JP2015015893A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザや工事作業者が太陽光発電装置の発電状況を屋外にて容易に確認することができ、前記インバータの単独運転検出機能と合わせて電気安全を確保できる太陽光発電装置を提供すること。【課題を解決するための手段】表面に透光率可変手段を備えた太陽電池セルと透光率可変用駆動手段を備えて形成された太陽電池モジュールにより形成された太陽電池アレイと、発電電力検出手段と、単独運転検出手段と、単独運転が検出された場合は、前記電力データに応じた透光率可変手段の駆動データを生成し、透光率可変用駆動手段を個別に駆動制御させる集中制御手段とを備え、前記検出された電力データに相応する文字データ、数字データ若しくは記号データを透光率可変用駆動手段を生成し、該文字データ等を太陽電池アレイ外部から視認できるよう表示させることを特徴とする太陽光発電装置を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光発電装置に関し、特に太陽光発電装置における発電状態を太陽光発電パネルの外部から視認できる機能を有した太陽光発電装置に係る。

昨今、商業施設や住宅等においてユーザ負荷に近接した分散電源の設置が進んでいる。取分け太陽光発電装置は、発電のための立地条件など地域的な制限が少ないため広範囲で利用できる分散電源として普及が進んでいる。一般的に太陽光発電装置は、電力事業者等が供給する商用電力の電力系統に連系されて使用される。

太陽光発電装置においては、太陽光発電パネルによって発電した直流電力を交流電力に変換するインバータを内蔵したパワーコンディショナを備えている。そして、得られた交流電力はユーザ負荷に供給される一方、ユーザ負荷の消費電力を上回る発電が行われた場合には、前記太陽光発電装置が連系される電力系統に逆潮流させて売電される。例えば、特許文献１に記載されたように、発電した電力や売電した電力は、宅内に設けられた表示器に表示され、ユーザはこれら発電した電力や売電した電力を把握することができる。

特許文献１の発明においては、従来の太陽光発電システムにおける表示手段では、発電電力や積算発電電力量等が数値やアルファベット程度での表現しかされておらず、住宅内の電力状況を直感的に把握し難かったことに鑑み、前記発電電力等を表示器にバー表示等グラフ化して表示することにより、発電電力等の電力情報をより判り易く使用者に伝えることができる表示手段を有する太陽光発電システムが開示されている。

また、特許文献２には、太陽光発電装置における単独運転を検出する機能について開示されている。太陽光発電装置に備えられるインバータは、内包される制御回路によりインバータの交流側出力電圧を一定電圧に制御する機能、即ち電圧上昇を抑制する機能、および単独運転を検出する機能を有している。

インバータの単独運転を検出する機能については、インバータの出力電圧が電力系統に接続された状態で、工事等のために系統停電が発生した場合に、インバータを停止させるものである。仮に、インバータが運転状態のままであるとすると、インバータの単独運転により電力系統の工事区間にインバータの出力電圧が印加され、工事作業者等が感電する危険性がある。そのため、単独運転を検出する機能は、系統停電状態において、インバータの出力電圧が印加されたことによる電圧の変化を検出して、インバータを停止させるものである。

単独運転の検出機能について、特に、電力系統における同一の柱上変圧器に複数の自家発電装置が接続されている場合には、この検出機能が有効に働くか否かは重要な課題である。即ち、電力系統の柱上変圧器を同じくする地域（「バンク」という）内に２つの自家発電装置が設置されている場合、系統停電が発生しても、一方の自家発電装置から電力系統に電力が供給されることにより、他方のインバータは、出力電圧が印加されたことによる電圧の変化を検出してインバータを停止させることが困難となる場合がある。そのため、同一バンク内の既存の自家発電装置と新設の自家発電装置との間で、単独運転を検出する機能が確実に働くか否かを事前に確認しておく必要がある。この確認作業は、専ら、電力事業者により行われることが多い。

また、特許文献２においては、同一バンク内に、２つ以上の太陽光発電装置が設置される場合には、同一バンク内の天候はほぼ同じであるため、いずれの発電装置による発電量も同様に推移する。そのため、晴天で発電量が十分に得られる場合でも、同一バンク内での逆潮流が増加することにより、同一バンク内の電圧が一時的に上昇し、電力事業者に売電することができない場合も生じ得る、ことが示されている。

特開２００４−１２３７６号公報 特開２００８−７７３６９号公報

太陽光発電装置においては、発電電力や積算発電電力量等が宅内の表示手段に表示されるから、ユーザは宅内においては自身が使用している太陽光発電装置の発電電力や積算発電電力量等の電力情報を把握することができる。
しかしながら、屋外においては、自身が使用している太陽光発電装置が動作しているか否か、発電電力がいか程であるのかといった電力情報を簡易に把握することはできない。太陽光発電装置の表示手段は宅内に設置されているからである。

