太陽光発電用接続箱
【課題】太陽電池アレイの異常を判定する機能を有し、発電中の太陽電池アレイ全体の異常を常時監視することができ、低コストな太陽光発電用接続箱を提供する。
【解決手段】太陽電池ストリング１０２のそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線１１と、分岐線１１を介して各太陽電池ストリング１０２から入力された電力を集電して出力する出力用の集合線１２と、分岐線１１のそれぞれに設けられた逆流防止ダイオード１４と、逆流防止ダイオード１４に並列接続されたキャパシタ２と、集合線１２に設けられ太陽電池アレイ１０１に交流電圧を印加可能な交流電圧発生器３と、太陽電池アレイ１０１に流れる交流電流を測定する測定手段４と、交流電圧発生器３が印加した交流電圧と、測定手段４が測定した交流電流とを基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定する異常判定部６を有する制御装置５と、を備えた。
【解決手段】太陽電池ストリング１０２のそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線１１と、分岐線１１を介して各太陽電池ストリング１０２から入力された電力を集電して出力する出力用の集合線１２と、分岐線１１のそれぞれに設けられた逆流防止ダイオード１４と、逆流防止ダイオード１４に並列接続されたキャパシタ２と、集合線１２に設けられ太陽電池アレイ１０１に交流電圧を印加可能な交流電圧発生器３と、太陽電池アレイ１０１に流れる交流電流を測定する測定手段４と、交流電圧発生器３が印加した交流電圧と、測定手段４が測定した交流電流とを基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定する異常判定部６を有する制御装置５と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池アレイの各太陽電池ストリングで発電した電力を集電して出力する太陽光発電用接続箱に係り、特に、太陽電池アレイの故障等の異常を判定する機能を付与した太陽光発電用接続箱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池アレイの故障等の異常を判定する方法として、特許文献１がある。なお、太陽電池アレイとは、複数の太陽電池パネルを直列接続した太陽電池ストリングを複数備えたものである。
【０００３】
特許文献１では、太陽電池ストリングの静電容量を測定することで、太陽電池ストリング内の断線位置を検出する方法が開示されている。しかし、特許文献１では、太陽電池ストリングをシステムから切り離した状態で太陽電池ストリングの静電容量を測定する必要があるために、太陽電池ストリングの発電中に太陽電池ストリングの異常を判定することができないという問題がある。
【０００４】
これに対して、本発明者らは、太陽電池パネルの交流特性から太陽電池パネルの異常を判定する方法を提案中である。この方法では、発電中の太陽電池パネルの正極側から交流電圧を印加し、太陽電池パネルの交流特性、すなわちインピーダンス成分の評価を行うことにより、太陽電池パネルでの異常を判定するようにしている。この方法を、複数の太陽電池パネルを直列に接続した太陽電池ストリング全体に適用することにより、発電中の太陽電池ストリングの異常の判定を行うことが可能になる。
【０００５】
ところで、複数の太陽電池ストリングを備えた太陽電池アレイを有する太陽光発電システムでは、各太陽電池ストリングで発電した電力を集電してパワーコンディショナー等に出力する太陽光発電用接続箱（集電箱ともいう）が一般に用いられている。
【０００６】
従来用いられている太陽光発電用接続箱の一例を図６に示す。
【０００７】
図６に示す太陽光発電用接続箱６１は、太陽電池ストリング１０２のそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線１１と、複数の分岐線１１を合流し、複数の分岐線１１を介して各太陽電池ストリング１０２から入力された電力を集電してパワーコンディショナー１３に出力する出力用の集合線１２と、を備えている。図６では、一例として、太陽電池アレイ１０１が４つの太陽電池ストリング１０２からなり、各太陽電池ストリング１０２が４つの太陽電池パネル１０３からなる場合を示している。
【０００８】
分岐線１１のそれぞれには、集合線１２側から太陽電池ストリング１０２側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオード１４が設けられている。逆流防止ダイオード１４は、太陽電池ストリング１０２の個々の電圧レベルの違いにより電流が逆流してしまうことを防止するためのものである。
【０００９】
また、分岐線１１のそれぞれには、太陽電池ストリング１０２を個別に遮断するための分岐線側遮断器１５が設けられている。集合線１２には、太陽電池アレイ１０１全体を遮断するための集合線側遮断器１６が設けられている。
【００１０】
本発明者らは、この太陽光発電用接続箱６１に、太陽電池アレイ１０１の故障等の異常を判定する機能を付与することを考えた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−９１８２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−６６３２０号公報
【特許文献３】特開２００１−６８７０６号公報
【特許文献４】特許第３７５４８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のように、太陽光発電用接続箱６１では各分岐線１１に逆流防止ダイオード１４が設けられているため、上述の提案した方法を太陽光発電用接続箱６１に適用するとなると、交流電圧を印加する交流電圧発生器（交流電源）と、各太陽電池ストリング１０２を流れる交流電流を測定する測定手段とを、逆流防止ダイオード１４よりも太陽電池ストリング１０２側に設ける必要が生じる。
【００１３】
そのため、太陽電池アレイ１０１を構成する全ての太陽電池ストリング１０２の異常を判定しようとすると、各分岐線１１に交流電圧発生器と測定手段を設けなければならず、太陽電池ストリング１０２の数が多い太陽電池アレイ１０１に適用する場合には、コストが非常に高くなってしまうという問題がある。
【００１４】
