(57)【要約】【課題】太陽光発電システムを設ける土地（サイト）の代表値に適した検出値を得ることができ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は、複数の第１太陽電池モジュールが所定の配置パターンに基づいてアレイ状に設置されている太陽電池アレイを備え、前記太陽電池アレイの外縁部に隣接して設置され、複数の第２太陽電池モジュールを接続した構成である太陽電池ストリングを少なくとも一つ備え、各第２太陽電池モジュールの出力または第２太陽電池モジュールの出力を第２太陽電池モジュールの全数以下の所定数毎にまとめた各第２太陽電池モジュール群出力を検出する検出部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１太陽電池モジュールが所定の配置パターンに基づいてアレイ状に設置されている太陽電池アレイを備え、
前記太陽電池アレイの外縁部に隣接して設置される第２太陽電池モジュールを少なくとも一つ備え、
各第２太陽電池モジュールの出力または第２太陽電池モジュールの出力を第２太陽電池モジュールの全数以下の所定数毎にまとめた各第２太陽電池モジュール群出力を検出する検出部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】
各第２太陽電池モジュールの受光面が前記太陽電池アレイの外側向きに傾いている請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記太陽電池アレイが、
各第１太陽電池モジュールを設置固定するための架台を備え、
前記架台上で、頂上部と谷間部が交互に形成される様に連なる複数の山型に各第１太陽電池モジュールを配列支持し、
前記各山型の一方向に傾く傾斜面となる各第１太陽電池モジュールの第１受光面と該各山型の他方向に傾く傾斜面となる他の各第１太陽電池モジュールの第２受光面とを交互に配列している請求項１または請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記検出部が前記太陽電池アレイの一部分の出力も検出する請求項１〜３のいずれか１項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】
本発明は、複数の太陽電池モジュールを備える太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の太陽電池モジュールを備える太陽光発電システムでは、複数の太陽電池モジュールが所定の配置パターンに基づいてアレイ状に設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９１８８９号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記所定の配置パターンには様々なパターンがあり（例えば特許文献１及び特許文献２参照）、また、複数の太陽電池モジュールが所定の配置パターンに基づいてアレイ状に設置されている太陽電池アレイの外形形状も太陽光発電システムを設ける土地（以下、サイトと称する）の形状や向き等に応じて様々である。
【０００５】
一方、太陽光発電システムの性能評価や故障診断を行うために、太陽電池アレイを構成している太陽電池モジュールの出力又は太陽電池アレイを構成している太陽電池ストリング（複数の太陽電池モジュールの接続体）の出力を検出することができる太陽光発電システムも種々提案されている。
【０００６】
しなしながら、太陽電池アレイを構成している太陽電池モジュールの出力又は太陽電池アレイを構成している太陽電池ストリングの出力は、上記所定の配置パターンの影響を受けるため、サイトの代表値には適していない。このため、サイト間の比較が困難であり、どのサイトが太陽光発電システムの設置場所として優れているか等を評価することが難しいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の状況に鑑み、サイトの代表値に適した検出値を得ることができ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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る太陽光発電システムは、複数の第１太陽電池モジュールが所定の配置パターンに基づいてアレイ状に設置されている太陽電池アレイを備え、前記太陽電池アレイの外縁部に隣接して設置される第２太陽電池モジュールを少なくとも一つ備え、各第２太陽電池モジュールの出力または第２太陽電池モジュールの出力を第２太陽電池モジュールの全数以下の所定数毎にまとめた各第２太陽電池モジュール群出力を検出する検出部を備える構成とする。
