JPH09102622A - 太陽光発電システムの太陽電池モジュールの故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の太陽電池モジュール７を直並列接続し
て所要の電圧と電流を出力させるようにした太陽光発電
システムの太陽電池アレイ２′において、日照条件によ
って出力が変化する各太陽電池モジュール７の故障を、
的確に検出し、保守を容易にする。 【解決手段】 故障時に、直列接続された他の太陽電池
モジュールの発生電流をバイパスするために、各太陽電
池モジュールに並列接続されたバイパスダイオード８
に、電流リレーを１０直列に挿入接続し、このバイパス
電流の検出によって、太陽電池モジュール７の故障を検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電システ
ムに用いる太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュー
ルの故障を個別に検出する故障検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に示す太陽光発電システム１は、太
陽電池アレイ２で発電した電力を、逆流防止用のブロッ
キングダイオード３を通してインバータ等を有するパワ
ーコンディショナー４に供給し、このパワーコンディシ
ョナー４で変換した所定形式の電圧で自家設備５への給
電及び系統６との連系を行なっている。

【０００３】上記太陽電池アレイ２は、取り付け最少単
位として製造されたパネル状の太陽電池モジュール７
を、取り付け架台に複数枚並べて構成されるもので、図
３に示すように、バイパスダイオード８を並列接続した
複数の太陽電池モジュール７を直列接続したストリング
９を、さらに並列接続して、必要とする大きさの電圧及
び電流を得ている。

【０００４】上記バイパスダイオード８は、特定の太陽
電池モジュール７′が日射の影になった場合や故障によ
り電流を流さなくなった場合に、図４に示すように、同
一ストリングの他の太陽電池モジュール７で発電した電
流をバイパスするために設けられる。なお、各太陽電池
モジュールが正常に発電しているときは、その発生電圧
が、それに並列接続されたバイパスダイオード８に逆バ
イアス電圧として加わるので、バイパスダイオード８は
遮断状態を保つ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記太陽電池アレイ２
を構成する太陽電池モジュール７が破損又は断線等によ
って故障すると、同一ストリングの他の太陽電池モジュ
ール７が発電していても、そのストリング９の発生電圧
は、並列接続された他のストリング９の発生電圧に比べ
て低くなり供給電流が小さくなる。このため、そのスト
リング９の電力発生量は、故障した太陽電池モジュール
７の、そのストリング９に占める割合よりもさらに大き
く低下する。

【０００６】このように太陽電池モジュール９の電力利
用率が低下した状態で運転を続けることは好ましくない
ので、故障が発生した場合は、その太陽電池モジュール
７を早期に交換・修理する必要がある。

【０００７】しかし、この故障検出は、各太陽電池モジ
ュール７の出力が気象条件に従って常に変動しているこ
とから容易ではない。例えば、各太陽電池モジュール７
の発生電圧を定期的に実測して故障の有無判定をしよう
とすれば、非常に多数の太陽電池モジュールについて、
個々の日射量との関連を考慮しながら発生電圧をチェッ
クする作業となる。これは、作業コストが高過ぎて実用
性がない。そこで、本発明は、太陽電池モジュールの故
障を、確実かつ迅速に容易に検出できる装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明が提供する太陽光
発電システムの太陽電池モジュールの故障検出装置は、
太陽電池モジュールにパイパスダイオードを並列接続し
たものを複数直列接続して太陽電池のストリングを形成
し、このストリングを複数並列接続して、所定の出力電
圧と出力電流が得られるようにした太陽電池アレイを有
する太陽光発電システムにおいて、各太陽電池モジュー
ルのバイパス回路に直列に挿入接続され、パイパスダイ
オードの通電時の電流によって動作する電流リレーと、

【０００９】上記電流リレーの通電状態が所定時間継続
したとき、それに対応する太陽電池モジュールの動作異
常として出力する出力回路とを具備したことを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一態様を図１に示
して説明する。

【００１１】図１は、図３で説明した太陽電池アレイ２
において、太陽電池モジュール７のバイパス回路を構成
する各バイパスダイオード８，８，…に、電流リレー１
０，１０，…を直列接続した太陽電池アレイ２′を示
す。

