JP2014038961A - 導通不良検知装置及び導通不良検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池の導通不良を簡単且つ確実に検知すること。
【解決手段】導通不良検知装置２は、太陽電池を対象にして導通不良を検知する装置であって、太陽電池の正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値又は電流値を測定する測定部５と、測定部５によって測定された結果に基づき、２点の動作点間の傾きを算出する算出部と、算出部によって算出された傾きに基づき、導通不良の存否を判定する制御判定部６と、を備える。導通不良検知装置２により、太陽電池の導通不良を簡単且つ確実に検知することができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、太陽電池を対象にして導通不良を検知する導通不良検知装置及び導通不良検知方法に関する。

太陽光を利用して発電を行う太陽電池の故障を診断する方法として、例えば下記特許文献１に記載されている故障診断方法が知られている。当該故障診断方法では、太陽電池に測定信号波形を印加し、その応答信号波形を測定信号波形と比較することによって、太陽電池の故障位置と故障種類を特定する。

また、太陽電池の故障を診断する別の方法として、例えば下記特許文献２に記載されている診断方法が知られている。当該診断方法では、太陽電池ストリングのブロッキングダイオード（逆流防止ダイオード）を除いた測定対象部位に充電したコンデンサを接続して放電させ、放電時に測定対象部位の電圧及び電流を測定し、その結果得られるＩ−Ｖ特性の変化に基づいて測定対象部位の故障を診断する。

特開２００９−２１３４１号公報 特開２０１１−６６３２０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている故障診断方法では、信号注入への応答を高速で測定する必要があり、そのため正確な測定が困難となり、故障診断の確度が低下する場合があった。また、上記特許文献２に記載されている診断方法では、測定対象部位に不良が無い場合にはコンデンサの電圧に応じた大きな電流が瞬時的に測定対象部位に流れるため、電流測定装置を故障させる可能性があり、測定時の安全性の面でも好ましくない。測定対象部位での大電流を低減するためにコンデンサの静電容量を小さくすることも考えられるが、この場合はＩ−Ｖ特性の計測時間が長くとれないため、Ｉ−Ｖ特性の正確な測定が困難となり、故障診断の確度が低下する場合があった。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、太陽電池の導通不良を簡単且つ確実に検知することが可能な導通不良検知装置及び導通不良検知方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る導通不良検知装置は、太陽電池の正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値又は電流値を測定する測定部と、測定部によって測定された結果に基づき、２点の動作点間の傾きを算出する算出部と、算出部によって算出された傾きに基づき、導通不良の存否を判定する判定部と、を備える。

或いは、本発明の他の側面に係る導通不良検知方法は、太陽電池を対象にして導通不良を検知する導通不良検知装置による導通不良検知方法であって、太陽電池の正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値又は電流値を測定する測定ステップと、測定ステップにおいて測定された結果に基づき、２点の動作点間の傾きを算出する算出ステップと、算出ステップにおいて算出された傾きに基づき、導通不良の存否を判定する判定ステップと、を備える。

かかる導通不良検知装置、或いは導通不良検知方法によれば、太陽電池の正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値又は電流値が測定される。そして、測定された結果に基づき、２点の動作点間の傾きが算出され、算出された傾きに基づき、導通不良の存否が判定される。ここで、一般的に、太陽電池内部に導通不良箇所が存在する場合、導通不良箇所が抵抗となって、当該太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点の傾きが変化する。従って、上述した導通不良検知装置、或いは導通不良検知方法によれば、太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点間の傾きに基づいて、導通不良の存否を判定することができる。例えば、定期的にＩＶカーブ上の２点の動作点の傾きを測定し、記憶部に記録してその傾きの変化量を評価することで当該太陽電池の導通不良を検知することとしてもよい。このように、太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点間の傾きを算出することで、導通不良の存否を判定することができるため、太陽電池の導通不良を簡単且つ確実に検知することができる。

上述した導通不良検知装置においては、判定部は、算出部によって算出された傾きを、予め記憶した基準値と比較することで、導通不良の存否を判定する、ことが好適である。ここで、比較方法は、単純な２値判定の他、２つの傾きの比率に基づき判定する構成としても良いし、２つの傾きに一定以上の乖離の有無を見て判定する構成としても良い。こうすれば、太陽電池の導通不良の判定を、より簡単且つ確実に行うことができる。

ここで、基準値は、太陽電池の最大出力動作点における電流値と電圧値、及び太陽電池の開放電圧値に基づいて算出した値である、ことが好適である。なお、太陽電池の最大出力動作点における電圧値と電流値、及び太陽電池の開放電圧値は、過去の任意の時刻に測定され、更新し記憶される実測値であってもよいし、メーカーが指定する定格値に基づく値であってもよい。これにより、太陽電池の導通不良の判定を、より簡単且つ確実に行うことができる。

また、基準値は、太陽電池の最大出力動作点における電圧値から、当該太陽電池を構成する単位太陽電池の電圧値を減算した値に基づき算出した値である、ことも好適である。なお、単位太陽電池の電圧値とは、例えば、太陽電池セル１つの電圧値であってもよいし、１つのバイパスダイオードと並列接続された太陽電池セル群（太陽電池クラスタ）の電圧値であってもよい。また、単位太陽電池の電圧値は、過去の任意の時刻に測定され、更新される実測値であってもよいし、メーカーが指定する定格値に基づく値であってもよい。このように、単位太陽電池の電圧値を考慮した基準値を採用することで、正常であるにも関わらず導通不良と判定する危険を回避することができる。

また、測定部は、２点の動作点における電圧値または電流値を測定する際、一方を太陽電池を開放状態にして測定し、他方を太陽電池に所与の負荷抵抗を接続して測定する、ことが好適である。これにより、導通不良検知装置の構成が簡単になり、制御が容易となる。

ここで、負荷抵抗は、電子負荷抵抗器により実現する、ことも好適である。これにより、導通不良検知装置において、抵抗をＯＮ／ＯＦＦするための機械スイッチが不要になる。また、太陽電池に接続するパワーコンディショナ内部の電子負荷装置により負荷抵抗を実現することが可能となり、より安価に且つコンパクトに導通不良検知装置を実現することができる。

また、測定部は、太陽電池に含まれる逆流防止ダイオードの電流電圧特性に基づき、測定値を補正する、ことが好適である。これにより、太陽電池の導通不良の判定を、誤検出のおそれなく確実に行うことができる。

或いは、本発明の他の側面に係る導通不良検知装置は、太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングに接続された負荷装置とからなる太陽光発電システムを対象に導通不良検知を行う導通不良検知装置であって、太陽電池ストリングと負荷装置との接続を解列状態に切り替えるスイッチング部と、スイッチング部によって解列状態に切り替えられた太陽電池ストリングを検知対象ストリングとして、検知対象ストリングの正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該検知対象ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値を測定する測定部と、負荷抵抗の値と、測定部によって測定された電圧値とに基づき、２点の動作点間の傾きを算出する算出部と、算出部によって算出された傾きを、予め記憶した基準値と比較することで、導通不良の存否を判定する判定部と、を備える。

