(57)【要約】【課題】直列モジュール部に対する日陰が生じて直列モジュール部での電流経路が抑制（遮断）される状態となったときでも、光発電モジュールの照射面積比に対する発電面積比を向上させて取り出し電力（発電効率）を向上させる光発電システムを提供する。【解決手段】光発電システム１は、複数の光発電素子Ｄがモジュール実装部Ｍｊに実装された光発電モジュールＭ（光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９）を直列に複数接続した直列モジュール部ＭＳを複数備え、直列モジュール部ＭＳは、互いに並列に接続され、同一の直列段に配置された光発電モジュールＭが互いに並列に接続されている。【選択図】図６Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光発電素子がモジュール実装部に実装された光発電モジュールを直列に複数接続した直列モジュール部を複数備える光発電システムであって、
前記直列モジュール部は、互いに並列に接続され、同一の直列段に配置された前記光発電モジュールが互いに並列に接続されていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光発電システムであって、
前記直列モジュール部のそれぞれで同一の直列段に配置された前記光発電モジュールは、２次元に分散して配置されていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光発電システムであって、
前記直列モジュール部は、２次元で配置され、前記直列モジュール部における前記光発電モジュールは、折り返しパターンで配置されていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の光発電システムであって、
前記光発電モジュールに接続されて前記光発電モジュールの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部を備え、
前記光発電モジュールは、前記電力変換部を介して相互に連係されていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項５】
請求項４に記載の光発電システムであって、
前記電力変換部は、前記光発電モジュールの出力電圧を昇圧すること
を特徴とする光発電システム。
【請求項６】
請求項５に記載の光発電システムであって、
前記電力変換部は、昇圧倍率を１つの値に固定していること
を特徴とする光発電システム。
【請求項７】
請求項４から請求項６までのいずれか一つに記載の光発電システムであって、
前記電力変換部は、前記直列モジュール部の同一の直列段に配置された複数の前記光発電モジュールの出力が並列に入力される構成とされていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項８】
請求項７に記載の光発電システムであって、
前記電力変換部は、２次元に分散して配置されていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項９】
請求項４から請求項６までのいずれか一つに記載の光発電システムであって、
前記電力変換部は、前記光発電モジュールのそれぞれに個別に接続されていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の光発電システムであって、
前記電力変換部は、前記モジュール実装部に実装されていること
を特徴とする光発電システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか一つに記載の光発電システムであって、
前記光発電モジュールは、複数の前記光発電素子が直列接続された直列素子部を備え、
前記直列素子部は、互いに並列に接続されて同一の直列段に配置された前記光発電素子が互いに並列に接続され、
前記直列素子部のそれぞれで同一の直列段に配置された光発電素子は、２次元に分散して配置されていること
を特徴とする光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光発電モジュールを直列に複数接続した直列モジュール部を互いに並列に接続し、同一の直列段に配置された光発電モジュールが互いに並列に接続されている光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を適用した光発電の技術の進展に伴い、光発電による大電力の発電が要求されるようになっている。また、大電力を安定的に発電するときの障害となっている出力の低下について、太陽電池の接続、太陽電池の配置、太陽電池に対して落ちる日陰に対する日陰対策など種々の提案がされている。
【０００３】
中でも日陰対策は、通常想定できない出力の低下をもたらすことから、予め日陰を想定して対策を施すことが提案されている（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２００２−２３７６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている技術では、日陰が生じる場所に設置される太陽電池モジュールについて、代替となる太陽電池モジュールを予め多く設置することによって、日陰による出力の低下を補償する構成とされている。したがって、予め日陰が固定的に発生する場合においては有効な手段となるが、日陰は太陽（太陽光）の移動に応じて、場所によって大きく変動することから、特許文献１に記載された技術によっては、効果的な日陰対策とはなりえず、安定した出力を得ることが困難であるという課題があった。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、複数の光発電モジュールが直列に接続された直列モジュール部を複数並列接続し、直列モジュール部における同一の直列段に配置された光発電モジュールを相互に並列接続することによって、直列モジュール部に対する日陰が生じて直列モジュール部での電流経路が抑制（遮断）される状態となったときでも、光発電モジュールの照射面積比に対する発電面積比を向上させて取り出し電力（発電効率）を向上させる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】
【０００７】
本発明に係る光発電システムは、複数の光発電素子がモジュール実装部に実装された光発電モジュールを直列に複数接続した直列モジュール部を複数備える光発電システムであって、前記直列モジュール部は、互いに並列に接続され、同一の直列段に配置された前記光発電モジュールが互いに並列に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
したがって、本発明に係る光発電システムは、複数の光発電モジュールが直列に接続された直列モジュール部を複数備え、並列接続された複数の直列モジュール部における同一の直列段に配置された光発電モジュールを相互に並列接続することから、直列モジュール部に対する日陰が生じて直列モジュール部での電流経路が抑制（遮断）される状態となったときでも、並列接続された他の直列モジュール部を経由する電流経路によって光起電力による電流を流すことが可能となるので、光発電モジュールの照射面積比に対する発電面積比を向上させて取り出し電力（発電効率）を向上させる。
【０００９】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記直列モジュール部のそれぞれで同一の直列段に配置された前記光発電モジュールは、２次元に分散して配置されていることを特徴とする。
【００１０】
