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WO2010052984A1 - 太陽光発電システム - Google Patents

太陽光発電システム Download PDF

Info

Publication number
WO2010052984A1
WO2010052984A1 PCT/JP2009/067372 JP2009067372W WO2010052984A1 WO 2010052984 A1 WO2010052984 A1 WO 2010052984A1 JP 2009067372 W JP2009067372 W JP 2009067372W WO 2010052984 A1 WO2010052984 A1 WO 2010052984A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
solar cell
power generation
failure detection
cell module
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/067372
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩文 光岡
正美 黒澤
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US13/127,111 priority Critical patent/US20110210610A1/en
Publication of WO2010052984A1 publication Critical patent/WO2010052984A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic power generation system, and more particularly to a photovoltaic power generation system capable of detecting a failure.
  • DC power is usually generated by a solar cell array formed by connecting a plurality of series bodies (strings) in which a plurality of solar cell modules are connected in series, and the DC power is converted into AC power by, for example, an inverter device.
  • the AC power is converted and supplied to the commercial system.
  • a solar power generation system using a low voltage output solar cell module for example, a crystalline solar cell module having an open voltage of about 20 V
  • the number of series is increased and the open voltage of the string (opening of the solar cell modules connected in series) Voltage sum) reaches the lower limit of a predetermined range.
  • a photovoltaic power generation system using a high voltage output solar cell module for example, a thin film solar cell module having an open voltage of 240 V or higher
  • the number of series is reduced and the open voltage of the string does not exceed the upper limit of the predetermined range. I am doing so.
  • a solar cell array is configured by connecting a plurality of solar cell modules in parallel instead of strings, and the open voltage of the solar cell module is within a predetermined range.
  • the predetermined range is set according to the specifications of the inverter device.
  • the series number of low-voltage output solar cell modules M101 is set as shown in FIG. A configuration in which the number of parallel lines is 5 and the low-voltage output solar cell module M101 is connected to the connection box JB101 having five circuit inputs for each string is conceivable.
  • a series of high-voltage output solar cell modules M102 is provided.
  • the number is 3 and the parallel number is 46, and the high voltage output solar cell module M102 is connected to the connection box JB102 of 46 circuit inputs for each string.
  • the configuration shown in FIG. 19 since the number of parallel high-voltage output solar cell modules M102 is large, the distance between the string far from the connection box JB102 and the connection box JB102 becomes long, and the cable is difficult to route. The number of cables also increases. Accordingly, the configuration shown in FIG. 19 has a problem in workability.
  • JP-A-8-317675 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-23171 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-44824 JP 2000-269531 A
  • a connecting cable (a first connecting cable including a first common line C101 to which one end of the string is connected, a first connecting cable to which the other end of the string is connected).
  • a second connecting cable having two common lines C102) and adopting a configuration as shown in FIG. 20 can be considered.
  • the configuration shown in FIG. 20 significantly reduces the number of cables compared to the configuration shown in FIG. 19, and the connection box can be a simple two-circuit input (connection box JB103). Therefore, compared to the configuration shown in FIG. Workability is greatly improved.
  • the configuration as shown in FIG. 20 has a problem that failure detection for each string cannot be performed, or that failure detection for each string is difficult.
  • each string and the circuit input of the junction box JB101 have a one-to-one correspondence. Therefore, by measuring the voltage and current for each circuit input using a tester or the like in the junction box JB101, It was possible to detect the failure. Similarly to the configuration shown in FIG. 18, the configuration shown in FIG. 19 was able to detect a failure for each string.
  • each string does not have a one-to-one correspondence with the circuit input of the junction box JB103. Therefore, in the junction box JB103, the voltage or current for each circuit input is measured using a tester or the like.
  • the voltage or current for each circuit input is measured using a tester or the like.
  • only failure detection was possible in units of the solar cell array A101.
  • in order to detect a failure for each string it is necessary to measure at the place where each string is installed, which takes a great deal of time.
  • a solar cell array is configured by connecting a plurality of one solar cell module in parallel instead of a string, and the open voltage of the solar cell module
  • Patent Documents 1 to 4 various techniques related to the failure detection of the photovoltaic power generation system have been proposed.
  • it is not a configuration that can avoid waste such as routing of wiring.
  • the present invention is a photovoltaic power generation system including a plurality of units each composed of a string or a single solar cell module, which is a serial body of a plurality of solar cell modules, and wiring is routed in a plurality of units connected in parallel. It is an object of the present invention to provide a photovoltaic power generation system that can avoid waste such as and that can perform failure detection for each unit.
  • a photovoltaic power generation system includes a plurality of units each consisting of a string or a single solar cell module that is a serial body of a plurality of solar cell modules, and a plurality of the units individually connected in parallel. And a failure detector that detects a failure for each unit and outputs a detection result.
  • one of the plurality of connection cables is a first connection cable including a first common line to which one end of each of the plurality of units is connected, and one of the plurality of connection cables is the plurality of the plurality of connection cables.
  • a second connecting cable having a second common line to which the other end of each unit is connected, the first connecting part to which the unit and the first common line are connected, and the unit You may make it provide the said failure detection part between the 2nd connection parts connected with a said 2nd common line.
  • a blocking diode may be provided between the first common line and the unit from the viewpoint of preventing an overcurrent from flowing through the unit.
  • a branching portion branched from the first common line and connected to one end of the unit may be provided, and the blocking diode may be arranged in the branching portion.
  • a branch portion that branches from the first common line and is connected to one end portion of the unit may be provided, and the failure detection portion may be disposed in the branch portion.
  • branching section may be exchangeable.
  • the present invention since it includes a plurality of connecting cables that individually connect in parallel a string that is a series body of a plurality of solar cell modules or a unit composed of one solar cell module, Waste such as routing of wiring can be avoided, and the failure detection unit for detecting the failure for each unit and outputting the detection result is provided, so that the failure detection for each unit can be performed.
  • FIG. 1 It is a figure showing an example of the whole solar power generation system composition concerning the present invention. It is a figure which shows the structural example of a unit. It is a figure which shows the structural example of a unit. It is a figure which shows the structural example of a solar power generation part. It is a figure which shows the structural example of a solar power generation part. It is a figure which shows the structural example of a solar power generation part. It is a figure which shows the structural example of a solar power generation part. It is a figure which shows the structural example of a solar power generation part. It is a figure which shows the structural example of a solar power generation part. It is a figure which shows the structural example of a solar power generation part. It is a figure which shows the example of information transmission in the solar power generation part shown in FIG.
  • FIG. 1 An example of the overall configuration of the photovoltaic power generation system according to the present invention is shown in FIG.
  • the solar power generation system shown in FIG. 1 is an industrial solar power generation system of 10 kW or more, and has three circuit input connection boxes JB1 to JB13 connecting two solar power generation parts P1, and two solar power generation systems.
  • Three-circuit input junction box JB14 connecting the power generation unit P1, 14-circuit input junction box CB1 connecting junction boxes JB1 to JB14, and DC power supplied from the aggregate box CB1 are converted into AC power And a transformer T1 having a rated capacity of 1000 kVA that is transformed by inputting the total sum of AC power output from the inverter device INV1 of each block and then transforming it. It has.
