JP2001257376A

JP2001257376A - 太陽光発電システム、太陽電池パネル

Info

Publication number: JP2001257376A
Application number: JP2000068743A
Authority: JP
Inventors: Katsutaka Tanabe; 勝隆田辺; Yoshihiro Ueda; 佳弘上田; Nobuyuki Toyoura; 信行豊浦; Masao Mabuchi; 雅夫馬渕
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】融雪に要する電力の削減。【解決手段】太陽電池パネル１の設置時にその略水平方
向となる向きに沿って、太陽電池列７₁〜_nを並列配置す
る。そして、制御回路６、２６により、融雪の進行に応
じて各太陽電池列７₁〜_nに対する電力供給を個別に制御
することで、融雪が進行して、パネル上部の積雪だけが
融けた状態になると、パネル上部に位置する太陽電池列
７₁〜_nに対する融雪用の電力の供給を選択的に停止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、融雪機能を有する
太陽光発電システムおよびそれに用いる太陽電池パネル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽光発電による分散型電源と商
用電源とを連係し、太陽光発電によって家庭内の機器
（負荷）に電力を供給して余った電力を系統に逆潮流
し、太陽光発電だけでは電力がまかなえない場合はその
電力を系統側から供給するシステムが開発されている。
このようなシステムは次のものから構成されている。す
なわち、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する
太陽電池パネルと、太陽電池パネルからの出力が太陽電
池パネルに逆流しないように構成された接続箱と、太陽
電池パネルからの直流電力を商用電源と同期のとれた交
流電力に変換する電力変換装置と、商用電源の異常を検
出する保護装置とから太陽光発電システムは構成されて
いる。通常、電力変換装置と保護装置とは一体化され
て、パワーコンディショナと呼ばれている。

【０００３】このような太陽光発電システムにおいて
は、系統電源より太陽電池パネルに電力を供給してその
発熱で太陽電池パネル上の積雪を溶かす融雪機能を備え
たものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】融雪機能を有する太陽
光発電システムでは、次のような課題があった。すなわ
ち、電力供給動作は、太陽電池パネル上の積雪が全て融
雪するまで実施されるが、電力供給動作は、融雪期間
中、太陽電池パネル全体に対して一様に実施される。そ
のため、融雪に要する電力が少量なものとはいえず、そ
の電力を削減することが要望されていた。

【０００５】したがって、本発明の主たる目的は、融雪
に要する電力を削減することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ためには、本発明の太陽光発電システムは、太陽電池モ
ジュールが互いに電気的に接続されて列配置された太陽
電池列を複数有する太陽電池パネルと、前記太陽電池列
それぞれに電力を供給して発熱させて、その熱で前記太
陽電池パネル上の積雪を融雪させる融雪電力供給手段と
を備え、前記太陽電池列を、前記太陽電池パネルの設置
時にその略水平方向となる向きに沿って並列配置すると
ともに、前記融雪電力供給手段により、融雪の進行に応
じて各太陽電池列に対する電力供給を個別に制御してい
る。

【０００７】この場合、前記太陽電池パネル上の積雪の
有無を検出する検出手段を備えており、前記融雪電力供
給手段は、検出手段の検出結果に基づいて、太陽電池列
に対する電力供給を行うのが好ましい。また、前記検出
手段は、前記太陽電池列により分割される前記太陽電池
パネル上の領域毎に設けるのが好ましい。

【０００８】以下、上記構成による作用を説明する。太
陽電池パネル上に積もった雪は、太陽電池パネルに対す
る電力供給によりパネル上部から徐々に融けていき、最
後に太陽電池モジュールの最下部に堆積した積雪が融け
ることで融雪動作が完了する。パネル上部から順次融け
ていくのは、一般に、太陽電池パネルが配置される屋根
が傾斜した状態になっていることに起因しているものと
思われる。