したがって、本発明に係る光発電システムは、直列モジュール部における同一の直列段に接続された光発電モジュールを２次元に分散して配置していることから、同一の直列段に配置された複数の光発電モジュールに対する日陰の影響を効果的に回避することが可能となるので、直列モジュール部による電流経路が日陰の影響によって抑制されることを防止し、発電面積比を更に向上させる。
【００１１】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記直列モジュール部は、２次元で配置され、前記直列モジュール部における前記光発電モジュールは、折り返しパターンで配置されていることを特徴とする。
【００１２】
したがって、本発明に係る光発電システムは、折り返しパターンで配置された光発電モジュールによって直列モジュール部を構成することから、直列モジュール部を２次元で高密度に配置できるので、直列モジュール部の配置に応じて光発電モジュールを確実に分散させ、日陰耐性を更に向上させる。
【００１３】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記光発電モジュールに接続されて前記光発電モジュールの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部を備え、前記光発電モジュールは、前記電力変換部を介して相互に連係されていることを特徴とする。
【００１４】
したがって、本発明に係る光発電システムは、光発電モジュールの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部を介して相互に連係されることから、光発電モジュールの発電状態に関係なく電力変換部によって調整された電力を取り出すことが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記電力変換部は、前記光発電モジュールの出力電圧を昇圧することを特徴とする。
【００１６】
したがって、本発明に係る光発電システムは、光発電モジュールの出力電圧を昇圧することから、出力電流を相対的に低減することになるので、電流経路における電流による抵抗損の発生を抑制し、電力取り出し効率を向上させる。
【００１７】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記電力変換部は、昇圧倍率を１つの値に固定していることを特徴とする。
【００１８】
したがって、本発明に係る光発電システムは、電力変換部の昇圧倍率を１つの値に固定していることから、電力変換部に対する昇圧倍率を制御する制御信号を調整する必要が無くなるので、制御信号発生部を簡略化して電力変換部の設置コストを低減し、信頼性を向上させる。
【００１９】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記電力変換部は、前記直列モジュール部の同一の直列段に配置された複数の前記光発電モジュールの出力が並列に入力される構成とされていることを特徴とする。
【００２０】
したがって、本発明に係る光発電システムは、同一の直列段に配置された複数の光発電モジュールの出力を並列に入力する構成としていることから、システムに必要な電力変換部の個数を抑制して部品点数を削減し、接続構成を簡略化することができるので、設置コスト、メンテナンスコストを抑制して信頼性を向上する。
【００２１】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記電力変換部は、２次元に分散して配置されていることを特徴とする。
【００２２】
したがって、本発明に係る光発電システムは、複数の光発電モジュールの出力が並列に入力される電力変換部を２次元で分散させて配置することから、配線構成を短縮することができるので、電流経路での抵抗損を確実に抑制することができる。
【００２３】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記電力変換部は、前記光発電モジュールのそれぞれに個別に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
したがって、本発明に係る光発電システムは、光発電モジュールのそれぞれに対して電力変換部を個別に接続することから、光発電モジュールの出力を個別に変換できるので、電流経路での抵抗損を確実にかつ効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記電力変換部は、前記モジュール実装部に実装されていることを特徴とする。
【００２６】
したがって、本発明に係る光発電システムは、光発電モジュールが有するモジュール実装部に電力変換部を実装することから、電力変換部の配置に伴う配置工程を実質的に省略できるので、電力変換部の実装状態を光発電モジュールの実装状態と同様とし、電力変換部の信頼性を確保する。
【００２７】
また、本発明に係る光発電システムでは、前記光発電モジュールは、複数の前記光発電素子が直列接続された直列素子部を備え、前記直列素子部は、互いに並列に接続されて同一の直列段に配置された前記光発電素子が互いに並列に接続され、前記直列素子部のそれぞれで同一の直列段に配置された光発電素子は、２次元に分散して配置されていることを特徴とする。
【００２８】
したがって、本実施の形態に係る光発電システムは、光発電モジュールにおける光発電素子が直列並列に２次元で接続され、また、２次元で分散して配置されていることから、光発電モジュールにおいても日陰の影響を抑制するので、日陰耐性を更に向上する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る光発電システムは、複数の光発電モジュールが直列に接続された直列モジュール部を複数備え、並列接続された複数の直列モジュール部における同一の直列段に配置された光発電モジュールを相互に並列接続する。
【００３０】
したがって、本発明に係る光発電システムは、直列モジュール部に対する日陰が生じて直列モジュール部での電流経路が抑制（遮断）される状態となったときでも、並列接続された他の直列モジュール部を経由する電流経路によって光起電力による電流を流すことが可能となるので、光発電モジュールの照射面積比に対する発電面積比を向上させて取り出し電力（発電効率）を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明と比較される従来の光発電モジュールアレイの等価回路図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した光発電モジュールアレイでの光発電モジュールのレイアウトパターンおよび想定した日陰を模式的に示す模式図である。
【図２Ａ】本発明に適用される光発電モジュールアレイの等価回路図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示した光発電モジュールアレイのレイアウトパターンおよび想定した日陰を模式的に示す模式図である。
【図３Ａ】本発明に適用される光発電モジュールアレイの等価回路図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示した光発電モジュールアレイにおけるレイアウトパターンおよび想定した日陰を模式的に示す模式図である。
【図４】従来の光発電モジュールアレイおよび本発明に係る光発電モジュールアレイの主要構成を一覧形式にまとめた比較図表である。
【図５】本発明に適用される光発電モジュールアレイにおける日照面積率に対する取り出し電力量の関係を示す特性グラフである。
【図６Ａ】本発明の実施の形態１に係る光発電システムにおける光発電モジュールの接続状態を示す接続図である。
