JP2020149239A - 太陽光発電システム、太陽光発電処理装置、太陽光発電処理装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電システムにおいて、太陽電池モジュールを構成する機器の性能、仕様に応じて、システムから出力される電力を最適化することができる技術を提供する。
【解決手段】直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続された処理装置と、を有する太陽光発電システムであって、前記処理装置は、前記太陽電池モジュールが生成する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ部と、前記処理装置と前記太陽電池モジュールとの通信内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する認識部と、前記認識された内容に対応して前記インバータ部からの出力を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電のためのシステム、及び処理装置に関する。

近年、商用電力系統とも連系する太陽光発電システムが普及している。太陽電池の発電量は、刻一刻と変化する日射量や気温に応じて変化するが、太陽電池には所定の電流−電圧特性があるため、発電効率が最も良くなる場合の太陽電池の出力電流および出力電圧も日射量や気温に応じて刻一刻と変化する。このため、一般的に、太陽光発電システムでは、太陽電池から最大限の電力が出力されるよう、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御と呼ばれる処理が行われている。当該処理は、太陽電池から出力される電力が最大になる出力電圧を探索し、太陽電池の出力電圧が当該電圧値となるように調整するものである。

例えば、特許文献１には、太陽光発電システムにおけるインバータとして機能し、複数の太陽電池モジュールのそれぞれの出力電圧を個々に制御して全ての太陽電池モジュールから出力される総電力を最適化するパワーコンディショナが記載されている。

このように太陽電池モジュールを複数備える太陽光発電システムにおいては、パワーコンディショナ（即ち、インバータ）内に各太陽電池モジュールに対応する制御回路を複数有する構成となっていることが一般的である。即ち、太陽光発電システム全体の電圧（及び電流）の制御はパワーコンディショナで行われている。これは、一以上の太陽電池モジュールを備える直列回路（以下、ストリングともいう）を、ストリング毎に制御する場合であっても同様である。

特開２０１７−７８８７６号公報

上記のような従来技術では、個々の太陽電池モジュール毎に出力電圧（電圧、電流）を制御することが出来ない。このため、多くの太陽電池モジュールを備える太陽光発電システムにおいて、パワーコンディショナで一括して制御することで無駄が生じる、個々の太陽電池モジュールに何らかの事故が生じた場合にでも当該太陽電池モジュールのみを個別に切り離すことが出来ない、などの問題がある。

なお、このような問題への対応として、個々の太陽電池モジュールに出力電圧の制御を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備えた装置（以下、オプティマイザともいう）を設置する、ことも考えられる。

このような太陽光発電システムを構築した場合であっても、電力系統に対して交流の電力を出力するのはあくまでパワーコンディショナであるため、各オプティマイザとパワーコンディショナとが適切に連係されなければ、ＭＰＰＴ制御を適切に行うことができない。

なお、太陽光発電システムに係る機器を供給する製造者は複数存在しており、これらの
製造者によって供給される太陽電池、オプティマイザ等には様々な性能、仕様のものが存在する。このため、これら様々な仕様の機器が混在している場合、ＭＰＰＴ制御を適切に実行するのは困難である。

本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、太陽光発電システムにおいて、太陽電池モジュールを構成する機器の性能、仕様に応じて、システムから出力される電力を最適化することができる技術を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。

本発明に係る太陽光発電システムは、直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続された処理装置と、を有する太陽光発電システムであって、前記処理装置は、前記太陽電池モジュールが生成する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ部と、前記処理装置と前記太陽電池モジュールとの通信内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する認識部と、前記認識された内容に対応して前記インバータ部からの出力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

なお、本明細書において「太陽電池モジュール」の語は、複数の太陽電池（セル）からなるソーラーパネルのみを示すのではなく、複数のソーラーパネルが直列接続されたストリング、太陽電池とオプティマイザとを備えた電気回路、も含む意味で用いる。また、ここでいう「通信内容」には、通信不能であることも含まれる。また、太陽電池モジュールの「型」とは、いわゆる型番のことのみ示すのではなく、規格、仕様、構成要素、性能、なども含む意味である。

上記のような構成を備えることにより、太陽光発電システムにおける太陽電池の性能、仕様、太陽電池モジュールがオプティマイザを備えている構成か否か、備えている場合にはオプティマイザの性能、仕様はどのようなものか、などの太陽電池モジュールの型、に応じて制御を行うことができるため、システムによる発電を最適化することができる。

また、前記認識部は、前記太陽電池モジュールの型を識別可能な識別情報を取得することによって、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識してもよい。ここで、「識別情報」とは、前記太陽電池モジュールの型を識別可能な情報であり、太陽電池モジュールの構成（オプティマイザの有無など）、オプティマイザなどの仕様、性能を直接的に示す情報であってもよいし、これらの情報と関連付けられた識別記号、識別番号などであってもよい。

また、前記識別情報は、前記太陽電池モジュールの一以上の構成要素の種類、前記太陽電池モジュールの一以上の構成要素の属性、又は前記太陽電池モジュールのトポロジー、のいずれかの情報を含んでいてもよい。なお、ここでいうトポロジーとは、太陽光発電システムにおける太陽電池モジュールの接続態様のことであり、前記処理装置と接続されている太陽電池モジュールの数、太陽電池モジュールがオプティマイザを備えているか否か、太陽電池モジュールとオプティマイザの対応関係、などを示す情報のことをいう。

