(57)【要約】【課題】  外部電源による太陽電池モジュールの融雪と、発電可能な太陽電池モジュールによる積雪した太陽電池モジュールの融雪を選択でき、通常発電時には、日陰や劣化等により出力が低下した太陽電池モジュールに、出力の大きい太陽電池モジュールから電力を配分してシステム全体の発電効率を改善できる、太陽電池モジュールの電力配分回路を提供する。【解決手段】  通常発電時は、スイッチング素子ＳｐをＯＮに、スイッチング素子ＳｂをＯＦＦに、融雪用直流電源２を用いて融雪する場合には、Ｓｐ、ＳｂをともにＯＦＦに、積雪した太陽電池モジュールの融雪を発電可能な太陽電池モジュールの電力で行う場合には、ＳｐをＯＦＦ、ＳｂをＯＮにする。スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２の組と、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４の組どうしは逆位相で周期的にＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。【選択図】  図１
2016019451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部負荷に対して複数直列接続された太陽電池モジュールに設けられる電力配分回路であって、
融雪用直流電源と、
前記融雪用直流電源の正極端子と接続された正極側電力配分電路と、
前記融雪用直流電源の負極端子と接続された負極側電力配分電路と、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に設けられ、一方の端が正極側電力配分電路に接続され、他方の端が各々対応する太陽電池モジュールの正極端子に導通する正極側充放電路と、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に設けられ、一方の端が負極側電力配分電路に接続され、他方の端が各々対応する太陽電池モジュールの負極端子に導通する負極側充放電路と、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路と負極側充放電路間に跨って接続された第１のコンデンサと、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と正極側電力配分電路との接続点との間と、負極側充放電路の当該第１のコンデンサとの接続点と負極側電力配分電路との接続点との間に跨って接続された第２のコンデンサと、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点よりも太陽電池モジュールの正極端子寄りの位置と、負極側充放電路の当該第１のコンデンサとの接続点よりも太陽電池モジュールの負極端子寄りの位置との間に跨って接続された第３のコンデンサと、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第２のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第１のスイッチング素子と、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する負極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第２のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第２のスイッチング素子と、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第３のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第３のスイッチング素子と、
前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する負極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第３のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第４のスイッチング素子と、
前記複数の太陽電池モジュールと外部負荷との間を繋ぐ出力電路に組み込まれた第５のスイッチング素子と、
前記正極側電力配分電路の融雪用直流電源の正極端子と隣合う位置と、負極側電力配分電路の当該融雪用直流電源の負極端子と隣合う位置の少なくとも一方に組み込まれた第６のスイッチング素子と、
前記第１乃至第６のスイッチング素子のそれぞれをＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング制御回路から構成され、
前記スイッチング制御回路は、それぞれの太陽電池モジュール毎に対応する第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組のそれぞれのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を、各組内では同位相で、且つ、組どうしでは逆位相になるように同期させて、周期的に反復させる機能を有するとともに、第５のスイッチング素子をＯＮに、第６のスイッチング素子をＯＦＦに保持する通常発電モードと、第５のスイッチング素子をＯＦＦに、第６のスイッチング素子をＯＮに保持する第１の融雪モードと、第５のスイッチング素子及び第６のスイッチング素子をともにＯＦＦに保持する第２の融雪モードとの間で、動作モードを選択的に切り換える機能を有することを特徴とする融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路。
【請求項２】
スイッチング制御回路は、定期的に第５のスイッチング素子をＯＦＦにして、電圧センサにより複数直列接続された太陽電池モジュール全体の開放電圧を検出し、前記開放電圧の値が定格電圧値に達している場合には通常発電モードに切り換え、前記定格電圧値よりも低い所定の基準値に達しない場合には第１の融雪モードに切り換え、前記基準値以上で且つ定格電圧値に達しない場合には第２の融雪モードに切り換える機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路。
【請求項３】
太陽電池モジュール近傍には照度センサと降雪センサが設置され、スイッチング制御回路は前記照度センサによって定期的に昼夜の判別を行い、その判別結果が夜である間に前記降雪センサが降雪を検出した場合には、第１の融雪モードに切り換える機能をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路。
【請求項４】
外部負荷と、逆流防止ダイオードを介して各々並列接続されている複数の太陽電池モジュールストリングのそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムに用いられている太陽電池モジュールの一部が劣化や日陰等で発電出力が減少することによる、システム全体の発電効率の低下を改善するための電力配分回路に関し、特に、降雪時において太陽電池モジュール上に積もった雪を融かす機能を備えた電力配分回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
