JP4829424B2 - 太陽電池アレイ及び太陽光発電システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の太陽電池からなる太陽電池アレイ及び太陽電池アレイを有する太陽光発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、クリーンな新エネルギーとして太陽光発電システムが注目されている。屋外の標識や時計用として用いる場合、単一の太陽電池セルもしくは太陽電池モジュールと二次電池とを組み合わせて太陽光発電システムを構成する場合もあるが、公共施設や一般の住宅、発電所等で太陽光発電システムを採用する場合、数ｋＷ以上の電力の太陽光発電システムを設計するのが一般的である。一方、太陽電池セルや太陽電池モジュールの１個あたりの電力は通常数Ｗ〜数百Ｗであるので、数ｋＷ以上の電力を得るために、複数の太陽電池からなる太陽電池アレイを用いるのが普通である。なお、複数の太陽電池を直列に接続したものを、一般に太陽電池ストリングと呼び、複数の太陽電池もしくは太陽電池ストリングを並列に接続したものを狭義の太陽電池アレイと呼ぶことが多いが、本明細書中で、太陽電池アレイという場合、太陽電池ストリングも包含する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような大電力の太陽光発電システムでは、高電圧、大電力ゆえに、電路に触れると感電するおそれがある。通常の太陽光発電システムにおいては、電路を被覆したり、発電システム周辺を立ち入り禁止にしたりするなどして、感電対策がなされている。しかしながら、電路を被覆する被覆材が破れた場合や、施工やメンテナンスを行う場合などに、電路に人が触れてしまう場合もありうる。
【０００４】
一方、太陽電池アレイの電路に人が接触した場合の人体への影響を低減する方法としては、トランスを用いるなどして、アレイの電路全体と大地との間を完全に絶縁して（フローティング状態にして）、人が電路に接触した場合に電流のループができないようにする方法がある。しかしながら、この場合でも、電路の一部で地絡が生じてしまった状態で電路の他の部分に人が接触した場合には、人体への影響を制御することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、電路に人が触れた場合であっても、感電による人体への影響が少ない太陽電池アレイ、太陽光発電システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、複数の太陽電池からなる太陽電池アレイにおいて、該太陽電池アレイの最大出力時の正極端の対地電圧をＶ₁、該太陽電池アレイの最大出力時の負極端の対地電圧をＶ₂としたときに、Ｖ₂＜０、Ｖ₁＋Ｖ₂＞０の関係を満たすことを特徴とする太陽電池アレイを提供する。
【０００７】
該アレイの好適な態様は、Ｖ₁＋２Ｖ₂＝０の関係を満たすものである。また、前記太陽電池内部ではない電路上に対地電圧が０の点が存在し、Ｖ₁＋２Ｖ₂の絶対値が、該対地電圧が０の点以外の太陽電池内部ではない電路上の点の対地電圧を０としたときのＶ₁＋２Ｖ₂の絶対値以下である態様も好ましい。また、前記太陽電池アレイを構成する個々の太陽電池の最大出力時の正極端と負極端の電位差がＶ₃であり、Ｖ₁＋２Ｖ₂−２Ｖ₃≦０≦Ｖ₁＋２Ｖ₂＋Ｖ₃の関係を満たすようにしたものも好ましい態様である。対地電圧が０の点は接地することが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、上述した太陽電池アレイと、該太陽電池アレイの正極端と該太陽電池アレイの負極端とに接続された負荷及び／又は太陽電池アレイの直流出力を交流出力に変換するインバータとを有する太陽光発電システムを提供する。
【０００９】
