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技術 太陽電池アレイの検査装置

出願人 株式会社システム・ジェイディー
発明者 小澤淳
出願日 2011年9月26日 (8年7ヶ月経過) 出願番号 2011-208819
公開日 2013年4月18日 (7年0ヶ月経過) 公開番号 2013-069974
状態 特許登録済
技術分野 光起電力装置 光起電力装置
主要キーワード 介装接続 中継端子箱 水銀リレー サージ対策用 ショート事故 タイマ設定時刻 電力用電線 検査結果報告
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

第1に、検査が自動化され、コスト面に優れると共に、第2に、検査データ等を管理すると共に一般補正データ蓄積するデータベースを、容易に構築可能な、太陽電池アレイ検査装置を提案する。

解決手段

この検査装置11は、検査ユニット12を有している。そして検査ユニット12の切換部14は、ストリング3とパワーコンディショナ7間のケーブル接点を、常時閉の続から開の遮断切換え可能である。検査ユニット12の検査実施部15は、ストリング3に入力信号印加可能であると共に、ストリング3からの応答である出力信号を実測可能である。検査ユニット12の制御部16は、検査開始条件が満たされると、切換部14を切換え動作させてから、検査実施部15に検査を実施させる。そして、ストリング3への入力信号と、ストリング3からの出力信号とを比較して、検査結果を得る。

概要

背景

《技術的背景
太陽光発電システムPV)は、最近、設置件数が増加し、大量普及時代へと突入している。
そして機械的動作部分がなく、当初は、設置後20年程度はメンテナンスフリー使用可能とされていた。しかしながら実際は、設置後数年もしない内から、故障,その他の不具合発生が報告されており、その早期発見要請されている。
すなわち、太陽光発電システムの太陽電池アレイ、その構成要素であるストリングそしてモジュールについて、断線クラックハンダ不良等が発生し、発電量が低下することが多々あった。その要因としては、経年劣化施工不良、台風地震小動物による被害、等々が考えられる。
いずれにしても、このような故障,その他の不具合発生の早期発見、つまり性能低下したストリングの早期診断が、最近大きなテーマとなってきている。早期発見,早期診断できれば、その修理等の対策を即取ることが可能となる。

《従来技術》
このような太陽電池アレイの検査方式としては、まず、ストリング出力端からの電流電圧テスターで測定し、もって、故障,その他の不具合を発見する検査方式が挙げられる。
これに対し最近、太陽電池アレイ専用の検査装置も開発,使用されている。例えば、ストリング端子入力信号印加すると共に、ストリングからの応答である出力信号を実測し、両信号の波形比較等により、故障,その他の不具合を発見せんとする検査装置も、実用化されている。

概要

第1に、検査が自動化され、コスト面に優れると共に、第2に、検査データ等を管理すると共に一般補正データ蓄積するデータベースを、容易に構築可能な、太陽電池アレイの検査装置を提案する。この検査装置11は、検査ユニット12を有している。そして検査ユニット12の切換部14は、ストリング3とパワーコンディショナ7間のケーブル接点を、常時閉の続から開の遮断切換え可能である。検査ユニット12の検査実施部15は、ストリング3に入力信号を印加可能であると共に、ストリング3からの応答である出力信号を実測可能である。検査ユニット12の制御部16は、検査開始条件が満たされると、切換部14を切換え動作させてから、検査実施部15に検査を実施させる。そして、ストリング3への入力信号と、ストリング3からの出力信号とを比較して、検査結果を得る。

目的

本発明は、第1に、検査が自動化され、コスト面に優れると共に、第2に、検査データ等を管理すると共に一般的補正データを蓄積するデータベースを、容易に構築可能な、太陽電池アレイの検査装置を提案することを、目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

太陽電池アレイ故障,その他の不具合の有無を検査する検査装置であって、検査ユニットを有してなり、該検査ユニットは、切換部と検査実施部と制御部とを、少なくとも備えており、該切換部は、該太陽電池アレイのストリングパワーコンディショナ間のケーブル接点を、常時閉の続から開の断に切換え可能であり、該検査実施部は、該ストリングに対し入力信号印加可能であると共に、該ストリングからの応答である出力信号を実測可能であり、該制御部は、検査開始条件が満たされると、該切換部を切換え動作させてから、該検査実施部に検査を実施させ、もって、該入力信号と出力信号とを検査データとして比較して、該ストリングの故障,その他の不具合の有無を判別検査結果を得ること、を特徴とする太陽電池アレイの検査装置。

請求項2

請求項1において、該検査開始条件は、外部入力される検査指示日没検出,タイマ設定時刻について、選択されたいずれか、又はこれらの組み合わせよりなること、を特徴とする太陽電池アレイの検査装置。

請求項3

請求項2において、該検査装置は、更に、該検査ユニット統括用のセンター制御ユニットを、有してなり、該センター制御ユニットは、該検査ユニットの制御部に対し、検査指示信号および一般補正データ送信可能であり、一般補正データは、ストリング一般について、各種構成内容および各種設置環境とそれらの影響との組合せを、汎用モデル化した一般的データよりなり、該検査ユニットの制御部では、該センター制御ユニットから受信した一般補正データと、入力されていた検査対象の該ストリングの具体的な構成内容および設置環境の個別データ要素と、に基づき該ストリングの個別補正データが予め演算されており、該検査ユニットの制御部は、この個別補正データにて検査データの前記出力信号を自動補正して、検査結果を判別すること、を特徴とする太陽電池アレイの検査装置。

請求項4

請求項3において、該検査ユニットの制御部は、検査結果を含む検査データを、該センター制御ユニットに送信可能であり、該センター制御ユニットは、受信した検査結果を含む検査データを、管理すると共に一般補正データを蓄積するデータベースに反映すること、を特徴とする太陽電池アレイの検査装置。