積雪地域における住宅屋根等への積雪の対処には多大な人的労力と時間を要し、また太陽光発電システムにおいても、太陽電池モジュール上に積もった雪により発電ができず、重大な問題となっている。
【０００３】
この対処方法としては、従来では、太陽電池モジュールに外部の電源から電力を供給することによってモジュール内部の太陽電池セルを発熱させて、太陽電池モジュールの受光面の雪を融かす方法が提案されている。
【０００４】
この方法は、人が屋根に登って除雪する必要が無いので、落下による事故を未然に防ぐことができる利点がある。特に、降雪時から太陽電池モジュールを発熱させておくことで、太陽電池モジュールへの積雪が防止され、天候が回復して日が差せば直ちに発電を開始できるため有効な方法である。
【０００５】
例えば、特許文献１や特許文献２において提案されているものは、双方向性のパワーコンディショナ（インバータ）を用いて、融雪時には系統電源側から太陽電池モジュール側に電力を供給している。これらの特許文献に記載されているような、双方向性のパワーコンディショナを用いた太陽光発電システムにおいては、別途融雪専用の電源回路を必要としない利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３３９５９１号公報
【特許文献２】特開２００１−２５７３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したような、太陽電池モジュールに外部から電力を供給して発熱させて融雪するものは、複数の太陽電池モジュールの一部のみに積雪があり、残りの太陽電池モジュールが発電可能な場合であっても、これらの発電可能な太陽電池モジュールの電力は、融雪に利用することができず、融雪のための電力コストが嵩む問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題を解消でき、積雪状態に応じて外部電源からの電力供給による太陽電池モジュールの融雪と、発電可能な太陽電池モジュールからの電力供給による積雪した太陽電池モジュールの融雪とを選択的に行うことができるとともに、通常発電時には、日陰や劣化等により発電出力が低下した太陽電池モジュールに、発電出力の大きい太陽電池モジュールから電力配分を行ってシステム全体の発電出力を改善することができる、融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路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】
【０００９】
前記目的のために提供される、本発明の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路は、外部負荷に対して複数直列接続された太陽電池モジュールに設けられる回路であって、融雪用直流電源と、前記融雪用直流電源の正極端子と接続された正極側電力配分電路と、前記融雪用直流電源の負極端子と接続された負極側電力配分電路と、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に設けられ、一方の端が正極側電力配分電路に接続され、他方の端が各々対応する太陽電池モジュールの正極端子に導通する正極側充放電路と、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に設けられ、一方の端が負極側電力配分電路に接続され、他方の端が各々対応する太陽電池モジュールの負極端子に導通する負極側充放電路と、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路と負極側充放電路間に跨って接続された第１のコンデンサと、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と正極側電力配分電路との接続点との間と、負極側充放電路の当該第１のコンデンサとの接続点と負極側電力配分電路との接続点との間に跨って接続された第２のコンデンサと、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点よりも太陽電池モジュールの正極端子寄りの位置と、負極側充放電路の当該第１のコンデンサとの接続点よりも太陽電池モジュールの負極端子寄りの位置との間に跨って接続された第３のコンデンサと、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第２のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第１のスイッチング素子と、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する負極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第２のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第２のスイッチング素子と、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する正極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第３のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第３のスイッチング素子と、前記それぞれの太陽電池モジュール毎に、対応する負極側充放電路の第１のコンデンサとの接続点と第３のコンデンサとの接続点との間に組み込まれた第４のスイッチング素子と、前記複数の太陽電池モジュールと外部負荷との間を繋ぐ出力電路に組み込まれた第５のスイッチング素子と、前記正極側電力配分電路の融雪用直流電源の正極端子と隣合う位置と、負極側電力配分電路の当該融雪用直流電源の負極端子と隣合う位置の少なくとも一方に組み込まれた第６のスイッチング素子と、前記第１乃至第６のスイッチング素子のそれぞれをＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング制御回路から構成され、前記スイッチング制御回路は、それぞれの太陽電池モジュール毎に対応する第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組のそれぞれのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を、各組内では同位相で、且つ、組どうしでは逆位相になるように同期させて、周期的に反復させる機能を有するとともに、第５のスイッチング素子をＯＮに、第６のスイッチング素子をＯＦＦに保持する通常発電モードと、第５のスイッチング素子をＯＦＦに、第６のスイッチング素子をＯＮに保持する第１の融雪モードと、第５のスイッチング素子及び第６のスイッチング素子をともにＯＦＦに保持する第２の融雪モードとの間で、動作モードを選択的に切り換える機能を有することを特徴としている。
