JP2023122449A - 太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】遮断装置の設置コストの低減、及び安定性の向上を両立できる太陽光発電システムを提供する。【解決手段】太陽光発電システム１は、ストリング２と、インバータ３と、第１遮断装置４と、第２遮断装置５とを備える。ストリング２は、複数の太陽電池モジュールグループを含む。第１遮断装置４は、第１遮断装置４は、第１制御信号に応じて第１電路の複数の太陽電池モジュールグループを遮断する。第２遮断装置５は、第１遮断装置４から供給される電力によって駆動し、第２制御信号に応じて第２電路の複数の太陽電池モジュールグループ間の接続を遮断する。第１遮断装置４は第１スイッチング部４４ａを有し、第１スイッチング部４４ａは、第１開閉部６１ａと、第１開閉部６１ａに並列接続される第１半導体スイッチング素子６３ａと、を有し、第１半導体スイッチング素子６３ａは、第１開閉部６１ａの開閉動作前にＯＮ状態となる。【選択図】図５

Description

本発明は、太陽光発電システムに関する。

米国では、火災時等の緊急時に消防士を感電等から保護することを目的として、太陽光発電システムに対して、緊急時に太陽光発電システムによる発電を即座に停止するいわゆるラピッドシャットダウン機能の導入がＮＥＣ（米国電気工事規定）によって義務付けられている。例えば、特許文献１では、インバータの動作状態に応じて、太陽電池モジュールからインバータへの電力の出力を停止させる太陽光発電システムが開示されている。

特表２０１２－５１１２９９号公報

太陽光発電システムにおいて、火災時等における消防士のさらなる安全性の向上を図るには、例えば、ラピッドシャットダウン機能を備える遮断装置を太陽電池モジュール毎に設置することが好ましい。しかしながら、太陽電池モジュール毎に遮断装置を設置した場合、遮断装置の設置コストが高くなる。

また、太陽光発電システムの遮断装置では、太陽光発電システムの電路を遮断するスイッチング素子として、リレーなどのメカニカルな接点を開閉するスイッチング素子が用いられている。このスイッチング素子は、太陽電池モジュールからの電力により駆動される。太陽電池モジュールの発電量がスイッチング素子の駆動に必要な電力よりも小さい場合、例えば、太陽電池モジュールからの電力でスイッチング素子の接点を閉じようとしても（スイッチング素子をＯＮ状態としようとしても）、すぐに接点が開いてしまう（スイッチング素子がＯＦＦ状態となってしまう）ことを繰り返す現象が生じることがある。また、太陽電池モジュールからの発電量が不安定となると、スイッチング素子がＯＮ状態とＯＦＦ状態とを繰り返すことがある。これらの現象は、太陽光発電システムの動作を不安定にする。

本発明の課題は、太陽光発電システムにおいて、遮断装置の設置コストの低減、及び安定性の向上を両立できる太陽光発電システムを提供することにある。

本発明の一態様に係る太陽光発電システムは、ストリングと、インバータと、第１遮断装置と、第２遮断装置とを備える。ストリングは、互いに直列に接続された複数の太陽電池モジュールグループを含む。複数の太陽電池モジュールグループは、１つ又は直列に接続された複数の太陽電池モジュールをそれぞれ含む。インバータは、ストリングに接続され、ストリングから出力される直流電力を交流電力に変換する。第１遮断装置は、複数の太陽電池モジュールグループ同士を接続する第１電路に接続される。第２遮断装置は、第１電路に接続された複数の太陽電池モジュールグループとは異なる複数の太陽電池モジュールグループ同士を接続する第２電路に接続される。ストリングの複数の太陽電池モジュールグループは、グループ毎の開放電圧が所定の開放電圧以下である。第１遮断装置は、第２遮断装置に接続される電源線が接続され、インバータからの第１制御信号に応じて第１電路に接続された複数の太陽電池モジュールグループ同士の接続を遮断する。第２遮断装置は、電源線を介して第１遮断装置から供給される電力によって駆動し、第１遮断装置からの第２制御信号に応じて、第２電路に接続された複数の太陽電池モジュールグループ同士の接続を遮断する。

また、ストリングの複数の太陽電池モジュールグループは、第１グループを含み、第１遮断装置は、第１グループに属する１つ又は直列に接続された複数の太陽電池モジュールで発電される電力によって駆動される。また、第１遮断装置は、第１グループの陽極側の端子に接続される第１スイッチング部を有する。第１スイッチング部は、第１開閉部と、第１開閉部に並列接続される第１半導体スイッチング素子と、を有する。第１半導体スイッチング素子は、第１開閉部の開閉動作前にＯＮ状態となる。

この太陽光発電システムでは、第１遮断装置と第２遮断装置とがマスタとスレーブの関係にあり、第２遮断装置は、第１遮断装置から出力される第２制御信号に応じて複数の太陽電池モジュールグループ同士の接続を遮断する。さらに、第２遮断装置は、第１遮断装置から電源が供給される。これにより、第２遮断装置の構成を簡素化できるので、第２遮断装置の設置コストを低減できる。また、複数の太陽電池モジュールグループは、グループ毎の開放電圧が所定の開放電圧以下であるため、安全性の高い太陽光発電システムを提供することができる。

また、この太陽光発電システムでは、第１遮断装置が第１スイッチング部を有しており、第１スイッチング部が、第１開閉部と、第１開閉部に並列接続される第１半導体スイッチング素子とを有している。さらに、第１半導体スイッチング素子は、第１開閉部の開閉動作前にＯＮ状態となる。第１グループで発電される電力によって駆動される第１遮断装置において、第１開閉部の開閉動作前に第１半導体スイッチング素子がＯＮ状態となることにより、第１グループの発電量が第１開閉部の駆動電力よりも小さい、及び／又は、第１グループの発電量が不安定なときに、第１グループの発電量に応じて第１開閉部が開閉動作することで、第１グループの陽極側の端子が接続された電路の接続と遮断とが繰り返される現象を回避できる。この結果、太陽光発電システムの動作が安定化する。

第１スイッチング部は、第１半導体スイッチング素子に直列接続される第２開閉部を有してもよい。この場合は、第１半導体スイッチング素子を太陽光発電システムから確実に電気的に遮断できる。

第１遮断装置は、第１グループの陰極側の端子に接続される第２スイッチング部を有してもよい。第２スイッチング部は、第３開閉部と、第３開閉部に並列接続される第２半導体スイッチング素子と、を有してもよい。第２半導体スイッチング素子は、第３開閉部の開閉動作時にＯＮ状態となってもよい。この場合は、複数の電路を１つの第１遮断装置で開閉することができる。また、第２スイッチング部において、第１グループの発電量が第３開閉部の駆動電力よりも小さい、及び／又は、第１グループの発電量が不安定なときに、第１グループの発電量に応じて第３開閉部が開閉動作することで、第１グループの陰極側の端子が接続された電路の接続と遮断とが繰り返される現象を回避できる。この結果、太陽光発電システムの動作が安定化する。

第２スイッチング部は、第２半導体スイッチング素子に直列接続される第４開閉部を有してもよい。この場合は、第２半導体スイッチング素子を太陽光発電システムから確実に電気的に遮断できる。

