JP2010287608A - Apparatus, system and method for detecting degradation of photovoltaic power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、簡便な仕組みによって、太陽光発電装置を構成する要素であるモジュール毎の劣化、故障を検出する、太陽光発電装置の劣化検出装置、太陽光発電装置の劣化検出システム、太陽光発電装置の劣化検出方法に関するものである。 The present invention provides a deterioration detection device for a solar power generation device, a deterioration detection system for a solar power generation device, and a solar power generation that detect deterioration and failure of each module, which is an element constituting the solar power generation device, with a simple mechanism. The present invention relates to a device deterioration detection method.
近年、エネルギー需要の増大、化石燃料の減少、地球温暖化防止などの問題に対処するために、太陽光発電装置が商業施設や一般住宅に普及し始めている。 In recent years, photovoltaic power generation apparatuses have begun to spread in commercial facilities and general houses in order to cope with problems such as an increase in energy demand, a decrease in fossil fuels, and prevention of global warming.
図12は、一般的な太陽光発電装置のブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram of a general photovoltaic power generation apparatus.
太陽光発電装置800は、複数のセル803で構成されたユニットであるモジュール802、複数のモジュール802がアレイ状に配置されたアレイ801、直流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナ804、負荷805、発電量測定器806を備える。セル803は、結晶系シリコン、薄膜系シリコン、化合物などの素材で作られた、太陽光を利用した発電の最少発電単位である。複数のセル803が組み合わされて、モジュール802が構成される。モジュール802は、実際の太陽光発電装置における一つの発電単位であり、複数のモジュール802を、仕様に応じて、直列や並列に接続して、商業施設や一般住宅に設置される太陽光発電装置の発電部であるアレイ801が構成される。
The photovoltaic
モジュール802同士は、電流の出力と入力とによって直列または並列に接続され、モジュール802にて発電された電流がアレイ801全体で組み合わされて、負荷805にて利用される。
The
パワーコンディショナ804によって、アレイ801からの直流電流を交流に変換し、商業施設や一般住宅で電力として利用できるようにする。パワーコンディショナ804が変換した交流電流を受けて、負荷805は、電力に基づく動作を行える。なお、必要に応じて、アレイ801全体での発電量を計測する発電量計測器806がもうけられてもよい。
The
ところで、太陽光発電装置は非常に高価であり、商業施設や一般住宅への普及が進んでいない。このため、太陽光発電装置の商業施設や一般住宅への普及を進めるために、発電して余った余剰電力を、魅力ある価格で売電することが可能となる施策が制定され始めている。 By the way, a solar power generation device is very expensive, and has not spread to commercial facilities and ordinary houses. For this reason, in order to promote the spread of solar power generation devices to commercial facilities and ordinary houses, measures have become established that enable surplus power generated and generated to be sold at attractive prices.
一方で、太陽光発電装置は、商業施設や一般住宅の屋根や壁に設置されるので、自然環境の影響を受けやすい。例えば、高温や低温、風雨、災害、塩害などによって、太陽光発電装置800が劣化することもありえる。このように太陽光発電装置800が劣化すると、十分な発電量が得られず、高価な費用を用いて設置した太陽光発電装置の魅力が薄れ、普及を阻害することにもなりかねない。
On the other hand, since a solar power generation device is installed on the roof or wall of a commercial facility or a general house, it is easily affected by the natural environment. For example, the solar
このため、太陽光発電装置の発電最大単位であるアレイの自己診断を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, the technique which performs the self-diagnosis of the array which is the maximum power generation unit of a solar power generation device is proposed (for example, refer patent document 1).
一方で、特許文献1のようなアレイを単位とした自己診断では、アレイを構成するモジュールのいずれが劣化しているかを特定することができない問題がある。この問題に対応するために、アレイを構成するモジュールに対する故障や劣化を診断する技術も提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。
特許文献1は、上述の通りアレイ単位でしか劣化や故障を検出できないので、アレイが含む複数のモジュールのいずれに劣化や故障があるかを特定できない。このため、専門のエンジニアが設置場所に派遣されなければ、問題点の特定も対処も不可能である。
Since
また、特許文献2、3は、専門のエンジニアが設置場所に赴いて、モジュール毎の故障や劣化を診断するので、メンテナンスのタイミングでしか、モジュール毎の劣化や故障が判定できない。
In
一方で、商業ビルや一般住宅では、専門のエンジニアによる太陽光発電装置の診断を受けるのはコスト面で折り合いが合わない。このため、特許文献1〜3の技術は、コスト面を十分に考慮した装置やシステムではない。劣化や故障の検出に関わるコストが高ければ、太陽光発電装置の商業施設や一般住宅への普及が阻害される恐れもある。
On the other hand, in commercial buildings and general houses, receiving a diagnosis of a solar power generation device by a specialized engineer is not a good compromise in terms of cost. For this reason, the techniques of
加えて、設置している太陽光発電装置からの売電を見込んでいることから、太陽光発電装置のリアルタイムでの診断を必要とするが、特許文献2、3は、リアルタイムでの劣化検出ができない問題を有する。 In addition, since it is expected to sell power from the installed solar power generation device, it requires real-time diagnosis of the solar power generation device. Have problems that can not.
また、特許文献2、3は、モジュール毎での発電電圧値と発電電流値との関係や、テスト信号と出力との関係から、モジュールの劣化や故障を検出する。
しかしながら、太陽光発電のモジュールは、温度によって発電可能な電力が変化することが知られており、特許文献2、3に開示する技術は、温度を考慮した電力によって、劣化や故障を検出していない問題もある。
However, it is known that the photovoltaic power generation module changes the power that can be generated depending on the temperature, and the technologies disclosed in
以上をまとめると、特許文献1〜3は、(1)リアルタイムでのモジュール毎の劣化や故障を検出できない、(2)劣化や故障検出のコストが高いことで、太陽光発電装置の商業施設や一般住宅への普及が阻害される、(3)専門エンジニアによる検出を前提としているので、商業施設や一般住宅での取り扱いが難しい、(4)劣化や故障の検出精度が不十分である、といった問題を有している。
Summarizing the above,
本発明は、上記(1)〜(4)の問題を解決しつつ、簡便な装置で、リアルタイムに太陽光発電装置のモジュール毎の劣化や故障を検出する太陽光発電装置の劣化検出装置、太陽光発電装置の劣化検出システム、太陽光発電装置の劣化検出方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems (1) to (4) and is a simple device that detects deterioration and failure of each module of the solar power generator in real time. It aims at providing the degradation detection system of a photovoltaic power generation apparatus, and the degradation detection method of a photovoltaic power generation apparatus.
上記課題に鑑み、本発明の太陽光発電装置の劣化検出装置は、太陽光発電装置を構成する複数のモジュールのそれぞれについて、所定の測定値を測定する測定手段と、所定の基準値を記憶する記憶部と、測定値と基準値とに基づいて、複数のモジュールに含まれる特定モジュールの劣化度合いを判定する判定手段と、を備える。 In view of the above problems, the degradation detection device for a solar power generation device of the present invention stores a measurement unit that measures a predetermined measurement value and a predetermined reference value for each of a plurality of modules constituting the solar power generation device. And a determination unit that determines a degree of deterioration of the specific module included in the plurality of modules based on the storage unit and the measurement value and the reference value.
本発明の太陽光発電装置の劣化検出装置は、モジュール毎に、劣化や故障を、リアルタイムに検出できる。また、検出結果は、例えば管理センターなどに出力されるので、劣化や故障の警告がリアルタイムに処理される。このとき、実際の設置場所には、専門のエンジニアが派遣される必要はなく、太陽光発電装置を設置している主体者が検出作業を行う必要もない。このため、太陽光発電装置の設置者への負担は無いままに、リアルタイムに太陽光発電装置の問題点が検出される。 The degradation detection device for a photovoltaic power generation device of the present invention can detect degradation and failure in real time for each module. Further, since the detection result is output to, for example, a management center or the like, a warning of deterioration or failure is processed in real time. At this time, it is not necessary to dispatch a special engineer to the actual installation location, and it is not necessary for the subject who has installed the solar power generation device to perform the detection work. For this reason, the problem of a solar power generation device is detected in real time, without burdening the installer of a solar power generation device.
