JP2001085716A - 太陽光発電装置およびその制御方法 - Google Patents
太陽光発電装置およびその制御方法Info
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- JP2001085716A JP2001085716A JP25943199A JP25943199A JP2001085716A JP 2001085716 A JP2001085716 A JP 2001085716A JP 25943199 A JP25943199 A JP 25943199A JP 25943199 A JP25943199 A JP 25943199A JP 2001085716 A JP2001085716 A JP 2001085716A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
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- H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽光発電システムの普及に伴い、比較的地
上に近い所への太陽電池アレイの設置が増えているの
で、子供や、太陽光発電装置と関係ない作業者が太陽電
池アレイに触れる可能性が高くなり、感電を防止する配
慮が重要である。 【解決手段】 例えば1秒間隔で、各ストリングの出力
電流を測定し(S43)、ストリング電流比較計算により正
規化値A1からA6を算出し(S44)、A1からA6の値と電流比
較基準値A0とを比較し(S45)、A1からA6の値の何れかがA
0以下であれば警報の出力し、警報出力時間のカウント
を開始する(S47)。引き続き、1秒間隔で、各ストリング
の出力電流の測定およびストリング電流比較計算を行
い、警報出力基準時間T0を経過してもA1からA6の何れか
がA0以下の場合は(S48)、開閉器13を閉じてストリング
の出力端子間を短絡する(S49)。
上に近い所への太陽電池アレイの設置が増えているの
で、子供や、太陽光発電装置と関係ない作業者が太陽電
池アレイに触れる可能性が高くなり、感電を防止する配
慮が重要である。 【解決手段】 例えば1秒間隔で、各ストリングの出力
電流を測定し(S43)、ストリング電流比較計算により正
規化値A1からA6を算出し(S44)、A1からA6の値と電流比
較基準値A0とを比較し(S45)、A1からA6の値の何れかがA
0以下であれば警報の出力し、警報出力時間のカウント
を開始する(S47)。引き続き、1秒間隔で、各ストリング
の出力電流の測定およびストリング電流比較計算を行
い、警報出力基準時間T0を経過してもA1からA6の何れか
がA0以下の場合は(S48)、開閉器13を閉じてストリング
の出力端子間を短絡する(S49)。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽光発電装置およ
びその制御方法に関し、例えば、感電事故に対する安全
を考慮した太陽光発電装置およびその制御方法に関する
ものである。
びその制御方法に関し、例えば、感電事故に対する安全
を考慮した太陽光発電装置およびその制御方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境の保護、並びに、エネルギの
安定的確保および供給に対する関心が世界的規模で高ま
っている。このような状況において、太陽電池には、そ
の維持が容易、可動部分がなく静か、並びに、クリーン
かつ無尽蔵なエネルギ源という特性から、大きな期待が
寄せられている。そして、ここ数年、一般住宅の屋根に
太陽電池を設置した太陽光発電システムが普及しつつあ
る。
安定的確保および供給に対する関心が世界的規模で高ま
っている。このような状況において、太陽電池には、そ
の維持が容易、可動部分がなく静か、並びに、クリーン
かつ無尽蔵なエネルギ源という特性から、大きな期待が
寄せられている。そして、ここ数年、一般住宅の屋根に
太陽電池を設置した太陽光発電システムが普及しつつあ
る。
【０００３】太陽光発電システムは、複数の太陽電池モ
ジュールを直列接続して所望の電圧を得るように構成さ
れる。この太陽電池モジュールの直列体を一般に「スト
リング」と呼ぶ。そして複数のストリングを並列接続し
て、所望の電流を得るように構成する、つまり、所望の
発電規模をもつ太陽電池アレイが構成される。さらに、
太陽電池アレイの周辺に制御および接続のための様々な
構成が加えられて、太陽光発電システムが構成される。
従って、太陽光発電システムに要求される発電規模が大
きいほど太陽電池アレイも大きくなり、当然、太陽電池
モジュールの数も増加する。言い換えれば、太陽光発電
システムを設計する際には、所定の出力電圧および電流
と、所定の発電量とを実現するために、所定数のモジュ
ールあるいは所定面積の太陽電池を直並列に接続したシ
ステムを形成することになる。
ジュールを直列接続して所望の電圧を得るように構成さ
れる。この太陽電池モジュールの直列体を一般に「スト
リング」と呼ぶ。そして複数のストリングを並列接続し
て、所望の電流を得るように構成する、つまり、所望の
発電規模をもつ太陽電池アレイが構成される。さらに、
太陽電池アレイの周辺に制御および接続のための様々な
構成が加えられて、太陽光発電システムが構成される。
従って、太陽光発電システムに要求される発電規模が大
きいほど太陽電池アレイも大きくなり、当然、太陽電池
モジュールの数も増加する。言い換えれば、太陽光発電
システムを設計する際には、所定の出力電圧および電流
と、所定の発電量とを実現するために、所定数のモジュ
ールあるいは所定面積の太陽電池を直並列に接続したシ
ステムを形成することになる。
【０００４】より大きな発電量は、太陽電池モジュール
