特開 2024-18468 太陽光発電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024018468

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】太陽光発電システム

(51)【国際特許分類】

   H02S 50/00 20140101AFI20240201BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20240201BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

H02S50/00

H02J3/38 130

H02J13/00 311B

H02J13/00 311K

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022121829

(22)【出願日】2022-07-29

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100221372

【弁理士】

【氏名又は名称】岡崎 信治

(72)【発明者】

【氏名】武山 孝博

(72)【発明者】

【氏名】小倉 遼

(72)【発明者】

【氏名】白 釘虎

(72)【発明者】

【氏名】仲市 淳

(72)【発明者】

【氏名】内田 強士

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 智子

(72)【発明者】

【氏名】マーティン エリカ

(72)【発明者】

【氏名】アクソイ オズギュル

(72)【発明者】

【氏名】エマネット ナヒット

(72)【発明者】

【氏名】ミフマンリ ムスタファ

【テーマコード（参考）】

5F151

5F251

5G064

5G066

【Ｆターム（参考）】

5F151BA11

5F151JA30

5F151KA08

5F251BA11

5F251JA30

5F251KA08

5G064AA01

5G064AA08

5G064AC06

5G064DA02

5G066HA13

5G066HB05

5G066HB06

(57)【要約】

【課題】太陽光発電システムの動作の安定性の向上を図る。
【解決手段】太陽光発電システム１は、ストリング２と、インバータ３と、第１遮断装置４と、第２遮断装置と、を備える。第１遮断装置４は、第１制御信号Ｓ１に応じて、ストリング２とインバータ３とを遮断する。第２遮断装置は、第１遮断装置４からの第２制御信号Ｓ２に応じて、太陽電池モジュールグループと他の太陽電池モジュール又はインバータ３とを遮断する。第２遮断装置は、第１電路Ｌ１に設けられた第３開閉部５ａと、第３開閉部５ａと太陽電池モジュールグループとの間に設けられた半導体スイッチング素子５ｈと、陽極側の端子が太陽電池モジュールグループと半導体スイッチング素子５ｈとの間に接続され第３開閉部５ａの駆動電力を発生する電力供給部５ｅと、を有し、半導体スイッチング素子５ｈは、太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値より小さくなったときにＯＦＦ状態となる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の太陽電池モジュールが直列に接続されたストリングと、
前記ストリングに接続され、前記ストリングから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記ストリングと前記インバータとの間に設けられ、前記インバータからの第１制御信号に応じて、前記ストリングと前記インバータとを遮断する第１遮断装置と、
前記ストリングに含まれる１つ又は連続する複数の前記太陽電池モジュールにて構成される太陽電池モジュールグループと他の太陽電池モジュールグループ又は前記インバータとを接続する電路に接続され、前記第１遮断装置からの第２制御信号に応じて、前記太陽電池モジュールグループと前記他の太陽電池モジュールグループ又は前記インバータとを遮断する第２遮断装置と、
を備え、
前記第２遮断装置は、
前記太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と前記他の太陽電池モジュールグループ又は前記インバータとを接続する第１電路に設けられる第３開閉部と、
前記第１電路の前記第３開閉部と前記太陽電池モジュールグループの陽極側の端子との間に設けられる半導体スイッチング素子と、
陽極側の端子が前記第１電路の太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と前記半導体スイッチング素子との間に接続され、陰極側の端子が前記太陽電池モジュールグループの陰極側の端子に接続され、前記第３開閉部を駆動する電力を発生する電力供給部と、
を有し、
前記半導体スイッチング素子は、前記太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値より小さくなったときにＯＦＦ状態となる、
太陽光発電システム。

【請求項2】

前記第２遮断装置は、一端が前記太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と前記他の太陽電池モジュールグループ又は前記インバータとを接続する第２電路に接続され、他端が前記第１電路の前記第３開閉部と前記半導体スイッチング素子との間に接続されるバイパス素子を有する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項3】

前記半導体スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ素子、又は、ＩＧＢＴ素子である、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項4】

前記第２遮断装置は、前記太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と前記他の太陽電池モジュールグループ又は前記インバータとを接続する第２電路に接続される第４開閉部を有する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項5】

前記第３開閉部と前記第４開閉部は同時に開閉可能である、請求項４に記載の太陽光発電システム。

【請求項6】

前記第３開閉部と前記第４開閉部はそれぞれ独立して開閉可能である、請求項４に記載の太陽光発電システム。

【請求項7】

前記第１遮断装置は、前記ストリングの陽極側の端子と前記インバータの陽極側の端子に接続される第１開閉部を有する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項8】

前記第１遮断装置は、前記ストリングの陰極側の端子と前記インバータの陰極側の端子に接続される第２開閉部を有する、請求項７に記載の太陽光発電システム。

【請求項9】

前記第１開閉部と前記第２開閉部は同時に開閉可能である、請求項８に記載の太陽光発電システム。

【請求項10】

前記第１開閉部と前記第２開閉部はそれぞれ独立して開閉可能である、請求項８に記載の太陽光発電システム。

【請求項11】

前記第１遮断装置は、商用電源から供給される電力によって駆動される、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項12】

前記インバータは、電力線通信によって前記第１遮断装置に前記第１制御信号を出力する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項13】

前記インバータは、無線通信によって前記第１遮断装置に前記第１制御信号を出力する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項14】

前記第１遮断装置は、前記インバータから前記第１制御信号を受信したことに応じて、電力線通信によって前記第２遮断装置に前記第２制御信号を出力する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【請求項15】

前記第１遮断装置は、前記インバータから前記第１制御信号を受信したことに応じて、無線通信によって前記第２遮断装置に前記第２制御信号を出力する、請求項１に記載の太陽光発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽光発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

火災時等の緊急時に消防士を感電等から保護することを目的として、太陽光発電システムには、緊急時に発電を即座に停止する機能が設けられているものがある（例えば、特許文献１を参照）。この機能は、ラピッドシャットダウン機能と呼ばれる。ラピッドシャットダウン機能は、緊急時に発生する制御信号に応答して、太陽光発電システムの電路を遮断する遮断装置により実現される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１２－５１１２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

太陽光発電システムの遮断装置では、太陽光発電システムの電路を遮断するスイッチング素子として、リレーなどのメカニカルな接点を開閉するスイッチング素子が用いられている。このスイッチング素子を駆動する電力は、太陽光発電システムの太陽電池モジュールから供給される。つまり、太陽電池モジュールにて発電される電力は、外部装置（例えば、インバータ）の駆動と、スイッチング素子の駆動と、に使用される。この場合、何らかの原因により太陽電池モジュールの発電量が小さくなり、スイッチング素子にその駆動に必要な電力が供給されなくなくなると、例えば、太陽電池モジュールからの電力でスイッチング素子の接点を閉じようとしても（スイッチング素子をＯＮ状態としようとしても）、すぐに接点が開いてしまう（スイッチング素子がＯＦＦ状態となってしまう）ことを繰り返す現象が生じることがある。また、太陽電池モジュールからの発電量が不安定となると、スイッチング素子がＯＮ状態とＯＦＦ状態とを繰り返すことがある。この現象の発生は、例えば、太陽光発電システムの起動を妨げるなど、太陽光発電システムの動作を不安定にする。

【0005】

本発明の課題は、太陽光発電システムの動作の安定性の向上を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る太陽光発電システムは、ストリングと、インバータと、第１遮断装置と、第２遮断装置と、を備える。ストリングは、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されて形成される。インバータは、ストリングに接続され、ストリングから出力される直流電力を交流電力に変換する。第１遮断装置は、ストリングとインバータとの間に設けられ、インバータからの第１制御信号に応じて、ストリングとインバータとを遮断する。第２遮断装置は、太陽電池モジュールグループと他の太陽電池モジュール又はインバータとを接続する電路に接続される。太陽電池モジュールグループは、ストリングに含まれる１つ又は連続する複数の太陽電池モジュールにて構成される。第２遮断装置は、第１遮断装置からの第２制御信号に応じて、太陽電池モジュールグループと他の太陽電池モジュール又はインバータとを遮断する。

