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WO2005074039A1 - 太陽電池モジュール及び太陽光発電装置 - Google Patents

太陽電池モジュール及び太陽光発電装置 Download PDF

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WO2005074039A1
WO2005074039A1 PCT/JP2005/001631 JP2005001631W WO2005074039A1 WO 2005074039 A1 WO2005074039 A1 WO 2005074039A1 JP 2005001631 W JP2005001631 W JP 2005001631W WO 2005074039 A1 WO2005074039 A1 WO 2005074039A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solar cell
power
voltage
output
element group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2005/001631
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yuko Fukawa
Kenji Fukui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2005517577A priority Critical patent/JP4213718B2/ja
Priority to US10/597,471 priority patent/US20080283115A1/en
Publication of WO2005074039A1 publication Critical patent/WO2005074039A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/40—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising photovoltaic cells in a mechanically stacked configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • H10F19/804—Materials of encapsulations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module in which a plurality of solar cell elements are connected and arranged, and a solar power generation device using the solar cell module.
  • Solar cell elements are often manufactured using a single-crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate.
  • the solar cell element is vulnerable to physical shock, and when the solar cell element is mounted outdoors, it is necessary to protect it from rain.
  • a plurality of solar cell elements are connected in series and parallel, installed between the translucent front surface member and the back surface member, and filled mainly with ethylene-butyl acetate copolymer (EVA).
  • EVA ethylene-butyl acetate copolymer
  • a solar cell module in which a gap between adjacent solar cell elements becomes a light-transmitting portion by using a light-transmitting back surface member, so that sunlight can be transmitted, and a lighting effect can be obtained (for example, And Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-189496.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional solar cell module.
  • 1 1 is a surface member
  • 1 2 is a light-receiving-side-side filler
  • 13 is a solar cell element
  • 14 is a back-side filler
  • 15 is a back-side member
  • 16 is an inner lead for connecting solar cell elements. Is shown.
  • the solar cell element 13 is made of, for example, single-crystal silicon / polycrystalline silicon having a thickness of about 0.3 to 0.4 mm and a size of about 100 to 150 mm square.
  • a light receiving surface side electrode (not shown) and a back surface side electrode (not shown) for taking out output are formed on both surfaces thereof.
  • a screen printing method is used as a method for forming the electrodes to reduce the cost, and a silver paste is printed on the surface of the solar cell element 13 and baked by firing.
  • connection of the inner leads 16 is performed by heating and melting the solder.
  • the inner lead is made of a copper foil having a thickness of about 0.1 to 0.3 mm, which is entirely covered with solder.
  • a material having a light-transmitting property such as glass, is suitable for the front surface member 11, and a weather-resistant resin such as polyethylene terephthalate (PET) is used for the back surface member 15.
  • PET polyethylene terephthalate
  • EVA and polyvinyl butyral (PVB) are mainly used as the light-receiving surface-side filler 12 and the back-side filler 14.
  • a device called a laminator 1 is made by laminating the solar cell element 13, the backside filler 14, and the backside member 15 connected in this order on the front surface member 1, the light receiving surface side filler material 12, and the inner lead 16.
  • the solar cell module is manufactured by pressing and integrating while heating under reduced pressure.
  • the power generation output per unit area is small, so in order to obtain the required power, the solar cell modules need to be large and have a large installation area.
  • the area that can be installed on the ground or on the roof of a building is limited, it is necessary to increase the amount of power generated from each solar cell module.
  • a double-sided power generation type solar cell element is used, not only with light incident from the front surface side but also with light reflected from the back surface member 15.
  • a configuration is disclosed in which power is generated to increase the amount of power generated per solar cell element.
  • the process becomes much more complicated and the cost is higher than that of a conventional solar cell element.
  • solar cells are now being used in a variety of applications, and the demand for installing solar cell modules in more places has increased.
  • the state of solar radiation at the location where each solar cell module is installed greatly changes depending on the presence of shadows due to surrounding buildings, so that as much power as possible is necessary and sufficient for the intended use.
  • a solar cell module that is less susceptible to the adverse effects of the surrounding environment and that is suitable for the environment in which it is installed is desired.
  • the present invention improves the power generation efficiency per unit area by effectively utilizing the light incident on both sides for power generation with a simple structure, and is not easily affected by the surrounding environment.
  • An object is to provide a solar cell module that can be adapted.
  • Another object of the present invention is to provide a photovoltaic power generator that enables efficient use of each solar cell element group of the solar cell module at maximum output power.
  • the solar cell module includes: a front member having a light-transmitting property; a back member; an intermediate member formed of an insulator disposed between the front member and the back member; A first solar cell element group electrically connected to a plurality of single-sided light-receiving solar cell elements, the light-receiving surface of which is disposed between the intermediate member and the light-receiving surface facing the surface member side; And a second solar cell element group in which a plurality of single-sided light-receiving solar cell elements are electrically connected, with the light receiving surface facing the back surface member side, between the intermediate member and the intermediate member.
  • the sunlight received from both sides of the solar cell module can be effectively contributed to power generation with a simple configuration.
  • This solar cell module can be installed anywhere, for example, on soundproof walls or fall-prevention fences, on roadsides, on road signs, on lighting fixtures installed in parks, on building walls and rooftops, on rooftops of houses, or on the ground Even so, the effect can be exhibited effectively with less adverse effects from the surrounding environment.
  • the first solar cell element group and the second solar cell element group are: It is preferable that the plurality of solar cell elements are connected in series, and that the solar cell elements are electrically insulated from each other via the intermediate member. As a result, the maximum output characteristics can be obtained from both sides of the solar cell module, and the first solar cell The element group and the second solar cell element group are insulated from each other, and the output is separately taken out, so that the output loss can be prevented.
  • the first solar cell element group is used for other solar cell modules.
  • a first solar cell element group and a second solar cell element group can be connected to a second solar cell element group of another solar cell module and finally connected to a power conditioner for use. it can. Therefore, it is possible to use the output obtained from the first solar cell element group and the second solar cell element group and the power without loss, and to effectively exert the effect of the solar cell module according to the present invention.
  • the back surface member is made of a material having a light-transmitting property, it is possible to use direct light from the back side of the solar cell module (light that reaches directly without being reflected or scattered inside the module). .
  • a solar cell module has a limited installation direction, for example, soundproof walls and fall prevention fences on the side of the road, and if it is used in places where it is expected to face various directions, it will further reduce the surrounding environment. By reducing the adverse effects, it is possible to obtain high output characteristics that cannot be obtained with conventional single-sided photovoltaic modules.
  • a certain amount of space is installed on the wall or roof of a building, light reflected by the wall or roof of the building can be received from the back side of the solar cell module and used for power generation. Become. '
  • the intermediate member is preferably made of a material that reflects light. By doing so, it is possible to prevent transmission of light incident from both the front and back surfaces and to reflect light toward the solar cell element side, thereby improving the output characteristics of the solar cell element and improving the efficiency of the solar cell element.
  • a solar cell module can be obtained. Such a module is particularly effective when used in a solar cell module installed in a place where direct light is received from both sides, such as a soundproof wall on the side of a road or a fall prevention fence.
  • the intermediate member used in the solar cell module of the present invention may be made of a light-transmitting material.
  • a light-transmitting material is also used for the back surface member, it is possible to transmit light that has entered the solar cell module but has not contributed to power generation.
  • Battery modules can be used as building exterior walls or lighting windows Can be used. Then, the light incident from the surface member side and not contributing to the power generation of the first solar cell element group is transmitted to the outside of the solar cell module and reflected by the object on the back side, and then the solar cell module Since the light can be taken into the solar cell, the transmitted light of the solar cell module can be used for power generation of the second solar cell element group.
  • Such a module is particularly effective when installed in a place that receives strong reflected light from the outside, such as when it is installed on a building wall or rooftop with a certain space, etc.
  • the back member may be made of a material that reflects light.
  • the intermediate member has a light-transmitting property
  • a solar cell element constituting the first solar cell element group and a solar cell element constituting the second solar cell element group are based on the intermediate member. If the photovoltaic module is symmetrically arranged, light that enters the solar cell module and does not contribute to power generation can be transmitted, and the solar cell module is suitable as an outer wall of a building or a lighting window.
  • the solar cell elements constituting the first solar cell element group and the solar cell elements constituting the second solar cell element group are based on the intermediate member. If the asymmetrical arrangement is used, light that is incident on the solar cell module and does not contribute to power generation hardly penetrates the solar cell module, and is suitable for blocking light.
  • the photovoltaic power generation device of the present invention includes: a first solar cell string connected to the first solar cell element group; a second solar cell string connected to the second solar cell element group; 1, DC power is output at the maximum output operating point of the second solar cell string.
  • Power conversion means for converting the DC power into AC power, and adjusting the DC voltage output from the second solar cell string to obtain the first solar cell string and the power.
  • Voltage adjusting means for supplying between the converting means and the converting means, wherein the voltage adjusting means adjusts the output voltage of the second solar cell string to the output voltage of the first solar cell string. It is to adjust.
  • the voltage adjusting unit converts a DC voltage output from the second solar cell string based on a voltage that is a maximum power of the second solar cell string into an output voltage of the first solar cell string. Adjustment may be made so as to match.
  • the first solar cell string is a string in which, when one or more solar cell modules are used, the first solar cell element groups of those solar cell modules are connected.
  • the second solar cell string refers to a structure in which one or more solar cell modules are used, and the second solar cell element groups of those solar cell modules are connected to each other.
  • the power conversion means performs MPPT control (Maximum Power Point Tracking maximum output point tracking control) for the connected solar cell string to obtain a maximum output voltage of the solar cell string.
  • MPPT control Maximum Power Point Tracking maximum output point tracking control
  • the boosted voltage ratio of the voltage adjusting means is automatically adjusted based on the output voltage of the first solar cell string, which is the control voltage of the power conversion means, and the input voltage provided from the second solar cell string.
  • the voltage adjusting means for adjusting the DC voltage output from the second solar cell string is provided between the first solar cell string and the power conversion means, and the voltage adjusting means By adjusting the output voltage of the second solar cell string to the output voltage side of the first solar cell string, that is, by adjusting the output voltage of the second solar cell string to the output voltage of the second solar cell string,
  • the voltage adjusting means only needs to be connected to the second solar cell string, and the voltage adjusting means need not be connected to the first solar cell string.
  • the power adjustment means may have both a voltage adjustment function of step-up and a step-down voltage.
  • voltage adjustment is usually performed by step-down, but voltage adjustment by boost is performed only in the target time zone, and only step-down voltage adjustment is performed. It is possible to extract power from solar cell strings that cannot contribute to power generation, not only to increase the amount of power generated, but also to generate solar power in places where the installation conditions for solar cell strings could not be met in the past. Equipment can be installed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a solar cell module according to the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the solar cell module according to the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating one embodiment of a solar power generation device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the generated power output from two solar cell strings having different output capacities and the voltage applied to the power conditioner in the conventional example.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the generated power output from two solar cell strings having different output capacities and the voltage applied to the power conditioner in the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating an example of a voltage adjusting unit included in the photovoltaic power generator of FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the boost control operation of the control unit.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional solar cell module.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a solar cell module according to the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a front surface member
  • 2 denotes a light receiving surface side filler
  • 3 denotes a single-sided light receiving type solar cell element
  • 4 denotes a back surface side filler
  • 5 denotes a back surface member
  • 6 denotes an inner lead.
  • An intermediate member 7 is interposed between the front member 1 and the back member 5.
  • a first solar cell element group 8a is provided between the surface member 1 and the intermediate member 7, and the light-receiving-surface-side filler 2 is sealed therein.
  • a second solar cell element group 8 b is provided between the intermediate member 7 and the back surface member 5, and the back surface side filler 4 is sealed.
  • the surface member 1 a member having translucency is used.
  • a hard member made of glass, hard plastic, or the like is generally used.
  • the strength of white sheet glass, tempered glass, double-strengthened glass, heat-reflecting glass, and the like is generally used.
  • White sheet toughened glass with a thickness of about 3 to 5 mm is generally used.
  • a substrate made of a synthetic resin such as a hard plastic is used, a substrate having a thickness of about 5 mm is often used.