【０００９】このように進行する融雪動作中において太
陽電池パネル全体に電力を供給し続けていたのでは、融
雪が終了したパネル上部側に対しても電力を供給するこ
とになり、無駄な電力消費が発生してしまう。そこで、
本発明では、太陽電池パネルの設置時にその水平方向と
なる向きに沿って、前記太陽電池列を並列配置すること
で、パネルの上下方向に沿って、太陽電池パネルを複数
に分割している。これにより、融雪が進行して、パネル
上部の積雪だけが融けた状態になると、パネル下部に位
置する太陽電池列に対して選択的に電力を供給する一
方、パネル上部に位置する太陽電池列の電力供給を停止
することで、無駄な電力を消費することなく効率良く融
雪動作を行うことができる。

【００１０】この構成では、太陽電池パネル上の積雪の
有無を検出手段により検出してその検出結果に基づいて
太陽電池列に対する電力供給を制御すれば、さらに効率
良く（消費電力を少なくして）、しかも使用者の目視等
による融雪状況の判断を行うことなく自動的に融雪動作
を行うことができる。さらには、検出手段を、１つない
し複数の太陽電池列に分割される太陽電池パネル上の領
域毎に設ければ、パネルの上下方向に沿って順次進行す
る融雪状況を、適切な量の検出手段数でもって的確に検
出することができるようになる。

【００１１】また、本発明は、太陽電池モジュールが整
列配置されてなる太陽電池パネルと、前記太陽電池モジ
ュールそれぞれに電力を供給して発熱させて、その熱で
前記太陽電池パネル上の積雪を融雪させる融雪電力供給
手段と、前記融雪電力供給手段に対して前記太陽電池モ
ジュールそれぞれを、融雪の進行に応じて個別に短絡さ
せる短絡手段とを備えて太陽光発電システムを構成して
いる。

【００１２】この構成では、前記短絡手段により短絡さ
れた各太陽電池モジュールの短絡電流を検出する短絡電
流検出手段を備えており、前記短絡手段は、短絡電流検
出手段の検出結果に基づいて、太陽電池モジュール毎の
短絡動作を行うのが好ましい。

【００１３】以下、上記構成による作用を説明する。上
述したように、太陽電池パネル上に積もった雪は、太陽
電池パネルに対する電力供給によりパネル上部から徐々
に融けていくため、融雪動作中において太陽電池パネル
全体に電力を供給し続けていたのでは、無駄な電力消費
が発生してしまう。そこで、本発明では、融雪電力供給
手段に対して前記太陽電池モジュールそれぞれを、融雪
の進行に応じて個別に短絡させる短絡手段を設けてい
る。これにより、融雪が進行して、パネル上部の積雪だ
けが融けた状態になると、パネル上部に位置する太陽電
池モジュールを短絡させることで、これらの太陽電池モ
ジュールに対する電力供給する停止することができ、そ
のために無駄な電力を消費することなく効率良く融雪動
作を行うことができる。

【００１４】この場合、融雪の進行状況により各太陽電
池モジュールの短絡電流は変化するので、太陽電池モジ
ュールの短絡電流を検出する短絡電流検出手段を備え、
短絡手段は、短絡電流検出手段の検出結果に基づいて、
各太陽電池モジュール毎の短絡動作を行うようにすれ
ば、より効率良く（消費電力を少なくして）、さらには
使用者の目視等による融雪状況の判断を行うことなく自
動的に融雪動作を行うことができる。

【００１５】融雪電力供給手段は、例えば、系統電源か
ら取り込んだ交流電力を融雪用の直流電力に変換するこ
とができる電力変換装置（通常、パワーコンディショナ
に組み込まれている）がその例として挙げられるがこれ
に限らないのはいうまでもない。また、積雪の有無を検
出する検出手段は、例えば、温度センサや光センサ等か
ら構成することができるが、これらに限らないのはいう
までもない。短絡手段は、例えば、機械スイッチ、リレ
ー、半導体スイッチ等から構成することができるが、こ
れらに限らないのはいうまでもない。短絡電流検出手段
は、一般的な電流センサやシャント抵抗から構成するこ
とができるが、これらに限らないのはいうまでもない。