さらに、本発明は、複数の太陽電池からなる太陽電池アレイと、該太陽電池に接続され該太陽電池アレイの直流出力を交流出力に変換するインバータとを有する太陽光発電システムにおいて、該太陽電池アレイの負極端と該太陽電池アレイの最大出力時の電気的中点との間に太陽電池アレイの最大出力時の対地電圧が０Ｖである点を有することを特徴とする太陽光発電システムを提供する
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な一態様は、太陽電池アレイの電路の一部に人の手が触れた場合に心臓に与える影響が小さくなるように設計された太陽電池アレイ乃至太陽光発電システムである。そして、このような影響を最小に抑えた太陽電池アレイ乃至太陽光発電システムが本発明の最適な実施態様である。
【００１１】
ＩＥＣ規格６０４７９−１によれば、動物の上部から下部に向かって直流電流が流れた場合に細動が起こる閾値は、動物の下部から上部に向かって直流電流が流れた場合に細動が起こる閾値の約２倍であることが、動物実験の結果から明らかになっている。本発明者らは、このような関係が人体にも妥当すると考えた。
【００１２】
図１に太陽電池アレイの一例として、太陽電池を複数直列に接続した太陽電池ストリング１００を示す。図１中、最大出力時の正極端１０１の対地電圧をＶ₁、最大出力時の負極端１０２の対地電圧をＶ₂とする。ここで、太陽電池ストリング１００が最大出力となっている時に、人が地面に立った状態で、その手が電路の正極端と負極端との間（端部も含む）に触れた場合に、人体に流れる直流電流及びその直流電流が心臓に与える影響について検討する。
【００１３】
人体の手と足裏との間の直流抵抗をＲとすると、Ｖ₁≧０≧Ｖ₂の関係が満たされる場合、足裏から手に向かって（下部から上部に向かって）人体に流れる直流電流の最大値は−Ｖ₂／Ｒとなり、手から足裏に向かって（上部から下部に向かって）人体に流れる直流電流の最大値はＶ₁／Ｒとなる。ここで、それぞれの場合に直流電流が心臓に与える影響の大きさをＥｆｆ．という仮想のパラメータで表すとすると、それぞれの場合のＥｆｆは、ａＶ₁／Ｒ及び−２ａＶ₂／Ｒで与えられる（ａは比例定数）。
【００１４】
本発明の好適な態様は、Ｅｆｆ．の最大値を小さくする構成である。Ｅｆｆ．の最大値とは、ストリング中のＥｆｆ．が最も大きい点に人の手が触れた場合のＥｆｆ．の値のことである。
【００１５】
仮に、正極端１０１を接地するなどして正極端の対地電圧Ｖ₁を０とすれば、人の手が負極端に触れた場合にＥｆｆ．は最大となり、Ｅｆｆ．の最大値は−２ａＶ₂／Ｒとなる。一方、負極端１０２を接地するなどして負極端の対地電圧Ｖ₂を０とすれば、人の手が正極端に触れた場合にＥｆｆ．は最大となり、Ｅｆｆ．の最大値はａＶ₁／Ｒとなる。また、正極端と負極端との電気的な中点を接地するなどしてその点の対地電圧を０とすれば、Ｖ₁＝−Ｖ₂となるので、人の手が負極端に触れた場合にＥｆｆ．は最大となり、Ｅｆｆ．の最大値は−２ａＶ₂／Ｒ（＝２ａＶ₁／Ｒ）となる。
【００１６】
一般化すると、ｋＶ₁＋（１−ｋ）Ｖ₂＝０（０≦ｋ≦１）となるようにしたときのＥｆｆ．の最大値は、０≦ｋ≦１／３ではａＶ₁／Ｒとなり、１／３≦ｋ≦１では−２ａＶ₂／Ｒとなる。
【００１７】
なお、通常、最大出力時のストリング１００の正極端と負極端の電位差（＝Ｖ₁−Ｖ₂）が一定（＝Ｖ_c）となるようにストリングを設計する。このように設計した場合、ｋＶ_c＋Ｖ₂＝０（０≦ｋ≦１）、Ｖ₁−（１−ｋ）Ｖ_c＝０（０≦ｋ≦１）となるので、Ｅｆｆ．の最大値は、０≦ｋ≦１／３ではａ（１−ｋ）Ｖ_c／Ｒとなり、１／３≦ｋ≦１では２ａｋＶ_c／Ｒとなる。そして、０＜ｋ＜１／２とすると、Ｅｆｆ．の最大値をａＶ_c／Ｒ未満に（換言すればストリング１００の端部もしくは電気的な中点の対地電圧を０とした場合の値よりも小さく）することができる。そして、０＜ｋ＜１／２とｋＶ₁＋（１−ｋ）Ｖ₂＝０から、Ｖ₁＋Ｖ₂＞０が得られる。
