ）の開閉を制御する制御手段３を備える。なお、以下では説明のため、太陽電池セルＰＶ１、ＰＶ２、・・・、ＰＶｎをまとめて太陽電池セルＰＶと呼び、光センサＰｓ１、・・・、Ｐｓｎをまとめて光センサＰｓと呼ぶことがある。
【００３０】
この構成によると、太陽電池セルＰＶが遮光物によって遮光されたとき、制御手段３によって発電量が低下した太陽電池セルＰＶを含む経路の通電を止め、太陽電池セルＰＶの発熱による事故を未然に防ぐことができる。
【００３１】
太陽電池モジュール１は、太陽電池セルＰＶに流れる電流を迂回させるバイパスダイオードＤｂ（Ｄｂ１、Ｄｂ２、・・・、Ｄｂｎ）と、外部から太陽電池セルＰＶへ逆流する電流を阻止する逆流防止ダイオードＤｓとを備える。なお、以下では説明のため、バイパスダイオードＤｂ１、Ｄｂ２、・・・、ＤｂｎをまとめてバイパスダイオードＤｂと呼ぶことがある。この構成によると、太陽電池セルＰＶの発電量が低下したとき、バイパスダイオードＤｂによって、発電量が低下した太陽電池セルＰＶの通電を止めることができる。また、外部から逆流した電流による誤作動を防ぐことができる。また、制御手段３によって、バイパスダイオードＤｂおよび逆流防止ダイオードＤｓの発熱、破損を防止することができる。
【００３２】
複数の太陽電池セルＰＶ１、ＰＶ２、・・・、ＰＶｎが、一端が接地された経路Ｋｅ１に直列に接続されており、それぞれの太陽電池セルＰＶ１、ＰＶ２、・・・、ＰＶｎには、バイパスダイオードＤｂ１、Ｄｂ２、・・・、Ｄｂｎが並列に接続されている。なお、本発明はこれに限定されず、例えば、直列に接続された複数の太陽電池セルＰＶ１、ＰＶ２、・・・、ＰＶｎに対して、１つのバイパスダイオードＤｂ１を並列に接続してもよい。
【００３３】
経路Ｋｅ１は、経路Ｋｅ１を開閉する開閉部材Ｓｗ１を備え、逆流防止ダイオードＤｓを介して出力端に接続されている。
【００３４】
光センサＰｓは、例えば、フォトダイオードやＣｄＳセルのような、光によって抵抗・導通が変化する素子であって、それぞれ入力切替手段７に接続されている。光センサＰｓの検知結果は、入力切替手段７から数値化手段４を介して制御手段３に伝送される。また、１つの光センサＰｓが複数の太陽電池セルＰＶに対応していてもよく、複数の光センサＰｓが１つの太陽電池セルＰＶに対応していてもよい。本実施の形態においては、２つの太陽電池セルＰＶ１、ＰＶ２に対応する位置に、光センサＰｓ１が配置されている。
【００３５】
入力切替手段７は、制御手段３からの信号によって、いずれの光センサＰｓの検知結果を数値化手段４に伝送するか切り替えるものである。
【００３６】
数値化手段４は、光センサＰｓの検知結果を数値化して制御手段３に伝送するものであって、例えば、Ａ／Ｄコンバータである。数値化手段４は、入力切替手段７と制御手段３とに接続されている。
【００３７】
制御手段３は、例えば、制御用ＩＣであって、開閉部材Ｓｗ１の動作を制御するものであって、後述する記憶手段５に接続されている。
【００３８】
なお、出力端には、経路Ｋｅ１と同様の経路をさらに接続しても構わない。本実施の形態において、出力端には逆流防止ダイオードＤｓを介してさらに、複数の太陽電池セルＰＶが接続された経路Ｋｅｍが接続されている。経路に設けられた開閉部材によって、それぞれの経路を開閉することができ、出力端に接続する経路の数は、適宜選択することができる。
【００３９】
経路Ｋｅｍは、経路Ｋｅ１と同様の構成であって、経路Ｋｅｍに接続された太陽電池セルＰＶに対応するように光センサＰｓが配置されている。経路Ｋｅｍは、経路Ｋｅ１と共通の入力切替手段７、数値化手段４および制御手段３に接続されている。また、制御手段３は、経路Ｋｅｍに対応する光センサＰｓの検知結果に基づいて、経路Ｋｅｍに設けられた開閉部材Ｓｗｍの動作を制御する。また、以下では説明のため、経路Ｋｅ１、・・・、Ｋｅｍをまとめて経路Ｋｅと呼び、開閉部材Ｓｗ１、・・・、Ｓｗｍをまとめて開閉部材Ｓｗと呼ぶことがある。
【００４０】
上述したように、太陽電池モジュール１は、光センサＰｓの検知結果を数値化して制御手段３に伝送する数値化手段４を備える。制御手段３は、数値化された検知結果に基づいて、経路Ｋｅの開閉を制御する。この構成によると、より明確に光センサＰｓの受光状態を把握できるので、太陽電池セルＰＶが遮光物に覆われたかどうかを容易に判定することができる。
