JP2002092755A

JP2002092755A - 太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの制御方法

Info

Publication number: JP2002092755A
Application number: JP2001163669A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Matsushita; 正明松下; Masahiro Mori; 昌宏森; Meiji Takabayashi; 明治高林; Ayako Shiomi; 綾子塩見; Takaaki Mukai; 隆昭向井; Chinchou Rim; チンチョウリム
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】立入制限区域等に侵入した侵入者の感電事故
を未然に防止できるとともに、常時管理者または関係者
により監視する必要もない、安全性が高く且つ低コスト
化を図った太陽光発電システムおよび太陽光発電システ
ムの制御方法を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールが設置されてなる区
域を含む立入制限区域１０３、立入制限区域１０３に侵
入者の侵入を防止する手段１０４および立入制限区域に
侵入者が侵入したことを検出し得る検出手段１０５を設
け、侵入者の検出により検出手段１０５が出力する信号
により起動する所定の感電防止手段を作動させることに
よって侵入者の感電を防止することを特徴とする。

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
ムおよび太陽光発電システムの制御方法に関する。更に
詳述すると、本発明は太陽電池が設置されてなる区域を
含む立入制限区域に侵入者が侵入した際、侵入者の感電
を防止する太陽光発電システムおよび太陽光発電システ
ムの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境に対する意識の高まりが、世
界的に広がりを見せている。なかでも化石燃料などの枯
渇化やＣＯ₂排出に伴う地球の温暖化に対する危倶感は
深刻で、クリーンエネルギヘの希求は益々強まってきて
いる。そこで太陽エネルギを直接電力に変換できクリー
ンなエネルギである太陽電池エネルギが注目されてきて
おり、各種民生用分野への太陽電池の利用が急速に広ま
っている。

【０００３】一般に太陽電池モジュールは十分な絶縁性
を有し、万が一人が触れても感電しないという十分な安
全性は確保されており、製品化され普及し始めている
が、太陽電池モジュールは、その安全性を確保するが故
に多大な被覆材及び絶縁材を要するため、まだコストが
高いという課題がある。その結果、発電コストの高い太
陽電池を発電所に応用するには、まだ不十分であり、普
及が進んでいない。その一方、発電所などでは危険管理
区域内に管理者以外の者が侵入することにより感電事故
が発生する危険があり、電力系統に事故波及する可能性
も生じる。これに対応するため、従来、種々の侵入検知
装置及び安全のための装置の検討が行われている。

【０００４】例えば、特公昭６３−６７７１８号公報に
示す侵入者検出装置は、発電所ではないが設備を包囲し
て配置され通過する物体を検知する外周検知器、この外
周検知器と設備の間に設けられ設備を包囲して配置され
通過する物体を検知する内周検知器、外周及び内周検知
器出力の管理者または関係者の通過による振動数だけを
通過するフィルタと、人による振動レベルだけを検知す
るレベル検知器をそれぞれ有する外周検知回路及び内周
検知回路並びに外周又は内周検知回路の出力を計測し、
それが一定時間内に所定数に達すると侵入検知信号を発
する侵入検知回路を備えてなる侵入検出装置である。

【０００５】従来、上記のような監視方法を利用して、
侵入者が侵入しないようにする方法の検討や、侵入者を
検出する方法の検討を行っている。しかしながら従来か
らの火力発電や原子力発電などの発電所においては、一
旦システムを停止すると再度立ち上げるのに多大な時間
を要し、停止することによる不利益が大きいため、侵入
者の安全対策のために発電システム全体を停止するとい
う発想はなく、単に、警報等を発し、警備員に通報する
程度であった。

【０００６】また、ここ数年の間、一般住宅の屋根に太
陽電池を設置した太陽光発電システムが普及しつつあ
る。

【０００７】かかる太陽光発電システムでは、太陽電池
モジュールを直列接続し所望の電圧を得るように構成さ
れている。この太陽電池モジュールの直列体を、一般的
にストリングと呼ぶ。このストリングのいくつかを所望
の電流を得るように並列に接続し、発電規模が希望値と
なる太陽電池アレイを構成する。また、この太陽電池ア
レイに周辺の制御、接続のための各構成部が加えられ
て、太陽光発電システムが構成される。よって、太陽光
発電システムに求める発電規模が大きいほど太陽電池ア
レイも大きくなり、それを構成する太陽電池モジュール
の枚数も増加する。従って、太陽光発電システムを設計
する時、所定の出力電圧・電流と所定の発電容量を実現
するために、所定のモジュール枚数あるいは所定面積の
太陽電池が直並列接続され、システムが形成される。

【０００８】より容量の大きい発電を得るためには、太
陽電池モジュールの直並列数を増やす事によって、実現
可能である。しかし、発電容量が大きくなればなる程、
直並列数の増加に伴って、電圧と電流も大きくなる。な
お、一般的に太陽電池の発電能力は入射する太陽光の強
度によって決まる。簡単に述べると、一定電圧で動作さ
れる太陽光発電システムは日射の変動に従って動作電流
が変化し、出力電力が決まる。

【０００９】また、特開平７−１７７６５２号公報に示
す太陽光発電システム及び太陽光発電システムの保護方
式は、太陽電池ストリングの正極および負極の電源端子
と並列に接続し出力する出力線との間を、接続または遮
断する第１の切替器と、電源出力端子間を短絡または開
放する第２の切替器と、太陽電池ストリングの所定箇所
の検出端子間の電圧値を所定の値と比較し、比較した信
号に基づき第１の切替器と第２の切替器の開閉を制御す
る制御器とを有して構成される。かかる太陽光発電シス
テム及び太陽光発電システムの保護方式によれば、検出
端子間の電圧値が予め定めた値以下となった太陽電池ス
トリングを異常と判定し、この太陽電池ストリングの電
源出力端子を出力線から遮断し、且つ電源出力端子間を
短絡することにより、不良の太陽電池ストリングの太陽
光発電システムからの切り放しおよび無効化を行ってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽電
池モジュールを使った発電所の場合、設置規模が大き
く、大面積を必要とするため、従来からの単に警報等を
発し、侵入者の侵入を警備員に通報するだけでは未然に
感電事故を防ぐことが困難であり、また、コスト面から
考えて警備員の数は少ないにこしたことはなく従来から
の対応には限界があった。

【００１１】また、通常、太陽光発電システムに使用さ
れている太陽電池モジュールは、初期及び設置後の通常
使用において、絶縁性能は確保されるように設計されて
いる。しかしながら、設置後には予測しえない原因によ
り絶縁低下または絶縁不良が発生する可能性は否定でき
ない。何らかの理由で、例えば太陽電池モジュール表面
被覆材の破れや表面ガラスの割れ、傷、変形などの絶縁
不良も有り得る。こういった予測しえない露出個所また
は不良個所に人間が近づき、接触してしまう場合、感電
などの恐れがあることは否定できない。特に、上記にも
述べたように、発電規模が大きくなればなる程、太陽電
池の直並列数の増加に伴って、電圧と電流も大きくなる
ので、絶縁不良がある場合、感電の危険性も高くなる。

【００１２】それに加え、近年太陽光発電システムの普
及に伴い、比較的地上に近いところへの太陽電池アレイ
設置も多くなり、子供や太陽光発電装置（太陽光発電シ
ステム）とは関係ない作業者が太陽電池アレイに触れる
可能性が高くなり、感電防止などの配慮も重要となって
きている。なお、現状は、太陽電池アレイは厳重なフェ
ンス内に配置されており、且つ人の出入りの多いところ
には、太陽電池アレイを配置することができなかった。

【００１３】また、特開平７−１７７６５２号公報に記
載された太陽光発電システム及び太陽光発電システムの
保護方式は、不良が発生した際に太陽電池ストリングの
切り離すものであり、侵入者に対する安全対策は考慮さ
れていない。また、日射の弱い場合等における保護シス
テムの誤動作についても考慮されていない。

【００１４】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、太陽光発電システムにおいて立入制限区域等
に侵入した侵入者の感電事故を未然に防止できるととも
に、常時管理者または関係者により監視する必要もな
い、安全性が高く且つ低コスト化を図った太陽光発電シ
ステムおよび太陽光発電システムの制御方法を提供する
ことを目的とする。

【００１５】また本発明は、太陽電池モジュールの設置
場所と設置方法を考慮した安全性の高い太陽光発電シス
テムの制御方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的の下、本発明の
第１は、太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュール
が設置されている区域を含む立入制限区域と、該立入制
限区域に侵入者が侵入したことを検出し、信号を出力す
る検出手段と、該検出手段が出力した信号により作動す
る感電防止手段と、を有する太陽光発電システムを提供
する。

【００１７】また、本発明の第２は、太陽電池モジュー
ルと、該太陽電池モジュールが設置されている区域を含
む立入制限区域と、該立入制限区域に侵入者が侵入した
ことを検出する検出手段と、感電防止手段とを有する太
陽光発電システムの制御方法であって、前記立入制限区
域に侵入者が侵入したことを前記検出手段が検出し、出
力した信号に基づいて、前記感電防止手段を作動させる
太陽光発電システムの制御方法を提供する。

【００１８】上記本発明の第１および第２の太陽光発電
システム及び制御方法によれば、常に監視人が侵入者を
監視する必要もなく、侵入者を検出した際、即時に、監
視人が現場に出向き感電防止などの安全対策をとること
もないため、監視人の数を減らすことが可能となる。更
に、侵入者に対しての安全確保ができる。また検出手段
が侵入者を検出すると同時に信号を発し、その信号によ
り例えばモジュール毎または安全電圧毎に全短絡または
全開放、若しくは、ストリング毎に短絡させる手段等の
感電防止手段が作動するため、侵入者の検出から安全対
策までの時間を要さず、侵入者を感電から防止すること
が可能となる。

【００１９】上記本発明の第１及び第２において、前記
立入制限区域に侵入者の侵入を防止する手段を有するこ
とが好ましい。

【００２０】また、侵入者の侵入を防止する手段とし
て、柵、塀、フェンス若しくは溝を設けることが好まし
い。これにより、侵入者が容易に立入制限区域に立ち入
り難くし、感電事故および電力系統に事故波及すること
も防止することが可能となる。

【００２１】また、侵入者の侵入を防止する手段を２重
に設けることも好ましい。これにより、侵入を防止する
手段を１重に設けた場合より、侵入者が容易に立入制限
区域に立ち入り難くなり、より感電事故および電力系統
に事故波及することも防止することが可能となる。

【００２２】また、２重になっている侵入者の侵入を防
止する手段のうち内側の侵入者の侵入を防止する手段に
前記検出手段を設けることが好ましい。これにより、侵
入者を検出する際、１重の侵入を防止する手段または２
重の侵入を防止する手段のうち外側の侵入を防止する手
段に検出手段を設けた場合よりも誤動作を減少すること
ができ、太陽光発電システムの稼働率を向上させること
ができる。

【００２３】また、検出手段として、近接センサ、光セ
ンサ、磁気センサ、磁性体センサ、温度センサ、湿度セ
ンサ、衝撃センサ、加速度センサ、重量センサ、電流セ
ンサ、電磁波センサのいずれかを用いることが好まし
い。このような電子式センサを用いることで、検出精度
が向上し、更に集中監視を行なうことができるので監視
人の人数を減らすことができ、その上、侵入者に対する
安全確保も容易になる。それに加え、監視人が常に侵入
者を監視する必要もなく、侵入者を検出した際、その都
度、監視人が感電防止などの安全対策をとる必要もない
ため、侵入者の検出から安全対策までの時間をより短縮
し、侵入者を感電から防止することが可能となる。