【００１８】
従って、太陽電池ストリングの最大出力時の、正極端の対地電圧をＶ₁、負極端の対地電圧をＶ₂としたときに、Ｖ₁＞０、Ｖ₂＜０、Ｖ₁＋Ｖ₂＞０の関係を満たすように太陽電池ストリングを設計する（もっとも、Ｖ₂＜０、Ｖ₁＋Ｖ₂＞０の関係が満たされれば、必然的にＶ₁＞０となる）。換言すれば、正極端と負極端の電気的な中点と、負極端と、の間の電路上の点（中点、負極端は除く）の対地電圧が０になるように、太陽電池ストリングを設計する。
【００１９】
このような関係式を満たすように太陽電池ストリングを設計することにより、単にストリング１００の端部もしくは電気的な中点の対地電圧を０とした場合と比べて、太陽電池ストリングの電路に人の手が接触した場合の心臓への影響を低減できる。
【００２０】
電路上の所望の点の対地電圧を０にするために最も簡便な方法は、対地電圧を０にしたい点を接地することである。他の方法としては、電路上の一点（ストリングの外側の点でも構わない）の対地電圧を０以外の電圧に固定する手段を設けることによって、電路上の所望の点の対地電圧を０に制御する方法が挙げられる。
【００２１】
本発明の最適の態様では、ｋ＝１／３、即ちＶ₁＋２Ｖ₂＝０を満たすように対地電圧が０となる点を決定する。このようにすることによって、Ｅｆｆ．の最大値を最も小さくすることができる。
【００２２】
もっとも、太陽電池ストリングを構成する個々の太陽電池（太陽電池モジュール又は太陽電池セル）の正極端と負極端の電位差がばらついていたり、直列接続された太陽電池の個数が３の倍数ではなかったりする等の理由により、Ｖ₁＋２Ｖ₂＝０を満たすように対地電圧が０となる点を選択できない場合も考えられる。その場合には、Ｖ₁＋２Ｖ₂の絶対値が最も小さくなるように、太陽電池（太陽電池モジュール又は太陽電池セル）外の電路上の点から対地電圧が０となる点を選択するのが最適の態様となる。例えば、太陽電池ストリングを構成する個々の太陽電池の最大出力時の正極端と負極端の電位差が、製造上の誤差を無視した場合に一定値Ｖ₃である場合には、Ｖ₁＋２Ｖ₂−２Ｖ₃≦０≦Ｖ₁＋２Ｖ₂＋Ｖ₃の関係を満たすように設計するのが好ましい。
【００２３】
なお、太陽電池ストリングの場合だけでなく、並列接続された部分を有する太陽電池アレイの場合も上述の考え方と全く同じ考え方で設計することができる。
【００２４】
（実施態様例１）
図２に本発明の好適な実施態様例を示す。図２に示す太陽電池ストリング２００は同一の出力特性を有するように設計された太陽電池モジュール１０３を６個直列に接続したものであり、正極端１０１と負極端１０２とを有する。太陽電池モジュール１０３としては、バイパスダイオードを有するモジュールを用いることが好ましい。なお、必要に応じて、正極端１０１、負極端１０２は、インバータの直流側端子もしくは負荷（いずれも不図示）に接続する。
【００２５】
本実施態様例では、太陽電池ストリング２００の負極側から数えて２番目のモジュールと３番目のモジュールの間の電路上の点１０４を接地する。
【００２６】
即ち、本実施態様例では、各太陽電池モジュールの出力が揃っている場合には、太陽電池モジュールの製造工程上の誤差を無視すれば、Ｖ₁＋２Ｖ₂＝０を満たす点の対地電圧が０となる。
【００２７】
このようにすることによって、最大出力時のＥｆｆ．の最大値を最も小さくでき、太陽電池ストリング２００の電路の一部に人の手が触れた場合に心臓に与える影響を最も小さくすることができる。
【００２８】
なお、本実施態様例のように、太陽電池ストリングの電路上の一点を接地する構成とした場合には、ストリングが最大出力となっていなくても、全ての太陽電池モジュールの出力電圧が均等であればＥｆｆ．の最大値を最も小さくすることができる。また、仮に、パーシャルシェイドなどによって一部の太陽電池モジュールの出力電圧が低下したとしても、Ｅｆｆ．の最大値は太陽電池ストリングの最大出力時よりも小さくなる。
