(57)【要約】【課題】  複数枚設置された太陽電池モジュールから落ち葉やタブ線の断線等により発電が低下している太陽電池モジュールを特定するための異常検知手段において、その構成部品である抵抗器は消費電力が大きいため、サイズが大きくなり設置スペースを広くとる必要がある。また発熱によって周囲の部品に温度的な影響を与えてしまうという課題があった。【解決手段】  太陽電池モジュールのバイパスダイオードに並列に、抵抗器、発光ダイオードを直列にした発電状態監視手段を、バイパスダイオードと発光ダイオードとが逆極性となるように接続する。正常発電時は発電状態監視手段が順方向にバイアスされて発光ダイオードを点灯させ、発電不能時は発電状態監視手段が逆方向にバイアスされて発光ダイオードを消灯させる。さらにいずれの場合も発電状態監視手段の消費電力は小さいので、サイズを小さくでき、他部品への温度的な影響も抑えられる。【選択図】        図５
2012094751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の太陽電池セルを電気的に直列接続した太陽電池セル群と、
前記太陽電池セル群と並列に接続されたバイパスダイオードと、
前記バイパスダイオードに並列に接続され、前記バイパスダイオードへの通電状態もしくは電圧印加状態に対応した表示を行う表示部を有する発電状態監視手段と、
を備えたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記発電状態監視手段は、前記表示部である発光ダイオードと、前記発光ダイオードに直列に接続され所定値以下の電流を前記発光ダイオードに流す電流制限手段とを有し、両端のうちの前記発光ダイオードのアノード側である一方の端が前記バイパスダイオードのカソード側と接続され、両端のうちの前記発光ダイオードのカソード側である他方の端が前記バイパスダイオードのアノード側と接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記バイパスダイオードは、複数個の第一のダイオードを直列に接続して構成され、
前記発電状態監視手段は、前記表示部である発光ダイオードと、所定値以下の電流を前記発光ダイオードに流す電流制限手段と、第二のダイオードとを有し、前記発光ダイオードと前記電流制限手段と前記第二のダイオードとは直列に接続され、かつ前記発光ダイオードの極性方向と前記第二のダイオードの極性方向とが一致し、前記発電状態監視手段の両端のうちの前記発光ダイオードのアノード側である一方の端が前記バイパスダイオードのアノード側と接続され、前記発電状態監視手段の両端のうちの前記発光ダイオードのカソード側である他方の端が前記バイパスダイオードのカソード側と接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記バイパスダイオードおよび前記発電状態監視手段を収納する端子ボックスを備え、
前記端子ボックスは、前記発電状態監視手段の前記表示部に相対する位置に表示窓を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記バイパスダイオードを収納する端子ボックスと、
表面保護材と、前記太陽電池セル群と、封止材と、裏面保護材とが積層された太陽電池パネルの外縁部を覆い、内部に前記発電状態監視手段の前記表示部を収納する枠体とを備え、
前記枠体は、前記発電状態監視手段の前記表示部に相対する表面側の位置に表示窓を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
複数枚の太陽電池セルを電気的に直列接続した太陽電池セル群と、
前記太陽電池セル群と並列に接続されたバイパスダイオードと、
前記バイパスダイオードに並列に接続され、前記バイパスダイオードへの通電状態もしくは電圧印加状態を検知し、その検知結果を出力する発電状態検知手段と
を備えた太陽電池モジュールと、
前記検知結果を入力し、前記検知結果に対応した表示を行う発電状態表示手段と、
前記太陽電池モジュールによって発電された直流電力を交流電力に変換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７】
前記発電状態検知手段は、フォトカプラと、前記フォトカプラの発光部に直列に接続され所定値以下の電流を前記フォトカプラの発光部に流す第一の電流制限手段とを有し、両端のうちの前記フォトカプラの発光部のアノード側である一方の端が前記バイパスダイオードのカソード側と接続され、両端のうちの前記フォトカプラの発光部のカソード側である他方の端が前記バイパスダイオードのアノード側と接続され、
前記発電状態表示手段は、発光ダイオードと、所定値以下の電流を前記発光ダイオードに流す第二の電流制限手段とを有し、前記発電状態表示手段の前記発光ダイオードと、前記第二の電流制限手段と、前記発電状態検知手段の前記フォトカプラの受光部とが直列に接続される
ことを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電システム。
【請求項８】
前記バイパスダイオードは、複数個の第一のダイオードを直列に接続して構成され、
前記発電状態検知手段は、フォトカプラと、所定値以下の電流を前記フォトカプラの発光部に流す第一の電流制限手段と、第二のダイオードとを有し、前記フォトカプラの発光部と前記第一の電流制限手段と前記第二のダイオードとは直列に接続され、かつ前記フォトカプラの発光部の極性方向と前記第二のダイオードの極性方向とが一致し、前記発電状態検知手段の両端のうちの前記フォトカプラの発光部のアノード側である一方の端が前記バイパスダイオードのアノード側と接続され、前記発電状態検知手段の両端のうちの前記フォトカプラの発光部のカソード側である他方の端が前記バイパスダイオードのカソード側と接続され、
前記発電状態表示手段は、発光ダイオードと、所定値以下の電流を前記発光ダイオードに流す第二の電流制限手段とを有し、前記発電状態表示手段の前記発光ダイオードと、前記第二の電流制限手段と、前記発電状態検知手段の前記フォトカプラの受光部とが直列に接続される
ことを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電システム。
【請求項９】
１枚あるいは複数枚の前記太陽電池モジュールを有するモジュールストリングと、
前記モジュールストリング１列あるいは複数列によって発電された直流電力を集電して前記パワーコンディショナに出力する接続箱とを備え、
前記発電状態表示手段は前記接続箱内に収納される
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項１０】