【００２４】また、感電防止手段が、太陽電池モジュー
ル又は太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池
ストリングを短絡状態にする手段であることが好まし
い。これにより、太陽光発電システムを破壊することな
く直ちにシステムをシャットダウンすることが可能であ
る他、更に直列している太陽電池モジュールの各部の電
圧が０になり、侵入者を感電等の事故から防止すること
が可能となる。その上、安全を確認した後、直ちにシス
テムを復旧することが可能となる。

【００２５】また、感電防止手段において回路遮断器を
設け、太陽電池モジュール又は太陽電池ストリングの太
陽光発電システムからの切り放し及び無効化を行なうこ
とが好ましい。これにより、太陽光発電システムを破壊
することなく、侵入者を感電等の事故から防止すること
が可能となり、その上安全を確認した後、直ちにシステ
ムを解除することが可能となる。

【００２６】また、太陽電池ストリングは、少なくとも
２個並列に接続されて太陽電池アレイを構成しているこ
とが好ましい。

【００２７】また、感電防止手段が、感電防止機能を解
除する機能を有することが好ましい。

【００２８】このように、本発明の第１および第２の太
陽光発電システム及び制御方法は、太陽電池モジュール
を用いた発電所等において簡易な方法で侵入者が感電す
ることを防止するために発電装置自体の機能を安全に停
止させるシステムである。更に詳しくは、発電所自体を
人の安全のために、アレイ内に高電圧が存在しない状況
にする絶対的安全を確保するための発電所システム自体
を停止させる手段を設けている。そしてまた、発電所と
いう環境では、メンテナンスを重視するという構成が重
要であるため、それに最適化したシステムにおける侵入
者等への安全性をも確保している。

【００２９】本発明の第３は、複数の太陽電池モジュー
ルが接続されて形成される太陽電池アレイと、該太陽電
池アレイの周囲に配置される一つまたは複数個のセンサ
と、前記太陽電池アレイの出力端を短絡させる開閉器と
を有する太陽光発電システムの制御方法において、前記
センサの出力信号に基づいて前記出力端を短絡する太陽
光発電システムの制御方法を提供する。

【００３０】上記本発明の第３の太陽光発電システムの
制御方法は、さらなる特徴として、センサの出力信号が
所定値以下の場合、太陽電池アレイの出力端を短絡させ
ること、太陽電池アレイの出力端を短絡させる前に警報
を出力すること、センサの出力信号が所定値以下の場
合、警報を発生後、所定時間が経過すると太陽電池アレ
イの出力端を短絡させること、太陽電池アレイの出力端
の短絡状態は、解除操作が行われるまで保持されるこ
と、を含む。

【００３１】本発明の第４は、複数の太陽電池モジュー
ルが接続されて形成される複数の太陽電池ストリング
と、該複数の太陽電池ストリングごとの周囲に配置され
る複数のセンサと、前記複数の太陽電池ストリングのそ
れぞれの出力端を短絡する複数の開閉器とを有する太陽
光発電システムの制御方法において、前記複数の太陽電
池ストリングは並列に接続されており、前記複数のセン
サの出力信号に基づいて、前記複数の太陽電池ストリン
グごとに、その出力端を短絡する太陽光発電システムの
制御方法を提供する。

【００３２】上記本発明の第４の太陽光発電システムの
制御方法は、さらなる特徴として、複数のセンサのうち
一部の出力信号が所定値以下の場合、所定値以下の出力
信号を出力したセンサに対応する太陽電池ストリングの
出力端を短絡すること、太陽電池アレイのストリングご
との出力端を短絡させる前に警報を出力すること、太陽
電池アレイのストリングごとのセンサの出力信号が所定
値以下の場合、警報を発生後、所定時間が経過すると該
ストリングごとの出力端を短絡させること、太陽電池ア
レイのストリングごとの出力端の短絡状態は、解除操作
が行われるまで保持されること、を含む。

【００３３】上記本発明の第３および第４の太陽光発電
システムの制御方法によれば、太陽電池アレイの周囲に
設置されたセンサの出力信号を検出し、その信号からア
レイの局部に人影が検出されたと判定された場合、アレ
イまたはストリング端子間の開閉器の制御を行うことに
よって、アレイまたはストリングを短絡し太陽電池モジ
ュールにおいて、仮に、表面被覆材の破れや表面ガラス
割れ、傷、変形などの絶縁不良個所があったとしても、
その箇所に人間が触れてしまうことによる感電事故を未
然に防止することができる。

【００３４】また、本発明の第１乃至第４の太陽光発電
システム及び制御方法を特に発電所に用いる場合には、
太陽電池モジュールのコストを極力下げる必要がある。
コストを下げる一つの手段として太陽電池モジュールを
構成する材料を削減することが考えられる。また、発電
所に用いる太陽光発電システムは危険管理区域として取
扱者以外の者が容易に構内に立ち入らないような措置を
設けることができるため、従来からの太陽電池モジュー
ルのように絶縁性を十分に取らなくてもよい可能性が高
く、更にメンテナンス性が重視されることから活電部を
露出した方がよく太陽電池モジュールを構成する被覆材
料をセル近傍のみとし、必要最小限まで削減しコストを
大幅に削減することが可能となり、多少活電部が露出す
る等の安全性が低下しても問題はない構成が考えられ
る。つまり、本発明者は、発電所という特殊な環境下に
おける太陽電池モジュールは、簡易な被覆で十分であり
有効であることを見出し、以下の発明に至った。

【００３５】すなわち、上述の本発明の第１乃至第４の
太陽光発電システム及び制御方法においては、太陽電池
モジュールは、受光面側最表面に設けられた光起電力素
子が直接大気に触れるように設置されることが好まし
い。これにより、表面被覆材等の吸収及び／又は反射に
よる入射光のエネルギー損失がなく、効率良く入射光を
電気に変換することが可能となる。

【００３６】また、太陽電池モジュールは、受光面側最
表面にのみ被覆材を有することも好ましい。これによ
り、材料コストの大幅な削減をすることが可能であり、
万が一太陽電池が故障した場合、交換を容易に行うこと
もできる。

【００３７】また、太陽電池モジュールは、少なくとも
一枚一枚受光面側が被覆されていることも好ましい。こ
れにより、太陽電池の耐候性を向上させることが可能と
なり、太陽電池が故障した場合、故障した太陽電池の被
覆材のみ剥がすことが可能なため交換が容易である。そ
の上、交換にかかるコストを大幅に削減することができ
る。

【００３８】また、太陽光発電システムは、活電部の一
部が露出していることが好ましい。これにより、管理者
が故障しているモジュールを容易に検出することがで
き、検査の作業性を大幅に向上させることが可能とな
る。

【００３９】本発明の第５は、複数の太陽電池モジュー
ルを接続することにより形成される太陽電池ストリング
と、該太陽電池ストリングの周囲に設けられる複数のセ
ンサと、前記複数のセンサの出力信号に基づいて前記太
陽電池ストリングの出力端を短絡する開閉器とを有する
太陽光発電システムの制御方法において、前記複数のセ
ンサの出力信号を測定する第１のステップと、該出力信
号の値を規格化する第２のステップと、複数の規格化し
た出力信号値Ａｘの少なくとも一つが、基準値Ｓより大
きい場合に、比較計算値Ｄを、比較計算値Ｄ＝（前記複数の規格化した出力信号値Ａｘ
の最小値）／（前記複数の規格化した出力信号値Ａｘの
最大値）から求める第３のステップと、前記比較計算値Ｄが、比
較基準値Ｄ０より小さい場合に、前記開閉器により前記
出力端を短絡する第４のステップと、を有する太陽光発
電システムの制御方法を提供する。

【００４０】上記本発明の第５の太陽光発電システムの
制御方法は、さらなる好ましい特徴として、出力端を短
絡する前に警報を出力すること、警報の出力時間が、基
準時間Ｔ０より長い場合に、開閉器により出力端を短絡
すること、センサは太陽電池セルからなること、を含
む。

【００４１】本発明の第６は、複数の太陽電池モジュー
ルを接続することにより形成される太陽電池ストリング
であって、前記太陽電池ストリングの周囲に設けられる
複数のセンサと、前記太陽電池ストリングの出力端を短
絡する開閉器とを有する太陽電池ストリングが、複数個
並列に接続されて形成される太陽光発電システムの制御
方法において、（１）複数の太陽電池ストリングそれぞ
れについて、前記複数のセンサの出力信号を測定する第
１のステップと、該出力信号の値を規格化する第２のス
テップと、複数の規格化した出力信号値Ａｘの少なくと
も一つが、基準値Ｓより大きい場合に、比較計算値Ｄｙ
を、比較計算値Ｄｙ＝（前記複数の規格化した出力信号値Ａ
ｘの最小値）／（前記複数の規格化した出力信号値Ａｘ
の最大値）から求める第３のステップを行い、（２）前記複数の太
陽電池ストリングの比較計算値Ｄｙの少なくとも一つ
が、比較基準値Ｄ０より小さい場合に、前記比較基準値
Ｄ０より小さい比較計算値Ｄｙに対応する太陽電池スト
リングの出力端を、開閉器により短絡する第４のステッ
プと、を行う行う太陽光発電システムの制御方法を提供
する。

【００４２】上記本発明の第６の太陽光発電システムの
制御方法は、さらなる好ましい特徴として、比較基準値
Ｄ０より小さい比較計算値Ｄｙに対応する太陽電池スト
リングの出力端を短絡する前に、該太陽電池ストリング
について警報を出力すること、警報の出力時間が、基準
時間Ｔ０より長い場合に、比較基準値Ｄ０より小さい比
較計算値Ｄｙに対応する太陽電池ストリングの出力端を
短絡すること、センサは、太陽電池セルからなること、
を含む。

【００４３】上記本発明の第５および第６の太陽光発電
システムの制御方法によれば、それぞれのセンサの信号
を互いに比較することにより、不要な警報の出力や太陽
電池アレイ若しくは太陽電池ストリングの不要な短絡な
どの誤作動を防止しつつ、感電事故を未然に防止するこ
とができる。なお、本発明の構成、及び効果について
は、図面を参照することにより詳細に後述する。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態例に
ついて、図を用いて説明する。

【００４５】［第１実施形態］第１実施形態で示すもの
は、本発明の太陽光発電システムの実施形態である。

【００４６】図１は、本発明の太陽光発電システム１０
１において、太陽電池モジュールが設置されてなる区域
１０２を含む立入制限区域１０３、立入制限区域１０３
に侵入者の侵入を防止する手段１０４、前記侵入者の侵
入を防止する手段１０４に設けられた侵入者検出手段１
０５、及び、前記太陽光発電システム１０１に必要な装
置を配する建物１０６の配置図を示した。

【００４７】建物１０６内には、太陽電池ストリングを
並列接続する接続箱、太陽電池モジュールにより発電し
た直流電力を交流電力に変換するインバータおよび侵入
者検出手段１０５が侵入者を検出した際に出力する信号
により作動する感電防止手段を配する。この太陽光発電
システムは、フェンス（侵入者の侵入を防止する手段１
０４）に設けられた複数個の侵入者検出手段１０５の何
れかが侵入者を検出し、侵入者検出と同時に、検出手段
１０５から出力する信号により感電防止手段が作動する
ことによって侵入者を感電から防止する。