【００１０】
前記電力配分回路においては、スイッチング制御回路は、定期的に第５のスイッチング素子をＯＦＦにして、電圧センサにより複数直列接続された太陽電池モジュール全体の開放電圧を検出し、前記開放電圧の値が定格電圧値に達している場合には通常発電モードに切り換え、前記定格電圧値よりも低い所定の基準値に達しない場合には第１の融雪モードに切り換え、前記基準値以上で且つ定格電圧値に達しない場合には第２の融雪モードに切り換える機能を有していることが望ましい。
【００１１】
さらに、太陽電池モジュール近傍には照度センサと降雪センサが設置され、スイッチング制御回路は前記照度センサによって定期的に昼夜の判別を行い、その判別結果が夜である間に前記降雪センサが降雪を検出した場合には、第１の融雪モードに切り換える機能をさらに有していることが望ましい。
【００１２】
また、前記電力配分回路は、外部負荷と、逆流防止ダイオードを介して各々並列接続されている複数の太陽電池モジュールストリングのそれぞれに設けられていることも望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された発明によれば、降雪の有無や太陽電池モジュールの受光面への積雪状態に応じて、通常発電モード、第１の融雪モード１、第２の融雪モードの３つの動作モードの間で選択的に切り換えることができる。
【００１４】
通常発電モードにおいては、太陽光発電システムに使用される各太陽電池モジュール間に、日陰や受光面の汚れ、経年劣化等によって、発電出力にバラツキが生じた場合に、各太陽電池モジュール間でバランス良く電力を配分することができ、その結果、太陽光発電システム全体の電流電圧特性の段差が平滑化され、システム全体の発電効率を改善することができる。
【００１５】
また、第１の融雪モードにおいては、融雪用直流電源の電力を複数直列接続された各太陽電池モジュールのそれぞれに対してバランス良く配分することでき、また、融雪用直流電源の電圧は、各太陽電池モジュールの定格開放電圧程度で良いため少ない消費電力で効率的に融雪を行うことができる。
【００１６】
また、第２の融雪モードにおいては、融雪用直流電源の電力を消費せずに、発電可能な太陽電池モジュールの電力によって積雪のある太陽電池モジュールの融雪を行うため、太陽電池モジュールの融雪に必要な電力コストを大幅に削減することができる。
【００１７】
請求項２に記載された発明によれば、前述した請求項１の発明の効果に加えてさらに、スイッチング制御回路によって、通常発電モード、第１の融雪モード、第２の融雪モードの３つの動作モードの切換を自動的に行うことができる。
【００１８】
請求項３に記載された発明によれば、前述した請求項２の発明の効果に加えてさらに、太陽電池モジュールが発電しない夜間の降雪に対して確実に融雪を行うことができるため、夜が明けて日が差すと同時に発電を開始することができる。
【００１９】
請求項４に記載された発明によれば、一部のストリングの太陽電池モジュールのみに積雪があって発電できない場合には、当該ストリングの太陽電池モジュールのみを第１の融雪モードあるいは第２の融雪モードで融雪を行いながら、残りの発電可能なストリングは通常発電モードで運用することができるので、融雪時にパワーコンディショナ等の外部負荷への電力供給を停止させなくて済む
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路の１実施形態を示す、直列接続された３つの太陽電池モジュールからなる太陽光発電システムの模式図である。
【図２】本発明の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路の１実施形態における、スイッチング制御回路のブロック図である。
【図３】スイッチング制御回路内のパルス発振器及び相補回路から出力される各信号波形を示す図である。
【図４】直列接続された３つの太陽電池モジュールからなる太陽光発電システムの電流電圧特性を示すグラフであり、実線のグラフは、全ての太陽電池モジュールが正常に発電している場合、点線のグラフは、１つの太陽電池モジュールの発電出力が低下している場合、一点鎖線のグラフは、１つの太陽電池モジュールの発電出力が低下している場合に、電力配分回路を動作させた場合をそれぞれ示す。
【図５】通常発電モードにおける本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図６】通常発電モードにおける本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図７】通常発電モードにおける本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図８】融雪モード１（第１の融雪モード）における本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図９】融雪モード１（第１の融雪モード）における本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１０】融雪モード２(第２の融雪モード）における本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１１】融雪モード２（第２の融雪モード）における本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１２】融雪モード２（第２の融雪モード）における本発明の電力配分回路の一動作過程を説明する図である。
【図１３】スイッチング制御回路の動作モードの切り換えフローを示す図である。
【図１４】本発明の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路の別の実施形態を示す、太陽電池モジュールのストリングを複数有する太陽光発電システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１に示す実施形態は、外部負荷としてのパワーコンディショナに対して直列に接続された、３つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３からなる太陽光発電システムに、本発明の電力配分回路１を組み込んだ例を示している。なお、ここでは、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の前後の向きを、それぞれの正極端子Ｐ１側を前側、負極端子Ｐ２側を後側として説明する。
【００２２】
同図に示すように、列前端の太陽電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ１と、列後端の太陽電池モジュールＭ３の負極端子Ｐ２はそれぞれ、出力電路Ａを介してパワーコンディショナに接続されている。
【００２３】