【０００９】
このような構成によると、第２太陽電池モジュールが太陽電池アレイにおける第１太陽電池モジュールの所定の配置パターンの影響を受けないように第２太陽電池モジュールを配置することができるので、検出部が、太陽電池アレイの影響を受けない検出値、すなわちサイトの代表値に適した検出値を得ることができる。
【００１０】
また、各第２太陽電池モジュールの受光面が前記太陽電池アレイの外側向きに傾いているようにしてもよい。
【００１１】
このような構成によると、第２太陽電池モジュールが太陽電池アレイにおける第１太陽電池モジュールの所定の配置パターンの影響を確実に受けなくなる。
【００１２】
前記太陽電池アレイが、各第１太陽電池モジュールを設置固定するための架台を備え、前記架台上で、頂上部と谷間部が交互に形成される様に連なる複数の山型に各第１太陽電池モジュールを配列支持し、前記各山型の一方向に傾く傾斜面となる各第１太陽電池モジュールの第１受光面と該各山型の他方向に傾く傾斜面となる他の各第１太陽電池モジュールの第２受光面とを交互に配列しているようにしてもよい。
【００１３】
このような構成によると、各第１太陽電池モジュールは、殆ど隙間無く配列されることになり、発電に寄与しない空きのスペースが少なく、太陽電池アレイを設置する敷地面積を有効に活用することができる。
【００１４】
また、前記検出部が前記太陽電池アレイの一部分の出力も検出するようにしてもよい。
【００１５】
このような構成によると、サイトの代表値に適した検出値だけでなく、太陽電池アレイの代表値に適した検出値も得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る太陽光発電システムによると、サイトの代表値に適した検出値を得ることができる。したがって、本発明に係る太陽光発電システムが各地に設けられると、サイト間を容易に比較することができ、どのサイトが太陽光発電システムの設置場所として優れているか等を容易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムが備える太陽電池アレイ及びその外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングを示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】太陽電池アレイの南側外縁部に隣接して設置される第２太陽電池モジュールの東方向から見た側面図である。
【図５】太陽電池アレイの南側外縁部に隣接して設置される第２太陽電池モジュールの東方向から見た側面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムが備える太陽電池アレイ及びその外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングを示す上面図である。
【００２０】
太陽電池アレイは、東西方向に６６枚配置され、南北方向に９１枚配置される合計６００６枚の第１太陽電池モジュール１によって構成されている。本実施形態では、各第１太陽電池モジュール１を最大出力２４０Ｗの多結晶太陽電池モジュールとして直列数１４、並列数４２９で１．４ＭＷ級の太陽電池アレイを構成し、太陽電池アレイの東西方向の長さを約１１０ｍとし南北方向の長さを約９０ｍとしている。
【００２１】
本実施形態では、図２に示す断面図の通り、各第１太陽電池モジュール１を設置固定するための架台３を備え、架台３上で、頂上部と谷間部が交互に形成される様に連なる複数の山型に各第１太陽電池モジュール１を配列支持し、前記各山型の一方向に傾く（東向きに１０°傾く）傾斜面となる各第１太陽電池モジュール１の第１受光面Ｆ１と該各山型の他方向に傾く（西向きに１０°傾く）傾斜面となる他の各第１太陽電池モジュール１の第２受光面Ｆ２とを交互に配列している配置パターンで第１太陽電池モジュール１を配置している。
【００２２】
なお、上記の配置パターンにおいて特定している方角、サイズ、角度、直並列数はあくまで例示であり、これらに限定されるものではない。また、上記の配置パターン以外のパターンに基づいて第１太陽電池モジュールがアレイ状に設置されている太陽電池アレイを備える太陽光発電システムにも本発明を適用することができる。例えば、各第１太陽電池モジュールを同一方向に向けて傾斜させ配列支持する配置パターンで第１太陽電池モジュール１を配置している太陽電池アレイを備える太陽光発電システムであってもよい。
【００２３】
太陽電池アレイの外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングＳ１〜Ｓ８はそれぞれ、第２太陽電池モジュール２を１４個直列に接続した構成である。なお、第２太陽電池モジュール２は、第１太陽電池モジュール１と同じ種類の太陽電池モジュールでもよく、第１太陽電池モジュール１と異なる種類の太陽電池モジュールでもよい。