また、リアルタイムに太陽光発電装置の問題点が検出されることで、太陽光発電装置による発電量の確保量が向上し、太陽光発電装置の普及へのモチベーションが向上する。 Moreover, since the problem of a solar power generation device is detected in real time, the secured amount of power generation by the solar power generation device is improved, and motivation for the spread of the solar power generation device is improved.
本発明の第1の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置は、太陽光発電装置を構成する複数のモジュールのそれぞれについて、所定の測定値を測定する測定手段と、所定の基準値を記憶する記憶部と、測定値と基準値とに基づいて、複数のモジュールに含まれる特定モジュールの劣化度合いを判定する判定手段と、を備える。 A degradation detection device for a solar power generation device according to a first aspect of the present invention stores a measurement unit that measures a predetermined measurement value and a predetermined reference value for each of a plurality of modules constituting the solar power generation device. And a determination unit that determines the degree of deterioration of the specific module included in the plurality of modules based on the measurement value and the reference value.
この構成により、太陽光発電装置を構成する複数のモジュール毎の単位で、不具合や劣化を検出できる。より細かな単位での劣化が検出できることで、修理や処置の精度が高まり、修理コストも低減できる。また、リアルタイムでの検出が可能となる。 With this configuration, it is possible to detect defects and deterioration in units of a plurality of modules constituting the solar power generation device. By detecting deterioration in finer units, the accuracy of repairs and treatments can be increased, and repair costs can be reduced. Also, real-time detection is possible.
本発明の第2の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第1の発明に加えて、所定の測定値は、特定モジュールが発電している発電電流値および特定モジュールの温度である測定温度値の少なくとも一つを含む。 In the deterioration detection device for a solar power generation device according to the second invention of the present invention, in addition to the first invention, the predetermined measurement values are a generated current value generated by the specific module and the temperature of the specific module. Includes at least one of the measured temperature values.
この構成により、気象条件をも加味したモジュールの劣化検出が可能となる。 With this configuration, it is possible to detect the deterioration of the module in consideration of weather conditions.
本発明の第3の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第1又は第2の発明に加えて、基準値が、特定モジュールの発電可能な理想電流値である場合に、判定手段は、測定温度値に基づいて、特定モジュールの発電電流値と理想電流値との差分値を算出し、差分値が所定値以上である場合には、特定モジュールを、劣化状態として判定する。 In the deterioration detection device for a photovoltaic power generation apparatus according to the third invention of the present invention, in addition to the first or second invention, when the reference value is an ideal current value that can be generated by the specific module, the determination means Calculates a difference value between the generated current value and the ideal current value of the specific module based on the measured temperature value, and determines that the specific module is in a deteriorated state if the difference value is equal to or greater than a predetermined value.
この構成により、モジュール毎の劣化状態が、モジュール毎のスペックとの比較の上で判定できる。 With this configuration, the deterioration state of each module can be determined after comparison with the specifications of each module.
本発明の第4の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第3の発明に加えて、判定手段は、理想電流値を測定温度値で補正した補正理想電流値を算出し、特定モジュールの発電電流値と補正理想電流値との差分値を算出し、差分値が所定値以上である場合には、特定モジュールを、劣化状態として判定する。 In the deterioration detection device for a photovoltaic power generation apparatus according to the fourth invention of the present invention, in addition to the third invention, the determination means calculates and specifies a corrected ideal current value obtained by correcting the ideal current value with the measured temperature value. A difference value between the generated current value of the module and the corrected ideal current value is calculated, and if the difference value is equal to or greater than a predetermined value, the specific module is determined as a deteriorated state.
この構成により、温度によって変化しうる発電状態を考慮した上で、モジュール毎の劣化状態が判定できる。 With this configuration, it is possible to determine the deterioration state for each module in consideration of the power generation state that can change depending on the temperature.
本発明の第5の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第1から第4のいずれかの発明に加えて、基準値が、複数のモジュールのそれぞれの発電電流値の平均値である場合に、判定手段は、特定モジュールの発電電流値と平均値との差分値を算出し、差分値が所定値以上である場合には、特定モジュールを、劣化状態として判定する。 In the deterioration detection device for a solar power generation device according to the fifth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to fourth aspects, the reference value is an average value of the generated current values of the plurality of modules. In some cases, the determination unit calculates a difference value between the generated current value and the average value of the specific module, and determines that the specific module is in a deteriorated state if the difference value is equal to or greater than a predetermined value.
この構成により、絶対的な基準ではなく、複数のモジュールとの相対的な関係によって、モジュールの劣化状態が判定できる。 With this configuration, it is possible to determine the deterioration state of a module not based on an absolute reference but based on a relative relationship with a plurality of modules.
本発明の第6の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第1から第5のいずれかの発明に加えて、判定手段は、特定モジュールの発電電流値が所定値以下である場合には、特定モジュールを、故障状態として判定する。 In the deterioration detection device for a solar power generation device according to the sixth invention of the present invention, in addition to any of the first to fifth inventions, the determination means may be configured such that the generated current value of the specific module is equal to or less than a predetermined value. The specific module is determined as a failure state.
この構成により、発電状態の非常に悪くなっているモジュールを、即座に故障と判定でき、故障モジュールの修理や交換へのスムーズな接続が可能となる。 With this configuration, a module whose power generation state is extremely poor can be immediately determined as a failure, and a smooth connection to repair or replacement of the failed module becomes possible.
本発明の第7の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、測定値を所定期間に渡って記憶する累積値記憶部を更に備え、判定手段は、所定期間における特定モジュールの発電電流値の変化が、所定期間における理想電流値もしくは補正理想電流値の予想される変化よりも大きく、変化の差分が所定値以上である場合には、特定モジュールを、劣化状態として判定する。 In addition to any one of the first to sixth inventions, the deterioration detection device for a solar power generation device according to the seventh invention of the present invention further includes a cumulative value storage unit that stores the measured values over a predetermined period. The determination means determines that the change in the generated current value of the specific module in the predetermined period is larger than the expected change in the ideal current value or the corrected ideal current value in the predetermined period, and the difference between the changes is equal to or greater than the predetermined value. The specific module is determined as a deteriorated state.
この構成により、経年変化を基準とした、モジュールの劣化状態が判定できる。経年変化を基準とすることで、モジュールの劣化状態は、より高い精度と実使用に即した状態で、判定できる。 With this configuration, it is possible to determine the deterioration state of the module based on the secular change. By using the secular change as a reference, the deterioration state of the module can be determined with higher accuracy and a state in accordance with actual use.
本発明の第8の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、判定手段は、所定期間における特定モジュールの発電電流値の累積値が、所定期間における理想電流値もしくは補正理想電流値の累積値より小さく、累積値の差分が所定値以上である場合には、特定モジュールを、劣化状態として判定する。 In the deterioration detection device for a solar power generation device according to the eighth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to sixth aspects, the determination means may determine whether the accumulated value of the generated current value of the specific module in a predetermined period is When the difference between the accumulated current values is smaller than the accumulated value of the ideal current value or the corrected ideal current value in the predetermined period and the accumulated value is equal to or larger than the predetermined value, the specific module is determined as the deteriorated state.
この構成により、経年変化を基準とした、モジュールの劣化状態が判定できる。経年変化を基準とすることで、モジュールの劣化状態は、より高い精度と実使用に即した状態で、判定できる。 With this configuration, it is possible to determine the deterioration state of the module based on the secular change. By using the secular change as a reference, the deterioration state of the module can be determined with higher accuracy and a state in accordance with actual use.
