JP2013508704A - 電子スイッチを備える光起電力デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、複数の光起電力セル（１０）を含む光起電力発電器を含む光起電力デバイスに関する。本発明の光起電力デバイスは、光起電力発電器の少なくとも一つのセルが短絡回路動作モードから開回路モードに又はその逆に移行することを可能にするために、制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）を含む制御デバイスを有する少なくとも一つのスイッチ（Ｔ１、Ｔ２）を含み、制御装置は、スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）を開くための制御を遅くするためにスイッチに接続されることを特徴とする。

Description

本発明は、電子スイッチ及び制御デバイスを備える光起電力デバイスに関する。本発明は、そのような光起電力デバイスが、その機能不全を検出できるようにするための診断方法にも関する。

図１に表されるように、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ形式の電子スイッチを使用することが、既知のやり方である。そのようなスイッチの閉を制御するために、しきい値Ｖｇｓを超える電位差が、ゲートＧとソースＳの間に印加される。このため、電圧Ｖｃｄｅが、一般に、数ナノ秒（ｎｓ）の程度の、そのエッジが非常に短いステップによって印加される。電圧Ｖｃｄｅは、図２に表される電気回路図による、使用される構成要素の固有の特性であるゲートコンデンサＣｇを、およそ１００オーム程度の抵抗器Ｒｇを介して充電するために使用される。一般に、しきい電圧Ｖｇｓは、１２と２０Ｖの間であり、電圧Ｖｃｄｅは、エッジが０から１２と２２Ｖの間の値に、数ｎｓで変化するパルス電圧である。しきい電圧Ｖｇｓを超えると、ゲートコンデンサＣｇによって、スイッチを閉じる、ＧとＳの間の電流循環をおこすことが可能になる。この値より低いと、電流は通らず、スイッチは開である。抵抗器Ｒｇの値及びコンデンサＣｇの値が、所与の電圧制御について、スイッチのスイッチング速度を決定する。従来技術では、上記を考慮することによって、ほぼ１０ｎｓの継続時間内にスイッチの開を行うことが可能になる。この開を制御するための既存の解決策では、エネルギー散逸による損失を小さくするために、スイッチング時間が小さくなるように設計される。ここで、特定の用途、特に光起電力デバイスの分野では、スイッチの開のためのこれらの既存の制御は、好適ではない。

したがって、本発明の一つの一般的な目的は、光起電力デバイス中のスイッチの開を制御するための異なる解決策を提案することである。

そのために、本発明は、複数の光起電力セルを有する光起電力発電器を備える光起電力デバイスであって、制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）を備える制御デバイスを有する少なくとも一つのスイッチを備え、制御デバイスが、スイッチの開の制御を遅くするためにこのスイッチにリンクされ、光起電力発電器の少なくとも一つのセルが、短絡回路動作モードから開回路モード又はその逆に切り替わることを可能にすることを特徴とする光起電力デバイスに依拠する。

本発明は、特許請求の範囲によって、より具体的に規定される。

本発明のこれらの目的、特徴及び利点は、ある特定の実施形態の以下の記載中に詳細に説明され、実施形態は、添付の図に関して非限定的な例として記載されるものである。

従来技術による、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ形式のスイッチを表す図である。 従来技術による、ＭＯＳＦＥＴ形式のスイッチの、開の制御を表す図である。 光起電力セルと等価な電気回路図を概略的に示す図である。 様々な光起電力セルの端子で得られた電圧−電流曲線を表す図である。 二つの光起電力セルが直列であり、そのうち一つに欠陥のある電気回路を概略的に表す図である。 正常な光起電力発電器の端子における、時間の関数としての電圧の傾向の曲線に基づく、光起電力発電器のための診断方法を表す図である。 欠陥のある光起電力発電器の端子における、時間の関数としての電圧の傾向の曲線に基づく、光起電力発電器のための診断方法を表す図である。 異なるシナリオによる、光起電力発電器の端子で得られた電圧−電流曲線を表す図である。 本発明の一実施形態による光起電力デバイスを示す図である。 本発明の実施形態による光起電力デバイスを診断するために実装される電気回路を表す図である。 本発明の一実施形態によるスイッチの制御のために実装される電気回路を表す図である。 本発明の実施形態にしたがって制御されるスイッチの開の期間の、電圧及び電流の傾向を表す図である。 スイッチの制御の非最適化（ｎｏｎ−ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）の後におこる不完全な測定によって得られた、光起電力モジュールの端子におけるＵ（Ｉ）曲線を表す図である。