一方、太陽光発電装置に備えられるインバータは、内包される制御回路によりインバータの交流側出力電圧を一定電圧に制御する機能、即ち電圧上昇を抑制する機能、および単独運転を検出する機能を有しているが、電力系統の柱上変圧器を同じくする地域（「バンク」という）内に２つの自家発電装置が設置されている場合、系統停電が発生しても、一方の自家発電装置から電力系統に電力が供給されることにより、他方のインバータは、出力電圧が印加されたことによる電圧の変化を検出してインバータを停止させることが困難となる場合がある。そのため、同一バンク内の既存の自家発電装置と新設の自家発電装置との間で、単独運転を検出する機能が確実に働くか否かを事前に確認しておく必要があるが、この確認作業は、専ら、電力事業者により行われることが多く、太陽光発電装置の設置にあたって、手間やコストの増加につながっていた。

このように、従来の太陽光発電装置にあっては、単独運転時において屋外で簡易に太陽光発電装置が発電を行っているか否か状況を把握することができない、工事作業者等が感電する危険がある、設置の手間やコストが増加する、という課題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、単独運転時にはユーザや工事作業者等が太陽光発電装置の発電状況を屋外にて容易に確認することができ、また、前記インバータの単独運転検出機能と合わせて電気安全を確保できる太陽光発電装置を提供することを目的とする。

本発明に係る太陽電池は、上述の課題を解決すべく構成されたもので、表面に透光率可変手段を備えた太陽電池セルと、
該太陽電池セルを複数接続し前記透光率可変手段の透光率を可変駆動する透光率可変用駆動手段と、を備えて形成された太陽電池モジュールと、
該太陽電池モジュールを複数接続して形成された太陽電池アレイと、
該太陽電池アレイが発電する発電電力を検出する発電電力検出手段と、
商用電源系統からの電源供給が途絶えたことを検出し、該商用電源系統からの電源供給が途絶えたことが検出された場合には、商用電源系統停電検出信号を出力する単独運転検出手段と、を備えるとともに、
太陽電池モジュールには、
前記商用電源系統停電検出信号を受信した場合に、
該発電電力検出手段から入力される電力データに基づき、
該電力データに適した透光率可変手段の駆動データを生成し、
電気的に接続された前記太陽電池セル毎に設けられた透光率可変手段の透光率可変用駆動手段を個別に駆動制御させる集中制御手段を備える一方、
他の太陽電池モジュールの集中制御手段同士を導電部により連携させ、
前記検出された電力データに相応する文字データ、数字データ若しくは記号データを透光率可変用駆動手段を個別に駆動制御させることにより生成し、
該文字データ、数字データ若しくは記号データを太陽電池アレイ外部から視認できるよう表示させることを特徴とする太陽光発電装置を構成するとよい。

かかる構成によれば、単独運転が検出された場合において、太陽電池セルの表面に備えた透光率可変手段を可変駆動させて、検出された電力データに相応する文字データ若しくは数字データを太陽電池モジュール又は太陽電池アレイ全体に亘って外部から視認できるよう表示させることにより、ユーザや工事作業者は、太陽光発電パネルを一瞥するだけで、自身の又は工事場所における太陽光発電装置が現在発電しているということを屋外で、容易に把握することができる太陽光発電装置を提供できる。

また、本発明に係る前記単独運転検出手段は、
前記商用電源を供給する電気事業者側の電力系統に設けられて、該電力系統における電力供給が停止したことを検出して、他の電力系統に向けて電力供給を停止させる遮断信号を出力する商用電源系統に備えられた転送遮断信号送信装置から出力される転送遮断信号を受けて、
前記集中制御手段に商用電源系統停電検出信号を出力する転送遮断信号受信装置を備えて構成されることを特徴として請求項１記載の太陽光発電装置を構成するとよい。

かかる構成によれば、電気事業者側からの転送遮断信号を集中制御手段のトリガ信号として用いることにより、商用電源系統において停電が発生した場合はもちろん、停電する前であっても、雷発生などにより停電が発生しそうな場合や、商用電源系統において工事が予定されている場合などにおいて予め、太陽光発電装置の近辺において停電が発生することを認知せしめることができる太陽光発電装置を提供できる。

また、本発明に係る太陽電池における前記集中制御手段には、固有の識別ＩＤを記憶する記憶部を備え、前記集中制御手段は、電気的に接続された個々の前記透光率可変用駆動手段の記憶部から識別ＩＤを読み出すことにより、前記太陽電池アレイを構成する太陽電池セルの個数を認識し、駆動制御させる前記透光率可変手段を、前記太陽電池アレイに使用される前記太陽電池モジュールの個数、並びに前記太陽電池セルの個数に応じて変化させて、前記発電電力検出手段により検出された電力データに相応する文字データ若しくは数字データを生成することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置を構成するとよい。

