WO2020138195A1 - 電力線通信装置および太陽光発電モジュール - Google Patents

電力線通信装置および太陽光発電モジュール Download PDF

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WO2020138195A1
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communication device
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コア レディン
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ヒラソル・エナジー株式会社
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    • Y04S40/121—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using the power network as support for the transmission

Definitions

  • the present disclosure relates to a power line communication device and a solar power generation module.
  • An object of the present disclosure is to solve at least one of these.
  • the present disclosure for example, it is possible to reduce power consumption in power line communication used in a power generation system and reduce running costs. As a side effect, it is possible to suppress the temperature rise in the device and ensure the safety and extend the life of the electric/electronic element.
  • FIG. 6 is a timing chart for explaining synchronous control of a current pulse generator and a controllable unidirectional device according to an embodiment. 6 is a timing chart for explaining synchronous control of a current pulse generator and a controllable unidirectional device according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating generation of a current pulse packet according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating encoding by incorporating information into a current pulse interval time, according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating encoding by incorporating information into a current pulse interval time, according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • 6 is a graph illustrating impedance of a controllable unidirectional device according to one embodiment.
  • 6 is a timing chart of a control signal, pulse generation, and impedance change.
  • 6 is a timing chart of a control signal, pulse generation, and impedance change.
  • 6 is a graph showing power consumption when using a controllable unidirectional device according to one embodiment and power consumption when using only a diode. It is a block diagram showing an example of composition of a generator string by one embodiment.
  • the term “power generation system” generally refers to a solar power generation unit, a wind power generation unit, a hydroelectric power generation unit, a geothermal power generation unit, a thermal power generation unit, a nuclear power generation unit, an electric battery unit, a fuel cell unit.
  • a system having or including a generator, a power generation element, a power generation unit, and a power generation configuration (hereinafter, may be referred to as a power generation unit or a generator).
  • the power generation system may have one power generation unit in some embodiments, and may have multiple power generation units in some embodiments.
  • the power generation system may have a single type of power generation unit or the like, or may have a plurality of types of power generation units.
  • the power generation system may have a string with multiple power generation units.
  • the power generation system may have multiple strings.
  • the power generation system may have multiple strings connected in parallel or series.
  • the “power communication device” is configured to be electrically connected to and attached to an individual generator (power generation unit).
  • the power communication device has four electrical connection terminals or two input terminals and two output terminals, that is, a positive input terminal, a negative input terminal, a positive output terminal, and a negative output terminal.
  • the positive input terminal is configured to be connected to the positive output of the generator.
  • the negative input terminal is configured to be connected to the negative output of the generator.
  • the positive output terminal is configured to be connected to the downstream side of the power line through which the electric power generated by the generator is transmitted.
  • the negative output terminal is configured to be connected to the upstream side of the power line.
  • the power line device may be fixed to the generator. In some embodiments, the power line device may be removably connected to or attached to the power generation device. In some embodiments, one power line device may be installed for each of all generators in the power generation system. In some embodiments, some generators within the power generation system may be populated. In some embodiments, it may be attached to one or more generators within the power generation system. In some embodiments, it may be attached to selected generators within the power generation system or randomly to multiple generators. In some embodiments related to photovoltaic systems, the power transmitters are installed according to sunshine condition distribution, weather condition distribution, temperature distribution, position in the power generation system, position in the string, etc. in the power generation system. A generator may be selected.
  • the term "current pulse generator” as used herein generally refers to an electrical element, electrical circuit or device that produces an electrical signal.
  • the current pulse generator may generate a current signal.
  • the current pulse generator may generate a voltage signal.
  • the current pulse generator may generate an electrical signal defined by voltage and current.
  • the current pulse generator may generate a time-delimited signal or signals.
  • the current pulse generator may generate an electrical signal that continuously changes in time.
  • the current pulse generator may generate a digital signal.
  • the current pulse generator may generate an analog signal.
  • the current pulse generator may be configured to generate both digital and analog signals.
  • the current pulse generator may be configured to emit signals using one, multiple, or at least one modulation scheme.
  • Current pulse generator modulation methods include, for example, analog modulation such as amplitude modulation (AM) and angle modulation (eg frequency modulation (FM), phase modulation (PM)); phase shift keying (PSK) frequency shift keying (FSK). ), amplitude shift keying (ASK), quadrature amplitude modulation (QAM), and other digital modulations; pulse code modulation (PCM), pulse width modulation (PWM), pulse amplitude modulation (PAM), pulse position modulation (PPM), It may be selected from pulse modulation such as pulse density modulation (PDM); etc., and other modulation methods may be used.
  • analog modulation such as amplitude modulation (AM) and angle modulation (eg frequency modulation (FM), phase modulation (PM)); phase shift keying (PSK) frequency shift keying (FSK).
  • ASK amplitude shift keying
  • QAM quadrature amplitude modulation
  • PCM pulse code modulation
  • PWM pulse width modulation
  • PAM pulse amplitude modulation
  • the current pulse generator is connected between the negative input terminal and the positive output terminal.
  • the signal generation of the current pulse generator may be controlled by an internal or external electric circuit or other configuration.
  • the current pulse generator may be configured to be connected to a controller and be controlled by a signal or input from the controller.
  • controllable unidirectional device is generally constructed such that its impedance value can be controlled or variable (hereinafter sometimes referred to as "control").
  • the flowing current refers to an electric element, an electric circuit or an electric device configured to flow in substantially only one direction.
  • the controllable unidirectional device may be connected between the positive input terminal and the positive output terminal.
  • the controllable unidirectional device is configured to allow current to flow only from the positive input terminal to the positive output terminal.
  • the impedance of the controllable unidirectional device may be controlled by an internal or external electrical circuit or other configuration.
  • the controllable one-way device may be configured to be connected to a controller and controlled by a signal or input from the controller.
  • connection means an electrical connection unless otherwise specified or when interpreted from the meaning given.
  • the electrical connection is not limited to the direct connection between the components related to the invention or the embodiment described in the present application, but an indirect connection such that an additional electrical component is included between the components related to the invention or the embodiment. Inclusive connection is also included.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a power line communication device according to an embodiment.
  • the power line communication device 10 shown in FIG. 1 includes a positive input terminal 11, a negative input terminal 12, a positive output terminal 13, a negative output terminal 14, a current pulse generator 15, and a controllable unidirectional device 16. Consists of
  • the power line communication device 10 is connected in parallel with the DC generator 17.
  • the positive input terminal 11 of the power line communication device 10 is connected to the positive terminal 171 of the DC generator 17 (the positive output of the DC generator 17), and the negative input terminal 12 of the power line communication device 10 is the negative input terminal of the DC generator 17. It is connected to the terminal 172 (negative output of the DC generator 17).
  • the positive output terminal 13 of the power line communication device 10 is connected to the downstream side of the power line 18 (the side connected from the positive electrode of the DC generator 17), and the negative output terminal 14 of the power line communication device 10 is connected to the upstream side of the power line 18 ( It is connected to the side connected from the negative electrode of the DC generator 17).
  • the power line 18 can transmit the electric power generated by the DC generator 17.
  • the power line 18 is used to electrically connect multiple DC generators 17 in series when configuring a generator string (see, eg, FIG. 17).
  • the current pulse generator 15 is connected between the negative input terminal 12 or the negative output terminal 14 and the positive output terminal 13 and generates a current pulse on the power line 18.
  • the current pulse is generated in the direction from the negative output terminal 14 of the current pulse generator 15 to the positive output terminal 13.
  • the controllable unidirectional device 16 is connected between the positive input terminal 11 and the positive output terminal 13 and is configured such that the value of its impedance can be controlled so that the current flowing therethrough is substantially unidirectional. Is configured. In FIG. 1, the current flowing through the controllable unidirectional device 16 only flows from the positive input terminal 11 to the positive output terminal 13.
  • the controllable unidirectional device 16 may function such that the impedance (Z n ) during the current pulse is less than the impedance (Z p ) during the current pulse.
  • the DC generator 17 is used as an example of the generator, but the present disclosure is not limited to this.
  • the generator may be an AC generator.
  • the generator may be, or may include, a solar generator or a solar panel.
  • the generator may be or include a battery, a battery storage system, a fuel cell, a wind power generator, a thermal power generator.
  • the generator may be a combination of generators of the same type, or may include a combination thereof.
  • the generator may be, or may include, a combination of generators of different types.
  • the power line 18 is a DC power line, but it may be an AC power line.
  • the power line 18 can electrically connect a plurality of power line communication devices 10 in series.
  • the positive output terminal 13 and the negative output terminal 14 of the power line communication device 10 may be set to the power line 18 in series with another power line communication device (not shown).
  • the power line communication device 20 shown in FIG. 2 includes a positive input terminal 21, a negative input terminal 22, a positive output terminal 23, a negative output terminal 24, a current pulse generator 25, a controllable one-way device 26, and an MCU. (Micro Control Unit, controller) 29.
  • the MCU 29 can control both the current pulse generator 25 and the controllable unidirectional device 26.
  • the positive output terminal 23 of the power line communication device 20 is connected to the downstream side of the power line 28 (the side connected from the positive electrode of the DC generator 27), and the negative output terminal 24 of the power line communication device 20 is connected to the upstream side of the power line 28 ( The DC generator 27 is connected to the negative electrode).
  • the power line 28 can transmit the power generated by the DC generator 27.
  • the MCU 29 receives information or signals relating to the characteristics or state of the DC generator 27 from various sensors and detectors (details will be described later).
  • the MCU 29 sends a necessary instruction as a control signal to the current pulse generator 25 on the basis of the received information, the program to be preset or updated, other information or programs, or a mixture thereof to generate the same current pulse.
  • the current pulse generation of the device 25 may be controlled.
  • the MCU 29 sends a necessary instruction as a control signal to the controllable one-way device 26 based on the received information, the program to be defaulted or updated, other information or programs, or a mixture thereof.
  • the impedance of the directional device 26 may be controlled.
  • the MCU 29 may control an electronically controlled switch (switch) described below inside the controllable one-way device 26.
  • the control signal provided by the MCU 29 to the electronically controlled switch causes the electronically controlled switch to open while the current pulse generator 25 is generating a current pulse on the power line 28 to cause the current pulse generator 25 to open. The flow of reverse current from the DC generator 27 to the DC generator 27 may be blocked.
  • the control signal provided by the MCU 29 to the electronically controlled switch causes the electronically controlled switch to be closed and the controllable one-way device closed while the current pulse generator 25 is not producing a current pulse on the power line 28. 26 may be controlled.
  • Signals or information transmitted from various sensors or detectors to the MCU 29, or control signals transmitted from the MCU 29 to the current pulse generator 25 or the controllable one-way device 26 may be analog signals or digital signals. It may be a signal, an electromagnetic wave or an optical signal.
  • the MCU 29 may synchronize the control of the current pulse generator 25 with the control of the controllable unidirectional device 26 using the schedule of the current pulse generation of the current pulse generator 25. That is, the MCU 29 can control the current pulse generator 25 to generate a current pulse, and synchronously control the controllable unidirectional device 26 to interrupt the reverse current flow.
  • the MCU 29 included in the power line communication device 20 communicates with another MCU included in another power line communication device and transfers its own current pulse generation schedule to the other power line communication device. can do.
  • the inverter system may include the MCU 29.
  • MCU 29 may be part of a separate control circuit.
  • FIG. 2 shows the configuration in which one MCU 29 controls the current pulse generator 15 and the controllable unidirectional device 26, the present disclosure is not limited to this.
  • the power line communication device 20 includes two MCUs, the first MCU (first controller) controls the current pulse generator 25, and the second MCU (second controller) is controllable unidirectional device 26. May be controlled.
  • the first MCU and the second MCU may be connected or may be configured to communicate with each other.
  • the power line communication device 30 shown in FIG. 3 is configured to receive information regarding monitoring items from the DC generator 37 or a sensor connected to or arranged in the DC generator 37.
  • the MCU 39 shown in FIG. 3 can receive information from the DC generator 37, encode the information, and direct the current pulse generator 35 and the controllable one-way device 36 to communicate by power line communication. it can.
  • the power line communication device 30 is connected in parallel with the DC generator 37.
  • the positive input terminal 31 of the power line communication device 30 is connected to the positive terminal 371 of the DC generator 37 (the positive output of the DC generator 37), and the negative input terminal 32 of the power line communication device 30 is the negative input terminal of the DC generator 37. It is connected to the terminal 372 (the negative output of the DC generator 37).
  • the positive output terminal 33 of the power line communication device 30 is connected to the downstream side of the power line 38 (the side connected from the positive electrode of the DC generator 27), and the negative output terminal 34 of the power line communication device 30 is connected to the upstream side of the power line 38 ( The DC generator 37 is connected to the negative electrode side).
  • the power line 38 can transmit the power generated by the DC generator 37.
  • the detection circuit 40 detects the state of the DC generator 37 and sends the detected information to the MCU 39.
  • the MCU 39 encodes the information received from the detection circuit 40 into a series of pulses.
  • the instruction from the MCU 39 to each control target may be a digital signal such as a pulse train, an analog signal, or another type of signal.
  • the MCU 39 controls the current pulse generator 35 using the encoded pulse to generate a current pulse train for the power line 38. This current pulse train contains information on the state of the DC generator 37 detected by the detection circuit 40.
  • the MCU 39 controls the controllable unidirectional device 36 in a manner that is synchronous with the current pulse generated by the current pulse generator 35, thereby preventing the current pulse from flowing back to the DC generator 37.
  • the DC generator 37 may include the detection circuit 40.
  • the detection circuit 40 may be provided as a part of the power conditioner system.
  • the detection circuit 40 may be a separate electric circuit.
  • FIG. 4 is a diagram showing a second specific example in which the MCU 59 receives information on the characteristics or state of the DC generator 57 and controls the current pulse generator 55.
  • the power line communication device 50 is connected in parallel with the DC generator 57.
  • the positive input terminal 51 of the power line communication device 50 is connected to the positive terminal 571 of the DC generator 57 (the positive output of the DC generator 57), and the negative input terminal 52 of the power line communication device 50 is the negative input terminal of the DC generator 57. It is connected to the terminal 572 (the negative output of the DC generator 57).