請求項5

請求項4において、該センター制御ユニットは、検査対象の該太陽電池アレイの顧客に対し、検査結果を報告する結果報告部を備えていること、特徴とする太陽電池アレイの検査装置。

請求項6

太陽電池アレイの故障,その他の不具合の有無を検査する検査装置であって、検査ユニットと、該検査ユニット統括用のセンター制御ユニットとを、有しており、該検査ユニットの切換部は、検査開始条件が満たされると、該太陽電池アレイのストリングとパワーコンディショナ間のケーブル接点を、常時閉の続から開の遮断に切換え可能であり、該検査ユニットの検査実施部は、検査開始条件が満たされると、該ストリングに対し入力信号を印加可能であると共に、該ストリングからの応答である出力信号を実測可能であり、該検査開始条件は、検査指示,日没検出,タイマ設定時刻について、選択されたいずれか、又はこれらの組み合わせよりなり、該センター制御ユニットは、検査指示信号を送信可能であると共に、一般補正データを蓄積可能であり、この一般補正データは、ストリング一般について、各種構成内容および各種設置環境とそれらの影響との組合せを、汎用モデル化した一般的データよりなり、該センター制御ユニットでは、この一般補正データと、入力されていた検査対象の該ストリングの具体的な構成内容および設置環境の個別データ要素と、に基づき該ストリングの個別補正データが、予め演算されており、もって、該センター制御ユニットは、該検査ユニットの検査実施部から送信されてきた、該ストリングへの入力信号と該ストリングからの出力信号とを検査データとして比較して、該ストリングの故障,その他の不具合の有無を判別し検査結果を得るが、その際、個別補正データにて出力信号を自動補正して、検査結果を判別し、更に、該センター制御ユニットは、検査結果を含む検査データを、管理すると共に一般補正データを蓄積するデータベースに反映し、かつ、検査対象の該太陽電池アレイの顧客に対し検査結果を報告すること、特徴とする太陽電池アレイの検査装置。

請求項7

請求項3又は6において、該検査ユニットは、該検査実施部の検査機能自己診断可能となっており、この自己診断は、該検査ユニットの制御部にて実施され、該検査実施部の印加部と実測部との間において、該ストリングを対象とした前記入力信号や出力信号の送受信を行うことなく、直接相互間で疑似信号を送受信せしめて、両者の入出力信号の比較が行われ、この自己診断の結果が、該センター制御ユニットへ送信されること、を特徴とする太陽電池アレイの検査装置。

技術分野

0001

本発明は、太陽電池アレイ検査装置に関する。すなわち、太陽電池アレイについて、故障,その他の不具合の有無を検査する、検査装置に関するものである。

背景技術

0002

《技術的背景
太陽光発電システムPV)は、最近、設置件数が増加し、大量普及時代へと突入している。
そして機械的動作部分がなく、当初は、設置後20年程度はメンテナンスフリー使用可能とされていた。しかしながら実際は、設置後数年もしない内から、故障,その他の不具合発生が報告されており、その早期発見要請されている。
すなわち、太陽光発電システムの太陽電池アレイ、その構成要素であるストリングそしてモジュールについて、断線クラックハンダ不良等が発生し、発電量が低下することが多々あった。その要因としては、経年劣化施工不良、台風地震小動物による被害、等々が考えられる。
いずれにしても、このような故障,その他の不具合発生の早期発見、つまり性能低下したストリングの早期診断が、最近大きなテーマとなってきている。早期発見,早期診断できれば、その修理等の対策を即取ることが可能となる。

0003

《従来技術》
このような太陽電池アレイの検査方式としては、まず、ストリング出力端からの電流電圧テスターで測定し、もって、故障,その他の不具合を発見する検査方式が挙げられる。
これに対し最近、太陽電池アレイ専用の検査装置も開発,使用されている。例えば、ストリング端子入力信号印加すると共に、ストリングからの応答である出力信号を実測し、両信号の波形比較等により、故障,その他の不具合を発見せんとする検査装置も、実用化されている。

先行技術

0004

このような検査装置としては、例えば、次の特許文献1,特許文献2に示されたものが挙げられる。
特開2011−35000号公報
特開2009−21341号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、このような従来技術については、次の課題が指摘されていた。
《第1の問題点》
第1に、上述した従来の検査方式や検査装置は、いずれも検査員が、検査対象の太陽電池アレイが設置されている現地出向き、検査員の人手により実施される。もって時間や労力を要し、人件費が嵩みコスト高となる、という問題が指摘されていた。
すなわち、検査員が現地に行って、太陽電池アレイとパワーコンディショナ間のブレーカーを、常時の続から断に切替えた後、テスターや検査装置をセットして、検査チェックが実施されていた。もって、現地への往復も含め検査に時間がかかり、検査員の労力が嵩んでいた。
そこで、検査員が例えば1日に検査できる太陽電池アレイの数は限られており、処理件数が少なく、各太陽電池アレイ頻度高く検査することは困難視されていた。
このような検査頻度制約に鑑み、故障,その他の不具合が発生した太陽電池アレイが、そのまま長期間放置されてしまうことが多々あった。出力低下や運転停止が、早期発見されることなく長期化し、本来得られるべき発電量が得られず無駄になり、トータル的損失が大きいという指摘があった。