前記発電状態表示手段は前記パワーコンディショナ内に収納される
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
【請求項１１】
１枚あるいは複数枚の前記太陽電池モジュールを有するモジュールストリングと、
前記モジュールストリング１列あるいは複数列によって発電された直流電力を集電して前記パワーコンディショナに出力し、また前記モジュールストリング１列毎に電流経路を遮断する遮断手段を有する接続箱とを備え、
前記発電状態検知手段により前記バイパスダイオードに順電流が流れている状態を検知した際は、前記発電状態表示手段で前記バイパスダイオードに順電流が流れている状態である太陽電池セル群が発電不能な状態であることを表示するとともに、前記バイパスダイオードに順電流が流れている状態である太陽電池セル群を含む前記モジュールストリング１列の電流経路を前記遮断手段により遮断する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールおよびその太陽電池モジュールを使用した太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、一般に住宅の屋根や屋上等に太陽電池モジュールを複数枚直列あるいは直並列に設置して構成されている。また、太陽電池モジュールは、太陽電池セルを複数枚縦横に並べて一枚のパネル状に作製されたものである。
ところで、住宅の屋根等に設置された太陽電池モジュールの上に樹木や建物の影がかかったり、落ち葉が載ったりすると、それによって太陽光を遮られた太陽電池セルは発電することができなくなる。発電できない太陽電池セルは抵抗となるため、そこに電流が流れると発熱して温度上昇し、放置しておけば太陽電池セルの破壊に至ってしまう（ホットスポット現象）。
上記の不具合を防ぐために、一般に太陽電池モジュールでは構成する太陽電池セルに対し数枚毎にバイパスダイオードが接続されている。
落ち葉や影で発電できない太陽電池セルが存在する時、他の正常な太陽電池セルで発電された電流はその発電できない太陽電池セル部を迂回してバイパスダイオードに流れるため、その太陽電池セルでの温度上昇を回避することができる。また、太陽電池セル同士を電気的に接続しているタブ線が断線したような異常が生じた場合でも、その部分を迂回してバイパスダイオードに電流が流れるので、電流経路が寸断されるために他の正常な太陽電池モジュールでの発電が無駄になることを回避することができる。
【０００３】
しかし、落ち葉が載った状態やタブ線が断線した状態のままで太陽光発電システムを運転し続けることは、その部分での発電がなされない状態すなわち全体での出力が低下した状態が長期に亘って継続されることになり、使用者にとっては大きな不利益となる。
したがって上記のようなバイパスダイオードに迂回電流が流れるような状態が生じたら、できるだけ速やかにその原因を解消（落ち葉であれば清掃、断線であればモジュール交換など）する必要がある。
一般に住宅用太陽光発電システムなどでは、住宅の屋根の上に２０枚〜３０枚の太陽電池モジュールを設置しており、取り出す電圧値の関係から数枚の太陽電池モジュールを直列接続（以降モジュールストリングと呼ぶ）し、そのモジュールストリングをさらに並列接続していることが多い（例えば太陽電池モジュール８枚を直列接続して１組のモジュールストリングとしたものを３組並列に接続して総数２４枚の太陽電池モジュールで構成される太陽光発電システム）。このような構成において、発電できない太陽電池セルが発生した場合、それを含む太陽電池モジュールの出力は低下するので、モジュールストリングの出力電圧を１組毎に測定すれば、どのモジュールストリングに異常すなわち出力低下した太陽電池モジュールが含まれているかがわかる。ただし、そのモジュールストリングの中のどの太陽電池モジュールが異常なのかは、さらに一枚一枚の太陽電池モジュールの出力を測定しないと特定することができない。また、異常が発生したら速やかに原因を解消するためには、この出力測定作業を定期的に実施する必要がある。さらに、この出力測定作業は太陽電池モジュールが設置されている屋根の上で行うことになるため、安全面でも十分に考慮する必要があり、より手間がかかるものであった。
このような異常太陽電池モジュールの有無を調べ、また異常太陽電池モジュールを特定する作業が困難であるという問題を解決する従来技術としては、特許文献１に開示されているようなものがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２１２０９号公報（第３〜４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に住宅用太陽光発電システムなどに使用される太陽電池モジュールはパネル面積が１〜２［ｍ２］程度のものであり、これによって発電する直流電力の電流値は５〜１０［Ａ］程度となる。したがって影がかかるなどして発電不能となった太陽電池素子（太陽電池セル）があり、他の正常な太陽電池モジュールでの発電電流がその発電不能となった太陽電池素子（太陽電池セル）の部分を迂回してバイパスダイオードに流れたとすると、バイパスダイオードに流れる電流はやはり５〜１０［Ａ］程度となる。
ここで、先行技術文献に開示されているような構成においては、太陽電池モジュールの異常を知らせるための発光素子に直接このような大電流を流すことができないので、バイパスダイオードを流れる電流の大部分を発光素子と並列に接続されたシャント抵抗に流すように構成されている。このシャント抵抗の抵抗値は先行技術文献にも記載されているように、０．４〜０．６［Ω］が望ましい。この値は発光素子が発光するために必要な印加電圧を確保する上で適切である。
しかしながら、このシャント抵抗を０．５［Ω］として、そこに５［Ａ］の電流が流れたと仮定すると、そのシャント抵抗で消費される電力は、Ｉ２＊Ｒ＝５２＊０．５＝１２．５［Ｗ］にもなる。ところで、シャント抵抗等電気部品、電子部品は、その寿命や信頼性を確保するためにディレーティング（余裕）を考慮して、実際に消費する電力に対して２倍程度の定格電力とするのが一般的である。すなわち、上記の例の場合では、消費電力が１２．５［Ｗ］となるので、定格電力として２５［Ｗ］のシャント抵抗を使用することになる。定格電力２５［Ｗ］のシャント抵抗はその寸法も大きくなるため、シャント抵抗を収納するスペース（端子ボックスの寸法）が大きくなってしまうという問題があった。
さらに、このシャント抵抗では１２．５［Ｗ］もの電力消費があるため、発熱も大となり、近辺にバイパスダイオード、発光素子が配置されている場合、それらにも温度的に影響を与えて部品寿命や信頼性を低下させる恐れがあり、シャント抵抗をどこに設置するかというレイアウトにも配慮しなければならなかった。また、このシャント抵抗の発熱は近辺の太陽電池素子（太陽電池セル）に対しても温度を上昇させることになるが、太陽電池素子（太陽電池セル）は温度が高くなると発電効率が低下する特性であるため、シャント抵抗の発熱は太陽電池素子（太陽電池セル）の発電電力の低下をもたらすことにもなっていた。