  • the positive output terminal 53 of the power line communication device 50 is connected to the downstream side of the power line 58 (the side connected from the positive electrode of the DC generator 57), and the negative output terminal 54 of the power line communication device 50 is connected to the upstream side of the power line 58 ( The DC generator 57 is connected to the negative electrode).
  • the electric power line 58 can transmit electric power generated by the DC generator 57.
  • the power line communication device 50 includes a current sensor (current measuring device, for example, ammeter) 60, a voltage sensor (voltage measuring device, for example, voltmeter) 61, and a temperature sensor (thermometer, for example, primary temperature). Meter, secondary thermometer, thermocouple, resistance thermometer, non-contact thermometer, etc.) 62 or connected thereto. Each of these sensors measures the current, voltage and temperature of the DC generator 57 and sends the measured information to the MCU 59.
  • the MCU 59 encodes the information received from each sensor 60-62 into a series of pulses.
  • the MCU 59 controls the current pulse generator 55 using the encoded pulse to generate a current pulse train for the power line 58.
  • This train of current pulses contains information about the current, voltage and temperature of the DC generator 57 measured by each sensor 60-62.
  • the MCU 59 controls the controllable one-way device 56 in a manner that is synchronous with the current pulses generated by the current pulse generator 55, thereby preventing the current pulses from flowing back to the DC generator 57.
  • FIG. 4 illustrates the configuration in which the power line communication device 50 includes the current sensor 60 and the voltage sensor 61, but the present disclosure is not limited to this.
  • the DC generator 57 may include the current sensor 60 and the voltage sensor 61.
  • the current sensor 60 and the voltage sensor 61 may be separate electric circuits.
  • the MCU is an example of a controller and may control either or both of the current pulse generator and the controllable unidirectional device.
  • the MCU may control both the current pulse generator and the controllable unidirectional device in synchronization.
  • the MCU may include two or more controllers.
  • one MCU may control the current pulse generator and another MCU may control the current pulse generator.
  • two or more controllers may be connected to each other or unidirectionally to synchronize timing or the like to control each target component.
  • the pulse may have a sufficiently different current value added to the current generated by the DC generator (generated current).
  • the pulse may have an intensity, characteristic, morphology of a current value or a time profile of current values that can be perceived as a signal, relative to the current generated by the DC generator (generated current).
  • the pulse may be a positive current or a negative current with respect to the generated current.
  • the generated current may be zero. For example, a solar panel does not generate power at night or during a time when sunlight is not sufficiently received, so that the generated current is zero. Meanwhile, a pulse may be generated.
  • the pulse may have a greater amplitude than the noise in the current flowing in the power line.
  • the pulses may be generated such that the amplitude of the pulses received at (eg, a junction box described below) is greater than the noise level at the receiver.
  • pulse characteristics including amplitude, may degrade or change as the pulse travels through power lines, various devices, etc. on the string.
  • the pulse may have about the same amplitude as noise in the current flowing in the power line.
  • the pulse may have an amplitude that is less than the noise in the current flowing in the power line. Noise may be removed or reduced, such as by filtering.
  • the pulses may be generated so that the receiver can distinguish or distinguish against noise.
  • the current pulse can be in the shape of the induced discharge current of the generated current (FIG. 5A), triangular (FIG. 5B), trapezoidal (FIG. 5C), square, rectangular (FIG. 5D) or any other shape.
  • the individual current pulses may be defined by a start point and an end point.
  • the current pulse may start at a reference current level such as background, generated current or at a zero point.
  • the zero point may have substantially the same current value at the start point and the end point, or may have different current values.
  • the current pulse may have an end point at the zero point.
  • the current pulse may have a peak point (or peak) between a start point and an end point.
  • the current pulse may have one peak point or a plurality of peak points between the start point and the end point.
  • the value of the peak point may be a positive value (that is, larger than the zero point) or a negative value (that is, smaller than the zero point) with respect to the zero point. Good).
  • the current pulse generator may include electrical circuitry. In some embodiments, it may be generated by a pulse generator. In some embodiments, the current pulse generator may be configured with a coil.
  • the current pulse generator may be configured with a DC source 70 connected in series, a coil 71, and a switch 72 connected in parallel with it (FIG. 6A).
  • the current pulse generator may be configured with a battery (battery) 73 connected in series, a coil 74, and a switch 75 connected in parallel with it (FIG. 6B). ).
  • the current pulse generator includes a capacitor 78 connected in series, a coil 79, a first switch 80 connected in parallel with the capacitor 78, and a battery connected in parallel with the capacitor 78.
  • 81 or a DC power supply (not shown) and the second switch 82 may be included (FIG. 6C).
  • the battery 81 charges the capacitor 78 via the second switch 82, and the first switch 80 is opened, whereby the electric charge stored in the capacitor 78 is discharged as a current pulse through the coil 79.
  • the current pulse generator includes a capacitor 84 connected in series, a coil 85, a first switch 86 connected in parallel with the capacitor 84, and a point external to the capacitor 84 and the coil 85. It may be configured to have a wiring configured to be connected to and a second switch 87 that opens and closes the wiring (FIG. 6D).
  • the other end of the second switch 87 may be connected to the positive input terminal of the power line communication device, or may be connected between the positive input terminal of the power line communication device and the input terminal of the controllable one-way device. ..
  • the other end of the second switch 87 of FIG. 6D has the positive input terminal 11 of FIG. 1 or between the positive input terminal 11 and the input terminal of the controllable unidirectional device 16, the positive input terminal 21 of FIG. Between the terminal 21 and the input terminal of the controllable unidirectional device 26, between the positive input terminal 31 or the positive input terminal 31 of FIG. 3 and the input terminal of the controllable unidirectional device 36, or the positive input terminal 41 of FIG.
  • the connection destination of the other end of the second switch 87 is not limited to the positive input terminal of the power line communication device or between the positive input terminal and the input terminal of the controllable unidirectional device.
  • the other end of the second switch 87 may be connected to a suitable power source or current supply path to charge the capacitor 84.
  • the other end of the second switch 87 may be connected to an emergency power source battery or a secondary (eg nighttime) battery, or the like.
  • a current pulse can be generated even when the solar panel in which the power line communication device is installed is not functioning due to a failure or the like, or at night when there is no sunlight.
  • the current pulse generator shown in FIGS. 6A to 6C includes a power supply for pulse generation.
  • the current pulse generator shown in FIG. 6D receives the electric power for pulse generation from the outside, particularly from the DC generator to which the power communication device is connected, and stores it in the capacitor 84.
  • the switch 72 of FIG. 6A and the switch 75 of FIG. 6B are collectively referred to as “switch S”
  • the switch 80 of FIG. 6C and the switch 86 of FIG. 6D are collectively referred to as “first switch S 1 ”.
  • the switch 82 of FIG. 6C and the switch 87 of FIG. 6D are collectively expressed as “second switch S 2 ”.
  • capacitor C the capacitor 78 of FIG. 6C and the capacitor 84 of FIG. 6D are collectively referred to as “capacitor C”.
  • the current pulse generator shown in FIGS. 6A to 6D opens the switch S or the first switch S 1 to open part or all of the energy stored in the power supply or the capacitor contained in the switch S or the first switch S 1. By closing the first switch S 1 again, one pulse can be generated.
  • the current pulse generator can generate a plurality of pulses by repeating the above.
  • FIG. 7 shows a timing chart of the switch S of the current pulse generator of FIGS. 6A and 6B and the generation of the respective currents I 1 and I 2 .
  • FIG. 8 shows a timing chart of the first switch S 1 and the second switch S 2 of the current pulse generator of FIGS. 6C and 6D and the generation of the respective currents I 1 and I 2 .
  • the temporal relationship between the first switch S 1 and the currents I 1 and I 2 is the same as in FIG. 7.
  • the timing of opening and closing the second switch S 2 is added.
  • the second switch S 2 is closed at a time point (t 0 ⁇ t 3 ) after the time point t 0 at which the previous current pulse reaches the end point, electric power is supplied from the outside and charges are accumulated in the capacitor C. At this point or time, the first switch S 1 is still open.
  • the timing of opening the second switch S 2 (time point t 4 ) is between the timing of closing the first switch S 1 (time point t 1 ) and the timing of opening the first switch S 1 (time point t 2 ). Although set, it is not limited to this.
  • the timing of opening the second switch S 2 (time point t 4 ) may be the same as the timing of closing the first switch S 1 (time point t 1 ) or after that (that is, t 1 ⁇ t 4 ).
  • the timing of opening the second switch S 2 (time point t 4 ) may be the same as the timing of opening the first switch S 1 or may be earlier than that (that is, t 4 ⁇ t 2 ).
  • the current I 1 generated by the current pulse generator may correspond to a logical value “1” and the case where the current I 1 is not recognized may correspond to a logical value “0”. In some embodiments, the current I 1 generated by the current pulse generator may correspond to a logical value “0” and the case where the current I 1 is not recognized may correspond to a logical value “1”. The logical value may be another value.
  • the current pulse generated by the current pulse generator may include one pulse, or may include a current pulse train including a plurality of pulses, a current pulse group or a pulse packet.
  • the current pulse generator may generate the pulse packet multiple times, regularly or irregularly. As shown in FIG. 9, a plurality of pulse packets PP each including a plurality of pulses PS may be generated at regular intervals or at regular cycles.
  • the current pulse generator When generating a current pulse including a pulse packet, the current pulse generator generates the first pulse of each pulse packet at regular timing, continuous timing at regular intervals, and randomly selected timing. You may let me. In some embodiments, 1 second, 3 seconds, 4 seconds, 5 seconds, 10 seconds, 30 seconds, 1 minute, 2 minutes, 3 minutes, 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 1 minute.
  • Each pulse packet may be generated at a time interval equal to or longer than a time interval value such as time, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, 12 hours, and 24 hours.
  • a current pulse generator can have two operating states: producing a pulse and not producing a pulse.
  • Each pulse generated by the current pulse generator is, for example, 1 Hz, 10 Hz, 50 Hz, 100 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 5 kHz, 10 kHz, 50 kHz, 100 kHz, 1 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 50 MHz, 100 MHz, 500 MHz or more or more. It may have a higher frequency.
  • each pulse generated by the current pulse generator has a frequency equal to or higher than a value such as 500 MHz, 100 MHz, 50 MHz, 10 MHz, 5 MHz, 1 MHz, 100 kHz, 50 kHz, 10 kHz, 5 kHz, 1 KHz. Good.
  • the current pulse generated by the current pulse generator may function as a current signal containing some information.
  • the current pulse generator may generate a current pulse or a packet of current pulses (pulse packet) incorporating information to be transmitted.
  • the information included in the current signal can be encoded by the interval (interval time) of each pulse in the case of a pulse packet.
  • the transmission information may be encoded by incorporating it into the pulse intervals (interval time).
  • the information included in the current signal can be encoded (or "as"; the same throughout this disclosure) at the height of the pulse.
  • the information included in the current signal can be encoded by incorporating it in the pulse width.
  • the information contained in the current signal can be encoded by incorporating it in the frequency of the pulse.
  • the current pulse generator can generate a current pulse or a packet of current pulses (pulse packet) incorporating information to be transmitted.
  • the transmission information may be encoded by incorporating it into the pulse intervals (interval time).
  • the transmitted information may be encoded in the height of the pulse.
  • the transmitted information may be encoded in the height of the pulse.
  • the transmitted information may be encoded in the width of the pulse.
  • the transmitted information may be encoded in the frequency of the pulse.
  • the coding of the transfer information is not limited to the above.
  • the transmission information may be incorporated in other characteristics and may be encoded by other modulation schemes.
  • FIG. 10 shows an example of encoding, that is, pulse width modulation (PWM) incorporated in the interval time of the current pulse.
  • PWM pulse width modulation
  • the interval time of the current pulse is defined as the period of two consecutive pulses so that it can be sufficiently recognized as another pulse.
  • the current pulse interval time may be defined as the time from the start (start point) of one pulse to the start (start point) of the next pulse.
  • the interval time may be defined as the time from the end of one current pulse to the start of a subsequent current pulse.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of coding incorporated in the interval time of the current pulse, that is, another example of pulse width modulation (PWM).
  • PWM pulse width modulation
  • the interval time of the current pulse is counted as the time from the start of one pulse to the start of the next pulse.
  • the values “00”, “01”, “10”, and “11” represent the interval times t 3 , t 4 (>t 3 ), t 5 (>t 4 ), t 6 (>t, respectively). 5 ).
  • information can be transmitted and transmitted as binary digital information.
  • the encoding modes of FIGS. 10 and 11 are not limited, and other encoding formats may be adopted.
  • a controllable one-way device may be and include electrical devices or components.
  • a controllable one-way device can cause current to flow in substantially only one direction and prevent current from flowing in the other direction.
  • the controllable unidirectional device allows forward current to flow from the positive input terminal to the positive output terminal while substantially blocking reverse current flowing from the positive output terminal to the positive input terminal.
  • the controllable unidirectional device is configured to allow its switching characteristics to be controlled by the MCU.
  • the controllable unidirectional device shown in FIGS. 12A-12C is configured with a combination of diodes and switches (or electronically controlled switches).
  • the controllable one-way device shown in FIGS. 12D-12F is configured with, or consists essentially of, a switch (or electronically controlled switch).
  • the controllable unidirectional device shown in FIGS. 12A, 12B, 12D and 12E uses transistors for the switches. 12A and 12D, MOSFETs are used for the transistors. In FIGS. 12B and 12E, bipolar transistors are used as the transistors.
  • the controllable one-way device shown in FIGS. 12C and 12F uses a relay for the switch. The control system is not shown in FIGS. 12A-12F.
  • the transistor may be, for example, a field effect transistor (FET, MOSFET), bipolar transistor (BT), insulated gate bipolar transistor (IGBT) or bipolar junction transistor (BJT).
  • FET field effect transistor
  • MOSFET bipolar transistor
  • BT bipolar transistor
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • BJT bipolar junction transistor
  • the controllable unidirectional device shown in FIGS. 12A and 12B is configured by connecting a transistor and a diode in parallel so that the reverse direction of the transistor is parallel to the forward direction of the diode.
  • the cathode of the diode is connected to the positive output terminal of the power line communication device, and the anode of the diode is connected to the positive input terminal of the power line communication device.