【００４８】以下に、各構成要素についての説明を記
す。

【００４９】（太陽光発電システム）太陽光発電システ
ムは、太陽電池モジュールを直列接続し所望の電圧を得
るように構成する。この太陽電池モジュールの直列体
を、一般的にストリングと呼ぶ。このストリングの幾つ
かを並列に接続し、発電規模が希望値となる太陽電池ア
レイを構成する。太陽電池アレイに周辺の制御、保護、
接続のための電力変換装置等の各構成部が加えられて、
太陽光発電システムが構成されている。例えば、各太陽
電池モジュールは入射光に対し最適な傾斜を有した架台
に取り付けられ、太陽電池モジュールおよび太陽電池セ
ル間の導通は、銅箔などの金属箔を使用し半田等により
接続することによってとられている。なお、金属箔は太
陽電池モジュールの裏面補強材または架台に両面テープ
などにより接着され断線し難くなっていることが好まし
い。

【００５０】（立入制限区域）立入制限区域は、太陽電
池が設置されてなる区域を含む、高圧または特別高圧の
機械器具及び母線等を屋外に施設する場所を示す。ま
た、立入制限区域の構内に取扱者以外の者が立ち入らな
いように柵、塀、フェンス、溝などの侵入者の侵入を防
止すような手段を設けることが好ましい。また、出入口
に立ち入りを禁止する旨を表示してもよい。

【００５１】（太陽電池）太陽電池は、特に限定されな
いが、例えば単結晶、多結晶、化合物、薄膜、非結晶な
どの半導体材料を用いた太陽電池が挙げられる。非結晶
半導体太陽電池の場合には、例えば導電性材料あるいは
絶縁性材料からなる基板上に、裏面電極層、透明導電
層、ｎ型半導体層、真性半導体層、ｐ型半導体層および
透明電極層を順に積層した層構造を有するものが用いら
れ、光入射面となる最上層の透明電極層上に、入射光を
遮らないような枝状の集電電極を形成した構成となって
いる。しかしながら特にこの構造に限定されるものでは
ない。

【００５２】（太陽電池モジュール）太陽電池モジュー
ルの形態として、結晶セル、薄膜セル又は多結晶セルを
用いたモジュールなどがあるが、特に限定はない。しか
しながら発電所に好適な太陽電池モジュールとしては活
電部が露出され簡易な被覆構造であることが望ましく、
例えば、耐候性のあるＳＵＳなどの金属基板に直接形成
された光起電力素子の受光面側表面のみに被覆材を設け
直接架台等に接着することにより、最低限の耐候性を備
えたメンテナンスし易い太陽電池モジュールが挙げられ
る。

【００５３】（被覆材）被覆材は、太陽電池モジュール
を外部の汚れから保護したり、外部からの傷つき防止等
太陽電池モジュールの耐候性を向上させる目的で用いら
れる。従って、被覆材については、透明性、耐候性およ
び耐汚染性が要求される。このような要求を満たし、好
適に用いられる材料としては、フッ素樹脂、アクリル樹
脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ガラス、などが挙
げられる。これらの材料を受光面側表面に設ける簡易な
被覆方法としては、フィルム化してラミネートする方
法、コーティングによって設ける方法および粘着材を配
し接着する方法等が挙げられる。

【００５４】用途によっては、表面のみに設けられる場
合や裏面側にも設けられる場合がある。発電所に用いる
場合は、コスト削減等のため太陽電池セル近傍のみに配
されることがある。特に好適な材料としては、光起電力
素子に貼り付け可能な粘着性フィルムである基材がポリ
エチレンフィルムで、粘着材がアクリル系粘着材を用い
たポリエチレン保護シートが安価であり、耐候性に優れ
ることから挙げられる。

【００５５】（検出手段）検出手段は、人や動物等を検
出することができるセンサ等を有し、侵入したことを知
らせる信号を感電防止手段に発信する機能を有したもの
を示す。特に限定されないが、例えば近接センサ、光セ
ンサ、磁気センサ、磁性体センサ、温度センサ、湿度セ
ンサ、衝撃センサ、加速度センサ、重量センサ、電流セ
ンサ、電磁波センサ等の電子式センサが好適である。

【００５６】（接続箱）接続箱は、前記ストリングから
の電力出力を接続するものであり、複数ストリングを個
別に断路可能なストリング断路手段、複数のストリング
の発電電力を集電する集電手段、ストリング間の電流逆
流を防止するための逆流防止手段、集電した直流電流を
遮断する直流遮断手段、太陽電池アレイの開放電圧や絶
縁抵抗を測定可能な保守点検手段が格納されることが多
い。例えば、ストリングからの電力出力を接続するもの
としてはストリング断路器及び分岐断路器、複数ストリ
ングを個別に断路可能なストリング断路手段としては銅
板からなる集電電極、ストリング間の電流逆流を防止す
るための逆流防止手段としては逆流防止ダイオード、集
電した直流電流を遮断する直流遮断手段としては直流遮
断器、太陽電池アレイの開放電圧や絶縁抵抗を測定可能
な保守点検手段としてはブレーカーの正負端子、銅板及
びアース端子などの太陽電池電路の一部間等の測定端子
などが挙げられる。

【００５７】（感電防止手段）感電防止手段は、太陽光
発電システム自体を停止させる手段を示す。システムを
停止させることにより、人などの感電を防止することが
できる。例えば、感電防止手段としては、太陽電池モジ
ュール近辺に設けた人等を検知するセンサが、人等を検
知した際に出力する信号により起動する太陽電池セルを
短絡させる短絡スイッチ、太陽電池セルを開放する開放
スイッチ、太陽電池ストリングを短絡させるスイッチな
どが挙げられる。特に、太陽電池セルを短絡させる手段
は、短絡した太陽電池モジュールのどの活電部に人が触
れても感電する恐れがないことから、望ましい。具体的
な構成例としては、立入制限区域内に配された太陽電池
モジュールの近辺に侵入者検出センサを設け、前記侵入
者検出センサが侵入者を検出した際に出力する信号によ
り太陽電池短絡スイッチが作動し、侵入者が万一、太陽
光発電システムの一部に触れても感電しない構成となっ
ている。なお、太陽電池ストリング毎の開放回路は、開
放スイッチを太陽電池ストリング毎に設けた場合は、高
電圧が活電部にかかっている場合があり感電の危険性が
あるため、短絡させる手段の方が好ましい。

【００５８】（短絡手段）短絡手段は、太陽光発電回路
の正負両極を導線で接続し短絡させる手段を示す。特に
限定されないが、トランジスタ、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ、Ｍ
ＯＳＦＥＴおよびサイリスタ等半導体によるスイッチン
グを行う方法やマグネットコンダクタ、リレー等を用い
た機械的スイッチングを行う方法等が挙げられる。

【００５９】（開放手段）開放手段は、太陽光発電回路
の正負両極を切り放し開放する手段を示す。特に限定さ
れないが、トランジスタ、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ、ＭＯＳＦ
ＥＴ及びサイリスタ等半導体によるスイッチングを行な
う方法やマグネットコンダクタ、リレー等を用いた機械
的スイッチングを行なう方法等が挙げられる。

【００６０】［第２実施形態］第２実施形態で示すもの
は、本発明の太陽光発電装置（太陽光発電システム）の
制御方法の実施形態である。

【００６１】図１４は、第２実施形態に係る太陽光発電
装置（太陽光発電システム）の構成図であり、図１５
は、この太陽光発電システムを設置した屋根の構成図で
ある。

【００６２】本実施形態に係る太陽光発電システムで
は、太陽電池モジュールを１６直列で太陽電池ストリン
グ（１１ａ〜１１ｃ）を構成し、この太陽電池ストリン
グを３並列で太陽電池アレイ１１を構成し、建物の屋根
２１上に設置されている。

【００６３】各太陽電池ストリング（１１ａ〜１１ｃ）
の＋端子および−端子は太陽光発電システム用開閉器１
３に導かれ、＋側配線には逆流防止ダイオード１４が設
けられている。そして、これらの太陽電池ストリングは
並列接続され、その配線は主開閉器１５およびアレイ短
絡用開閉器１６に導かれている。また、ソーラーインバ
ータ１７は住宅配電盤の商用交流系統１８に接続する。
なお、本実施形態例の太陽電池は結晶系またはアモルフ
ァス系（微結晶も含む）でもよい。

【００６４】第２実施形態では、太陽電池アレイ１１の
周囲に６つのセンサ（１２ａ〜１２ｆ）が配置されてい
る。これらのセンサは、図１６に示すように、複数の太
陽電池セル（３１ａ〜３１ｎ）の＋−端を直接接続また
はコネクタ３２で接続して構成されたものである。直列
化された複数のセルの＋−端に電気抵抗（例えば、シャ
ント抵抗Ｒ）（Ｒ１〜Ｒ６）を接続する。そして、太陽
電池セルの動作電流を、シャント抵抗Ｒの両端電圧の電
圧値として検出する。なお、第２実施形態のセンサであ
る太陽電池セルとしては、結晶系またはアモルファス系
（微結晶も含む）のシリコン太陽電池の何れでも使用で
きる。

【００６５】なお、センサとしては、特に太陽電池セル
に限定されず、人間が太陽電池アレイに近づくことを検
知することができるセンサで、検知の旨を信号として出
力することが出来れば良い。

【００６６】本実施形態における太陽光発電装置（太陽
光発電システム）の制御方法を図１７を用いて説明す
る。尚、太陽光発電システム用開閉器１３、逆流防止ダ
イオード１４と主開閉器１５は、接続箱４５に内蔵され
ている。

【００６７】人影センサの電流検出手段として、シャン
ト抵抗Ｒ１〜Ｒ６を介して、Ｒ１〜Ｒ６の両端電圧をそ
れぞれＣ１〜Ｃ６とし、それらをアナログ／デジタル変
換４１に入力して、センサの信号の測定を行う。そし
て、センサの電流信号の測定と計算を行い、各センサの
信号値を比較して、所定値以上のずれがある場合に人が
近づき影を落としたものと判断する（詳細については、
後述する。）。

【００６８】また、太陽電池アレイの開閉器１６を制御
する開閉器制御装置４４は、パソコン４２よりデジタル
出力４３を介して、開閉器制御装置４４のフォトカプラ
を通電し、外部直流電源装置のオン／オフのスイッチン
グを行い、直流電磁接触器の開閉器１６への開閉のため
の電圧供給と停止を制御する。そして、開閉器１６の開
閉の解除は操作がされるまで保持する。尚、上記の解除
操作は手動でも自動でもよい。

【００６９】［第３実施形態］第３実施形態で示すもの
は、本発明の太陽光発電装置（太陽光発電システム）の
制御方法の別の実施形態である。なお、本実施形態にお
いて、第２実施形態と略同様の構成については、同一符
号を付して、その詳細説明を省略する。

【００７０】本実施形態の太陽光発電システムは、第２
実施形態の太陽光発電システムの構成に基づいて、太陽
電池アレイの周囲だけでなく、図２０から図２２に示す
ようにストリング単位の周囲にもセンサ（１２ａ〜１２
ｎ）を設置する。そして、第２実施形態で説明した短絡
条件を太陽光発電システムのアレイを短絡するのではな
く、人影を検出したと判断したセンサに対応するストリ
ングのみ短絡を行う。このため、本実施形態では人間等
の接近がないストリングは無駄なく発電を行うことがで
きる。このような構成により、センサを人影センサとし
て用いることができる。

