(57)【要約】【課題】太陽光発電モジュールの故障等の異常が発生した場合に、太陽光発電モジュール自体の発電を容易に停止可能な、安全性の高い太陽光発電システムを安価に提供することである。【解決手段】複数の太陽光発電モジュール１を並べて構成された太陽光発電システムＴにおいて、太陽光発電モジュール１に異常が発生した場合には、異常が発生した太陽光発電モジュール１の受光面９を覆う遮光部材２０を設け、この遮光部材２０で遮光することで発電を停止させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽光発電モジュールを並べて構成された太陽光発電システムにおいて、
前記太陽光発電モジュールに異常が発生した場合には、異常が発生した前記太陽光発電モジュールの受光面を覆う遮光部材を設け、この遮光部材で遮光することで発電を停止させることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記遮光部材は、前記太陽光発電モジュールの受光面の全面を覆う本体部と、前記太陽光発電モジュールの外周部に配設されたフレーム部の複数の係合部に係合可能な複数の係合片とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記係合部は前記フレーム部に形成された水抜き用切り欠き部からなることを特徴とする請求項２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】
本発明は太陽光発電システムに関し、特に異常が生じた太陽光発電モジュールへの太陽光の入射を強制的に遮断して発電を停止させる機能を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽光エネルギーを利用して電力を生成する太陽光発電システムが広く一般に普及している。この太陽光発電システムは、例えば、複数の太陽光発電モジュールを屋根の設置面等に固定用架台を介して２次元アレイ状に設置し、各太陽光発電モジュールの発電を集電し、電力変換装置によって発電電圧を商用電源電圧に変換して屋内配電系統等に給電するように構成されている。
【０００３】
一般的な太陽光発電モジュールは、発電を行う複数の太陽電池セルを含むモジュール本体と、このモジュール本体の周囲に設けられたフレーム枠と、モジュール本体の背面に取付けられたジャンクションボックスと、このジャンクションボックスから延びる発電電力を外部に取出す為の出力取出し用配線等を備えている。
【０００４】
また、上記のジャンクションボックスは、太陽電池モジュールの発電が停止した際に、他の太陽電池モジュールが起因となって逆方向に電圧が印加されても、太陽電池セルの破壊や損傷から保護するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１４−２６０３２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
家庭用及び産業用太陽光発電システムにおいて、１つの太陽光発電モジュールに故障等の問題が生じたときに、故障した太陽光発電モジュール自体を撤去するには、多大な労力とコストがかかるうえ、撤去すると太陽光発電システム全体の外観の意匠性を損なうことになる。
【０００７】
そこで、故障した太陽光発電モジュール自体を故障していない別の太陽光発電モジュールに取り替えることも想定されるが、メーカーの事業撤退や型落ち等により対応する代替の太陽光発電モジュールが存在せず入手困難な場合もあり、太陽光発電モジュール自体の取り替えが出来ない場合もある。
【０００８】
このため、各太陽光発電モジュールには、故障等に備えてあらかじめバイパスダイオードが設けられているが、太陽光が照射している限り、故障した太陽光発電モジュール自体での発電が継続され、これを長期間放置するとバイパスダイオードが劣化して、太陽光発電モジュールが過熱し火災に至る虞がある。
【０００９】
従来の太陽光発電モジュールは、ジャンクションボックスによって電気的に保護されているが、住宅火災の延焼等によってジャンクションボックスが損傷を受けて絶縁機能を失った場合でも、太陽光発電モジュールは、太陽電池セルに太陽光が入射すると発電を継続する為に、絶縁不良による漏電、この漏電による消防活動者の感電等の事故が発生するという問題がある。