また、太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２と中間の太陽電池モジュールＭ２の正極端子Ｐ１との間、ならびに、当該太陽電池モジュールＭ２の負極端子Ｐ２と太陽電池モジュールＭ３の正極端子Ｐ１との間はそれぞれ、連結電路Ｂ１、Ｂ２によって接続されている。また、これら３つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３のそれぞれの正極端子Ｐ１と負極端子Ｐ２間には、バイパスダイオードＢＤ１、ＢＤ２、ＢＤ３が接続されている。
【００２４】
本発明の電力配分回路１は、日中の通常発電時においては、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３間の発電出力に差が生じている場合に、システム全体の発電効率の低下を改善する機能を基本機能として有しており、これに加えて、降雪時には、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３に電流を逆方向に供給して発熱させ、受光面に積もった雪を融かす機能を有している。
【００２５】
図１に示すように、電力配分回路１は、降雪時にこれらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３に電流を供給する融雪用直流電源２を有している。この融雪用直流電源２としては、晴天時にこれらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３で発電された電力を蓄電した２次電池や、商用の交流電源を交流直流変換器で直流に変換する直流電源等を利用することができる。
【００２６】
融雪用直流電源２の正極端子と負極端子にはそれぞれ、正極側電力配分電路３と負極側電力配分電路４が接続されている。なお、この融雪用直流電源２の電圧は、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の開放電圧の定格値以上に設定されている。
【００２７】
また、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３毎に対応させて、正極側充放電路５Ａ、５Ｂ、５Ｃと負極側充放電路６Ａ、６Ｂ、６Ｃが設けられている。正極側充放電路５Ａは、その一方の端が接続点ｊ１で正極側電力配分電路３に接続されており、他方の端が接続点ｊ２で出力電路Ａに接続されて当該出力電路Ａを介して太陽電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ１に導通している。
【００２８】
正極側充放電路５Ｂは、その一方の端が接続点ｊ３で正極側電力配分電路３に接続されており、他方の端が接続点ｊ４で連結電路Ｂ１に接続され、当該連結電路Ｂ１を介して太陽電池モジュールＭ２の正極端子Ｐ１に導通している。
【００２９】
正極側充放電路５Ｃは、その一方の端が接続点ｊ５で正極側電力配分電路３に接続されており、他方の端が接続点ｊ６で連結電路Ｂ２に接続され、当該連結電路Ｂ２を介して太陽電池モジュールＭ３の正極端子Ｐ１に導通している。
【００３０】
また、負極側充放電路６Ａは、その一方の端が接続点ｊ７で負極側電力配分電路４に接続されており、他方の端が接続点ｊ８で連結電路Ｂ１に接続され、当該連結電路Ｂ１を介して太陽電池モジュールＭ１の負極端子Ｐ２に導通している。
【００３１】
負極側充放電路６Ｂは、その一方の端が接続点ｊ９で負極側電力配分電路４に接続されており、他方の端が接続点ｊ１０で連結電路Ｂ２に接続され、当該連結電路Ｂ２を介して太陽電池モジュールＭ２の負極端子Ｐ２に導通している。
【００３２】
負極側充放電路６Ｃは、その一方の端が接続点ｊ１１で負極側電力配分電路４に接続されており、他方の端が接続点ｊ１２で出力電路Ａに接続され、当該出力電路Ａを介して太陽電池モジュールＭ３の負極端子Ｐ２に導通している。
【００３３】
また、正極側充放電路５Ａと負極側充放電路６Ａ間に跨って、コンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３が並列に接続されている。同様に、正極側充放電路５Ｂと負極側充放電路６Ｂ間に跨って、コンデンサＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３が並列に接続され、また、正極側充放電路５Ｃと負極側充放電路６Ｃ間に跨って、コンデンサＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３が並列に接続されている。
【００３４】
ここで、コンデンサＣ１２、コンデンサＣ２２、コンデンサＣ３２は、特許請求の範囲の記載中における、第１のコンデンサに、コンデンサＣ１１、コンデンサＣ２１、コンデンサＣ３１は、第２のコンデンサに、コンデンサＣ１３、コンデンサＣ２３、コンデンサＣ３３は、第３のコンデンサにそれぞれ該当している。
【００３５】
正極側充放電路５Ａ上の、コンデンサＣ１１との接続点ｊ１３とコンデンサＣ１２との接続点ｊ１４の間と、負極側充放電路６Ａ上の、コンデンサＣ１１との接続点ｊ１５とコンデンサＣ１２との接続点ｊ１６の間にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ１１とスイッチング素子Ｓ１２が組み込まれている。
【００３６】
また、正極側充放電路５Ａ上の、コンデンサＣ１３との接続点ｊ１７と前記接続点ｊ１４の間と、負極側充放電路６Ａ上の、コンデンサＣ１３との接続点ｊ１８と前記接続点ｊ１６の間にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ１３とスイッチング素子Ｓ１４が組み込まれている。
【００３７】
同様に、正極側充放電路５Ｂ上の、コンデンサＣ２１との接続点ｊ１９とコンデンサＣ２２との接続点ｊ２０の間と、負極側充放電路６Ｂ上の、コンデンサＣ２１との接続点ｊ２１とコンデンサＣ２２との接続点ｊ２２の間にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ２１とスイッチング素子Ｓ２２が組み込まれている。
【００３８】
また、正極側充放電路５Ｂ上の、コンデンサＣ２３との接続点ｊ２３と前記接続点ｊ２０の間と、負極側充放電路６Ｂ上の、コンデンサＣ２３との接続点ｊ２４と前記接続点ｊ２２の間にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ２３とスイッチング素子Ｓ２４が組み込まれている。
【００３９】
また同様に、正極側充放電路５Ｃ上の、コンデンサＣ３１との接続点ｊ２５とコンデンサＣ３２との接続点ｊ２６の間と、負極側充放電路６Ｃ上の、コンデンサＣ３１との接続点ｊ２７とコンデンサＣ３２との接続点ｊ２８の間にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ３１とスイッチング素子Ｓ３２が組み込まれている。
【００４０】
また、正極側充放電路５Ｃ上の、コンデンサＣ３３との接続点ｊ２９と前記接続点ｊ２６の間と、負極側充放電路６Ｃ上の、コンデンサＣ３３との接続点ｊ３０と前記接続点ｊ２８の間にはそれぞれ、スイッチング素子Ｓ３３とスイッチング素子Ｓ３４が組み込まれている。
【００４１】
