JP2014179397A - 太陽電池ストリングの異常検出方法およびパワーコンディショナ - Google Patents

Abstract

【課題】ホットスポットの原因となる太陽電池モジュールの異常を簡易な方法、構成で発見できるようにする。
【解決手段】複数の太陽電池ストリング１ａ，１ｂと、接続箱２と、パワーコンディショナ３とで構成される太陽電池発電システムにおいて、パワーコンディショナ３の制御部３２を電力系統ＣＰから供給される電力で動作させ、かつ、パワーコンディショナ３の電力変換部３１の動作を停止させた状態で、電圧センサ２４で測定される各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の測定値を制御部３２に入力し、制御部３２において、これら測定値と所定の閾値とを比較して、測定値が上記閾値以下となる太陽電池ストリングを異常と判定し、その旨を表示部３４に表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は太陽電池ストリングの異常検出方法およびパワーコンディショナに関し、より詳細には、複数の太陽電池ストリングを備えた太陽電池発電システムにおいて、太陽電池ストリングの異常をパワーコンディショナで検出する技術に関する。

近時、再生可能エネルギーの利用促進などの観点から太陽電池発電システムが広く普及している。太陽電池発電システムは、周知のとおり、光エネルギを直流電力に変換する太陽電池（太陽電池セル）を用いた発電システムであって、複数の太陽電池セルを封止してモジュール化した太陽電池モジュールを最小構成単位として、この太陽電池モジュールを直列に接続する（太陽電池ストリングを構成する）ことにより所望の出力電圧（開放電圧）を得るようにしている。

図３は、このような太陽電池モジュールの一例を示している。図３に示す太陽電池モジュールａは、モジュールのケースｂ内に４８個（図示例では、縦８列、横６行）の太陽電池セルｃを配設しており、これら太陽電池セルｃが直列に接続されている。また、これら太陽電池セルｃは、複数個（図示例では２行、１６個）ごとにセルアレイｄを構成しており、各セルアレイｄにはバイパスダイオードｅが備えられている。

図４は、このような太陽電池モジュールａを用いた太陽電池発電システムの構成例を示している。図４に示す太陽電池発電システムは、１０枚の太陽電池モジュールａを直列に接続した太陽電池ストリングｆを２基用いてシステムを構成しており、図に示すように、各太陽電池ストリングｆ，ｆは接続箱ｇに並列に接続される。そして、各太陽電池ストリングｆ，ｆから出力される直流電圧が接続箱ｇにおいて揃えられてパワーコンディショナｈに入力され、パワーコンディショナｈにおいて商用電源などの電力系統ｉに連系可能な交流電力に変換されるように構成されている。

ところで、このような太陽電池発電システムでは、一般にホットスポット現象と呼ばれる太陽電池モジュールａの局所的な発熱現象が知られている。このホットスポット現象は、太陽電池セルｃ自体の不良や太陽電池セルｃを接続する半田の不良、さらには、太陽電池モジュールａの一部が長期間影になり（たとえば、落ち葉が張り付くなど）、一部の太陽電池セルｃが発電しないことなどが原因となって起こり、このようなホットスポット現象を長期間放置すると発電量の低下や発熱による更なる太陽電池セルｃの故障を招くおそれがある。

そのため、この種の太陽電池発電システムでは、一部の太陽電池セルｃが故障等した場合には、バイパスダイオードｅによって、当該故障等した太陽電池セルｃを含むセルアレイｄをバイパスして電流が流れるように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平５−１６０４２５号公報

しかしながら、このようにバイパスダイオードｅにより当該故障等のある太陽電池セルｃを含むセルアレイｄをバイパスする構成では、当該故障等のある太陽電池セルｃを含むセルアレイｄの発電電力が失われる。たとえば、図３に示す太陽電池モジュールａにおいて、各太陽電池セルｃの開放電圧が０．６２５Ｖである場合、１個の太陽電池セルｃが故障等すると、太陽電池モジュールａの開放電圧は、セルアレイｄ１基分、すなわち、１０Ｖ（＝０．６２５Ｖ×８×２）低下することになる。