【００７１】本実施形態例の太陽光発電システムでは、
第２実施形態の太陽光発電システムに対し、図２０に基
づき、図２１と図２２のように太陽電池ストリングの周
囲にセンサ（１２ａ〜１２ｎ）が設置されている。第２
実施形態の図１６に示すようにセンサを作製する。Ｒ１
〜Ｒ１４のシャント抵抗の両端電圧Ｃ１〜Ｃ１４をアナ
ログ／デジタル変換４１に入力して、センサ（太陽電池
セル）の動作電流をシャント抵抗の両端電圧の電圧値と
して検出する。そして、センサの電流信号の測定と計算
を行い、各センサの信号値を比較して、所定値以上のず
れがある場合に人が近づき影を落としたものと判断する
（詳細については後述する。）。このような構成によ
り、センサを人影センサとして用いることができる。

【００７２】また、直流電磁接触器のストリング短絡用
開閉器６１を制御する開閉器制御装置４４は、パソコン
４２よりデジタル出力４３を介して、対象となるストリ
ングの開閉器制御装置４４のフォトカプラを通電し、外
部直流電源装置のスイッチングを行い、ストリング短絡
用開閉器６１に電圧を供給し、開閉器６１を短絡し、人
が近づき影を落としたものと判断したセンサに対応する
ストリングの短絡を行う。そして、ストリング短絡用開
閉器６１の開閉の解除は操作がされるまで保持する。
尚、上記の解除操作は手動でも自動でもよい。

【００７３】

【実施例】以下に実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００７４】（実施例１）本実施例は、壁で周囲を囲ま
れた太陽電池設置区域を含む立入制限区域に侵入する侵
入者の存在を検出手段で検出し、それと同時に感電防止
手段を作動させることにより侵入者が感電するのを防止
する太陽光発電システムの例である。

【００７５】図２は、本実施例の太陽光発電システムを
示し、太陽電池設置区域２０１を含む立入制限区域２０
２、立入制限区域２０２の周囲を囲む侵入者の侵入を防
止する壁（侵入防止手段）２０３、前記壁２０３の一部
に設けられた立入制限区域に通ずる扉２０４および太陽
光発電システムに必要な各装置を配する建物２０５から
なる太陽光発電システム２０６の配置図である。建物２
０５内には、太陽電池ストリングを並列接続する接続
箱、及び太陽電池により発電した直流電力を交流電力に
変換するインバータ等を配している。

【００７６】また、図３は、本実施例の太陽光発電シス
テムの回路図を示す。本実施例では、建物２０５内に
は、太陽電池ストリング２０７を並列接続する接続箱２
０８、及び太陽電池アレイにより発電した直流電力を交
流電力に変換するインバータ２１０等を配している。侵
入者を感電から防止する手段（感電防止手段）としてイ
ンターロック機構を用いており、侵入者が立ち入り制限
区域内２０２に通じる扉２０４を開けた際、扉２０４に
設けたセンサ２１１が出力する信号により、太陽電池ス
トリング２０７毎に設けた太陽電池ストリング２０７を
短絡させるリレースイッチ２０９が作動する。このこと
により万が一侵入者が太陽光発電システムの活電部に触
れたとしても感電しない構造となっている。これにより
危険管理区域である立入制限区域内に侵入する侵入者を
検出することができ、同時に侵入者が感電することを防
止することができる。また、管理者または関係者が常時
監視する必要もなく、且つ、監視人を減らすことができ
るためコストを削減することも可能となる。その上、安
全確認後、速やかに通常の運転に復帰することが可能で
ある。

【００７７】図４（ａ）は、本実施例の太陽電池発電シ
ステムに用いる太陽電池モジュール３０１の構成図、図
４（ｂ）は、本実施例の太陽電池発電システムが通常発
電を行なっている際の回路図、図４（ｃ）は、扉に設け
たセンサが侵入者を検出した際、侵入者を感電から防止
するため太陽電池ストリングを短絡させるリレーが作動
したときの回路図を示す。また、図５は、図４（ａ）中
のＡ−Ａ’断面の図である。

【００７８】本実施例に用いる太陽電池モジュール３０
１は、金属裏面補強板３０３、絶縁シート３０５、アモ
ルファスシリコン型太陽電池３０２、インターコネクタ
３０６、粘着保護フィルム３０４の順に積層されてなる
構造である。粘着保護フィルム３０４はアモルファスシ
リコン型太陽電池３０２の表面から金属裏面補強板３０
３表面にかけて配されており、アモルファスシリコン型
太陽電池３０２及び絶縁シート３０５を金属裏面補強板
３０３に固定させている。

【００７９】太陽電池ストリングを構成する太陽電池モ
ジュール３０１は、アモルファスシリコン型太陽電池３
０２のみを１枚１枚被覆材（粘着保護フィルム３０４）
により、被覆される構成となっており、セル間をつなぐ
インターコネクタ３０６は、活電部が一部露出してい
る。この被覆材の端部には水の侵入の可能性のあるタブ
配線部にシリコンシーラント３０７を設け防水性を向上
させる構造となっている。

【００８０】本実施例の太陽光発電システムにおいて
は、侵入者を検出した際、センサから出される信号によ
り作動する太陽電池ストリング毎に設けられたリレース
イッチ２０９により、所定の太陽電池ストリングを短絡
する。これにより、太陽電池ストリングの各部に高電圧
が発生する部分が無くなり、たとえ侵入者が活電部に触
れたとしても感電する可能性はなくなり、その上、安全
が確認された後、管理者がリレースイッチ２０９を元の
状態に戻すことにより直ちに太陽光発電システムを復旧
させることが可能であり発電損失を必要最小限に抑える
ことが可能となる。

【００８１】このように太陽電池を立入制限区域内に設
けるという特別な環境条件を生かすことにより、太陽電
池モジュールを構成する材料を必要最小限まで削減する
ことが可能となり、コストを極力下げることができる。
また、万一太陽電池モジュールが破損した場合でも交換
が容易である。

【００８２】（実施例２）本実施例は、図６に示すよう
に、太陽光発電システムにおいて、２重フェンス（侵入
防止手段）で囲われた太陽電池設置区域を含む立入制限
区域内に侵入する侵入者の存在を２重フェンスの内側に
複数個配置した振動センサにより検出し、それと同時に
太陽電池を短絡させるリレースイッチ（感電防止手段）
を作動させ侵入者が感電するのを防止する太陽光発電シ
ステムの例である。

【００８３】図６は、本実施例の太陽光発電システムを
示し、太陽電池設置区域５０１、太陽電池設置区域５０
１を含む立入制限区域５０２、立入制限区域５０２に侵
入者の侵入を防止する２重フェンス（５０３ａ，５０３
ｂ）、２重フェンスの内側のフェンス５０３ｂに配置し
た振動センサ５０４、及び、太陽光発電システムに必要
な接続箱及びインバータ等を配する建物５０５からなる
太陽光発電システム５０６の配置図を示したものであ
る。また、図７は、本実施例の太陽光発電システムの回
路図である。

【００８４】本実施例の太陽光発電システム５０６の制
御回路は、前記内側のフェンス５０３ｂに複数個設けた
侵入者を検出する振動センサ５０４、該振動センサ５０
４が侵入者を検出した際に出力する信号により作動する
リレースイッチ５０９、複数の太陽電池モジュール５０
７を直列接続してなる太陽電池ストリング５０８を並列
に接続する接続箱５１０、太陽電池により発電した直流
電力を交流電力に変換するインバータ５１１からなって
いる。

【００８５】本実施例で使用する太陽電池モジュール
は、実施例１で使用している太陽電池モジュールと同様
の構成となっているため、説明は省略する。

【００８６】本実施例のように２重フェンスにすること
により、危険管理区域である立入制限区域内に侵入しよ
うとする侵入者が侵入し難くなり、２重フェンスの内側
のフェンス５０３ｂに振動センサ５０４を設けることに
より、侵入者を検出する際の誤動作を減少させることが
可能となる。さらに侵入者を振動センサで検出すると同
時に太陽電池モジュール５０７をリレースイッチ５０９
により短絡させるため侵入者が感電することを防止する
ことができる。また、リレースイッチ５０９を太陽電池
モジュール毎に設けているため、侵入者を検知した振動
センサに近い太陽電池モジュールのみ短絡させることも
可能である。その上、管理者または関係者が常時監視す
る必要もなく、且つ、監視人を減らすことができるため
コストを削減することも可能となる。また、安全確認後
太陽電池モジュールを短絡させたリレースイッチを元の
状態に戻すことによって速やかに通常の運転に復帰する
ことが可能である。

【００８７】（実施例３）本実施例は、太陽光発電シス
テムにおけるフェンス及び水の張った溝（侵入防止手
段）で覆われた太陽電池設置区域を含む立入制限区域内
に侵入する侵入者の存在を周辺部に沿って複数個配置し
た赤外線センサで検出し、それと連動して太陽電池を開
放するスイッチ（感電防止手段）を作動させることによ
り侵入者が感電することを防止する例である。

【００８８】図８は、本実施例の太陽光発電システムを
示し、太陽電池設置区域６０１、太陽電池設置区域６０
１を含む立入制限区域６０２、立入制限区域６０２内に
管理者以外の者が侵入しないようにするフェンス６０３
及び水の張った溝６０４、太陽光発電システムに必要な
インバータや接続箱などの装置及び設備を配する建物６
０５からなる太陽光発電システム６０６の配置図を示し
たものである。

【００８９】本実施例の太陽光発電システムでは、立入
制限区域内に侵入者が侵入したことを検出する赤外線セ
ンサはフェンス６０３の柱毎に設け、何れかの赤外線セ
ンサが侵入者を検出すると信号を発し、同時に太陽電池
セル毎に設けられた太陽電池開放スイッチが連動し、侵
入者が感電することを防止する構成になっている。ま
た、溝６０４に水を張ることにより危険管理区域である
立入制限区域内への侵入者の侵入を妨げ、その上、太陽
光発電システムの発電に影響を与え得る影を作る草木が
生え難くなっている。更に、侵入者の侵入を赤外線セン
サにより昼夜を問わず検出することができ、赤外線セン
サが侵入者を検出すると同時に、太陽電池を開放するス
イッチが動作することにより侵入者が感電することを防
止することができる。また、管理者または関係者が常時
監視する必要もなく、且つ、監視人を減らすことができ
るためコストを削減することも可能となる。また、安全
確認後速やかに通常の運転に復帰することが可能であ
る。

【００９０】図９（ａ）は、本実施例の太陽光発電シス
テムに用いる太陽電池モジュール７０１の構成図、図９
（ｂ）は、本実施例の太陽光発電システムが通常発電を
行なっている際の回路図、図９（ｃ）は、近接センサが
侵入者を検出した際、侵入者を感電から防止するため太
陽電池セルを短絡させるリレーが作動したときの回路図
を示す。

【００９１】本実施例の太陽光発電システムに用いる太
陽電池モジュール７０１は、太陽電池セル７０２、裏面
補強板７０３、リレースイッチ７０４、被覆材７０５、
シリコンシーラント７０６からなる。