【００４１】
太陽電池モジュール１は、光センサＰｓの検知結果に対して予め設定された基準値を格納する記憶手段５を備える。制御手段３は、光センサＰｓの検知結果と基準値とを比較して、光を検知した光センサＰｓを特定する。この構成によると、より明確に光センサＰｓの受光状態を把握できるので、太陽電池モジュール１の一部か全体のいずれが遮光されているのかを容易に区別できる。例えば、制御手段３は、光センサＰｓの検知結果が基準値を超えているとき、光センサＰｓに光が入射していると判断でき、光センサＰｓの検知結果が基準値を超えていないとき、光センサＰｓに光が入射していないと判断できる。
【００４２】
また、制御手段３によって、数値化された光センサＰｓの検知結果の平均値を算出し、算出した平均値を記憶手段５に格納してもよい。ここで、制御手段３は、算出した平均値とそれぞれの光センサＰｓの検知結果とを比較して、光を検知した光センサＰｓを特定する。
【００４３】
本実施の形態では、例えば、算出した平均値とそれぞれの光センサＰｓの検知結果とを比較して、検知結果が平均値の５０％より低い場合に、光センサＰｓに光が入射していないと判断する。平均値の５０％を基準としたのは、本発明では、遮光状態にある光センサＰｓを検知対象としているからである。
【００４４】
制御手段３は、経路Ｋｅを開放したとき、警告を発する警告手段６に接続されている。この構成によると、太陽電池モジュールが遮光物に覆われたことを周囲に知らせることができる。
【００４５】
制御手段３からの信号によって開閉部材Ｓｗが開かれたとき、警告手段６は、例えば、音や光といった警告を発する。
【００４６】
図２Ａは、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構造の一部を拡大した概略図である。
【００４７】
太陽電池モジュール１は、周囲に配置された枠体８を備える。光センサＰｓは、枠体８に取り付けられている。この構成によると、光センサＰｓを太陽電池モジュール１の周囲に配置することによって、太陽電池セルＰＶに照射される光が、光センサＰｓに阻害されない構造とすることができる。
【００４８】
太陽電池セルＰＶは、例えば、透光性基板Ｓｕｂの表面にマトリックス状に配列されたシリコン系薄膜太陽電池であって、透光性基板Ｓｕｂを透過した光を受光して発電する。なお、透光性基板Ｓｕｂは、太陽電池セルＰＶに光を照射させることができる材料で形成されていればよく、例えば、ガラスやポリカーボネート樹脂からなる基板を用いることができる。
【００４９】
枠体８は、上述した透光性基板Ｓｕｂの周囲を支持しており、枠体８を備えることによって、太陽電池モジュール１を、例えば、ベランダや屋根などの架台に容易に設置することができる。
【００５０】
光センサＰｓは、例えば、枠体８のそれぞれの辺に対して複数配置され、受光面を太陽電池セルＰＶに入射する光に向けるようにして、枠体８に取り付けられている。
【００５１】
図２Ｂは、図２Ａの矢符Ｂ方向から透視的に見た状態の光センサの一例を示す透視断面図であって、図２Ｃは、図２Ｂに示す光センサの変形例を示す透視断面図である。なお、図面の見易さを考慮して、ハッチングは省略する。
【００５２】
光センサＰｓの周囲には、光センサＰｓの受光面が露出されるように開口された光規制部９が配置されている。この構成によると、光センサＰｓに入射する光の方向を限定することによって、光センサＰｓが光を検知する範囲が正確に確定できるので、それぞれの光センサＰｓに対応する太陽電池セルＰＶを識別することができる。
【００５３】
光センサＰｓは、光を検知する受光素子２１、受光素子２１を保護するパッケージ部２２および受光素子２１を入力切替手段７に接続するための接続端子２３を備える。なお、以下では説明のため、光センサＰｓの受光面に対して直交する方向を厚さ方向Ｚと呼ぶ。
【００５４】
光規制部９は、光を遮光する材質で形成されており、厚さ方向Ｚにおいて受光素子２１より外部に向かって延伸するように形成されている。
【００５５】
本実施の形態においては、枠体８の一部が開口されており、開口された穴の内部に光センサＰｓが取り付けられている。
【００５６】