【０００６】
この発明は、太陽電池モジュールに関する上記のような問題を解決するためになされたものであり、住宅の屋根上などに複数枚設置された太陽電池モジュールの異常の有無の検出および異常太陽電池モジュールの特定が簡単にできて、かつその検知手段の消費電力を小さくすることができる構成の太陽電池モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る太陽電池モジュールは、複数枚の太陽電池セルを電気的に直列接続した太陽電池セル群と、前記太陽電池セル群と並列に接続されたバイパスダイオードと、前記バイパスダイオードに並列に接続され、前記バイパスダイオードへの通電状態もしくは電圧印加状態に対応した表示を行う表示部を有する発電状態監視手段とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、太陽電池モジュールの太陽電池セル群に並列接続されているバイパスダイオードにさらに並列に発電状態監視手段を設けているので、異常な太陽電池セルが発生した場合には、全体のシステムの中に異常な太陽電池セルを含む太陽電池モジュールがあるのかどうか、またどの太陽電池モジュールが異常なのかをすぐに判断できるため、清掃や交換等が速やかに実行できるという効果をもたらす。また、発電状態監視手段が消費する電力が小さくて済むため、収納するスペースや場所に自由度が得られると共に、近辺の他の部品等に与える発熱が抑えられるので、太陽電池モジュールの寿命、信頼性が向上するという効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの表面側から見た平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの裏面側から見た平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの端子ボックス構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールのモジュールストリング構成図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの陸屋根架台設置図である。
【図７】この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの別の回路構成図である。
【図８】この発明の実施の形態２を示す太陽電池モジュールの表面側から見た平面部分図である。
【図９】この発明の実施の形態２を示す太陽電池モジュールの屋根上置架台設置図である。
【図１０】この発明の実施の形態３を示す太陽電池モジュールの回路構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態３を示す太陽電池モジュールの別の回路構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態４を示す太陽光発電システムのシステム構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態４を示す太陽光発電システムの太陽電池モジュールおよび接続箱の回路構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態４を示す太陽光発電システムの太陽電池モジュールおよび接続箱の別の回路構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態５を示す太陽光発電システムのシステム構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態６を示す太陽光発電システムのシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１、図２、図３、図４は、それぞれこの発明を実施するための実施の形態１における太陽電池モジュールの表面側から見た平面図、裏面側から見た平面図、回路構成図、端子ボックス構成図である。これらの図により、まず実施の形態１の構成を説明する。
図１、図２において、太陽電池モジュール１の概略構成を説明する。複数枚の太陽電池セル２が平面上に縦横に敷き並べられ、さらに各太陽電池セルのプラス電極と隣接する太陽電池セルのマイナス電極とがタブ線（図示せず）によって順次接続され、結果として全ての太陽電池セルが電気的に直列に接続されている。この直列接続された太陽電池セル全体の表面側および裏面側はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等の封止材（図示せず）で覆われ、さらにガラスなどの透光性の表面保護材３で覆われている。また裏面側もさらにＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）等による耐候性に優れた裏面保護材４で覆われ、全体として積層構造の太陽電池パネル５が形成される。その太陽電池パネル５の全周縁部にはコの字形状部を有する枠体６が取り付けられて太陽電池パネル５を補強し、さらに太陽電池パネル５の裏面に取り付けられた端子ボックス７において全体で直列構成になっている太陽電池セルの最もプラス側の電極にプラス側ケーブル８Ａが接続され、最もマイナス側の電極にマイナス側ケーブル８Ｂが接続されて、そのプラス側ケーブル８Ａおよびマイナス側ケーブル８Ｂは端子ボックス７の外部に引き出されている。また、外部に引き出された各ケーブルの先端にはコネクタが取り付けられており、隣接する他の太陽電池モジュール等との接続（電気的に直列接続）が可能になっている。各太陽電池セルで発電された太陽電池モジュールとしての総直流電力はこのプラス側ケーブル８Ａおよびマイナス側ケーブル８Ｂから太陽電池モジュールの外部に取り出すことができる。
【００１１】
図３により、太陽電池モジュール１の内部の回路構成について説明する。前述したように、太陽電池モジュール１内の太陽電池セル２はそのプラス電極と隣接する他の太陽電池セルのマイナス電極とをタブ線で接続し、それを順次繰り返すことによって、全ての太陽電池セル２が直列に接続された構成となっている。ところで、本実施の形態１における太陽電池モジュールは、図１に示したようにセル配列が８×４（１列８枚を４列）の場合を例として取り上げている。この太陽電池セルは以下のように直列接続されている。まず横１列（太陽電池セル８枚分）毎に全て直列接続されており、次に縦方向に隣り合う横１列どうしが終端部（右端あるいは左端）で接続されている。この横１列どうしの終端接続は、１列目と２列目の接続では左端、２列目と３列目の接続では右端というようにつづら折り式に接続されている。なお、この直列接続された太陽電池セルの横１列分はセルストリング１０と呼ばれる。図３には、上述した太陽電池セル間の接続、セルストリング１０間の接続の状態を模式的に示している。