【００１０】
例えば、特許文献１に、保護ガラスと、太陽電池セルと、合成樹脂層と、背面保護層とを積層して構成され、太陽電池セルの受光側表面を覆う感熱層を設けた太陽電池モジュールを本願出願人が提案している。この感熱層は、通常稼動状態では太陽光を透過可能な透明状態であるが、通常稼動状態よりも高温となり所定温度を越えた場合には太陽光を遮断可能な不透明状態に変化する可逆的な色相変化機能を有している。
【００１１】
このため、住宅火災の発生等の問題が生じて、太陽電池モジュールの温度が通常稼動状態よりも高温となり所定温度を越えた場合には、上記感熱層が透明状態から不透明状態に変化して、太陽光の入射を遮断し強制的に発電を停止させる。
【００１２】
しかし、特に産業用太陽光発電システムにおいては、多数の太陽光発電モジュールを並べて構成されているため、漏電や感電等の事故発生を想定して、全ての太陽光発電モジュールに上記感熱層を設けることは製造コストが高くなるという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、太陽光発電システムにおいて、太陽光発電モジュールの故障等の異常が発生した場合に、太陽光発電モジュール自体の発電を容易に停止可能な、安全性の高い太陽光発電システムを安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の太陽光発電システムは、複数の太陽光発電モジュールを並べて構成された太陽光発電システムにおいて、前記太陽光発電モジュールに異常が発生した場合には、異常が発生した前記太陽光発電モジュールの受光面を覆う遮光部材を設け、この遮光部材で遮光することで発電を停止させることを特徴としている。
【００１５】
請求項２の太陽光発電システムは、請求項１の発明において、前記遮光部材は、前記太陽光発電モジュールの受光面の全面を覆う本体部と、前記太陽光発電モジュールの外周部に配設されたフレーム部の複数の係合部に係合可能な複数の係合片とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３の太陽光発電システムは、請求項２の発明において、前記係合部は前記フレーム部に形成された水抜き用切り欠き部からなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、太陽光発電システムにおいては、太陽光発電モジュールに異常が発生した場合には、異常が発生した太陽光発電モジュールの受光面を覆う遮光部材を設け、この遮光部材で遮光することで発電を停止させることができるので、異常が発生した太陽光発電モジュールを取り替えなくても、この太陽光発電モジュールが発電して過熱するのを防止することができ、太陽光発電システムの安全性が向上する。
【００１８】
１つの太陽光発電モジュールに故障等の異常が発生した際、その太陽光発電モジュール自体の撤去や取り替えをしなくても、太陽光発電モジュールの受光面を遮光部材で覆って遮光することで発電を停止させることができるので、太陽光発電システム全体の外観の意匠性を保ったまま、簡便な方法で安全性を向上させることができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、遮光部材は、太陽光発電モジュールの受光面の全面を覆う本体部と、太陽光発電モジュールの外周部に配設されたフレーム部の複数の係合部に係合可能な複数の係合片とを備えるので、本体部で異常が発生した太陽光発電モジュールの発電を強制的に停止させることができ、係合片で遮光部材を太陽光発電モジュールの受光面に容易に位置決めして取り付けることができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、遮光部材を係合させる係合部は太陽光発電モジュールの外周部に配設されたフレーム部に形成された水抜き用切り欠き部からなるので、フレーム部に係合部を新たに形成することなく、既存の太陽光発電モジュールに上記遮光部材を設けるだけで、既存の太陽光発電モジュールの受光面に上記遮光部材を設ける際に容易に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る太陽光発電モジュールの平面図である。