さらに、出力電路Ａには、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３からパワーコンディショナへの電力供給をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチング素子Ｓｐが組み込まれている。また、前記出力電路Ａには、スイッチング素子ＳｐをＯＦＦにした状態で、これらの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３を合計した開放電圧値を測定するための電圧センサ７が、接続点ｊ３１と接続点Ｊ３２間に並列に接続されている。
【００４２】
また、正極側電力配分電路３の融雪用直流電源２の正極端子との接続端と、接続点ｊ１との間には、融雪用直流電源２から各太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３側への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチング素子Ｓｂが組み込まれている。
【００４３】
なお、図１中に示す、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１は、特許請求の範囲の記載中における、第１のスイッチング素子に、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２は、第２のスイッチング素子に、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３は、第３のスイッチング素子に、スイッチング素子Ｓ１４、Ｓ２４、Ｓ３４は、第４のスイッチング素子にそれぞれ該当している。
【００４４】
また、スイッチング素子Ｓｐは第５のスイッチング素子に、スイッチング素子Ｓｂは第６のスイッチング素子にそれぞれ該当している。なお、本実施形態のものにおいては、これら全てのスイッチング素子にはトランジスタ（ＦＥＴ）を用いているが、これらのスイッチング素子にはリレーを用いてもよい。
【００４５】
また、図１中には示していないが、電力配分回路１は、図２にブロック図で示すスイッチング制御回路８を有しており、前述した各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作は、このスイッチング制御回路８によって制御されている。
【００４６】
前記スイッチング制御回路８には、同図に示すように、マイクロコンピュータ、パルス発振器、相補回路、ドライバ回路Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、及び、モード切替用ドライバ回路が含まれている。
【００４７】
前記マイクロコンピュータには前述した電圧センサ７とともに、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の近傍に設置されている、照度センサ９と降雪センサ１０が接続されている。ここで、照度センサ９は周囲の照度を測定して昼夜の判別を行うためのものであり、また、降雪センサ１０は降雪の有無を検出するためのものである。
【００４８】
また、このマイクロコンピュータは、スイッチング制御回路８の内部でパルス発振器とモード切替用ドライバ回路に接続されていて、前記パルス発振器に起動／停止信号を出力するとともに、モード切替用ドライバ回路に、後述する通常発電モード、融雪モード１（第１の融雪モード）、融雪モード２（第２の融雪モード）の何れかの動作モードへ切り換えるための信号を出力する。
【００４９】
パルス発振器は、マイクロコンピュータからの起動信号で起動されると、図３の（１）に示す周期的なパルス信号を生成する。また、相補回路は、前記パルス信号に基づいて、同図に（２）と（３）に示す、互いに逆位相のパルス信号を生成し、このうち(２）のパルス信号は、図２に示すドライバ回路Ｄ１とドライバ回路Ｄ２に入力され、（３）のパルス信号は、ドライバ回路Ｄ３とドライバ回路Ｄ４に入力される。
【００５０】
ドライバ回路Ｄ１は、前記（２）のパルス信号のタイミングで、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１（第１のスイッチング素子）を一斉にＯＮ／ＯＦＦ動作させる。またドライバ回路Ｄ２は、同様に前記（２）のパルス信号のタイミングで、スイッチング素子Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２（第２のスイッチング素子）を一斉にＯＮ／ＯＦＦ動作させる。
【００５１】
ドライバ回路Ｄ３は、前記（３）のパルス信号のタイミングで、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３（第３のスイッチング素子）を一斉にＯＮ／ＯＦＦ動作させる。またドライバ回路Ｄ４は、同様に前記（３）のパルス信号のタイミングで、スイッチング素子Ｓ１４、Ｓ２４、Ｓ３４（第４のスイッチング素子）を一斉にＯＮ／ＯＦＦ動作させる。
【００５２】
なお、図３に示すように、本実施形態のものにおいては、それぞれの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３毎に対応する第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組のそれぞれのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作は、周期毎の各スイッチング素子のＯＦＦ状態にある時間比率をＯＮ状態にある時間比率より長くして、これら全てのスイッチング素子が同時にＯＦＦの状態となる短絡防止期間ａが存在するように各スイッチング素子の切り換えタイミングを制御するようにして、切換動作が確実に行われるようにしている。
【００５３】
切換モードドライバは、通常発電モードではスイッチング素子ＳｐをＯＮに、スイッチング素子ＳｂをＯＦＦに切り換える。これに対し、融雪モード１では、スイッチング素子ＳｐをＯＦＦに、スイッチング素子ＳｂをＯＮに切り換える。さらに、融雪モード２では、スイッチング素子Ｓｐとスイッチング素子ＳｂをともにＯＦＦに切り換える。
【００５４】
次に、前述したように構成されている電力配分回路１の動作を説明する。図１に示すように、出力電路Ａに組み込まれているスイッチング素子ＳｐのみＯＮになっていて、その他のスイッチング素子は全てＯＦＦの状態のときは、このシステムは、電力配分回路１を組み込んでいない、３つの直列接続された太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３からなる太陽光発電システムとしての電流電圧特性を示す。
【００５５】
このシステムは、昼間の晴天時において、全ての太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３が正常に発電している場合には、図４において、最大出力動作点をＰａとする実線で示す電流電圧特性を示す。
【００５６】
