(57)【要約】【課題】本発明は、複数のマイクロコンバータと、各マイクロコンバータからのエネルギーの流れを管理するように調整された少なくとも１個の再構成モジュールと、を含む太陽電池発電装置のための電子的管理システムを提案することを目的としている。【解決手段】このため、太陽電池発電装置のための電子的管理システムであって、各マイクロコンバータ（１４）が１以上の光電池のセル（１２）に電気的に接続され、１以上のセルが発電装置のセル全体の一部を構成する、複数の固定式マイクロコンバータ（１４）と、エネルギーの流れを前記マイクロコンバータ（１４）から負荷（１００）へ伝送するように調整された少なくとも１個の再構成モジュール（２２）と、前記少なくとも１個の再構成モジュール（２２）によって伝送されるエネルギーの流れの変更を制御するように調整された中央電子回路ユニット（２０）と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池発電装置のための電子的管理システムであって、
各マイクロコンバータ（１４）が１以上の光電池のセル（１２）に電気的に接続され、１以上のセルが発電装置のセル全体の一部を構成する、複数の固定式マイクロコンバータ（１４）と、
エネルギーの流れを前記マイクロコンバータ（１４）から負荷（１００）へ伝送するように調整された少なくとも１個の再構成モジュール（２２）と、
前記少なくとも１個の再構成モジュール（２２）によって伝送されるエネルギーの流れの変更を制御するように調整された中央電子回路ユニット（２０）と、
を含むことを特徴とする光電池用管理システム。
【請求項２】
各マイクロコンバータ（１４）は中央電子回路ユニット（２０）と通信するように調整された管理電子回路（１６）と結合される、ことを特徴とする請求項１に記載の光電池用管理システム。
【請求項３】
管理電子回路（１６）はマイクロコンバータ（１４）の入力部および／または出力部で電気的データを測定する、ことを特徴とする請求項２に記載の光電池用管理システム。
【請求項４】
管理電子回路（１６）は最大電力動作点に追従するための制御装置（ＭＰＰＴ）を含む、ことを特徴とする請求項２または３に記載の光電池用管理システム。
【請求項５】
管理電子回路（１６）はクロックを含む、ことを特徴とする請求項２〜４に記載の管理システム。
【請求項６】
管理電子回路（１６）は温度センサーを含む、ことを特徴とする請求項２〜５に記載の光電池用管理システム。
【請求項７】
マイクロコンバータ（１４）は多接合光起電デバイスの各セルに接続されている、ことを特徴とする請求項１〜６に記載の光電池用管理システム。
【請求項８】
中央電子回路ユニット（２０）は負荷（１００）と通信するように調整された、ことを特徴とする請求項１〜７に記載の光電池用管理システム。
【請求項９】
中央電子回路ユニット（２０）は外部のネットワークと通信するように調整された、ことを特徴とする請求項１〜８に記載の光電池用管理システム。
【請求項１０】
中央電子回路ユニット（２０）は少なくとも２個のマイクロコンバータ（１４）を再構成モジュール（２２）を通じて直列にセットする制御を行うように調整された、ことを特徴とする請求項１〜９に記載の光電池用管理システム。
【請求項１１】
中央電子回路ユニット（２０）は、再構成モジュール（２２）を通じて少なくとも２個のマイクロコンバータ（１４）を並列にセットする制御を行うように調整された、ことを特徴とする請求項１〜９に記載の光電池用管理システム。
【請求項１２】
中央電子回路ユニット（２０）は再構成モジュール（２２）を通じて少なくとも１個のマイクロコンバータ（１４）を短絡する制御を行うように調整された、ことを特徴とする請求項１〜９に記載の光電池用管理システム。
【請求項１３】
中央電子回路ユニット（２０）は再構成モジュール（２２）を通じて少なくとも１個のマイクロコンバータ（１４）をバイパスする制御を行うように調整された、ことを特徴とする請求項１〜９の１項に記載の光電池用管理システム。
【請求項１４】
再構成モジュール（２２）は複数のスイッチ（２６）を含む、ことを特徴とする請求項１〜１３に記載の光電池用管理システム。