本発明の第9の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、記憶部は、特定モジュールの所定期間における日照時間を記憶しており、判定手段は、所定期間における特定モジュールの発電電流値と日照時間との乗算値と、所定期間における理想電流値もしくは補正理想電流値と日照時間との乗算値と、の差分値が所定値以上の場合には、特定モジュールを、劣化状態として判定する。 In the deterioration detection device for a solar power generation device according to the ninth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to sixth aspects, the storage unit stores the sunshine hours in a predetermined period of the specific module. The determination means determines that a difference value between a multiplication value of the generated current value of the specific module and the sunshine time in a predetermined period and an ideal current value in the predetermined period or a multiplication value of the corrected ideal current value and the sunshine time is a predetermined value or more. In this case, the specific module is determined as a deteriorated state.
この構成により、日照時間によって発電量が変化することも考慮した高い精度でのモジュールの劣化状態の判定が行える。 With this configuration, it is possible to determine the deterioration state of the module with high accuracy considering that the amount of power generation varies depending on the sunshine duration.
本発明の第10の発明に係る太陽光発電装置の劣化検出装置では、第3から第9のいずれかの発明に加えて、判定手段が、異なる複数のタイミングで、所定回数以上において特定モジュールを劣化状態であると判定する場合に、判定手段は、特定モジュールを劣化モジュールとして決定する。 In the deterioration detection device for a solar power generation device according to the tenth invention of the present invention, in addition to any of the third to ninth inventions, the determination means may include the specific module at a predetermined number of times at a plurality of different timings. When determining that it is in a deteriorated state, the determining means determines the specific module as a deteriorated module.
この構成により、判定精度と判定結果に対する信頼性が向上する。 With this configuration, determination accuracy and reliability with respect to a determination result are improved.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書におけるモジュールとは、太陽光発電装置において複数のセルで構成されたユニットであり、パネルと呼ばれることもある部位である。但し、詳細な意味に限定されるものではなく、商業施設や一般住宅に設置される太陽光発電装置を構成する複数のユニットのそれぞれを示すものである。 In addition, the module in this specification is a unit composed of a plurality of cells in the solar power generation device, and is a part sometimes called a panel. However, it is not limited to a detailed meaning, and indicates each of a plurality of units constituting a solar power generation apparatus installed in a commercial facility or a general house.
(実施の形態1)
まず、実施の形態1における太陽光発電装置の劣化検出装置の概要について説明する。
(Embodiment 1)
First, the outline | summary of the degradation detection apparatus of the solar power generation device in
(概要)
図1は、本発明の実施の形態1における太陽光発電装置の劣化検出装置のブロック図である。なお、図1は、太陽光発電装置の一部と太陽光発電装置の劣化検出装置とを同じ図面に示している。
(Overview)
FIG. 1 is a block diagram of a deterioration detection device for a photovoltaic power generator according to
太陽光発電装置2は、アレイ4、アレイ4を構成する複数のモジュール5、複数のモジュール5のそれぞれを構成する最少発電単位であるセル6を備えている。なお、本来的には、パワーコンディショナなども備えているが、説明の便宜のために割愛する。
The solar
太陽光発電装置の劣化検出装置3(以下、説明の簡便のために「劣化検出装置」と記載する)は、太陽光発電装置2と接続され、太陽光発電装置2が備える複数のモジュール5の劣化を検出する。
A deterioration detection device 3 of a solar power generation device (hereinafter referred to as “deterioration detection device” for the sake of simplicity) is connected to the solar
劣化検出装置3は、複数のモジュール5のそれぞれについて、所定の測定値を測定する測定手段7、所定の基準値を記憶する記憶部8、測定値と基準値とに基づいて、複数のモジュールに含まれる特定モジュールの劣化度合いを判定する判定手段9と、を備える。
For each of the plurality of
ここで、アレイ4に含まれる左下のモジュールを特定モジュール10とする。
Here, the lower left module included in the
測定手段7は、複数のモジュール5のそれぞれが発電している発電電流値、複数のモジュール5のそれぞれの温度である測定温度値の少なくとも一つを測定する。このとき、測定手段7は、複数のモジュール5のそれぞれに設けられてもよいし、複数のモジュール全体をまとめて設けられても良い。測定手段は、複数のモジュール5のそれぞれで測定した発電電流値と測定温度値とを、判定手段9に出力する。
The measuring unit 7 measures at least one of a generated current value generated by each of the plurality of
記憶部8は、判定手段9が特定モジュール10の劣化状態を判定するのに所定の基準となる基準値を記憶する。なお、図1では記憶部8は判定手段9と異なる要素として記載されているが、判定手段9に含まれる要素であっても良い。
The
判定手段9は、記憶部8から基準値を読み出す。また、測定手段7から特定モジュール10の発電電流値と測定温度値とを読み出す。
The
判定手段は、測定値である発電電流値と基準値とを比較する。このとき、発電電流値と基準値とを単純に比較してもよいし、測定温度値に基づいて比較しても良い。あるいは、判定手段9は、発電電流値および基準値のいずれかを測定温度値によって補正した上で、発電電流値と基準値とを比較しても良い。なお、発電電流値との比較を行うために、基準値は、特定モジュール10の発電可能な理想電流値であることも好適である。測定温度値を考慮して判定が行われることで、天候や気象条件に左右されにくい、モジュールの劣化検出が行われる。
The determination means compares the generated current value, which is a measured value, with a reference value. At this time, the generated current value and the reference value may be simply compared, or may be compared based on the measured temperature value. Alternatively, the
判定手段9は、発電電流値と基準値との比較に基づいて、特定モジュール10の劣化・故障を判定する。判定手段9は、判定結果を出力する。
The
なお、判定手段9は、測定手段7が測定値を得れば、即座に判定することができるので、劣化検出装置3は、リアルタイムでモジュールの劣化を検出できる。また、測定手段7が連続的に測定値を測定すれば、判定手段9も連続的にモジュールの劣化度合いを判定できる。このため、劣化検出装置3は、常時、モジュールの劣化を検出できる。 In addition, since the determination means 9 can determine immediately if the measurement means 7 obtains a measured value, the deterioration detection apparatus 3 can detect deterioration of a module in real time. Further, if the measurement means 7 continuously measures the measurement value, the determination means 9 can also continuously determine the degree of deterioration of the module. For this reason, the deterioration detection device 3 can always detect the deterioration of the module.
このとき、判定手段9は、複数のモジュール5のそれぞれを、順々にあるいは並列に判定対象の特定モジュールとして判定を行い、複数のモジュール5の内、どのモジュールが劣化・故障しているかを検出する。太陽光発電装置2においては、アレイ4に含まれる複数のモジュール5のそれぞれに位置を示すID番号が付与されていることが多い。判定手段9は、判定を行う特定モジュールのID番号を読み取った上で、劣化・故障を判定する。この結果、判定手段9は、ID番号で特定されるモジュールの劣化・故障を判定して、判定結果を出力できる。すなわち、劣化検出装置3は、アレイ4に含まれる複数のモジュールの内、どのモジュールに異常が存在するかを特定できる。
At this time, the determination means 9 determines each of the plurality of
判定結果は、有線通信や無線通信などで、設置者あるいは管理センターに通信される。 The determination result is communicated to the installer or the management center by wired communication or wireless communication.
設置者や管理センターは、判定結果を受信すると、この判定結果に応じた対応を行う。例えば、設置者や管理センターは、劣化や故障をしているモジュールを修理したり交換したりする手配を整えたり、劣化や故障をしているモジュールを太陽光発電装置2から切り離す処理を行ったりする。
When the installer or the management center receives the determination result, the installer or the management center responds according to the determination result. For example, the installer or the management center makes arrangements for repairing or replacing a deteriorated or malfunctioning module, or performs a process of separating the degraded or malfunctioning module from the solar
以上のように、劣化検出装置3は、天候や気象条件に左右されにくく、位置の特定されたモジュールの劣化をリアルタイムで検出できる。 As described above, the deterioration detection device 3 is less susceptible to the weather and weather conditions, and can detect the deterioration of the module whose position is specified in real time.