なお、図７に示すように、太陽光発電用接続箱６１と別体に交流電圧発生器７１と測定手段としての受信機７２を用意し、順次接続を切り替えて各太陽電池ストリング１０２の異常を判定することも可能であるが、この方法では、太陽電池ストリング１０２の数が多くなると非常に手間がかかり作業性が悪い上に、太陽電池アレイ１０１全体の異常を常時監視することができないという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、太陽電池アレイの異常を判定する機能を有し、発電中の太陽電池アレイ全体の異常を常時監視することができ、低コストな太陽光発電用接続箱を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、複数の太陽電池パネルを直列接続した太陽電池ストリングを複数備えた太陽電池アレイに電気的に接続され、前記各太陽電池ストリングで発電した電力を集電して出力する太陽光発電用接続箱であって、前記太陽電池ストリングのそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線と、該複数の分岐線を合流し、前記複数の分岐線を介して前記各太陽電池ストリングから入力された電力を集電して出力する出力用の集合線と、前記分岐線のそれぞれに設けられ、前記集合線側から前記太陽電池ストリング側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオードと、前記逆流防止ダイオードのそれぞれに並列接続されたキャパシタと、前記集合線に設けられ、前記集合線、前記分岐線、及び前記キャパシタを介して前記太陽電池アレイに交流電圧を印加可能な交流電圧発生器と、前記太陽電池アレイに流れる交流電流を測定する測定手段と、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定する異常判定部を有する制御装置と、を備えた太陽光発電用接続箱である。
【００１７】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成されてもよい。
【００１８】
前記測定手段は、前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流を測定するように構成され、前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流とを基に、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成されてもよい。
【００１９】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、前記逆流防止ダイオードと並列、かつ、前記キャパシタと直列にインダクタを設け、前記キャパシタと前記インダクタとで前記分岐線ごとに通過域の異なるバンドパスフィルタを形成するようにし、前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加する交流電圧の周波数を制御することで、交流電圧を印加する前記太陽電池ストリングを選択し、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、選択した前記太陽電池ストリングの異常を判定することを繰返し、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成されてもよい。
【００２０】
前記異常判定部は、前記太陽電池ストリングの発電中に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成されてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、太陽電池アレイの異常を判定する機能を有し、発電中の太陽電池アレイ全体の異常を常時監視することができ、低コストな太陽光発電用接続箱を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図２】図１の太陽光発電システムの太陽電池ストリングを示す概略構成図である。
【図３】図１の太陽光発電用接続箱の異常判定部における異常判定処理の制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図６】従来の太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図７】図６の従来の太陽光発電用接続箱において、交流電圧発生器と受信機を用意し、順次接続を切り替えて各太陽電池ストリングの異常を判定する場合の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【００２５】
図１に示すように、太陽光発電システム１００は、太陽電池アレイ１０１と、本発明の太陽光発電用接続箱１と、パワーコンディショナー１３と、を主に備えている。
【００２６】
太陽電池アレイ１０１は、複数の太陽電池パネル１０３を直列接続した太陽電池ストリング１０２を複数備えたものである。本実施の形態では、一例として、太陽電池アレイ１０１が４つの太陽電池ストリング１０２からなり、各太陽電池ストリング１０２が４つの太陽電池パネル１０３からなる場合を説明する。ただし、太陽電池アレイ１０１を構成する太陽電池ストリング１０２の数、および太陽電池ストリング１０２を構成する太陽電池パネル１０３の数については、これに限定されるものではない。
【００２７】
太陽光発電用接続箱１は、太陽電池アレイ１０１に電気的に接続され、各太陽電池ストリング１０２で発電した電力を集電してパワーコンディショナー１３に出力するものである。
【００２８】
太陽光発電用接続箱１は、太陽電池ストリング１０２のそれぞれと電気的に接続される入力用の複数（ここでは４本）の分岐線１１と、複数の分岐線１１を合流し、複数の分岐線１１を介して各太陽電池ストリング１０２から入力された電力を集電して出力する出力用の集合線１２と、を備えている。
【００２９】
分岐線１１の一端には、各太陽電池ストリング１０２の正極から延びる電源線１０４がそれぞれ電気的に接続される。各分岐線１１の他端は、集合線１２の一端に電気的に接続され、集合線１２の他端は、パワーコンディショナー１３に延びる電源線１０５が電気的に接続される。本実施の形態では、各太陽電池ストリング１０２の負極から延びる電源線（ＤＣリターン用の電線）１０６を、太陽光発電用接続箱１を介さずに直接パワーコンディショナー１３に接続するようにしているが、太陽光発電用接続箱１を介してパワーコンディショナー１３に接続するようにしてもよい。
【００３０】
分岐線１１のそれぞれには、集合線１２側から太陽電池ストリング１０２側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオード１４が設けられている。
【００３１】
また、分岐線１１のそれぞれには、太陽電池ストリング１０２を個別に遮断するための分岐線側遮断器１５が設けられている。集合線１２には、太陽電池アレイ１０１全体を遮断するための集合線側遮断器１６が設けられている。
【００３２】
さて、本実施の形態に係る太陽光発電用接続箱１は、逆流防止ダイオード１４のそれぞれに並列接続された交流通過用のキャパシタ（容量素子）２と、集合線１２に設けられ、集合線１２、分岐線１１、キャパシタ２、及び電源線１０４を介して太陽電池アレイ１０１に交流電圧を印加可能な交流電圧発生器３と、太陽電池アレイ１０１に流れる交流電流を測定する測定手段４と、交流電圧発生器３が印加した交流電圧と測定手段４が測定した交流電流とを基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定する異常判定部６を有する制御装置５と、警報手段９と、をさらに備えている。
【００３３】
太陽光発電用接続箱１では、逆流防止ダイオード１４と並列にキャパシタ２を設けることにより、逆流防止ダイオード１４を回避して交流電圧を各太陽電池ストリング１０２に伝送することを可能としており、その結果、逆流防止ダイオード１４よりも出力側（パワーコンディショナー１３側）の集合線１２に、各太陽電池ストリング１０２で共通の交流電圧発生器３を設けることを可能としている。
