【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ル、太陽電池モジュール付き建材、太陽電池モジュール
外囲体及び太陽光発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽電池モジュールの普及が進
み、特に個人住宅等の屋外で設置される中規模電力−シ
ステム用の太陽電池モジュールの需要が急増している。
【０００３】そして、一般に太陽電池モジュールを電力
用として使用する場合、複数個のモジュールを直列接続
して一定電圧以上の直列体を作り、この直列体を並列接
続して太陽電池アレイを形成している。
【０００４】太陽電池モジュール２４０１の回路図の一
例を示した図２４（Ａ）を参照して説明する。Ａ１は太
陽電池素子、Ａ２は太陽電池素子Ａ１に並列に接続され
たバイパスダイオードである。太陽電池モジュール２４
０１に部分的に影が発生した場合、太陽電池素子Ａ１は
高抵抗状態となり、負荷を介して、該太陽電池モジュー
ルには他の直列体内の太陽電池モジュールから発生する
電圧が逆バイアスとして印加される現象（以下パーシャ
ルシャドウ）が発生する。その際に、バイパスダイオー
ドＡ２は太陽電池モジュール内の太陽電池素子Ａ１にか
かる逆バイアスを逃がし太陽電池素子Ａ１の破損を防止
する役目を果たしている。
【０００５】そして、通常、複数の太陽電池モジュール
により形成される太陽電池アレイの一部の太陽電池モジ
ュールが故障して太陽電池アレイの出力が異常になった
場合、故障箇所は次のようにして検出される。まず、直
列体ごとに電気的出力が正常であるか調べ、その後、太
陽電池光発電装置を停止させ、太陽電池モジュールの非
露出面にある出力端子を使用して、直列体を形成する太
陽電池モジュールごとに個々の電気的出力を測定する。
【０００６】しかし、これらの出力端子は太陽電池モジ
ュールの裏面に存在することが多いことから、太陽電池
モジュールの設置後太陽電池モジュールの電気出力を測
定することは非常に困難であった。また、検査用端子を
各太陽電池モジュールごとに設けることが考えられる
が、検出用端子を外部に露出させることは、漏電や感電
の原因となるため、信頼性上問題が生ずる場合があっ
た。そのため、一般に検査用端子は設けられる事はなか
った。
【０００７】そのため、太陽電池アレイ中の故障特定に
は太陽電池アレイ内の配線中に流れる電流をクランプ型
電流計等を用いて測定する方法が一般的である。
【０００８】また、外部に露出しない電流検査用手段を
設けた太陽電池モジュールがあり、この例としては、特
開平０６−１２５１０５号（図２４の（Ｂ−１）（Ｂ−
２））や特開平０９−１４８６１３号（図２４の
（Ｃ））にあげられる太陽電池モジュールが従来から知
られている。
【０００９】図２４の（Ｂ−１）（Ｂ−２）において、
Ｂ１、Ｂ２は磁界発生手段であり、図２４の（Ｃ）にお
いて、Ｃ１は発光手段である。図２４（Ｂ−２）に示す
ように、磁界発生手段Ｂ２に太陽電池の動作電流が流れ
ると磁界が発生し、また、図２４（Ｂ−１）に示すよう
に、バイパスダイオードＡ２に電流が流れると磁界発生
手段Ｂ１に磁界が発生する。図２４（Ｃ）に示すよう
に、発光手段Ｃ１はバイパスダイオードＡ２に電流が流
れると点灯する。発光手段の点灯、消灯は目視等で確認
できる。磁界発生手段が発生する磁界は、方位磁針、磁
界に反応するリードスイッチ等により、確認できる。
【００１０】図２４（Ｂ−２）に示される構成は、太陽
電池素子Ａ１の動作中は電流（Ｉ１）が発生する点を利
用して故障を検出するものであり、図２４（Ｂ−１）、
（Ｃ）に示される構成は、太陽電池素子Ａ１の電圧が故
障により低下すると、該太陽電池モジュールにはパーシ
ャルシャドウと同じ原理で逆バイアスが発生してバイパ
スダイオードＡ２に電流（Ｉ２）が流れることを利用し
て故障を検出するものである。ここで、Ｉ１は動作電
流、Ｉ２は太陽電池モジュールの故障時に流れる電流で
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな太陽電池モジュールの故障特定方法には以下のよう
な問題点があった。
【００１２】（１）太陽電池アレイの故障時、太陽電池
モジュールの設置面に作業者があがり、設置面の太陽電
池モジュールを、ひとつずつ検査してゆく必要があるの
で、作業が煩雑である。また、作業者自身が太陽電池モ
ジュールの上に発生させる影によりパーシャルシャドウ
が発生し、故障した太陽電池モジュールの特定をより困
難としていた。
【００１３】（２）故障した太陽電池モジュールの特定
には、ある程度の日射量が必要であり、例えば曇天の日
に太陽電池の故障を特定しようとすると、エネルギー不
足で磁界発生手段や発光手段がうまく作動することがで
きず、故障した太陽電池モジュールの特定が困難になる
という問題があった。
【００１４】（３）従来の故障検知方法は、太陽電池素
子の動作電流あるいはバイパスダイオードに流れる電流
といった、単一パラメータに基づく故障検知方法である
ことから、さまざまな太陽電池素子の故障モードや太陽
電池アレイ構成に対応できないという問題点があった。
【００１５】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、太陽
電池モジュールの故障の発生、故障した太陽電池モジュ
ールの特定をより容易になしえる太陽電池モジュールを
提供することにあり、更には、該太陽電池モジュールを
用いた太陽電池モジュール付き建材、太陽電池モジュー
ル外囲体、太陽光発電装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
成された本発明の構成は、以下の通りである。
【００１７】即ち、本発明は、少なくとも１以上の太陽
電池素子を有する太陽電池モジュールにおいて、該太陽
電池素子の電気的パラメータ検出手段を少なくとも１つ
と、該電気的パラメータ検出手段の出力に応じて通信を
行う通信手段とを有することを特徴としているものであ
る。
【００１８】上記本発明の太陽電池モジュールは、さら
なる特徴として、「前記電気的パラメータ検出手段は、
電流検知手段または電圧検知手段を有すること」、「前
記電流検知手段は、前記太陽電池素子の動作電流を検知
する動作電流検知手段であること」、「前記電圧検知手
段は、直列に接続された太陽電池素子のうち、１又は複
数個の太陽電池素子の端子間電圧を検出する電圧検知手
段であること」、「前記太陽電池モジュールは端子箱を
有しており、前記電気的パラメータ検出手段と前記通信
手段とが該端子箱内に設けられていること」、「前記通
信手段は、信号発生手段を有すること」、「前記信号発
生手段は、発振回路からなること」、「前記信号発生手
段は、デジタル変調回路からなること」、「前記通信手
段は、前記信号発生手段が発生する信号を前記太陽電池
モジュールの電気出力に重畳する重畳手段を有するこ
と」、「前記重畳手段は、トランスからなること」、を
含む。
【００１９】また、本発明は、少なくとも１以上の太陽
電池素子を有する太陽電池モジュールを有する太陽電池
モジュール付建材において、該太陽電池素子の電気的パ
ラメータ検出手段を少なくとも１つと、該電気的パラメ
ータ検出手段の出力に応じて通信を行う通信手段とを有
することを特徴としているものである。
【００２０】また、本発明は、少なくとも１以上の太陽
電池素子を有する太陽電池モジュールと非太陽電池部材
とを有する太陽電池モジュール外囲体において、該太陽
電池素子の電気的パラメータ検出手段を少なくとも１つ
と、該電気的パラメータ検出手段の出力に応じて通信を
行う通信手段と、該通信手段からの信号に応答する表示
手段とを有し、該表示手段が前記非太陽電池部材に設け
られていることを特徴としているものである。
【００２１】また、本発明は、少なくとも１以上の太陽
電池素子を有する太陽電池モジュールと非太陽電池部材