【図６Ｂ】図６Ａの光発電モジュールに内蔵された光発電素子の接続例を示す接続図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態１に係る光発電システムにおける光発電モジュールのレイアウト状態（実施例１）を示す配置図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態１に係る光発電システムにおける光発電モジュールのレイアウト状態（実施例２）を示す配置図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光発電システムにおける光発電モジュールに接続した電力変換部の配置状態をブロックで示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光発電システムにおける光発電モジュールに接続した電力変換部の配置状態をブロックで示すブロック図である。
【図１０】図８に示した電力変換部の内部回路の概略を示す概略回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光発電システムを電力系統に接続して系統連系を実施するときの出力状態を概念的に示す出力概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。初めに本発明（光発電システム）に適用される光発電モジュールアレイの原理を説明し、その後で図６Ａ以下を参照して実施の形態について説明する。
【００３３】
＜本発明に適用される光発電モジュールアレイの原理について＞
図１Ａないし図５を参照して光発電モジュールアレイＭＡａ、光発電モジュールアレイＭＡｂの構成および作用効果について、「原理」として説明する。また、作用効果の理解を容易にするため、従来の光発電モジュールアレイＭＡｐについて先に説明する。
【００３４】
図１Ａは、本発明と比較される従来の光発電モジュールアレイＭＡｐの等価回路図（光発電モジュールＭの接続図）である。
【００３５】
図１Ｂは、図１Ａに示した光発電モジュールアレイＭＡｐでの光発電モジュールＭのレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。
【００３６】
従来の光発電モジュールアレイＭＡｐは、複数（例えば３個）の光発電モジュールＭ（説明の都合上、それぞれの光発電モジュールＭに配置に応じた個別の符号を追加してＭ・・の形で示す。なお、それぞれを特に区別する必要が無い場合は、単に光発電モジュールＭとすることがある。以下、光発電モジュールアレイＭＡａ（図２Ａ、図２Ｂ）、光発電モジュールアレイＭＡｂ（図３Ａ、図３Ｂ）においても同様である。）を直列接続して形成した直列モジュール部ＭＳを備える。
【００３７】
光発電モジュールＭは、内部に複数の光発電素子Ｄ（図６Ｂ参照）を備えるが、理解を容易にするために方向性と電流経路を示す単一のダイオード記号で簡略化して示される。以下に示す光発電モジュールＭにおいても同様である。
【００３８】
光発電モジュールアレイＭＡｐは、光発電モジュールＭ１ａ、Ｍ２ａ、Ｍ３ａで構成された直列モジュール部ＭＳ、光発電モジュールＭ１ｂ、Ｍ２ｂ、Ｍ３ｂで構成された直列モジュール部ＭＳ、光発電モジュールＭ１ｃ、Ｍ２ｃ、Ｍ３ｃで構成された直列モジュール部ＭＳ、光発電モジュールＭ１ｄ、Ｍ２ｄ、Ｍ３ｄで構成された直列モジュール部ＭＳ、・・・、光発電モジュールＭ１ｈ、Ｍ２ｈ、Ｍ３ｈで構成された直列モジュール部ＭＳを備える。つまり、光発電モジュールアレイＭＡｐは、８個の直列モジュール部ＭＳを備える。
【００３９】
８個の直列モジュール部ＭＳの両端は、相互に接続され並列接続されている。したがって、光発電モジュールアレイＭＡｐは、３直列８並列とされ、２４個の光発電モジュールＭを備えている。また、光発電モジュールアレイＭＡｐにおいて、それぞれの直列モジュール部ＭＳは、他の直列モジュール部ＭＳに対して互いに電気的に絶縁分離し、独立した直列モジュール群を形成している。
【００４０】
光発電モジュールアレイＭＡｐでの光発電モジュールＭのレイアウトパターンに対して、日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図１Ｂ）。つまり、日陰ＳＨが、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ２ｆ、光発電モジュールＭ２ｇ、光発電モジュールＭ２ｈに対して落ちている。したがって、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ２ｆ、・・・、光発電モジュールＭ２ｈは、非発電状態となり、電流を流すことができない（図１Ａの等価回路では、日陰ＳＨが光発電モジュールＭに重ねて示される。）。
【００４１】
光発電モジュールＭ１ａに電流が流れないことから、光発電モジュールＭ２ａ、Ｍ３ａで構成された直列モジュール部ＭＳは、光の照射を受けている光発電モジュールＭ２ａ、Ｍ３ａがあるにもかかわらず全体として発電をできない状態となる。また、光発電モジュールＭ２ｆに電流が流れないことから、光発電モジュールＭ１ｆ、Ｍ３ｆで構成された直列モジュール部ＭＳは、光の照射を受けている光発電モジュールＭ１ｆ、Ｍ３ｆがあるにもかかわらず全体として発電をできない状態となる。同様に、光発電モジュールＭ２ｇ、光発電モジュールＭ２ｈを含む直列モジュール部ＭＳも全体としての発電ができない状態となる。つまり、発電状態を確保できる直列モジュール部ＭＳは、光発電モジュールＭ１ｂ、・・・、光発電モジュールＭ１ｅを含む４個だけとなる。
【００４２】
したがって、光発電モジュールアレイＭＡｐは、日照面積比が２０／２４（＝０．８３）であるにもかかわらず、発電面積比（全体の面積に対する有効な出力に寄与する発電状態の面積比）は１２／２４（＝０．５＝５０％）となり、全体の面積に対する発電効率は５０％となり、低い状態となる。
【００４３】
図２Ａは、本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡａの等価回路図（光発電モジュールＭの接続図）である。
【００４４】
図２Ｂは、図２Ａに示した光発電モジュールアレイＭＡａのレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。
【００４５】
光発電モジュールアレイＭＡａは、複数（例えば３個）の光発電モジュールＭを直列接続して形成した直列モジュール部ＭＳを備える。すなわち、従来の光発電モジュールＭＡｐと同様、光発電モジュールＭ１ａ、Ｍ２ａ、Ｍ３ａで構成された直列モジュール部ＭＳ、光発電モジュールＭ１ｂ、Ｍ２ｂ、Ｍ３ｂで構成された直列モジュール部ＭＳ、・・・、・・・、光発電モジュールＭ１ｈ、Ｍ２ｈ、Ｍ３ｈで構成された直列モジュール部ＭＳを備える。つまり、光発電モジュールアレイＭＡａは、光発電モジュールアレイＭＡｐと同様に８個の直列モジュール部ＭＳを備える。
【００４６】
８個の直列モジュール部ＭＳの両端は、相互に接続され並列接続されている。したがって、光発電モジュールアレイＭＡａは、３直列８並列とされ、２４個の光発電モジュールＭを備えている。また、光発電モジュールアレイＭＡａにおいて、それぞれの直列モジュール部ＭＳは、直列モジュール群を形成している。
【００４７】
また、光発電モジュールアレイＭＡａは、光発電モジュールＭＡｐと異なり、それぞれの直列モジュール部ＭＳにおける同一の直列段に接続（配置）された光発電モジュールＭを互いに並列配線Ｗｐを介して並列に接続している。つまり、光発電モジュールアレイＭＡａは、列方向の直列モジュール部ＭＳにおける直列接続点に加えて、行方向に並列接続点を形成し、行方向および列方向の両方向に接続点を形成した２次元接続点を有する構造とされている。
【００４８】
光発電モジュールアレイＭＡｐにおける全体の受光面の面積と、光発電モジュールアレイＭＡａにおける全体の受光面の面積とを同一としたとき、光発電モジュールアレイＭＡａは、日陰ＳＨを考慮しない状態では、光発電モジュールアレイＭＡｐと同一容量の発電能力を有する。
【００４９】