【請求項１５】
少なくとも１個の光電池と、
請求項１〜１４の１項に記載の光電池用管理システムと、
を含むことを特徴とする光電池のための太陽電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は太陽電池発電装置の分野に関し、さらに具体的には電子回路を統合する太陽光電池モジュールに関する。
かかる太陽光電池モジュールは、光電池のための太陽電池発電装置および管理システムを含む。
【背景技術】
【０００２】
従来知られる方法において、太陽電池発電装置（ＰＶＧ）は、直列および／または並列に接続された１個以上の光電池（ＰＶ）を含む。
無機材料の場合、光電池は基本的に半導体材料で作られるダイオード（ｐｉｎ接合またはｐｎ接合）から構成される。
この材料は光エネルギーを吸収する特徴を有し、その大部分は電荷担体（電子および空孔）に伝えられる。
ダイオードの構造（ｐｉｎ接合またはｐｎ接合）は、それぞれｎ型およびｐ型の２つの領域にドーピングを施すことにより、非ドープ領域（ｐｉｎ接合においては「真性」領域と呼ばれ、「ｉ」で表される）により任意に分離される−によって、電荷担体を分離することができ、光電池に含まれる電極によって収集することができる。
光電池によって得られる電位差（開放電圧：Ｖｏｃ）および最大電流（短絡電流：Ｉｓｃ）は、セルのアセンブリの構成材料とこのセルを取り巻く条件（スペクトル強度を介した照度、温度等）によって異なる。
有機材料の場合は、励起子と呼ばれる電子−空孔の対が作られる、ドナーおよびアクセプタ材料という考え方で言及され、構成は根本的に異なるが、最終目的は同じであって、電荷担体を分離し、収集し電流を作り出す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の図１は、例示として太陽電池発電装置を概略的に示す。
ほとんどの太陽電池発電装置は、直列および／または並列に接続された光電池のセルからなる少なくとも１個のパネルから構成される。
幾つかのセルのグループを直列に接続することによって、セルのグループの総電圧を増やすことができる。
また、幾つかのセルのグループを並列に接続することによって、発電装置の全体的なアンペア数を増やすことができる。
同様に、幾つかのパネルを直列および／または並列に接続し、用途に応じて発電装置の電圧および／またはアンペア数を増やすことができる。
【０００４】
図１は、それぞれ３個のセルのグループ２を含む、並列の２個の枝線を含む太陽電池発電装置を示す。
太陽電池発電装置の電気的安全を保証するため、逆流防止ダイオード３およびバイパスダイオード４が推奨される。
応用対象物からまたは当該発電装置の他の枝線から負電流がセルの中に流入するのを避けるために、逆流防止ダイオード３が発電装置の並列の各枝線に直列に接続される。
バイパスダイオード４は、セルのグループ２に逆並列に接続される。
バイパスダイオード４により、不良または遮光問題を有するセルのグループ２が短絡され、これによりホットスポットの問題を解決することができる。
【０００５】
発電装置の最大電圧は、発電装置を構成するセルの最大電圧の合計に相当し、発電装置が生み出すことができる最大電流はセルの最大電流の合計に相当する。
非接続のセルにおいてセルの最大電圧Ｖｏｃ、すなわちゼロ出力電流（開回路）になり、端子が開回路すなわちセルの両端子上でゼロ電圧のときセルの最大電流Ｉｓｃが得られる。
ＶｏｃおよびＩｓｃの最大値は、光電池を作るときに使われた技術と材料によって異なる。
また、電流Ｉｓｃの最大値は、セルの太陽光のレベルによって大きくことなる。
光電池セルは非線形の電流／電圧の特性と、電圧Ｖｏｐおよび電流Ｉｏｐの最適値に相当する最大電力点（ＭＰＰ）を有する電力特性を持つ。
図２は、光電池セルの電流−電圧Ｉｐｖおよび電力Ｐｐｖ特性を最大電力点（ＭＰＰ）とともに示す。
また、太陽電池発電装置は、非線形の電流／電圧特性および最大電力点を有する電力特性をもつことになる。
セルの一部に光が当らない、あるいはグループの１個以上のセルが不良の場合は、このグループの最大電力点ＭＰＰはことなる位置になる。