図２Ｃに示す変形例では、パッケージ部２２の表面に曲面状の収束曲面２２ｔが形成されており、光センサＰｓに入射する光は、収束曲面２２ｔによって収束され、受光素子２１に入射する。
【００５７】
図３は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールを設置した建築物の一例を示す説明図である。
【００５８】
建築物１０は、例えば、マンションや住宅などであって、ベランダ１１に太陽電池モジュール１が設置され、太陽電池モジュール１の一部が、例えば、布団や洗濯物といった遮光物１２によって覆われているため、太陽電池セルＰＶに入射する光が遮られている。このとき、太陽電池セルＰＶに対応する位置に配置された光センサＰｓは、太陽電池セルＰＶに入射する光が遮られたことを検知して、制御手段３に検知結果を伝送する。制御手段３は、開閉部材Ｓｗを制御して経路Ｋｅを開放する。経路Ｋｅを開放することによって、太陽電池セルＰＶを含む経路Ｋｅの通電が止められる。通電を止められた経路Ｋｅには、電流が流れないため、太陽電池セルＰＶおよびバイパスダイオードＤｂが発熱することを防止できる。
【００５９】
悪天候や夜間といった、太陽電池モジュール１全体に光が照射されない場合は、全ての光センサＰｓが光を検知しないため、制御手段３によって経路Ｋｅの通電が止められる。また、太陽電池モジュール１から離れた位置にある障害物によって、太陽電池モジュール１が部分的に日陰になっている場合、時間の経過に伴い太陽の位置が変化して、日陰になっている部分、面積が変化する。このとき、光を検知していない光センサＰｓの配置、数が変化することを判定することによって、太陽電池モジュール１の一部か全体のいずれが遮光されているのかを容易に区別できる。
【００６０】
＜制御方法＞
上述した太陽電池モジュール１において、光センサが一定期間以上遮光されたときに、経路を開放させる制御を行ってもよい。このような制御方法について、以下に詳述する。
【００６１】
制御手段３は、予め設定されたインターバル毎に光センサＰｓの検知結果を記憶手段５に記憶させる。記憶手段５では、光センサＰｓの検知結果が検知履歴データとしてＦＩＦＯ形式で記憶されている。つまり、検知履歴データには、インターバル毎の光センサＰｓの検知結果が複数記憶されており、記憶させる検知結果の数は適宜設定することができる。また、設定された数の検知結果が記憶された状態で、新たに検知結果を記憶させるときは、記憶手段５に記憶された検知結果のうち、最初のインターバルに記憶された検知結果を削除するように検知履歴データを更新する。例えば、インターバルを「１０秒」とし、記憶させる検知結果の数を「６」とすると、光センサＰｓの検知結果の変動履歴を１０秒毎に１分間にわたって記憶させることができる。
【００６２】
なお、制御手段３には、リアルタイムクロック（ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｃｌｏｃｋ：ＲＴＣ）が内蔵されていることが望ましい。制御手段３は、リアルタイムクロックから時刻を読み出すことで、現在の時刻、日付、およびインターバルの経過を把握する。
【００６３】
制御手段３は、記憶手段５に格納された基準値と光センサＰｓの検知結果とを比較して、光センサＰｓが遮光されているかどうかを判断する。なお、光センサＰｓの検知結果から算出した平均値と光センサＰｓの検知結果とを比較して遮光されているかどうかを判断してもよい。つまり、制御手段３は、光センサＰｓの検知結果に基づいて、遮光されている光センサＰｓを特定する。
【００６４】
制御手段３は、いずれかの光センサＰｓにおいて、連続して遮光されていると判断された検知結果の数が設定回数を超えた場合には、経路Ｋｅを開放させる。例えば、インターバルを「１０秒」とし、設定回数を「３」とした場合では、光センサＰｓが３０秒連続して遮光されたときに、光センサＰｓに対応する経路Ｋｅを開放させる。
【００６５】
上述したように、光センサＰｓが一定期間以上遮光されたときに経路Ｋｅを開放させる制御方法では、一時的な障害に対しては経路Ｋｅを遮断しないので、発電効率が低下することを回避することができる。また、遮光された状態が一定期間以上継続すると、経路Ｋｅが開放されて太陽電池セルＰＶへの通電を遮断するので、太陽電池セルＰＶの発熱を許容範囲内に収めることができる。なお、上述した一時的な障害とは、例えば、風で飛ばされた落ち葉、または鳥などの通過によって一時的に太陽電池モジュール１が遮光されることや、誘雷サージなどによる外部ノイズの影響で光センサＰｓの検知結果が異常となることが挙げられる。このような一時的な障害は長時間継続しないので、太陽電池セルＰＶの発電量は、すぐに元の状態に戻る。