【００１６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１に本発明の
実施の形態１の太陽光発電システムの概要を示す。この
太陽光発電システムは、太陽電池パネル１と、接続箱２
と、パワーコンディショナ３とを備えている。接続箱２
はダイオード４_1〜nと開閉器５_1〜nとを備えている。ダ
イオード４_1〜nは、太陽電池パネル１から出力された直
流電力が太陽電池パネル１に逆流しないように機能して
いる。開閉器５_1〜nは、パワーコンディショナ３から太
陽電池パネル１に向けて融雪用電力が供給されるよう
に、ダイオード４₁ _〜nに対する短絡動作を実施してい
る。

【００１７】パワーコンディショナ３は電力変換装置
（図示省略）と、保護装置（図示省略）と、制御回路６
とを備えている。電力変換装置は、通常の動作の場合、
太陽電池パネル１からの直流電力を商用電源と同期のと
れた交流電力に変換する。一方、融雪動作時には、太陽
電池パネル１へ融雪用の直流電力を供給するため、系統
電源９から取り込んだ交流電力を直流電力に変換してい
る。保護回路は、系統電源９の異常を検出している。

【００１８】制御回路６は、太陽電池電力を交流電力に
変換して系統電源９に逆潮流するパワーコンディショナ
３の各種制御を行っている。このとき、制御回路６は開
閉器５_1〜nを開くように制御、もしくは信号を出力す
る。また、制御回路６は、融雪動作時においては、系統
電源９から取り込んだ交流電力を融雪用の直流電力に変
換して太陽電池パネル１に供給するパワーコンディショ
ナ３の各種動作の制御を行っている。このとき、制御回
路６は、開閉器５_1〜nを閉じるように制御する。

【００１９】太陽電池パネル１は、複数（＝ｎ）の太陽
電池列（一般にストリングと呼ばれる）７_1〜nを並列配
置して構成されている。各太陽電池列７_1〜nは、複数の
太陽電池モジュール８が列配置されて構成されている。
各太陽電池モジュール８は、太陽電池列７_1〜n内におい
て互いに直列に接続されている。各太陽電池モジュール
８は太陽電池の電池最小単位である太陽電池セル（図示
省略）を複数個並べたうえで樹脂やガラスで平板状に封
止して構成されている。ダイオード４_1〜nと開閉器５
_1〜nとは、各太陽電池列７_1〜n毎に設けられている。

【００２０】太陽電池パネル１は以上のように構成され
ているのであるが、特に、各太陽電池列７_1〜nは太陽電
池パネル１の設置時にその略水平方向となる向きに沿っ
て並列配置されており、このように太陽電池列７_1〜nを
配列することに本実施形態の特徴がある。

【００２１】なお、図中、符号Ｓは、太陽電池パネル１
に積もった雪である。

【００２２】以下、この太陽光発電システムによる融雪
動作を説明する。太陽電池パネル１上に積雪がある状態
で融雪動作を開始すると、まず、制御回路６は、全ての
開閉器５_1〜nを閉じた状態としたうえで、系統電源９か
ら取りこんだ交流電力を電力変換装置により融雪用の直
流電力に変換して、太陽電池パネル１に供給する。する
と、全ての太陽電池列７_1〜nに対して融雪用電力が供給
されて太陽電池パネル１上の積雪はパネル上部から順次
融けていく。

【００２３】そして、融雪が進行して、パネル最上段の
太陽電池列７₁上に積雪した雪が融けた状態になり、こ
の融雪情報を何らかの融雪情報報知源から報知された制
御回路６は、太陽電池列７₁に接続された開閉器５₁だけ
を開き、これにより、太陽電池列７₁に対する融雪電力
の供給を選択的に停止する。なお、上述した融雪情報報
知源としては、例えば、太陽電池パネル１の融雪状態を
目視により観察した使用者が挙げられる。この場合に
は、使用者は、図示しない入力装置に融雪情報を入力す
ることで、その融雪情報を制御回路６に報知することが
できる。

【００２４】そして、さらに融雪が進行して、パネル最
上段の太陽電池列７₁により１つ下段側の太陽電池列７₂
上に積雪した雪まで融けた状態になったことを、何らか
の融雪情報報知源から報知された制御回路６は、太陽電
池列７₂に接続された開閉器５₂をさらに開き、これによ
り、太陽電池列７₁とともに、太陽電池列７₂に対する融
雪電力の供給を停止する。

