JP2013196338A - 光発電装置、光発電装置における最大出力点追従制御方法、コンピュータプログラム、および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】日陰による影響をほとんど受けずに最大出力点追従制御が可能な光発電装置、光発電装置をより効果的に動作させる最大出力点追従制御方法、並びにコンピュータプログラム、および走行中の日陰の影響を排除して安定した効率的な発電、走行が可能となる移動体を提供する。
【解決手段】光発電装置１は、複数の光発電素子１１を直列に接続した直列部１２が複数並列に接続され、複数の直列部１２における同一の直列段に接続された光発電素子１１が互いに並列に接続された光発電モジュール１０と、光発電モジュール１０の出力に対する最大出力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行う追従制御装置２０とを備える。光発電モジュール１０は、光発電モジュール１０が動作しているときのパネル温度Ｔｐである実パネル温度ＲＴｐを検出する温度センサー１８を備える。
【選択図】図１１

Description

本発明は、分散配置アーキテクチャを適用した光発電モジュールを備える光発電装置、光発電装置における最大出力点追従制御方法、およびコンピュータプログラムに関する。

太陽電池モジュールにおいては、出力特性（電力−電圧特性）が山形を有することから、最大出力点（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）での稼動を実現するために、最大出力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）が行われる。

図１５Ａ、図１５Ｂによって従来の最大出力点追従制御について説明する。

図１５Ａは、一般的な太陽電池モジュールの通常の出力特性におけるＭＰＰＴ（最大出力点追従：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御の例を示す特性グラフである。

通常の日照状態では、出力特性は単一の山形曲線となる。したがって、ＭＰＰＴ制御は、単純に低い電圧から高い電圧（開放電圧Ｖｏｃ側）に向けて探索Ｔｒ１、探索Ｔｒ２を実行することで最大出力点ＭＰＰを抽出することが可能となる。

つまり、山登り軌跡となる探索Ｔｒ１、山下り軌跡となる探索Ｔｒ２の屈曲点が最大出力点ＭＰＰとして抽出される。しかしながら、探索が実行される掃引範囲Ｖｓｐは、低い電圧から高い電圧までの広い範囲に渡ることとなり、迅速なＭＰＰＴ制御が困難である。また、掃引範囲Ｖｓｐが広いことから、制御系での消費電力も大きいという問題がある。

図１５Ｂは、一般的な太陽電池モジュールにおける日陰による影響を受けた状態の出力特性におけるＭＰＰＴ制御の例を示す特性グラフである。

従来の太陽電池モジュールでは、日陰によって出力特性が大きく変動し、例えば２つの山形が生じることがある。このような場合におけるＭＰＰＴ制御は、山登り軌跡Ｔｒ１、山下り軌跡Ｔｒ２に加えて更に高い電圧側に形成された山形に対する山下り軌跡Ｔｒ３、山下り軌跡Ｔｒ４を検出して最大出力点ＭＰＰを検出することになる。

したがって、従来の問題が更に顕在化することとなる。

なお、従来の山登り法による最大出力点追従制御方法については、特許文献１が知られている。

特開２００９−１１７６５８号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、分散配置アーキテクチャを利用した光発電モジュールを採用することによって日陰による影響をほとんど受けずに最大出力点追従制御が可能な光発電装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、本発明に係る光発電装置をより効果的に動作させる最大出力点追従制御方法、並びにコンピュータプログラムを提供することを他の目的とする。

また、本発明は、本発明に係る光発電装置を適用することによって、走行中の日陰の影響を排除して安定した効率的な発電、走行が可能となる移動体を提供することを他の目的とする。

本発明に係る光発電装置は、複数の光発電素子を直列に接続した直列部が複数並列に接続され、複数の前記直列部における同一の直列段に接続された前記光発電素子が互いに並列に接続された光発電モジュールと、前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置とを備えた光発電装置であって、前記光発電モジュールは、前記光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度を検出する温度センサーを備え、前記追従制御装置は、前記光発電モジュールにおける前記パネル温度と前記出力特性との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性が前記パネル温度に応じて複数登録された記憶部と、複数の前記パネル温度対出力相関特性の中から、前記実パネル温度に対応する一の前記パネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として選定し、前記仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を抽出する出力特性選定部と、前記光発電モジュールの電圧を前記最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として抽出する探索開始設定部とを備えてあり、前記追従制御装置は、前記探索開始電圧と前記探索開始時の前記探索電力とを基準に探索を開始し、前記実パネル温度における前記光発電モジュールの最大出力点を抽出することを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、複数の光発電素子が直列および並列に接続され同一直列段の光発電素子が相互に並列接続された光発電モジュールの実パネル温度を検出し、実パネル温度に対応する一のパネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として抽出することから、光発電モジュールの電圧を仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定し、探索開始電圧と探索開始時の探索電力とを基準に探索を開始して最大出力点追従制御を実行するので、検出した実パネル温度における最大出力動作電圧を狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができ、ひいては光発電モジュールの出力特性での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができる。

また、本発明に係る光発電装置では、前記光発電モジュールは、前記光発電素子のレイアウトパターンが等価回路での配置に対して異なる分散配置とされていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、光発電モジュールを構成する光発電素子のレイアウトパターンを分散配置とすることから、直列接続された直列部に対する日陰の影響を抑制できるので、電力伝送効率の低下を抑制することができ、電力取り出し効率が向上する。

また、本発明に係る光発電装置では、前記追従制御装置は、前記光発電モジュールの電圧を前記探索開始電圧から予め設定された探索単位電圧ずつ順次下げて探索用の探索電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索用の探索電力として抽出する探索処理部と、前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力と、前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力とを比較する探索電力比較部と、前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力が前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力より大きいときは、前記探索単位電圧分下げる前の前記光発電モジュールの電圧を前記実パネル温度での最大出力動作電圧に設定して探索を終了し、前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力が前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力より小さいときは、前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力に置き換えて前記探索電力比較部での処理を行わせる探索制御部とを備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、探索開始電圧から予め設定された探索単位電圧ずつ順次下げて探索用の探索電圧に設定し、探索電圧を探索単位電圧分変更した前後での探索電力を比較することによって最大出力点追従制御を実行することから、実パネル温度に対する最大出力動作電圧を予め設定した狭い範囲での探索によって効率的にかつ迅速に設定することができるので、光の照射状態が頻繁に変化する場合においても光発電モジュールの出力特性での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従することができる。

また、本発明に係る光発電装置では、前記記憶部に登録された前記パネル温度対出力相関特性は、前記パネル温度と、前記パネル温度において予め想定された照度によって得られる前記最大出力に対応する前記最大出力動作電圧とを相互に関連付けていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、パネル温度対出力相関特性においてパネル温度とパネル温度での最大出力に対応する最大出力動作電圧とを相互に直接関連付けていることから、検出した実パネル温度に対応する仮想パネル温度対出力相関特性を利用して光発電モジュールの最大出力動作電圧を高精度にかつ迅速に直接抽出できるので、探索開始電圧を高精度にかつ迅速に選定して最大出力点追従制御を高精度でかつ迅速に実行することができる。

また、本発明に係る光発電装置では、前記実パネル温度と、前記記憶部に登録された前記パネル温度とが異なるとき、前記出力特性選定部は、前記記憶部に登録された前記パネル温度の内で前記実パネル温度に比べて低温で最も近い前記パネル温度に対応する前記パネル温度対出力相関特性を前記仮想パネル温度対出力相関特性として抽出することを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、記憶部に登録されたパネル温度の内で実パネル温度に比べて低温で最も近いパネル温度に対応するパネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として抽出することから、どのような実パネル温度に対しても、探索範囲を狭い範囲に抑制できる仮想パネル温度対出力相関特性を抽出して最大出力点追従制御を実行することができる。

また、本発明に係る光発電装置では、前記探索開始電圧は、前記最大出力動作電圧に対して予め規定した算出式により算出されることを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力動作電圧に対して算出式を適用して探索開始電圧を算出することから、光発電モジュールがどのような照射状態であっても、高精度にかつ迅速に探索開始電圧を求めることができる。

また、本発明に係る光発電装置では、前記算出式は、前記最大出力動作電圧に１より大きい係数を乗算することで前記探索開始電圧を求めることを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、最大出力動作電圧に１より大きい係数を乗算することで探索開始電圧を求めることから、光発電モジュールの最大出力動作電圧がどのような仕様であっても仕様による影響を抑制して正確な探索開始電圧を抽出することができる。

また、本発明に係る光発電装置では、前記算出式は、前記光発電モジュールの開放電圧に基づいて前記探索開始電圧を求めることを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、開放電圧に対して一定の関係が知られている最大出力動作電圧と開放電圧との間に探索開始電圧が入る算出式を適用できることから、簡単で高精度に探索開始電圧を算出することができる。

また、本発明に係る光発電装置では、前記探索単位電圧は、前記最大出力動作電圧と前記探索開始電圧との差の１／２より小さく設定されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る光発電装置は、探索単位電圧を最大出力動作電圧と探索開始電圧との差の１／２より小さい値に設定することから、探索開始電圧から最大出力動作電圧の側へ探索電圧を移動して探索を実行するとき、探索開始電圧と最大出力動作電圧との間で少なくとも複数回の探索を実行することが可能となるので、高精度でかつ迅速な探索を確保することができる。

また、本発明に係る最大出力点追従制御方法は、複数の光発電素子を直列に接続した直列部が複数並列に接続され、複数の前記直列部における同一の直列段に接続された前記光発電素子が互いに並列に接続された光発電モジュールと、前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置とを備えた光発電装置における最大出力点追従制御方法であって、前記光発電モジュールは、前記光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度を検出する温度センサーを備え、前記追従制御装置は、前記光発電モジュールにおける前記パネル温度と前記出力特性との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性が前記パネル温度に応じて複数登録された記憶部と、出力特性選定部と、探索開始設定部とを備えてあり、温度センサーが実パネル温度を検出するステップと、複数の前記パネル温度対出力相関特性の中から、前記実パネル温度に対応する一の前記パネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として抽出し、前記仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を前記出力特性選定部によって選定するステップと、前記光発電モジュールの電圧を前記最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として前記探索開始設定部によって抽出するステップと、前記探索開始電圧と前記探索開始時の前記探索電力とを基準に探索を開始し、前記実パネル温度における前記光発電モジュールの最大出力点を前記追従制御装置によって抽出するステップとを備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る最大出力点追従制御方法は、光発電モジュールの実パネル温度を検出し、仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を選定し、光発電モジュールの電圧を最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として抽出した後、探索開始電圧と探索開始時の探索電力とを基準に探索を開始し、実パネル温度における光発電モジュールの最大出力点を抽出することから、検出した実パネル温度における最大出力動作電圧を狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができるので、光発電モジュールの出力特性での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができる。

また、本発明に係るコンピュータプログラムは、複数の光発電素子を直列に接続した直列部が複数並列に接続され、複数の前記直列部における同一の直列段に接続された前記光発電素子が互いに並列に接続された光発電モジュールと、前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置とを備えた光発電装置における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記光発電モジュールは、前記光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度を検出する温度センサーを備え、前記追従制御装置は、前記光発電モジュールにおける前記パネル温度と前記出力特性との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性が前記パネル温度に応じて複数登録された記憶部と、出力特性選定部と、探索開始設定部とを備えてあり、前記追従制御装置が温度センサーに実パネル温度を検出させるステップと、複数の前記パネル温度対出力相関特性の中から、前記実パネル温度に対応する一の前記パネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として抽出し、前記仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を前記出力特性選定部に選定させるステップと、前記光発電モジュールの電圧を前記最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として前記探索開始設定部に抽出させるステップと、前記探索開始電圧と前記探索開始時の前記探索電力とを基準に探索を開始し、前記実パネル温度における前記光発電モジュールの最大出力点を前記追従制御装置に抽出させるステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

したがって、本発明に係るコンピュータプログラムは、本発明に係る光発電装置における最大出力点追従制御方法をコンピュータに実行させることから、検出した実パネル温度における最大出力動作電圧を狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができ、光発電モジュールの出力特性での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができる。

また、本発明に係る移動体は、光発電モジュールおよび前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置を備える光発電装置と、前記光発電装置によって充電される電池電源と、前記電池電源から供給される電力によって動作するモーターとを備え、前記モーターによって走行する移動体であって、前記光発電装置は、本発明に係る光発電装置であることを特徴とする。

したがって、本発明に係る移動体は、光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度に応じた最大出力点追従制御によって最大出力で動作する光発電装置を搭載することから、最大出力点追従制御による制御系での消費電力を抑制して迅速で効率的な最大出力点追従制御を実行するので、走行中の日陰の影響を排除して安定した効率的な発電が可能となる。

本発明に係る光発電装置は、複数の光発電素子が直列および並列に接続され同一直列段の光発電素子が相互に並列接続された光発電モジュールの実パネル温度を検出し、実パネル温度に対応する一のパネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として抽出することから、光発電モジュールの電圧を仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定し、探索開始電圧と探索開始時の探索電力とを基準に探索を開始して最大出力点追従制御を実行することができる。