【0007】

この太陽光発電システムにおいて、第２遮断装置は、第３開閉部と、半導体スイッチング素子と、電力供給部と、を有する。第３開閉部は、第１電路に設けられる。第１電路は、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータとを接続する電路である。半導体スイッチング素子は、第１電路の第３開閉部と太陽電池モジュールグループの陽極側の端子との間に設けられる。電力供給部は、第３開閉部を駆動する電力を発生する。電力供給部の陽極側の端子は、第１電路の太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と半導体スイッチング素子との間に接続される。陰極側の端子は、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子に接続される。半導体スイッチング素子は、太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値より小さくなったときにＯＦＦ状態となる。

【0008】

この太陽光発電システムでは、第２遮断装置の半導体スイッチング素子が、当該第２遮断装置に接続された太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値よりも小さくなったときにＯＦＦ状態となる。これにより、太陽電池モジュールグループの発電量が小さい場合には、当該太陽電池モジュールグループからインバータへの電路が遮断され、当該太陽電池モジュールグループが電力供給部のみに電力を供給可能な状態となる。つまり、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいとき、当該太陽電池モジュールグループが発電する電力は、第３開閉部の駆動のみに使用される。太陽電池モジュールグループからの電力が第３開閉部のみに供給されるようになれば、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいか又は不安定であっても、第３開閉部は、閉状態（ＯＮ状態）を維持できる。この結果、太陽光発電システムは安定して動作する。

【0009】

第２遮断装置は、バイパス素子を有してもよい。バイパス素子は、一端が第２電路に接続され、他端が第１電路の第３開閉部と半導体スイッチング素子との間に接続される。第２電路は、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータとを接続する電路である。この場合は、特定の太陽電池モジュールグループでの発電量が小さくなっても、他の太陽電池モジュールグループが発電した電力を、バイパス素子を介してインバータへ伝搬させることができる。

【0010】

半導体スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ素子、又は、ＩＧＢＴ素子であってもよい。この場合は、半導体スイッチング素子をＯＮ状態又はＯＦＦ状態とする際に必要な電力を小さくできる。

【0011】

第２遮断装置は、第２電路に接続される第４開閉部を有してもよい。この場合は、第２遮断装置において、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータ（以下、「他の装置」と呼ぶことにする）とを接続する電路と、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の装置とを接続する電路の両方を遮断できる。この結果、緊急時における太陽光発電システムの安全性を向上できる。

【0012】

第３開閉部と第４開閉部は同時に開閉可能であってもよい。この場合は、第２制御信号に応じて、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の装置とを接続する電路と、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の装置とを接続する電路の両方を同時に遮断できる。

【0013】

第３開閉部と第４開閉部はそれぞれ独立して開閉可能であってもよい。この場合は、第２制御信号に応じて、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の装置とを接続する電路と、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の装置とを接続する電路と、の遮断の組み合わせの種類を増加できる。

【0014】

第１遮断装置は、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子に接続される第１開閉部を有してもよい。この場合は、ストリングとインバータを確実に遮断できる。

【0015】

第１遮断装置は、ストリングの陰極側の端子とインバータの陰極側の端子に接続される第２開閉部を有してもよい。この場合は、この場合は、第１遮断装置において、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、ストリングの陰極側の端子とインバータの陰極側の端子とを接続する電路の両方を遮断できる。この結果、緊急時における太陽光発電システムの安全性を向上できる。

【0016】

第１開閉部と第２開閉部は同時に開閉可能であってもよい。この場合は、第１制御信号に応じて、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、ストリングの陰極側の端子とインバータの陰極側の端子とを接続する電路の両方を同時に遮断できる。

【0017】

第１開閉部と第２開閉部はそれぞれ独立して開閉可能であってもよい。この場合は、第１制御信号に応じて、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、ストリングの陰極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、の遮断の組み合わせの種類を増加できる。

【0018】

第１遮断装置は、商用電源から供給される電力によって駆動されてもよい。この場合は、ストリングから電力が供給されるか否かによらず、第１遮断装置を動作できる。この結果、緊急時においてストリングとインバータとを確実に遮断できるので、緊急時における太陽光発電システムの安全性を向上できる。

【0019】

インバータは、電力線通信によって第１遮断装置に第１制御信号を出力してもよい。この場合は、インバータと第１遮断装置との通信のために個別の線を設ける必要がなくなる。

【0020】

インバータは、無線通信によって第１遮断装置に第１制御信号を出力してもよい。この場合は、インバータと第１遮断装置との間に通信線が不要となる。

【0021】

第１遮断装置は、インバータから第１制御信号を受信したことに応じて、電力線通信によって第２遮断装置に第２制御信号を出力してもよい。この場合は、第１遮断装置と第２遮断装置との通信のために個別の線を設ける必要がなくなる。

【0022】

第１遮断装置は、インバータから第１制御信号を受信したことに応じて、無線通信によって第２遮断装置に第２制御信号を出力してもよい。この場合は、第１遮断装置と第２遮断装置との間に通信線が不要となる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、太陽光発電システムの動作の安定性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、太陽光発電システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、第１遮断装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、第２遮断装置の構成を示す図である。

【図4】図４は、第２遮断装置におけるバイパス素子の接続の他の例を示す図である。

【図5】図５は、各動作モードにおける第１遮断装置の状態を示す図である。

【図6】図６は、各動作モードにおける第２遮断装置の状態を示す図である。

【図7】図７は、ストリングにおける太陽電池モジュールグループの構成の他の例を示す図である。

【図8】図８は、ストリングにおける太陽電池モジュールグループの構成のさらに他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１を用いて、太陽光発電システム１を説明する。図１は、太陽光発電システム１の構成を示す図である。太陽光発電システム１は、ストリング２と、インバータ３と、第１遮断装置４と、第２遮断装置５Ａ～５Ｄと、を備える。

【0026】

ストリング２は、互いに直列に接続された複数の太陽電池モジュール６を含む。本実施形態におけるストリング２は、１６個の太陽電池モジュール６で構成されている。なお、太陽光発電システム１は、ストリング２が並列に複数連結された太陽電池アレイを含んでもよい。

【0027】

ストリング２は、複数の太陽電池モジュールグループを含む。各太陽電池モジュールグループは、１つ又は連続した複数の太陽電池モジュール６を含んでいる。各太陽電池モジュールグループは、陽極側の端子と、陰極側の端子と、を有する。１つの太陽電池モジュール６を含むグループでは、太陽電池モジュール６の陽極が当該グループの陽極側の端子となり、太陽電池モジュール６の陰極が当該グループの陰極側の端子となる。

【0028】

一方、複数の太陽電池モジュール６を含むグループでは、直列接続された複数の太陽電池モジュール６のうちインバータ３の陽極側に最も近い太陽電池モジュール６の陽極が当該グループの陽極側の端子となり、インバータ３の陰極側に最も近い太陽電池モジュール６の陰極が当該グループの陰極側の端子となる。図１では、各太陽電池モジュールグループの陽極側の端子を「＋」で表し、陰極側の端子を「－」で表す。

【0029】

ストリング２は、第１グループ６Ａ～第８グループ６Ｈの合計８つの太陽電池モジュールグループを含んでいる。第１グループ６Ａ、第３グループ６Ｃ、第５グループ６Ｅ、第７グループ６Ｇは、それぞれ、１つの太陽電池モジュール６を含む。一方、第２グループ６Ｂ、第４グループ６Ｄ、第６グループ６Ｆ、第８グループ６Ｈは、それぞれ、３つの太陽電池モジュール６を含む。

【0030】

第１グループ６Ａ～第８グループ６Ｈは、ストリング２内で直列接続されている。具体的には、第１グループ６Ａの陰極側の端子が第２グループ６Ｂの陽極側の端子に接続される。第２グループ６Ｂの陰極側の端子が第３グループ６Ｃの陽極側の端子に接続される。第３グループ６Ｃの陰極側の端子が第４グループ６Ｄの陽極側の端子に接続される。第４グループ６Ｄの陰極側の端子が第５グループ６Ｅの陽極側の端子に接続される。第５グループ６Ｅの陰極側の端子が第６グループ６Ｆの陽極側の端子に接続される。第６グループ６Ｆの陰極側の端子が第７グループ６Ｇの陽極側の端子に接続される。第７グループ６Ｇの陰極側の端子が第８グループ６Ｈの陽極側の端子に接続される。なお、第１グループ６Ａの陽極側の端子は、インバータ３の陽極側の端子に接続される。第８グループ６Ｈの陰極側の端子は、インバータ３の陰極側の端子に接続される。