光発電モジュールアレイＭＡａでの光発電モジュールＭのレイアウトパターンに対して、日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図２Ｂ）。日陰ＳＨの状態は光発電モジュールアレイＭＡｐと同様の場合を想定した。つまり、日陰ＳＨが、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ２ｆ、光発電モジュールＭ２ｇ、光発電モジュールＭ２ｈに対して落ちている。したがって、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ２ｆ、・・・、光発電モジュールＭ２ｈは、非発電状態となり、電流を流すことができない（図２Ａの等価回路では、日陰ＳＨが光発電モジュールＭに重ねて示される。）。
【００５０】
光発電モジュールアレイＭＡａでは、電流を流すことができない光発電モジュールＭが存在した場合でも、直列モジュール部ＭＳの同一の直列段が相互に並列に接続されていることから、並列配線Ｗｐを介しての電流経路が形成される。したがって、光発電モジュールアレイＭＡａの全体を流れる電流は、各直列段のそれぞれで発電状態となっている光発電モジュールＭの個数が最も少ない直列段によって制限される。つまり、電流経路を構成する等価直列数は、直列段における発電状態の光発電モジュールＭの最小個数によって決まる。
【００５１】
図２Ａ、図２Ｂに示した光発電モジュールアレイＭＡａでは、発電状態となっている光発電モジュールＭの個数が最も少ないのは例えば中段である。つまり、中段の光発電モジュールＭ２ａ、・・・、Ｍ２ｅ、Ｍ２ｆ、Ｍ２ｇ、Ｍ２ｈの８個の内、光発電モジュールＭ２ａ、・・・、Ｍ２ｅ（中段における発電状態の５個の光発電モジュールＭ）を介して電流が流れることになり、全体での有効な発電は、光発電モジュールＭ２ａ、・・・、Ｍ２ｅの５列分および３段に相当する光発電モジュールＭ（５×３＝１５の発電面積）によって支配され、全体の面積に対する発電面積比は、（１５個の光発電モジュールＭ）／（２４個の光発電モジュールＭ）となる。
【００５２】
したがって、光発電モジュールアレイＭＡａは、日照面積比が２０／２４（＝０．８３）であり、光発電モジュールアレイＭＡｐと同一である。また、発電面積比は１５／２４（＝０．６２５＝６２．５％）となり、全体の面積に対する発電効率は６２．５％となる。つまり、光発電モジュールアレイＭＡａは、光発電モジュールＭＡｐに比較してより高い発電面積比を確保することができ、電力取り出し効率を向上させて高い発電効率を確保する。
【００５３】
上記したとおり、本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡａは、光発電モジュールアレイＭＡｐに比較して、電力伝送効率を改善して実際の使用状態での日陰ＳＨに対する影響を回避し、発電面積比を大きく向上させ、電力取り出し効率を向上することができる。
【００５４】
図３Ａは、本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡｂの等価回路図（光発電モジュールＭの接続図）である。
【００５５】
図３Ｂは、図３Ａに示した光発電モジュールアレイＭＡｂにおけるレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。
【００５６】
光発電モジュールアレイＭＡｂは、光発電モジュールアレイＭＡａを更に改良したものであるので主に異なる事項について説明する。
【００５７】
光発電モジュールアレイＭＡｂは、複数（例えば３個）の光発電モジュールＭを直列接続した直列モジュール部ＭＳを複数備え、それぞれの直列モジュール部ＭＳにおける同一の直列段に接続（配置）された光発電モジュールＭを互いに並列配線Ｗｐを介して並列に接続した２次元接続点を有する。
【００５８】
また、光発電モジュールアレイＭＡｂは、２次元接続点を有する接続形態に加えて、更に、光発電モジュールＭの配置（レイアウトパターン）が等価回路での配置に対して異なる配置状態（すなわち、ランダムに分散して配置された分散配置の状態）とされている。
【００５９】
換言すれば、光発電モジュールアレイＭＡｂでは、直列モジュール部ＭＳは、互いに並列に接続され、同一の直列段に配置（接続）された光発電モジュールＭが互いに並列に接続されている。また、直列モジュール部ＭＳのそれぞれで同一の直列段に配置された光発電モジュールＭは、２次元に分散して配置（ランダムに分散して配置）されている。
【００６０】
光発電モジュールＭをランダムに分散して配置した場合、具体的には、等価回路で例えば上段に配置された光発電モジュールＭがレイアウトパターンでは、上段、中段、下段のいずれかに分散して配置され、また、等価回路で同一の直列段に配置された光発電モジュールＭの左右の配置位置が、レイアウトパターンでは、等価回路での配置に対して異なって分散して配置される。
【００６１】
本願発明者等は、２次元に配置された光発電モジュールＭに対する２次元接続点を有する接続形態（光発電モジュールアレイＭＡａ、光発電モジュールアレイＭＡｂ）、あるいは、光発電モジュールＭの配置（レイアウトパターン）が等価回路での配置に対して異なる配置とされたアーキテクチャを備えた配置形態（光発電モジュールアレイＭＡｂ）を分散配置アーキテクチャと呼んでいる。
【００６２】
このような、分散配置アーキテクチャによって、レイアウト（光発電モジュールＭの配置）に対して日陰ＳＨが集中して落ちた場合でも等価回路上では、光発電モジュールＭが分散して配置されることから、直列接続された直列モジュール部ＭＳに対する日陰ＳＨの影響を更に抑制することが可能となる。
【００６３】
光発電モジュールアレイＭＡｂは、等価回路に示すとおり、上段では、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ１ｂ、・・・、光発電モジュールＭ１ｈが並列接続で配置され、中段では、光発電モジュールＭ２ａ、光発電モジュールＭ２ｂ、・・・、光発電モジュールＭ２ｈが並列接続で配置され、下段では、光発電モジュールＭ３ａ、光発電モジュールＭ３ｂ、・・・、光発電モジュールＭ３ｈが配置されている。なお、等価回路の接続状態は、光発電モジュールアレイＭＡａと同様である。
【００６４】
光発電モジュールアレイＭＡａの等価回路と光発電モジュールアレイＭＡｂの等価回路での光発電モジュールＭの接続状態が同じであるのに対し、光発電モジュールアレイＭＡｂのレイアウトパターンは、図３Ｂに示すとおり、レイアウト上で、上段は左から右へ順に、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ３ｃ、・・・、光発電モジュールＭ２ｃ、光発電モジュールＭ１ｈが配置され、中段は左から右へ順に、光発電モジュールＭ２ｈ、光発電モジュールＭ１ｃ、・・・、光発電モジュールＭ３ｆ、光発電モジュールＭ２ａが配置され、下段は左から右へ順に、光発電モジュールＭ３ａ、光発電モジュールＭ２ｆ、・・・、光発電モジュールＭ１ｆ、光発電モジュールＭ３ｈが配置されている。
【００６５】
つまり、光発電モジュールＭについて、等価回路上での配置に対して、レイアウトパターンでの配置が異なった状態で分散して配置されている。なお、レイアウトパターン（図３Ｂ）は、例示であり、これ以外のレイアウトパターンを採用することも可能である。
【００６６】
光発電モジュールＭのレイアウトパターンに対して日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図３Ｂ）。つまり、日陰ＳＨが、上段の左端と、中段の右端付近とに集中して落ちている。つまり、日陰ＳＨは、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ１ｄ、光発電モジュールＭ３ｆ、光発電モジュールＭ２ａに対して落ちている。
【００６７】