0006

《第2の問題点》
第2に、従来の検査装置において、検査結果を含め検査データは、数値グラフモニタリング表示や、プリントアウト表示されるに止まっていた。検査員は、このような表示に基づき、太陽電池アレイの顧客に検査結果を別途手段を用いて報告しており、検査作業は通常これで終了していた。
このような実情に鑑み、各太陽電池アレイの検査結果や検査データを、センター的に集計するためには、更なる別途手段と工数,労力を要していた。
すなわち、検査結果や検査データを記憶して一元的に集計,管理,活用するデータベース構築するためには、専用の制御手段への入力作業を、検査員が、検査終了後その都度行うことを要していた。もって、その為の工数,労力が必要となり、この面からも人件費が嵩みコスト高となっていた。
他方、検査装置では前述したように、出力信号と入力信号との比較が行われる。そして、この出力信号は、検査対象となった太陽電池アレイのストリングの構成内容設置環境の影響を受けるので、比較に先立ちこの面を補正しておくことを要する。
このような補正用一般補正データが、検査装置にデータベースとして組み込まれていたと仮定しても、実際の具体的構成内容や設置環境の個別データ要素は、検査員が現地で検査の都度、入力することを要することになる。もってこの面からも、工数,労力が必要となり、人件費が嵩みコスト高となってしまう。

0007

《本発明について》
本発明の太陽電池アレイの検査装置は、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第1に、検査が自動化され、コスト面に優れると共に、第2に、検査データ等を管理すると共に一般的補正データ蓄積するデータベースを、容易に構築可能な、太陽電池アレイの検査装置を提案することを、目的とする。

課題を解決するための手段

0008

《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項1については、次のとおり。
請求項1の太陽電池アレイの検査装置は、太陽電池アレイの故障,その他の不具合の有無を検査する。そして検査ユニットを有してなり、該検査ユニットは、切換部と検査実施部と制御部とを、少なくとも備えている。
該切換部は、該太陽電池アレイのストリングとパワーコンディショナ間のケーブル接点を、常時閉の続から開の遮断切換え可能である。該検査実施部は、該ストリングに対し入力信号を印加可能であると共に、該ストリングからの応答である出力信号を実測可能である。
該制御部は、検査開始条件が満たされると、該切換部を切換え動作させてから、該検査実施部に検査を実施させる。もって、該入力信号と出力信号とを検査データとして比較して、該ストリングの故障,その他の不具合の有無を判別し検査結果を得ること、を特徴とする。

0009

請求項2については、次のとおり。
請求項2の太陽電池アレイの検査装置では、請求項1において、該検査開始条件は、外部入力される検査指示日没検出,タイマ設定時刻について、選択されたいずれか、又はこれらの組み合わせよりなること、を特徴とする。
請求項3については、次のとおり。
請求項3の太陽電池アレイの検査装置では、請求項2において、該検査装置は、更に、該検査ユニット統括用のセンター制御ユニットを、有してなる。
該センター制御ユニットは、該検査ユニットの制御部に対し、検査指示信号および一般補正データを送信可能である。一般補正データは、ストリング一般について、各種構成内容および各種設置環境とそれらの影響との組合せを、汎用モデル化した一般的データよりなる。
そして、該検査ユニットの制御部では、該センター制御ユニットから受信した一般補正データと、入力されていた検査対象の該ストリングの具体的な構成内容および設置環境の個別データ要素と、に基づき該ストリングの個別補正データが、予め演算されている。
そこで、該検査ユニットの制御部は、この個別補正データにて検査データの前記出力信号を自動補正して、検査結果を判別すること、を特徴とする。
請求項4については、次のとおり。
請求項4の太陽電池アレイの検査装置では、請求項3において、該検査ユニットの制御部は、検査結果を含む検査データを、該センター制御ユニットに送信可能である。そして、該センター制御ユニットの制御部は、受信した検査結果を含む検査データを、管理すると共に一般補正データを蓄積するデータベースに反映すること、を特徴とする。
請求項5については、次のとおり。
請求項5の太陽電池アレイの検査装置では、請求項4において、該センター制御ユニットは、検査対象の該太陽電池アレイの顧客に対し、検査結果を報告する結果報告部を備えていること、特徴とする。

0010

請求項6については、次のとおり。
請求項6の太陽電池アレイの検査装置は、太陽電池アレイの故障,その他の不具合を検査する。そして検査ユニットと、該検査ユニット統括用のセンター制御ユニットとを、有している。
該検査ユニットの切換部は、検査開始条件が満たされると、該ストリングとパワーコンディショナ間のケーブル接点を、常時閉の続から開の遮断に切換え可能である。該検査ユニットの検査実施部は、検査開始条件が満たされると、該太陽電池アレイのストリングに対し入力信号を印加可能であると共に、該ストリングからの応答である出力信号を実測可能である。
該検査開始条件は、検査指示,日没検出,タイマ設定時刻について、選択されたいずれか、又はこれらの組み合わせよりなる。
そして、該センター制御ユニットは、検査指示信号を送信可能であると共に、一般補正データを蓄積可能である。この一般補正データは、ストリング一般について、各種構成内容および各種設置環境とそれらの影響との組合せを、汎用モデル化した一般的データよりなる。
該センター制御ユニットでは、この一般補正データと、入力されていた検査対象の該ストリングの具体的な構成内容および設置環境の個別データ要素と、に基づき該ストリングの個別補正データが、予め演算されている。
もって、該センター制御ユニットは、該検査ユニットの検査実施部から送信されてきた、該ストリングへの入力信号と該ストリングからの出力信号とを検査データとして比較して、該ストリングの故障,その他の不具合の有無を判別し検査結果を得る。その際、個別補正データにて出力信号を自動補正して、検査結果を判別する。
更に、該センター制御ユニットは、検査結果を含む検査データを、管理すると共に一般補正データを蓄積するデータベースに反映し、かつ、検査対象の該太陽電池アレイの顧客に対し検査結果を報告すること、特徴とする。

0011

請求項7については、次のとおり。
請求項7の太陽電池アレイの検査装置は、請求項3又は6において、該検査ユニットは、該検査実施部の検査機能自己診断可能となっている。
この自己診断は、該検査ユニットの制御部にて実施される。そして、該検査実施部の印加部と実測部との間において、該ストリングを対象とした前記入力信号や出力信号の送受信を行うことなく、直接相互間で疑似信号を送受信せしめて、両者の入出力信号の比較が行われる。そして、この自己診断の結果は、該センター制御ユニットへ送信されること、を特徴とする。