【００２９】
本実施態様例のように電路上の一点が接地されている場合に、ストリング（もしくはアレイ）の正負極端をインバータの直流側端子に接続する場合には、トランス内蔵型インバータ（絶縁型インバータ）を用いるか、インバータの交流側にトランスを設けることが好ましい。トランスを用いないと、通常、直流側の正極端子もしくは負極端子の対地電圧が固定されてしまうからである。一方、トランスを設けることにより電路上の所望の点の対地電圧を０にすることができる。
【００３０】
（実施態様例２）
図３に本発明の他の好適な実施態様例を示す。図３中３００は複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池ストリング、３０３は非絶縁型インバータ、３０４は漏電遮断器付き回路遮断器、３０５は負荷、３０６は商用系統である。また、３０１はインバータ３０３の直流側負極端子、３０２はインバータ３０３の直流側正極端子であり、それぞれ太陽電池ストリング３００の負極端、正極端と接続されている。
【００３１】
本実施態様例に用いられる好適なインバータは直流側正極端子３０２もしくは直流側負極端子３０１の対地電圧が一定に制御されているものである。
【００３２】
例えば、直流側負極端子３０１の対地電圧がＶ₄となるように制御されており、太陽電池ストリング３００の最大出力時の正極端と負極端の電位差がＶ₅である場合、Ｖ₄＜０、２Ｖ₄＋Ｖ₅＞０の関係を満たすように設計する（この場合、Ｖ₄＋Ｖ₅＞０の関係は必然的に満たされることになる）。一方、直流側正極端子３０２の対地電圧がＶ₆となるように制御されており、太陽電池ストリング３００の最大出力時の正極端と負極端の電位差がＶ₅である場合、Ｖ₆−Ｖ₅＜０、２Ｖ₆−Ｖ₅＞０の関係を満たすように設計する（この場合、Ｖ₆＞０の関係は必然的に満たされることになる）。
【００３３】
このようにすることにより、太陽電池ストリング３００の最大出力時に大地と人体とを経由した直流電流の閉ループが形成されてしまった場合のＥｆｆ．の最大値を最も小さくすることができる。
【００３４】
なお、本実施態様例では、ストリングが最大出力となっていない場合には、Ｅｆｆ．の最大値は太陽電池ストリングの最大出力時よりも小さくなる。
【００３５】
なお、本実施態様例では、インバータ３０３として三相交流式のインバータを用いているが、二相交流式のインバータを用いることもできる（以下の実施態様例でも同様である）。
【００３６】
（実施態様例３）
図４に本発明の他の好適な実施態様例を示す。本実施態様例は実施態様例２の変形例であり、図３の太陽電池ストリング３００を太陽電池アレイ（狭義の太陽電池アレイ）４００に変えた点以外は実施態様例２と同様である。
【００３７】
本実施態様例でも、直流側負極端子３０１の対地電圧がＶ₄となるように制御されており、太陽電池ストリング３００の最大出力時の正極端と負極端の電位差がＶ₅である場合、Ｖ₄＜０、２Ｖ₄＋Ｖ₅＞０の関係を満たすように設計する。一方、直流側正極端子３０２の対地電圧がＶ₆となるように制御されており、太陽電池ストリング３００の最大出力時の正極端と負極端の電位差がＶ₅である場合、Ｖ₆−Ｖ₅＜０、２Ｖ₆−Ｖ₅＞０の関係を満たすように設計する。
【００３８】
（実施態様例４）
図５に本発明の他の好適な実施態様例を示す。本実施態様例は実施態様例１の変形例であり、狭義の太陽電池アレイ５００の例である。
【００３９】
図５に示すように、本実施態様例のアレイ５００は、一つの太陽電池ストリング２００と二つの太陽電池ストリング１００を並列に接続したものである。そして、このアレイ５００は、ストリング２００中の一点１０４のみが接地されており、他のストリング中の点（対地電圧が０の点）は接地されていない。なお、この接地点１０４は実施態様例１と同様、太陽電池ストリング２００の負極側から数えて２番目のモジュールと３番目のモジュールの間の電路上の点である。このようにアレイ５００中の一点のみを接地するのは、個々のモジュールの出力が変動した場合に、大地を経由した直流電流の閉ループが形成されるおそれがあるからである。