したがって、本発明に係る光発電装置は、検出した実パネル温度における最大出力動作電圧を狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができ、ひいては光発電モジュールの出力特性での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る最大出力点追従制御方法は、光発電モジュールの実パネル温度を検出し、仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を選定し、光発電モジュールの電圧を最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として抽出した後、探索開始電圧と探索開始時の探索電力とを基準に探索を開始し、実パネル温度における光発電モジュールの最大出力点を抽出する
したがって、本発明に係る最大出力点追従制御方法は、検出した実パネル温度における最大出力動作電圧を狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができるので、光発電モジュールの出力特性での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができるという効果を奏する。

また、本発明に係るコンピュータプログラムは、本発明に係る光発電装置における最大出力点追従制御方法をコンピュータに実行させる。

したがって、本発明に係るコンピュータプログラムは、検出した実パネル温度における最大出力動作電圧を狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができ、光発電モジュールの出力特性での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができるという効果を奏する。

本発明に係る移動体は、光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度に応じた最大出力点追従制御によって最大出力で動作する光発電装置を搭載する。

したがって、最大出力点追従制御による制御系での消費電力を抑制して迅速で効率的な最大出力点追従制御を実行するので、走行中の日陰の影響を排除して安定した効率的な発電、走行が可能となるという効果を奏する。

本発明に適用される光発電モジュールの原理を説明するために示す従来の光発電モジュールの等価回路である。 図１Ａに示した光発電モジュールにおけるレイアウトパターンおよび想定した日陰を模式的に示す模式図である。 本発明に適用される光発電モジュールの等価回路である。 図２Ａに示した光発電モジュールにおけるレイアウトパターンおよび想定した日陰を模式的に示す模式図である。 本発明に適用される光発電モジュールの等価回路である。 図３Ａに示した光発電モジュールのレイアウトパターンおよび想定した日陰を模式的に示す模式図である。 従来の光発電モジュールの他の実施例における等価回路である。 図４Ａに示した光発電モジュールのレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。 本発明に適用される光発電モジュールの等価回路である。 図５Ａに示した光発電モジュールのレイアウトパターンおよび想定した日陰を模式的に示す模式図である。 本発明の実施の形態１に適用される光発電モジュールにおける光発電素子の接続状態を示す模式図である。 図６に示した光発電モジュールにおける日照面積率に対する取り出し電力量の関係を示す特性グラフである。 図６に示した光発電モジュールの出力特性（電力−電圧特性）に対して日陰状態をパラメータとしたときの出力の変化状態を示す出力特性のグラフである。 図６に示した光発電モジュールの出力特性（電力−電圧特性）に対して温度状態をパラメータとしたときの出力の変化状態を示す特性グラフである。 図９に示した出力特性に対してパネル温度対出力相関特性としてデータを取得し、一覧データ化した例を示すデータ図表である。 図９に示した出力特性に対してパネル温度対出力相関特性としてデータを取得し、一覧データ化したパネル温度対出力相関特性の変形例を示すデータ図表である。 本発明の実施の形態２に係る光発電装置の全体構成を主に機能ブロックで示すブロック図である。 図１１に示した光発電装置の要部を構成する追従制御装置における動作フローを示すフロー図である。 図１１に示した光発電装置の要部を構成する追従制御装置における最大出力点追従制御の状態を説明するグラフである。 本発明の実施の形態３に係る移動体の機能ブロックを示すブロック図である。 一般的な太陽電池モジュールの通常の出力特性におけるＭＰＰＴ制御の例を示す特性グラフである。 一般的な太陽電池モジュールにおける日陰による影響を受けた状態の出力特性におけるＭＰＰＴ制御の例を示す特性グラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。初めに発明の原理を説明し、その後で実施の形態について説明する。

＜本発明に適用される光発電モジュールの構成および作用効果について＞
初めに、図１Ａないし図５Ｂを参照して本発明に適用される光発電モジュールの原理（構成および作用効果）について説明する。

図１Ａ、図１Ｂ、図４Ａ、図４Ｂは、従来の光発電モジュールＭＡに関し、図２Ａ、図２Ｂ、図５Ａ、図５Ｂは、本発明に適用される光発電モジュールＭＢに関し、図３Ａ、図３Ｂは、本発明に適用される光発電モジュールＭＣに関する。なお、光発電モジュールＭＣは、光発電モジュールＭＢを更に改良したものである。

先ず、図１Ａないし図３Ｂを参照して、従来の光発電モジュールＭＡに比較して本発明に適用される光発電モジュールＭＢの構成および作用効果を説明し、また、光発電モジュールＭＢに比較して本発明に適用される光発電モジュールＭＣの構成および作用効果を説明する。

図１Ａは、本発明に適用される光発電モジュールＭＢ、光発電モジュールＭＣの原理を説明するために示す従来の光発電モジュールＭＡの等価回路である。

図１Ｂは、図１Ａに示した光発電モジュールＭＡのレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。

従来の光発電モジュールＭＡは、複数（例えば３個）の光発電素子Ｄ（説明の都合上、それぞれの光発電素子に個別の符号を追加してＤ・・の形で示す。なお、それぞれを特に区別する必要が無い場合は、単に光発電素子Ｄとすることがある。以下、光発電モジュールＭＢ、光発電モジュールＭＣにおいても同様である。）を直列接続して形成した直列部ＤＳを備える。

光発電モジュールＭＡは、光発電素子Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａで構成された直列部ＤＳ、光発電素子Ｄ１ｂ、Ｄ２ｂ、Ｄ３ｂで構成された直列部ＤＳ、光発電素子Ｄ１ｃ、Ｄ２ｃ、Ｄ３ｃで構成された直列部ＤＳ、光発電素子Ｄ１ｄ、Ｄ２ｄ、Ｄ３ｄで構成された直列部ＤＳを備える。つまり、光発電モジュールＭＡは、４個の直列部ＤＳを備える。

４個の直列部ＤＳの両端は、相互に接続され並列接続されている。したがって、光発電モジュールＭＡは、３直列４並列とされ、１２個の光発電素子Ｄを備えている。また、光発電モジュールＭＡにおいて、それぞれの直列部ＤＳは、他の直列部ＤＳに対して互いに電気的に絶縁分離し、独立した直列素子群を形成している。

光発電素子Ｄのレイアウトパターンに対して、日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図１Ｂ）。つまり、日陰ＳＨが、光発電素子Ｄ２ｃ、光発電素子Ｄ２ｄに対して落ちている。したがって、光発電素子Ｄ２ｃ、光発電素子Ｄ２ｄは、非発電状態となり、電流を流すことができない（図１Ａの等価回路では、日陰ＳＨを重ねて示す。）。

光発電素子Ｄ２ｃに電流が流れないことから、光発電素子Ｄ１ｃ、Ｄ２ｃ、Ｄ３ｃで構成された直列部ＤＳは、光の照射を受けている光発電素子Ｄ１ｃ、Ｄ３ｃがあるにもかかわらず全体として発電をできない状態となる。また、光発電素子Ｄ２ｄに電流が流れないことから、光発電素子Ｄ１ｄ、Ｄ２ｄ、Ｄ３ｄで構成された直列部ＤＳは、光の照射を受けている光発電素子Ｄ１ｄ、Ｄ３ｄがあるにもかかわらず全体として発電をできない状態となる。つまり、発電状態を確保できる直列部ＤＳは、左側の２個だけとなる。

したがって、光発電モジュールＭＡは、日照面積比が１０／１２（＝０．８３）であるにもかかわらず、発電面積比（全体の面積に対する有効な出力に寄与する発電状態の面積比）は６／１２（＝０．５＝５０％）となり、面積に対する発電効率は５０％となり、低い状態となる。

図２Ａは、本発明に適用される光発電モジュールＭＢの等価回路である。

図２Ｂは、図２Ａに示した光発電モジュールＭＢにおけるレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。

光発電モジュールＭＢは、複数（例えば３個）の光発電素子Ｄを直列接続して形成した直列部ＤＳを備える。すなわち、光発電モジュールＭＡと同様、光発電素子Ｄ１ａ、Ｄ２ａ、Ｄ３ａで構成された直列部ＤＳ、光発電素子Ｄ１ｂ、Ｄ２ｂ、Ｄ３ｂで構成された直列部ＤＳ、・・・、・・・、光発電素子Ｄ１ｈ、Ｄ２ｈ、Ｄ３ｈで構成された直列部ＤＳを備える。つまり、光発電モジュールＭＢは、８個の直列部ＤＳを備える。

８個の直列部ＤＳの両端は、相互に接続され並列接続されている。したがって、光発電モジュールＭＢは、３直列８並列とされ、２４個の光発電素子Ｄを備えている。

また、光発電モジュールＭＢは、光発電モジュールＭＡと異なり、それぞれの直列部ＤＳにおける同一の直列段に接続（配置）された光発電素子Ｄを互いに並列配線Ｗｐを介して並列に接続している。つまり、光発電モジュールＭＢは、列方向の直列部ＤＳにおける直列接続点に加えて、行方向に並列接続点を形成し、行方向および列方向の両方向に接続点を形成した２次元接続点を有する構造とされている。

光発電モジュールＭＡにおける全体の受光面の面積と、光発電モジュールＭＢにおける全体の受光面の面積を同一としたとき、光発電モジュールＭＢは、光発電素子Ｄの個数が２倍になることから、日陰ＳＨの形状に対して光発電状態となる光発電素子Ｄの個数を高精度に追従させることができる。

光発電素子Ｄのレイアウトパターンに対して、日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図２Ｂ）。つまり、日陰ＳＨが、光発電素子Ｄ２ｆ、光発電素子Ｄ２ｇ、光発電素子Ｄ２ｈに対して落ちている。したがって、光発電素子Ｄ２ｆ、光発電素子Ｄ２ｇ、光発電素子Ｄ２ｈは、非発電状態となり、電流を流すことができない（図２Ａの等価回路では、日陰ＳＨを重ねて示す。）。

光発電モジュールＭＡでは、日陰ＳＨが光発電素子Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄの２個に及んでいる（光発電素子Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄの４個に対する１／２）とした（図１Ａ、図１Ｂ）。例えば、光発電素子Ｄ２ｄの全体、光発電素子Ｄ２ｃの半分程度に対して日陰ＳＨが及んだ場合でも光発電素子Ｄ２ｃに対する影響があることから実質上光発電素子Ｄ２ｃ、Ｄ２ｄの２個に及んでいると想定できる。これに対し、光発電モジュールＭＢの場合には、光発電素子Ｄ２ｅには日陰ＳＨが及ばないで光発電素子Ｄ２ｆ、Ｄ２ｇ、Ｄ２ｈの３個に対して日陰ＳＨが及んでいる場合を想定した。

つまり、光発電素子Ｄ２ａ、・・・、Ｄ２ｈの８個に対して光発電素子Ｄ２ｆ、Ｄ２ｇ、Ｄ２ｈの３個に日陰ＳＨが及んでいる。したがって、日陰ＳＨによる影響を受ける直列部ＤＳの個数を３／８（＜１／２）に抑制することができることから、日陰ＳＨによる影響を抑制でき、従来の光発電モジュールＭＡに対する優位性（日陰ＳＨの影響を抑制することができるという優位性）を確保することができる。また、全体を流れる電流は、各直列段のそれぞれで発電状態となっている光発電素子Ｄの個数が最も少ない直列段によって制限される。つまり、動作する直列数は、直列段における発電状態の光発電素子Ｄの最小個数によって決まる。

図２Ａ、図２Ｂに示した光発電モジュールＭＢでは、発電状態となっている光発電素子Ｄの個数が最も少ないのは中段である。つまり、光発電素子Ｄ２ａ、・・・、Ｄ２ｅ、Ｄ２ｆ、Ｄ２ｇ、Ｄ２ｈの内、光発電素子Ｄ２ａ、・・・、Ｄ２ｅ（中段において５個の光発電素子Ｄ）を介して電流が流れることになり、全体での有効な発電は、光発電素子Ｄ２ａ、・・・、Ｄ２ｅの５列分および３段に相当する光発電素子Ｄ（５×３＝１５の発電面積）によって支配され、全体の面積に対する発電面積比は、１５／２４となる。

したがって、光発電モジュールＭＢは、日照面積比が２１／２４（＝０．８７５。光発電モジュールＭＡの０．８３に比較して高くすることができる。）であり、また、発電面積比は１５／２４（＝０．６２５＝６２．５％）となり、全体の面積に対する発電効率は６２．５％となる。つまり、光発電モジュールＭＢは、光発電モジュールＭＡに比較してより高い発電面積比を確保することができ、電力取り出し効率を向上させて高い発電効率を確保する。なお、従来の光発電モジュールＭＡに対する本発明に係る光発電モジュールＭＢの優位性については、図４Ａないし図５Ｂで更に具体例を適用して説明する。

図３Ａは、本発明に適用される光発電モジュールＭＣの等価回路である。

図３Ｂは、図３Ａに示した光発電モジュールＭＣにおけるレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。