太陽電池発電は日照の状態により発電量が安定しないので、このようなバイパスダイオードｅの動作に伴う開放電圧の低下をユーザが発見するのは困難である。

その一方で、ホットスポット現象を肉眼で確認するのは困難であり、現状ではサーモビューア（サーモグラフィ装置）などを用いて太陽電池モジュールａの表面温度を確認しているが、サーモビューアを用いた確認作業は大掛かりとなり、その手間と費用が大きな負担となる。殊に、一般的な太陽電池発電システムでは、複数の太陽電池ストリングｆが用いられるので、故障個所の発見は容易でなかった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ホットスポットの原因となる太陽電池モジュールの異常を簡易な方法、構成で発見できるようにすることにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の太陽電池ストリングの異常検出方法は、複数の太陽電池ストリングと、これら太陽電池ストリングで発電される直流電力を交流電力に変換する電力変換部および上記電力変換部を制御する制御部を有するパワーコンディショナとを備えた太陽電池発電システムにおいて、上記パワーコンディショナの制御部を上記太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作させ、かつ、上記パワーコンディショナの電力変換部の動作を停止させた状態で、各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値をそれぞれ上記制御部に入力し、上記制御部において、各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値を所定の閾値と比較して、当該測定値が上記所定の閾値以下となる太陽電池ストリングを異常と判定することを特徴とする。

この請求項１に記載の太陽電池ストリングの異常検出方法は、太陽電池ストリングの異常をパワーコンディショナで検出するようにしている。すなわち、この方法では、太陽電池ストリングの異常検出にあたり、まず、パワーコンディショナの制御部を太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作させるとともに、パワーコンディショナの電力変換部の動作を停止させる。これにより、太陽電池ストリングからパワーコンディショナへの電流が抑制されるので、太陽電池ストリングの出力電圧を開放電圧に近い状態で検出することができるようになる。そして、この状態でパワーコンディショナの制御部に各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値を入力して所定の閾値と比較し、測定値が上記所定の閾値以下となる太陽電池ストリングを異常と判定する。ここで、上記所定の閾値として、たとえば、太陽電池ストリングの定格出力電圧（またはその近似値）を用いることにより、太陽電池ストリングの出力電圧の低下、換言すれば、太陽電池ストリングに出力電圧の低下を伴う異常があることが検出できる。また、この異常の検出は、太陽電池ストリングごとに行われるので、異常のある太陽電池ストリングの特定も可能となる。このように、本発明の請求項１に記載の太陽電池ストリングの異常検出方法によれば、太陽電池ストリングの異常を簡易な方法で発見することができるようになる。

本発明の請求項２に記載のパワーコンディショナは、複数の太陽電池ストリングが並列に接続された接続箱から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換部と上記電力変換部を制御する制御部とを有するパワーコンディショナにおいて、上記太陽電池ストリングの出力電圧を測定する電圧測定手段を備えるとともに、上記制御部が上記太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作可能に構成されてなり、上記制御部は、上記太陽電池ストリングの異常診断モードを備え、この異常診断モードの実行に伴って、該制御部を太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作させるとともに、上記電圧測定手段で測定された各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値を所定の閾値と比較して、当該測定値が上記所定の閾値以下となる太陽電池ストリングを異常と判定する制御構成を備えていることを特徴とする。

この請求項２に記載のパワーコンディショナは、請求項１に記載の太陽電池ストリングの異常検出方法を実施するためのパワーコンディショナである。請求項１に記載の異常検出方法を実施するにあたり、このパワーコンディショナは、太陽電池ストリングの出力電圧を測定する電圧測定手段を備えるとともに、制御部を太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作可能に構成している。そして、制御部には、通常の動作モード（太陽電池ストリングで発電された直流電力を交流電力に変換する動作モード）に加えて、太陽電池ストリングの異常診断モードが備えられ、制御部がこの異常診断モードを実行するときには、制御部を太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作させ、かつ、電圧測定手段で測定された各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値を制御部に入力して所定の閾値と比較し、測定値が上記所定の閾値以下となる太陽電池ストリングについては異常と判定するように構成している。