とを有する太陽電池モジュール外囲体において、該太陽
電池素子の電気的パラメータ検出手段を少なくとも１つ
と、該電気的パラメータ検出手段の出力に応じて信号を
発生する信号発生手段と、該信号を前記太陽電池モジュ
ールの電気出力に重畳する重畳手段と、該電気出力に重
畳された前記信号を前記電気出力から分離する信号分離
手段と、該信号分離手段からの信号に応答する表示手段
とを有しており、該表示手段が前記非太陽電池部材に設
けられていることを特徴としているものである。
【００２２】また、本発明は、複数の太陽電池モジュー
ルを有する太陽光発電装置において、該複数の太陽電池
モジュールごとに信号発生手段を有することを特徴とし
ているものである。
【００２３】上記本発明の太陽光発電装置は、さらなる
特徴として、「前記複数の太陽電池モジュールは、それ
ぞれＩＤ情報を有すること」、「前記ＩＤ情報は、前記
信号発生手段がそれぞれ発生する互いに異なる信号であ
ること」、「前記ＩＤ情報は、前記信号発生手段がそれ
ぞれ発生する互いに異なる周波数の信号であること」、
「前記ＩＤ情報は、前記信号発生手段がそれぞれ発生す
る互いに異なるパターンを有するパルス信号であるこ
と」、「前記信号発生手段は、該信号発生手段が取り付
けられた太陽電池モジュールが作動しているとき、ある
いは作動していないときのいずれかの場合に信号を発生
すること」、「前記信号発生手段は、定期的に信号を発
生すること」、「前記信号発生手段は、発振回路からな
ること」、「前記信号発生手段は、パルス信号発生回路
からなること」、「前記信号発生手段は、デジタル変調
回路からなること」、「前記信号発生手段が発生する信
号を、前記太陽電池モジュールの電気出力に重畳する重
畳手段を有すること」、「前記重畳手段は、トランスか
らなること」、「前記重畳手段は、複数の前記信号発生
手段が発生する複数の信号を前記太陽電池モジュールの
電気出力に重畳すること」、「前記太陽電池モジュール
の電気出力に重畳された前記信号を、該電気出力から分
離する信号分離手段を有すること」、「前記信号分離手
段からの信号に応答する表示手段を有すること」、「前
記太陽光発電装置は電力関連機器を有しており、前記表
示手段は該電力関連機器に設けられていること」、「前
記電力関連機器は、インバーターからなること」、を含
む。
【００２４】本発明によれば、太陽電池モジュール内に
通信手段を設けた事により、作業者は太陽電池モジュー
ルの近くで故障か否かを確認する必要がなくなる。その
ため、作業者自身の影が太陽電池モジュールにかかるの
を防ぐ事が可能になり、故障の特定を正確に行えるとい
う利点がある。
【００２５】また、通信手段からの信号を受けとる表示
手段を、太陽電池モジュール外囲体を形成する非太陽電
池部材内に集約する事により、表示部材費を節約でき
る。また、表示手段を目立たない場所に設定する事も可
能なため太陽電池アレイの設計自由度が向上する利点が
ある。
【００２６】また、通信手段からの信号を受け取る表示
手段を屋内のインバータ等の電力関連機器等に内蔵する
事も可能であり、該構成においては、作業者は故障した
太陽電池モジュール特定のために太陽電池モジュールの
設置面に登る必要がなくなるため、保守性が向上する。
あわせて、本構成では、従来から電力制御機器等に使用
されている表示機器を、かかる表示手段としても用いる
ことができる他、記録手段との併用で、十分日射された
日の各太陽電池モジュールの電気的パラメータを予め記
録し、それによって故障した太陽電池モジュールの特定
を行なう事が可能になるため、曇天であっても故障した
太陽電池モジュールを特定でき、太陽電池モジュールの
交換を曇天であっても行なう事ができる。
【００２７】更に、外部通信手段を用いることにより、
電話回線等を通じて電力会社等の制御機器や施工業者の
制御機器と電力関連機器等に内蔵されるコンピュータと
を連動させて運転させる事が可能になるため、従来の故
障検知より多くのパラメータ情報やその経時変化から、
より精密な故障検知や太陽光発電装置の地域的運用が可
能になる。
【００２８】また、太陽電池モジュールごとに特定の信
号（ＩＤ情報）を発生する信号発生手段を設けることに
より、かかる信号の有無、相異等により、故障した太陽
電池モジュールを特定することができる。
【００２９】また、信号発生手段が発生する信号を、重
畳手段を用いて太陽電池モジュールの電気出力に重畳す
ることにより、太陽電池モジュールの電気出力ケーブル
をかかる信号の搬送経路として利用できる。これによ
り、かかる信号をインバーター等の電力関連機器にまで
容易に搬送することができる。また、かかる信号を搬送
するための専用配線を設ける必要がないことから、施
工、保守が容易となり、さらには、専用配線の材料費を
削減することができる。
【００３０】以上のように、本発明によれば、容易に故
障した太陽電池モジュールを特定することが可能とな
り、保守性が向上する。
【００３１】
【発明の実施の形態】太陽電池モジュール 図１から図５に本発明の太陽電池モジュールの代表的な
実施形態を示す。
【００３２】＜第１の実施形態＞図１は第１の実施形態
を示した回路図である。１０１は太陽電池素子、１０２
はこの太陽電池素子１０１と直列に接続された動作電流
検知手段、１０３はこの動作電流検知手段１０２で一定
値以上の動作電流が検知されたとき、そのことを太陽電
池モジュール１０５の外部に通信する通信手段、１０４
は太陽電池素子１０１と動作電流検知手段１０２の直列
回路に並列に接続されたバイパスダイオードを示す。上
記通信手段１０３の通信信号は太陽電池モジュール１０
５の通信端子Ａから取り出される。
【００３３】本例は、電気的パラメータとして太陽電池
モジュールの一定値以上の動作電流を検出し、その結果
を通信する構成例であり、本例における電気的パラメー
タ検出手段は、動作電流検知手段１０２により構成され
る。容易に構成できる形態の一つである。
【００３４】＜第２の実施形態＞図２は第２の実施形態
を示した回路図である。２０１は太陽電池素子、２０２
はこの太陽電池素子２０１と直列に接続された動作電流
検知手段、２０４は太陽電池素子２０１と動作電流検知
手段２０２の直列回路に並列に接続されたバイパスダイ
オード、２０７は太陽電池素子２０１の両端子間の電圧
を検出する電圧検知手段、２０６はこの電圧検知手段２
０７で検出された電圧と動作電流検知手段２０２で検出
された電流との積（電力）を算出する演算手段、そして
２０３はこの演算手段２０６の演算結果を太陽電池モジ
ュールの外部に通信する通信手段、２０５は太陽電池モ
ジュールを示す。
【００３５】本例は、電気的パラメータとして太陽電池
素子の動作電流と太陽電池素子に印加される電圧とを測
定し、両者を演算して電力値算出してそれを通信する構
成例である。本例における電気的パラメータ検出手段
は、動作電流検知手段２０２と電圧検知手段２０７と演
算手段２０６により構成される。より正確な故障検知が
可能である。
【００３６】＜第３の実施形態＞図３は第３の実施形態
を示した回路図である。３０１は太陽電池素子、３０２
はこの太陽電池素子３０１と直列に接続された動作電流
検知手段、３０４は太陽電池素子３０１と動作電流検知
手段３０２の直列回路に並列に接続されたバイパスダイ
オード、３０７は同じく太陽電池素子３０１と動作電流
検知手段３０２の直列回路に並列に接続され電圧検知手
段、３０６はこの電圧検知手段３０７で検出された電圧
と動作電流検知手段３０２で検出された電流との積（電
力）を算出する演算手段、そして３０３はこの演算手段
３０６の演算結果を太陽電池モジュール外に通信する通
信手段、３０５は太陽電池モジュールを示す。
【００３７】本例は、電気的パラメータとして太陽電池
素子の動作電流と太陽電池モジュール全体に印加される
電圧を演算して電力値算出してそれを通信する構成例で
ある。本例における電気的パラメータ検出手段は、動作