【０００６】
最大電力点に追従するための制御装置を用いて太陽電池発電装置動作を最適化する方法（ＭＰＰＴすなわち最大電力点追従装置）が知られている。
かかるＭＰＰＴ制御装置６は、用途に応じて、ＤＣ／ＡＣコンバータまたはＤＣ／ＤＣコンバータの固定式のコンバータ（ＳＣ）と結合することができる。
図１は、発電装置の出力部に接続され、発電装置のセル全体によって作られた電気エネルギーを収集し負荷に給電する固定式のＤＣ／ＡＣコンバータ８を示す。
負荷の必要に応じて、コンバータは、出力電圧を増大または削減するか、および／または出力電圧をリップリングすることができる。
また、図１は、コンバータ８と結合されたＭＰＰＴ制御装置６を示す。
【０００７】
ＭＰＰＴ制御装置６は、最適電圧値Ｖｏｐｔすなわち電力特性の最大点に相当する入力電圧を得るようにコンバータ８を制御するように設計される。
最大電力点は時間の経過とともに幾つかの変数パラメータ、特に存在する太陽光、セルの温度または動作状態にあるセルの数によって異なる。
【０００８】
このように、太陽電池発電装置の効率は、特定のセルの機能不良や遮光にはそれほど大きな影響を受けない。
発電装置電気効率は、各光電池の状態に直接依存する。
【０００９】
例えば、最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御装置は、発電装置によって供給される電力に電圧変動の影響を特定するアルゴリズムを適用し、電力を増大する方向に電圧をシフトさせる。
このように、かかるアルゴリズムは、発電装置によって供給される電力を測定して第１の電圧を求め、一定時間の後、第１の電圧よりも大きい第２の電圧を加え、相当する電力を測定または推定する。
第２の電圧に相当する電力が第１の電圧に相当する電力よりも大きい場合は、アルゴリズムの次のステップでさらに大きい第３の電圧を加える。
反対の場合は、第３の印加電圧は第１の電圧よりも低い。
このように、システムは太陽電池発電装置の端子に対する電圧を永続的に徐々に調節し、最大電力点に可能な限り接近する。
ＭＰＰＴ制御装置に対して他のアルゴリズムを適用できるものと理解する。
【００１０】
しかしながら、発電装置の光電セルの各グループで作られるエネルギーの管理を最適化する必要があり、とりわけ負荷の必要に発電装置の電力をベストに合わせ、および／または不良および／または特定のセルに影響を与える太陽光の変動を有効かつ急速に補う必要がある。
【００１１】
この発明は、それぞれ１個以上のセルと結合された複数のマイクロコンバータと、各マイクロコンバータからのエネルギーの流れを管理するように調整された少なくとも１個の再構成モジュールと、を含む光電池用管理システム及び太陽電池発電装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、この発明は、
太陽電池発電装置のための電子的管理システムであって、
各マイクロコンバータ（１４）が１以上の光電池のセル（１２）に電気的に接続され、１以上のセルが発電装置のセル全体の一部を構成する、複数の固定式マイクロコンバータ（１４）と、
エネルギーの流れを前記マイクロコンバータ（１４）から負荷（１００）へ伝送するように調整された少なくとも１個の再構成モジュール（２２）と、
前記少なくとも１個の再構成モジュール（２２）によって伝送されるエネルギーの流れの変更を制御するように調整された中央電子回路ユニット（２０）と、
を含むことを特徴とする。
一実施態様において、各マイクロコンバータは、中央電子回路ユニットと通信するように調整された管理電子回路と結合される。
管理電子回路は、マイクロコンバータの入力部および／または出力部で電気的データを測定することができる。
管理電子回路は、最大電力動作点に追従するための制御装置（ＭＰＰＴ）を含むことができる。
管理電子回路は、クロックおよび／または温度センサーを含むことができる。
一実施態様において、マイクロコンバータは多接合光起電デバイスの各セルに接続される。