の直並列数を増やすことで実現可能である。しかし、発
電量が大きくなればなるほど、太陽電池モジュールの直
並列数の増加に伴い、出力電圧および電流が大きくな
る。なお、太陽電池の発電力は入射する太陽光の強度に
よって決まりるので、一定の電圧で動作する太陽光発電
システムは、日射の変動に従い出力電流および出力電力
が変化する。
の直並列数を増やすことで実現可能である。しかし、発
電量が大きくなればなるほど、太陽電池モジュールの直
並列数の増加に伴い、出力電圧および電流が大きくな
る。なお、太陽電池の発電力は入射する太陽光の強度に
よって決まりるので、一定の電圧で動作する太陽光発電
システムは、日射の変動に従い出力電流および出力電力
が変化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】太陽光発電システムに
使用される太陽電池モジュールは、初期および設置後の
通常使用において、その絶縁性能が確保されるように設
計されている。しかし、設置後、予測し得ない原因によ
り絶縁低下または絶縁不良が発生する可能性は否定でき
ない。何らかの理由で、太陽電池モジュールの表面を覆
う被覆材やガラスの破れや割れ、傷あるいは変形などが
起き、その結果、絶縁不良が発生することも考えられ
る。
使用される太陽電池モジュールは、初期および設置後の
通常使用において、その絶縁性能が確保されるように設
計されている。しかし、設置後、予測し得ない原因によ
り絶縁低下または絶縁不良が発生する可能性は否定でき
ない。何らかの理由で、太陽電池モジュールの表面を覆
う被覆材やガラスの破れや割れ、傷あるいは変形などが
起き、その結果、絶縁不良が発生することも考えられ
る。
【０００６】上記の予測し得ない破れ、割れ、傷あるい
は変形などが起きた個所では、導電部が剥き出しになる
可能性がある。そのような導電部の露出個所や絶縁不良
個所に人が近付き接触すれば感電事故が発生する危険が
ある。とくに、発電規模が大きくなればなる程、太陽電
池モジュールの直並列数が増加して、出力電圧および電
流が大きくなるので、感電事故の危険性も高くなる。
は変形などが起きた個所では、導電部が剥き出しになる
可能性がある。そのような導電部の露出個所や絶縁不良
個所に人が近付き接触すれば感電事故が発生する危険が
ある。とくに、発電規模が大きくなればなる程、太陽電
池モジュールの直並列数が増加して、出力電圧および電
流が大きくなるので、感電事故の危険性も高くなる。
【０００７】それに加えて、太陽光発電システムの普及
に伴い、比較的地上に近い所への太陽電池アレイの設置
が増えている。このため、子供や、太陽光発電装置と関
係ない作業者が太陽電池アレイに触れる可能性が高くな
り、感電を防止する配慮が重要である。なお、現状は、
人の出入りの多いところには太陽電池アレイを配置せ
ず、かつ、厳重なフェンス内に太陽電池アレイを配置す
ることで、感電事故を防いでいる。
に伴い、比較的地上に近い所への太陽電池アレイの設置
が増えている。このため、子供や、太陽光発電装置と関
係ない作業者が太陽電池アレイに触れる可能性が高くな
り、感電を防止する配慮が重要である。なお、現状は、
人の出入りの多いところには太陽電池アレイを配置せ
ず、かつ、厳重なフェンス内に太陽電池アレイを配置す
ることで、感電事故を防いでいる。
【０００８】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、太陽電池の設置場所および設置方法を考慮し
た安全性の高い太陽光発電装置およびその制御方法を提
供することを目的とする。
のであり、太陽電池の設置場所および設置方法を考慮し
た安全性の高い太陽光発電装置およびその制御方法を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。
達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１０】本発明にかかる太陽光発電装置の制御方法
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ことを特徴とする。
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ことを特徴とする。
【００１１】好ましくは、さらに、予め測定された前記
複数のストリングの標準出力電流値、および、検出され
る複数の出力電流値に基づき、前記複数の出力電流値を
互いに正規化した複数の正規化値を計算し、計算される
複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合に、前記開
閉器を閉状態にすることを特徴とする。
複数のストリングの標準出力電流値、および、検出され
る複数の出力電流値に基づき、前記複数の出力電流値を
互いに正規化した複数の正規化値を計算し、計算される
複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合に、前記開
閉器を閉状態にすることを特徴とする。
【００１２】本発明にかかる太陽光発電装置は、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
する電流検出手段と、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制御手段とを有することを特徴とす
る。
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
する電流検出手段と、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制御手段とを有することを特徴とす
る。
【００１３】好ましくは、前記制御手段は、予め測定さ