電流検知手段３０２と電圧検知手段３０７と演算手段３
０６により構成される。図２と同様に、より正確な故障
検知が可能である。
【００３８】＜第４の実施形態＞図４は第４の実施形態
を示した回路図である。４０１は太陽電池素子、４０４
はこれに並列に接続されたバイパスダイオード、４０２
はこのバイパスダイオード４０４の回路中に直列に挿入
されたバイパス電流検知手段、４０３はこのバイパス電
流検知手段４０２が発する検知信号を太陽電池モジュー
ルの外部に通信する通信手段、４０５は太陽電池モジュ
ールを示す。
【００３９】本例は、電気的パラメータとしてバイパス
ダイオード４０４のバイパス電流を用い、それを通信す
る構成例である。本例における電気的パラメータ検出手
段は、バイパス電流検知手段４０２により構成される。
容易に構成できる形態の一つである。
【００４０】＜第５の実施形態＞図５は第５の実施形態
を示した回路図である。５０１は太陽電池素子、５０４
はこれに並列に接続されたバイパスダイオード、５０７
は同じく太陽電池素子５０１に並列に接続された動作電
圧検知手段、５０３はこの動作電圧検知手段５０７が発
する検知信号を太陽電池モジュールの外部に通信する通
信手段、５０５は太陽電池モジュールを示す。
【００４１】本例は、電気的パラメータとして太陽電池
モジュールの動作電圧を用い、それを通信する構成例で
ある。本例における電気的パラメータ検出手段は、動作
電圧検知手段５０７により構成される。容易に構成でき
る形態の一つである。電流を用いる故障検知より正確な
故障検知が可能である。
【００４２】なお、太陽電池素子１０１、２０１、３０
１、４０１、５０１の代わりに、太陽電池素子の直列体
や並列体を用いてもよく、また、太陽電池素子ごとに電
流検知手段や電圧検知手段や通信手段を設けてもよい。
【００４３】次に、上記実施形態における構成要素につ
いて、更に補足する。
【００４４】（電気的パラメータ検出手段）上記例にお
いて通信される電気的パラメータを検出する電気的パラ
メータ検出手段の代表的構成を示した。これら電気的パ
ラメータを検出する手段は、各部の電圧検知手段、電流
検知手段のいずれか若しくは組み合わせ、又はこれらと
演算手段との組み合わせにより構成される。また、検出
手段として、公知のセンサやマイクロコンピュータ等の
集積回路を用いることができる。なお、検出する電気的
パラメータは単一でなくてもよい。例えば、内蔵された
コンピュータにより電気的パラメータのデータを加工す
ること、更には、太陽電池モジュール内部に切り替え可
能な検査用負荷を設け、所謂、ＩＶ特性を測定した後、
該電気的パラメータを通信手段を介して送信する事も可
能である。
【００４５】（通信手段）電気的パラメータを外部に通
信するための手段であり、最も単純な構成としては、単
に電気的パラメータ検出手段から出力され電気的パラメ
ータに関する信号を外部に出力するためのドライブ回路
が挙げられる。また、複数の電気的パラメータを送信す
るために、通信手段は、信号発生手段を含んでいてもよ
い。また、通信手段は重畳手段を含んでいてもよく、こ
の場合には、太陽電池モジュールの直流出力に該信号を
重畳することも可能である。信号発生手段としては、何
らかの信号を発生できるものであればよく、用いられる
信号としては、電圧、電流、光等が好適である。また、
信号発生手段として、何らかの信号を発生する回路を用
い、その信号として、正弦波、三角波、矩形波等の周期
的信号や入力信号に応じて発生される周期的でない断続
的な信号を用いてもよい。信号発生手段の具体例として
は、発振回路や、ディジタル変調回路等が挙げられる。
重畳手段としては、トランス等を用いることができる。
なお、通信手段として、マイクロコンピュータ等の集積
回路を用いることができる。また、通信手段と電気的パ
ラメータ検出手段とを、集積した集積回路を用いること
もできる。
【００４６】（バイパスダイオード）従来から知られて
いる、シリコンやゲルマニウム等のダイオードの他、セ
レン等の整流作用を有するものならなんでも用いること
ができるが、太陽電池素子が破壊される前の逆バイアス
で作動することが必要である。形態的には、従来のモー
ルドされたダイオードが使用できる。また、近年では、
太陽電池素子の一部に形成したものや、非モールドの薄
型バイパスダイオードが知られている。また、太陽電池
素子の逆バイアスに対する破壊電圧が、通常発生するパ
ーシャルシャドウによる逆バイアスより大きい場合は不
要であり、本発明の必須構成要件ではない。
【００４７】（太陽電池素子）従来から知られている、
単結晶、多結晶、非晶質等さまざまな太陽電池素子が使
用できる。また、その材質としても、ＣＩＳやＣｄＴ
ｅ、ＧａＡｓやＳｉ等の半導体が使用できる。
【００４８】太陽電池素子は、レーザースクライブやイ
ンターコネクタ等の公知の技術で直並列化して使用して
もよい。バイパスダイオードは、複数の直列化された太
陽電池素子ごとに設けてもよい。
【００４９】（太陽電池モジュール）従来から知られて
いるスーパーストレート構造やサンドイッチ構造の太陽
電池モジュールの他、近年では、建材と一体化させたも
のが知られている。また、光入射面側の部材として、プ
ラスチックやガラスを利用するものがある。本発明は、
これらの一部に限定されない。設置面に設置固定され、
太陽電池モジュールの裏面で配線する太陽電池モジュー
ルにおいては、裏面に配線があることから、特に電圧の
検出が困難であるため、より本発明のもたらす効果は大
きい。
【００５０】なお、建材の分野ではプレハブ住宅等で使
用される屋根パネル等の従来からの太陽電池モジュール
と屋根構造部材とから構成されるブロック体が存在す
る。広義の意味では、これも太陽電池モジュールの一つ
であるが、本明細書では、説明上、まぎらわしいので太
陽電池モジュール付き建材として取り扱う。
【００５１】太陽光発電装置 次に、図６、図７に本発明の太陽光発電装置の実施形態
を示す。
【００５２】＜第１の実施形態＞図６は太陽光発電装置
の第１の実施形態を示したもので、前記太陽電池モジュ
ールを有する太陽光発電装置のブロック構成図を示して
いる。
【００５３】６０１〜６０６は太陽電池モジュールであ
り、上記図１〜図５に示した太陽電池モジュール１０
５、２０５、３０５、４０５、５０５のいずれかが用い
られている。太陽電池モジュール６０１〜６０６は、２
つをペアーとし、ブロッキングダイオード６０７〜６１
２を介して並列接続されて１ブロックを形成した後、各
ブロックが直列に接続され、これにより太陽電池アレイ
が構成されている。６１３〜６１５は、太陽電池モジュ
ール６０１〜６０６の通信手段から出力された信号を表
示するための表示手段であり、各並列化されたブロック
ごとに一つ並列接続されている。この表示手段６１３〜
６１５は太陽電池モジュール６０１〜６０６から離れた
別部材に構成する。６１６はインバータを含む屋内電力
関連機器を示しており、上記太陽電池アレイの電気出力
は、該屋内電力関連機器６１６を介して交流電源系統に
接続される。
【００５４】以下に構成要素について補足する。
【００５５】（ブロッキングダイオード）公知の大電力
用ダイオードが使用可能であり、ＯＮ抵抗の少ないダイ
オードが望ましい。ブロッキングダイオードは、太陽電
池アレイを構成する太陽電池モジュールの直列体間に電
位差が生じた際に、電位が低い直列体に逆流電流が生
じ、それによって発生する電力損失を防止する働きを行
なうものであるが、本発明の必須構成要件ではなく、無
い構成においても太陽電池アレイを動作させることはで
きる。
【００５６】（屋内電力関連機器）屋内に設置される電
力配電、制御機器すべてを総称する。一般的な太陽光発
電装置は、複数の太陽電池アレイの出力を束ねて、即ち
１ラインに集電する接続箱、及び、交流系統等と接続す
るインバータ等とから構成される。以下に、接続箱及び
インバータの構成について更に補足する。
【００５７】〔接続箱〕設置面上で太陽電池モジュール