【0031】

太陽電池モジュール６は、太陽光を受けて電力を発生する。太陽電池モジュール６の開放電圧は、例えば、５０Ｖである。インバータ３は、電力線を介してストリング２に接続される。インバータ３は、複数の太陽電池モジュール６が直列接続されたストリング２から出力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ３は、電力系統７に接続されており、交流電力を商用電力系統や負荷装置に供給する。

【0032】

具体的には、インバータ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａと、ＤＣ／ＡＣインバータ３ｂと、制御部３ｃと、第１制御信号生成部３ｄと、を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａは、ストリング２から出力される電力の電圧を所定の電圧に変換して、ＤＣ／ＡＣインバータ３ｂに入力する。ＤＣ／ＡＣインバータ３ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａから出力される直流電力を交流電力に変換する。

【0033】

制御部３ｃは、ＣＰＵ、記憶装置、各種インタフェース等を含むコンピュータシステムである。制御部３ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａ及びＤＣ／ＡＣインバータ３ｂを制御する。制御部３ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａ及びＤＣ／ＡＣインバータ３ｂの制御を、記憶装置に記憶されたプログラムにより実行してもよい。第１制御信号生成部３ｄは、操作スイッチ８が押されたときに、電力線通信によって第１遮断装置４に第１制御信号Ｓ１を出力する。

【0034】

第１遮断装置４は、ストリング２とインバータ３とを接続する電力線に接続されている。第１遮断装置４は、インバータ３からの第１制御信号Ｓ１に応じて、ストリング２とインバータ３とを遮断する。

【0035】

第２遮断装置５Ａ～５Ｄは、１つの太陽電池モジュールグループと他の太陽電池モジュールとを接続する電路、又は、１つの太陽電池モジュールグループとインバータ３とを接続する電路に接続される。

【0036】

具体的には、第２遮断装置５Ａは、第１グループ６Ａの陽極側の端子と第１遮断装置４とを接続する電路に接続され、かつ、第１グループ６Ａの陰極側の端子と第２グループ６Ｂの陽極側の端子とを接続する電路に接続される。第２遮断装置５Ｂは、第３グループ６Ｃの陽極側の端子と第２グループ６Ｂの陰極側の端子とを接続する電路に接続され、かつ、第３グループ６Ｃの陰極側の端子と第４グループ６Ｄの陽極側の端子とを接続する電路に接続される。第２遮断装置５Ｃは、第５グループ６Ｅの陽極側の端子と第４グループ６Ｄの陰極側の端子とを接続する電路に接続され、かつ、第５グループ６Ｅの陰極側の端子と第６グループ６Ｆの陽極側の端子とを接続する電路に接続される。第２遮断装置５Ｄは、第７グループ６Ｇの陽極側の端子と第６グループ６Ｆの陰極側の端子とを接続する電路に接続され、かつ、第７グループ６Ｇの陰極側の端子と第８グループ６Ｈの陽極側の端子とを接続する電路に接続される。

【0037】

第２遮断装置５Ａ～５Ｄは、それぞれ、第１遮断装置４からの第２制御信号Ｓ２に応じて、自身が接続されている太陽電池モジュールグループと他の太陽電池モジュールを遮断するか、又は、自身が接続されている太陽電池モジュールグループとインバータ３とを遮断する。

【0038】

以下、図２を用いて、第１遮断装置４の具体的な構成を説明する。図２は、第１遮断装置４の構成を示す図である。第１遮断装置４は、第１開閉部４ａと、第２開閉部４ｂと、第１信号受信部４ｃと、第１駆動部４ｄと、第１信号送信部４ｅと、を有する。

【0039】

第１開閉部４ａは、一端がインバータ３の陽極側の端子に接続され、他端がストリング２の陽極側の端子に接続されている。第２開閉部４ｂは、一端がストリング２の陰極側の端子に接続され、他端がインバータ３の陰極側の端子に接続されている。「ストリング２の陰極側の端子」は、第８グループ６Ｈに含まれる太陽電池モジュール６のうちインバータ３の陰極側に最も近い太陽電池モジュール６の陰極である。第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂは、例えば、接点を開閉することで、開閉部に接続された電路を遮断／接続するスイッチング素子である。第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂは、例えば、リレーである。

【0040】

本実施形態において、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂは、第１駆動部４ｄの制御により同時に開閉する（すなわち、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切り替わる）。これにより、ストリング２の陽極側の端子とインバータ３の陽極側の端子とを接続する電力線と、ストリング２の陰極側の端子とインバータ３の陰極側の端子とを接続する電力線と、を同時に遮断できる。

【0041】

その他、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂは、それぞれ、独立して第１駆動部４ｄの駆動信号の供給を受け、独立して開閉可能であってもよい。これにより、ストリング２の陽極側の端子とインバータ３の陽極側の端子とを接続する電力線と、ストリング２の陰極側の端子とインバータ３の陰極側の端子とを接続する電力線と、の遮断の組み合わせの種類を増加できる。例えば、上記の２つの電力線を両方遮断できるだけでなく、２つの電力線のいずれかのみを遮断できる。これにより、いずれかの開閉部が適切に動作しなくとも、他の開閉部により１つの電力線を遮断してストリング２とインバータ３とを確実に遮断できる。

【0042】

第１信号受信部４ｃは、インバータ３から出力された第１制御信号Ｓ１を受信する。第１信号受信部４ｃは、第１制御信号Ｓ１を受信したときに、第１制御信号Ｓ１を受信した旨の信号を第１駆動部４ｄに出力する。本実施形態において、第１制御信号Ｓ１は、電力線通信により、インバータ３と第１遮断装置４とを接続する電力線に出力される。従って、第１信号受信部４ｃは、例えば、電力線通信による信号を電力線から抽出できる信号受信回路である。

【0043】

第１駆動部４ｄは、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂとを駆動する駆動信号を、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂに出力する。ストリング２とインバータ３とを接続する場合、第１駆動部４ｄは、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂとを閉状態（ＯＮ状態）とする駆動信号を、これら開閉部に出力する。一方、第１制御信号Ｓ１を受信した旨の信号を第１信号受信部４ｃから受信したとき、第１駆動部４ｄは、駆動信号の出力を停止して、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂとを開状態（ＯＦＦ状態）とする。これにより、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂは、第１制御信号Ｓ１に応じて、ストリング２とインバータ３とを遮断できる。

【0044】

上記とは逆に、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂは、第１駆動部４ｄから駆動信号を受信したときに開状態となってもよい。この場合、第１駆動部４ｄは、第１制御信号Ｓ１を受信した旨の信号を第１信号受信部４ｃから受信したときに駆動信号を出力し、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂとを開状態とする。一方、第１制御信号Ｓ１を受信した旨の信号を受信しないとき、第１駆動部４ｄは、駆動信号の出力を停止して、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂとを閉状態とする。

【0045】

第１駆動部４ｄは、例えば、第１信号受信部４ｃからの信号を受信したときに、第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂの駆動信号を発生させる信号発生回路である。

【0046】

第１駆動部４ｄは、第１制御信号Ｓ１に応じてストリング２とインバータ３とを遮断したときに、ストリング２とインバータ３とを遮断した旨の信号を、第１信号送信部４ｅに出力する。第１信号送信部４ｅは、ストリング２とインバータ３とを遮断した旨の信号を受信したときに、第１遮断装置４とストリング２とを接続する電力線に、第２制御信号Ｓ２を出力する。本実施形態において、第１信号送信部４ｅは、電力線通信により、第１遮断装置４とストリング２とを接続する電力線に第２制御信号Ｓ２を出力する。従って、第１信号送信部４ｅは、例えば、電力線通信により送信する信号を発生して出力する信号発生回路である。