れた前記複数のストリングの標準出力電流値、および、
検出される複数の出力電流値に基づき、前記複数の出力
電流値を互いに正規化した複数の正規化値を計算し、計
算される複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合に
警報を発生し、前記警報を発生した後、所定時間が経過
すると前記開閉器を閉状態にすることを特徴とする。
れた前記複数のストリングの標準出力電流値、および、
検出される複数の出力電流値に基づき、前記複数の出力
電流値を互いに正規化した複数の正規化値を計算し、計
算される複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合に
警報を発生し、前記警報を発生した後、所定時間が経過
すると前記開閉器を閉状態にすることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施形態
の太陽光発電装置を図面を参照して詳細に説明する。
の太陽光発電装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
【第1実施形態】［構成］図1から図3は第1実施形態の太
陽光発電システムの構成例を説明する図である。
陽光発電システムの構成例を説明する図である。
【００１６】太陽電池アレイ11は、例えば図2に示され
ように、キヤノン製積層アモルファス太陽電池モジュー
ル（商品名SR-02）を16個直列接続したストリングを三
本並列接続にしたもので、建物の屋根21上に設置され
る。すなわち、この太陽電池アレイのモジュール数は48
枚、最大出力動作電圧176V、最大出力動作電流6.9Aで、
標準太陽電池出力は1.2kW（AM1.5、1Sun、25℃における
測定値）である。
ように、キヤノン製積層アモルファス太陽電池モジュー
ル（商品名SR-02）を16個直列接続したストリングを三
本並列接続にしたもので、建物の屋根21上に設置され
る。すなわち、この太陽電池アレイのモジュール数は48
枚、最大出力動作電圧176V、最大出力動作電流6.9Aで、
標準太陽電池出力は1.2kW（AM1.5、1Sun、25℃における
測定値）である。
【００１７】さらに、太陽光発電システムには、太陽光
発電システム用開閉器14、逆流防止ダイオード15および
主開閉器16が内蔵された接続箱35（例えば、キヤノン製
接続箱、商品名BX-02）、並びに、ソーラインバータ17
（例えば、キヤノン製インバータ、商品名SI-04）が含
まれる。ソーラインバータ17は、住宅の配電盤などを介
して商用交流系統18に接続される。また、各ストリング
の出力端子間を短絡または開放するための開閉器13に
は、直流電磁接触器（例えば、三菱電機製、商品名DUD-
A30）を使用する。
発電システム用開閉器14、逆流防止ダイオード15および
主開閉器16が内蔵された接続箱35（例えば、キヤノン製
接続箱、商品名BX-02）、並びに、ソーラインバータ17
（例えば、キヤノン製インバータ、商品名SI-04）が含
まれる。ソーラインバータ17は、住宅の配電盤などを介
して商用交流系統18に接続される。また、各ストリング
の出力端子間を短絡または開放するための開閉器13に
は、直流電磁接触器（例えば、三菱電機製、商品名DUD-
A30）を使用する。
【００１８】本実施形態の太陽電池には、結晶系または
アモルファス系のシリコン太陽電池の何れでも使用でき
る。また、太陽電池アレイ11を構成するすべてのストリ
ングは真南を向き、傾斜角度は24.2度である。なお、図
2に示す本実施形態の太陽電池ストリングを、屋根21の
下端から順番にストリング1、2および3と呼ぶことにす
る。
アモルファス系のシリコン太陽電池の何れでも使用でき
る。また、太陽電池アレイ11を構成するすべてのストリ
ングは真南を向き、傾斜角度は24.2度である。なお、図
2に示す本実施形態の太陽電池ストリングを、屋根21の
下端から順番にストリング1、2および3と呼ぶことにす
る。
【００１９】太陽電池ストリングの出力電流を検出する
手段として、シャント抵抗器R1、R2およびR3（例えば、
第一エレクトロニクス製、0.1Ω）を使用する。シャン
ト抵抗器R1〜R3の端子電圧C1〜C3は、電流検出部19を構
成するアナログ/ディジタル変換器31（例えば、日本ナ
ショナルインスルメンツ製、DAQCard-1200）に入力され
る。アナログ/ディジタル変換器31の制御用にノートパ
ソコン32（例えば、Parkcard Bell NEC製、商品名Versa
6035H）を用いる。
手段として、シャント抵抗器R1、R2およびR3（例えば、
第一エレクトロニクス製、0.1Ω）を使用する。シャン
ト抵抗器R1〜R3の端子電圧C1〜C3は、電流検出部19を構
成するアナログ/ディジタル変換器31（例えば、日本ナ
ショナルインスルメンツ製、DAQCard-1200）に入力され
る。アナログ/ディジタル変換器31の制御用にノートパ
ソコン32（例えば、Parkcard Bell NEC製、商品名Versa
6035H）を用いる。
【００２０】ストリングの出力電流を検出する位置は、
図1や図2に示す位置に限定されるものではなく、ストリ
ングの出力端子から主開閉器16の間で、三本のストリン
グの電流が分離されているところであればどこでもよ
い。また、図1にはストリングの電流の復路側にシャン
ト抵抗器R1〜R3を配置する例を示したが、往路側に配置
してもよい。また、電流検出手段はシャント抵抗器に限
定されず、例えばホール素子などを用いるクランプ電流
計などの別の手段でもよい。
図1や図2に示す位置に限定されるものではなく、ストリ
ングの出力端子から主開閉器16の間で、三本のストリン
グの電流が分離されているところであればどこでもよ
い。また、図1にはストリングの電流の復路側にシャン