かかる構成によれば、太陽電池セルを複数組み合わせて形成される太陽電池アレイの太陽電池セルの個数を認識することにより、前記電力データに相応する文字データ若しくは数字データを前記太陽電池セルの個数に応じた大きさで表示させることが可能となり、太陽光発電パネルが小さな場合は、電力情報を小さく表示させ、太陽光発電パネルが大きな場合は、電力情報を大きく表示させることにより、文字データ若しくは数字データの表示が把握しやすく、また現場で組み合わせる太陽光発電パネルの大きさに合わせてドット表示の設定が不要で、設置の手間やコストが低減する太陽光発電装置を提供することができる。

以上の如く、本発明によれば、単独運転時にはユーザや工事作業者等が太陽光発電装置の発電状況を屋外にて容易に確認することができ、また、前記インバータの単独運転検出機能と合わせて工事作業者等が感電する危険が低減し電気安全を確保でき、設置に伴う手間やコストを低減することができる太陽光発電装置を提供することができる。

本発明に係る太陽光発電装置のブロック図を示す。 第一の実施形態に係る太陽電池モジュールのブロック構成図を示す。 同実施形態に係る太陽電池アレイのブロック構成図を示す。 同実施形態に係る太陽電池セルの断面図を示す。 同実施形態に係る透光率可変手段の断面図を示す。 同実施形態に係る太陽電池アレイを表示制御させた状態を示す。 同実施形態に係る太陽電池アレイを表示制御させた状態を示す。 同実施形態に係る太陽電池アレイを表示制御させた状態を示す。 同実施形態に係る太陽電池アレイを表示制御させた状態を示す。 第二の実施形態に係る太陽光発電装置のブロック構成図を示す。 第三の実施形態に係る太陽光発電装置のブロック構成図を示す。 同実施形態に係る太陽電池アレイを表示制御させた状態を示す。

次に本発明の実施形態を図１乃至図６を用いて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
（太陽光発電装置の全体像）
図１は、本発明における太陽光発電装置の全体像を示したブロック構成図である。
１００は太陽光発電パネル、１０２は該太陽光発電パネル１００にて発電される電力を計測する発電電力計測手段、１０１は前記太陽光発電パネルにて発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ、２００は電力事業者から供給される商用電源、３００は前記太陽電池パネル並びに前記商用電源から電力が供給されて負荷回路に電力を分配する分電盤である。分電盤３００には、前記商用電源から電力が供給される主開閉器３０１と、前記太陽光発電パネルから電力を供給される主開閉器３０２とを備え、これら主開閉器から電力が供給される分岐開閉器３０３を備えている。

（太陽電池モジュールの構造）
次に、太陽光発電パネルの構造詳細について図２乃至図４を用いて説明する。
図２は、本発明における太陽光発電パネルの構成要素である太陽電池モジュールを示したブロック構成図である。
１１０は太陽電池モジュールであり、複数接続された太陽電池セル１２０を備える。夫々の太陽電池セル１２０は、透光率可変手段を表面に備えるとともに、該透光率可変手段の透光率を可変駆動する透光率可変用駆動手段１２１とを備える。該透光率可変用駆動手段１２１は、透光率可変手段に対して印加する電圧を変化させるものである。
また、太陽電池モジュール１１０には、複数の前記透光率可変用駆動手段１２１を集中的に駆動制御する集中制御手段１２２が設けられ、前記透光率可変用駆動手段１２１は、導電部１２３により各々集中制御手段１２２に接続される。該集中制御手段は、演算手段を備えるマイコンにより構成するとよい。また、集中制御手段１２２は、太陽電池モジュールにおける集電電極に接続されて、発電電力の一部を駆動電源として得る。

前記導電部１２３は太陽電池モジュールの四方端部まで延出され、図３に示したように太陽電池モジュール１１０を複数接続して太陽電池アレイ１３０を構成した場合には、導電部同士が接続されるようになっている。このようにして得られる太陽電池アレイ１３０は、太陽光発電パネル１００として使用される。

（太陽電池セルの構造）
図４は、前記太陽電池セル１２０の構造の断面を示したブロック構成図である。
太陽電池セル１２０は、導電性基板１２５上に層状に形成されて構成されており、金属電極層１２７と、該金属電極層１２７と接合される半導体層１２６と、該半導体層１２６と接合される透明電極層１２８と、該透明電極層１２８と接合される透光率可変手段である透光率可変層１２４とが順次層状に形成される。

また、前記導電性基板１２５上には、前記透光率可変層１２４を制御するための透光率可変用駆動手段１２１が配設される。該透光率可変用駆動手段１２１は、前記集中制御手段１２２から送信される制御信号を、導電部を介して受信することにより透光率可変手段を駆動させる。