0012

《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)本発明の検査装置の検査ユニットは、太陽電池アレイが設置された現地に設けられ、センター制御ユニットは、離隔して設けられる。
(2)そして、検査開始条件が満たされると、検査ユニットにて検査が自動的に実施される。
(3)まず、切換部が開の断に切換えられ、検査実施部にて検査が実施され、検査対象のストリングについて信号の入出力が行われる。
(4)そして第1例では、検査ユニットの制御部において信号比較が行われ、第2例では、センター制御ユニットの制御部において信号比較が行われる。もって、ストリングの故障,その他の不具合の有無が判定され、検査結果が得られる。その際、一般補正データと個別データ要素とに基づく個別補正データにて、信号補正が行われる。
(5)それから、第1例では、検査ユニット側からセンター制御ユニット側へ、検査結果を含む検査データが送信される。これに対し第2例では、判定に先立ち、検査ユニットからセンター制御ユニットへ、検査データが送信される。
(6)センター制御ユニットの制御部は、検査結果を含む検査データを、データベースに管理すると共に、一般補正データを蓄積するデータベースに反映する。
(7)そして、顧客への検査結果の報告が行われる。
(8)さてそこで、本発明の太陽電池アレイの検査装置は、次の効果を発揮する。

発明の効果

0013

《第1の効果》
第1に、検査が自動化され、コスト面に優れている。
本発明の太陽電池アレイの検査装置では、前述したこの種従来技術のように、検査員が太陽電池アレイが設置された現地に出向いて検査を実施するのではなく、検査は自動化されて実施される。
すなわち本発明では、検査開始条件が満たされると、自動的に検査ユニットの切換部が切換えられて、検査実施部にて検査が実施され、もってストリングの故障,その他の不具合の有無が判別されて、検査結果が得られる。その際、検査対象のストリングの具体的構成内容や設置環境に基づく補正も、行われる。
このように、従来技術では時間や労力を要し、人件費が嵩みコスト高となっていた太陽電池アレイの検査が、自動的にコスト面に優れて安価に実施できる。

0014

そして、従来技術のような検査頻度の制約がなくなり、頻度高く必要に応じ自在に太陽電池アレイを検査可能となる。従って、故障,その他の不具合が発生した太陽電池アレイのストリングを、早期診断,早期発見でき、そのまま長期間放置されるような事態発生は回避される。
性能低下,出力低下,運転停止等が、早期診断により自動的に早期発見されるので、容易に修理等の対策ステップへと進むことが可能となる。もって、本来得られるべき発電量への早期回復が実現され、その分、発電量のロスが少なくなり損失削減が達成される。なお本発明では、検査員が現地に出向かないことに鑑み、検査ユニット自体が自己診断機能を備えており、検査実施部の性能維持、そして自動検査の精度サポート信頼性確保が図られている。

0015

《第2の効果》
第2に、検査結果を含む検査データを管理すると共に一般補正データを蓄積するデータベースを、容易に構築可能である。
本発明の太陽電池アレイの検査装置では、センター制御ユニットにおいて、検査結果を含む検査データが、一元管理用のデータベースに自動的に反映されて活用されると共に、一般補正データを蓄積するデータベースにも、自動的に反映されて活用される。
前述したこの種従来技術のように、この種のデータベース構築のために、別途手段と工数,労力を要し、検査員がその為の入力作業を検査の都度要していたのに比し、自動化の意義は大きい。この面からも、人件費が削減されコスト面に優れている。

0016

ところで、この種の検査は、検査対象となる太陽電池アレイのストリングの構成内容の影響や、設置環境の影響を受ける。そこで本発明では、センター制御ユニットのデータベースに蓄積された一般補正データと、予め入力されていた実際の具体的な個別データ要素と、に基づき個別補正データが演算され、検査対象に適切に対応すべく、検査データを自動的に補正する。
又その際、従来技術のように、検査員がその都度、個別データ要素を入力することを要しない。本発明では、個別データ要素は設置時等に予め入力され、個別補正データも予め演算されている。これらの面からも、自動化の意義は大きく、工数,労力そして人件費が削減され、コスト面に優れている。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。

図面の簡単な説明

0017

本発明に係る太陽電池アレイの検査装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、(1)図は、全体の回路ブロック図、(2)図は、検査ユニットの回路ブロック図である。
同発明を実施するための形態の説明に供し、(1)図は、検査ユニットの構成ブロック図、(2)図は、センター制御ユニットの構成ブロック図である。
同発明を実施するための形態の説明に供し、(1)図は、検査プロセスの一例のフローチャートであり、(2)図は、盗難検知ルーチンのフローチャートである。
太陽光発電システムの一例の斜視説明図である。

実施例

0018

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
《太陽光発電システム1について》
まず、本発明の前提となる太陽光発電システム(PV)1の概要について、図4を参照して説明する。
太陽光発電システム1の主要部を構成する直流側の太陽電池アレイ2は、屋根等の屋外に設置される。そして、(図示例では4本の)ストリング3が並列配設されており、各ストリング3は、それぞれ直列接続された(図示例では6個の)モジュール4を、備えている。
太陽電池アレイ2で発電,出力された電力、すなわち、モジュール4のpn接合部の光電効果に基づき生成された直流電流は、各ストリング3毎にケーブル5にて(図1の(1)図も参照)、中継端子箱6を経由して、パワーコンディショナ7に達する。
パワーコンディショナ7で直流電流から変換された交流電流は、分電盤8を経由した後、負荷9にて消費される。なお余剰電力は、電力計10を介し、電力会社の商用電力系統へと買取られる。なお、モジュール4がソーラーセルと称され、ストリング3がソーラーパネルソーラーモジュールと称されることもある。
太陽光発電システム1の概要については、以上のとおり。