  • the switch 90 includes a MOSFET, the source of which is connected to the cathode of the diode 91 and connected to the positive input terminal, and the drain of which is connected to the anode of the diode 91 and connected to the positive output terminal. To be done.
  • the voltage drop V drop of the switch 90 is smaller than the voltage drop V drop of the diode 91.
  • the switch 92 includes a bipolar transistor, the emitter of which is connected to the cathode of the diode 93 and connected to the positive input terminal, and the collector of which is connected to the anode of the diode 93 and the positive output terminal. Connected. In FIG. 12B, the voltage drop V drop of the switch 92, a diode drop 93 voltage V drop smaller.
  • the switch 94 includes a relay, one end of which is connected to the cathode of the diode 95 and connected to the positive input terminal, and the other end of which is connected to the anode of the diode 95 and connected to the positive output terminal. To be done.
  • the controllable unidirectional device shown in FIGS. 12D and 12E consists essentially of a switch including a transistor, and the transistor is arranged such that its forward direction is the forward direction of the current.
  • the transistor of switch 97 comprises a field effect transistor, the drain of which is connected to the positive input terminal and the source of which is connected to the positive output terminal.
  • the transistor of switch 98 comprises a bipolar transistor with its collector connected to the positive input terminal and its emitter connected to the positive output terminal.
  • the controllable one-way device shown in FIG. 12F consists essentially of a switch 99 including a relay, one end of which is connected to the positive input terminal and the other end of which is connected to the sexual output terminal.
  • the impedance of the device can be changed by opening/closing the switches 90, 92, 94, 97, 98, 99.
  • the impedance is varied while the current pulse generator is producing pulses (pulse packets, pulse trains, or each pulse) and while the current pulse generator is not producing pulses. Good.
  • the impedance (Z n ) while the current pulse generator is not pulsing may be less than the impedance (Z p ) while the current pulse generator is pulsing. (Z n ⁇ Z p ).
  • the switches 90 and 92 shown in FIGS. 12A and 12B have an on-resistance R on .
  • the on-resistance R on is the resistance of the switches 90 and 92 when the switches 90 and 92 are turned on. The smaller the on-resistance R on , the smaller the power consumption of the switches 90 and 92. If the switches 90 and 92 of the controllable unidirectional device are turned on while no current pulse (each pulse in the case of a pulse packet) is being generated from the current pulse generator, the impedance (Z n ) of the controllable unidirectional device Is the total resistance of the switches 90 and 92 and the diodes 91 and 93.
  • the impedance (Z p ) of the controllable unidirectional device becomes the independent resistance of the diodes 91 and 93.
  • the total resistance of the switches 90 and 92 and the diodes 91 and 93 is smaller than the individual resistance of the diodes 91 and 93. Therefore, power consumption in the controllable unidirectional device is reduced while no current pulse is being generated from the current pulse generator.
  • Table 1 shows a comparison between the impedance of the controllable unidirectional device shown in FIGS. 12A to 12C with and without pulse generation and the impedance when only the diode is connected instead of the controllable unidirectional device. ..
  • the impedance of the controllable unidirectional device is substantially the same as the resistance value (R d ) of the diode (Z p -Z d ).
  • V>V 1 the switch is closed, and the diode carries current (I d >0).
  • the right column of Table 1 shows the case where only diodes were connected instead of controllable unidirectional devices. If there is no pulse, then V>V 1 , which is the same as if there is no switch in the controllable one-way device (when the switch is open), the diode carries current and its impedance is Is the resistance itself (Z to R d ).
  • the impedance (Z n R d ⁇ R s /(R d +R s ), in the case of FIGS. 12A to 12C, at least during the absence of a pulse, is only connected by the diode instead of the controllable unidirectional device.
  • the impedance is smaller than the impedance (Z to R d ) when the controllable unidirectional device is used, compared with the case where only the diode is connected. Power consumption is reduced while not in use.
  • Table 2 shows a comparison between the impedance of the controllable unidirectional device shown in FIGS. 12D to 12F with and without pulse generation and the impedance when only the diode is connected instead of the controllable unidirectional device. ..
  • the impedance while the pulse is not occurring remains the resistance of the switch (R s ). Therefore, in order to lower the impedance during the non-pulsing, the resistance of the switch (R s ) is lower than if only a diode was connected instead of a controllable one-way device It may be smaller than the resistance of the diode (or the on-resistance of the diode).
  • the ON resistance of the diode 162 here is a resistance value when a forward voltage is applied such that the voltage difference between the anode and the cathode is a predetermined value (for example, 0.6 V) or more.
  • the transistor used as the electronically controlled switch of the controllable one-way device may have a smaller on resistance than a standard value as an on resistance of a general diode formed of a semiconductor using silicon.
  • FIG. 14 and 15 illustrate synchronous control of a current pulse generator and a controllable unidirectional device, or synchronization of a current pulse generated by a current pulse generator and an impedance of the controllable unidirectional device, according to some embodiments.
  • the timing chart for demonstrating control is shown. In both figures, the control signal (a) sent from the MCU to the current pulse generator, the current pulse (b) generated by the current pulse generator, and the control signal (c) sent from the MCU to the controllable one-way device. ), and synchronization with the impedance (d) of the controllable unidirectional device is shown.
  • the control signal (a) transmitted from the MCU to the current pulse generator is a signal for controlling the switch S 1 of FIG. 7 or 8.
  • a signal that closes or keeps the switch S 1 is described as “1”
  • a signal that opens or keeps the switch S 2 is described as “0”.
  • the current pulse generator exemplarily has a configuration in which the capacitor shown in FIG. 6C or 6D is charged with electric charge and the electric current is generated by discharging the electric charge.
  • the current pulse is exemplarily displayed as a square waveform.
  • the control signal from the MCU is changed from “1” to "0”
  • the current pulse is generated by repeating or combining the control signals “1” and “0” (t 2 to t 4 ).
  • control signal “0” transmitted from the MCU to the controllable unidirectional device causes the controllable unidirectional device to have a low impedance (Z n ), and the control signal “1” is the control signal. Allow the unidirectional device to have a high impedance (Z p ) ((c), (d)).
  • the controllable unidirectional device has a high impedance (Z p ) while a current pulse packet is being generated (t 0 to t 4 ) and is not generating a current pulse packet (t p ). 4 ⁇ t'0) is controlled to have a low impedance (Z n).
  • the impedance of the controllable unidirectional device may be controlled with each occurrence of a current pulse packet that includes multiple current pulses.
  • the impedance of the controllable unidirectional device may be controlled in connection with the generation of a current pulse packet that includes a plurality of current pulses.
  • a pulse packet consisting of a plurality of pulses includes one information unit, a portion of the information units, a sum of the information units, a sum of some or all of the information units of the plurality of information units, etc. May be recognized as an information group of, and impedance control may be performed in units of this information group. That is, the time between the start point and the end point of each information group or pulse packet may be defined as the time when the pulse is generated, and the other time may be defined as the time when the pulse is not generated.
  • the controllable unidirectional device has a high impedance (Z p ) during the generation of individual current pulses even within a current pulse packet (eg, t 0 to t 1 ), and While the pulse is not generated (for example, t 1 to t 2 ), it is controlled to have a low impedance (Z n ).
  • the impedance of the controllable unidirectional device may be controlled with each occurrence of a separate current pulse.
  • the impedance of the controllable unidirectional device may be controlled in connection with the generation of individual current pulses.
  • the timing of impedance switching coincides with the generation start or end of the current pulse packet or current pulse in FIGS. 14 and 15, but in some embodiments, the generation start or end of the current pulse packet or current pulse is generated. Does not have to match.
  • the current pulse packet or current pulse and the impedance of the controllable unidirectional device are such that the power consumption is small relative to the high impedance (Z p ) case at all times. May be controlled or synchronized.
  • the above is an exemplary description, and the present disclosure is not limited thereto.
  • the shape of the current pulse, the value or waveform of the control signal, the timing between the current pulse or impedance and the control signal, the relationship between the impedance and the current or the current pulse packet, and other matters and contents described above may be appropriately changed.
  • FIG. 16 shows power consumption when a controllable unidirectional device according to an embodiment of the present disclosure is used (practice) and power consumption while a current pulse is not generated. It is a graph comparing with the case (broken line). The horizontal axis shows the generated current from the generator flowing through the controllable one-way device or the diode, and the vertical axis shows the respective power consumption. The power consumption is about 1 ⁇ 5 (the generated current is 5 to 7 A) and about 1/10 (the generated current is 4 A) of the case where only the diode is used, which is extremely low.
  • the degree of reduction in power consumption due to the use of a controllable one-way device is not limited to the above compared to the case of using only a diode.
  • the reduction in power consumption may be greater than 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, etc. , Or more.
  • the time that the current pulse or current pulse packet is not occurring may be longer, substantially the same, or shorter than the time that the current pulse or current pulse packet is occurring. Good.
  • the degree of reduction in power consumption increases as the time during which no current pulse or current pulse packet is generated is longer than the time during which a current pulse or current pulse packet is generated and the impedance during that time is smaller.
  • Reducing power consumption contributes to improving the power generation efficiency of the generator.
  • the reduction in power consumption reduces the heat generation of the device and contributes to, for example, extending the life of the device.
  • the life of electrolytic capacitors such as aluminum electrolytic capacitors is greatly affected by temperature.
  • the life of an electrolytic capacitor is said to decrease with temperature in an Arrhenius manner.
  • the life of an electrolytic capacitor can have the greatest or most impact on the life or repair of the entire device. Therefore, prolonging the life of the electrolytic capacitor leads to prolonging the life of the entire device or reducing maintenance work such as repair.
  • the service life of aluminum electrolytic capacitors operating at the maximum allowable core temperature is 1,000 to 10,000 hours.
  • the temperature of the device was measured by using an aluminum electrolytic capacitor having a maximum ambient temperature of 105° C. and a life of 10,000 hours in an electric circuit.
  • the temperature of the circuit was about 50°C.
  • the useful life of the capacitor is calculated to be about 51 years.
  • the diode was used instead of the controllable unidirectional device
  • the temperature of the circuit was about 80°C.
  • the useful life of the capacitor is calculated to be about 6 years. That is, by using a controllable unidirectional device instead of a diode, the service life is increased 8.5 times.
  • An aluminum electrolytic capacitor is essentially an electrochemical device, and the chemical reaction rate inside the capacitor is accelerated when the temperature rises (usually, when the temperature rises by 10°C, the chemical reaction rate doubles). For example, the ripple current rises, causing internal heat generation. These are said to shorten the life of the electrolytic capacitor. Therefore, by reducing the heat generation in the device, it is possible to extend the life of the electrolytic capacitor, which in turn extends the life of the entire device.
  • the life of a controllable unidirectional device device according to the present disclosure is two times, three times, five times, six times as long as using a diode instead of the controllable unidirectional device. , 7 times, 8 times, 9 times, 10 times, 12 times, 15 times, 20 times, etc., or more.
  • FIG. 17 shows a configuration example of the generator string.
  • a plurality of generator panels (for example, solar panels) 100 -1 to 100 -n are connected in series via a power line 118.
  • Each of the generator panels 100 -1 to 100 -n includes DC generators 117 -1 to 117 -n and power line communication devices 110 -1 to 110 -n .
  • the power line communication devices 110 -1 to 110 -n shown in FIG. 17 are bypass capacitors 122 -1 to 122 -n arranged so as to be connected in parallel to the DC generators 117 -1 to 117 -n , respectively. Is equipped with.
  • By-pass capacitors 122 -1 to 122 -n allow, for example, each power line communication device not to transmit a DC component of a signal coming from the downstream side but to transmit an AC component.
  • the power communication device may include a bypass capacitor arranged to be connected in parallel to the generator.
  • the positive input terminals 111 -1 to 111 -n of the power line communication devices 110 -1 to 110 -n are the positive terminals of the DC generators 117 -1 to 117 -n (the DC generator 117 -1).
  • ⁇ 117 are connected to the positive output of) the -n
  • negative input terminal 112 -1 - 112 -n of the power line communication apparatus 110 -1 - 110 -n is the negative terminal of the DC generator 117 -1 through 117 -n ( DC generators 117 -1 to 117 -n output of negative electrodes).
  • the positive output terminals 113 -1 to 113 -n of the power line communication devices 110 -1 to 110 -n are connected to the downstream side of the power line 118 (the side connected from the positive electrodes of the DC generators 117 -1 to 117 -n ).
  • the negative output terminals 114 -1 to 114 -n of the power line communication devices 110 -1 to 110 -n are connected to the upstream side of the power line 118 (the side connected from the negative electrodes of the DC generators 117 -1 to 117 -n ). Has been done.
  • MCU119 -1 ⁇ 119 -n controls a current pulse generator 115 -1 ⁇ 115 -n and controllable unidirectional devices 116 -1 ⁇ 116 -n.
  • the power line communication devices 110 -1 to 110 -n can transmit the power generated by the DC generators 117 -1 to 117 -n via the power line 118.
  • the power line communication devices 110 -1 to 110 -n generate current pulses by the current pulse generators 115 -1 to 115 -n with respect to the current of the power line 118 based on the power generated by the DC generators 117 -1 to 117 -n. It is possible to superimpose and transmit the current signal generated as.
  • Current pulse generators 115 -1 ⁇ 115 -n of the power line communication apparatus 110 -1 ⁇ 110 -n can generate a current signal (current pulse).
  • the current signal generated by the current pulse generators 115 -1 to 115 -n is superimposed on the current flowing through the power line 118 and sent to the junction box 300. Since the power line communication devices 110 -1 to 110 -n are equipped with the controllable unidirectional devices 116 -1 to 116 -n , the current signals generated by the current pulse generators 115 -1 to 115 -n are bypass capacitors 122. It does not flow in the direction of -1 to 122 -n .
  • the present invention is not limited to this.
  • the power line communication device may be configured by further providing bypass capacitors 122 -1 to 122 -n to the power line communication device shown in FIGS. 1, 3, and 4 or other embodiments.
  • the power line communication device may include a generator switch or a protection circuit capable of cutting off power transmission from the generator.
  • the voltage across the generator string can be high.
  • the higher the brightness during photovoltaic power generation the higher the voltage across the power line may be.