ここで、透光率可変層１２４は、太陽電池セルに照射される光の透過率の大小を制御するもので、本実施例では、電圧を印加することにより分子の配向を変化させる液晶を用いて構成している。透光率可変層は、透光率が大きい場合は透明に視認され、透光率が小さい場合は不透明（光が遮断されるため略黒色）と視認される。

（透光率可変層の構造）
図５に、前記透光率可変層１２４の概略断面構成図を示した。該透光率可変層１２４は、前記透明電極層１２８上に層状に形成される。透光率可変層１２４は、前記透明電極層１２８に接合される偏光板１２４１と、該偏光板１２４１に接合される透明電極層１２４２と、該透明電極層１２４２と接合され２つの配向層１２４３、１２４４に挟まれる液晶層１２４５と該液晶層１２４５に接合される透明電極層１２４６と、該透明電極層１２４６に接合される偏光板１２４７とにより層状に形成される。

前記透光率制御層１２４における透明電極１２４２、１２４６は、前記透光率可変用駆動手段１２１と電気的に接続される。前記液晶１２４５は、透光率可変用駆動手段１２１から電源の印加状態を制御されることにより該液晶１２４５の配向を変化させられ、透光率の大小が変化させられる。

前記集中制御手段１２２は、各々の透光率可変用駆動手段１２１を個別に制御することにより、透光率可変層における透光率の変化を個々の太陽電池セル毎に実行できるため、太陽電池モジュール全体を太陽電池セルを一単位とするドットマトリクス方式の情報表示手段として制御でき、透光率の変化を視覚的な色の濃淡として扱うことにより、太陽電池モジュール上に視覚的に認識しうる情報を表示させることができる。

（太陽電池アレイの構造）
太陽電池アレイ１３０は、前記太陽電池モジュール１１０が複数組み合わされて構成され、負荷回路に電力を供給する。本発明においては、太陽電池モジュールをドットマトリクス方式の情報表示手段として制御するものであるが、太陽電池モジュール同士を互いに組み合わせて太陽電池アレイを構成する場合は、太陽電池アレイ全体を大きな情報表示手段として制御させる。この場合には、所望の表示させる情報を大きく表示させることができるため、屋外での視認性が増加する。

太陽電池アレイ全体を大きな情報表示手段として制御させる場合には、太陽電池モジュール毎に設けられた前記集中制御手段１２２同士を前記導電部１２３により連携させ、該導電部１２３を電源経路として利用する一方、集中制御手段同士の信号通信経路としても利用することにより、太陽電池アレイ全体をドットマトリクス方式の表示画面として制御させる。

導電部１２３を用いて信号通信を行う場合は、集中制御手段１２２に電路に信号を重畳させる信号重畳部を設けて、電力線通信（ＰＬＣ）方式により行うとよい。

（個別の透光率可変用駆動手段の制御）
太陽電池モジュール１１０毎に備えられた集中制御手段１２２については、一つの集中制御手段を親機とし、他の集中制御手段を子機として動作させることにより、太陽電池アレイ全体における透光率可変用駆動手段を制御させるよう構成するとよい。即ち、集中制御手段１２２の演算手段の記憶部において、親機として動作させる所定のプログラムと、子機として動作させる所定のプログラムを記憶させておき、集中制御手段１２２同士が通信を行う場合に、動作モードを設定するステップを設け、当該ステップにおいて、所定の時間内にランダムな時間で自身を親機として設定する信号（ビット）を含めて信号を送出し、該親機として設定する信号を受信した集中制御手段１２２は自身を子機として設定する一方、最も早いタイミングで親機として設定する信号を送出した集中制御手段を親機として設定する。動作モードが親機であるか子機であるかについては演算手段の記憶部に記憶される。

集中制御手段１２２が、前記親機として動作する場合は、制御対象となる透光率可変用駆動手段１２１の個数を把握して、ドットマトリクスとしての制御を行う必要がある。太陽電池モジュール１１０における太陽電池セル１２０の個数は太陽電池モジュールを製造するときに決定されるため、太陽電池セルの配置情報（縦にｎ個、横にｍ個（ｎ，ｍは整数）配置されているという情報）を集中制御手段１２２に記憶させておく。