0019

《検査装置11の概要》
以下、本発明について説明する。まず、本発明に係る太陽電池アレイ2の検査装置11の概要について、図1図2を参照して説明する。
本発明の検査装置11は、太陽電池アレイ2の故障,その他の不具合の有無を検査し、太陽電池アレイ2が設置された現地に配設される検査ユニット12と、現地とは離隔した管理場所に配設されるセンター制御ユニット13とを、備えている。
検査装置11の検査ユニット12は、切換部14,検査実施部15,制御部16,バッテリー17,入力部18,日没検知部19,タイマ20,通信部21、等を備えている。
検査装置11のセンター制御ユニット13は、各検査ユニット12の統括用として用いられ、制御部22,入力部23,通信部24,結果報告部25、等を備えている。
本発明の概要については、以上のとおり。以下、これらについて更に詳述する。

0020

《検査ユニット12の各部について》
まず、検査装置11の検査ユニット12の各部(制御部16を除く)について、図1図2を参照して説明する。
まず検査ユニット12は、太陽電池アレイ2の各ストリング3とパワーコンディショナ7間に、各ストリング3毎にそれぞれ対応して、介装接続され,並設されている。図示例では、4本のストリング3に対応して、4個の検査ユニット12が並設されている。
なお、図示例の検査ユニット12は、中継端子箱6やパワーコンディショナ7と独立して設けられているが、このような図示例によらず、中継端子箱6内に収納してもよく、パワーコンディショナ7に付設してもよい。

0021

検査ユニット12の切換部14は、ストリング3とパワーコンディショナ7間のケーブル5の接点を、常時閉の続から開の断に切換え可能となっている。
すなわち切換部14は、このように機能するスイッチ26を備えている。そしてスイッチ26は、発電時には大電流が流れることに鑑み、大電流遮断用の真空リレーガス封入リレー,水銀リレー等が使用される。因に、図示例の太陽電池アレイ2の出力は、4.6kW、各ストリング3の出力は、150V×8A=1.2kW程度となっている。
切換部14としては、このようなリレー接点のスイッチ26を、リレーコイル通電によりスイッチングさせる構成が、代表的である。
図中27は、検査実施部15用のスイッチである。このスイッチ27は、上述によりスイッチ26が開の断に切換わった後、ケーブル5への接続を常時開の断から閉の続に切換える。
このスイッチ27は、Fail Safeのために設けられているが、図示によらず、これを設けない例も可能である。すなわち、ケーブル5に接続された検査実施部15への回線が、検査実施部15内で常時確実にオープンになっていれば、スイッチ27は設ける必要はないが、万一故障により短絡した際に、太陽電池アレイ2側等のショート事故を防止すべく設けられている。

0022

検査ユニット12の検査実施部15は、太陽電池アレイ2のストリング3に対し入力信号を印加可能であると共に、そのストリング3からの応答である出力信号を実測可能であり、印加部28と実測部29とを備えている。
検査実施部15の印加部28は、代表的にはパルスジェネレータよりなり、パルス波を生成して、検査対象のストリング3に対し入力信号として送信,印加する。実測部29は、例えばオシロスコープよりなり、入力信号に対応してストリング3から反射,応答される出力信号を受信,実測する。このような検査実施部15の具体的構成については、前述した従来技術の他、各種の公知例が知られている。
検査ユニット12のバッテリー17は、太陽電池アレイ2の非発電時に検査が実施されることに鑑み、設けられている。そして、太陽電池アレイ2の発電時に電力を蓄電しておき、検査時に、検査実施部15,通信部21,その他検査ユニット12の各部に、電力を供給する。なおバッテリー17は、各検査ユニット12毎に設けてもよいが、各検査ユニット12共通に設けるようにしてもよい。
検査ユニット12の通信部21は、センター制御ユニット13の通信部24との間で、信号等を送受信すべく用いられる。なお通信部21は通常、各検査ユニット12共通に設けられる。
通信部21の通信方式としては、電話回線(含、インターネット),電力線電力用電線に信号を乗せる方式),専用回線,その他の有線無線、等が考えられる。勿論、センター制御ユニット13の通信部24がビジーではないことを確認後に、送受信が行われる。
検査ユニット12の各部については、以上のとおり。

0023

《検査ユニット12の制御部16について》
次に、検査装置11の検査ユニット12の制御部16について、図2の(1)図等を参照して説明する。
検査ユニット12の制御部16は、代表的にはマイクロコンピュータよりなる。そして、そのCPUが、格納されたプログラム(例えば、後述する図3の(1)図のフローチャートを参照)に基づき、順次経次的に以下に述べる手段として機能して、定められた処理を行う。なお制御部16は、各検査ユニット12毎に設けてもよいが、各検査ユニット12共通に設けるようにしてもよい。
まず制御部16は、検査開始条件が満たされると、切換部14を切換え動作させてから、検査実施部15に検査を実施させる。すなわち信号送出により、切換部14のスイッチ26を開の断にスイッチングさせた後、図示例ではスイッチ27を閉の続にスイッチングさせる。それから、検査実施部15の印加部28や実測部29を機能させる。
そして、これらのトリガーとなる検査開始条件は、外部入力される検査指示,日没検出,タイマ設定時刻について、選択されたいずれか、又はこれらの組み合わせよりなる。日没検出,タイマ設定時刻等については、日単位,週単位,又は月単位で、適用頻度が選択可能となっており、代表的には月1回程度に選択設定される。