光発電モジュールＭＣは、光発電モジュールＭＢを更に改良したものであるので主に異なる事項について説明する。

光発電モジュールＭＣは、複数（例えば３個）の光発電素子Ｄを直列接続して形成した直列部ＤＳを備え、それぞれの直列部ＤＳにおける同一の直列段に接続（配置）された光発電素子Ｄを互いに並列配線Ｗｐを介して並列に接続し、２次元接続点を有する接続形態とされている。また、光発電モジュールＭＣは、２次元接続点を有する接続形態に加えて、更に、光発電素子Ｄの配置（レイアウトパターン）が等価回路での配置に対して異なる配置（すなわち、ランダムに分散して配置された分散配置の状態）とされている。

光発電素子Ｄをランダムに分散して配置した場合、等価回路で上段に配置された光発電素子Ｄがレイアウトパターンでは、上段、中段、下段のいずれかに分散して配置され、また、等価回路で同一の直列段に配置された光発電素子Ｄの左右の配置位置が、レイアウトパターンでは、等価回路での配置に対して異なって分散して配置される。

本願発明者等は、２次元接続点を有する接続形態（光発電モジュールＭＢ、光発電モジュールＭＣ）と、光発電素子の配置（レイアウトパターン）が等価回路での配置に対して異なる配置とされたアーキテクチャとを備えた形態（光発電モジュールＭＣ）を分散配置アーキテクチャと呼んでいる。このような、分散配置によって、レイアウト上での日陰ＳＨが集中して落ちた場合でも等価回路上では、分散して配置されていることから、直列接続された直列部ＤＳに対する日陰ＳＨの影響を抑制することが可能となる。

光発電モジュールＭＣは、等価回路に示すとおり、上段では、光発電素子Ｄ１ａ、光発電素子Ｄ１ｂ、・・・、光発電素子Ｄ１ｈが並列接続で配置され、中段では、光発電素子Ｄ２ａ、光発電素子Ｄ２ｂ、・・・、光発電素子Ｄ２ｈが並列接続で配置され、下段では、光発電素子Ｄ３ａ、光発電素子Ｄ３ｂ、・・・、光発電素子Ｄ３ｈが配置されている。等価回路の接続状態は、光発電モジュールＭＢと同様である。

光発電モジュールＭＢの等価回路と光発電モジュールＭＣの等価回路での光発電素子Ｄの接続状態が同じであるのに対し、光発電モジュールＭＣのレイアウトパターンは、図３Ｂに示すとおり、レイアウト上で、上段は左から右へ順に、光発電素子Ｄ１ａ、光発電素子Ｄ３ｃ、・・・、光発電素子Ｄ２ｃ、光発電素子Ｄ１ｈが配置され、中段は左から右へ順に、光発電素子Ｄ２ｈ、光発電素子Ｄ１ｃ、・・・、光発電素子Ｄ３ｆ、光発電素子Ｄ２ａとして配置され、下段は左から右へ順に、光発電素子Ｄ３ａ、光発電素子Ｄ２ｆ、・・・、光発電素子Ｄ１ｆ、光発電素子Ｄ３ｈとして配置されている。

つまり、光発電素子Ｄについて、等価回路上での配置に対して、レイアウトパターンでの配置が異なった状態で配置されている。なお、レイアウトパターン（図３Ｂ）は、例示であり、これ以外のレイアウトパターンを採用することも可能である。

光発電素子Ｄのレイアウトパターンに対して日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図３Ｂ）。つまり、日陰ＳＨが、中段の右端に集中して落ちている。つまり、日陰ＳＨは、光発電素子Ｄ１ｄ、光発電素子Ｄ３ｆ、光発電素子Ｄ２ａに対して落ちている。したがって、光発電素子Ｄ１ｄ、光発電素子Ｄ３ｆ、光発電素子Ｄ２ａは、非発電状態となり、電流を流すことができない（図３Ａの等価回路では、日陰ＳＨを重ねて示す。）。

光発電素子Ｄ１ｄ、光発電素子Ｄ３ｆ、光発電素子Ｄ２ａに対して集中して落ちた日陰ＳＨの状態で、等価回路では、光発電素子Ｄ１ｄが上段の左から４番目に配置され、光発電素子Ｄ２ａが中段の左端に配置され、光発電素子Ｄ３ｆが下段の右から３番目に配置され、分散して配置されている。つまり、各直列段（上段、中段、下段のそれぞれ）において、非発電状態となる光発電素子Ｄは、１個ずつしか存在しない状態となり、直列部ＤＳでの電流制限が１個分に限定され抑制されている。

したがって、各直列段において非発電状態となって全体を流れる電流を抑制するのは、１個の光発電素子Ｄ（上段での光発電素子Ｄ１ｄ、中段での光発電素子Ｄ２ａ、下段での光発電素子Ｄ３ｆ）のみであり、実質上、日陰ＳＨの影響を受けない接続状態は、等価回路で３（３直列）×７（７並列）となり、電流経路での電力伝送効率の低下を抑制することができる。

すなわち、光発電モジュールＭＣは、日照面積比が２１／２４（＝０．８７５。光発電モジュールＭＢと同一。）であり、また、発電面積比は２１／２４（＝０．８７５＝８７．５％）となり、全体の面積に対する発電効率は８７．５％となる。

つまり、本発明に係る光発電モジュールＭＣは、本発明に係る光発電モジュールＭＢに比較して同一の日照面積比であっても発電面積比を大きくし、併せて電力伝送効率の低下を抑制することができるので電力取り出し効率を向上させて全体で高い発電効率を確保することができる。なお、光発電モジュールＭＣでは、日照面積比がそのまま発電面積比となっていることから、日照に応じた発電が可能であり、高い発電効率を維持することができる。

次に、従来の光発電モジュールＭＡに対する本発明に係る光発電モジュールＭＢの有利な効果について補足説明する。なお、本発明に係る光発電モジュールＭＢに対する光発電モジュールＭＣの優位性は上述したとおりであるので補足説明は省略する。

図４Ａは、従来の光発電モジュールＭＡの他の実施例における等価回路である。

図４Ｂは、図４Ａに示した光発電モジュールＭＡのレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。

光発電モジュールＭＡは、比較を容易にするため光発電モジュールＭＢと同様に３直列８並列とされている。直列部ＤＳの上段に配置された光発電素子Ｄ１ａ、中段に配置された光発電素子Ｄ２ｆ、光発電素子Ｄ２ｇ、光発電素子Ｄ２ｈに日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図４Ｂ）。

日陰ＳＨの影響によって、光発電素子Ｄ１ａが接続された直列部ＤＳ、光発電素子Ｄ２ｆが接続された直列部ＤＳ、光発電素子Ｄ２ｇが接続された直列部ＤＳ、光発電素子Ｄ２ｈが接続された直列部ＤＳが非発電状態となっている。

つまり、発電状態を確保する直列部ＤＳは、光発電素子Ｄ１ｂ、光発電素子Ｄ１ｃ、光発電素子Ｄ１ｄ、光発電素子Ｄ１ｅが接続されている４個だけとなる。

したがって、光発電モジュールＭＡは、日照面積比が２０／２４（＝０．８３）であるにもかかわらず、発電面積比（全体の面積に対する出力可能な発電状態の面積比）は１２／２４（＝０．５＝５０％）となり、面積に対する発電効率は５０％となる。

図５Ａは、本発明に適用される光発電モジュールＭＢの等価回路である。

図５Ｂは、図５Ａに示した光発電モジュールＭＢのレイアウトパターンおよび想定した日陰ＳＨを模式的に示す模式図である。

図５Ａに示した光発電モジュールＭＢは、図２Ａに示した光発電モジュールＭＢと同一であり、日陰ＳＨの状態だけが異なっている。

日陰ＳＨは、図４Ｂの場合と同様、直列部ＤＳの上段に配置された光発電素子Ｄ１ａ、中段に配置された光発電素子Ｄ２ｆ、光発電素子Ｄ２ｇ、光発電素子Ｄ２ｈに日陰ＳＨが落ちた場合を想定する（図５Ｂ）。

日陰ＳＨの影響によって、光発電素子Ｄ１ａ、光発電素子Ｄ２ｆ、光発電素子Ｄ２ｇ、光発電素子Ｄ２ｈが非発電状態となっている。つまり、上段では８個の光発電素子Ｄの内で７個が発電可能な状態を確保し、中段では８個中５個が発電可能な状態を確保し、下段では８個中８個が発電可能な状態となっている。

また、図２Ａ、図２Ｂで説明したとおり、全体を流れる電流は、各直列段で発電状態となっている光発電素子Ｄの個数が最も少ない直列段によって制限されることから、中段において発電状態を確保している８個中の５個（５列分）によって制限されるので、実質的な発電状態は５列分（３段×５列＝１５個の光発電素子Ｄ）となり、全体の面積に対する発電面積比は、１５／２４となる。

したがって、光発電モジュールＭＢは、日照面積比が２０／２４（＝０．８３）であり、発電面積比（全体の面積に対する出力可能な発電状態の面積比）は１５／２４（＝０．６２５＝６２．５％）となり、面積に対する発電効率は６２．５％となる。

つまり、光発電モジュールＭＡ、光発電モジュールＭＢが共に同一の日照面積比（２０／２４（＝０．８３））の場合において、光発電モジュールＭＢは、発電面積比が６２．５％となり、光発電モジュールＭＡは、発電面積比が５０％となる。したがって、光発電モジュールＭＢは、光発電モジュールＭＡに比較して、電力伝送効率を改善して実際の使用状態での日陰ＳＨに対する影響を回避し、発電面積比を大きく向上させ、電力取り出し効率を向上することができる。

なお、光発電モジュールＭＣが光発電モジュールＭＢに比較して更に高い電力取り出し効率となることは上記したとおりである。

＜実施の形態１＞
図６ないし図１０Ｂを参照して、本発明に係る光発電装置１（実施の形態２参照）が備える光発電モジュール１０を実施の形態１として説明する。

図６は、本発明の実施の形態１に適用される光発電モジュール１０における光発電素子１１の接続状態を示す模式図である。

光発電モジュール１０は、複数の光発電素子１１を直列に接続した直列部１２が複数並列に接続され、複数の直列部１２における同一の直列段に接続された光発電素子１１が互いに並列に接続されている。

光発電モジュール１０は、光発電素子１１のレイアウトパターンが等価回路での配置に対して異なる分散配置とされていることがより好ましい。この構成によって、光発電モジュール１０は、光発電モジュール１０を構成する光発電素子１１のレイアウトパターンを分散配置とすることから、直列接続された直列部１２に対する日陰の影響を抑制できるので、電力伝送効率の低下を抑制することができ、電力取り出し効率が向上する。

つまり、光発電モジュール１０は、「本発明に適用される光発電モジュール」欄で説明した光発電モジュールＭＢ、あるいは、光発電モジュールＭＣと同様の構成とされることが好ましい。

直列部１２における同一の直列段に接続された光発電素子１１相互の並列接続は、並列接続線１３によって行われる。また、直列および並列に接続された光発電素子１１は、全体を単一の実装形態とされた実装部１５によってモジュール化されている。光発電モジュール１０は、外部への出力手段として一対の出力線１４を備え、一方の出力線１４がプラス側とされ、他方の出力線１４がマイナス側とされている。

本願発明者等は、太陽電池モジュール（光発電モジュール１０）についての日陰対策を検討する中で、光発電素子１１を直列接続し、直列接続した直列部１２を直列部１２の両端でのみ並列接続する形態に比較して、同一の直列段に配置された光発電素子１１を相互に並列接続した配置形態においては、日陰の発生に対して極めて有利な特性が得られることを知見した（図７以下を参照。）。日影対策として有利な特性が得られる光発電モジュール１０の接続状態、配置状態をより明確に表すために、本願発明者等は、光発電モジュール１０の接続形態を分散配置アーキテクチャと表現している。

光発電素子１１は、例えば、４０直列×１６並列とされ、全体で６４０個配置されている。光発電素子１１は、例えばシリコン基板などに形成された太陽電池セルであり、結晶系のシリコン基板に形成された太陽電池セルは、通常の動作状態で約０．６Ｖの開放電圧を有している。したがって、光発電素子１１の１個あたりの出力電圧が約０．５Ｖ（ボルト）とすれば、４０直列で約２０Ｖの出力（電圧）が得られる。つまり、光発電素子１１は、要請される出力電圧に応じて直列数、並列数が設定される。なお、出力電流は、並列数に比例して増加する。

実装部１５は、一般的には表面側に単一性の透光性基板（平面状、あるいは、曲面状の透光性部材）が配置され、内側に光発電素子１１が配置される。また、光発電素子１１の裏面側は裏面封止部材によって保護され、耐候性、機械的強度を確保している。

本実施の形態に係る光発電モジュール１０（実装部１５）は、光発電素子１１に加えて温度センサー１８を備えている。温度センサー１８は、光発電モジュール１０の稼動時の温度（パネル温度Ｔｐ）を把握する構成とされている。温度センサー１８は、例えば光発電素子１１の間の隙間に配置され、光発電素子１１の実際の温度を正確に把握できるように予め配置されている。