【００３４】
制御手段５と交流電圧発生器３とは制御線７を介して電気的に接続されており、交流電圧発生器３が出力する交流電圧を制御装置５にて制御できるようになっている。
【００３５】
本実施の形態では、測定手段４は、集合線１２に流れる交流電流を測定するように構成される。集合線１２に流れる交流電流は、各太陽電池ストリング１０２を流れる交流電流の合計値、すなわち太陽電池アレイ１０１全体を流れる交流電流と等しい。測定手段４は、集合線１２に設けられた変流器（ＣＴ）４ａと、変流器４ａに接続された受信機（交流電流計）４ｂとで構成される。受信機４ｂと制御装置５とは制御線８を介して電気的に接続されており、受信機４ｂでの測定結果が制御装置５に入力されるようになっている。
【００３６】
また、本実施の形態では、異常判定部６は、交流電圧発生器３が印加した交流電圧Ｖと、測定手段４が測定した交流電流Ｉとを基に、太陽電池アレイ１０１全体の異常を判定するように構成されている。より具体的には、異常判定部６は、交流電圧Ｖと交流電流Ｉとの比Ｖ／Ｉ、すなわち太陽電池アレイ１０１全体でのインピーダンス成分Ｚを演算し、その値が予め設定した閾値よりも大きいときに、太陽電池アレイ１０１に異常があると判定するように構成される。異常判定部６は、太陽電池アレイ１０１に異常があると判定すると、警報手段９に異常信号を送信する。
【００３７】
なお、本実施の形態では、交流電圧Ｖと交流電流Ｉとの比Ｖ／Ｉ（つまりインピーダンス成分Ｚ）を基に太陽電池アレイ１０１の異常を判定するようにしたが、これに限らず、交流電圧Ｖと交流電流Ｉの位相差を基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定するようにしてもよい。異常判定部６は、制御装置５に実装され、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）やＣＰＵ、Ｉ／Ｏインターフェイス、ソフトウェア等を適宜組み合わせて実現される。
【００３８】
本実施の形態では、制御装置５が交流電圧発生器３を制御するように構成しているため、異常判定部６での異常の判定に用いる交流電圧Ｖとしては、その指示値を用いることができる。ただし、これに限らず、交流電圧発生器３の出口に交流電圧計を設置して交流電圧発生器３が出力する交流電圧Ｖを測定し、その測定値を用いて異常の判定を行うようにしてもよい。
【００３９】
太陽光発電用接続箱１では、異常判定部６は、太陽電池ストリング１０２の発電中に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定するように構成される。この理由を図２を用いて説明する。
【００４０】
図２に示すように、太陽電池ストリング１０２では、複数の太陽電池パネル１０３を直列接続しているが、各太陽電池パネル１０３の正極と負極の間には、後段の太陽電池パネル１０３からの電流をバイパスするためのバイパスダイオード１０７がそれぞれ設けられている。このため、太陽電池ストリング１０２（太陽電池パネル１０３）が発電していないときに交流電圧を印加した場合には、太陽電池パネル１０３のみならずバイパスダイオード１０７にも交流電流が通過してしまい、太陽電池ストリング１０２の異常、すなわち太陽電池ストリング１０２を構成する各太陽電池パネル１０３の異常を判定することが困難になる。
【００４１】
これに対して、太陽電池ストリング１０２の各太陽電池パネル１０３が発電しているときに交流電圧を印加すると、太陽電池ストリング１０２が発電している直流電圧に交流電圧が重畳されることになるため、バイパスダイオード１０７が常に逆方向バイアスされた状態となる。その結果、交流電流は、バイパスダイオード１０７を通らずに、太陽電池パネル１０３のみを通るようになり、バイパスダイオード１０７の影響を受けずに、高精度に太陽電池ストリング１０２の異常を判定できるようになる。
【００４２】
警報手段９は、異常判定部６が太陽電池アレイ１０１に異常があると判定したときに、警報を発して管理者に通知を行うものである。警報手段９の構成は特に限定するものではないが、例えば、異常判定部６から異常信号を受信したときに、警告灯を点灯して太陽電池アレイ１０１の異常を検知したことを管理者に知らせると共に、モニタ等に太陽電池アレイ１０１の異常を検知したことを表示し、これと同時期に、管理者の携帯電話等に警報メールを送信して、太陽電池アレイ１０１の異常を検知したことを通知するように構成すればよい。
【００４３】
次に、太陽光発電用接続箱１の異常判定部６における異常判定処理の制御フローについて図３を用いて説明する。この異常判定処理は、太陽電池パネル１０３が発電を行っているときに実行される。
【００４４】
異常判定処理を実行するトリガは特に限定するものではなく、管理者が所望するときに実行するようにしてもよいし、設定した時間になると自動的に実行するようにしてもよい。また、設定した時間範囲（例えば発電が行われている昼間）において、所定の時間間隔で（例えば１時間おきに）実行するようにしてもよい。
【００４５】
図３に示すように、異常判定処理では、まず、ステップＳ１にて、制御装置５から交流電圧発生器３に信号を送信し、交流電圧発生器３から太陽電池アレイ１０１に交流電圧Ｖを印加する。その後、ステップＳ２にて、測定手段４の受信機４ｂにより集合線１２に流れる交流電流Ｉを測定する。
【００４６】
その後、ステップＳ３にて、異常判定部６が、交流電圧Ｖと交流電流Ｉとの比Ｖ／Ｉ、すなわち太陽電池アレイ１０１全体でのインピーダンス成分Ｚを演算し、ステップＳ４にて、そのインピーダンス成分Ｚが予め設定した閾値以下か判断する。
【００４７】
ステップＳ４にてＹＥＳと判断されれば、ステップＳ５にて、異常判定部６が、太陽電池アレイ１０１に異常がないと判定し、処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ４にてＮＯと判断されれば、ステップＳ６にて、異常判定部６が、太陽電池アレイ１０１に異常があると判定し、ステップＳ７にて、警報手段９に異常信号を送信した後、処理を終了する。
【００４９】
本実施の形態の作用を説明する。
【００５０】
本実施の形態に係る太陽光発電用接続箱１では、逆流防止ダイオード１４に交流通過用のキャパシタ２を並列接続し、集合線１２に設けた交流電圧発生器３から各太陽電池ストリング１０２に交流電圧Ｖを印加し、その印加した交流電圧Ｖと、測定手段４で測定した各太陽電池ストリング１０２を流れる交流電流Ｉとを基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定するようにしている。
【００５１】
逆流防止ダイオード１４にキャパシタ２を並列接続することにより、逆流防止ダイオード１４よりも出力側（パワーコンディショナー１３側）の集合線１２に、各太陽電池ストリング１０２で共通の交流電圧発生器３と測定手段４を設けることが可能になり、太陽電池アレイ１０１の異常を判定する機能を有する太陽光発電用接続箱１を低コストに実現することが可能になる。
【００５２】