【００２５】以上のようにして融雪動作が進行するに連
れて、順次、太陽電池列７_1〜nに対して融雪電力の供給
を停止していき、最下段の太陽電池列７_n上に積雪した
雪が融けたことを、報知された制御回路６は、すべての
太陽電池列７_1〜nに対する電力供給を停止して、融雪動
作を終了する。

【００２６】このように、本実施形態では、積雪のある
太陽電池列７_1〜nに対して選択的に融雪電流を供給でき
るので、最小限の電力消費でもって、的確な融雪動作を
実行することができる。

【００２７】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２の太陽光発電システムの構成図である。この太陽光
発電システムは、基本的には、実施の形態１のものと同
様であり、同一ないし同様の部分には、同一の符号を付
し、それらについての説明は省略する。

【００２８】本実施形態では、融雪情報の検出手段であ
る積雪センサ１０を備えたことに特徴がある。なお、本
実施形態の積雪センサ１０は検出手段の一例となってい
る。積雪センサ１０は、１つないし複数の太陽電池列７
_1〜nに分割される太陽電池パネル１上の領域毎に設けら
れている。本実施形態では、最上段から３段目までの太
陽電池列７_1〜3に対応して太陽電池列７₃上に設けられ
た積雪センサ１０₁と、それより下側の全ての太陽電池
列７_4〜nに対向して、最下段の太陽電池列７_n上に設け
られた積雪センサ１０₂とを備えている。

【００２９】この太陽光発電システムによる融雪動作
は、基本的には実施の形態１の融雪動作と同様である
が、太陽電池列７_1〜n上の積雪の融雪状態を、積雪セン
サ１０₁、１０₂により検知し、その検知情報に基づいて
各太陽電池列７_1〜nに対する融雪電力の供給を制御して
いる。これにより、融雪動作を全て自動化できるうえ
に、効率よく融雪することができる。なお、本実施形態
では、２つの積雪センサ１０₁、１０₂を設けているの
で、上側の太陽電池列７_1〜3群と、下側の太陽電池列７
_4〜n群との２つの群に分けて融雪電力の供給制御を実施
していたが、さらに、多くの積雪センサを設けて、融雪
電力の供給を、より細かく制御するようにしてもよいの
はいうまでもない。

【００３０】なお、積雪センサ１０₁、１０₂としては、
温度センサや光センサなどをその一例として用いること
ができるが、特にこれらのセンサに限定されないのはい
うまでもない。また、図３に示すように、各太陽電池列
７_1〜nに供給される融雪電力の電流値を監視する電流セ
ンサ１１_1〜nを設け、この電流センサ１１_1〜nを積雪セ
ンサとして機能させることもできる。すなわち、各太陽
電池列７_1〜nは、積雪状態では起電力を生じさせない
が、融雪が完了すると起電力を生じさせる。そのため、
各太陽電池列７_1〜nに融雪電力を供給している状態で、
所定の太陽電池列７_xの融雪動作が完了して起電力が生
じると、その太陽電池列７_xに接続された電流センサ１
１_xに流れる電流量が変化する。そこで、この電流変化
情報を融雪情報とみなして電流センサ１１ｘで検出して
制御回路６に報知し、この電流変化情報に基づいて融雪
電力の供給を制御する。

【００３１】なお、上述した実施の形態１、２における
開閉器５_1〜nはスイッチリレー、半導体スイッチ等、回
路を開閉制御することができるものであればどのような
ものであってもよいのはいうまでもない。また、開閉器
５_1〜nの操作については、その操作が可能であれば自
動、手動のどちらであってもよいのはいうまでもない。

【００３２】さらには、開閉器５_1〜nだけを接続箱２と
は別の回路基板に実装し、この開閉器実装基板を接続箱
の実装基板に接続するようにしてもよい。そうすれば、
専用の接続箱２を設ける必要がなくなり、汎用の接続箱
に上記開閉器実装基板を追加して接続するだけで、実施
の形態１、２の接続箱２を構成することができる。

【００３３】（実施の形態３）図４に本発明の実施の形
態３を示す。

【００３４】この太陽光発電システムは、太陽電池パネ
ル２０と、接続箱２１と、パワーコンディショナ２２と
を備えており、これの基本的な動作は、実施の形態１の
ものと同様であるので、それについては説明を省略す
る。