第１スイッチング部と第２スイッチング部とを独立してＯＮ／ＯＦＦ可能であってもよい。この場合は、例えば、第１スイッチング部に不具合が生じた場合において、正常に動作している第２スイッチング部を用いて電路の遮断を実行できる。

ストリングの複数の太陽電池モジュールグループは、第２グループを含んでもよい。第２遮断装置は、第２グループの陽極側の端子に接続される第３スイッチング部を有してもよい。第３スイッチング部は、第５開閉部と、第５開閉部に並列接続される第３半導体スイッチング素子と、を有してもよい。第３半導体スイッチング素子は、第５開閉部の開閉動作前にＯＮ状態となってもよい。この場合は、第１遮断装置から供給される電力が第５開閉部の駆動電力よりも小さい、及び／又は、当該電力が不安定なときに、第２グループの発電量に応じて第５開閉部が開閉動作することで、第２グループの陽極側の端子が接続された電路の接続と遮断とが繰り返される現象を回避できる。この結果、太陽光発電システムの動作が安定化する。

第３スイッチング部は、第３半導体スイッチング素子に直列接続される第６開閉部を有してもよい。この場合は、第３半導体スイッチング素子を太陽光発電システムから確実に電気的に遮断できる。

第２遮断装置は、第２グループの陰極側の端子に接続される第４スイッチング部を含んでもよい。第４スイッチング部は、第７開閉部と、第７開閉部に並列接続される第４半導体スイッチング素子と、を有してもよい。第４半導体スイッチング素子は、第７開閉部の開閉動作前にＯＮ状態となってもよい。この場合は、複数の電路を１つの第２遮断装置で開閉することができる。また、第１遮断装置から供給される電力が第７開閉部の駆動電力よりも小さい、及び／又は、当該電力が不安定なときに、第２グループの発電量に応じて第７開閉部が開閉動作することで、第２グループの陽極側の端子が接続された電路の接続と遮断とが繰り返される現象を回避できる。この結果、太陽光発電システムの動作が安定化する。

第４スイッチング部は、第４半導体スイッチング素子に直列接続される第８開閉部を有してもよい。この場合は、第４半導体スイッチング素子を太陽光発電システムから確実に電気的に遮断できる。

第２遮断装置は、第３スイッチング部と第４スイッチング部とを独立してＯＮ／ＯＦＦ可能であってもよい。この場合は、例えば、第３スイッチング部に不具合が生じた場合において、正常に動作している第４スイッチング部を用いて電路の遮断を実行できる。

第１遮断装置は、インバータからの第１制御信号に応じて第１電路に接続された複数の太陽電池モジュールグループ間の接続を遮断してから、第２遮断装置に第２制御信号を出力してもよい。この場合は、第２遮断装置に係る電圧を抑えることができる。これにより、第２遮断装置のコストダウンを図ることができる。

第１遮断装置は、第１遮断装置と第２遮断装置に接続される通信線を介して、電力線通信とは異なる通信方式で第２遮断装置に第２制御信号を出力してもよい。この場合は、第１遮断装置から第２遮断装置への安定した通信が可能になる。

ストリングの複数の太陽電池モジュールグループは、グループ毎の開放電圧が１６５Ｖ以下であってもよい。この場合は、より安全性の高い太陽光発電システムを提供することができる。

インバータは、電力線通信によって第１遮断装置に前記第１制御信号を出力してもよい。この場合は、既存の太陽光発電システムに第１遮断装置を設置するときに、インバータと第１遮断装置との通信を確保するための追加配線を省略することができるので、第１遮断装置の設置コストを抑えることができる。

インバータは、無線通信によって第１遮断装置に第１制御信号を出力してもよい。この場合は、遠隔操作によって第１遮断装置に第１制御信号を出力することが可能になる。

ストリングの複数の太陽電池モジュールグループの少なくとも１つは、直列に接続された複数の太陽電池モジュールを含んでもよい。この場合は、第１遮断装置又は第２遮断装置によって、複数の太陽電池モジュールを遮断することができる。

第１遮断装置は、複数の太陽電池モジュールグループのいずれかに並列接続されるバイパスダイオードを含んでもよい。この場合は、発電できなくなった太陽電池モジュールの発熱等を抑制できるとともに、ストリングの発電効率が低下することを抑制できる。

第２遮断装置は、複数の太陽電池モジュールグループのいずれかに並列接続されるバイパスダイオードを含んでもよい。この場合は、発電できなくなった太陽電池モジュールの発熱等を抑制できるとともに、ストリングの発電効率が低下することを抑制できる。

本発明によれば、太陽光発電システムにおいて、遮断装置の設置コストの低減、及び安定性の向上を両立できる太陽光発電システムを提供することができる。

図１は、本発明の一態様に係る太陽光発電システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図２は、第１遮断装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図３は、レギュレータの構成を模式的に示す回路図である。 図４は、第２遮断装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図５は、スイッチング部の構成の一例を示す図である。 図６は、スイッチング部の構成の他の例を示す図である。 図７は、スイッチング部の構成のさらに他の例を示す図である。 図８は、第１遮断装置及び第２遮断装置の動作モードの一例を説明する図である。 図９は、他の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図１０は、他の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図１１は、他の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図１２は、他の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を模式的に示すブロック図である。

図１は、本発明の一態様に係る太陽光発電システム１の構成を模式的に示すブロック図である。太陽光発電システム１は、ストリング２と、インバータ３と、少なくとも１つの第１遮断装置４と、少なくとも１つの第２遮断装置５と、を備える。なお、本実施形態では、少なくとも１つの第１遮断装置４は、複数の第１遮断装置４ａ，４ｂを含み、少なくとも１つの第２遮断装置５は、複数の第２遮断装置５ａ，５ｂを含む。

ストリング２は、互いに直列に接続された複数の太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｈを含む。複数の太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｈは、１つ又は直列に接続された複数の太陽電池モジュール６を含む。すなわち、ストリング２は、互いに直列に接続された複数（本実施形態では１６個）の太陽電池モジュール６を含む。なお、太陽光発電システム１は、ストリング２が並列に複数連結された太陽電池アレイを含んでもよい。

複数の太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｈは、グループ毎の開放電圧が所定の開放電圧以下である。所定の開放電圧は、例えば１６５Ｖである。すなわち、ストリング２は、グループ毎の開放電圧が１６５Ｖ以下になるように複数の太陽電池モジュールグループにグループ分けされている。太陽電池モジュール６の開放電圧は、例えば５０Ｖである。以下では、太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｈをグループ６Ａ～６Ｈとして記すことがある。

グループ６Ａ，６Ｃ，６Ｅ，６Ｇのそれぞれは、１つの太陽電池モジュール６を含む。グループ６Ｂ，６Ｄ，６Ｆ，６Ｈのそれぞれは、互いに直列に接続された３つの太陽電池モジュール６を含む。したがって、グループ６Ａ，６Ｃ，６Ｅ，６Ｇの開放電圧は、５０Ｖであり、グループ６Ｂ，６Ｄ，６Ｆ，６Ｈの開放電圧は、１５０Ｖである。