【００９２】本実施例の太陽光発電システムでは、侵入
者を検出した際、近接センサから出される信号７０７に
より作動する太陽電池セル間に設けられたリレースイッ
チ７０４により、太陽電池セルを短絡させ侵入者が感電
することを防止する。また、太陽電池セル７０２は、一
枚一枚被覆材７０５により被覆されており、太陽電池モ
ジュール間の活電部は一部がむき出しの状態となってい
る。この被覆材７０５の端部には水の侵入の可能性のあ
るタブ配線部にシリコンシーラント７０６を設け防水性
を向上させる構造となっている。これにより、活電部が
露出している部分を利用し故障している太陽電池セルを
容易に検出することが可能となる。

【００９３】本実施例の太陽光発電システムの制御方法
によれば、たとえ侵入者が活電部に触れたとしても感電
する可能性はなくなり、その上、安全が確認された後、
リレー（感電防止手段）を元の状態に戻すことにより直
ちに太陽光発電システムを復旧させることが可能であり
発電損失を必要最小限に抑えることが可能となる。

【００９４】（実施例４）本実施例は、太陽光発電シス
テムにおける太陽電池設置区域内に設けた近接センサお
よび安全電圧内におさまる太陽電池セルの直列枚数毎に
両端に太陽電池を短絡させるリレースイッチ（感電防止
手段）を設け、その近接センサにより侵入者を検出し、
近接センサと連動してリレースイッチが作動することに
よって侵入者が感電することを防止する例である。

【００９５】図１０は、本実施例の太陽光発電システム
を示し、太陽電池設置区域８０１、太陽電池設置区域８
０１を含む立入制限区域８０２、太陽光発電システムに
必要なインバータ及び接続箱等の装置及び設備を配する
建物８０３からなる太陽光発電システム８０４の配置図
を示したものである。

【００９６】本実施例の太陽光発電システムの制御回路
は、太陽電池ストリングを短絡させるリレースイッチ、
近接センサ、太陽電池ストリングを並列接続する接続
箱、太陽電池アレイにより発電した直流電力を交流電力
に変換するインバータからなる構成となっている。

【００９７】本実施例の太陽光発電システムにおいて
は、侵入者を近接センサが検知した際、近接センサから
出される信号により太陽電池モジュール内に配される太
陽電池を短絡するリレースイッチを作動させ太陽電池セ
ルを短絡状態にすることにより侵入者が感電することを
防止する構成になっている。

【００９８】図１１（ａ）は、本実施例の太陽光発電シ
ステムに用いる太陽電池モジュール９０１の構成図、図
１１（ｂ）は、本実施例の太陽光発電システムが通常発
電を行なっている際の回路図、図１１（ｃ）は、近接セ
ンサが侵入者を検出した際、侵入者を感電から防止する
ため太陽電池ストリングを短絡させるリレーが作動した
ときの回路図を示す。

【００９９】本実施例の太陽光発電システムに用いる太
陽電池モジュール９０１は、太陽電池セル９０２、裏面
補強板９０３、リレースイッチ９０４、被覆材９０５、
シリコンシーラント９０６からなる。

【０１００】本実施例の太陽光発電システムでは、侵入
者を検出した際、近接センサから出される信号により作
動する太陽電池セル９０２の３直列毎の両端に設けられ
たリレースイッチ９０４により、太陽電池セル９０２を
開放させ侵入者が感電することを防止する。また、太陽
電池セルは、一枚一枚被覆材９０５により被覆されてお
り、太陽電池モジュール間の活電部は一部がむき出しの
状態となっている。この被覆材の端部には水の侵入の可
能性のあるタブ配線部にシリコンシーラント９０６を設
け防水性を向上させる構造となっている。これにより、
活電部が露出している部分を利用し故障している太陽電
池セルを容易に検出することが可能となる。たとえ侵入
者が活電部に触れたとしても感電する可能性はなくな
り、その上、安全が確認された後、リレー（感電防止手
段）を元の状態に戻すことにより直ちに太陽光発電シス
テムを復旧させることが可能であり発電損失を必要最小
限に抑えることが可能となる。

【０１０１】（実施例５）本実施例は、太陽光発電シス
テムにおける太陽電池設置区域の太陽電池モジュール毎
に設けた近接センサ、太陽電池開放スイッチおよびブロ
ッキングダイオードにより、侵入者を検出し侵入者が感
電することを防止する例である。

【０１０２】図１２は、本実施例の太陽光発電システム
の回路図を示し、太陽電池モジュール１００２、太陽電
池開放スイッチ１００３、近接センサ１００４、ブロッ
キングダイオード１００５、太陽電池モジュール１００
２を並列接続する接続箱１００６、太陽電池アレイによ
り発電した直流電力を交流電力に変換するインバータ１
００７からなる太陽光発電システム１００１の回路図で
ある。

【０１０３】本実施例の太陽光発電システムにおいて
は、侵入者を近接センサ１００４が検知した際、近接セ
ンサ１００４から出される信号１００８により太陽電池
モジュール１００２毎に設けられた太陽電池開放スイッ
チ１００３を作動させ太陽電池モジュール１００２を開
放状態にさせることにより、侵入者が感電することを防
止する。またその際、各太陽電池モジュール１００２毎
にブロッキングダイオード１００５を設けているため他
の並列接続してある太陽電池モジュール１００２で発電
した電気が開放状態になっている太陽電池モジュール１
００２に逆流してくることはない構造となっている。こ
れにより、たとえ侵入者が太陽電池モジュールの活電部
に触れたとしても、感電による身体への危険性はない。
さらに侵入者が近接している太陽電池モジュールのみ開
放状態にするため、最小限の発電損失ですむ。

【０１０４】図１３は、本実施例の太陽光発電システム
に用いる太陽電池モジュールを示す図である。太陽電池
モジュール１１０１は、裏面補強板１１０２、太陽電池
セル１１０４の裏面に配される絶縁シート１１０３、太
陽電池セル１１０４および表面被覆材１１０５からなる
層構成になっている。なお、太陽電池セル１１０４によ
り発電した電気は、リード線１１０６により取り出され
るが、表面被覆材１１０５はリード線１１０６の一部は
被覆しておらず、活電部がむき出しの状態となってい
る。

【０１０５】本実施例では、裏面補強板１１０２として
鉄板、絶縁シート１１０３としてＰＥＴシート、太陽電
池セル１１０４はアモルファスシリコン型太陽電池セ
ル、表面被覆材１１０５としてポリエチレン保護シート
およびリード線１１０６として銅箔を用いている。

【０１０６】本実施例のような太陽電池モジュールを用
いることにより、発電機能を害さず必要最小限の材料コ
ストで太陽光発電システムを構成することが可能とな
る。

【０１０７】（実施例６）本実施例は、第２実施形態で
説明したような図１４乃至図１７に示す本発明の太陽光
発電装置（太陽光発電システム）の制御方法の例であ
る。

【０１０８】本実施例の太陽光発電システムでは、キヤ
ノン製積層アモルファス太陽電池モジュール（キヤノン
製モジュール、商品名ＳＲ−０２）を１６直列３並列で
太陽電池アレイを構成し、建物の屋根２１上に設置し
た。すなわち、この太陽電池の総枚数は４８枚、最大出
力動作電圧１７６Ｖ、最大出力動作電流６．９Ａ、この
時の標準太陽電池出力は合計１．２ｋＷ（ＡＭ１．５、
１Ｓｕｎ、２５℃における測定値）である。

【０１０９】太陽電池アレイ周囲のセンサ（１２ａ〜１
２ｆ）として、アモルファス太陽電池セルを使用し、図
１６に示すように、複数の太陽電池セルの＋−端を直接
接続またはコネクタで接続を行っている。また、直列化
された複数のセルの＋−端に、シャント抵抗（ＰＣＮ
製、０．１Ω）を接続した。そして、シャント抵抗の抵
抗値とそこを流れる電流とから、シャント抵抗の両端電
圧を求めてその電圧値をセンサの信号として検出する。

【０１１０】本実施例のセンサとしての太陽電池セルに
は、結晶系またはアモルファス系（微結晶も含む）のシ
リコン太陽電池の何れでも使用できる。

【０１１１】なお、センサとしては、特に太陽電池セル
が使用できるほか、人間が太陽電池アレイに近づくこと
を検知することができるセンサであって、信号として出
力することが出来るものであれば良い。

【０１１２】太陽光発電システム用開閉器１３、逆流防
止ダイオード１４と主開閉器１５が内蔵された接続箱４
５にはキヤノン製接続箱ＢＸ−０２、ソーラーインバー
タ１７にはキヤノン製ＳＩ−０４を用いている。また、
アレイの端子間を短絡または開放用の開閉器１６とし
て、直流電磁接触器（三菱製、ＤＵＤ−Ａ３０）を用い
た。ソーラーインバータ１７は住宅配電盤の商用交流系
統１８に接続する。

【０１１３】なお、本実施例の太陽電池は結晶系または
アモルファス系（微結晶も含む）でもよい。本実施例に
おいては、太陽光発電システムのすべてのストリングは
真南向きで、傾斜角度２４．２°とした。図１４に示す
ように、本実施例の太陽電池ストリングは下から順番に
ストリング１１ａ、ストリング１１ｂ、ストリング１１
ｃとする。

【０１１４】センサ（太陽電池セル）の出力電流を検出
する電流検出手段としては、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ６を
用いている。シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ６の抵抗値とそこを
流れる電流とから、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ６の両端電圧
を求めててそれぞれＣ１〜Ｃ６とし、それらをアナログ
／デジタル変換４１（マイクロサイエンス社製、ＡＤＭ
−６７６ＰＣＩ）に入力して、センサの信号の測定を行
う。また、センサの電流を検出する電流検出手段として
は、シャント抵抗のほか、例えばクランプ電流計による
検出などの別手段でもよい。アナログ／デジタル変換４
１の制御用にパソコン４２（富士通製ＦＭＶ−５１３３
Ｄ６）を用いている。

【０１１５】また、アレイの開閉器１６を制御する開閉
器制御装置４４は、図１７に示すように、パソコン４２
よりデジタル出力４３（コンテック製ＤＡ１２−１６）
を介して、開閉器制御装置４４のフォトカプラを通電
し、外部直流電源装置（アジア電子製、ＡＨＣ−１００
−２４Ｓ）のオン／オフのスイッチングを行い、直流電
磁接触器の開閉器１６への開閉のための電圧供給と停止
を制御する。

【０１１６】センサ（太陽電池セル）に影が落ちていな
い状態で、かつ日射強度が十分ある時または日射強度が
１０００Ｗ／ｍ²に近い状態における、センサ（太陽電
池セル）の動作電流を電圧値（以下、「標準状態電流信
号値」という。）として求める。標準状態電流信号値の
導出は次のように行う。

【０１１７】まず、上記のセンサ（太陽電池セル）にお
いて、基準となる動作電流値を測定する。具体的には、
太陽光発電システムの回りに障害物がまったくないこと
を確認し、日射強度が十分ある時または日射強度が１０
００Ｗ／ｍ²に近い状態における、それぞれのセンサに
流れる電流の大きさを測定する。

【０１１８】そして、シャント抵抗の抵抗値とそこを流
れる電流の大きさとから、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ６の両
端電圧を算出し、このそれぞれの電圧値を以下のように
標準状態電流信号値とする。