光起電力発電器など、断続的なソースからエネルギーを生成するためのデバイスが、ますます使用されている。デバイスの生産コストは、デバイスの自律性、及び、可能ならリアルタイムで、デバイスの故障を診断するためのデバイスの能力によって決まる。既存のデバイスは、デバイスの生産が異常に低くなったときであっても、故障の場合に早い反応をするように設計されていない。この理由のため、既存のデバイスは、複雑で費用のかかるメンテナンス作業を必要とする。

いくつかの光起電力デバイスは、従来、これらのデバイスにリンク（link）されるシステム内のデバイスの挙動を観察することによって、例えば、デバイスにリンクされるバッテリの充電を測定することによって、又はデバイスがリンクされる配電網上で得られる電力生産を測定することによって管理される。期待値よりも測定が低い場合には、光起電力デバイスが故障したと結論される。そのような従来の管理は、不正確であるという欠点がある。これは、従来の管理では、影又は特定の気候条件により引き起こされる正常な生産の低下とデバイスの真の故障との間の区別を行わないからである。さらに、従来の管理では、例えば、接続システム故障又はデバイス内の電気アークの後におこる配線抵抗の増加、又は、例えば、相関剥離或いは腐食、シェーディング若しくは汚れの後におこる光起電力発電器のフロントパネルの劣化など、デバイスの様々な故障が識別可能にならない。

一つの解決策は、光起電力が短絡回路動作モードから開回路動作モードに又はその逆に切り替わる期間の、光起電力電圧の傾向の分析に依拠する。この傾向は、時間の関数としての電圧曲線によって、又は、モードのこの変化の期間の、光起電力発電器内の電圧の関数としての電流を表す曲線を分析することによって、観察することができる。

短絡回路動作から開回路動作モードへの切替は、スイッチの特定の制御を必要とし、そのスイッチの開時間は、通常の継続時間よりも遅く、且つ多くの点の電圧値及び／又は電流値を測定することが可能となるよう十分遅い時間であり、さらに、光起電力デバイスがリンクされる配電網の残部とインバータとを妨害しないよう十分速い時間でなければならない。

したがって、本発明は、上の制約に対処するための、良好なトレードオフを示す開時間を達成することを可能とする制御デバイスを装備するスイッチに依拠する。光起電力デバイス中へのスイッチの実装によって、上に説明した原理にしたがって、その故障を検出することができるようになる。

本発明によって使用されるスイッチの制御デバイスの実施形態の記述の前提部分において、光起電力デバイスの故障の検出原理について以下に詳細に述べる。

光起電力セルは、図３に概略的に示した電気回路にしたがって動作する。光起電力セルは、その出力端子ＡＢ上に、電流Ｉ及び電圧Ｕを供給する。

図４は、様々な光起電力セルの端子において得られた、電圧Ｕの関数としての電流Ｉの曲線を表す。曲線１及び２は、正常な動作での、すなわち欠陥のない光起電力セルの場合を図示する。曲線３は、欠陥セルと呼ばれる、不十分な照射を受ける又は照射がゼロである光起電力セルの状態を図示する。これらの光起電力セルを複数備える光起電力発電器によって供給される電流が値Ｉ_ＰＶに上がる場合、正常な動作位置における光起電力セルは、その端子において正の電圧Ｕ１、Ｕ２を呈することになり、一方、欠陥セルは、負の電圧Ｕ３を呈することになる。

図５は、正常に動作するセルの電気的な表示を概略的に示したものであり、ここで、正常に動作するセルは、欠陥セルと直列に配置されており、欠陥セルの電圧Ｕ’が正常な動作状態におけるセルの電圧Ｕと反対になっている。欠陥光起電力セルでは、そのコンデンサＣ’が負に充電され、その逆の電圧がセルの定格電圧の２０倍よりも大きい値に達する場合があり、且つその最大電流は別のセルの最大電流よりも小さい。そのような欠陥セルとリンクした回路における開動作の場合、欠陥セルの電圧は、正の定格値に達するのに、正常なセルの時間よりもはるかに長い時間がかかることになる。この時間は、２０から１００倍長い程度であり得る。