グループ６Ａ～６Ｈは、グループ６Ａからグループ６Ｈまでアルファベット順に並んで互いに直列に接続されている。グループ６Ａ～６Ｈのそれぞれは、陽極側の端子と陰極側の端子とを含む。各グループ６Ａ～６Ｈの陽極側端子は、各グループ６Ａ～６Ｈに属する太陽電池モジュール６の中で、インバータ３の陽極に最も近い太陽電池モジュール６の陽極側の端子によって構成される。各グループ６Ａ～６Ｈ陰極側端子は、各グループ６Ａ～６Ｈに属する太陽電池モジュール６の中でインバータ３の陽極から最も離れた太陽電池モジュール６の陰極側の端子によって構成される。

例えば、グループ６Ａの陽極側の端子は、グループ６Ａの太陽電池モジュール６の陽極側の端子によって構成される。グループ６Ａの陽極側の端子は、インバータ３の陽極側の端子に接続されている。グループ６Ａの陽極側の端子は、グループ６Ａの太陽電池モジュール６の陰極側の端子によって構成される。グループ６Ａの陽極側の端子は、グループ６Ｂの陽極側の端子に接続されている。

例えば、グループ６Ｂの陽極側の端子は、グループ６Ｂに属する太陽電池モジュール６の中で、グループ６Ａに最も近い太陽電池モジュール６の陽極側の端子によって構成される。グループ６Ｂの陰極側の端子は、グループ６Ｂに属する太陽電池モジュール６の中で、グループ６Ａから最も離れた太陽電池モジュール６の陰極側の端子によって構成される。グループ６Ｂの陰極側の端子は、グループ６Ｃの陽極側の端子に接続されている。

グループ６Ｃの陰極側の端子は、グループ６Ｄの陽極側の端子に接続されている。グループ６Ｄの陰極側の端子は、グループ６Ｅの陽極側の端子に接続されている。グループ６Ｅの陰極側の端子は、グループ６Ｆの陽極側の端子に接続されている。グループ６Ｆの陰極側の端子は、グループ６Ｇの陽極側の端子に接続されている。グループ６Ｇの陰極側の端子は、グループ６Ｈの陽極側の端子に接続されている。グループ６Ｈの陰極側の端子は、インバータ３の陰極側の端子に接続されている。

太陽電池モジュール６は、太陽光を受けて電力を発電し、発電した電力をインバータ３に出力する。インバータ３は、電力線を介してストリング２に接続される。インバータ３は、ストリング２の太陽電池モジュール６から出力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ３は、電力系統７に接続されており、交流電力を商用電力系統や負荷装置に供給する。

詳細には、インバータ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａと、ＤＣ／ＡＣインバータ３ｂと、制御部３ｃと、を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａは、太陽電池モジュール６から出力される電力の電圧を所定の電圧に変換して、ＤＣ／ＡＣインバータ３ｂに入力する。ＤＣ／ＡＣインバータ３ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａを介して、太陽電池モジュール６から出力される直流電力を交流電力に変換する。制御部３ｃは、ＣＰＵやメモリ等を含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａ及びＤＣ／ＡＣインバータ３ｂを制御する。また、制御部３ｃは、電力線通信によって第１遮断装置４ａ，４ｂに第１制御信号を出力する。

第１遮断装置４ａと第２遮断装置５ａは、マスタとスレーブの関係にある。第１遮断装置４ａは、第２遮断装置５ａに対してマスタとして機能し、第２遮断装置５ａは、第１遮断装置４ａに対してスレーブとして機能する。すなわち、第１遮断装置４ａは、第２遮断装置５ａを制御する。

同様に、第１遮断装置４ｂと第２遮断装置５ｂは、マスタとスレーブの関係にある。第１遮断装置４ｂは、第２遮断装置５ｂに対してマスタとして機能し、第２遮断装置５ｂは、第１遮断装置４ｂに対してスレーブとして機能する。すなわち、第１遮断装置４ｂは、第２遮断装置５ｂを制御する。

本実施形態では、第１遮断装置４と第２遮断装置５とが１対１の関係にあり、１つの第１遮断装置に対して１つの第２遮断装置が設けられている。

第１遮断装置４ａは、グループ６Ａ～６Ｈ同士を接続する電路に接続されている。本実施形態では、第１遮断装置４ａは、グループ６Ａとグループ６Ｂとを接続する電路８ａと、インバータ３とグループ６Ａとを接続する電路８ｂに接続されている。第１遮断装置４ａは、グループ６Ａの陽極側と陰極側の端子に接続されている。第１遮断装置４ａは、インバータ３からの第１制御信号に応じてグループ６Ａとグループ６Ｂとの接続、並びにインバータ３とグループ６Ａとの接続を遮断する。

第１遮断装置４ａは、第１遮断装置４ａと第２遮断装置５ａに接続される通信線１０ａを介して、電力線通信とは異なる通信方式で第２制御信号を第２遮断装置５ａに出力する。第１遮断装置４ａは、例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信或いはＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）通信などのシリアル通信方式で第２制御信号を第２遮断装置５ａに出力する。第１遮断装置４ａは、グループ６Ａとグループ６Ｂとの接続、並びにインバータ３とグループ６Ａとの接続を遮断してから、第２遮断装置５ａに第２制御信号を出力する。

第１遮断装置４ａは、第２遮断装置５ａに接続される電源線２０ａが接続されている。第１遮断装置４ａは、電源線２０ａを介して第２遮断装置５ａを駆動させるための電力を第２遮断装置５ａに供給する。

図２は、第１遮断装置４ａの構成を模式的に示すブロック図である。第１遮断装置４ａは、レギュレータ４１と、信号受信部４２と、制御部４３と、遮断接続部４４と、バイパス回路４５と、を含む。

レギュレータ４１は、太陽電池モジュール６で発電された電力を電源として第１遮断装置４ａ及び第２遮断装置５ａを駆動させる駆動電源を生成し、第１遮断装置４ａ及び第２遮断装置５ａに安定した駆動電源を供給する。ここでは、グループ６Ａの太陽電池モジュール６で発電された電力のみを利用して第１遮断装置４ａ及び第２遮断装置５ａの駆動電源を生成する。

図３は、レギュレータ４１の構成を模式的に示す回路図である。レギュレータ４１の構成は、周知の構成であり、入力端子２１ａ，２１ｂ、出力端子２２ａ，２２ｂ、ラインフィルタ２３、コンデンサ２４，２５、昇圧回路２６、スイッチング素子２７、制御回路２８、トランス２９、ダイオード３０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１、フィードバック回路３２等を含む。

信号受信部４２は、インバータ３の制御部３ｃからの第１制御信号を受信して、受信した第１制御信号を制御部４３に出力する。詳細には、インバータ３の制御部３ｃからの第１制御信号を検出する信号検出部４６を介して、信号受信部４２はインバータ３の制御部３ｃからの第１制御信号を受信する。

制御部４３は、ＣＰＵやメモリ等を含む。制御部４３は、信号受信部４２から出力された信号に基づいて、遮断接続部４４を制御する。遮断接続部４４は、高電圧の直流電流を接続／遮断可能である。

制御部４３は、通信線１０ａを介して、電力線通信とは異なる通信方式で第２制御信号を第２遮断装置５ａに出力する。制御部４３は、グループ６Ａとグループ６Ｂとの接続を遮断してから、第２遮断装置５ａに第２制御信号を出力する。制御部４３は、例えば、遮断接続部４４の電圧を監視することで、グループ６Ａとグループ６Ｂとの接続が遮断されたか否かを判断する。

