(57)【要約】【課題】不正な使用を防止することによって盗難を抑制することができる太陽電池パネルの提供。【解決手段】太陽電池セルを含む太陽電池パネルにおいて、前記太陽電池セルで発電した電力を出力する経路の接続と遮断とが切り換え可能な出力スイッチ手段と、外部装置との通信を行う通信手段と、前記通信手段により前記外部装置から取得した認証情報に基づいて認証照合を実施する認証手段と、前記出力スイッチ手段を遮断状態から接続状態に制御する第１の制御手段と、を有し、前記第１の制御手段は、前記認証手段による認証照合によって認証が成立した場合に、前記出力スイッチ手段を遮断状態から接続状態に変更する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルを含む太陽電池パネルにおいて、
前記太陽電池セルで発電した電力を出力する経路の接続と遮断とが切り換え可能な出力スイッチ手段と、
外部装置との通信を行う通信手段と、
前記通信手段により前記外部装置から取得した認証情報に基づいて認証照合を実施する認証手段と、
前記出力スイッチ手段を遮断状態から接続状態に制御する第１の制御手段と、を有し、
前記第１の制御手段は、前記認証手段による認証照合によって認証が成立した場合に、前記出力スイッチ手段を遮断状態から接続状態に変更する、ことを特徴とする太陽電池パネル。
【請求項２】
前記第１の制御手段は、所定のタイミングで、前記外部装置に認証のリクエストを送信し、
前記認証手段は、前記外部装置から前記リクエストに対する認証情報を受信したら、受信した認証情報と前記太陽電池パネルに予め記憶した認証情報とを比較して認証を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
【請求項３】
前記第１の制御手段は、所定のタイミングで、予め登録された外部装置に対して認証情報を要求し、
前記認証手段は、前記外部装置から認証情報を取得したら、受信した認証情報が正規の認証情報であるかを判断して認証を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
【請求項４】
前記所定のタイミングは、前記太陽電池セルによる発電を検知した時である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池パネル。
【請求項５】
前記認証情報は、前記外部装置を含む特定の設定手段を用いて、前記太陽電池パネル毎に設定若しくは変更が可能である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の太陽電池パネル。
【請求項６】
前記出力スイッチ手段を接続状態から遮断状態に制御する第２の制御手段を更に有し、
前記第２の制御手段は、前記認証手段による認証照合とは異なる特定の条件に基づいて、前記出力スイッチ手段を接続状態から遮断状態に変更する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の太陽電池パネル。
【請求項７】
前記太陽電池パネルに、タイマー手段を有し、
前記第２の制御手段は、前記タイマー手段が予め定めた時間の経過を検出した場合に、前記出力スイッチ手段を接続状態から遮断状態に変更する、ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池パネル。
【請求項８】
前記太陽電池パネルに、時計手段を有し、
前記第２の制御手段は、前記時計手段が予め定めた時刻の到達を検出した場合に、前記出力スイッチ手段を接続状態から遮断状態に変更する、ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池パネル。
【請求項９】
前記太陽電池パネルに、前記太陽電池セルの発電量を検知する発電検知手段を有し、
前記第２の制御手段は、前記発電検知手段が検知した発電量に基づいて、前記出力スイッチ手段を接続状態から遮断状態に変更する、ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池パネル。
【請求項１０】
前記第２の制御手段は、前記出力スイッチ手段を接続状態から遮断状態に変更する際に、前記認証手段に認証履歴を消去させて未認証状態に戻す、ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一に記載の太陽電池パネル。
【請求項１１】
前記出力スイッチ手段の駆動電力を、前記太陽電池セルの発電電力によって得る構造において、
前記第２の制御手段は、前記太陽電池セルが発電を開始し、前記出力スイッチ手段の駆動が可能になった時に、前記出力スイッチ手段を接続状態から遮断状態に変更する、ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一に記載の太陽電池パネル。
【請求項１２】
前記出力スイッチ手段の端子は、前記太陽電池セルを封止する構造体の内部に配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載の太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルを含む太陽電池パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然エネルギーへの関心が高まっており、太陽光などの光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネルが実用化されている。この太陽電池パネルは屋外に設置され、その状態が確認しにくいことから、太陽電池パネルの状態を外部装置で確認できるようにする方法が提案されている。例えば、下記特許文献には、少なくとも１以上の太陽電池素子を有する太陽電池モジュールにおいて、該太陽電池素子の電気的パラメータ検出手段を少なくとも１つと、該電気的パラメータ検出手段の出力に応じて通信を行う通信手段とを有する構成が開示されている。
【０００３】
また、太陽電池パネルで発電した電力を取り出す端子などに誤って触れると、感電の危険がある。特に、太陽電池パネルが出力する直流は交流よりも危険であり、例えば７０Ｖ程度でも感電死のリスクがある。そこで、通常は、ケーブルやコネクタを用いて人が端子などに触れないようにしているが、ケーブルを加工する施工時やメンテナンス時、また、地震などで太陽電池パネルが崩れ落ち、ケーブルが引きちぎれて端子がむき出しになってしまった時には感電する危険を伴う。また、端子が保護されていても、太陽電池パネルや手が雨などで濡れている状態では、感電の危険が高くなる。
【０００４】