【００６６】
また、上述したインターバルは、適宜設定することができ、光センサＰｓの検知結果または平均値に応じて変更してもよい。例えば、朝夕や曇天時など日射量が低い場合には、晴天時と比較してインターバルを長くし、太陽からの光を受光できない夜間では、さらにインターバルを長くしてもよい。インターバルを長くすることによって、制御手段３の動作頻度を下げることで、太陽電池モジュール１の省電力化を図ることができる。
【００６７】
本実施の形態では、予め設定された複数のインターバルが記憶手段５に格納されている。インターバルは、晴天時設定Ｔ１、曇天時設定Ｔ２、および夜間設定Ｔ３の３つが設定されており、晴天時設定Ｔ１は「１０秒」とされ、曇天時設定Ｔ２は「１分」とされ、夜間設定Ｔ３は「１時間」とされている。
【００６８】
また、本実施の形態では、インターバルを変更するかどうかを判断するための基準値として、晴天基準値Ｓ１および曇天基準値Ｓ２が記憶手段５に格納されている。晴天基準値Ｓ１は「６００Ｗ／ｍ2」とされ、曇天基準値Ｓ２は「４００Ｗ／ｍ2」とされているが、太陽電池モジュール１のサイズなどに応じて適宜設定すればよい。
【００６９】
なお、図４に本発明の実施の形態におけるインターバルの設定および光センサＰｓの検知結果に対する基準値の一覧を示す。
【００７０】
次に、図５ないし図８を参照して、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールにおいて、光センサが一定期間以上遮光されたときに経路を開放させる制御方法の処理フローを説明する。
【００７１】
図５は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法におけるメインルーチンの処理フローを示すフロー図である。
【００７２】
ステップＳ０１では、後述する図６に示す検知結果格納処理を実行する。
【００７３】
ステップＳ０２では、後述する図７に示す経路開放処理を実行する。
【００７４】
ステップＳ０３では、後述する図８に示すインターバル設定処理を実行して、処理を終了する。
【００７５】
なお、太陽電池モジュール１では、設定されたインターバル毎にメインルーチンを実行するように制御手段３が動作する。
【００７６】
図６は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法における検知結果格納処理の処理フローを示すフロー図である。
【００７７】
ステップＳ１１では、制御手段３によって、検知履歴データが更新される。ここで、検知履歴データを更新することによって、記憶手段５における検知結果を記憶させるための領域を確保することができる。
【００７８】
ステップＳ１２では、入力切替手段７によって、いずれの光センサＰｓの検知結果を数値化手段４に伝送するかを切り替える。なお、ステップＳ１２ないしステップＳ１４を繰り返して検知結果を伝送する光センサＰｓを指示する際には、一度指示された光センサＰｓは再び指示されない。
【００７９】
ステップＳ１３では、制御手段３によって、ステップＳ１２で切り替えられた光センサＰｓの検知結果を記憶手段５に格納させる。
【００８０】
ステップＳ１４では、太陽電池モジュール１に設けられた全ての光センサＰｓの検知結果を格納したかどうかが判断される。その結果、全ての光センサＰｓの検知結果を格納した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）には、検知結果格納処理を終了して、後述する経路開放処理を実行する。一方、全ての光センサＰｓの検知結果を格納していない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）には、ステップＳ１２へ戻る。
【００８１】
図７は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法における経路開放処理の処理フローを示すフロー図である。