【図２】太陽光発電モジュールの裏面図である。
【図３】太陽光発電モジュールの部分拡大図である。
【図４】遮光部材の平面図である。
【図５】太陽光発電システムの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２３】
先ず、本発明の太陽光発電モジュール１の全体構成について簡単に説明する。
図１，図２に示すように、太陽光発電モジュール１は、発電を行う長方形状のモジュール本体２と、このモジュール本体２の四辺全周を取り囲んで保護する金属製のフレーム部３と、モジュール本体２の裏面６側に取付けられたジャンクションボックス５と、このジャンクションボックス５から延びる出力配線５ａ，５ｂ等から構成されている。モジュール本体２の表面部において、フレーム部３の四隅には、ホコリ等を雨水と共に排水するための水抜き用切り欠き部１０が形成されている。
【００２４】
この太陽光発電モジュール１は、例えば、（１．３ｍ〜２．０ｍ）×１．０ｍ程度のサイズに構成されている。尚、太陽光発電モジュール１の形状は、長方形状に限らず、正方形状や台形状のものであってもよく、要求に応じて適宜変更可能である。この太陽光発電モジュール１を複数並べて太陽光発電システムＴが構成される。
【００２５】
次に、ジャンクションボックス５及び出力取出し用配線５ａ，５ｂについて説明する。
図２，図５に示すように、ジャンクションボックス５は、モジュール本体２を電気的に保護する為のものであり、モジュール本体２の裏面６に取り付けられている。ジャンクションボックス５からは、２本の出力配線である出力正極配線５ａと出力負極配線５ｂが延びている。
【００２６】
太陽光発電システムＴは複数の太陽光発電システム１を複数行、複数列のマトリクス状に並べて構成され、１つの太陽光発電モジュール１Ｂの出力正極配線５ａは、隣り合う別の太陽光発電モジュール１Ａの出力負極配線５ｂと接続し、１つの太陽光発電モジュール１Ｂの出力負極配線５ｂは、隣り合う別の太陽光発電モジュール１Ｃの出力正極配線５ａと夫々接続することで、複数の太陽光発電モジュール１が直列的に接続される。
【００２７】
太陽光発電モジュール１は、出力正極配線５ａ及び出力負極配線５ｂと電気的に夫々接続される１対の接続端子７ａ，７ｂと、この１対の接続端子７ａ，７ｂ間に設置されたバイパス機能と逆電流防止機能を有する複数（例えば３つ）のバイパスダイオード８等を備えている。
【００２８】
このモジュール本体２で発電された電力は、ジャンクションボックス５から延びる出力正極配線５ａ及び出力負極配線５ｂを介して外部に設けられた電力変換装置（図示略）に接続され、モジュール本体２の直流電力を交流電力に変換して自家消費用・売電用電力として取り出される。この出力正極配線５ａ，出力負極配線５ｂは、例えば、長さ０．８ｍ〜１．５ｍ程度で且つ直径１０ｍｍ程度のサイズのケーブルである。
【００２９】
次に、本発明に関連する遮光部材２０について説明する。
図４に示すように、遮光部材２０は、太陽光発電モジュール１の受光面９の全面を覆う本体部２１と、太陽光発電モジュール１の外周部に配設されたフレーム部３に形成された４つの水抜き用切り欠き部１０に係合可能な４つの係合片２２とを備えている。尚、４つの水抜き用切り欠き部１０が複数の係合部に相当する。
【００３０】
上記４つの係合片２２は、本体部２１の外周部の四隅であって、太陽光発電モジュール１のフレーム部３に形成された４つの水抜き用切り欠き部１０に対応する位置に設けられる。遮光部材２０の４つの係合片２２を上記水抜き用切り欠き部１０に係合させて接着剤等により固定すると、受光面９と遮光部材２０の裏面が接触した状態となる。そして、遮光部材２０が太陽光発電モジュール１の受光面９の全面を覆うため、強制的に受光面９への太陽光の入射を遮断することができる。
【００３１】
遮光部材２０は、金属製又は合成樹脂製の薄膜で構成され、太陽光発電モジュール１の受光面９と同系色で製作され、太陽光発電モジュール１の発電に有効な波長（４００〜１２００ｎｍ）の太陽光の入射を遮断するものである。
【００３２】
次に、太陽光発電システムＴの等価回路について説明する。
図５に示すように、１つの太陽光発電モジュール１は、１対の接続端子７ａ，７ｂ間において、例えばモジュール本体２の内部の４８枚の太陽電池セル４を直列的に接続し、直列に繋がった回路を３つのブロックに分けて、それと並列的にバイパスダイオード８を接続して回路構成されている。