或いは、本発明の他の側面に係る導通不良検知方法は、太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングに接続された負荷装置とからなる太陽光発電システムを対象に導通不良検知を行う導通不良検知装置による導通不良検知方法であって、太陽電池ストリングと負荷装置との接続を解列状態に切り替えるスイッチングステップと、スイッチングステップにおいて解列状態に切り替えられた太陽電池ストリングを検知対象ストリングとして、検知対象ストリングの正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該検知対象ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値を測定する測定ステップと、負荷抵抗の値と、測定ステップにおいて測定された電圧値とに基づき、２点の動作点間の傾きを算出する算出ステップと、算出ステップにおいて算出された傾きを、予め記憶した基準値と比較することで、導通不良の存否を判定する判定ステップと、を備える。

かかる導通不良検知装置、或いは導通不良検知方法によれば、太陽電池ストリングと負荷装置との接続が解列状態に切り替えられ、切り替えられた太陽電池ストリングを検知対象ストリングとして、検知対象ストリングの正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該検知対象ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値が測定される。そして、負荷抵抗の値と、測定された電圧値とに基づき、２点の動作点間の傾きが算出され、算出された傾きが、予め記憶した基準値と比較されることで、導通不良の存否が判定される。ここで、一般的に、太陽電池ストリングに導通不良箇所が存在する場合、導通不良箇所が抵抗となって、当該太陽電池ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点の傾きである抵抗値が変化する。従って、上述した導通不良検知装置、或いは導通不良検知方法によれば、太陽電池ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点間の傾きである抵抗値に基づいて、導通不良の存否を判定することができる。例えば、定期的にＩＶカーブ上の２点の動作点の傾きを測定し、記憶部に記録してその傾きの変化量を評価することで当該太陽電池の導通不良を検知することとしてもよい。このように、太陽電池ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点間の傾きである抵抗値を算出することで、導通不良の存否を判定することができるため、太陽電池ストリングの導通不良を簡単且つ確実に検知することができる。

本発明によれば、太陽電池の導通不良を簡単且つ確実に検知することができる。

本発明の実施形態に係る導通不良検知装置を含む太陽光発電システムにおける太陽電池ストリングを示す構成図である。 図１の太陽電池ストリングのＡ点において導通不良が発生した場合のＩＶカーブを示す図である。 図１の太陽電池ストリングのＢ点において導通不良が発生した場合のＩＶカーブを示す図である。 日射強度と開放動作点におけるＩＶカーブの傾きとの関係を示した模式図である。 太陽電池の矩形に近いＩＶカーブの例を示す図である。 太陽電池の湾曲形状のＩＶカーブの例を示す図である。 太陽電池回路中の直列コンダクタンスの大きさに応じたＩＶカーブを示した図である。 様々な直列コンダクタンス減少に対するＩＶカーブを示した図である。 （ａ）は、逆流防止ダイオードの影響を含むＩＶカーブを示した図、（ｂ）は、（ａ）の開放電圧付近を拡大した図である。 本発明の第１実施形態に係る導通不良検知装置を含む太陽光発電システムの構成図である。 図１０の導通不良検知装置の測定部の回路構成図の一例である。 本発明の第２実施形態に係る導通不良検知装置の測定部の回路構成図である。 本発明の第３実施形態に係る導通不良検知装置の測定部の回路構成図である。 本発明の第５実施形態に係る導通不良検知装置を含む太陽光発電システムの構成図である。 本発明の第６実施形態に係る導通不良検知装置を含む太陽光発電システムの構成図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明による導通不良検知装置及び導通不良検知方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、太陽電池内において導通不良が発生したときのＩＶカーブ（電流電圧特性曲線）について説明する。図１は、太陽光エネルギーを利用して発電を行う太陽光発電システム１（後述）に含まれる太陽電池ストリング１３０の構成を示す図である。図１に示すように、太陽電池ストリング１３０は、太陽電池モジュール１２０が複数直列接続されて構成される。太陽電池モジュール１２０は、パネル状に構成されており、図１に示すように、互いに直列接続された複数（ここでは、６つ）の太陽電池セル１４０を備えている。また、太陽電池モジュール１２０は、複数の直列接続された太陽電池セル１４０に並列に接続されたバイパスダイオード１５０を含んでいる。すなわち、バイパスダイオード１５０のアノード端子が太陽電池モジュール１２０の負極側に接続され、バイパスダイオードのカソード端子が太陽電池モジュールの正極側に接続されている。なお、互いに直列接続された複数の太陽電池セル１４０群と、その太陽電池セル１４０群に並列接続されたバイパスダイオード１５０からなる組合せを太陽電池クラスタという。本実施の形態においては、太陽電池モジュール１２０は１つの太陽電池クラスタから構成されるものとして説明するが、これに限定する必要はなく、互いに直列接続された複数の太陽電池クラスタを有する構成としても良い。

複数の太陽電池セル１４０は、太陽光を利用して発電を行うものであり、マトリクス状に並置された状態でアルミフレームに固定されていると共に、その受光面側が強化ガラスで覆われている。太陽電池セル１４０としては、例えば０．５Ｖの出力電圧の結晶系太陽電池セルが用いられている。

バイパスダイオード１５０は、複数の太陽電池セル１４０に並列接続されている。バイパスダイオード１５０としては、順方向電圧を小さくし且つ逆回復時間を短縮化するために、例えばショットキーバリアダイオードが用いられている。このバイパスダイオード１５０は、太陽電池モジュール１２０に逆電圧が印加されたときに電流が流れるよう設けられており、その順方向が太陽電池モジュール１２０内における太陽電池セル１４０の等価寄生ダイオードの順方向に対し逆方向とされている。具体的には、バイパスダイオード１５０のカソード側は、太陽電池モジュール１２０を直列接続する電路上において、太陽電池モジュール１２０の正極側に接続されている。また、バイパスダイオード１５０のアノード側は、電路上において太陽電池モジュール１２０の負極側に接続されている。

図２は、図１に示す太陽電池ストリング１３０のＡ点において導通不良が発生した場合のＩＶカーブであるＬ１１を示すグラフである。同図中において、Ｌ１２が元々のＩＶカーブ、すなわち導通不良が無い場合のＩＶカーブを示し、Ｌ１３が導通不良（抵抗）部分のＩＶカーブを示している。Ｌ１１は、Ｌ１２とＬ１３とを電圧方向（横方向）に足し合わせたものであり、導通不良による電圧降下が発生していることがわかる。

一方、図３は、図１に示す太陽電池ストリング１３０のＢ点において導通不良が発生した場合のＩＶカーブであるＬ２１を示すグラフである。Ｌ２１において、屈曲点Ｎより低い電圧ではバイパスダイオード１５０に電流が流れるため、太陽電池ストリング１３０全体での電圧降下はバイパスダイオード１５０で抑制される。