  • the junction box JB14 has three circuit inputs, but two circuit inputs are used and one circuit input is not used. In the solar power generation system shown in FIG. 1, it is not necessary that all the solar power generation units P1 have the same configuration, and solar power generation units P1 having different configurations may be mixed.
  • the solar power generation unit P1 includes a plurality of units.
  • the unit has either a configuration composed of one solar cell module M1 as shown in FIG. 2A or a configuration composed of a string that is a series body of a plurality of solar cell modules M1 as shown in FIG. 2B.
  • FIG. 2B the case where the number of units in series is 2 is illustrated as an example.
  • the number of units in series is not limited to 2, and the inverter device INV1 is set so that the open circuit voltage of the units is within a predetermined range.
  • the number of units in series is set according to the specifications.
  • Each solar cell module M1 is detachable from the connection destination at the connection point CN1.
  • the connection point CN1 can be realized by a connector, for example.
  • the solar cell module M1 When a high-voltage output solar cell module (for example, a thin-film solar cell module having an open voltage of 240 V or more) in which the number of parallel solar cell modules increases is used as the solar cell module M1, wiring is routed in a plurality of units connected in parallel. Even if a low voltage output solar cell module (for example, a crystalline solar cell module with an open voltage of about 20 V) is used as the solar cell module M1, the effect of the present invention that waste can be avoided becomes remarkable. The effect of the present invention that it is possible to avoid waste such as routing of wiring in a plurality of parallel connections can be obtained. Therefore, the solar cell module M1 may be either a high voltage output solar cell module or a low voltage output solar cell module.
  • each configuration example of the solar power generation unit P1 is shown in FIGS. 3 to 8, there is no particular limitation on the parallel number of units, and the parallel number of units is determined according to the maximum output and the serial number of the units.
  • each unit 1 is connected to the first common line C1 of the first connecting cable via the branching unit 2, and each unit 1 The other end is connected to the second common line C2 of the second connecting cable.
  • the branch part 2 branches from the first common line C1 at the branch point DN1 which is the first connection part. In the example of FIG. 3, the branch part 2 is not detachable from the first common line C1 at the branch point DN1. .
  • the branch point DN2 which is the second connection portion provided on the second common line C2 of the second connecting cable is not a detachable point in the example of FIG.
  • one first connection cable has, for example, 25 branch points DN1
  • one second connection cable has a branch point. It is good to have 25 DN2.
  • the branching unit 2 includes a failure detection unit 3 and a blocking diode 4.
  • the reason why it is desirable to provide the blocking diode 4 for each unit 1 will be described.
  • the solar cell module When the inverter device is operating, the generated power of the solar cell module is forcibly discharged to the commercial system.
  • the inverter device stops due to some cause for example, abnormality in commercial system voltage
  • the solar cell module if there is no load on the solar cell module, the solar cell module is in an open voltage state and no current flows.
  • the solar cell module has a load (degradation of module, shade, variation in module characteristics)
  • a reverse current flows to the unit with the load all at once, and an overcurrent flows to the unit with the load. Will flow.
  • the overcurrent can be avoided by providing a blocking diode for each unit.
  • the solar power generation unit P1 having the configuration shown in FIG. 4 adds a connection point CN2 between the failure detection unit 3 and the blocking diode 4 in the configuration illustrated in FIG.
  • the connection points CN1 and CN2 are provided at both ends of the blocking diode 4, and the blocking diode 4 becomes detachable from the unit 1 and the failure detection unit 3, so that the blocking diode 4 can be replaced.
  • the solar power generation unit P1 having the configuration shown in FIG. 5 adds a connection point CN3 between the branch point DN1 that is the first connection unit and the failure detection unit 3 in the configuration illustrated in FIG.
  • the connection points CN2 and CN3 are provided at both ends of the failure detection unit 3, and the failure detection unit 3 becomes detachable with respect to the first common line C1 and the blocking diode 4, so that the failure detection unit 3 Can also be exchanged.
  • the failure detection unit 3, the blocking diode 4, and the unit 1 are connected in this order from the branch point DN1 side to the branch point DN2, but the failure detection unit 3, the blocking diode 4, and the unit 1 are interchanged with each other. It doesn't matter.
  • each unit 1 is connected to the first common line C1 of the first connection cable via the branching unit 2, and each unit 1 The other end is connected to the second common line C ⁇ b> 2 of the second connecting cable via the branch portion 5.
  • the branch part 2 branches from the first common line C1 at the branch point DN1 which is the first connection part, and is not detachable in the example of FIG. 6 with respect to the first common line C1 at the branch point DN1.
  • the branch portion 5 branches from the second common line C2 at the branch point DN2 which is the second connection portion, and is detachable from the second common line C2 at the branch point DN2 in the example of FIG. is not.
  • the branching unit 2 is provided with the blocking diode 4 and the failure detecting unit 3 provided on the anode side of the blocking diode 4 and the failure detecting unit 6 provided on the cathode side of the blocking diode 4.
  • the branching unit 5 includes a failure detection unit 7.
  • the photovoltaic power generation unit P1 having the configuration shown in FIG. 7 has the blocking diode 4 removed from the configuration shown in FIG.
  • the photovoltaic power generation unit P1 having the configuration illustrated in FIG. 8 has the blocking diode 4 and the failure detection unit 6 removed from the configuration illustrated in FIG.
  • the failure detection unit 3 may detect the current flowing through the unit 1 and detect the presence or absence of an open (open) failure during power generation. For example, different voltages are applied to both lines via an inverter or the like via the first common line C1 and the second common line C2, and whether or not current flows in each failure detection unit is opened (open) It is sufficient to detect whether there is a failure.
  • each of the failure detection units 3, 6, and 7 has a voltage application function and a function of detecting a current flowing through the unit 1, and both ends of the unit 1 or blocking at night. Different voltages may be applied to both ends of the diode 4, and whether or not current flows between the two points may be detected to detect the presence or absence of an open (open) failure. In this case, there is no open (open) failure if a current flows between two points, and there is an open (open) failure if no current flows between the two points.
  • each of the failure detectors 3, 6, and 7 has a voltage application function and a function of detecting a current flowing through the unit 1, so that both ends of the unit 1 or Different voltages may be applied to both ends of the blocking diode 4 and the amount of change in the current flowing between the two points may be measured to detect whether a failure has occurred.
  • the failure detection unit can use, for example, the generated power of the unit 1 as a power source.
  • the inverter device INV1 (see FIG. 1) can bidirectionally perform cross-flow power conversion, power from a commercial system can be used as a power source for the failure detection unit.
  • an inverter device or a battery dedicated to the power source of the failure detection unit may be provided in the connection boxes JB1 to JB14 or the collection box CB1 (see FIG. 1).
  • the failure detection unit performs wireless communication
  • the power supply of the failure detection unit may be secured by supplying wireless power. Since wireless communication is low power communication compared to wired communication such as power line communication, it is easy to reduce the size and cost of the power supply.
  • the failure detection unit performs wireless communication or wired communication with the failure monitoring unit.
  • a failure monitoring unit may be provided for each photovoltaic power generation system.