したがって、上の現象を利用して、光起電力発電器が短絡回路モードから開回路モードに切り替わる期間の光起電力発電器の応答によって、光起電力発電器の動作を診断する。

図６及び図７は、それぞれ、正常動作の場合及び欠陥動作の場合の、短絡回路から開回路への切替での光起電力発電器の端子における、時間ｔの関数としての電圧Ｕの傾向の曲線１５、１６を表す。正常な曲線１５は、電圧Ｕが最終的に最大電圧Ｕ_ＣＯに向かって収束することを示す。曲線１６は、欠陥発電器の電圧が、はるかにゆっくり増加することを示す。

したがって、図６に示される、光起電力発電器の状態を診断するための第１の方法は、最大電圧Ｕ_ＣＯの事前定義されたパーセンテージ、例えば９５％を表す電圧Ｕｆに達するために必要な時間を観察するステップを含む。正常動作中の光起電力発電器の場合、正常時間ｔｎ後に、事前定義された最終値Ｕｆに到達する。欠陥発電器の場合、より長い時間ｔｄ後に、事前定義された最終値Ｕｆに到達する。したがって、時間ｔｄとｔｎを比較することによって、光起電力発電器の状態を診断することが可能となる。

図７に表される第２の方法は、事前定義された時間ｔｆの間に得られる電圧を測定するステップを含む。正常動作中の発電器の場合、時間ｔｆ後に正常値Ｕｎに到達する。欠陥発電器の場合、時間ｔｆ後に、より低い最終値Ｕｄに到達する。したがって、電圧ＵｎとＵｄを比較することによって、光起電力発電器の状態を診断することが可能となる。

図８は、光起電力発電器が短絡回路状態から開回路状態に切り替わるとき、三つの異なるシナリオにしたがってそれぞれ得られた三つのＵ（Ｉ）曲線４、５、６を図示する。各Ｕ（Ｉ）曲線は、光起電力発電器を構成する各光起電力セルのＵ（Ｉ）曲線の和である。同じような曲線が、開回路状態から短絡回路状態への切替で得られる。

曲線４は、全ての光起電力セルが良好な動作状態である光起電力発電器を表す。回路が開かれたとき、比較的短い時間の後、電流はゼロ値に到達することになり、一方、電圧は最大値Ｕ_ＣＯに到達することになる。曲線５は、少なくとも一つの欠陥光起電力セルを備える発電器の場合に得られる同じ曲線を表す。この曲線５は、不連続部分７があり、その期間に電流はより急激に低下し、一方、その期間に電圧はほとんど増加しない。曲線６は、曲線が二つの不連続部分８、９がある別の例を図示しており、少なくとも二つの欠陥光起電力セルの存在を示している。全ての場合において、同じ電圧値Ｕ_ＣＯが最終的には到達されるが、上で説明されたように、少なくとも一つの欠陥セルを有する発電器に関する曲線５、６の場合には、はるかに長い時間の後である。これらの例によって、複数の状態を図示することが可能となり、Ｕ（Ｉ）曲線によって次の診断が可能となることを教示する。
−不連続部分７、８、９が存在するのと同じだけ多くの欠陥が、デバイス中に存在する。
−不連続部分が大きいほど、欠陥がより重大なものである。

図９に示される、光起電力デバイスの動作を診断することを可能とするデバイスを装備した光起電力デバイスの実施形態に関して、上述した説明が使用されることになる。

図９の光起電力デバイスは、インバータ１１を介してリンク１２によって配電網にリンクされる光起電力発電器１０を備え、光起電力発電器１０は、一つ又は複数の光起電力セルを備えてよい。このインバータは、マイクロコントローラ又はＣＰＵ１３により管理され、マイクロコントローラ又はＣＰＵ１３の主な機能は、光起電力発電器１０の動作点及びネットワーク１２と光起電力発電器１０のリンクを決定することである。このため、マイクロコントローラ又はＣＰＵ１３は、電圧ステップアップ管理ブロック１４と、ＤＣ−ＤＣ変換器１７と、ネットワーク上への生産の公開を管理するためのブロック１８とやりとりを行う。その機能を履行するために、ＣＰＵ１３は、以下の測定を定期的に命令する。
−ＤＣパネルにより供給される電圧及び電流
−ＤＣ側の絶縁の測定
−ネットワーク存在の測定
−ＡＣネットワーク上に注入された電流及び電圧