以上の通り、太陽電池ストリング１３０のＡ点において導通不良が発生した場合と、太陽電池ストリング１３０のＢ点において導通不良が発生した場合とではＩＶカーブの変化は異なる。しかしながら、いずれの場合も開放動作点の接線が寝ている（すなわち、直列コンダクタンスが減少している）。本発明の実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法は、この点に着目し、開放動作点近傍のＩＶカーブの傾き（すなわち、直列コンダクタンス）を判定することで太陽電池の導通不良を検出するものである。

次に、ＩＶカーブがどの程度寝たら（すなわち、どの程度直列コンダクタンスが減少したら）異常と判定するかの基準を考察する。太陽電池が正常であれば、開放動作点におけるＩＶカーブの傾きは、故障（導通不良）がない状態における定格Ｐ_ｍａｘ点（最大出力動作点）から定格開放動作点までの傾きと同程度である。定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点までの傾きは、太陽電池の製品スペックから容易に求めることができる。

ここで、太陽電池ストリング１３０のＩＶカーブは、日射強度や温度変化に応じて変化する。すなわち、日射強度に応じて電流方向（縦方向）に平行移動し、温度変化に応じて電圧方向（横方向）に若干伸縮する。

温度上昇によって傾きが立つ程度は、２０％程度に留まり、必要であれば太陽電池電圧の温度依存性とモジュール温度から容易に見積もることが可能である。一方、日射強度が下がると、開放動作点におけるＩＶカーブの傾きはＳＴＣ（Standard Test Condition）でのＩＶカーブの傾きに比較して寝る。しかし、相当に日射強度が下がってもその傾きの違いは導通不良が発生した場合ほど著しく大きくはない。図４は、日射強度と開放動作点におけるＩＶカーブの傾きとの関係を示した模式図である。図４において、Ｌ４１はＳＴＣでのＩＶカーブを示し、Ｔ４１はＬ４１における定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点までの傾きを示し、Ｌ４２は日射強度が下がった場合のＩＶカーブを示し、Ｔ４２はＬ４２における開放動作点の接線の傾きを示す。図４に示す通り、相当に日射強度が下がっても、Ｔ４２はＴ４１よりも著しく寝ることはない。

以下、具体例を見ながら導通不良が無い場合における開放動作点の接線の傾きについて説明する。たとえば、ＳＴＣにおいて図５に示した矩形に近いＩＶカーブを有する太陽電池ストリング１３０では、開放動作点の接線の傾きは、日射強度がＳＴＣ状態の３０％程度まで低下しても、定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点の線の傾きを下回らない。また、ＳＴＣ状態の５％程度まで日射が低下しても、開放動作点での接線の傾き（コンダクタンス）は、定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点までの傾きとして算出されるコンダクタンス（０．６３Ｓ）の２０％程度までしか低下しない。

また、ＳＴＣにおいて図６に示した湾曲形状のＩＶカーブを有する太陽電池ストリング１３０では、開放動作点の接線の傾きは、日射強度がＳＴＣ状態の５０％程度まで低下しても、定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点までを結ぶ線の傾きを下回らない。また、開放動作点の接線の傾き（コンダクタンス）は、ＳＴＣ状態の１０％程度まで日射が低下しても、定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点までを結ぶ線の傾きのとして算出されるコンダクタンス（０．０３Ｓ）の２０％程度までしか低下しない。

本発明の実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法は上述の特徴を利用したものである。すなわち、発電状態における太陽電池の開放動作点近傍での２点の動作点の電流値及び／又は電圧値を測定し、その測定結果から求めた傾き（コンダクタンス）から導通不良検知を行う。その傾き（コンダクタンス）を予め記憶した当該太陽電池の正常時における定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点までの傾きである基準値（基準コンダクタンス）と比較して、導通不良検知を行う。２点の動作点から求めた傾き（コンダクタンス）が基準値（基準コンダクタンス）より著しく小さければ、接触不良などが発生し、コンダクタンスが減少したものと考えられるため、導通不良があると判定する。すなわち、太陽電池の開放電圧Ｖ_{ｏｃｏｂｓ}と、当該太陽電池に負荷抵抗を接続し、僅かに電流を流した時の電流Ｉ及び／又は電圧Ｖを測定し、Ｉ／（Ｖ_{ｏｃｏｂｓ}―Ｖ）としてコンダクタンスを算出し、これが、基準コンダクタンス（太陽電池定格のＩ_ｐｍ／（Ｖ_ｏｃ―Ｖ_ｐｍ））より著しく小さければ導通不良と判定する。

次に、本発明の実施形態に係る導通不良検知装置において使用する負荷抵抗の選定について例を挙げて説明する。導通不良が図１のＡ点で発生し、ＩＶカーブが図２の様になっている場合には、使用する負荷抵抗の値として特段の注意は必要ない。しかし、導通不良が図１のＢ点で発生し、ＩＶカーブが図３の様になっている可能性があることを考慮すると、負荷抵抗の選定には以下の注意が必要である。

ＩＶカーブが図３の様になっている場合、開放電圧付近でのＩＶカーブの傾きを正確に求めるためには、負荷抵抗を接続した時の太陽電池は、図３の屈曲点Ｎと開放電圧の間のいずれかの点で動作することが理想である。

太陽電池ストリング１３０の導通不良によって直列コンダクタンスが著しく低下している場合のＩＶカーブを図７（ａ）に示す。前記の条件を満たすためには、負荷抵抗の値を同図に示すＲ１の様に著しく大きな値としなければならない。また、図７（ｂ）には、直列コンダクタンスの減少が比較的小さい場合の太陽電池ストリング１３０のＩＶカーブを示す。同図に示すような太陽電池ストリング１３０に負荷抵抗Ｒ１を使用した場合、負荷抵抗を装入した場合の太陽電池動作電圧が開放電圧に近くなるため、電流・電圧の傾きを正確に求められず、正常な判定ができない虞がある。

これに対して、負荷抵抗として、Ｒ１よりも低い値をもつ負荷抵抗Ｒ２を使用した場合の状況について説明する。直列コンダクタンスの低下が著しい、図７（ａ）では、開放動作点と負荷抵抗Ｒ２を接続した時の動作点の間の傾きは、図７（ａ）の一点鎖線Ｔ７１の通り、真の場合（図７（ａ）に示すＩＶカーブにおける開放電圧から屈曲点への傾き）よりも立ったもの（高コンダクタンス）となる。しかしこの傾きも、直列コンダクタンスが正常である場合に比較すれば低コンダクタンスであるため、異常の有無については正しく判定することが可能である。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す負荷抵抗Ｒ３は、さらに低い抵抗値のものを使用した場合の状況を示す。これらの場合、開放動作点と負荷抵抗Ｒ３を接続した時の動作点間の傾きは二点鎖線Ｔ７２の通りとなる。これらはいずれも直列コンダクタンスが正常な場合の傾きに近いため、異常の有無を正確に判定できない虞がある。