  • a soft member such as PET or resin may be used. In either case, it is necessary to make the light that reaches the solar cell module effectively enter the solar cell element, so it is better to select a material with high light transmission.
  • the light-receiving side filler 2 and the backside filler 4 are generally made of ethylene monoacetate butyl copolymer (hereinafter abbreviated as EVA) and have a sheet-like form having a thickness of about 0.4 to 1.0 mm. Things are used.
  • EVA ethylene monoacetate butyl copolymer
  • EVA is a force that contains titanium oxide, pigments, etc., and may be colored white etc.Coloring reduces the amount of light incident on the solar cell module 3 and reduces the amount of power generated by the solar cell module. It is desirable to be transparent.
  • the solar cell element 3 is made of a single crystal silicon / polycrystalline silicon having a thickness of about 0.3 to 0.4 mm and a size of about 100 to 150 mm square. Inside the solar cell element 3, there are an n-type region and a p-type region, and a semiconductor junction is formed at an interface between the n-type region and the p-type region. It is formed. A light-receiving surface side electrode (not shown) and a back-side electrode (not shown) are provided on the light-receiving surface side and the back surface side.
  • the inner lead 6 electrically connects the solar cell elements 3 to each other.
  • the entire surface is coated with a solder of about 200 to 70 ⁇ m, and a copper foil of about 100 to 300 m in thickness is cut to a predetermined length, and then, for example, heat-sealed with hot air or the like. Then, the inner lead 6 is attached to the electrode of the solar cell element 3.
  • the inner lead 6 attached to the light receiving surface side electrode of one solar cell element 3 has the non-light receiving surface of another adjacent solar cell element 3 By connecting to the side electrode, a solar cell element group 8 is manufactured.
  • two solar cell element groups 8 are produced, and are referred to as a first solar cell element group 8a and a second solar cell element group 8b.
  • the back surface member 5 is provided to prevent intrusion of moisture and the like from the back surface of the solar cell module and to secure long-term reliability and insulation.
  • PVF polyfluorinated bead resin
  • a laminated sheet in which £ is sandwiched between sheets of ⁇ is used.
  • a transparent member made of glass, hard plastic, or the like used as the surface member 1 may be used.
  • the intermediate member 7 is provided to insulate the first solar cell element group 8a and the second solar cell element group 8b, and may be EVA, PET, or a material used as the back surface member 5. Is used.
  • the solar cell module can be manufactured by setting the laminated product in a laminator, and pressing and integrating while heating under reduced pressure.
  • a terminal box is usually provided on the back of the solar cell module to take out the output to the outside, and the bipolar terminal of the inner lead to which the solar cell element is connected is connected to this terminal. Connected inside the box.
  • a bipolar connection cable is pulled out from the terminal box, and this connection cable is connected to the connection cable of another solar cell module, so that the solar cell modules are connected to each other to form a solar cell array. Required power can be obtained.
  • the solar cell module of the present invention configured as described above has a translucent surface member.
  • a back member 5 a back member 5, an intermediate member 7 made of an insulator, disposed between the front member 1 and the back member 5, and a light receiving portion between the front member 1 and the intermediate member 7.
  • a first solar cell element group 8a electrically connected to a plurality of solar cell elements 3 and a rear surface member 5 and the intermediate member 7
  • a second solar cell element group 8b in which a plurality of solar cell elements 3 are electrically connected, with the light receiving surface facing the back surface member 5 side.
  • the solar cell elements 3 to be connected in series to form the solar cell element group 8 it is desirable to use those having the same output rank that can obtain substantially the same output characteristics.
  • Most conventional single-sided photovoltaic modules mainly receive solar light efficiently by installing the photovoltaic element 3 with the light-receiving surface facing the south at an angle.
  • the amount of power generation will decrease extremely due to the elevation angle of the sun.
  • the solar cell module of the present invention since the sunlight incident from the back member 5 can be received and used for power generation, adverse effects due to the elevation angle of the sun are reduced, and the power generation amount varies depending on the installation direction and time zone. Can be suppressed.
  • the solar cell module according to the present invention is thus less susceptible to the adverse effects of the surrounding environment, and thus has a wide variety of installation locations.
  • soundproof walls and fall-prevention fences provided alongside roads, road signs, lighting and monuments provided in parks, etc., and can be effectively installed in any places such as building walls, rooftops, house roofs, and the ground It is effective.
  • the first solar cell element group 8a the first Although two solar cell element groups 8b are provided, the light incident on each can effectively contribute to power generation, but it is very rare that light with the same illuminance is incident on both. For example, if a photovoltaic module is installed so that its surface faces east and west, the surface facing east in the morning and the surface facing west in the afternoon will receive more sunlight than the other. Therefore, it is not possible to obtain the same power generation on both sides of the solar cell module at the same time.
  • the required number is set according to the required voltage, and by connecting the number of solar cell modules in series and connecting to the inverter, the DC current is converted to the AC current. Convert to and use.
  • the first solar cell element group 8a and the second solar cell element group 8b hardly have the same power generation amount. Once connected, the output will lose power due to the difference in the optimum operating current value. In such a case, it is preferable to employ a connection that insulates the first solar cell element group 8a and the second solar cell element group 8b and takes out outputs separately. As a result, output loss can be prevented.
  • the back surface member 5 of the solar cell module is made of a material having translucency. By doing so, it is possible to receive the direct light from the back surface. Also, reflected light from outside the solar cell module can be received from the back side of the solar cell module and used for power generation.
  • a material having a light-transmitting property for example, a material such as PET or EVA, a transparent glass plate or a hard plastic can be used.
  • the intermediate member 7 is preferably made of a material that reflects light. By doing so, it is possible to prevent the light that has entered from both the front and back surfaces from being transmitted, and to reflect the light toward the solar cell element. Can be. Therefore, the output characteristics of the solar cell element 3 are improved, and a highly efficient solar cell module can be obtained.
  • the material that reflects light used as the intermediate member 7 includes a steel plate colored white, a mirror-finished product, a PVF sheet on which high-reflectivity alumina or the like is deposited, or alumina. It is possible to use a sheet in which sheets to be bonded are attached. It is better to use a lightweight material from the viewpoint of the weight of the solar cell module, and a sheet-like member such as a PVF sheet is suitable.
  • the strength of the solar cell module that was conventionally secured by the surface member 1 can be secured by the intermediate member 7. As a result, the thickness of the front surface member 1 and the back surface member 5 disposed outside the solar cell element of the solar cell module can be reduced.
  • a material having translucency can be used for the intermediate member 7.
  • light that enters the solar cell module but does not contribute to power generation between the solar cell elements or the like is transmitted.
  • the solar cell module according to the present invention when used as a window material, it is lit. Becomes possible.
  • part of the light that enters from the surface member 1 side and does not contribute to the power generation of the first solar cell element group 8a can be used for the power generation of the second solar cell element group 8b.
  • the light incident from the back surface member 5 side can be used for power generation of the first solar cell element group 8a.
  • PET, EVA, glass plate, plastic, etc. can be used as the light-transmitting material at this time, but the weight of the solar cell module ⁇ light attenuation in the module is taken into consideration. If this is the case, it is desirable to select a material that is lightweight and relatively thin. For this reason, PET and EVA are suitable.
  • the intermediate member 7 when a hard material such as glass or plastic is used for the intermediate member 7, the strength of the solar cell module previously secured by the surface member 1 can be secured by the intermediate member 7. Therefore, the thickness of the front surface member 1 and the back surface member 5 arranged outside the solar cell element of the solar cell module can be reduced. Therefore, the amount of light reaching the solar cell element can be increased as compared with the conventional case, and the output characteristics of the solar cell module can be improved.
  • a material that reflects light can be used for the back surface member 5.
  • light incident from the front surface member 1 side and transmitted through the solar cell module without contributing to the power generation of the first solar cell element group 8a is reflected by the back surface member 5, and a part of the light is reflected.
  • Is incident from the light receiving surface side of the second solar cell element group 8b, further improving the power generation efficiency. Can be raised.
  • the material that reflects the light at this time may be a steel sheet colored white, mirror-finished, a PVA sheet deposited with high reflectivity alumina, or bonded to a sheet containing alumina, etc. It is possible to use such a thing. Also, as shown in FIG. 2, if the reflective back member 5 is provided with an uneven shape, the light can be effectively confined by, for example, multiple reflection of the light, so that the power generation efficiency can be more effectively increased. .
  • thermoplastic resin sheet such as EVA may be provided in advance between the intermediate member 7 and the solar cell element group 8 (the first solar cell element group 8a, the second solar cell element group 8b). It does not matter. This makes it possible to further enhance the adhesiveness between the intermediate member 7 and the solar cell element group 8 when heated by the laminator, and to obtain a highly reliable solar cell module.
  • these sheets play a role of a cushion material and can prevent the solar cell element from cracking. In particular, this is effective when the intermediate member 7 is made of a material having thermoplasticity or adhesiveness, such as glass or plastic.
  • the first solar cell element group 8a and the second solar cell element group 8b have been described using examples in which solar cell elements having substantially the same characteristics are used, but the present invention is not limited to this.
  • solar cell elements 3 having different optimum operating wavelengths.
  • a solar cell element 3 that operates optimally with room light for the second solar cell element group 8b, and to adopt a configuration that is extremely adapted to the installation environment. Can be.
  • a park-type polycrystalline or single-crystal silicon solar cell is used as the first solar cell element group 8a, and an amorphous silicon is used as the second solar cell element group 8b.
  • a recon solar cell may be used.
  • the arrangement of the solar cell elements in the first solar cell element group 8a and the second solar cell element group 8b is symmetric with respect to the intermediate member 7. Although it is depicted as being arranged, the arrangement of each solar cell element may be shifted.
  • the translucent material according to the present invention is used as a so-called light-through module that uses a translucent material for both the intermediate member 7 and the back surface member 5 and that takes in the transmitted light from the solar cell module to the outside, for example, indoors.
  • a battery module it is better to be symmetrical about the intermediate member 7, and when it is desired to reduce the amount of light transmitted outside the solar cell module, the first solar cell element group 8a
  • the solar cell element 3 of the second solar cell element group 8b may be arranged so as to fill the gap.
  • the number and size of the solar cell elements 3 used for the first solar cell element group 8a may not necessarily be the same as those of the solar cell elements 3 used for the second solar cell element group 8b.
  • the effect of the present invention can be obtained even in a solar cell module in which a part thereof is received by the second solar cell element group 8b on the back side.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a solar power generation device 27 according to one embodiment of the present invention.
  • This solar power generation device 27 has the following configuration. First, the above-described first solar cell element group 8a according to the present invention is connected in series to form a first solar cell string 21a, and the second solar cell element group 8b according to the present invention is formed. Connected in series to the second sun The battery string 21b is configured. These solar cell strings 21a and 21b are connected in parallel after connecting to the backflow prevention diode D included in the connection box 23, respectively, and the power generation of each solar cell string 21a and 21b is performed. Power is supplied to an AC load 25 and a commercial power system 26 as loads via a power conditioner 24 as power conversion means. In addition, the second solar cell string 21 b is connected in parallel between the first solar cell string 21 a and the power conditioner 24 via the voltage adjusting means 22.
  • the solar cell string is as follows. First, since a single solar cell element has an output voltage of only about 0.5 V, in order to obtain an output voltage suitable for a power supply load, a plurality of solar cell elements are connected in series, for example, and a high voltage is applied. To be obtained. A solar cell string connected in series or a plurality of solar cell elements formed by collecting a plurality of solar cell elements and forming a solar cell element group is referred to as a solar cell string. As described above, the first solar cell string 21a according to the present invention is configured by connecting the first solar cell element group 8a, and the second solar cell string 21 according to the present invention.
  • first solar cell string 21a and the second solar cell string 21b have different sunshine conditions and the like, and therefore, in many cases, their power generation capacities are different from each other. Relationships also vary by time of day.
  • first solar cell element group 8a and the second solar cell element group 8b use solar cell elements having different optimum operating wavelengths, for example, power generation capability, output voltage, etc. Are different from each other.