【００３５】この実施形態では、まず、太陽電池パネル
２０を構成する太陽電池列２３_1〜nの配列方向について
の限定は特に存在しない。そこで、図４では、任意の配
置方向の一例として、太陽電池パネル２０の設置時の略
垂直方向に沿って、太陽電池列２３_1〜nを配列してい
る。

【００３６】このように構成された太陽電池パネル２０
において、各太陽電池列２３_1〜nを構成する太陽電池モ
ジュール２４は、列毎に互いに直列に接続されており、
さらには、各太陽電池モジュール２４は短絡用の開閉器
２５を備えている。開閉器２５は、対応する太陽電池モ
ジュール２４を短絡させることで、その太陽電池モジュ
ール２４に対する融雪電力の供給を入切制御している。
各開閉器２５に対する短絡動作制御はパワーコンディシ
ョナ２２に設けた制御回路２６により行う。

【００３７】なお、図４では、各太陽電池列２３
_1〜nは、複数（＝ｍ）の太陽電池モジュール２４から構
成されており、各太陽電池モジュール２４を区別するた
め、太陽電池列２３₁に設けられた太陽電池モジュール
２４に、上側から順次、太陽電池モジュール２４
_1(1〜m)と命名し、同様に、各太陽電池列２３_2〜nに設
けられた太陽電池モジュール２４を、上側から順次、太
陽電池モジュール２４_2〜n(2〜m)と命名している。

【００３８】さらには、各開閉器２５を区別するため、
太陽電池列２３₁に設けられた開閉器２５に、上側から
順次、開閉器２５_1(1〜m-1)と命名し、同様に、各太陽
電池列２３_2〜m-1に設けられた開閉器２５を、上側から
順次、開閉器２５_2〜n(2〜m- ₁₎と命名している。なお、
開閉器２５_{1〜n(1〜m-1)}は、太陽電池モジュール２４
_1〜n(1〜m)に対応して設けられている。ただし、最下部
に設けられた太陽電池モジュール２４_1〜n(m)に対応す
る開閉器は設けても良い。ただし、この場合、太陽電池
列２３_1〜nの１列中で全ての太陽電池モジュールを短絡
することはしない。

【００３９】接続箱２１は簡略図示しているものの、各
太陽電池列２３_1〜nに対応して設けられたダイオード２
７_1〜nと、融雪電力供給制御用の開閉器２８_1〜nとを備
えている。

【００４０】次に、この太陽光発電システムによる融雪
動作を説明する。太陽電池パネル２０上に積雪がある状
態で融雪動作を開始すると、まず、制御回路２６は、接
続箱２1側の開閉器２８を閉じる一方、各太陽電池モジ
ュール２４側の開閉器２５_1〜 _n(1〜m-1)を全て開けた状
態とする。そして、そのうえで、系統電源９から取りこ
んだ交流電力を電力変換装置により融雪用の直流電力に
変換して、太陽電池パネル１に供給する。すると、太陽
電池列７_1〜nを構成する全ての太陽電池モジュール２４
_1〜n(1〜m)に対して、列毎にそれぞれ直列接続状態で融
雪用の直流電力が供給される。すると、パネル１上の積
雪はパネル上部から順次融けていく。

【００４１】そして、融雪が進行して、パネル最上部に
位置する太陽電池モジュール２４₁ _〜n(1)上に積雪した
雪が融けた状態になり、この融雪情報を何らかの融雪情
報報知源から報知された制御回路２６は、太陽電池モジ
ュール２４_1〜n(1)に対応して設けられた開閉器２５
_1〜n(1)だけを閉じて、これら太陽電池モジュール２４₁
_〜n(1)を短絡させる。これにより、太陽電池モジュール
２４_1〜n(1)に対する融雪電力の供給を選択的に停止す
る。