光起電力デバイスは、上記のインバータ１１に組み込まれた診断デバイスも備え、診断デバイスのＣＰＵは、光起電力発電器の診断方法を、特に後で記載される故障を検出するための方法を実施する。診断デバイスは、図１０に示される電気回路図に対応する。インバータのＣＰＵ１３は、光起電力発電器１０から電流Ｉ及び電圧Ｖの測定値を受け取り、本発明に従って二つのスイッチＴ１、Ｔ２を制御する。ＣＰＵ１３の制御機能は、後で詳しく述べる。電力生産の正常な動作状態では、スイッチＴ２が閉であり、一方、スイッチＴ１が開である。変形形態として、特に少なくとも一つのスイッチに依拠する、他のデバイスが可能である。また、変形形態として、例えば少なくとも一つの光起電力セルのレベルに配置されるモジュールなど、インバータとは別個の任意の他のモジュール中に診断デバイスを組み込むことができる。変形実施形態によれば、そのようなモジュールは、光起電力発電器内の電気アークを検出するための機能など、他の機能を組み込むことができる。したがって、故障検出方法は、マイクロコントローラ又は任意の媒体上にインストールされたソフトウェアによって実装され、次いで、マイクロコントローラ又は任意の媒体は、光起電力デバイスに組み込まれ、測定値の受信に基づいて、スイッチ（又は複数のスイッチ）の制御と同相で動作する。

そのようなデバイスにより、以下のステップを含む第１の実施形態にしたがって、デバイスを診断するための方法を実装することができる。

−光起電力発電器を閉回路モードから開回路モードに切り替えさせるために、スイッチＴ２を開くステップ
−電流がゼロであるとき、一定時間（整定時間）の後、光起電力発電器の端子で得られる、安定化最大電圧Ｕ_ｃｏの測定ステップ
−光起電力発電器を短絡回路モードに設定するためにスイッチＴ１を閉じ、次いで光起電力発電器を開回路モードに再設定するためにスイッチＴ１を開くステップ
−事前定義された時間ｔ後に得られる、光起電力発電器の端子における電圧Ｕの測定ステップ。本実施形態において、ｔは、１５マイクロ秒に等しく選択される。欠陥のない動作状態における発電器が、安定化最大電圧Ｕ_ｃｏの事前定義されたパーセンテージに到達するのに必要とする時間に、比較的近い任意の値が好適であって良く、この時間は測定されるか、又は推定されるかのいずれかである。したがって、事前定義された時間ｔは、少なくとも欠陥のない発電器の場合に電圧が発電器の最大電圧Ｕ_ｃｏに向かって集束するまでの時間に対して十分長い。したがって、より一般的には、この事前定義された時間として、１０^−７と１０^−２秒の間の値を選択することができる。

−測定された電圧Ｕと最大電圧Ｕ_ｃｏの事前定義されたパーセンテージとの比較ステップ
−測定された電圧Ｕが最大電圧Ｕ_ｃｏのある事前定義されたパーセンテージに到達する場合、発電器は正常に動作中であると考えられ、スイッチＴ２が閉じられて、発電器をその正常な電力生産状態に再設定する。事前定義されたパーセンテージは、本実施形態では９５％に設定される。事前定義されたパーセンテージは、事前定義された時間ｔに依存するので、他の値を取ることができ、例えば、好ましくは５０％より大きい任意の値を取ることができる。
−測定された電圧Ｕが最大電圧Ｕ_ｃｏの事前定義されたパーセンテージに到達しない場合、発電器は欠陥があると考えられる。

変形形態として、デバイスが、短絡回路動作モードから開回路モードに切り替わるときに決定される電圧−電流曲線Ｕ（Ｉ）を観察することが可能である。このために、以下のステップが実行される。
−光起電力発電器を短絡回路モードに再設定するためにスイッチＴ１を閉じ、次いで光起電力発電器を開回路モードに再設定するためにスイッチＴ１を開くステップ
−事前定義された周波数ｆ_ａｃｑにしたがって、複数のポイントの電圧及び電流を測定し、この周波数が有利なことに１００ｋＨｚと１ＭＨｚの間に位置するステップ
−電圧が値Ｕ_ｃｏに到達するとき、スイッチＴ２が閉じられて、発電器をその正常な電力生産状態に再設定するステップ
−測定されたポイントは、伝送され、そして、光起電力デバイスのＣＰＵ１３によって分析され、こうしてＣＰＵ１３は、欠陥の数及び劣化の重要性を推測することができる。