このような背景から、太陽電池パネルの安全対策に関する様々な方法が提案されており、例えば、下記特許文献２には、太陽電池にて発生される電力を端子ボックスおよび電力コードを介して電力消費部に供給するようにした太陽電池装置において、前記端子ボックスの両端子間を短絡させ得る作動片と、前記太陽電池の設置位置からの移動ないし離脱によって前記作動片を操作して前記両端子間を短絡させる操作用ワイヤとから成る安全装置を備えた構成が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献３には、複数の太陽電池モジュールを直列接続したストリングを複数並列接続した太陽電池アレイを有する太陽光発電装置の制御方法であって、前記複数のストリングそれぞれの出力電流を検出し、検出される出力電流に基づき、前記複数のストリングそれぞれの出力端を短絡させるための開閉器を制御する構成が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献４には、光起電力素子と、該光起電力素子により発電された電力を出力するための出力端子を有する太陽電池モジュールであって、該出力端子への出力を制御する少なくとも一つの出力開閉手段を有し、該出力開閉手段のうち少なくとも一つは前記光起電力素子を電気的に分割する位置に配置する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２６９５３１号公報
【特許文献２】特開平０８−３１６５１７号公報
【特許文献３】特開２００１−８５７１６号公報
【特許文献４】特開２０００−１１４５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
太陽電池パネルは、建物の屋根などに金具で固定されて使用される。また、太陽電池パネルを屋外で動作する装置（例えば、照明灯や電気自動車など）の電源として使用する場合は、装置を固定する支柱や装置の架台などに金具で固定されて使用される。
【０００９】
しかしながら、太陽電池パネルの盗難対策は、特殊なロックネジや盗難防止金具による物理的な防止策に限られているため、常に高い盗難のリスクに晒され、盗難された太陽電池パネルは不正に使用されてしまうという問題がある。特に、太陽電池パネルを屋外で動作する装置の電源として使用する場合は、侵入や運び出しが容易であるため、上記問題が顕著になる。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、不正な使用を防止することによって盗難を抑制することができる太陽電池パネルを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、感電等の危険を低減することができる太陽電池パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、太陽電池セルを含む太陽電池パネルにおいて、前記太陽電池セルで発電した電力を出力する経路の接続と遮断とが切り換え可能な出力スイッチ手段と、外部装置との通信を行う通信手段と、前記通信手段により前記外部装置から取得した認証情報に基づいて認証照合を実施する認証手段と、前記出力スイッチ手段を遮断状態から接続状態に制御する第１の制御手段と、を有し、前記第１の制御手段は、前記認証手段による認証照合によって認証が成立した場合に、前記出力スイッチ手段を遮断状態から接続状態に変更するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽電池パネルによれば、不正な使用を防止することによって盗難を抑制することができ、また、感電等の危険を低減することができる。
【００１４】
その理由は、太陽電池パネルに、出力のＯＮ／ＯＦＦを切り換える出力スイッチ手段と、外部装置を通信する通信手段と、外部装置から取得した情報に基づいて認証照合を実施する認証手段と、認証手段による認証が成立した場合に出力スイッチ手段をＯＦＦ状態からＯＮ状態に変更する第１の制御手段と、を備えるからである。更に、認証手段による認証照合とは異なる特定の条件に基づいて出力スイッチ手段をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更する第２の制御手段を備えるからである。また、上記出力スイッチ手段を太陽電池パネルの構造体の内部に組み込むからである。
【００１５】
このように、発電電力を取り出す際に認証を必要とすることにより、正当な使用者以外の使用を制限し、防犯効果を発揮することができる。また、自動で発電電力の取り出しが禁止された状態に遷移し、再認証を必要とすることにより、更なる防犯効果を発揮することができる。また、出力スイッチ手段を太陽電池パネルの構造体の内部に組み込み、外部に露出しないようにすることにより、不正な使用を確実に防止すると共に、誤って端子に接触する危険を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の太陽電池パネルの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る太陽電池パネルの構成を示すブロック図である。
【図３】図２の構成の太陽電池パネルの動作を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る太陽電池パネルの接続例（太陽電池パネルが１枚の場合）を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る太陽電池パネルの接続例（太陽電池パネルが複数枚の場合）を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る太陽電池パネルの構成を示すブロック図である。
【図７】図６の構成の太陽電池パネルの動作を示すフローチャート図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る太陽電池パネルの具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８の構成の太陽電池パネルの動作を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る太陽電池パネルの具体的な構成の他の例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の構成の太陽電池パネルの動作を示すフローチャート図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る太陽電池パネルの具体的な構成の他の例を示すブロック図である。