一方、例えば、太陽電池モジュールＭ２の発電出力が日陰等の原因によって、他の２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ３の発電出力より低下している場合には、同図に点線で示す、途中に段差のある電流電圧特性を示し、この場合には、最大出力動作点がＰｂとなって、発電出力が低下する。
【００５７】
このような場合、電力配分回路１を通常発電モードで動作させることによって、システムの電流電圧特性は同図の一点鎖線で示すように平滑化されてその最大出力動作点がＰｃに引き上げられ、発電効率が改善される。
【００５８】
以下、図５乃至図７に基づいて、通常発電モードにおける電力配分回路１の動作を説明する。ここでは、太陽電池モジュールＭ２の発電出力が、他の２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ３よりも小さい場合について説明する。なお、太陽電池モジュールＭ２のように、図中にハッチングを掛けて表示してある太陽電池モジュールは、発電出力が低下しているか、もしくは、発電ができない状態を表している。
【００５９】
電力配分回路１が通常発電モードで起動されると、スイッチング素子ＳｐはＯＮ、スイッチング素子ＳｂはＯＦＦの状態に保持される。この状態で、図５に示すように、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＮになると、太陽電池モジュールＭ１の出力電流の一部Ｉ１は、その正極端子Ｐ１側の出力電路Ａから、接続点ｊ２、正極側充放電路５Ａ、接続点ｊ１４、コンデンサＣ１２、接続点ｊ１６、負極側充放電路６Ａ、接続点ｊ８、連結電路Ｂ１を経由して負極端子Ｐ２へ流れ、コンデンサＣ１２が充電される。なお、ここで、矢印付きの点線は電流の経路を表している。
【００６０】
また、説明は簡略化するが、太陽電池モジュールＭ３の出力電流の一部Ｉ２も、接続点ｊ６、接続点ｊ２６、コンデンサＣ３２、接続点ｊ２８、接続点ｊ１２を経由して流れてコンデンサＣ３２が充電される。
【００６１】
なお、発電出力の小さな太陽電池モジュールＭ２は、パワーコンディショナ側に流れる電流が増加するにつれて、その正極端子Ｐ１と負極端子Ｐ２間の電圧は急激に低下するので、スイッチング素子Ｓ２３、Ｓ２４がＯＮになっても、コンデンサＣ２２はほとんど充電されない。
【００６２】
次いで、図６のように、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＦＦに、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２がＯＮに切り換わると、コンデンサＣ１２は放電し、その放電電流Ｉ３は、接続点ｊ１４から正極側充放電路５Ａ、接続点ｊ１を経由して正極側電力配分電路３へ流れる。
【００６３】
同時に、コンデンサＣ３２も放電し、その放電電流Ｉ４は、接続点ｊ２６から正極側充放電路５Ｃ、接続点ｊ５を経由して正極側電力配分電路３へ流れる。これらの電流Ｉ３、Ｉ４は、接続点ｊ３で加算されて電流Ｉ５となり、充放電路５Ｂから接続点ｊ２０を通ってコンデンサＣ２２に流れ、当該コンデンサＣ２２が充電される。なお、これらの電流Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５の戻り経路については、図中の矢印付きの点線の通りであって、説明は省略する。
【００６４】
次に、図７に示すように、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２がＯＮに、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＦＦに切り換わると、コンデンサＣ２２は放電され、その放電電流Ｉ６は、連結電路Ｂ２から接続点ｊ１０、負極側充放電路６Ｂ、接続点ｊ２２、コンデンサＣ２２、接続点ｊ２０、正極側充放電路５Ｂ、接続点ｊ４を経由して連結電路Ｂ１へ流れるので、連結電路Ｂ１、Ｂ２を流れる電流は太陽電池モジュールＭ２を流れる電流に加算される。
【００６５】
一方、前後２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ３では、図５の場合と同様にこれらの出力電流の一部Ｉ１、Ｉ２がそれぞれコンデンサＣ１２、Ｃ３２に流れ、これらのコンデンサＣ１２、Ｃ３２は再び充電される。
【００６６】
以下、前述した図６に示す過程と図７に示す過程とを交互に周期的に反復することによって、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ３の発電した電力の一部が太陽電池モジュールＭ２側に配分され、その結果、システムの電流電圧特性が、図４に一点鎖線で示すように平滑化されて発電効率が改善される。
【００６７】
なお、その他のコンデンサＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ１３、Ｃ２３、Ｃ３３は、回路を流れる電流の変動を平滑化するとともに、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切換時に発生するノイズを低減する役割を果たしている。
【００６８】
また、ここでは、太陽電池モジュールＭ２の発電出力が低下した場合を説明したが、太陽電池モジュールＭ１や太陽電池モジュールＭ３の発電出力が低下した場合においても同様に、システムの発電効率を改善することができる。
【００６９】
次に、図８及び図９に基づいて、融雪モード１（第１の融雪モード）における電力配分回路１の動作を説明する。融雪モード１は、融雪用直流電源２を用いて太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の受光面に積もった雪を融かす動作モードであって、この動作モードは、昼間に降雪によって、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の発電出力が全体的に低下した場合や、夜間の降雪時に適用される動作モードである。
【００７０】
図８に示すように、電力配分回路１が融雪モード１に切り換わると、スイッチング素子ＳｐはＯＦＦになり、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３はパワーコンディショナから切り離される。
【００７１】
これと同時に、スイッチング素子ＳｂはＯＮになり、融雪用直流電源２の正極端子が正極側電力配分電路３と導通する。また、このときスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２がＯＮに、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＦＦに切り換わると、コンデンサＣ１２には、正極側電力配分電路３から接続点ｊ１、正極側充放電路５Ａ、接続点ｊ１４を経由して前記融雪用直流電源２から電流Ｉ７が流れ、当該コンデンサＣ１２が充電される。
【００７２】
同様に、コンデンサＣ２２には、正極側電力配分電路３から接続点ｊ３、正極側充放電路５Ｂ、接続点ｊ２０を経由して電流Ｉ８が流れ、当該コンデンサＣ２２が充電される。  また同様に、コンデンサＣ３２には、正極側電力配分電路３から接続点ｊ５、正極側充放電路５Ｃ、接続点ｊ２６を経由して電流Ｉ９が流れ、当該コンデンサＣ３２が充電される。