なお、温度センサー１８は、実装部１５の表面積の全体に対してできるだけ均等に複数個配置されることが好ましい。また、温度センサー１８は、光発電モジュール１０における各位置の温度の中で平均値に近い温度を示す位置が予め選択されて配置されることが好ましい。温度センサー１８は、光発電素子１１の実際の温度をそのまま反映するように配置され、例えば、太陽光などの照射光に対して光発電素子１１と同様の条件で配置されることが好ましい。

光発電素子１１が樹脂封止された状態であれば、温度センサー１８も光発電素子１１と同様に樹脂封止されることが好ましい。温度センサー１８は、光発電素子１１に近接させて光発電素子１１と同様に実装された状態で温度を測定（検出）することから、正確に光発電モジュール１０（光発電素子１１）の温度（パネル温度Ｔｐ）を測定することができる。

温度センサー１８は、例えばサーミスターで構成される。サーミスターは、温度を電気信号として出力すること、光発電素子１１として適用される太陽電池セルなどの稼動時における温度範囲との整合性が良いことから、信頼性の良い高精度な温度が検出される。なお、温度センサー１８としては、サーミスターの他に熱電対などが適用される。

図７は、図６に示した光発電モジュール１０における日照面積率に対する取り出し電力量の関係を示す特性グラフである。

図７において、横軸は、日照面積率（％）であり、縦軸は、取り出し電力量（ａ．ｕ．：任意単位）である。取り出し電力量は、１００（ａ．ｕ．）のときが例えば定格電力（あるいは最大電力）に対応する。日照面積率の変化は、換言すれば、いわゆる日陰の変化に相当する。

本願発明者等は、分散配置アーキテクチャを採用した光発電モジュール１０について、種々検討を続ける中で、従来の光発電モジュールとは全く異なった特性を示すことを新たに確認した。すなわち、本実施の形態に係る光発電モジュール１０は、日照面積率に略比例した出力（取り出し電力量）が得られる。したがって、光発電モジュール１０によれば、日陰が生じた状態でも極端な出力の低下を確実に防止し、日照面積率に応じた出力を確保することができる。

図８は、図６に示した光発電モジュール１０の出力特性（電力−電圧特性）に対して日陰状態をパラメータとしたときの出力の変化状態を示す出力特性のグラフである。

図８において、横軸は、光発電モジュール１０の出力線１４から得られる電圧、縦軸は、出力線１４の電圧と出力線１４に流れる電流との積から求まる光発電モジュール１０の出力（電力）である。つまり、光発電モジュール１０の出力特性（電力−電圧特性）が、電圧０から開放電圧Ｖｏｃまでに渡って単一のピークを有する山形（半波波形）の曲線として示される。なお、温度（パネル温度Ｔｐ）は同一とされている。

また、日陰状態が３つのパラメータに区分して示される。日陰無しの状態では、３つの中で相対的に最大の出力が得られ、日陰（大）有りの状態では、３つの中で相対的に最小の出力が得られ、日陰（小）有りの状態では、３つの中で中間の出力が得られる。３つの日陰状態の場合において、最大出力点での出力の差、つまり、出力（日陰無し）と出力（日陰（大）有り）との間での出力差は、ΔＰｍｘ（Ｓ）であり、日陰状態に応じて出力が変動することが分かる。

また、出力の変動（ΔＰｍｘ（Ｓ））に対して、最大出力点に対応する電圧（最大出力動作電圧）の差（ΔＶｐｍ（Ｓ））はほとんど生じない。光発電モジュール１０が有する日陰の影響をほとんど受けないという有利な効果（図７）を示すものである。

図９は、図６に示した光発電モジュール１０の出力特性（電力−電圧特性）に対して温度状態をパラメータとしたときの出力の変化状態を示す特性グラフである。

図９において、横軸は、光発電モジュール１０の出力線１４から得られる電圧、縦軸は、出力線１４の電圧と出力線１４に流れる電流との積から求まる光発電モジュール１０の出力（電力）である。つまり、光発電モジュール１０の出力特性（電力−電圧特性）が、電圧０から開放電圧Ｖｏｃまでに渡って単一のピークを有する山形（半波波形）の曲線として示される。なお、照度（日陰状態の有無）は同一とされている。

また、温度状態（パネル温度Ｔｐ）が３つのパラメータに区分して示される。温度が低い状態（温度（低））では、３つの中で相対的に最大の出力が得られ、温度が高い状態（温度（高））では、３つの中で相対的に最小の出力が得られ、温度が中の状態（温度（中））では、３つの中で相対的に中間の出力が得られる。この３つの温度状態の場合において、最大出力点での出力の差、つまり、出力（温度（低））と出力（温度（高））との差は、ΔＰｍｘ（Ｔｐ）であり、温度状態に応じて出力が変動する。つまり、低温ほど高い出力が得られる。

また、出力の変動（ΔＰｍｘ（Ｔｐ））に対して、最大出力点に対応する電圧（最大出力動作電圧）の差（ΔＶｐｍ（Ｔｐ））はほとんど生じない。しかし、ある程度の範囲内で大小関係の規則性を持って分布している。つまり、温度が低い場合は、最大出力動作電圧が相対的に高くなり、温度が高い場合は、最大出力動作電圧が相対的に低くなる。また、開放電圧Ｖｏｃが温度の高低に応じて多少変動している。つまり、温度が高い状態では、温度が低い状態に比較して開放電圧Ｖｏｃが低くなる。

したがって、光発電モジュール１０の実際の温度（実パネル温度ＲＴｐ）を検出することによって、予め求めておいたパネル温度Ｔｐでの出力特性（仮想出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）。図１３参照）に対して近似した状態で出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）（図１３参照）を相対的に比較することが可能となる。つまり、光発電モジュール１０の実際の出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）に対してＭＰＰＴ制御を実行する（最大出力点追従を実行する）場合、仮想出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を利用して実パネル温度ＲＴｐに対するＭＰＰＴ制御を施すことが可能となる（詳細については実施の形態２で説明する。）。

図１０Ａは、図９に示した出力特性に対してパネル温度対出力相関特性としてデータを取得し、一覧データ化した例を示すデータ図表である。

図１０Ａにおいて、縦列は、パネル温度Ｔｐ（℃）であり、横行は、ＭＰＰ（最大出力点）データとして、光発電モジュール１０から得られる最大出力（Ｐｍｘ）と最大出力（Ｐｍｘ）のときの最大出力動作電圧（Ｖｐｍ）である。

パネル温度Ｔｐは、光発電モジュール１０が配置される場所によって異なるが、ここでは、光発電モジュール１０が配置され例えば太陽光が照射される自然環境の中で通常発生しうる温度として、例えば、０℃、・・・、２５℃、・・・、５０℃、・・・、７５℃、・・・に対するＭＰＰデータを一覧データとして取得している。

パネル温度Ｔｐに対する最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍの値が取得されていれば、実施の形態２に示す光発電装置１におけるＭＰＰＴ制御を光発電モジュール１０に対して施すことができる。

以下では、３つのデータ（パネル温度Ｔｐ、最大出力Ｐｍｘ、最大出力動作電圧Ｖｐｍ）の関係を（仮想）パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）（図１３参照）として示すことがある。また、簡単のため、パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を単に出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）として記載することがある。また、実パネル温度ＲＴｐの場合は、パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）、出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）として記載することがある。

なお、図１０Ａでは、２５℃間隔でのデータを例示するが、温度間隔は、適宜設定することが可能であり、ＭＰＰＴ制御の精度、要請される探索速度などを考慮して設定されることが好ましい。

パネル温度Ｔｐ＝０℃のときは、最大出力Ｐｍｘについては最大出力Ｐｍｘ（０）とし、最大出力動作電圧Ｖｐｍについては最大出力動作電圧Ｖｐｍ（０）としてデータが取得される。以下、同様に、例えばパネル温度Ｔｐ＝７５℃のときは、最大出力Ｐｍｘ（７５）、最大出力動作電圧Ｖｐｍ（７５）としてデータが取得される。

図９に示した出力特性のとおり、光発電モジュール１０における出力特性（電力−電圧特性：Ｐ−Ｖ特性）と温度（パネル温度Ｔｐ）との関係は、明確な規則性を有している。したがって、図１０Ａの一覧データは、パネル温度Ｔｐに対する出力特性、つまり、パネル温度対出力相関特性におけるＭＰＰデータを予め一覧表として取得しモデル化したものである。

図１０Ａの一覧データを取得するときの照度は、例えば光発電モジュール１０の稼動が想定される条件下で想定される最大の照度（想定照度）であることが好ましい。すなわち、一般的な使用状況においては、光発電モジュール１０に照射される光の照度は想定照度より小さい値となることから、光発電モジュール１０は、図１０Ａに示した最大出力Ｐｍｘ、最大出力動作電圧Ｖｐｍより小さい数値での出力状態となる。

つまり、図１０Ａに示した一覧データを利用することによって、光発電モジュール１０に対するＭＰＰＴ制御を容易にかつ高精度に実行することができる。なお、図１０Ａに示した一覧データは、実施の形態２に示す記憶部２３（図１１参照）に適宜のデータコードで登録され、ＭＰＰＴ制御を実行するときに読み出されて利用される。ＭＰＰデータの利用方法などについての詳細は、実施の形態２で説明する。

図１０Ｂは、図９に示した出力特性に対してパネル温度対出力相関特性としてデータを取得し、一覧データ化したパネル温度対出力相関特性の変形例を示すデータ図表である。

パネル温度対出力相関特性の変形例の基本的な構成は、図１０Ａに示したパネル温度対出力相関特性（データ図表）と同様であるので主に異なる事項について説明する。

最大出力動作電圧Ｖｐｍは、光発電素子（太陽電池セル）の物性（材料、結晶性）によって定まる固有素子定数ｑ（ただし、ｑ＜１）を開放電圧Ｖｏｃに乗算したｑ×Ｖｏｃで近似されることが知られている。例えば、結晶シリコン太陽電池セルの場合は、ｑ＝０．８、アモルファスシリコン太陽電池セルの場合は、ｑ＝０．６６が知られている。

したがって、パネル温度Ｔｐに対応させて開放電圧Ｖｏｃをデータとして記憶しておき、測定したパネル温度Ｔｐに対応する開放電圧Ｖｏｃを適用して探索開始電圧Ｖｔ１（図１３参照）を算出することができる。なお、算出式については、実施の形態２で詳細を説明する。

＜実施の形態２＞
図１１ないし図１３を参照して、本実施の形態に係る光発電装置１、光発電装置１における最大出力点追従制御方法、光発電装置１における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムについて説明する。なお、光発電装置１が備える光発電モジュール１０は、実施の形態１で示した光発電モジュール１０である。

図１１は、本発明の実施の形態２に係る光発電装置１の全体構成を主に機能ブロックで示すブロック図である。

図１２は、図１１に示した光発電装置１の要部を構成する追従制御装置２０における動作フローを示すフロー図である。

図１３は、図１１に示した光発電装置１の要部を構成する追従制御装置２０における最大出力点追従制御の状態を説明するグラフである。

＜実施の形態２の１＞
初めに、＜実施の形態２の１＞として主に図１１（機能ブロック）を参照して光発電装置１について説明する（なお、図１３を適宜参照する。）。

本実施の形態に係る光発電装置１は、複数の光発電素子１１を直列に接続した直列部１２が複数並列に接続され、複数の直列部１２における同一の直列段に接続された光発電素子１１が互いに並列に接続された光発電モジュール１０と、光発電モジュール１０の出力に対する最大出力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行う追従制御装置２０とを備える。

また、光発電モジュール１０は、光発電モジュール１０が動作しているときのパネル温度Ｔｐである実パネル温度ＲＴｐを検出する温度センサー１８を備える。

追従制御装置２０は、基本データ取得部として、温度情報入力部２１、電圧情報入力部２２ｖ、電流情報入力部２２ｉを備える。温度情報入力部２１は、信号線１８ｗを介して温度センサー１８が検出した温度（パネル温度Ｔｐ、つまり、実パネル温度ＲＴｐ）を取得する。電圧情報入力部２２ｖは、信号線１６ｗを介して出力線１４から出力される光発電モジュール１０の電圧値（出力電圧。探索電圧、設定電圧でもある。）を取得する。また、電流情報入力部２２ｉは、信号線１６ｗを介して出力線１４から出力される光発電モジュール１０の電流値（出力電流）を取得する。

また、追従制御装置２０は、第１主要部として、記憶部２３、出力特性選定部２４、探索開始設定部２５を備える。

記憶部２３には、光発電モジュール１０におけるパネル温度Ｔｐと出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）がパネル温度Ｔｐに応じて複数、一覧データ（図１０Ａ、図１０Ｂ参照）として登録されている。なお、パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における「Ｔｐ」には、図１０Ａ、図１０Ｂで例示した温度がデータとして対応する。

出力特性選定部２４は、複数のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）の中から、実パネル温度ＲＴｐに対応する一のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）（図１３）として選定（抽出）し、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を抽出（選定）する。なお、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０は、単に最大出力動作電圧Ｖｐｍなどとすることがある。