【図１３】図１２の構成の太陽電池パネルの動作を示すフローチャート図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る太陽電池パネルの構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４の構成の太陽電池パネルの動作を示すフローチャート図である。
【図１６】本発明の第４の実施例に係る太陽電池パネルと外部装置の接続例を示す図である。
【図１７】図１６の構成の太陽電池パネルと外部装置の動作の一例を示すフローチャート図である。
【図１８】図１６の構成の太陽電池パネルと外部装置の動作の他の例を示すフローチャート図である。
【図１９】太陽電池パネルの一般的な構成を示す概略図である。
【図２０】本発明の第５の実施例に係る太陽電池パネルの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
背景技術で示したように、従来の太陽電池パネルは、盗難防止対策として特殊なロックネジや盗難防止金具による物理的な防止策が取られているが、この方法では、ロックネジや盗難防止金具が破壊されると太陽電池パネルを取り外すことができ、取り外した太陽電池パネルはそのまま使用することができるため、盗難を効果的に抑制することができなかった。
【００１８】
そこで、本発明の一実施の形態では、物理的な盗難防止策に代えて、若しくは物理的な盗難防止策に加えて、ＩＤ照合などの認証による発電電力出力のＯＮ制御を行い、更に、所定の条件の成立による発電電力出力のＯＦＦ制御を行って再認証を要求し、太陽電池パネルの不正な使用を防止することによって盗難を抑制する。
【００１９】
具体的には、太陽電池パネル内に、太陽電池セルで発電した電力の太陽電池パネル外部への出力を接続、遮断するための出力スイッチ手段（例えば、ソレノイドリレーなどのリレースイッチ）、通信手段（例えば、パワーライン通信、無線通信、有線通信）、太陽電池パネルごとに設定された認証キーとの照合を行う認証手段、認証手段の認証結果に基づいて出力スイッチ手段をＯＮ状態に制御する第１の制御手段を組み込み、更に、所定の条件に基づいて出力スイッチ手段をＯＦＦ状態に制御する（例えば、夜間の発電停止タイミングでＯＦＦ状態にする）第２の制御手段を組み込む。また、少なくとも出力スイッチ手段を太陽電池パネル内部に組み込む。
【００２０】
このように、太陽電池パネルに認証手段を組み込み、認証が成立しないと電力を取り出すことができないようになるため、盗難抑制効果を発揮することができる。また、発電量がゼロになる（太陽が沈む）、所定時間が経過する、所定時刻に到達する等をトリガとして、出力スイッチ手段がＯＦＦ状態になり、再認証が必要になるため、更なる盗難抑制効果を発揮することができる。また、出力スイッチ手段を太陽電池パネル内部に組み込むことにより、出力スイッチ手段を短絡させる改造を防止し、出力スイッチ手段を外部に露出しないようにすることにより、感電等を防止して安全を確保することができる。
【実施例１】
【００２１】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る太陽電池パネルについて、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２２】
図１は、従来の太陽電池パネル２０の構成を示すブロック図である。太陽電池パネル２０の主要な構成部品は、発電素子である太陽電池セル２１である。通常、太陽電池パネル２０には複数の太陽電池セル２１が搭載されており、太陽電池パネル２０内で太陽電池セル２１を直並列に接続して、所望の電圧や電流に高めている。直並列に接続された太陽電池セル２１での発電電力は、端子と呼ばれる出力端子から、太陽電池パネル２０外に取り出すことができる。また、並列接続時の太陽電池パネル２０の破壊防止のために、逆流防止対策が必要であることから、出力端子（通常、プラス側の端子）の直前に、逆流防止ダイオード２２を設けていることが多い。
【００２３】
図２は、本実施例の太陽電池パネル１０の構成を示す図であり、上側は概略図、下側はブロック図である。本実施例の太陽電池パネル１０は、通常の太陽電池パネルの構成部品（太陽電池セル１１及び逆流防止ダイオード１２）に加え、太陽電池セル１１で発電した電力を出力する経路の接続／遮断（出力のＯＮ／ＯＦＦ）を切り換える出力スイッチ手段１３と、外部装置と通信するための通信手段１４と、外部装置との通信で得られた情報に基づいて認証照合を実施する認証手段１５と、認証手段１５の認証結果に基づいて出力スイッチ手段１３のＯＮ／ＯＦＦを制御する第１の制御手段１６と、を有している。
【００２４】
出力スイッチ手段１３は、例えば、比較的大電流のＯＮ／ＯＦＦの切り換えに耐えうる、電磁リレーや電磁スイッチと呼ばれる部品であり、メカニカルなスイッチ接点とその接点を動かすソレノイドなどで構成される。なお、図では、出力スイッチ手段１３として、プラスの出力端子側のみを遮断可能な「片切り」構造を示しているが、プラス端子とマイナス端子の両方を同時に遮断可能な「両切り」構造としてもよい。
【００２５】
通信手段１４は、外部から出力スイッチ手段１３の状態変更指示を受け取り、出力スイッチ手段１３の状態変更を実行するにあたって、外部から認証情報を受信する機能を持つ。外部とのデータ通信を行うための手法としては、公知の有線通信や無線通信の技術を活用すればよい。また、太陽電池パネル１０は、通常、パワーコンディショナと呼ばれる装置と接続されるため、パワーコンディショナと接続する専用の有線ケーブルで接続してもよいし、既に接続されている発電電力の伝送用のパワーケーブルに、高周波信号を重畳させて通信する、公知の「電力線通信」の技術を活用してもよい。なお、通信先はパワーコンディショナに限らず、発電量などを表示するコントロールパネルとしてもよいし、その他の専用コントローラとしてもよい。また、無線通信を利用する場合は、無線通信機能を有した専用コントローラ端末としてもよいし、汎用の無線通信（Wi-FiやBluetooth（登録商標）、ZigBee、３G）を扱える、スマートフォンや携帯端末に専用アプリケーションソフトを搭載して実現してもよい。
【００２６】
認証手段１５は、通信手段１４によって受信した認証情報（パスワードや太陽電池パネル１０の識別情報など）を認証鍵として、認証が成立したか否かを判断する機能を有する。盗難抑制の観点からは、ハッキングされ難い強固な通信プロトコルが有効なため、SHA-1と呼ばれるハッシュ関数を使用したアルゴリズムなどに対応した通信が理想的である。なお、太陽電池パネル１０に記録されているパスワードやＩＤなどの認証に必要な情報は、個々のパネルに固有な情報としてもよいし、複数のパネル単位で同じ情報としてもよいし、接続されているパネル全てに共通する情報としてもよい。