  • the power conditioner 24 is a power conversion means for converting the DC power output from each of the solar cell strings 2 1 a and 2 lb into an AC power. So that the applied voltage is adjusted. For example, the power conditioner 24 adjusts so as to supply a DC voltage that maximizes the power supplied from the first solar cell string 21a.
  • the junction box 23 connects the respective solar cell strings 21a and 21b in parallel, adds the output powers output from the respective solar cell strings 21a and 21b, and sets a power conditioner. Give to Shona 24.
  • the connection box 23 is provided with a backflow prevention diode D for each string in order to prevent a current from one solar cell string from flowing back to the other solar cell string.
  • the backflow prevention diodes D are interposed on the string side of the connection contacts in the paths connecting the strings in parallel.
  • the voltage adjusting means 22 is interposed in a path for electrically connecting the second solar cell string 21b and the connection box 23, and the second solar cell string 21b than the backflow prevention diode D is provided. Provided on the side.
  • the voltage adjusting means 22 adjusts the applied DC voltage so that the applied DC power is maximized, boosts the adjusted DC voltage, and increases the boosted voltage.
  • the power is supplied to the inverter 24 via the connection box 23.
  • the solar cell strings are connected in parallel as described above. However, if the strings with different output voltages are connected in parallel, the maximum output power point will be increased for each string as described later. Therefore, the maximum output power of the system cannot be obtained. Therefore, it is desirable to make the output voltages of the solar cell strings connected in parallel by the voltage adjusting means 22 uniform. Further, it is preferable that a predetermined standard number of solar cell elements be connected to the solar cell string so that the voltage and the current can be efficiently converted by the power conditioner 24. In the embodiment of the present invention, the solar cell elements are connected in series to form a solar cell string. However, the solar cell elements may be connected in series and in parallel to form a solar cell string. .
  • the output of each solar cell string is prevented by a backflow prevention diode to prevent current from the other high voltage string from sneaking into the lower voltage string.
  • a backflow prevention diode to prevent current from the other high voltage string from sneaking into the lower voltage string.
  • the second solar cell string 21b is directly paralleled with the first solar cell string 21a.
  • the output power from the second solar cell string 21b is not added as an output due to insufficient voltage. Therefore, the output voltage of the second solar cell string 21b is increased by the voltage adjusting means 22 to increase the output voltage of the first solar cell string 21a. Adjust to the output voltage.
  • the output voltage of the second solar cell string 21b is higher than that of the first solar cell string 21a, the output of the first solar cell string 21a is prevented from being added. Therefore, the output voltage of the second string 21b is reduced to match the output voltage of the first solar cell string 21a.
  • the voltage adjusting means 22 includes a step-up type, a step-down type, and a polarity reversal type.
  • a switching regulator which mainly performs switching control using an inductance and a capacitor is preferable.
  • the power collected as described above is supplied to the power conditioner 24, and the power conditioner 24 converts the DC power into AC power, which can be used in an AC load 25 such as a light or a motor device.
  • an AC load 25 such as a light or a motor device.
  • first solar cell string 21a and one second solar cell string 21b are shown, but it is possible that more solar cell strings can be included. Needless to say. However, when a plurality of first solar cell strings 21a are included, the number of solar cells connected in series for each string is the same or an approximate value. It is desirable to satisfy a tolerance of about 10%. When a plurality of second solar cell strings 21b are connected, the number of solar cell elements connected in series for each second solar cell string may not be the same.
  • FIG. 4 is a graph showing the output characteristics of the first and second solar cell strings.
  • the state of the output power when two solar cell strings 21a and 21b having different power generation capacities are connected in parallel without passing through the voltage adjusting means 22 according to the present invention will be described.
  • the output power curve L in the graph represents the output power from the first solar cell string 21a
  • the output power curve S represents the output power from the second solar cell string 21b.
  • the maximum output operating point which is the highest generated power point at that time when each of the solar cell strings 21a and 21b is generating power, is represented by (a2 + j31) in FIG.
  • ⁇ ( 1) is only about twice the power value P (S) at the maximum output operating point 1 of the second solar cell string 21b. Therefore, the power loss at the maximum output operating point ⁇ 1 of the first solar cell string 21 a and the power value P (L) of the first solar cell string 21 a does not become ( ⁇ 1 + j3 1), but the power loss is (2 ⁇ ) Will happen.
  • the output power curve L represents the output power from the first solar cell string 21a
  • the output power curve Sc represents the output voltage from the second solar cell string 21b boosted by the voltage adjustment means 22. It shows the output power after.
  • the maximum output operating point of the second solar cell string 21b boosted by the voltage adjusting means 22 is the maximum output operation of the first solar cell string 21a.
  • Point ⁇ Matches with the optimal voltage value V L of 1.
  • the maximum output power curve ( L + S c) can be obtained.
  • the power value P (2) at the output operating point ( a l + i3 C l) is determined by the power value P (S c) of the second solar cell string 2 lb and the output operating point of the first solar cell string 21a. It can be added to the power value P (L) of ⁇ 1.
  • the power conditioner 24 can easily detect the maximum output power point (al + i3 cl).
  • the solar power generation device 27 by providing the voltage adjusting means 22 between the first solar cell string 21a and the backflow prevention diode D, the solar cells having different output voltages are provided. A higher maximum output power value P (2) can be obtained as compared with a case where the strings are simply connected in parallel, and the maximum output power can be provided to the power conditioner 24. It is desirable that such a voltage adjusting means 22 be easily detachable from a path for electrically connecting the second solar cell string 21b and the connection box 23. In this case, for example, when the second solar cell string 21b can be changed to the first solar cell string 21a by adding a solar cell module, the voltage adjusting means 22 is removed. be able to.
  • FIG. 6 is a block diagram showing details of the voltage adjusting means 22.
  • the voltage adjusting means 22 includes an input electromagnetic interference (EMI) filter 121, an output EMI filter 125, and a second solar cell string 21b for protecting a circuit from external surge voltage and static electricity.
  • a power supply unit 122 for obtaining a power supply for driving the entire voltage adjusting means from the output power, detects the voltage state on the input side and the output side, and detects the maximum output operation point ⁇ 1 of the second solar cell string 21b.
  • the control unit 123 includes a boosting unit 24 that is controlled by the control unit 123 and boosts a DC voltage output from the second solar cell string 21b.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a boost control operation of the control unit 123 of FIG.
  • the control section 123 receives a drive voltage from the power supply section 122, and enters a state in which the booster section 124 can be controlled.
  • step S1 the boost control operation is started.
  • the control unit 123 performs maximum power tracking control. That is, the control section 123 changes the boost ratio to increase or decrease the DC current output from the second solar cell string 21b to change the DC voltage.
  • step S2 the DC power output from the second solar cell string 21b at the time of change is sequentially measured.
  • the operating point at which the DC current is maximum is detected. That is, an optimum voltage value Vs at which the power output from the second solar cell string 21b is maximized as shown in FIG. 4 is detected. Then, the operation ends.
  • the short-circuit current changes as the amount of solar radiation changes
  • the open-circuit voltage changes as the temperature changes. Therefore, the DC power output from the photovoltaic string fluctuates from time to time, and it is necessary to always detect the operating point at which the power reaches the maximum.
  • the operation is performed as follows, for example.
  • the control unit 123 has an arithmetic circuit (not shown) realized by an integrated circuit or the like.
  • the arithmetic circuit detects the DC voltage and DC current output from the second solar cell string 21b and calculates the DC power.
  • the arithmetic circuit changes the DC voltage given from the second solar cell string 21b to a predetermined voltage value corresponding to one step, and calculates the DC power at that time again.
  • the arithmetic circuit sets so that a minute output current is supplied from the second solar cell string 21b at the start of detection.
  • the arithmetic circuit compares the current DC power with the previous DC power, and if the current DC power is increasing with respect to the previous DC power, the current DC voltage is further reduced by one step. As described above, the DC voltage supplied from the second solar cell string 21 is reduced.
  • the DC voltage supplied from the second solar cell string 21b is increased so that the current DC voltage is further increased by one step. To rise.
  • the voltage and current at which the applied DC power is maximum are automatically detected. Since this operation is always performed, even if the sunlight is blocked by clouds or the weather changes, the second solar cell string In order to operate the power given from the maximum point, it can be automatically followed. In this way, the optimum voltage value Vs at which the electric power given from the second solar cell string 21b is maximized is determined.
  • the load of the voltage adjusting means 22 is adjusted by the power conditioner 24 to a voltage at which the power output from the first solar cell string 21a is maximized. For example, if the voltage supplied from the first solar cell string 21 a to the power conditioner 24 is set to 300 V, if the voltage output from the voltage adjusting means 22 is 30 OV or more, Even if there is, the voltage reduced to 30 OV is supplied from the voltage adjusting means 22 to the power conditioner 24.
  • the DC voltage applied from the second solar cell string 21b to the voltage adjusting means 22 also changes.
  • the voltage adjusting means 22 changes and resets the DC voltage supplied from the second solar cell string 21b so that the maximum power is supplied based on the changed DC voltage by the MPPT control.
  • the voltage adjusting means 22 outputs the converted voltage value Vm of the power conditioner 24 and then outputs the second power so that the maximum power is supplied from the second solar cell string 21 b.
  • the input voltage supplied from the solar cell string 21b can be set.
  • the voltage adjusting means 22 shown in the above example has been described as a step-up type, a desired result can be obtained by the same control even with a step-down type or a polarity reversal type. Needless to say. Further, such a voltage adjusting unit 22 is an example of the present invention, and may have another configuration as long as it has the same function as described above.
  • the power conditioner 24 employs, for example, a transformerless system, and is realized by including a step-up chopper circuit, a PMW inverter circuit, and a control circuit.
  • the DC power supplied from the first solar cell string 21 a and the DC power supplied from the voltage adjusting means 22 are summed up in the junction box 23.
  • the total power is provided to the power conditioner 24.
  • the boosting chopper circuit is supplied with a DC voltage from the connection box 23, boosts the provided DC voltage, and supplies the boosted DC voltage to the inverter circuit.
  • the inverter circuit converts a given DC voltage into an AC voltage, and outputs the converted AC voltage.
  • the control circuit performs maximum power tracking control, and the conversion voltage value at which the power supplied from the junction box 23 becomes the maximum.
  • the power conditioner 24 performs PWM control of the impeller circuit so as to convert the applied DC power into AC power according to the increase or decrease of the conversion voltage value Vm. As a result, the output current output from the power conditioner is changed, and the operating point at which the power supplied from the connection box 23 is maximized is detected.
  • Such a power conditioner is an example of the present invention, and may have another configuration as long as it has a function of performing maximum power tracking control and converting DC to AC.
  • the power conditioner when a voltage is applied via the connection box 23 before the first solar cell string 2 l a before the second solar cell string 2 1 b, the power conditioner
  • the 24 adjusts the optimum voltage value VL of the first solar cell string 21 a to be supplied to the power conditioner 24. That is, the converted voltage value Vm matches the optimum voltage value VL of the first solar cell string 21a.
  • the power conditioner 24 can convert the maximum DC power P (2) shown in FIG. 5 into AC power.
  • the voltage adjusting means 22 is connected to the control unit 123 by performing MPPT control for detecting and following the operating point of the solar cell at the maximum output at each time to improve power generation efficiency. It is possible to operate at the maximum output operating point / 31 of the second solar cell string 21b, thereby obtaining the maximum output power of the connected second solar cell string 21b.
  • the voltage on the output side of the voltage adjusting means 22 is free, that is, the output voltage does not need to be controlled, and the first solar cell string 2 which is the control voltage of the power conditioner 24 is used. It is equal to the output voltage of 1a.
  • the boost ratio which is the ratio of the input voltage given from the second solar cell string 21b determined in this way and the output voltage given to the power conditioner 24 by boosting the input voltage, is automatically set. It will be adjusted to. In other words, it is not necessary to set the step-up ratio at the time of installation, and it is possible to reduce the number of installation steps, and it is also possible to eliminate malfunctions caused by incorrect settings.
  • each solar cell string has The operating point for obtaining the maximum output may differ.
  • the MPPT control function of the voltage adjusting means 22 matches the maximum output operating point of each solar cell string, and the operation can be performed at the maximum output operating point. In other words, it is possible to obtain the maximum power without deviation in the output characteristics of the solar cell, so that a higher output power can be obtained by reducing the output power loss. Output power can be obtained.
