JP6029285B2 - 太陽電池モジュールの異常検出装置、異常検出設備、並びに太陽光発電装置 - Google Patents
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Description
この構成によれば、一の太陽電池モジュールの電力と他の太陽電池モジュールの電力とを相互比較し、その比較結果が所定条件の許容範囲外である場合に異常を検出することにより、一時的に日陰になった場合など太陽電池モジュールに対する太陽光が一時的に不足した場合に誤って異常検出することを回避することができ、現に異常が発生している太陽電池モジュールの異常を検出することができる。また、電力の相互比較に基づき太陽電池モジュールの異常を検出することにより、太陽電池モジュールが発電していない異常に加え、太陽電池モジュールの発電電力が低下している異常も異常として検出することができる。更に、太陽光の受光状態が近い状態の隣接する太陽電池モジュールの電力を相互比較し、相互電力比較に基づく異常検出の精度を高めることができる。また、隣接する太陽電池モジュールの電力の相互比較によるものとすることで、異常検出装置を太陽電池モジュールの近傍に配置することができ、必要な配線をより短くコンパクトにすることができる。また、異常検出装置の制御電源を太陽電池モジュールとバイパスダイオードから内部供給することができる。また、太陽電池モジュールが発電せずに異常になっている場合にも、バイパスダイオードに流れる電流で発生する順方向電圧を極性反転して利用することができ、太陽電池モジュールの発電時と故障時に関わらずに、異常検出装置を安定して動作させることができる。またこれは、バイパスダイオードの熱損失の一部を制御電源として利用するという事でもあるため、バイパスダイオードの発熱による太陽電池モジュール近傍の温度上昇の抑制やそれに伴う発電効率低下の防止を図ることができる。また、各太陽電池モジュールと対応するバイパスダイオードの内部で制御電源を生成することが出来るため、異常検出装置に対する外部設備からの長い制御電源線が不要となり、ケーブル全体をコンパクトにすることができる。また、一の太陽電池モジュールと他の太陽電池モジュールの双方が異常で電力比較による異常検出ができない場合にも、一の太陽電池モジュールの発電電力低下等の異常を検出することができ、太陽電池モジュールの異常検出をより確実に行うことができる。
この構成によれば、太陽電池モジュールの電力を相互比較し、その比較結果が所定条件の許容範囲外である場合に異常を検出することにより、一時的に日陰になった場合など太陽電池モジュールに対する太陽光が一時的に不足した場合に誤って異常検出することを回避することができ、現に異常が発生している太陽電池モジュールの異常を検出することができる。また、電力の相互比較に基づき太陽電池モジュールの異常を検出することにより、太陽電池モジュールが発電していない異常に加え、太陽電池モジュールの発電電力が低下している異常も異常として検出することができる。更に、他の太陽電池モジュールに対応する異常検出部に異常が生じて対応する告知部で異常を告知できない場合や、断線等で他の太陽電池モジュールの異常を対応する告知部で告知できない場合等にも、一の太陽電池モジュールに対応する告知部により、他の太陽電池モジュールの異常を検出、告知することができる。更に、太陽光の受光状態が近い状態の隣接する太陽電池モジュールの電力を相互比較し、相互電力比較に基づく異常検出の精度を高めることができる。また、隣接する太陽電池モジュールの電力の相互比較によるものとすることで、異常検出装置を太陽電池モジュールの近傍に配置することができ、必要な配線をより短くコンパクトにすることができる。
この構成によれば、太陽電池モジュールの電力を相互比較し、その比較結果が所定条件の許容範囲外である場合に異常を検出することにより、一時的に日陰になった場合など太陽電池モジュールに対する太陽光が一時的に不足した場合に誤って異常検出することを回避することができ、現に異常が発生している太陽電池モジュールの異常を検出することができる。また、電力の相互比較に基づき太陽電池モジュールの異常を検出することにより、太陽電池モジュールが発電していない異常に加え、太陽電池モジュールの発電電力が低下している異常も異常として検出することができる。更に、上流側や下流側の太陽電池モジュールに対応する異常検出部に異常が生じて対応する告知部で異常を告知できない場合や、断線等で上流側や下流側の太陽電池モジュールの異常を対応する告知部で告知できない場合等にも、一の太陽電池モジュールに対応する告知部により、上流側や下流側の太陽電池モジュールの異常を検出、告知することができる。更には、一の太陽電池モジュールの異常と、上流側の太陽電池モジュールの異常と、下流側の太陽電池モジュールの異常の告知のパターンを異なるものとすることにより、いずれの太陽電池モジュールの異常であるかを特定することが可能となり、例えば遅い点滅のLED灯と早い点滅のLED灯の間に挟まれた異常の太陽電池モジュールを容易且つ正確に特定することができる。更に、太陽光の受光状態が近い状態の隣接する太陽電池モジュールの電力を相互比較し、相互電力比較に基づく異常検出の精度を高めることができる。また、隣接する太陽電池モジュールの電力の相互比較によるものとすることで、異常検出装置を太陽電池モジュールの近傍に配置することができ、必要な配線をより短くコンパクトにすることができる。