【００７３】
次に、図９に示すように、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２がＯＦＦに、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＮに切り換わると、コンデンサＣ１２は放電し、その放電電流Ｉ１０は、接続点ｊ１４、正極側充放電路５Ａ、接続点ｊ２を経由して正極端子Ｐ１側から太陽電池モジュールＭ１に流入して太陽電池モジュールＭ１を発熱させ、その受光面に積雪した雪を融解させる。
【００７４】
また、コンデンサＣ２２とコンデンサＣ３２も同様に放電し、これらの放電電流Ｉ１１、Ｉ１２はそれぞれ、太陽電池モジュールＭ２と太陽電池モジュールＭ３に流入してこれらを発熱させ、受光面の雪を融解させる。
【００７５】
以下、前述した図８に示す過程と図９に示す過程とを交互に周期的に反復することによって、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の受光面に積もった雪を融雪することができる。
【００７６】
次に、融雪モード２（第２の融雪モード）について、図１０乃至図１２に基づいて説明する。融雪モード２は、昼間のみ利用できる動作モードであって、この動作モードは、融雪用直流電源２からは電力を供給せずに、発電が可能な太陽電池モジュールから受光面に積雪があって発電できない太陽電池モジュールへ電力を供給して、当該受光面の融雪を行うる動作モードである。
【００７７】
ここでは、太陽電池モジュールＭ１のみ発電が可能で、残りの２つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２（図中のハッチングを掛けたもの）が受光面に積雪して発電できなくなっている場合について説明する。
【００７８】
図１０に示すように、電力配分回路１が融雪モード２に切り換わると、スイッチング素子Ｓｐは前述した融雪モード１と同様にＯＦＦになり、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３はパワーコンディショナから切り離される。また、この動作モードにおいては、スイッチング素子ＳｂはＯＦＦになっていて、融雪用直流電源２は切り離されている。
【００７９】
ここで、同図のように、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２がＯＦＦに、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＮに切り換わると、太陽電池モジュールＭ１から、接続点ｊ２、正極側充放電路５Ａ、接続点ｊ１４を経由して電流Ｉ１３がコンデンサＣ１２に流れ、当該コンデンサＣ１２が充電される。
【００８０】
次いで、図１１に示すように、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２がＯＮに、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＦＦに切り換わると、コンデンサＣ１２は放電し、その放電電流Ｉ１４は、接続点ｊ１４から正極側充放電路５Ａ、接続点ｊ１を経由して正極側電力配分電路３へ流れ、接続点ｊ３でその一部が電流Ｉ１５として正極側充放電路５Ｂに分流し、接続点ｊ２０を通ってコンデンサＣ２２に流れ、当該コンデンサＣ２２が充電される。
【００８１】
また、残りの電流Ｉ１６は、正極側電力配分電路３から接続点ｊ５で正極側充放電路５Ｃに流れ、さらに接続点ｊ２６を経由してコンデンサＣ３２に流れ、当該コンデンサＣ３２が充電される。
【００８２】
次いで、図１２に示すように、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２がＯＦＦに、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４がＯＮに切り換わると、コンデンサＣ２２は放電し、その放電電流Ｉ１７は、接続点ｊ２０、正極側充放電路５Ｂ、接続点ｊ４を介して太陽電池モジュールＭ２に流れ、その結果、太陽電池モジュールＭ２は発熱してその受光面の融雪が行われる。
【００８３】
また同時にコンデンサＣ３２も放電し、その放電電流Ｉ１８は太陽電池モジュールＭ３に流れて、太陽電池モジュールＭ２と同様に太陽電池モジュールＭ３の受光面の融雪が行われる。
【００８４】
なお、前述した電力配分回路１の説明においては、その動作原理を明確にするために、スイッチング素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２の組と、スイッチング素子Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４の組を、それぞれの組内のスイッチング素子を一斉に同期させてＯＮ／ＯＦＦの切り換えを行い、またこれらの組どうしではＯＮ／ＯＦＦの状態が逆位相になるようにしている。
【００８５】
しかしながら、これらのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの切換タイミングは必ずしも全て位相を揃えなくてもよく、少なくとも、太陽電池モジュール毎に対応する第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の組と、第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子の組のそれぞれのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作は、各組内では同位相で、且つ、組どうしでは逆位相になるように同期させて周期的に反復させればよい。
【００８６】
この場合、各太陽電池モジュールどうしのこれらのスイッチング素子の切換タイミングにずれが生じていても、回路内の各コンデンサの個別の充放電によって電流の流れが自然に調整されるため、前述した各動作モードに支障を生じることはない。
【００８７】
本実施形態の電力配分回路１においては、前述した３つの動作モードの切換動作は、前述した図２に示すスイッチング制御回路８に内蔵されているマイクロコンピュータによって自動的に行われる。
【００８８】
図１３は、前記マイクロコンピュータに組み込まれているプログラムによって実行される、スイッチング制御回路８の動作モードの切り換えフローを示す図であって、前記プログラムが起動されると、マイクロコンピュータは、図１中の全てのスイッチング素子をＯＦＦにする（Ｓｔｅｐ１)。
【００８９】
次いで、図２に示す照度センサ９によって周囲の照度を測定し（Ｓｔｅｐ２）、その照度情報に基づいて昼夜の判断を行う（Ｓｔｅｐ３）。その結果、現在昼であると判断した
場合には、電圧センサ７によって、直列接続された３つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３を合計した開放電圧の値Ｖを測定する(Ｓｔｅｐ４）。
【００９０】