図３において、１番上の列のセルストリング１０Ａの右端セルすなわちこの太陽電池モジュール１において最もプラス電位側にある太陽電池セルのプラス電極が端子９Ａと配線により接続されている。また、２列目のセルストリング１０Ｂの右端セルのマイナス電極と３列目のセルストリング１０Ｃの右端セルのプラス電極との接続部が端子９Ｂと配線により接続されている。さらに、１番下の列のセルストリング１０Ｄの右端セルすなわちこの太陽電池モジュール１において最もマイナス電位側にある太陽電池セルのマイナス電極が端子９Ｃと配線により接続されている。
【００１２】
端子９Ａと端子９Ｂとの間にはバイパスダイオード１２が接続されており、バイパスダイオード１２のカソードは端子９Ａ側、バイパスダイオード１２のアノードは端子９Ｂ側である。すなわち、バイパスダイオード１２は、１番上の列のセルストリング１０Ａと２列目のセルストリング１０Ｂとの直列回路（セルストリング２列分）に対して並列に挿入された構成となっている。このバイパスダイオード１２が挿入された単位の太陽電池セル群（本実施の形態ではセルストリング２列分）を便宜上セルサブアレイ１１と呼ぶことにする（一般に太陽電池モジュール内で直列接続されている太陽電池セル全体をセルアレイと呼んでいる）。また、端子９Ａと端子９Ｂとの間には、バイパスダイオード１２と並列に、発電状態監視手段１３が接続される。発電状態監視手段１３は、本実施の形態１では表示部とである発光ダイオード１４と電流制限手段である抵抗器１５との直列回路から構成されており、発電状態監視手段１３の両端のうち、発光ダイオード１４のアノード側である一方の端が端子９Ａと、発光ダイオード１４のカソード側である他方の端が端子９Ｂとそれぞれ接続される。なお、端子９Ｂと端子９Ｃとの間にも同様にバイパスダイオード１２および発電状態監視手段１３が接続される。これらの端子９Ａ、端子９Ｂ、端子９Ｃ、バイパスダイオード１２および発電状態監視手段１３は端子ボックス７内に収納されている。また、端子９Ａにはプラス側ケーブル８Ａが、端子９Ｃにはマイナス側ケーブル８Ｂがそれぞれ接続される。
上記においてはセル配列が８×４（１列８枚を４列）の場合の例で説明した。しかし、セルストリング１０のセル枚数、セルサブアレイ１１の構成、バイパスダイオード１２の接続位置などはこの限りではなく、別な構成であってもいい。例えば太陽電池モジュール１内のセル配列が１０×５の場合、１０×６の場合などであれば、それぞれの場合に合った好適な構成を取ることは適宜可能である。
【００１３】
図４により、端子ボックス７の内部における発電状態監視手段１３の構成について説明する。図４は端子ボックス７の蓋部を取り外した状態の外観図である。端子９Ａと端子９Ｂの間にバイパスダイオード１２、発光ダイオード１４、抵抗器１５が接続されている。また、端子９Ｂと端子９Ｃの間にもバイパスダイオード１２、発光ダイオード１４、抵抗器１５が接続されている。端子ボックス７の蓋部の発光ダイオード１４に相対する位置には、図２に示すように表示窓１６が設けられているので、蓋をした使用状態においても、発光ダイオード１４の点灯あるいは消灯状態をこの表示窓１６を通して確認することが可能である。
【００１４】
次に、図５を用いて、本実施の形態１の動作について説明する。図５は、太陽電池モジュールのモジュールストリング構成図である。複数枚の太陽電池モジュールが直列に接続された構成を模式的に示している。一般に、太陽電池モジュール１枚の出力電圧は２、３０［Ｖ］程度であるが、系統連系する太陽光発電システムにおいては太陽電池モジュールで発電された直流電圧を単相１００［Ｖ］あるいは２００［Ｖ］もしくは三相２００［Ｖ］といった交流電圧に変換する必要があるため、数枚の太陽電池モジュールを直列接続してモジュールストリングを構成することで太陽電池モジュール側からの出力電圧を大きくしている場合が多い。
図５において、複数枚の太陽電池モジュール１が直列に接続されて１つのモジュールストリング１７を構成している。それぞれの太陽電池モジュールが発電することによって、最上段に位置する太陽電池モジュール１Ａのプラス側ケーブル８Ａ部はモジュールストリング１７において最も高い電位となり、最下段に位置する太陽電池モジュール１Ｂのマイナス側ケーブル８Ｂ部はモジュールストリング１７において最も低い電位となる。このとき、モジュールストリング１７での発電電流は太陽電池モジュール１Ａのプラス側ケーブル８Ａ部から流れ出て、太陽電池モジュールの１Ｂのマイナス側ケーブル８Ｂ部に戻ってくる流れとなる。
【００１５】
ここで、全ての太陽電池セルが正常に発電できる状況であれば、太陽電池モジュール内での発電電流の流れ（正常時）１８Ａは図中の実線の矢印線で描かれたようになる。このときの発電状態監視手段１３の動作について、図中の太陽電池モジュール１Ａのセルサブアレイ１１Ａ部で説明する。正常時にはセルサブアレイ１１Ａに並列に接続されたバイパスダイオード１２Ａには迂回電流が流れない。そしてセルサブアレイ１１Ａの端子９Ａ側はプラス電位、端子９Ｂ側はマイナス電位となる。したがって、バイパスダイオード１２Ａには逆電圧が印加される状態となり、逆に発電状態監視手段１３Ａの発光ダイオード１４Ａは順方向に電圧印加されるため、電流が流れて発光する。例えばセルサブアレイ１１Ａが太陽電池セル１６枚で構成されていてセルサブアレイ１１Ａ全体での発電電圧が８Ｖだったとすると、抵抗器１５Ａを６２０［Ω］、発光ダイオード１４Ａの順方向電圧を２［Ｖ］とすれば、発光ダイオード１４Ａを流れる電流は約１０［ｍＡ］となり、適切な輝度で点灯することになる。抵抗器１５Ａは発光ダイオード１４Ａに流れる電流を所定値以下に抑える電流制限手段として働く。またこのとき、抵抗器１５Ａ、発光ダイオード１４Ａの消費電力はそれぞれ約６０［ｍＷ］、約１９［ｍＷ］と小さい値であり、発熱して自分自身や他の部品に温度的な影響を与えるレベルではない。
【００１６】