  • the energy of the second solar cell string 2 1 b connected to the voltage adjusting means 22 itself may be used as its driving energy, whereby the voltage adjusting means 22
  • the two solar cell strings 21b operate at the same time only during the daytime, and are automatically shut down at night, so that unnecessary power consumption can be prevented.
  • the feed time in each control of the power conditioner 24 and the voltage adjusting means 22 can be set arbitrarily, and is programmed to be, for example, several seconds to several tens of seconds. Thus, even when the amount of solar radiation or the temperature changes, the maximum power of each solar cell string can be converted to AC power.
  • the power conditioners 24 may be connected in parallel. For example, if the maximum output of the inverter 24 is 5 kW, in order to obtain an output voltage of 6 kW, the first inverter 24 and the output capable of outputting 5 kW of power are required. A second power conditioner 24 capable of outputting 1 kW of power is connected in parallel. Or, the first inverter 24 that can output 3 kW of power and the second inverter 24 that can output 3 kW of power are connected in parallel. Is also good.
  • the power conditioner 24 has a function of connecting the output voltage adjusted to the optimum output and the phase thereof to the system according to the commercial power supply.
  • the voltage adjusting means 22 Is provided the power generation capacity can be further increased.

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Abstract

本発明の太陽電池モジュールは、透光性を有する表面部材１と、裏面部材５と、前記表面部材１と前記裏面部材５との間に配置された、絶縁体からなる中間部材７と、前記表面部材１と前記中間部材７との間に、その受光面を前記表面部材１側に向けて配置された第１の太陽電池素子群８ａと、前記裏面部材５と前記中間部材７との間に、その受光面を前記裏面部材５側に向けて配置された第２の太陽電池素子群８ｂとを備える。簡易な構造で、両面に入射した光を有効に発電に利用することができる。単位面積あたりの発電効率を向上させるとともに、周囲の悪環境の影響を受けにくく、設置する環境に適応した太陽電池モジュールを提供することができる。

Description

明 細 書
太陽電池モジュ一ル及ぴ太陽光発電装置
<技術分野 >
本発明は、 太陽電池素子を複数個接続して配置した太陽電池モジュール及びその 太陽電池モジュールを用いた太陽光発電装置に関するものである。
く背景技術 >
太陽電池素子は、 単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製される ことが多い。
このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、 また野外に太陽電池素子を取り付け た場合、 雨などからこれを保護する必要がある。
また、 太陽電池素子一枚では発生する電気出力が小さいため、 複数の太陽電池素 子を直並列に接続して実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。 このため複数の太陽電池素子を直並列に接続して、 透光性の表面部材と裏面部材 との間に設置し、 エチレンビュルアセテート共重合体 （E VA) などを主成分とす る充填材で封入して、 太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。 また、 透光性の裏面部材を用いることによって、 隣接する太陽電池素子の間の隙 間が透光部となり、 太陽光を透過させるようにし、 採光効果が得られる太陽電池モ ジュールもある （例えば、 特開 2 0 0 1— 1 8 9 4 6 9号公報参照）。
図 8は従来の太陽電池モジュールの構造の一例を示した断面図である。 1 1は表 面部材、 1 2は受光面側充填材、 1 3は太陽電池素子、 1 4は裏面側充填材、 1 5 は裏面部材、 1 6は太陽電池素子どうしを接続するィンナーリ一ドを示す。
太陽電池素子 1 3は、 例えば厚み 0 . 3〜0 . 4 mm程度、 大きさ 1 0 0〜 1 5 0 mm角程度の単結晶シリコンゃ多結晶シリコンで作られている。 その両面にはそ れぞれ出力を取り出すための受光面側電極 （不図示） 及び裏面側電極 （不図示） が 形成される。
それらの電極の形成法としては一般的に低コスト化のため、 スクリーン印刷法が 用いられ、 銀ペーストを太陽電池素子 1 3の表面に印刷し、 焼成することによって 焼き付けられる。
そして、 太陽電池素子同士を直列接続するときは、 図 8に示されるように一の太 陽電池素子の受光面側電極に取り付けたィンナーリード 1 6を瞵接する他の太陽電 池素子の非受光面側電極に接続し、 これを繰り返すことにより行う。
このインナーリード 1 6の接続は、 半田を加熱して溶融させることにより行って いる。 一般的にインナーリードは、 厚さ 0 . 1〜0 . 3 mm程度の銅箔の全面を半 田ネ皮覆したものを用いている。
表面部材 1 1としては透光性を有する材質、 例えばガラスなどが適しており、 ま た、 裏面部材 1 5としてはポリエチレンテレフタレート （P E T) などの耐候性樹 脂が用いられる。
また、 受光面側充填材 1 2、 '裏面側充填材 1 4としては、 E VAやポリビニルブ チラール （P V B ) が主に使用される。
表面部材 1 1、 受光面側充填材 1 2、 ィンナーリード 1 6で接続された太陽電池 素子 1 3、 裏面側充填材 1 4、 裏面部材 1 5をこの順で積層したものをラミネータ 一と呼ばれる装置にセットし、 減圧下で加熱しながら押圧し一体化して、 太陽電池 モジュールが作製される。
従来の太陽電池モジュールでは、 単位面積当りの発電出力が小さいので、 必要と する電力を得るためには、 太陽電池モジュールが大型化し、 広い設置面積が必要と なる。しかしながら、地面や建物の屋根に設置できる面積は限られていることから、 1個当りの太陽電池モジュールから得られる発電量を大きくする必要がある。
そこで、 特開 2 0 0 2— 1 1 1 0 3 5号公報では、 両面発電型の太陽電池素子を 用いて、 表面側から入射した光だけでなく、 裏面部材 1 5から反射した光によって も発電を行い、 太陽電池素子一個当りの発電量を高める構成が開示されている。 しかしながら、 このような両面発電型の太陽電池素子を作製するには、 従来の太 陽電池素子に比べ大幅に工程が煩雑となり、 また高コストとなる問題があつた。 さらに現在、 様々な用途に太陽電池が用いられるようになり、 より多くの場所に おいて太陽電池モジュールを設置するという需要が増してきた。しかしながら、個々 の太陽電池モジュールが設置される場所の日射の状態は、 周囲の建造物による影な どの存在によって、 大きく変わることから、 使用する用途に対して、 可能な限り必 要十分な電力を得るためにも、周囲の環境の悪影響をより受けにくくするとともに、 設置する環境に適応した太陽電池モジュールが望まれている。 本発明は、簡易な構造で、両面に入射した光を有効に発電に利用することにより、 単位面積あたりの発電効率を向上させるとともに、 周囲の環境の悪影響を受けにく く、 設置する環境に適応できる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 また、 本発明は、 前記太陽電池モジュールの各太陽電池素子群の最大出力電力で の効率的利用を可能とする太陽光発電装置を提供することを目的とする。
く発明の開示 >
本発明の太陽電池モジュールは、 透光性を有する表面部材と、 裏面部材と、 前記 表面部材と前記裏面部材との間に配置された、 絶縁体からなる中間部材と、 前記表 面部材と前記中間部材との間に、その受光面を前記表面部材側に向けて配置された、 複数の片面受光型太陽電池素子を電気的に接続した第 1の太陽電池素子群と、 前記 裏面部材と前記中間部材との間に、 その受光面を前記裏面部材側に向けて配置され た、 複数の片面受光型太陽電池素子を電気的に接続した第 2の太陽電池素子群と、 を備えている。
この構成により、 表面側から入射した太陽光を第 1の太陽電池素子群により受光 し、 裏面部材側から入射した太陽光を第 2の太陽電池素子群により受光するため、 多方面から入射される太陽光をより有効に電力に変換させることができるようにな る。
また太陽の仰角の悪影響を受けにくくなるので、 設置方向や時間帯によって発電 量が変化する問題を抑制することが可能になる。
以上のことから、 簡易な構成で、 太陽電池モジュールの両面から受光した太陽光 を有効に発電に寄与させることができる。
この太陽電池モジュールは、 例えば道路脇に設けられる防音壁や転落防止柵、 道 路標識、 公園などに設けられる照明灯ゃモェュメント、 ビルの壁面や屋上、 家屋の 屋根、 また地上などいかなる場所に設置しても周囲の環境から受ける悪影響を少な くして有効にその効果を発揮することができる。
前記第 1の太陽電池素子群と前記第 2の太陽電池素子群とは、 ！/、ずれも前記複数 の太陽電池素子が直列に接続されてなり、 前記中間部材を介して、 互いに電気的に 絶縁されているものであることが好ましい。 これにより、 太陽電池モジュールの表 裏それぞれから最大の出力特性を引き出すことができるとともに、 第 1の太陽電池 素子群と第 2の太陽電池素子群とを絶縁し、 別々に出力を取り出すことによって出 力の損失を防ぐことができる。
特に、 この太陽電池モジュールを単体で使用するのではなく、 複数の太陽電池モ ジュールを接続し、 アレイとした太陽電池システムに使用する場合は、 第 1の太陽 電池素子群は他の太陽電池モジュ一ルの第 1の太陽電池素子群と、 第 2の太陽電池 素子群は他の太陽電池モジュールの第 2の太陽電池素子群と接続し、 最終的にパヮ ーコンディショナに接続して使用することができる。 よって第 1の太陽電池素子群 と第 2の太陽電池素子群と力 ら得られる出力を損失なく利用することが可能となり、 本発明にかかる太陽電池モジュールの効果を有効に発揮する。
前記裏面部材は、 透光性を有する材質である場合は、 太陽電池モジュールの裏側 からの直達光 （モジュール内部の反射、 散乱などによらず直接到達した光） の利用 を可能にすることができる。 このような太陽電池モジュールは、 例えば道路脇の防 音壁、 落下防止柵等の設置向きが限定される上、 さまざまな方向を向くことが想定 される場所に使用すれば、 さらに周囲の環境から受ける悪影響を少なくして、 従来 の片面受光型太陽電池モジュールでは得られなかった高い出力特性を得ることが可 能になる。 また、 ビルの壁面や屋上などに一定空間をあけて設置すれば、 ビルの壁 面や屋上によつて反射した光を太陽電池モジュールの裏面側から受光し、 発電に利 用することが可能になる。 '
本発明の太陽電池モジュールにかかる裏面部材を、 透光性を有する材質で構成し た場合の中間部材は光を反射する材質であったほうがよい。 このようにすることに より、 表裏両面から入射した光の透過を防止し、 太陽電池素子側へ光を反射させる ことができるようになるため、 太陽電池素子の出力特性を向上させ、 高効率の太陽 電池モジュールを得ることができるようになる。 このようなモジュールは例えば道 路脇の防音壁、 落下防止柵など両面から直達光を受ける場所に設置する太陽電池モ ジュールに利用すれば特に有効にその効果を発揮する。