の直列体を並列化することもできるが、屋内等に接続箱
を設け、一個所に出力をまとめた方が保守管理上好まし
い。接続箱は、主に各直列体の出力配線を固定する固定
台と、ブロッキングダイオード、電力制御機器の検査等
のために、直流出力を遮断するための直流開閉器とから
なる。
【００５８】〔インバータ〕単に、直流を交流に変換す
るだけでなく、太陽電池アレイの最大電力点追尾機能
や、系統連系制御、自立運転制御機能を含むため、さま
ざまな電力制御や保護回路を有する。このため、パワー
コンディショナーや電力制御機器と呼ばれることがあ
る。現在では、中規模太陽光発電用のインバータが量産
段階に入っており、各社のさまざまなインバータを使用
する事ができる。
【００５９】（表示手段）前記太陽光発電装置における
表示手段６１３〜６１５は、太陽電池モジュール外囲体
を構成する非太陽電池部材に設置される。非太陽電池部
材の設置場所としては、特に限定がないが、被測定対象
の太陽電池モジュールと離れている事が望ましく、更に
望ましくは太陽電池モジュール外囲体の設置面の端部で
ある。具体的表示素子としては、特に制限はないが、微
小電流で駆動できる手段がより望ましい。具体的にはＬ
ＥＤやホトクロミズム素子、ＥＬ素子、液晶等の物性を
用いた表示素子や、ピエゾの電歪力や磁石とコイルの電
磁力を用いた機械的表示素子があげられる。
【００６０】本太陽電池モジュール外囲体に表示手段６
１３〜６１５をまとめた太陽光発電装置によれば、従来
の太陽電池モジュールのように太陽電池モジュールごと
に表示手段を設けられていないのでその分の部材を低減
できる他、太陽電池モジュールの受光面側の領域を最大
限、光発電に利用できる。また、表示に関係する設計上
の制約がなくなるので設置自由度をあげる事ができる。
【００６１】＜第２の実施形態＞図７は、太陽光発電装
置の第２の実施形態を示し、すなわち、屋内電力関連機
器内に表示手段を設けた太陽光発電装置の１構成例を示
す。
【００６２】７０１から７０６は前記図１〜図５のいず
れかに示した構成を有する太陽電池モジュール、７０７
は接続箱であり、該接続箱には、各太陽電池モジュール
７０１〜７０６の通信手段の通信端子Ａからの出力信号
を集め、それを集中的に表示する表示手段７０９が設け
られている。７０８はインバータであり、該接続箱７０
７とインバータ７０３により電力関連機器を形成する。
なお、７１０は付加的に設けられる記憶手段、７１１は
外部通信手段である。
【００６３】（表示手段）前記太陽光発電装置における
表示手段７０９は、屋内に設置されている電力関連機器
内部に設けられる。設置場所としては、電力関連機器の
うち、特に限定がないが、被測定体である太陽電池モジ
ュールの出力が直接入力される機器が望ましく、具体的
には、接続箱やインバータが挙げられる。表示手段とし
ては、特に制限はないが、微小電流で駆動できる手段が
より望ましい、具体的にはＬＥＤやホトクロミズム素
子、ＥＬ素子、液晶等の物性を用いた表示素子やピエゾ
の電歪力や磁石とコイルの電磁力を用いた機械的表示素
子があげられる。
【００６４】（記憶手段）記憶手段７１０は、前記表示
手段の内容を記録する手段である。記憶手段７１０とし
ては、公知の集積回路メモリ等が使用できる。なお、太
陽光発電装置は、夜間は発電することができないことか
ら、光発電を記憶手段の電源としている場合には夜間は
電源が切れるため、記憶手段７１０としては、不揮発性
メモリがより好適である。なお、記憶手段７１０は、本
発明における必須の構成要件ではない。
【００６５】（外部通信手段）外部通信手段７１１は、
前記表示手段の表示内容もしくは記憶手段の記憶内容を
電話回線等の既存の通信回線を用いて通信して、施工業
者等に故障を通知する手段である。外部通信手段７１１
としては、公知の集積回路等のモデムが使用できる。
【００６６】外部通信手段７１１を設ければ、故障が発
生した際には、施工業者や電力会社等にその旨を通報す
るシステムの構築も可能であり、メンテナンス性の向上
を図る事ができる。
【００６７】本実施形態によれば、作業者が屋根の上
（太陽電池モジュールの設置面）で故障した太陽電池モ
ジュールを特定する作業が不要である。更に、記憶手段
７１０を併用すれば、日射の大きい時の検査結果を記録
しておく事ができ、その記憶内容を利用することによ
り、メンテナンス作業が、天候に左右されることがなく
なり、作業性及び安全性を向上できる。
【００６８】
【実施例】以下、更に詳しく説明する。
【００６９】＜実施例１＞図８〜図１１に本発明による
第１の実施例を図示し、以下に説明を行なう。
【００７０】図８は、所謂スーパーストレート構造と呼
ばれる太陽電池モジュールの代表的構成を、本発明に適
用した例の概略平面図、Ｘ−Ｘ概略断面図、端子箱の拡
大図である。以下、各部の説明を行なう。
【００７１】本実施例の太陽電池モジュール１００１の
構成は以下の構成からなる。
【００７２】８０１は単結晶シリコン太陽電池素子、８
０２は集電電極、８０３は前記太陽電池素子８０１を直
列化して太陽電池モジュールの出力端子に導くインター
コネクタ部材、８０４は太陽電池モジュールの出力端子
を内蔵する端子箱である。該端子箱８０４の内部には、
図８（ｃ）に示すように、バイパスダイオード８０５
と、電気的パラメータ検出手段と通信手段とを内蔵した
集積回路８１０が内蔵され、通信手段の出力端子も該端
子箱の中に設置される。８０６は表面保護のためのガラ
スカバー、８０７は、太陽電池素子８０１を封止するシ
リコン樹脂、８０８はテドラー／アルミ／テドラーから
構成される裏面防湿材、８０９は該太陽電池モジュール
を機械的に保持するためのアルミフレーム枠である。
【００７３】本太陽電池モジュール１００１は、通信手
段を有する集積回路を端子箱８０４内に設けるため、集
積回路等の組み込みが容易にでき、また、生産時の調整
等も容易に行なえる利点を有する。
【００７４】図９は、前記太陽電池モジュール１００１
の回路図を示したものである。９０１は集積回路８１０
に搭載される電気的パラメータ検出手段と通信手段の等
価回路を示す。電気的パラメータ検出手段と通信手段
は、抵抗分割器９０２により得られる電圧Ｖ１を、ツェ
ナーダイオードと抵抗の直列回路から成る定電圧回路９
０３で作成される基準電圧Ｖｆと比較するコンパレータ
９０４と、その比較出力を通信端子Ａに導くライン９０
５とで構成されている。
【００７５】図１０は、前記太陽電池モジュールを利用
して作成した太陽光発電装置のブロック構成図である。
以下各部の説明を行なう。
【００７６】１００１は図８及び図９で説明した太陽電
池モジュール、１００２はブロッキングダイオード、１
００３は太陽電池モジュールの通信信号を受けて点灯す
る発光ダイオードである。１００４は該発光ダイオード
を含む表示手段を示している。
【００７７】太陽電池モジュール１００１は、２つをペ
アーとし、ブロッキングダイオード１００２を介して並
列接続されて１ブロックを形成した後、各ブロックが直
列に接続され、これにより太陽電池アレイ１０１０が構
成されている。表示手段１００４は、太陽電池モジュー
ル１００１の通信手段から出力された信号を発光ダイオ
ード１００３で表示できるように、各ブロックに一つ、
並列に接続されている。
【００７８】本構成における太陽電池アレイは、上記ブ
ロックから構成されており、太陽電池アレイの電気出力
は、最終的に１００５の接続箱に導かれ、該接続箱１０
０５に内蔵された直流開閉器１００７を経て、系統連系
インバータ１００６に至り、該系統連系インバータ１０
０６により交流配線系統に接続されて電力として利用さ
れる。なお、１００８は雷による機器の破損を防止する
ための避雷素子である。
【００７９】図１１は、太陽電池モジュール１００１、
前記太陽電池モジュール１００１の枠体を保持する太陽
電池モジュール外囲体１１００の概略平面図、Ｘ−Ｘ概
略断面図を示し、この外囲体１１００を既設の波板屋根