次に、ある太陽電池セルを覆うように落ち葉が載った場合を考える。その太陽電池セルには太陽光が当たらないので発電不能状態となる。この発電不能な太陽電池セルは抵抗として働くため、他の正常な太陽電池セルで発電された電流は、発電不能な太陽電池セルを含んで抵抗が大きくなったセルサブアレイ部を迂回してそのセルサブアレイに並列接続されているバイパスダイオードに流れることになる。この状態のときの動作を図５の太陽電池モジュール１Ｂ部で説明する。落ち葉１９が太陽電池モジュール１Ｂのセルサブアレイ１１Ｂ内のある太陽電池セルを覆い、その太陽電池セルは発電不能となって抵抗値が大きくなったとする。このとき太陽電池モジュール１Ｂの正常なセルサブアレイ１１Ｃなどで発電された電流は異常なセルサブアレイ１１Ｂを迂回して並列接続されているバイパスダイオード１２Ｂに流れる。この異常箇所における発電電流の流れ（迂回電流）１８Ｂは図中の点線の矢印線で描かれたようになる。ここで通電状態となっているバイパスダイオード１２Ｂの順方向電圧を１［Ｖ］とすると、カソード側すなわち端子９Ａはマイナス電位、アノード側すなわち端子９Ｂはプラス電位となる（端子９Ａからみた端子９Ｂの電位が１［Ｖ］）ので、発電状態監視手段１３Ｂの発光ダイオード１４Ｂは逆バイアスされることになり、電流が流れず発光しない。すなわち、消灯する。またこのとき、抵抗器１５Ｂ、発光ダイオード１４Ｂには電流が流れないのであるから消費電力は０であり、発熱もしない。なお、バイパスダイオードの順方向電圧は、ダイオードの種類や特性、また通電する電流の値などによってその値が変わってくるが、ここでは便宜上１［Ｖ］として考えた。
すなわち、本実施の形態１では、太陽電池モジュールが正常に発電している場合は発電状態監視手段が点灯すなわち発光ダイオードが点灯し、太陽電池モジュールの中の太陽電池セルが発電不能になると、その太陽電池セルを含むセルサブアレイの発電状態監視手段が消灯すなわち発光ダイオードが消灯するため、異常太陽電池モジュールの検出がリアルタイムで実施可能である。
【００１７】
図６は、この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの陸屋根架台設置図である。図６において、地上あるいは建物の屋上などの水平な面２０に基礎２１が設置され、その上に鋼材２２を用いて傾斜角を持たせた架台を組み立てられている。したがってその架台上に設置される太陽電池モジュール１は傾斜角を有しているため、太陽光がその表面により直角に近い状態で入射するので発電に寄与する光量が多くなり、発電量の大きいシステムとすることができる。このような陸屋根架台設置の太陽電池モジュールでは、陸屋根架台の裏側に回ることによって太陽電池モジュール１の背面を覘くことが可能である。すなわち太陽電池モジュール１の背面に取り付けられている端子ボックス７の表示窓１６から発光ダイオード１４の点灯あるいは消灯状態を確認することがたやすく実施できる。
【００１８】
図７は、この発明の実施の形態１を示す太陽電池モジュールの別の回路構成図である。図７においては、発電状態監視手段１３の電流制限手段として、抵抗器の代わりに定電流ダイオード２３を用いている。発光ダイオード１４に流す電流を所望の値例えば１０［ｍＡ］にするためには、ピンチオフ電流＝１０［ｍＡ］の定電流ダイオード２３を使用すればいい。なお、例えばセルサブアレイ１１が太陽電池セル１６枚で構成されていてセルサブアレイ１１全体での発電電圧が８［Ｖ］だったとして、発光ダイオード１４の順方向電圧を２［Ｖ］とすれば、定電流ダイオード２３、発光ダイオード１４の消費電力はそれぞれ約６０［ｍＷ］、約２０［ｍＷ］であり、この場合も発熱によって自分自身や他の部品に温度的な影響を与えるようなことはない。
【００１９】
以上のように、この実施の形態１では、太陽電池モジュールのセルサブアレイ毎に並列にバイパスダイオードを接続し、さらに発電状態監視手段を並列に接続するようにしたので、太陽電池セル上に落ち葉が載ったりして発電不能な太陽電池セルが生じた際に、発電状態監視手段の発光ダイオードの点灯あるいは消灯状態を確認することにより、数１０枚ある太陽電池モジュールのうちのどれが異常なのかを簡単に見つけることができ、かつ発電状態監視手段での消費電力が小さいので、定格電力が大きくてサイズも大きい部品を使用する必要がないためコンパクトに構成することが可能であり、また発熱による他の部品または自分自身への影響がないため発電状態監視手段の収納場所に苦慮することがなくなり、設計に自由度が生まれる。
さらに、発電状態監視手段を端子ボックス内に収納し、端子ボックスに表示窓を設けることにより、陸屋根架台設置システムの場合に太陽電池モジュールの裏側から簡単に点灯あるいは消灯状態の確認ができるという効果も得られる。
【００２０】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２における太陽電池モジュールの表面側から見た平面部分図である。図８において、太陽電池モジュール１の枠体６に表示窓２４が設けられている。表示窓２４の奥すなわち枠体６内部には発電状態監視手段１３の表示部である発光ダイオード１４が取り付けられている（図示せず）。実施の形態１では発電状態監視手段１３は端子ボックス内に設置されていたが、実施の形態２では発電状態監視手段１３は枠体６内に設置され、発電状態監視手段１３の両端と端子ボックス内のバイパスダイオード１２の両端側とが図示しないリード線によって接続されている。また、枠体６内部に取り付けられているのは発電状態監視手段１３の表示部である発光ダイオード１４のみとし、発電状態監視手段１３の電流制限手段である抵抗器１５もしくは定電流ダイオード２３は端子ボックス内にあって必要部をリード線によって接続されている構成でもよい。
これによって太陽電池モジュール１が正常状態であるか、あるいは太陽電池セルの上に落ち葉が載るなどして発電不能な異常状態であるかは、太陽電池モジュール１の枠体６の表示窓２４を覗くことで可能である。
【００２１】
図９は太陽電池モジュールの屋根上置架台設置図である。一般的な住宅用太陽光発電システムにおいては、住宅の屋根２５（切妻や寄棟など）の上に架台２６を設置し、その上に太陽電池モジュール１を固定して取り付けられる。したがって太陽電池モジュール１の裏面にある端子ボックス７の表示窓１６を確認することは容易ではない。しかし、前述のように発電状態監視手段１３の発光ダイオード１４を枠体６の内部に収納し、太陽電池モジュール１の表面側から確認できるようにしたので、屋根上置架台に設置された太陽電池モジュール１の場合でも発電状態監視手段１３を用いた太陽電池モジュール１の異常の有無を確認する作業が極めてやりやすくなる。
【００２２】
本実施の形態２では、以上のように太陽電池モジュールを構成したので、実施の形態１と同様に、発電不能な太陽電池セルが発生したとき、その太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを簡単に特定でき、かつそのための状態表示手段をコンパクトに構成して収納性を向上させるとともに状態表示手段の発熱による近辺の部品への温度的な影響をなくするという効果を有するものである。