本発明の請求項３に記載のパワーコンディショナは、請求項２に記載のパワーコンディショナにおいて、上記電圧測定手段は、上記接続箱において、各太陽電池ストリングからの入力電圧を測定する電圧センサで構成されていることを特徴とする。

すなわち、この請求項３に記載のパワーコンディショナでは、電圧測定手段として、各太陽電池ストリングから接続箱への入力電圧を測定する電圧センサを用いるので、太陽電池ストリングの出力電圧を正確に（配線による電圧降下の少ない状態で）測定でき、太陽電池ストリングの異常を正確に検出することができる。

本発明の請求項４に記載のパワーコンディショナは、請求項２に記載のパワーコンディショナにおいて、上記電圧測定手段は、上記パワーコンディショナへの入力電圧を測定する電圧センサで構成されていることを特徴とする。

すなわち、この請求項４に記載のパワーコンディショナでは、電圧測定手段として、パワーコンディショナへの入力電圧を測定する電圧センサを用いるので、接続箱とパワーコンディショナとの間に通信用の配線（電圧測定手段の測定値の通信配線）を設けることなく請求項１に記載の異常検出方法を実施することができる。

本発明によれば、パワーコンディショナが、太陽電池ストリングの出力電圧に基づいて太陽電池ストリングの異常の有無を検出するので、太陽電池セルの故障などによって太陽電池ストリングに異常が生じた場合に、当該異常を容易に発見することができる。

また、この異常の有無の判断は、太陽電池ストリングごとに行われるので、異常が発生した太陽電池ストリングの特定も容易に行える。

本発明に係るパワーコンディショナを用いた太陽電池発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係るパワーコンディショナを用いた太陽電池発電システムの他の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。 太陽電池モジュールの回路構成の一例を示す説明図である。 太陽電池システムの概略構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
実施形態１
図１は、本発明に係るパワーコンディショナを用いた太陽電池発電システムの一例を示している。この図１に示す太陽電池発電システムは、太陽電池パネル１で発電された直流電力を商用電源などの電力系統ＣＰに連系可能な交流電力（たとえば、単相交流１００Ｖ／２００Ｖ）に変換するシステムであって、太陽電池パネル１と、接続箱２と、パワーコンディショナ３とを主要部として構成される。

太陽電池パネル１は、図４に示すように、複数（図示例では２基）の太陽電池ストリング１ａ，１ｂで構成される。各太陽電池ストリング１ａ，１ｂは、複数の太陽電池モジュールを直列に接続して所望の直流電圧が得られるように構成したものであって、本実施形態では、それぞれ１０枚の太陽電池モジュールを直列に接続して構成している。太陽電池モジュールは、図３に示すように、複数の太陽電池セルをケース内に収容してモジュール化したものであって、各太陽電池セルは直列に接続されるとともに、所定数ごとにセルアレイを構成し、各セルアレイにはバイパスダイオードが備えられている。

接続箱２は、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂで発電される直流電圧を揃えてパワーコンディショナ３に入力するための装置であって、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂはこの接続箱２に並列に接続される。接続箱２の内部には、太陽電池ストリング１ａ，１ｂごとにサーキットブレーカ（遮断器）２１が備えられており、太陽電池ストリング１ａ，１ｂごとに回路の遮断ができるようになっている。また、サーキットブレーカ２１と出力電圧の合成点Ａとの間には逆流防止用のダイオード２２が備えられており、太陽電池ストリング１ａ，１ｂへの電流の逆流が防止されている。

接続箱２には、ＤＣ／ＤＣコンバータなどで構成される昇圧回路（図示せず）が備えられることがある。このような昇圧回路を備える接続箱（昇圧回路付き接続箱）２においては、たとえば、接続箱２の出力電圧を、最も出力電圧の高い太陽電池ストリングの出力電圧に揃えてパワーコンディショナ３に供給するようになっている。