遮断接続部４４は、第１スイッチング部４４ａと、第２スイッチング部４４ｂとを含む。第１スイッチング部４４ａは、電路８ｂに配置されている。第１スイッチング部４４ａは、インバータ３とグループ６Ａとを接続／遮断する。第１スイッチング部４４ａは、グループ６Ａの陽極側の端子と、インバータ３の陽極側の端子とに接続されている。第２スイッチング部４４ｂは、電路８ａに配置されている。第２スイッチング部４４ｂは、グループ６Ａとグループ６Ｂとを接続／遮断する。第２スイッチング部４４ｂは、グループ６Ａの陰極側の端子と、グループ６Ｂの陽極側の端子とに接続されている。なお、本実施形態において、第２スイッチング部４４ｂは、省略されてもよい。

第１遮断装置４ａにレギュレータ４１から駆動電源が供給されていないとき、第１スイッチング部４４ａ及び第２スイッチング部４４ｂは、ＯＦＦ状態にある。したがって、第１遮断装置４ａが駆動していないときは、インバータ３とグループ６Ａとの接続、グループ６Ａとグループ６Ｂとの接続が遮断された状態にある。

バイパス回路４５は、第１遮断装置４ａが遮断状態のときに制御部３ｃからの第１制御信号を信号受信部４２が受信できるようにするための回路である。第１遮断装置４ａによって電路８ａ，８ｂが遮断された状態のとき、信号受信部４２は、バイパス回路４５を介して、制御部３ｃからの第１制御信号を受信することができる。

第２遮断装置５ａは、電路８ａに接続されたグループ６Ａとグループ６Ｂとは異なるグループ同士を接続する電路に接続されている。本実施形態では、第２遮断装置５ａは、グループ６Ｂとグループ６Ｃとを接続する電路８ｃと、グループ６Ｃとグループ６Ｄとを接続する電路８ｄとに接続されている。第２遮断装置５ａは、グループ６Ｃの陽極側と陰極側の端子に接続されている。第２遮断装置５ａは、通信線１０ａを介して第１遮断装置４ａから出力される第２制御信号に応じて、グループ６Ｂとグループ６Ｃとの接続、並びにグループ６Ｃとグループ６Ｄとの接続を遮断する。

第２遮断装置５ａは、電源線２０ａを介して第１遮断装置４ａから供給される電力によって駆動する。詳細には、第２遮断装置５ａは、第１遮断装置４ａのレギュレータ４１によって生成された駆動電源が電源線２０ａを介して第１遮断装置４ａから第２遮断装置５ａに供給されることで駆動する。

図４は、第２遮断装置５ａの構成を模式的に示すブロック図である。第２遮断装置５ａは、制御部５３と、遮断接続部５４と、バイパス回路５５と、を含む。

制御部５３は、ＣＰＵやメモリ等を含む。制御部５３は、第１遮断装置４ａからの第２制御信号に応じて、遮断接続部５４は、高電圧の直流電流を接続／遮断可能である。制御部５３は、通信線１０ａに接続される図示しない通信インタフェースを介して、第１遮断装置４ａからの第２制御信号を受けて、遮断接続部５４をＯＦＦ状態にする。なお、本実施形態における第２遮断装置５ａは、第２遮断装置５ａから第１遮断装置４ａに信号を出力する機能を備えていない。

遮断接続部５４は、第３スイッチング部５４ａと、第４スイッチング部５４ｂとを含む。第３スイッチング部５４ａは、電路８ｃに配置されている。第３スイッチング部５４ａは、グループ６Ｂとグループ６Ｃとを接続／遮断する。第３スイッチング部５４ａは、グループ６Ｂの陰極側の端子と、グループ６Ｃの陽極側の端子とに接続されている。第４スイッチング部５４ｂは、電路８ｄに配置されている。第４スイッチング部５４ｂは、グループ６Ｃとグループ６Ｄとを接続／遮断する。第４スイッチング部５４ｂは、グループ６Ｃの陰極側の端子と、グループ６Ｄの陽極側の端子とに接続されている。

第２遮断装置５ａに第１遮断装置４ａから駆動電源が供給されていないとき、第３スイッチング部５４ａ及び第４スイッチング部５４ｂは、ＯＦＦ状態にある。したがって、第２遮断装置５ａが駆動していないときは、グループ６Ｂとグループ６Ｃとの接続、グループ６Ｃとグループ６Ｄとの接続が遮断された状態にある。

バイパス回路５５は、第２遮断装置５ａが遮断状態のときに、電力線通信による制御部３ｃからの第１制御信号を第１遮断装置４ａの信号受信部４２が受信できるようにするための回路である。バイパス回路５５を設けることで、電力線通信を継続することが可能になる。

第１遮断装置４ｂは、接続される電路が第１遮断装置４ａと異なる点を除いて、第１遮断装置４ａと同様の構成である。第２遮断装置５ｂは、接続される電路が第２遮断装置５ａと異なる点を除いて、第２遮断装置５ａと同様の構成である。また、第１遮断装置４ｂと第２遮断装置５ｂとの関係は、上述した第１遮断装置４ａと第２遮断装置５ａとの関係と同様であるため、簡略に説明する。

第１遮断装置４ｂは、グループ６Ｄとグループ６Ｅとを接続する電路８ｅと、グループ６Ｅとグループ６Ｆとを接続する電路８ｆに接続されている。第１遮断装置４ｂは、グループ６Ｅの陽極側と陰極側の端子に接続されている。第１遮断装置４ｂは、インバータ３からの第１制御信号に応じてグループ６Ｄとグループ６Ｅとの接続、並びにグループ６Ｅとグループ６Ｆとの接続を遮断する。

第１遮断装置４ｂは、第１遮断装置４ｂと第２遮断装置５ｂに接続される通信線１０ｂを介して電力線通信とは異なる通信方式で第２制御信号を第２遮断装置５ｂに出力する。第１遮断装置４ｂは、グループ６Ｄとグループ６Ｅとの接続、並びにグループ６Ｅとグループ６Ｆとの接続を遮断してから、第２遮断装置５ｂに第２制御信号を出力する。

第１遮断装置４ｂは、グループ６Ｅに属する太陽電池モジュール６で発電される電力によって駆動する。第１遮断装置４ｂは、第２遮断装置５ｂに接続される電源線２０ｂが接続されている。第１遮断装置４ｂは、電源線２０ｂを介して第２遮断装置５ｂを駆動させるための電力を第２遮断装置５ｂに供給する。

第２遮断装置５ｂは、グループ６Ｆとグループ６Ｇとを接続する電路８ｇ、並びにグループ６Ｇとグループ６Ｈとを接続する電路８ｈに接続されている。第２遮断装置５ｂは、通信線１０ｂを介して第１遮断装置４ｂから出力される第２制御信号に応じて、グループ６Ｆとグループ６Ｇとの接続、並びにグループ６Ｇとグループ６Ｈとの接続を遮断する。

以下、図５を用いて、第１スイッチング部４４ａ、第２スイッチング部４４ｂ、第３スイッチング部５４ａ、第４スイッチング部５４ｂの構成を説明する。図５は、スイッチング部の構成の一例を示す図である。上記のスイッチング部は、開閉部６１と、半導体スイッチング素子６３と、を有する。