0024

このようなトリガーについて、更に詳述する。まず検査指示の信号は、センター制御ユニット13から、その入力部23,制御部22,通信部24等を介し、検査ユニット12の制御部16に、通信部21を介して送信される。例えば、顧客の検査要請時や、センター制御ユニット13側のメンテナンスニーズ時に、利用される。
日没検出は、検査ユニット12に付設された日没検知部19のセンサにて検出される。タイマ設定時刻は、制御部22に付設されたタイマ20にて設定されるが、勿論、制御部16内蔵のタイマを、入力部18にて設定するようにしてもよい。
ところで、検査実施時期については、太陽電池アレイ2の発電中でも可能ではあるが、発電中は前述したように大電流が流れており、もしも大電流が流れている時に、パワーコンディショナ7との間を閉の続から開の断にスイッチングすると、チャタリングによるサージ電磁ノイズ,スイッチ26接点不良、等々が発生し易くなり、太陽電池アレイ2や検査ユニット12にダメージが発生し易くなる。そこで、検査実施のトリガーとしては、太陽電池アレイ2による発電が行われていない日没後の夜間が、最適である。
従って、上述した検査開始条件としては、日没検出や夜間のタイマ設定時刻が最適であり、検査指示については、日没検出やタイマ設定時刻とのアンド条件とするのがよい。
検査ユニット12の制御部16については、以上のとおり。

0025

《センター制御ユニット13,一般補正データA等について》
次に、検査装置11のセンター制御ユニット13について、図2の(2)図等を参照して説明する。
センター制御ユニット13は、検査ユニット12の制御部16に対し、前述したように検査指示を送信可能であると共に、一般補正データAを送信可能である。一般補正データAは、太陽電池アレイ2のストリング3一般について、a.各種構成内容とその影響の組合せ、およびb.各種設置環境とその影響の組合せを、一般的にまとめて汎用モデル化したデータよりなる。
まず、センター制御ユニット13の制御部22は、代表的にはマイクロコンピュータよりなり、そのCPUが、格納されたプログラムに基づき、順次経時的に所定手段として機能して、定められた処理を行う。そして、このような制御部22に、一般補正データAがデータベースとして格納されている。

0026

一般補正データAについて、更に詳述する。一般補正データAは、まずa.各種構成内容(一般データ要素)とその影響との組み合わせを、内容とする。
すなわち、データベース化された一般補正データAでは、太陽電池アレイ2のストリング3について、まずa.例えば、モジュール4の数,結線長,抵抗成分,付設回路(例えば逆流防止用ダイオードサージ対策用アブソーバ)の有無,配線分岐の有無、等々の各種構成内容(一般データ要素)と、それらの影響との組み合わせが、パラメータとして汎用的に把握されている。
これと共に、一般補正データAは、b.各種設置環境(一般データ要素)とその影響との組合せを、内容とする。
すなわち、データベース化された一般補正データAでは、太陽電池アレイ2のストリング3について、b.例えば、緯度経度に基づく季節毎日照時間照度差高圧線電波塔等の電磁場存否航空機や隣接ビル落葉等の日照障害の存否、等々の各種設置環境(一般データ要素)と、これらの影響との組合せが、パラメータとして汎用的に把握されている。
センター制御ユニット13,一般補正データA等については、以上のとおり。

0027

《検査ユニット12の制御部16,個別補正データC等について》
次に、検査装置11の検査ユニット12の制御部16について、図1の(1)図,図2の(1)図を参照して、更に説明する。
図示例の検査ユニット12の制御部16では、センター制御ユニット13から受信した一般補正データAと、検査対象の太陽電池アレイ2のストリング3に関するa.具体的な構成内容およびb.設置環境の個別データ要素Bと、に基づき検査対象のストリング3の個別補正データCが、検査に先立ち予め演算されている。

0028

これらについて、更に詳述する。まず、検査ユニット12の制御部16には、センター制御ユニット13の制御部22から、通信部24、通信部21等を介し、一般補正データAが、予め自動的に入力されて格納されている。
これと共に制御部16には、検査対象のストリング3のa.構成内容およびb.設置環境の具体的な個別データ要素Bも、予め入力されて格納されている。
前述した一般補正データAが、各ストリング3に共通のデータ要素について、その影響の汎用的パラメータを内容とする(例えば結線長について、1m,2m,3m,・・・の各長さ毎のパラメータ値を示す)のに対し、この個別データ要素Bは、検査対象となったストリング3について、実際の具体的なデータ要素(例えば結線長2m)を内容とする。
そしてb.設置環境に関する個別データ要素Bは、設置された現地にて、検査員により入力部18を利用して入力されるのに対し、a.構成内容に関する個別データ要素Bは、これによらず、検査ユニット12の工場出荷時に入力部18を利用して入力しておくことも可能である。
そして、検査ユニット12の制御部16では、一般補正データAについて個別データ要素Bを検索子として検索,演算することにより、検査対象のストリング3の個別補正データCが得られて(例えば結線長が2mなので、そのパラメータ値が判明)、メモリーされる。

0029

さて、検査ユニット12の制御部16では、検査実施部15の印加部28からの検査対象のストリング3への入力信号と、同ストリング3からの実測部29を経由した出力信号とが、検査データDとして波形比較される。
ところで、このような検査データD比較には、正常時の出力信号と、検査時の出力信号とを、比較するケースも含まれる。すなわち本明細書において、ストリング3への入力信号と、ストリング3からの出力信号とを、比較するとの記載内容には、過去の正常時におけるストリング3からの出力信号(ストリング3への入力信号に対応し、同等と解される)と、実際の検査時におけるストリング3からの出力信号とを、比較するケースも、その一環として包含される。
もって、そのストリング3の故障,その他の不具合の有無が判定されて、検査結果Eが得られる。その際、本発明では、前述により予め得られていた個別補正データCにて、検査データDである出力信号が自動補正される。もって、このように補正された検査データDに基づき、上述した比較,判別が行われて、検査結果Eが得られる。
そして、検査ユニット12の制御部16は、このように得られた検査結果Eを含む検査データDを、通信部21,通信部24を介し、センター制御ユニット13の制御部22に送信する。
検査ユニット12の制御部16,個別補正データC等については、以上のとおり。