また、前記識別情報は、前記太陽電池モジュールの一以上の構成要素が、前記太陽電池モジュールを構成する一以上の太陽電池と接続されたＤＣ／ＤＣコンバータとしてのオプティマイザであること、及び／又は、前記オプティマイザがいくつの前記太陽電池モジュールと接続されているか、を示す情報であることを含んでいてもよい。

また、前記識別情報が、前記オプティマイザが太陽電池モジュールと接続されていることを示す場合には、前記制御部は、前記インバータ部からの出力が最適化されるように、前記オプティマイザに前記太陽電池モジュールの最大電力追従処理を実行させてもよい。

また、前記太陽光発電システムは記憶手段をさらに有しており、前記認識部は、前記識別情報を前記記憶手段から取得してもよい。なお、記憶手段は、前記処理装置が備えるのであってもよいし、処理装置とは別体の装置であってもよい。このような構成であると、制御の都度、応答信号から識別情報を得なくても太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識することができる。

また、前記処理装置はさらに、所定の複数の通信プロトコルに従って、前記太陽電池モジュールに対して問い合わせ信号を送信する通信部を備え、前記認識部は、前記通信部が送信した一以上の前記問い合わせ信号に応答して前記太陽電池モジュールから送信された応答信号を取得することによって、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識してもよい。また、前記認識部は、前記通信部を介して前記応答信号を取得してもよい。

また、前記通信部は、前記太陽電池モジュールに対して前記問い合わせ信号を送信した後、前記太陽電池モジュールからの応答信号を受信できない場合には、既に送信した前記問い合わせ信号とは内容の異なる前記問い合わせ信号を、改めて送信するようにしてもよい。このようにすると、処理装置は様々な通信方法により、太陽電池モジュールとの通信接続を効率的に行うことができる。

また、前記通信部は、前記太陽電池モジュールから応答のあった前記問い合わせ信号を生成した際の前記通信プロトコルを、特定通信プロトコルとして選択し、前記特定通信プロトコルに基づいて、前記処理装置と前記太陽電池モジュールとの通信接続を確立してもよい。このような構成であると、処理装置は通信接続を確立後、安定的かつ効率的に太陽電池モジュールと通信を行うことができる。

また、前記認識部は、前記通信部を介して前記応答信号を取得できない場合には、参照可能な記憶手段又はユーザーに対して、前記太陽電池モジュールの型を識別可能な識別情報を要求する処理、前記応答信号を取得できない太陽電池モジュールはオプティマイザを備えていないと決定する処理、前記応答信号を取得できない太陽電池モジュールを無視する処理、の少なくともいずれかの処理を実行するのであってもよい。

このような構成であると、処理装置が通信できない太陽電池モジュールと接続されていた場合であっても太陽光発電システムを運転することができる。

また、前記制御部は、前記インバータ部からの出力が最適化されるように、前記太陽電池モジュールの最大電力追従処理を実行してもよい。このような構成であると、オプティマイザを備えない太陽電池モジュールがある場合や、太陽電池モジュールが備えるオプティマイザがシステム全体の総出力の最適化を実行できない場合であっても、処理装置においてＭＰＰＴ制御を実行することで、システム全体の出力の最適化を図ることができる。

また、本発明に係る太陽光発電処理装置は、直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続される処理装置であって、前記太陽電池モジュールが生成する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ部と、前記太陽電池モジュールとの通信内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する認識部と、前記認識された内容に対応して前記インバータからの出力を制御する制御部と、を備えている。

また、本発明に係る太陽光発電処理装置の制御方法は、直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続され、前記直流電流を交流電流に変換して出力する処理装置において、前記直流電流の交流電流への変換を制御する方法であって、前記太陽電池モジュールに対して、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を照会するための問い合わせ信号を送信するステップと、前記問い合わせ信号への応答内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識するステップと、前記認識された内容に基づいて、前記直流電流から前記交流電流への変換を制御するステップと、を有する。

また、本発明は、上記の方法を制御装置に実行させるためのプログラム、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。

また、上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、太陽光発電システムにおいて、太陽電池モジュールを構成する機器の性能、仕様に応じて、システムから出力される電力を最適化することができる技術を提供することができる。

図１は、適用例に係る太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。 図２は、適用例において複数の太陽電池モジュールを備える太陽光発電システムを示すブロック図である。 図３は、適用例に係る制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、実施形態１に係る制御装置が昼間運転開始時に行うシステム構成検出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図５は、実施形態１に係る認識部が太陽電池モジュールに構成内容の問い合わせを行う際のサブルーチンを示すフローチャートである。 図６は、実施形態１の変形例に係る認識部が行う処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、実施形態１の変形例に係る認識部が行う処理のサブルーチンの流れを示すフローチャートである。 図８は、実施形態２に係る太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。 図９は、実施形態３に係る太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。 図１０は、実施形態４に係る太陽光発電システムの概略構成を示すブロック図である。 図１１は、実施形態４に係る認識部が行うシステム構成確認処理のサブルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例について説明する。