本発明の実施形態に係る導通不良検知装置が導通不良を検知する際に使用する負荷抵抗Ｒをどのように設定するか、例を挙げて以下に説明するが、本発明はこの設計方法に限定されるものではない。

負荷抵抗Ｒの下限は、異常と判定する直列コンダクタンスの上限と、太陽電池ストリングの定格開放電圧値と、太陽電池クラスタの定格電圧値（最大出力動作点電圧値でも、開放電圧値でもよい）とから決定される。例えば、次のように算定する。図８に様々な直列コンダクタンスの低下に対するＩＶカーブを破線で示している。図８において、Ｌ８１はＳＴＣでのＩＶカーブを示し、Ｌ８２は実日射でのＩＶカーブを示す。ここで、負荷抵抗Ｒが小さいことにより、開放動作点と負荷抵抗を使用した場合の動作点の間の傾きが、開放動作点での接線の傾きより立ってしまう場合、動作点は図８のＣ点となる。Ｃ点の電圧は、開放動作点における電圧に比較して、ほぼ太陽電池の１クラスタ（１つのバイパスダイオードで括られた太陽電池セル群）分の電圧Ｖ８１だけ低くなっている。この値は太陽電池モジュールの型式で決まる値であり、ここでは１０Ｖとする。

また、Ｃ点の電流値は、太陽電池ストリングの開放電圧（ここでは２５０Ｖとする）からクラスタ電圧（１０Ｖ）を差し引いて得られる２４０Ｖを負荷抵抗値Ｒで除した値となる。従って、傾きから得られるコンダクタンスＩ／（Ｖ_ｏｃ−Ｖ）は、（２４０Ｖ／Ｒ）／１０Ｖ＝２４／Ｒとなる。ここで、太陽電池ストリングの定格Ｖ_ｏｃが２５０Ｖ、Ｖ_ｐｍが２００Ｖ、Ｉ_ｐｍが５Ａであったとすると、正常な直列コンダクタンスは、５Ａ／５０Ｖ＝０．１Ｓと見積もられる。２４／Ｒが０．１Ｓに対して十分に小さければ異常判定を確実に行うことができる。例えば、２４／Ｒが０．１Ｓの１／４倍以下であれば確実な異常判定が可能であるとすると、２４／Ｒ＜０．０２５Ｓとなり、したがって、負荷抵抗値Ｒとして９６０Ω以上の抵抗を使用すれば確実な判定が可能となる。

一方、負荷抵抗Ｒの上限は、異常と判定する直列コンダクタンスの上限（たとえば０．０２Ｓ）と、測定精度（例えば電圧測定精度＝３Ｖ）とから決定される。例えば、開放電圧２５０Ｖ、電圧測定精度３Ｖの場合、（２５０Ｖ／Ｒ）／０．０２Ｓ＝１２，５００ＶΩ／Ｒ＞３Ｖとなることから、負荷抵抗Ｒとして４２００Ω以下の負荷抵抗を使用すれば、直列コンダクタンスが０．０２Ｓ以下に低下すれば確実に検出が可能となる。

また、実測された開放電圧Ｖ_ｏｃ、負荷抵抗Ｒを装入した時に実測された電流Ｉ及び電圧Ｖから計算される直列コンダクタンスＩ／（Ｖ_ｏｃ−Ｖ）の正常／異常を判定する基準として、故障がない状態における定格Ｐ_ｍａｘ点から定格開放動作点までの傾きではなく、定格Ｐ_ｍａｘ点から１クラスタ分（バイパスダイオードで括られた太陽電池セル電圧分）だけ低電圧側の点と定格開放動作点の間の傾きを使用しても良い。これは図８において、基準Ｓ１の代わりに基準Ｓ２を使用することに相当する。

ここで、測定対象となる太陽電池回路に、逆流防止ダイオードが含まれている場合には、この影響を考慮することが必要である。図９（ａ）及び（ｂ）は、逆流防止ダイオードの影響と複数抵抗の利用を示した図である。図９（ａ）において、Ｌ９１は逆流防止ダイオードが無く、導通不良が無い場合のＩＶカーブを示し、Ｌ９２は逆流防止ダイオードがあり、導通不良が無い場合のＩＶカーブを示し、Ｌ９３は逆流防止ダイオードがあり、導通不良がある場合のＩＶカーブを示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すＩＶカーブのうち、電流０の時の電圧、すなわち開放電圧Ｖ_ｏｃ付近のＩＶカーブを拡大表示した図である。

Ｌ９１、Ｌ９２及びＬ９３はどれも、開放電圧は同じである。しかし、電流が流れた場合、逆流防止ダイオードが存在すると、逆流防止ダイオードによる電圧低下が発生する。

すなわち、逆流防止ダイオードが含まれる太陽電池の極間に負荷抵抗Ｒを接続した場合の電圧Ｖは、図９（ｂ）に示すように、逆流防止ダイオードによる電圧損失Ｖ_ｆの影響を受けたものとなる。この影響を排除した電圧の補正は、Ｖ＋Ｖ_ｆにより得られる。従って、導通不良の誤検出を防ぐためには、Ｉ／（Ｖ_ｏｃ−（Ｖ＋Ｖ_ｆ））を使用して直列コンダクタンスを求めることが好ましい。

ここで、電圧測定精度が悪い場合など、負荷抵抗Ｒ１装入時に観測された動作点が、図９（ｂ）のＤ点であるかＥ点であるか不明瞭な場合がある。この場合には、別途負荷抵抗Ｒ２を装入して再度測定を行い、Ｆ点となるかＧ点となるかを観測し、Ｆ点であれば導通不良なし、Ｇ点であれば導通不良ありと判定することも有効である。

また、ハンダはがれ等の接触不良によって導通不良が発生している場合、太陽電池の状態によって導通不良が発生したり収まったりすることがある。この場合、太陽電池回路に流れる電流によって導通不良が発生したり収まったりするため、負荷抵抗Ｒ１では検出できなかった導通不良が、負荷抵抗Ｒ２では検出できることがある。このように、複数種類の負荷抵抗を接続して測定することにより、導通不良検知の確実性を向上させることが可能になる。

以下では、上述の内容に基づいた、本発明の実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法の例について説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法について説明する。

図１０は、本発明の実施形態に係る太陽光発電システムの構成図である。図１０に示す太陽光発電システム１は、太陽光エネルギーを利用して発電を行う発電システムであり、例えば屋根等の高所に設置され、２００Ｖ以上の出力電圧を有する系統連系型のものとされている。太陽光発電システム１は、太陽電池アレイ１００とパワーコンディショナ１１０とを具備している。なお系統連系型システムに限定する必要はなく、電力系統から独立（自立）した独立型システムであっても良い。

太陽電池アレイ１００は、太陽光エネルギーを電気エネルギーへ変換し、直流出力としてパワーコンディショナ１１０へ供給する。太陽電池アレイ１００は、図１に示す太陽電池ストリング１３０を、少なくとも１つ備えている。これらの太陽電池ストリング１３０は、パワーコンディショナ１１０に対し、後述する導通不良検知装置２のスイッチを介して接続されている。