ト抵抗器R1〜R3を配置する例を示したが、往路側に配置
してもよい。また、電流検出手段はシャント抵抗器に限
定されず、例えばホール素子などを用いるクランプ電流
計などの別の手段でもよい。
【００２１】開閉器制御装置34は、ノートパソコン32か
らディジタル出力33（例えば、日本ナショナルインスル
メンツ製、DAQCard-AO-DC）を介して入力される制御信
号に基づき、ストリングの出力端子間を短絡または開放
する開閉器13の開閉を制御する。具体的には、ディジタ
ル出力33から出力される制御信号は、開閉器制御装置34
のフォトカプラを介して、開閉器制御装置34の直流電源
装置（例えば、アジア電子製、AHC-100-24S）の出力を
オンオフする。この直流電源装置の出力のオンオフによ
り、開閉器13を閉じるための電力が開閉器13に供給さ
れ、開閉器13を開くために電力の供給が停止される。
らディジタル出力33（例えば、日本ナショナルインスル
メンツ製、DAQCard-AO-DC）を介して入力される制御信
号に基づき、ストリングの出力端子間を短絡または開放
する開閉器13の開閉を制御する。具体的には、ディジタ
ル出力33から出力される制御信号は、開閉器制御装置34
のフォトカプラを介して、開閉器制御装置34の直流電源
装置（例えば、アジア電子製、AHC-100-24S）の出力を
オンオフする。この直流電源装置の出力のオンオフによ
り、開閉器13を閉じるための電力が開閉器13に供給さ
れ、開閉器13を開くために電力の供給が停止される。
【００２２】［制御］上記の太陽光発電システムにおけ
る、基準になる動作電流値を予め測定する。具体的に
は、太陽光発電システムの周囲に障害物がまったくない
ことを確認し、充分な日射がある、または、日射強度が
1000W/m2に近く、かつ、太陽光発電システムが通常運転
された状態において、各ストリングの標準電流信号とし
てシャント抵抗器R1〜R3の両端電圧を検出する。以下の
説明においては、ストリングの標準電流信号に対応する
電圧値を以下のように仮定する。この測定よって、各ス
トリングの動作電流のばらつきを補正することができ
る。 ストリング1の標準電流信号 = Cpms1 = 0.228 ストリング2の標準電流信号 = Cpms2 = 0.225 ストリング3の標準電流信号 = Cpms3 = 0.225
る、基準になる動作電流値を予め測定する。具体的に
は、太陽光発電システムの周囲に障害物がまったくない
ことを確認し、充分な日射がある、または、日射強度が
1000W/m2に近く、かつ、太陽光発電システムが通常運転
された状態において、各ストリングの標準電流信号とし
てシャント抵抗器R1〜R3の両端電圧を検出する。以下の
説明においては、ストリングの標準電流信号に対応する
電圧値を以下のように仮定する。この測定よって、各ス
トリングの動作電流のばらつきを補正することができ
る。 ストリング1の標準電流信号 = Cpms1 = 0.228 ストリング2の標準電流信号 = Cpms2 = 0.225 ストリング3の標準電流信号 = Cpms3 = 0.225
【００２３】図4は本実施形態の太陽光発電システムの
制御例を示すフローチャートで、図1に示す信号処理・
比較部110および制御部111によって実行されるものであ
る。なお、信号処理・比較部110および制御部111は、例
えば、パソコン32上で稼働するソフトウェアにより実現
される。
制御例を示すフローチャートで、図1に示す信号処理・
比較部110および制御部111によって実行されるものであ
る。なお、信号処理・比較部110および制御部111は、例
えば、パソコン32上で稼働するソフトウェアにより実現
される。
【００２４】ステップS42で、太陽光発電システムを制
御するための計算用の設定値として、以下の基準初期値
（一例）を設定する。 (1)電流比較基準値A0 = 0.9 (2)測定間隔T = 1秒 (3)警報出力基準時間T0 = 5秒 (4)ストリング1の標準電流信号Cpms1 = 0.228 (5)ストリング2の標準電流信号Cpms2 = 0.225 (6)ストリング3の標準電流信号Cpms3 = 0.225
御するための計算用の設定値として、以下の基準初期値
（一例）を設定する。 (1)電流比較基準値A0 = 0.9 (2)測定間隔T = 1秒 (3)警報出力基準時間T0 = 5秒 (4)ストリング1の標準電流信号Cpms1 = 0.228 (5)ストリング2の標準電流信号Cpms2 = 0.225 (6)ストリング3の標準電流信号Cpms3 = 0.225
【００２５】次に、ステップS50またはS51で調整される
測定間隔T（本実施形態では1秒間隔）で、ステップS43
における、シャント抵抗器R1〜R3の端子電圧C1〜C3、言
い換えれば各ストリングの電流信号の測定を行う。続い
て、ステップS44で、測定された電圧C1、C2およびC3に
基づき、下に示すストリング電流比較計算を行い正規化
値A1からA6を算出する。 ストリング電流比較計算 計算1: C1を基準として A1 = (C2/Cpms2)/(C1/Cpms1) A2 = (C3/Cpms3)/(C1/Cpms1) 計算2: C2を基準として A3 = (C1/Cpms1)/(C2/Cpms2) A4 = (C3/Cpms3)/(C2/Cpms2) 計算3: C3を基準として A5 = (C1/Cpms1)/(C3/Cpms3) A6 = (C2/Cpms2)/(C3/Cpms3)
測定間隔T（本実施形態では1秒間隔）で、ステップS43
における、シャント抵抗器R1〜R3の端子電圧C1〜C3、言
い換えれば各ストリングの電流信号の測定を行う。続い
て、ステップS44で、測定された電圧C1、C2およびC3に
基づき、下に示すストリング電流比較計算を行い正規化