  • a failure monitoring unit may be provided in common for a plurality of photovoltaic power generation systems, and the failure monitoring unit may have jurisdiction over the plurality of photovoltaic power generation systems.
  • the failure monitoring unit may instruct the source of the signal to perform more detailed measurement. In this case, if the failure monitoring unit receives the ID information (identification data), the instruction can be easily transmitted.
  • a reception antenna for receiving an RF signal transmitted from the failure detection unit may be provided, and the reception antenna and the failure monitoring unit may be connected by wire. This facilitates handling when the communicable distance of wireless communication is relatively short.
  • a failure monitoring unit that wirelessly communicates with the failure detection unit may be mounted on a moving body such as an automobile so that the moving body circulates around each unit of the photovoltaic power generation system. This facilitates handling when the communicable distance of wireless communication is relatively short.
  • the storage of data may be performed by providing a storage device on the failure monitoring unit side, storing the storage device in the storage device, and performing centralized management.
  • the failure detection unit may be provided with a memory and stored in the memory.
  • each of the failure detection units 3 and 7 performs wireless communication with the failure monitoring unit.
  • the failure detection unit 3 and the failure detection unit 7 are connected by the information transmission line 8, and the failure detection result in the failure detection unit 7 is detected via the information transmission line 8.
  • the failure detection unit 3 sends the failure detection results of the failure detection units 3 and 7 to the failure monitoring unit by wireless communication.
  • the failure detection unit that performs wireless communication generates a signal related to the result of failure detection or a modulated signal thereof, and transmits an RF signal in which the generated signal is superimposed on an RF carrier to the failure monitoring unit. It is desirable to superimpose ID information (identification data) or its modulation data on the RF carrier in addition to the signal related to the result of failure detection or its modulation signal. Accordingly, the monitoring unit that communicates with the failure detection unit that performs wireless communication can easily grasp which unit corresponds to the result of each failure detection.
  • each of the failure detection units 3 and 7 performs power line communication with the failure monitoring unit.
  • the failure detection unit 3 and the failure detection unit 7 are connected by the information transmission line 8, and the failure detection result in the failure detection unit 7 is detected via the information transmission line 8.
  • the failure detection unit 3 sends the failure detection results of the failure detection units 3 and 7 to the failure monitoring unit via the information transmission line 8.
  • failure detection unit may be installed so that failure detection for each solar cell module is possible.
  • FIG. 13 shows an installation example when the failure detection unit that performs wireless communication is installed so that failure detection can be performed for each solar cell module.
  • each of the four casings 11 to 14 stores a failure detection unit that performs wireless communication
  • each of the casings 11 to 14 has a voltage application function, a current detection function, and a wireless communication function.
  • the casing 11 is detachable at the connection point CN4 with respect to the branch point DN1 of the first common line C1 included in the first connecting cable, and is detachable with respect to the solar cell module M1 at the connection point CN1.
  • the casings 12 and 13 are detachable from the solar cell module M1 at a connection point CN1.
  • the casing 14 is detachable at the connection point CN5 with respect to the branch point DN2 of the second common line C2 included in the second connection cable, and is detachable with respect to the solar cell module M1 at the connection point CN1. .
  • failure detection can be performed for each solar cell module. That is, when the casings 11 and 12 apply voltage, a failure of the solar cell module located on the first common line C1 side can be detected, and when the casings 12 and 13 apply voltage, The failure of the solar cell module can be detected, and when the casings 13 and 14 apply voltage, the failure of the solar cell module located on the second common line C2 side can be detected.
  • the failure of each unit is detected by comprehensively judging the current detection result in each of the casings 11 to 14.
  • the main body that comprehensively determines the current detection results in each of the housings 11 to 14 is the remaining one housing that receives the current detection results in the other three housings via an information transmission line (not shown). Or a failure monitoring unit.
  • failure detection can be performed for each solar cell module.
  • the present invention can also be applied to failure detection for each unit composed of a string that is a serial body of a plurality of solar cell modules.
  • FIG. 14 shows another installation example when the failure detection unit that performs wireless communication is installed so that failure detection for each solar cell module is possible.
  • each of the three patches 15 to 17 stores a failure detection unit that performs wireless communication, and each of the patches 15 to 17 generates a current on the solar cell module side by electromagnetic induction.
  • An IC having a current generation function, a current detection function for detecting a current on the solar cell module side, and a wireless communication function, and a pattern antenna connected to the IC are incorporated. Further, the patches 15 to 17 are respectively attached to separate solar cell modules. According to such an installation example, failure detection can be performed for each solar cell module.
  • the patch 15 can detect the failure of the solar cell module located on the first common line C1 side, and the patch 16 can detect the failure of the central solar cell module. 17, the failure of the solar cell module located on the second common line C2 side can be detected. Then, the failure of each unit is detected by comprehensively judging the current detection results in the respective patches 15 to 17.
  • the main body that comprehensively determines the current detection results in each of the patches 15 to 17 is the remaining one housing that receives the current detection results in the other two patches via an information transmission line (not shown). Or a failure monitoring unit.
  • the IC and the pattern antenna in the above-described case or the above-described patch body Corresponding IC and pattern antenna are built in the solar cell module.
  • tracking can be performed by wireless communication even when the solar cell module is stolen.
  • the installation example illustrated in FIG. 13 when a unit is stolen while the housing is connected, the unit that has been stolen can be tracked by wireless communication.
  • ID information (identification data) may be set for each solar cell module.
  • FIG. 15 shows an installation example when a failure detection unit that performs power line communication is connected to both ends of one solar cell module.
  • the failure detection unit that performs power line communication includes a current detection unit 18 that detects a current flowing in a string, and a power line communication modem unit 19 that transmits a detection result of the current detection unit 18 by power line communication.
  • the power line communication modem unit 19 uses the output power of the solar cell module M1 as a power source, and the terminals S + and S ⁇ serve as a power input terminal and a power line communication signal output terminal.
  • the failure detection unit that performs power line communication is detachable at the connection point CN6 with respect to the branch point DN1 that is the first connection unit of the first common line C1 included in the first connection cable, and is attached to the solar cell module M1. On the other hand, it is detachable at the connection point CN1.
  • FIG. 16 shows another installation example in the case where a failure detection unit that performs power line communication is connected to both ends of one solar cell module.
  • the failure detection unit that performs power line communication is a control that controls the current detection unit 18, the power line communication modem unit 19, the DC / DC conversion transistor 20, and the DC / DC conversion transistor 20. Part 21. Since the output voltage of the unit can be changed by the control of the control unit 21, restrictions on the input voltage of the inverter device INV1 (see FIG. 1) can be reduced. When a high voltage output solar cell is used and the number of series of solar cell arrays is reduced, it is particularly useful because it becomes difficult to adjust the input voltage setting of the inverter device INV1 by changing the number of series.
  • DC / DC conversion transistor 20 corresponding to the solar cell module in which sunshine disturbance has occurred such as a building or a tree performs a DC / DC conversion operation, and the sun in which no sunshine disturbance such as a building or tree has occurred.
  • the DC / DC conversion transistor 20 corresponding to the battery module may be prevented from performing a DC / DC conversion operation.