したがって、光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ１ｄ、光発電モジュールＭ３ｆ、光発電モジュールＭ２ａは、非発電状態となり、電流を流すことができない（図３Ａの等価回路では、日陰ＳＨを重ねて示す。）。
【００６８】
光発電モジュールＭ１ａ、光発電モジュールＭ１ｄ、光発電モジュールＭ３ｆ、光発電モジュールＭ２ａに対して落ちた日陰ＳＨの状態で、等価回路では、光発電モジュールＭ１ａが上段の左端に配置され、光発電モジュールＭ１ｄが上段の左から４番目に配置され、光発電モジュールＭ２ａが中段の左端に配置され、光発電モジュールＭ３ｆが下段の右から３番目に配置され、分散して配置されている。
【００６９】
つまり、各直列段（上段、中段、下段のそれぞれ）において、非発電状態となる光発電モジュールＭは、上段では２個、中段では１個、下段では１個ずつ存在する状態となり、直列モジュール部ＭＳで電流制限を受ける最大数が上段の２個に限定され抑制されている。つまり、直列段における発電状態の光発電モジュールＭの最小個数は上段の６個となる。
【００７０】
したがって、上段の６個の光発電モジュールＭに応じて６個の直列モジュール部ＭＳが形成され６個の電流経路が構成される。つまり、実質上、日陰ＳＨの影響を受けない光発電モジュールＭの接続状態は、等価回路で３（３直列）×６（６並列）となり、電流経路での電力伝送効率の低下を抑制することができる。
【００７１】
すなわち、光発電モジュールアレイＭＡｂは、日照面積比が２０／２４（＝０．８３）であり、光発電モジュールアレイＭＡａと同一である。また、発電面積比は１８／２４（＝０．７５＝７５％）となり、全体の面積に対する発電効率は７５％であるから、光発電モジュールアレイＭＡａの発電面積比（６２．５％）より高い値となる。
【００７２】
つまり、本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡｂは、本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡａに比較して同一の日照面積比であっても発電面積比を大きくして電力伝送効率の低下を抑制することができ、電力取り出し効率を向上させて全体で高い発電効率を確保することができる。
【００７３】
なお、以下では、光発電モジュールアレイＭＡａ、光発電モジュールアレイＭＡｂを特に区別する必要が無いときは、単に光発電モジュールアレイＭＡとすることがある。
【００７４】
図４は、従来の光発電モジュールアレイＭＡｐおよび本発明に係る光発電モジュールアレイＭＡの主要構成を一覧形式にまとめた比較図表である。
【００７５】
上記したとおり、従来の光発電モジュールアレイＭＡｐは、直列モジュール部ＭＳを構成する個々の光発電モジュールＭがそれぞれの直列段で他の直列モジュール部ＭＳの光発電モジュールＭと接続されることはない。単に直列モジュール部ＭＳの両端が接続されて並列の電流経路が形成されるだけである。
【００７６】
本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡａ（基本ａ：図２Ａ、図２Ｂ）は、直列モジュール部ＭＳは両端が相互に並列に接続され、更に、同一直列段に配置された光発電モジュールＭが相互に並列に接続されている。したがって、例え直列モジュール部ＭＳの一部に日陰ＳＨが発生して電流経路が遮断された場合でも、並列に接続された並列配線Ｗｐを介して正常に動作している直列モジュール部ＭＳを経由して電流を流すことから日陰ＳＨによる影響を抑制して電力取り出し効率を向上させる。
【００７７】
本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡｂ（基本ｂ：図３Ａ、図３Ｂ）は、光発電モジュールアレイＭＡａの接続に加えて、同一直列段に配置された光発電モジュールＭのレイアウトを２次元で分散配置している。したがって、電力取り出し効率を更に向上させる。
【００７８】
図５は、本発明に適用される光発電モジュールアレイＭＡａ、あるいは光発電モジュールアレイＭＡｂにおける日照面積率に対する取り出し電力量の関係を示す特性グラフである。
【００７９】
横軸は、日照面積率（％）であり、縦軸は、取り出し電力量（ａ．ｕ．：任意単位）である。取り出し電力量は、１００（ａ．ｕ．）のときが例えば定格電力（あるいは最大電力）に対応する。日照面積率の変化は、換言すれば、いわゆる日陰ＳＨの変化に相当する。
【００８０】
本願発明者等は、分散配置アーキテクチャを採用した光発電モジュールアレイＭＡａ、光発電モジュールアレイＭＡｂについて、種々検討を続ける中で、従来の光発電モジュールアレイＭＡｐとは全く異なった特性を示すことを新たに確認した。すなわち、本実施の形態に係る光発電モジュールアレイＭＡは、日照面積率に略比例した出力（取り出し電力量）が得られる。したがって、光発電モジュールアレイＭＡによれば、日陰が生じた状態でも極端な出力の低下を確実に防止し、日照面積率に応じた出力を確保することができるので高い発電効率が得られる。
【００８１】
光発電モジュールアレイＭＡ（光発電モジュールアレイＭＡａ、光発電モジュールアレイＭＡｂ）を具体的に適用した光発電システム１について実施の形態１で説明する。
【００８２】
＜実施の形態１＞
図６Ａないし図７Ｂを参照して、本実施の形態に係る光発電システム１について説明する。
【００８３】
図６Ａは、本発明の実施の形態１に係る光発電システム１における光発電モジュールＭの接続状態を示す接続図である。
【００８４】
本実施の形態に係る光発電システム１は、複数の光発電モジュールＭ（例えば、光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９）が直列に接続された直列モジュール部ＭＳを備え、直列モジュール部ＭＳは、更に並列に接続されている。また、直列モジュール部ＭＳは、それぞれの同一の直列段に配置（接続）された光発電モジュールＭが相互に並列に接続されている。つまり、「原理」の欄で説明した光発電モジュールアレイＭＡａ、あるいは光発電モジュールアレイＭＡｂと同様な構成とされている。
【００８５】
したがって、光発電システム１は、９直列に接続された光発電モジュールＭ１（第１端子１ｐ側から直列段における１段目）〜光発電モジュールＭ９（第１端子１ｐ側から直列段における９段目）が直列モジュール部ＭＳを形成し、直列モジュール部ＭＳが９並列の接続とされている。つまり、９直列９並列とされた８１個の光発電モジュールＭを備える。なお、光発電システム１の出力は、第１端子１ｐおよび第２端子１ｍの両端から得られる。
【００８６】
また、各光発電モジュールＭは、複数の光発電素子Ｄ（図６Ｂ参照）が接続されて一定の出力を発生するモジュール（光発電素子群）とされている。したがって、光発電モジュールＭで一定の大きさの出力が得られることから、光発電システム１は、光発電モジュールＭの出力に対して電圧が９直列分となり、電流が９並列分となることから、大容量の発電が可能となる。
【００８７】
光発電モジュールアレイＭＡにおける光発電モジュールＭに対する接続は、９直列、９並列の光発電モジュールＭに対して２次元の接続点を設けて施されている。光発電モジュールＭのレイアウトを光発電モジュールアレイＭＡａと同様にした場合（図７Ａ）は、光発電モジュールアレイＭＡａと同様の効果が得られ、光発電モジュールＭのレイアウトを光発電モジュールアレイＭＡｂと同様にした場合（図７Ｂ）は、光発電モジュールアレイＭＡｂと同様の効果が得られる。
【００８８】
上記したとおり、本実施の形態に係る光発電システム１は、複数の光発電素子Ｄがモジュール実装部Ｍｊに実装された光発電モジュールＭ（光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９）を直列に複数接続した直列モジュール部ＭＳを複数備え、直列モジュール部ＭＳは、互いに並列に接続され、同一の直列段に配置された光発電モジュールＭが互いに並列に接続されている。