また、太陽光発電用接続箱１では、図７で説明した交流電圧発生器７１と受信機７２を別途用意する場合のように、太陽電池ストリング１０２ごとに接続を切り替える必要がなく、発電中の太陽電池アレイ１０１全体の異常を自動で常時監視することが可能になる。太陽光発電用接続箱１では、複数の太陽電池ストリング１０２を一括して監視することができるため、特に、太陽電池ストリング１０２を多数備えた大規模な太陽光発電システム１００に好適である。
【００５３】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００５４】
図４に示す太陽光発電用接続箱４１は、図１の太陽光発電用接続箱１において、測定手段４を、分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉを測定するように構成し、異常判定部６を、交流電圧発生器３が印加した交流電圧Ｖと、測定手段４が測定した分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉとを基に、太陽電池ストリング１０２の異常を個別に判定するように構成したものである。
【００５５】
測定手段４は、各分岐線１１に変流器４ａを設け、受信機４ｂを、スイッチングにより変流器４ａを順次選択し、分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉの測定を順次行うように構成している。分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉは、対応する太陽電池ストリング１０２のそれぞれに流れる交流電流と等しい。
【００５６】
異常判定部６は、受信機４ｂより分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉの値を順次受信し、太陽電池ストリング１０２ごとにインピーダンス成分Ｚを算出して、太陽電池ストリング１０２ごとに個別に異常の判定を行うように構成されている。
【００５７】
なお、図４では変流器４ａを逆流防止ダイオード１４よりも太陽電池アレイ１０１側に設ける場合を示しているが、変流器４ａは、分岐線１１のどの位置に設けてもよく、逆流防止ダイオード１４よりも出力側（パワーコンディショナー１３側）に設けてもよい。
【００５８】
図１の太陽光発電用接続箱１では、太陽電池アレイ１０１全体の異常を判定するのみであったが、図４の太陽光発電用接続箱４１によれば、どの太陽電池ストリング１０２で異常が発生したかを個別に判定することが可能になる。
【００５９】
図５に示す太陽光発電用接続箱５１は、図１の太陽光発電用接続箱１において、逆流防止ダイオード１４と並列、かつ、キャパシタ２と直列にインダクタ（誘導素子）５２を設け、キャパシタ２とインダクタ５２とで分岐線１１ごとに通過域（通過周波数帯域）の異なるバンドパスフィルタ５３を形成するようにしたものである。
【００６０】
この太陽光発電用接続箱５１では、異常判定部６は、交流電圧発生器３が印加する交流電圧の周波数を制御することで、交流電圧を印加する太陽電池ストリング１０２を選択し、交流電圧発生器３が印加した交流電圧Ｖと、測定手段４が測定した交流電流Ｉとを基に、選択した太陽電池ストリング１０２の異常を判定することを繰返し、太陽電池ストリング１０２の異常を個別に判定するように構成される。太陽光発電用接続箱５１では、図１の太陽光発電用接続箱１と同様に、測定手段４は集合線１２に流れる交流電流を測定するように構成される。
【００６１】
なお、交流電圧発生器３から、出力周波数を所定の帯域内で掃引した交流電圧を出力するようにし、受信機４ｂで交流電流の周波数特性を測定し、交流電圧発生器３で印加する交流電圧の周波数特性と、受信機４ｂで測定した交流電流の周波数特性とを基に、一括して各太陽電池ストリング１０２の異常を判定するように構成することも可能である。
【００６２】
太陽光発電用接続箱５１によれば、図４の太陽光発電用接続箱４１と同様に、どの太陽電池ストリング１０２で異常が発生したかを個別に判定することが可能になる。さらに、図４の太陽光発電用接続箱４１では分岐線１１ごとに変流器４ａを設ける必要があったが、図５の太陽光発電用接続箱５１では分岐線１１ごとにインダクタ５２を設けるのみでよく、非常に低コストである。
【００６３】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 太陽光発電用接続箱
２ キャパシタ
３ 交流電圧発生器
４ 測定手段
４ａ 変流器
４ｂ 受信機
５ 制御装置
６ 異常判定部
１１ 分岐線
１２ 集合線
１４ 逆流防止ダイオード
１００ 太陽光発電システム
１０１ 太陽電池アレイ
１０２ 太陽電池ストリング
１０３ 太陽電池パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池アレイの各太陽電池ストリングで発電した電力を集電して出力する太陽光発電用接続箱に係り、特に、太陽電池アレイの故障等の異常を判定する機能を付与した太陽光発電用接続箱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池アレイの故障等の異常を判定する方法として、特許文献１がある。なお、太陽電池アレイとは、複数の太陽電池パネルを直列接続した太陽電池ストリングを複数備えたものである。
【０００３】
特許文献１では、太陽電池ストリングの静電容量を測定することで、太陽電池ストリング内の断線位置を検出する方法が開示されている。しかし、特許文献１では、太陽電池ストリングをシステムから切り離した状態で太陽電池ストリングの静電容量を測定する必要があるために、太陽電池ストリングの発電中に太陽電池ストリングの異常を判定することができないという問題がある。
【０００４】
これに対して、本発明者らは、太陽電池パネルの交流特性から太陽電池パネルの異常を判定する方法を提案中である。この方法では、発電中の太陽電池パネルの正極側から交流電圧を印加し、太陽電池パネルの交流特性、すなわちインピーダンス成分の評価を行うことにより、太陽電池パネルでの異常を判定するようにしている。この方法を、複数の太陽電池パネルを直列に接続した太陽電池ストリング全体に適用することにより、発電中の太陽電池ストリングの異常の判定を行うことが可能になる。
【０００５】
ところで、複数の太陽電池ストリングを備えた太陽電池アレイを有する太陽光発電システムでは、各太陽電池ストリングで発電した電力を集電してパワーコンディショナー等に出力する太陽光発電用接続箱（集電箱ともいう）が一般に用いられている。
【０００６】
従来用いられている太陽光発電用接続箱の一例を図６に示す。
【０００７】
図６に示す太陽光発電用接続箱６１は、太陽電池ストリング１０２のそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線１１と、複数の分岐線１１を合流し、複数の分岐線１１を介して各太陽電池ストリング１０２から入力された電力を集電してパワーコンディショナー１３に出力する出力用の集合線１２と、を備えている。図６では、一例として、太陽電池アレイ１０１が４つの太陽電池ストリング１０２からなり、各太陽電池ストリング１０２が４つの太陽電池パネル１０３からなる場合を示している。
【０００８】
分岐線１１のそれぞれには、集合線１２側から太陽電池ストリング１０２側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオード１４が設けられている。逆流防止ダイオード１４は、太陽電池ストリング１０２の個々の電圧レベルの違いにより電流が逆流してしまうことを防止するためのものである。