  • the failure detection unit connected to both ends of the solar cell module M1 on the first common line C1 side is detachable at the connection point CN7 with respect to the branch point DN1 of the first common line C1 included in the first connection cable. Yes, it is detachable from the solar cell module M1 on the first common line C1 side at a connection point CN1.
  • the failure detection unit connected to both ends of the solar cell module M1 on the second common line C2 side is detachable from the solar cell module M1 on the second common line C2 side at the connection point CN7. 2 can be attached to and detached from the solar cell module M1 on the common line C2 side at the connection point CN1.
  • FIG. 17 shows still another installation example in the case where a failure detection unit that performs power line communication is connected to both ends of one solar cell module.
  • the failure detection unit that performs power line communication turns on / off the current detection unit 18, the power line communication modem unit 19, the DC / AC conversion transistor 22, and the DC / AC conversion transistor 22.
  • a switching control unit 23 for controlling. Between the first common line C1 of the first connection cable and the second common line C2 of the second connection cable after the output voltage (DC voltage) of the unit is converted into an AC voltage by the control of the switching control unit 23. Can be output. Thereby, the inverter device INV1 (see FIG. 1) becomes unnecessary.
  • the failure detection unit is detachable at the connection point CN8 with respect to the branch point DN1 of the first common line C1 included in the first connection cable, and the branch point of the second common line C2 included in the second connection cable. It is detachable with respect to DN2 and solar cell module M1 at connection point CN1.
  • the present invention is not limited to the above description, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.
  • the present invention is applied to an industrial solar power generation system.
  • the present invention is not limited to an industrial solar power generation system but can be applied to a household solar power generation system.
  • the DC power generated by the solar cell array may be supplied to the power system in the vicinity of the power generation area without being converted into AC.
  • the solar power generation system according to the present invention can be used as an industrial solar power generation system or a home solar power generation system.

Landscapes

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Abstract

　複数の太陽電池モジュールの直列体であるストリング又は一つの太陽電池モジュールからなるユニット１を複数備え、ユニット１を個々に並列接続する複数の連結ケーブルと、ユニット１毎の故障を検出して検出結果を出力する故障検出部３とを備えてなる太陽光発電システム。

Description

太陽光発電システム
　本発明は、太陽光発電システムに関し、特に故障検出が可能な太陽光発電システムに関する。
　太陽光発電システムでは、通常、複数の太陽電池モジュールを直列接続した直列体（ストリング）を複数並列接続してなる太陽電池アレイにより直流電力を発生させ、その直流電力を例えばインバータ装置によって交流電力に変換して、その交流電力を商用系統に供給している。
　低電圧出力太陽電池モジュール（例えば開放電圧２０Ｖ程度の結晶系太陽電池モジュール）を用いた太陽光発電システムの場合、直列数を多くしてストリングの開放電圧（直列接続されている太陽電池モジュールの開放電圧の総和）が所定の範囲の下限に達するようにしている。逆に、高電圧出力太陽電池モジュール（例えば開放電圧２４０Ｖ以上の薄膜太陽電池モジュール）を用いた太陽光発電システムの場合、直列数を少なくしてストリングの開放電圧が所定の範囲の上限を越えないようにしている。また、高電圧出力太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムの場合、ストリングではなく一つの太陽電池モジュールを複数並列接続して太陽電池アレイを構成し、太陽電池モジュールの開放電圧が所定の範囲の上限を越えないようにするシステム構成も考えられる。なお、前記所定の範囲はインバータ装置の仕様に従って設定される。
　例えば、最大出力が１６７Ｗである低電圧出力太陽電池モジュールを用いて、最大出力１６．７ｋＷの太陽電池アレイを構成する場合、図１８に示すように、低電圧出力太陽電池モジュールＭ１０１の直列数を２０、並列数を５とし、５回路入力の接続箱ＪＢ１０１に低電圧出力太陽電池モジュールＭ１０１をストリング毎に接続する構成が考えられる。