  • the power line may be broken, and people or animals may come into contact with the system, resulting in damage such as electric shock.
  • the generator in charge of the power line communication device can be disconnected from the power line to avoid or reduce the occurrence of electric shock or other damage.
  • the current pulse generator has a negative current pulse.
  • Current pulses may be generated.
  • a combination of positive and negative current pulses for power line transmission may be performed.
  • the polarity of each device in the power line communication device may be opposite to that in the above embodiments.
  • the present disclosure includes a photovoltaic power generation element, a photovoltaic power generation cell, a photovoltaic power generation panel, a photovoltaic power generation module, a photovoltaic power generation array, a photovoltaic power plant, etc., which are equipped with the power line communication device described in the present disclosure.
  • photovoltaic panels may include photovoltaic cells that include a power line communication device.
  • the photovoltaic array may include a photovoltaic module that includes a power line communication device.
  • photovoltaic arrays may include photovoltaic panels that include power line communication devices.
  • a photovoltaic power plant may include a photovoltaic panel that includes a power line communication device.
  • the switch includes a relay, The power line communication device according to item 5.

Landscapes

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Abstract

発電システムに用いられる電力線通信装置であって、発電機の正極に接続される正入力端子と、発電機の負極に接続される負入力端子と、発電機で発電された電力が伝送される電力線の下流側に接続される正出力端子と、電力線の上流側に接続される負出力端子と、負入力端子と正出力端子との間に接続され、電力線に電流パルスを発生させる電流パルス発生器と、正入力端子と正出力端子との間に接続され、インピーダンスが制御可能である制御可能一方向デバイスと、を備える電力線通信装置を提供する。

Description

電力線通信装置および太陽光発電モジュール
　本開示は、電力線通信装置および太陽光発電モジュールに関する。
　一般に、太陽光発電、風力発電、水力発電、地熱発電、火力発電、原子力発電などにおいて用いられる発電システムやバッテリを用いた蓄電や電力供給システムを適切な状態を保つために、システムが正常に動作しているかを監視し、異常を検出するためのモニタリングシステムが導入されている。最近では、発電された電力を伝送するための電力線を利用した高度な通信技術を用いて、監視により得られた信号を送信することによって遠隔監視するしくみも提供されている。
　そのような監視システムやＩｏＴシステムにおける消費電力を含またランニングコストの低減が求められている。また、消費電力による温度上昇に起因する部品の劣化や耐用年数の低下などの問題がある。本開示の課題は、これらの少なくとも一つを解決することにある。
　本開示の電力線通信装置は、発電機の正極に接続される正入力端子と、発電機の負極に接続される負入力端子と、発電機で発電された電力が伝送される電力線の下流側に接続される正出力端子と、電力線の上流側に接続される負出力端子と、負入力端子と正出力端子との間に接続され、電力線に電流パルスを発生させる電流パルス発生器と、正入力端子と正出力端子との間に接続され、インピーダンスが制御可能である制御可能一方向デバイスとを備える。
　本開示によれば、例示的に、発電システムに用いられる電力線通信における消費電力を低減し、ランニングコストを低減することができる。副次的に、装置内の温度上昇を抑えて電気電子要素の安全性の確保や長寿命化を図ることができる。
一実施形態による電力線通信装置の構成例を示す図である。 一実施形態による電力線通信装置の構成例を示す図である。 一実施形態による電力線通信装置の構成例を示す図である。 一実施形態による電力線通信装置の構成例を示す図である。 電流パルスの波形を説明するための図である。 電流パルスの波形を説明するための図である。 電流パルスの波形を説明するための図である。 電流パルスの波形を説明するための図である。 一実施形態の電流パルス発生器の構成例を示す回路図である。 一実施形態の電流パルス発生器の構成例を示す回路図である。 一実施形態の電流パルス発生器の構成例を示す回路図である。 一実施形態の電流パルス発生器の構成例を示す回路図である。 一実施形態による電流パルス発生器と制御可能一方向デバイスの同期制御について説明するためのタイミングチャートである。 一実施形態による電流パルス発生器と制御可能一方向デバイスの同期制御について説明するためのタイミングチャートである。 一実施形態による電流パルスパケットの発生を説明する図である。 一実施形態による、情報の電流パルスのインターバル時間への組み込みによる符号化を説明する図である。 一実施形態による、情報の電流パルスのインターバル時間への組み込みによる符号化を説明する図である。 一実施形態による制御可能一方向デバイスの構成例を示す回路図である。 一実施形態による制御可能一方向デバイスの構成例を示す回路図である。 一実施形態による制御可能一方向デバイスの構成例を示す回路図である。 一実施形態による制御可能一方向デバイスの構成例を示す回路図である。 一実施形態による制御可能一方向デバイスの構成例を示す回路図である。 一実施形態による制御可能一方向デバイスの構成例を示す回路図である。 一実施形態による制御可能一方向デバイスのインピーダンスを説明するグラフである。 制御信号とパルス発生とインピーダンス変化とのタイミングチャートである。 制御信号とパルス発生とインピーダンス変化とのタイミングチャートである。 一実施形態による制御可能一方向デバイスを用いた場合における消費電力を、ダイオードのみを用いた場合における消費電力とを示すグラフである。 一実施形態による発電機ストリングの一構成例を示すブロック図である。
　本明細書に使用される「発電システム」という用語は、一般に、太陽光発電ユニット、風力発電ユニット、水力発電ユニット、地熱発電ユニット、火力発電ユニット、原子力発電ユニット、電気的電池ユニット、燃料電池ユニットなどの発電機、発電素子、発電ユニット、発電構成（以下、発電ユニットまたは発電機と呼ぶ場合がある。）を有しまたは備えるシステムを指す。発電の形式は上記に限定されない。発電システム内の電力伝送は、いくつかの実施形態では直流式であってもよく、いくつかの実施形態では交流式であってもよく、いくつかの実施形態では直流式と交流式とを有していてもよい。発電システムは、いくつかの実施形態では一つの発電ユニットを有していてもよく、いくつかの実施形態では複数の発電ユニットを有していてもよい。発電システムは、単一種類の発電ユニット等を有していてもよく、複数種類の発電ユニットを有していてもよい。いくつかの実施形態では、発電システムは、複数の発電ユニットを有するストリングを有していてもよい。いくつかの実施形態では、発電システムは、複数のストリングを有していてもよい。いくつかの実施形態では、発電システムは、複数のストリングを並列または直列に連結して有していてもよい。
　「電力通信装置」は、個別の発電機（発電ユニット）に電気的に接続されて取り付けられるように構成されている。電力通信装置は、４つの電気的接続端子、または２つの入力端子と２つの出力端子、すなわち正入力端子、負入力端子、正出力端子、負出力端子とを有している。正入力端子は、発電機の正極の出力に接続されるように構成されている。負入力端子は、発電機の負極の出力に接続されように構成されている。正出力端子は、発電機で発電された電力が伝送される電力線の下流側に接続されるように構成されている。負出力端子は、電力線の上流側に接続されるように構成されている。
　いくつかの実施形態では、電力線装置は、発電機に対して固定されてもよい。いくつかの実施形態では、電力線装置は、発電装置に対して着脱可能に接続または取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、発電システム内のすべての発電機の各々に対して一つの電力線装置が取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、発電システム内の一部の発電機に取りけられてもよい。いくつかの実施形態では、発電システム内の１つまたは複数の発電機に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、発電システム内の選択された発電機に取り付けられても、無作為に複数の発電機に取り付けられてもよい。太陽光発電システムに関連するいくつかの実施形態では、発電システム内の日照条件分布、気象条件分布、温度分布、発電システム内の位置、ストリング内の位置などに応じて、電力送信装置を設置する発電機を選択してもよい。
　本明細書で使用される「電流パルス発生器」という用語は、一般に、電気信号を発生させる電気素子、電気回路または電気デバイスを指す。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、電流信号を発生させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、電圧信号を発生させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、電圧と電流とで定義される電気信号を発生させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、時間的に区切られた信号または信号群を発生させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、時間的に連続的に変化する電気信号を発生させてもよい。いつかの実施形態では、電流パルス発生器は、デジタル信号を発生させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、アナログ信号を発生させてもよい。いつかの実施形態では、電流パルス発生器は、デジタル信号とアナログ信号との両方を発生できるように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、一つ、複数、または少なくとも一つの変調方式を用いて信号を発信するように構成されていてもよい。
　電流パルス発生器変調方式は、例えば、振幅変調（ＡＭ）や角度変調（例えば周波数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ））などのアナログ変調；位相偏移変調（ＰＳＫ）周波数偏移変調（ＦＳＫ）、振幅偏移変調（ＡＳＫ）、直角位相振幅変調（ＱＡＭ）などのデジタル変調；パルス符号変調（ＰＣＭ）、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス振幅変調（ＰＡＭ）、パルス位置変調（ＰＰＭ）、パルス密度変調（ＰＤＭ）などのパルス変調；などから選択されてもよく、その他の変調方式であってもよい。
　電流パルス発生器は、負入力端子と正出力端子との間に接続される。電流パルス発生器の信号発生は、内部または外部の電気回路その他の構成により制御してもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、制御器（コントローラ）に接続されるように構成され、この制御器からの信号または入力により制御されるように構成されていてもよい。
　本明細書で使用される「制御可能一方向デバイス」という用語は、一般に、そのインピーダンスの値が制御されうるまたは可変となる（以下「制御」という場合がある。）ように構成され、それを流れる電流は実質的に一方向にのみ流れるように構成された電気素子、電気回路または電気デバイスを指す。制御可能一方向デバイスは、正入力端子と正出力端子との間に接続されてもよい。制御可能一方向デバイスは、正入力端子から正出力端子の方向にのみ電流が流れることを許容するように構成されている。制御可能一方向デバイスのインピーダンスは、内部または外部の電気回路その他の構成により制御してもよい。いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスは、制御器（コントローラ）に接続されるように構成され、この制御器からの信号または入力により制御されるように構成されていてもよい。
　いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスは、電流信号発生器が電気信号を発生させていない間と、電流信号発生器が電気信号を発生させている間とで、そのインピーダンスが異なる値を取るように制御されてもよい。いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスは、電流信号発生器が電気信号を発生させていない間のインピーダンス（Ｚｎ）が、電流信号発生器が電気信号を発生させている間のインピーダンス（Ｚｐ）より小さくなるように機能するように構成されていてもよい。
　用語「接続」は、特段の説明がなければ、または記載の意味から解釈される場合には、電気的接続を意味する。電気的接続は、本出願において記載された発明または実施形態に関する構成要素間の直接的な接続に限らず、発明または実施形態に関する構成要素の間に追加の電気的構成要素が含まれるような間接的な接続も含む。
　以下、本開示のいくつかの実施形態について図面を用いて説明する。
　図１に、一実施形態による電力線通信装置の構成例を示す。図１に示す電力線通信装置１０は、正入力端子１１と、負入力端子１２と、正出力端子１３と、負出力端子１４と、電流パルス発生器１５と、制御可能一方向デバイス１６とを備えて構成される。
　図１に示すように、電力線通信装置１０は、ＤＣ発生器１７と並列に接続されている。電力線通信装置１０の正入力端子１１は、ＤＣ発生器１７の正端子１７１（ＤＣ発生器１７の正極の出力）に接続され、電力線通信装置１０の負入力端子１２は、ＤＣ発生器１７の負端子１７２（ＤＣ発生器１７の負極の出力）に接続されている。