【０００９】
また、分岐線１１のそれぞれには、太陽電池ストリング１０２を個別に遮断するための分岐線側遮断器１５が設けられている。集合線１２には、太陽電池アレイ１０１全体を遮断するための集合線側遮断器１６が設けられている。
【００１０】
本発明者らは、この太陽光発電用接続箱６１に、太陽電池アレイ１０１の故障等の異常を判定する機能を付与することを考えた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−９１８２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−６６３２０号公報
【特許文献３】特開２００１−６８７０６号公報
【特許文献４】特許第３７５４８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のように、太陽光発電用接続箱６１では各分岐線１１に逆流防止ダイオード１４が設けられているため、上述の提案した方法を太陽光発電用接続箱６１に適用するとなると、交流電圧を印加する交流電圧発生器（交流電源）と、各太陽電池ストリング１０２を流れる交流電流を測定する測定手段とを、逆流防止ダイオード１４よりも太陽電池ストリング１０２側に設ける必要が生じる。
【００１３】
そのため、太陽電池アレイ１０１を構成する全ての太陽電池ストリング１０２の異常を判定しようとすると、各分岐線１１に交流電圧発生器と測定手段を設けなければならず、太陽電池ストリング１０２の数が多い太陽電池アレイ１０１に適用する場合には、コストが非常に高くなってしまうという問題がある。
【００１４】
なお、図７に示すように、太陽光発電用接続箱６１と別体に交流電圧発生器７１と測定手段としての受信機７２を用意し、順次接続を切り替えて各太陽電池ストリング１０２の異常を判定することも可能であるが、この方法では、太陽電池ストリング１０２の数が多くなると非常に手間がかかり作業性が悪い上に、太陽電池アレイ１０１全体の異常を常時監視することができないという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、太陽電池アレイの異常を判定する機能を有し、発電中の太陽電池アレイ全体の異常を常時監視することができ、低コストな太陽光発電用接続箱を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、複数の太陽電池パネルを直列接続した太陽電池ストリングを複数備えた太陽電池アレイに電気的に接続され、前記各太陽電池ストリングで発電した電力を集電して出力する太陽光発電用接続箱であって、前記太陽電池ストリングのそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線と、該複数の分岐線を合流し、前記複数の分岐線を介して前記各太陽電池ストリングから入力された電力を集電して出力する出力用の集合線と、前記分岐線のそれぞれに設けられ、前記集合線側から前記太陽電池ストリング側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオードと、前記逆流防止ダイオードのそれぞれに並列接続されたキャパシタと、前記集合線に設けられ、前記集合線、前記分岐線、及び前記キャパシタを介して前記太陽電池アレイに交流電圧を印加可能な交流電圧発生器と、前記太陽電池アレイに流れる交流電流を測定する測定手段と、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定する異常判定部を有する制御装置と、を備えた太陽光発電用接続箱である。
【００１７】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成されてもよい。
【００１８】
前記測定手段は、前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流を測定するように構成され、前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流とを基に、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成されてもよい。
【００１９】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、前記逆流防止ダイオードと並列、かつ、前記キャパシタと直列にインダクタを設け、前記キャパシタと前記インダクタとで前記分岐線ごとに通過域の異なるバンドパスフィルタを形成するようにし、前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加する交流電圧の周波数を制御することで、交流電圧を印加する前記太陽電池ストリングを選択し、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、選択した前記太陽電池ストリングの異常を判定することを繰返し、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成されてもよい。
【００２０】
前記異常判定部は、前記太陽電池ストリングの発電中に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成されてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、太陽電池アレイの異常を判定する機能を有し、発電中の太陽電池アレイ全体の異常を常時監視することができ、低コストな太陽光発電用接続箱を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図２】図１の太陽光発電システムの太陽電池ストリングを示す概略構成図である。
【図３】図１の太陽光発電用接続箱の異常判定部における異常判定処理の制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図６】従来の太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【図７】図６の従来の太陽光発電用接続箱において、交流電圧発生器と受信機を用意し、順次接続を切り替えて各太陽電池ストリングの異常を判定する場合の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る太陽光発電用接続箱を用いた太陽光発電システムの概略構成図である。
【００２５】
図１に示すように、太陽光発電システム１００は、太陽電池アレイ１０１と、本発明の太陽光発電用接続箱１と、パワーコンディショナー１３と、を主に備えている。
【００２６】
太陽電池アレイ１０１は、複数の太陽電池パネル１０３を直列接続した太陽電池ストリング１０２を複数備えたものである。本実施の形態では、一例として、太陽電池アレイ１０１が４つの太陽電池ストリング１０２からなり、各太陽電池ストリング１０２が４つの太陽電池パネル１０３からなる場合を説明する。ただし、太陽電池アレイ１０１を構成する太陽電池ストリング１０２の数、および太陽電池ストリング１０２を構成する太陽電池パネル１０３の数については、これに限定されるものではない。