＜適用例＞
〔システム全体の構成について〕
本発明は例えば、図１に示すような太陽光発電システムに適用することができる。図１は本適用例に係る太陽光発電システム１０の概略を示すブロック図である。本適用例に係る太陽光発電システム１０は、ソーラーパネル１２１と、ソーラーパネル１２１の出力電圧を制御するオプティマイザ１２２とを備える太陽電池モジュール１２、及び、交流電源１３と接続されるパワーコンディショナ１１を有する構成となっている。

なお、図１では太陽電池モジュール１２は、ソーラーパネル１２１とオプティマイザ１２２がそれぞれ一つずつの１組のみ記載されているが、実際にはこれが複数存在してもよい。この場合には、各太陽電池モジュールに固有のアドレスを割り振り、パワーコンディショナ１１が、個々の太陽電池モジュールを区別できるようにしておくとよい。図２にこのような場合のシステム構成例を示す。

図２に示すように、パワーコンディショナ１１には、それぞれソーラーパネル１２１ａ，ソーラーパネル１２１ｂ，ソーラーパネル１２１ｃと、オプティマイザ１２２ａ，オプティマイザ１２２ｂ，オプティマイザ１２２ｃの組からなる太陽電池モジュール１２ａ、太陽電池モジュール１２ｂ、太陽電池モジュール１２ｃが接続されている。

なお、オプティマイザ１２２ａ，オプティマイザ１２２ｂ，オプティマイザ１２２ｃは、それぞれ又は一部が異なる機種であってもよい。また、製造者の異なる機種であってもよい。ソーラーパネル１２１ａ，ソーラーパネル１２１ｂ，ソーラーパネル１２１ｃについても同様である。

このように、太陽光発電システム１０は複数のソーラーパネルを有していても、１つの制御装置（例えばオプティマイザ）が、それらを一括して制御するのではなく、各ソーラーパネルに対応する個別の制御装置を備える構成となる。

〔システムを構成する個別要素について〕
パワーコンディショナ１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、記憶装置、各種入出力手段、通信手段などを備える制御装置１１１と、直流を交流に変換するインバータ１１２、太陽電池モジュール１２及び交流電源１３に接続される電力伝送路を有している。また、制御装置１１１は、制御部１０１、認識部１０２、通信部１０３、記憶部１０４の各機能モジュールを備えている。これらの機能モジュールは、例えばＣＰＵが記憶装置に記録されたプログラムを実行することで、実現されるようにしてもよい。

制御部１０１は、オプティマイザ１２２など、太陽光発電システム１０を構成する他の要素と連係して、インバータ１１２における電力変換、即ち、太陽光発電システム１０からの電力の出力を制御する。

認識部１０２は、太陽電池モジュール１２に関する情報を取得し、パワーコンディショナ１１に接続されている太陽電池モジュール１２の有無及び型を認識する。ここで、太陽電池モジュール１２の型とは、いわゆる型番のことのみ示すのではなく、規格、仕様、構成要素、性能、なども含む意味である。具体的には、いくつの太陽電池モジュール１２がパワーコンディショナ１１と接続されているのか、太陽電池モジュール１２がオプティマイザを備えているか否か、オプティマイザの性能、仕様はどのようなものか、などが含まれていてもよい。

通信部１０３は、通信手段を含んで構成され、所定の複数の通信プロトコルに従って、太陽電池モジュール１２に対して問い合わせ信号を送信し、太陽電池モジュール１２から
の応答信号を受信する。また、通信部１０３は、太陽電池モジュール１２とだけでなく、外部の電子機器とも通信を行うことができる。なお、通信手段としては、無線通信手段、有線通信手段のいずれも採用することができ、異なる複数の通信手段を備えていてもよい。また、有線通信手段の一つとして電力線搬送通信手段を含んでいてもよい。

記憶部１０４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、不揮発性の記憶装置（例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ）などを含んで構成される。記憶部１０４は、太陽電池モジュール１２の型に関する情報、通信部１０３が参照する通信プロトコルなどを記憶する。

なお、本適用例においては、パワーコンディショナ１１が本発明の処理装置に該当し、インバータ１１２が本発明のインバータ部に該当する。

ソーラーパネル１２１は太陽光の照射を受けて直流電流を生成する太陽電池セルを複数組み合わせたモジュールであり、所望の公知技術を用いたものが採用できる。

オプティマイザ１２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータとＣＰＵなどを含む制御装置とからなり、ＤＣ／ＤＣコンバータによる電圧変換を行うことで、接続されているソーラーパネル１２１から出力される電圧を制御する。

〔パワーコンディショナが実行する処理について〕
続いて、パワーコンディショナ１１が行う処理の流れを、図３を用いて説明する。図３はパワーコンディショナ１１が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