【0047】

第１遮断装置４は、外部の商用電源９により駆動される。具体的には、第１駆動部４ｄは、商用電源９から供給される交流電力を用いて、第１開閉部４ａと第２開閉部４ｂとを駆動する駆動信号を発生する。例えば、商用電源９からの交流電力を直流電力に変換して、駆動電力を発生できる。また、第１信号受信部４ｃ及び第１信号送信部４ｅも、商用電源９から供給される交流電力により駆動される。これにより、ストリング２から電力が供給されるか否かによらず、第１遮断装置４を動作できる。

【0048】

以下、図３を用いて、第２遮断装置５Ａ～５Ｄの具体的な構成を説明する。図３は、第２遮断装置５Ａ～５Ｄの構成を示す図である。第２遮断装置５Ａ～５Ｄは、同一の構成を有する。従って、以下の説明では、第２遮断装置５Ａの構成を例にとって説明する。第２遮断装置５Ａは、第３開閉部５ａと、第４開閉部５ｂと、第２信号受信部５ｃと、バイパス回路５ｄと、電力供給部５ｅと、第２駆動部５ｆと、バイパス素子５ｇと、半導体スイッチング素子５ｈと、を有する。

【0049】

第３開閉部５ａは、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータ３とを接続する第１電路Ｌ１に設けられる。具体的には、第３開閉部５ａは、第１電路Ｌ１において、一端が第１遮断装置４に接続され、他端が半導体スイッチング素子５ｈに接続されている。なお、第２遮断装置５Ａ以外の第２遮断装置では、第３開閉部５ａの一端は、当該第２遮断装置が接続された太陽電池モジュールグループに隣接する他の太陽電池モジュールグループに接続される。第３開閉部５ａは、例えば、接点を開閉することで、開閉部に接続された電路を遮断／接続するスイッチング素子である。第３開閉部５ａは、例えば、リレーである。

【0050】

第４開閉部５ｂは、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータ３とを接続する第２電路Ｌ２に設けられる。具体的には、第４開閉部５ｂは、第２電路Ｌ２において、一端が第１グループ６Ａの陰極側の端子に接続され、他端が第２グループ６Ｂの陽極側の端子に接続されている。第４開閉部５ｂは、例えば、接点を開閉することで、開閉部に接続された電路を遮断／接続するスイッチング素子である。第４開閉部５ｂは、例えば、リレーである。

【0051】

本実施形態において、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂは、第２駆動部５ｆの制御により同時に開閉可能となっている。これにより、第２遮断装置５Ａは、第１グループ６Ａの陽極側の端子と第１遮断装置４とを接続する電路と、第１グループ６Ａの陰極側の端子と第２グループ６Ｂの陽極側の端子とを接続する電路と、を同時に遮断できる。

【0052】

その他、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂは、それぞれ、独立して第２駆動部５ｆの駆動信号の供給を受け、独立して開閉可能であってもよい。これにより、第２遮断装置５Ａは、第１グループ６Ａの陽極側の端子と第１遮断装置４とを接続する電路と、第１グループ６Ａの陰極側の端子と第２グループ６Ｂの陽極側の端子とを接続する電路と、の遮断の組み合わせの種類を増加できる。例えば、上記の２つの電路を両方遮断できるだけでなく、２つの電路のいずれかのみを遮断できる。これにより、いずれかの開閉部が適切に動作しなくとも、他の開閉部により１つの電路を遮断して、第１グループ６Ａと他の装置とを遮断できる。

【0053】

第２信号受信部５ｃは、第１遮断装置４から出力された第２制御信号Ｓ２を受信する。第２信号受信部５ｃは、第２制御信号Ｓ２を受信したときに、第２制御信号Ｓ２を受信した旨の信号を第２駆動部５ｆに出力する。本実施形態において、第２制御信号Ｓ２は、電力線通信により、第１遮断装置４と第２遮断装置５Ａとを接続する電路に出力される。従って、第２信号受信部５ｃは、例えば、電力線通信による信号を電路から抽出できる信号受信回路である。

【0054】

バイパス回路５ｄは、第２遮断装置５Ａの一方の電路に伝搬してきた第２制御信号Ｓ２を、他方の電路に伝搬させるための回路である。具体的には、バイパス回路５ｄは、第１遮断装置４が接続された電路を伝搬してきた第２制御信号Ｓ２を、第１グループ６Ａの陰極側の端子と第２グループ６Ｂの陽極側の端子とを接続する電路へと伝搬させる。

【0055】

本実施形態において、第２制御信号Ｓ２は、電力線通信により電路を伝搬する。すなわち、第２制御信号Ｓ２は、所定の周波数を有する信号である。従って、バイパス回路５ｄは、所定の周波数の信号を通過させる回路である。具体的には、バイパス回路５ｄは、例えば、上記所定の周波数以上の周波数の信号を通過させるハイパスフィルタ回路、又は、上記所定の周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ回路である。ハイパスフィルタであるバイパス回路５ｄは、例えば、キャパシタ素子により実現できる。

【0056】

電力供給部５ｅは、第１グループ６Ａに含まれる太陽電池モジュールで発電された電力から、第２遮断装置５Ａを駆動する電力を生成する。第２遮断装置５Ａを駆動する電力として直流電力を用いる場合、電力供給部５ｅは、例えば、レギュレータ回路である。電力供給部５ｅの陽極側の端子（図３で「＋」にて示した側の端子）は、第１電路Ｌ１において、第１グループ６Ａの陽極側の端子と半導体スイッチング素子５ｈとの間に接続されている。一方、陰極側の端子（図３で「－」にて示した側の端子）は、第２電路Ｌ２において、第１グループ６Ａの陽極側の端子と第４開閉部５ｂとの間に接続されている。

【0057】

第２駆動部５ｆは、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂとを駆動する駆動信号を、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂに出力する。第２駆動部５ｆは、電力供給部５ｅから供給された電力を用いて上記の駆動信号を生成し、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂに出力する。

【0058】

第２遮断装置５Ａが接続された太陽電池モジュールグループと他の装置とを接続したい場合、第２駆動部５ｆは、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂとを閉状態とする駆動信号を、これら開閉部に出力する。

【0059】

一方、第２制御信号Ｓ２を受信した旨の信号を第２信号受信部５ｃから受信したとき、第２駆動部５ｆは、上記の駆動信号の出力を停止して、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂとを開状態とする。これにより、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂは、第２制御信号Ｓ２に応じて、太陽電池モジュールグループと他の装置とを遮断できる。

【0060】

上記とは逆に、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂは、第２駆動部５ｆから駆動信号を受信したときに開状態となってもよい。この場合、第２駆動部５ｆは、第２制御信号Ｓ２を受信した旨の信号を第２信号受信部５ｃから受信したときに駆動信号を出力し、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂとを開状態とする。一方、第２制御信号Ｓ２を受信した旨の信号を受信しないとき、第２駆動部５ｆは、駆動信号の出力を停止して、第３開閉部５ａと第４開閉部５ｂとを閉状態とする。

【0061】

第２駆動部５ｆは、例えば、第２信号受信部５ｃからの信号を受信したときに、電力供給部５ｅから供給された電力を用いて、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂの駆動信号を発生させる信号発生回路である。

【0062】

第２制御信号Ｓ２は、第１遮断装置４が第１制御信号Ｓ１を受信してストリング２とインバータ３とを遮断した後に出力される。そのため、第２遮断装置５Ａによる電路の遮断は、ストリング２とインバータ３とが遮断された後に実行される。

【0063】

バイパス素子５ｇは、第２遮断装置５Ａが接続された第１グループ６Ａに並列接続される。バイパス素子５ｇは、第２遮断装置５Ａが接続された太陽電池モジュールグループをバイパスする電路を形成する。図３に示すように、バイパス素子５ｇの一端は、第２電路Ｌ２において、第１グループ６Ａの陰極側の端子と第４開閉部５ｂとの間に接続される。一方、バイパス素子５ｇの他端は、第１電路Ｌ１において、第３開閉部５ａと半導体スイッチング素子５ｈとの間に接続される。バイパス素子５ｇは、第２電路Ｌ２に接続されたアノードと、第１電路Ｌ１に接続されたカソードと、を有するダイオードである。