【００８９】
したがって、本発明に係る光発電システム１は、複数の光発電モジュールＭ（例えば、光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９）が直列に接続された直列モジュール部ＭＳを複数備え、並列接続（９並列）された複数の直列モジュール部ＭＳにおける同一の直列段に配置された光発電モジュールＭを相互に並列接続することから、直列モジュール部ＭＳに対する日陰が生じて直列モジュール部ＭＳでの電流経路が抑制（遮断）される状態となったときでも、並列接続された他の直列モジュール部ＭＳを経由する電流経路によって光起電力による電流を流すことが可能となるので、光発電モジュールＭ（光発電モジュールアレイＭＡ）の照射面積比に対する発電面積比を向上させて取り出し電力（発電効率）を向上させる。
【００９０】
光発電モジュールＭは、それぞれモジュール実装部Ｍｊを備える。モジュール実装部Ｍｊは、例えば１枚の透光性絶縁基板に複数の光発電素子Ｄを実装する態様とされている。また、モジュール実装部Ｍｊには、第１端子１ｐ、第２端子１ｍが配置されている。
【００９１】
なお、光発電システム１における光発電モジュールＭのレイアウト状態については、図７Ａ（「原理」の欄の光発電モジュールアレイＭＡａに相当する。）、図７Ｂ（「原理」の欄の光発電モジュールアレイＭＡｂに相当する。）で説明する。
【００９２】
図６Ｂは、図６Ａの光発電モジュールＭに内蔵された光発電素子Ｄの接続例を示す接続図である。
【００９３】
光発電モジュールＭ（光発電モジュールＭ１、・・・、光発電モジュールＭ９）は、それぞれ光発電素子Ｄ（例えば、光発電素子Ｄ１、・・・、光発電素子Ｄ９、つまり、光発電素子Ｄ）を備える。光発電素子Ｄ１〜光発電素子Ｄ９は、例えば直列接続されて直列素子部ＤＳを構成し、直列素子部ＤＳは、更に並列接続されている。つまり、本実施の形態では、光発電モジュールＭのそれぞれに日陰対策が施され、光発電素子Ｄは、直列接続および並列接続され、２次元の直列並列接続点を介して接続されている。なお、光発電素子Ｄは、具体的には太陽電池セルなどである。
【００９４】
本実施の形態に係る光発電モジュールＭは、複数（例えば９個）の光発電素子Ｄ（光発電素子Ｄ１〜光発電素子Ｄ９）を直列接続した直列素子部ＤＳを複数備え、それぞれの直列素子部ＤＳにおける同一の直列段に接続（配置）された光発電素子Ｄを互いに並列配線Ｗｐを介して並列に接続した２次元接続点を有する。
【００９５】
また、光発電モジュールＭは、２次元接続点を有する接続形態に加えて、更に、光発電素子Ｄの配置（レイアウトパターン）が等価回路での配置に対して異なる配置状態（すなわち、ランダムに分散して配置された分散配置の状態）とされていることが好ましい。
【００９６】
換言すれば、光発電モジュールＭでは、直列素子部ＤＳは、互いに並列に接続され、同一の直列段に配置（接続）された光発電素子Ｄが互いに並列に接続されている。また、直列素子部ＤＳのそれぞれで同一の直列段に配置された光発電素子Ｄは、２次元に分散して配置（ランダムに分散して配置）されている。
【００９７】
光発電素子Ｄをランダムに分散して配置した場合、具体的には（配置の具体例については、表示された対象は異なるが、図３Ａ、図３Ｂを参照することができる。）、等価回路で例えば上段に配置された光発電素子Ｄがレイアウトパターンでは、上段、中段、下段のいずれかに分散して配置され、また、等価回路で同一の直列段に配置された光発電素子Ｄの左右の配置位置が、レイアウトパターンでは、等価回路での配置に対して異なって分散して配置される。
【００９８】
上記したとおり、光発電モジュールＭは、複数の光発電素子Ｄが直列接続された直列素子部ＤＳを備え、直列素子部ＤＳは、互いに並列に接続されて同一の直列段に配置された光発電素子Ｄが互いに並列に接続されている。また、直列素子部ＤＳのそれぞれで同一の直列段に配置された光発電素子Ｄは、２次元に分散して配置されている。
【００９９】
したがって、本実施の形態に係る光発電システム１は、光発電モジュールＭにおける光発電素子Ｄが直列並列に２次元で接続され、また、２次元で分散して配置されていることから、光発電モジュールＭにおいても日陰の影響を抑制するので、日陰耐性を更に向上する。
【０１００】
なお、光発電素子Ｄは、単なる直列接続であっても良い。つまり、光発電モジュールＭにおける光発電素子Ｄの接続形態については、所定の出力が得られるものであれば、どのような接続形態でも良い。
【０１０１】
図７Ａは、本発明の実施の形態１に係る光発電システム１ａにおける光発電モジュールＭのレイアウト状態（実施例１）を示す配置図である。
【０１０２】
光発電システム１ａは、光発電モジュールＭ（光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９）を直列に接続した直列モジュール部ＭＳを９個並列に接続して構成されている。つまり、接続状態は図６Ａに示したとおりである。
【０１０３】
光発電システム１ａでは、直列モジュール部ＭＳは、直線状に配置され、同一の直列段に配置された光発電モジュールＭ（例えば、光発電モジュールＭ１）は、１次元に配置されている（図上、横方向へ行状に９個配置された光発電モジュールＭ１などを参照。）。また、同一の直列段に配置された光発電モジュールＭは、並列配線Ｗｐを介して互いに並列に接続されている。
【０１０４】
つまり、配置に関するレイアウトパターンは、「原理」の欄で説明した光発電モジュールアレイＭＡａに相当する。したがって、光発電モジュールアレイＭＡａで得られる作用効果が得られる。
【０１０５】
なお、光発電システム１ａは、レイアウトを特に示す必要が無い場合は、単に光発電システム１とすることがある。
【０１０６】
図７Ｂは、本発明の実施の形態１に係る光発電システム１ｂにおける光発電モジュールＭのレイアウト状態（実施例２）を示す配置図である。
【０１０７】
光発電システム１ｂは、光発電モジュールＭ（光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９）を直列に接続した直列モジュール部ＭＳを９個並列に接続して構成されている。つまり、接続状態は図６Ａに示したとおりである。なお、図７Ｂでは、直列モジュール部ＭＳにおける同一の直列段を相互に並列に接続する並列配線Ｗｐは、図の見やすさを考慮して省略されている。
【０１０８】
また、直列モジュール部ＭＳは、３×３のマトリックス状で２次元に分散して配置されている。したがって、直列モジュール部ＭＳを構成する光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９は、レイアウトパターンにおいてそれぞれ分散して２次元に配置されている。具体的には、例えば光発電モジュールＭ１は、光発電モジュールＭに対する縦方向９箇所、横方向９箇所で縦横８１箇所の配置位置の内で、縦方向３箇所、横方向３箇所の９箇所に分散して配置されている。
【０１０９】
つまり、配置に関するレイアウトパターンは、「原理」の欄で説明した光発電モジュールアレイＭＡｂに相当する。したがって、光発電モジュールアレイＭＡｂで得られる作用効果が得られる。なお、光発電モジュールＭに対する分散配置の程度は、各光発電モジュールＭについて均等とされることが好ましい。
【０１１０】
上記したとおり、光発電システム１ｂでは、直列モジュール部ＭＳのそれぞれで同一の直列段に配置された光発電モジュールＭは、２次元に分散して配置されていることが好ましい。この構成によって、光発電システム１ｂは、直列モジュール部ＭＳにおける同一の直列段に接続された光発電モジュールＭを２次元に分散して配置していることから、同一の直列段に配置された複数の光発電モジュールＭに対する日陰の影響を効果的に回避することが可能となるので、直列モジュール部ＭＳによる電流経路が日陰の影響によって抑制されることを防止し、発電面積比を更に向上させる。