値A1からA6を算出する。 ストリング電流比較計算 計算1: C1を基準として A1 = (C2/Cpms2)/(C1/Cpms1) A2 = (C3/Cpms3)/(C1/Cpms1) 計算2: C2を基準として A3 = (C1/Cpms1)/(C2/Cpms2) A4 = (C3/Cpms3)/(C2/Cpms2) 計算3: C3を基準として A5 = (C1/Cpms1)/(C3/Cpms3) A6 = (C2/Cpms2)/(C3/Cpms3)
【００２６】次に、ステップS45で、A1からA6の値と電
流比較基準値A0（本実施形態では0.9）とを比較して、A
1からA6の値の何れかがA0以下であればステップS47で、
警報/表示部112に警報の出力するとともに、警報出力時
間のカウントを開始する。警報/表示部112としては、例
えばパソコン32のモニタ画面などを利用すればよいが、
特に限定されるものではない。例えば、別途、警報装置
を用意して、音（音声を含む）や光による警報を、太陽
光発電システムが設置された住宅内部や、太陽電池アレ
イ11の近傍で発すれば、より効果的である。
流比較基準値A0（本実施形態では0.9）とを比較して、A
1からA6の値の何れかがA0以下であればステップS47で、
警報/表示部112に警報の出力するとともに、警報出力時
間のカウントを開始する。警報/表示部112としては、例
えばパソコン32のモニタ画面などを利用すればよいが、
特に限定されるものではない。例えば、別途、警報装置
を用意して、音（音声を含む）や光による警報を、太陽
光発電システムが設置された住宅内部や、太陽電池アレ
イ11の近傍で発すれば、より効果的である。
【００２７】引き続き、間隔T（本実施形態では1秒間）
で各ストリングの電流信号を測定し(S43)、ストリング
電流比較計算を行う(S44)。そして、ステップS48の判定
により、警報出力基準時間T0（本実施形態では5秒間）
を経過してもA1からA6の何れかがA0以下の場合は、ステ
ップS49で、開閉器制御装置34に制御信号を送り、開閉
器13を閉じて、ストリングの出力端子間を短絡する。勿
論、ストリング電流比較計算がA0以下を示すストリング
の出力端子間だけを短絡してもよい。なお、一旦閉じら
れた開閉器13の閉状態は、開閉器13を開く操作がなされ
るまで保持される。この開閉器13の閉状態を解除する操
作は手動でも自動でもよい。
で各ストリングの電流信号を測定し(S43)、ストリング
電流比較計算を行う(S44)。そして、ステップS48の判定
により、警報出力基準時間T0（本実施形態では5秒間）
を経過してもA1からA6の何れかがA0以下の場合は、ステ
ップS49で、開閉器制御装置34に制御信号を送り、開閉
器13を閉じて、ストリングの出力端子間を短絡する。勿
論、ストリング電流比較計算がA0以下を示すストリング
の出力端子間だけを短絡してもよい。なお、一旦閉じら
れた開閉器13の閉状態は、開閉器13を開く操作がなされ
るまで保持される。この開閉器13の閉状態を解除する操
作は手動でも自動でもよい。
【００２８】警報出力基準時間T0（本実施形態では5秒
間）が経過する前に、A1からA6のすべてがA0を超えた場
合は、ステップS46で警報が解除される。
間）が経過する前に、A1からA6のすべてがA0を超えた場
合は、ステップS46で警報が解除される。
【００２９】このように、本実施形態によれば、あるス
トリングの電流信号値が予め測定された標準電流信号以
下になり、電流比較基準値を割り込むような場合、その
ストリングに人が近づき影を落としたものと判断して、
警報を発することができる。さらに、警報出力基準時間
T0を超えて、あるストリングの電流信号値が電流比較基
準値を割り込むような場合は、すべてのストリング（ま
たはそのストリング）の出力端子間を短絡する。従っ
て、何らかの理由で、太陽電池モジュールの表面を覆う
被覆材やガラスの破れや割れ、傷あるいは変形などが起
き、その結果、絶縁不良が発生している場合でも、その
ような絶縁不良個所に人が触れて発生する感電事故を未
然に防ぐことができる。
トリングの電流信号値が予め測定された標準電流信号以
下になり、電流比較基準値を割り込むような場合、その
ストリングに人が近づき影を落としたものと判断して、
警報を発することができる。さらに、警報出力基準時間
T0を超えて、あるストリングの電流信号値が電流比較基
準値を割り込むような場合は、すべてのストリング（ま
たはそのストリング）の出力端子間を短絡する。従っ
て、何らかの理由で、太陽電池モジュールの表面を覆う
被覆材やガラスの破れや割れ、傷あるいは変形などが起
き、その結果、絶縁不良が発生している場合でも、その
ような絶縁不良個所に人が触れて発生する感電事故を未
然に防ぐことができる。
【００３０】また、本実施形態は、ストリング電流比較
計算により各電流信号値を比較して、各電流信号値に所
定値以上のずれがある場合に人が近づき影を落としたも
のと判断する。従って、雲に遮られて日射が弱まった場
合などはすてべのストリングの電流信号値が低下するの
で、ストリング電流比較計算を行うことによって、その
ような場合に警報を発生したりストリングの出力端子間
を短絡してしまう誤動作を防ぐことができる。
計算により各電流信号値を比較して、各電流信号値に所
定値以上のずれがある場合に人が近づき影を落としたも
のと判断する。従って、雲に遮られて日射が弱まった場
合などはすてべのストリングの電流信号値が低下するの
で、ストリング電流比較計算を行うことによって、その
ような場合に警報を発生したりストリングの出力端子間
を短絡してしまう誤動作を防ぐことができる。
【００３１】
【第2実施形態】以下、本発明にかかる第2実施形態の太
陽光発電システムを説明する。なお、本実施形態におい
て、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号