次に、各部の詳細について説明する。 Next, the detail of each part is demonstrated.
(測定手段)
まず、測定手段7について説明する。
(Measuring means)
First, the measuring means 7 will be described.
測定手段7は、複数のモジュール5のそれぞれについて、所定の測定値を測定する。所定の測定値は、複数のモジュール5のそれぞれが発電している発電電流値、複数のモジュール5のそれぞれの温度である測定温度値の少なくとも一つを含む。また、測定値は、複数のモジュール5のそれぞれにおける日照時間を含んでも良い。
The measuring means 7 measures a predetermined measurement value for each of the plurality of
測定手段7は、複数のモジュール5のそれぞれに設置された電流測定デバイスおよび温度測定デバイス(これら2つのデバイスは、一体であっても別体であってもよい)を用いて、モジュール5の発電電流値や測定温度値を測定する。電流測定デバイスは、例えば、複数のモジュール5のあるモジュールと他のモジュールとを接続する入出力信号線に接続されることで、モジュールが実際に発電している発電電流値を測定できる。
The measuring means 7 uses a current measuring device and a temperature measuring device installed in each of the plurality of modules 5 (the two devices may be integrated or separated) to generate power from the
温度測定デバイスは、接触温度計や非接触温度計を用いる。 A contact thermometer or a non-contact thermometer is used as the temperature measuring device.
温度測定デバイスは、モジュールの表面、モジュールの内部、モジュールの中央付近、モジュールの端部付近などの種々の位置の内、仕様により定められる位置の温度を測定する。あるいは、温度測定デバイスは、モジュールの表面、モジュールの内部、モジュールの中央付近、モジュールの端部付近などの全ての位置での温度の平均値を、測定温度値として測定する。 The temperature measuring device measures the temperature at a position determined by the specification among various positions such as the surface of the module, the inside of the module, the vicinity of the center of the module, and the vicinity of the end of the module. Alternatively, the temperature measuring device measures an average value of temperatures at all positions such as the surface of the module, the inside of the module, the vicinity of the center of the module, and the vicinity of the end of the module as a measured temperature value.
また、測定手段7は、複数のモジュール5のそれぞれにおける日照時間を測定してもよい。日照時間は、照度計を用いて測定される。
The measuring means 7 may measure the sunshine hours in each of the plurality of
測定手段7は、このような電流測定デバイスや温度測定デバイスを用いて、発電電流値および測定温度値を測定する。また、測定手段7は、半導体メモリ、磁気メモリ、光ディスクなどを備える記憶装置に、これら測定した測定値を記憶させても良い。 The measuring means 7 measures the generated current value and the measured temperature value using such a current measuring device or temperature measuring device. Further, the measuring means 7 may store these measured values in a storage device including a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical disk, and the like.
測定手段7は、測定した測定値を、判定手段9に出力する。このとき、測定手段7は、自ら判定手段9に測定値を出力してもよいし、判定手段9の要求に基づいて測定値を出力しても良い。
The measuring unit 7 outputs the measured value to the determining
なお、測定手段7は、アレイ4が含む複数のモジュール5の全てについての測定値を常に測定しなければならないわけではない。測定手段7は、仕様や管理者の設定に応じて、複数のモジュール5のいずれかのモジュールを選択して測定値を測定しても良い。
Note that the measurement means 7 does not always have to measure the measurement values for all of the plurality of
なお、アレイ4は複数のモジュール5を備えているが、複数のモジュール5のそれぞれには、アレイ4における位置を示す識別子が付与されている。測定手段7は、特定モジュール10の発電電流値や測定温度値を測定するのにあわせて、特定モジュール10の識別子を識別する。識別子を読み取ることで、アレイ4におけるどの位置のモジュールについて劣化を検出しているかが、設置者や管理者にとっては容易に判別できる。
The
測定手段7は、測定値を出力する際には、この特定モジュールの識別子をあわせて出力する。結果として、記憶部8に測定値が記憶される場合には、モジュールのアレイ4の中での位置を示す識別子と共に、測定値が記憶される。同様に、判定手段9が特定モジュールの劣化度合いを判定する際には、アレイ4の中での位置を示す識別子によって、どの位置のモジュールであるかを特定した上で判定できる。
The measuring means 7 outputs the identifier of the specific module together when outputting the measured value. As a result, when the measurement value is stored in the
(記憶部)
次に、記憶部8について説明する。
(Memory part)
Next, the
記憶部8は、基準値を記憶する。記憶部8は、半導体メモリ、光ディスク、磁気ディスク、ハードディスクドライブなど、電子データを記憶できる種々のデバイスを含む。記憶部8は、測定手段7、判定手段9とは別の要素であってもよいし、一体の要素であってもよい。例えば、記憶部8は、測定手段7が測定した測定値を、基準値と共に記憶しても良い。
The
記憶部8は、記憶している基準値を、判定手段9に出力する。このとき、記憶部8は、自ら判定手段9に基準値を出力してもよいし、判定手段9の要求に基づいて基準値を出力しても良い。
The
基準値は、判定手段9が劣化度合いを判定する判定の対象となる特定モジュール10が、本来的に有する理想的な理想電流値を含む。理想電流値は、例えば、太陽光発電装置のモジュールやアレイのメーカが提供するデータシートから得られる。図2は、本発明の実施の形態1におけるデータシートを説明する説明図であり、図2は、データシートの一例を示す。
The reference value includes an ideal ideal current value inherently included in the
データシートは、多くの場合、モジュールの種類に応じた、発電可能な理想電流値を記載しており、例えば図2のように、最少値(Min)、中間値(Typ)、最大値(Max)を示している。 In many cases, data sheets describe ideal current values that can be generated according to the type of module. For example, as shown in FIG. 2, the minimum value (Min), the intermediate value (Typ), and the maximum value (Max). ).
理想電流値は、特定モジュール10の理想的に発電可能な電流値を示しており、この理想電流値と実際に発電している発電電流値との乖離状態で、特定モジュール10の劣化度合いを判定できる。
The ideal current value indicates a current value at which the
記憶部8は、理想電流値を測定温度値で補正した補正理想電流値を、記憶しても良い。あるいは、アレイ4が備える複数のモジュール5のそれぞれで測定された発電電流値の平均値や合計値を記憶しても良い。
The
判定手段は、補正理想電流値、発電電流値の平均値、発電電流値の合計値などを基準に、特定モジュール10の劣化度合いを判定することもありうるからである。
This is because the determination means may determine the degree of deterioration of the
なお、記憶部8は、太陽光発電装置2の設置場所に近接して設置されてもよいし、離隔して設置されても良い。例えば、多くの場所に設置された太陽光発電装置を一括管理する管理センターに、記憶部8が設置されても良い。
In addition, the memory |
(判定手段)
次に、判定手段9について説明する。
(Judgment means)
Next, the determination means 9 will be described.
判定手段9は、測定値と基準値に基づいて、特定モジュール10の劣化度合いを判定する。概説的には、測定された特定モジュール10の発電電流値が、理想電流値に対して所定以上の乖離を有する場合には、判定手段9は、特定モジュール10を、劣化状態として判定する。あるいは判定手段9は、特定モジュール10を、故障状態として判定する。
The
なお、測定手段7および判定手段9の少なくとも一方は、アレイ4が含む複数のモジュール5の中での、特定モジュール10の位置を特定する識別子を識別できる。このため、判定手段9は、特定もジュール10を複数のモジュール5の中での位置を特定した上で、特定モジュール10の劣化度合いの判定結果を出力できる。この結果、太陽光発電装置の設置者や管理者は、アレイ4の中でのどの位置にあるモジュールが、劣化や故障を起こしているかを即座に判断でき、劣化や故障に対する対応を取りやすくなる。例えば、故障を起こしているモジュールを交換する必要がある場合には、どの位置のモジュールが故障を起こしているかがわかっているので、交換対象となるモジュールは容易に特定される。このため、設置者や管理者は、特定できたモジュールのみを即座に交換・修理できる。
Note that at least one of the measurement unit 7 and the
判定手段9は、基準値をカスタマイズすることで、種々の観点から判定できる。以下に、それぞれを説明する。 The determination means 9 can determine from various viewpoints by customizing the reference value. Each will be described below.