【００２４】
太陽電池アレイの東側外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングＳ２の各第２太陽電池モジュール２は、図３に示す断面図の通り、受光面が東向きに１０°傾いている。太陽電池アレイの東側外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングＳ１の各第２太陽電池モジュール２も同様に、受光面が東向きに１０°傾いている。これにより、太陽電池ストリングＳ１及びＳ２の各第２太陽電池モジュール２の受光面には、太陽電池アレイからの反射光が入射しない。したがって、太陽電池ストリングＳ１及びＳ２の各第２太陽電池モジュール２の出力が太陽電池アレイの影響を受けなくなる。また、太陽電池ストリングＳ１及びＳ２の各第２太陽電池モジュール２の出力を経時的に比較検討することにより東向きに設置された太陽電池の劣化を示す指標として利用することができる。
【００２５】
太陽電池アレイの西側外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングＳ４の各第２太陽電池モジュール２は、図３に示す断面図の通り、受光面が西向きに１０°傾いている。太陽電池アレイの西側外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングＳ３の各第２太陽電池モジュール２も同様に、受光面が西向きに１０°傾いている。これにより、太陽電池ストリングＳ３及びＳ４の各第２太陽電池モジュール２の受光面には、太陽電池アレイからの反射光が入射しない。したがって、太陽電池ストリングＳ３及びＳ４の各第２太陽電池モジュール２の出力が太陽電池アレイの影響を受けなくなる。また、太陽電池ストリングＳ３及びＳ４の各第２太陽電池モジュール２の出力を経時的に比較検討することにより西向きに設置された太陽電池の劣化を示す指標として利用することができる。
【００２６】
太陽電池アレイの南側外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングＳ５及びＳ６の各第２太陽電池モジュール２は、図４に示す側面図の通り、受光面が南向きに３０°傾いている。これにより、太陽電池ストリングＳ５及びＳ６の各第２太陽電池モジュール２の受光面には、太陽電池アレイからの反射光が入射しない。したがって、太陽電池ストリングＳ５及びＳ６の各第２太陽電池モジュール２の出力が太陽電池アレイの影響を受けなくなる。また、太陽電池ストリングＳ５及びＳ６の各第２太陽電池モジュール２が日本国内において通常最も高出力となる設置方向及び設置角度（南向き３０°傾斜）で設置されているので、太陽電池ストリングＳ５及びＳ６の各第２太陽電池モジュール２の出力は、太陽光発電システムが設置されているサイトで得られる最大出力を示す指標として利用することができる。
【００２７】
太陽電池アレイの北側外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングＳ７及びＳ８の各第２太陽電池モジュール２は、図５に示す側面図の通り、受光面が北向きに２°傾いている。これにより、太陽電池ストリングＳ７及びＳ８の各第２太陽電池モジュール２の受光面には、太陽電池アレイからの反射光が入射しない。したがって、太陽電池ストリングＳ７及びＳ８の各第２太陽電池モジュール２の出力が太陽電池アレイの影響を受けなくなる。また、太陽電池ストリングＳ７及びＳ８の各第２太陽電池モジュール２はほぼ傾斜なく設置されており、汚れが堆積しやすくなっている。したがって、太陽電池ストリングＳ７及びＳ８の各第２太陽電池モジュール２の出力は、汚れ（泥、雪、糞など）による影響が強調されたものになっており、太陽光発電システムが設置されているサイトでの太陽電池モジュールの汚れ度合いを示す指標として利用することができる。
【００２８】
なお、本実施形態とは異なり、太陽電池アレイの外縁部に隣接して設置される太陽電池ストリングは一つであってもよい。また、太陽電池ストリングの代わりに単一の太陽電池モジュールを太陽電池アレイの外縁部に隣接して設置してもよい。
【００２９】
図６は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムは、太陽電池ストリング４と、接続箱５と、集電箱６と、電力変換装置７＿＃１及び７＿＃２と、変電設備８と、太陽電池ストリングＳ１〜Ｓ８と、接続箱９と、通信機器１０とを備えている。
【００３０】
太陽電池ストリング４は、第１太陽電池モジュール１を１４枚直列に接続したものである。接続箱５は複数の太陽電池ストリング４から供給される電力を一つにまとめて出力し、集電箱６は複数の接続箱５から供給される電力を一つにまとめて出力する。