【００４２】そして、さらに融雪が進行して、パネル最
上部の太陽電池モジュール２４_1〜n ₍₁₎の下側に位置す
る太陽電池モジュール２４_1〜n(2)上に積雪した雪まで
が融けた状態になったことを報知された制御回路２６
は、太陽電池モジュール２４_1〜n ₍₂₎に対応して設けら
れた開閉器２５_1〜n(2)をさらに閉じ、これにより、太
陽電池モジュール２４_1〜n(1)とともに、太陽電池モジ
ュール２４_1〜n(2)に対する融雪電力の供給を選択的に
停止する。

【００４３】以上のようにして融雪動作が進行するに連
れて、上側から順次、太陽電池モジュール２４
_1〜n(1〜m)に対して融雪電力の供給を停止していき、最
下部の太陽電池モジュール２４_n(1〜m)上に積雪した雪
が融けたことを、報知された制御回路２６は、開閉器２
８を開いた状態にし、さらに融雪用の電力の供給を停止
して融雪動作を終了する。

【００４４】このように、本実施形態では、積雪のある
太陽電池モジュール２４_1〜n(1〜m)に対して選択的に融
雪電流を供給できるので、実施の形態１のように最小限
の電力消費でもって、的確な融雪動作を実行することが
できる。しかも、実施の形態１のように、太陽電池列２
３_1〜nが水平方向ではなく垂直の方向に沿って配置され
た場合でも、上記融雪用の電力の選択供給を実現するこ
とができる。さらには、各太陽電池モジュール２４
_1〜n(1〜m)毎に融雪用電力の供給を制御できるので、電
力供給をさらに細かく制御することができる。

【００４５】なお、本実施形態では、上述した融雪情報
報知源としては、例えば、光学センサや温度センサ等の
検出手段が挙げられるほか、太陽電池パネル２０の融雪
状態を目視により観察した使用者からの情報が挙げられ
る。

【００４６】（実施の形態４）図５は本発明の実施の形
態４の太陽光発電システムの構成図である。この太陽光
発電システムは、基本的には、実施の形態３のものと同
様であり、同一ないし同様の部分には、同一の符号を付
し、それらについての説明は省略する。

【００４７】本実施形態では、各太陽電池モジュール２
４_1〜n(1〜m)の短絡電流を検出する手段である短絡電流
センサ３０を備えており、この短絡電流センサ３０によ
り融雪状態を検出することに特徴がある。なお、短絡電
流センサ３０は、１つないし複数の太陽電池モジュール
２４_1〜n(1〜m)に設ければよい。融雪進行状況は上下方
向に沿って順次検出すればよいので、本実施形態では、
上述したように太陽電池列２３_1〜nの上下方向に沿って
短絡電流センサ３０を設けている。そのため、短絡電流
センサ３０は、少なくともいずれか１つの太陽電池列２
３_1〜nに設ければよい。そこで、本実施形態では、太陽
電池列２３_nに短絡電流センサ３０を設けている。短絡
電流センサ３０は、各太陽電池モジュール２４
_n(1〜m-1)に対応して設けられた開閉器２５_n(1〜m-1)を
流れる電流を検出できる位置に設けられている。短絡電
流センサ３０は、上側から順次、短絡電流センサ３０
_1〜m-1と命名している。

【００４８】この太陽光発電システムによる融雪動作
は、基本的には実施の形態３の融雪動作と同様である
が、太陽電池列２３_nを構成する各太陽電池モジュール
２４_n(1〜 _m)の短絡電流を、短絡電流センサ３０_1〜m-1
により検知し、その検知情報に基づいて太陽電池パネル
２０上の融雪状況を把握して、融雪用の直流電力の供給
を制御している。これにより、融雪動作を全て自動化で
きるうえに、効率よく融雪することができる。なお、本
実施形態では、短絡電流センサ３０_1〜m-1を太陽電池列
２３_nに設けているが、さらに、多くの短絡電流センサ
を設けて、融雪電力の供給を、より細かく制御するよう
にしてもよいのはいうまでもない。