一実施態様において、中央電子回路ユニットは負荷および／または外部のネットワークと通信するように調整される。
一実施態様において、再構成モジュールは複数のスイッチを含む。
実施態様において、中央電子回路ユニットは、再構成モジュールを通じて、少なくとも２個のマイクロコンバータを直列または並列に設定する制御を行うように調整される。
また、中央電子回路ユニットは、再構成モジュールを通じて少なくとも１個のマイクロコンバータを短絡またはバイパスを制御するように調整される。
また、本発明は、
少なくとも１個の光電池と、
本発明に係る管理システムと、
を含む光電池のための太陽電池発電装置に関する。
【発明の効果】
【００１３】
これにより、再構成モジュールは、負荷の必要に応じて、および／またはセルのそれぞれのグループの状態に応じて、エネルギーの流れの伝送を調節するができる。
エネルギーの流れの伝送の構成の変更は中央ユニットにより制御される。
これにより、必要に応じておよび／またはそれぞれのセルの動作条件に応じて供給される電力を調節することにより発電装置の電気エネルギーの生産を最適化することが可能となる。
また、本発明の他の特徴と利点は、実施例としてあげる、本発明の実施態様に付随する説明を読み、付属の図面を参照すれば明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は最新の太陽電池発電装置の図である。
【図２】図２は光電池の電流−電圧および電力の理論的特性を示す図である。
【図３】図３は本発明に係る電子的管理システムを例示的に示す図である。（実施例）
【図４】図４は本発明に係るシステムの再構成モジュールを示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
図３及び図４はこの発明の実施例を示すものである。
本発明は、直列および／または並列に接続された複数の光電池を含む太陽電池発電装置の電子的管理システムを提案する。
本発明に係る電子回路システムは、複数の固定式のマイクロコンバータを含む。
「マイクロコンバータ」とは、発電装置の複数のセル全体と結合された単体の出力コンバータに向かい合う、１個の光電池または光電池の小さなグループと結合された１個のコンバータを意味する。
各マイクロコンバータは、少なくとも１個の光電池と電気的に接続され電池によって作られたエネルギーを集めて負荷に向けて伝送する。
太陽電池発電装置が対象とする電気的アプリケーションを、「負荷」と呼ぶ。
【００１７】
また、本発明の管理システムは、少なくとも１個の再構成モジュールを制御する中央電子回路ユニットを含む。
この再構成モジュールは、幾つかのマイクロコンバータの出力電力を負荷に向けて伝送するようにされている。
中央電子回路ユニットは、各再構成モジュールを制御し、負荷の要求および／または発電装置の各セルの状態に応じて各コンバータからのエネルギーの流れの分配を制御する。
したがって、各光電池によって作られるエネルギーの管理は、セルの不良および／または一部セルの早期老化および／またはホットポイントの発生等と係わりなく、最適化することができる。
【００１８】
図３は、本発明に係る太陽電池発電装置の電子的管理システムの一例を示す。
このシステムにより、各光電池の電気エネルギーの生産を最適化することが可能となる。
【００１９】
本発明に係る管理システムは、それぞれ少なくとも１個の光電池に接続された複数の固定式（ＤＣ／ＤＣまたはＤＣ／ＡＣ）マイクロコンバータ１４を含む。
図３の実施例において、６個のマイクロコンバータ１４が示され、６個の光電池（「セル」ともいう。）１２のグループに接続されている。
この概略構成は、単に例示としてのみあげるものであって、このシステムは、数十ないし数百のマイクロコンバータ１４を管理でき、各マイクロコンバータは、百個ないし数百個のセル１２と関係することができる、と理解されるものとする。
【００２０】
各マイクロコンバータ１４は、マイクロコンバータ１４と結合された各セル１２のエネルギーを管理する管理電子回路（「管理電子回路エンティティ」ともいう。）１６と結合することができる。