(判定手法その1)
判定手段9は、特定モジュール10の発電電流値と理想電流値との差分値を算出する。更に、判定手段9は、この差分値を所定の閾値と比較する。差分値が所定の閾値以上である場合には、判定手段9は、特定モジュールを、劣化状態として判定する。なお、差分値が所定の閾値以上であるとすることに加えて、発電電流値が理想電流値以下であるとの条件を加味して、判定手段9は、特定モジュール10を、劣化状態として判定しても良い。
(Judgment method 1)
The
なお、理想電流値は、太陽光発電装置2のモジュールあるいはアレイを製造するメーカが図2に示されるスペックとして提供することが多い。メーカは、モジュールのみを製造して施工業者に販売し、施工業者が必要な数のモジュールを直列・並列に接続して、商業施設や一般住宅に設置する。
The ideal current value is often provided as a specification shown in FIG. 2 by a manufacturer that manufactures a module or array of the photovoltaic
劣化検出装置3の検出結果を利用するのは、太陽光発電装置2の設置者や管理者(施工業者が管理者を兼ねることもある)である。設置者や管理者は、実際に設置された太陽光発電装置2が含むモジュール毎の発電電流値と理想電流値との比較によって、メーカが提供するスペックに比して大きく劣る場合に、モジュールが劣化しているとして認識できる。
The detection result of the deterioration detection device 3 is used by the installer or manager of the solar power generation device 2 (the contractor may also serve as the manager). If the installer or manager compares the generated current value of each module included in the actually installed solar
(判定手法その2)
判定手段9は、図2のデータシートに示される理想電流値を、測定温度値で補正して、補正理想電流値を算出する。データシートに表される理想電流値は、所定温度(通常は、室温を基準とする)での発電電流値であるので、モジュールの温度変化によっては、モジュールが発電可能な電流値は変化しうる。例えば、モジュールの温度が上がっていくと、モジュールが発電可能な電流値は、室温を基準とした理想電流値よりも小さくなることが知られている。
(Judgment method 2)
The determination means 9 corrects the ideal current value shown in the data sheet of FIG. 2 with the measured temperature value, and calculates a corrected ideal current value. Since the ideal current value shown in the data sheet is a generated current value at a predetermined temperature (usually based on room temperature), the current value that can be generated by the module may change depending on the temperature change of the module. . For example, it is known that as the temperature of the module rises, the current value that can be generated by the module becomes smaller than the ideal current value based on room temperature.
このことを考慮すると、理想電流値が、室温での発電可能な電流値であることから、モジュールの発電電流値とこの理想電流値を比較しただけで、モジュールの劣化度合いを判定するのは不十分であるといえる(なお、理想電流値との比較は、簡便な処理でもあるので、設置者や管理者の要請に応じて、理想電流値と補正理想電流値を比較対象に用いるかを決めればよい)。 Considering this, since the ideal current value is a current value that can be generated at room temperature, it is not possible to determine the degree of deterioration of the module simply by comparing the generated current value of the module with the ideal current value. It can be said that the comparison with the ideal current value is also a simple process, so it is possible to decide whether to use the ideal current value and the corrected ideal current value for comparison according to the request of the installer or administrator. Just fine).
このため、判定手段9は、理想電流値を測定温度値で補正した補正理想電流値を算出して、この補正理想電流値を発電電流値との比較に用いる。すなわち、基準値は、補正理想電流値である。なお、補正理想電流値は、記憶部8に記憶されていてもよいし、判定手段9が保持していても良い。
Therefore, the
補正理想電流値は、理想電流値に測定温度値を所定の数式で乗算して得られてもよいし、対応テーブルによって得られても良い。あるいは、図3に示されるように、温度によって理想電流値を補正する補正関数に従って、補正理想電流値が得られても良い。図3は、本発明の実施の形態1における、補正理想電流値と温度との関係を示すグラフである。 The corrected ideal current value may be obtained by multiplying the ideal current value by the measured temperature value by a predetermined formula, or may be obtained by a correspondence table. Alternatively, as shown in FIG. 3, a corrected ideal current value may be obtained according to a correction function that corrects the ideal current value according to temperature. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the corrected ideal current value and the temperature in the first embodiment of the present invention.
図3は一例であるが、室温(データシートに示される理想電流値を示す温度)での補正理想電流値を最大として、室温より温度が上がるにつれて補正理想電流値は減少し、室温より温度が下がるにつれて補正理想電流値は減少する。すなわち、太陽光発電装置2に対する外部環境を考慮した補正理想電流値が得られる。
Although FIG. 3 shows an example, the corrected ideal current value at room temperature (temperature indicating the ideal current value shown in the data sheet) is maximized, and the corrected ideal current value decreases as the temperature rises from room temperature. As the value decreases, the corrected ideal current value decreases. That is, the corrected ideal current value in consideration of the external environment with respect to the solar
もちろん、図3のグラフは一例であり、グラフは、温度が上昇するにつれて補正理想電流値が低下する曲線(直線)を有していても良い。 Of course, the graph of FIG. 3 is an example, and the graph may have a curve (straight line) in which the corrected ideal current value decreases as the temperature increases.
判定手段9は、記憶部8に記憶されている理想電流値と測定温度値を用いて、補正理想電流値を算出し、この補正理想電流値を発電電流値と比較してモジュールの劣化度合いを検出する。
The
判定手段9は、特定モジュール10の発電電流値と測定温度値を読み出す。更に理想電流値を読み出す。読み出された測定温度値と理想電流値とを用いて補正理想電流値を算出する。ついで、判定手段9は、発電電流値と補正理想電流値との差分値を算出する。このとき、差分値が所定の閾値以上である場合には、判定手段9は、この特定モジュール10を、劣化状態として判定する。なお、発電電流値が補正理想電流値よりも小さい上で、差分値が所定の閾値以上であることを、判定手段9は、劣化の条件としてもよい。
The
なお、ここでは、測定温度値を用いて理想電流値を補正したが、測定温度値を用いて発電電流値を補正して、測定温度値により補正された発電電流値と理想電流値との比較に基づいて、判定手段9は、特定モジュール10の劣化状態を判定しても良い。
Here, the ideal current value is corrected using the measured temperature value, but the generated current value is corrected using the measured temperature value, and the generated current value corrected by the measured temperature value is compared with the ideal current value. Based on the above, the
(判定手法その3)
判定手段9および測定手段7の少なくとも一方は、複数のモジュール10の全て(あるいは過半)の発電電流値の平均値を算出する。記憶部8は、この平均値を基準値として記憶する。あるいは、判定手段9は、測定手段7が算出した平均値を用いて、あるいは自ら算出した平均値を用いて、特定もジュール10の劣化状態を判定する。
(Judgment method 3)
At least one of the
アレイ4に含まれる複数のモジュール5のそれぞれは、データシートに記載の理想電流値を有する。劣化検出装置3は、この理想電流値(あるいは補正理想電流値)を基準として、モジュール毎の劣化状態を検出する。しかし、このような絶対値との比較ではなく、複数のモジュール同士での相対的な比較によって、モジュール毎の劣化状態を判定することも好適である場合がある。例えば、太陽光発電装置2が設置されてから年月が経過し、太陽光発電装置2全体として経年劣化している場合には、個々のモジュールを絶対値と比較して劣化を検出するのは適当でない。アレイ4に含まれる多くのモジュールが劣化状態として検出されてしまいかねないからである。
Each of the plurality of
経年劣化が前提となっている太陽光発電装置2では、複数のモジュール5の中でのモジュールの良し悪しに基づいて劣化状態を検出する方が適当である。
In the photovoltaic
判定手段9は、特定モジュール10の発電電流値と平均値との差分値を算出する。
The
判定手段9は、この差分値が所定の閾値以上である場合には、特定モジュール10を、劣化状態であるとして判定する。このとき、特定モジュール10の発電電流値が平均値よりも小さい上で、差分値が所定の閾値以上であることを、劣化の条件としても良い。
The
このように、アレイ4に含まれる複数のモジュール5の中における相対的な位置づけによって、特定モジュール10の劣化状態を判定することも好適である。
As described above, it is also preferable to determine the deterioration state of the
なお、判定手段9は、複数のモジュールのそれぞれの発電電流値の平均値ではなく、アレイ4全体が発電している電流値(パワーコンディショナでの電流値)を、比較対照としても良い。
Note that the
(判定手法その4)
判定手段9は、特定モジュール10の発電電流値が、所定値以下である場合には、特定モジュール10を故障状態として判定する。理想電流値や補正理想電流値との比較にかかわらず、最低限の発電量を生じさせていない特定モジュール10は、故障状態であると考えられる。このため、最低限の発電量に対応する電流値を、所定値と定めると、判定手段9は、発電電流値がこの所定値以下である場合に、特定モジュール10を故障状態として判定する。
(Judgment method 4)
When the generated current value of the
また、図4に示されるように、判定手段9は、異なる複数のタイミングのそれぞれで発電電流値と所定値を比較して、所定値以下である比較結果が所定回数以上である場合に、判定手段9は、特定モジュールを故障状態であると判定しても良い。
Further, as shown in FIG. 4, the determination means 9 compares the generated current value with a predetermined value at each of a plurality of different timings, and determines when the comparison result equal to or less than the predetermined value is equal to or greater than the predetermined number of times. The
図4は、本発明の実施の形態1における故障状態を判定する説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram for determining a failure state in the first embodiment of the present invention.