記憶部２３には、パネル温度Ｔｐと、想定照度での最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ（Ｖｐｍ０）とが登録されていることから、直接的に実パネル温度ＲＴｐに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍを抽出することができる。なお、想定照度とは、上記したとおり、光発電モジュール１０が稼働する環境で想定される最大照度であることが好ましい。最大照度は、例えば、春、秋の照度に対して、真夏での直射光などを想定して求めることができる。あるいは、季節ごとに（太陽光の高度の変化に応じて）想定する最大照度を切り換えることが可能である。

なお、図１３では、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を曲線として示すが、ＭＰＰＴ制御を実行する上では、実パネル温度ＲＴｐでの出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）に対して比較対照となる最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ、およびパネル温度Ｔｐの３つのデータが判明していれば良い。

また、実際の稼動状態では、記憶部２３に登録されたパネル温度Ｔｐに対して実パネル温度ＲＴｐが異なることがある。つまり、実パネル温度ＲＴｐと、記憶部２３に登録されたパネル温度Ｔｐとが異なるとき、出力特性選定部２４は、記憶部２３に登録されたパネル温度Ｔｐの内で実パネル温度ＲＴｐに比べて低温で最も近いパネル温度Ｔｐに対応するパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）として抽出する。

この構成によって、光発電装置１は、記憶部２３に登録されたパネル温度Ｔｐの内で実パネル温度ＲＴｐに比べて低温で最も近いパネル温度Ｔｐに対応するパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）として抽出することから、どのような実パネル温度ＲＴｐに対しても、探索範囲を狭い範囲に抑制できる仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を抽出して最大出力点追従制御を実行することができる。

探索開始設定部２５は、光発電モジュール１０の電圧を最大出力動作電圧Ｖｐｍ０より高い電圧である探索開始電圧Ｖｔ１（図１３）に設定したときの光発電モジュール１０の電力を探索開始時の探索電力Ｐｔ１として抽出する。

なお、探索開始設定部２５における探索開始電圧Ｖｔ１の設定は、探索開始設定部２５の指示によって適宜のＰＷＭ信号を探索制御部２８から電力変換部３０へ入力し、電力変換部３０（ＤＣ−ＤＣコンバータ）が光発電モジュール１０（出力線１４）の電圧を調整することで実行される。なお、探索制御部２８を介さず、探索開始設定部２５から直接電力変換部３０へＰＷＭ信号を入力させる形態とすることもできる。また、探索開始設定部２５および探索制御部２８を一体化させて動作させることも可能である。

以下では、探索電圧Ｖｔの状態に応じて適宜添字を付加して、例えば探索開始電圧Ｖｔ１、探索電圧Ｖｔ２、・・・とすることがある。また、特に相互間で区別する必要がないときは、単に探索電圧Ｖｔとすることがある。また、探索電圧Ｖｔに応じて、探索電力Ｐｔ（探索電力Ｐｔ１、探索電力Ｐｔ２、・・・）についても同様である。

探索電力Ｐｔ（例えば探索電力Ｐｔ１。図１３）は、光発電モジュール１０の出力を探索電圧Ｖｔ（例えば探索開始電圧Ｖｔ１。図１３）に設定した状態で、光発電モジュール１０の出力として得られる電流情報入力部２２ｉの電流値と電圧情報入力部２２ｖの電圧値（探索開始電圧Ｖｔ１）とを乗算することによって算出される。

また、探索開始電圧Ｖｔ１は、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０、あるいは、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０と相対的な関係を有する開放電圧Ｖｏｃに対して予め規定した算出式により算出される。この構成によって、光発電装置１は、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対して算出式を適用して探索開始電圧Ｖｔ１を算出することから、光発電モジュール１０がどのような照射状態であっても、高精度にかつ迅速に探索開始電圧Ｖｔ１を求めることができる。

なお、算出式としては、予め規定されたマージン電圧ΔＶｍ（図１３）を最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に加算して探索開始電圧Ｖｔ１を特定する場合（算出式１）と、予め規定された比率（係数）を最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に乗算して最大出力動作電圧Ｖｐｍ０にマージン電圧ΔＶｍを加算した結果となる探索開始電圧Ｖｔ１を特定する場合（算出式２）と、開放電圧Ｖｏｃに基づいて探索開始電圧Ｖｔ１を算出する場合（算出式３）とがある。なお、図１３では、いずれの算出式の場合でも同一の結果（マージン電圧ΔＶｍ）が得られたとして一致させている。

算出式１では、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）での最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対して予め絶対値としてのマージン電圧ΔＶｍを割り当てておき、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に加算することによって探索開始電圧Ｖｔ１を算出する。最大出力動作電圧Ｖｐｍ０の実際の値に応じて適宜の値を設定することができる。例えば、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０が２０Ｖ（ボルト）の場合、例えば絶対値としてのマージン電圧２Ｖを加えて２２Ｖを探索開始電圧Ｖｔ１とすることができる。この場合は、マージン電圧ΔＶｍ＝２Ｖが予め設定されていた場合である。同様に、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０が５０Ｖの場合、例えば５Ｖを加算して算出することができる。

算出式２では、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）での最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対して係数ｋを乗算することによって、探索開始電圧Ｖｔ１を直接算出する。つまり、探索開始電圧Ｖｔ１＝ｋ×最大出力動作電圧Ｖｐｍ０として算出する。なお、係数ｋ＞１とすることによって予めマージン電圧ΔＶｍを加算した場合と同様の演算とすることができる。ｋ＝１．１とした場合は、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対して１０％のマージン電圧ΔＶｍが加算された結果となる探索開始電圧Ｖｔ１が算出される。したがって、算出式２の場合は、探索開始電圧Ｖｔ１−最大出力動作電圧Ｖｐｍ０がマージン電圧ΔＶｍとなる。

例えば、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０が２０Ｖ（ボルト）の場合、２０Ｖにｋ＝１．１を乗算して２２Ｖを探索開始電圧Ｖｔ１とすることができる。この場合は、マージン電圧ΔＶｍ＝探索開始電圧Ｖｔ１−最大出力動作電圧Ｖｐｍ０＝２Ｖとなる。同様に、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０が５０Ｖの場合、５０Ｖにｋ＝１．１を乗算して５５Ｖを探索開始電圧Ｖｔ１とすることができる。

なお、係数ｋは、最大出力動作電圧Ｖｐｍに係数ｋを乗算した結果が開放電圧Ｖｏｃ以下となるように最大で１．２程度とすることが好ましい。つまり、係数ｋは、１＜ｋ≦１．２であれば、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対して大きい電圧を探索開始電圧Ｖｔ１とすることができ、また、探索範囲を十分に限定することができるので、正確で迅速な探索が実行できる。

算出式２は、係数ｋを最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に乗算することによって探索開始電圧Ｖｔ１を算出することから、光発電モジュール１０の仕様によって最大出力動作電圧Ｖｐｍ０が異なる場合でもそのまま適用できるので、汎用性のある算出法となる。また、仕様によって最大出力動作電圧Ｖｐｍ０が全く異なる場合でも、一定の比率で正確に探索開始電圧Ｖｔ１を確定することができるので、探索開始電圧Ｖｔ１の設定が安定した汎用性の高い処理となる。

上記したとおり、算出式２は、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に１より大きい係数を乗算することで探索開始電圧Ｖｔ１を求めることが好ましい。この構成によって、光発電装置１は、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に１より大きい係数を乗算することで探索開始電圧Ｖｔ１を求めることから、光発電モジュール１０の最大出力動作電圧Ｖｐｍ０がどのような仕様であっても仕様による影響を抑制して正確な探索開始電圧Ｖｔ１を抽出することができる。

算出式３では、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）からパネル温度Ｔｐに対して抽出した開放電圧Ｖｏｃを適用して探索開始電圧Ｖｔ１を算出する。算出式３は、以下に示すとおり種々の演算式を適用することができる。

開放電圧Ｖｏｃに固有素子定数ｑ（図１０Ｂの説明参照）を乗算して最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を算出し、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０から開放電圧Ｖｏｃまでの間に収まる数値を算出する演算を施すことによって探索開始電圧Ｖｔ１を特定することができる。

算出式３を例えば（開放電圧Ｖｏｃ＋（固有素子定数ｑ×開放電圧Ｖｏｃ））／２とすれば、等価的に、（開放電圧Ｖｏｃ＋最大出力動作電圧Ｖｐｍ０）／２の演算をしたこととなるから、開放電圧Ｖｏｃと最大出力動作電圧Ｖｐｍ０の間に収まる探索開始電圧Ｖｔ１が算出される。

あるいは、上記したとおりの（開放電圧Ｖｏｃ＋最大出力動作電圧Ｖｐｍ０）／２の演算をすることによって開放電圧Ｖｏｃおよび最大出力動作電圧Ｖｐｍ０から直接的に探索開始電圧Ｖｔ１を算出することができる。この場合は、固有素子定数ｑを用いた演算をする必要がないことから更に簡単な演算が可能となる。

また、固有素子定数ｑは素子構造による開放電圧Ｖｏｃと最大出力動作電圧Ｖｐｍの関係を示す数値として予め判明していることから、１＞ｋｏｃ＞ｑとなる定数ｋｏｃを予め規定すれば、算出式３として定数ｋｏｃ×開放電圧Ｖｏｃ＝探索開始電圧Ｖｔ１を適用すれば、探索開始電圧Ｖｔ１（開放電圧Ｖｏｃ＞探索開始電圧Ｖｔ１＞最大出力動作電圧Ｖｐｍ０）を開放電圧Ｖｏｃに基づいて算出することができる。

光発電素子が単結晶シリコン太陽電池セルである場合、Ｖｐｍ０＝ｑ×Ｖｏｃ＝０．８×Ｖｏｃであるから、Ｖｐｍ（Ｔ）＝０．８×Ｖｏｃ（Ｔ）であり、また、光発電素子が非晶質シリコン太陽電池セルである場合、Ｖｐｍ０＝ｑ×Ｖｏｃ＝０．６６×Ｖｏｃであるから、同様にＶｐｍ（Ｔ）＝０．６６×Ｖｏｃ（Ｔ）として適宜の演算処理を施すことができる。

仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）から抽出した最大出力動作電圧Ｖｐｍ０と、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対する演算によって算出した探索開始電圧Ｖｔ１との差（マージン電圧ΔＶｍ）は、換言すれば、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対して一定の余裕度（マージン電圧ΔＶｍ）を持たせた高い電圧を探索開始電圧Ｖｔ１とすることであり、予め限られた狭い範囲での探索によって最大出力点（ＭＰＰ）を抽出できるので、探索精度および探索速度を向上させることができる。

具体例で言えば、上記したとおり、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）から抽出した最大出力動作電圧Ｖｐｍ０に対して、例えば１０％程度の狭い電圧範囲内での探索によって実パネル温度ＲＴｐに対する最大出力動作電圧Ｖｐｍｎ（図１３のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）参照）を抽出し、設定することによって迅速な追従が可能となる。

追従制御装置２０は、探索開始電圧Ｖｔ１と探索開始時の探索電力Ｐｔ１とを基準に探索を開始し、実パネル温度ＲＴｐにおける光発電モジュール１０の最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を抽出する（図１３参照）。つまり、追従制御装置２０は、最大出力点ＭＰＰを追従するＭＰＰＴ制御を実行する。なお、追従制御装置２０は当然、探索開始電圧Ｖｔ１に対して低い電圧の側へ移行する探索となる。

上記したとおり、本実施の形態に係る光発電装置１は、記憶部２３、出力特性選定部２４、追従制御装置２０によって基本的なＭＰＰＴ制御を実行する。

したがって、本実施の形態に係る光発電装置１は、複数の光発電素子１１が直列および並列に接続され同一直列段の光発電素子１１が相互に並列接続された光発電モジュール１０の実パネル温度ＲＴｐを検出し、実パネル温度ＲＴｐに対応する一のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）として抽出することから、光発電モジュール１０の電圧を仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力動作電圧Ｖｐｍ０より高い探索開始電圧Ｖｔ１に設定し、探索開始電圧Ｖｔ１と探索開始時の探索電力Ｐｔ１とを基準に探索を開始して最大出力点追従制御を実行するので、検出した実パネル温度ＲＴｐにおける最大出力動作電圧Ｖｐｍｎを狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができ、ひいては光発電モジュール１０の出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）（図１３参照）を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができる。

なお、図１３において、仮想出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力点ＭＰＰ（Ｔｐ）と、実パネル温度ＲＴｐでの出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）における最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）とは、上記したとおり、パネル温度Ｔｐが近いことから特性曲線として極めて近似した関係にある。また、実パネル温度ＲＴｐに対してパネル温度Ｔｐが低いことから最大出力点ＭＰＰ（Ｔｐ）に対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０は、最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）に対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍｎに対して若干高い状態となり、確実な探索が可能となる。