また、集中制御手段１２２は、太陽電池アレイ１３０が縦横いくつの太陽電池モジュールから構成されているかという情報を把握しておく必要がある。このため、作業者は、太陽電池モジュール及び太陽電池アレイの施工が終わった段階で縦横いくつの太陽電池モジュールが組み合わされているかの配置情報（縦にＮ個、横にＭ個（Ｎ，Ｍは整数）配置されているという情報）を、配置情報送信手段から前記導電部１２３に注入し、該配置情報を集中制御手段１２２が受信することにより、設置された太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールの配置情報を集中制御手段１２２の記憶部に記憶する。ここで、前記配置情報送信手段は、前記配置情報を入力する入力手段と、入力された配置情報を前記導電部１２３との接続部を介して注入する注入部を備えた入力機器で、作業者によって操作される機器である。なお、ＲＦＩＤタグとそのリーダ／ライタのように、無線によりデータの送受を行う送受信部を備えて集中制御手段１２２並びに配置情報送信手段を構成し、無線にて配置情報を授受してもよい。

親機として動作する集中制御手段１２２は、太陽電池アレイ１３０を構成する太陽電池モジュール１１０が縦にＮ個、横にＭ個であるという情報、及び太陽電池モジュールを構成する太陽電池セル１２０が縦にｎ個、横にｍ個であるという情報に基づき、太陽電池アレイ全体を一つのドットマトリクス方式の表示装置として制御する。即ち、全体として縦にＮ・ｎ個、横にＭ・ｍ個のドットマトリクス方式の表示装置として制御する。例えば、太陽電池モジュールが縦６個、横１２個の太陽電池セルから構成され、該太陽光発電モジュールを縦に２枚、横に３枚組み合わせて太陽電池アレイが構成される場合は、全体として、縦１２個、横３６個の、縦１２ドット×横３６ドットのドットマトリクス方式の表示装置として制御される。

（電力の検出）
さて、太陽電池アレイの発電電力を出力する出力線には、発電電力の計測手段１０２が設けられている。また、分電盤３００に至る途中にはパワーコンディショナ１０１が設けられている。前記計測手段１０２は、変流器（ＣＴ）や変圧器（ＰＴ）、又は電力検出ＩＣ等により構成され、検出した電力情報をデータとして集中制御手段１２２に伝送する。前記電力情報は、前記ＰＬＣ方式の入出力手段を介して集中制御手段１２２に伝送するとよい。

一方、パワーコンディショナ１０１には、商用電源系統２００からの電源供給が途絶えたことを検出する単独運転検出手段１０１１が接続されている。

通常のパワーコンディショナに用いられる単独運転検出手段は、単独運転を検知した場合には、商用電源系統にパワーコンディショナの電源出力が印加されないように、パワーコンディショナの動作を停止させるようパワーコンディショナに作用する。本実施形態における単独運転検出手段１０１１は、単独運転を検知した場合には商用電源系統停電検出信号を外部に出力する出力部を備えたものであり、該商用電源系統停電検出信号がＰＬＣ方式にて前記導電部に重畳されて前記集中制御手段１２２に入力される。

なお、パワーコンディショナ１０１が電力検出手段及び検出した電力情報の外部出力手段を備えている場合は該外部出力手段からＰＬＣ入出力手段を介して集中制御手段１２２に電力情報を入力するように構成してもよい。

（電力情報の表示）
集中制御手段１２２が前記商用電源系統停電検出信号を受信した場合、集中制御手段１２２に入力された電力情報は、演算手段により電力の一般的な単位である「ｋＷ」の値情報に変換されて、電力値情報としての文字データ若しくは数字データを、縦にＮ・ｎ個、横にＭ・ｍ個のドットマトリクス方式の表示装置にドットマトリクス表示するための透光率可変手段の駆動データが生成される。なお、これらのデータ処理は親機として動作する集中制御手段により行われる。

そして、前記親機として動作する集中制御手段は、前記電力値情報としての文字データ若しくは数字データに相応する各々の透光率可変用駆動手段を制御することにより、透光率の大小状態を作り出し、太陽電池アレイを外部から眺めたときに、計測された電力値が視覚的に確認できるよう制御する。

即ち、商用電源系統２００側に停電等が発生し、商用電源系統側からの電源供給が途絶えた場合に、需要者側における太陽光発電装置１００の単独運転が検出された場合には、前記商用電源系統停電検出信号が入力された集中制御手段１２２により透光率可変手段が制御されて、計測された電力値が視覚的に確認できるよう太陽光発電パネル上に表示される。

図６は、計測して得られた電力情報を太陽電池アレイ１３０に表示制御させた場合の例である。図６は、太陽電池アレイが、前述したような縦１２ドット×横３６ドットのドットマトリクス方式の表示装置の場合である。このように表示制御することにより、太陽電池アレイを外部から一瞥することにより、現在の発電電力を把握することができるとともに、商用電力系統が停電しているときにおいても、太陽光発電装置が単独運転を行っていることが一目瞭然に把握できるものである。