さらに、発電状態監視手段の発光ダイオードを枠体の内部に収納し、枠体の発光ダイオードに相対する位置に表示窓を設けたので、屋根上置型設置の太陽電池モジュールの場合でも表面側から簡単に異常の有無の確認ができるという効果が得られる。
【００２３】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３における太陽電池モジュールの回路構成図である。
図１０において、セルサブアレイ１１Ａに並列接続されるバイパスダイオード１２Ａは、第一のダイオード２７を複数個直列接続したものである。また、発電状態監視手段１３Ａとしては、発光ダイオード１４Ａと、発光ダイオード１４Ａに流れる電流を所定値以下に抑える電流制限手段としての抵抗器１５Ａと、第二のダイオードとしての逆電流阻止ダイオード２８Ａとを直列に接続した回路を用いている。なお、発光ダイオード１４Ａと逆電流阻止ダイオード２８Ａとの極性すなわちアノード同士およびカソード同士の方向は揃えてある。また、発電状態監視手段１３Ａの両端のうち発光ダイオード１４Ａのアノード側である一方の端がバイパスダイオード１２Ａのアノード側の端子９Ｂと、発電状態監視手段１３Ａの両端のうち発光ダイオード１４Ａのカソード側である他方の端がバイパスダイオード１２Ａのカソード側の端子９Ａとそれぞれ接続される。セルサブアレイ１１Ｂ側の構成についても同様である。
【００２４】
ここで、セルサブアレイ内の全ての太陽電池セルが正常に発電できる状況であれば、太陽電池モジュール内での発電電流の流れ（正常時）１８Ａは図中の実線の矢印線で描かれたようになる。このときの発電状態監視手段１３Ａの動作について、図中のセルサブアレイ１１Ａ部で説明する。例えばセルサブアレイ１１Ａが太陽電池セル１６枚で構成されていて太陽電池セル１枚の発電電圧が０．５［Ｖ］程度だったとすると、図中のＶａ＝８［Ｖ］程度となる。すなわち、端子９Ａはプラス電位、端子９Ｂはマイナス電位となるので、バイパスダイオード１２Ａは逆バイアスとなり、バイパスダイオード１２Ａに電流は流れない。また、発電状態監視手段１３Ａの発光ダイオード１４Ａにとっても逆バイアスとなり電流が流れないため消灯となる。なお、逆バイアス電圧はＶａ＝８［Ｖ］程度であるため、発光ダイオード１４Ａの逆方向電圧の最大定格（一般に３［Ｖ］程度）を越えてしまい発光ダイオード１４Ａを破壊する恐れがある。したがってそれを防ぐために逆電流阻止ダイオード２８Ａを直列に接続している。
【００２５】
次に太陽電池モジュール１上に落ち葉１９が載って太陽電池セルへの光を遮った場合の発電状態監視手段１３Ｂの動作について、図中のセルサブアレイ１１Ｂ部で説明する。説明する。この場合はこの太陽電池セルが抵抗となるため、他の太陽電池モジュールあるいは他のセルサブアレイで正常に発電した電流はこの発電不能な太陽電池セルを含むセルサブアレイ１１Ｂを迂回して、並列に設けられているバイパスダイオード１２Ｂに流れる。この異常箇所における発電電流の流れ（迂回電流）１８Ｂは図中の点線の矢印線で描かれたようになる。すなわち、端子９Ｂはマイナス電位、端子９Ｃはプラス電位となり、端子９Ｂ−端子９Ｃ間にはＶｂ＝４［Ｖ］程度の電圧が生じる（第一のダイオード２７が４個直列であって、第一のダイオード２７の順方向電圧が１［Ｖ］程度だったと仮定する。第一のダイオードの順方向電圧は、ダイオードの種類や特性、また通電する電流の値などによってその値が変わってくるが、ここでは便宜上１［Ｖ］程度として考えた。）。ここで発光ダイオード１４Ｂの順方向電圧を２［Ｖ］、逆電流阻止ダイオード２８Ｂの順方向電圧を０．６［Ｖ］として抵抗器１５Ｂの抵抗値を１５０［Ω］とすれば、発光ダイオード１４Ｂの順方向電流は約９［ｍＡ］となり、適切な輝度で点灯することになる。
すなわち、本実施の形態３では、太陽電池モジュールが正常に発電している場合は発電状態監視手段が消灯すなわち発光ダイオードが消灯し、太陽電池モジュールの中の太陽電池セルが発電不能になると、そのセルを含むセルサブアレイの発電状態監視手段が点灯すなわち発光ダイオードが点灯するため、異常太陽電池モジュールの検出がリアルタイムで実施可能である。
また、本実施の形態３では、正常時に消灯、異常時に点灯する構成としたので、太陽光発電システムが稼動している状態の殆どの時間を占める正常発電時には発電状態監視手段に電流が流れないため、その間余分な電力を使用しないことになる。すなわち太陽電池モジュールによって発電した電力を全て有効に他の用途に使うことができるようになる。
【００２６】
図１１はこの発明の実施の形態３における太陽電池モジュールの別の回路構成図である。
図１１では図１０の電流制限手段としての抵抗器１５を定電流ダイオード２３に置き換えたものである。定電流ダイオード２３としてピンチオフ電流１０［ｍＡ］程度のものを選択することによって、図１０の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
本実施の形態３では、以上のように太陽電池モジュールを構成したので、実施の形態１と同様に、発電不能な太陽電池セルが発生したとき、その太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを簡単に特定でき、かつそのための状態表示手段をコンパクトに構成して収納性を向上させるとともに状態表示手段の発熱による近辺の部品への温度的な影響をなくするという効果を有するものである。
さらに発電状態監視手段の点灯／消灯の条件を、正常時に消灯、異常時に点灯とするようにしたので、システム稼動時の殆どの時間を占める正常運転時において発電状態監視のための電力消費がなく、発電した電力を他の用途に対しより有効に活用できるという効果がある。
【００２８】
実施の形態４．
図１２、図１３は、それぞれこの発明を実施するための実施の形態４における太陽光発電システムのシステム構成図、太陽光発電システムの太陽電池モジュールおよび接続箱の回路構成図である。
これらの図により、まず実施の形態４の構成を説明する。図１２において、太陽電池モジュールを数枚直列に接続したモジュールストリング１７が並列に設置されており、それらの各出力は接続箱２９に入力され、それぞれ開閉スイッチ３０に接続される。開閉スイッチ３０からの出力は逆流防止ダイオード３１を介してから１本の出力に集電され、パワーコンディショナ３２に入力される。パワーコンディショナ３２に入力された直流電力はＤＣ／ＤＣコンバータ３３により昇圧または降圧された後、インバータ３４に入力され、インバータ３４により交流電力に変換される。その交流電力は連系リレー３５を介してパワーコンディショナ３２から出力される。パワーコンディショナ３２の出力は住宅内の電気機器などの負荷（図示せず）で消費されるが、余剰分は電力系統３６に逆潮流され電力会社に売電することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３やインバータ３４はパワーコンディショナ３２内の制御手段３７により制御される。