　電力線通信装置１０の正出力端子１３は、電力線１８の下流側（ＤＣ発生器１７の正極から接続される側）に接続され、電力線通信装置１０の負出力端子１４は、電力線１８の上流側（ＤＣ発生器１７の負極から接続される側）に接続されている。電力線１８は、ＤＣ発生器１７で発電された電力を伝送することができる。
　いくつかの実施形態では、発電機ストリングを構成する場合、電力線１８は、複数のＤＣ発生器１７を直列に電気的に接続するために使用される（例えば図１７を参照）。
　電流パルス発生器１５は、負入力端子１２または負出力端子１４と正出力端子１３との間に接続され、電力線１８に電流パルスを発生させる。電流パルスは、電流パルス発生器１５の負出力端子１４から正出力端子１３へ向かう方向に発生される。
　制御可能一方向デバイス１６は、正入力端子１１と正出力端子１３との間に接続され、そのインピーダンスの値が制御されうるように構成され、それを流れる電流は実質的に一方向であるように構成されている。図１では、制御可能一方向デバイス１６を流れる電流は、正入力端子１１から正出力端子１３の方向にのみ流れる。制御可能一方向デバイス１６は、電流パルスが発生していない間のインピーダンス（Ｚｎ）が、電流パルスが発生している間のインピーダンス（Ｚｐ）より小さくなるように機能することができる。
　図１では、発電機の一例としてＤＣ発生器１７を用いているが、本開示はこれに限定されない。例えば、発電機は、ＡＣ発電機であってもよい。発電機は、太陽光発電機または太陽電池パネルであってもよいし、またはこれらを含むものであってもよい。発電機は、バッテリ、バッテリ貯蔵システム、燃料電池、風力発電機、熱発電機であってもよいし、またはこれらを含むものであってもよい。発電機は、同じタイプの複数の発電機の組み合わせであってもよいし、またはそれらの組み合わせを含んだものであってもよい。発電機は、異なるタイプの複数の発電機の組み合わせであってもよいし、またはそれらの組み合わせを含んだものであってもよい。
　図１では、電力線１８はＤＣ電力線であるが、ＡＣ電力線であってもよい。発電機ストリングを構成する場合、電力線１８は、複数の電力線通信装置１０を直列に電気的に接続することが可能である。電力線通信装置１０の正出力端子１３および負出力端子１４は、他の電力線通信装置（図示せず）と直列に電力線１８に設定されてもよい。
　図２に示す電力線通信装置２０は、正入力端子２１と、負入力端子２２と、正出力端子２３と、負出力端子２４と、電流パルス発生器２５と、制御可能一方向デバイス２６と、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ、コントローラ）２９とを備えて構成される。図２では、ＭＣＵ２９は、電流パルス発生器２５と制御可能一方向デバイス２６との両方に対して制御を行うことができる。
　図２に示すように、電力線通信装置２０は、ＤＣ発生器２７と並列に接続されている。電力線通信装置２０の正入力端子２１は、ＤＣ発生器２７の正端子２７１（ＤＣ発生器２７の正極の出力）に接続され、電力線通信装置２０の負入力端子２２は、ＤＣ発生器２７の負端子２７２（ＤＣ発生器２７の負極の出力）に接続されている。
　電力線通信装置２０の正出力端子２３は、電力線２８の下流側（ＤＣ発生器２７の正極から接続される側）に接続され、電力線通信装置２０の負出力端子２４は、電力線２８の上流側（ＤＣ発生器２７の負極から接続される側）に接続されている。電力線２８は、ＤＣ発生器２７で発電された電力を伝送することができる。
　ＭＣＵ２９は、各種センサや検出器から、ＤＣ発生器２７の特性または状態に関する情報または信号を受信する（具体的内容については後述する）。
　ＭＣＵ２９は、受信した情報、既定若しくはアップデートされるプログラム、その他の情報やプログラム、またはそれらの混合に基づいて、必要な指示を制御信号として、電流パルス発生器２５に送信して、同電流パルス発生器２５の電流パルス発生を制御してもよい。
　ＭＣＵ２９は、受信した情報、既定若しくはアップデートされるプログラム、その他の情報やプログラム、またはそれらの混合に基づいて、必要な指示を制御信号として、制御可能一方向デバイス２６に送信して、制御可能一方向デバイス２６のインピーダンスを制御してもよい。
　いくつかの実施形態では、ＭＣＵ２９は、制御可能一方向デバイス２６内部の後述する電子制御スイッチ（スイッチ）を制御してもよい。いくつかの実施形態では、ＭＣＵ２９が電子制御スイッチに供給する制御信号により、電流パルス発生器２５が電力線２８へ電流パルスを発生している間に、電子制御スイッチを開いて、電流パルス発生器２５からＤＣ発生器２７への逆電流の流れを遮断してもよい。いくつかの実施形態では、ＭＣＵ２９が電子制御スイッチに供給する制御信号により、電流パルス発生器２５が電力線２８に電流パルスを発生させていない間に、電子制御スイッチを閉じて、制御可能一方向デバイス２６を制御してもよい。
　各種センサや検出器からＭＣＵ２９に伝達される信号または情報や、ＭＣＵ２９から電流パルス発生器２５や制御可能一方向デバイス２６に送信される制御信号は、アナログ信号、デジタル信号であってもよく、電気信号であってもよく、電磁波または光信号であってもよい。
　例えば、ＭＣＵ２９は、電流パルス発生器２５の電流パルス発生のスケジュールを使用して、電流パルス発生器２５の制御と制御可能一方向デバイス２６の制御とを同期させてもよい。すなわち、ＭＣＵ２９は、電流パルス発生器２５を制御して電流パルスを発生させるとともに、制御可能一方向デバイス２６を同期制御して逆電流の流れを遮断することができる。発電機ストリングを構成する場合、電力線通信装置２０が備えるＭＣＵ２９は、他の電力線通信装置が備える他のＭＣＵと通信して、当該他の電力線通信装置に対して自己の電流パルス発生のスケジュールを転送することができる。
　いくつかの実施形態では、パワーコンディショナシステムがＭＣＵ２９を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、ＭＣＵ２９は、別個の制御回路の一部であってもよい。
　図２では、１つのＭＣＵ２９が電流パルス発生器１５および制御可能一方向デバイス２６を制御する構成について示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、電力線通信装置２０が２つのＭＣＵを備え、第１のＭＣＵ（第１のコントローラ）が電流パルス発生器２５を制御し、第２のＭＣＵ（第２のコントローラ）が制御可能一方向デバイス２６を制御するようにしてもよい。第１のＭＣＵと第２のＭＣＵとは、接続されていてもよいし、互いに通信するように構成されていてもよい。
　図３に示す電力線通信装置３０は、ＤＣ発生器３７またはＤＣ発生器３７に接続または配置されたセンサから、監視項目に関する情報を受け取るように構成されている。図３に示すＭＣＵ３９は、ＤＣ発生器３７からの情報を受け取り、その情報を符号化して、電力線通信により伝達するように電流パルス発生器３５と制御可能一方向デバイス３６とに指示を出すことができる。
　図３に示すように、電力線通信装置３０は、ＤＣ発生器３７と並列に接続されている。電力線通信装置３０の正入力端子３１は、ＤＣ発生器３７の正端子３７１（ＤＣ発生器３７の正極の出力）に接続され、電力線通信装置３０の負入力端子３２は、ＤＣ発生器３７の負端子３７２（ＤＣ発生器３７の負極の出力）に接続されている。
　電力線通信装置３０の正出力端子３３は、電力線３８の下流側（ＤＣ発生器２７の正極から接続される側）に接続され、電力線通信装置３０の負出力端子３４は、電力線３８の上流側（ＤＣ発生器３７の負極から接続される側）に接続されている。電力線３８は、ＤＣ発生器３７で発電された電力を伝送することができる。
　図３に示す例において、検出回路４０は、ＤＣ発生器３７の状態を検出し、検出した情報をＭＣＵ３９に送信する。ＭＣＵ３９は、検出回路４０から受信した情報を一連のパルスにエンコードする。いくつかの実施形態では、ＭＣＵ３９から各制御対象への指示は、パルス列などのデジタル信号でもよく、アナログ信号でもよく、他のタイプの信号でもよい。ＭＣＵ３９は、当該エンコードしたパルスを用いて電流パルス発生器３５を制御し、電力線３８に対する電流パルス列を発生させる。この電流パルス列は、検出回路４０により検出されたＤＣ発生器３７の状態の情報を含んでいる。ＭＣＵ３９は、電流パルス発生器３５により発生される電流パルスと同期する態様で制御可能一方向デバイス３６を制御することにより、電流パルスがＤＣ発生器３７に逆流していくのを防止する。
　図３では、電力線通信装置３０が検出回路４０を備える構成を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ＤＣ発生器３７が検出回路４０を備える構成としてもよい。または、パワーコンディショナシステムの一部として検出回路４０を備える構成としてもよい。または、検出回路４０は、別個の電気回路であってもよい。
　図４は、ＭＣＵ５９がＤＣ発生器５７の特性または状態に関する情報を受信して電流パルス発生器５５を制御する第２の具体例を示す図である。
　図４に示すように、電力線通信装置５０は、ＤＣ発生器５７と並列に接続されている。電力線通信装置５０の正入力端子５１は、ＤＣ発生器５７の正端子５７１（ＤＣ発生器５７の正極の出力）に接続され、電力線通信装置５０の負入力端子５２は、ＤＣ発生器５７の負端子５７２（ＤＣ発生器５７の負極の出力）に接続されている。
　電力線通信装置５０の正出力端子５３は、電力線５８の下流側（ＤＣ発生器５７の正極から接続される側）に接続され、電力線通信装置５０の負出力端子５４は、電力線５８の上流側（ＤＣ発生器５７の負極から接続される側）に接続されている。電力線５８は、ＤＣ発生器５７で発電された電力を伝送することができる。
　図４に示す一実施例に係る電力線通信装置５０は、電流センサ（電流計測器、例えば電流計）６０、電圧センサ（電圧計測器、例えば電圧計）６１および温度センサ（温度計、例えば一次温度計、二次温度計、熱電対、抵抗温度計、非接触温度計など）６２を備えている、またはそれらに接続されている。これらのセンサは、それぞれＤＣ発生器５７の電流、電圧および温度を測定し、測定した情報をＭＣＵ５９に送信する。ＭＣＵ５９は、各センサ６０～６２から受信した情報を一連のパルスにエンコードする。ＭＣＵ５９は、当該エンコードしたパルスを用いて電流パルス発生器５５を制御し、電力線５８に対する電流パルス列を発生させる。この電流パルスの列は、各センサ６０～６２により測定されたＤＣ発生器５７の電流、電圧および温度に関する情報を含んでいる。ＭＣＵ５９は、電流パルス発生器５５により発生される電流パルスと同期する態様で制御可能一方向デバイス５６を制御することにより、電流パルスがＤＣ発生器５７に逆流していくのを防止する。
　図４では、電力線通信装置５０が電流センサ６０および電圧センサ６１を備える構成を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ＤＣ発生器５７が電流センサ６０および電圧センサ６１を備える構成としてもよい。または、電流センサ６０および電圧センサ６１は、別個の電気回路であってもよい。
　いくつかの実施形態では、ＭＣＵは、コントローラの一例であり、電流パルス発生器および制御可能一方向デバイスの何れか一方または両方を制御してもよい。いくつかの実施形態では、ＭＣＵ（コントローラ）は、電流パルス発生器と制御可能一方向デバイスとの両方を同期させて制御してもよい。いくつかの実施形態では、ＭＣＵ（コントローラ）は、２つまたは複数のコントローラを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、一つのＭＣＵが電流パルス発生器を制御し、他のＭＣＵが電流パルス発生器を制御してもよい。いくつかの実施形態では、２つまたは複数のコントローラが互いまたは一方向的に接続されて、タイミングなどを同期させて各対象コンポーネントを制御してもよい。
　いくつかの実施形態では、パルスは、ＤＣ発生器で発生する電流（発電電流）に対して加えられた十分に異なる電流値を有していてもよい。いくつかの実施形態では、パルスは、ＤＣ発生器で発生する電流（発電電流）に対して、信号として認識され得る強度、特徴、形態の電流値または電流値の時間プロファイルを有していてもよい。パルスは、発電電流に対して正の電流であってもよく、負の電流であってもよい。発電電流は、ゼロであってもよい。例えば太陽光パネルは、夜間または太陽光を十分に受けない時間帯には、発電しないので、発電電流はゼロである。その間に、パルスを発生させてもよい。
　いくつかの実施形態では、パルスは、電力線に流れる電流におけるノイズよりも大きい振幅を有していてもよい。発電機ストリングを構成する場合、パルスは、（例えば、後述するジャンクションボックス）で受信されるパルスの振幅が、受信機でのノイズレベルよりも大きくなるように生成されてもよい。発電機ストリングを構成する場合、振幅を含むパルス特性は、パルスがストリング上の電力線や各種デバイスなどを通って進むにつれて劣化または変化する可能性がある。いくつかの実施形態では、パルスは、電力線に流れる電流におけるノイズとほぼ同じ振幅を有していてもよい。いくつかの実施形態では、パルスは、電力線に流れる電流におけるノイズよりも小さい振幅を有していてもよい。ノイズはフィルタリンなどに除去または低減されてもよい。いくつかの実施形態では、パルスは、受信機がノイズに対して区別または識別できるように発生されてもよい。
　電流パルスは、発電電流の誘発放電電流の形状（図５Ａ）、三角形（図５Ｂ）、台形（図５Ｃ）、正方形、長方形（図５Ｄ）またはその他の形状とすることができる。個別の電流パルスは、始点と終点とによって定義されてもよい。電流パルスは、バックグラウンド、発電電流などの基準電流レベルまたはゼロ点に始点があってもよい。ゼロ点は、始点と終点とで実質的に同じ電流値を有していてもよく、異なる電流値を有していてもよい。電流パルスは、ゼロ点に終点があってもよい。電流パルスは、始点と終点との間にピーク点（またはピーク）があってもよい。電流パルスは、始点と終点との間に、一つのピーク点を有していてもよく、複数のピーク点を有していてもよい。ピーク点の値は、ゼロ点に対して、正の値であってもよく（すなわち、ゼロ点より大きくてもよく）、負の値であってもよい（すなわち、ゼロ点より小さく）てもよい）。
　いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、電気回路を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、パルス発生器により発生させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器はコイルを備えて構成されていてもよい。
　図６Ａ～図６Ｄに、コイルを有する電流パルス発生器の非限定的な構成例を示す。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、直列に接続されたＤＣ源７０と、コイル７１と、それに並列に接続されたスイッチ７２とを有して構成してもよい（図６Ａ）。
　いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、直列に接続された電池（バッテリ）７３と、コイル７４と、それに並列に接続されたスイッチ７５とを有して構成してもよい（図６Ｂ）。
　いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、直列に接続されたコンデンサ７８と、コイル７９と、それに並列に接続された第一スイッチ８０と、コンデンサ７８に並列に接続された電池（バッテリ）８１または直流電源（不図示）と、第二スイッチ８２とを有して構成してもよい（図６Ｃ）。第二スイッチ８２を介して電池（バッテリ）８１がコンデンサ７８を充電し、第一スイッチ８０が開かれることにより、コンデンサ７８に蓄えられた電荷がコイル７９を通って電流パルスとして放出される。
　いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、直列に接続されたコンデンサ８４と、コイル８５と、それに並列に接続された第一スイッチ８６と、コンデンサ８４とコイル８５との間の点から外部に接続されるように構成された配線と、その配線を開閉する第二スイッチ８７とを有して構成してもよい（図６Ｄ）。
　第二スイッチ８７の他端は、電力線通信装置の正入力端子に接続されていてもよく、電力線通信装置の正入力端子と制御可能一方向デバイスの入力端子との間に接続されていてもよい。例えば、図６Ｄの第二スイッチ８７の他端は、図１の正入力端子１１または正入力端子１１と制御可能一方向デバイス１６の入力端子との間、図２の正入力端子２１または正入力端子２１と制御可能一方向デバイス２６の入力端子との間、図３の正入力端子３１または正入力端子３１と制御可能一方向デバイス３６の入力端子との間、図４の正入力端子４１または正入力端子４１と制御可能一方向デバイス５６の入力端子との間に接続されてもよい。第二スイッチ８７の他端の接続先は、電力線通信装置の正入力端子や、正入力端子と制御可能一方向デバイスの入力端子との間に限定されない。第二スイッチ８７の他端は、コンデンサ８４を充電するために、適切な電力供給源にまたは電流供給経路に接続されていてもよい。いつかの実施形態では、第二スイッチ８７の他端は、非常電源用バッテリまたは副次（例えば夜間用）バッテリなどに接続されていてもよい。これにより例えば、太陽光発電において、電力線通信装置が設置されている太陽光パネルが故障等で機能していないときや、太陽光がない夜間などでも、電流パルスを発生させることができる。
　図６Ａから図６Ｃに示す電流パルス発生器はパルス発生のための電源を内包する。図６Ｄに示す電流パルス発生器は、パルス発生の電力を、外部、特に電力通信装置が接続されるＤＣ発電機から受けとり、コンデンサ８４に蓄積する。以下、図６Ａのスイッチ７２と、図６Ｂのスイッチ７５とをまとめて「スイッチＳ」と表現し、図６Ｃのスイッチ８０と、図６Ｄのスイッチ８６とをまとめて「第一スイッチＳ１」と表現し、図６Ｃのスイッチ８２と、図６Ｄのスイッチ８７とをまとめて「第二スイッチＳ２」と表現する。また、図６Ａのコイル７１と、図６Ｂのコイル７４と、図６Ｃのコイル７９と、図６Ｄのコイル８５とをまとめて「コイルＬ」と表現する。また、図６Ｃのコンデンサ７８と、図６Ｄのコンデンサ８４とをまとめて「コンデンサＣ」と表現する。
　図６Ａから図６Ｄに示した電流パルス発生器は、スイッチＳまたは第一スイッチＳ１を開放して、内包する電源またはコンデンサに蓄積されたエネルギーの一部またはすべてを開放して、スイッチＳまたは第一スイッチＳ１を再び閉じることで、一つのパルスを発生させることができる。電流パルス発生器は、上記を繰り返すことで、複数のパルスを発生させることができる。
　図７に、図６Ａ、図６Ｂの電流パルス発生器のスイッチＳと各電流Ｉ１，Ｉ２の発生とのタイミングチャートを示す。前の電流パルスが終点を迎えた時点ｔ０から、パルス間隔が認識される時間が経過した時点ｔ１で、スイッチＳを閉じると、コイルＬに電流が流れる。この電流は、電流パルス信号として電流パルス発生器から外部に流れず、電源とコイルとで閉じた回路を流れる（電流Ｉ２）。コイルＬに電力が蓄えられ、電流パルスを発する時点ｔ２で、スイッチＳを開けると、コイルＬに蓄えられた電力が電流パルス発生器から外部に電流パルスの電流（Ｉ１）として流れる。
　図８に、図６Ｃ、図６Ｄの電流パルス発生器の第一スイッチＳ１，第二スイッチＳ２と各電流Ｉ１，Ｉ２の発生とのタイミングチャートを示す。第一スイッチＳ１と、電流Ｉ１，Ｉ２との時間的な関係は、図７と同様である。図８では、第二スイッチＳ２の開閉のタイミングが加わっている。前の電流パルスが終点を迎えた時点ｔ０後の時点（ｔ０≦ｔ３）に第二スイッチＳ２を閉じると、外部から電力が供給されコンデンサＣに電荷が蓄積される。この時点または時間では、第一スイッチＳ１はまだ開いている。時点ｔ３以降の時点（ｔ３≦ｔ１）で、スイッチＳ１を閉じると、コンデンサＣからコイルＬに電流が流れる。この電流は、電流パルス信号として電流パルス発生器から外部に流れず、電源とコイルとで閉じた回路を流れる（電流Ｉ２）。次に第二スイッチＳ２を開いて、電流パルスを発する時点ｔ２で第一スイッチＳ１を開けると、コイルＬに蓄えられた電力が電流パルス発生器から外部に電流パルスの電流Ｉ１として流れる。図８では、第二スイッチＳ２を開くタイミング（時点ｔ４）は、第一スイッチＳ１を閉じるタイミング（時点ｔ１）と第一スイッチＳ１を開くタイミング（時点ｔ２）との間に設定されているが、これに限られない。第二スイッチＳ２を開くタイミング（時点ｔ４）は、第一スイッチＳ１を閉じるタイミング（時点ｔ１）と同時でもよく、それ以降でもよい（すなわち、ｔ１≦ｔ４）。第二スイッチＳ２を開くタイミング（時点ｔ４）は、第一スイッチＳ１を開くタイミングと同時でもよく、それ以前でもよい（すなわち、ｔ４≦ｔ２）。
　いくつかの実施形態では、電流パルス発生器が発生させる電流Ｉ１を論理値“１”に対応させ、電流Ｉ１が認識されない場合を論理値“０”に対応させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器が発生させる電流Ｉ１を論理値“０”に対応させ、電流Ｉ１が認識されない場合を論理値“１”に対応させてもよい。論理値は、他の値であってもよい。
　電流パルス発生器が発生させる電流パルスは、１つのパルスを含んでいてもよく、複数のパルスを含む電流パルス列、電流パルス群またはパルスパケットを含んでいてもよい。電流パルス発生器は、パルスパケットを複数回、規則的または不規則的に発生させてもよい。図９に示すように、各々が複数のパルスＰＳを含む複数のパルスパケットＰＰを一定の間隔でまたは一定の周期で発生させてもよい。
　電流パルス発生器は、パルスパケットを含む電流パルスを発生させる場合、規則的なタイミング、一定の間隔で連続されるタイミング、ランダムに選択されたタイミング、で各パルスパケットの１つ目のパルスを発生させてもよい。いくつかの実施形態では、１秒、３秒、４秒、５秒、１０秒、３０秒、１分、２分、３分、５分、１０分、１５分、２０分、３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、１２時間、２４時間などの時間間隔の値以上またはそれより長い時間間隔で各パルスパケットを発生させてもよい。いくつかの実施形態では、１秒、３秒、４秒、５秒、１０秒、３０秒、１分、２分、３分、５分、１０分、１５分、２０分、３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、１２時間、２４時間、２日、３日、５日、７日、１０日、１５日などの時間間隔の値以下またはそれより短い時間間隔で各パルスパケットを発生させてもよい。いくつかの実施形態では、各パルスの発生タイミングは、ランダムに選択または設定することができる。例えば、ＭＣＵまたは他の電気回路が乱数発生器を含み、当該乱数発生器が発生させるタイミングに従って電流パルス発生器が各パルスを発生させてもよい。
　電流パルス発生器は、パルスを生成することと、パルスを生成しないこととの２つの動作状態を有することができる。電流パルス発生器が発生させる各パルスは、例えば、１Ｈｚ，１０Ｈｚ，５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，５００Ｈｚ，１ｋＨｚ，５ｋＨｚ，１０ｋＨｚ，５０ｋＨｚ，１００ｋＨｚ，１ＭＨｚ，５ＭＨｚ，１０ＭＨｚ，５０ＭＨｚ，１００ＭＨｚ，５００ＭＨｚなどの値以上またはそれより大きい周波数を有してよい。周波数は、電流パルス発生器が発生させる各パルスは、例えば、５００ＭＨｚ，１００ＭＨｚ，５０ＭＨｚ，１０ＭＨｚ，５ＭＨｚ，１ＭＨｚ，１００ｋＨｚ，５０ｋＨｚ，１０ｋＨｚ，５ｋＨｚ，１ＫＨｚなどの値以上またはそれより大きい周波数を有してよい。
　電流パルス発生器が発生する電流パルスは、何らかの情報を含んだ電流信号として機能してもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は、伝達すべき情報を組み込んだ電流パルスまたは電流パルスのパケット（パルスパケット）を発生させてもよい。電流信号に含ませる情報は、パルスパケットの場合は個々のパルスの間隔（インターバル時間）によって符号化することが可能である。いくつかの実施形態では、伝達情報は、パルスの間隔（インターバル時間）に組み込んで符号化されてもよい。または、電流信号に含ませる情報は、パルスの高さに組み込んで（あるいは「として」。本開示に亘って同様。）符号化することが可能である。または、電流信号に含ませる情報は、パルス幅に組み込んで符号化することが可能である。または、電流信号に含ませる情報は、パルスの周波数に組み込んで符号化することが可能である。電流パルス発生器は、伝達すべき情報を組み込んだ電流パルスまたは電流パルスのパケット（パルスパケット）を発生することができる。いくつかの実施形態では、伝達情報は、パルスの間隔（インターバル時間）に組み込んで符号化されてもよい。いくつかの実施形態では、伝達情報は、パルスの高さに組み込んで符号化されてもよい。いくつかの実施形態では、伝達情報は、パルスの高さに組み込んで符号化されてもよい。いくつかの実施形態では、伝達情報は、パルスの幅に組み込んで符号化されてもよい。いくつかの実施形態では、伝達情報は、パルスの周波数に組み込んで符号化されてもよい。伝達情報の符号化は上記に限定されない。伝達情報は、その他に特性に組み込み、また他の変調方式で符号化されてもよい。
　図１０に、電流パルスのインターバル時間に組み込む符号化、すなわちパルス幅変調（ＰＷＭ）の一例を示す。図１０において、電流パルスのインターバル時間は、十分に別のパルスとして認識されるように、続けて発生した２つパルスの周期として定義されている。あるいは、図１０に示すように、電流パルスのインターバル時間は、１パルスの開始（始点）から次のパルスの開始（始点）までの時間として定義されてもよい。いくつかの実施形態では、インターバル時間は、ある電流パルスの終点から続く電流パルスの始点までの時間として定義されてもよい。図１０では、値“０”は、２つのパルス間（インターバル時間）をｔ１として符号化され、値“１”は、インターバル時間をｔ２≠ｔ１、ｔ２＞ｔ１、例えばｔ２＝２×ｔ１として符号化されている。
　図１１は、電流パルスのインターバル時間に組み込む符号化、すなわちパルス幅変調（ＰＷＭ）の他の一例を示す図である。図１１において、電流パルスのインターバル時間は、１パルスの開始から次のパルスの開始までの時間としてカウントされる。図１１では、値“００”，“０１”，“１０”，“１１”はそれぞれ、インターバル時間をｔ３，ｔ４（＞ｔ３），ｔ５（＞ｔ４），ｔ６（＞ｔ５）として符号化されている。
　図１０，図１１のような符号化により、情報を二進法のデジタル情報として送信、伝達することができる。
　図１０，図１１の符号化の態様は非限定的であり、他の符号化の形式を採用してもよい。
　制御可能一方向デバイスは、電気デバイスまたはコンポーネントであってよく、それらを含んでいてもよい。制御可能一方向デバイスは、電流を実質的に一方向にのみ流し、電流を他方の方向に流すことを阻止することができる。制御可能一方向デバイスは、正入力端子から正出力端子に向かって順電流が流れるのを許容する一方、正出力端子から正入力端子に向かって流れる逆電流を実質的に遮断することができる。いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスは、ＭＣＵによりそのスイッチング特性を制御することができるように構成されている。
　図１２Ａから図１２Ｆに、非限定的に、制御可能一方向デバイスのいくつかの構成例を示す。図１２Ａから図１２Ｃに示す制御可能一方向デバイスは、ダイオードとスイッチ（または電子制御スイッチ）との組み合わせを有して構成されている。図１２Ｄから図１２Ｆに示す制御可能一方向デバイスは、スイッチ（または電子制御スイッチ）を有して構成されている、または実質的にスイッチ（または電子制御スイッチ）からなる。図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｄおよび図１２Ｅに示す制御可能一方向デバイスでは、スイッチにトランジスタを使用している。図１２Ａと図１２Ｄでは、トランジスタにＭＯＳＦＥＴを使用している。図１２Ｂと図１２Ｅでは、トランジスタにバイポーラトランジスタを使用している。図１２Ｃおよび図１２Ｆに示す制御可能一方向デバイスでは、スイッチにリレーを使用している。図１２Ａから図１２Ｆには制御システムは図示していない。
　トランジスタは、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ（ＢＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）またはバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）などであってもよい。
　図１２Ａと図１２Ｂに示す制御可能一方向デバイスは、トランジスタとダイオードが、トランジスタの逆方向がダイオードの順方向と平行になるように並列に接続されて構成されている。ダイオードのカソードは電力線通信装置の正出力端子に接続され、ダイオードのアノードは電力線通信装置の正入力端子に接続されている。
　図１２Ａに示す制御可能一方向デバイスでは、スイッチ９０はＭＯＳＦＥＴを含み、そのソースがダイオード９１のカソードと接続され正入力端子に接続され、そのドレインがダイオード９１のアノードと接続され正出力端子に接続される。図１２Ａにおいて、スイッチ９０の降下電圧Ｖdropは、ダイオード９１の降下電圧Ｖdropより小さい。
　図１２Ｂに示す制御可能一方向デバイスでは、スイッチ９２はバイポーラトランジスタを含み、そのエミッタがダイオード９３のカソードと接続され正入力端子に接続され、そのコレクタがダイオード９３のアノードと接続され正出力端子に接続される。図１２Ｂにおいて、スイッチ９２の降下電圧Ｖdropは、ダイオード９３の降下電圧Ｖdropより小さい。
　図１２Ｃに示す制御可能一方向デバイスでは、スイッチ９４はリレーを含み、その一端がダイオード９５のカソードと接続され正入力端子に接続され、その他端がダイオード９５のアノードと接続され正出力端子に接続される。
　図１２Ｄと図１２Ｅとに示す制御可能一方向デバイスは、実質的にトランジスタを含むスイッチからなり、トランジスタが、その順方向が電流の順方向となるように配置されている。図１２Ｄに示す制御可能一方向デバイスは、スイッチ９７のトランジスタが電界効果トランジスタを含み、そのドレインが正入力端子に接続され、そのソースが正出力端子に接続される。図１２Ｅに示す制御可能一方向デバイスは、スイッチ９８のトランジスタがバイポーラトランジスタを含み、そのコレクタが正入力端子に接続され、そのエミッタが正出力端子に接続される。図１２Ｆに示す制御可能一方向デバイスは、実質的にリレーを含むスイッチ９９からなり、その一端が正入力端子に接続され、その他端が性出力端子に接続される。
　例えば図１２Ａから図１２Ｆに示す制御可能一方向デバイスは、そのスイッチ９０，９２，９４，９７，９８，９９の開閉により、当該デバイスのインピーダンスを変化させることができる。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器がパルス（パルスパケット、パルス列、または各パルス）を発生させている間と電流パルス発生器がパルスを発生させていない間とでインピーダンスを変化させてもよい。いくつかの実施形態では、電流パルス発生器がパルスを発生させていない間のインピーダンス（Ｚｎ）は、電流パルス発生器がパルスを発生させている間のインピーダンス（Ｚｐ）より小さくてもよい（Ｚｎ＜Ｚｐ）。