パワーコンディショナ１１０は、太陽電池アレイ１００から供給された直流出力を交流出力に変換し、この交流出力を後段の負荷装置に繋がる電力系統（例えば商用電力系統）へ供給する。このパワーコンディショナ１１０は、太陽電池アレイ１００の最大出力が得られるよう太陽電池アレイ１００の動作電圧を制御する動作電圧制御機能と、電力系統の異常が検知された場合に安全にシステム停止する等の系統保護機能と、を有している。なお、パワーコンディショナ１１０は、絶縁トランスを有するトランス絶縁型であってもよいし、トランスレス（非絶縁）型であってもよい。

次に、太陽光発電システム１に含まれる導通不良検知装置２の構成を説明する。導通不良検知装置２は、パワーコンディショナ１１０を含む負荷装置に対して解列状態に切り替えた太陽電池ストリング１３０を対象にして、太陽電池ストリング１３０内の導通不良を検知するための装置である。詳細には、導通不良検知装置２は、スイッチ群（スイッチング部）３，４、測定部５及び制御判定部６によって構成されている。

スイッチ群３は、３つの太陽電池ストリング１３０とパワーコンディショナ１１０との接続を導通不良検査時に解列状態に切り替えるために設けられ、太陽電池ストリング１３０の数に対応した６つのスイッチング素子３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂによって構成されている。スイッチング素子３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂは、太陽電池ストリング１３０とパワーコンディショナ１１０との電気的接続を制御する開閉器である。スイッチング素子３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂとしては、電流を遮断するものであれば如何なる構成のものも用いることができ、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチ、機械式リレー等の電磁開閉器を用いることができる。このスイッチング素子３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂは、通常時（発電時）には閉状態とされ、太陽電池ストリング１３０及びパワーコンディショナ１１０を互いに接続させる一方、導通不良検査時には開状態とされ、これらを互いに解列状態にさせる。

具体的には、スイッチング素子３１Ａ，３２Ａ，３３Ａは、それぞれの太陽電池ストリング１３０の正極とパワーコンディショナ１１０の一方の入力端子との間をつなぐ電路上に設けられ、スイッチング素子３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、それぞれの太陽電池ストリング１３０の負極とパワーコンディショナ１１０の他方の入力端子との間をつなぐ電路上に設けられる。なお、スイッチ群３は、太陽電池ストリング１３０の正極及び負極につながる両方の電路上に設けられているが、いずれかの電路上のみに設けられてもよい。例えば、スイッチ群３は、スイッチング素子３１Ａ，３２Ａ，３３Ａのみから構成されていてもよい。このような構成でも、導通不良検査時に太陽電池ストリング１３０及びパワーコンディショナ１１０を互いに解列状態とすることができる。

また、スイッチ群４は、３つの太陽電池ストリング１３０と測定部５との間を導通不良検査時に電気的に接続するために設けられ、太陽電池ストリング１３０の数に対応した６つのスイッチング素子４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂによって構成されている。スイッチング素子４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂは、太陽電池ストリング１３０と測定部５との電気的接続を制御する開閉器であり、スイッチ群３と同様な半導体スイッチや電磁開閉器等を採用できる。このスイッチング素子４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂは、通常時（発電時）には開状態とされ、及び測定部５を太陽電池ストリング１３０から電気的に切断させる一方、導通不良検査時には閉状態とされ、これらを互いに接続状態にさせる。

具体的には、スイッチング素子４１Ａ，４２Ａ，４３Ａは、それぞれの太陽電池ストリング１３０の正極と測定部５の一方の接続端子との間をつなぐ電路上に設けられ、スイッチング素子４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂは、それぞれの太陽電池ストリング１３０の負極と測定部５の他方の接続端子との間をつなぐ電路上に設けられる。なお、スイッチ群４は、太陽電池ストリング１３０の正極及び負極につながる両方の電路上に設けられているが、いずれかの電路上のみに設けられてもよい。例えば、スイッチ群４は、スイッチング素子４１Ａ，４２Ａ，４３Ａのみから構成されていてもよい。このような構成でも、通常時に太陽電池ストリング１３０及び測定部５を互いに切断状態とすることができる。

なお、太陽電池ストリング１３０とパワーコンディショナ１１０の間には、太陽電池ストリング１３０に逆電流が流れることを防止する逆流防止ダイオード（不図示）が、太陽電池ストリング１３０の正極側または負極側（或いは両方極）の電路上に直列に接続される。本実施形態においては、この逆流防止ダイオードは、測定部５による測定対象となる電路外に位置する構成として説明する。

測定部５（測定部及び算出部）は、太陽電池ストリング１３０の正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該太陽電池ストリング１３０のＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値を測定する。そして、測定部５は、測定された結果に基づき、２点の動作点間の傾きを算出する。ここで、本実施形態においては、２点の動作点のうちの一方の点は、太陽電池ストリング１３０の開放状態における動作点であり、他方の点は、太陽電池ストリング１３０に負荷抵抗を接続したときの動作点とする。

図１１は、測定部５の回路構成例を示す図である。図１１に示す通り、測定部５において、負荷抵抗ＲとスイッチＳＷが直列に接続され、それらに対して電圧測定装置１０が並列に接続されている。電圧測定装置１０は、電圧計と、制御判定部６の指示に従って各種処理を実行する処理装置とから構成されている。処理装置としては、プロセッサにより構成してもよいし、アナログＩＣ回路やＰＬＤ（Programmable Logic Device）回路により構成してもよい。

電圧測定装置１０は、スイッチＳＷを開閉させることで、測定対象となる太陽電池ストリング１３０（以下「検知対象ストリング１３０」という。）を開放動作点と、負荷抵抗Ｒを接続したときの動作点で発電させる。また、電圧測定装置１０は、これら二つの動作点における電圧値を測定し、その測定結果と負荷抵抗Ｒの値から傾き（（Ｖ_１／Ｒ）／（Ｖ_ｏｃ−Ｖ_１））を算出する。

測定部５による傾き算出処理は、制御判定部６からの指示に基づき、次の手順で実行される。まず、スイッチＳＷを閉じたときの電圧Ｖ_１を測定する。次に、スイッチＳＷを開いたときの電圧Ｖ_ｏｃを測定する。更に、Ｖ_１／Ｒを（Ｖ_ｏｃ−Ｖ_１）で除した値を傾きとして求め、制御判定部６に返す。

制御判定部６は、導通不良検知装置２全体を制御する。制御判定部６は、後述の導通不良検知処理（方法）を実行し、測定部５に対する測定と傾き算出の指示制御をすると共に、記憶及び測定結果に基づく演算、並びに導通不良の判定を制御する。この制御判定部６は、スイッチ群３、４、及び測定部５に接続されている。制御判定部６としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成してもよいし、アナログＩＣ回路やＰＬＤ回路により構成してもよい。