【０１１９】センサ１２ａの標準状態電流信号値＝Ｃｐｍｓ１センサ１２ｂの標準状態電流信号値＝Ｃｐｍｓ２センサ１２ｃの標準状態電流信号値＝Ｃｐｍｓ３センサ１２ｄの標準状態電流信号値＝Ｃｐｍｓ４センサ１２ｅの標準状態電流信号値＝Ｃｐｍｓ５センサ１２ｆの標準状態電流信号値＝Ｃｐｍｓ６

【０１２０】なお、本実施例の太陽光発電システムの制
御方法の計算用の設定値として、以下の基準初期設定値
を用いた。

【０１２１】（１）センサ電流比較基準値Ｄ０＝０．９（２）測定間隔Ｔ＝１秒（３）判定開始基準値Ｓ＝０．００５（４）警報出力基準時間Ｔ０＝５秒（５）センサ１２ａの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ１＝
０．２２８（６）センサ１２ｂの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ２＝
０．２２５（７）センサ１２ｃの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ３＝
０．２２６（８）センサ１２ｄの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ４＝
０．２２５（９）センサ１２ｅの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ５＝
０．２２４（１０）センサ１２ｆの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ６
＝０．２２５

【０１２２】上記のセンサの標準状態電流信号値より、
各センサの電流のバラツキの補正ができる。

【０１２３】本実施例の制御方法のフローチャートを図
１８に示す。

【０１２４】まず、判定開始基準値Ｓを設定（ステップ
Ｓ５２）し、センサ（太陽電池セル）の動作電流を検出
するための電流検出手段として、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ
６を用いる。検出した動作電流とそれが流れるシャント
抵抗の抵抗値とからシャント抵抗Ｒ１〜Ｒ６の両端電圧
を求め、それぞれＣ１〜Ｃ６とする（センサの動作電流
を、電圧値に変換して検出している。）。Ｃ１〜Ｃ６を
一定間隔Ｔ（本実施例の測定間隔は１秒）でアナログ／
デジタル変換４１に入力（ステップＳ５３）する。続い
て、測定された両端電圧Ｃ１〜Ｃ６を用いて以下のＡ１
〜Ａ６（Ａｘ；ｘ＝１〜６）の計算を行って、センサの
出力信号値の規格化を行う（ステップＳ５４）。

【０１２５】Ａ１＝Ｃ１／Ｃｐｍｓ１Ａ２＝Ｃ２／Ｃｐｍｓ２Ａ３＝Ｃ３／Ｃｐｍｓ３Ａ４＝Ｃ４／Ｃｐｍｓ４Ａ５＝Ｃ５／Ｃｐｍｓ５Ａ６＝Ｃ６／Ｃｐｍｓ６

【０１２６】そして、Ａ１〜Ａ６（Ａｘ；ｘ＝１〜６）
の少なくとも一つが判定開始基準値Ｓより大きい場合、
Ａ１〜Ａ６に基づいて、以下のセンサ比較計算を行う
（ステップＳ５７）。〔センサの比較計算〕Ｄ＝（Ａ１〜Ａ６の最小値）／（Ａ１〜Ａ６の最大値）

【０１２７】Ａ１〜Ａ６の全てが判定開始基準値Ｓより
小さい場合、センサ比較計算を行わず、測定間隔Ｔを経
て（ステップ５５）、ステップ５３に戻る。

【０１２８】本実施例ではセンサとして太陽電池を用
い、夜の日射がない場合または日射が弱い時、判定開始
基準値Ｓを設けることによって、不要な警報の出力や太
陽電池アレイの不要な短絡などの誤作動を防止すること
ができる。つまり、夜に日射がない時または日射が弱く
センサの信号が小さい等の、太陽光発電システムに危険
のない時は、太陽電池セルからなるセンサの出力も低下
し、自動的に停止するため、太陽電池セルをセンサとし
て用いることと判定開始基準値の二つの組み合わせによ
って、容易な構成で誤作動の少ない十分な安全確保が出
来る。

【０１２９】また、十分な安全を確保した上で、センサ
として太陽電池セルを用いているため、このセンサを稼
働させるための別段の電源またはエネルギーを必要とし
ない特有な効果もある。すなわち、夜に日射がない時ま
たは日射が弱くセンサの信号が小さい等、太陽光発電シ
ステムに危険のない場合は、警報の発生やアレイの短絡
を行う必要がないという特徴を有効に利用することが出
来る。

【０１３０】次に、上記計算値Ｄがセンサ電流比較基準
値Ｄ０（本実施例では０．９）より小さい場合（ステッ
プＳ５１０）、まず警報を出力する（ステップＳ５１
１）。ここでは、例えばパソコン４２の画面上に警報を
出す。パソコンの画面上に警告を表示する代わりに、別
途警報装置を用いてもよい。

【０１３１】このように本実施例では、センサの電流信
号の測定とそれに基づく計算を行い、各センサの信号値
を比較して、所定値以上のずれがある場合に人が近づき
影を落としたものと判断する。

【０１３２】そして、引き続き一定間隔Ｔ（本実施例で
は１秒）で上記の各センサの電流信号を繰り返し測定を
行い、センサの比較計算を行い、警報出力基準時間Ｔ０
（本実施例では５秒）以上でもＤがセンサ電流比較基準
値Ａ０より以下（ステップＳ５１２）の場合、パソコン
４２よりデジタル出力４３を介して、開閉器制御装置４
４のフォトカプラを通電し、外部直流電源装置のスイッ
チングを行い、直流電磁接触器の開閉器１６に電圧を供
給し、開閉器１６を短絡し、アレイの短絡を行う（ステ
ップＳ５１４）。

【０１３３】そして、アレイを短絡用の直流電磁接触器
の開閉器１６の開閉の解除は操作がされるまで保持す
る。尚、上記の解除操作は手動でも自動でもよい。

【０１３４】（実施例７）実施例７は、図１９に示され
るフローチャートに基づいて太陽光発電システムを制御
する以外は、実施例６と同様である。

【０１３５】すなわち、実施例７は、計算値Ｄがセンサ
電流比較基準値Ｄ０より小さい場合（ステップ５１０）
に、警報を出力せずに、アレイを短絡する（ステップ６
１１）点が実施例６と異なる。このような構成によって
も、太陽電池アレイの不要な短絡などの誤動作を防止し
つつ、感電防止でき、安全確保ができる。

【０１３６】なお、警報を出力することにより（図１
８、ステップＳ５１１）、突然の発電の停止を防止でき
る点において、実施例６の構成はより好ましい。

【０１３７】（実施例８）本実施例は、第３実施形態で
説明したような図２０乃至図２２に示す本発明の太陽光
発電システムの制御方法の例である。

【０１３８】本実施例の太陽光発電システムは、実施例
６Ａの太陽光発電システムの構成に基づいて、アレイの
周囲だけでなく、図２０乃至図２２に示すようにストリ
ング単位の周囲にもセンサを設置する。そして、実施例
６で説明した短絡条件を太陽光発電システムのアレイを
短絡するのではなく、人影を検出したセンサに対応する
ストリングのみ短絡を行う。

【０１３９】本実施例の太陽光発電システムでは、太陽
電池のストリングの周囲にセンサ（１２ａ〜１２ｎ）が
設置されている。センサとしては、実施例６の図１６に
示すような、太陽電池セルからなるセンサを作製した。

【０１４０】シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ１４の両端電圧Ｃ１
〜Ｃ１４をアナログ／デジタル変換４１に入力して、セ
ンサ（太陽電池セル）の動作電流を電圧値として検出す
る。

【０１４１】なお、本実施例の太陽電池アレイの制御方
法の計算用の設定値として、以下の基準初期設定値を用
いた。

【０１４２】（１）センサ電流比較基準値Ｄ０＝０．９（２）測定間隔Ｔ＝１秒（３）判定開始基準値Ｓ＝０．００５（４）警報出力基準時間Ｔ０＝５秒（５）センサ１２ａの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ１＝
０．２２８（６）センサ１２ｂの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ２＝
０．２２５（７）センサ１２ｃの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ３＝
０．２２６（８）センサ１２ｄの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ４＝
０．２２５（９）センサ１２ｅの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ５＝
０．２２４（１０）センサ１２ｆの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ６
＝０．２２５（１１）センサ１２ｇの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ７
＝０．２２８（１２）センサ１２ｈの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ８
＝０．２２５（１３）センサ１２ｉの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ９
＝０．２２６（１４）センサ１２ｊの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ１
０＝０．２２５（１５）センサ１２ｋの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ１
１＝０．２２４（１６）センサ１２ｌの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ１
２＝０．２２５（１７）センサ１２ｍの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ１
３＝０．２２５（１８）センサ１２ｎの標準状態電流信号値Ｃｐｍｓ１
４＝０．２２５

【０１４３】本実施例の制御方法のフローチャートを図
２３に示す。

【０１４４】まず、判定開始基準値Ｓを設定（ステップ
Ｓ９２）し、センサ（太陽電池セル）の動作電流を検出
するための電流検出手段として、シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ
１４を用いる。検出した動作電流とそれが流れるシャン
ト抵抗の抵抗値とからシャント抵抗Ｒ１〜Ｒ１４の両端
電圧を求め、それぞれＣ１〜Ｃ１４とする（センサの動
作電流を、電圧値に変換して検出している。）。Ｃ１〜
Ｃ１４を一定間隔Ｔ（本実施例の測定間隔は１秒）でア
ナログ／デジタル変換４１に入力（ステップＳ９３）す
る。続いて、測定された両端電圧Ｃ１〜Ｃ１４を用いて
以下のそれぞれＡ１〜Ａ１４（Ａｘ；ｘ＝１〜１４）の
計算を行って、センサの出力信号値の規格化を行う（ス
テップＳ９４）。

【０１４５】Ａ１＝Ｃ１／Ｃｐｍｓ１Ａ２＝Ｃ２／Ｃｐｍｓ２Ａ３＝Ｃ３／Ｃｐｍｓ３Ａ４＝Ｃ４／Ｃｐｍｓ４Ａ５＝Ｃ５／Ｃｐｍｓ５Ａ６＝Ｃ６／Ｃｐｍｓ６Ａ７＝Ｃ７／Ｃｐｍｓ７Ａ８＝Ｃ８／Ｃｐｍｓ８Ａ９＝Ｃ９／Ｃｐｍｓ９Ａ１０＝Ｃ１０／Ｃｐｍｓ１０Ａ１１＝Ｃ１１／Ｃｐｍｓ１１Ａ１２＝Ｃ１２／Ｃｐｍｓ１２Ａ１３＝Ｃ１３／Ｃｐｍｓ１３Ａ１４＝Ｃ１４／Ｃｐｍｓ１４

【０１４６】なお、Ａ１〜Ａ６は、ストリング１１ａの
周囲に設けられたセンサ１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２
ｆ、１２ｍ、１２ｎの測定値（シャント抵抗Ｒ１〜Ｒ６
の両端電圧）に基づいて算出される。Ａ５〜Ａ１０は、
ストリング１１ｂの周囲に設けられたセンサ１２ｂ、１
２ｎ、１２ｍ、１２ｇ、１２ｋ、１２ｌの測定値（シャ
ント抵抗Ｒ５〜Ｒ１０の両端電圧）に基づいて算出され
る。Ａ９〜Ａ１４は、ストリング１１ｃの周囲に設けら
れたセンサ１２ａ、１２ｋ、１２ｌ、１２ｈ、１２ｉ、
１２Ｊの測定値（シャント抵抗Ｒ５〜Ｒ１０の両端電
圧）に基づいて算出される。