また、他の表示制御方法として、図７で示したように、太陽電池アレイにおける一部の透光率可変手段を経時的に点滅表示させ、記号データとして扱うことにより、太陽光発電装置が発電中であることが外部から容易に認識できる。この場合は集中制御手段１２２により、透光率可変用駆動手段の制御を、動作／停止を繰り返すように制御することにより可能である。同様に、１枚の太陽電池モジュールを一つのドットととらえ、該１枚の太陽電池モジュールの全体の透光率可変用駆動手段について、同時に動作／停止を繰り返すように点滅駆動させることにより制御することによっても太陽光発電装置が発電中であることが外部から容易に認識できる。

また、他の表示制御方法として、より直感的に把握できるような表示制御方法として、図８で示したように、太陽電池アレイにおける黒色のドットの場所が経時的に移動していくように表示させることによっても太陽光発電装置が発電中であることが外部から認識できる。

さらには、より直感的に把握できるような表示制御方法として、図９で示したように、太陽電池アレイに「発電中」という文字を表示させることによっても、太陽光発電装置が発電中であることが外部から認識できる。この場合には、表示させる文字データを予め集中制御手段１２２の演算手段の記憶部に記憶させておくとよい。

（第二の実施形態）
次に第二の実施形態について説明を行う。第二の実施形態は、前記第一の実施形態においてはパワーコンディショナ側の単独運転検出手段で行っていた単独運転の検出を、商用電源を供給する電気事業者側で行うものである。

本実施例は、図１１に示したように、商用電源系統２００側に設けられた転送遮断信号受信装置２０２が、電気事業者側の転送遮断信号送信装置から出力される転送遮断信号を受取り、該転送遮断信号を受けた該転送遮断信号受信装置２０２から商用電源系統停電検出信号が集中制御手段１２２に入力されて該集中制御手段１２２の動作が開始されるものである。これらの点について以下説明を行う。

ここで、転送遮断信号送信装置とは、一般的に、電気事業者側の配電系統における停電等を検出した場合に、該配電系統よりも下流に設けられた配電系統における発電装置が動作し続け単独運転状態となることを防止するために、該発電装置を配電系統から解列させる若しくは停止させる指示を行う信号を出力する装置である（特開２００４−１８７４４２号 段落番号００２１ 参照）。該転送遮断信号送信装置（転送遮断装置）は、変電所用遮断器の動作状態を監視する監視手段と、変電所用遮断器が開放状態にあると監視手段によって判定された場合に、配電系統に解列指令信号を注入する信号注入手段から構成されている。そして、前記解列指令信号を受信する信号受信手段と信号受信手段が解列指令信号を受信した場合に、発電装置用遮断器の開放操作を行って発電装置を配電系統から解列する制御手段により発電装置用遮断器が開放操作されるものである。

前記転送遮断装置から出力される転送遮断信号は、商用電源周波数と区別可能な所定の周波数のパルス信号として、前記配電系統に対して注入される。

本発明における転送遮断信号送信装置２０１は、前記転送遮断装置の構成に加えて、電気事業者側の電力系統における電力供給が停止したことを監視手段によって検出して、他の電力系統に向けて電力供給を停止させる遮断信号を出力する出力手段を備えた装置で、商用電源を供給する電気事業者側の電力系統に設けられている。

前記転送遮断信号送信装置２０１は電気事業者側の配電系統に設けられるため、該転送遮断信号送信装置２０１と需要者側としての太陽光発電装置の近傍に設けられる転送遮断信号受信装置２０２との間の電路１０は概して長距離に亘ることが多い。このため、前述した転送遮断装置同様に、転送遮断信号送信装置２０１から出力される遮断信号を、商用電源周波数と区別可能な所定の周波数のパルス信号として、前記配電系統に対して注入する方式として構成してもよいが、転送経路や中継トランスを経由すること等により夫々の信号が配電系統を伝送する間に減衰して信号の取出しが行えなくなるなど想定される場合には、信号を伝送する通信線を配電系統と並行して設けて、前記転送遮断信号送信装置２０１と転送遮断信号受信装置２０３との間を結んでもよい。

また、全ての経路に通信線を設けることはコストの上昇を招くおそれがあることから、転送遮断信号受信装置２０２が設置される近傍の電柱に通信線が接続される信号受信手段を設けるとともに、該信号受信手段から転送遮断信号受信装置２０２に至る短距離の配電系統に信号を注入する信号注入手段を設ける一方、転送遮断信号受信装置２０２に注入信号の受信手段を設けて構成し、転送遮断信号送信装置２０１からの信号を転送遮断信号受信装置２０２に伝送させる構成としてもよい。

本実施例における転送遮断信号受信装置２０２は、商用電源系統２００の分電盤３００における電線引込口近傍の電路１０に介在し、前記転送遮断装置が出力する転送遮断信号を受けとる受信手段を備えるものである。転送遮断信号を受信した場合には、前記集中制御手段１２２に向けて、前記ＰＬＣ方式にて商用電源系統停電検出信号を出力する。即ち、電気事業者側からの転送遮断信号を集中制御手段１２２の動作のトリガ信号として用いる。