本実施形態では、この接続箱２は、上記昇圧回路を備える構成を採用しており、それに伴って昇圧回路を制御する制御部２３が備えられている。この制御部２３は、マイコン（図示せず）を制御中枢として備えるとともに、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂからの入力電圧（換言すれば、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧）を測定する電圧センサ（電圧測定手段）２４を備えており、この電圧センサ２４の測定値に基づいてマイコンが昇圧回路の昇圧動作を制御するようになっている。

また、この制御部２３は、パワーコンディショナ３の制御部３２と連携して、後述する太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を行うようになっており、マイコンにはこの異常判定処理のためのプログラムが備えられている。そして、この異常判定処理に関連して、制御部２３は、パワーコンディショナ３の制御部３２と図示しない通信線を介して接続され、パワーコンディショナ３の制御部３２と通信可能に構成されている。なお、この制御部２３は、太陽電池ストリング１ａ，１ｂから電源供給を受けるように構成されており、太陽電池ストリング１ａ，１ｂが発電を開始すると動作するようになっている。

パワーコンディショナ３は、接続箱２から供給される直流電力を電力系統ＣＰに連系可能な交流電力に変換する系統連系インバータ装置であって、直流電力を交流電力に変換する電力変換部３１と、電力変換部３１の動作を制御する制御部３２と、パワーコンディショナ３に対するコマンドを入力するための操作部３３と、パワーコンディショナ３の動作状況などを表示する表示部３４とを主要部として構成される。

電力変換部３１は、接続箱２から入力される直流電圧を昇圧するコンバータ部（コンバータ回路）３５と、コンバータ部３５で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ部（インバータ回路）３６とで構成されており、インバータ部３６で変換された交流電力が図示しない系統連系リレーを介して、家庭内の電気負荷Ｒおよび電力系統ＣＰに供給されるようになっている。

制御部３２は、パワーコンディショナ３の各部の動作を制御する制御装置であって、この制御部３２には制御中枢としてマイコン（図示せず）が備えられており、このマイコンに備えられた制御プログラムに基づいて、上述した電力変換部３１の動作制御や表示部３４の表示制御などの各種制御が行われるほか、本実施形態では、後述する太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理も行われるようになっている。なお、電力変換部３１の動作制御に関して、制御部３２にはコンバータ部３５への入力電圧を測定する電圧センサ３７を備えており、この電圧センサ３７で測定される入力電圧に基づいて電力変換部３１の動作制御を行うように構成されている。また、この制御部３２は、接続箱２の制御部２３と通信可能に構成されている。

制御部３２に動作電力を供給する制御電源３８は、インバータ部３６のＤＣリンク部（インバータ３６の入力部）と接続され、太陽電池ストリング１ａ，１ｂで発電された直流電力で制御部３２を動作させることができるように構成されるとともに、ブリッジダイオードなどの整流回路３９を介して電力系統ＣＰとも接続され、太陽電池ストリング１ａ，１ｂで発電された直流電力以外の電力（この場合、電力系統ＣＰから供給される電力）によっても制御部３２を動作させることができるように構成されており、電源供給元を太陽電池ストリング１ａ，１ｂ側と電力系統ＣＰ側とで切り換えることができるように構成されている。具体的には、電力系統ＣＰと制御電源３８との間に、制御部３２によって接点の開閉制御が行われるリレー接点（図示せず）が整流回路３９と直列に接続され、制御部３２がこのリレー接点を閉じることで、制御部３２が太陽電池ストリング１ａ、１ｂで発電された直流電力以外の電力で動作できるように構成されている。そして、この制御電源３８は、制御部３２が後述する太陽電池ストリングの異常診断モードにあるとき以外（つまり、通常の動作モードのとき）は、太陽電池ストリング１ａ，１ｂが発電していれば太陽電池ストリング１ａ，１ｂで発電された直流電力で制御部３２を動作させる一方、太陽電池ストリング１ａ，１ｂが発電をしていなければ電力系統ＣＰから電源供給を受けて制御部３２を動作させるようになっている。なお、４０は電流の逆流を防止するダイオードである。