【００２７】
太陽光発電用接続箱１は、太陽電池アレイ１０１に電気的に接続され、各太陽電池ストリング１０２で発電した電力を集電してパワーコンディショナー１３に出力するものである。
【００２８】
太陽光発電用接続箱１は、太陽電池ストリング１０２のそれぞれと電気的に接続される入力用の複数（ここでは４本）の分岐線１１と、複数の分岐線１１を合流し、複数の分岐線１１を介して各太陽電池ストリング１０２から入力された電力を集電して出力する出力用の集合線１２と、を備えている。
【００２９】
分岐線１１の一端には、各太陽電池ストリング１０２の正極から延びる電源線１０４がそれぞれ電気的に接続される。各分岐線１１の他端は、集合線１２の一端に電気的に接続され、集合線１２の他端は、パワーコンディショナー１３に延びる電源線１０５が電気的に接続される。本実施の形態では、各太陽電池ストリング１０２の負極から延びる電源線（ＤＣリターン用の電線）１０６を、太陽光発電用接続箱１を介さずに直接パワーコンディショナー１３に接続するようにしているが、太陽光発電用接続箱１を介してパワーコンディショナー１３に接続するようにしてもよい。
【００３０】
分岐線１１のそれぞれには、集合線１２側から太陽電池ストリング１０２側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオード１４が設けられている。
【００３１】
また、分岐線１１のそれぞれには、太陽電池ストリング１０２を個別に遮断するための分岐線側遮断器１５が設けられている。集合線１２には、太陽電池アレイ１０１全体を遮断するための集合線側遮断器１６が設けられている。
【００３２】
さて、本実施の形態に係る太陽光発電用接続箱１は、逆流防止ダイオード１４のそれぞれに並列接続された交流通過用のキャパシタ（容量素子）２と、集合線１２に設けられ、集合線１２、分岐線１１、キャパシタ２、及び電源線１０４を介して太陽電池アレイ１０１に交流電圧を印加可能な交流電圧発生器３と、太陽電池アレイ１０１に流れる交流電流を測定する測定手段４と、交流電圧発生器３が印加した交流電圧と測定手段４が測定した交流電流とを基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定する異常判定部６を有する制御装置５と、警報手段９と、をさらに備えている。
【００３３】
太陽光発電用接続箱１では、逆流防止ダイオード１４と並列にキャパシタ２を設けることにより、逆流防止ダイオード１４を回避して交流電圧を各太陽電池ストリング１０２に伝送することを可能としており、その結果、逆流防止ダイオード１４よりも出力側（パワーコンディショナー１３側）の集合線１２に、各太陽電池ストリング１０２で共通の交流電圧発生器３を設けることを可能としている。
【００３４】
制御手段５と交流電圧発生器３とは制御線７を介して電気的に接続されており、交流電圧発生器３が出力する交流電圧を制御装置５にて制御できるようになっている。
【００３５】
本実施の形態では、測定手段４は、集合線１２に流れる交流電流を測定するように構成される。集合線１２に流れる交流電流は、各太陽電池ストリング１０２を流れる交流電流の合計値、すなわち太陽電池アレイ１０１全体を流れる交流電流と等しい。測定手段４は、集合線１２に設けられた変流器（ＣＴ）４ａと、変流器４ａに接続された受信機（交流電流計）４ｂとで構成される。受信機４ｂと制御装置５とは制御線８を介して電気的に接続されており、受信機４ｂでの測定結果が制御装置５に入力されるようになっている。
【００３６】
また、本実施の形態では、異常判定部６は、交流電圧発生器３が印加した交流電圧Ｖと、測定手段４が測定した交流電流Ｉとを基に、太陽電池アレイ１０１全体の異常を判定するように構成されている。より具体的には、異常判定部６は、交流電圧Ｖと交流電流Ｉとの比Ｖ／Ｉ、すなわち太陽電池アレイ１０１全体でのインピーダンス成分Ｚを演算し、その値が予め設定した閾値よりも大きいときに、太陽電池アレイ１０１に異常があると判定するように構成される。異常判定部６は、太陽電池アレイ１０１に異常があると判定すると、警報手段９に異常信号を送信する。
【００３７】
なお、本実施の形態では、交流電圧Ｖと交流電流Ｉとの比Ｖ／Ｉ（つまりインピーダンス成分Ｚ）を基に太陽電池アレイ１０１の異常を判定するようにしたが、これに限らず、交流電圧Ｖと交流電流Ｉの位相差を基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定するようにしてもよい。異常判定部６は、制御装置５に実装され、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）やＣＰＵ、Ｉ／Ｏインターフェイス、ソフトウェア等を適宜組み合わせて実現される。
【００３８】
本実施の形態では、制御装置５が交流電圧発生器３を制御するように構成しているため、異常判定部６での異常の判定に用いる交流電圧Ｖとしては、その指示値を用いることができる。ただし、これに限らず、交流電圧発生器３の出口に交流電圧計を設置して交流電圧発生器３が出力する交流電圧Ｖを測定し、その測定値を用いて異常の判定を行うようにしてもよい。
【００３９】
太陽光発電用接続箱１では、異常判定部６は、太陽電池ストリング１０２の発電中に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定するように構成される。この理由を図２を用いて説明する。
【００４０】
図２に示すように、太陽電池ストリング１０２では、複数の太陽電池パネル１０３を直列接続しているが、各太陽電池パネル１０３の正極と負極の間には、後段の太陽電池パネル１０３からの電流をバイパスするためのバイパスダイオード１０７がそれぞれ設けられている。このため、太陽電池ストリング１０２（太陽電池パネル１０３）が発電していないときに交流電圧を印加した場合には、太陽電池パネル１０３のみならずバイパスダイオード１０７にも交流電流が通過してしまい、太陽電池ストリング１０２の異常、すなわち太陽電池ストリング１０２を構成する各太陽電池パネル１０３の異常を判定することが困難になる。
【００４１】
これに対して、太陽電池ストリング１０２の各太陽電池パネル１０３が発電しているときに交流電圧を印加すると、太陽電池ストリング１０２が発電している直流電圧に交流電圧が重畳されることになるため、バイパスダイオード１０７が常に逆方向バイアスされた状態となる。その結果、交流電流は、バイパスダイオード１０７を通らずに、太陽電池パネル１０３のみを通るようになり、バイパスダイオード１０７の影響を受けずに、高精度に太陽電池ストリング１０２の異常を判定できるようになる。
【００４２】
警報手段９は、異常判定部６が太陽電池アレイ１０１に異常があると判定したときに、警報を発して管理者に通知を行うものである。警報手段９の構成は特に限定するものではないが、例えば、異常判定部６から異常信号を受信したときに、警告灯を点灯して太陽電池アレイ１０１の異常を検知したことを管理者に知らせると共に、モニタ等に太陽電池アレイ１０１の異常を検知したことを表示し、これと同時期に、管理者の携帯電話等に警報メールを送信して、太陽電池アレイ１０１の異常を検知したことを通知するように構成すればよい。