つまり、図８において説明したとおり、同一の温度状態（同一のパネル温度Ｔｐ）では、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０と最大出力動作電圧Ｖｐｍｎとの差の大きさ（図８のΔＶｐｍ（Ｓ）に相当する範囲）は、ほとんど無い。したがって、極めて限られた狭い探索範囲（最大出力動作電圧Ｖｐｍ０から探索開始電圧Ｖｔ１までの範囲に最大出力動作電圧Ｖｐｍ０と最大出力動作電圧Ｖｐｍｎとの差を考慮した範囲）における探索を実行することによって最大出力動作電圧Ｖｐｍｎを容易に抽出することができ、最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）に対する追従を極めて容易にかつ迅速に実行することができる。

以上では、追従制御装置２０の第１主要部について説明した。次に、追従制御装置２０の第２主要部について説明する。

追従制御装置２０は、探索処理部２６、探索電力比較部２７、探索制御部２８を備える。

探索処理部２６は、光発電モジュール１０の電圧を探索開始電圧Ｖｔ１、探索電圧Ｖｔ２、探索電圧Ｖｔ３（不図示。以下同様）、・・・から予め設定された探索単位電圧ΔＶｓずつ順次下げて探索用の探索電圧Ｖｔ２、探索電圧Ｖｔ３、・・・に設定したときの光発電モジュール１０の電力を探索用の探索電力Ｐｔ２、探索電力Ｐｔ３（不図示。以下同様）、・・・として抽出する（図１３）。

探索電圧Ｖｔに対する探索電力Ｐは、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）に対して略近似して示されるパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）の曲線上に対応する点が存在する。つまり、ＭＰＰＴ制御での探索は、出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）の曲線上で実行される。

初回の探索は、探索処理部２６が探索電圧Ｖｔ２＝探索開始電圧Ｖｔ１−探索単位電圧ΔＶｓの算出式によって、探索電圧Ｖｔ２を算出し、電力変換部３０を制御して探索電圧Ｖｔ２を設定する。なお、探索電圧Ｖｔ２の設定は、探索処理部２６の指示によって適宜のＰＷＭ信号を探索制御部２８から電力変換部３０へ入力し、電力変換部３０が光発電モジュール１０（出力線１４）の電圧を調整することで実行される。つまり、光発電モジュール１０（出力線１４）の電圧が電力変換部３０の制御によって探索電圧Ｖｔ２に設定される。

探索処理部２６は、探索電圧Ｖｔ２を設定した後、探索電力Ｐｔ２を抽出する。探索電力Ｐｔ２の抽出は、電圧計・電流計１６からの信号が信号線１６ｗを介して電流情報入力部２２ｉへ入力されるので、電流情報入力部２２ｉで取得された電流値と探索電圧Ｖｔ２との積を求めることによって算出される。つまり、探索電圧Ｖｔ２の状態で、出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）における探索電力Ｐｔ２が抽出される。

なお、探索電圧Ｖｔ２の設定において、探索制御部２８を介さず、探索処理部２６から直接電力変換部３０へＰＷＭ信号を入力する形態とすることもできる。また、探索処理部２６および探索制御部２８は、一体化させて動作させることもできる。

以下、２回目以降の探索が同様に実行される。つまり、２回目の探索は、探索電圧Ｖｔ３＝探索電圧Ｖｔ２−探索単位電圧ΔＶｓとして算出され、３回目の探索は、探索電圧Ｖｔ４＝探索電圧Ｖｔ３−探索単位電圧ΔＶｓとして算出される。また、算出された探索電圧Ｖｔに対して、光発電モジュール１０（出力線１４）の出力（出力電圧）は、探索電圧Ｖｔに設定され、設定された探索電圧Ｖｔの状態で探索電力Ｐｔが算出される。

探索単位電圧ΔＶｓは、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０と探索開始電圧Ｖｔ１との差の１／２より小さく設定されていることが好ましい。この構成によって、探索単位電圧ΔＶｓを最大出力動作電圧Ｖｐｍ０と探索開始電圧Ｖｔ１０との差の１／２より小さい値に設定することから、探索開始電圧Ｖｔ１から最大出力動作電圧Ｖｐｍ０の側へ探索電圧Ｖｔを探索単位電圧ΔＶｓずつ電圧の低い側へ移動して探索を実行するとき、探索開始電圧Ｖｔ１と最大出力動作電圧Ｖｐｍ０との間で少なくとも複数回の探索を実行することが可能となるので、高精度でかつ迅速な探索を確保することができる。

探索電力比較部２７は、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔ１、探索電力Ｐｔ２、・・・と、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔ２、探索電力Ｐｔ３、・・・とを比較（判定）する。

つまり、初回の探索では、探索開始電圧Ｖｔ１における探索電力Ｐｔ１と探索電圧Ｖｔ２における探索電力Ｐｔ２との比較となり、探索電力Ｐｔ２と探索電力Ｐｔ１とのの大小関係が比較される。図１３に示す例では、探索電力Ｐｔ２−探索電力Ｐｔ１＝ΔＰｔ＞０であり、次（２回目）の探索が実行される。

また、２回目の探索では、探索電圧Ｖｔ２における探索電力Ｐｔ２と探索電圧Ｖｔ３（不図示）における探索電力Ｐｔ３（不図示）との比較となり、探索電力Ｐｔ３−探索電力Ｐｔ２の大小関係が比較される。

以下、同様に探索電圧Ｖｔを下げた前後での探索電力Ｐｔの大小関係が順次比較され、ＭＰＰＴ制御が実行される。探索電力Ｐｔの大小関係に対する処理は、次に示す探索制御部２８によって実行される。

探索制御部２８は、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔ１が光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔ２より大きいとき（なお、図１３では、図示しないが、最大出力動作電圧Ｖｐｍｎの１つ前の状態が対応する。）は、探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の光発電モジュール１０の電圧を実パネル温度ＲＴｐでの最大出力動作電圧Ｖｐｍｎに設定して探索を終了し、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔ１（以下、探索電力Ｐｔ２、・・・）が光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔ２（以下、探索電力Ｐｔ３、・・・）より小さいときは、探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔ２（以下、探索電力Ｐｔ３、・・・）を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔ１（以下、探索電力Ｐｔ２、・・・）に置き換えて探索電力比較部２７での処理を行わせる。

上記した探索を繰り返すことによって、最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）に対して探索電力Ｐｔが小さくなった最初の探索単位電圧ΔＶｓで探索を終了するので、極めて狭い範囲内での探索で出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力動作電圧Ｖｐｍｎを抽出することができる。

したがって、探索処理部２６、探索電力比較部２７、探索制御部２８を備える光発電装置１は、探索開始電圧Ｖｔから予め設定された探索単位電圧ΔＶｓずつ順次下げて探索用の探索電圧Ｖｔに設定し、探索電圧Ｖｔを探索単位電圧ΔＶｓ分変更した前後での探索電力Ｐｔを比較することによって最大出力点追従制御を実行することから、実パネル温度ＲＴｐに対する最大出力動作電圧Ｖｐｍｎを予め設定した狭い範囲での探索によって効率的にかつ迅速に設定することができるので、光の照射状態が頻繁に変化する場合においても光発電モジュール１０の出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を容易にかつ精度よく迅速に追従することができる。

また、追従制御装置２０における温度情報入力部２１、電圧情報入力部２２ｖ、電流情報入力部２２ｉ、記憶部２３、出力特性選定部２４、探索開始設定部２５、探索処理部２６、探索電力比較部２７、探索制御部２８の上記した機能、連係動作は、追従制御部２９によって制御される。

つまり、追従制御部２９は、ＣＰＵ（中央処理装置）で構成され、温度情報入力部２１ないし探索制御部２８の動作を連係して制御するコンピュータプログラムが予めインストールされている。コンピュータプログラムは、例えばプログラムメモリに予め記憶され、追従制御部２９を適宜のタイミングで機能させる。したがって、追従制御装置２０は、コンピュータプログラムに基づいて、光発電装置１における光発電モジュール１０に対するＭＰＰＴ制御を実行する。

記憶部２３に登録されたパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）は、パネル温度Ｔｐと、パネル温度Ｔｐにおいて予め想定された照度によって得られる最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０とを相互に関連付けている。

したがって、光発電装置１は、パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）においてパネル温度Ｔｐとパネル温度Ｔｐでの最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０とを相互に直接関連付けていることから、検出した実パネル温度ＲＴｐに対応する仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を利用して光発電モジュール１０の最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を高精度にかつ迅速に直接抽出できるので、探索開始電圧Ｖｔ１を高精度にかつ迅速に選定して最大出力点追従制御を高精度でかつ迅速に実行することができる。

探索電圧Ｖｔ（探索開始電圧Ｖｔ１、探索電圧Ｖｔ２、・・・）の設定（光発電モジュール１０の出力である電圧の設定）は、上記したとおり、電力変換部３０が備えるＤＣ−ＤＣコンバータと電圧情報入力部２２ｖが取得する電圧値とに基づいて適宜実行される。また、光発電モジュール１０における電力（探索電力Ｐｔ１、探索電力Ｐｔ２、・・・）の抽出は、電圧計・電流計１６からの信号に基づいて、電流情報入力部２２ｉが抽出した電流値、電圧情報入力部２２ｖが抽出した電圧値を乗算することによって算出することができる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ（電力変換部３０）は、例えば光発電モジュール１０の出力の電圧を昇圧あるいは降圧する構成とされている。なお、電力変換部３０の負荷として、充電池で構成された電池ＢＴが接続されている。

ＤＣ−ＤＣコンバータは、探索制御部２８（あるいは、必要に応じて、探索開始設定部２５、探索処理部２６）が生成する制御信号であるＰＷＭ信号によって適宜制御される。なお、電力変換部３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ（電力変換部３０）の動作は、一般的な技術を適用することで実行されるので、詳細な説明は省略する。

また、探索開始電圧Ｖｔ１（探索電圧Ｖｔ１）、探索開始時の探索電力Ｐｔ１を実パネル温度ＲＴｐに対応するパネル温度Ｔｐ（低温側で最も近いパネル温度Ｔｐ）での最大出力動作電圧Ｖｐｍ０、最大出力Ｐｍｘに近い点（例えば、最大出力動作電圧Ｖｐｍ０が２０Ｖに対して１０％高い２２Ｖの探索開始電圧Ｖｔ１）に設定して、探索を開始するので、狭い探索範囲（数ボルト）で迅速にＭＰＰＴ制御を実行することが可能となる。

本実施の形態に係る光発電装置１（追従制御装置２０）による最大出力点追従制御では、探索範囲を極めて限定した範囲とすることから、追従制御装置２０における消費電力を大幅に抑制することが可能となり、効率的な光発電装置１を実現することができる。

＜実施の形態２の２＞
以下、＜実施の形態２の２＞として主に図１２を参照して光発電装置１における最大出力点追従制御方法、光発電装置１における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムについて説明する（なお、図１３を適宜参照する。）。

ステップＳ２：
パネル温度Ｔｐを測定する。なお、複数の温度センサー１８を利用した場合は、それぞれの温度センサー１８から得られた温度を単純平均してパネル温度Ｔｐ（実パネル温度ＲＴｐ）とする。温度センサー１８のデータは信号線１８ｗを介して温度情報入力部２１に入力され実パネル温度ＲＴｐが検出される。

ステップＳ４：
出力特性選定部２４は、記憶部２３からパネル温度Ｔｐ（実パネル温度ＲＴｐ）に対応するパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）（以下、簡単のため、出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）と記載することがある。）を抽出、選定する。つまり、記憶部２３に予め登録された「パネル温度対出力相関特性一覧データ」から実パネル温度ＲＴｐに対応するパネル温度Ｔｐの出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を選定する。出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）は、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）となる。

なお、例えば、記憶部２３に登録されているパネル温度Ｔｐが２５℃であり、検出した実パネル温度ＲＴｐが２６℃であった場合、パネル温度Ｔｐが一致しない状態となる。実パネル温度ＲＴｐに一致するパネル温度Ｔｐの登録が無い場合は、実パネル温度ＲＴｐに対して低温側で最も近いパネル温度Ｔｐでの出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）（図１３）を選定する。光発電モジュール１０は、低温側のパネル温度Ｔｐで高い電力を出力することから、制御対象である出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）、最大出力動作電圧Ｖｐｍｎ（なお、この段階では検出されていない。）に対して高い探索電圧Ｖｔ側から低い探索電圧Ｖｔ側に向けて（低い探索電力Ｐｔの側から高い探索電力Ｐｔの側へ向けて）、狭い範囲での精度の高い迅速な探索を実行する。

ステップＳ６：
出力特性選定部２４は、選定した出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力点ＭＰＰ（Ｔｐ）での最大出力Ｐｍｘと最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を抽出（選定）する。なお、以下では、パネル温度Ｔｐ、実パネル温度ＲＴｐについては、記載を省略することがある。

ステップＳ８：
探索開始設定部２５は、出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）（図１３）に基づいて抽出した最大出力動作電圧Ｖｐｍ０からＭＰＰＴ制御を開始するときの電圧である探索開始電圧Ｖｔ１を算出（決定）する。更に、探索開始設定部２５は、電力変換部３０に対して光発電モジュール１０の出力を制御させ、光発電モジュール１０の電圧を探索開始電圧Ｖｔ１に設定する。つまり、探索開始設定部２５は、電力変換部３０（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を制御して太陽電池モジュールの電圧を探索電圧Ｖｔ１（探索開始電圧Ｖｔ１）に設定する。