逆モードの変形実施形態によれば、第１のステップのみが変更され、開回路から短絡回路に切替をするように、スイッチＴ１が最初に開かれ、次いで閉じられる。

変形形態として、以前に記載した二つの実施形態は統合できる。例えば、電圧が短絡回路動作モードから開回路動作モードに切り替わるときに、時間の関数としての、電圧の傾向の分析に依拠する第１の実施形態は、欠陥が検出された場合に、デバイスの欠陥に関する追加情報をそこから推測するために、曲線Ｕ（Ｉ）の傾向を決定し、且つ観察することが後に続いてよい。

本発明によれば、診断を実施するために必要な時間は、インバータ１１を完全に停止することなく診断を実行可能とするのに十分短く、反対の場合は、もう一度インバータ１１の最大電力を生産するために、場合によっては数分ほどの長さの、かなりの時間が必要となる。このため、インバータが、エネルギーを貯蔵可能とする容量性のバスを備えることに留意されたい。インバータの動作を乱さないように、Ｕ（Ｉ）曲線は、１０ｍｓ未満でプロットされなければならない。しかし、スイッチの通常の開時間である１０ｎｓは、速すぎて、満足な数の測定ができず、満足なＵ（Ｉ）曲線をプロットできない。したがって、本発明は、１０ｎｓと１０ｍｓの間の時間に開を達成するように、特定の制御デバイスによって、そのようなスイッチの開を遅くすることを提案する。

図１１は、本発明の一実施形態によるスイッチの制御デバイスを示す。このデバイスは、トランジスタのゲートコンデンサＣｇの放電の持続期間を増加させる機能がある抵抗器Ｒｃｄｅと、制御電圧の低下を遅らせる機能があるコンデンサＣｃｄｅと、ゲートコンデンサＣｇが電圧発生器Ｖｃｄｅへ放電することを防ぐ機能があるダイオードＤｃｄｅの追加に依拠する。制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）は、並列に配列され、且つゲート抵抗器（Ｒｇ）及びゲートコンデンサ（Ｃｇ）によって形成されるアセンブリの入力端子にリンクされる。

例として、数ｎｓで０と１７Ｖの間で変化する立上りパルス及び立下りパルスの電圧を考える。ダイオードＤｃｄｅを介してトランジスタを開くコマンドを指示するとき、制御電圧Ｖｃｄｅの値は、０Ｖに切り替わる。その値が２２０ｎＦである制御コンデンサＣｃｄｅは、その値が１２キロオームである制御抵抗器Ｒｃｄｅを介してゆっくりと放電する。同時に、ダイオードが電圧源Ｖｃｄｅによって起こり得る放電を防ぐので、トランジスタのコンデンサＣｇも、まさに同様にゆっくりと放電する。このダイオードが任意選択であることに留意されたい。このデバイスを、多結晶シリコン光起電力モジュールと共に使用するには、開時間は８００μｓである。この開の期間に、デバイスはおよそ１００の点、好ましくは、少なくとも１０点を測定し、図１２に表される、この８００μｓの開時間の期間における電圧の傾向の曲線２０及び電流の傾向の曲線２１をプロットすることを可能にする。したがって、これらの測定によって、図８の曲線４と同様の正確なＵ（Ｉ）曲線を得ることを可能とする。