また、 本発明の太陽電池モジュールに使用する中間部材は透光性を有する材質で あってもよい。 このようにすることにより、 裏面部材にも透光性を有する材質を使 用した場合には、 太陽電池モジュールに入射したものの、 発電に寄与しなかった光 を透過させることが可能になり、 太陽電池モジュールを建物の外壁や、 採光窓とし て利用することが可能になる。 そして、 表面部材側から入射し、 第 1の太陽電池素 子群の発電に寄与しなかった光を、 太陽電池モジュール外にまで透過させ、 その裏 側にあるものに反射させてから太陽電池モジュールの中に取り込むことができるよ うになるため、 太陽電池モジュールの透過光を第 2の太陽電池素子群の発電に利用 することが可能になる。 このようなモジュールは、 ビルの壁面や屋上などに一定空 間をあけて設置する場合など、 外部からの強い反射光を受ける場所に設置すれば、 特に有効にその効果を発揮する。
また前記裏面部材は光を反射する材質であってもよい。 このようにすることによ り、 表面部材側から入射し、 第 1の太陽電池素子群の発電に寄与せず太陽電池モジ ユール内を透過した光が裏面部材で反射し、 第 2の太陽電池素子群の受光面側から 入射し、 発電することが可能になる。 このようなモジュールはいわゆる陸屋根型モ ジュールのように、 裏面側から直達光を受けたり、 モジュール外部の反射光を受け たりすることの少ない場所に設置したときに特にその効果を有効に発揮する。 前記裏面部材に凹凸が設けられている場合は、 凹凸により、 光を多重反射させる などして光を有効に閉じこめることができるので、 より有効に発電効率を高めるこ とができる。
とくに前記中間部材が透光性を有する場合、 第 1の太陽電池素子群を構成する太 陽電池素子と、 前記第 2の太陽電池素子群を構成する太陽電池素子とは、 前記中間 部材を基準として、 対称に配置されていれば、 太陽電池モジュールに入射し、 発電 に寄与しなかった光を透過させることが可能になり、 太陽電池モジュールを建物の 外壁や、 採光窓として好適である。
また前記中間部材が透光性を有する場合、 第 1の太陽電池素子群を構成する太陽 電池素子と、 前記第 2の太陽電池素子群を構成する太陽電池素子とは、 前記中間部 材を基準として、 非対称に配置されていれば、 太陽電池モジュールに入射し、 発電 に寄与しなかった光が、 太陽電池モジュールを透過しにくくなるので、 光を遮断し たいときに好適である。
本発明の太陽光発電装置は、 前記第 1の太陽電池素子群を接続した第 1の太陽電 池ストリングと、 前記第 2の太陽電池素子群を接続した第 2の太陽電池ストリング と、 これら第 1、 第 2の太陽電池ストリングの最大出力動作点で直流電力が出力さ れるように制御するとともに、この直流電力を交流電力に変換する電力変換手段と、 前記第 2の太陽電池ストリングから出力される直流電圧を調整して、 前記第 1の太 陽電池ストリングと前記電力変換手段との間に供給するための電圧調整手段とを有 し、 前記電圧調整手段は、 前記第 2の太陽電池ストリングの出力電圧を、 前記第 1 の太陽電池ストリングの出力電圧に合わせるように調整するものである。
前記電圧調整手段は、 前記第 2の太陽電池ストリングの最大電力となる電圧に基 づいて、 前記第 2の太陽電池ストリングから出力される直流電圧を、 前記第 1の太 陽電池ストリングの出力電圧に合わせるように調整するものであってもよい。
ここで、 第 1の太陽電池ストリングとは、 1又は複数の太陽電池モジュ一ルを使 用した場合において、 それらの太陽電池モジュールの第 1の太陽電池素子群どうし を接続したものをいい、 第 2の太陽電池ストリングとは、 1又は複数の太陽電池モ ジュールを使用した場合において、 それらの太陽電池モジュールの第 2の太陽電池 素子群どうしを接続したものをいう。
前記電力変換手段は、 接続される太陽電池ストリングについて、 M P P T制御 (Maximum Power Point Tracking最大出力点追従制御） を行い、 太陽電池ストリン グの最大出力電圧を得るものである。
前記電圧調整手段の昇圧電圧比率は、 電力変換手段の制御電圧である第 1の太陽 電池ストリングの出力電圧と、 第 2の太陽電池ストリングから与えられる入力電圧 とに基づいて、 自動的に調整される。
このように、 第 1の太陽電池ストリングと電力変換手段との間に、 第 2の太陽電 池ストリングから出力される直流電圧を調整する電圧調整手段を設けるとともに、 この電圧調整手段でもって、 第 2の太陽電池ストリングの出力電圧を第 1の太陽電 池ストリングの出力電圧側、 すなわち第 2の太陽電池ストリングの出力電圧を第 2 の太陽電池ストリングの出力電圧に合わせるように調整することによって、 太陽電 池モジユーノレを、 接続箱を介して商用電力系統に系統連系させる場合に、 発電能力 が異なる第 1の太陽電池ストリングと第 2の太陽電池ストリングとを含む場合であ つても、 各太陽電池ストリングからの最大出力電力の和を最大出力電力として利用 することが可能となり、 太陽光発電装置を商用電力系統に系統連系させることがで ぎる。 また、 前記電圧調整手段は、 第 2の太陽電池ストリングのみの接続で済み、 第 1 の太陽電池ストリングには電圧調整手段を接続しなくても構わない。
さらに、 太陽電池ストリングの設置条件の違い、 例えば太陽電池ストリングごと に日照量が異なる場合などに各太陽電池ストリングの最大出力動作点に差が生じて いる場合であっても、 真の最大出力電力を得ることができる優れた太陽光発電装置 を提供できる。
また、 前記電力調整手段が、 昇圧と降圧の両方の電圧調整機能を有するようにし てもよい。 例えば、 一部の時間帯に出力低下が生じる第 2の太陽電池ストリングを 有する場合において、 通常は降圧による電圧調整が行なわれるが、 対象時間帯のみ 昇圧による電圧調整を行ない、 降圧型電圧調整のみでは発電に寄与できない太陽電 池ストリングの電力を取り出せるようにすることも可能であり、 発電電力量の向上 だけでなく、 従来は太陽電池ストリングの設置条件を満足できなかった場所にも太 陽光発電装置の設置ができるようになる。
<図面の簡単な説明 >
図 1は、 本発明にかかる太陽電池モジュールの一実施形態を示す断面図である。 図 2は、本発明にかかる太陽電池モジュールの他の実施形態を示す断面図である。 図 3は、 本発明にかかる太陽光発電装置の一実施形態を模式的に説明するための プロック図である。
図 4は、 従来例における、 出力能力の異なる 2つの太陽電池ストリングから出力 される発電電力の関係と、 パワーコンデイショナに与えられる電圧との関係を表わ すグラフである。
図 5は、 本発明における、 出力能力の異なる 2つの太陽電池ストリングから出力 される発電電力の関係と、 パワーコンデイショナに与えられる電圧との関係を表わ すグラフである。
図 6は、 図 3の太陽光発電装置に含まれる電圧調整手段の一例を模式的に示すブ ロック図である。
図 7は、 制御部の昇圧制御動作を示すフローチヤ一トである。
図 8は、 従来の太陽電池モジュールを示す断面図である。
く発明を実施するための最良の形態 > 以下、 本発明の実施の形態を、 添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図 1は本発明にかかる太陽電池モジュールの断面構造を示す模式図である。
図 1において、 1は表面部材、 2は受光面側充填材、 3は片面受光型の太陽電池 素子、 4は裏面側充填材、 5は裏面部材、 6はインナーリードを示す。
表面部材 1と裏面部材 5との間に、 中間部材 7が介在している。 表面部材 1と中 間部材 7との間には、 第 1の太陽電池素子群 8 aが設置され、 受光面側充填材 2が 封入されている。 中間部材 7と裏面部材 5との間には、 第 2の太陽電池素子群 8 b が設置され、 裏面側充填材 4が封入されている。
表面部材 1としては、 透光性を有する部材が用いられる。 また、 太陽電池モジュ ールの強度を確保するため、 ガラスや硬質プラスチックなどからなる硬質の部材が 一般的に用いられる。
ガラスについては、 白板ガラス、 強化ガラス、 倍強化ガラス、 熱線反射ガラスな どが用いられる力 一般的には厚さ 3〜 5 mm程度の白板強ィ匕ガラスが使用される。 他方、 硬質プラスチックなどの合成樹脂からなる基板を用いた場合には、 厚み 5 m m程度のものが多く使用される。 また、 特に強度を必要としなかったり、 例えば瓦 に貼りつけたりするなど、 他の部分で強度を確保できる場合には、 P E Tや樹脂な ど軟質の部材を使用することもある。 どちらであっても、 太陽電池モジュールに達 した光を、 太陽電池素子に有効に入射させる必要があるため、 光透過性の高い材質 を選択したほうがよい。
受光面側充填材 2及び裏面側充填材 4は、 一般的にエチレン一酢酸ビュル共重合 体 （以下 E VAと略す） から成り、 厚さ 0 . 4〜1 . O mm程度のシート状形態の ものが用いられる。
これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことで、 融着して他の部 材と一体化する。 E VAは、 酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させるこ とがある力 着色すると太陽電池率子 3に入射される光量が減少し、 太陽電池モジ ユールの発電量が減少するため、 透明であるほうが望ましい。
太陽電池素子 3は、 厚み 0 . 3〜0 . 4 mm程度、 大きさ 1 0 0〜 1 5 0 mm角 程度の単結晶シリコンゃ多結晶シリコンなど力 ら成る。 この太陽電池素子 3の内部 には n型領域と p型領域があり、 n型領域と p型領域との界面部分で半導体接合が 形成される。 そして、 その受光面側と裏面側には受光面側電極 （不図示） と裏面側 電極 （不図示） が設けられている。
インナーリード 6は太陽電池素子 3同士を電気的に接続するものである。 その表 面全体に 2 0〜 7 0 μ m程度の半田を被覆した厚さ 1 0 0〜3 0 0 m程度の銅箔 を、 所定の長さに切断し、 例えばホットエアーなどの熱溶着により、 インナーリー ド 6を太陽電池素子 3の電極に貼り付ける。
例えば、 太陽電池素子 3同士を直列接続するときは、 図 1に示されるように一の 太陽電池素子 3の受光面側電極に取り付けたィンナーリード 6を隣接する他の太陽 電池素子 3の非受光面側電極に接続し、 太陽電池素子群 8を作製する。
このようにして太陽電池素子群 8を 2つ作製し、 第 1の太陽電池素子群 8 a、 第 2の太陽電池素子群 8 bとする。
裏面部材 5は、 太陽電池モジュールの裏面からの水分等の侵入を防ぎ、 長期信頼 性や絶縁性を確保するために設けるものである。 例えばアルミ二ゥム箔をポリフッ 化ビ-ル樹脂 （以下 P V Fと略す） のシートで挟みこんだり、 ？£丁を ¥ のシ 一トで挟みこんだりした積層シートが一般的に使用される。 また、 表面部材 1とし て使用するガラスや硬質プラスチックなどからなる透明部材を用いてもよレ、。
中間部材 7は、 第 1の太陽電池素子群 8 aと第 2の太陽電池素子群 8 bを絶縁す るために設けるものであり、 E VAや P E T、 または裏面部材 5として使用する材 質などが用いられる。
このような表面部材 1、 受光面側充填材 2、 第 1の太陽電池素子群 8 a、 中間部 材 7、 第 2の太陽電池素子群 8 b、 裏面側充填材 4、 裏面部材 5、 を積層したもの をラミネーターにセットし、減圧下で加熱しながら押圧し一体化することによって、 太陽電池モジュールを作製することができる。
なお、 図 1には示していないが、 通常、 太陽電池モジュールの裏面には、 出力を 外部に取り出すための端子箱が設けられ、 太陽電池素子を接続したインナーリード の両極性の端子がこの端子箱の中に接続される。 また端子箱からは両極性の接続ケ 一ブルが引き出され、 この接続ケーブルを他の太陽電池モジュールの接続ケーブル と接続することで、太陽電池モジュール同士を接続し、太陽電池ァレイが構成され、 用途に対して必要な電力が得られるようになつている。 以上のように構成した本発明の太陽電池モジュールは、 透光性を有する表面部材
1と、 裏面部材 5と、 前記表面部材 1と前記裏面部材 5との間に配置された、 絶縁 体からなる中間部材 7と、 前記表面部材 1と前記中間部材 7との間に、 その受光面 を前記表面部材 1側に向けて配置された、 複数の太陽電池素子 3を電気的に接続し た第 1の太陽電池素子群 8 aと、 前記裏面部材 5と前記中間部材 7との間に、 その 受光面を前記裏面部材 5側に向けて配置された、 複数の太陽電池素子 3を電気的に 接続した第 2の太陽電池素子群 8 bと、 を備える。
ここで、 直列に接続して太陽電池素子群 8を構成するための太陽電池素子 3とし ては、 ほぼ同等の出力特性を得ることができる同じ出力ランクのものを用いること が望ましい。