【００２７】
第１の制御手段１６は、認証手段１５の認証結果に基づいて出力スイッチ手段１３のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する機能を有する。また、通信手段１４から取得した出力スイッチ手段１３の状態変更指示に対応して、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態、又は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に変更するための駆動電流を発生させるドライバー回路を備えている。
【００２８】
なお、通信手段１４、認証手段１５、第１の制御手段１６の少なくとも一つは、太陽電池セル１１で発電した電力で駆動する構成としてもよいし、専用の一次電池を備える構成としてもよいし、専用ケーブルなどを用いて、太陽電池パネル１０外から電力供給を受けて駆動する構成としてもよい。太陽電池セル１１で発電した電力を使用する場合は、太陽電池セル１１による発電が行われている間（日中）のみ機能できるという制約を受けるが、発電開始直後から通信、認証、制御の機能が可能になるため、不都合は少ない。
【００２９】
また、認証手段１５や第１の制御手段１６の機能は、ハードウェア（回路）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）上で動作するプログラムによって実現してもよい。
【００３０】
次に、図２の構成の太陽電池パネル１０の動作について、図３のフローチャート図を参照して説明する。
【００３１】
まず、太陽電池パネル１０の通信手段１４は、外部装置からのデータ受信を待ち（Ｓ１０１）、外部装置から自パネル宛のデータを受信すると（Ｓ１０１のＹｅｓ）、受信したデータを認証手段１５に転送する。
【００３２】
認証手段１５は、受け取ったデータに基づいて認証照合を実施する（Ｓ１０２）。例えば、予め設定された正しい認証パスワードや自太陽電池パネル１０に割り当てられた固有のＩＤ情報がデータに含まれるか否かで認証の成立／不成立を判断する。認証が成立しない場合は（Ｓ１０３のＮｏ）、認証手段１５（若しくは第１の制御手段１６）は、認証不成立を、通信手段１４を介してデータの発信元の外部装置に通知する（Ｓ１０７）。一方、認証が成立した場合は（Ｓ１０３のＹｅｓ）、データに含まれる指示内容を第１の制御手段１６に転送する。
【００３３】
第１の制御手段１６は、認証手段１５から受け取ったデータの指示内容に従って出力スイッチ手段１３を駆動する（Ｓ１０４）。例えば、現在、太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態であり、ＯＮ状態への変更指示を受けた場合、出力スイッチ手段１３がＯＮ状態になるように駆動して（Ｓ１０５）、太陽電池セル１１で発電した電力を太陽電池パネル１０外に出力可能な状態にする。また、現在、太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３がＯＮ状態であり、ＯＦＦ状態への変更指示を受けた場合、出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態になるように駆動して（Ｓ１０５）、太陽電池セル１１で発電した電力を太陽電池パネル１０外に出力しない状態にする。電力を出力しない状態になれば、感電の危険がなくなるため、安全にメンテナンス作業が行うことができる。
【００３４】
なお、ここでは、第１の制御手段１６が、出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態からＯＮ状態、ＯＮ状態からＯＦＦ状態の双方に駆動するため、データの指示内容に従って制御を行う構成としたが、出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態からＯＮ状態のみに駆動する場合は、認証手段１５による認証照合の結果に従って制御を行えばよい。
【００３５】
その後、認証手段１５（若しくは第１の制御手段１６）は、認証成立を、通信手段１４を介してデータの発信元である外部装置に通知する（Ｓ１０６）。
【００３６】
このように、本実施例の太陽電池パネル１０によれば、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態にするためには、パスワードやＩＤを知っている必要があるため、仮に太陽電池パネル１０が盗まれたとしても、盗まれた時に出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態であれば、太陽電池パネル１０を使用することができず、その結果、盗難を抑制することができる。
【００３７】
次に、本実施例の太陽電池パネル１０の接続例について説明する。図４は、太陽電池パネル１０が１枚の場合の構成を示している。この場合の接続例としては、電動自動車のルーフに太陽電池パネル１０を搭載する場合が挙げられる。
【００３８】
太陽電池パネル１０で発電された直流電力はパワーコンディショナ３０に入力され、電動自動車のモータなどの負荷５０やバッテリ４０の充電に適した安定した電圧に変換されて出力される。パワーコンディショナ３０の機能としては、電圧変換だけでなく、太陽電池パネル１０が最も効率のよい発電ができるようにＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御と呼ばれる最適制御を実施する機能を有する。
【００３９】
なお、図では、太陽電池パネル１０の発電出力のＯＮ／ＯＦＦの指示は、パワーコンディショナ３０から発信されることを想定しているが、電動自動車内の操作パネルなどから発信することもできる。
【００４０】
図５は、太陽電池パネル１０が複数枚の場合の構成を示している。この場合の接続例としては、住宅の屋根に設置される太陽光発電システムが挙げられる。図では、複数枚の太陽電池パネル１０から構成されるアレイが３系統に場合を示している。
【００４１】
太陽電池パネル１０で発電された直流電力は、接続箱６０と呼ばれる装置でまとめられた後、パワーコンディショナ３０に入力され、住宅内の家庭用電気製品などの負荷５０で自家消費される。自家消費されなかった分の電力は、住宅用のバッテリ４０の充電に使用したり、売電メータ７０を介して電力会社に売電したりすることもできる。パワーコンディショナ３０の機能としては、直流を家庭内で使用できる交流に変換するだけでなく、太陽電池パネル１０が最も効率のよい発電ができるようにＭＰＰＴ制御を実施する機能を有する。
【００４２】