　図１２Ａ、図１２Ｂに示すスイッチ９０，９２は、オン抵抗Ｒonを有する。オン抵抗Ｒonは、スイッチ９０，９２をオンにしたときにおける当該スイッチ９０，９２の抵抗である。オン抵抗Ｒonが小さくなるほど、スイッチ９０、９２の消費電力は小さくなる。電流パルス発生器から電流パルス（パルスパケットの場合は各パルス）が発生していない間に、制御可能一方向デバイスのスイッチ９０，９２がオンになると、制御可能一方向デバイスのインピーダンス（Ｚｎ）は、スイッチ９０，９２とダイオード９１，９３との合計抵抗となる。一方、電流パルスが発生している間にスイッチ９０，９２がオフになると、制御可能一方向デバイスのインピーダンス（Ｚｐ）は、ダイオード９１，９３の単独抵抗となる。スイッチ９０，９２とダイオード９１，９３との合計抵抗は、ダイオード９１，９３の単独抵抗よりも小さくなる。したがって、電流パルス発生器から電流パルスが発生していない間、制御可能一方向デバイスでの電力消費が低減される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に、図１２Ａから図１２Ｃに示す制御可能一方向デバイスのパルス発生の有無の場合のインピーダンスと、制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードのみが接続されていた場合のインピーダンスとの比較を示す。
　パルスが発生している間は、正入力端子または制御可能一方向デバイスの入力側の電位Ｖは、正出力端子または制御可能一方向デバイスの出力側の電位Ｖ１より低い（Ｖ＜Ｖ１）。また、スイッチは開いており、制御可能一方向デバイスのダイオードを流れる電流はゼロである（Ｉｄ＝０）。制御可能一方向デバイスのインピーダンスは、実質的にダイオードの抵抗値（Ｒｄ）と同じである（Ｚｐ～Ｚｄ）。パルスが発生している間は、Ｖ＞Ｖ１であり、スイッチは閉じており、ダイオードには電流が流れる（Ｉｄ＞０）。この間、制御可能一方向デバイスのインピーダンスは、ダイオードの抵抗（Ｒｄ）とスイッチの抵抗（Ｒｓ）によって、Ｚｎ＝（Ｒｄ×Ｒｓ）／（Ｒｄ＋Ｒｓ）と表現できる。表１の右コラムには、制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードのみが接続されていた場合を示している。パルスない場合には、Ｖ＞Ｖ１となるが、制御可能一方向デバイスのスイッチがない場合（スイッチが開いている場合）と同じことであり、ダイオードには電流が流れ、そのインピーダンスは、ダイオードの抵抗そのものである（Ｚ～Ｒｄ）。したがって、少なくともパルスが発生していない間の図１２Ａから図１２Ｃの場合のインピーダンス（Ｚｎ＝Ｒｄ×Ｒｓ／（Ｒｄ＋Ｒｓ）は、制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードのみが接続されていた場合のインピーダンス（Ｚ～Ｒｄ）と比して小さくなる。すなわち、ダイオードのみが接続されていた場合に比べて、制御可能一方向デバイスを用いた場合では、少なくともパルスが発生していない間の消費電力が小さくなる。
　図１３に、図１２Ａから図１２Ｃに示す制御可能一方向デバイスのインピーダンス（Ｚｎ＝（Ｒｄ×Ｒｓ）／（Ｒｄ＋Ｒｓ））の傾向を示す。スイッチの抵抗（Ｒｓ）がダイオードの抵抗（Ｒｄ）に対して小さくなればなるほど、当該インピーダンスは小さくなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に、図１２Ｄから図１２Ｆに示す制御可能一方向デバイスのパルス発生の有無の場合のインピーダンスと、制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードのみが接続されていた場合のインピーダンスとの比較を示す。
　パルスが発生していない間のインピーダンスは、スイッチの抵抗（Ｒｓ）そのままである。したがって、制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードのみが接続されていた場合よりも、パルスが発生していない間のインピーダンスを下げるために、スイッチの抵抗（Ｒｓ）が、ダイオードのみ使用した場合の当該ダイオードの抵抗（またはダイオードのオン抵抗）より小さくしてもよい。ここでいうダイオード１６２のオン抵抗とは、アノードとカソードとの電圧差が所定値（例えば、０．６Ｖ）以上となる順方向電圧が印加されたときの抵抗値である。制御可能一方向デバイスの電子制御スイッチとして用いるトランジスタは、シリコンを用いた半導体により形成される一般的なダイオードのオン抵抗として標準的な値よりもオン抵抗が小さいものを用いてもよい。
　図１４、図１５に、いくつかの実施形態に係る、電流パルス発生器と制御可能一方向デバイスの同期制御、または電流パルス発生器が発生させる電流パルスと制御可能一方向デバイスのインピーダンスとの同期制御について説明するためのタイミングチャートを示す。何れの図においても、ＭＣＵから電流パルス発生器に送信される制御信号（ａ）、電流パルス発生器が発生する電流パルス（ｂ）、ＭＣＵから制御可能一方向デバイスに送信される制御信号（ｃ）、および制御可能一方向デバイスのインピーダンス（ｄ）との同期が示されている。
　ＭＣＵから電流パルス発生器に送信される制御信号（ａ）は、図７または図８のスイッチＳ１の制御をする信号である。スイッチＳ１を閉じるまたは閉じたままにする信号を「１」、スイッチＳ２を開くまたは開いたままにする信号を「０」と記載している
　電流パルス発生器は、例示的に、図６Ｃまたは図６Ｄに示されたコンデンサに電荷を充電し、その電荷を放電することで電流パルスを発生させる構成を有している。ただし、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）では、例示的に、電流パルスは方形の波形として表示されている。
　図１４、図１５において、パルスパケット（ｔ０～ｔ４）は、その内の最初のパルスの開始時点、またはパルスパケットの開始時点において発生し始める（ｔ＝ｔ０）。ここでは、時刻ｔ＝ｔ－１＜ｔ０しから受信したＭＣＵからの制御信号“１”によりパルス発生の準備が始まっている。ＭＣＵからの制御信号が“１”から“０”に変わったことで、電流パルスが生成される（ｔ＝ｔ１）。その後制御信号の“１”と“０”とを繰り返しまたは組み合わせて、電流パルスは生成される（ｔ２～ｔ４）。
　図１４、図１５において、ＭＣＵから制御可能一方向デバイスに送信される制御信号“０”は、制御可能一方向デバイスに低いインピーダンス（Ｚｎ）を取らせ、同制御信号“１”は、制御可能一方向デバイスに高いインピーダンス（Ｚｐ）を取らせる（（ｃ）、（ｄ））。
　図１４においては、制御可能一方向デバイスは、電流パルスパケットが発生している間（ｔ０～ｔ４）は高インピーダンス（Ｚｐ）を有し、電流パルスパケットが発生していない間（ｔ４～ｔ´０）は、低インピーダンス（Ｚｎ）を有するように制御されている。このように、いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスのインピーダンスは、複数の電流パルスを含む電流パルスパケットの発生毎に制御されてもよい。いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスのインピーダンスは、複数の電流パルスを含む電流パルスパケットの発生に関連して制御されてもよい。
　いくつかの実施形態では、複数のパルスからなるパルスパケットを、１つの情報単位、情報単位の一部、複数の情報単位の合計、複数の情報単位の各情報単位の一部または全体の合計などの情報グループとして認識し、この情報グループを単位としてインピーダンスの制御を行うようにしてもよい。すなわち、各情報グループまたはパルスパケットの始点と終点との間の時間をパルスが発生している時間と定義し、それ以外の時間をパルスが発生していない時間と定義してもよい。
　図１５においては、制御可能一方向デバイスは、電流パルスパケット内でも個別の電流パルスが発生している間（例えば、ｔ０～ｔ１）は高インピーダンス（Ｚｐ）を有し、個別の電流パルスが発生していない間（例えば、ｔ１～ｔ２）は、低インピーダンス（Ｚｎ）を有するように制御されている。このように、いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスのインピーダンスは、個別の電流パルスの発生毎に制御されてもよい。いくつかの実施形態では、制御可能一方向デバイスのインピーダンスは、個別の電流パルスの発生に関連して制御されてもよい。
　インピーダンスの切り替わりのタイミングは、図１４，図１５では、電流パルスパケットまたは電流パルスの発生開始や終了と一致していたが、いくつかの実施形態では、電流パルスパケットまたは電流パルスの発生開始や終了と一致していなくてもよい。いくつかの実施形態では、消費電力が、すべての時間帯で高インピーダンス（Ｚｐ）であった場合に対して小さくなるように、電流パルスパケットまたは電流パルスと、制御可能一方向デバイスのインピーダンスとが制御または同期されてもよい。
　上記は例示的な説明であり、本開示はこれに限定されない。電流パルスの形状、制御信号の値や波形、電流パルスやインピーダンスと制御信号とのタイミング、インピーダンスと電流や電流パルスパケットの関係その他上記で説明した事項や内容は、適宜変更してもよい。
　本開示によれば、例示的に、電流パルスまたは電流パルスパケットが発生していない間の、制御可能一方向デバイスまたは電力通信装置における消費電力を低減することができる。
　図１６は、電流パルスが発生していない間の消費電力を、本開示の一実施形態による制御可能一方向デバイスを用いた場合（実践）と、制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードのみを用いた場合（破線）とで比較するグラフである。横軸は、制御可能一方向デバイスまたはダイオードを流れる発電機からの発電電流を示し、縦軸は、それぞれの消費電力を示している。消費電力は、ダイオードのみの場合の１／５程度（発電電流が５～７Ａ）や１／１０程度（発電電流が４Ａ）であり、極めて低く抑えられている。
　ダイオードのみの場合に比較した、制御可能一方向デバイスの使用による消費電力の低減の度合いは、上記に限られない。いくつかの実施形態では、同消費電力の低減の度合いは、９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％などの値より大きくてもよく、またそれ以上であってもよい。
　いくつかの実施形態では、流パルスまたは電流パルスパケットが発生していない時間は、電流パルスまたは電流パルスパケットが発生している時間より、長くてもよく、実質的に同じでもよく、短くてもよい。流パルスまたは電流パルスパケットが発生していない時間が、電流パルスまたは電流パルスパケットが発生している時間より長く、その間のインピーダンスが小さいほど、消費電力の低減の度合いは大きくなる。
　消費電力の低減は、例示的に、発電機の発電効率を向上させることに貢献する。消費電力の低減は、デバイスの発熱を低減し、例えばデバイスの長寿命化に貢献する。一般に、アルミ電解コンデンサなどの電解コンデンサの寿命は温度に大きく影響されるといわれている。電解コンデンサの寿命は、アレニウス的に温度に対して減少するといわれている。電解コンデンサの寿命が、デバイス全体の寿命または修理に大きくまたは最も影響を及ぼす場合がある。したがって、電解コンデンサの寿命を延ばすことは、デイバイ素全体の寿命を延ばし、または修理などの維持管理労力を低減することに繋がる。
　通常、許容される最大コア温度で動作するアルミニウム電解コンデンサの耐用年数は１，０００～１０，０００時間である。実験結果の一例として、最大周囲温度が１０５℃で１０，０００時間の寿命を有するアルミ電解コンデンサを電気回路に用いてデバイスの温度を測定した。一実施形態に係る制御可能一方向デバイスを使用した場合、回路の温度は約５０℃であった。この場合、同コンデンサの耐用年数は約５１年と計算される。一方、制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードを使用した場合、回路の温度は約８０℃であった。この場合、同コンデンサの耐用年数は約６年と計算される。すなわち、ダイオードの代わりに制御可能一方向デバイスを使用することで、耐用年数が８．５倍に伸びる。
　アルミ電解コンデンサは本質的に電気化学デバイスであり、温度が上昇するとコンデンサ内の化学反応速度が加速される（通常、温度が１０℃上昇すると、化学反応速度は倍になる）。例えばリップル電流が上昇し、内部発熱を起こす。これらが電解コンデンサの寿命を短くするといわれている。したがって、デバイス内の発熱を低下させることで、電解コンデンサの寿命を延ばし、ひいてはデバイス全体の寿命を延ばすことができる。
　いくつかの実施形態では、本開示に係る制御可能一方向デバイスデバイスの寿命が、当該制御可能一方向デバイスの代わりにダイオードを用いた場合に比べて、２倍、３倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、１０倍、１２倍、１５倍、２０倍などの値より大きく、またはそれ以上に伸びてもよい。
　次に、本開示の一実施形態による電力線通信装置を用いて、発電機ストリングを構成する例について説明する。図１７に、発電機ストリングの一構成例を示す。
　図１７に示すように、複数の発電機パネル（例えば、太陽光パネル）１００-1～１００-nは、電力線１１８を介して直列接続されている。各発電機パネル１００-1～１００-nは、ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nと、電力線通信装置１１０-1～１１０-nとを含んでいる。図１７に示す電力線通信装置１１０-1～１１０-nは、それぞれがＤＣ発生器１１７-1～１１７-nに対して並列に接続されるように配置されたバイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nを備えている。バイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nはより、例えば、各電力線通信装置は、下流からくる信号の直流成分を伝達しないが、交流成分を伝達することができる。
　いくつかの実施形態では、電力通信装置は、発電機に対して並列に接続されるように配置されたバイパスコンデンサを備えていてもよい。
　図１７に示すように、電力線通信装置１１０-1～１１０-nの正入力端子１１１-1～１１１-nは、ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nの正端子（ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nの正極の出力）に接続され、電力線通信装置１１０-1～１１０-nの負入力端子１１２-1～１１２-nは、ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nの負端子（ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nの負極の出力）に接続されている。電力線通信装置１１０-1～１１０-nの正出力端子１１３-1～１１３-nは、電力線１１８の下流側（ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nの正極から接続される側）に接続され、電力線通信装置１１０-1～１１０-nの負出力端子１１４-1～１１４-nは、電力線１１８の上流側（ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nの負極から接続される側）に接続されている。電力線通信装置１１０-1～１１０-nにおいて、ＭＣＵ１１９-1～１１９-nは、電流パルス発生器１１５-1～１１５-nおよび制御可能一方向デバイス１１６-1～１１６-nを制御する。