モジュールストリング１７を構成する各太陽電池モジュールから、発電状態検知信号３８が出力され、接続箱２９内の発電状態表示手段３９に入力される。この部分について、図１３で詳細に説明する。
【００２９】
図１３において、太陽電池モジュール１のセルサブアレイ１１に並列接続されたバイパスダイオード１２にさらに並列に発電状態検知手段４０が接続されている。発電状態検知手段４０は第一の電流制限手段である抵抗器４１とフォトカプラ４２とから構成されており、抵抗器４１とフォトカプラ発光部４２ａが直列回路を構成している。抵抗器４１はフォトカプラ発光部４２ａに流れる電流を所定値以下に抑える。発電状態検知手段４０の両端のうちフォトカプラ発光部４２ａのアノード側であるの一方の端はバイパスダイオード１２のカソード側すなわち端子９Ａに接続され、発電状態検知手段４０の両端のうちフォトカプラ発光部４２ａのカソード側である他方の端はバイパスダイオード１２のアノード側すなわち端子９Ｂに接続されている。また、接続箱２９内には発電状態表示手段３９が設置されている。発電状態表示手段３９は電源４３、第二の電流制限手段としての抵抗器４４、発光ダイオード４５の直列回路を有し、発電状態検知手段４０のフォトカプラ受光部４２ｂの出力部が信号線によりさらに直列接続されて１つの回路を構成している。抵抗器４４は発光ダイオード４５に流れる電流を所定値以下に抑える。この発電状態表示手段３９は、各太陽電池モジュールのセルサブアレイに接続されている発電状態検知手段４０のそれぞれに対応して準備されている。ただし、電源４３は共用されている。
なお、この発電状態検知手段４０のフォトカプラ受光部４２ｂの出力部から発電状態表示手段３９に接続される信号が、図１２で示した発電状態検知信号３８である。
【００３０】
図１３により実施の形態４の動作について説明する。まず、太陽電池モジュール１のセルサブアレイ１１が正常に発電している場合、端子９Ｂから見て端子９Ａ部には例えば８［Ｖ］程度の電圧が生じている。このとき、バイパスダイオード１２には逆電圧が印加される状態となり、逆にフォトカプラ発光部４２ａは順方向にバイアスされるので、フォトカプラ発光部４２ａには電流が流れて発光し、それを受けてフォトカプラ受光部４２ｂのトランジスタはＯＮ状態となる。したがって、電源４３、抵抗器４４、発光ダイオード４５、フォトカプラ受光部４２ｂの直列回路が閉じ、発光ダイオード４５に電流が流れて発光する。
次に太陽電池セルが落ち葉などにより遮光されて発電不能となった場合、他のセルサブアレイや太陽電池モジュールで正常に発電された電流は発電不能となった太陽電池セルを含むセルサブアレイ１１を迂回してバイパスダイオード１２に流れる。ここで通電状態となっているバイパスダイオード１２の順方向電圧を１［Ｖ］とすると、端子９Ｂから見た端子９Ａの電圧は−１［Ｖ］となり、発電状態検知手段４０のフォトカプラ発光部４２ａは逆バイアス状態となり、電流が流れないため、フォトカプラ受光部４２ｂのトランジスタはＯＦＦ状態となる。したがって、電源４３、抵抗器４４、発光ダイオード４５、フォトカプラ受光部４２ｂの直列回路は開いた回路となり、発光ダイオード４５に電流が流れず発光しない。
【００３１】
すなわち、本実施の形態４では、太陽電池モジュール１のセルサブアレイ１１が正常に発電している場合は、接続箱２９内のその正常なセルサブアレイ１１に対応する発電状態表示手段３９が点灯すなわち発光ダイオード４５が点灯し、太陽電池モジュール１の中の太陽電池セルが発電不能になると、接続箱２９内のその発電不能な太陽電池セルを含むセルサブアレイに対応する発電状態表示手段３９が消灯すなわち発光ダイオード４５が消灯するため、異常太陽電池モジュールの検出がリアルタイムでしかも接続箱において集中的に確認することができる。
【００３２】
図１４は、この発明の実施の形態４における太陽光発電システムの太陽電池モジュールおよび接続箱の別の回路構成図である。図１４において、各セルサブアレイ１１に並列接続されたバイパスダイオード１２は複数個の第一のダイオードを直列接続したものである。また、バイパスダイオード１２に並列接続された発電状態検知手段４０は、第一の電流制限手段である抵抗器４１とフォトカプラ４２と第二のダイオードとしての逆電流阻止ダイオード４６から構成されており、逆電流阻止ダイオード４６と抵抗器４１とフォトカプラ発光部４２ａとが直列回路を構成している。また、フォトカプラ発光部４２ａのダイオードの極性と逆電流阻止ダイオード４６との極性は揃えてある。フォトカプラ発光部４２ａのアノード側である発電状態検知手段４０の一方の端はバイパスダイオード１２のアノード側すなわち端子９Ｂに接続され、フォトカプラ発光部４２ａのカソード側である発電状態検知手段４０の他方の端はバイパスダイオード１２のカソード側すなわち端子９Ａに接続されている。接続箱２９内の発電状態表示手段３９および発電状態検知手段４０のフォトカプラ受光部４２ｂとからなる回路構成は図１３と同じである。
【００３３】
この回路構成の例では、太陽電池モジュール１のセルサブアレイ１１が正常に発電している場合は、接続箱２９内のその正常なセルサブアレイに対応する発電状態表示手段３９が消灯すなわち発光ダイオード４５が消灯し、太陽電池モジュールの中のある太陽電池セルが発電不能になると、接続箱２９内のその異常太陽電池セルを含むセルサブアレイ１１に対応する発電状態表示手段３９が点灯すなわち発光ダイオード４５が点灯するため、異常太陽電池モジュールの検出がリアルタイムでしかも接続箱２９において集中的に確認することができる。
【００３４】
以上のように、この実施の形態４では、太陽電池モジュールのセルサブアレイ単位に並列にバイパスダイオードを接続し、さらに発電状態検知手段を並列に接続し、さらにその出力を受けて接続箱内の発電状態表示手段が動作するようにしたので、実施の形態１と同様に、発電不能な太陽電池セルが発生したとき、その太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを簡単に特定でき、かつそのための発電状態検知手段および発電状態表示手段をコンパクトに構成して収納性を向上させるとともに発電状態検知手段および発電状態表示手段の発熱による近辺の部品への温度的な影響をなくするという効果を有するものである。
さらに発電状態表示手段を接続箱内に収納したので、正常あるいは異常の確認を接続箱部で集中的に行うことができる。すなわち発電状態表示の確認のために太陽電池モジュール一枚一枚の設置場所に行く必要がなくなり、確認作業が効率的に行えるという効果がある。これは住宅の屋根の上に設置されたシステムの場合は、屋根の上での落下の危険を伴う作業をしなくて済むことになり、特に効果的である。