なお、図では、太陽電池パネル１０の発電出力のＯＮ／ＯＦＦの指示は、パワーコンディショナ３０から発信されることを想定しているが、接続箱６０から発信したり、特定の家庭用電気製品から発信したりすることもできる。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明の第２の実施例に係る太陽電池パネルについて、図６乃至図１３を参照して説明する。
【００４４】
図６は、本実施例の太陽電池パネル１０の構成を示す図であり、上側は概略図、下側はブロック図である。通信手段１４、認証手段１５、第１の制御手段１６による、出力スイッチ手段１３のＯＮ／ＯＦＦ制御の機能に加えて、本実施例では、更に第２の制御手段１７による出力スイッチ手段１３のＯＦＦ制御の機能が追加される。
【００４５】
この第２の制御手段１７は、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態にする機能のみを有しており、ＯＦＦ状態からＯＮ状態にする機能は有しない。すなわち、出力スイッチ手段１３が既にＯＦＦ状態にある場合は実質的に機能しない。また、第２の制御手段１７は、太陽電池パネル１０の外部からの指示を受ける手段を有しておらず、パネル内での特定の条件（詳細は後述）に基づいて、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更する。この第２の制御手段１７は、第１の制御手段１６と同様に、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更するための駆動電流を発生させるドライバー回路を備えている。
【００４６】
なお、第２の制御手段１７も他の手段と同様に、太陽電池セル１１で発電した電力で駆動する構成としてもよいし、専用の一次電池を備える構成としてもよいし、専用ケーブルなどを用いて、太陽電池パネル１０外から電力供給を受けて駆動する構成としてもよい。また、第２の制御手段１７の機能は、ハードウェア（回路）によって実現してもよいし、ＣＰＵ上で動作するプログラムによって実現してもよい。
【００４７】
次に、本実施例の太陽電池パネル１０の動作について、図７のフローチャート図を参照して説明する。なお、以下の説明において、太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３は予めＯＮ状態になっているとする。
【００４８】
まず、太陽電池パネル１０に搭載されている第２の制御手段１７は後述する所望の条件を監視する（Ｓ２０１）。そして、所望の条件が成立したら（Ｓ２０２のＹｅｓ）、第２の制御手段１７は、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更して（Ｓ２０３、Ｓ２０４）、一連の動作を終了する。
【００４９】
本動作により、太陽電池パネル１０は、太陽電池セル１１が発電を行っていても、パネル外に電力を出力できない状態になる。そして、太陽電池パネル１０の電力を出力させるためには、通信手段１４、認証手段１５、第１の制御手段１６の機能を用いて、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態に変更する必要が生じる。
【００５０】
ここで、太陽電池パネル１０の認証は、正規の使用者は実施できるが、例えば太陽電池パネル１０を盗んだ第３者は実施できないため、太陽電池パネル１０の発電機能を利用することができない。このように、本実施例の機能を搭載した太陽電池パネル１０は、盗んでも使用することができないため、この機能を周知させることにより、効果的に盗難を抑制することができる。
【００５１】
以下、所望の条件を例示して具体的に説明する。
【００５２】
まず、第１の具体例として、第２の制御手段１７が出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に制御するためのトリガとして、時間経過を利用する場合について説明する。その場合の太陽電池パネル１０の構成は図８のようになり、第２の制御手段１７にタイマー手段１７ａを含む構成となる。なお、図では、タイマー手段１７ａは第２の制御手段１７の中に取り込まれている様に示しているが、第２の制御手段１７と別体の構成としてもよい。
【００５３】
このタイマー手段１７ａは、カウントダウンタイマーの機能を有しており、所定の時点を起点とした一定時間の経過を検出して第２の制御手段１７に機能発動を指示する。第２の制御手段１７は、タイマー手段１７ａからの指示を受けて、出力スイッチ手段１３がＯＮ状態であれば、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態に変更する。
【００５４】
なお、タイマー手段１７ａのカウントは、出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変更された時点から開始してもよいし、太陽電池セル１０が発電を開始した時点または発電を停止した時点から開始してもよい。その際、カウント開始のための情報は、前者の場合は第１の制御手段１６から入手すればよいし、後者の場合は太陽電池セル１１の出力をモニターすればよい。
【００５５】
上記構成の太陽電池パネル１０の動作について、図９のフローチャート図を参照して説明する。本フローにおいても、太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３は予めＯＮ状態になっているとする。
【００５６】
太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３がＯＮ状態になっている時、太陽電池パネル１０内のタイマー手段１７ａは、カウント開始の指示を待つ（Ｓ３０１）。このカウントの開始は、上述したように、第１の制御手段１６が出力スイッチ手段１３をＯＮ状態に変更したタイミングとしてもよいし、太陽電池セル１１の発電量の変化を検出したタイミング、例えば、発電量がゼロになるタイミング（即ち、日没による発電停止）や発電量がゼロでなくなるタイミング（即ち、日の出による発電開始）としてもよい。そして、タイマー手段１７ａは、予め設定された時間が経過するまでカウントを実行する（Ｓ３０２）。なお、カウントはカウントアップでもカウントダウンでも構わない。
【００５７】
カウントが終了したら（Ｓ３０３のＹｅｓ）、タイマー手段１７ａは、カウント終了を第２の制御手段１７に通知する。第２の制御手段１７は、カウント終了の通知を受けたら、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更して（Ｓ３０４、Ｓ３０５）、一連の動作を終了する。
【００５８】
