新たな状況や要求に適応し、分散型太陽光発電の開発・建設管理を規範化し、分散型太陽光発電の高品質な発展を促進するため、国家能源局は2013年に公布された「分散型太陽光発電プロジェクト管理暫定弁法」を改訂し、2025年1月17日に新たな「分散型太陽光発電開発建設管理弁法」を制定しました。新弁法では、分散型太陽光発電の建設面でより高い要求がなされており、例えば「ストリング単位の故障検出と分離」能力に対して技術的な要求が提起されています。

ユーザーおよび産業用・商業用太陽光プロジェクトでは、パネルの出力が不均一になったり、遮蔽されたり、経年劣化したりすると、電流の逆流やホットスポットなどの問題が発生しやすくなります。これらを解決するには、パネルの状態を評価するための高精度な電流測定が必要です。従来の電流検出ソリューションはサンプリング抵抗（図1に示す）を使用するもので、以下の欠点がありました：1. 温度ドリフトの影響で精度が低下し、誤差が大きい；2. 信号増幅のために増幅器や変調器が必要で、追加コストが高い；3. 応答が遅く、瞬間的な変化を捕捉できない；4. 高電圧化が進む直流母線を絶縁できず、別途絶縁デバイスの設置が必要で安全上のリスクがある；5. 50Aを超える大電流の測定が不可能で、大きな制限がある；6. 破損しやすく、太陽光発電の運用保守コストを増加させる。本日は、ホール効果式閉ループ電流センサーを用いて、太陽光アレイ内の分岐／パネルに対して、絶縁型で高精度、高信頼性のリアルタイム電流検出を行う方法について議論します。

ホール閉ループ電流センサー
動作原理:
一次側電流Ipが発生する磁界と、出力電流Iが補償コイルに発生させる磁界は、大きさが等しく方向が反対です。ホール素子と処理回路は補償コイルと共に動作し、出力電流Ipを生成します。この出力電流Iは測定対象電流の大きさと方向を正確に反映します。磁気コアはゼロ磁束状態で動作するため、磁気コアの非線形性や残留磁気がセンサーの精度に影響を与えません。そのため、ホール閉ループセンサーは精度が高く、非線形歪みが小さいという特徴があります。

技術的特徴:
広帯域幅
測定精度が高い
応答が速い
低温ドリフト
非常に優れた非線形性（歪みが少ない）
挿入損失なし
CS1V 概要
芯森電子のCS1VP00シリーズは、閉ループホール補償原理に基づく高精度、高信頼性、高一致性の国産電流センサーです。CS1V 80 P00、CS1V 100 P00、CS1V 150 P00、CS1V 200 P00、CS1V 250 P00、CS1V 300 P00 など複数のモデルが含まれており、その他の仕様についても顧客の要望に応じてカスタマイズ可能です。
製品特徴:
ホール原理に基づく閉ループ（補償）電流センサー
一次側と二次側の間が絶縁
原材料は UL 94-VO 準拠
優れた直線性
卓越した精度
低温ドリフト
挿入損失なし
適用規格:
IEC 60664-1:2020
IEC 61800-5-1:2022
IEC 62109-1:2010
動作温度: -40～85℃。ほとんどの太陽光発電環境条件を満たします。
絶縁安全特性:
 

パラメータ特性:
電圧出力
電源供給: +5V
測定範囲: 80～250A
動作温度範囲: -40～85℃
代表精度: 1%
応答時間: <3μs
絶縁耐圧: 3kV
瞬時耐圧: 8kV
帯域幅: >200kHz
直線性: 0.1%
上記のパラメータからわかるように、このセンサーは広い測定範囲、高精度で、ストリング単位の測定に適応しています。CS1V-100P00を例にとると、定格測定範囲は±100A、最大270Aの電流測定をサポートし、直線性誤差は±0.1%未満、帯域幅200kHz、出力応答時間はわずか1μsにまで低減されています。このような動的応答能力は、複数のMPPTやストリング電流を比較する際に顕著な優位性を示します。
CS1Vは小型の実装型（はんだ付け）パッケージを採用しており、限られたスペース内のPCB基板（例えば、スマートコンバージョンボックス、太陽光パネル接続ボックス、直流測定モジュールなど）への統合に適しています。PCBへの取り付けレイアウトの参考例を以下に示します：

CS1V 実装方式参考例
標準的な産業用・商業用分散型太陽光発電システムにおいて、CS1Vは以下の位置に配置できます：
MPPTチャネル入力ポート: 各チャネルの発電状況の均一性を判断し、遮蔽やミスマッチの問題を迅速に特定するため。
パネル分岐回路: ホットスポットやケーブル接触不良などの局所的な異常を識別するため。
インバーターDC側: リアルタイムの電力制御に使用するための正確な入力電流サンプリングを提供するため。
CS1V 代表的な応用回路図:
 

結語:
高コストの輸入設備を積み上げたソリューションが常に必要とは限りません。むしろ、国産品で安価かつ適切で、非常に安定した解決が可能な場合があります。政策要求が細分化され、太陽光発電システムの複雑性が継続的に高まる中で、電流センサーの重要性は過去よりもはるかに高まっています。