【００４０】
図５のようにすることにより、最大出力時のＥｆｆ．の最大値を最も小さくでき、太陽電池アレイ５００の電路の一部に人の手が触れた場合に心臓に与える影響を最も小さくすることができる。アレイ５００が最大出力となっていなくても、全ての太陽電池モジュールの出力電圧が均等であればＥｆｆ．の最大値を最も小さくすることができる。
【００４１】
もっとも、ストリング２００中の太陽電池モジュールの一部のみの出力電圧がパーシャルシェイドの影響、モジュールの故障等によって低下した場合、正極端１０１の対地電圧、負極端１０２の対地電圧が変動して、Ｅｆｆ．の最大値が大きくなってしまう場合があり得る。そこで、ストリング２００は、他のストリングと比べて日陰になりにくい場所に設置することが好ましい。また、正極端１０１及び負極端１０２と大地との間に電圧計（不図示）を設けて、それぞれの出力を不図示の演算装置（コンピュータなど）に入力して、演算装置でＥｆｆ．の最大値を計算し、その値が所定値を越えた場合に、不図示の警報装置から音、光などの警報を発するようにしてもよい。また、演算装置で、正極端の対地電圧と負極端の対地電圧との和を求め、それが０以下になった場合に警報装置から警報を発するようにしてもよい。
【００４２】
なお、アレイ５００は、実施態様例１のストリング２００同様、インバータ、負荷等に接続することができる。また、本実施態様例のアレイ５００は、一つの太陽電池ストリング２００と二つの太陽電池ストリング１００を並列に接続して構成されているが、並列接続するストリング１００の数は二つに限られない。
【００４３】
（実施態様例５）
図６に本発明の他の好適な実施態様例を示す。本実施態様例は実施態様例４の変形例である。
【００４４】
図６に示す太陽電池アレイ６００は、点２０４ａと大地とが開閉器６０８ａを介して接続される太陽電池ストリング２００ａと、点２０４ｂと大地とが開閉器６０８ｂを介して接続される太陽電池ストリング２００ｂと、を並列に接続したものである。
【００４５】
このアレイでは、通常は開閉器６０８ａを閉じ、開閉器６０８ｂを開いた状態としておく。また、正極端１０１の対地電圧は電圧計６０９ａでモニターされ、負極端１０２の対地電圧は電圧計６０９ｂでモニターされる。これらの対地電圧は、開閉器制御装置６０７に入力される。そして開閉器制御装置６０７では、正極端の対地電圧と負極端の対地電圧の和が計算される。この値が０以下になった場合には、開閉器６０８ａを開き、開閉器６０８ｂを閉じる制御を行う。開閉器６０８ｂが閉じた状態で正極端の対地電圧と負極端の対地電圧の和が０以下となった場合には、逆に開閉器６０８ａを閉じ、開閉器６０８ｂを開く制御を行う。
【００４６】
このように制御したとしても、依然として正極端の対地電圧と負極端の対地電圧の和が０以下である場合には、不図示の警報装置から警報を発するようにしてもよい。また、開閉器として機械的な開閉器を用いる場合、短時間の間に何回も開閉を行うと開閉器が劣化するおそれがあるので、いったん開閉動作を行ってから１０秒程度は開閉動作を行わないようにすることが好ましい。さらに、人が電路に接触するおそれが全くない場合には、制御装置６０７を停止しておいてもよい。
【００４７】
本実施態様例では、ストリングを二つ並列に接続してアレイとしているが、さらに多くのストリングを並列接続してアレイを形成してもよい。この場合、開閉器のうちの一つのみが閉状態になるように制御する。また、開閉器が６０８ａ、６０８ｂ、６０８ｃ、６０８ｄである場合には、正極端の対地電圧と負極端の対地電圧の和が０以下となった場合には、順番に閉状態になる開閉器を選択する（例えば、６０８ａの次は６０８ｂ、６０８ｂの次は６０８ｃ、６０８ｃの次は６０８ｄ、６０８ｄの次は６０８ａというように選択する）ことが、正極端の対地電圧と負極端の対地電圧の和が０を超える点を速やかに見つけるために好ましい。また、機械的開閉器を用いる場合、順番に選択することによって、開閉器の劣化を抑制することができる。