この制御判定部６は、太陽光発電システム１から解列させる太陽電池ストリング１３０を選定するストリング選定機能と、スイッチ群３へオンオフ切替を指示して太陽電池ストリング１３０の解列／接続を制御する機能と、スイッチ群４へオンオフ切替を指示して測定部５と太陽電池ストリング１３０の接続／解列を制御する機能と、測定部５に測定および傾き算出を指示する測定指示機能と、測定部５から得られた傾きに基づき、太陽電池ストリング１３０の導通不良判定を行う判定機能と、時刻を計測し日射が十分な時刻か否かを判定する機能と、を有している。

また、制御判定部６は記憶部を有する。記憶部は、基準値を記憶すると共に、制御判定部６および測定部５が実行するプログラム、測定部５による測定結果、及び制御判定部６による判定結果を記憶する。ここで、基準値（基準コンダクタンス）は、太陽電池ストリング１３０の定格Ｐ_ｍａｘ点における電流値Ｉ_ｐｍと電圧値Ｖ_ｐｍ、及び定格開放電圧値Ｖ_ｏｃに基づいて算出した値（Ｉ_ｐｍ／（Ｖ_ｏｃ―Ｖ_ｐｍ））である。あるいは、太陽電池クラスタの定格電圧値Ｖ_ｃを加味した値（Ｉ_ｐｍ／（Ｖ_ｏｃ−Ｖ_ｐｍ＋Ｖ_ｃ））を基準値として記憶してもよい。なお、記憶部としては、半導体メモリや磁気記憶装置等を用いることができる。

また、制御判定部６（判定部）は、測定部５によって算出された傾きに基づき、導通不良の存否を判定する。制御判定部６は、測定部５によって算出された傾きを、記憶部に予め記憶された基準値と比較することで、導通不良の存否を判定する。具体的には、算出された傾きが基準値以上であれば当該太陽電池ストリングに導通不良はないものと判定し（正常と判定し）、基準値よりも小さければ導通不良ありと判定する（異常と判定する）。

次に、本実施形態における導通不良検知装置２による導通不良検知方法について説明する。導通不良検知装置２による導通不良検知方法は、以下の手順（１−１）〜（１−８）に従って順に（繰り返し）実行される。
（１−１）ｉ＝１（ｉは変数、以下同様）とする。
（１−２）制御判定部６は、時刻を判定し、発電中で日射が十分な時刻と判定されるまで処理を待機する。
（１−３）手順（１−２）にて日射が十分と判定されると、制御判定部６の制御により、スイッチ群３がｉ番目の太陽電池ストリング１３０を検知対象ストリング１３０としてパワーコンディショナ１１０から切り離す（（両極または片極）３ｉＡ、３ｉＢを開く）。
（１−４）制御判定部６の制御により、スイッチ群４がｉ番目の検知対象ストリング１３０を測定部５に接続して（４ｉＣ、４ｉＤを閉じ）、測定部５が開放電圧付近の傾きを求め、制御判定部６に結果を返す。
（１−５）制御判定部６はｉ番目の検知対象ストリング１３０の直列コンダクタンスの正常／異常を判定する。
（１−６）制御判定部６の制御により、スイッチ群４がｉ番目の検知対象ストリング１３０を測定部５から切り離す。
（１−７）制御判定部６は、異常と判定した場合、３ｉＡ、３ｉＢは開いたままとする。正常と判定した場合、制御判定部６の制御により、スイッチ群３が３ｉＡ、３ｉＢを閉じる。
（１−８）ｉ＝ｉ＋１とし、手順（１−２）に進む（ｉが最後なら手順（１−１）に戻る）。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図１２は、第２実施形態に係る測定部５の回路構成を示す図である。本実施形態が上記第１実施形態と主として異なる点は、上記第１実施形態がＩＶカーブ上の一方の動作点を開放動作点としたのに対し、以下に詳説するように、２点の動作点両方を開放動作点以外の動作点となるよう２種の負荷抵抗を使用する点である。

図１２に示す通り、測定部５において、直列に接続された負荷抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ１、直列に接続された負荷抵抗Ｒ２とスイッチＳＷ２、及び電圧測定装置１０が並列に接続されている。図１２に示す測定部５による傾きの算出方法は、制御判定部６からの制御により、次の順に実行される。すなわち、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた時の電圧Ｖ_１を測定する。次に、ＳＷ２を閉じＳＷ１を開いた時の電圧Ｖ_２を測定する。更に、（Ｖ_１／Ｒ_１−Ｖ_２／Ｒ_２）を（Ｖ_２−Ｖ_１）で除した値を傾きとして求め、制御判定部６に返す。

なお、図１２に示す回路構成によれば、ＳＷ１とＳＷ２の両方を開くことで検知対象ストリング１３０を開放状態にすることもできる。すなわち、当該回路構成によれば、３つの動作点（開放動作点、負荷抵抗Ｒ１における動作点、負荷抵抗Ｒ２における動作点）から傾きを算出することも可能である。あるいは、時刻に応じて２点の動作点の組み合わせを変更する構成としてもよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

本実施形態が上記第１実施形態と主として異なる点は、上記第１実施形態が時刻に基づき太陽光発電システム１の発電状態を判定していたのに対し、以下に詳説するように、検知対象ストリング１３０の短絡電流値Ｉ_ｓｃを測定することで検知対象ストリング１３０の発電状態（日射が十分か否か）を判定する点である。

図１３は、第３実施形態に係る測定部５の回路構成を示す図である。図１３に示す通り、測定部５において、直列に接続された抵抗ＲとスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、及び電圧測定装置１０が並列に接続されている。また、測定部５の回路上には、測定部５の回路を短絡した際の電流値（短絡電流値Ｉ_ｓｃ）を求めるための電流測定装置１１も接続されている。図１３に示す測定部５による傾きの算出方法は、制御判定部６からの制御により、以下の手順（１）〜（６）に従って順に実行される。
（１）ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いたときの電圧Ｖ_１を測定する。
（２）ＳＷ１及びＳＷ２を開いたときの電圧Ｖ_ｏｃを測定する。
（３）Ｖ_１／Ｒを（Ｖ_ｏｃ−Ｖ_１）で除した値を傾きとして算出し、制御判定部６に返す。
（４）ＳＷ２を閉じたときの電流Ｉ_ｓｃを測定し、測定結果を制御判定部６に返す。
（５）ＳＷ２を開く。