図4に示されるように、判定手段9は、特定モジュール10の発電電流値を、タイミングt1〜t6の6回にわたって、所定値と比較している。タイミングt4においてのみ、発電電流値は、所定値を上回っている。しかし、他のタイミングでは、発電電流値は、所定値を下回っている。このように、比較回数の過半の回数において発電電流値が所定値を下回っていることから、判定手段9は、特定モジュール10を故障状態であるとして判定する。
As shown in FIG. 4, the
以上のように、特定モジュール10の発電電流値が所定値以下である場合には、判定手段9は、特定モジュール10を、故障状態であるとして判定する。
As described above, when the generated current value of the
(判定手法その5)
判定手段9は、ある特定のタイミングにおける判定、あるいは複数のタイミングにおける判定により、特定モジュール10の劣化状態を判定するだけでなく、所定期間における特定モジュール10の変化に基づいて、特定モジュール10の劣化状態を判定する。所定期間にわたる発電電流値の変化を基準に判定することで、より高い精度での判定が行われる。
(Determination method # 5)
The determination means 9 not only determines the deterioration state of the
あるタイミングでの発電電流値と基準値との比較だけでは、気象条件、外部条件、内部条件、誤差、などの外的要因によって判定結果がばらつくことがある。複数のタイミングでの比較によってこの判定結果のばらつきを低減することもできる。しかし、モジュールの劣化は、特定時の発電電流値によるよりも、時間経過に伴う経年劣化により判定される方が適当であることも多い。 Only by comparing the generated current value and the reference value at a certain timing, the determination result may vary depending on external factors such as weather conditions, external conditions, internal conditions, and errors. Variations in this determination result can be reduced by comparison at a plurality of timings. However, it is often more appropriate for the deterioration of the module to be determined by the aging deterioration with the passage of time than by the generated current value at the specific time.
判定手法その5では、判定手段9は、所定期間に渡る発電電流値の変化と、理想電流値もしくは補正理想電流値の予測変化との差分に基づいて、特定モジュール10の劣化状態を判定する。
In determination method No. 5, the
劣化検出装置3は、発電電流値や測定温度値などの測定値を、所定期間に渡って記憶する累積値記憶部20を更に備える。累積値記憶部20は、発電電流値の所定期間における累積値や発電電流値の所定期間における変化曲線を記憶する。図5は、本発明の実施の形態1における太陽光発電装置の劣化検出装置のブロック図である。劣化検出装置3は、累積値記憶部20を備える。
The degradation detection device 3 further includes a cumulative
判定手段9は、累積値記憶部20が記憶する特定モジュール10の発電電流値の累積値あるいは所定タイミングごとの発電電流値を、読み出す。判定手段9は、所定タイミングごとの発電電流値をグラフ上にプロットする。このとき、所定期間に渡って、発電電流値をプロットする。更に、判定手段9は、記憶部8が記憶する理想電流値(あるいは補正理想電流値))の所定期間に渡っての予想変化曲線をグラフにプロットする。なお、発電電流値の変化曲線と理想電流値の変化曲線は、判定手段9が計算してもよいし、記憶部8、累積記憶部20が計算した上で記憶しておいても良い。
The
このように、判定手段9は、発電電流値の変化曲線と理想電流値の変化曲線(あるいは補正理想電流値の変化曲線)とをグラフにプロットする。このプロットされたグラフは図6のようになる。図6は、本発明の実施の形態1における発電電流値と理想電流値の時間変化曲線を示すグラフである。 Thus, the determination means 9 plots the generated current value change curve and the ideal current value change curve (or the corrected ideal current value change curve) on a graph. The plotted graph is as shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing a time change curve of the generated current value and the ideal current value in the first embodiment of the present invention.
図6に示されるように、所定期間においては、特定モジュール10の経年劣化によって、発電電流値が次第に減少することがある。また、工場出荷の後に経年劣化してモジュールそのものの理想電流値も減少することは予想されている。所定期間における理想電流値の変化は、図2に示されるデータシートなどから得ることができる。判定手段9は、発電電流値の変化曲線と理想電流値の変化曲線とを比較する。このとき、図6に示されるように、発電電流値の変化曲線が、理想電流値の変化曲線に対して大きな乖離(差分)を有する場合には、特定モジュール10は、経年劣化を生じさせているものと考えられる。
As shown in FIG. 6, the generated current value may gradually decrease during the predetermined period due to the aging of the
このため、図6の状態を検出した判定手段9は、特定モジュール10を、劣化状態として判定する。すなわち、判定手段9は、所定期間における発電電流値の変化が、所定期間における予想される理想電流値の変化よりも、所定値以上に大きい場合には、特定モジュール10を、劣化状態として判定する。
For this reason, the
このように、判定手段9は、時間要素をも考慮して、特定モジュール10の劣化状態を判定することも好適である。
As described above, it is also preferable that the
なお、図6では、理想電流値の変化を判定の基準としたが、測定温度値によって補正される補正理想電流値の変化を判定の基準としても良い。 In FIG. 6, the change in the ideal current value is used as the criterion for determination. However, the change in the corrected ideal current value corrected by the measured temperature value may be used as the criterion for determination.
(判定手法その6)
判定手段9は、累積値記憶部20が記憶する特定モジュール10の発電電流値の累積値を基準に、特定モジュール10の劣化状態を判定する。
(Determination method 6)
The
図7は、本発明の実施の形態1における発電電流値の累積値と理想電流値の累積値とを比較するグラフである。 FIG. 7 is a graph comparing the accumulated value of the generated current value and the accumulated value of the ideal current value in the first embodiment of the present invention.