次に、前記マイクロコンピュータは、前記開放電圧値Ｖが定格電圧値Ｖ０よりも低い所定の基準値Ｖａよりも低いか否かを判断する（Ｓｔｅｐ５）。ここで、開放電圧値Ｖが前記基準値より低いと判断した場合には、電力配分回路１の動作を前述した融雪モード１に切り換えて実行する（Ｓｔｅｐ６）。
【００９１】
マイクロコンピュータは、融雪モード１に切換後、所定時間経過したか否かの判断を行い（Ｓｔｅｐ７）、融雪モード１が所定時間継続すると、（Ｓｔｅｐ１）に処理を戻してそれ以降の処理を反復する。
【００９２】
一方、前記（Ｓｔｅｐ３）で、現在は夜間であると判断した場合には、図２に示す降雪センサ１０によって降雪の検出を行い、その結果、降雪有りと判断した場合には、融雪モード１を実行する(Ｓｔｅｐ６）。その後、(Ｓｔｅｐ７）を経て（Ｓｔｅｐ１）以降を順次反復する。
【００９３】
また、前記(Ｓｔｅｐ５）で、開放電圧値Ｖが基準値Ｖａ以上であると判断した場合には、さらにこれが前記定格電圧値Ｖ０より低いか否かを判断し（Ｓｔｅｐ１０）、定格電圧値Ｖ０より低い場合には、融雪モード２に切り換えてこれを実行する（ステップ１１）。
【００９４】
マイクロコンピュータは、融雪モード２に切換後、所定時間経過したか否かの判断を行い（Ｓｔｅｐ７）、融雪モード２が所定時間継続すると、（Ｓｔｅｐ１）に処理を戻してそれ以降の処理を反復する。
【００９５】
マイクロコンピュータはさらに、前記（Ｓｔｅｐ１０）で、開放電圧値Ｖが定格値Ｖ０以上であると判断した場合には、通常発電モードに切り換えてこれを実行し（ステップ１２）、その後、（ステップ７）を経て（Ｓｔｅｐ１）以降を順次反復する。
【００９６】
前述した実施形態においては、外部負荷（パワーコンディショナ）に対して直列に接続された、３つの太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３からなる単一のストリングで構成された太陽光発電システムに、電力配分回路１を組み込んだ例を説明したが、本発明の電力配分回路はこれに限定するものではなく、外部負荷に対して、複数の太陽電池モジュールのストリングが並列に接続されたシステムにおいても適用可能である。
【００９７】
図１４は、本発明の電力配分回路の別の実施形態を示すものであって、同図に示す太陽光発電システムは、太陽電池モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３、太陽電池モジュールＭ１’、Ｍ２’、Ｍ３’、及び、太陽電池モジュールＭ１”、Ｍ２”、Ｍ３”からそれぞれ構成される３つストリングを、逆流防止ダイオードＤ、Ｄ’、Ｄ”を介してパワーコンディショナに繋がる出力電路Ａ１に並列接続したものである。
【００９８】
ここで、各ストリングに設けられている電力配分回路１、１’、１”は、先に説明した電力配分回路１と全て同じものである。なお、このシステムにおいては、各電力配分回路１、１’、１”の各スイッチング素子Ｓｐ、Ｓｐ’、Ｓｐ”は、出力電路Ａ１と反対側で、それぞれ対応する逆流防止ダイオードＤ、Ｄ’、Ｄ”と隣接する位置に組み込まれている。
【００９９】
同図に示す太陽光発電システムにおいては、電力配分回路１、１’、１”の動作はそれぞれ独立して行われるため、例えば、一部のストリングのみに積雪があって発電できない場合には、当該ストリングに属する太陽電池モジュールのみを融雪モード１又は融雪モード２で融雪を行いながら、残りの発電可能なストリングは通常発電モードで動作させてその発電出力を利用できる利点がある。
【０１００】
なお、図１４に示すシステムのように、太陽電池モジュールのストリングを複数並列接続したシステムにおいては、図２で説明した照度センサ９と積雪センサは、電力配分回路１、１’、１”毎に個別に用意する必要はなく、共用が可能である。また、１つのストリングに直列接続される太陽電池モジュールの数やストリングの数は、太陽光発電システムの設置条件等に応じて適宜増減可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の融雪機能を備えた太陽電池モジュールの電力配分回路は、降雪が多い山間部や遠隔地等の人的な除雪作業が困難な地域において好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１                      電力配分回路
２                      融雪用直流電源
３                      正極側電力配分電路
４                      負極側電力配分電路
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ        正極側充放電路
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ        負極側充放電路
７                      電圧センサ
８                      スイッチング制御回路
９                      照度センサ
１０                    降雪センサ  
Ａ、Ａ１                出力電路
Ｂ１、Ｂ２              連結電路
ＢＤ１〜ＢＤ３          バイパスダイオード
Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２  コンデンサ（第１のコンデンサ）
Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１  コンデンサ（第２のコンデンサ）
Ｃ１３、Ｃ２３、Ｃ３３  コンデンサ（第３のコンデンサ）
Ｄ、Ｄ’、Ｄ”          逆流防止ダイオード
Ｉ１〜Ｉ１８            電流
ｊ１〜ｊ３２            接続点
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３        太陽電池モジュール
Ｐ１                    正極端子
Ｐ２                    負極端子
Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１  スイッチング素子（第１のスイッチング素子）
Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２  スイッチング素子（第２のスイッチング素子）
Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３  スイッチング素子（第３のスイッチング素子）
Ｓ１４、Ｓ２４、Ｓ３４  スイッチング素子（第４のスイッチング素子）
Ｓｐ、Ｓp'、Ｓp"        スイッチング素子（第５のスイッチング素子）
Ｓｂ                    スイッチング素子（第６のスイッチング素子）
【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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