１００９の上に設置した状態を示している。太陽電池モ
ジュール１００１の枠体はアルミニューム合金製のフレ
ーム枠（アルミフレーム枠）８０９から成る。フレーム
枠８０９の四隅は、波板屋根１００９に取り付けられた
ボルト１１０２を使用して固定部材１１０３により、挟
持固定されている。１１０４は太陽電池モジュール１１
０１毎に設けられた端子箱、１１０５はこの端子箱１１
０４から引き出された接続ケーブルである。該接続ケー
ブル１１０５によって各太陽電池モジュール１００１は
互いに接続される。また、太陽電池アレイに隣近する非
太陽電池部材１１０６に内蔵された表示手段にも接続ケ
ーブル１１０５によって太陽電池モジュール１００１は
連結され、表示手段の発光ダイオード１００３と電気的
に接続される。これにより各太陽電池モジュール１００
１の通信出力が各ブロックごとに集められて表示され
る。
【００８０】上記構造において、故障した太陽電池モジ
ュールの特定は以下の様にして行なう。
【００８１】太陽電池アレイ１０１０中の太陽電池モジ
ュール１００１が正常な場合、図１０の太陽電池モジュ
ール１００１の通信端子Ａで得られる通信信号はＯＮ状
態にあり、図１１の非太陽電池部材１１０６に内蔵され
た発光ダイオード１００３は常に点灯状態にある。作業
者は、日中に屋根に登り、非太陽電池部材１１０６の非
点灯の発光ダイオードを調べれば、太陽電池モジュール
１００１に影をおとすことなく、対応する故障した太陽
電池モジュールの特定を行なう事ができる。
【００８２】本実施例では既設の屋根への施工例を示し
たが、建材一体型太陽電池モジュールと、一般屋根材を
太陽電池モジュール外囲体として混ぜ葺きして、非太陽
電池部材である一般屋根材に前記表示手段を内蔵しても
かまわない。
【００８３】本実施例の構成によれば、上述の保守作業
上の問題点を解決できる他、各太陽電池モジュールの通
信出力を並列単位ごとに集めて表示する形態とすること
で、表示手段と通信手段の間のインターフェースが極め
て単純に構成できる利点を有している。
【００８４】＜実施例２＞図１２〜図１６に本発明によ
る第２の実施例を示し、以下に説明を行なう。
【００８５】図１２は、本発明を実施した太陽電池モジ
ュール付き建材としての屋根材一体型太陽電池モジュー
ル１２００の一例の概略平面図、Ｘ−Ｘ概略断面図、Ｙ
−Ｙ概略断面図である。以下、その構成要素について説
明を行なう。
【００８６】１２０１はアモルファス太陽電池素子、１
２０２はバイパスダイオード、１２０３は太陽電池素子
１２０１を直列接続し、端子箱１２０４、１２０５に電
気出力を導くインターコネクタ部材、１２０４はプラス
側端子箱、１２０５はマイナス側端子箱であり、１２０
４のプラス側端子箱には電圧検出用の配線も導かれてい
る。
【００８７】１２０６は表面カバー部材であるガラス
板、１２０７はエチレンビニルアセテートと無機充填材
を含浸した封止樹脂、１２０９は建材用塗装鋼板、１２
０８は前記塗装鋼板１２０９とインターコネクタ部材１
２０３を絶縁するためのポリエチレンフィルムである。
前記建材用鋼板１２０９は、建材として使用するために
垂下部１２１０なる構造を有しており、該垂下部を利用
して屋根上等に固定される。
【００８８】図１３は、上記太陽電池モジュール１２０
０の回路図を示す。
【００８９】アモルファス太陽電池素子１２０１には、
個別にバイパスダイオード１２０２が設けられ、それら
が順次直列に接続されて太陽電池モジュール１２００を
構成している。また、プラス側端子箱１２０４には、そ
の内部の回路に太陽電池モジュールの電力を供給する定
電圧回路１３０４と、太陽電池モジュール１２００の電
圧が一定電圧以上である事を検知するコンパレータ回路
１３０５と、該コンパレータの出力により固有の信号を
発生し、出力する信号発生手段１３０６と、太陽電池モ
ジュール１２００の直流出力に該発振信号を重畳する手
段であるトランス１３０７が設置されている。信号発生
手段１３０６としては、固有の周波数信号を発振する発
振回路を用いた。太陽電池モジュール１２００が故障す
ると、信号発生手段１３０６への電力供給は絶たれるの
で、周波数信号は発生されなくなる。
【００９０】図１４に示すように、本実施例において
は、上記屋根材一体型太陽電池モジュール１２００を用
いて屋根が構築される。これは、屋根下地材１４０１上
に防水シート１４０２（あるいは捨て屋根）を施工した
後、固定部材１４０３を施工して、該固定部材１４０３
と前記垂下部１２１０とを嵌合する事により、屋根下地
材１４０１上に固定する構造を有している。
【００９１】本屋根構造は、外観は横葺きの屋根構造と
同様な外観を有する特徴がある。しかも垂下部１２１０
に機械的変位を加えれば容易に、１枚の屋根材一体型太
陽電池モジュールごとにはずすことができるので部分的
な葺き替えが可能であるため、個別交換が容易であると
いう利点を有している。
【００９２】図１５は、本太陽電池モジュール１２００
を利用した太陽光発電装置のブロック構成図を示してい
る。
【００９３】１２００は上述の太陽電池モジュール、１
５０２は接続箱１５０５と系統連系インバータ１５０７
を含む電力関連機器を示す。
【００９４】本構成の太陽電池アレイ１５１０は、３つ
の太陽電池モジュール１２００の第１の直列体１５１１
と、他の３つの太陽電池モジュール１２００の第２の直
列体１５１２からなる。各太陽電池モジュール１２００
には、それぞれ信号発生手段１３０６（発振回路）が内
蔵されており、それぞれ、ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ
４、ｆ５の固有周波数を発振する。第１の直列体１５１
１と第２の直列体１５１２は、それぞれ１５０３の直流
開閉器を介して、ブロッキングダイオード１５０４に接
続されて、ここで最終的に電気出力が束ねられ、系統連
系インバータ側の直流開閉器１５０６と、前記系統連系
インバータ１５０７を介して交流配電系統（電力系統）
に接続される。１５０８は、太陽電池モジュール１２０
０が個別に有する固有周波数信号の有無や相異に基づい
て前記故障情報を取り出すための信号分離手段であり、
１５０９は該信号を基にして個別に太陽電池の状態を表
示する表示手段である。
【００９５】図１６を用いて、故障した太陽電池モジュ
ールの特定方法を説明する。図１５中に示す系統Ａ及び
系統Ｂの測定点における出力電圧の波形は、正常状態下
では、図１６のグラフ１、グラフ２に表示される状態と
なっている。ここで、図１５中の系統Ａの、周波数ｆ１
の信号を生成する発振回路を内蔵する太陽電池モジュー
ルが故障したとすれば、ｆ１の信号は生成されなくなる
ので、図１６のグラフ１の信号（ｆ０＋ｆ１＋ｆ２）は
グラフ３の信号（ｆ０＋ｆ２）に変化する。すなわち、
出力電圧の低下及び、重畳される周波数ｆ１の信号の欠
落という現象となってあらわれる。この信号状態から、
周波数ｆ１の信号を生成する発振回路を内蔵する太陽電
池モジュールの故障が特定できる。図１６のグラフ４
は、図１５中の系統Ｂの、周波数ｆ３、ｆ４の信号を生
成する発振回路を内蔵する２つの太陽電池モジュールが
相方とも故障した状態を表している。この信号状態か
ら、周波数ｆ３、ｆ４の信号を生成する発振回路を内蔵
した太陽電池モジュールの故障が特定できる。
【００９６】なお、使用する周波数は、太陽電池モジュ
ールが有する静電容量との関係で決定する事が望まし
い。これは金属外郭部を有する太陽電池モジュールは、
アース接地されている場合が多く、周波数信号は、この
静電容量の影響を受けて減衰する。たとえば、本実施例
のように太陽電池素子として金属基板を有するアモルフ
ァス太陽電池を用いた場合においては、１ｍ2あたり約
６０ｐＦもの静電容量が存在するため、高周波は減衰が
大きく、高周波を利用する場合は大きな振幅が必要にな
る。一方、太陽電池素子自身がアンテナとなって屋外に
電波を放射するのを防ぐ必要から、振幅は抑えねばなら