開閉部６１は、例えば、接点を開閉することで、開閉部６１に接続された電路を接続／遮断するスイッチング素子である。開閉部６１は、例えば、リレーである。第１スイッチング部４４ａの開閉部６１（第１開閉部６１ａ）は、一端がグループ６Ａの陽極側の端子に接続され、インバータ３の陽極側の端子に接続され、制御部４３により開閉駆動される。第２スイッチング部４４ｂの開閉部６１（第３開閉部６１ｂ）は、一端がグループ６Ａの陰極側の端子に接続され、他端がグループ６Ｂの陽極側に接続され、制御部４３により開閉駆動される。第３スイッチング部５４ａの開閉部６１（第５開閉部６１ｃ）は、一端がグループ６Ｃの陽極側の端子に接続され、グループ６Ｂの陰極側に接続され、制御部５３により開閉駆動される。第４スイッチング部５４ｂの開閉部６１（第７開閉部６１ｄ）は、一端がグループ６Ｃの陰極側の端子に接続され、他端がグループ６Ｄの陽極側の端子に接続され、制御部５３により開閉駆動される。

半導体スイッチング素子６３は、上記の開閉部６１に並列接続され、開閉部６１とは別の電路を導通状態又は絶縁状態とする。半導体スイッチング素子６３は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子である。

第１スイッチング部４４ａの半導体スイッチング素子６３（第１半導体スイッチング素子６３ａ）のゲート電極、及び、第２スイッチング部４４ｂの半導体スイッチング素子６３（第２半導体スイッチング素子６３ｂ）のゲート電極が、制御部４３に接続される。制御部４３は、これらゲート端子に所定の電圧信号を出力することで、第１半導体スイッチング素子６３ａ及び第２半導体スイッチング素子６３ｂをＯＮ状態又はＯＦＦ状態とできる。ここで、「ＯＮ状態」とは、半導体スイッチング素子６３が導通状態となることを意味する。一方、「ＯＦＦ状態」とは、半導体スイッチング素子６３が絶縁状態となることを意味する。

また、第３スイッチング部５４ａの半導体スイッチング素子６３（第３半導体スイッチング素子６３ｃ）のゲート電極、及び、第４スイッチング部５４ｂの半導体スイッチング素子６３（第４半導体スイッチング素子６３ｄ）のゲート電極が、制御部５３に接続される。制御部５３は、これらゲート端子に所定の電圧信号を出力することで、第３半導体スイッチング素子６３ｃ及び第４半導体スイッチング素子６３ｄをＯＮ状態又はＯＦＦ状態とできる。

ＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ素子などの半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態又はＯＦＦ状態とするためにゲート端子に電圧信号が出力された際に、ゲート端子には電流はほとんど流れない。このように、ＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ素子などを半導体スイッチング素子６３として用いることにより、半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態又はＯＦＦ状態とする際に必要な電力を小さくできる。

スイッチング部を駆動する太陽電池モジュールグループの発電量が小さい、及び／又は不安定であるときに、発電量に応じて開閉部６１が開閉動作することがある。具体的には、スイッチング部を駆動する太陽電池モジュールグループの発電量が開閉部６１の駆動電力より小さいときに開閉部６１を閉状態としようとすると、閉状態となった開閉部６１が駆動電力の不足により開状態となることがある。この動作が繰り返されて開閉部６１が開閉動作を繰り返す現象が生じることがある。また、スイッチング部を駆動する太陽電池モジュールグループの発電量が不安定なときに、開閉部６１が開閉動作を繰り返すことがある。これらの現象は、太陽光発電システム１の動作を不安定化させる。

従って、スイッチング部に供給される電力が開閉部６１の駆動電力よりも小さい、及び／又は、当該電力が不安定なときには、開閉部６１を開閉動作させる前に、半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態とする。すなわち、開閉部６１を開閉動作させる前に、開閉部６１とは別の電路を導通状態とする。具体的には、スイッチング部をＯＮ状態とするために開閉部６１を開状態から閉状態にする場合には、開閉部６１を開状態にしたまま半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態とし、その後、開閉部６１を開状態から閉状態に切り替える。

開閉部６１が閉状態となった後、半導体スイッチング素子６３は、ＯＮ状態を維持していてもよいし、ＯＦＦ状態に切り替えられてもよい。なぜなら、開閉部６１が閉状態となっていれば、半導体スイッチング素子６３の状態に関わらず、スイッチング部をＯＮ状態とできるからである。半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態のままとするか、ＯＦＦ状態に切り替えるかは、用途等に応じて適宜決定できる。

一方、スイッチング部をＯＦＦ状態とするために開閉部６１を閉状態から開状態にする場合には、開閉部６１を閉状態にしたまま半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態とし、その後、開閉部６１を閉状態から開状態に切り替える。開閉部６１が開状態となった後、半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。なお、この動作は、スイッチング部に供給される電力が小さくなる及び／又は不安定となる前に実行することが好ましい。

以上の動作により、スイッチング部に供給される電力が小さい、及び／又は、当該電力が不安定なときに、スイッチング部の開閉部６１が開状態と閉状態とを繰り返す現象が発生することを回避できる。なぜなら、スイッチング部に供給される電力が小さい及び／又は不安定なときには、開閉部６１が動作しないからである。この結果、太陽光発電システム１は、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいとき、及び／又は発電量が不安定なときでも、安定して動作できる。

なお、スイッチング部を駆動する太陽電池モジュールグループの発電量が安定して十分に大きい場合も、開閉部６１を開閉動作させる際には、開閉部６１を開閉動作させる前に半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態とする。

ＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ素子などの半導体スイッチング素子６３は、その特性上、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との切り替え時にノイズ成分をほとんど発生しない。また、リレーなどの開閉部６１は、開閉動作時にその両端に大きな電圧が印加されていなければ、大きなノイズ成分を発生することはない。従って、開閉部６１の開閉動作前において半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態とすることで、開閉部６１の両端に大きな電圧が印加されなくなるので、開閉動作時に開閉部６１がノイズ成分を発生しにくくなる。この結果、スイッチング部においてノイズ成分の発生が抑制され、太陽光発電システム１の動作が安定化する。

また、開閉部６１にて大きなノイズ成分が発生しなくなるので、開閉部６１は、大きな耐電圧特性を有する必要がない。その結果、開閉部６１のコストを低減できる。

スイッチング部の構成の他の例として、図６に示すように、他の開閉部６５が、半導体スイッチング素子６３に対して直列接続されていてもよい。半導体スイッチング素子６３は、半導体物質中にＰ型半導体領域とＮ型半導体領域とが交互に配置されて電気的な絶縁がなされているに過ぎない。すなわち、半導体スイッチング素子６３では完全な絶縁がなされていない。その一方、開閉部は、遮断時には２つの接点が離間することで、電路を完全に遮断する。よって、半導体スイッチング素子６３に他の開閉部６５を直列接続することにより、半導体スイッチング素子６３を確実に太陽光発電システム１から電気的に遮断できる。なお、第１スイッチング部４４ａの他の開閉部６５は、第２開閉部６５ａである。第２スイッチング部４４ｂの他の開閉部６５は、第４開閉部６５ｂである。第３スイッチング部５４ａの他の開閉部６５は、第６開閉部６５ｃである。第４スイッチング部５４ｂの他の開閉部６５は、第８開閉部６５ｄである。図６は、スイッチング部の他の例を示す図である。