【００４３】
次に、太陽光発電用接続箱１の異常判定部６における異常判定処理の制御フローについて図３を用いて説明する。この異常判定処理は、太陽電池パネル１０３が発電を行っているときに実行される。
【００４４】
異常判定処理を実行するトリガは特に限定するものではなく、管理者が所望するときに実行するようにしてもよいし、設定した時間になると自動的に実行するようにしてもよい。また、設定した時間範囲（例えば発電が行われている昼間）において、所定の時間間隔で（例えば１時間おきに）実行するようにしてもよい。
【００４５】
図３に示すように、異常判定処理では、まず、ステップＳ１にて、制御装置５から交流電圧発生器３に信号を送信し、交流電圧発生器３から太陽電池アレイ１０１に交流電圧Ｖを印加する。その後、ステップＳ２にて、測定手段４の受信機４ｂにより集合線１２に流れる交流電流Ｉを測定する。
【００４６】
その後、ステップＳ３にて、異常判定部６が、交流電圧Ｖと交流電流Ｉとの比Ｖ／Ｉ、すなわち太陽電池アレイ１０１全体でのインピーダンス成分Ｚを演算し、ステップＳ４にて、そのインピーダンス成分Ｚが予め設定した閾値以下か判断する。
【００４７】
ステップＳ４にてＹＥＳと判断されれば、ステップＳ５にて、異常判定部６が、太陽電池アレイ１０１に異常がないと判定し、処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ４にてＮＯと判断されれば、ステップＳ６にて、異常判定部６が、太陽電池アレイ１０１に異常があると判定し、ステップＳ７にて、警報手段９に異常信号を送信した後、処理を終了する。
【００４９】
本実施の形態の作用を説明する。
【００５０】
本実施の形態に係る太陽光発電用接続箱１では、逆流防止ダイオード１４に交流通過用のキャパシタ２を並列接続し、集合線１２に設けた交流電圧発生器３から各太陽電池ストリング１０２に交流電圧Ｖを印加し、その印加した交流電圧Ｖと、測定手段４で測定した各太陽電池ストリング１０２を流れる交流電流Ｉとを基に、太陽電池アレイ１０１の異常を判定するようにしている。
【００５１】
逆流防止ダイオード１４にキャパシタ２を並列接続することにより、逆流防止ダイオード１４よりも出力側（パワーコンディショナー１３側）の集合線１２に、各太陽電池ストリング１０２で共通の交流電圧発生器３と測定手段４を設けることが可能になり、太陽電池アレイ１０１の異常を判定する機能を有する太陽光発電用接続箱１を低コストに実現することが可能になる。
【００５２】
また、太陽光発電用接続箱１では、図７で説明した交流電圧発生器７１と受信機７２を別途用意する場合のように、太陽電池ストリング１０２ごとに接続を切り替える必要がなく、発電中の太陽電池アレイ１０１全体の異常を自動で常時監視することが可能になる。太陽光発電用接続箱１では、複数の太陽電池ストリング１０２を一括して監視することができるため、特に、太陽電池ストリング１０２を多数備えた大規模な太陽光発電システム１００に好適である。
【００５３】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００５４】
図４に示す太陽光発電用接続箱４１は、図１の太陽光発電用接続箱１において、測定手段４を、分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉを測定するように構成し、異常判定部６を、交流電圧発生器３が印加した交流電圧Ｖと、測定手段４が測定した分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉとを基に、太陽電池ストリング１０２の異常を個別に判定するように構成したものである。
【００５５】
測定手段４は、各分岐線１１に変流器４ａを設け、受信機４ｂを、スイッチングにより変流器４ａを順次選択し、分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉの測定を順次行うように構成している。分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉは、対応する太陽電池ストリング１０２のそれぞれに流れる交流電流と等しい。
【００５６】
異常判定部６は、受信機４ｂより分岐線１１のそれぞれに流れる交流電流Ｉの値を順次受信し、太陽電池ストリング１０２ごとにインピーダンス成分Ｚを算出して、太陽電池ストリング１０２ごとに個別に異常の判定を行うように構成されている。
【００５７】
なお、図４では変流器４ａを逆流防止ダイオード１４よりも太陽電池アレイ１０１側に設ける場合を示しているが、変流器４ａは、分岐線１１のどの位置に設けてもよく、逆流防止ダイオード１４よりも出力側（パワーコンディショナー１３側）に設けてもよい。
【００５８】
図１の太陽光発電用接続箱１では、太陽電池アレイ１０１全体の異常を判定するのみであったが、図４の太陽光発電用接続箱４１によれば、どの太陽電池ストリング１０２で異常が発生したかを個別に判定することが可能になる。
【００５９】
図５に示す太陽光発電用接続箱５１は、図１の太陽光発電用接続箱１において、逆流防止ダイオード１４と並列、かつ、キャパシタ２と直列にインダクタ（誘導素子）５２を設け、キャパシタ２とインダクタ５２とで分岐線１１ごとに通過域（通過周波数帯域）の異なるバンドパスフィルタ５３を形成するようにしたものである。
【００６０】
この太陽光発電用接続箱５１では、異常判定部６は、交流電圧発生器３が印加する交流電圧の周波数を制御することで、交流電圧を印加する太陽電池ストリング１０２を選択し、交流電圧発生器３が印加した交流電圧Ｖと、測定手段４が測定した交流電流Ｉとを基に、選択した太陽電池ストリング１０２の異常を判定することを繰返し、太陽電池ストリング１０２の異常を個別に判定するように構成される。太陽光発電用接続箱５１では、図１の太陽光発電用接続箱１と同様に、測定手段４は集合線１２に流れる交流電流を測定するように構成される。
【００６１】
なお、交流電圧発生器３から、出力周波数を所定の帯域内で掃引した交流電圧を出力するようにし、受信機４ｂで交流電流の周波数特性を測定し、交流電圧発生器３で印加する交流電圧の周波数特性と、受信機４ｂで測定した交流電流の周波数特性とを基に、一括して各太陽電池ストリング１０２の異常を判定するように構成することも可能である。
【００６２】
太陽光発電用接続箱５１によれば、図４の太陽光発電用接続箱４１と同様に、どの太陽電池ストリング１０２で異常が発生したかを個別に判定することが可能になる。さらに、図４の太陽光発電用接続箱４１では分岐線１１ごとに変流器４ａを設ける必要があったが、図５の太陽光発電用接続箱５１では分岐線１１ごとにインダクタ５２を設けるのみでよく、非常に低コストである。
【００６３】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 太陽光発電用接続箱
２ キャパシタ
３ 交流電圧発生器
４ 測定手段
４ａ 変流器
４ｂ 受信機
５ 制御装置
６ 異常判定部
１１ 分岐線
１２ 集合線
１４ 逆流防止ダイオード
１００ 太陽光発電システム
１０１ 太陽電池アレイ
１０２ 太陽電池ストリング