判定手段9は、累積値記憶部20から、特定モジュール10の発電電流値の累積値を読み出す。加えて、判定手段9は、記憶部8から理想電流値もしくは補正理想電流値の累積値を読み出す(あるいは、理想電流値もしくは補正理想電流値を読み出して、所定期間に渡って累積演算する)。これらの累積値は、所定期間における累積値である。
The
図7のグラフに示される理想電流値の累積値は、データシートから得られるデータと所定期間との乗算で得られる。時間の増加に伴って、理想電流値の累積値は増加していく。 The accumulated value of the ideal current values shown in the graph of FIG. 7 is obtained by multiplying data obtained from the data sheet and a predetermined period. As the time increases, the cumulative value of the ideal current value increases.
一方、発電電流値の累積値も、時間の増加に伴って増加していく。図7のグラフのとおりである。ここで、図7に示されるように、発電電流値の累積値が時間の経過と共に、その増加率が悪くなり、理想電流値の累積値と差分が生じることがある。この差分が所定値以上である場合には、判定手段9は、特定モジュール10を、劣化状態であるとして判定する。発電電流値が、本来の発電量を生じさせていないことが所定期間に渡って明確であるからである。
On the other hand, the accumulated value of the generated current value also increases as the time increases. It is as the graph of FIG. Here, as shown in FIG. 7, the increase rate of the accumulated value of the generated current value deteriorates with time, and a difference from the accumulated value of the ideal current value may occur. If this difference is greater than or equal to a predetermined value, the
累積値記憶部20は、記憶部8と一体でも別体でも良い。
The cumulative
図7では、理想電流値の変化を判定の基準としたが、測定温度値によって補正される補正理想電流値の変化を判定の基準としても良い。 In FIG. 7, the change in the ideal current value is used as a criterion for determination. However, the change in the corrected ideal current value corrected by the measured temperature value may be used as the criterion for determination.
判定手法その5、その6のように、所定期間の変化や累積値を基準としてモジュールの劣化状態を判定することは、モジュールにおいて生じやすい経年劣化を容易に検出できる。
As in the
(判定手法その7)
判定手段9は、日照時間を考慮したモジュールの劣化状態の判定を行っても良い。
(Judgment method 7)
The
記憶部8は、所定期間における日照時間を記憶する。この日照時間は、所定期間における実際の日照時間を、照度計を用いて測定された結果でもよいし、累積された気象データに基づいて算出された結果でも良い。
The
前者の場合には、測定手段7が、発電電流値や温度以外に、日照時間を測定して、その測定値を記憶部8に記憶させる。この日照時間を、所定期間に渡って記憶させることで、所定期間における日照時間の累計値が記憶される。後者の場合には、記憶部8は、過去所定年数分から計算される一般的な日照時間(例えば、7月の1ヶ月は、300時間であるなど)を記憶しておく。
In the former case, the measuring means 7 measures the sunshine time in addition to the generated current value and temperature, and stores the measured value in the
特定モジュール10の発電電流値は、日照時間によっても左右される。このため、判定手段9は、日照時間の要素を、発電電流値および理想電流値に加味した上で、特定モジュール10の劣化状態を判定する。
The generated current value of the
判定手段9は、所定期間における発電電流値の累計値(もしくは平均値)に所定期間における日照時間の累計値(もしくは平均値)を乗算する。この乗算結果を第1乗算結果とする。
The
同様に、判定手段9は、所定期間における理想電流値(もしくは補正理想電流値)の累計値(もしくは平均値)に、所定期間における日照時間の累計値(もしくは平均値)を乗算する。この乗算結果を第2乗算結果とする。
Similarly, the
判定手段9は、第1乗算結果と第2乗算結果とを比較して差分値を算出する。この差分値が、所定の閾値以上である場合には、判定手段9は、特定モジュール10を、劣化状態であるとして判定する。また、このとき、第1乗算結果が第2乗算結果よりも小さいことを加重条件としてもよい。
The
また、日照時間と測定温度値との両方を、発電電流値および理想電流値の補正要素に用いることで、気象条件や外部条件をより反映したモジュールの劣化検出ができる。 Further, by using both the sunshine duration and the measured temperature value as correction elements for the generated current value and the ideal current value, it is possible to detect the deterioration of the module more reflecting the weather conditions and external conditions.
例えば、日照時間と測定温度値を、発電電流値と理想電流値の両方に乗じた上で、それぞれの乗算結果を比較する。判定手段9は、この比較の結果に基づいて、モジュールの劣化状態を判定する。 For example, after multiplying the sunshine duration and the measured temperature value by both the generated current value and the ideal current value, the respective multiplication results are compared. The determination means 9 determines the deterioration state of the module based on the comparison result.
なお、以上の判定手法その1〜その7の全てでは、判定手段9は、アレイ4に含まれる複数のモジュール5のそれぞれのモジュールを、都度ごと特定モジュール10として判定を行い、アレイ4に含まれる全てのモジュールについての、劣化状態の判定を行う。あるいは、必要なモジュールの全てについての劣化状態の判定を行う。
In all of the
また、判定手段9は、以上の判定手法のそれぞれにおいて、異なる複数のタイミングにおいて特定モジュールの劣化状態を判定する。このとき、複数のタイミングにおいて劣化状態であると判定される回数が、所定回数以上である場合に、特定モジュールを劣化モジュールであると決定しても良い。すなわち、あるタイミングにおいて上述の判定手法を用いた判定結果が劣化状態であることに加えて、他のタイミングにおいて上述の判定手法を用いた判定結果が劣化状態であることによって、判定手段9は、特定モジュール10を真の劣化状態であると判定する。すなわち、あるタイミングでの判定結果だけを用いてもよいし、複数のタイミングでの判定結果の総合結果を用いてもよい。
Moreover, the determination means 9 determines the deterioration state of the specific module at a plurality of different timings in each of the above determination methods. At this time, the specific module may be determined to be a degraded module when the number of times determined to be in a degraded state at a plurality of timings is equal to or greater than a predetermined number. That is, in addition to the determination result using the above-described determination method at a certain timing being in a deteriorated state, the determination result using the above-described determination method at another timing is in a deteriorated state. It is determined that the
このように、複数回に渡って劣化状態を検出することで、より正確に特定モジュール10の劣化や故障を判定できる。
As described above, the deterioration or failure of the
以上のように、実施の形態1における太陽光発電装置の劣化検出装置は、実際の気象条件や外部条件を考慮した上で、アレイに含まれるモジュールの劣化状態を検出できる。しかも、測定手段と判定手段とは、常時動作できるので、劣化検出装置は、リアルタイムにモジュールの劣化状態を検出でき、検出に当たっては、専門エンジニアが専用の装置を持って現場にて対応する必要がない。また、モジュールに付与されている識別子を判定結果に含めることができるので、設置者や管理者は、いずれの位置にあるモジュールに劣化が生じているかを容易に把握できる。
As described above, the degradation detection apparatus for the photovoltaic power generation apparatus according to
なお、実施の形態1に説明する劣化検出装置は、その一部もしくは全部がハードウェアで構成されても良いし、ソフトウェアで構成されても良い。ソフトウェアで構成される場合には、中央演算処理装置がメモリに記憶されているプログラムとデータを読み出して、所定の演算(実施の形態1で説明した判定手法に従う演算)を行って劣化を検出する。また、方法として実現されても良い。この場合には、太陽光発電装置を構成する複数のモジュールのそれぞれについて、所定の測定値を測定し、記憶部が記憶する所定の基準値を読み出し、測定値と基準値とに基づいて、複数のモジュールに含まれる特定モジュールの劣化度合いを判定する。 Note that part or all of the degradation detection apparatus described in the first embodiment may be configured by hardware or software. In the case of software, the central processing unit reads the program and data stored in the memory, performs a predetermined calculation (the calculation according to the determination method described in the first embodiment), and detects deterioration. . Moreover, you may implement | achieve as a method. In this case, for each of the plurality of modules constituting the solar power generation device, a predetermined measurement value is measured, a predetermined reference value stored in the storage unit is read, and a plurality of values are determined based on the measurement value and the reference value. The degree of deterioration of a specific module included in the module is determined.