　また、例えば、最大出力が１２１Ｗである高電圧出力太陽電池モジュールを用いて、最大出力１６．７ｋＷの太陽電池アレイを構成する場合、図１９に示すように、高電圧出力太陽電池モジュールＭ１０２の直列数を３、並列数を４６とし、４６回路入力の接続箱ＪＢ１０２に高電圧出力太陽電池モジュールＭ１０２をストリング毎に接続する構成が考えられる。
　ところが、図１９に示す構成では、高電圧出力太陽電池モジュールＭ１０２の並列数が多いため、接続箱ＪＢ１０２から離れたストリングと接続箱ＪＢ１０２との距離が長くなりケーブルの引き回しが大変であり、また、ケーブルの本数も多くなる。したがって、図１９に示す構成は施工性に問題がある。
特開平８―３１７６７５号公報 特開２００３－２３１７１号公報 特開２００５－４４８２４号公報 特開２０００－２６９５３１号公報
　このような施工性の問題を解決するためには、連結ケーブル（ストリングの一方端部が接続される第１の共通ラインＣ１０１を備える第１の連結ケーブル、ストリングの他方端部が接続される第２の共通ラインＣ１０２を備える第２の連結ケーブル）を採用し、図２０に示すような構成にする方策が考えられる。図２０に示す構成によると、図１９に示す構成と比べてケーブル数が大幅に減り、接続箱も２回路入力の簡便なもの（接続箱ＪＢ１０３）で済むため、図１９に示す構成と比べて施工性が大幅に改善される。
　しかしながら、図２０に示すような構成では、ストリング毎の故障検出ができないという問題、又は、ストリング毎の故障検出が困難であるという問題がある。
　図１８に示す構成では、各ストリングと接続箱ＪＢ１０１の回路入力とが一対一対応しているので、接続箱ＪＢ１０１においてテスター等を用いて回路入力毎の電圧や電流を測定することによって、ストリング毎の故障を検出することができた。図１９に示す構成も、図１８に示す構成と同様に、ストリング毎の故障を検出することができた。
　これに対して、図２０に示す構成では、各ストリングと接続箱ＪＢ１０３の回路入力とが一対一対応していないので、接続箱ＪＢ１０３においてテスター等を用いて回路入力毎の電圧や電流を測定しても、太陽電池アレイＡ１０１単位での故障検出しかできなかった。図２０に示す構成の場合、ストリング毎の故障を検出するには各ストリングの設置場所での測定が必要であり膨大な手間がかかる。
　また、上述したように、高電圧出力太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムの場合、ストリングではなく一つの太陽電池モジュールを複数並列接続して太陽電池アレイを構成し、太陽電池モジュールの開放電圧が所定の範囲の上限を越えないようにするシステム構成も考えられるが、かかるシステム構成においても一つの太陽電池モジュール毎の故障検出ができないという問題、又は、ストリング毎の故障検出が困難であるという問題がある。
　なお、特許文献１～４において太陽光発電システムの故障検出に関する種々の技術が提案されているが、複数の太陽電池モジュールの直列体であるストリング又は一つの太陽電池モジュールからなるユニットの複数並列接続において、配線の引き回しなどの無駄を避けることができる構成ではないという問題があった。
　本発明は、上記の状況に鑑み、複数の太陽電池モジュールの直列体であるストリング又は一つの太陽電池モジュールからなるユニットを複数備える太陽光発電システムであって、ユニットの複数並列接続において配線の引き回しなどの無駄を避けることができ、且つユニット毎の故障検出を行うことができる太陽光発電システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールの直列体であるストリング又は一つの太陽電池モジュールからなるユニットを複数備え、前記ユニットを個々に並列接続する複数の連結ケーブルと、前記ユニット毎の故障を検出して検出結果を出力する故障検出部とを備えてなる構成としている。
　また、前記複数の連結ケーブルの一つが、前記複数のユニットそれぞれの一方端部が接続される第１の共通ラインを備える第１の連結ケーブルであり、前記複数の連結ケーブルの一つが、前記複数のユニットそれぞれの他方端部が接続される第２の共通ラインを備える第２の連結ケーブルであり、前記ユニットと前記第１の共通ラインとが接続される第１の接続部と、前記ユニットと前記第２の共通ラインとが接続される第２の接続部との間に、前記故障検出部を設けるようにしてもよい。
　また、ユニットが負荷となった場合にそのユニットに過電流が流れることを防止する観点から、前記第１の共通ラインと前記ユニットとの間にブロッキングダイオードを設けるようにしてもよい。
　また、前記第１の共通ラインから分岐して前記ユニットの一方端部に接続される分岐部を備え、前記分岐部に前記ブロッキングダイオードを配置するようにしてもよい。
　また、前記第１の共通ラインから分岐して前記ユニットの一方端部に接続される分岐部を備え、前記分岐部に前記故障検出部を配置するようにしてもよい。
　また、前記分岐部の少なくとも一部が交換可能であるようにしてもよい。
　本発明の構成によると、複数の太陽電池モジュールの直列体であるストリング又は一つの太陽電池モジュールからなるユニットを個々に並列接続する複数の連結ケーブルを備えているので、前記ユニットの複数並列接続において配線の引き回しなどの無駄を避けることができ、また、前記ユニット毎の故障を検出して検出結果を出力する故障検出部を備えているので、前記ユニット毎の故障検出を行うことができる。
本発明に係る太陽光発電システムの全体構成の一例を示す図である。 ユニットの構成例を示す図である。 ユニットの構成例を示す図である。 太陽光発電部の構成例を示す図である。 太陽光発電部の構成例を示す図である。 太陽光発電部の構成例を示す図である。 太陽光発電部の構成例を示す図である。 太陽光発電部の構成例を示す図である。 太陽光発電部の構成例を示す図である。 図８に示す太陽光発電部での情報伝送例を示す図である。 図８に示す太陽光発電部での情報伝送例を示す図である。 図８に示す太陽光発電部での情報伝送例を示す図である。 図８に示す太陽光発電部での情報伝送例を示す図である。 無線通信を行う故障検出部が太陽電池モジュール毎の故障検出が可能であるように設置される場合の設置例を示す図である。 無線通信を行う故障検出部が太陽電池モジュール毎の故障検出が可能であるように設置される場合の設置例を示す図である。 電力線通信を行う故障検出部が一つの太陽電池モジュールの両端に接続される場合の設置例を示す図である。 電力線通信を行う故障検出部が一つの太陽電池モジュールの両端に接続される場合の他の設置例を示す図である。 電力線通信を行う故障検出部が一つの太陽電池モジュールの両端に接続される場合の更に他の設置例を示す図である。 低電圧出力太陽電池モジュールと接続箱との接続関係を示す図である。 高電圧出力太陽電池モジュールと接続箱との接続関係を示す図である。 連結ケーブルを用いた場合の高電圧出力太陽電池モジュールと接続箱との接続関係を示す図である。
　本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る太陽光発電システムの全体構成の一例を図１に示す。図１に示す太陽光発電システムは、１０ｋＷ以上の産業用太陽光発電システムであって、３つの太陽光発電部Ｐ１を接続している３回路入力の接続箱ＪＢ１～ＪＢ１３と、２つの太陽光発電部Ｐ１を接続している３回路入力の接続箱ＪＢ１４と、接続箱ＪＢ１～ＪＢ１４を接続している１４回路入力の集合箱ＣＢ１と、集合箱ＣＢ１から供給される直流電力を交流電力に変換する最大出力２５０ｋＷのインバータ装置ＩＮＶ１とからなるブロックを複数備え、さらに、各ブロックのインバータ装置ＩＮＶ１から出力される交流電力の総和を入力して変圧したのち商用系統に出力する定格容量１０００ｋＶＡのトランスＴ１を備えている。接続箱ＪＢ１４は３回路入力であるが、２回路入力が使用され、１回路入力が不使用となっている。図１に示す太陽光発電システムにおいて、全ての太陽光発電部Ｐ１が同一の構成である必要はなく、構成の異なる太陽光発電部Ｐ１が混在していても構わない。