操作部３３は、上述したように、パワーコンディショナ３に対するコマンドを入力するための操作装置であって、この操作部３３には図示しない複数の操作スイッチが備えられている。そして、これらの操作スイッチの操作は、制御部３２によって受け付けられ、制御部３２が操作内容に応じた各種制御を行うようになっている。

また、表示部３４は、パワーコンディショナ３の動作状況などを表示する表示装置（たとえば、液晶表示装置など）で構成されており、この表示部３４には、パワーコンディショナ３が動作（運転）中であるか否かなどの様々な情報が表示されるようになっている。

次に、このように構成された太陽電池発電システムにおけるパワーコンディショナ３による太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理について説明する。

本実施形態に示すパワーコンディショナ３は、制御部３２が以下のようにして、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常の有無を判定するように構成されている。

すなわち、パワーコンディショナ３の制御部３２は、電圧センサ３７で測定される入力電圧が所定の電圧（具体的には、インバータ部３６において電力系統ＣＰに連系可能な交流電力の生成が可能となる電圧）以上になると、コンバータ部３５およびインバータ部３６を動作させて交流電力の生成を開始するように構成されるが、本実施形態では、電圧センサ３７で測定される電圧が上記所定電圧以上になると、制御部３２は、異常診断モードに移行して、コンバータ部３５およびインバータ部３６を動作させる前に（つまり、コンバータ部３５およびインバータ部３６を停止させた状態で）、接続箱２の制御部２３に対して、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧（つまり、電圧センサ２４の測定値）の送信を要求する。

ここで、制御部３２による電圧センサ２４の測定値の送信要求は、コンバータ部３５およびインバータ部３６が動作する前に行われるので、制御部３２は電力系統ＣＰ側から供給される電力（太陽電池ストリング１ａ，１ｂで発電された電力以外の電力）で動作しており、太陽電池ストリング１ａ，１ｂからパワーコンディショナ３には電流はほとんど流れないので、このときに電圧センサ２４で測定される太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧は、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの開放電圧に近似した値となる。

一方、この送信要求を受け付けた接続箱２の制御部２３は、太陽電池ストリング１ａ，１ｂごとの電圧センサ２４の測定値をパワーコンディショナ３に送信する。なお、この送信にあたり、接続箱２の制御部２３は、出力電圧の測定値とともに当該測定値がいずれの太陽電池ストリング１ａ，１ｂの測定値であるかを特定するデータも併せて送信する。

このようにして、接続箱２の制御部２３から太陽電池ストリング１ａ，１ｂごとの出力電圧の測定値が送信されると、これを受け付けたパワーコンディショナ３の制御部３２は、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の測定値をそれぞれ所定の閾値Ｘと比較し、測定値が上記閾値Ｘ以下となる太陽電池ストリング１ａ，１ｂは異常があると判定する。

この閾値Ｘは、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの構成（具体的には、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの定格出力電圧）に基づいて設定される。ここで、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの定格出力電圧は、通常、太陽電池セルが２５℃のときの値を基にして決定されるが、太陽電池セルの開放電圧は温度によるばらつきが大きいので、この温度によるばらつきを考慮して閾値Ｘは設定される。

具体的には、上述したように、パワーコンディショナ３の入力電圧が所定電圧以上になったときにパワーコンディショナ３の制御部３２が接続箱２に対して太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の送信を要求する構成では、この送信要求は、日照が開始される朝の時間帯に送信されることが多くなる。