スイッチング部の構成のさらに他の例として、図７に示すように、複数の開閉部６１を含むスイッチング素子（２極のスイッチング素子）をスイッチング部にて用いる場合には、各開閉部６１に半導体スイッチング素子６３を設ける。この場合、各開閉部６１を開閉動作させる前に、開閉動作させようとする開閉部６１に並列接続された半導体スイッチング素子６３をＯＮ状態とする。図７は、スイッチング部の構成のさらに他の例を示す図である。

次に、図８を参照して第１遮断装置４ａ，４ｂ及び第２遮断装置５ａ，５ｂの動作モードの一例について説明する。第１遮断装置４ａ，４ｂ及び第２遮断装置５ａ，５ｂの動作モードは、スタートモード、アクティブモード、安全モードの３つの動作モードを含む。安全モードは、通常遮断モードと、緊急安全遮断モードと、を含む。したがって、第１遮断装置４ａ，４ｂ及び第２遮断装置５ａ，５ｂは、スタートモード、アクティブモード、通常遮断モード、及び緊急安全遮断モードの４つの動作モードで動作する。

スタートモードとは、太陽電池モジュール６に太陽光が当たり始めたときのモードである。このとき、太陽電池モジュール６は、太陽光を受けて電力を発電する。そして、太陽電池モジュール６で発電された電力から各レギュレータ４１が生成した駆動電源によって第１遮断装置４ａ，４ｂが駆動される。第１遮断装置４ａ，４ｂが駆動されて制御部４３が信号受信部４２を介してインバータ３の制御部３ｃからの第１制御信号を受信すると、制御部４３は、第１半導体スイッチング素子６３ａ及び第２半導体スイッチング素子６３ｂをＯＮ状態とした後に、第１開閉部６１ａ及び第３開閉部６１ｂを閉状態とする。この結果、第１スイッチング部４４ａ及び第２スイッチング部４４ｂがＯＮ状態となる。

また、第１遮断装置４ａ，４ｂは、各レギュレータ４１が生成した駆動電源を第２遮断装置５ａ，５ｂに供給する。これにより、第２遮断装置５ａ，５ｂが駆動される。第２遮断装置５ａ，５ｂが駆動されて、例えば第２制御信号とは異なる第１遮断装置４ａ，４ｂからの指令信号を制御部５３が受けると、制御部５３は、第３半導体スイッチング素子６３ｃ及び第４半導体スイッチング素子６３ｄをＯＮ状態とした後に、第５開閉部６１ｃ及び第７開閉部６１ｄを閉状態とする。この結果、第３スイッチング部５４ａ及び第４スイッチング部５４ｂがＯＮ状態となり、グループ６Ａ～６Ｈが第１遮断装置４ａ，４ｂ及び第２遮断装置５ａ，５ｂを介してストリング２接続され、太陽電池モジュール６で発電された電力がインバータ３に出力される。

太陽電池モジュール６に太陽光が当たり始めたスタートモードでは、各太陽電池モジュールグループからの発電量が少ない。そのため、スタートモードにおいては、太陽電池モジュールグループから発電される電力により駆動される第１開閉部６１ａと第３開閉部６１ｂ、及び、第１遮断装置４ａ、４ｂから供給される電力により駆動される第５開閉部６１ｃと第７開閉部６１ｄが、開閉動作を繰り返して太陽光発電システム１の動作を不安定にさせることがある。

そのため、スタートモードでは、最初に、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量が小さい段階で第１半導体スイッチング素子６３ａ～第４半導体スイッチング素子６３ｄをＯＮ状態とする。このとき、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄは開状態とする。その後、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量が第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄの駆動電力よりも大きくなったときに、これら開閉部を閉状態とする。これにより、太陽電池モジュールグループからの発電量が開閉部の駆動電力よりも小さいスタートモードにおいて、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄを開状態としておくことで、開閉部が開閉動作を繰り返す現象を回避できる。この結果、スタートモードにおける太陽光発電システム１の動作が安定化する。また、開閉部６１とは別の電路（すなわち、半導体スイッチング素子６３）によりスイッチング部をＯＮ状態とできるので、スタートモード時においてストリング２とインバータ３とを接続する電路が確保される。

アクティブモードは、太陽電池モジュール６が日中に太陽光を受けて発電している状態であり、実質的にスタートモードと同じである。したがって、アクティブモードでは、グループ６Ａ～６Ｈが第１遮断装置４ａ，４ｂ及び第２遮断装置５ａ，５ｂを介して接続された状態にあり、太陽電池モジュール６が発電された電力がインバータ３に出力される。

アクティブモードでは、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量が低下した場合（例えば、当該太陽電池モジュールグループに影が入った場合など）、第１半導体スイッチング素子６３ａ～第４半導体スイッチング素子６３ｄをＯＮ状態にして、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄを開状態とする。その後、当該太陽電池モジュールグループからの発電量が開閉部６１の駆動電力よりも大きくなったときに、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄを開状態から閉状態へと切り替える。これにより、アクティブモードにおいて、アクティブモードにおいて、太陽電池モジュールグループからの発電量が小さくなったときに、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄを閉状態から開状態へと切り替えることで、開閉部６１が開閉動作を繰り返す現象を回避できる。また、開閉部６１とは別の電路（すなわち、半導体スイッチング素子６３）によりスイッチング部をＯＮ状態とできるので、アクティブモードにおいて、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量が低下しても、ストリング２にて発生した電力をインバータ３に供給できる。

通常遮断モードは、夜間、或いは雨等の天候の影響で、太陽電池モジュール６が太陽光を受けていないときのモードである。したがって、通常遮断モードでは、太陽電池モジュール６によって電力が発電されておらず、太陽電池モジュール６から第１遮断装置４ａ，４ｂ及び第２遮断装置５ａ，５ｂに駆動電源が供給されていない。このため、通常遮断モードでは、第１遮断装置４ａ，４ｂの第１スイッチング部４４ａ及び第２スイッチング部４４ｂと、第２遮断装置５ａ，５ｂの第３スイッチング部５４ａ及び第４スイッチング部５４ｂは、全てＯＦＦ状態にある。なお、通常遮断モードでは、インバータ３の制御部３ｃから第１制御信号が出力されていない。インバータ３にＡＣ電源から電力が供給されているので、緊急安全遮断モード時を除いて、インバータ３の制御部３ｃから第１制御信号を常に出力していてもよい。

通常遮断モードにおいて、天候の不安定等の理由により、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループの発電が不安定な状態のときは、開閉部６１が開閉動作を繰り返して太陽光発電システム１の動作が不安定となる。このため、天候の不安定等により、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量が不安定となるときには、第１半導体スイッチング素子６３ａ～第４半導体スイッチング素子６３ｄをＯＮ状態にして、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄを開状態とする。その後、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量が開閉部６１の駆動電力よりも大きい状態で安定したときに、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄを開状態から閉状態へと切り替える。これにより、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量が不安定なときに、第１開閉部６１ａ、第３開閉部６１ｂ、第５開閉部６１ｃ、第７開閉部６１ｄを開状態としておくことで、開閉部６１が開閉動作を繰り返す現象を回避できる。この結果、太陽光発電システム１の動作が安定化する。