【０１４７】そして、Ａ１〜Ａ１４（Ａｘ；ｘ＝１〜１
４）の少なくとも一つが判定開始基準値Ｓより大きい場
合、Ａ１〜Ａ１４に基づいて、ストリング１１ａ，１１
ｂ，１１ｃの短絡条件に対し、以下のセンサ比較計算Ｄ
ｙ（Ｄｙ；ｙ＝１〜３）を行う（ステップＳ９７）。〔ストリング１１ａのセンサの比較計算〕Ｄ１＝（Ａ１〜Ａ６の最小値）／（Ａ１〜Ａ６の最大
値）〔ストリング１１ｂのセンサの比較計算〕Ｄ２＝（Ａ５〜Ａ１０の最小値）／（Ａ５〜Ａ１０の最
大値）〔ストリング１１ｃのセンサの比較計算〕Ｄ３＝（Ａ９〜Ａ１４の最小値）／（Ａ９〜Ａ１４の最
大値）

【０１４８】Ａ１〜Ａ１４の全てが判定開始基準値Ｓよ
り小さい場合には（ステップ９５）、センサ比較計算を
行わず、測定間隔Ｔを経て（ステップ９６）、ステップ
９３に戻る。

【０１４９】計算値Ｄｙ（Ｄｙ；ｙ＝１〜３）の少なく
とも一つがセンサ電流比較基準値Ｄ０（本実施例では
０．９）より小さい場合（ステップＳ９８）、まず対象
となるストリング（比較基準値Ｄ０よりも小さい比較計
算値Ｄに対応するストリング）の警報を出力する（ステ
ップＳ９１１）。例えばＤ１がＤ０より小さい場合、パ
ソコン４２の画面上に比較計算値Ｄ１に対応するストリ
ング１１ａについて警報を出す。なお、パソコンの画面
上に警報を出力する代わりに、別途警報装置を用いても
よい。

【０１５０】比較計算値Ｄ１〜Ｄ３の全てが、センサ電
流比較基準値Ｄ０より大きい場合（ステップ９８）、測
定間隔Ｔを経て（ステップ９９）、警報を解除する（ス
テップ９１０）。なお、短絡されているストリングがあ
る場合においては、その短絡されたストリング以外のス
トリングについての警報を解除する（ステップ９１
０）。

【０１５１】そして、引き続き一定間隔Ｔ（本実施例で
は１秒）で上記の各センサ電流信号を繰り返し測定を行
い、センサの比較計算Ｄを行い、警報出力基準時間Ｔ０
（本実施例では５秒）以上でもＤ１〜Ｄ３の少なくとも
一つがセンサ電流比較基準値Ｄ０より小さい場合、パソ
コン４２よりデジタル出力４３を発信し、そのデジタル
出力４３に基づいて、対象となるストリング（比較基準
値Ｄ０よりも小さい比較計算値Ｄに対応するストリン
グ）の開閉器制御装置４４のフォトカプラを通電し、外
部直流電源装置のスイッチングを行い、直流電磁接触器
の開閉器６１に電圧を供給し、開閉器６１を短絡し、対
象となるストリングの短絡を行う（ステップＳ９１
４）。

【０１５２】警報出力時間が、基準値Ｔ０未満の場合
は、測定間隔Ｔを経て（ステップ９１３）、ステップ９
３に戻る。

【０１５３】短絡されていないストリングが存在する場
合には（ステップ９１６）、測定間隔Ｔを経て（ステッ
プ９１５）、ステップ９３に戻る。

【０１５４】全てのストリングが短絡されたら（ステッ
プ９１６）、終了する（ステップ９１７）。

【０１５５】ストリングを短絡用の直流電磁接触器の開
閉器６１の開閉の解除は操作がされるまで保持する。
尚、上記の解除操作は手動でも自動でもよい。

【０１５６】（実施例９）実施例９は、図２４に示され
るフローチャートに基づいて太陽光発電システムを制御
する以外は、実施例８と同様である。すなわち、実施例
９は、計算値Ｄ１からＤ３の少なくとも一つがセンサ電
流比較基準値Ｄ０より小さい場合（ステップ９８）に、
警報を出力せずに、対象となるストリング（比較基準値
Ｄ０よりも小さい比較計算値Ｄｙに対応するストリン
グ）を短絡する（ステップ１０１１）点が実施例８と異
なる。このような構成によっても、太陽電池ストリング
の不要な短絡などの誤動作を防止しつつ、感電防止で
き、安全確保ができる。また、対象となるストリングの
み短絡することから、残りのストリングにより電力が得
られる。

【０１５７】なお、警報を出力することにより（図２
３、ステップＳ９１１）、突然の発電の停止を防止でき
る点において、実施例８の構成はより好ましい。

【０１５８】

【発明の効果】以上説明したように、太陽電池モジュー
ルが設置されてなる区域を含む立入制限区域に侵入者が
侵入したことを検出し得る検出手段を設け、侵入者の検
出により検出手段が出力する信号により起動する所定の
感電防止手段を作動させることによって侵入者の感電を
防止する本発明の太陽光発電システムおよび太陽光発電
システムの制御方法によれば、侵入者を検出するだけで
なく、このような侵入者を感電からも防止することが可
能となる。その上、侵入者の検出から安全対策までの時
間がほぼ同時であるため、より安全性を向上させること
ができるとともに、常時管理者または関係者により監視
する必要もないため、監視人の人数を減らすことができ
コストを削減することが可能となる。

【０１５９】また、太陽電池アレイの周囲もしくは太陽
電池アレイのストリング毎の周囲に一つまたは複数個配
置されるセンサの出力信号を検出し、この出力信号に基
づき太陽電池アレイもしくはストリング毎の出力端を短
絡させるための開閉器を制御する本発明の太陽光発電シ
ステムの制御方法によれば、センサの出力信号からアレ
イの局部に人影が検出されたと判定された場合、アレイ
またはストリング端子間の開閉器の制御を行うことによ
って、アレイまたはストリングを短絡し太陽電池モジュ
ールの表面被覆材の破れや表面ガラス割れ、傷、変形な
どの絶縁不良個所に人間が触れてしまうことによる感電
事故を未然に防止することができる。

【０１６０】また、それぞれのセンサの信号を互いに比
較することにより、不要な警報の出力や太陽電池アレイ
の不要な短絡などの誤作動を防止しつつ、感電事故を未
然に防止することができる。

【０１６１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システ
ムの配置図である。

【図２】本発明の実施例１に係る太陽光発電システムの
配置図である。

【図３】本発明の実施例１に係る太陽光発電システムの
回路図である。

【図４】本発明の実施例１に係る太陽光発電システムで
用いた太陽電池モジュールを示す図であり、（ａ）は太
陽電池モジュールの構成図、（ｂ）は太陽電池ストリン
グが通常発電を行なっている際の回路図、（ｃ）は太陽
電池ストリングを短絡した際の回路図である。

【図５】本発明の実施例１に係る太陽光発電システムで
用いた太陽電池モジュールの断面図である。

【図６】本発明の実施例２に係る太陽光発電システムの
配置図である。

【図７】本発明の実施例２に係る太陽光発電システムの
回路図である。

【図８】本発明の実施例３に係る太陽光発電システムの
配置図である。

【図９】本発明の実施例３に係る太陽光発電システムで
用いた太陽電池モジュールを示す図であり、（ａ）は太
陽電池モジュールの構成図、（ｂ）は太陽電池ストリン
グが通常発電を行なっている際の回路図、（ｃ）は太陽
電池ストリングを短絡した際の回路図である。

【図１０】本発明の実施例４に係る太陽光発電システム
の配置図である。

【図１１】本発明の実施例４に係る太陽光発電システム
で用いた太陽電池モジュールを示す図であり、（ａ）は
太陽電池モジュールの構成図、（ｂ）は太陽電池ストリ
ングが通常発電を行なっている際の回路図、（ｃ）は太
陽電池ストリングを短絡した際の回路図である。

【図１２】本発明の実施例５に係る太陽光発電システム
の回路図である。

【図１３】本発明の実施例５に係る太陽光発電システム
で用いた太陽電池モジュールの構成図である。

【図１４】本発明の第２実施形態および実施例６に係る
太陽光発電システムの構成図である。

【図１５】本発明の第２実施形態および実施例６に係る
太陽光発電システムの屋根構成図である。

【図１６】本発明の第２実施形態および実施例６に係る
太陽光発電システムにおける人影センサの説明図であ
る。

【図１７】本発明の第２実施形態および実施例６に係る
太陽光発電システムの制御方法の説明図である。

【図１８】本発明の実施例６に係る太陽光発電システム
の制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図１９】本発明の実施例７に係る太陽光発電システム
の制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図２０】本発明の第３実施形態および実施例８に係る
太陽光発電システムの構成図である。