【０１１１】
また、２次元に配置されたそれぞれの直列モジュール部ＭＳにおいて、光発電モジュールＭ１〜光発電モジュールＭ９は、３個の光発電モジュールＭ毎に折り返して正方形を構成する配置とされている。つまり、光発電システム１ｂでは、直列モジュール部ＭＳは、２次元で配置され、直列モジュール部ＭＳにおける光発電モジュールＭは、折り返しパターンで配置されていることが好ましい。
【０１１２】
したがって、光発電システム１ｂは、折り返しパターンで配置された光発電モジュールＭによって直列モジュール部ＭＳを構成することから、直列モジュール部ＭＳを２次元で高密度に配置できるので、直列モジュール部ＭＳの配置に応じて光発電モジュールＭを確実に分散させ、日陰耐性を更に向上させる。
【０１１３】
なお、光発電システム１ｂは、レイアウトを特に示す必要が無い場合は、単に光発電システム１とすることがある。
【０１１４】
＜実施の形態２＞
図８ないし図１０を参照して、本実施の形態に係る光発電システム１（光発電システム１ａ、光発電システム１ｂ）について説明する。
【０１１５】
本実施の形態に係る光発電システム１は、実施の形態１に係る光発電システム１（光発電システム１ａ、光発電システム１ｂ。以下、単に光発電システム１とする。）が備える光発電モジュールＭに電力変換部１０（図８）、あるいは、電力変換部１１（図９）を適用したものである。したがって、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。また、電力変換部１０、電力変換部１１の内部回路については、図１０で説明する。
【０１１６】
図８は、本発明の実施の形態２に係る光発電システム１における光発電モジュールＭに接続した電力変換部１０の配置状態をブロックで示すブロック図である。
【０１１７】
本実施の形態に係る光発電システム１は、光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３、・・・をそれぞれ複数備える。光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３、・・・は、例えば４個ずつ３つに区分され、電力変換部１０を介して直列接続、並列接続されている。
【０１１８】
つまり、光発電モジュールＭ１は、４個ずつの３組がそれぞれ電力変換部１０および並列配線Ｗｐｃを介して並列に接続され、光発電モジュールＭ２は、４個ずつの３組がそれぞれ電力変換部１０および並列配線Ｗｐｃを介して並列に接続され、光発電モジュールＭ３は、４個ずつの３組がそれぞれ電力変換部１０および並列配線Ｗｐｃを介して並列に接続されている。また、光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３は、光発電モジュールＭの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部１０を介して相互に直列接続されている。
【０１１９】
なお、実施の形態１で示したとおり、光発電モジュールＭ１は、直列モジュール部ＭＳの第１端子１ｐ側の１段目に配置された光発電モジュールであり、光発電モジュールＭ２は、同じく２段目に配置された光発電モジュールであり、光発電モジュールＭ３は、同じく３段目に配置された光発電モジュールである。
【０１２０】
実施の形態１では、光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３は、それぞれ９個が並列に接続された状態を例示したが、本実施の形態では、４個の光発電モジュールＭ１、４個の光発電モジュールＭ２、４個の光発電モジュールＭ３がそれぞれ１組とされ、それぞれ３組が並列に接続されている。
【０１２１】
つまり、光発電システム１では、光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３がそれぞれ１２個並列に接続され、光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３のそれぞれ４個ずつに電力変換部１０が接続され、全体として連係されている。
【０１２２】
なお、光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３のレイアウトは、どのようなレイアウトであっても良い。例えば、光発電システム１ａに対応するレイアウト、あるいは、光発電システム１ｂに対応するレイアウトなどを適用することができる。
【０１２３】
上記したとおり、光発電システム１は、光発電モジュールＭに接続されて光発電モジュールＭの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部１０を備え、光発電モジュールＭは、電力変換部１０を介して相互に連係（接続）されていることが好ましい。
【０１２４】
したがって、光発電システム１は、光発電モジュールＭの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部１０を介して相互に連係されることから、光発電モジュールＭの発電状態に関係なく電力変換部１０によって調整された電力を取り出すことが可能となる。
【０１２５】
また、光発電システム１では、電力変換部１０は、光発電モジュールＭの出力電圧を昇圧することが好ましい。したがって、光発電システム１は、光発電モジュールＭの出力電圧を昇圧することから、出力電流を相対的に低減することになるので、電流経路における電流による抵抗損の発生を抑制し、電力取り出し効率を向上させる。
【０１２６】
また、光発電システム１では、電力変換部１０は、直列モジュール部ＭＳの同一の直列段に配置された複数の光発電モジュールＭ（例えば、４個の光発電モジュールＭ１）の出力が並列に入力される構成とされていることが好ましい。
【０１２７】
したがって、光発電システム１は、同一の直列段に配置された複数の光発電モジュールＭの出力を並列に入力する構成としていることから、システムに必要な電力変換部１０の個数を抑制して部品点数を削減し、接続構成を簡略化することができるので、設置コスト、メンテナンスコストを抑制して信頼性を向上する。
【０１２８】
なお、電力変換部１０に接続される１組（４個）の光発電モジュールＭは、他の光発電モジュールＭに比較して相対的に近くに配置されていることが好ましい。近傍に配置された複数の光発電モジュールＭを相互に接続して電力変換部１０へまとめて入力することができる。なお、図８は、接続状態を説明するものであり、光発電モジュールＭの配置状態は、図７Ａ、図７Ｂで示したように異ならせることができる。
【０１２９】
光発電システム１では、電力変換部１０は、図８に示したとおり、２次元に分散して配置されていることが好ましい。なお、電力変換部１０は、入力側へ接続される１組（４個）の内のいずれか一つの光発電モジュールＭのモジュール実装部Ｍｊに実装される形態とすることも可能である。
【０１３０】
図９は、本発明の実施の形態２に係る光発電システム１における光発電モジュールＭに接続した電力変換部１１の配置状態をブロックで示すブロック図である。
【０１３１】
電力変換部１１は、光発電モジュールＭに個別に接続されている。例えば２個の光発電モジュールＭ１のそれぞれに対して電力変換部１１が接続され、同じく２個の光発電モジュールＭ２のそれぞれに対して電力変換部１１が接続され、同じく２個の光発電モジュールＭ３のそれぞれに対して電力変換部１１が接続されている。図示しない他の光発電モジュールＭについても同様に電力変換部１１が配置される。
【０１３２】