【００８２】
ステップＳ２１では、制御手段３によって、数値化された光センサＰｓの検知結果の平均値が算出される。
【００８３】
ステップＳ２２では、制御手段３によって、受光状態を検知する経路Ｋｅが指定される。つまり、出力端に接続された経路Ｋｅのうちいずれか１つが指定される。なお、ステップＳ２２ないしステップＳ２７を繰り返して経路Ｋｅを指定する際には、一度指定された経路Ｋｅは再び指定されない。
【００８４】
ステップＳ２３では、制御手段３によって、ステップＳ２２で指定された経路Ｋｅに対応する光センサＰｓのいずれかが遮光されているかどうかを判断する。その結果、いずれかの光センサＰｓが遮光されている場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２４へ進む。一方、光センサＰｓが遮光されていない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）には、ステップＳ２６へ進む。
【００８５】
ステップＳ２４では、制御手段３によって、光センサＰｓが一定期間以上遮光されているかどうかを判断する。つまり、ステップＳ２３で遮光されていると判断された光センサＰｓにおいて、連続して遮光されていると判断された検知結果の数が設定回数を超えている場合には、光センサＰｓが一定期間以上遮光されていると判断し（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２５へ進む。一方、光センサＰｓが一定期間以上遮光されていないと判断した場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）には、ステップＳ２６へ進む。
【００８６】
ステップＳ２５では、制御手段３によって、ステップＳ２２で指定された経路Ｋｅを開放するように制御する。つまり、開閉部材Ｓｗを開放させて、遮光されている経路Ｋｅの太陽電池セルＰＶの通電を止める。なお、予め経路Ｋｅが開放されている場合は、経路Ｋｅを開放した状態を維持させる。
【００８７】
ステップＳ２６では、制御手段３によって、ステップＳ２２で指定された経路Ｋｅを閉止するように制御する。つまり、開閉部材Ｓｗを閉止させて、太陽電池セルＰＶを通電させる。なお、予め経路Ｋｅが閉止されている場合は、経路Ｋｅを閉止した状態を維持させる。
【００８８】
ステップＳ２７では、制御手段３によって、全ての経路Ｋｅが指定されたかどうかを判断する。その結果、全ての経路Ｋｅが指定された場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）には、経路開放処理を終了して、後述するインターバル設定処理を実行する。一方、全ての経路Ｋｅが指定されていない場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）には、ステップＳ２２へ戻る。
【００８９】
図８は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの制御方法におけるインターバル設定処理の処理フローを示すフロー図である。
【００９０】
ステップＳ３１では、制御手段３によって、リアルタイムクロックから現在の時刻を読み出す。
【００９１】
ステップＳ３２では、制御手段３によって、現在の時刻が昼間かどうかを判断する。なお、制御手段３は、予め設定された昼間時間帯に基づいて、昼間かどうかを判断する。例えば、「午前６時」から「午後６時」までを昼間時間帯と設定した場合、それ以外の時間帯が夜間と設定される。本実施の形態では、日付、日昇時間、および日没時間が対応付けられた昼間時間帯データが記憶手段５に記憶されており、制御手段３は、リアルタイムクロックから読み出した現在の日付に対応する「日昇時間」から「日没時間」までを昼間時間帯として設定する。なお、図９に昼間時間帯データの一例を示す。図９では、東京における昼間時間帯データを示したが、記憶手段５には、太陽電池モジュール１を設置する地域に対応した昼間時間帯データが格納されていればよい。また、複数の昼間時間帯データを記憶手段５に格納しておき、いずれか１つを選択してもよい。上述した昼間時間帯の設定に従い、現在の時刻が昼間である場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）には、ステップＳ３３へ進む。一方、現在の時刻が昼間でない場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）には、ステップＳ３９へ進む。