【００４８】
（実施態様例６）
本実施態様例では、図７に示すように、同一の出力特性（最大出力電圧Ｖ₃）を有するように設計された太陽電池モジュール７０３を１０個直列接続して太陽電池ストリング７００を構成している。
【００４９】
この太陽電池ストリングの最大出力時の正極端の対地電圧をＶ₁、該太陽電池アレイの最大出力時の負極端の対地電圧をＶ₂としたときに、Ｖ₁＋２Ｖ₂＝０を満たすように接地点を決めようとすると、モジュール内部の点を接地することになってしまい、困難である。そこで、モジュール内部の点を接地できないという前提でＥｆｆ．の最大値を最も小さくするために、モジュール間の電路上の点でＶ₁＋２Ｖ₂−２Ｖ₃＜０＜Ｖ₁＋２Ｖ₂＋Ｖ₃の関係を満たす点を接地点とする。
【００５０】
具体的には、図７中、正極端１０１側からｎ番目のモジュールとｎ＋１番目のモジュールの間の電路上の点を接地する場合、Ｖ₁＝ｎＶ₃、Ｖ₂＝（ｎ−１０）Ｖ₃、となるので、Ｖ₁＋２Ｖ₂−２Ｖ₃≦０≦Ｖ₁＋２Ｖ₂＋Ｖ₃は、ｎＶ₃＋２（ｎ−１０）Ｖ₃−２Ｖ₃≦０≦ｎＶ₃＋２（ｎ−１０）Ｖ₃＋Ｖ₃となり、Ｖ₃＞０から、１９≦３ｎ≦２２となる。ｎは自然数だから、ｎ＝７となる。
【００５１】
以上から、本実施態様例では、正極端１０１側から７番目のモジュールと８番目のモジュールの間の点７０４を接地している。
【００５２】
以上の実施態様例は、同様の考え方に基づいて他のアレイまたはシステムに簡単に適用できる。例えば、太陽電池ストリングを並列に接続したものにさらに別の太陽電池ストリングを直列に接続した太陽電池アレイにも、実施態様例３，４，５の考え方を適用できる。また、実施態様例６の考え方は、異なる出力の太陽電池モジュールを接続した場合にも容易に適用できる。また、実施態様例４、５のアレイを構成するストリングのモジュールの直列数が３の倍数でない場合に、実施態様例６の考え方が適用できるのは言うまでもない。なお、以上の実施形態では、太陽電池ストリングの構成要素として太陽電池モジュールを用いたが、モジュール化されていない太陽電池（いわゆる太陽電池セル）を用いても構わない。これら以外にも、以上の実施形態は種々の変形が可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、太陽電池アレイの電路に人の手が接触した場合の心臓への影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池ストリングの一例を示す模式図であり、本発明の概要を説明するための説明図である。
【図２】本発明の太陽電池アレイの一例である太陽電池ストリングの一例を示す模式図である。
【図３】本発明の太陽光発電システムの一例を示す模式図である。
【図４】本発明の太陽光発電システムの一例を示す模式図である。
【図５】本発明の太陽電池アレイの一例を示す模式図である。
【図６】本発明の太陽電池アレイの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の太陽電池アレイの一例である太陽電池ストリングの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１００ 太陽電池ストリング
１０１ 正極端
１０２ 負極端
１０３ 太陽電池モジュール
１０４、２０４ａ、２０４ｂ 接地点
２００、２００ａ、２００ｂ 太陽電池ストリング
３００ 太陽電池ストリング
３０１ 直流側正極端子
３０２ 直流側負極端子
３０３ インバータ
３０４ 回路遮断器
３０５ 負荷
３０６ 商用系統
４００ 太陽電池アレイ