当然、上述した数値は、例として与えられており、上述した数値は、使用されるスイッチ及び光起電力モジュール技術に適合されるべきであり、それに対しコンデンサは技術ごとに変わり、それによってＵ（Ｉ）曲線の形に影響を与える。したがって、浮遊容量が大きいモジュールに関連するスイッチのスイッチングをさらに遅らせることは、良い考えである。このため、これらの構成要素が関連するスイッチの開を遅らせるレベルを決定する、コンデンサＣｃｄｅの値及び制御抵抗器Ｒｃｄｅの値は、事前にこれらのモジュール上で実施される特定の試験に基づいて、装備される光起電力モジュールに適合されることになる。制御容量の値が増すと、スイッチング時間がさらに長くなり、得られるＵ（Ｉ）曲線がさらに正確になる。有利なことに、制御コンデンサＣｃｄｅは、１０と１００００ｎＦの間の値を有し、制御抵抗器Ｒｃｄｅは、１キロオームより大きい値を有することになる。例として、図１３は、スイッチ制御デバイスの構成要素が最適なパラメータ設定でない場合に得られる、不完全なＵ（Ｉ）曲線を示しており、最大電力点に対応する領域２２は、はるかに少ない点でマークされている。したがって、Ｕ（Ｉ）曲線内の正確な曲がりを得るように、スイッチの制御デバイスのＲｃｄｅパラメータ及びＣｃｄｅパラメータを選ぶことが、特に最良である。実際には、これらの値は、スイッチングの所望の遅れにしたがって決定されることになり、これらの値が、１０ｎｓと１０ｍｓの間の開動作、有利には１と５０００μｓの間の値を得る効果を有するようになることになる。これらの値は、環境及び遅れ制御が適用されるスイッチに完全に適合するように、経験的に決定することができる。

光起電力デバイスのための診断方法を、例として記載してきた。明らかに、この診断のために、開回路状態の発電器の端子における最大電圧Ｕ_ＣＯに到達するために必要な時間の変動に依拠する他の変形形態も可能である。この最大電圧は、診断方法が実施されるたびに測定される必要はないが、例えば、発電器が新しいときに、正常で、欠陥のない動作で一度だけ測定され、記憶されてよい。同様に、この値に到達するために必要な時間が同時に測定され、診断ステップのための基礎として働くように記憶されてよい。

したがって、発電器の診断方法の第１の実施形態のあり得る変形形態は、発電器が開回路モードに切り替わるときに、電圧が最大電圧に到達するのを系統的に待つステップと、必要とされる時間を測定するステップと、正しい動作の場合における正常な時間と必要とされる時間を比較するステップとを含むことができる。この時間が、事前定義されたパーセンテージだけ正常な時間を超える場合、発電器は欠陥があると考えられる。

図１０に示された電気回路図に対応する診断デバイスに基づいて、診断方法を記載してきた。有利な変形形態によれば、光起電力インバータの入力構造を使用することによって、診断を行うことができる。従来では、これらのインバータは、電力電子部品を直列、並列、又はその両方のいずれかで使用し、このことによって、「光起電力インバータ」機器のチョッパ部分（ＤＣ／ＤＣコンバータステージ）からインバータ部分（ＤＣ／ＡＣコンバータステージ）を切り離すこと、及び／又は、ＤＣ／ＤＣ変換機能を実現することが可能になる。これらの構成要素により、入力に接続された光起電力発電器（又は複数の光起電力発電器）の、短絡回路から開回路への切替を実施することができ、したがって診断をすることが可能となる。この機能性を、既存のインバータに対し、容易に、主にソフトウェア適合によって実装することもできる。

追加の留意事項として、光起電力デバイスの通常の目標は、システムの損失を最大に減少させることにより、したがって電力変換のための上で述べたＤＣ／ＤＣコンバータ又はＤＣ／ＡＣコンバータ中に速いスイッチングモードを使用することにより、電気エネルギーを生産することである。さらに、現在使用されている測定デバイスは、能動ではなく受動であり、すなわち測定デバイスは、光起電力デバイスの動作に直接介入しない。反対に、本発明の光起電力デバイスは、能動部品を組み込んでおり、このことにより、光起電力デバイスの動作を直接変更することになる。さらに、この能動的介入は、上述した状態において、時間の関数としての電圧の傾向の測定が意味のあるものになるように十分に遅く、しかし、さらに配電網の残部を乱さないように十分に速く設計される。上述の与えられた説明にしたがえば、当業者なら、この測定時間を決定するパラメータを選択できることになる。有利なことに、当業者は、０．５と１ｍｓの間、時間又は電流の関数として電圧の傾向を測定又はプロットする全持続期間を実現するようパラメータを選択することになる。

Claims (13)