この管理電子回路１６は、特に、結合された各光電池１２の最大電力点追従制御を行うためのＭＰＰＴ制御装置を含むことができる。
ＭＰＰＴ制御装置は、例えば上に説明したアルゴリズム等の、各光電池１２の最大電力点を探すためのアルゴリズムを適用するようにされている。
管理電子回路１６は、電圧センサー、電流センサーおよび温度センサーを含むことができる。
これにより、結合されたマイクロコンバータ１４の入力部および／または出力部で電気的データ（電流および／または電圧）を測定することができる。
また、パネルの温度を測ることもできる。
管理電子回路１６は、中央電子回路ユニット２０との通信状態を保ち、結合されたマイクロコンバータ１４の動作変更を制御するようにされている。
管理電子回路１６は、中央電子回路ユニット２０に測定値を直接送るか、測定値を直接処理して中央電子回路ユニット２０に動作不良のみを報告するようにしてもよい。
このために管理電子回路１６は、マイクロコントローラまたはリアルタイム計算アルゴリズムを統合する論理集積回路（ＦＰＧＡ）を含むことができる。
管理電子回路１６がＭＰＰＴ制御装置を内蔵する場合は、本発明に適用できるようにできるリアルタイムコンピュータを含む。
【００２１】
図３において、複数のマイクロコンバータ１４は、さらに負荷１００に適合するための発電装置の固定式出力コンバータ１８に接続される。
図３には、１個の出力コンバータ１８が示されるが、太陽電池発電装置のサイズおよび構成に応じて複数の出力コンバータ１８が直列、並列またはカスケード状に置かれてもよいと理解されるものとする。
図の実施例において、出力コンバータ１８はＤＣ／ＡＣコンバータであるがＤＣ／ＤＣコンバータでもよく、出力コンバータ１８は、対象のアプリケーションに応じて電圧ステップアップまたはステップダウンコンバータでもよい。
例えば、出力コンバータ１８により、電気ネットワークで使うことができるラインキャリア電流（ＬＣＣ）型の信号と組み合わされる／組み合わされない電力を、システムの出力部にもつことができるようにする。
【００２２】
各マイクロコンバータ１４と出力コンバータ１８の接続は、電力切り替え部である再構成モジュール２２を介して行われる。
図３において、再構成モジュール２２は３個のマイクロコンバータ１４と結合されているが、この実施例は単に説明のためのものであって、これに限定されるものではない。
【００２３】
再構成モジュール２２により、各マイクロコンバータ１４から出力コンバータ１８に向けてのエネルギーの流れを管理することが可能となり、また、セル１２の特定のグループの潜在的不良および／または負荷１００の特定のエネルギー要求に応じて、エネルギーの流れを再構成することができる。
再構成モジュールは中央電子回路ユニット２０に制御される。
【００２４】
中央電子回路ユニット２０は、例えばマイクロコントローラであってもよい。
中央電子回路ユニット２０は、各管理電子回路エンティティ１６から情報を受取り、再構成モジュール２２と各管理電子回路エンティティ１６を制御することができる。
中央電子回路ユニット２０は、例えば、特定のエネルギー要求リクエスト等の情報を負荷１００から受取り、負荷１００に情報を伝送、例えば緊急電力カット等を通知してもよい。
また、中央電子回路ユニット２０は、外部のネットワーク例えば電子的オペレータと通信し、不良もしくはメンテナンスの要求について通知してもよい。
【００２５】
中央電子回路ユニット２０と上記上部要素間の通信は、ネットワークケーブル、ラインのキャリア電流（ＬＣＣ）、無線通信プロトコル（ＷｉＦｉ）その他、任意の適切な手段により確保できる。
中央電子回路ユニット２０と管理電子回路１６間の通信、中央電子回路ユニット２０と負荷１００間、中央電子回路ユニット２０と外部のネットワーク間の通信は、双方向で行われる。
一方、中央電子回路ユニット２０と再構成モジュール２２間の通信は一方向に行われ、再構成モジュール２２は自分自身では情報通信を行うことなく中央電子回路ユニット２０の制御を受ける。
これらの各通信は、異なる技術と異なるプロトコルを用いることもできる。
【００２６】