【図２１】本発明の第３実施形態および実施例８に係る
太陽光発電システムの屋根構成図である。

【図２２】本発明の第３実施形態および実施例８に係る
太陽光発電システムの制御方法の説明図である。

【図２３】本発明の実施例８に係る太陽光発電システム
の制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図２４】本発明の実施例９に係る太陽光発電システム
の制御方法を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１１太陽電池アレイ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ太陽電池ストリング１２センサ１３ストリング出力端開閉器１４逆流防止ダイオード１５主開閉器１６アレイ短絡用開閉器１７ソーラーインバータ１８商用交流系統１９電流信号検出装置２１建物屋根３１太陽電池セル３２コネクタ４１デジタル／アナログ変換４２パソコン４３デジタル出力４４開閉器制御装置４５接続箱６１ストリング短絡用開閉器１０１、２０６、５０６、６０６、８０４、１００１
太陽光発電システム１０２、２０１、５０１、６０１、８０１太陽電池設
置区域１０３、２０２、５０２、６０２、８０２立入制限区
域１０４侵入防止手段１０５侵入者検出手段１０６、２０５、５０５、６０５、８０３建物１１０信号処理・比較部１１１制御部１１２警報／表示２０３壁２０４扉２０７、５０８太陽電池ストリング２０８、５１０、１００６接続箱２０９、５０９、７０４リレースイッチ２１０、５１１、１００７インバータ２１１センサ３０１、５０７、７０１、９０１、１００２、１１０１
太陽電池モジュール３０２アモルファスシリコン型太陽電池３０３、７０３、９０３、１１０２裏面補強板３０４粘着保護フィルム３０５、１１０３絶縁シート３０６インターコネクタ３０７、７０６、９０６シリコンシーラント３０８、５０８、７０４、９０４リレースイッチ５０３ａ、５０３ｂ、６０３フェンス５０４、５０７振動センサ６０４溝７０２、９０２、１１０４太陽電池セル７０５、９０５、１１０５被覆材７０７、１００８信号１００３開放スイッチ１００４近接センサ１００５ブロッキングダイオード１１０６リード線Ｒ１〜Ｒ１４シャント抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高林明治東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者塩見綾子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者向井隆昭東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者リムチンチョウ東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5C086 AA22 AA53 BA20 BA30 CA01 CA08 CA11 CA19 CA21 CB01 CB07 CB15 CB40 DA14 DA40 EA50 5F051 KA06 KA07 KA08 KA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池モジュールと、該太陽電池モジ
ュールが設置されている区域を含む立入制限区域と、該
立入制限区域に侵入者が侵入したことを検出し、信号を
出力する検出手段と、該検出手段が出力した信号により
作動する感電防止手段と、を有することを特徴とする太
陽光発電システム。
【請求項２】前記立入制限区域に侵入者の侵入を防止
する手段を有する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。
【請求項３】前記侵入者の侵入を防止する手段が、
柵、塀、フェンス若しくは溝である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。
【請求項４】前記侵入者の侵入を防止する手段が、２
重に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に
記載の太陽光発電システム。
【請求項５】前記２重になっている侵入者の侵入を防
止する手段のうち、内側の侵入者の侵入を防止する手段
に、前記検出手段を設け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。
【請求項６】前記検出手段が、近接センサ、光セン
サ、磁気センサ、磁性体センサ、温度センサ、湿度セン
サ、衝撃センサ、加速度センサ、重量センサ、電流セン
サ、電磁波センサのいずれかであることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項７】前記感電防止手段が、前記太陽電池モジ
ュール又は該太陽電池モジュールが複数接続されてなる
太陽電池ストリングを短絡状態にする手段であることを
特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽光発
電システム。
【請求項８】前記感電防止手段は、回路遮断器を有
し、該回路遮断器は、前記太陽電池モジュール又は前記
太陽電池ストリングの太陽光発電システムからの切り放
し及び無効化を行なうことを特徴とする請求項７に記載
の太陽光発電システム。
【請求項９】前記太陽電池ストリングは、少なくとも
２個あり、それらが互いに並列に接続されていることを
特徴とする請求項７又は８に記載の太陽光発電システ
ム。
【請求項１０】前記感電防止手段が、感電防止機能を
解除する機能を有することを特徴とする請求項１乃至９
のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項１１】前記太陽電池モジュールは、受光面側
最表面に設けられた光起電力素子が直接大気に触れるよ
うに設置されることを特徴とする請求項１乃至１０のい
ずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項１２】前記太陽電池モジュールは、受光面側
最表面にのみ被覆材を有することを特徴とする請求項１
乃至１０のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項１３】前記太陽電池モジュールは、少なくと
も一枚一枚受光面側が被覆されていることを特徴とする
請求項１乃至１０のいずれかに記載の太陽光発電システ
ム。
【請求項１４】前記太陽光発電システムは、活電部の
一部が露出していることを特徴とする請求項１乃至１３
のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項１５】太陽電池モジュールと、該太陽電池モ
ジュールが設置されている区域を含む立入制限区域と、
該立入制限区域に侵入者が侵入したことを検出する検出
手段と、感電防止手段とを有する太陽光発電システムの
制御方法であって、前記立入制限区域に侵入者が侵入し
たことを前記検出手段が検出し、出力した信号に基づい
て、前記感電防止手段を作動させることを特徴とする太
陽光発電システムの制御方法。
【請求項１６】前記立入制限区域に侵入者の侵入を防
止する手段を有することを特徴とする請求項１５に記載
の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項１７】前記侵入者の侵入を防止する手段が、
柵、塀、フェンス若しくは溝であることを特徴とする請
求項１６に記載の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項１８】前記侵入者の侵入を防止する手段が、
２重に設けられていることを特徴とする請求項１６又は
１７に記載の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項１９】前記２重になっている侵入者の侵入を
防止する手段のうち、内側の侵入者の侵入を防止する手
段に、前記検出手段を設けることを特徴とする請求項１
８に記載の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項２０】前記検出手段が、近接センサ、光セン
サ、磁気センサ、磁性体センサ、温度センサ、湿度セン
サ、衝撃センサ、加速度センサ、重量センサ、電流セン
サ、電磁波センサのいずれかであることを特徴とする請
求項１５乃至１９のいずれかに記載の太陽光発電システ
ムの制御方法。
【請求項２１】前記感電防止手段が、前記太陽電池モ
ジュール又は該太陽電池モジュールが直列に接続されて
なる太陽電池ストリングを短絡状態にする手段であるこ
とを特徴とする請求項１５乃至２０のいずれかに記載の
太陽光発電システムの制御方法。
【請求項２２】前記感電防止手段は、回路遮断器を有
し、該回路遮断器は、前記太陽電池モジュール又は前記
太陽電池ストリングの太陽光発電システムからの切り放
し及び無効化を行なうことを特徴とする請求項２１に記
載の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項２３】前記太陽電池ストリングは、少なくと
も２個あり、それらが互いに並列に接続されていること
を特徴とする請求項２１又は２２に記載の太陽光発電シ
ステムの制御方法。
【請求項２４】前記感電防止手段において、感電防止
手段を解除する機能を有することを特徴とする請求項１
５乃至２３のいずれかに記載の太陽光発電システムの制
御方法。
【請求項２５】複数の太陽電池モジュールが接続され
て形成される太陽電池アレイと、該太陽電池アレイの周
囲に配置される一つまたは複数個のセンサと、前記太陽
電池アレイの出力端を短絡させる開閉器とを有する太陽
光発電システムの制御方法において、前記センサの出力信号に基づいて前記出力端を短絡する
ことを特徴とする太陽光発電システムの制御方法。
【請求項２６】前記センサの出力信号が所定値以下の
場合、前記出力端を短絡することを特徴とする請求項２
５に記載の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項２７】前記出力端を短絡する前に警報を出力
することを特徴とする請求項２５又は２６に記載の太陽
光発電システムの制御方法。
【請求項２８】前記センサの出力信号が所定値以下の
場合、警報を発生し、その後、所定時間が経過したら前
記出力端を短絡することを特徴とする請求項２５に記載
の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項２９】前記出力端の短絡状態は、解除操作が
行われるまで保持されることを特徴とする請求項２５乃
至２８のいずれかに記載の太陽光発電システムの制御方
法。
【請求項３０】複数の太陽電池モジュールが接続され
て形成される複数の太陽電池ストリングと、該複数の太
陽電池ストリングごとの周囲に配置される複数のセンサ
と、前記複数の太陽電池ストリングのそれぞれの出力端
を短絡する複数の開閉器とを有する太陽光発電システム
の制御方法において、前記複数の太陽電池ストリングは並列に接続されてお
り、前記複数のセンサの出力信号に基づいて、前記複数
の太陽電池ストリングごとに、その出力端を短絡するこ
とを特徴とする太陽光発電システムの制御方法。
【請求項３１】前記複数のセンサのうち一部の出力信
号が所定値以下の場合、所定値以下の出力信号を出力し
たセンサに対応する太陽電池ストリングの出力端を短絡
することを特徴とする請求項３０に記載の太陽光発電シ
ステムの制御方法。
【請求項３２】出力端を短絡する前に警報を出力する
ことを特徴とする請求項３０又は３１に記載の太陽光発
電システムの制御方法。
【請求項３３】前記複数のセンサのうち一部の出力信
号が所定値以下の場合、警報を発生し、その後、所定時
間が経過したら所定値以下の出力信号を出力したセンサ
に対応する前記太陽電池ストリングの出力端を短絡する
ことを特徴とする請求項３０に記載の太陽光発電システ
ムの制御方法。
【請求項３４】短絡した太陽電池ストリングの出力端
の短絡状態を、解除操作が行われるまで保持することを
特徴とする請求項３０乃至３３のいずれかに記載の太陽
光発電システムの制御方法。
【請求項３５】前記太陽電池モジュールは、受光面側
最表面に設けられた光起電力素子が直接大気に触れるよ
うに設置されることを特徴とする請求項１５乃至３４の
いずれかに記載の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項３６】前記太陽電池モジュールは、受光面側
最表面にのみ被覆材を有することを特徴とする請求項１
５乃至３４のいずれかに記載の太陽光発電システムの制
御方法。
【請求項３７】前記太陽電池モジュールは、少なくと
も一枚一枚受光面側が被覆されていることを特徴とする
請求項１５乃至３４のいずれかに記載の太陽光発電シス
テムの制御方法。
【請求項３８】前記太陽光発電システムは、活電部の
一部が露出していることを特徴とする請求項１５乃至３
７のいずれかに記載の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項３９】複数の太陽電池モジュールを接続する
ことにより形成される太陽電池ストリングと、該太陽電
池ストリングの周囲に設けられる複数のセンサと、前記
複数のセンサの出力信号に基づいて前記太陽電池ストリ
ングの出力端を短絡する開閉器とを有する太陽光発電シ
ステムの制御方法において、前記複数のセンサの出力信号を測定する第１のステップ
と、該出力信号の値を規格化する第２のステップと、複数の規格化した出力信号値Ａｘの少なくとも一つが、
基準値Ｓより大きい場合に、比較計算値Ｄを、比較計算値Ｄ＝（前記複数の規格化した出力信号値Ａｘ
の最小値）／（前記複数の規格化した出力信号値Ａｘの
最大値）から求める第３のステップと、前記比較計算値Ｄが、比較基準値Ｄ０より小さい場合
に、前記開閉器により前記出力端を短絡する第４のステ
ップと、を有することを特徴とする太陽光発電システム
の制御方法。
【請求項４０】前記出力端を短絡する前に、警報を出
力することを特徴とする請求項３９に記載の太陽光発電
システムの制御方法。
【請求項４１】前記警報の出力時間が、基準時間Ｔ０
より長い場合に、前記開閉器により前記出力端を短絡す
ることを特徴とする請求項４０に記載の太陽光発電シス
テムの制御方法。
【請求項４２】前記センサは、太陽電池セルからなる
ことを特徴とする請求項３９乃至４１のいずれかに記載
の太陽光発電システムの制御方法。
【請求項４３】複数の太陽電池モジュールを接続する
ことにより形成される太陽電池ストリングであって、前
記太陽電池ストリングの周囲に設けられる複数のセンサ
と、前記太陽電池ストリングの出力端を短絡する開閉器
とを有する太陽電池ストリングが、複数個並列に接続さ
れて形成される太陽光発電システムの制御方法におい
て、（１）複数の太陽電池ストリングそれぞれについ
て、前記複数のセンサの出力信号を測定する第１のステ
ップと、該出力信号の値を規格化する第２のステップ
と、複数の規格化した出力信号値Ａｘの少なくとも一つ
が、基準値Ｓより大きい場合に、比較計算値Ｄｙを、比較計算値Ｄｙ＝（前記複数の規格化した出力信号値Ａ
ｘの最小値）／（前記複数の規格化した出力信号値Ａｘ
の最大値）から求める第３のステップを行い、（２）前記複数の太
陽電池ストリングの比較計算値Ｄｙの少なくとも一つ
が、比較基準値Ｄ０より小さい場合に、前記比較基準値
Ｄ０より小さい比較計算値Ｄｙに対応する太陽電池スト
リングの出力端を、開閉器により短絡する第４のステッ
プと、を行うことを特徴とする太陽光発電システムの制
御方法。
【請求項４４】前記比較基準値Ｄ０より小さい比較計
算値Ｄｙに対応する太陽電池ストリングの出力端を短絡
する前に、該太陽電池ストリングについて警報を出力す
ることを特徴とする請求項４３に記載の太陽光発電シス
テムの制御方法。
【請求項４５】前記警報の出力時間が、基準時間Ｔ０
より長い場合に、前記比較基準値Ｄ０より小さい比較計
算値Ｄｙに対応する太陽電池ストリングの出力端を短絡
することを特徴とする請求項４４に記載の太陽光発電シ
ステムの制御方法。
【請求項４６】前記センサは、太陽電池セルからなる
ことを特徴とする請求項４３乃至４５のいずれかに記載
の太陽光発電システムの制御方法。