【0064】

日の出又は日没時、第１グループ６Ａの太陽電池モジュールに影が入った場合、第１グループ６Ａにおける急激な電力低下又は異常発熱などの異常により、第１グループ６Ａから十分な電力を出力できなくなったときに、バイパス素子５ｇは、他の太陽電池モジュールグループが発生させた電力を、異常が生じた第１グループ６Ａを「バイパス」して伝送させる電路を形成する。具体的には、第２遮断装置５Ａのバイパス素子５ｇは、第１グループ６Ａにて異常が発生したときに、第２グループ６Ｂ～第８グループ６Ｈにて発生した電力を、第２グループ６Ｂからインバータ３（第１遮断装置４）へと伝送させる経路を形成する。

【0065】

ダイオードであるバイパス素子５ｇは、外部からの信号による指令がなくとも、第１グループ６Ａから十分な電力を出力できなくなったときに、その電気的特性に基づいて、異常が生じた第１グループ６Ａをバイパスする電路を直ちに形成できる。

【0066】

なお、第２遮断装置５Ａが接続された第１グループ６Ａをバイパスでき、かつ、バイパス素子５ｇの端子の少なくとも一方が第３開閉部５ａ又は第４開閉部５ｂを介さずに第１グループ６Ａに接続されていれば、バイパス素子５ｇの２つの端子の接続位置は任意に設定できる。例えば、図４に示すように、バイパス素子５ｇのアノードが、第２電路Ｌ２において、第２グループ６Ｂの陽極側の端子と第４開閉部５ｂとの間に接続され、カソードが、第１電路Ｌ１において、第１グループの陽極側の端子と第３開閉部５ａとの間に接続されてもよい。図４は、第２遮断装置５Ａにおけるバイパス素子５ｇの接続の他の例を示す図である。

【0067】

半導体スイッチング素子５ｈは、第１電路Ｌ１において、第３開閉部５ａと直列接続されている。具体的には、半導体スイッチング素子５ｈの一端は、第１電路Ｌ１において、第１グループ６Ａの陽極側の端子に接続されている。なお、上記のとおり、第１電路Ｌ１においては、半導体スイッチング素子５ｈの一端と第１グループ６Ａの陽極側の端子との間には、電力供給部５ｅの陽極側の端子が接続されている。一方、半導体スイッチング素子５ｈの他端は、第１電路Ｌ１において、第３開閉部５ａの他端（第１遮断装置４と接続された側とは反対側）に接続される。半導体スイッチング素子５ｈは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子である。

【0068】

半導体スイッチング素子５ｈは、第２駆動部５ｆに接続される、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈのＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える制御を行う。第２駆動部５ｆは、第１グループ６Ａの発電量に基づいて、半導体スイッチング素子５ｈをＯＮ状態とするかＯＦＦ状態とするかを決定する。そのため、第２駆動部５ｆは、第１グループ６Ａの発電量をモニターしている。具体的には、第２駆動部５ｆは、第１グループ６Ａの発電量が所定の閾値よりも小さくなったときに、半導体スイッチング素子５ｈをＯＦＦ状態とする。一方、第１グループ６Ａの発電量が所定の閾値以上となったときに、半導体スイッチング素子５ｈをＯＮ状態とする。上記の閾値は、例えば、第１グループ６Ａをインバータ３への電路に接続しても、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂを適切に開閉動作できる電力量とできる。

【0069】

半導体スイッチング素子５ｈがＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ素子である場合、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈのゲート端子に接続される。第２駆動部５ｆは、ゲート端子に所定の電圧信号を出力することで、半導体スイッチング素子５ｈをＯＮ状態又はＯＦＦ状態とできる。ＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ素子をＯＮ状態又はＯＦＦ状態とするためにゲート端子に電圧信号が出力された際に、ゲート端子には電流はほとんど流れない。このように、ＭＯＳＦＥＴ素子、ＩＧＢＴ素子などを半導体スイッチング素子５ｈとして用いることにより、半導体スイッチング素子５ｈをＯＮ状態又はＯＦＦ状態とする際に必要な電力を小さくできる。

【0070】

上記の構成を有する第２遮断装置５Ａ～５Ｄにおいては、半導体スイッチング素子５ｈが、第２遮断装置に接続された太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値よりも小さくなったときにＯＦＦ状態となる。これにより、太陽電池モジュールグループの発電量が小さい場合には、当該太陽電池モジュールグループからインバータ３への電路が遮断され、当該太陽電池モジュールグループが電力供給部５ｅのみに電力を供給可能な状態となる。つまり、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいとき、当該太陽電池モジュールグループが発電する電力は、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂの駆動のみに使用される。太陽電池モジュールグループからの電力が第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂのみに供給されるようになれば、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいか又は不安定であっても、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、閉状態（すなわち、ＯＮ状態）を維持できる。この結果、太陽光発電システム１は安定して動作する。

【0071】

また、上記の第２遮断装置５Ａ～５Ｄでは、太陽電池モジュールグループの発電量に異常があっても第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂが閉状態（ＯＮ状態）を維持できるので、高電圧が印加された状態で第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂが開閉動作する可能性は低い。このため、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、大きな耐電圧特性を有する必要がなく、安価なものとできる。

【0072】

次に、図５及び図６を用いて、第１遮断装置４及び第２遮断装置５Ａ～５Ｄの動作の一例について説明する。第２遮断装置５Ａ～５Ｄの動作については、第２遮断装置５Ａの動作を例にとる。他の第２遮断装置５Ｂ～５Ｄも、第２遮断装置５Ａと同様に動作する。図５は、各動作モードにおける第１遮断装置４の状態を示す図である。図６は、各動作モードにおける第２遮断装置５Ａ～５Ｄの状態を示す図である。太陽光発電システム１における動作モードは、スタートモード、アクティブモード、安全モードの３つの動作モードを含む。安全モードは、通常遮断モードと、緊急安全遮断モードと、を含む。

【0073】

スタートモードとは、太陽電池モジュール６に太陽光が当たり始めたときのモードである。このとき、太陽電池モジュール６は、太陽光を受けて電力を発電する。スタートモードでは、インバータ３が第１制御信号Ｓ１を出力しないので（第１制御信号「なし」）、第１遮断装置４においては、第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂは閉状態となり（リレー動作モード「ＯＮ」）、ストリング２とインバータ３とが接続される。第１制御信号Ｓ１が出力されていないので、第１信号送信部４ｅは、第２制御信号Ｓ２を出力しない。

【0074】

一方、第２遮断装置５Ａにおいては、電力供給部５ｅが、第１グループ６Ａで発電された電力を用いて、第２遮断装置５Ａ～５Ｄを駆動する電力を生成する。また、第１遮断装置４が第２制御信号Ｓ２を出力しないため（第２制御信号「なし」）、第２駆動部５ｆが、電力供給部５ｅが生成した電力を用いて駆動信号を生成し、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂに出力する。この結果、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂはＯＮ状態となる（リレー動作モード「ＯＮ」）。これにより、第１電路Ｌ１において第１グループ６Ａと第２グループ６Ｂとが接続され、第２電路Ｌ２において第１グループ６Ａと第１遮断装置４とが接続される。また、第１グループ６Ａにて十分な発電量が得られている場合には、半導体スイッチング素子５ｈがＯＮ状態となっている（半導体スイッチ動作モード「ＯＮ」）。

【0075】

太陽電池モジュール６に太陽光が当たり始めたスタートモードでは、各太陽電池モジュールグループからの発電量は小さい。そのため、スタートモード（特に、後述する通常遮断モードからスタートモードへの移行時、例えば、日の出時）において、第１グループ６Ａにて発電された電力を、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂの駆動とインバータ３への供給との両方に使用すると、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂを駆動するための十分な電力が得られないことがある。この結果、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、開状態（ＯＦＦ状態）から閉状態（ＯＮ状態）に移行しようとしてもすぐに開状態（ＯＦＦ状態）に戻ってしまうとの動作を繰り返してしまう可能性がある。

【0076】

従って、スタートモードにおいて、第１グループ６Ａから十分な発電量を得られないとき（すなわち、第１グループ６Ａの発電量が所定の閾値よりも小さいとき）には、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈをＯＦＦ状態とし、その後、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂに電力を供給してこれら開閉部を閉状態とする。これにより、第１グループ６Ａからの電力が第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂの駆動のみに用いられるので、第１グループ６Ａからの発電量が小さくても、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、閉状態（ＯＮ状態）を維持できる。