緊急安全遮断モードは、スタートモード、或いはアクティブモード中に、電路８ａ～８ｈを遮断して、太陽電池モジュール６からインバータ３への電力の出力を停止させるモードである。本実施形態では、図１に示すように、操作スイッチ３５がインバータ３に接続されており、第１遮断装置４ａ，４ｂがスタートモード、或いはアクティブモード中のときに操作スイッチ３５が操作されると、第１遮断装置４ａ，４ｂの動作モードが緊急安全遮断モードに切り替わる。

詳細には、操作スイッチ３５が操作されると、制御部３ｃは、第１制御信号の出力を停止する。第１遮断装置４ａの信号検出部４６が第１制御信号の一定周期停止を検出すると、信号受信部４２及び制御部４３を介して、遮断接続部４４の第１スイッチング部４４ａ及び第２スイッチング部４４ｂがＯＦＦ状態となる。これにより、グループ６Ａとグループ６Ｂとの接続、並びにインバータ３とグループ６Ａとの接続が遮断され、太陽電池モジュール６からインバータ３への電力の出力が停止される。このとき、第１遮断装置４ａは、遮断接続部４４の第１スイッチング部４４ａ及び第２スイッチング部４４ｂをＯＦＦ状態とした後で、第２遮断装置５ａに通信線１０ａを介して第２制御信号を出力する。第２遮断装置５ａは、第１遮断装置４ａからの第２制御信号を受けて、グループ６Ｂとグループ６Ｃとの接続、並びにグループ６Ｃとグループ６Ｄとの接続を遮断する。

同様に、第１遮断装置４ｂの信号検出部４６が第１制御信号の一定周期停止を検出すると、第１遮断装置４ｂの制御部４３は、第１遮断装置４ｂの遮断接続部４４の第１スイッチング部４４ａ及び第２スイッチング部４４ｂをＯＦＦ状態とし、グループ６Ｄとグループ６Ｅとの接続、並びにグループ６Ｅとグループ６Ｆとの接続を遮断する。第１遮断装置４ｂは、第１スイッチング部４４ａ及び第２スイッチング部４４ｂをＯＦＦ状態とした後に、第２遮断装置５ｂに第２制御信号を出力する。第２遮断装置５ｂは、第１遮断装置４ｂからの第２制御信号を受けて、グループ６Ｆとグループ６Ｇとの接続、並びにグループ６Ｇとグループ６Ｈとの接続を遮断する。これにより、全てのグループ６Ａ～６Ｈが互いに分断されることで、ストリング２の開放電圧が１６５Ｖ以下に分断される。

上記構成の太陽光発電システム１では、第１遮断装置４ａと第２遮断装置５ａとがマスタとスレーブの関係にあり、第２遮断装置５ａは、第１遮断装置４ａから出力される第２制御信号に応じて複数の太陽電池モジュールグループ６Ｂ～６Ｄ同士の接続を遮断する。さらに、第２遮断装置５ａは、第１遮断装置４ａから電源が供給される。これにより、第２遮断装置５ａの構成を簡素化できるので、第２遮断装置５ａの設置コストを低減できる。

また、複数の太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｈは、グループ毎の開放電圧が１６５Ｖ以下であるため、安全性の高い太陽光発電システムを提供することができる。また、第１遮断装置４ａからの出力される第２制御信号は、通信線１０ａを介して電力線通信とは異なる通信方式で出力されるので、電力線通信と比べてノイズの影響を受けにくく、第１遮断装置４ａから第２遮断装置５ａへの安定した通信が可能になる。

また、上記構成の太陽光発電システム１では、第１遮断装置４ａによってグループ６Ａとグループ６Ｂとの接続が遮断された後で、第２遮断装置５ａによって複数の太陽電池モジュールグループ６Ｂ～６Ｄ同士の接続が遮断されるので、第２遮断装置５ａに係る電圧を抑えることができる。これにより、第２遮断装置５ａのコストダウンを図ることができる。

この太陽光発電システムでは、スイッチング部が、開閉部６１と、開閉部６１に並列接続される半導体スイッチング素子６３とを有している。さらに、半導体スイッチング素子６３は、開閉部６１の開閉動作前にＯＮ状態となる。開閉部６１の開閉動作前において半導体スイッチング素子６３がＯＮ状態となることにより、スイッチング部に供給される電力（すなわち、第１遮断装置４ａ、４ｂを駆動する電力を供給する太陽電池モジュールグループからの発電量）が小さい、及び／又は、当該電力が不安定であるときに、開閉部６１が発電量に応じて開閉動作することで、開閉部６１が開閉動作を繰り返す現象を回避できる。この結果、太陽光発電システム１の動作が安定化する。

また、開閉部６１の両端に大きな電圧が印加されなくなるので、開閉動作時に開閉部６１がノイズ成分及びチャタリングを発生しにくくなる。また、半導体スイッチング素子６３は、その特性上、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の切り替え動作時にノイズ成分やチャタリングを発生しにくい。これらの結果、スイッチング部においてノイズ成分及びチャタリングの発生が抑制され、太陽光発電システム１の動作が安定化する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、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。

複数の太陽電池モジュールグループのグループ数は、前記実施形態に限定されるものではない。ストリング２は、グループ毎の開放電圧が１６５Ｖ以下になるように複数の太陽電池モジュールグループにグループ分けされていればよい。例えば、図９に示すように、第１遮断装置４ａ，４ｂと第２遮断装置５ａ，５ｂによって、複数の太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｈが３つの直列に接続された太陽電池モジュール６をそれぞれ含むようにグループ分けされてもよい。なお、図９に示す例では、第１遮断装置４ａは、グループ６Ａに属する３つの太陽電池モジュール６で発電される電力によって駆動する。

また、図１０に示すように、複数の太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｄ毎に第１遮断装置４ａ，４ｂ又は第２遮断装置５ａ，５ｂのいずれかが設けられてもよい。

図１１に示すように、第１遮断装置４ａ，４ｂは、複数の太陽電池モジュールグループのいずれかに並列接続されるバイパスダイオード４８を含んでもよい。図１１に示す例では、第１遮断装置４ａのバイパスダイオード４８は、グループ６Ａに電気的に並列接続されている。バイパスダイオード４８は、グループ６Ａの陰極側の端子に接続されるアノードと、グループ６Ａの陽極側の端子に接続されるカソードと、を含む。第１遮断装置４ｂのバイパスダイオード４８は、グループ６Ｆに電気的に並列接続されている。

同様に、第２遮断装置５ａ，５ｂは、複数の太陽電池モジュールグループのいずれかに並列接続されるバイパスダイオード５８を含んでもよい。図１１に示す例では、第２遮断装置５ａのバイパスダイオード５８は、グループ６Ｃに電気的に並列接続され、第２遮断装置５ｂのバイパスダイオード５８は、グループ６Ｈに電気的に並列接続されている。

前記実施形態では、第１遮断装置４ａ，４ｂの各遮断接続部４４が第１スイッチング部４４ａと第２スイッチング部４４ｂの２つの接点を備えていたが、図１２に示すように、遮断接続部４４は、単一の接点を備える２つのリレーで構成してもよい。すなわち、第１遮断装置４ａ，４ｂの制御部４３が第１スイッチング部４４ａと第２スイッチング部４４ｂとを独立してＯＮ／ＯＦＦ可能な構成であってもよい。同様に、第２遮断装置５ａ，５ｂにおいても、制御部５３が遮断接続部５４の第３スイッチング部５４ａと第４スイッチング部５４ｂとを独立してＯＮ／ＯＦＦ可能な構成であってもよい。