このような太陽光発電装置によれば、電気事業者側からの転送遮断信号を集中制御手段の動作のトリガ信号として用いることにより、商用電源系統において停電が発生した場合はもちろん、停電する前であっても、雷発生などにより停電が発生しそうな場合や、商用電源系統において工事が予定されている場合などにおいて、電気事業者側から予め商用電源系統停電検出信号を発することにより、太陽光発電装置の近辺において停電が発生することを事前に認知せしめることができ、停電が予定される地域の人々に対して効果的に情報を伝達することができる太陽光発電装置を提供できる。

集中制御手段１２２の記憶部に、「まもなく停電します」「雷により送電がストップします」など、表示させる文字データを予め格納しておき、前記転送遮断信号を受け取った場合には、図１２に示したように、これらの文字データを表示させるよう動作させるとよい。図１２には、「まもなく」「停電」「します」という文字を時間的にずらしながら表示させる例である。太陽電池セルの数（ドット）が少ない場合は、多くの文字情報を一度に表示することは困難であるから、所定の文字毎に順に表示させて周囲に認知せしめている。その他、集中制御手段１２２における透光率可変手段を制御するプログラムを変更して、「まもなく停電します」という文字を表示スペース内を右から左に流れるように表示させてもよい。このような表示を所定時間繰り返し行うことにより太陽光発電パネル近辺に居る人に対してまもなく停電することを認知せしめることができる。

（第三の実施形態）
次に第三の実施形態について説明を行う。第三の実施形態は、前記第一の実施形態、第二の実施形態における太陽電池セルやモジュールの配置情報を集中制御手段１２２に認識させる場合に、前記配置情報送信手段によって手動で認識させるものでなく、集中制御手段自身により配置情報を認識させるものである。以下この点について説明を行う。

本実施形態の場合は、第一の実施形態における太陽電池モジュール１１０を構成する透光率可変用駆動手段１２１及び集中制御手段１２２１に、固有の識別ＩＤを記憶する記憶部を備える一方、図１０に示したように、集中制御手段１２２１を太陽電池モジュールを横断する縦方向及び横方向に設けられた導電部１２３１及び１２３２を跨ぐように配置し、前記集中制御手段１２２１に前記導電部１２３１、１２３２と各々独立して接触する接触部を備え、各々の導電部に独立して信号を注入したり、各々の導電部から夫々信号を得るよう構成される。

（配置情報の認識）
太陽電池モジュール１１０を組み合わせて太陽電池アレイ１３０を組み立てる場合、集中制御手段１２２１が太陽電池セルの配置情報を認識するにあたり、次のように動作する。

なお、親機として動作する集中制御手段を決定する順序は第一の実施形態と同様である。
組み合わせた後で集中制御手段１２２１に電圧が印加されると、集中制御手段１２２１は、まず、太陽電池アレイ１１０が何枚の太陽電池モジュールから構成されているのかを把握する動作ステップを実行する。

この場合には、集中制御手段１２２１は、前記横方向に設けられた導電部１２３２に接続を確認するための検出信号を出力する。該検出信号は横方向に並べられた太陽電池モジュールに送信され、該検出信号を受信した集中制御手段は自身の識別ＩＤを含めたデータを返送する。返送されたデータを受信した親機の集中制御手段１２２１は、識別ＩＤの個数を認識することにより、横方向における太陽電池モジュールの個数を把握する。

続いて、集中制御手段１２２１は、前記縦方向に設けられた導電部１２３１に接続を確認するための検出信号を出力する。該検出信号は縦方向に並べられた太陽電池モジュールに送信され、該検出信号を受信した集中制御手段は自身の識別ＩＤを含めたデータを返送する。返送されたデータを受信した親機の集中制御手段１２２１は、識別ＩＤの個数を認識することにより、縦方向における太陽電池モジュールの個数を把握する。

続いて親機として動作する集中制御手段１２２１は、第一の実施形態と同様、自身の集中制御手段１２２１を含めて他の集中制御手段に記憶させた太陽電池セルの配置情報（縦にｎ個、横にｍ個（ｎ，ｍは整数）配置されているという情報）を導電部を通じて順次読み出し、演算手段により、太陽電池アレイを構成する透光率可変用駆動手段の配置及び個数を認識する。

このように、太陽電池モジュールを組み合わせて構成した太陽電池アレイの大きさを親機となる集中制御手段１２２１が認識することにより、作業者は太陽電池アレイを組み立てた後で、前記配置情報送信手段により配置情報を設定する手間が削減できる。