【００３５】
実施の形態５．
図１５は、この発明の実施の形態５における太陽光発電システムのシステム構成図である。図１５により、まず実施の形態５の構成を説明する。図１５において、モジュールストリング１７を構成する各太陽電池モジュールから、発電状態検知信号３８が出力され、パワーコンディショナ３２内の制御手段３７に入力される。なお、発電状態検知信号３８を出力する発電状態検知手段は、実施の形態４と同じ構成である。制御手段３７は、発電状態検知信号３８を入力し、その状態すなわち対応する太陽電池モジュールのセルサブアレイが正常なのか異常なのかを判定する。そしてその判定結果に基づいた表示信号をパワーコンディショナ３２内の発電状態表示手段４７に出力する。
発電状態表示手段４７は、各セルサブアレイ毎に発光ダイオードを対応させて構成されていてもよいし、また例えば７セグメントＬＥＤ数桁によって構成され、セルサブアレイ毎に番号あるいは記号を対応させておいて異常セルサブアレイが発生したときに対応する番号あるいは記号を表示するようにしてもよい。設置した太陽電池モジュールの枚数が多い場合は７セグメントＬＥＤ数桁の方がスペース的にもコスト的にも有効である。また、もともとパワーコンディショナ３２には運転状態や発電量等を表示するための表示手段（７セグメントＬＥＤや液晶表示板など）が搭載されていることが多いので、その表示手段を流用する構成とすればスペース的およびコスト的にさらに有効となる。
パワーコンディショナ３２内に発電状態表示手段４７を設置する本実施の形態５の場合、パワーコンディショナ３２は屋内に設置されている場合が一般的であるため、その表示の確認作業が屋外に出ることなく日常的に実施できる。
【００３６】
以上のように、この実施の形態５では、太陽電池モジュールのセルサブアレイ単位に並列にバイパスダイオードを接続し、さらに発電状態検知手段を並列に接続し、さらにその出力を受けてパワーコンディショナ内の発電状態表示手段が動作するようにしたので、実施の形態１と同様に、発電不能な太陽電池セルが発生したとき、その太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを簡単に特定でき、かつそのための発電状態検知手段をコンパクトに構成して収納性を向上させるとともに発電状態検知手段の発熱による近辺の部品への温度的な影響をなくするという効果を有するものである。
さらに発電状態表示手段をパワーコンディショナ内に収納したので、正常あるいは異常の確認をパワーコンディショナ部で集中的に行うことができる。すなわちセルサブアレイの状態確認のために太陽電池モジュール一枚一枚の設置場所に行く必要がないのは勿論のこと、屋内にいながらにして実施できるため、確認作業がさらに効率化されるという効果がある。
【００３７】
実施の形態６．
図１６は、この発明の実施の形態６における太陽光発電システムのシステム構成図である。図１６により、まず実施の形態６の構成を説明する。図１６において、モジュールストリング１７を構成する各太陽電池モジュールから、発電状態検知信号３８が出力され、パワーコンディショナ３２内の制御手段３７に入力される。なお、発電状態検知信号３８を出力する発電状態検知手段は、実施の形態４と同じ構成である。制御手段３７は、発電状態検知信号３８を入力し、その状態すなわち対応する太陽電池モジュールのセルサブアレイが正常なのか異常なのかを判定する。そしてその判定結果に基づいた表示信号をパワーコンディショナ３２内の発電状態表示手段４７に出力する。制御手段３７は、さらに判定結果に基づいたモジュールストリング遮断信号４８を出力する。接続箱２９内には遮断手段が設けられている。本実施の形態６ではこの遮断手段としてリレー４９が用いられている。リレーの接点４９ｂは対応するモジュールストリングの回路を遮断する位置に配置されている。例えば図１６に示すように接続箱２９内の開閉スイッチ３０と逆流防止ダイオード３１の間に挿入されている。また、リレーのコイル４９ａはパワーコンディショナ３２からのモジュールストリング遮断信号４８と連動している。すなわち、各太陽電池モジュールの発電状態検知手段からの発電状態検知信号３８によりセルサブアレイの異常を判定した制御手段３７は、該当するセルサブアレイを含むモジュールストリング１７に対してモジュールストリング遮断信号４８を出力して、遮断手段によりそのモジュールストリング１７の回路を開放する。
【００３８】
異常を検知してそれを表示しても、使用者が気付かずに使用し続ける場合がある。異常の原因は影や落ち葉によるものもあればタブ線の断線や、太陽電池セルそのものの異常等いろいろな場合が考えられる。何ら処置を施さずに使用し続けることは次の異常を誘発する恐れがないとは言いきれないため望ましいことではない。本実施の形態６では、異常表示とともに異常な部分を含むモジュールストリングの回路を遮断するので、上記のような誘発故障等の心配を回避することができ、より安心して使えるシステムを提供することができる。
【００３９】
本実施の形態６では、以上のように太陽電池モジュールおよび太陽光発電システムを構成したので、実施の形態１と同様に、発電不能な太陽電池セルが発生したとき、その太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを簡単に特定でき、かつそのための発電状態検知手段をコンパクトに構成して収納性を向上させるとともに発電状態検知手段の発熱による近辺の部品への温度的な影響をなくするという効果を有するものである。
さらに異常のあるモジュールストリングの回路を開放する遮断手段を設けたので、異常状態のまま運転を継続してそれに伴う別な異常を誘発するような恐れを回避することができるという効果がある。
【符号の説明】
【００４０】
１  太陽電池モジュール
２  太陽電池セル
６  枠体
７  端子ボックス
１１  セルサブアレイ
１２  バイパスダイオード
１３  発電状態監視手段
１４  発光ダイオード
１５  抵抗器
１６  表示窓
１７  モジュールストリング
２３  定電流ダイオード
２４  表示窓
２７  第一のダイオード
２８  逆電流阻止ダイオード
２９  接続箱
３２  パワーコンディショナ
３９  発電状態表示手段
４０  発電状態検知手段
４１  抵抗器
４２  フォトカプラ
４２ａ  フォトカプラ発光部
４２ｂ  フォトカプラ受光部
４４  抵抗器
４５  発光ダイオード
４６  逆電流阻止ダイオード
４７  発電状態表示手段
４９  リレー
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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