各管理電子回路エンティティ１６および／または負荷１００により受取った情報から、中央電子回路ユニット２０は、要求および／または発電装置のセル全体およびマイクロコンバータ動作条件を考慮することにより、各再構成モジュール２２を制御し、各マイクロコンバータ１４により伝送されるエネルギーの流れを修正することができる。
また、中央電子回路ユニット２０は各電子回路エンティティ１６を制御し、各マイクロコンバータ１４の最適な管理変更を行わせることもできる。
特に、セル１２のあるグループの故障もしくは不良の場合に、中央電子回路ユニット２０は、これら各グループに結合された管理電子回路１６により認知し、セル１２の各グループにより得られるエネルギーの流れを再構成制御することができる。
【００２７】
図４は、再構成モジュール２２の詳細を図式的に示す。
図４において、再構成モジュール２２は、３個のマイクロコンバータ１４と結合されているが、これに限定されるものではない。
再構成モジュール２２は、２ｎの電力入力を有し、（ここで、ｎはモジュールと結合されたマイクロコンバータ１４の数と等しい）；２個の電力出力を有する。
再構成モジュール２２は、各マイクロコンバータ１４により得られた電力を入力として受取り、増幅した電力を出力部に提供する。
再構成モジュール２２は、中央電子回路ユニット２０に制御される複数のスイッチ２６を含む。
スイッチ２６は、再構成モジュール２２内に用いられる電子回路に応じて、また中央電子回路ユニット２０との選択された通信プロトコルに応じて、適切ないずれのタイプのものであってもよい。
例えば、トランジスタまたはプログラマブル論理回路（ＦＰＧＡ）を用いることができる。
【００２８】
負荷の要求に応じて、再構成モジュール２２は、マイクロコンバータ１４を直列に構成することによって高電圧を提供することもでき、あるいはマイクロコンバータ１４を並列に構成することによって大電流を提供することもできる。
適切なスイッチ２６の開閉を制御する中央電子回路ユニット２０によって、モジュールの直列、並列構成が制御される。
負荷１００の要求は、負荷から直接送られるリクエストか、ネットワークからの指令により中央電子回路ユニット２０に知らされる。
【００２９】
図３に示すように、複数の再構成モジュール２２を直列に配列し、太陽電池発電装置の構成を広い電圧範囲に構成することができる。
また、複数の再構成モジュール２２を並列に配列し、太陽電池発電装置を広い電流範囲に構成することができる。
【００３０】
このように、本発明に係る電子的管理システムにより、時間の経過とともに要求が変化する場合でも、太陽電池発電装置が関係づけられた負荷の異なる要求を管理することができる。
さらに、本発明に係る電子的管理システムにより、当該発電装置の要素の一時的または致命的な機能不良状態を管理することが可能となる。
【００３１】
セル１２のあるグループおよび／またはマイクロコンバータ１４が機能不良の場合は、再構成モジュール２２は、関係する電力の入力を短絡するか、一時的あるいは固定的にバイパスすることができる。
マイクロコンバータ１４の短絡またはバイパス動作は、適切なスイッチ２６の開閉を制御する中央電子回路ユニット２０によって制御される。
【００３２】
セル１２のグループの機能不良の原因は、特にセル１２の老化、太陽光の不足または致命的な不良等、複数ある場合がある。
機能不良の原因が複数あることは、セル１２の当該グループの動作条件を検出するうえで望ましく、検出が容易なものとなる。
光電池１２のグループの機能不良は、マイクロコンバータ１４の入力部の電流−電圧特性の変化により検出することができる。
管理電子回路１６は、例えばマイクロコンバータ１４の入力部でこれらの電気的データを測定する。
この測定は連続して行ってもよく、定期的に行ってもよい。
【００３３】
マイクロコンバータ１４の機能不良は、電流−電圧特性の変化によって検出することができる。
管理電子回路１６は、これらの電気的データをマイクロコンバータ１４の出力部で測定する。
この測定は連続して行ってもよく、定期的に行ってもよい。
【００３４】
本発明に係る管理システムにより、これらの機能不良状況を克服することを提案する。