また、太陽電池アレイ１１０が何枚の太陽電池モジュールから構成されているのかを把握する動作ステップの実行を、定期的に、又は集中制御手段への電源が断たれた後に復帰した場合に、行うようプログラムしておくことにより、将来的に太陽電池モジュールを増設したり、削減したときも、自動的に太陽電池セルの配置情報を認識でき、その時々に適した大きさで電力情報の表示を行える。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、第一の実施形態において、透光率可変手段１２４には液晶を用いた例を示した。この液晶は、電圧の印加とともに、分子の配向が変化するものとして説明を行ったが、透光率可変用駆動手段１２１における駆動電力を減少させ、省電力化を図るため、例えば、電圧の印加を断っても液晶の配向状態が維持されるメモリ効果を有した強誘電性液晶を用いて構成してもよい。これにより、常に電圧を印加しておく必要がなくなる。透光率を変化させる場合には、短時間の電圧印加を行い、透光率を変化させることが可能である。

また、前記集中制御手段における信号通信方式や、発電電力の計測手段により検出された電力情報の伝送方式として、ＰＬＣ方式を示したが、別途信号通信線を設けて信号通信を行うよう構成してもよい。

また、前述したような文字情報等の表示の他に、スピーカを太陽光発電パネル近傍に設けて、前記集中制御手段１２２における記憶部に、音声データや警報データを記憶させておき、前述したように単独運転を検出した場合には、周囲に音声データや警報データを報知させるよう構成してもよい。これにより、周囲に「停電しています」「まもなく停電します」といった事象を伝えることができる太陽光発電装置を提供することができる。

１００ 太陽光発電パネル
１０１ パワーコンディショナ
１０２ 発電電力計測手段
２００ 商用電源
１１０ 太陽電池モジュール
１２０ 太陽電池セル
１２１ 透光率可変用駆動手段
１２２ 集中制御手段
１２２１ 集中制御手段
１２３ 導電部
１２３１ 導電部
１２３２ 導電部
１２４ 透光率可変層
１２５ 導電性基板
１２６ 半導体層
１２７ 金属電極層
１２８ 透明電極層
１２４１ 偏光板
１２４２ 透明電極
１２４６ 透明電極
１２４３ 配向層
１２４４ 配向層
１２４５ 液晶層
１３０ 太陽電池アレイ
３００ 分電盤
３０１ 主開閉器
３０２ 主開閉器
３０３ 分岐開閉器

Claims (3)

1. 表面に透光率可変手段を備えた太陽電池セルと、
   該太陽電池セルを複数接続し前記透光率可変手段の透光率を可変駆動する透光率可変用駆動手段と、を備えて形成された太陽電池モジュールと、
   該太陽電池モジュールを複数接続して形成された太陽電池アレイと、
   該太陽電池アレイが発電する発電電力を検出する発電電力検出手段と、
   商用電源系統からの電源供給が途絶えたことを検出し、該商用電源系統からの電源供給が途絶えたことが検出された場合には、商用電源系統停電検出信号を出力する単独運転検出手段と、を備えるとともに、
   太陽電池モジュールには、
   前記商用電源系統停電検出信号を受信した場合に、
   該発電電力検出手段から入力される電力データに基づき、
   該電力データに適した透光率可変手段の駆動データを生成し、
   電気的に接続された前記太陽電池セル毎に設けられた透光率可変手段の透光率可変用駆動手段を個別に駆動制御させる集中制御手段を備える一方、
   他の太陽電池モジュールの集中制御手段同士を導電部により連携させ、
   前記検出された電力データに相応する文字データ、数字データ若しくは記号データを透光率可変用駆動手段を個別に駆動制御させることにより生成し、
   該文字データ、数字データ若しくは記号データを太陽電池アレイ外部から視認できるよう表示させることを特徴とする太陽光発電装置。
   
2. 前記単独運転検出手段は、
   前記商用電源を供給する電気事業者側の電力系統に設けられて、該電力系統における電力供給が停止したことを検出して、他の電力系統に向けて電力供給を停止させる遮断信号を出力する商用電源系統に備えられた転送遮断信号送信装置から出力される転送遮断信号を受けて、
   前記集中制御手段に商用電源系統停電検出信号を出力する転送遮断信号受信装置を備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
   
3. 前記集中制御手段には固有の識別ＩＤを記憶する記憶部を備え、
   前記集中制御手段は、電気的に接続された個々の前記透光率可変用駆動手段の記憶部から識別ＩＤを読み出すことにより、
   前記太陽電池アレイを構成する太陽電池セルの個数を認識し、
   駆動制御させる前記透光率可変手段を、前記太陽電池アレイに使用される前記太陽電池モジュールの個数、並びに前記太陽電池セルの個数に応じて変化させて、
   前記発電電力検出手段により検出された電力データに相応する文字データ若しくは数字データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電装置。
   
   

Images