【0077】

第１グループ６Ａから十分な発電量を得られないとき、他の太陽電池モジュールグループにて発電された電力は、バイパス素子５ｇを通り、インバータ３へ伝搬する。これにより、特定の太陽電池モジュールグループ（第１グループ６Ａ）にて十分な発電量が得られない場合でも、太陽光発電システム１は、停止することなく、他の太陽電池モジュールグループからの電力を用いて正常に動作できる。

【0078】

その後、第１グループ６Ａから十分な発電量を得られたとき（すなわち、第１グループ６Ａの発電量が所定の閾値以上となったとき）に、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈをＯＮ状態とし、第１グループ６Ａからインバータ３への電路を接続する。これにより、第２遮断装置５Ａは、第１グループ６Ａからの電力をインバータ３へ伝搬できる。

【0079】

以上により、スタートモードでは、ストリング２にて安定して発生した電力が、第１遮断装置４を介して、インバータ３に供給される。ストリング２から供給された直流電力は、インバータ３により交流電力に変換され、電力系統７に供給される。

【0080】

アクティブモードは、太陽電池モジュール６が日中に太陽光を受けて発電している状態であり、実質的にスタートモードと同じである。具体的には、アクティブモードでは、第１制御信号Ｓ１が出力されず（第１制御信号「なし」）、第１遮断装置４の第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂが閉状態となっている（リレー動作モード「ＯＮ」）。また、第２制御信号Ｓ２が出力されず（第２制御信号「なし」）、第２遮断装置５Ａ～５Ｄの第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂが閉状態となっている。また、半導体スイッチング素子５ｈは、ＯＮ状態となっている（半導体スイッチ動作モード「ＯＮ」）。この結果、ストリング２にて発生した電力が、第１遮断装置４を介して、インバータ３に供給される。ストリング２から供給された直流電力は、インバータ３により交流電力に変換され、電力系統７に供給される。

【0081】

アクティブモードにおいて、第１グループ６Ａからの発電量が低下し、第１グループ６Ａからの発電量が所定の閾値よりも小さくなった場合（例えば、第１グループ６Ａの太陽電池モジュールに影が入った場合など）には、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈをＯＦＦ状態とする。これにより、太陽電池モジュールグループから十分な電力が供給されなくとも、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、閉状態（ＯＮ状態）を維持できる。

【0082】

通常遮断モードは、夜間、或いは雨等の悪天候の影響で、太陽電池モジュール６が太陽光を受けていないときのモードである。したがって、通常遮断モードでは、太陽電池モジュール６が発電していない。通常遮断モードにおいて、インバータ３から第１制御信号Ｓ１が出力される（第１制御信号「あり」）。このため、第１遮断装置４では、第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂが開状態となる（リレー動作モード「ＯＦＦ」）。これにより、通常遮断モードでは、ストリング２とインバータ３とが遮断される。

【0083】

一方、第２遮断装置５Ａにおいては、第１制御信号Ｓ１の出力に伴い、第１信号送信部４ｅが、電力線通信により、第２制御信号Ｓ２をストリング２に出力する（第２制御信号「あり」）。このため、半導体スイッチング素子５ｈはＯＦＦ状態となる（半導体スイッチ動作モード「ＯＦＦ」）。なお、通常遮断モードでは、第２遮断装置５Ａは第１グループ６Ａから電力を供給されない。そのため、第２駆動部５ｆが第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂへ出力する駆動信号を生成できず、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは開状態となっている（リレー動作モード「ＯＦＦ」）。

【0084】

スタートモード又はアクティブモードから通常遮断モードへの移行時に、インバータ３が第１制御信号Ｓ１を出力する。第１信号受信部４ｃが第１制御信号Ｓ１を受信すると、第１駆動部４ｄは、第２半導体スイッチング素子４ｆをＯＦＦ状態とし、その後、第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂを開状態とする。この結果、ストリング２とインバータ３とが遮断される。ストリング２とインバータ３とが遮断されたタイミングで、第１信号送信部４ｅが、電力線通信により、第２制御信号Ｓ２をストリング２に出力する。

【0085】

スタートモード又はアクティブモードから通常遮断モードへの移行時、例えば、日没時には、第１グループ６Ａからの発電量は小さい。そのため、通常遮断モードへの移行時においては、第１グループ６Ａにて発電された電力を、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂの駆動とインバータ３への供給との両方に使用すると、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂを駆動するための十分な電力が得られないことがある。この結果、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、開状態（ＯＦＦ状態）から閉状態（ＯＮ状態）に移行しようとしてもすぐに開状態（ＯＦＦ状態）に戻ってしまうとの動作を繰り返してしまう可能性がある。

【0086】

従って、通常遮断モードへの移行時において、第１グループ６Ａから十分な発電量を得られなくなったとき（すなわち、第１グループ６Ａの発電量が所定の閾値よりも小さくなったとき）に、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈをＯＦＦ状態とする。これにより、第１グループ６Ａからの発電量が小さくても、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、閉状態（ＯＮ状態）を維持できる。その後、通常遮断モードの適切なタイミングにおいて、第２駆動部５ｆは、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂを開状態とする。

【0087】

以上により、通常遮断モードでは、ストリング２からインバータ３に電力が供給されない状態となる。

【0088】

通常遮断モードにおいて、天候が不安定である等の理由により、例えば太陽電池モジュール６の発電が不安定な状態のときは、第１グループ６Ａから供給される電力に応じて、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂが閉状態／開状態となる（リレー動作モード「ＯＮ／ＯＦＦ」）。この場合、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈをＯＦＦ状態とする。これにより、太陽電池モジュール６の発電が不安定なために第１グループ６Ａから供給される電力が不安定になっても、第１グループ６Ａからの電力を第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂの駆動にのみ使用できるので、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂを適切に動作できる。具体的には、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂを閉状態（ＯＮ状態）に維持して、他の太陽電池モジュールグループにて発電された電力を、バイパス素子５ｇを介して、インバータ３に伝搬できる。

【0089】

緊急安全遮断モードは、スタートモード、或いはアクティブモード中に、ストリング２からインバータ３への電力の供給を遮断させるモードである。緊急安全遮断モードは、スタートモード又はアクティブモードにおいて、操作スイッチ８が操作されることで開始される。

【0090】

具体的には、操作スイッチ８が操作されると、インバータ３の第１制御信号生成部３ｄが、電力線通信により、第１制御信号Ｓ１を第１遮断装置４に送信する（第１制御信号「あり」）。第１信号受信部４ｃが第１制御信号Ｓ１を受信すると、第１駆動部４ｄは、第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂへの駆動電力の出力を停止する。この結果、ストリング２とインバータ３とが遮断される（リレー動作モード「ＯＦＦ」）。ストリング２とインバータ３とが遮断されたタイミングで、第１信号送信部４ｅが、電力線通信により、第２制御信号Ｓ２をストリング２に出力する（第２制御信号「あり」）。

【0091】

第２遮断装置５Ａの第２信号受信部５ｃが第２制御信号Ｓ２を受信すると、第２駆動部５ｆは、半導体スイッチング素子５ｈをＯＦＦ状態にし（半導体スイッチ動作モード「ＯＦＦ」）、その後、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂへの駆動電力の出力を停止する。この結果、第１グループ６Ａと第２グループ６Ｂとが遮断され、第１グループ６Ａとインバータ３とが遮断される（リレー動作モード「ＯＦＦ」）。すなわち、ストリング２に含まれる全ての太陽電池モジュール６から出力される電圧が遮断される。

【0092】

以上のようにして、緊急安全遮断モードでは、第１遮断装置４によってストリング２とインバータ３とを遮断できるとともに、第２遮断装置５Ａ～５Ｄによって、ストリング２に含まれる太陽電池モジュールグループ毎の遮断を実現できる。具体的には、第２遮断装置５Ａによって、第１グループ６Ａと第２グループ６Ｂとの接続を遮断できる。第２遮断装置５Ｂによって、第２グループ６Ｂと第３グループ６Ｃとの接続と、第３グループ６Ｃと第４グループ６Ｄとの接続と、を遮断できる。第２遮断装置５Ｃによって、第４グループ６Ｄと第５グループ６Ｅとの接続と、第５グループ６Ｅと第６グループ６Ｆとの接続と、を遮断できる。第２遮断装置５Ｄによって、第６グループ６Ｆと第７グループ６Ｇとの接続と、第７グループ６Ｇと第８グループ６Ｈとの接続と、を遮断できる。