　以下、本発明の特徴部分である太陽光発電部Ｐ１について説明する。太陽光発電部Ｐ１は複数のユニットを備えている。ユニットは、図２Ａに示すように一つの太陽電池モジュールＭ１からなる構成、図２Ｂに示すように複数の太陽電池モジュールＭ１の直列体であるストリングからなる構成のいずれかである。なお、図２Ｂでは、ユニットの直列数が２である場合を例として図示しているが、ユニットの直列数は２に限らず、ユニットの開放電圧が所定の範囲内になるようにインバータ装置ＩＮＶ１の仕様に従ってユニットの直列数が設定される。また、各太陽電池モジュールＭ１は接続点ＣＮ１で接続先に対して着脱自在である。接続点ＣＮ１は例えばコネクタによって実現することができる。
　太陽電池モジュールＭ１として、太陽電池モジュールの並列数が多くなる高電圧出力太陽電池モジュール（例えば開放電圧２４０Ｖ以上の薄膜太陽電池モジュール）を用いた場合に、ユニットの複数並列接続において配線の引き回しなどの無駄を避けることができるという本発明の効果が顕著になるが、太陽電池モジュールＭ１として、低電圧出力太陽電池モジュール（例えば開放電圧２０Ｖ程度の結晶系太陽電池モジュール）を用いた場合でも、ユニットの複数並列接続において配線の引き回しなどの無駄を避けることができるという本発明の効果を得ることができる。したがって、太陽電池モジュールＭ１は、高電圧出力太陽電池モジュール、低電圧出力太陽電池モジュールのいずれであっても構わない。
　次に、太陽光発電部Ｐ１の各構成例を図３～図８に示す。なお、図３～図８において、ユニットの並列数に特に制限はなく、ユニットの最大出力及び直列数に応じてユニットの並列数が決定される。
　まず、図３に示す構成の太陽光発電部Ｐ１について説明する。図３に示す構成の太陽光発電部Ｐ１では、各ユニット１の一方端部が、分岐部２を介して、第１の連結ケーブルの第１の共通ラインＣ１に接続され、各ユニット１それぞれの他方端部が、第２の連結ケーブルの第２の共通ラインＣ２に接続される。分岐部２は、第一の接続部である分岐点ＤＮ１において第１の共通ラインＣ１から分岐しており、図３の例では分岐点ＤＮ１で第１の共通ラインＣ１に対して着脱自在ではない。第２の連結ケーブルの第２の共通ラインＣ２に設けられている第二の接続部である分岐点ＤＮ２も分岐点ＤＮ１と同様に図３の例では着脱自在なポイントではない。図１に示す太陽光発電システムに用いる太陽光発電部Ｐ１の場合、１本の第１の連結ケーブルが分岐点ＤＮ１を例えば２５個有するようにして、１本の第２の連結ケーブルが分岐点ＤＮ２を２５個有するようにするとよい。
　また、図３に示す構成の太陽光発電部Ｐ１では、分岐部２が故障検出部３とブロッキングダイオード４とを備えている。
　ここで、ユニット１毎にブロッキングダイオード４を設けることが望ましい理由について説明する。太陽電池モジュールに日光が照射している場合について考察する。インバータ装置が運転しているときは、太陽電池モジュールの発電電力が強制的に商用系統へ吐き出される。一方、インバータ装置が何らかの原因（例えば商用系統電圧の異常）によって停止した場合、太陽電池モジュールに負荷が無ければ、太陽電池モジュールは開放電圧状態となり、電流は流れない。しかしながら、太陽電池モジュールに負荷（モジュールの劣化、陰、モジュールの特性ばらつき）があれば、インバータ装置が停止したときに、負荷のあるユニットに逆電流が一気に流れ、負荷のあるユニットに過電流が流れることになる。ユニット毎にブロッキングダイオードを設けることで、上記過電流を回避することができる。
　続いて、図４に示す構成の太陽光発電部Ｐ１について説明する。図４に示す構成の太陽光発電部Ｐ１は、図３に示す構成において故障検出部３とブロッキングダイオード４の間に接続点ＣＮ２を付加している。これにより、ブロッキングダイオード４の両端に接続点ＣＮ１及びＣＮ２が設けられることになり、ブロッキングダイオード４がユニット１及び故障検出部３に対して着脱自在になるため、ブロッキングダイオード４の交換が可能になる。
　続いて、図５に示す構成の太陽光発電部Ｐ１について説明する。図５に示す構成の太陽光発電部Ｐ１は、図４に示す構成において第一の接続部である分岐点ＤＮ１と故障検出部３との間に接続点ＣＮ３を付加している。これにより、故障検出部３の両端に接続点ＣＮ２及びＣＮ３が設けられることになり、故障検出部３が第１の共通ラインＣ１及びブロッキングダイオード４に対して着脱自在になるため、故障検出部３の交換も可能になる。ここで、分岐点ＤＮ１側から分岐点ＤＮ２に向かって、故障検出部３、ブロッキングダイオード４、ユニット１の順に接続されているが、故障検出部３、ブロッキングダイオード４、ユニット１は相互に入れ替わっても構わない。
　続いて、図６に示す構成の太陽光発電部Ｐ１について説明する。図６に示す構成の太陽光発電部Ｐ１では、各ユニット１の一方端部が、分岐部２を介して、第１の連結ケーブルの第１の共通ラインＣ１に接続され、各ユニット１それぞれの他方端部が、分岐部５を介して、第２の連結ケーブルの第２の共通ラインＣ２に接続される。分岐部２は、第一の接続部である分岐点ＤＮ１において第１の共通ラインＣ１から分岐しており、分岐点ＤＮ１で第１の共通ラインＣ１に対して図６の例では着脱自在ではない。また、分岐部５は、第二の接続部である分岐点ＤＮ２において第２の共通ラインＣ２から分岐しており、分岐点ＤＮ２で第２の共通ラインＣ２に対して図６の例では着脱自在ではない。
　また、図６に示す構成の太陽光発電部Ｐ１では、分岐部２がブロッキングダイオード４とブロッキングダイオード４のアノード側に設けられる故障検出部３とブロッキングダイオード４のカソード側に設けられる故障検出部６とを備え、分岐部５が故障検出部７を備えている。
　続いて、図７に示す構成の太陽光発電部Ｐ１について説明する。図７に示す構成の太陽光発電部Ｐ１は、図４に示す構成においてブロッキングダイオード４を取り除いている。
　続いて、図８に示す構成の太陽光発電部Ｐ１について説明する。図８に示す構成の太陽光発電部Ｐ１は、図６に示す構成においてブロッキングダイオード４及び故障検出部６を取り除いている。
　上述した図３～図８の構成では、例えば故障検出部３がユニット１に流れる電流を検出し、発電時にオープン（開放）故障の有無を検出するようにすればよい。例えば第１の共通ラインＣ１および第２の共通ラインＣ２を介して両ラインに互いに異なる電圧をインバータ等から印加し、各故障検出部にて電流が流れるか否かを測定して、オープン（開放）故障の有無を検知するようにすればよい。
　また、図６又は図８の構成では、例えば故障検出部３、６、及び７それぞれが電圧印加機能とユニット１に流れる電流を検出する機能とを有するようにし、夜間にユニット１の両端又はブロッキングダイオード４の両端に互いに異なる電圧を印加し、そのときにその二点間に電流が流れるか否かを測定して、オープン（開放）故障の有無を検知するようにすればよい。この場合、二点間に電流が流れていればオープン（開放）故障が無く、二点間に電流が流れていなければオープン（開放）故障が有ることになる。
　また、図６又は図８の構成では、例えば故障検出部３、６、及び７それぞれが電圧印加機能とユニット１に流れる電流を検出する機能とを有するようにし、夜間に常時ユニット１の両端又はブロッキングダイオード４の両端に互いに異なる電圧を印加し、その二点間に流れる電流の変化量を測定して、故障が発生したかを検知するようにしてもよい。
　日中に故障検出を行う場合、上記故障検出部は、例えば、ユニット１の発電電力を電源として利用することができる。夜間に故障検出を行う場合、例えば、インバータ装置ＩＮＶ１（図１参照）が双方向に直交流電力変換できれば、上記故障検出部の電源として商用系統からの電力を利用することができる。また、上記故障検出部の電源専用のインバータ装置やバッテリなどを、接続箱ＪＢ１～ＪＢ１４や集合箱ＣＢ１（図１参照）に設けてもよい。また、上記故障検出部が無線通信を行う場合、無線電力供給により故障検出部の電源を確保してもよい。無線通信は電力線通信などの有線通信に比べて小電力通信であるので、電源の小型化や低コスト化が容易である。