パワーコンディショナ１１は、ソーラーパネル１２１が太陽光の照射を受けている間（以下、昼間運転時ともいう）、大別すると太陽光発電システム１０のシステム構成検出処理と、発電量制御処理とを実行する。図２に示すように、パワーコンディショナ１１はまず、昼間運転の開始時に、太陽光発電システム１０の構成を検出する処理を実行する（ステップＳ１０１）。具体的には、認識部１０２がパワーコンディショナ１１に接続されている太陽電池モジュール１２の型に関する情報を取得し、どのような太陽電池モジュール１２がパワーコンディショナ１１に接続されているのか（或いは接続されていないのか）を認識する。

次に、認識部１０２が、パワーコンディショナ１１に接続されている太陽電池モジュール１２にオプティマイザ１２２が含まれることを認識した場合には、当該オプティマイザ１２２の属性（例えば仕様、性能など）に関する情報を取得し、認識する（ステップＳ１０２）。

次に、制御部１０１は、認識部１０２が認識した太陽電池モジュール１２の型、オプティマイザ１２２の属性に基づいて、発電力制限設定、及び、ＭＰＰＴ制御設定、を行う（ステップＳ１０３）。

なお、発電力制限設定は、ソーラーパネル１２１から出力される電力が、パワーコンディショナ１１の処理できる許容値を超えないようにするために、ソーラーパネル１２１の出力電圧を制御するための設定である。ソーラーパネル１２１の発電効率は、ソーラーパネル１２１の太陽電池モジュールの出力電圧と出力電流とのバランスに応じて増減し、ソーラーパネル１２１が出力する電力と出力電圧との関係は、ある出力電圧において出力電力がピークとなる山形のカーブを描く。そして、ソーラーパネル１２１の出力電圧はオプティマイザ１２２によって電圧の昇降比を調整することで制御可能であるため、ソーラーパネル１２１の出力電力がパワーコンディショナ１１の許容値を超える場合には、オプテ
ィマイザ１２２によってソーラーパネル１２１の発電効率を低下させ、出力電力を抑制することができる。

また、ＭＰＰＴ制御設定は、ソーラーパネル１２１から出力される電力が最大の値となるように、ソーラーパネル１２１の出力電圧を制御するための設定である。オプティマイザ１２２によって、例えば山登り法などの最大電力追従処理を実行することで、ソーラーパネル１２１からの出力電力を最大化することができる。

ステップＳ１０３までの処理を終えると、制御部１０１は検出されたシステム構成、及び設定された制御設定に基づいて、昼間運転時の終了までオプティマイザ１２２及びインバータ１１２の運転を制御する（ステップ１０４）。

以上のように、本適用例に係る太陽光発電システム１０によれば、太陽電池モジュール毎のＭＰＰＴ制御を可能にするとともに、当該太陽電池モジュールを構成する機器の性能、仕様に応じて、システムから出力される電力を最適化することができる。

次に、本発明を実施するための形態のさらに詳細な例について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施形態１＞
本実施形態に係る太陽光発電システムの構成は、適用例で説明した図２に係る太陽光発電システム１０と同様の構成であるため、詳細な説明は省略し、各構成要素についても適用例と同一の符号を用いて説明し、以下ではパワーコンディショナ１１が行う処理の流れの詳細を説明する。

〔システム構成検出処理について〕
本実施形態においてパワーコンディショナ１１が行う処理は、適用例で説明した処理と同様であるが、ステップＳ１０１の処理、即ちシステム構成検出のため処理の詳細について、図４を用いて説明する。図４は、パワーコンディショナ１１が昼間運転開始時に行うシステム構成検出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

システム検出処理では、まず認識部１０２が、記憶部１０４にシステム構成についての既設定情報が記憶されているか否かを確認する処理を行う（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。ここで、システム構成についての既設定情報は、例えば、以前にシステム検出処理を行った際の情報であってもよいし、製造者またはユーザーによって予め登録されている情報であってもよい。

ステップＳ２０２で、記憶部１０４にシステム構成についての既設定情報が記憶されていると判断された場合には、認識部１０２が当該既設定情報を取得して適用し（ステップＳ２０３）、システム構成を決定する（ステップＳ２０６）。

一方、ステップＳ２０２において、記憶部１０４にはシステム構成についての既設定情報が記憶されていないと判断された場合には、認識部１０２は、通信部１０３を介して各太陽電池モジュール１２に、構成の問い合わせを行う（ステップＳ２０４）。なお、ステップＳ２０４の処理の詳細については後述する。以下では、構成の問い合わせについては、識別情報を要求するものとして説明を行う。

次に認識部１０２は、接続されている全ての太陽電池モジュール１２に問い合わせ処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、全ての太陽電池モジュール１
２に問い合わせ処理を行ったと判断された場合には、各太陽電池モジュール１２からの応答内容に基づいて、システム構成を決定し（ステップＳ２０６）、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ２０５で、まだ全ての太陽電池モジュール１２に問い合わせ処理を行っていないと判断された場合には、ステップＳ２０４に戻って以降の処理を繰り返す。

〔接続機器確認処理について〕
続けて、図５に基づいて、ステップＳ２０４において認識部１０２が行う処理の詳細な流れについて説明する。図５は、認識部１０２が太陽電池モジュール１２に構成内容の問い合わせを行う際のサブルーチンを示すフローチャートである。