を付して、その詳細説明を省略する。
陽光発電システムを説明する。なお、本実施形態におい
て、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号
を付して、その詳細説明を省略する。
【００３２】第2実施形態の太陽光発電システムは、第1
実施形態の太陽光発電システムの構成に加えて、図5か
ら図7に示されるように、各ストリングの出力電圧を検
出する手段が追加されている。そして、第1実施形態で
説明したストリング短絡条件が成立し、さらに、検出さ
れるストリングの出力電圧が所定値以上になった場合
に、第2実施形態においてはストリングが短絡される。
実施形態の太陽光発電システムの構成に加えて、図5か
ら図7に示されるように、各ストリングの出力電圧を検
出する手段が追加されている。そして、第1実施形態で
説明したストリング短絡条件が成立し、さらに、検出さ
れるストリングの出力電圧が所定値以上になった場合
に、第2実施形態においてはストリングが短絡される。
【００３３】ストリングの出力電圧の検出手段として
は、図5から図7に示されるように、各ストリングの出力
端子と開閉器13との間において、両極間を結ぶ直列接続
された抵抗器（例えば、松下電子部品製の金属皮膜抵抗
器、VR1、VR3およびVR5は1kΩ、VR2、VR4およびVR6は10
0kΩ）からなる分圧器を配置して、一方の抵抗器の端子
電圧からストリングの出力電圧を測定する。つまり、分
圧された電圧は電圧検出部52を構成するアナログ/ディ
ジタル変換器31に入力される。なお、各ストリングの出
力電圧V11、V12およびV13は下のストリング電圧換算式
を用いて計算される。 ストリング電圧換算式 ストリング1の電圧V11 = V1×(1 + VR2/VR1) ストリング2の電圧V12 = V3×(1 + VR4/VR3) ストリング3の電圧V13 = V5×(1 + VR6/VR5) なお、VR1からVR6は各抵抗器の抵抗値 V1、V3およびV5はそれぞれVR1、VR3およびVR5の端子電
圧
は、図5から図7に示されるように、各ストリングの出力
端子と開閉器13との間において、両極間を結ぶ直列接続
された抵抗器（例えば、松下電子部品製の金属皮膜抵抗
器、VR1、VR3およびVR5は1kΩ、VR2、VR4およびVR6は10
0kΩ）からなる分圧器を配置して、一方の抵抗器の端子
電圧からストリングの出力電圧を測定する。つまり、分
圧された電圧は電圧検出部52を構成するアナログ/ディ
ジタル変換器31に入力される。なお、各ストリングの出
力電圧V11、V12およびV13は下のストリング電圧換算式
を用いて計算される。 ストリング電圧換算式 ストリング1の電圧V11 = V1×(1 + VR2/VR1) ストリング2の電圧V12 = V3×(1 + VR4/VR3) ストリング3の電圧V13 = V5×(1 + VR6/VR5) なお、VR1からVR6は各抵抗器の抵抗値 V1、V3およびV5はそれぞれVR1、VR3およびVR5の端子電
圧
【００３４】図8は本実施形態の太陽光発電システムの
制御例を示すフローチャートで、図5に示す信号処理・
比較部110および制御部111によって実行されるものであ
る。なお、信号処理・比較部110および制御部111は、例
えば、パソコン32上で稼働するソフトウェアにより実現
される。
制御例を示すフローチャートで、図5に示す信号処理・
比較部110および制御部111によって実行されるものであ
る。なお、信号処理・比較部110および制御部111は、例
えば、パソコン32上で稼働するソフトウェアにより実現
される。
【００３５】第1実施形態と同様に、ステップS42で、太
陽光発電システムを制御するための計算用の設定値とし
て、以下の基準初期値（一例）を設定する。 (1)電流比較基準値A0 = 0.9 (2)測定間隔T = 1秒 (3)警報出力基準時間T0 = 5秒 (4)ストリング1の標準電流信号Cpms1 = 0.228 (5)ストリング2の標準電流信号Cpms2 = 0.225 (6)ストリング3の標準電流信号Cpms3 = 0.225 (7)制御開始基準電圧値V00 = 17.6V（標準動作電圧の約
1/10）
陽光発電システムを制御するための計算用の設定値とし
て、以下の基準初期値（一例）を設定する。 (1)電流比較基準値A0 = 0.9 (2)測定間隔T = 1秒 (3)警報出力基準時間T0 = 5秒 (4)ストリング1の標準電流信号Cpms1 = 0.228 (5)ストリング2の標準電流信号Cpms2 = 0.225 (6)ストリング3の標準電流信号Cpms3 = 0.225 (7)制御開始基準電圧値V00 = 17.6V（標準動作電圧の約
1/10）
【００３６】次に、ステップS50またはS51で調整される
測定間隔T（本実施形態では1秒間隔）で、ステップS81
における、VR1、VR3およびVR5の端子電圧V1、V3およびV
5の測定を行い、ステップS82のストリング電圧換算を行
う。そして、ステップS83で、各ストリングの出力電圧V
11からV13と制御開始基準電圧値V00とを比較して、V11
からV13の何れかがV00以上の場合はステップS43へ進
み、第1実施形態と同様の制御を行う。一方、各ストリ
ングの出力電圧がV00未満で、感電事故を起こさない程
度に小さい場合は警報の発生やストリングの短絡を行わ
ない。
測定間隔T（本実施形態では1秒間隔）で、ステップS81
における、VR1、VR3およびVR5の端子電圧V1、V3およびV
5の測定を行い、ステップS82のストリング電圧換算を行
う。そして、ステップS83で、各ストリングの出力電圧V
11からV13と制御開始基準電圧値V00とを比較して、V11
からV13の何れかがV00以上の場合はステップS43へ進
み、第1実施形態と同様の制御を行う。一方、各ストリ