1. 複数の光起電力セルを備える光起電力発電器を備える光起電力デバイスであって、
   少なくとも一つのスイッチと、
   前記スイッチにリンクされ、且つ制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）を備え、前記スイッチの開の制御を遅くらせるための制御デバイスとを備え、
   前記光起電力発電器の少なくとも一つのセルが、短絡回路動作モードから開回路モードに切り替わるか、又は前記開回路モードから前記短絡回路動作モードに切り替わることを可能にすることを特徴とする光起電力デバイス。
2. 前記光起電力発電器をバッテリ又は配電網のような外部の負荷にリンクすること又はリンクしないことを可能にする第１のスイッチ（Ｔ２）と、
   前記光起電力発電器の少なくとも一つのセルと並列である少なくとも一つの第２のスイッチ（Ｔ１）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光起電力デバイス。
3. ゲートコンデンサ（Ｃｇ）及びゲート抵抗器（Ｒｇ）を直列に備えるＭＯＳトランジスタである少なくとも一つのスイッチを備え、前記制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び前記制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）が、前記ゲート抵抗器（Ｒｇ）及び前記ゲートコンデンサ（Ｃｇ）によって形成されるアセンブリの入力端子において並列に配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光起電力デバイス。
4. 前記制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）が、１０と１００００ｎＦの間の値を有し、前記制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）が。１キロオームより大きな値を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光起電力デバイス。
5. 前記制御デバイスが、ダイオード（Ｄｃｄｅ）をさらに備え、
   前記ダイオードが、電圧発生器（Ｖｃｄｅ）への前記ゲートコンデンサ（Ｃｇ）の放電を防止することができ、前記制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び前記制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）によって形成されるアセンブリの端子に配列されて、前記スイッチに電圧コマンドを伝送することを特徴とする請求項２又は３に記載の光起電力デバイス。
6. 前記制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び前記制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）が、前記スイッチの前記開を１０ｎｓと１０ｍｓの間で実現するように遅らせることができる値を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光起電力デバイス。
7. 前記制御コンデンサ（Ｃｃｄｅ）及び前記制御抵抗器（Ｒｃｄｅ）が、前記スイッチの前記開を１と５０００μｓの間で実現するように遅らせることができる値を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光起電力デバイス。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光起電力デバイスのための診断方法であって、
   少なくとも一つのスイッチの制御デバイスを使用して、光起電力デバイスが短絡回路動作モードから開回路モードに、又はその逆に開回路動作モードから短絡回路モードに切り替わるとき、光起電力デバイスの電圧（Ｕ）の傾向を観察するステップを前記光起電力デバイスによって実施することを特徴とする診断方法。
9. 光起電力デバイスの電圧（Ｕ）の前記傾向を観察する前記ステップが、電流（Ｉ）の関数としての、光起電力発電器の電圧（Ｕ）の前記傾向Ｕ（Ｉ）の観察を含むことを特徴とする請求項８に記載の診断方法。
10. 短絡回路動作モードから開回路モード又はその逆への切替の期間の、１０ｎｓと１０ｍｓの間の時間内に、少なくとも１０点において電圧（Ｕ）及び電流（Ｉ）のいずれか一方又はこれらの両方を測定することを含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の診断方法。
11. 短絡回路動作モードから開回路モード又はその逆への切替の期間の、５００μｓと１ｍｓの間の持続期間内に、複数の点において電圧（Ｕ）及び電流（Ｉ）のいずれか一方又はこれらの両方を測定することを含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の診断方法。
12. 電圧−電流曲線中の不連続部分（７、８、９）を検出し、その不連続部分から欠陥の数及び欠点の重要性を推測するステップを含むことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の診断方法。
13. 前記光起電力発電器を前記光起電力発電器の負荷から切り離すことにより第１のスイッチ（Ｔ２）を開き、前記光起電力発電器を閉回路位置から開回路位置に切り替えるステップと、
    前記光起電力発電器の前記端子で得られる安定化最大電圧（Ｕ_ＣＯ）を測定するステップと、
    第２のスイッチ（Ｔ１）を閉じて前記光起電力発電器を短絡回路モードに設定し、次いで、第２のスイッチ（Ｔ１）を開いて前記光起電力発電器を開回路モードに再設定するステップと、
    前記曲線Ｕ（Ｉ）を得るために、前記電圧（Ｕ）が前記最大電圧（Ｕ_ＣＯ）に達するまで、前記光起電力発電器の前記端子における前記電圧（Ｕ）及び前記電流（Ｉ）を測定するステップと、
    前記第１のスイッチ（Ｔ２）を閉じて、前記光起電力発電器を、前記光起電力発電器の負荷にリンクされる、前記光起電力発電器の正常な電力生産状態に再設定するステップと
    を更に含むことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の診断方法。

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