上記のように、管理電子回路１６は、電流と電圧をマイクロコンバータ１４の入力部と出力部で測定する。
【００３５】
積Ｉｐｖ・Ｖｐｖすなわちマイクロコンバータ１４の入力部での電力がゼロの場合は、関係する（１以上の）セル１２に光が当たっていないか不良であることを意味する。
一時的な遮光、長時間の遮光および致命的な不良を識別するために、管理電子回路１６はクロックを含むことができる。
積Ｉｐｖ・Ｖｐｖが、第１の閾値よりも短い間ゼロにとどまる場合は、管理電子回路１６は単純な一時的遮光と判断し、マイクロコンバータ１４に自己を一時的に短絡回路にセットするように指令して、この状況を直接管理することができる。
積Ｉｐｖ・Ｖｐｖが、第１の閾値よりも長く、第２の閾値よりも短い時間ゼロにとどまる場合は、管理電子回路１６は長時間の遮光と判断し、中央電子回路ユニット２０に警告する。
積Ｉｐｖ・Ｖｐｖが、第２の閾値よりも長い時間ゼロにとどまる場合は、管理電子回路１６は当該セルグループが致命的な不良であると判断し、中央電子回路ユニット２０に警告する。
当然ながら、時間の閾値は用途によって異なる。
また単一の時間の閾値を使うか、または閾値を使わずに判断することも可能である。
【００３６】
遮光が生じた場合、中央電子回路ユニット２０は再構成モジュール２２に指令を与え、遮光されたグループを短絡し、遮光されていないセル１２のグループのマイクロコンバータ１４から得られる流れを組織しなおすことによってエネルギーの流れを再構成する。
例えば、中央電子回路ユニット２０は特定の管理電子回路エンティティ１６に指令を与え、遮光されていないセルと関係するマイクロコンバータ１４の動作を変更する。
中央電子回路ユニット２０からの指令をうけて、管理電子回路１６はマイクロコンバータ１４を強制的に出力低下のモードに変える。
実際に各マイクロコンバータ１４は関係するセル１２から供給される電圧を（最大電圧Ｖｏｃの限度内で）ステップアップまたはステップダウンすることができる。
【００３７】
セル１２のあるグループが致命的な不良の場合は、管理電子回路１６は中央電子回路ユニット２０これを通知し、マイクロコンバータ１４に指令を与え自己をバイパスモードにセットさせる。
実際に各マイクロコンバータ１４はバイパスダイオードと逆流防止ダイオードに変更することができる。
当然ながらマイクロコンバータ１４は、図２で説明した従来の保護ダイオードの存在を排除しない。
中央電子回路ユニット２０は、この致命的な不良の通知を受け、このことをオペレータに通知することができる。
【００３８】
積Ｉｓ・Ｖｓすなわちマイクロコンバータ１４の外部電力がゼロまたは無限大の場合は、マイクロコンバータ１４が不良であることを意味する。
管理電子回路１６は中央電子回路ユニット２０にこれを通知し、中央電子回路ユニット２０は再構成モジュール２２に指令を与え、対応する不良のマイクロコンバータの電力入力を短絡させる。
また、中央電子回路ユニット２０は指令を与え他の不良でないマイクロコンバータから供給されるエネルギーの流れを再構成することができる。
また、中央電子回路ユニット２０はこの不良をオペレータに通知することができる。
【００３９】
また、本発明に係る電子的管理システムは、安全機能を含むことができる。
例えば、中央電子回路ユニット２０はマイクロコンバータ１４および出力コンバータ１８全体の停止を指令することができる。
中央電子回路ユニット２０は、負荷１００または外部のネットワークからの指令を受取り、あるいは例えばセル１２の特定のグループが加熱している等、管理電子回路１６から受けた情報に基づいて緊急停止等の制御を行うことができる。
また、各管理電子回路エンティティ１６はローカル安全機能を含むことができ、特にセル１２のあるグループが加熱した場合、そのマイクロコンバータ１４を短絡し、このことを中央電子回路ユニット２０に通知することができる。
【００４０】
本発明に係る電子的管理システムは盗難防止機能を含むことができる。
例えば、発電装置が移動されたことの通知を受けた場合、中央電子回路ユニット２０は、例えば機械的スイッチにより再構成モジュール２２に全てのスイッチ２６を開放するよう指令することができる。