認識部１０２は、接続されている太陽電池モジュール１２の一つ、例えば太陽電池モジュール１２ａに、まず無線通信により問い合わせ信号を送信する。具体的には例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格の無線通信により問い合わせを行う（ステップＳ２１１）。これに対して、太陽電池モジュール１２ａから識別情報を含む応答信号が送信された場合（即ち、応答があった場合）には、ステップＳ２１４に進む。なお、上記のＷｉ−Ｆｉはあくまで無線通信の一例であり、この他にもＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信などで通信を行ってもよい。

一方、ステップＳ２１１で問い合わせに応答がなかった場合には、ステップＳ２１２に進み、さらに、例えばＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの有線通信により、太陽電池モジュール１２ａに問い合わせ信号を送信する。なお、以下ではパワーコンディショナ１１の側の事情により応答信号を受信できなかった場合も含めて、太陽電池モジュールから応答がなかったと記述する。ステップＳ２１２で、太陽電池モジュール１２ａから、応答があった場合には、ステップＳ２１４に進み、応答がなかった場合にはステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１３では、電力線に通信信号を重畳させて送信するＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）により、太陽電池モジュール１２ａに問い合わせ信号を送信する。ここで、太陽電池モジュール１２ａから、応答があった場合には、ステップＳ２１４に進み、応答がなかった場合にはステップＳ２１５に進む。なお、ＰＬＣの方式としては、例えば、振幅偏移変調方式、周波数偏移変調方式など所望の既知の方式を用いることができる。

ステップＳ２１４では、応答信号の内容に基づいて、システム構成に太陽電池モジュール１２ａの構成を追加して、一連の処理を終了する。一方ステップＳ２１５に進んだ場合には、太陽電池モジュール１２ａを無視するとして、一連の処理を終了する。

なお、ステップＳ２１１からＳ２１３の各段階において、さらに複数の通信プロトコルによる問い合わせを行ってもよい。例えば、ステップ２１１において、Ｗｉ−Ｆｉ通信の問い合わせには応答がなかった場合には、さらにＺｉｇＢｅｅにより問い合わせを行い、これにも応答がなければ、さらにＢｌｕｅｔｏｏｔｈにより問い合わせ信号を送信する、というようにしてもよい。他のステップにおいても同様である。

以上のような本実施形態１のような太陽光発電システム１０の構成によれば、既にシステム構成情報を有している場合には、当該構成を適用することで、昼間運転開始時に迅速にシステム構成を決定することができる。また、既存のシステム構成情報がない場合には、複数の通信プロトコルを用いて、各太陽電池モジュール１２に識別情報の問い合わせを行うため、識別情報を取得する可能性を高くすることができる。また、通信速度の速いプロトコルでの通信を優先して行えば、遅延を回避してシステム構成を決定することができる。

〔変形例〕
なお、上記の実施形態１では、システム構成検出ルーチンの始めに、既存のシステム構成情報があるか否かを確認する処理を行っていたが、このような処理を行わずに各太陽電池モジュール１２に問い合わせ信号を送信するような処理となっていてもよい。図６は、実施形態１に係る太陽光発電システム１０の変形例に係る、処理の流れを示すフローチャートである。

図６に示すように、本変形例の認識部１０２は、まず接続されている太陽電池モジュール１２に対して構成を問い合わせる処理を行う（ステップＳ３０１）。なお、ステップＳ３０１のサブルーチンの処理は、実施形態１のステップＳ２１１〜ステップＳ２１５と同様であるので、説明は省略する。

次に、認識部１０２は接続された全てのモジュールに問い合わせを行ったか否かを判定する処理を行う（ステップＳ３０２）。ここで、全てのモジュールに問い合わせを行っていない場合には、Ｓ３０１に戻って、問い合わせを行っていない太陽電池モジュール１２に問い合わせを行う処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３０２で、全ての太陽電池モジュール１２に問い合わせを行った場合は、ステップＳ３０３に進み、応答がない太陽電池モジュール１２が有るか否かを判定する処理を行う。ここで、全ての太陽電池モジュール１２から応答があったと判断された場合には、ステップＳ３０５に進み、システム構成を決定する。一方、ステップＳ３０３で応答がない太陽電池モジュール１２があったと判断された場合には、ステップＳ３０４に進み、応答がなかった太陽電池モジュール１２の識別情報を取得する処理を行う。

次に、図７に基づき、ステップＳ３０４において、応答がなかった太陽電池モジュール１２の識別情報を取得するための処理の流れを説明する。図７は、ステップＳ３０４におけるサブルーチンの流れを示すフローチャートである。認識部１０２は、まず記憶部１０４を参照して（ステップＳ３１１）、未応答の太陽電池モジュール１２に関する識別情報を有しているか否かを確認する（ステップＳ３１２）。ここで、記憶部１０３から、未応答の太陽電池モジュール１２に係る識別情報を取得できた場合には、ステップＳ３１７に進み、当該情報に基づいて未応答の太陽電池モジュール１２に係る型の情報をシステム構成に追加する。