次に、第２の具体例として、第２の制御手段１７が出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に制御するためのトリガとして、時刻を利用する場合について説明する。その場合の太陽電池パネル１０の構成は図１０のようになり、第２の制御手段１７に時刻を管理する時計手段１７ｂを含む構成となる。なお、図では、時計手段１７ｂは第２の制御手段１７の中に取り込まれている様に示しているが、第２の制御手段１７と別体の構成としてもよい。
【００５９】
この時計手段１７ｂは、現在の時刻を管理する機能を有しており、所定の時刻の到達を検出して第２の制御手段１７に機能発動を指示する。第２の制御手段１７は、時計手段１７ｂからの指示を受けて、出力スイッチ手段１３がＯＮ状態であれば、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態に変更する。
【００６０】
なお、時計手段１７ｂの設定時刻は、予め決められた２４時間毎の所定の時刻としてもよいし、所定の曜日の所定時刻としてもよいし、月１回、年１回等の決められた日時としてもよい。盗難抑制の観点からは、時計手段１７ｂの設定時刻は、製造時に予め組み込まれた変更不可能な時刻とすることが好ましいが、図示しない変更手段により変更できるようにしてもよい。また、この時計手段１７ｂは、１０年から２０年程度動作可能な一次電池で動作させてもよいし、太陽電池セル１１で発電した電力を蓄える二次電池で動作させてもよいが、太陽電池パネル１０の寿命到達までは動作可能であることが好ましい。また、時計手段１７ｂは、時間ずれが生じないように、電波時計の機能を備えていることが好ましい。
【００６１】
上記構成の太陽電池パネル１０の動作について、図１１のフローチャート図を参照して説明する。本フローにおいても、太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３は予めＯＮ状態になっているとする。
【００６２】
動作が開始されると、時計手段１７ｂは予め決められた時刻、日時に到達するまで監視を行う（Ｓ４０１）。そして、設定時刻または日時に到達したら（Ｓ４０２のＹｅｓ）、時計手段１７ｂは時刻到達を第２の制御手段１７に通知する。第２の制御手段１７は、時刻到達の通知を受けたら、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更して（Ｓ４０３、Ｓ４０４）、一連の動作を終了する。
【００６３】
次に、第３の具体例として、第２の制御手段１７が出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に制御するためのトリガとして、発電量を利用する場合について説明する。その場合の太陽電池パネル１０の構成は図１２のようになり、第２の制御手段１７に発電検知手段１７ｃを含む構成となる。なお、図では、発電検知手段１７ｃは第２の制御手段１７の中に取り込まれている様に示しているが、第２の制御手段１７と別体の構成としてもよい。
【００６４】
この発電検知手段１７ｃは、太陽電池セル１１の発電量を計測又は発電の有無を判断する機能を有しており、所定の発電量を検出すると第２の制御手段１７に機能発動を指示する。第２の制御手段１７は、発電検知手段１７ｃからの指示を受けて、出力スイッチ手段１３がＯＮ状態であれば、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態に変更する。
【００６５】
なお、発電検知手段１７ｃが第２の制御手段１７の機能を発動させるタイミングは、「単位時間当たりの発電量が一定値以下まで低下した」、「総発電量が一定値以上に達した」、「発電を開始した（発電量≠０）」、「発電を停止した（発電量＝０）」などのタイミングとすることができる。この発電量は電圧と電流の積で求めることができるが、本実施例では、発電が実施されているか否かを判定すればよいため、電流値や電圧値だけで発電の有無を判断することもできる。また、発電の変化をトリガとする場合、タイマー手段１７ａや時計手段１７ｂなどの付加的な機能を追加する必要がなく、また、蓄電池などのバックアップ手段も不要であるため、太陽電池パネル１０に好適な構成と言える。
【００６６】
上記構成の太陽電池パネル１０の動作について、図１３のフローチャート図を参照して説明する。本フローにおいても、太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３は予めＯＮ状態になっているとする。
【００６７】
動作が開始されると、発電検知手段１７ｃは、太陽電池セル１１による発電量の変化の監視を行う（Ｓ５０１）。そして、予め決められた発電量の変化を検知すると（Ｓ５０２のＹｅｓ）、発電量の変化を検知した旨を第２の制御手段１７に通知する。第２の制御手段１７は、発電量の変化を検知した旨の通知を受けると、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に駆動して（Ｓ５０３、Ｓ５０４）、一連の動作を終了する。
【００６８】
なお、上記では、第２の制御手段１７が出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態に制御するトリガとして、経過時間、時刻、発電量を例示したが、例えば、太陽電池パネル１０を取り外す際に発生する応力や振動などをトリガとして出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態に制御してもよく、この構成でも、太陽電池パネル１０の不正な使用を防止することができ、感電等の危険を回避することができる。
【実施例３】
【００６９】
次に、本発明の第３の実施例に係る太陽電池パネルについて、図１４及び図１５を参照して説明する。
【００７０】
図１４は、本実施例の太陽電池パネル１０の構成を示す図であり、上側は概略図、下側はブロック図である。第２の実施例との違いは、第２の制御手段１７が出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変更する際、認証手段１５に保存されている認証履歴を消去し、第１の制御手段１６による出力スイッチ手段１３のＯＮ／ＯＦＦ制御の前に、認証の成立が必要な状態に復帰させることである。
【００７１】
すなわち、認証履歴が保存されている場合、一度認証が成立すれば、以降は認証の手順を踏まずに第１の制御手段１６によって出力スイッチ手段１３を自由に制御できる可能性がある。そこで、あえて、認証履歴を消去して未認証状態にすることで、認証情報を知っている正規の使用者以外の者による太陽電池パネル１０の使用を制限し、盗難の抑制を確実にする。
【００７２】