この場合は、再構成モジュール２２のスイッチ２６を再起動するには、オペレータの指令が必要となる。
しかる後、光電池から負荷１００へのエネルギーの伝送が可能となる。
【００４１】
さらに、管理システムの中央電子回路ユニット２０は、セル１２の各グループおよび／または各パネル２４のマイクロコンバータ１４の動作条件に関する情報を、電力ネットワークの中央システムに伝送することができる。
これにより、パネル２４のメンテナンスを促進することができる。
特に、メンテナンスを担当するオペレータに光電池１２の特定のグループまたは特定のマイクロコンバータ１４の機能不良をより速やかに警告し、しかるべき対策を採ることができる。
【００４２】
本発明に係る管理システムは、全体としてまたは部分的に太陽電池発電装置に統合することができる。
発電装置は複数のパネル２４を含み、各パネル２４は直列および／または並列に接続された光電池の複数のグループを含むことができる。
図３において、それぞれセル１２の３つのグループを含む２個のパネル２４が示されているが、これにより数的な限定を示すものではないと理解すべきである。
【００４３】
可能な実施態様によれば、多接合光起電デバイスを用いることができる。
この場合、異なる接合の電気的カップリングという問題を管理することが必要となる。
例えば、タンデム接合を有する多接合光起電デバイスは、当該デバイスによる太陽スペクトラム吸収のための面積を増やすために、順に積み上げられた幾つかの単純接合からなる光起電デバイスを必要とする。
タンデム接合を有する光起電デバイスにより、より効率的な電気変換を得る可能性が考えられる。
タンデム接合を有する光起電デバイスにおける電気的カプリングの主な問題点は、日射の条件に係わりなく光電池の性能における調和を必要とすることである。
タンデムの各セルによる電流生産は、各セルが活性化するスペクトラムの領域によって任意に異なり、また日射の条件によって変わるので、このような理想的なケースは現実には得ることができない。
結果、タンデム接合を有する光起電デバイスに固有の、最も弱い要素による限界が生じる。
かかる電流の限界によってタンデム接合を有する光起電デバイスの理論的効率が大きく引き下げられる。
解決策は、タンデム接合を有する光起電デバイスの接合を電気的に切り離すことである。
タンデムの光電セルは常に光的には結合されが、電気的には分離される。
これにより各接合は２個の電極と結合され、これにより４個の電極を有する光起電デバイス（タンデムの場合）が得られる。
このシステムを持つタンデムの各光電セルにマイクロコンバータ１４を接続することにより、電気的に切り離された光電セルで動作し、それぞれ再構成モジュール２２によって最適に管理される多接合光起電デバイスを得ることが可能となる。
【００４４】
付属の図面に示した実施例を参照しながら本発明を説明してきたが、この説明に限定されるものではないと理解すべきである。
特に、セル１２のグループ、マイクロコンバータ１４、および再構成モジュール２２の数と配置は、予想される用途および太陽電池発電装置の構成により異なる。
管理電子回路１６内に含まれるＭＰＰＴ制御装置で使われるアルゴリズムは、既存のアルゴリズムであってもよく、引き続いて開発されたものであってもよく、また各電子回路エンティティ１６は同じアルゴリズムを持たなくてもよい。
また、中央電子回路ユニット２０とシステムの各要素または外部のネットワーク間で使われる通信プロトコルは、利用可能な技術に応じて調整されてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１２  光電池
１４  マイクロコンバータ
１６  管理電子回路
１８  固定式出力コンバータ
２０  中央電子回路ユニット
２２  再構成モジュール
１００  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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