一方、ステップＳ３１２で、未応答の太陽電池モジュール１２に係る識別情報を取得できなかった場合には、ステップＳ３１３に進み、通信部１０３を介して外部のＤＢに識別情報を問い合わせる処理を行う。そして、認識部１０２は、外部のＤＢから未応答の太陽電池モジュール１２に係る識別情報を取得できたか否かを判定する処理を行い（ステップＳ３１４）、取得できた場合にはステップＳ３１７に進む。

一方、ステップＳ３１４で、未応答の太陽電池モジュール１２に係る識別情報を取得できなかった場合には、認識部１０２は、識別情報を取得できない太陽電池モジュール１２が存在する旨の警報を、ユーザーに通知する（ステップＳ３１５）。具体的には、パワーコンディショナ１１の表示画面などにエラーメッセージを表示するのであってもよいし、スピーカーから音声による警報を出力してもよいし、ユーザーの有する携帯端末に警報を送信してもよい。また、これらの組み合わせにより通知を行うのであってもよい。

認識部１０２は、ステップＳ３１５でユーザーへ通知を行った後は、ユーザーによる情報の入力を待ち受け、ユーザーによって情報が入力されると（ステップＳ３１６）、ステップＳ３１７に進み、当該情報に基づいて、未応答の太陽電池モジュール１２に係る型の
情報をシステム構成に追加する。

そして、ステップＳ３１７で、未応答の太陽電池モジュール１２に係る型の情報がシステム構成に追加されると、一連のサブルーチンが終了する。

以上のような本変形例に係る太陽光発電システム１０のような構成によると、パワーコンディショナ１１に接続された太陽電池モジュール１２の全てについて、識別情報を取得したうえで、システム全体の構成を決定することができるため、認識部１０２が認識するシステム構成の精度を高くすることができる。このため、制御部１０１はより適切にインバータ１１２の制御を行うことができる。

なお、本変形例について、ステップＳ３０２の処理を実行する順序を後にして、ステップＳ３０４の後に行うようにすることも可能である。即ち、全ての太陽電池モジュールに対して問い合わせ信号を送った後に、未応答の太陽電池モジュールの構成を確認するサブルーチンを行うのではなく、未応答の太陽電池モジュールがあった場合には、その都度、構成を確認するサブルーチンを実行するようにしてもよい。

＜実施形態２＞
なお、パワーコンディショナ１１には、実施形態１で示した以外の多様な態様の太陽電池モジュールを接続することができる。図８は、本発明の他の実施形態に係る太陽光発電システム２０を示す概略図である。なお、以下では、実施形態１と同一の構成及び処理については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

図８に示すように、本実施形態の太陽光発電システム２０は、３つの太陽電池モジュール２２と、パワーコンディショナ１１と交流電源１３とを有している。即ち、本実施形態に係る太陽光発電システム２０は、太陽電池モジュール２２の構成が実施形態１の場合と異なっており、その他の構成は実施形態１のものと同一である。

太陽電池モジュール２２ａ、太陽電池モジュール２２ｂ、太陽電池モジュール２２ｃはそれぞれ、オプティマイザを外部装置として備える構成ではなく、オプティマイザが一体に組み込まれたソーラーパネルとなっている。このような構成により、オプティマイザを別体として備える構成に比べて、太陽電池モジュール２２を設置するスペースを小さくすることができるとともに、システムを構成する機材の管理コストを低減することができる。

＜実施形態３＞
また、図９に、本発明のさらに他の実施形態に係る太陽光発電システム３０を示す。図９に示すように、本実施形態の太陽光発電システム３０では、パワーコンディショナ１１に太陽電池モジュール３２ａ、太陽電池モジュール３２ｂの２つ太陽電池モジュールが接続される構成となっている。

そして、太陽電池モジュール３２ａは、１つのオプティマイザ３２２ａに、３つのソーラーパネル３２１ａが接続される構成となっており、太陽電池モジュール３２ｂは、同じく１つのオプティマイザ３２２ｂに、３つのソーラーパネル３２１ｂが接続される構成となっている。３つのソーラーパネル３２１ａはそれぞれ直列接続されており、いわゆるストリングとなっている。ソーラーパネル３２１ｂについても同様である。このような構成により、オプティマイザ３２２ａ、３２２ｂは、ストリング単位でソーラーパネル３２１の出力電圧を制御することができる。

＜実施形態４＞
次に、本発明に係る第４の実施形態に係る太陽光発電システム４０について説明する。図１０は、実施形態４に係る太陽光発電システム４０の概略構成を示すブロック図である。図１０に示すように、太陽光発電システム４０は、交流電源４３に接続されるパワーコンディショナ４３と、パワーコンディショナ４３に接続されるオプティマイザ４２２ａ、４２２ｂ、及びソーラーパネル４２１ｃ、オプティマイザ４２２ａに接続されるソーラーパネル４２１ａ、オプティマイザ４２２ｂに接続されるソーラーパネル４２１ｂを有する構成となっている。

本実施形態においては、オプティマイザ４２２ａ及びソーラーパネル４２１ａによって太陽電池モジュール４２ａが構成され、オプティマイザ４２２ｂ及びソーラーパネル４２１ｂによって太陽電池モジュール４２ｂが構成される。そしてソーラーパネル４２１ｃはオプティマイザと接続されておらず、ソーラーパネル４２１ｃのみで１つの太陽電池モジュールを構成する。