ず、バランス的には１ＭＨｚ以上の周波数を重畳する事
は望ましくない。なお、多結晶太陽電池素子や金属基板
を用いない太陽電池素子では静電容量が減少するため、
より高い周波数を用いる事はもちろん可能である。
【００９７】本実施例の一つの特徴は、太陽電池モジュ
ールの電気出力に周波数信号を重畳することであり、こ
れにより前記電力関連機器内に、いずれの太陽電池モジ
ュールが故障したかに関する情報を電力出力線から取り
出す事である。このような構成により、かかる信号を搬
送するための専用配線を設ける必要がないことから、施
工、保守が容易となり、さらには専用配線の材料費を削
減することができる。
【００９８】信号分離手段１５０８は、上に述べた周波
数の相異に基づいて太陽電池モジュール１２００の故障
情報を取り出し、該信号を基にして表示手段１５０９が
個別の太陽電池モジュールの状態を表示する。
【００９９】本実施例では、表示手段１５０９が接続箱
１５０５に設けられている。信号抽出はブロッキングダ
イオード１５０４の手前で行われる。これは、直列体の
多数の箇所で故障が発生した時、ブロッキングダイオー
ド１５０４によって電気出力が完全に遮断されて信号自
体も伝達されなくなるのを防ぐためである。
【０１００】上記信号分離手段１５０８及び表示手段１
５０９は既存の半導体技術を利用して構成することがで
きる。例えば、信号分離手段１５０８の具体的な例とし
てはバンドパスフィルターが挙げられ、これによる信号
分離等が使用できる。また例えば、Ａ／Ｄ変換器でデジ
タル信号に分解した後、コンピュータによる既存の周波
数分解アルゴリズム等の復調方法により周波数成分を分
離して、故障した太陽電池モジュールの特定を行うこと
も可能である。
【０１０１】＜実施例３＞図１７〜図２３に本発明によ
る第３の実施例を示し、以下に説明を行なう。
【０１０２】図１７は、サブストレート型太陽電池モジ
ュール１７００の一例を示す概略平面図、Ｘ−Ｘ概略断
面図である。以下、その構成要素について説明を行な
う。
【０１０３】１７０１はアモルファス太陽電池素子、１
７０２はバイパスダイオード、１７０３は太陽電池素子
１７０１を直列接続し、端子箱１７０４、１７０５に電
気出力を導くインターコネクタ部材、１７０４はプラス
側端子、１７０５はマイナス側端子である。プラス側端
子１７０４を設けている場所には隣接して電圧検出用の
マイナス端子１７０６も導かれている。１７０７は表面
カバー部材であるフッ素樹脂フィルム、１７０８はエチ
レンビニルアセテートと無機充填材を含浸した封止樹
脂、１７０９はガルバリウム鋼板、１７１０は前記ガル
バリウム鋼板とインターコネクタ部材を絶縁するための
ポリエチレンフィルム、１７１１は前記インターコネク
タを表面から隠すために使用される化粧用の黒ポリエチ
レンフィルムである。
【０１０４】図１８は上記太陽電池モジュール１７００
の回路構成であり、バイパスダイオード１７０２は各太
陽電池素子１７０１に設置されている。
【０１０５】本実施例ではさらに、図１９の回路構成に
しめされる電圧検出用プラス端子１７０６’をもつ同様
な形状を有する太陽電池モジュール１９００も用意す
る。
【０１０６】図２１は、上記太陽電池モジュール１７０
０及び１９００を用いて構成した太陽電池付き建材たる
屋根パネル２０００の構成例を示す模式的斜視図であ
る。屋根パネル構造部材２１０１上に、相対する辺を上
向きに折り曲げて垂上部を形成した太陽電池モジュール
１７００及び１９００を配置し、該垂上部に吊り子２１
０２を係合させて前記構造部材にドリルビス等で固定す
る。２１０３は片吊り子であり、該吊り子は屋根パネル
の端部で太陽電池モジュール１７００を固定している。
２１０４は、太陽電池モジュール１７００と１９００の
間の間隙部を覆うキャップ部材である。また、電圧検出
用の検査端子は、該モジュールの中央部に配置されるよ
うに太陽電池モジュールに固定する。２１０５は、各太
陽電池モジュールの配線を接続する端子箱であり、本実
施例では、通信手段は該端子箱内部に設けられている。
【０１０７】図２０は、上記屋根パネル２０００のブロ
ック構成図であり、１７００、１９００は図１７、図１
８、図１９に示した太陽電池モジュール、２００３、２
００４は電気的パラメータ検出手段たる電圧検出コンパ
レータ回路、２００５、２００６は前記電圧検出コンパ
レータ回路の出力を受けて固有の信号を発生し、送り出
す信号発生手段、２００７は、前記各回路に電源を供給
する電源回路である。信号発生手段２００５、２００６
で発生された信号は、トランスから成る重畳手段２００
８で太陽電池モジュールの出力線に重畳されるしくみに
なっている。通信手段は、信号発生手段２００５、２０
０６と重畳手段２００８とからなる。なお、２００９が
電気的パラメータ検出手段と通信手段の範囲（検出通信
部）を示しており、公知の半導体技術により１チップに
おさめることが可能である。
【０１０８】図２２は、上記太陽電池付き屋根パネル２
０００を屋根上に施工する様子を示している。母屋２２
０１等の屋根の構造部材の上に、本屋根パネルをクレー
ン等で吊り上げ、そのまま施工する事が可能である。設
置された屋根パネル２０００は、隣接する屋根パネルと
間隙部において接続コネクタ２２０２により電気配線が
接続され、また、該間隙部において母屋等の屋根の構造
部材とも固定される。
【０１０９】図２３は、前記太陽電池モジュール付き屋
根パネルを利用した太陽光発電装置の一例を示すブロッ
ク構成図である。２０００は上記太陽電池モジュール付
き屋根パネル、２３０２は上記太陽電池モジュール付き
屋根パネルによって構成される太陽電池アレイからの電
力を集電する接続箱である。該接続箱２３０２には、２
３０４の太陽電池アレイ側の直流開閉器、ブロッキング
ダイオード２３０５、避雷素子２３０６、パワーコンデ
ィショナー２３１１側の３線式直流開閉器２３０７が設
けられいる。
【０１１０】本構成の太陽電池発電装置は、まず互いに
異なる信号を発生する信号発生手段を有する太陽電池モ
ジュール付き屋根パネル２０００を直列接続してなる第
１の直列体２３１３と、互いに異なる信号を発生する信
号発生手段を有する太陽電池モジュール付き屋根パネル
２０００を直列接続してなる第２の直列体２３１４の電
気出力線を、それぞれ、接続箱２３０２に導き、直流開
閉器２３０４を介してブロッキングダイオード２３０５
に接続することにより、電気出力を集め、そして、３線
式直流開閉器２３０７を介してインバータ２３１１に接
続され、該インバータ２３１１を介して交流配電系統に
接続される。
【０１１１】２３０３は交流系統と接続するためのパワ
ーコンディショナーである。本実施例では、信号分離手
段２３０８と表示手段２３０９はパワーコンディショナ
ー内に内蔵されている。この他、２３１０はマイクロコ
ンピュータ、２３１１はインバータ、２３１２は記憶手
段であり、これらが、前記パワーコンディショナー２３
０３に内蔵されている。そして、信号分離手段２３０８
は、太陽電池モジュール付き屋根パネル２０００の信号
発生手段２００５、２００６（図２０）がそれぞれ発生
している信号の有無や相異に基づいて故障情報を取り出
し、マイクロコンピュータ２３１０は、これに基づき、
太陽電池モジュール１７００、１９００（図２０）の動
作状態の適否を表示手段２３０９に表示させる。この故
障した太陽電池モジュールや故障の日時等は記憶手段２
３１２に記憶され、故障原因の調査等に利用される。
【０１１２】なお、実施例２と同様にして信号の分離を
行えばマイクロコンピューターのプログラム次第で、任
意のディジタル変調に対応した復調ができ、信号検出が
できる。また故障した太陽電池モジュールの特定は実施
例２と同様に行なえる。そのため、ここでは詳しい説明
を省略する。
【０１１３】本実施例は、太陽電池モジュールごとに設
けられる信号発生手段が発生する信号のうち、２つの信
号発生手段が発生する信号を１つの重畳手段により太陽