0030

《センター制御ユニット13への反映等について》
次に、検査装置11のセンター制御ユニット13への反映等について、図2の(2)図を参照して説明する。
センター制御ユニット13の制御部22は、上述により受信した検査結果Eを含む検査データDを、データベースに記憶,管理すると共に、一般補正データAを蓄積するデータベースに反映,更新する。
これらにより、検査対象の太陽電池アレイ2のストリング3について、例えば、最近実施された複数回の検査結果Eの傾向を、把握可能となる。又、一般補正データAについても、そのパラメータを一層充実させることができる。
そして、センター制御ユニット13の制御部22は、検査対象の太陽電池アレイ2の使用者,管理者,所有者等の顧客に対し、検査結果Eを報告する結果報告部25を備えている。結果報告は、例えば上述した最近の傾向と共に行われ、EメールFAX,プリントアウトを利用して実施される。
センター制御ユニット13への反映等については、以上のとおり。

0031

《自己診断機能について》
次に、検査装置11の検査ユニット12の自己診断機能について、図2の(1)図を参照して説明する。
検査ユニット12は、その検査実施部15の検査機能を自己診断可能となっている。この自己診断は、検査ユニット12の制御部16にて、検査開始直前に実施される。
そして自己診断は、検査実施部15の印加部28と実測部29との間において、太陽電池アレイ2のストリング3を対象とした前述した入力信号や出力信号の送受信を行うことなく、直接相互間で疑似信号を直接送受信せしめ、もって両者の入出力信号の比較が行われる。

0032

このような自己診断機能について、更に詳述する。自己診断に際しては、検査実施部15の印加部28と実測部29間を、直接接続すると共に、両者間で自己診断用の疑似信号を送受信させる。
そして制御部16において、印加部28への疑似入力信号と、実測部29で受信,実測された印加部28からの疑似出力信号とを、比較し、もって実測部29更には印加部28等について、故障,その他の不具合の有無が判別される。
このようにして、検査実施部15の検査機能が、検査ユニット12において自己診断可能となっている。自己診断の結果は、検査ユニット12の制御部16から、通信部21,通信部24を介し、センター制御ユニット13の制御部22へと送信される。
自己診断の結果、検査実施部15に不具合が発見された場合は、センター制御ユニット13の制御部22から、検査ユニット12の制御部16に対し、直ちに検査中止信号が送出される。又、センター制御ユニット13において、その旨の表示が実施され、その修理等の対策が取られることになる。
自己診断機能については、以上のとおり。

0033

《検査装置11の他の例について》
本発明に係る太陽電池アレイ2の検査装置11は、以上説明した図示例(第1例)に限定されるものではなく、その他各種の例が可能である。例えば、次に述べる他の例(第2例)のように、構成することが考えられる。
すなわち、まず以上説明した図示例では、検査ユニット12の制御部16において、一般補正データAと個別データ要素Bとに基づき、個別補正データCが予め演算されて、メモリーされている。そして検査に際しては、検査ユニット12の制御部16において、ストリング3の入力信号と出力信号とを検査データDとして比較して、検査結果Eを得ていた。
しかしながら、本発明の検査装置11は、このような図示例(第1例)によらず、これらをすべて、センター制御ユニット13の制御部22にて実施するようにした、他の例(第2例)も可能である。

0034

このような他の例について、更に詳述する。この例の検査装置11では、センター制御ユニット13の制御部22において、一般補正データAと、入力されていた検査対象の太陽電池アレイ2のストリング3の個別データ要素Bと、に基づき検査対象のストリング3の個別補正データCが、予め演算されメモリーされている。
もって検査に際し、センター制御ユニット13の制御部22は、検査ユニット12の検査実施部15から、制御部16,通信部21,通信部24等を介して送信されてきた、検査対象のストリング3の入力信号と出力信号とを検査データDとして比較して、故障,その他の不具合の有無を判別し検査結果Eを得る。
そしてその際、メモリーしていた個別補正データCにて、検査データDの出力信号を補正して、検査結果Eが判別される。
ところで、この例の検査装置11では、検査対象のストリング3の個別データ要素Bは、予め、センター制御ユニット13の制御部22にメモリーされている。そして少なくとも、b.設置環境に関する個別データ要素Bは、検査に先立ち、例えば太陽電池アレイ2の設置時において、検査ユニット13側からセンター制御ユニット23の制御部22へと送信されて、メモリーされている。
そしてa.構成内容に関する個別データ要素Bも、これに準じるが、センター制御ユニット13に付設された入力部23を利用して、予め入力しておくことも考えられる。
なお、この例の検査装置11において、その他の構成,機能等は、前述した図示例の検査装置11において説明したところに準じる。例えば、検査開始条件,検査実施部15,検査指示信号,一般補正データA,センター制御ユニット13への反映,検査結果報告,自己診断機能,その他については、前述した図示例において説明したところに準じる。
他の例の検査装置11については、以上のとおり。

0035

《作用等》
本発明の太陽電池アレイ2の検査装置11は、以上説明したように構成されている。そこで、その作用等は以下のようになる。図3の(1)図のフローも参照して説明する。
(1)本発明に係る検査装置11の検査ユニット12は、検査対象となる太陽電池アレイ2が設置された現地に、設けられている。太陽電池アレイ2の各ストリング3毎に、パワーコンディショナ7との間に、それぞれ検査ユニット12が設けられている(図1の(1)図,図4を参照)。
これに対し、検査装置11のセンター制御ユニット13は、現地とは離隔した管理場所に設けられている(図1の(1)図を参照)。

0036

(2)そして常時は、図3の(1)図のフローは、ステップS1の待機モードにある。これに対し、ステップS2において、検査指示,日没検出,タイマ設定時刻等の検査開始条件が満たされると、検査ユニット12において、その制御部16からの信号送出に基づき、検査が自動的に開始される(図2の(1)図を参照)。