初回の探索電圧Ｖｔ（探索開始電圧Ｖｔ１）は、例えば、探索開始電圧Ｖｔ１＝係数ｋ×最大出力動作電圧Ｖｐｍ０として算出（決定）される。なお、係数ｋによらず、予め規定した絶対値を加算して算出することもできる。また、開放電圧Ｖｏｃを参照して探索開始電圧Ｖｔ１を算出することも可能である。

ステップＳ１０：
探索開始設定部２５は、設定された探索開始電圧Ｖｔ１での電流を測定し、光発電モジュール１０の出力（電力）を求め、探索開始時の探索電力Ｐｔ１として算出する。

ステップＳ１２：
探索処理部２６は、本ステップＳでの演算を施す前の探索電圧Ｖｔに探索単位電圧ΔＶｓ（図１３）を用いた演算処理（本実施の形態では減算）を施して次の探索電圧Ｖｔを算出（決定）する。演算式は、前の探索電圧Ｖｔ−探索単位電圧ΔＶｓ＝次の探索電圧Ｖｔである。具体的には、初回の探索での探索電圧Ｖｔ２＝探索開始電圧Ｖｔ１−探索単位電圧ΔＶｓ、２回目の探索での探索電圧Ｖｔ３＝Ｖｔ２−ΔＶｓ、３回目の探索での探索電圧Ｖｔｎ４＝Ｖｔ３−ΔＶｓ、・・・となる。なお、探索電圧Ｖｔ３、探索電圧Ｖｔｎ４、・・・については、図示していない。

探索単位電圧ΔＶｓは予め設定される。探索単位電圧ΔＶｓは、少なくともマージン電圧ΔＶｍより小さいことが必要である。つまり、マージン電圧ΔＶｍ（探索開始電圧Ｖｔ１−最大出力動作電圧Ｖｐｍ０）の範囲内で少なくとも数回の探索を実行できる程度の値とすることが好ましい。

探索単位電圧ΔＶｓは、マージン電圧ΔＶｍに対して１より小さい係数ｑ（１＞ｑ（例えばｑ＝０．３）＞０）を乗算して求めることも可能である。つまり、探索単位電圧ΔＶｓ＝ｑ×マージン電圧ΔＶｍとして算出することも可能である。乗算に適用する係数ｑとすることによって、例えば最大出力動作電圧Ｖｐｍが光発電モジュール１０によって異なる場合でも容易にかつ高精度に探索単位電圧ΔＶｓを決定（算出）することができる。

また、探索単位電圧ΔＶｓは、固定値として示したが、順次低減するように変動値として設定することも可能であり、順次低減する変動値とすることによって、更に迅速にかつ高精度にＭＰＰＴ制御を実行することができる。

探索処理部２６は、光発電モジュール１０の電圧を算出して求めた次の探索電圧Ｖｔに設定する。探索開始電圧Ｖｔ１の場合と同様に電力変換部３０によって光発電モジュール１０の電圧を制御する。

なお、以降については、順次探索電圧Ｖｔ３、探索電圧Ｖｔ４、・・・が設定される。

ステップＳ１４：
探索処理部２６は、設定された探索電圧Ｖｔ（Ｖｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３、・・・）での電流を順次測定し、次の探索電力Ｐｔ（Ｐｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３（以下、不図示）、・・・）を算出（抽出）する。

ステップＳ１６：
探索電力比較部２７は、算出した次の探索電力Ｐｔが、前の探索電力Ｐｔより大きいか否かを判定する。例えば、探索がｎ回目と（ｎ＋１）回目であるとき、「次の探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）」と「前の探索電力Ｐｔｎ」とが比較される。

次の探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）が前の探索電力Ｐｔｎより大きい場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）は、Ｓ１８へ移行する。また、「次の探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）」が「前の探索電力Ｐｔｎ」より小さい場合（ステップＳ１６：ＮＯ）は、Ｓ２０へ移行する。

ステップＳ１８：
探索制御部２８は、探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎを探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときに算出した次の探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）で置換し、ステップＳ１２へ戻る。

ステップＳ２０：
探索制御部２８は、前の探索電力Ｐｔｎでの探索電圧Ｖｔｎを新しい最大出力動作電圧Ｖｐｍｎに設定してＭＰＰＴ制御を終了する。

上記したとおり、本実施の形態は、光発電装置１における最大出力点追従制御方法として実施される。

つまり、本実施の形態に係る光発電装置１における最大出力点追従制御方法は、複数の光発電素子１１を直列に接続した直列部１２が複数並列に接続され、複数の直列部１２における同一の直列段に接続された光発電素子１１が互いに並列に接続された光発電モジュール１０と、光発電モジュール１０の出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置２０とを備えた光発電装置１における最大出力点追従制御方法であって、光発電モジュール１０は、光発電モジュール１０が動作しているときのパネル温度Ｔｐである実パネル温度ＲＴｐを検出する温度センサー１８を備え、追従制御装置２０は、光発電モジュール１０におけるパネル温度Ｔｐと出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）がパネル温度Ｔｐに応じて複数登録された記憶部２３と、出力特性選定部２４と、探索開始設定部２５とを備えてあり、温度センサー１８が実パネル温度ＲＴｐを検出するステップ（ステップＳ２）と、複数のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）の中から、実パネル温度ＲＴｐに対応する一のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）として抽出し、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力に対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を出力特性選定部２４によって選定するステップ（ステップＳ４、ステップＳ６）と、光発電モジュール１０の電圧を最大出力動作電圧Ｖｐｍ０より高い探索開始電圧Ｖｔ１に設定したときの光発電モジュール１０の電力を探索開始時の探索電力Ｐｔ１として探索開始設定部２５によって抽出するステップ（ステップＳ８、ステップＳ１０）と、探索開始電圧Ｖｔ１と探索開始時の探索電力Ｐｔ１とを基準に探索を開始し、実パネル温度ＲＴｐにおける光発電モジュール１０の最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を追従制御装置２０によって抽出するステップ（ステップＳ１２ないしステップＳ２０）とを備える。

したがって、本発明に係る光発電装置１における最大出力点追従制御方法は、光発電モジュール１０の実パネル温度ＲＴｐを検出し、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力に対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を選定し、光発電モジュール１０の電圧を最大出力動作電圧Ｖｐｍ０より高い探索開始電圧Ｖｔ１に設定したときの光発電モジュール１０の電力を探索開始時の探索電力Ｐｔ１として抽出した後、探索開始電圧Ｖｔ１と探索開始時の探索電力Ｐｔ１とを基準に探索を開始し、実パネル温度ＲＴｐにおける光発電モジュール１０の最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を抽出することから、検出した実パネル温度ＲＴｐにおける最大出力動作電圧Ｖｐｍｎを狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができるので、光発電モジュール１０の出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができる。

また、本実施の形態に係る光発電装置１における最大出力点追従制御方法では、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力Ｐｍｘに対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０より高い探索開始電圧Ｖｔ１を設定して探索を実行することから狭い範囲での探索によって、実パネル温度ＲＴｐにおける最大出力動作電圧Ｖｐｍｎを狭い範囲の探索で設定することが可能となる。したがって、最大出力点追従制御における追従制御装置２０での消費電力を抑制し、迅速で効率的な制御を実行することができる。

また、本実施の形態に係る光発電装置１における最大出力点追従制御方法において、光発電装置１における追従制御装置２０は、探索処理部２６と、探索電力比較部２７と、探索制御部２８とを備えている。

つまり、本実施の形態に係る最大出力点追従制御方法は、光発電モジュール１０の電圧を探索開始電圧Ｖｔ１から予め設定された探索単位電圧ΔＶｓずつ順次下げて探索用の探索電圧に設定したときの光発電モジュール１０の電力を探索用の探索電力Ｐｔとして探索処理部２６によって抽出するステップ（ステップＳ１２、ステップＳ１４）と、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎと、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）とを探索電力比較部２７によって比較するステップ（ステップＳ１６）と、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎが光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）より大きいときは、探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の光発電モジュール１０の電圧を実パネル温度ＲＴｐでの最大出力動作電圧Ｖｐｍｎに設定して探索を終了し、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎが光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）より小さいときは、探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎを探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）で置き換えて探索電力比較部２７における次の処理を探索制御部２８に行わせるステップ（ステップＳ１８、ステップＳ２０）とを備える。

したがって、本実施の形態に係る光発電装置１における最大出力点追従制御方法は、実パネル温度ＲＴｐに対する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を予め設定した狭い範囲での探索によって効率的にかつ迅速に設定することから、光の照射状態が頻繁に変化する場合においても光発電モジュール１０の出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を容易にかつ精度よく迅速に追従することができる。

また、上記したとおり、本実施の形態は、光発電装置１における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実施される。

つまり、本実施の形態に係るコンピュータプログラムは、複数の光発電素子１１を直列に接続した直列部１２が複数並列に接続され、複数の直列部１２における同一の直列段に接続された光発電素子１１が互いに並列に接続された光発電モジュール１０と、光発電モジュール１０の出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置２０とを備えた光発電装置１における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、光発電モジュール１０は、光発電モジュール１０が動作しているときのパネル温度Ｔｐである実パネル温度ＲＴｐを検出する温度センサー１８を備え、追従制御装置２０は、光発電モジュール１０におけるパネル温度Ｔｐと出力特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）がパネル温度Ｔｐに応じて複数登録された記憶部２３と、出力特性選定部２４と、探索開始設定部２５とを備えてあり、追従制御装置２０が温度センサー１８に実パネル温度ＲＴｐを検出させるステップ（ステップＳ２）と、複数のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）の中から、実パネル温度ＲＴｐに対応する一のパネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）を仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）として抽出し、仮想パネル温度対出力相関特性Ｐ−Ｖ（Ｔｐ）における最大出力に対応する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を出力特性選定部２４に選定させるステップ（ステップＳ４、ステップＳ６）と、光発電モジュール１０の電圧を最大出力動作電圧Ｖｐｍ０より高い探索開始電圧Ｖｔ１に設定したときの光発電モジュール１０の電力を探索開始時の探索電力Ｐｔ１として探索開始設定部２５に抽出させるステップ（ステップＳ８、ステップＳ１０）と、探索開始電圧Ｖｔ１と探索開始時の探索電力Ｐｔ１とを基準に探索を開始し、実パネル温度ＲＴｐにおける光発電モジュール１０の最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を追従制御装置２０に抽出させるステップ（ステップＳ１２ないしステップＳ２０）とをコンピュータに実行させる。

したがって、本実施の形態に係る光発電装置１における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムは、本発明に係る光発電装置１における最大出力点追従制御方法をコンピュータに実行させることから、検出した実パネル温度ＲＴｐにおける最大出力動作電圧Ｖｐｍｎを狭い範囲の探索で容易にかつ精度よく設定することができ、光発電モジュール１０の出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力点ＭＰＰ（ＲＴｐ）を容易にかつ精度よく迅速に追従（探索）することができる。

また、本実施の形態に係るコンピュータプログラムにおいて、光発電装置１における追従制御装置２０は、探索処理部２６と、探索電力比較部２７と、探索制御部２８とを備えている。

つまり、本実施の形態に係るコンピュータプログラムは、光発電モジュール１０の電圧を探索開始電圧Ｖｔ１から予め設定された探索単位電圧ΔＶｓずつ順次下げて探索用の探索電圧に設定したときの光発電モジュール１０の電力を探索用の探索電力Ｐｔとして探索処理部２６に抽出させるステップ（ステップＳ１２、ステップＳ１４）と、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎと、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）とを探索電力比較部２７に比較させるステップ（ステップＳ１６）と、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎが光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）より大きいときは、探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の光発電モジュール１０の電圧を実パネル温度ＲＴｐでの最大出力動作電圧Ｖｐｍｎに設定して探索を終了し、光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎが光発電モジュール１０の電圧を探索単位電圧ΔＶｓ分下げたときの探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）より小さいときは、探索単位電圧ΔＶｓ分下げる前の探索電力Ｐｔｎを探索単位電圧ΔＶｓ分下げたとき探索電力Ｐｔｎ（ｎ＝ｎ＋１）で置き換えて探索電力比較部２７における次の処理を探索制御部２８に行わせるステップ（ステップＳ１８、ステップＳ２０）とをコンピュータに実行させる。

したがって、本発明に係る光発電装置１における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムは、実パネル温度ＲＴｐに対する最大出力動作電圧Ｖｐｍ０を予め設定した狭い範囲での探索によって効率的にかつ迅速に設定することから、光の照射状態が頻繁に変化する場合においても光発電モジュール１０の出力特性Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ）での最大出力点を容易にかつ精度よく迅速に追従することができる。

＜実施の形態３＞
図１４を参照して、本発明に係る移動体５０について説明する。なお、移動体５０は、
実施の形態１、実施の形態２に係る光発電装置１を搭載したものである。