電池モジュールの電気出力に重畳するという特徴を有す
る。このような構成により、各太陽電池モジュールごと
に重畳手段を設ける必要がないため、その分、低コスト
で太陽電池発電装置を提供することができる。なお、本
実施例は、屋根パネル２０００に、２つの太陽電池モジ
ュール１７００、１９００と２つの信号発生手段２００
５、２００６と１つの重畳手段２００８とを設ける一例
を示しているが、２つの信号を１つの重畳手段により太
陽電池モジュールの電気出力に重畳することを、かかる
屋根パネルという形態にとらわれず行えることは言うま
でもない。また、２以上の信号発生手段が発生する２以
上の信号を、１つの重畳手段を用いて太陽電池モジュー
ルの電気出力に重畳することも同様に可能である。これ
により、さらなるコストダウンを図ることができる。ま
た、信号発生手段としては、何らかの信号を発生する回
路を用いることができ、その信号としては、正弦波、三
角波、矩形波等の周期的信号や入力信号に応じて発生さ
れる周期的でない断続的な信号であってもよい。信号発
生手段の具体例としては、実施例２において用いた発振
回路や、ディジタル変調回路等が挙げられる。特に、デ
ィジタル変調回路を用いることにより、誤り訂正等の技
術を利用して故障した太陽電池モジュールの特定の信頼
性を高めることができることから、ディジタル変調回路
はより好ましい。
【０１１４】また、表示手段をパワーコンディショナー
側に設ける事により、それらと、パワーコンディショナ
ー側の制御用コンピュータや表示装置との兼用が図れる
ため、部品点数を減少させることができ、低コストで太
陽光発電装置を提供することができる。また、記憶手段
を備える事で、故障の経緯等の情報の蓄積ができ、故障
原因の調査に利用できる情報を残せる他、太陽電池モジ
ュールを交換する際にいちいち晴天の日に行なう必要が
なくなる利点を有している。
【０１１５】＜実施例４＞図１３及び図１５に示される
各太陽電池モジュール１２００が有する信号発生手段１
３０６として、パルス信号発生回路を用いた以外は、実
施例２と同様にして太陽光発電装置を構成した。
【０１１６】６個の太陽電池モジュール１２００が有す
るパルス信号発生回路１３０６は、それぞれ互いに異な
るパターンのパルス信号を発生する。いわば、各太陽電
池モジュールは、それぞれＩＤ情報を有している。な
お、太陽電池モジュール１２００が故障すると、その太
陽電池モジュールに取り付けられているパルス信号発生
回路１３０６への電力供給は断たれるので、そのパルス
信号発生回路１３０６は信号を発生しなくなる。
【０１１７】図２５（ａ）は、第１の直列体１５１１を
構成する３個の太陽電池モジュール１２００が有するパ
ルス信号発生回路１３０６が発生する信号のパターンの
一例を示している。それぞれの信号パターンをｐ１、ｐ
２、ｐ３と呼ぶ。
【０１１８】３個の太陽電池モジュールが正常に作動し
ている場合には、信号ｐ１、ｐ２、ｐ３が重畳されるこ
とから、図２５（ｂ）に示される信号が系統Ａの太陽電
池モジュールの電気出力に重畳される。信号ｐ１を有す
る太陽電池モジュールが故障している場合には、信号ｐ
１は系統Ａに重畳されないことから、図２５（ｃ）に示
される信号が系統Ａの太陽電池モジュールの電気出力に
重畳される。同様に、図２５（ｄ）は、信号ｐ２を有す
る太陽電池モジュールが故障している場合において、系
統Ａに重畳される信号を示している。同様に、図２５
（ｅ）は、信号ｐ３を有する太陽電池モジュールが故障
している場合において、系統Ａに重畳される信号を示し
ている。信号ｐ１を有する太陽電池モジュールだけが正
常に作動しており、第１の直列体１５１１の他の太陽電
池モジュールが故障している場合には、図２５（ａ）に
示される信号ｐ１のみが系統Ａに重畳される。同様に、
信号ｐ２を有する太陽電池モジュールだけが正常に作動
している場合には、図２５（ａ）に示される信号ｐ２の
みが系統Ａに重畳される。同様に、信号ｐ３を有する太
陽電池モジュールだけが正常に作動している場合には、
図２５（ａ）に示される信号ｐ３のみが系統Ａに重畳さ
れる。
【０１１９】このように、第一の直列体１５１１を構成
する３個の太陽電池モジュールのうち、（１）すべて正
常に作動している場合、（２）いずれか一個のみが故障
している場合、（３）いずれか一個のみが正常に作動し
ている場合（他の２個の太陽電池モジュールは故障）、
のそれぞれの場合において、系統Ａに重畳される信号は
それぞれ異なる。そして、（２）の場合において、３個
の太陽電池モジュールのうちいずれが故障しても、それ
ぞれ異なる信号が系統Ａに重畳される。また、同様に、
（３）の場合において、３個の太陽電池モジュールのう
ちいずれか１個だけが正常に作動している場合でも、そ
れぞれ異なる信号が系統Ａに重畳される。したがって、
故障した太陽電池モジュールを特定することができる。
【０１２０】なお、本実施例では、信号ｐ１、ｐ２、ｐ
３を同期させているが、これらの信号を同期させなくて
もよい。例えば、信号ｐ１、ｐ２、ｐ３が発生するタイ
ミングをズラして、信号ｐ１、ｐ２、ｐ３が全く重なら
ないようにすれば、信号ｐ１、ｐ２、ｐ３のパターンは
互いに異なることから、容易に信号ｐ１、ｐ２、ｐ３の
有無を判別することができる。
【０１２１】以上のように、実施例２、実施例３、実施
例４の太陽光発電装置の各太陽電池モジュールは、それ
ぞれＩＤ情報を有している。すなわち、実施例２におい
ては、それぞれの太陽電池モジュールがそれぞれ異なる
周波数信号を有しており、かかる異なる周波数信号が、
それぞれの太陽電池モジュールのＩＤ情報である。実施
例３においても、同様に、異なる周波数信号や、デジタ
ル変調回路から発生する信号等をＩＤ情報として用いて
いる。実施例４においては、互いに異なるパターンのパ
ルス信号をＩＤ情報として用いている。このように、各
太陽電池モジュールが、それぞれＩＤ情報を有すること
により、故障した太陽電池モジュールを特定することが
できる。信号発生手段が発生する信号（ＩＤ情報）とし
ては、上述したように、正弦波、三角波、矩形波（パル
ス）等の周期的信号を用いることができ、また、入力信
号に応じて発生される周期的でない断続的な信号をも用
いることができる。
【０１２２】また、信号発生手段は、それに対応する太
陽電池モジュールが作動している間中作動し続けなくて
もよく、定期的に、信号を発生するだけでもよい。定期
的とは、例えば、３０分間隔、１時間間隔、１日間隔等
が挙げられる。これにより、信号発生手段が消費する電
力を削減することができ、太陽電池モジュールからより
多くの電力を取り出すことができる。
【０１２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、太
陽電池モジュール内に通信手段を設けたことにより、作
業者は太陽電池モジュールの近くで故障か否かを確認す
る必要がなくなる。そのため、作業者自身の影が太陽電
池モジュールにかかるのを防ぐことが可能になり、これ
により、より正確な故障の判定ができる。。
【０１２４】また、通信手段からの信号を受け取る表示
手段を、太陽電池モジュール外囲体を形成する非太陽電
池部材内に集約することにより、表示手段の部材費を節
約することができる。
【０１２５】また、通信手段からの信号を受け取る表示
手段を屋内の電力関連機器に内蔵した構成によれば、作
業者が故障した太陽電池モジュールの特定のために太陽
電池モジュールの設置面に登る必要がなくなり、作業量
が削減されるので、保守性が向上する。
【０１２６】更に、電話回線等を使用した外部との通信
手段を設けることで、電力機器等に内蔵されるコンピュ
ータと連動させて運転させることが可能になり、従来の
故障検知より多くの時間的、パラメー夕的情報から、よ
り精密な故障検知が可能になる。
【０１２７】また、太陽電池モジュールごとに特定の信
号を発生する信号発生手段を設けることにより、かかる