１０３ 太陽電池パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池パネルを直列接続した太陽電池ストリングを複数備えた太陽電池アレイに電気的に接続され、前記各太陽電池ストリングで発電した電力を集電して出力する太陽光発電用接続箱であって、
前記太陽電池ストリングのそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線と、
該複数の分岐線を合流し、前記複数の分岐線を介して前記各太陽電池ストリングから入力された電力を集電して出力する出力用の集合線と、
前記分岐線のそれぞれに設けられ、前記集合線側から前記太陽電池ストリング側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオードと、
前記逆流防止ダイオードのそれぞれに並列接続されたキャパシタと、
前記集合線に設けられ、前記集合線、前記分岐線、及び前記キャパシタを介して前記太陽電池アレイに交流電圧を印加可能な交流電圧発生器と、
前記太陽電池アレイに流れる交流電流を測定する測定手段と、
前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定する異常判定部を有する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電用接続箱。
【請求項２】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、
前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成される
請求項１記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項３】
前記測定手段は、前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流を測定するように構成され、
前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流とを基に、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成される
請求項１記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項４】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、
前記逆流防止ダイオードと並列、かつ、前記キャパシタと直列にインダクタを設け、前記キャパシタと前記インダクタとで前記分岐線ごとに通過域の異なるバンドパスフィルタを形成するようにし、
前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加する交流電圧の周波数を制御することで、交流電圧を印加する前記太陽電池ストリングを選択し、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、選択した前記太陽電池ストリングの異常を判定することを繰返し、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成される
請求項１記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項５】
前記異常判定部は、前記太陽電池ストリングの発電中に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成される
請求項１〜４いずれかに記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項１】
複数の太陽電池パネルを直列接続した太陽電池ストリングを複数備えた太陽電池アレイに電気的に接続され、前記各太陽電池ストリングで発電した電力を集電して出力する太陽光発電用接続箱であって、
前記太陽電池ストリングのそれぞれと電気的に接続される入力用の複数の分岐線と、
該複数の分岐線を合流し、前記複数の分岐線を介して前記各太陽電池ストリングから入力された電力を集電して出力する出力用の集合線と、
前記分岐線のそれぞれに設けられ、前記集合線側から前記太陽電池ストリング側に向かって流れる電流を阻止する逆流防止ダイオードと、
前記逆流防止ダイオードのそれぞれに並列接続されたキャパシタと、
前記集合線に設けられ、前記集合線、前記分岐線、及び前記キャパシタを介して前記太陽電池アレイに交流電圧を印加可能な交流電圧発生器と、
前記太陽電池アレイに流れる交流電流を測定する測定手段と、
前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定する異常判定部を有する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電用接続箱。
【請求項２】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、
前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成される
請求項１記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項３】
前記測定手段は、前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流を測定するように構成され、
前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した前記分岐線のそれぞれに流れる交流電流とを基に、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成される
請求項１記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項４】
前記測定手段は、前記集合線に流れる交流電流を測定するように構成され、
前記逆流防止ダイオードと並列、かつ、前記キャパシタと直列にインダクタを設け、前記キャパシタと前記インダクタとで前記分岐線ごとに通過域の異なるバンドパスフィルタを形成するようにし、
前記異常判定部は、前記交流電圧発生器が印加する交流電圧の周波数を制御することで、交流電圧を印加する前記太陽電池ストリングを選択し、前記交流電圧発生器が印加した交流電圧と、前記測定手段が測定した交流電流とを基に、選択した前記太陽電池ストリングの異常を判定することを繰返し、前記太陽電池ストリングの異常を個別に判定するように構成される
請求項１記載の太陽光発電用接続箱。
【請求項５】
前記異常判定部は、前記太陽電池ストリングの発電中に、前記太陽電池アレイの異常を判定するように構成される
請求項１〜４いずれかに記載の太陽光発電用接続箱。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１６６４０（Ｐ２０１３−１６６４０Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８４２７（Ｐ２０１１−１４８４２７）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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