【0093】

このため、太陽光発電システム１では、太陽電池モジュール６毎に遮断装置を設置する場合に比べて、遮断装置の設置コストの低減を図ることができる。また、緊急安全遮断モードにおいて、ストリング２を太陽電池モジュールグループ毎に遮断するだけでなく、ストリング２とインバータ３との間も遮断することで、より安全性の高い太陽光発電システムを提供できる。

【0094】

太陽光発電システム１では、第２遮断装置５Ａ～５Ｄが半導体スイッチング素子５ｈを有しており、第２遮断装置５Ａ～５Ｄに接続された太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値よりも小さくなったときに、半導体スイッチング素子５ｈがＯＦＦ状態となる。これにより、太陽電池モジュールグループの発電量が小さい場合には、当該太陽電池モジュールグループからインバータへの電路が遮断され、当該太陽電池モジュールグループが電力供給部５ｅのみに電力を供給可能な状態となる。つまり、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいとき、当該太陽電池モジュールグループが発電する電力は、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂの駆動のみに使用される。太陽電池モジュールグループからの電力が第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂのみに供給されるようになれば、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいか又は不安定であっても、第３開閉部５ａ及び第４開閉部５ｂは、閉状態（ＯＮ状態）を維持できる。この結果、太陽光発電システム１は、安定して動作できる。

【0095】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
ストリング２における太陽電池モジュールグループのグループ分け方法、各グループに含まれる太陽電池モジュール６の数は、緊急安全遮断モード時にストリング２をどのような開放電圧で遮断するかなどに基づいて、任意に決定できる。例えば、緊急安全遮断モードでは、ストリング２の開放電圧が１６５Ｖ以下に分断されることが好ましい。１つの太陽電池モジュール６の開放電圧が５０Ｖである場合、３つの太陽電池モジュール６を含むグループ毎にストリング２を遮断することが好ましい。

【0096】

例えば、図７に示す太陽光発電システム１’においては、ストリング２’には、直列接続された１８個の太陽電池モジュール６が含まれ、６つの太陽電池モジュールグループ６Ａ’～６Ｆ’が含まれている。また、各太陽電池モジュールグループ６Ａ’～６Ｆ’が、連続した３つの太陽電池モジュール６にて構成されている。さらに、太陽電池モジュールグループ６Ａ’、６Ｃ’、６Ｅ’に、それぞれ、第２遮断装置５Ａ’、５Ｂ’、５Ｃ’が接続される。図７は、ストリングにおける太陽電池モジュールグループの構成の他の例を示す図である。

【0097】

また、例えば、図８に示す太陽光発電システム１’’においては、ストリング２’’には、直列接続された１２個の太陽電池モジュール６が含まれ、４つの太陽電池モジュールグループ６Ａ’’～６Ｄ’’が含まれている。各太陽電池モジュールグループ６Ａ’’～６Ｄ’’が、連続した３つの太陽電池モジュール６にて構成されている。さらに、各太陽電池モジュールグループ６Ａ’’～６Ｄ’’に、第２遮断装置５Ａ’’～５Ｄ’’が接続される。図８は、ストリングにおける太陽電池モジュールグループの構成のさらに他の例を示す図である。

【0098】

なお、太陽光発電システム１’、１’’においては、ストリング２’、２’’における太陽電池モジュールグループの構成が上記の太陽光発電システム１と異なるのみで、太陽光発電システム１’、１’’における他の構成は、太陽光発電システム１と同じである。

【0099】

スタートモード、或いはアクティブモードから緊急安全遮断モードへの切り替えを、ストリング２に含まれる太陽電池モジュール６の出力状態から異常を検出したときに実行してもよい。この場合、例えば、太陽光発電システム１に太陽電池モジュール６の出力状態を検出するセンサを設け、当該センサで検出された太陽電池モジュール６の出力状態から異常を検出したときに、インバータ３の第１制御信号生成部３ｄが第１制御信号Ｓ１を出力することで、緊急安全遮断モードへの切り替えを実行できる。或いは、例えば、インバータ３に火災報知器又は火災警報器を接続して、インバータ３が火災報知器又は火災警報器から信号を受信したときに、第１制御信号生成部３ｄが第１制御信号Ｓ１を出力することで、緊急安全遮断モードへの切り替えを実行できる。

【0100】

第１制御信号Ｓ１及び／又は第２制御信号Ｓ２は、電力線通信以外の方法で送受信できる。例えば、第１制御信号Ｓ１及び／又は第２制御信号Ｓ２は、無線通信により送受信されてもよい。また、第１制御信号Ｓ１を電力線通信にて送受信する一方、第２制御信号Ｓ２を無線通信にて送受信してもよい。第２制御信号Ｓ２を無線通信により送受信する場合、第２遮断装置にバイパス回路５ｄを設ける必要はない。

【0101】

第１制御信号Ｓ１及び／又は第２制御信号Ｓ２は、複数種類の情報を表してもよい。すなわち、第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２の有無で緊急安全遮断モードへの切り替えを行うか否かを決定することに限られず、第１制御信号Ｓ１及び／又は第２制御信号Ｓ２が示す情報の種類によって、緊急安全遮断モードへの切り替えを行うか否かを決定してもよい。

【0102】

例えば、第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２は、二進数で表される２種類の値（第１値、第２値と呼ぶ）を表現可能であってもよい。この場合、例えば、第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２が第１値を示す場合には緊急安全遮断モードへの切り替えを行う（ストリング２とインバータ３とを遮断し、及び／又は、ストリング２内の太陽電池モジュールグループ間を遮断する）と決定し、第２値を示す場合には緊急安全遮断モードへの切り替えを行わない（ストリング２とインバータ３の接続を維持し、及び／又は、ストリング２内の太陽電池モジュールグループ間の接続を維持する）と決定してもよい。

【0103】

第１遮断装置４において、第２開閉部４ｂは省略されてもよい。また、第２遮断装置において、第４開閉部５ｂは省略されてもよい。

【0104】

第１遮断装置４において、第２開閉部４ｂに半導体スイッチング素子が直列接続されていてもよい。また、第２遮断装置において、第４開閉部５ｂに半導体スイッチング素子が直列接続されていてもよい。

【0105】

緊急安全遮断モード以外のモードにおいて第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２が常に出力され、緊急安全遮断モード時に、第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２の出力が停止されてもよい。この場合、第１遮断装置及び第２遮断装置は、第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２の受信時に開閉部を閉状態とし、第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２が受信されないときに開閉部を開状態とする。

【0106】

第１遮断装置４にも半導体スイッチング素子を設けてもよい。具体的には、例えば、ストリング２の陽極側の端子とインバータ３の陽極側の端子とを接続する電路において、第１開閉部４ａと直列に半導体スイッチング素子を配置してもよい。この場合、第１開閉部４ａ及び第２開閉部４ｂを開閉動作させる前に、当該半導体スイッチング素子をＯＦＦ状態とする。これにより、第１遮断装置４において、第１開閉部４ａ及び第２開閉部の開閉動作時にノイズ成分、チャタリングの発生を抑制できる。

【0107】

（付記）
（１）太陽光発電システム（例えば、太陽光発電システム１）は、ストリング（例えば、ストリング２）と、インバータ（例えば、インバータ３）と、第１遮断装置（例えば、第１遮断装置４）と、第２遮断装置（例えば、第２遮断装置５）と、を備える。ストリングは、複数の太陽電池モジュール（例えば、太陽電池モジュール６）が直列に接続されて形成される。インバータは、ストリングに接続され、ストリングから出力される直流電力を交流電力に変換する。第１遮断装置は、ストリングとインバータとの間に設けられ、インバータからの第１制御信号に応じて、ストリングとインバータとを遮断する。第２遮断装置は、太陽電池モジュールグループ（例えば、太陽電池モジュールグループ６Ａ～６Ｈ、６Ａ’～６Ｆ’、６Ａ’’～６Ｄ’’）と他の太陽電池モジュール又はインバータとを接続する電路に接続される。太陽電池モジュールグループは、ストリングに含まれる１つ又は連続する複数の太陽電池モジュールにて構成される。第２遮断装置は、第１遮断装置からの第２制御信号に応じて、太陽電池モジュールグループと他の太陽電池モジュール又はインバータとを遮断する。