【００９２】
ステップＳ３３では、制御手段３によって、現在のインターバルが晴天時設定かどうかを判断する。その結果、現在のインターバルが晴天時設定でない場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）には、ステップＳ３４へ進む。一方、現在のインターバルが晴天時設定である場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ３７へ進む。
【００９３】
ステップＳ３４では、制御手段３によって、光センサＰｓの平均値が晴天基準値を超えているかどうかを判断する。その結果、平均値が晴天基準値を超えている場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）には、ステップＳ３５へ進む。平均値が晴天基準値を超えていない場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）には、ステップＳ３６へ進む。
【００９４】
ステップＳ３５では、制御手段３によって、インターバルを晴天時設定に変更して、インターバル設定処理を終了する。つまり、太陽電池モジュール１全体が充分な光を受光していると判断できるので、制御手段３の動作頻度を上げる。
【００９５】
ステップＳ３６では、制御手段３によって、インターバルを曇天時設定に変更して、インターバル設定処理を終了する。つまり、日射量が低下していると判断できるので、制御手段３の動作頻度を下げる。
【００９６】
ステップＳ３７では、制御手段３によって、光センサＰｓの平均値が曇天基準値より低いかどうかを判断する。その結果、平均値が曇天基準値を超えていない場合（ステップＳ３７：Ｙｅｓ）には、上述したステップＳ３６へ進む。一方、平均値が曇天基準値を超えている場合（ステップＳ３７：Ｎｏ）には、ステップＳ３８へ進む。
【００９７】
ステップＳ３８では、制御手段３によって、インターバルを変更しないことが指示され、インターバル設定処理を終了する。
【００９８】
ステップＳ３９では、制御手段３によって、インターバルを夜間設定に変更して、インターバル設定処理を終了する。つまり、太陽からの光を受光できないと判断できるので、制御手段３の動作頻度を下げる。
【００９９】
本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール１の制御方法は、記憶手段５に、予め設定されたインターバル毎に光センサＰｓの検知結果を記憶させるステップと、制御手段３に、光センサＰｓの検知結果に基づいて、遮光されている光センサＰｓを特定させるステップと、制御手段３に、光センサＰｓにおいて、連続して遮光されていると判断された検知結果の数が予め設定された設定回数を超えている場合には、経路Ｋｅを開放させることを指示させるステップとを含む。この構成によると、光センサＰｓが一定期間以上遮光されたときに経路Ｋｅを開放させ、一時的な障害に対しては経路Ｋｅを遮断しないので、発電効率が低下することを回避することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  太陽電池モジュール
３  制御手段
４  数値化手段
５  記憶手段
６  警告手段
７  入力切替手段
８  枠体
９  光規制部
２１  受光素子
２２  パッケージ部
２２ｔ  収束曲面
２３  接続端子
Ｄｂ１、Ｄｂ２、・・・、Ｄｂｎ  バイパスダイオード
Ｄｓ  逆流防止ダイオード
Ｋｅ１、・・・、Ｋｅｍ  経路
ＰＶ１、ＰＶ２、・・・、ＰＶｎ  太陽電池セル
Ｐｓ１、・・・、Ｐｓｎ  光センサ
Ｓｗ１、・・・、Ｓｗｍ  開閉部材
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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