ングの出力電圧がV00未満で、感電事故を起こさない程
度に小さい場合は警報の発生やストリングの短絡を行わ
ない。
【００３７】つまり、第2実施形態によれば、日射が弱
くストリングの出力電圧が小さい場合は、警報の発生や
ストリングの短絡を行わない。
くストリングの出力電圧が小さい場合は、警報の発生や
ストリングの短絡を行わない。
【００３８】
【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。
【００３９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることはいうまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることはいうまでもない。
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることはいうまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることはいうまでもない。
【００４０】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることはいうまでもない。
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることはいうまでもない。
【００４１】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した（図4および/または図8
に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが
格納されることになる。
の記憶媒体には、先に説明した（図4および/または図8
に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが
格納されることになる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽電池の設置場所および設置方法を考慮した安全性の
高い太陽光発電装置およびその制御方法を提供すること
ができる。
太陽電池の設置場所および設置方法を考慮した安全性の
高い太陽光発電装置およびその制御方法を提供すること
ができる。
【図１】第1実施形態の太陽光発電システムの構成例を
説明する図、
説明する図、
【図２】第1実施形態の太陽光発電システムの構成例を
説明する図、
説明する図、
【図３】第1実施形態の太陽光発電システムの構成例を
説明する図、
説明する図、
【図４】第1実施形態の太陽光発電システムの制御例を
示すフローチャート、
示すフローチャート、
【図５】第2実施形態の太陽光発電システムの構成例を
説明する図、
説明する図、
【図６】第2実施形態の太陽光発電システムの構成例を
説明する図、
説明する図、
【図７】第2実施形態の太陽光発電システムの構成例を
説明する図、
説明する図、
【図８】第2実施形態の太陽光発電システムの制御例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
Claims (19)
- 【請求項１】 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こ
とを特徴とする制御方法。 - 【請求項２】 前記開閉器を閉状態にする前に警報を出
力することを特徴とする請求項1に記載された制御方
法。 - 【請求項３】 検出される出力電流値の何れかが所定値
以下の場合、前記開閉器を閉状態にすることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載された制御方法。 - 【請求項４】 検出される出力電流値の何れかが所定値
以下の場合、警報を発生し、前記警報を発生後、所定時
間が経過すると前記開閉器を閉状態にすることを特徴と
する請求項1に記載された制御方法。 - 【請求項５】 さらに、予め測定された前記複数のスト
リングの標準出力電流値、および、検出される複数の出
力電流値に基づき、前記複数の出力電流値を互いに正規
化した複数の正規化値を計算し、 計算される複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合
に、前記開閉器を閉状態にすることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載された制御方法。 - 【請求項６】 さらに、予め測定された前記複数のスト
リングの標準出力電流値、および、検出される複数の出
力電流値に基づき、前記複数の出力電流値を互いに正規
化した複数の正規化値を計算し、 計算される複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合
に警報を発生し、前記警報を発生した後、所定時間が経
過すると前記開閉器を閉状態にすることを特徴とする請
求項1に記載された制御方法。 - 【請求項７】 前記開閉器の閉状態は解除操作が行われ
るまで保持されることを特徴とする請求項1から請求項6
の何れかに記載された制御方法。 - 【請求項８】 さらに、前記複数のストリングそれぞれ
の出力電圧を検出し、 検出される出力電圧のすべてが所定電圧以下の場合は、
前記警報および前記開閉器の制御を行わないことを特徴
とする請求項1から請求項7の何れかに記載された制御方
法。 - 【請求項９】 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する電
流検出手段と、 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制
御手段とを有することを特徴とする太陽光発電装置。 - 【請求項１０】 前記制御手段は、前記開閉器を閉状態