0037

(3)まず、図3の(1)図のステップS3において、検査ユニット12の切換部14が、開の断に自動的に切換えられてから、ステップ4に進み、検査ユニット12の検査実施部15にて、検査が自動的に実施され、検査対象の太陽電池アレイ2のストリング3に対し、信号の入出力が行われる(図1の(2)図、図2の(1)図を参照)。

0038

(4)そして、検査ユニット12の制御部16において、検査データDの信号比較が行われるか(図示例,第1例)、又は、センター制御ユニット13の制御部22において、検査データDの信号比較が行われる(他の例,第2例)(図2の(1)図、(2)図を参照)。
もって、検査対象のストリング3の故障,その他の不具合の有無が、自動的に判定されて、検査結果Eが得られる。
その際、一般補正データAと個別データ要素Bとに基づき演算された、個別補正データCにて、検査データDの信号補正が自動的に行われる。

0039

(5)それから、図3の(1)図のステップS5へと進み、検査ユニット12の制御部16から、センター制御ユニット13の制御部22へ、検査結果Eを含む検査データDが、送信される(図示例,第1例)(図2の(1)図,(2)図を参照)。
これに対し、センター制御ユニット13の制御部22にて、信号比較や信号補正が行われて検査結果Eが得られるケース(他の例,第2例)では、このような検査結果Eを含むデータの送信は行われず、代わりに、検査ユニット12の検査実施部15側からセンター制御ユニット13の制御部22へ、検査データDが前もって送信される。

0040

(6)さて、検査装置11のセンター制御ユニット13の制御部22は、検査結果Eを含む検査データDを、データベースに自動的に記憶,集計,管理すると共に、一般補正データAを蓄積するデータベースに、自動的に分析,反映,更新する(図2の(2)図を参照)。

0041

(7)そしてセンター制御ユニット13の結果報告部25が、顧客に対し検査結果Eを自動的に報告する。その際、最近実施された複数回の検査傾向も、同時に報告可能である(図2の(2)図を参照)。

0042

(8)そして、図3の(1)図のフローは、ステップS6において、検査ユニット12の制御部16からの信号送出により、切換部14のスイッチ26が、常時の閉の続に切換えられる(図2の(1)図,(2)図を参照)。
なお、切換部14のスイッチ27は、前述したように、検査実施部15のショート時において、太陽電池アレイ2側等の保護機能を、発揮すべく設けられている。しかしこれに加え、切換部14のスイッチ27は、更に、逆に太陽電池アレイ2の発電時において、検査実施部15を保護する機能も、発揮する。
後者の機能の観点からは、検査終了後は、スイッチ27の開つまり断を確認後に、上述したようにスイッチ26を閉つまり続に戻すように、制御部16にて制御するとよい。更に、同様の観点からは、スイッチ27と検査実施部15間に、逆流防止用ダイオードDを設けておくとよい。
そしてステップ7に至り、本発明の検査装置11による検査が終了し、フローはステップ1へとリターンする。因に、検査開始から検査終了まで、通常は1分未満で行われる。
本発明の作用等については、以上の通り。

0043

《その他:盗難検知について》
ところで、本発明の太陽電池アレイ2の検査装置11は、盗難検知にも適用可能である。この検査装置11は、目的とする「不具合の有無の検査」の一環として、「盗難の有無の検知」にも使用可能である。
すなわち、検査ユニット12の制御部16に、盗難検知に特化したプログラムのルーチン(例えば図3の(2)図を参照)を格納し、もって制御部16を、盗難検知のための手段として機能させ、所定処理を実施させることも可能である。
これにより、太陽電池アレイ2,ストリング3,モジュール4等の盗難検知を、自動的に即実現可能となる。

0044

このような「盗難検知」について、図3の(2)図のフローを参照して、更に詳述する。まずステップS10において、盗難検知モードがスタートする。
すなわち、検査ユニット12の制御部16について、検査開始条件に盗難検知モードが加えられている。そして、盗難検知モードの指示が、例えば入力部23を介しセンター制御ユニット13の制御部22から、検査ユニット12の制御部16に送信されると、盗難検知モードがスタートする。
盗難検知モードでは、まずステップS11で、検査実施部15にて検査が実施されて、検査データDが得られる。
しかる後、フローはステップS12へと進み、制御部16にて検査データDに基づき、複数のストリング3について断線が発生したか否か、つまり複数断線の有無が、検査結果Eとして判別される(この場合、前述した故障,その他の不具合の有無が、複数断線の有無として特化されている)。
ステップS12において、ストリング3複数断線無と判定された場合は、ステップS13へと進み所定時間の経過を待つ。この所定時間は、例えば夜間の10分間,20分間,1時間,・・・等と設定され、所定時間を経過すると、フローはステップS11へとリターンする(つまり、これにより夜間は、10分毎,20分毎,1時間毎,・・・毎に検査,判別が行われることになる)。
これに対しステップ12において、ストリング3複数断線有と判定された場合は、ステップ14そして15へと進む。すなわち、複数断線有は盗難検知として、検査ユニット12の制御部16から、センター制御ユニット13の制御部22へ、その旨の信号が通報され、もって、その旨が結果報告部25等を利用して、顧客へと通報される。
盗難検知については、以上のとおり。

0045

1太陽光発電システム
2太陽電池アレイ
3ストリング
4モジュール
5ケーブル
6中継端子箱
7パワーコンディショナ
8分電盤
9負荷
10電力計
11検査装置
12検査ユニット
13センター制御ユニット
14 切換部
15検査実施部
16 制御部
17バッテリー
18 入力部
19日没検知部
20タイマ
21通信部
22 制御部
23 入力部
24 通信部
25結果報告部
26 スイッチ
27 スイッチ
28印加部
29 実測部
A一般補正データ
B 個別データ要素
C 個別補正データ
D検査データ
E 検査結果

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