　上記故障検出部は、故障監視部と無線通信又は有線通信を行う。故障監視部を太陽光発電システム毎に設けてもよい。また、故障監視部を複数の太陽光発電システムで共通して設け、当該故障監視部が複数の太陽光発電システムを管轄するようにしてもよい。
　また、故障監視部は、故障が有る旨の故障検出の結果に関する信号を受け取った場合、その信号の発信元に対して、より詳細な測定を行うように指示を出してもよい。この場合、故障監視部が、ＩＤ情報（識別データ）を受け取っていれば、当該指示の送信が容易になる。
　上記故障検出部が無線通信を行う場合、上記故障検出部から送信されるＲＦ信号を受信するための受信アンテナを設け、受信アンテナと故障監視部とを有線接続するようにしてもよい。これにより、無線通信の通信可能距離が比較的短い場合における対応が容易になる。また、上記故障検出部と無線通信する故障監視部を自動車等の移動体に搭載し、当該移動体が太陽光発電システムの各ユニット周辺を巡回するようにしてもよい。これにより、無線通信の通信可能距離が比較的短い場合における対応が容易になる。
　また、故障検出の結果を長期間蓄積し、その蓄積したデータを解析することにより、ユニットの劣化や周辺環境の変化などを認識することが可能となり、ユニットの劣化や周辺環境の変化などに対応した故障検出が可能となる。なお、データの蓄積は、故障監視部側に記憶装置を設け、その記憶装置に蓄積して集中管理してもよく、上記故障検出部にメモリを設けてそのメモリに蓄積してもよい。
　次に、上記故障検出部と故障監視部との通信方法について、図８に示す構成の太陽光発電部Ｐ１を例に挙げて以下に説明する。
　図９に示す通信方法では、故障検出部３及び７それぞれが故障監視部と無線通信を行う。また、図１０に示す通信方法では、故障検出部３と故障検出部７とが情報伝送線８で接続されており、故障検出部７での故障検出結果が情報伝送線８を介して故障検出部３に送られ、故障検出部３が、故障検出部３及び７での故障検出結果を無線通信によって故障監視部に送る。
　無線通信を行う故障検出部は、故障検出の結果に関する信号又はその変調信号を生成し、その生成した信号をＲＦ搬送波に重畳したＲＦ信号を、故障監視部に対して送信する。なお、故障検出の結果に関する信号又はその変調信号に加えて、ＩＤ情報（識別データ）又はその変調データもＲＦ搬送波に重畳することが望ましい。これにより、無線通信を行う故障検出部と通信する監視部が、各故障検出の結果がどのユニットに対応するものであるかを容易に把握することができる。
　図１１に示す通信方法では、故障検出部３及び７それぞれが故障監視部と電力線通信を行う。また、図１２に示す通信方法では、故障検出部３と故障検出部７とが情報伝送線８で接続されており、故障検出部７での故障検出結果が情報伝送線８を介して故障検出部３に送られ、故障検出部３が、故障検出部３及び７での故障検出結果を情報伝送線８経由で故障監視部に送る。
　なお、故障検出部は太陽電池モジュール毎の故障検出が可能であるように設置されてもよい。
　無線通信を行う故障検出部が太陽電池モジュール毎の故障検出が可能であるように設置される場合の設置例を図１３に示す。図１３に示す設置例では、四つの筐体１１～１４がそれぞれ無線通信を行う故障検出部を格納しており、筐体１１～１４それぞれが、電圧印加機能、電流検出機能、及び無線通信機能を有するＩＣと、そのＩＣに接続されるパターンアンテナとを内蔵している。筐体１１は第１の連結ケーブルが有する第１の共通ラインＣ１の分岐点ＤＮ１に対して接続点ＣＮ４で着脱自在であり、太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ１で着脱自在である。また、筐体１２及び１３はそれぞれ太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ１で着脱自在である。また、筐体１４は第２の連結ケーブルが有する第２の共通ラインＣ２の分岐点ＤＮ２に対して接続点ＣＮ５で着脱自在であり、太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ１で着脱自在である。このような設置例によると、太陽電池モジュール毎の故障検出が可能となる。すなわち、筐体１１及び１２が電圧印加を行うと、第１の共通ラインＣ１側に位置する太陽電池モジュールの故障を検出することができ、筐体１２及び１３が電圧印加を行うと、中央の太陽電池モジュールの故障を検出することができ、筐体１３及び１４が電圧印加を行うと、第２の共通ラインＣ２側に位置する太陽電池モジュールの故障を検出することができる。そして、筐体１１～１４それぞれでの電流検出結果を総合的に判断することによって、ユニット毎の故障を検出する。筐体１１～１４それぞれでの電流検出結果を総合的に判断する主体は、他の三つの筐体での電流検出結果を情報伝送線（不図示）などによって受け取る残り一つの筐体であってもよく、故障監視部であってもよい。本実施例では太陽電池モジュール毎の故障検出が行える実施例について述べたが、複数の太陽電池モジュールの直列体であるストリングで構成されるユニット毎の故障検出についても適用できることは言うまでもない。
　無線通信を行う故障検出部が太陽電池モジュール毎の故障検出が可能であるように設置される場合の他の設置例を図１４に示す。図１４に示す設置例では、三つの貼付体１５～１７がそれぞれ無線通信を行う故障検出部を格納しており、貼付体１５～１７それぞれが、電磁誘導により太陽電池モジュール側に電流を発生させる電流発生機能、太陽電池モジュール側の電流を検出する電流検出機能、及び無線通信機能を有するＩＣと、そのＩＣに接続されるパターンアンテナとを内蔵している。また、貼付体１５～１７はそれぞれ別個の太陽電池モジュールに貼り付けられている。このような設置例によると、太陽電池モジュール毎の故障検出が可能となる。すなわち、貼付体１５により、第１の共通ラインＣ１側に位置する太陽電池モジュールの故障を検出することができ、貼付体１６により、中央の太陽電池モジュールの故障を検出することができ、貼付体１７により、第２の共通ラインＣ２側に位置する太陽電池モジュールの故障を検出することができる。そして、貼付体１５～１７それぞれでの電流検出結果を総合的に判断することによって、ユニット毎の故障を検出する。貼付体１５～１７それぞれでの電流検出結果を総合的に判断する主体は、他の二つの貼付体での電流検出結果を情報伝送線（不図示）などによって受け取る残り一つの筐体であってもよく、故障監視部であってもよい。
　また、無線通信を行う故障検出部が太陽電池モジュール毎の故障検出が可能であるように設置される場合の更に他の設置例では、上述した筐体又は上述した貼付体内のＩＣ及びパターンアンテナに相当するＩＣ及びパターンアンテナを太陽電池モジュールに内蔵するようにする。また、かかる設置例や図１４に示す設置例では、無線通信を行う故障検出部の電源さえ確保できれば、太陽電池モジュールが盗難にあった場合でも無線通信により追尾することができる。同様に、図１３に示す設置例では、筐体が接続された状態でユニットが盗難にあった場合に、その盗難にあったユニットを無線通信により追尾することができる。また、上述した筐体又は上述した貼付体内のＩＣ及びパターンアンテナに相当するＩＣ及びパターンアンテナを太陽電池モジュールに内蔵する設置例や図１３、図１４に示す設置例のように、太陽電池モジュール毎に故障検出を行っている場合は、ＩＤ情報（識別データ）も太陽電池モジュール毎に設定するとよい。