ここで、２５℃のときの開放電圧が３０Ｖの太陽電池モジュール（２５℃のときの開放電圧が０．６２５Ｖの太陽電池セルを８列×６行配置した太陽電池モジュール）において、各太陽電池セルの温度特性が−２．２３ｍＶ／Ｋであった場合、朝の時間帯の温度が０℃〜３０℃の範囲で変動すると仮定すると、太陽電池モジュールの出力電圧は、０℃のときは３２．６８Ｖ、３０℃のときは２９．４６Ｖとなる。そして、このような太陽電池モジュールを１０枚直列に接続して太陽電池ストリング１ａ，１ｂを構成すると、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧は、０℃のときは３２６．８Ｖ、３０℃のときは２９４．６Ｖとなる。したがって、上記閾値Ｘの設定にあたっては、このような温度変化による太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の変動を考慮して、少なくとも、温度変化によって出力電圧の低下が予測される下限値電圧（上記のように０℃〜３０℃の温度変化を予測した場合には２９４．６Ｖ）よりも低く、かつ、この下限値電圧に近似する電圧値（たとえば、この場合には２９０Ｖ）を閾値Ｘとして設定する。これにより、夏季など太陽電池モジュールの温度が上昇したときに、制御部３２が誤って異常判定を行うことが防止される。

なお、上述した例では、上記閾値Ｘを２９０Ｖとした場合を例示したが、閾値Ｘの設定にあたってはもう少し余裕を見て開放電圧の９０％程度、すなわち、２７０Ｖ程度に設定してもよい。また、太陽電池セルの自然な経年劣化にあわせて閾値Ｘを所定期間ごとに下げる構成を採用することも可能である。さらに、この閾値Ｘの設定にあたり、たとえば太陽電池モジュールの温度を検出する温度センサを備えさせて、この温度センサによって検出される太陽電池モジュールの温度に応じて閾値Ｘを変動させる構成も採用し得る。

そして、パワーコンディショナ３の制御部３２は、出力電圧の測定値が上記所定の閾値Ｘ以下となり異常と判定した太陽電池ストリング１ａ，１ｂが存在する場合には、当該異常がある旨を表示部３４に表示する。また、その際、接続箱２の制御部２３から送信された太陽電池ストリング１ａ，１ｂを特定するデータに基づいて異常が発見された太陽電池ストリング１ａ，１ｂを特定して、その表示も併せて表示部３４に表示する。

なお、上述した実施形態では、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定に関して、パワーコンディショナ３の制御部３２は、接続箱２の制御部２３から送信された太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の測定値を加工することなくそのまま所定の閾値Ｘと比較して異常の有無を判定する構成を示したが、たとえば、パワーコンディショナ３の制御部３２は、接続箱２の制御部２３から送信される太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の測定値を一定期間分（たとえば、７日分）記憶し、その平均値を演算して閾値Ｘと比較するように構成することもできる。これにより、一時的な出力電圧の低下によって太陽電池ストリング１ａ，１ｂに異常があると誤判定することが防止される。

このように、本実施形態に示す太陽電池発電システムでは、パワーコンディショナ３の入力電圧が所定の電圧以上になると、パワーコンディショナ３の制御部３２が自動的に太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を行って、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常の有無を判定して表示部３４に表示するので、ユーザは、表示部３４の表示を確認することで太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常を容易に把握することができ、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常を早期に発見することができる。

実施形態２
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態に示す太陽電池発電システムは、上述した実施形態１において、パワーコンディショナ３が自動で行っていた太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を手動で行わせることができるように構成したものであって、上述した実施形態１の自動判定に代えて、または、実施形態１の自動判定と併用して適用される。

すなわち、この実施形態に示すパワーコンディショナ３では、制御部３２は操作部３３の操作に応じて太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を行うように構成される。

具体的には、操作部３３において、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理の開始操作が行われると、この操作を受け付けた制御部３２は、異常診断モードに移行して、制御電源３８の電源供給元を電力系統ＣＰ側に切り換える。すなわち、パワーコンディショナ３は、上述したように、太陽電池ストリング１ａ，１ｂが発電を行っている場合には、制御電源３８は太陽電池ストリング１ａ，１ｂ側から電源供給を受けるようになっているので、異常診断モードへの移行に伴って、制御電源３８の電源供給元を太陽電池ストリング１ａ，１ｂ側から電力系統ＣＰ側に切り換えて、制御部３２を電力系統ＣＰ側から供給される電力で動作させる。