この構成によれば、本発明の太陽電池モジュールの異常検出装置の効果を有する太陽光発電装置を得ることができる。
本発明の第1実施形態の太陽電池モジュールの異常検出装置について説明する。第1実施形態の太陽電池モジュールの異常検出装置1は、図1に示すように、太陽電池モジュール2を電力幹線MLで直列接続して構成される太陽光発電装置の一部として設けられるものである。太陽電池モジュール2は、図示例のように複数の太陽電池セル21を直列接続して構成されるものであり、その直列接続された太陽電池セル21にはバイパスダイオード3が並列接続されている。
本発明の第2実施形態の太陽電池モジュールの異常検出装置について説明する。第2実施形態の異常検出装置1aは、図8及び図9に示すように、基本的な構成は第1実施形態と同様であるが、異常検出部12aが第1実施形態と異なり、第1実施形態と同様の比較器121と第1実施形態とは異なる判定検出器122aとから構成される。更に、異常検出部12aの判定検出器122aには、異常信号伝送線SLが接続され、判定検出器122aから異常信号伝送線SLを介して外部に異常信号ESを送信可能になっている。
本発明の第3実施形態の太陽電池モジュールの異常検出装置について説明する。第3実施形態の異常検出装置1bは、図13に示すように、基本的な構成は第1実施形態と同一であるが、異常検出装置1bに太陽光発電装置の全体の発電電力の一部が制御電源線PLを介して供給される構成に代え、異常検出装置1bに対応する太陽電池モジュール2が発電している電力と、この太陽電池モジュール2が発電していない場合に、太陽電池モジュール2に並列接続されているバイパスダイオード3の電流の流れにおける上流側と下流側(図示例のバイパスダイオード3が1つの場合はアノード側とカソード側、バイパスダイオード3が複数のダイオードを直接接続して構成されている場合には、その直列接続全体におけるアノード側とカソード側)から電圧を極性反転して得られる電力とからなる内部電力IPが、異常検出装置1bの制御電源として供給される点で相違する。即ち、異常検出装置1bに対応する太陽電池モジュール2が発電している場合には、その電力が異常検出装置1bの制御電源として供給され、この太陽電池モジュール2が異常によって発電できない場合には、この太陽電池モジュール2に並列接続されているバイパスダイオード3に流れる電流、つまりはこの太陽電池モジュール2に直列接続されている他の太陽電池モジュール2のバイパス電流によってバイパスダイオード3に生ずる順方向電圧を、極性反転して得られる電力が、異常検出装置1bの制御電源として供給される。
本発明の第4実施形態の太陽電池モジュールの異常検出装置について説明する。第4実施形態の異常検出装置1cは、図19に示すように、基本的な構成は第1実施形態と同一であるが、異常検出装置1cに太陽光発電装置の全体の発電電力の一部が制御電源線PLを介して供給される構成に代え、異常検出装置1cに対応する太陽電池モジュール2が発電している電力からなる内部電力IP’が、異常検出装置1cの制御電源として供給される。尚、内部電力IP’ではなく、太陽光発電装置の発電電力の一部を異常検出装置1cに制御電源として供給するようにすることも可能である。
本明細書開示の発明は、各発明、各実施形態、各例の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを包含する。そして、下記変形例等も含む。
Claims (4)
- 複数の太陽電池セルを直列接続して構成される太陽電池モジュールの異常検出装置であって、
一の前記太陽電池モジュールの電力を検出する電力検出部と、
前記一の太陽電池モジュールと直列接続され且つ前記一の太陽電池モジュールと隣接する他の前記太陽電池モジュールの電力検出部で検出された電力と、前記一の太陽電池モジュールの電力とが入力され、双方の電力を相互比較し、その比較に基づく結果が所定条件の許容範囲外である場合に、前記一の太陽電池モジュールの異常を検出する異常検出部と、
前記一の太陽電池モジュールの異常を告知する告知部とを備え、
前記一の太陽電池モジュールが発電している電力と、前記一の太陽電池モジュールが発電していない場合に、前記一の太陽電池モジュールに並列接続されるバイパスダイオードの電流の流れにおける上流側と下流側から電圧の極性反転して得られる電力とが、異常検出装置の規格電圧に合わせる電圧変換部を介して制御電源として供給され、