次に、本実施形態における導通不良検知装置２の全体動作について説明する。導通不良検知装置２は、以下の手順（２−１）〜（２−８）による導通不良検知を実行する。
（２−１）ｉ＝１（ｉは変数、以下同様）とする。
（２−２）制御判定部６の制御により、スイッチ群３がｉ番目の検知対象ストリング１３０をパワーコンディショナ１１０から切り離す（（両極または片極）３ｉＡ、３ｉＢを開く）。
（２−３）制御判定部６の制御により、スイッチ群４がｉ番目の検知対象ストリング１３０を測定部５に接続して（４ｉＣ、４ｉＤを閉じ）、測定部５が開放電圧付近の傾きを求め、制御判定部６に結果を返す。
（２−４）制御判定部６は、測定部５から返された短絡電流値Ｉ_ｓｃに基づき日射が十分か否かを判定する。具体的には、制御判定部６は記憶部に予め記憶された基準短絡電流値と測定部５に測定された短絡電流値Ｉ_ｓｃを比較し、短絡電流値Ｉ_ｓｃが基準短絡電流値以上であれば日射が十分と判定し、基準短絡電流値よりも小さければ日射不十分と判定する。日射が不十分と判定した場合、手順（２−５）及び手順（２−６）をスキップし、手順（２−７）に進む。日射が十分と判定した場合、（２−５）に進む。
（２−５）制御判定部６は、測定部５から返されたｉ番目の検知対象ストリング１３０傾きの値に基づき直列コンダクタンスの正常／異常を判定する。
（２−６）制御判定部６の制御により、スイッチ群４がｉ番目の検知対象ストリング１３０を測定部５から切り離す。
（２−７）制御判定部６が、直列コンダクタンスを異常と判定した場合、３ｉＡ、３ｉＢは開いたままとする。正常と判定した場合、制御判定部６の制御により、スイッチ群３が３ｉＡ、３ｉＢを閉じる。
（２−８）ｉ＝ｉ＋１とし、手順（２−２）に進む（ｉが最後なら手順（２−１）に戻る）。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１から第３の実施形態と異なる点について主に説明する。

本実施形態が上記第１から第３の実施形態と主として異なる点は、上記第１から第３の実施形態における測定対象となる電路には逆流防止ダイオードを含まない構成としていたのに対し、以下に詳説するように、測定対象回路内に逆流防止ダイオードを含む点である。

本実施形態においては、図１０に示す太陽光発電システム１の構成図における各太陽電池ストリング１３０の正極または負極から導通不良検知装置２との接続点６１〜６６までの電路上に逆流防止ダイオードが１つ直列に接続されている。この場合、測定部５は、開放動作点以外の動作点における電圧の測定値を次の通り補正する。すなわち、各動作点における電圧測定値Ｖに、逆流防止ダイオードの電圧降下値Ｖ_ｆを加算した値（Ｖ＋Ｖ_ｆ）を補正値として使用する。なお、測定対象電路内に複数の逆流防止ダイオード（例えばｎ個）を直列に接続する場合は、測定部５は、電圧測定値Ｖを（Ｖ＋ｎ×Ｖ_ｆ）で補正する。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法について説明する。本実施形態においては、パワーコンディショナ内の電子負荷装置を負荷抵抗として使用する場合について説明する。すなわち、本実施形態においては、通常ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）機能を実行する際に使用される電子負荷装置を、導通不良検知用の負荷抵抗として使用する。

図１４は、図１０に示す太陽光発電システム１の変形例であり、本発明の第５実施形態に係る導通不良検知装置２Ａを含む太陽光発電システム１Ａの構成図である。本実施形態における太陽光発電システム１Ａは、太陽光発電システム１の構成のうち、スイッチ群４を取り除き、測定部５の機能をパワーコンディショナ１１０Ａに含めたものである。そして、太陽光発電システム１Ａに含まれる導通不良検知装置２Ａは、スイッチ群（スイッチング部）３、制御判定部６Ａ及びパワーコンディショナ１１０Ａによって構成される。

パワーコンディショナ１１０Ａの電子負荷装置は、少なくともコンデンサと、ＩＧＢＴやＦＥＴなどの半導体スイッチを有し、これら半導体スイッチを通常のＭＰＰＴ実行時よりも低いデューティー比で駆動させることにより、高抵抗を実現し、開放動作点付近の動作点で接続された太陽電池ストリング１３０を動作させる。また、パワーコンディショナ１１０Ａは、内部のマイクロコンピュータ（不図示）により、制御判定部６Ａの指示に従い検知対象ストリング１３０の各動作点電圧を測定し、また、各動作点の傾きを算出し、制御判定部６Ａに返す処理を行う。なお、これらの処理に必要なデータやプログラムは、パワーコンディショナ１１０Ａ内部の記憶部に記憶されている。

制御判定部６Ａは、通常時はスイッチ群３を全て閉じた状態とし、測定時においては、スイッチ群３の切替を制御し、測定対象となる太陽電池ストリング１３０のみパワーコンディショナ１１０Ａに接続し、それ以外の太陽電池ストリング１３０を解列する。

以下に、本実施形態における導通不良検知装置２Ａによる導通不良検知方法について説明する。導通不良検知装置２Ａによる導通不良検知方法は、以下の手順（３−１）〜（３−７）に従って順に（繰り返し）実行される。
（３−１）ｉ＝１（ｉは変数、以下同様）とする。
（３−２）制御判定部６Ａが、３ｉＡ及び３ｉＢをＯＮ、それ以外のスイッチをＯＦＦにする。
（３−３）制御判定部６Ａの指示により、パワーコンディショナ１１０Ａが所定の抵抗値Ｒ１を有する電子負荷装置として働き、その時の電圧Ｖ_１をパワーコンディショナ１１０Ａが記憶する。
（３−４）制御判定部６Ａの指示により、パワーコンディショナ１１０Ａが所定の抵抗値Ｒ２を有する電子負荷装置として働き、その時の電圧Ｖ_２をパワーコンディショナ１１０Ａが記憶する。
（３−５）パワーコンディショナ１１０Ａが、（Ｖ_１／Ｒ_１―Ｖ_２／Ｒ_２）を（Ｖ_２―Ｖ_１）で除した値を開放状態付近での傾きとして求め、制御判定部６Ａに返す。
（３−６）ｉ＝ｉ＋１とし、手順（３−２）に進む（ｉがストリング数を超えたら手順（３−７）に進む）。
（３−７）制御判定部６Ａの指示によりすべてのスイッチをＯＮにし（異常のある検知対象ストリング１３０のスイッチはＯＮにしなくても良い）、パワーコンディショナ１１０Ａの通常運転を再開する。

導通不良検知装置２Ａは、発電中は手順（３−１）〜手順（３−７）を周期的に繰り返す。なお、制御判定部６Ａはパワーコンディショナ１１０Ａに内蔵しても（含めても）良い。

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る導通不良検知装置及び導通不良検知方法について説明する。本実施形態においては、パワーコンディショナ内のＭＰＰＴ機能を実行する電子負荷装置を、負荷抵抗として使用する場合の変形例について説明する。

本実施形態は、パワーコンディショナ内の電子負荷装置を導通不良検知用の負荷抵抗として使用する点で第５実施形態と同一であるが、第５実施形態においてはパワーコンディショナ１１０Ａに接続される複数の太陽電池ストリング１３０に対して電子負荷装置が１つしか存在しないのに対し、パワーコンディショナに接続される太陽電池ストリング１３０と同数の電子負荷装置が存在する点で異なる。