そして、制御部３２は、コンバータ部３５およびインバータ部３６の動作を停止させ、その後、接続箱２の制御部２３に対して、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧（つまり、電圧センサ２４の測定値）の送信を要求する。すなわち、本実施形態においても、上述した実施形態１と同様に、制御部３２は、太陽電池ストリング１ａ，１ｂで発電される直流電力以外の電力で動作するとともに、パワーコンディショナ３の電力変換部３１の動作を停止させた状態で、接続箱２の制御部２３に対して、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の測定値の送信を要求する。

この送信要求を受け付けた接続箱２の制御部２３は、上述した実施形態１と同様に、太陽電池ストリング１ａ，１ｂごとの電圧センサ２４の測定値をパワーコンディショナ３に送信する。この送信にあたり、接続箱２の制御部２３がいずれの太陽電池ストリング１ａ，１ｂの測定値であるかを特定するデータも併せて送信する点も実施形態１と同様である。

そして、パワーコンディショナ３の制御部３２は、接続箱２の制御部２３から太陽電池ストリング１ａ，１ｂごとの出力電圧の測定値を受信すると、実施形態１と同様に、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の測定値をそれぞれ所定の閾値Ｘと比較し、測定値が上記閾値Ｘ以下となる太陽電池ストリング１ａ，１ｂは異常があると判定し、異常があった旨を表示部３４に表示する。なお、このときの閾値Ｘの設定方法や測定値の加工（平均値の使用）などは実施形態１と同様である。

このように、本実施形態に示すパワーコンディショナ３は、操作部３３の操作に応じて太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を行うように構成されるので、ユーザは太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定を適時に行うことができる。

実施形態３
次に、本発明の第３の実施形態について図２に基づいて説明する。
この第３の実施形態は、接続箱２にパワーコンディショナ３と通信可能な制御部２３を備えていない太陽電池発電システムにおける本発明の適用例を示している。図２に示すように、接続箱２に制御部２３を備えていない太陽電池発電システムでは、上述した実施形態１および２のように、接続箱２で各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧を測定してパワーコンディショナ３に送信することができない。そのため、本実施形態では、パワーコンディショナ３への入力電圧を測定する電圧センサ３７を太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧を測定する電圧測定手段として用いる。なお、パワーコンディショナ３が接続箱２と通信を行わない点を除けば、パワーコンディショナ３の基本構成は実施形態１および２に示すパワーコンディショナ３と共通するので、構成が共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

次に本実施形態における太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理について説明する。

本実施形態においても、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を行う場合、制御部３２は、異常診断モードに移行して、制御電源３８の電源供給元を電力系統ＣＰ側に切り換え、この状態でコンバータ部３５およびインバータ部３６の動作を停止させる。

そして、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂの出力電圧の測定は、たとえば、表示部３４に測定値の入力を行う太陽電池ストリング（たとえば、太陽電池ストリング１ａ）を表示し、この表示に基づいて測定値の入力を行う太陽電池ストリング１ａ以外の太陽電池ストリング１ｂが接続されるサーキットブレーカ２１の遮断を行わせ、このときの電圧センサ３７の測定値（つまり、パワーコンディショナ３の入力電圧の測定値）を当該太陽電池ストリング１ａの出力電圧の測定値として制御部３２に入力する。なお、このサーキットブレーカ２１の遮断は手動により行わせるが、たとえば、サーキットブレーカ２１に遠隔操作可能な遮断器を用いることにより、制御部３２によってブレーカの遮断を自動で行わせることも可能である。

そして、制御部３２は、この入力された電圧センサ３７の測定値と所定の閾値Ｘとを比較し、測定値が上記閾値Ｘ以下となる場合には、当該太陽電池ストリング１ａは異常があると判定し、その旨を表示部３４に表示する。