このような構造にすることにより、 表面側から入射した太陽光を第 1の太陽電池 素子群 8 aにより受光し、 裏面部材 5側から入射した太陽光を第 2の太陽電池素子 群 8 bにより受光することができ、 太陽光をより有効に電力に変換させることがで きるようになる。
従来の片面受光の太陽電池モジュールは、 太陽電池素子 3の受光面を南に向け角 度を持たせて設置することにより、 太陽光を効率的に受光しょうとするものが主で めった。
この場合、 時間帯によつては太陽の仰角により発電量が極端に減少してしまう。 しかし本発明の太陽電池モジュールでは、 裏面部材 5側から入射した太陽光を受光 して発電に利用することができるので、 太陽の仰角による悪影響を少なくして設置 方向や時間帯による発電量の変化を抑制することが可能になる。
これにより、 簡易な方法で太陽電池モジュールの両面から受光した太陽光を有効 に発電に寄与させることができる。
本発明にかかる太陽電池モジュールは、 このように周囲の環境の悪影響を受けに くくしたので、 その設置場所も多岐にわたる。 例えば道路脇に設けられる防音壁や 転落防止柵、 道路標識、 公園などに設けられる照明灯やモニュメント、 またビルの 壁面や屋上、 家屋の屋根、 また地上などあらゆる場所に設置しても有効にその効果 を発揮する。
なお、 今まで説明した太陽電池モジュールでは、 第 1の太陽電池素子群 8 a、 第 2の太陽電池素子群 8 bを備え、 それぞれに入射した光を有効に発電に寄与させる ことができるが、 双方に同じ照度の光が入射するケースはごくまれである。 例えば 太陽電池モジュールをその面が東西を向くように設置した場合、 午前中は東側を向 いた面、 午後は西側を向いた面の日照量が他方に比べ多くなる。 よって太陽電池モ ジュールの両面で同時に同じ発電量を得ることはない。
通常太陽電池モジュールは、 単体で使用する場合を除き、 その必要電圧に応じて 必要枚数を設定し、 その枚数の太陽電池モジュールを直列に接続してインバータに 接続することによって、 直流電流を交流電流に変換して使用する。
し力 し、 本発明の太陽電池モジュールの場合、 第 1の太陽電池素子群 8 aと第 2 の太陽電池素子群 8 bの発電量が同じになることはほとんどないため、 これらを直 列に接続してしまえば最適動作電流値の違いにより、 出力に損失が生じてしまう。 このような場合、 第 1の太陽電池素子群 8 aと第 2の太陽電池素子群 8 bを絶縁 し、 別々に出力を取り出すような接続を採用すると好ましい。 これによつて、 出力 の損失を防ぐことができる。
また、 前述した本発明の太陽電池モジュールでは、 太陽電池モジュールの裏面部 材 5として、 透光性を有する材質とすることが好ましい。 このようにすることによ り、 裏面からの直達光の受光を可能にすることができる。 また、 太陽電池モジユー ル外からの反射光を太陽電池モジュールの裏面側から受光し、 発電に利用すること が可能になる。 透光性を有する材質としては例えば P E Tや E VAなどの材質や、 透明のガラス板や硬質プラスチックなどが使用可能である。
また、 前記中間部材 7は、 光を反射する材質であったほうがよい。 このようにす ることにより表裏両面から入射した光の透過を防止し、 太陽電池素子側へ光を反射 させることができるようになるため、 太陽電池素子に到達する光を従来よりも増加 させることができる。 よって、 太陽電池素子 3の出力特性を向上させ、 高効率の太 陽電池モジュールを得ることができるようになる。
中間部材 7として用いる、 光を反射する材質としては、 鋼板を白色に着色したも のや、 鏡面加工したもの、 P V Fのシートに反射率の高いアルミナなどを蒸着させ たものや、 アルミナなどを含有するシートを貼り合わせたものなどを使用すること が可能である。 太陽電池モジュールの重量の観点からは軽量な材質を使用したほうがよく、 P V Fのシートなどのシート状部材が適している。
また、 鋼板などの太陽電池モジュールの強度を確保することのできる硬質の材料 を使用すれば、 従来、 表面部材 1で確保していた太陽電池モジュールの強度を、 中 間部材 7で確保することができるようになるため、 太陽電池モジ^ールの太陽電池 素子の外側に配置される表面部材 1や裏面部材 5の厚みを薄くすることが可能にな る。
また、 中間部材 7に、 透光性を有する材質を使用することも可能である。 このよ うにすることにより、 太陽電池モジュールに入射したものの、 太陽電池素子間など の発電に寄与しなかった光を透過させ、 例えば本発明にかかる太陽電池モジュール を窓材として使用した場合などは採光が可能になる。また表面部材 1側から入射し、 第 1の太陽電池素子群 8 aの発電に寄与しなかった光の一部を、 第 2の太陽電池素 子群 8 bの発電に利用することが可能になる。 同様に裏面部材 5側から入射した光 を第 1の太陽電池素子群 8 aの発電に利用することが可能になることは言うまでも ない。
このときの透光性を有する材質としては P E Tや E VA、 またガラス板やプラス チックなどを使用することが可能であるが、 太陽電池モジュールの重量ゃモジユー ル中での光の減衰などを考慮すれば軽量で比較的薄い材質を選択することが望まし く、 この点から P E Tや E VAなどが適している。
また、中間部材 7にガラスやプラスチックなどの硬質の材料を使用した場合には、 従来表面部材 1で確保していた太陽電池モジュールの強度を、 中間部材 7で確保す ることができるようになるため、 太陽電池モジュールの太陽電池素子の外側に配置 される表面部材 1や裏面部材 5の厚みを薄くすることが可能になる。 よって太陽電 池素子に到達する光を従来よりも増加させ、 太陽電池モジュールの出力特性を向上 させることが可能になる。
さらに、 前記裏面部材 5に、 光を反射する材質を利用することも可能である。 こ のようにすることにより、 表面部材 1側から入射し、 第 1の太陽電池素子群 8 aの 発電に寄与せず太陽電池モジュール内を透過した光が裏面部材 5で反射し、 その一 部が第 2の太陽電池素子群 8 bの受光面側から入射するので、 さらに発電効率を向 上させることが可能になる。
このときの光を反射する材質としては、 鋼板を白色に着色したものや、 鏡面加工 したもの、 P V Aのシートに反射率の高いアルミナなどを蒸着させたり、 アルミナ などを含有するシートを貼り合わせたりしたものなどを使用することが可能である。 また図 2に示すように、 反射性を有する裏面部材 5に凹凸形状をつければ、 光を 多重反射させるなどして光を有効に閉じこめることができるので、 より有効に発電 効率を高めることができる。
以上本発明にかかる太陽電池モジュールについて詳細に説明したが、 本発明の実 施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲 内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
例えば、 中間部材 7と太陽電池素子群 8 (第 1の太陽電池素子群 8 a、 第 2の太 陽電池素子群 8 b ) との間に、 E V Aなどの熱可塑性樹脂シートなどをあらかじめ 設けるようにしても構わない。 これによつて、 ラミネーターで力 n熱したときに、 中 間部材 7と太陽電池素子群 8との接着性をさらに高め、 信頼性の高い太陽電池モジ ユールを得ることができる。また、これらのシートがクッション材の役割を果たし、 太陽電池素子の割れを防止することができる。 特に、 中間部材 7として、 ガラスや プラスチックなどのように、 熱可塑性や接着性のな 、材質を用レ、る場合に有効であ る。
また、 上述の説明では、 第 1の太陽電池素子群 8 aと第 2の太陽電池素子群 8 b にはほぼ同特性の太陽電池素子を使用した例によって説明したが、 これに限るもの ではなく、 例えば、 最適動作波長の異なる太陽電池素子 3を使用することも可能で ある。 このように最適動作波長の異なる太陽電池素子群同士を使用して構成した太 陽電池モジュールは、 例えば家屋の窓に使用した場合、 第 1の太陽電池素子群 8 a は太陽光により最適に動作する太陽電池素子 3を使用し、 第 2の太陽電池素子群 8 bには室内光により最適に動作する太陽電池素子 3を使用するといったことが可能 となり、 設置環境に極めて適応した構成とすることができる。 このような構成とし ては、 例えば、 第 1の太陽電池素子群 8 aとして、 パルク型の多結晶もしくは単結 晶シリコン太陽電池を使用し、 第 2の太陽電池素子群 8 bとして、 アモルファスシ リコン太陽電池を用いればよい。 また、 上述の説明に使用した図 1 , 図 2では、 第 1の太陽電池素子群 8 aと第 2 の太陽電池素子群 8 bにおける太陽電池素子の配置は、 中間部材 7を軸として対称 に配置されているように描かれているが、 それぞれの太陽電池素子の配置をずらし ても構わない。
中間部材 7と裏面部材 5の両方に透光性を有する材質を使用し、 太陽電池モジュ ールから外部への透過光を、 例えば室内に取りこむような、 いわゆるライトスルー モジュールとして本発明にかかる太陽電池モジュールを使用する場合には、 中間部 材 7を軸として対称であった方がよいし、 太陽電池モジュールの外部への透過光を 少なくしたい場合には、 第 1の太陽電池素子群 8 aの隙間を埋めるように第 2の太 陽電池素子群 8 bの太陽電池素子 3を配置すればよレ、。
また第 1の太陽電池素子群 8 aに使用する太陽電池素子 3の枚数やサイズは、 第 2の太陽電池素子群 8 bに使用する太陽電池素子 3と必ずしも同じでなくても構わ ない。
さらに、 中間部材 7と裏面部材 5に透光性を有する材質を使用し、 裏面部材 5の 外に光を反射する手段を設け、 太陽電池モジュールを通過した光をこの反射する手 段によって反射して、 その一部を裏側の第 2の太陽電池素子群 8 bで受光するよう にした太陽電池モジュールであっても、 本発明の効果を得ることができる。
また上述の説明では、 太陽電池素子として、 シリコンを融かして再結晶させて形 成した、 単結晶太陽電池素子、 或いは多結晶太陽電池素子を用いた例について説明 したが、 これに限るものではなく、 シリコンを非結晶状態で基板上に蒸着させるァ モルフ了ス太陽電池素子や、 その他の化合物半導体素子を用いた太陽電池素子を用 いてもよい。
次に、 上述のような太陽電池モジュールを用いて、 各太陽電池素子群 8 a， 8 b から最大限の発電電力を取り出して、 最適な運転制御を行うことが可能な太陽光発 電装置について説明する （U S 2004- 0211459A参照）。
図 3に、 本発明の一実施形態にかかる太陽光発電装置 2 7のブロック図を示す。 この太陽光発電装置 2 7は、 次のような構成である。 まず、 上述した本発明にかか る第 1の太陽電池素子群 8 aを直列接続させて第 1の太陽電池ストリング 2 1 aが 構成され、 本発明にかかる第 2の太陽電池素子群 8 bを直列接続させて第 2の太陽 電池ストリング 2 1 bが構成されている。 そして、 これらの太陽電池ストリング 2 1 a , 2 1 bは、 それぞれ接続箱 2 3に含まれる逆流防止ダイォード Dに接続した 後に並列接続されて、 各太陽電池ストリング 2 1 a , 2 1 bの発電電力を電力変換 手段であるパワーコンディショナ 2 4を介して負荷である交流負荷 2 5や商用電力 系統 2 6に供給する構成となっている。なお、第 2の太陽電池ストリング 2 1 bは、 電圧調整手段 2 2を介して、 第 1の太陽電池ストリング 2 1 aとパワーコンデイシ ョナ 2 4との間に並列接続されている。
なお、 太陽電池ストリングとは次のようなものである。 まず、 太陽電池素子は 1 つでは 0 . 5 V程度の出力電圧しかないため、 電力供給する負荷に適する出力電圧 を得るために、 複数の太陽電池素子を、 例えば直列に接続して高い電圧が得られる ようにする。 この直列に接続された太陽電池モジュールとしたもの、 または、 太陽 電池素子を複数枚集めて太陽電池素子群としたものを複数接続したものを太陽電池 ストリングとする。 上述したように、 本発明にかかる第 1の太陽電池ストリング 2 1 aは、 第 1の太陽電池素子群 8 aが接続されて構成されており、 本発明にかかる 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bは、 第 1の太陽電池素子群 8 aとは太陽電池モジ ユールを挟んで反対側の面に配置された第 2の太陽電池素子群 8 bが接続されて構 成されている。 したがって、 第 1の太陽電池ストリング 2 1 aと第 2の太陽電池ス トリング 2 1 bとは、 互いに日照状態などが異なるため、 多くの場合で発電能力が 互いに異なり、 さらにこれらの発電能力の大小関係は時間帯によっても異なる。 ま た、上述したように、第 1の太陽電池素子群 8 aと第 2の太陽電池素子群 8 bとで、 最適動作波長の異なる太陽電池素子を使用した場合など、 発電能力、 出力電圧など が相互に異なる。