以下、本実施例の太陽電池パネル１０の動作について、図１５のフローチャート図を参照して説明する。なお、以下の説明において、太陽電池パネル１０の出力スイッチ手段１３は予めＯＮ状態になっているとする。
【００７３】
まず、太陽電池パネル１０内に搭載されている第２の制御手段１７が所望の条件を監視する（Ｓ６０１）。そして、所望の条件が成立したら（Ｓ６０２のＹｅｓ）、第２の制御手段１７は、直ちに出力スイッチ手段１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更する（Ｓ６０３、Ｓ６０４）。また、出力スイッチ手段１３の制御の際に、認証手段１５に認証履歴の消去を通知する。通知を受けた認証手段１５は、認証履歴を消去し、認証済みの状態から未認証の状態に戻して（Ｓ６０５）、一連の動作を終了する。
【００７４】
本動作により、一旦、出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態になると、認証手段１５を用いて再度、認証を行わなければならなくなるため、太陽電池パネル１０を盗んだ第三者による不正な使用を確実に防止することができ、盗難抑制効果を発揮することができる。
【実施例４】
【００７５】
次に、本発明の第４の実施例に係る太陽電池パネルについて、図１６乃至図１８を参照して説明する。
【００７６】
上述したように、第２の制御手段１７によって出力スイッチ手段１３は自動的にＯＦＦ状態になるため、正規の使用者が太陽電池パネル１０から電力を取り出すには、認証を行って出力スイッチ手段１３をＯＮ状態に変更する必要がある。その際、そもそも太陽電池パネル１０が発電可能な状態でなければ、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態に変更しても意味がないため、太陽電池パネル１０が発電可能な状態であるかを使用者が確認する必要がある。
【００７７】
しかしながら、出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態では、太陽電池セル１１が発電を開始しても太陽電池パネル１０からは電力が出力されないため、外部装置は太陽電池パネル１０の出力を監視しても、太陽電池パネル１０が発電可能な状態であるかを判断することができず、その結果、発電出力の開始指示を太陽電池パネル１０に送るタイミングが掴めないという問題が生じる。
【００７８】
この問題に対して、例えば、外部装置側から一定周期で太陽電池パネル１０に通信を繰り返し行い、太陽電池パネル１０からの通信応答を確認する方法が考えられるが、この方法では無駄な通信が増えてしまう。そこで、本実施例では、適切なタイミングで出力スイッチ手段１３をＯＮ状態に変更できるようにするために、太陽電池セル１１が発電可能になったタイミングで、太陽電池パネル１０側から外部装置（パワーコンディショナ、発電電力モニターパネル、接続箱、リモコンなどの専用装置）に認証動作を実施するためのリクエストを発行するようにする。この方法では、外部装置はリクエストを受信するまで待機していればよく、通信応答の確認が不要となるため、無駄な通信を抑制することができる。
【００７９】
図１６は、上記方法を実現する太陽電池パネル１０と外部装置の接続例を示している。本実施例の複数枚の太陽電池パネル１０は、特定の外部装置（ここではパワーコンディショナ３０とする。）と接続されている。パワーコンディショナ３０は、電力調整ブロック３１を備え、各太陽電池パネル１０で発電された出力を取り込んで、直流を交流に変換して電力消費機器に出力する機能を有する。また、パワーコンディショナ３０内には、太陽電池パネル１０と通信を行うための通信ブロック３２を備え、各太陽電池パネル１０と個別に通信を行うことができるようになっている。なお、通信は電力線を用いてもよいし、電力線とは別の有線または無線で行ってもよい。
【００８０】
上記構成の太陽電池パネル１０と外部装置（パワーコンディショナ３０）の動作について、図１７のフローチャート図を参照して説明する。
【００８１】
太陽電池パネル１０と外部装置の双方が動作を開始すると、外部装置側は太陽電池パネル１０からの認証リクエスト待ち状態となる。太陽電池パネル１０は、出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態となっており、認証が成立するまで出力は禁止される状態にある。この状態において、日の出等によって太陽電池セル１１が発電を再開すると、太陽電池パネル１０内の通信手段１４、認証手段１５、第１の制御手段１６、出力スイッチ手段１３が太陽電池セル１１からの電力供給を受けて、動作可能な状態になる。
【００８２】
動作可能な状態になると、太陽電池パネル１０の第１の制御手段１６は、外部装置に認証リクエストを発信する。外部装置は、認証リクエストを受信すると太陽電池パネル１０に認証通信開始の通知を行う。太陽電池パネル１０は、認証通信開始の通知を受信すると、その通知に含まれる認証情報（認証鍵）と太陽電池パネル１０に予め記憶した認証情報（認証鍵）とを照合する。認証が不成立の場合は、認証不成立の応答を行い、その後、発電出力指示を受信しても実行しない。
【００８３】
認証が成立した場合、太陽電池パネル１０は、認証成立を外部装置に通知し、発電出力開始指示を待つ。外部装置は、認証成立を確認すると、太陽電池パネル１０に発電開始指示を送信する。そして、認証成立状態で太陽電池パネル１０が外部装置からの発電開始指示を受信すると、第１の制御手段１６は、出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えて、発電電力の出力を開始すると共に、外部装置に指示の実行完了の応答を返す。外部装置は、指示の実行完了の応答を受信して、一連の動作を終了する。
【００８４】
このように、太陽電池セル１１が発電可能になったタイミングで、太陽電池パネル１０側から外部装置に認証リクエストを発行することにより、外部装置は認証リクエストを受信するまで待機していればよく、無駄な通信を抑制することができると共に、太陽電池セル１１が発電できない状態で発電出力開始を指示する不都合を解消することができる。
【００８５】
上記図１７では、認証鍵を太陽電池パネル１０側も所有する構成としたが、認証鍵をパワーコンディショナ３０などの外部装置側のみが所有する構成とすることもできる。この場合、太陽電池パネル１０は、認証鍵を有した外部装置と接続された状態にあるかを確認し、外部装置の存在が確認できたら、出力スイッチ手段１３をＯＮ状態にして発電電力の出力を開始する。この方法では、太陽電池パネル１０は、予めペアリング（登録）された外部装置と接続されている場合のみ発電電力の出力が可能となるため、更なる盗難抑制効果を発揮することができる。