にする前に警報を出力することを特徴とする請求項9に
記載された太陽光発電装置。 - 【請求項１１】 前記制御手段は、検出される出力電流
値の何れかが所定値以下の場合、前記開閉器を閉状態に
することを特徴とする請求項9または請求項10に記載さ
れた太陽光発電装置。 - 【請求項１２】 前記制御手段は、検出される出力電流
値の何れかが所定値以下の場合、警報を発生し、前記警
報を発生後、所定時間が経過すると前記開閉器を閉状態
にすることを特徴とする請求項9に記載された太陽光発
電装置。 - 【請求項１３】 前記制御手段は、予め測定された前記
複数のストリングの標準出力電流値、および、検出され
る複数の出力電流値に基づき、前記複数の出力電流値を
互いに正規化した複数の正規化値を計算し、計算される
複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合に、前記開
閉器を閉状態にすることを特徴とする請求項9または請
求項10に記載された太陽光発電装置。 - 【請求項１４】 前記制御手段は、予め測定された前記
複数のストリングの標準出力電流値、および、検出され
る複数の出力電流値に基づき、前記複数の出力電流値を
互いに正規化した複数の正規化値を計算し、計算される
複数の正規化値の何れかが所定値以下の場合に警報を発
生し、前記警報を発生した後、所定時間が経過すると前
記開閉器を閉状態にすることを特徴とする請求項9に記
載された太陽光発電装置。 - 【請求項１５】 前記制御手段は、前記開閉器の閉状態
を解除操作が行われるまで保持することを特徴とする請
求項9から請求項14の何れかに記載された太陽光発電装
置。 - 【請求項１６】 さらに、前記複数のストリングそれぞ
れの出力電圧を検出する電圧検出手段と、 検出される出力電圧のすべてが所定電圧以下の場合は、
前記警報および前記開閉器の制御を行わないことを特徴
とする請求項9から請求項15の何れかに記載された太陽
光発電装置。 - 【請求項１７】 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を制御するプログラムコードが記録
された記録媒体であって、前記プログラムコードは少な
くも、 前記複数のストリングそれぞれの出力電流の検出結果に
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ステップのコードを有す
ることを特徴とする記録媒体。 - 【請求項１８】 前記制御ステップのコードは、予め測
定された前記複数のストリングの標準出力電流値、およ
び、検出される複数の出力電流値に基づき、前記複数の
出力電流値を互いに正規化した複数の正規化値を計算す
るステップのコード、並びに、計算される複数の正規化
値の何れかが所定値以下の場合に、前記開閉器を閉状態
にするステップのコードを含むことを特徴とする請求項
17に記載された記録媒体。 - 【請求項１９】 前記制御ステップのコードは、予め測
定された前記複数のストリングの標準出力電流値、およ
び、検出される複数の出力電流値に基づき、前記複数の
出力電流値を互いに正規化した複数の正規化値を計算す
るステップのコード、計算される複数の正規化値の何れ
かが所定値以下の場合に警報を発生するためのステップ
のコード、並びに、前記警報を発生した後、所定時間が
経過すると前記開閉器を閉状態にするステップのコード
を含むことを特徴とする請求項17に記載された記録媒
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25943199A JP2001085716A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 太陽光発電装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25943199A JP2001085716A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 太陽光発電装置およびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085716A true JP2001085716A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17334004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25943199A Withdrawn JP2001085716A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 太陽光発電装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085716A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7161082B2 (en) * | 2000-07-10 | 2007-01-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic power generation systems and methods of controlling photovoltaic power generation systems |
| WO2008108137A1 (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | 太陽光発電装置の管理システム、太陽光発電装置、管理サーバ装置、および太陽光発電装置の管理方法 |
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