【００１２】これらの電流リレー１０，１０，…の動作
点は、バイパスダイオード８に流れるバイパス電流（順
方向電流）を検出できるレベルに設定される。

【００１３】この構成において、各太陽電池モジュール
７が正常に発電しているときは、各バイパスダイオード
８は、その電圧によって逆バイアスされ、このバイパス
回路には通電しないため、電流リレー１０，１０，…も
動作しない。

【００１４】しかし、太陽電池モジュール７が故障によ
って発電しないと、これに並列接続されたバイパスダイ
オード８に逆バイアス電圧が加わらないので、バイパス
ダイオード８が通電し、同一ストリングの他の太陽電池
モジュール７で発電した電流を通電する。このとき、上
記電流リレー１０も動作して、その接点１０ａ，１０
ａ，…を閉じる。

【００１５】上記電流リレー１０の動作は、太陽電池モ
ジュールの破損・断線等による故障の他に、雲の流れや
周囲の建築物の影によって、一時的に太陽電池モジュー
ル７に光が当たらなくなって生じる場合もある。これに
対応するため、各出力接点１０ａ，１０ａ，…をオンデ
ィレータイマー等の時限回路を持つ出力回路１１に接続
し、電流リレー１０の動作が一定時間継続した場合にの
み、故障出力を発生させる。この故障出力は、例えば、
太陽光発電システムの管理装置に、各太陽電池モジュー
ル７の個別の故障情報として入力される。この他に、ラ
ンプの点灯、ブザーによる警報等の専用の故障報知手段
に入力させることもできる。

【００１６】上記時限回路のディレー時間は、周囲の建
築物の大きさ等に起因する影に入る時間の長さを考慮し
て、適宜に設定されるものである。この設定によって、
故障した太陽電池モジュールを的確に発見できる。

【００１７】上記電流リレー１０は、それ自体に時限要
素を持つタイマーリレーを用いることによって、出力回
路１１内の時限要素を省くことができる。また、電流リ
レー１０を、複数の巻線と共通の接点を持つものとし、
各太陽電池モジュールのバイパス回路の各々に、各巻線
を直列に挿入接続し、いずれかの太陽電池モジュールで
故障が発生した場合に共通の接点を導通させることによ
って、複数枚の太陽電池モジュールをまとめて故障検出
することもできる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、太陽電池モジュールに並列接
続されたバイパスダイオードのバイパス電流を電流リレ
ーで検出することによって、太陽電池モジュールの故障
を検出するようにしたから、日照条件によって変動する
太陽電池モジュールの発生電圧を測定する場合のような
不明確さがなく、的確に故障検出が可能となり、太陽電
池アレイの保守管理が容易に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの故障検出装置の
一実施態様を示す図

【図２】太陽光発電システムの一般的構成を示すブロッ
ク図

【図３】従来の太陽電池アレイの接続状態を示す回路図

【図４】バイパスダイオードを並列接続した太陽電池モ
ジュールをにおける正常時の電流経路と、故障時の電流
経路を示す図

【符号の説明】

１ 太陽光発電システム ２ 太陽電池アレイ ３ ブロッキングダイオード ４ パワーコンディショナー ７ 太陽電池モジュール ８ バイパスダイオード ９ 太陽電池のストリング １０ 電流リレー １０ａ 電流リレーの接点 １１ 出力回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池モジュールにパイパスダイオー
   ドを並列接続したものを複数直列接続して太陽電池のス
   トリングを形成し、このストリングを複数並列接続し
   て、所定の出力電圧と出力電流が得られるようにした太
   陽電池アレイを有する太陽光発電システムにおいて、 各太陽電池モジュールのバイパス回路に直列に挿入接続
   され、パイパスダイオードの通電時の電流によって動作
   する電流リレーと、 上記電流リレーの通電状態が所定時間継続したとき、そ
   れに対応する太陽電池モジュールの故障として出力する
   出力回路とを具備したことを特徴とする太陽光発電シス
   テムの太陽電池モジュールの故障検出装置。