【0108】

この太陽光発電システムにおいて、第２遮断装置は、第３開閉部（例えば、第３開閉部５ａ）と、半導体スイッチング素子（例えば、第１半導体スイッチング素子５ｈ）と、電力供給部（例えば、電力供給部５ｅ）と、を有する。第３開閉部は、第１電路に設けられる。第１電路は、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータとを接続する電路である。半導体スイッチング素子は、第１電路の第３開閉部と太陽電池モジュールグループの陽極側の端子との間に設けられる。電力供給部は、第３開閉部を駆動する電力を発生する。電力供給部の陽極側の端子は、第１電路の太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と半導体スイッチング素子との間に接続される。陰極側の端子は、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子に接続される。半導体スイッチング素子は、太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値より小さくなったときにＯＦＦ状態となる。

【0109】

この太陽光発電システムでは、第２遮断装置の半導体スイッチング素子が、当該第２遮断装置に接続された太陽電池モジュールグループの発電量が所定の閾値よりも小さくなったときにＯＦＦ状態となる。これにより、太陽電池モジュールグループの発電量が小さい場合には、当該太陽電池モジュールグループからインバータへの電路が遮断され、当該太陽電池モジュールグループが電力供給部のみに電力を供給可能な状態となる。つまり、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいとき、当該太陽電池モジュールグループが発電する電力は、第３開閉部の駆動のみに使用される。太陽電池モジュールグループからの電力が第３開閉部のみに供給されるようになれば、太陽電池モジュールグループの発電量が小さいか又は不安定であっても、第３開閉部は、閉状態（ＯＮ状態）を維持できる。この結果、太陽光発電システムは安定して動作する。

【0110】

（２）上記（１）の太陽光発電システムにおいて、第２遮断装置は、バイパス素子（例えば、バイパス素子５ｇ）を有してもよい。バイパス素子は、一端が第２電路に接続され、他端が第１電路の第３開閉部と半導体スイッチング素子との間に接続される。第２電路は、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータとを接続する電路である。この場合は、特定の太陽電池モジュールグループでの発電量が小さくなっても、他の太陽電池モジュールグループが発電した電力を、バイパス素子を介してインバータへ伝搬させることができる。

【0111】

（３）上記（１）～（２）の太陽光発電システムにおいて、半導体スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ素子、又は、ＩＧＢＴ素子であってもよい。この場合は、半導体スイッチング素子をＯＮ状態又はＯＦＦ状態とする際に必要な電力を小さくできる。

【0112】

（４）上記（１）～（３）の太陽光発電システムにおいて、第２遮断装置は、第２電路に接続される第４開閉部（例えば、第４開閉部５ｂ）を有してもよい。この場合は、第２遮断装置において、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の太陽電池モジュールグループ又はインバータ（以下、「他の装置」と呼ぶことにする）とを接続する電路と、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の装置とを接続する電路の両方を遮断できる。この結果、緊急時における太陽光発電システムの安全性を向上できる。

【0113】

（５）上記（４）の太陽光発電システムにおいて、第３開閉部と第４開閉部は同時に開閉可能であってもよい。この場合は、第２制御信号に応じて、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の装置とを接続する電路と、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の装置とを接続する電路の両方を同時に遮断できる。

【0114】

（６）上記（４）の太陽光発電システムにおいて、第３開閉部と第４開閉部はそれぞれ独立して開閉可能であってもよい。この場合は、第２制御信号に応じて、太陽電池モジュールグループの陽極側の端子と他の装置とを接続する電路と、太陽電池モジュールグループの陰極側の端子と他の装置とを接続する電路と、の遮断の組み合わせの種類を増加できる。

【0115】

（７）上記（１）～（６）の太陽光発電システムにおいて、第１遮断装置は、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子に接続される第１開閉部（例えば、第１開閉部４ａ）を有してもよい。この場合は、ストリングとインバータを確実に遮断できる。

【0116】

（８）上記（７）の太陽光発電システムにおいて、第１遮断装置は、ストリングの陰極側の端子とインバータの陰極側の端子に接続される第２開閉部（例えば、第２開閉部４ｂ）を有してもよい。この場合は、この場合は、第１遮断装置において、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、ストリングの陰極側の端子とインバータの陰極側の端子とを接続する電路の両方を遮断できる。この結果、緊急時における太陽光発電システムの安全性を向上できる。

【0117】

（９）上記（８）の太陽光発電システムにおいて、第１開閉部と第２開閉部は同時に開閉可能であってもよい。この場合は、第１制御信号に応じて、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、ストリングの陰極側の端子とインバータの陰極側の端子とを接続する電路の両方を同時に遮断できる。

【0118】

（１０）上記（８）の太陽光発電システムにおいて、第１開閉部と第２開閉部はそれぞれ独立して開閉可能であってもよい。この場合は、第１制御信号に応じて、ストリングの陽極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、ストリングの陰極側の端子とインバータの陽極側の端子とを接続する電路と、の遮断の組み合わせの種類を増加できる。

【0119】

（１１）上記（１）～（１０）の太陽光発電システムにおいて、第１遮断装置は、商用電源から供給される電力によって駆動されてもよい。この場合は、ストリングから電力が供給されるか否かによらず、第１遮断装置を動作できる。この結果、緊急時においてストリングとインバータとを確実に遮断できるので、緊急時における太陽光発電システムの安全性を向上できる。

【0120】

（１２）上記（１）～（１１）の太陽光発電システムにおいて、インバータは、電力線通信によって第１遮断装置に第１制御信号を出力してもよい。この場合は、インバータと第１遮断装置との通信のために個別の線を設ける必要がなくなる。

【0121】

（１３）上記（１）～（１２）の太陽光発電システムにおいて、インバータは、無線通信によって第１遮断装置に第１制御信号を出力してもよい。この場合は、インバータと第１遮断装置との間に通信線が不要となる。

【0122】

（１４）上記（１）～（１３）の太陽光発電システムにおいて、第１遮断装置は、インバータから第１制御信号を受信したことに応じて、電力線通信によって第２遮断装置に第２制御信号を出力してもよい。この場合は、第１遮断装置と第２遮断装置との通信のために個別の線を設ける必要がなくなる。

【0123】

（１５）上記（１）～（１４）の太陽光発電システムにおいて、第１遮断装置は、インバータから第１制御信号を受信したことに応じて、無線通信によって第２遮断装置に第２制御信号を出力してもよい。この場合は、第１遮断装置と第２遮断装置との間に通信線が不要となる。

【産業上の利用可能性】

【0124】

本発明は、ラピッドシャットダウン機能を備える太陽光発電システムに広く適用できる。

【符号の説明】

【0125】

１、１’、１’’ 太陽光発電システム
２、２’、２’’ ストリング
３ インバータ
３ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ｂ ＤＣ／ＡＣインバータ
３ｃ 制御部
３ｄ 第１制御信号生成部
４ 第１遮断装置
４ａ 第１開閉部
４ｂ 第２開閉部
４ｃ 第１信号受信部
４ｄ 第１駆動部
４ｅ 第１信号送信部
５Ａ～５Ｄ 第２遮断装置
５Ａ’～５Ｃ’第２遮断装置
５Ａ’’～５Ｄ’’ 第２遮断装置
５ａ 第３開閉部
５ｂ 第４開閉部
５ｃ 第２信号受信部
５ｄ バイパス回路
５ｅ 電力供給部
５ｆ 第２駆動部
５ｇ バイパス素子
５ｈ 第１半導体スイッチング素子
６ 太陽電池モジュール
６Ａ～６Ｈ 太陽電池モジュールグループ
６Ａ’～６Ｆ’太陽電池モジュールグループ
６Ａ’’～６Ｄ’’ 太陽電池モジュールグループ
７ 電力系統
８ 操作スイッチ
９ 商用電源
Ｓ１ 第１制御信号
Ｓ２ 第２制御信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】