信号の有無、相異等により、故障した太陽電池モジュー
ルを特定することができる。
【０１２８】また、信号発生手段が発生する信号を、重
畳手段を用いて太陽電池モジュールの電気出力に重畳す
ることにより、太陽電池モジュールの電気出力ケーブル
をかかる信号の搬送経路として利用できる。これによ
り、かかる信号をインバーター等の電力関連機器にまで
容易に搬送することができる。また、かかる信号を搬送
するための専用配線を設ける必要がないことから、施
工、保守が容易となり、さらには、専用配線の材料費を
削減することができる。
【０１２９】以上のように、本発明によれば、容易に故
障した太陽電池モジュールを特定することが可能とな
り、保守性が向上する。
【図面の簡単な説明】【図１】本発明の太陽電池モジュールの第１の実施形態
を示すブロック図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態
を示すブロック図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの第３の実施形態
を示すブロック図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの第４の実施形態
を示すブロック図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールの第５の実施形態
を示すブロック図である。
【図６】本発明の太陽光発電装置の第１の実施形態を示
すブロック図である。
【図７】本発明の太陽光発電装置の第２の実施形態を示
すブロック図である。
【図８】本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールを
示したもので、（ａ）はその概略平面図、（ｂ）はその
Ｘ−Ｘ概略断面図、（ｃ）は端子箱の部分の拡大図であ
る。
【図９】本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの
等価回路を示した回路図である。
【図１０】本発明の実施例１に係る太陽光発電装置のブ
ロック構成図である。
【図１１】本発明の実施例１に係る太陽電池モジュール
外囲体を示したもので、（ａ）はそのＸ−Ｘ概略断面
図、（ｂ）はその概略平面図である。
【図１２】本発明の実施例２に係る太陽電池モジュール
を示したもので、（ａ）はその概略平面図、（ｂ）はそ
のＸ−Ｘ概略断面図、（ｃ）はそのＹ−Ｙ概略断面図で
ある。
【図１３】本発明の実施例２に係る太陽電池モジュール
の等価回路を示した回路図である。
【図１４】本発明の実施例２に係る太陽電池モジュール
外囲体の構成図である。
【図１５】本発明の実施例２に係る太陽光発電装置のブ
ロック構成図である。
【図１６】本発明の実施例２に係る周波数信号の説明図
である。
【図１７】本発明の実施例３に係る太陽電池モジュール
を示したもので、（ａ）はその概略平面図、（ｂ）はそ
の概略断面図である。
【図１８】本発明の実施例３に係る第１の太陽電池モジ
ュールの等価回路を示した回路図である。
【図１９】本発明の実施例３に係る第２の太陽電池モジ
ュールの等価回路を示した回路図である。
【図２０】本発明の実施例３に係る太陽電池付き屋根パ
ネルのブロック構成図である。
【図２１】本発明の実施例３に係る太陽電池付き屋根パ
ネルの模式的斜視図である。
【図２２】本発明の実施例３に係る太陽電池付き屋根パ
ネルの施工方法を示す図である。
【図２３】本発明の実施例３に係る太陽光発電装置のブ
ロック構成図である。
【図２４】従来からの太陽電池モジュールの構成例を示
した回路図である。
【図２５】本発明の実施例３に係る信号の説明図であ
る。
【符号の説明】 １０１ 太陽電池素子 １０２ 動作電流検知手段 １０３ 通信手段 １０４ バイパスダイオード １０５ 太陽電池モジュール ２０１ 太陽電池素子 ２０２ 動作電流検知手段 ２０３ 通信手段 ２０４ バイパスダイオード ２０５ 太陽電池モジュール ２０６ 演算手段 ２０７ 電圧検知手段 ３０１ 太陽電池素子 ３０２ 動作電流検知手段 ３０３ 通信手段 ３０４ バイパスダイオード ３０５ 太陽電池モジュール ３０６ 演算手段 ３０７ 電圧検知手段 ４０１ 太陽電池素子 ４０２ バイパス電流検知手段 ４０３ 通信手段 ４０４ バイパスダイオード ４０５ 太陽電池モジュール ５０１ 太陽電池素子 ５０３ 通信手段 ５０４ バイパスダイオード ５０５ 太陽電池モジュール ５０７ 動作電圧検知手段 ６０１〜６０６ 太陽電池モジュール ６０７〜６１２ ブロッキングダイオード ６１３〜６１５ 表示手段 ６１６ 屋内電力関連機器（インバータ等） ７０１〜７０６ 太陽電池モジュール ７０７ 接続箱 ７０８ インバータ ７０９ 表示手段 ７１０ 記憶手段 ７１１ 外部通信手段 ８０１ 単結晶シリコン太陽電池素子 ８０２ 集電電極 ８０３ インターコネクタ部材 ８０４ 端子箱 ８０５ バイパスダイオード ８１０ 集積回路 ８０６ 表面保護のためのガラスカバー ８０７ 太陽電池素子を封止するシリコン樹脂 ８０８ 裏面防湿材 ８０９ アルミフレーム枠 ８１０ 集積回路 ９０１ 等価回路 ９０２ 抵抗分割器 ９０３ 定電圧回路 ９０４ コンパレータ ９０５ ライン １００１ 太陽電池モジュール １００２ ブロッキングダイオード １００３ 光ダイオード １００４ 表示手段 １００５ 接続箱 １００６ 系統連系インバータ １００７ 直流開閉器 １００８ 避雷素子 １００９ 波板屋根 １０１０ 太陽電池アレイ １１００ 太陽電池モジュール外囲体 １１０１ 太陽電池モジュール １１０２ ボルト １１０３ 固定部材 １１０４ 端子箱 １１０５ 接続ケーブル １１０６ 非太陽電池部材 １２００ 屋根材一体型太陽電池モジュール １２０１ アモルファス太陽電池素子 １２０２ バイパスダイオード １２０３ インターコネクタ部材 １２０４ プラス側端子箱 １２０５ マイナス側端子箱 １２０６ ガラス板（表面カバー部材） １２０７ 封止樹脂 １２０８ ポリエチレンフィルム １２０９ 建材用塗装鋼板 １２１０ 垂下部 １３０４ 定電圧回路 １３０５ コンパレータ回路 １３０６ 発振回路 １３０７ トランス １４０１ 屋根下地材 １４０２ 防水シート １４０３ 固定部材 １５０２ 電力関連機器 １５０３ 直流開閉器 １５０４ ブロッキングダイオード １５０５ 接続箱 １５０７ 系統連系インバータ １５０８ 信号分離手段 １５０９ 表示手段 １５１０ 太陽電池アレイ １５１１ 第１の直列体 １５１２ 第２の直列体 １７００ サブストレート型太陽電池モジュール １７０１ アモルファス太陽電池素子 １７０２ バイパスダイオード １７０３ インターコネクタ部材 １７０４ プラス側端子 １７０５ マイナス側端子 １７０６ 電圧検出用のマイナス端子 １７０６’ 電圧検出用のプラス端子 １７０７ フッ素樹脂フィルム（表面カバー部材） １７０８ 封止樹脂 １７０９ ガルバリウム鋼板 １７１０ ポリエチレンフィルム １７１１ 化粧用の黒ポリエチレンフィルム ２０００ 屋根パネル ２００３、２００４ 電圧検出コンパレータ回路 ２００５、２００６ 変調回路 ２００７ 電源回路 ２００８ 重畳手段 ２００９ 検出通信部 ２１０１ 屋根パネル構造部材 ２１０２ 吊り子 ２１０３ 片吊り子 ２１０４ キャップ部材 ２１０５ 端子箱 ２３０２ 接続箱 ２３０３ パワーコンディショナー ２３０４ 太陽電池アレイ側直流開閉器 ２３０５ ブロッキングダイオード ２３０６ 避雷素子 ２３０７ パワーコンディショナー側の３線式直流開閉
器 ２３０８ 信号分離手段 ２３０９ 表示手段 ２３１０ マイクロコンピュータ ２３１１ インバータ ２３１２ 記憶手段 ２３１３ 第１の直列体 ２３１４ 第２の直列体 Ａ 通信端子 Ａ１ 太陽電池素子 Ａ２ バイパスダイオード ２４０１ 太陽電池モジュール Ｂ１、Ｂ２ 磁界発生手段 Ｃ１ 発光手段