図１５は、図１０に示す太陽光発電システム１の変形例であり、本発明の第６実施形態に係る導通不良検知装置２Ｂを含む太陽光発電システム１Ｂの構成図である。太陽光発電システム１Ｂは、太陽光発電システム１の構成のうち、スイッチ群３，４を取り除き、測定部５の機能をコンバータ７１〜７３に置き換え、さらにパワーコンディショナ１１０Ｂにコンバータ７１〜７３、制御判定部６Ｂ及びインバータ８を含めたものである。そして、太陽光発電システム１Ｂに含まれる導通不良検知装置２Ｂは、パワーコンディショナ１１０Ｂによって構成される。

コンバータ７１〜７３は、電子負荷装置として機能する。すなわち、コンバータ７１〜７３に含まれる半導体スイッチを通常のＭＰＰＴ実行時よりも低いデューティー比で駆動させることにより、高抵抗を実現し、開放動作点付近の動作点で太陽電池ストリング１３０を動作させる。また、コンバータ７１〜７３は、内部のマイクロコンピュータ（不図示）により、制御判定部６Ｂの指示に従い太陽電池ストリング１３０の各動作点電圧を測定し、また、各動作点の傾きを算出し、制御判定部６Ｂに返す処理を行う。なお、これらの処理に必要なデータやプログラムは、パワーコンディショナ１１０Ｂ内部の記憶部または制御判定部６Ｂ内の記憶部に記憶されている。

次に、上述の導通不良検知装置２Ｂによる導通不良検知方法について説明する。導通不良検知装置２Ｂによる導通不良検知方法は、以下の手順（４−１）〜（４−６）に従って順に（繰り返し）実行される。
（４−１）ｉ＝１（ｉは変数、以下同様）とする。
（４−２）制御判定部６Ｂの指示により、コンバータ７ｉが検知対象ストリング１３０を開放状態に制御し、その時の電圧Ｖ_ｏｃをパワーコンディショナ１１０Ｂが記憶する。
（４−３）制御判定部６Ｂの指示により、コンバータ７ｉが所定の抵抗値Ｒを有する電子負荷装置として働き、その時の電圧Ｖをパワーコンディショナ１１０Ｂが記憶する。
（４−４）パワーコンディショナ１１０Ｂが、Ｖ／Ｒを（Ｖ_ｏｃ―Ｖ）で除した値を開放状態付近での傾きとして求め、制御判定部６Ｂに返す。
（４−５）制御判定部６Ｂの指示により、手順（４−４）の結果が正常ならコンバータ７ｉを通常動作に復旧し、異常ならコンバータ７ｉを停止する。
（４−６）ｉ＝ｉ＋１とし、手順（４−２）に進む（ｉがストリング数を超えたら処理を終了）。

導通不良検知装置２Ｂは、発電中は手順（４−１）〜手順（４−６）を周期的に繰り返す。

なお、上述の説明では、本発明の実施形態に係る導通不良検知装置が太陽電池ストリング１３０（検知対象ストリング１３０）の導通不良を検知すると説明したが、これに限るものではなく、太陽電池セル１４０、太陽電池ストリング１３０、太陽電池モジュール１２０、太陽電池クラスタ、及び太陽電池アレイ１００の導通不良も同様に検知することができる。

１…太陽光発電システム（太陽電池システム）、２，２Ａ，２Ｂ…導通不良検知装置、３，４…スイッチ群（スイッチング部）、５…測定部、６…制御判定部、８…インバータ、１０…電圧測定装置、１１…電流測定装置、６１〜６６…接続点、７１〜７３…コンバータ、１００…太陽電池アレイ、１１０…パワーコンディショナ（負荷装置）、１２０…太陽電池モジュール、１３０…太陽電池ストリング、１４０…太陽電池セル、１５０…バイパスダイオード。

Claims (10)

1. 太陽電池の正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値又は電流値を測定する測定部と、
   前記測定部によって測定された結果に基づき、前記２点の動作点間の傾きを算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された傾きに基づき、導通不良の存否を判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする導通不良検知装置。
2. 前記判定部は、前記算出部によって算出された傾きを、予め記憶した基準値と比較することで、導通不良の存否を判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の導通不良検知装置。
3. 前記基準値は、前記太陽電池の最大出力動作点における電流値と電圧値、及び前記太陽電池の開放電圧値に基づいて算出した値である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の導通不良検知装置。
4. 前記基準値は、前記太陽電池の最大出力動作点における電圧値から、当該太陽電池を構成する単位太陽電池の電圧値を減算した値に基づき算出した値である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の導通不良検知装置。
5. 前記測定部は、前記２点の動作点における電圧値または電流値を測定する際、一方を前記太陽電池を開放状態にして測定し、他方を前記太陽電池に所与の負荷抵抗を接続して測定する、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の導通不良検知装置。
6. 前記負荷抵抗は、電子負荷抵抗器により実現する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の導通不良検知装置。
7. 前記測定部は、前記太陽電池に含まれる逆流防止ダイオードの電流電圧特性に基づき、測定値を補正する、
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の導通不良検知装置。
8. 太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングに接続された負荷装置とからなる太陽光発電システムを対象に導通不良検知を行う導通不良検知装置であって、
   前記太陽電池ストリングと前記負荷装置との接続を解列状態に切り替えるスイッチング部と、
   前記スイッチング部によって解列状態に切り替えられた前記太陽電池ストリングを検知対象ストリングとして、前記検知対象ストリングの正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該検知対象ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値を測定する測定部と、
   前記負荷抵抗の値と、前記測定部によって測定された電圧値とに基づき、前記２点の動作点間の傾きを算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された傾きを、予め記憶した基準値と比較することで、導通不良の存否を判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする導通不良検知装置。
9. 太陽電池を対象にして導通不良を検知する導通不良検知装置による導通不良検知方法であって、
   前記太陽電池の正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該太陽電池のＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値又は電流値を測定する測定ステップと、
   前記測定ステップにおいて測定された結果に基づき、前記２点の動作点間の傾きを算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにおいて算出された傾きに基づき、導通不良の存否を判定する判定ステップと、
   を備えることを特徴とする導通不良検知方法。
10. 太陽電池ストリングと、前記太陽電池ストリングに接続された負荷装置とからなる太陽光発電システムを対象に導通不良検知を行う導通不良検知装置による導通不良検知方法であって、
    前記太陽電池ストリングと前記負荷装置との接続を解列状態に切り替えるスイッチングステップと、
    前記スイッチングステップにおいて解列状態に切り替えられた前記太陽電池ストリングを検知対象ストリングとして、前記検知対象ストリングの正極負極間に接続する負荷抵抗を変化させ、当該検知対象ストリングのＩＶカーブ上の２点の動作点における電圧値を測定する測定ステップと、
    前記負荷抵抗の値と、前記測定ステップにおいて測定された電圧値とに基づき、前記２点の動作点間の傾きを算出する算出ステップと、
    前記算出ステップにおいて算出された傾きを、予め記憶した基準値と比較することで、導通不良の存否を判定する判定ステップと、
    を備えることを特徴とする導通不良検知方法。

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