パワーコンディショナ４３は、制御装置４１１と直流を交流に変換するインバータ４１２、を備える他、直流電流の電圧を変換するチョッパ回路４１３を備えている。これらのうち、チョッパ回路４１３以外の構成については、実施形態１のものと同様であるため詳細な説明は省略する。また、制御装置４１１は、制御部４０１、認識部４０２、通信部４０３、記憶部４０４の各機能モジュールを備えている。

制御部４０１は、チョッパ回路４１３を介して、ソーラーパネル４２１ｃの出力電圧を制御する。即ち、制御部４０１とチョッパ回路４１３とが、ソーラーパネル４２１ｃに対するオプティマイザとして機能する。

本実施形態において、認識部４０２が実行するシステム構成検出処理については、概ね実施形態１の場合と同様であるが、システム構成問い合わせにおけるサブルーチンが実施形態１とは少し異なっている。

図１１は、本実施形態に係るシステム構成問い合わせにおけるサブルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、認識部４０２は、通信部４０３を介して、まず無線通信により太陽電池モジュールに対して識別情報の問い合わせを行う（ステップ４１１）。ここで、問い合わせに対して応答があれば、ステップＳ４１５に進み、システム構成に太陽電池モジュールの型に関する情報を追加して一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ４１１で送信した問い合わせ信号に対する応答信号を受信しなかった場合には、認識部４０２は有線通信により識別情報を問い合わせる（ステップＳ４１２）。ここで、問い合わせに対して応答があれば、ステップＳ４１５に進み、システム構成に太陽電池モジュールの型に関する情報を追加して一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ４１２で送信した問い合わせ信号に対する応答信号を受信しなかった場合には、認識部４０２は、さらにＰＬＣにより識別情報を問い合わせる（ステップＳ４１３）。ここで、問い合わせに対して応答があれば、ステップＳ４１５に進み、システム構成に太陽電池モジュールの型に関する情報を追加して一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ４１３で送信した問い合わせ信号に対する応答信号を受信しなかった場合には、認識部４０２は、接続されている太陽電池モジュールはオプティマイザを備えない構成であると決定し、一連の処理を終了する（ステップＳ４１４）。

そして、オプティマイザを備えない構成であると決定された太陽電池モジュールについ
ては、制御部４０１は昼間運転時にチョッパ回路４１３を介してＭＰＰＴを含む出力電圧の制御を実行する。

以上のような構成を有する本実施形態によれば、オプティマイザを備える太陽電池モジュールとオプティマイザを備えない太陽電池モジュールとが混在していても、システム全体の出力電力を最適化する制御を行うことができる。

＜その他＞
上記各実施形態は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明はその技術的思想の範囲内で種々の変形、組み合わせが可能である。例えば、実施形態１と実施形態２の太陽電池モジュールが混在するシステムを構成することもできる。また、複数の太陽電池モジュールのうちの一部が、実施形態３に示すようなストリング太陽電池モジュールであってもよい。また、実施形態２又は３の太陽電池モジュールの構成と実施形態４の構成を組み合わせて太陽光発電システムを構成することも可能である。

また、上記実施形態１のシステム構成検出の処理について、変形例の処理との組み合わせを行ってもよい。具体的には実施形態１のステップＳ２０５の後に、応答のなかった太陽電池モジュールについての構成を確認するサブルーチンを行ってもよい。この際には、記憶部１０３の参照は既に実行済であるので、外部ＤＢへの問い合わせとユーザーへの警報通知のみを行うようにしてもよい。この他の処理の組み合わせも、矛盾が生じない限りにおいて自由に行うことができる。

また、上記の各実施形態において、問い合わせ処理の際に用いた通信プロトコルのうち、太陽電池モジュールからの応答があった際の通信プロトコルを、以後の通信のための特定通信プロトコルとして定めて記憶部に保持し、パワーコンディショナと太陽電池モジュールとの通信接続を確立するようにしてもよい。

本発明の一の態様は、直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュール（１２）と、前記太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続された処理装置（１１）と、を有する太陽光発電システム（１０）であって、前記処理装置は、前記太陽電池モジュールが生成する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ部（１１２）と、前記処理装置と前記太陽電池モジュールとの通信内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する認識部（１０２）と、前記認識された内容に対応して前記インバータ部からの出力を制御する制御部（１０１）と、を備える、太陽光発電システムである。

また、本発明の他の一の態様は、直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュール（１２）と通信的及び電気的に接続される太陽光発電処理装置（１１）であって、前記太陽電池モジュールが生成する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ部（１１２）と、前記太陽電池モジュールとの通信内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する認識部（１０２）と、前記認識された内容に対応して前記インバータ部からの出力を制御する制御部（１０１）と、を備えている太陽光発電処理装置である。

また、本発明の他の一の態様は、直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続され、前記直流電流を交流電流に変換して出力する太陽光発電処理装置において、前記直流電流の交流電流への変換を制御する方法であって、前記太陽電池モジュールに対して、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を照会するための問い合わせ信号を送信するステップ（Ｓ２０４）と、前記問い合わせ
信号への応答内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識するステップ（Ｓ２０６）と、前記認識された内容に基づいて、前記直流電流から前記交流電流への変換を制御するステップ（Ｓ１０４）と、を有する太陽光発電処理装置の制御方法。