【００３３】
そして、太陽光発電システムＴでは、複数の太陽光発電モジュール１Ａ，１Ｂ、１Ｃ等が直列に並べて配置され、太陽光発電モジュール１Ａの接続端子７ｂは、隣り合う別の太陽光発電モジュール１Ｂの接続端子７ａと出力配線５ａ，５ｂを介して電気的に接続され、太陽光発電モジュール１Ｂの接続端子７ｂは、隣り合う別の太陽光発電モジュール１Ｃの接続端子７ａと出力配線５ａ，５ｂを介して電気的に接続されている。
【００３４】
しかし、例えば、太陽光発電モジュール１Ｂが何らかの原因で故障した場合、太陽光発電モジュール１Ｂの受光面９を前記遮光部材２０で覆い、太陽光発電モジュール１Ｂを遮光して発電を停止するとともに、太陽光発電モジュール１Ｂを回路から切り離す必要がある。
【００３５】
そこで、太陽光発電モジュール１Ｂの裏面６側における出力正極配線５ａ，出力負極配線５ｂの接続を切り離して、太陽光発電モジュール１Ａの出力負極配線５ｂと太陽光発電モジュール１Ｃの出力正極配線５ａとを直接接続することで、太陽光発電モジュール１Ｂが回路から切り離される。
【００３６】
故障した太陽光発電モジュール１Ｂを回路から切り離しても、太陽光が照射している限り、故障した太陽光発電モジュール１Ｂ自体での発電が継続され、これを長時間放置するとバイパスダイオード８が劣化して、太陽光発電モジュール１Ｂが過熱し火災に至る虞があるが、故障した太陽光発電システム１Ｂに遮光部材２０を設けることで、これを回避することができる。
【００３７】
次に、本発明の太陽光発電システムＴの作用及び効果について説明する。
太陽光発電システムＴは、太陽光発電モジュール１Ｂに異常が発生した場合には、異常が発生した太陽光発電モジュール１Ｂの受光面９を覆う遮光部材２０を設け、この遮光部材２０で遮光することで発電を停止させることができるので、異常が発生した太陽光発電モジュール１Ｂを取り替えなくても、この太陽光発電モジュール１Ｂが発電して過熱するのを防止することができ、太陽光発電システムＴの安全性が向上する。
【００３８】
太陽光発電モジュール１Ｂの受光面９を遮光部材２０で覆って遮光することで発電を停止させることができるので、太陽光発電システムＴ全体の外観の意匠性を保ったまま、簡便な方法で安全性を向上させることができる。
【００３９】
遮光部材２０は、太陽光発電モジュール１の受光面９の全面を覆う本体部２１と、太陽光発電モジュール１の外周部に配設されたフレーム部３の複数の係合部としての４つの水抜き用切り欠き部１０に係合可能な複数の係合片２２とを備えるので、本体部２１で異常が発生した太陽光発電モジュール１Ｂの受光による発電を強制的に停止させることができ、係合片２２で遮光部材２０を太陽光発電モジュール１Ｂの受光面９に容易に位置決めして取り付けることができる。
【００４０】
太陽光発電モジュール１の外周部に配設されたフレーム部３に形成された水抜き用切り欠き部１０に遮光部材２０の係合片２２を係合可能なので、フレーム部３に新たに係合部を形成しなくても、既存の太陽光発電モジュール１に上記遮光部材２０を設けるだけで、上記太陽光発電システムＴを構成できる。
【００４１】
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例では、太陽光発電モジュール１とは別体構造の金属製又は合成樹脂製で製造された遮光部材２０を設けたが、特にこの構造に限定する必要はなく、太陽光発電モジュール１の受光面９を覆って太陽光を遮断可能なものを適宜採用することができる。  例えば、受光面９のガラス表面に遮光機能がある耐候性シートを貼って遮光部材を構成しても良い。
【００４２】
［２］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００４３】
１        太陽光発電モジュール
３        フレーム部
９        受光面
１０      水抜き用の切り欠き部
２０      遮光部材
２１      本体部
２２      係合片
【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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