【００４９】なお、短絡電流センサ３０_1〜m-1は、一般
的な電流センサやシャント抵抗等から構成することがで
きる。

【００５０】短絡電流センサ３０_1〜m-1で検出した短絡
電流による融雪状況の把握は次のように行う。まず、全
ての太陽電池モジュール２４_1〜n(1〜m)に対して融雪電
力の供給を開始してから、予め決められた所定時間が経
過すると、まず、最上部に位置する開閉器２５_n(1)を閉
じることで、最上部の太陽電池モジュール２４_n(1)を短
絡させ、太陽電池モジュール２４_n(1)に対する融雪電力
の供給だけを選択的に停止する。この状態で、開閉器２
５_n(1)に対応する短絡電流センサ３０₁が検出した短絡
電流の値を制御回路２６で次のようにして調べる。

【００５１】パワーコンディショナ２２で発生する電流
をＩとすると、同等の構成を有して互いに並列に接続さ
れたｎ個の太陽電池列２３_1〜nには、電流I／ｎが流れ
ることになる。そして、太陽電池列２３_nにおいて、各
太陽電池は直列に接続されているため、パワーコンディ
ショナ２２から太陽電池列２３ｎに供給される電流は、
全て同じでＩ／ｎとなる。

【００５２】これに対して、開閉器２５_n(1)を閉じて太
陽電池モジュール２４_n(1)を短絡させると、短絡電流セ
ンサ３０₁の周りは、図５に示す２つの電流ループＬ
₁（電流値＝Ｉ₁）、Ｌ₂（電流値＝Ｉ₂）が形成されて、
これらの電流ループＬ₁、Ｌ₂から電流（Ｉ₁＋Ｉ₂）が供
給される。

【００５３】そこで、パワーコンディショナ２２の発生
電流Ｉの増加分ΔＩと、短絡電流センサ３０₁における
検出電流の増加分Δ（Ｉ₁＋Ｉ₂）とを比較する。そし
て、 Δ（Ｉ₁＋Ｉ₂）＞ΔＩかつ、Δ（Ｉ₁＋Ｉ₂）−ΔＩ＞（所定の閾値Ｘ）である場合に、太陽電池モジュール２４_n(1)上の雪は融
けていると判断し、それ以外は、未だ融けていないと判
断する。

【００５４】このようにして制御回路２６は、太陽電池
モジュール２４_n(1)の融雪状況、ひいては最上段の太陽
電池モジュール２４_1〜n(1)全体の融雪状況を判断す
る。そして、融雪が完了していないと判断する場合に
は、再度、開閉器２５_n(1)を開けて、太陽電池モジュー
ル２４_n(1)の融雪を再開して、上記の動作を繰り返す。
一方、融雪が完了したと判断する場合には、最上段の開
閉器２５_1〜n(1)全体を閉じることで、最上段の太陽電
池モジュール２４_1〜n(1)全体を短絡させて、これらに
対する融雪用電力の供給を停止する。そして、下側に位
置する太陽電池モジュール２４_1〜n(2)の融雪経過時間
の計測を始めることで、次段の融雪完了判断処理を開始
する。次段の融雪完了判断処理は、上述した太陽電池モ
ジュール２４ _1〜n(1)の融雪完了の判断処理と同じであ
るので、その説明は省略する。

【００５５】このようにして、全ての太陽電池モジュー
ル２４_1〜n(1〜m)の融雪状況を判断することができる。
なお、融雪が進行して上からＸ段目までの太陽電池モジ
ュール２４_1〜n(1〜x)に対する融雪電流の供給を停止し
た状態でさらに雪が降り、これらの太陽電池モジュール
２４_1〜n(1〜x)上に積雪が発生した場合には、これらの
太陽電池モジュール２４_1〜n(1〜x)における発電が再度
停止してしまう。このような状況になると、現在、融雪
状況を判定している短絡電流センサ３０_xにおいて、検
出電流の向きが反転してしまう。そこで、このことを検
出すれば、融雪が終了した上段側の太陽電池モジュール
２４_1〜n(1〜x)において再度積雪が発生したと判断す
る。そして、開閉器２５_1〜n(1〜x)を開いて短絡を停止
して、これら太陽電池モジュール２４_1〜n(1〜x)に対す
る融雪動作を再開する。

【００５６】上記した実施の形態３、４において、接続
箱２１や開閉器２５_{1〜n(1〜m-1)}の配置位置は、各図で
示す位置に限定されるものでないのはいうまでもない。
また、開閉器２５_{1〜n(1〜m-1)}や開閉器２８_1〜nは、例
えば、切り替えスイッチ、押しボタンスイッチ、リレー
等により構成することができるのもいうまでもない。