パワーコンディショナ 2 4は、 各太陽電池ストリング 2 1 a， 2 l bから出力さ れる直流電力を交流電力に変換する電力変換手段であって、 各太陽電池ストリング 力^与えられる直流電力が最大となるように、与えられる電圧を調整する。例えば、 パワーコンディショナ 2 4は、 第 1の太陽電池ストリング 2 1 aから与えられる電 力が最大となる直流電圧が与えられるように調整する。
接続箱 2 3は、 各太陽電池ストリング 2 1 a , 2 1 bを並列に接続し、 各太陽電 池ストリング 2 1 a， 2 1 bから出力される出力電力を加算して、 パワーコンディ ショナ 2 4に与える。 また接続箱 2 3は、 一方の太陽電池ストリングからの電流が 他方の太陽電池ストリングに逆流することを防止するために、 ストリングごとに逆 流防止ダイオード Dがそれぞれ設けられる。 逆流防止ダイオード Dは、 ストリング を並列に接続する経路のうち、 その接続接点よりもストリング側にそれぞれ介在さ れる。
電圧調整手段 2 2は、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bと接続箱 2 3とを電気的 に接続する経路に介在され、 逆流防止ダイオード Dよりも第 2の太陽電池ス トリン グ 2 1 b側に設けられる。 電圧調整手段 2 2は、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 b 力 与えられる直流電力が最大となるように与えられる直流電圧を調整し、 調整し た直流電圧を昇圧して、 昇圧した電圧を、 接続箱 2 3を介してパワーコンディショ ナ 2 4に与える。
電流を増加させるためには、 上述したように各太陽電池ストリングを並列に接続 すればよいが、 各ストリングの出力電圧が異なるものを並列接続すると、 後述する ように最大出力電力点が各ストリングごとに異なった点に位置するので、 システム としての最大出力電力が得られない。 そこで、 電圧調整手段 2 2によって並列接続 される各太陽電池ストリングの出力電圧を揃えるようにすることが望ましい。 また太陽電池ストリングは、 パワーコンディショナ 2 4が効率良く電力変換でき る電圧及び電流となるように、 あらかじめ定められる標準数の太陽電池素子が接続 されることが望ましい。 なお、 本発明の実施の形態では、 太陽電池素子が直列に接 続されて、 太陽電池ストリングを構成するが、 太陽電池素子が直列及び並列に接続 されて、 太陽電池ストリングが構成されてもよい。
通常、 1つの太陽電池ストリングの出力電圧が低下すると、 電圧の低いストリン グに他の高い電圧のストリングからの電流が回り込むのを阻止するため、 各太陽電 池ストリングの出力は、 逆流防止ダイオード Dを介して並列接続される。 第 2の太 陽電池ストリング 2 1 bの出力電圧が第 1の太陽電池ストリング 2 1 aよりも低い 場合、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bをそのまま第 1の太陽電池ストリング 2 1 aと並列に接続すると、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bからの出力電力は電圧不 足のため、 出力として加算されなくなる。 そこで電圧調整手段 2 2により第 2の太 陽電池ストリング 2 1 bの出力電圧を昇圧して第 1の太陽電池ストリング 2 1 aの 出力電圧に合わせるようにする。
また、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bの出力電圧が第 1の太陽電池ストリング 2 1 aよりも高い場合は、 第 1の太陽電池ストリング 2 1 aの出力が加算されなく なるのを防止するため、 第 2ストリング 2 1 bの出力電圧を降圧して第 1の太陽電 池ストリング 2 1 aの出 Λ電圧に電圧を合わせるようにする。
このように電圧調整手段 2 2には昇圧型と降圧型、 極性逆転型があり、 主にイン ダクタンスとコンデンサを使用してスィツチング制御をするスィツチングレギュレ ータが好適である。
以上のようにして集められた電力はパワーコンディショナ 2 4に与えられ、 パヮ ーコンディショナ 2 4によって、 直流電力を交流電力に変換して、 電灯やモーター 機器などの交流負荷 2 5で利用可能となるように交流負荷 2 5に同期した電圧及び 電流位相に変換する。
例えば、 電力変換の際に、 交流負荷 2 5で利用できるだけの独立電源としての電 力供給の他に、 保安機器などと電力変換機構を組み合わせて電力会社から送電され る商用電力系統 2 6と接続し、 電力売買できるようにしてもよい。
なお、 図 3において、 1つの第 1の太陽電池ストリング 2 1 aと 1つの第 2の太 陽電池ストリング 2 1 bのみが示されているが、 さらに多くの太陽電池ストリング が含まれ得ることは言うまでもない。 ただし、 この太陽光発電装置 2 7は、 第 1の 太陽電池ストリング 2 1 aが複数含まれる場合は、 各ストリングごとの太陽電池素 子の直列に接続される枚数は同数もしくは近似値、 例えば士 1 0 %程度の許容度を 満足することが望ましい。 なお、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bが複数接続され る場合は、 第 2の太陽電池ストリングごとの太陽電池素子の直列に接続される枚数 は同数でなくてもよい。
図 4は、 第 1及ぴ第 2の太陽電池ストリングの出力特性を示すグラフである。 図 4において、 発電能力が異なる 2つの太陽電池ストリング 2 1 a , 2 1 bを本 発明にかかる電圧調整手段 2 2を介さずに並列接続した場合の出力電力の状態を説 明する。
グラフ中の出力電力曲線 Lは、第 1の太陽電池ストリング 2 1 aからの出力電力、 出力電力曲線 Sは、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bからの出力電力を表わしてい る。 出力電力曲線 Lと出力電力曲線 Sを並列接続によって加算すると、 出力電力曲 線（L+S) となる。各太陽電池ストリング 21 a, 21 bが発電しているその時々 において最も出力が高い発電電力点である最大出力動作点は図 4に （a 2 + j31) で表される。
ところ力 S、 このような電圧の異なる第 1の太陽電池ストリング 21 aと、 第 2の 太陽電池ストリング 21 bとを並列接続した場合の最大出力動作点 （ α 2 + 1 ) における電力値 Ρ (1) は、 第 2の太陽電池ストリング 21 bの最大出力動作点 1における電力値 P (S) の 2倍程度にしかならない。 したがって、 第 1の太陽電 池ストリング 21 aの最大出力動作点 α 1の電力値 P (L) との加算 （ α 1 + j3 1 ) にはならず、 （ 2— α ΐ) だけ電力損失が生じることになる。
また、 出力電力曲線 （L+S) には最大出力動作点 （Q! 2 + i31) の裾野に 2番 目の出力動作点 α 1が生じることになり、 最大出力動作点 （α 2 + 1) と前記出 力動作点 1との間に電力の谷間 Vが生じるため、 パワーコンディショナ 24力 後述する MP ΡΤ制御 （最大出力点追従制御） において、 谷間 Vを最大出力動作点 の反対側の斜面と誤判断し、 出力動作点 α 1を最大出力動作点として追従動作を行 なう問題が生じる。 このように従来の太陽光発電装置では、 最大出力を得られない ばかりか、 図 4に示すように動作電圧が出力電力曲線 Lの最大出力動作点 α 1から 求められる場合は、 第 1の太陽電池ストリング 21 aのみの電力 Ρし力利用できな いという問題がある。
一方、 本発明の太陽光発電装置 27における出力電力曲線を図 5を用いて説明す る。
出力電力曲線 Lは、 第 1の太陽電池ストリング 21 aからの出力電力を表し、 出 力電力曲線 S cは、 第 2の太陽電池ストリング 21 bからの出力電圧を電圧調整手 段 22で昇圧した後の出力電力を表わしている。
グラフからわかるように、 電圧調整手段 22によって昇圧された第 2の太陽電池 ストリング 21 bの最大出力動作点 ]3 c 1の電圧値 Vmは、 第 1の太陽電池ストリ ング 21 aの最大出力動作点 ο: 1の最適電圧値 VLと一致している。
したがって各太陽電池ストリング 21 a， 21 bが並列接続された場合、 出力電 力曲線 Lによって表される第 1の太陽電池ストリング 21 aからの出力電力と、 出 力電力曲線 S cによって表される第 2の太陽電池ストリング 21 bからの出力電力 とを合算すれば、 出力電力曲線 Lと出力電力曲線 S cの最大値が足し合わされた最 大出力電力曲線 （L+S c) を得ることができる。
これによつて最大出力動作点 （α 1+ c 1) の裾野には 2番目の出力動作点が 生じることがなく、 また、 各太陽電池ストリング 21 a， 21 bを並列接続した場 合の最大出力動作点 （a l + i3 C l) の電力値 P (2) は、 第 2の太陽電池ストリ ング 2 l bの電力値 P (S c) と第 1の太陽電池ストリング 21 aの出力動作点 α 1の電力値 P (L) との加算とすることができる。 また、 パワーコンディショナ 2 4が、 最大出力電力点 （a l + i3 c l) を容易に検知することが可能となる。
このように、本発明による太陽光発電装置 27においては、電圧調整手段 22を、 第 1の太陽電池ストリング 21 aと逆流防止ダイォード Dとの間に設けることによ つて、 出力電圧の異なる太陽電池ストリングを、 単に並列接続した場合に比べて、 より高い最大出力電力値 P (2) を得ることができ、 その最大出力電力をパワーコ ンディショナ 24に与えることができる。 また、 このような電圧調整手段 22は、 第 2の太陽電池ストリング 21 bと接続箱 23とを電気的に接続する経路に対して、 容易に着脱可能とすることが望ましい。 このようにすれば、 例えば、 太陽電池モジ ユールの増設により、 第 2の太陽電池ストリング 21 bを第 1の太陽電池ストリン グ 21 aに変更することができる場合などに、 電圧調整手段 22を取り外すことが できる。
次に、 電圧調整手段 22について説明する。
図 6は、 電圧調整手段 22の詳細を示すブロック図である。 図 6に示すように、 電圧調整手段 22は、 外部からのサージ電圧や静電気から回路を保護する入力 EM I (電波雑音干渉） フィルタ 121、 出力 EMIフィルタ 125、 第 2の太陽電池 ストリング 21 bの出力電力から電圧調整手段全体を駆動させる電源を得るための 電源部 122、 入力側及び出力側の電圧状態を検出するとともに、 第 2の太陽電池 ストリング 21 bの最大出力動作点 β 1を検出する制御部 123、 制御部 123に よって制御され第 2の太陽電池ストリング 21 bから出力される直流電圧を昇圧す る昇圧部 24とを含んで構成されている。
この電圧調整手段 22の昇圧制御動作について説明する。 図 7は、 図 6の制御部 1 2 3の昇圧制御動作を示すフ口一チヤ一トである。
まず、 制御部 1 2 3は、 動作スタートで、 電源部 1 2 2から駆動用電圧が与えら れて、 昇圧部 1 2 4を制御可能な状態となる。 ステップ S 1において昇圧制御動作 を開始する。 ステップ S 1では、 制御部 1 2 3は、 最大電力追従制御する。 すなわ ち、 制御部 1 2 3は、 昇圧比を変更して第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから出力 される直流電流を増減して、 その直流電圧を変化させる。 そして、 ステップ S 2に 進む。 ステップ S 2では、 変化時の第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから出力され る直流電力を順次計測する。 そして、 直流電流が最大となる動作点を検出する。 す なわち、 図 4に示すような、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから出力される電力 が最大となる最適電圧値 V sを検出する。 そして、 動作を終了する。
太陽電池ストリングは、 日射量の変化とともに短絡電流が変化し、 温度の変化と ともに開放電圧が変化する。 したがって太陽電池ストリングから出力される直流電 力が時々刻々変動するので、 常に最大電力となる動作点を検出する必要がある。 そ の動作は例えば、 次のように行われる。