前記異常検出部が、
前記電圧変換部で変換される前の電圧を取得し、
前記電圧変換部による変換後の電圧から生成される基準電圧若しくは前記異常検出部に記憶されている基準電圧と、前記電圧変換部で変換される前の電圧とを比較し、
前記変換前の取得電圧が、前記基準電圧で規定される許容範囲外である場合に、前記一の太陽電池モジュールの異常を検出することを特徴とする太陽電池モジュールの異常検出装置。 - 複数の太陽電池セルを直列接続して構成される太陽電池モジュールが順次直列接続される前記太陽電池モジュールのそれぞれに対応し、前記太陽電池モジュールの電力をそれぞれ検出する電力検出部と、
前記太陽電池モジュールのそれぞれに対応し、対応する前記太陽電池モジュールの電力と隣接する他の前記太陽電池モジュールの電力とを相互比較し、その比較に基づく結果が所定条件の許容範囲外である場合に、対応する前記太陽電池モジュールの異常を検出する異常検出部と、
前記太陽電池モジュールのそれぞれに対応し、対応する前記太陽電池モジュールの異常を告知する告知部とを有し、
前記異常検出部の各々が通信線を介して接続され、前記通信線を介して所要の電力を取得すると共に、
一の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部が、他の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部から前記他の太陽電池モジュールの電力を取得できない状態、若しくは他の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部から取得した前記他の太陽電池モジュールの電力が閾値以下の状態が、設定記憶されている所定条件の許容範囲外である場合に、前記他の太陽電池モジュールの異常を検出して、前記一の太陽電池モジュールに対応する前記告知部により、前記他の太陽電池モジュールの異常を前記一の太陽電池モジュールの異常と異なるパターンで告知することを特徴とする太陽電池モジュールの異常検出設備。 - 複数の太陽電池セルを直列接続して構成される太陽電池モジュールが順次直列接続される太陽電池モジュールのそれぞれに対応し、前記太陽電池モジュールの電力をそれぞれ検出する電力検出部と、
前記太陽電池モジュールのそれぞれに対応し、対応する前記太陽電池モジュールの電力と隣接する他の前記太陽電池モジュールの電力とを相互比較し、その比較に基づく結果が所定条件の許容範囲外である場合に、対応する前記太陽電池モジュールの異常を検出する異常検出部と、
前記太陽電池モジュールのそれぞれに対応し、対応する前記太陽電池モジュールの異常を告知する告知部とを有し、
前記異常検出部の各々が通信線を介して接続され、前記通信線を介して所要の電力を取得すると共に、
一の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部が、直列接続の上流側の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部から前記上流側の太陽電池モジュールの電力を取得できない状態、若しくは直列接続の上流側の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部から取得した前記上流側の太陽電池モジュールの電力が閾値以下の状態が、設定記憶されている所定条件の許容範囲外である場合に、前記上流側の太陽電池モジュールの異常を検出して、前記一の太陽電池モジュールに対応する前記告知部により、前記上流側の太陽電池モジュールの異常を前記一の太陽電池モジュールの異常と異なるパターンで告知し、
前記一の太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部が、直列接続の下流側の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部から前記下流側の太陽電池モジュールの電力を取得できない状態、若しくは直接接続の下流側の前記太陽電池モジュールに対応する前記異常検出部から取得した前記下流側の太陽電池モジュールの電力が閾値以下の状態が、設定記憶されている所定条件の許容範囲外である場合に、前記下流側の太陽電池モジュールの異常を検出して、前記一の太陽電池モジュールに対応する前記告知部により、前記下流側の太陽電池モジュールの異常を前記一の太陽電池モジュールの異常及び前記上流側の太陽電池モジュールの異常と異なるパターンで告知することを特徴とする太陽電池モジュールの異常検出設備。 - 請求項1記載の太陽電池モジュールの異常検出装置、又は請求項2〜3の何れかに記載の太陽電池モジュールの異常検出設備を備えることを特徴とする太陽光発電装置。
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