【００５７】なお、以上説明した各実施の形態の説明で
は、融雪の制御を行う各制御手段を制御回路６、２６の
内部に組み込んだ構成としたが、図６に示すように、こ
れらの制御手段を、制御回路６、２６とは分離して、別
途、独立した装置として、パワーコンディショナ３、２
２の外部に設けても良いのはいうまでもない。図６で
は、その例として、実施の形態４における開閉器２５
_{1〜n(1〜m-1)}の短絡制御および短絡電流監視制御の各機
能を発揮する制御装置３１をパワーコンディショナ２２
から分離して設けている。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無駄な電力を消費することなく効率良く融雪動作を行う
ことができた。また、検出手段により融雪状況を検出す
ることてでさらに効率よく融雪動作を行うことができ
た。さらには、融雪状況を太陽電池モジュールの短絡電
流により検出すれば、自動的に融雪状況を検出できて、
さらに効率よく融雪動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の太陽光発電システムの
構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態２の太陽光発電システムの
構成を示す図である。

【図３】実施の形態２の変形例を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態３の太陽光発電システムの
構成を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態４の太陽光発電システムの
構成を示す図である。

【図６】本発明の変形例の一例の構成を示す図である。

【符号の説明】

１、２０太陽電池パネル２、２１
接続箱３、２２パワーコンディショナ４、２７_1〜n ダイオード５_1〜n、２
８_1〜n 開閉器６、２６制御回路７_1〜n
太陽電池列８太陽電池モジュール１０₁、１０₂
積雪センサ１１_1〜n 電流センサ２３_1〜n
太陽電池列２４_1〜n(1〜m) 太陽電池モジュール２５_{1〜n(1〜m-1)} 開閉器３０_1〜m-1
短絡電流センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者豊浦信行京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (72)発明者馬渕雅夫京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 JA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池モジュールが互いに電気的に接
続されて列配置された太陽電池列を複数有する太陽電池
パネルと、前記太陽電池列それぞれに電力を供給して発
熱させて、その熱で前記太陽電池パネル上の積雪を融雪
させる融雪電力供給手段とを備え、前記太陽電池列を、前記太陽電池パネルの設置時にその
略水平方向となる向きに沿って並列配置するとともに、前記融雪電力供給手段により、融雪の進行に応じて各太
陽電池列に対する電力供給を個別に制御することを特徴
とする太陽光発電システム。
【請求項２】請求項１に記載の太陽光発電システムで
あって、前記太陽電池パネル上の積雪の有無を検出する検出手段
を備えており、前記融雪電力供給手段は、検出手段の検出結果に基づい
て、前記太陽電池列に対する電力供給制御を行うことを
特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】請求項２記載の太陽光発電システムであ
って、前記検出手段を、１つないし複数の前記太陽電池列に分
割される前記太陽電池パネル上の領域毎に設けることを
特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】太陽電池モジュールが整列配置されてな
る太陽電池パネルと、前記太陽電池モジュールそれぞれに電力を供給して発熱
させて、その熱で前記太陽電池パネル上の積雪を融雪さ
せる融雪電力供給手段と、前記融雪電力供給手段に対して前記太陽電池モジュール
それぞれを、融雪の進行に応じて個別に短絡させる短絡
手段と、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項５】請求項４記載の太陽光発電システムであ
って、前記短絡手段により短絡された各太陽電池モジュールの
短絡電流を検出する短絡電流検出手段を備えており、前記短絡手段は、前記短絡電流検出手段の検出結果に基
づいて、各太陽電池モジュール毎の短絡動作を行うこと
を特徴とする太陽光発電システム。
【請求項６】太陽電池モジュールが互いに接続されて
列配置された太陽電池列を複数有し、これら太陽電池列
を、設置時にその水平方向となる向きに沿って並列配置
したことを特徴とする太陽電池パネル。
【請求項７】複数設けられた太陽電池モジュールを個
別に短絡させる短絡手段を有することを特徴とする太陽
電池パネル。