５００ 太陽電池アレイ
６００ 太陽電池アレイ
６０７ 開閉器制御装置
６０８ａ、６０８ｂ 開閉器
６０９ａ、６０９ｂ 電圧計
７００ 太陽電池ストリング
７０３ 太陽電池モジュール
７０４ 接地点

Claims (15)

1. 複数の太陽電池からなる太陽電池アレイにおいて、該太陽電池アレイの最大出力時の正極端の対地電圧をＶ₁、該太陽電池アレイの最大出力時の負極端の対地電圧をＶ₂としたときに、Ｖ₂＜０、Ｖ₁＋Ｖ₂＞０の関係を満たすことを特徴とする太陽電池アレイ。
2. Ｖ₁＋２Ｖ₂＝０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ。
3. 前記太陽電池内部ではない電路上に対地電圧が０の点が存在し、Ｖ₁＋２Ｖ₂の絶対値が、該対地電圧が０の点以外の太陽電池内部ではない電路上の点の対地電圧を０としたときのＶ₁＋２Ｖ₂の絶対値以下であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ。
4. 前記太陽電池アレイを構成する個々の太陽電池の最大出力時の正極端と負極端の電位差がＶ₃であり、Ｖ₁＋２Ｖ₂−２Ｖ₃≦０≦Ｖ₁＋２Ｖ₂＋Ｖ₃の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池アレイ。
5. 対地電圧が０の点が接地されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池アレイ。
6. 対地電圧が０の点が複数存在し、そのうちの一点のみが接地されていることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池アレイ。
7. 複数の太陽電池が直列接続された太陽電池ストリングが並列接続された部分を少なくとも有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池アレイ。
8. 前記複数の太陽電池ストリングが、それぞれの開閉器を介して大地と接続された電路上の点を有し、該開閉器のうち一つのみが閉状態になっていることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池アレイ。
9. 太陽電池アレイの正極端の対地電圧と負極端の対地電圧を測定する電圧計と、該電圧計の値に基づいて前記開閉器の開閉状態を制御する開閉器制御装置とを有することを特徴とする請求項８に記載の太陽電池アレイ。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の太陽電池アレイと、該太陽電池アレイの正極端と該太陽電池アレイの負極端とに接続された負荷とを有する太陽光発電システム。
11. 請求項１乃至９のいずれかに記載の太陽電池アレイと、該太陽電池アレイの正極端と該太陽電池アレイの負極端とに接続され、該太陽電池アレイの直流出力を交流出力に変換するインバータと、を有する太陽光発電システム。
12. 前記インバータの内部もしくは外部にトランスを有することを特徴とする請求項１１に記載の太陽光発電システム。
13. 複数の太陽電池からなる太陽電池アレイと、該太陽電池に接続され該太陽電池アレイの直流出力を交流出力に変換するインバータとを有する太陽光発電システムにおいて、該太陽電池アレイの負極端と該太陽電池アレイの最大出力時の電気的中点との間に太陽電池アレイの最大出力時の対地電圧が０Ｖである点を有することを特徴とする太陽光発電システム。
14. 前記対地電圧が０Ｖの点が接地されていることを特徴とする請求項１３に記載の太陽光発電システム。
15. 前記インバータの直流側端子のうちの一つが一定の対地電圧を有していることを特徴とする請求項１３に記載の太陽光発電システム。

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