　次に、電力線通信を行う故障検出部が一つの太陽電池モジュールの両端に接続される場合の設置例を図１５に示す。図１５に示す実施例では、電力線通信を行う故障検出部は、ストリングに流れる電流を検出する電流検出部１８と、電流検出部１８の検出結果を電力線通信により送信する電力線通信モデム部１９とを備えている。電力線通信モデム部１９は、太陽電池モジュールＭ１の出力電力を電源として利用しており、端子Ｓ＋及びＳ－が電源入力用端子と電力線通信信号出力用端子とを兼ねている。電力線通信を行う故障検出部は、第１の連結ケーブルが有する第１の共通ラインＣ１の第一の接続部である分岐点ＤＮ１に対して接続点ＣＮ６で着脱自在であり、太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ１で着脱自在である。
　次に、電力線通信を行う故障検出部が一つの太陽電池モジュールの両端に接続される場合の他の設置例を図１６に示す。図１６に示す実施例では、電力線通信を行う故障検出部は、電流検出部１８と、電力線通信モデム部１９と、ＤＣ／ＤＣ変換用トランジスタ２０と、ＤＣ／ＤＣ変換用トランジスタ２０を制御する制御部２１とを備えている。制御部２１の制御により、ユニットの出力電圧を変更することができるので、インバータ装置ＩＮＶ１（図１参照）の入力電圧に関する制約を少なくすることができる。高電圧出力の太陽電池を用い、太陽電池アレイの直列数を少なくした場合、直列数の変更によってインバータ装置ＩＮＶ１の入力電圧設定を調整することが困難になるので、特に有用である。また、各電流検出点で電圧検出も行うようにし、その検出した電圧情報を電力線通信モデム部１９相互でやりとりして、毎日一定時間で発生するビルや樹木等の日照障害に対して、ＤＣ／ＤＣ変換用トランジスタ２０及び制御部２１を用いていることで電圧補正を行うことができるので、システムの総合発電効率の向上につなげることができる。この場合、ビルや樹木等の日照障害が生じている太陽電池モジュールに対応するＤＣ／ＤＣ変換用トランジスタ２０がＤＣ／ＤＣ変換動作をするようにし、ビルや樹木等の日照障害が生じていない太陽電池モジュールに対応するＤＣ／ＤＣ変換用トランジスタ２０がＤＣ／ＤＣ変換動作をしないようにすればよい。第１の共通ラインＣ１側の太陽電池モジュールＭ１の両端に接続される故障検出部は、第１の連結ケーブルが有する第１の共通ラインＣ１の分岐点ＤＮ１に対して接続点ＣＮ７で着脱自在であり、第１の共通ラインＣ１側の太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ１で着脱自在である。また、第２の共通ラインＣ２側の太陽電池モジュールＭ１の両端に接続される故障検出部は、第２の共通ラインＣ２側の太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ７で着脱自在であり、第２の共通ラインＣ２側の太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ１で着脱自在である。
　次に、電力線通信を行う故障検出部が一つの太陽電池モジュールの両端に接続される場合の更に他の設置例を図１７に示す。図１７に示す実施例では、電力線通信を行う故障検出部は、電流検出部１８と、電力線通信モデム部１９と、ＤＣ／ＡＣ変換用トランジスタ２２と、ＤＣ／ＡＣ変換用トランジスタ２２をオン／オフ制御するスイッチング制御部２３とを備えている。スイッチング制御部２３の制御により、ユニットの出力電圧（直流電圧）を交流電圧に変換してから第１の連結ケーブルの第１の共通ラインＣ１－第２の連結ケーブルの第２の共通ラインＣ２間に出力することができる。これにより、インバータ装置ＩＮＶ１（図１参照）が不要となる。また、スイッチング制御部２３の制御により、ユニットの出力状態も制御することができるので、ユニット毎にユニットの出力状態を制御することができる。したがって、一部のユニットが陰になっている場合でも適切な制御を行うことができる。故障検出部は、第１の連結ケーブルが有する第１の共通ラインＣ１の分岐点ＤＮ１に対して接続点ＣＮ８で着脱自在であり、第２の連結ケーブルが有する第２の共通ラインＣ２の分岐点ＤＮ２及び太陽電池モジュールＭ１に対して接続点ＣＮ１で着脱自在である。
　なお、本発明は、上記の説明に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、上述した実施形態では、産業用太陽光発電システムに本発明を適用したが、本発明は産業用太陽光発電システムに限らず、家庭用太陽光発電システムにも適用することができる。また、太陽電池アレイにより発生した直流電力を交流に変換せずに発電地域近隣の電力系統に供給しても構わない。
　本発明に係る太陽光発電システムは、産業用太陽光発電システムや家庭用太陽光発電システムとして利用することができる。
　　　１　ユニット
　　　２、５　分岐部
　　　３、６、７　故障検出部
　　　４　ブロッキングダイオード
　　　８　情報伝送線
　　　１１～１４　筐体
　　　１５～１７　貼付体
　　　１８　電流検出部
　　　１９　電力線通信モデム部
　　　２０　ＤＣ／ＤＣ変換用トランジスタ
　　　２１　制御部
　　　２２　ＤＣ／ＡＣ変換用トランジスタ
　　　２３　スイッチング制御部
　　　Ｃ１、Ｃ１０１　第１の共通ライン
　　　Ｃ２、Ｃ１０２　第２の共通ライン
　　　ＣＢ１　集合箱
　　　ＣＮ１～ＣＮ８　接続点
　　　ＤＮ１、ＤＮ２　分岐点
　　　ＩＮＶ１　インバータ装置
　　　ＪＢ１～ＪＢ１４　接続箱（３回路入力）
　　　ＪＢ１０１　接続箱（５回路入力）
　　　ＪＢ１０２　接続箱（４６回路入力）
　　　ＪＢ１０３　接続箱（２回路入力）
　　　Ｍ１　太陽電池モジュール
　　　Ｍ１０１　低電圧出力太陽電池モジュール
　　　Ｍ１０２　高電圧出力太陽電池モジュール
　　　Ｐ１　太陽光発電部
　　　Ｔ１　トランス

Claims (7)

  1. 　複数の太陽電池モジュールの直列体であるストリング又は一つの太陽電池モジュールからなるユニットを複数備え、
    　前記ユニットを個々に並列接続する複数の連結ケーブルと、
    　前記ユニット毎の故障を検出して検出結果を出力する故障検出部とを備えてなることを特徴とする太陽光発電システム。
  2. 　前記複数の連結ケーブルの一つが、前記複数のユニットそれぞれの一方端部が接続される第１の共通ラインを備える第１の連結ケーブルであり、
    　前記複数の連結ケーブルの一つが、前記複数のユニットそれぞれの他方端部が接続される第２の共通ラインを備える第２の連結ケーブルであり、
    　前記ユニットと前記第１の共通ラインとが接続される第１の接続部と、前記ユニットと前記第２の共通ラインとが接続される第２の接続部との間に、前記故障検出部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
  3. 　前記第１の共通ラインと前記ユニットとの間にブロッキングダイオードを設けたことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム。
  4. 　前記第１の共通ラインから分岐して前記ユニットの一方端部に接続される分岐部を備え、
    　前記分岐部に前記ブロッキングダイオードを配置したことを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電システム。
  5. 　前記第１の共通ラインから分岐して前記ユニットの一方端部に接続される分岐部を備え、
    　前記分岐部に前記故障検出部を配置したことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム。
  6. 　前記分岐部の少なくとも一部が交換可能であることを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電システム。
  7. 　前記分岐部の少なくとも一部が交換可能であることを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電システム。
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