１、２、３、４、１０・・・太陽光発電システム
１１、４１・・・パワーコンディショナ
１１１、４１１・・・制御装置
１１２、４１２・・・インバータ
１０１、４０１・・・制御部
１０２、４０２・・・認識部
１０３、４０３・・・通信部
１０４、４０５・・・記憶部
１２、２２、３２、４２・・・太陽電池モジュール
１２１、３２１、４２１・・・ソーラーパネル
１２２、３２２、４２２・・・オプティマイザ
１３、４３・・・交流電源
４１６・・・チョッパ回路

Claims (15)

1. 直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続された処理装置と、を有する太陽光発電システムであって、
   前記処理装置は、
   前記太陽電池モジュールが生成する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ部と、
   前記処理装置と前記太陽電池モジュールとの通信内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する認識部と、
   前記認識された内容に対応して前記インバータ部からの出力を制御する制御部と、
   を備える、太陽光発電システム。
2. 前記認識部は、前記太陽電池モジュールの型を識別可能な識別情報を取得することによって、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電システム。
3. 前記識別情報は、前記太陽電池モジュールの一以上の構成要素の種類、前記太陽電池モジュールの一以上の構成要素の属性、又は前記太陽電池モジュールのトポロジー、のいずれかの情報を含む、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の太陽光発電システム。
4. 前記識別情報は、
   前記太陽電池モジュールの一以上の構成要素が、前記太陽電池モジュールを構成する一以上の太陽電池と接続されたＤＣ／ＤＣコンバータとしてのオプティマイザであること、及び／又は、前記オプティマイザがいくつの前記太陽電池と接続されているか、を示す情報であることを含む、
   ことを特徴とする、請求項３に記載の太陽光発電システム。
5. 前記識別情報が、前記オプティマイザが太陽電池モジュールと接続されていることを示す場合には、
   前記制御部は、前記インバータ部からの出力が最適化されるように、前記オプティマイザに前記太陽電池モジュールの最大電力追従処理を実行させる、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の太陽光発電システム。
6. 記憶手段をさらに有しており、
   前記認識部は、前記識別情報を前記記憶手段から取得する、
   ことを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
7. 前記処理装置はさらに、所定の複数の通信プロトコルに従って、前記太陽電池モジュールに対して問い合わせ信号を送信する通信部を備え、
   前記認識部は、前記通信部が送信した一以上の前記問い合わせ信号に応答して前記太陽電池モジュールから送信された応答信号を取得することによって、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する、
   ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
8. 前記通信部は、前記太陽電池モジュールに対して前記問い合わせ信号を送信した後、前記太陽電池モジュールからの応答信号を受信できない場合には、既に送信した前記問い合わせ信号とは内容の異なる前記問い合わせ信号を、改めて送信する、
   ことを特徴とする、請求項７に記載の太陽光発電システム。
9. 前記通信部は、
   前記太陽電池モジュールから応答のあった前記問い合わせ信号を生成した際の前記通信プロトコルを、特定通信プロトコルとして選択し、
   前記特定通信プロトコルに基づいて、前記処理装置と前記太陽電池モジュールとの通信接続を確立する、
   ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽光発電システム。
10. 前記認識部は、前記通信部を介して前記応答信号を取得する、
    ことを特徴とする、請求項７から９のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
11. 前記認識部は、前記通信部を介して前記応答信号を取得できない場合には、
    参照可能な記憶手段又はユーザーに対して、前記太陽電池モジュールの型を識別可能な識別情報を要求する処理、
    前記応答信号を取得できない太陽電池モジュールはオプティマイザを備えていないと決定する処理、
    前記応答信号を取得できない太陽電池モジュールを無視する処理、
    のいずれかの処理を実行する、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電システム。
12. 前記制御部は、前記インバータ部からの出力が最適化されるように、前記太陽電池モジュールの最大電力追従処理を実行する、
    ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
13. 直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続される太陽光発電処理装置であって、
    前記太陽電池モジュールが生成する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータ部と、
    前記太陽電池モジュールとの通信内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識する認識部と、
    前記認識された内容に対応して前記インバータ部からの出力を制御する制御部と、
    を備えている、
    ことを特徴とする、太陽光発電処理装置。
14. 直流電流を生成する一以上の太陽電池モジュールと通信的及び電気的に接続され、前記直流電流を交流電流に変換して出力する処理装置において、前記直流電流の交流電流への変換を制御する方法であって、
    前記太陽電池モジュールに対して、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を照会するための問い合わせ信号を送信するステップと、
    前記問い合わせ信号への応答内容に基づいて、前記太陽電池モジュールの存在有無及び前記太陽電池モジュールの型を認識するステップと、
    前記認識された内容に基づいて、前記直流電流から前記交流電流への変換を制御するステップと、
    を有する、太陽光発電処理装置の制御方法。
15. 請求項１４に記載の各ステップの処理を太陽光発電処理装置に実行させるためのプログラム。

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