　図１７に示すストリング構成により、電力線通信装置１１０-1～１１０-nは、ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nにより発生された電力を電力線１１８により伝送できる。電力線通信装置１１０-1～１１０-nは、ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nにより発生された電力に基づく電力線１１８の電流に対し、電流パルス発生器１１５-1～１１５-nにより電流パルスとして発生される電流信号を重畳して送信することができる。電力線通信装置１１０-1～１１０-nにおいて、１１９-1～１１９-nは、電流パルス発生器１１５-1～１１５-nおよび制御可能一方向デバイス１１６-1～１１６-nを制御する。
　電力線１１８には、ジャンクションボックス３００が接続されている。ジャンクションボックス３００は、インバータ（具体的には、ＤＣ／ＡＣインバータまたはＤＣ／ＤＣコンバータ）を用いて電力線１１８から電力を取り出す構成を含んでいる。ジャンクションボックス３００は、電力線１１８を介して電力線通信装置１１０-1～１１０-nから伝送された電流信号を受信する構成を含んでいる。例えばこれは、変流器を用いて電流値の変化を信号として取り出せる構成となっている。
　バイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nは、ＤＣ発生器１１７-1～１１７-nに対して並列となるように接続されている。すなわち、バイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nは、電力線通信装置１１０-1～１１０-nの正入力端子１１１-1～１１１-nと負入力端子１１２-1～１１２-nとの間に接続されている。この構成により、発電機ストリングにおける負極側から送られた電流信号を正極側に（図１７においては電流Ｉstringの方向）送ることができるようになっている。いくつかの実施形態では、バイパスコンデンサは図１７に示すように電力線通信装置１１０-1～１１０-nの内部に設けてもよい。いくつかの実施形態では、バイパスコンデンサは、電力線通信装置１１０-1～１１０-nの外部に設けてもよい。
　電力線通信装置１１０-1～１１０-nの電流パルス発生器１１５-1～１１５-nは電流信号（電流パルス）を発生させることができる。電流パルス発生器１１５-1～１１５-nで生じた電流信号は、電力線１１８を流れる電流に重畳されて、ジャンクションボックス３００に送られる。電力線通信装置１１０-1～１１０-nは制御可能一方向デバイス１１６-1～１１６-nを備えているので、電流パルス発生器１１５-1～１１５-nで発生した電流信号は、バイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nの方向には流れない。仮に、バイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nの方向に電流信号の一部が流れると、電力線１１８に行くべき電流信号の電力が低下し、電流信号のシグナルレベルや形状が悪化する可能性がある。上記実施形態では、例示的に、そのようなノイズの発生を抑えることにより、電流信号のＳＮ比を向上させることができる。
　図１７に示す電力線通信装置１１０-1～１１０-nは、図２に示す電力線通信装置２０にバイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nを更に設けて成る電力線通信装置１１０-1～１１０-nを用いる例について説明したが、これに限定されない。例えば、図１，図３，図４に示すまたは他の実施形態の電力線通信装置に対してバイパスコンデンサ１２２-1～１２２-nを更に設けて電力線通信装置を構成してもよい。
　以上、種々の実施形態について説明したが、本開示はこれらに限定されるものではない。例えば、ＤＣ発生器の性能を最適化するための処理を行う電気回路を更に備え、当該電気回路をＤＣ発生器に接続するようにしてもよい。ここでいう性能の最適化とは、例えば非限定的に、ＤＣ発生器によって発生される電力の最大化である。最適化される性能は、最適化基準値によって制御されるＤＣ発生器の出力電圧、出力電流または出力電力であってもよい。
　ある実施形態では、電力線通信装置は、発電機からの送電を遮断することができる発電機スイッチまたは保護回路などを備えていてもよい。発電機ストリングの両端間の電圧は高くなり得る。例えば、太陽光発電の際に輝度が高ければ高いほど、電力線の両端間の電圧が高くなり得る。例えば火事、地崩れ、強風などの天災時その他システムに損傷を与えるような状況では、電力線が破断し、人や動物などが接触することで感電などの被害が発生することもあり得る。そのような場合には、電力線通信装置が担当する発電機を電力線から切断し、感電その他の被害の発生を回避または低減することができる。ある実施形態では、通常の使用時に、電力線通信装置に対してハートビート信号を送り、断線などの異常時にハートビート信号が所定時間以上に亘って受信されないと、電力線通信装置が発電機から電力線への送電を遮断してもよい（ハートビート式）。
　いくつかの実施形態では、例えば図１６に示すように、制御可能一方向デバイスのインピーダンスの制御は、複数のパルスを含むパルスパケット毎に行ってもよい。
　上記いくつかの実施形態では、電流パルス発生器が電力線で伝送される発電電流に対して正の電流パルスを発生する例について説明したが、いくつかの実施形態では、電流パルス発生器は負の電流パルスを発生させてもよい。いくつかの実施形態では、正の電流パルスと負の電流パルスとを組み合わせた電力線送信を行ってもよい。いくつかの実施形態では、電力線通信装置における各デバイスの極性を上記実施形態とは反対にしてもよい。
　本開示は、本開示に記載の電力線通信装置を備える発電システムも含む。発電システムは、太陽光発電所、風力発電所、水力発電所、地熱発電所、火力発電所、原子力発電所であってもよく、それらにおいて用いられる発電システムでもよい。いくつかの実施形態では、発電システムは、バッテリを用いた蓄電であってもよく、それを用いた電力供給システムでもよい。いくつかの態様では、発電システムは、二次電池システム、蓄電池システムであってもよい。
　本開示は、本開示に記載の電力線通信装置を備える、太陽光発電素子、太陽光発電セル、太陽光発電パネル、太陽光発電モジュール、太陽光発電アレイ、太陽光発電所などを含む。いくつかの実施形態では、太陽光発電パネルは、電力線通信装置を備える太陽光発電セルを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、太陽光発電アレイは、電力線通信装置を備える太陽光発電モジュールを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、太陽光発電アレイは、電力線通信装置を備える太陽光発電パネルを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、太陽光発電所は、電力線通信装置を備える太陽光発電パネルを備えていてもよい。
　本開示は、以下の実施形態も含む：
（項目１）
　発電システムに用いられる電力線通信装置であって、発電機の正極に接続される正入力端子と、前記発電機の負極に接続される負入力端子と、前記発電機で発電された電力が伝送される電力線の下流側に接続される正出力端子と、前記電力線の上流側に接続される負出力端子と、前記負入力端子と前記正出力端子との間に接続され、前記電力線に電流パルスを発生させる電流パルス発生器と、前記正入力端子と前記正出力端子との間に接続され、インピーダンスが制御可能である制御可能一方向デバイスと、を備える電力線通信装置。
（項目２）
　前記制御可能一方向デバイスは、前記電流パルスが発生していない間のインピーダンス（Ｚｎ）が、前記電流パルスが発生している間のインピーダンス（Ｚｐ）より小さくなるように機能する、
　項目１に記載の電力線通信装置。
（項目３）
　前記電流パルスは、複数のパルスを含むパルスパケットを含む、
　項目１又は２に記載の電力線通信装置。
（項目４）
　前記制御可能一方向デバイスは、スイッチを含む、
　項目１から３の何れか１項に記載の電力線通信装置。
（項目５）
　前記制御可能一方向デバイスは、並列に接続されたダイオードとスイッチとを含み、前記ダイオードのカソードは前記正出力端子に接続され、前記ダイオードのアノードは前記正入力端子に接続された、
　項目４に記載の電力線通信装置。
（項目６）
　前記スイッチは、トランジスタであって、前記トランジスタの逆方向が前記ダイオードの順方向と平行になるように、前記ダイオードと並列に接続された前記トランジスタを含む、
　項目５に記載の電力線通信装置。
（項目７）
　前記スイッチはリレーを含む、
　項目５に記載の電力線通信装置。
（項目８）
　前記制御可能一方向デバイスは、実質的にスイッチからなる、
　項目４に記載の電力線通信装置。
（項目９）
　前記スイッチは、実質的にトランジスタからなり、前記トランジスタの順方向が前記正入力端子から前記正出力端子に向かう方向になるように、前記正入力端子と前記正出力端子との間に接続された、
　項目８に記載の電力線通信装置。
（項目１０）
　前記スイッチは実質的にリレーからなる、
　項目８に記載の電力線通信装置。
（項目１１）
　前記スイッチは、前記電流パルスが発生している間に開き、前記電流パルスが発生していない間に閉じるように構成された、
　項目４から１０の何れか１項に記載の電力線通信装置。
（項目１２）
　前記制御可能一方向デバイスの動作を制御するコントローラを更に備える、
　項目１から１１の何れか１項に記載の電力線通信装置。
（項目１３）
　前記コントローラは、前記電流パルス発生器による前記電流パルスの発生を更に制御する、
　項目１２に記載の電力線通信装置。
（項目１４）
　前記電流パルス発生器による前記電流パルスの発生を制御する第２のコントローラを更に備える、
　項目１２に記載の電力線通信装置。
（項目１５）
　前記トランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ，ＢＴ，ＢＪＴ，およびＩＧＢＴから選ばれるトランジスタを含む、
　項目６又は９に記載の電力線通信装置。
（項目１６）
　前記発電機からの送電を遮断することができる保護回路を更に備える、
　項目１から１５の何れか１項に記載の電力線通信装置。
（項目１７）
　項目１から１６の何れか一項に記載の電力線通信装置を備える発電システム。
（項目１８）
　項目１から１６の何れか一項に記載の電力線通信装置を備える太陽光発電パネル。
　上記実施形態は、何れも本開示を実施形態または実施例のいくつかを具体化または例示したものに過ぎず、これによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。例えば、上記各実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必要に応じて寸法、構成、材質、回路を追加変更してもよい。特許請求の範囲は、本開示の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態および実施例は、例示のために示されたものであり、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。
　１０，２０，３０，５０，１１０-1～１１０-n　電力線通信装置
　１１，２１，３１，５１，１１１-1～１１１-n　正入力端子
　１２，２２，３２，５２，１１２-1～１１２-n　負入力端子
　１３，２３，３３，５３，１１３-1～１１３-n　正出力端子
　１４，２４，３４，５４，１１４-1～１１４-n　負出力端子
　１５，２５，３５，５５，１１５-1～１１５-n　電流パルス発生器
　１６，２６，３６，５６，１１６-1～１１６-n　制御可能一方向デバイス
　１７，２７，３７，５７，１１７-1～１１７-n　ＤＣ発生器
　２９，３９，５９，１１９-1～１１９-n　ＭＣＵ（コントローラ）
　４０　検出回路
　６０　電流センサ
　６１　電圧センサ
　６２　温度センサ
　９０，９２，９４，９７，９８，９９　スイッチ（スイッチ）
　９１，９３，９５　ダイオード
　１２２-1～１２２-n　バイパスコンデンサ

Claims (17)

  1. 　発電システムに用いられる電力線通信装置であって、
    　発電機の正極に接続される正入力端子と、
    　前記発電機の負極に接続される負入力端子と、
    　前記発電機で発電された電力が伝送される電力線の下流側に接続される正出力端子と、
    　前記電力線の上流側に接続される負出力端子と、
    　前記負入力端子と前記正出力端子との間に接続され、前記電力線に電流パルスを発生させる電流パルス発生器と、
    　前記正入力端子と前記正出力端子との間に接続され、インピーダンスが制御可能である制御可能一方向デバイスと、
    を備える電力線通信装置。
  2. 　前記制御可能一方向デバイスは、前記電流パルスが発生していない間のインピーダンス（Ｚｎ）が、前記電流パルスが発生している間のインピーダンス（Ｚｐ）より小さくなるように機能する、
    　請求項１に記載の電力線通信装置。
  3. 　前記電流パルスは、複数のパルスを含むパルスパケットを含む、
    　請求項１又は２に記載の電力線通信装置。
  4. 　前記制御可能一方向デバイスは、スイッチを含む、
    　請求項１から３の何れか一項に記載の電力線通信装置。
  5. 　前記制御可能一方向デバイスは、並列に接続されたダイオードとスイッチとを含み、
    　前記ダイオードのカソードは前記正出力端子に接続され、前記ダイオードのアノードは前記正入力端子に接続された、
    　請求項４に記載の電力線通信装置。
  6. 　前記スイッチは、トランジスタであって、前記トランジスタの逆方向が前記ダイオードの順方向と平行になるように、前記ダイオードと並列に接続された前記トランジスタを含む、
    　請求項５に記載の電力線通信装置。
  7. 　前記スイッチはリレーを含む、
    　請求項５に記載の電力線通信装置。
  8. 　前記制御可能一方向デバイスは、実質的にスイッチからなる、
    　請求項４に記載の電力線通信装置。
  9. 　前記スイッチは、実質的にトランジスタからなり、前記トランジスタの順方向が前記正入力端子から前記正出力端子に向かう方向になるように、前記正入力端子と前記正出力端子との間に接続された、
    　請求項８に記載の電力線通信装置。
  10. 　前記スイッチは実質的にリレーからなる、
    　請求項８に記載の電力線通信装置。
  11. 　前記スイッチは、前記電流パルスが発生している間に開き、前記電流パルスが発生していない間に閉じるように構成された、
    　請求項４から１０の何れか一項に記載の電力線通信装置。
  12. 　前記制御可能一方向デバイスの動作を制御するコントローラを更に備える、
    　請求項１から１１の何れか一項に記載の電力線通信装置。
  13. 　前記コントローラは、前記電流パルス発生器による前記電流パルスの発生を更に制御する、
    　請求項１２に記載の電力線通信装置。
  14. 　前記電流パルス発生器による前記電流パルスの発生を制御する第２のコントローラを更に備える、
    　請求項１２に記載の電力線通信装置。
  15. 　前記トランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ，ＢＴ，ＢＪＴ，およびＩＧＢＴから選ばれるトランジスタを含む、
    　請求項６又は９に記載の電力線通信装置。
  16. 　前記発電機からの送電を遮断することができる保護回路を更に備える、
    　請求項１から１５の何れか一項に記載の電力線通信装置。
  17. 　請求項１から１６の何れか一項に記載の電力線通信装置を備える太陽光発電モジュール。
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