制御部 1 2 3は、集積回路などによって実現される演算回路（不図示）を有する。 演算回路は、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから出力されて与えられる直流電圧 と直流電流とを検出し、 その直流電力を演算する。 次に、 演算回路は、 第 2の太陽 電池ストリング 2 1 bから与えられる直流電圧を、 1ステップ分となるあらかじめ 定める電圧値を変化させるようにし、 その時の直流電力を再び演算する。 例えば、 演算回路は、 検出開始時に微小な出力電流が第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから 与えられるように設定する。 演算回路は、 現在の直流電力と前回の直流電力とを比 較し、 現在の直流電力が前回の直流電力に対して増加傾向にあるときは、 現在の直 流電圧をさらに 1ステップ分低くなるように、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 か ら与えられる直流電圧を低下させる。 また現在の直流電力が、 前回の直流電力に対 して減少傾向にあるときは、現在の直流電圧をさらに 1ステップ分高くなるように、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから与えられる直流電圧を上昇させる。
このような動作を繰り返し行い、 与えられる直流電力が最大となる電圧と電流を 自動的に検出する。 この動作が常時行われているために、 太陽光が雲などで遮られ たり、天候が変化したりする場合であっても、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bか ら与えられる電力を最大点で動作させるベく、 自動的に追従させることができる。 このようにして第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから与えられる電力が最大となる 最適電圧値 V sを求める。
パワーコンディショナ 2 4によって、 電圧調整手段 2 2の負荷は、 第 1の太陽電 池ストリング 2 1 aから出力される電力が最大となる電圧に調整されている。 例え ば、 パワーコンディショナ 2 4に第 1の太陽電池ストリング 2 1 aから与えられる 電圧が 3 0 0 Vに設定されている場合、 電圧調整手段 2 2から出力される電圧が 3 0 O V以上であっても、 3 0 O Vに引き下げられた電圧が電圧調整手段 2 2からパ ヮ一コンディショナ 2 4に与えられる。
このように電圧調整手段 2 2から出力される電圧が引き下げられることによって、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから電圧調整手段 2 2に与えられる直流電圧もま た変化する。 電圧調整手段 2 2は M P P T制御によって、 この変化した直流電圧に 基づいて最大電力が与えられるように、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから与え られる直流電圧を変更して設定し直す。 これによつて、 電圧調整手段 2 2は、 パヮ ーコンディショナ 2 4の変換電圧値 Vmで出力した上で、 最大となる電力が第 2の 太陽電池ストリング 2 1 bから与えられるように、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから与えられる入力電圧を設定することができる。
なお、 上述の例で示した電圧調整手段 2 2は、 昇圧型の場合で説明したが、 降圧 型、 極性逆転型であっても、 同様の制御によって所望の結果を得ることができるこ とは言うまでもない。 また、 このような電圧調整手段 2 2は、 本発明の一例示であ つて、 上述したのと同様な機能を有すれば、 他の構成であってもよい。
パワーコンディショナ 2 4は、 例えばトランスレス方式が用いられ、 昇圧チヨッ パ回路と PMWインパータ回路と、 制御回路とを含んで実現される。 第 1の太陽電 池ストリング 2 1 aから与えられる直流電力及び電圧調整手段 2 2から与えられる 直流電力は、 接続箱 2 3で合計される。 その合計電力がパワーコンディショナ 2 4 に与えられる。 昇圧チヨッパ回路は、 接続箱 2 3から直流電圧が与えられ、 与えら れた直流電圧を昇圧して、 インバータ回路に与える。 インパータ回路は、 与えられ た直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を出力する。また、制御回路は、 最大電力追従制御を行い、 接続箱 2 3から与えられる電力が最大となる変換電圧値 Vmとなるようにノ、。ヮーコンディショナ 2 4から出力される出力電流を調整する。 またパワーコンディショナ 2 4は、 変換電圧値 Vmの増減に応じて、 与えられる直 流電力を交流電力に変換するようにィンパータ回路を P WM制御する。 その結果、 パワーコンディショナから出力される出力電流を変化させて、 接続箱 2 3から与え られる電力が最大となる動作点を検出する。
このようなパワーコンディショナは、 本発明の一例示であって、 最大電力追従制 御を行うとともに、 直流を交流に変換可能な機能を有すれば、 他の構成であっても よい。
ところで、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bよりも、 第 1の太陽電池ストリング 2 l aから先に、 接続箱 2 3を介して電圧が与えられると、 パワーコンディショナ
2 4は、 第 1の太陽電池ストリング 2 1 aの最適電圧値 V Lが、 パワーコンデイシ ョナ 2 4に与えられるように調整する。 すなわち変換電圧値 Vmが第 1の太陽電池 ストリング 2 1 aの最適電圧値 V Lと一致する。
この状態で、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bから接続箱 2 3を介して電圧が与 えられる場合、 電圧調整手段 2 2によって、 第 2の太陽電池ストリング 2 1 bの最 適電圧値 V sが変換電圧値 Vmと等しくなるように昇圧された直流電圧が、 パワー コンディショナ 2 4に与えられる。 変換電圧値 Vmは、 第 1の太陽電池ストリング
2 1 aの最適電圧値 V Lと同じであるので、 パワーコンディショナ 2 4には、 第 1 の太陽電池ストリング 2 1 aの最適電圧値 V Lと第 2の太陽電池ストリング 2 1 b の最適電圧値 V sが第 1の太陽電池ストリング 2 1 aの電圧まで昇圧された電圧と がともに与えられる。 すなわちパワーコンディショナ 2 4は、 図 5に示す最大直流 電力 P ( 2 ) で、 交流電力に変換することができる。
このように、 電圧調整手段 2 2は、 制御部 1 2 3により太陽電池のその時々の最 大出力となる動作点を検出 ·追従して発電効率を向上させる MP P T制御を行ない、 接続される第 2の太陽電池ストリング 2 1 bの最大出力動作点 /3 1で動作すること が可能であり、 よって接続される第 2の太陽電池ストリング 2 1 bの最大出力電力 を得ることができる。
また、 電圧調整手段 2 2の出力側の電圧はフリー、 すなわち出力電圧が制御不要 となり、 パワーコンディショナ 2 4の制御電圧である第 1の太陽電池ストリング 2 1 aの出力電圧と等しくなる。 このようにして決定される第 2の太陽電池ストリン グ 2 1 bから与えられる入力電圧と、 その入力電圧を昇圧してパワーコンディショ ナ 2 4に与える出力電圧との比である昇圧比は自動的に調整されることとなる。 す なわち設置時の昇圧比の設定が不要であり、 設置工数の削減が可能で、 なおかつ誤 設定による動作不良を無くすことができる。
なお、 本発明のように太陽電池ストリングごとの設置方位が異なるような場合、 太陽電池ストリングによつて構成される太陽電池モジュールへの日射条件及ぴ温度 条件の違いから、 各太陽電池ストリングとしての最大出力を得るための動作点には 差が生じることがある。 し力 しながら、 電圧調整手段 2 2の M P P T制御機能によ り、 各太陽電池ストリングの最大出力動作点を一致させ、 その最大出力動作点で動 作が可能となるため真の最大出力電力、 すなわち太陽電池の出力特性においてズレ のない最大電力を得ることができるので、 出力電力の損失を少なくしてより高い出 力電力を得ることができるので、 出力電力の損失を少なくして、 より高い出力電力 を得ることができる。
また、 電圧調整手段 2 2自身に接続されている第 2の太陽電池ストリング 2 1 b 力^のエネルギーをその駆動エネルギーとして利用するようにしてもよく、 これに よって、 電圧調整手段 2 2は第 2の太陽電池ストリング 2 1 bが動作する昼間の間 だけそれと同時に動作し、 夜間においては自動的に停止されることになり、 余計な 電力消費が生じないようにすることができる。
パワーコンディショナ 2 4及び電圧調整手段 2 2の各制御におけるフィードパッ クの時間は、 任意に設定することができ、 例えば数秒〜数十秒となるようにプログ ラミングされる。 これによつて、 日射量や温度が変化した場合であっても、 各太陽 電池ストリングの最大電力で交流電力に変換することができる。
また必要な電力が大きい場合、 パワーコンディショナ 2 4を並列に接続する場合 がある。 例えば、 パワーコンディショナ 2 4の最大出力が 5 k Wである場合、 6 k Wの出力電圧を得るためには、 5 k Wの電力を出力可能な第 1のパワーコンデイシ ョナ 2 4と 1 k Wの電力を出力可能な第 2のパワーコンディショナ 2 4とが並列に 接続される。 または 3 k Wの電力を出力可能な第 1のパワーコンディショナ 2 4と 3 k Wの電力を出力可能な第 2のパワーコンディショナ 2 4とが並列に接続されて もよい。
パワーコンディショナ 2 4は、 最適出力に調整した出力電圧及ぴその位相を商用 電源に合わせて系統連系させる機能を有する。 各パワーコンディショナ同士が並列 に接続される場合であって、 パワーコンディショナ 2 4の入力側に、 それぞれ異な る発電能力を有する太陽電池ストリングが接続される場合には、 前記電圧調整手段 2 2が設けられることによって、 より発電能力を大きくすることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 透光性を有する表面部材と、
裏面部材と、
前記表面部材と前記裏面部材との間に配置された、 絶縁体からなる中間部材と、 前記表面部材と前記中間部材との間に、 その受光面を前記表面部材側に向けて配 置された、 複数の太陽電池素子を電気的に接続した第 1の太陽電池素子群と、 前記裏面部材と前記中間部材との間に、 その受光面を前記裏面部材側に向けて配 置された、 複数の太陽電池素子を電気的に接続した第 2の太陽電池素子群とを備え た太陽電池モジュール。
2. 前記第 1の太陽電池素子群と前記第 2の太陽電池素子群とは、！/、ずれも前記複 数の太陽電池素子が直列に接続されてなり、 前記中間部材を介して、 互いに電気的 に絶縁されてレ、る請求項 1に記載の太陽電池モジュール。
3 . 前記裏面部材は、透光性を有する材質である請求項 1または請求項 2に記載の 太陽電池モジュール。
4 . 前記中間部材は、光を反射する材質である請求項 3に記載の太陽電池モジユー ル。
5 . 前記中間部材は、透光性を有する材質である請求項 1から請求項 3のいずれか に記載の太陽電池モジュール。
6 . 前記裏面部材は、光を反射する材質である請求項 1、請求項 2または請求項 5 に記載の太陽電池モジュール。
7 . 前記裏面部材に凹凸が設けられている請求項 6に記載の太陽電池モジュール。
8 . 前記第 1の太陽電池素子群を構成する太陽電池素子と、前記第 2の太陽電池素 子群を構成する木陽電池素子とは、 前記中間部材を基準として、 対称に配置されて いる請求項 5に記載の太陽電池モジュール。
9 . 前記第 1の太陽電池素子群を構成する太陽電池素子と、前記第 2の太陽電池素 子群を構成する太陽電池素子とは、 前記中間部材を基準として、 非対称に配置され ている請求項 5に記載の太陽電池モジュール。
1 0 . 請求項 1から請求項 9のいずれかに記載の太陽電池モジュールを用いた太陽 光発電装置であって、 前記第 1の太陽電池素子群を接続した第 1の太陽電池ストリングと、 前記第 2の 太陽電池素子群を接続した第 2の太陽電池ストリングと、
これら第 1、 第 2の太陽電池ストリングの最大出力動作点で直流電力が出力され るように制御するとともに、 この直流電力を交流電力に変換する電力変換手段と、 前記第 2の太陽電池ストリングから出力される直流電圧を調整して、 前記第 1の 太陽電池ストリングと前記電力変換手段との間に供給するための電圧調整手段とを 有し、
前記電圧調整手段は、 前記第 2の太陽電池ストリングの出力電圧を、 前記第 1の 太陽電池ス卜リングの出力電圧に合わせるように調整するものである太陽光発電装 置。
1 1 . 前記電圧調整手段は、前記第 2の太陽電池ストリングが最大電力となる電圧 に基づいて、 前記第 2の太陽電池ストリングから出力される直流電圧を、 前記第 1 の太陽電池ストリングの出力電圧に合わせるように調整するものである請求項 1 0 に記載の太陽光発電装置。
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