前記実施形態では、第１遮断装置４ａは、グループ６Ａとグループ６Ｂとを接続する電路８ａと、インバータ３とグループ６Ａとを接続する電路８ｂに接続されていたが、第１遮断装置４ａと、第２遮断装置５ｂの配置を入れ替えてもよい。例えば、第１遮断装置４ａを電路８ｃと電路８ｄとに接続して、第２遮断装置５ａを電路８ａと電路８ｂとに接続してもよい。

前記実施形態では、電力線通信によってインバータ３から第１遮断装置４ａ，４ｂに第１制御信号を出力していたが、図７に示すように、Ｗｉｆｉ（登録商標）等の無線通信によって第１制御信号を第１遮断装置４ａ，４ｂに出力してもよい。或いは、インバータ３と第１遮断装置４ａ，４ｂは、無線通信によって相互通信可能な構成であってもよい。

第１遮断装置又は第２遮断装置の数は、前記実施形態に限定されるものではない。また、前記実施形態では、１つの第１遮断装置４に対して１つの第２遮断装置５が設けられていたが、１つの第１遮断装置４に対して複数の第２遮断装置５が設けられてもよい。この場合は、１つの第１遮断装置４から複数の第２遮断装置５に電力が供給される。

本発明によれば、太陽光発電システムにおいて、遮断装置の設置コストの低減、及び安全性の向上を両立できる太陽光発電システムを提供することができる。

１ 太陽光発電システム
２ ストリング
３ インバータ
４ 第１遮断装置
５ 第２遮断装置
６ 太陽電池モジュール
６Ａ～６Ｈ 太陽電池モジュールグループ
４４ａ 第１スイッチング部
４４ｂ 第２スイッチング部
５４ａ 第３スイッチング部
５４ｂ 第４スイッチング部
６１ 開閉部
６３ 半導体スイッチング素子
６５ 他の開閉部

Claims (18)

1. １つ又は直列に接続された複数の太陽電池モジュールをそれぞれ含み互いに直列に接続された複数の太陽電池モジュールグループを含むストリングと、
   前記ストリングに接続され、前記ストリングから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   前記複数の太陽電池モジュールグループ同士を接続する第１電路に接続された第１遮断装置と、
   前記第１電路に接続された前記複数の太陽電池モジュールグループとは異なる前記複数の太陽電池モジュールグループ同士を接続する第２電路に接続された第２遮断装置と、
   を備え、
   前記ストリングの前記複数の太陽電池モジュールグループは、グループ毎の開放電圧が所定の開放電圧以下であり、
   前記第１遮断装置は、前記第２遮断装置に接続される電源線が接続され、前記インバータからの第１制御信号に応じて前記第１電路に接続された前記複数の太陽電池モジュールグループ間の接続を遮断し、
   前記第２遮断装置は、前記電源線を介して前記第１遮断装置から供給される電力によって駆動し、前記第１遮断装置からの第２制御信号に応じて、前記第２電路に接続された前記複数の太陽電池モジュールグループ間の接続を遮断し、
   前記ストリングの前記複数の太陽電池モジュールグループは、第１グループを含み、
   前記第１遮断装置は、前記第１グループに属する１つ又は直列に接続された複数の前記太陽電池モジュールで発電される電力によって駆動され、
   前記第１遮断装置は、前記第１グループの陽極側の端子に接続される第１スイッチング部を有し、
   前記第１スイッチング部は、第１開閉部と、前記第１開閉部に並列接続される第１半導体スイッチング素子と、を有し、
   前記第１半導体スイッチング素子は、前記第１開閉部の開閉動作前にＯＮ状態となる、
   太陽光発電システム。
2. 前記第１スイッチング部は、前記第１半導体スイッチング素子に直列接続される第２開閉部を有する、請求項１に記載の太陽光発電システム。
3. 前記第１遮断装置は、前記第１グループの陰極側の端子に接続される第２スイッチング部を有し、
   前記第２スイッチング部は、第３開閉部と、前記第３開閉部に並列接続される第２半導体スイッチング素子と、を有し、
   前記第２半導体スイッチング素子は、前記第３開閉部の開閉動作時にＯＮ状態となる、請求項１又は２に記載の太陽光発電システム。
4. 前記第２スイッチング部は、前記第２半導体スイッチング素子に直列接続される第４開閉部を有する、請求項３に記載の太陽光発電システム。
5. 前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部とを独立してＯＮ／ＯＦＦ可能である、請求項３又は４に記載の太陽光発電システム。
6. 前記ストリングの前記複数の太陽電池モジュールグループは、第２グループを含み、
   前記第２遮断装置は、前記第２グループの陽極側の端子に接続される第３スイッチング部を有し、
   前記第３スイッチング部は、第５開閉部と、前記第５開閉部に並列接続される第３半導体スイッチング素子と、を有し、
   前記第３半導体スイッチング素子は、前記第５開閉部の開閉動作前にＯＮ状態となる、請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
7. 前記第３スイッチング部は、前記第３半導体スイッチング素子に直列接続される第６開閉部を有する、請求項６に記載の太陽光発電システム。
8. 前記第２遮断装置は、前記第２グループの陰極側の端子に接続される第４スイッチング部を含み、
   前記第４スイッチング部は、第７開閉部と、前記第７開閉部に並列接続される第４半導体スイッチング素子と、を有し、
   前記第４半導体スイッチング素子は、前記第７開閉部の開閉動作前にＯＮ状態となる、請求項６又は７に記載の太陽光発電システム。
9. 前記第４スイッチング部は、前記第４半導体スイッチング素子に直列接続される第８開閉部を有する、請求項８に記載の太陽光発電システム。
10. 前記第２遮断装置は、前記第３スイッチング部と前記第４スイッチング部とを独立してＯＮ／ＯＦＦ可能である、請求項８又は９に記載の太陽光発電システム。
11. 前記第１遮断装置は、前記インバータからの前記第１制御信号に応じて前記第１電路に接続された前記複数の太陽電池モジュールグループ間の接続を遮断してから、前記第２遮断装置に前記第２制御信号を出力する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
12. 前記第１遮断装置は、前記第１遮断装置と前記第２遮断装置に接続される通信線を介して、電力線通信とは異なる通信方式で前記第２遮断装置に前記第２制御信号を出力する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
13. 前記ストリングの前記複数の太陽電池モジュールグループは、グループ毎の前記開放電圧が１６５Ｖ以下である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
14. 前記インバータは、電力線通信によって前記第１遮断装置に前記第１制御信号を出力する、請求項１～１３のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
15. 前記インバータは、無線通信によって前記第１遮断装置に前記第１制御信号を出力する、請求項１～１４のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
16. 前記ストリングの前記複数の太陽電池モジュールグループの少なくとも１つは、直列に接続された複数の太陽電池モジュールを含む、請求項１～１５のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
17. 前記第１遮断装置は、前記複数の太陽電池モジュールグループのいずれかに並列接続されるバイパスダイオードを含む、請求項１～１６のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。
18. 前記第２遮断装置は、前記複数の太陽電池モジュールグループのいずれかに並列接続されるバイパスダイオードを含む、請求項１～１７のいずれか１項に記載の太陽光発電システム。

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