つまり、光発電システム１は、光発電モジュールＭに接続されて光発電モジュールＭの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部１１を備え、光発電モジュールＭは、電力変換部１１を介して相互に連係（接続）されている。したがって、光発電システム１は、光発電モジュールＭの出力をＤＣ−ＤＣ変換する電力変換部１１を介して相互に連係されることから、光発電モジュールＭの発電状態に関係なく電力変換部１１によって調整された電力を取り出すことが可能となる。なお、光発電モジュールＭ１、光発電モジュールＭ２、光発電モジュールＭ３、・・・は、電力変換部１１を介して直列接続され、電力変換部１１は、並列配線Ｗｐｃを介して相互に並列に接続されている。
【０１３３】
上記したとおり、光発電システム１では、電力変換部１１は、光発電モジュールＭのそれぞれに個別に接続されていることが好ましい。この構成によって、光発電システム１は、光発電モジュールＭのそれぞれに対して電力変換部１１を個別に接続することから、光発電モジュールＭの出力を個別に変換できるので、電流経路での抵抗損を確実にかつ効果的に抑制することができる。
【０１３４】
また、電力変換部１０は、モジュール実装部Ｍｊに実装されていることが好ましい。したがって、光発電システム１は、光発電モジュールＭが有するモジュール実装部Ｍｊに電力変換部１０を実装することから、電力変換部１０の配置に伴う配置工程を実質的に省略できるので、電力変換部１０の実装状態を光発電モジュールＭの実装状態と同様とし、電力変換部１０の信頼性を確保する。電力変換部１０をモジュール実装部Ｍｊに実装することによって、配線構造を簡略化でき、信頼性を向上できる。
【０１３５】
図１０は、図８に示した電力変換部１０の内部回路の概略を示す概略回路図である。
【０１３６】
電力変換部１０は、光発電モジュールＭ（同一の直列段に並列に接続された３個の光発電モジュールＭ１）の光起電力による出力が入力される入力端１４と、光発電モジュールＭの出力をＤＣ−ＤＣ変換する回路部としてのスイッチング素子１６、制御信号発生部１７、昇圧コイルＬｃ、ダイオードＤｃ、および平滑コンデンサＣｃと、ＤＣ−ＤＣ変換した電力を出力する出力端１５を備える。
【０１３７】
電力変換部１０は、次の動作によって入力端１４に入力された電力（電圧）を昇圧して出力端１５から出力する。
【０１３８】
まず、スイッチング素子１６がオン状態のとき電流経路を構成する昇圧コイルＬｃに電流が流入して昇圧コイルＬｃはエネルギーを蓄積する。次に、スイッチング素子１６をオフ状態にすると昇圧コイルＬｃは電流を維持しようとして蓄えたエネルギーを放出する。昇圧コイルＬｃからエネルギーが放出される時、出力端１５は、入力電圧（光発電モジュールＭからの出力）と昇圧コイルＬｃの電圧とが加算された状態となることから、電力変換部１０における昇圧がなされる。なお、平滑コンデンサＣｃは、出力電圧を平滑化して出力電圧を安定化させる。
【０１３９】
スイッチング素子１６のオンオフ制御は、スイッチング素子１６（ゲート端子）に対する制御信号発生部１７からの制御信号Ｓｇｃによって実行される。制御信号発生部１７は、制御信号Ｓｇｃのパルス幅を変更することによってスイッチング素子１６に対してＰＷＭ（パルス幅変調）制御を施すことが可能となるので、容易に昇圧の倍率を変更する。なお、制御信号発生部１７は、平滑コンデンサＣｃの両端に得られる電圧を電源とすることによって外部からの電源供給を不要とすることができる。
【０１４０】
上記したとおり、電力変換部１０は、光発電モジュールＭの出力電圧を昇圧することが好ましい。この構成によって、光発電システム１は、光発電モジュールＭの出力電圧を昇圧することから、出力電流を相対的に低減することになるので、電流経路における電流による抵抗損の発生を抑制し、電力取り出し効率を向上させる。
【０１４１】
また、変形例として、電力変換部１０は、昇圧倍率を１つの値に固定していることが好ましい。この構成によって、光発電システム１は、電力変換部１０の昇圧倍率を１つの値に固定していることから、電力変換部１０に対する昇圧倍率を制御する制御信号を調整する必要が無くなるので、制御信号発生部１７を簡略化して電力変換部１０の設置コストを低減し、信頼性を向上させる。
【０１４２】
なお、電力変換部１０について説明したが、電力変換部１１（図９）についても同様の構成とすることができるので、説明は省略する。
【０１４３】
＜実施の形態３＞
図１１を参照して、実施の形態１、実施の形態２に係る光発電システム１の具体的な出力状態、商用の電力系統に対する系統連系の状態を実施の形態３として説明する。
【０１４４】
図１１は、本発明の実施の形態３に係る光発電システム１を電力系統に接続して系統連系を実施するときの出力状態を概念的に示す出力概念図である。
【０１４５】
光発電システム１は、光発電モジュールＭを複数接続して光発電モジュールアレイＭＡ（実施の形態１の光発電モジュールアレイＭＡａ、あるいは光発電モジュールアレイＭＡｂ）とされている。また、光発電モジュールＭは、例えば２５Ｖ・８Ａ（１９８Ｗ）とされ、光発電モジュールＭは、例えば１８直列で４５０Ｖ（１９８Ｗ×１８）とされている。また、１８直列とされた光発電モジュールＭは、更に８並列とされて４５０Ｖ（１９８Ｗ×１８×８）が出力される。つまり、光発電モジュールＭは、１８直列８並列として、光発電モジュールアレイＭＡを構成している。
【０１４６】
光発電モジュールアレイＭＡ（光発電システム１）の出力は、同様に構成された他の４か所の光発電モジュールアレイＭＡ（光発電システム１）と相互に並列に接続され、全体で５か所からの集電としてパワーコンディショナーシステムＰＣＳに入力される。また、パワーコンディショナーシステムＰＣＳは、他の１組の５か所の光発電モジュールアレイＭＡ（光発電システム１）の出力を並列に集電し、２組の光発電システム１からの直流出力を合わせて交流に変換する。つまり、パワーコンディショナーシステムＰＣＳに入力された直流電力（１９８Ｗ×１８×８×５×２）は、合計で２８５．１２ｋＷとなり、２１０Ｖの交流に変換される。
【０１４７】
複数のパワーコンディショナーシステムＰＣＳは、全体としてメガソーラー（太陽光発電所）ＭＧＳを構成し、１０００ｋＷ以上の出力が得られる。また、メガソーラーＭＧＳによる発電電力は、変圧器に入力され、変圧器によって６，６００Ｖの交流に昇圧される。変圧器の出力は、高圧閉鎖配電盤を介して連系変圧器に集電され、更に６６，０００Ｖに変換され、電力系統と連系される。
【０１４８】
上記したとおり、本実施の形態に係る光発電システム１は、メガソーラーＭＧＳを構成して交流（商用）の電力系統と連系することが可能となる。また、光発電モジュールアレイＭＡを適用して日陰ＳＨによる影響を抑制した安定性の高い発電が可能となることから、信頼性の高い発電所を構成できる。
【０１４９】
上記した実施の形態１ないし実施の形態３は、技術的な整合性を採ることによって、相互に他の実施の形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
１  光発電システム（ＭＡ、ＭＡａ、ＭＡｂに対応）
１ｐ  第１端子
１ｍ  第２端子
１０、１１  電力変換部
１４  入力端
１５  出力端
１６  スイッチング素子
１７  制御信号発生部
Ｃｃ  平滑コンデンサ
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄ９  光発電素子
Ｄｃ  ダイオード
ＤＳ  直列素子部
Ｌｃ  昇圧コイル
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍ９  光発電モジュール
ＭＡ、ＭＡａ、ＭＡｂ  光発電モジュールアレイ
ＭＧＳ  メガソーラー
Ｍｊ  モジュール実装部
ＭＳ  直列モジュール部
ＰＣＳ  パワーコンディショナーシステム
Ｗｐ、Ｗｐｃ、Ｗｐｄ  並列配線
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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