【００８６】
すなわち、太陽電池パネル１０は地上などの屋外に設置されているため盗難の被害を受けやすいが、外部装置は施錠された建築物の内部に設置される場合が多いため盗難の被害を受けにくい。従って、太陽電池パネル１０が盗まれたとしても、外部装置が盗まれなければ、太陽電池パネル１０を使用することができず、太陽電池パネル１０を盗むことが無駄になるため、盗難を抑制することが可能となる。
【００８７】
上記構成の太陽電池パネル１０と外部装置（パワーコンディショナ３０）の動作について、図１８のフローチャート図を参照して説明する。
【００８８】
太陽電池パネル１０と外部装置の双方が動作を開始すると、外部装置側は太陽電池パネル１０からの応答待ち状態となる。太陽電池パネル１０は、出力スイッチ手段１３がＯＦＦ状態となっており、認証が成立するまで出力は禁止される状態にある。この状態において、日の出等によって太陽電池セル１１が発電を再開すると、太陽電池パネル１０内の通信手段１４、認証手段１５、第１の制御手段１６、出力スイッチ手段１３が太陽電池セル１１からの電力供給を受けて、動作可能な状態になる。
【００８９】
動作可能な状態になると、太陽電池パネル１０の第１の制御手段１６は、外部装置に対して認証情報（認証鍵）の問い合わせを実施する。外部装置は、認証鍵の問い合わせに対して、認証鍵を応答する。太陽電池パネル１０の認証手段１５は、外部装置より入手した認証鍵が正規の認証鍵であった場合、外部装置に認証成立の応答を返す。そして、第１の制御手段１６は、出力スイッチ手段１３をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えて、発電電力の出力を開始すると共に、外部装置に指示の実行完了の応答を返す。外部装置は指示の実行完了の応答を受信して、一連の動作を終了する。
【００９０】
このように、認証鍵を外部装置側に持たせ、太陽電池セル１１が発電可能になったタイミングで、太陽電池パネル１０側から外部装置に認証鍵の問い合わせを行うことにより、太陽電池パネル１０が盗まれたとしても、予め登録された外部装置から認証鍵を取得しなければ太陽電池パネル１０を使用できないようにすることができ、盗難の抑制効果を高めることができる。
【実施例５】
【００９１】
次に、本発明の第５の実施例に係る太陽電池パネルについて、図１９及び図２０を参照して説明する。
【００９２】
図１９は、一般的な太陽電池パネルの概略図を示す。発電素子である太陽電池セルは太陽電池パネルの表面から見える様に配置される。本発明の構成要素である、出力スイッチ手段１３、通信手段１４、認証手段１５、第１の制御手段１６、第２の制御手段１７は、太陽電池パネルの背面に設けられる端子箱に収めると、太陽電池パネルの構成が容易になる。しかしながら、端子箱は外蓋を外せば内部にアクセスすることが可能であるため、出力スイッチ手段１３を端子箱内部に設けると、出力スイッチ手段１３の両端子を追加のケーブル等で短絡させることが物理的に可能になる。そして、出力スイッチ手段１３の両端子を短絡させると、常時、太陽電池セル１１の発電電力を出力可能な状態になり、盗んでも発電できなければ太陽電池として機能しない事による盗難抑制効果が損なわれる。そこで、本実施例では、出力スイッチ手段１３の両端子間を物理的に短絡できないような構造にする。
【００９３】
図２０は、本実施例の太陽電池パネルの構造を示す断面図である。発電素子である太陽電池セル１１は、太陽電池パネル１０の表面の透明ガラスを介して見える様に、封止材の中に配置される。表面のガラスは、雹などの飛来物からパネル内部のセルを守るために設けられている。また、太陽電池セル１１はガラスとバックシートに挟まれた封止材の中に設けられる。太陽電池セル１１は、セル間に配線を施された上で、封止材の中に設けられる。封止材に密封されることで、太陽電池セル１１は、酸化などによる劣化が防がれ、長期に渡る寿命を提供できる。仮に封止材に穴などが開くと太陽電池セル１１が外気環境に晒されて、劣化が著しく進んでしまう。
【００９４】
図で示したように、本実施例の特徴は、この封止材の中に出力スイッチ手段１３を組み込むことにある。前述したように出力スイッチ手段１３の両端子が強制的に短絡されてしまうと、本発明の目的である防犯性や安全性の提供が困難になってしまう。しかしながら、出力スイッチ手段１３を封止材内部に搭載すると、封止材を破壊する以外に出力スイッチ手段１３の端子にアクセスすることができなくなる。仮に、封止材を破壊して出力スイッチ手段の両端子を短絡した場合、しばらくは発電を維持することができるが、太陽電池パネル１０の寿命は著しく短くなり、短い期間のうちに太陽電池パネル１０の価値を失うことになる。従って、太陽電池パネル１０の不正な使用を防止することができ、その結果、盗難を抑制することができる。
【００９５】
なお、図２０では、出力スイッチ手段１３を封止材内部に設置する構造を示したが、太陽電池パネル１０の出力を強制的に取り出すための改造を行うと、太陽電池パネル１０の機能を永久的に損なう構造であればよい。
【００９６】
また、本発明は上記各実施例の記載に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成や制御は適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、太陽電池パネル、特に、取り外しが可能な場所に設置される太陽電池パネルに利用可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１０  太陽電池パネル
１１  太陽電池セル
１２  逆流防止ダイオード
１３  出力スイッチ手段
１４  通信手段
１５  認証手段
１６  第１の制御手段
１７  第２の制御手段
１７ａ  タイマー手段
１７ｂ  時計手段
１７ｃ  発電検知手段
２０  太陽電池パネル
２１  太陽電池セル
２２  逆流防止ダイオード
３０  パワーコンディショナ
３１  電力調整ブロック
３２  通信ブロック
４０  バッテリ
５０  負荷
６０  接続箱
７０  売電メータ
【図１】
2013235977.tif 000003
【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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【図１７】
2013235977.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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