【００３１】
電力変換装置７＿＃１及び７＿＃２は集電箱６から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換して出力する。電力変換装置７＿＃１には第１受光面Ｆ１（図２参照）を有する第１太陽電池モジュール１の全出力が供給され、電力変換装置７＿＃２には第２受光面Ｆ２（図２参照）を有する第１太陽電池モジュール１の全出力が供給される。
【００３２】
変電設備８は、電力変換装置７＿＃１及び７＿＃２から供給されるＡＣ電力を高圧（例えば６６００Ｖ）や特別高圧（７０００Ｖ以上、例えば７７ｋＶ）に昇圧して電力系統（不図示）に出力する。
【００３３】
接続箱９は太陽電池ストリングＳ１〜Ｓ８から供給される電力を一つにまとめる。接続箱９の出力をいずれかの集電箱６に供給してもよく、接続箱９専用の電力変換装置を電力変換装置７＿＃１及び７＿＃２とは別に設けてもよく、接続箱９の出力は電力系統（不図示）に供給する電力には利用しないようにしてもよい。太陽電池ストリングＳ１〜Ｓ８が太陽電池アレイの外縁部に隣接しているので、接続箱９によって太陽電池ストリングＳ１〜Ｓ８の出力をまとめるための結線や接続箱９の出力をいずれかの集電箱６に供給する場合の結線が容易になる。
【００３４】
太陽電池ストリング４のうちアレイ中央に位置している第１受光面Ｆ１（図２参照）を有する第１太陽電池モジュール１を直列接続している太陽電池ストリングＳ９（図１参照）の出力が供給される接続箱５には、太陽電池ストリングＳ９の出力を検出する検出器Ｄ９が設けられている。また、太陽電池ストリング４のうちアレイ中央に位置している第２受光面Ｆ２（図２参照）を有する第１太陽電池モジュール１を直列接続している太陽電池ストリングＳ１０（図１参照）の出力が供給される接続箱５には、太陽電池ストリングＳ１０の出力を検出する検出器Ｄ１０が設けられている。しがたって、太陽電池アレイの影響を受けないサイトの代表値に適した検出値だけでなく、太陽電池アレイの代表値に適した検出値も得ることができる。
【００３５】
接続箱９には、太陽電池ストリングＳ１〜Ｓ８の出力を検出する検出器Ｄ１〜Ｄ８が設けられている。本実施形態では、これら検出器Ｄ１〜Ｄ１０が請求項中の検出部の一例となっている。検出器Ｄ１〜Ｄ１０は、例えば、太陽光ストリングの出力電流を検出してもよく、太陽光ストリングの出力電力を検出してもよく、接続箱の出力電圧を検出してもよく、全てを検出してもよい。
【００３６】
通信機器１０は検出器Ｄ１〜Ｄ１０から伝送されてきた検出値データを所定の通信プロトコルに従ってネットワークを経由して外部サーバー（不図示）に送信する。サーバーは例えば太陽光発電システムの監視装置や解析装置として機能する。なお、サーバーは太陽光発電システムの外部に設けてもよく、太陽光発電システムの内部に設けてもよい。
【００３７】
本実施形態では、第２太陽電池モジュール２の出力をストリング単位でまとめた第２太陽電池モジュール群出力（太陽光ストリングＳ１〜Ｓ８の各出力）を検出しているが、第２太陽電池モジュール２毎に検出器を設けて各第２太陽電池モジュールの出力を検出してもよく、第２太陽電池モジュール２の出力を接続箱単位でまとめた第２太陽電池モジュール群出力（接続箱９の出力）を検出してもよい。同様に、太陽電池ストリングＳ９及びＳ１０において第１太陽電池モジュール１毎に検出器を設けて太陽電池ストリングＳ９及びＳ１０中の各第１太陽電池モジュールの出力を検出してもよく、太陽電池ストリングＳ９及びＳ１０の出力をまとめて検出してもよい。
【００３８】
検出器を増やすと、コストはかかるが細分化された検出値を取得できるので、データの解析が容易である。一方、検出器を減らすと、まとまった形の検出値を取得することになるので、例えば、検出時刻等を考慮してまとまった形の検出値がどのモジュールの影響をどのくらい受けているかを分析する必要があるが、コストを抑えることができる。
【００３９】
また、本発明に係る太陽光発電システムが、サイトにおける日射量、気温、風速等の少なくとも一つを観測するための気象観測装置を備え、気象データを取得できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  第１太陽電池モジュール
２  第２太陽電池モジュール
３  架台
４、Ｓ１〜Ｓ１０  太陽電池ストリング
５、９  接続箱
６  集電箱
７  電力変換装置
８  変電設備
１０  通信機器
Ｆ１  第１受光面
Ｆ２  第２受光面
【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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