また、太陽電池ストリング１ａの異常判定処理が完了すると、制御部３２は、次の太陽電池ストリング１ｂについても上述した手順で異常判定を行う。

このように、本実施形態に示す太陽電池発電システムでは、接続箱２にパワーコンディショナ３と通信可能な制御部２３が備えられていない場合でも、上述した実施形態１および２と同様に、太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を行うことができる。

なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。

たとえば、上述した実施形態では、パワーコンディショナ３の異常診断モード時に制御部３２を動作させる電力として、電力系統ＣＰから供給される電力を用いる構成を示したが、異常診断モード時にパワーコンディショナ３の制御部３２を動作させる電力は、太陽電池ストリング１ａ，１ｂで発電される直流電力以外の電力であればよく、たとえば、蓄電池などの電源を制御電源３８の電源供給元として用いることも可能である。

また、上述した実施形態では、接続箱２をパワーコンディショナ３と別体に構成した場合を示したが、接続箱２がパワーコンディショナ３に内蔵される構成であっても本発明は適用可能である。

さらに、上述した実施形態１では、パワーコンディショナ３への入力電圧が所定の電圧以上になることを条件に、制御部３２が異常診断モードに移行する構成を示したが、たとえば、制御部３２にタイマ機能を備えさせておき、所定の時間になると自動的に太陽電池ストリング１ａ，１ｂの異常判定処理を行うように構成することも可能である。

なお、上述した実施形態では、太陽電池パネル１を２基の太陽電池ストリングで構成した場合を示したが、太陽電池パネル１を構成する太陽電池ストリングの数は適宜変更可能であることはもちろんのこと、各太陽電池ストリング１ａ，１ｂに接続される太陽電池モジュールの数、さらには、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの数も適宜変更可能である。

１ 太陽電池パネル
２ 接続箱
３ パワーコンディショナ
２１ サーキットブレーカ
２３ 接続箱の制御部
２４ 電圧センサ（電圧測定手段）
３１ 電力変換部
３２ パワーコンディショナの制御部
３５ コンバータ部
３６ インバータ部
３７ 電圧センサ（電圧測定手段）
３８ 制御電源
ＣＰ 電力系統

Claims (4)

1. 複数の太陽電池ストリングと、これら太陽電池ストリングで発電される直流電力を交流電力に変換する電力変換部および前記電力変換部を制御する制御部を有するパワーコンディショナとを備えた太陽電池発電システムにおいて、
   前記パワーコンディショナの制御部を前記太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作させ、かつ、前記パワーコンディショナの電力変換部の動作を停止させた状態で、各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値をそれぞれ前記制御部に入力し、前記制御部において、各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値を所定の閾値と比較して、当該測定値が前記所定の閾値以下となる太陽電池ストリングを異常と判定する
   ことを特徴とする太陽電池ストリングの異常検出方法。
2. 複数の太陽電池ストリングが並列に接続された接続箱から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換部と前記電力変換部を制御する制御部とを有するパワーコンディショナにおいて、
   前記太陽電池ストリングの出力電圧を測定する電圧測定手段を備えるとともに、前記制御部が前記太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作可能に構成されてなり、
   前記制御部は、前記太陽電池ストリングの異常診断モードを備え、この異常診断モードの実行に伴って、該制御部を太陽電池ストリングで発電される直流電力以外の電力で動作させるとともに、前記電圧測定手段で測定された各太陽電池ストリングの出力電圧の測定値を所定の閾値と比較して、当該測定値が前記所定の閾値以下となる太陽電池ストリングを異常と判定する制御構成を備えていることを特徴とするパワーコンディショナ。
3. 前記電圧測定手段は、前記接続箱において、各太陽電池ストリングからの入力電圧を測定する電圧センサで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のパワーコンディショナ。
4. 前記電圧測定手段は、前記パワーコンディショナへの入力電圧を測定する電圧センサで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のパワーコンディショナ。

Images