図１４は、本発明の実施の形態３に係る移動体５０の機能ブロックを示すブロック図である。

本実施の形態に係る移動体５０は、光発電モジュール５１（実施の形態１に係る光発電モジュール１０に相当する。）および光発電モジュール５１の出力に対する最大出力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行う追従制御装置としてのＭＰＰＴ制御部５２（実施の形態２に係る追従制御装置２０に相当する。）を備える光発電装置と、光発電装置（光発電モジュール５１およびＭＰＰＴ制御部５２）によって充電される電池電源（主電池ＢＴｍ、副電池ＢＴｓ、および主電池ＢＴｍおよび副電池の連係を制御する電池連係部ＢＴｃ）と、電池電源から供給される電力によって動作するモーター５６とを備え、モーター５６によって走行する。

また、副電池ＢＴｓは、副制御部５３に対する電源であり、主電池ＢＴｍは、主制御部５４に対する電源である。副制御部５３は、例えば駆動系とは関係の無い例えば信号系で使われるランプＬＰなどを制御し、主制御部５４は、主電池ＢＴｍから供給される電力によってインバーター５５を制御し、インバーター５５は、モーター５６を駆動することによって車輪５７に連結された駆動軸５８を回転させる。したがって、移動体５０は、搭載した光発電装置（光発電モジュール５１、ＭＰＰＴ制御部５２）によって走行が可能となる。なお、光発電装置は、実施の形態２に係る光発電装置１に対応する。なお、移動体５０は、具体的には電動車両（電動自動車）に相当する。

したがって、本発明に係る移動体５０は、光発電モジュール１０が動作しているときのパネル温度Ｔｐである実パネル温度ＲＴｐに応じた最大出力点追従制御によって最大出力で動作する光発電装置（実施の形態２に係る光発電装置１）を搭載することから、最大出力点追従制御による制御系での消費電力を抑制して迅速で効率的な最大出力点追従制御を実行するので、走行中の日陰の影響を排除して安定した効率的な発電、走行が可能となる。

なお、光発電装置１は、最大出力点追従制御において極めて消費電力の小さい制御を実現することから移動体５０に適用することによって電池電源を有効に活用できるという大きな効果を奏する。

本実施の形態に係る移動体５０における作用、効果について以下に補足説明する。

走行中の自動車その他の車両においては、日陰の状態が一定となることは無く、移動状況に応じて日陰の状態は時々刻々と変化している。したがって、従来の単純な山登り法（従来のアルゴリズム）によるＭＰＰＴ追従制御の適用は実質的に不可能である。

例えば、時速６０ｋｍで走行している場合、移動体は、６０ｍｓ（ミリ秒）で１ｍ移動する。一般的な山登り法におけるＭＰＰ検出アルゴリズムを適用した場合、ＭＰＰの検出において、マイクロコンピュータ（追従制御装置２０）におけるクロック周波数は、１００Ｈｚ〜２００ｋＨｚ程度とされている。ＭＰＰ検出には、最短でも数十ｍｓ（ミリ秒）の時間が必要であり、車両が走行している間にＭＰＰ検出を行うと、検出の開始から終了までの間に数ｍ（メートル）移動してしまうことから、正確なＭＰＰ検出を行うことは実質上困難である。

これに対し、本実施の形態に係る移動体５０に採用された光発電モジュール１０では、日陰の状態によって出力特性Ｐ−Ｖでの最大出力動作電圧Ｖｐｍの位置はほとんど変化しない。また、光発電モジュール１０のパネル温度Ｔｐは、日陰の状態によって短時間で変化することはほとんど無い。したがって、温度センサー１８によるパネル温度Ｔｐ（実パネル温度ＲＴｐ）の検出で十分に効率的で高精度なＭＰＰＴ制御が可能となる。

特に、光発電モジュール１０が一定の大きさを有して一体的な実装とされている場合には、熱容量が大きくなることから、温度変化による影響をほとんど受けることが無く、走行中の外部環境の変化（日向／日陰）による急激な温度変化を生じることは無い。

したがって、移動体５０において、単純なＭＰＰ検出アルゴリズムを採用してＭＰＰを検出することができる。つまり、一般的な山登り法によるＭＰＰ検出に比較して、計算量が少なく、かつ計算速度も速くなることから、追従制御装置２０における消費電力を大幅に低減することが可能となる。換言すれば、追従制御装置２０を含めた光発電装置（光発電モジュール５１、ＭＰＰＴ制御部５２）の全体での発電量（取り出し電力量）が大きくなる。

１ 光発電装置
１０ 光発電モジュール（ＭＢ、ＭＣに相当）
１１ 光発電素子
１２ 直列部（ＤＳに相当）
１３ 並列接続線
１４ 出力線
１５ 実装部
１６ 電圧計・電流計
１６ｗ 信号線
１８ 温度センサー
１８ｗ 信号線
２０ 追従制御装置
２１ 温度情報入力部
２２ｖ 電圧情報入力部
２２ｉ 電流情報入力部
２３ 記憶部
２４ 出力特性選定部
２５ 探索開始設定部
２６ 探索処理部
２７ 探索電力比較部
２８ 探索制御部
２９ 追従制御部
３０ 電力変換部
５０ 移動体
５１ 光発電モジュール（光発電装置）
５２ ＭＰＰＴ制御部（追従制御装置、光発電装置）
５３ 副制御部
５４ 主制御部
５５ インバーター
５６ モーター
５７ 車輪
５８ 駆動軸
ＢＴ 電池
ＢＴｃ 電池連係部（電池電源）
ＢＴｍ 主電池（電池電源）
ＢＴｓ 副電池（電池電源）
ＤＳ 直列部
ＬＰ ランプ
ＭＢ 光発電モジュール
ＭＣ 光発電モジュール
ＭＰＰ 最大出力点
Ｐｍｘ 最大出力
Ｐｔ、Ｐｔ１、・・・ 探索電力
Ｐ−Ｖ、Ｐ−Ｖ（Ｔｐ） 出力特性
Ｐ−Ｖ（Ｔｐ） パネル温度対出力相関特性（想定パネル温度対出力相関特性）
Ｐ−Ｖ（ＲＴｐ） パネル温度対出力相関特性
ＲＴｐ 実パネル温度
Ｔｐ パネル温度
Ｖｏｃ 開放電圧
Ｖｐｍ 最大出力動作電圧
Ｖｔ、Ｖｔ１、・・・ 探索電圧
Ｖｔ１ 探索開始電圧
ΔＶｍ マージン電圧
ΔＶｓ 探索単位電圧

Claims (12)

1. 複数の光発電素子を直列に接続した直列部が複数並列に接続され、複数の前記直列部における同一の直列段に接続された前記光発電素子が互いに並列に接続された光発電モジュールと、前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置とを備えた光発電装置であって、
   前記光発電モジュールは、
   前記光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度を検出する温度センサーを備え、
   前記追従制御装置は、
   前記光発電モジュールにおける前記パネル温度と前記出力特性との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性が前記パネル温度に応じて複数登録された記憶部と、
   複数の前記パネル温度対出力相関特性の中から、前記実パネル温度に対応する一の前記パネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として選定し、前記仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を抽出する出力特性選定部と、
   前記光発電モジュールの電圧を前記最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として抽出する探索開始設定部とを備えてあり、
   前記追従制御装置は、前記探索開始電圧と前記探索開始時の前記探索電力とを基準に探索を開始し、前記実パネル温度における前記光発電モジュールの最大出力点を抽出すること
   を特徴とする光発電装置。
2. 請求項１に記載の光発電装置であって、
   前記光発電モジュールは、前記光発電素子のレイアウトパターンが等価回路での配置に対して異なる分散配置とされていること
   を特徴とする光発電装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光発電装置であって、
   前記追従制御装置は、
   前記光発電モジュールの電圧を前記探索開始電圧から予め設定された探索単位電圧ずつ順次下げて探索用の探索電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索用の探索電力として抽出する探索処理部と、
   前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力と、前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力とを比較する探索電力比較部と、
   前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力が前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力より大きいときは、前記探索単位電圧分下げる前の前記光発電モジュールの電圧を前記実パネル温度での最大出力動作電圧に設定して探索を終了し、前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力が前記光発電モジュールの電圧を前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力より小さいときは、前記探索単位電圧分下げたときの前記探索電力を前記探索単位電圧分下げる前の前記探索電力に置き換えて前記探索電力比較部での処理を行わせる探索制御部とを備えること
   を特徴とする光発電装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の光発電装置であって、
   前記記憶部に登録された前記パネル温度対出力相関特性は、前記パネル温度と、前記パネル温度において予め想定された照度によって得られる前記最大出力に対応する前記最大出力動作電圧とを相互に関連付けていること
   を特徴とする光発電装置。
5. 請求項４に記載の光発電装置であって、
   前記実パネル温度と、前記記憶部に登録された前記パネル温度とが異なるとき、
   前記出力特性選定部は、前記記憶部に登録された前記パネル温度の内で前記実パネル温度に比べて低温で最も近い前記パネル温度に対応する前記パネル温度対出力相関特性を前記仮想パネル温度対出力相関特性として抽出すること
   を特徴とする光発電装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の光発電装置であって、
   前記探索開始電圧は、前記最大出力動作電圧に対して予め規定した算出式により算出されること
   を特徴とする光発電装置。
7. 請求項６に記載の光発電装置であって、
   前記算出式は、前記最大出力動作電圧に１より大きい係数を乗算することで前記探索開始電圧を求めること
   を特徴とする光発電装置。
8. 請求項６に記載の光発電装置であって、
   前記算出式は、前記光発電モジュールの開放電圧および前記最大出力動作電圧に基づいて前記探索開始電圧を求めること
   を特徴とする光発電装置。
9. 請求項２から請求項８までのいずれか一つに記載の光発電装置であって、
   前記探索単位電圧は、前記最大出力動作電圧と前記探索開始電圧との差の１／２より小さく設定されていること
   を特徴とする光発電装置。
10. 複数の光発電素子を直列に接続した直列部が複数並列に接続され、複数の前記直列部における同一の直列段に接続された前記光発電素子が互いに並列に接続された光発電モジュールと、前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置とを備えた光発電装置における最大出力点追従制御方法であって、
    前記光発電モジュールは、前記光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度を検出する温度センサーを備え、
    前記追従制御装置は、前記光発電モジュールにおける前記パネル温度と前記出力特性との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性が前記パネル温度に応じて複数登録された記憶部と、出力特性選定部と、探索開始設定部とを備えてあり、
    温度センサーが実パネル温度を検出するステップと、
    複数の前記パネル温度対出力相関特性の中から、前記実パネル温度に対応する一の前記パネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として抽出し、前記仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を前記出力特性選定部によって選定するステップと、
    前記光発電モジュールの電圧を前記最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として前記探索開始設定部によって抽出するステップと、
    前記探索開始電圧と前記探索開始時の前記探索電力とを基準に探索を開始し、前記実パネル温度における前記光発電モジュールの最大出力点を前記追従制御装置によって抽出するステップとを備えること
    を特徴とする光発電装置における最大出力点追従制御方法。
11. 複数の光発電素子を直列に接続した直列部が複数並列に接続され、複数の前記直列部における同一の直列段に接続された前記光発電素子が互いに並列に接続された光発電モジュールと、前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置とを備えた光発電装置における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
    前記光発電モジュールは、前記光発電モジュールが動作しているときのパネル温度である実パネル温度を検出する温度センサーを備え、
    前記追従制御装置は、前記光発電モジュールにおける前記パネル温度と前記出力特性との相関関係を予め特定したパネル温度対出力相関特性が前記パネル温度に応じて複数登録された記憶部と、出力特性選定部と、探索開始設定部とを備えてあり、
    前記追従制御装置が温度センサーに実パネル温度を検出させるステップと、
    複数の前記パネル温度対出力相関特性の中から、前記実パネル温度に対応する一の前記パネル温度対出力相関特性を仮想パネル温度対出力相関特性として抽出し、前記仮想パネル温度対出力相関特性における最大出力に対応する最大出力動作電圧を前記出力特性選定部に選定させるステップと、
    前記光発電モジュールの電圧を前記最大出力動作電圧より高い探索開始電圧に設定したときの前記光発電モジュールの電力を探索開始時の探索電力として前記探索開始設定部に抽出させるステップと、
    前記探索開始電圧と前記探索開始時の前記探索電力とを基準に探索を開始し、前記実パネル温度における前記光発電モジュールの最大出力点を前記追従制御装置に抽出させるステップとをコンピュータに実行させること
    を特徴とする光発電装置における最大出力点追従制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
12. 光発電モジュールおよび前記光発電モジュールの出力に対する最大出力点追従制御を行う追従制御装置を備える光発電装置と、前記光発電装置によって充電される電池電源と、前記電池電源から供給される電力によって動作するモーターとを備え、前記モーターによって走行する移動体であって、
    前記光発電装置は、請求項１から請求項９までのいずれか一つに記載の光発電装置であることを特徴とする移動体。

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