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described.
図8は、本発明の実施の形態2における太陽光発電装置の劣化検出装置のブロック図である。図8は、太陽光発電装置の一部と劣化検出装置を示している。
FIG. 8 is a block diagram of a deterioration detection device for a solar power generation device according to
劣化検出装置30は、実施の形態1で説明した劣化検出装置3に比較して、出力手段40を備えている。
The
出力手段40は、測定手段7が測定した測定値、判定手段9が判定した判定結果の少なくとも一つを出力する。例えば、出力手段40は、測定手段7が測定した、モジュール毎の発電電流値、測定温度値、日照時間などのデータを出力する。あるいは/合わせて、出力手段40は、判定手段9が判定したモジュール毎の劣化/非劣化の判定結果を出力する。このとき、モジュールを識別子で特定した上で、出力手段40は、測定値や判定結果を出力する。
The
出力手段40は、有線通信、無線通信の少なくとも一つで、測定値や判定結果を出力する。例えば、インターネット回線や電話回線を通じて、出力手段40は、測定値や判定結果を出力する。あるいは、近距離であればブルートゥース、OFDM通信、無線LANなどを用いて出力し、遠距離であれば、FM通信、AM通信、短波通信などを用いて出力する。また、部分的に有線通信であって、部分的に無線通信である混在通信で、出力手段40は、測定値や判定結果を出力しても良い。出力手段40は、測定値や判定結果を、必要な処理のために出力することが目的であり、その通信手段は問わないものである。 The output means 40 outputs a measurement value and a determination result by at least one of wired communication and wireless communication. For example, the output means 40 outputs measurement values and determination results through the Internet line or telephone line. Alternatively, it is output using Bluetooth, OFDM communication, wireless LAN, etc. if it is a short distance, and is output using FM communication, AM communication, short wave communication, etc. if it is a long distance. Further, the output means 40 may output measurement values and determination results in mixed communication that is partially wired communication and partially wireless communication. The output means 40 is intended to output measurement values and determination results for necessary processing, and the communication means is not limited.
また、出力手段40が、測定手段7での測定値を出力する場合には、劣化検出装置3が含む記憶部8および判定手段9は、測定手段7および出力手段40とは離隔した位置に設けられても良い。
When the output means 40 outputs the measurement value obtained by the measurement means 7, the
すなわち、太陽光発電装置2が設置されている場所において、測定手段7と出力手段40が設置される。記憶部8と判定手段9は、出力手段40から受信する測定値を用いてモジュールの劣化状態を判定すればよいので、判定手段9(と記憶部8)は、太陽光発電装置2の設置場所から離隔した場所において設置されてもよい。この場合には、太陽光発電装置が設置されている複数の設置場所のそれぞれにおいて、測定手段7と出力手段40とが設置される。複数の設置場所のそれぞれにおいて、測定手段7は、モジュール毎の測定値を測定し、出力手段40が、測定結果を別の場所に設置されている劣化検出装置に出力する。
That is, the measurement means 7 and the output means 40 are installed in the place where the solar
図9は、本発明の実施の形態2における太陽光発電装置の劣化検出装置のブロック図である。図9では、3箇所に太陽光発電装置2が設置されている。また3つの太陽光発電装置2のそれぞれには、太陽光発電装置としての識別子が付与されており、図9においては、左から、「A」、「B」、「C」の識別子が付与されている。
FIG. 9 is a block diagram of a deterioration detection device for a solar power generation device according to
3つの太陽光発電装置2のそれぞれには、測定手段7と出力手段40が備えられている。3つの測定手段7のそれぞれは、対応する太陽光発電装置に含まれるモジュール毎の発電電流値、測定温度値、日照時間を計測して、出力手段40を介して、これらの測定値を、劣化検出装置50に出力する。このとき、太陽光発電装置2のそれぞれには、「A」、「B」、「C」の識別子が付与されているほか、太陽光発電装置2が含む複数のモジュールのそれぞれにも識別子が付与されている。例えば、図9における左端の太陽光発電装置2のあるモジュールの識別子は、「A:5−1」のように表される。出力手段40は、この「A:5−1」(太陽光発電装置Aの5列1行目のモジュールであることを示す)の識別子で示されるモジュールの測定値を、劣化検出装置50に出力する。
Each of the three
劣化検出装置50は、このように複数の設置場所に設置されている異なる太陽光発電装置2の中のモジュールを特定した測定値の情報を得ることができる。この測定値の情報に基づいて、記憶部8に記憶されている各種基準値(実施の形態1で説明した基準値)を用いてモジュールの劣化状態を判定する。このとき、判定対象のモジュールの位置は、設置場所およびアレイの中での配置位置の両方から特定されているので、劣化検出装置50は、モジュールを特定した上で劣化状態を検出できる。なお、判定手段9での判定の手法は、実施の形態1で説明したとおりである。
The
例えば、複数の場所に太陽光発電装置2が設置されており、これら複数の太陽光発電装置のモジュール毎の劣化状態を検出する管理センターがある場合には、この管理センターに、図9に示される劣化検出装置50が設置され、太陽光発電装置が設置されている場所ごとに、測定手段7と出力手段9とが設置されている。管理センターに設置される劣化検出装置50は、判定手段9と記憶部8とを備えており、複数の太陽光発電装置についての劣化検出を、集中的に行うことができる。
For example, when the photovoltaic
出力手段40が、測定手段7での測定値を、有線あるいは無線によって管理センターに出力できることで、管理センターにおいて集中的に太陽光発電装置に含まれるモジュールの劣化状態を(そのモジュールの位置を特定した上で)検出できる。 Since the output means 40 can output the measurement value of the measurement means 7 to the management center by wire or wirelessly, the deterioration state of the module included in the photovoltaic power generation apparatus is intensively identified at the management center (the position of the module is specified). Can be detected).
なお、出力手段40が、判定結果を出力する場合には、記憶部8および判定手段9は、各太陽光発電装置2の設置場所に設置される。このとき、出力手段40は、各太陽光発電装置2での判定結果を、管理センターに出力する。管理センターは、得られた判定結果を元に、モジュールの修理や対応を集中的に決定・管理する。
In addition, when the output means 40 outputs a determination result, the memory |
このように、出力手段40によって、個別あるいは集中的な太陽光発電装置の劣化管理と復帰処理とが実現できる。
In this way, the
以上のように、実施の形態2における太陽光発電装置の劣化検出装置は、出力手段によって、個別の管理や集中的な管理を行える。
As described above, the degradation detection apparatus for the photovoltaic power generation apparatus according to
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について説明する。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 will be described.
図10は、本発明の実施の形態3における太陽光発電装置の劣化検出システムのブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram of a degradation detection system for a solar power generation device according to Embodiment 3 of the present invention.
劣化検出システムは、実施の形態1、2で説明した劣化検出装置70からの判定結果に基づいて警告を発する警告発生装置81、警告を受ける管理センター80、警告に基づいて太陽光発電装置(あるいはモジュール)へ所定の処置を行う処置装置82、管理センター80からの通報によって太陽光発電装置やモジュールの修理を行う修理センター83とを備える。
The degradation detection system includes a
劣化検出装置70は、実施の形態1、2で説明した手順で、太陽光発電装置2に含まれる特定モジュール10の劣化状態を判定する。出力手段40は、この判定結果を出力する。警告発生装置81は、判定結果を受信する。受信した判定結果が、劣化状態であるとの情報を含んでいる場合には、警告発生装置81は、警告を発する。警告としては、音声アラームや光、画像、テキスト、電子メールなどの視覚的アラームがありえる。いずれでもあるいはこれらの組み合わせでもかまわない。
The
管理センター80は、警告を受け取る。警告を受け取った管理センター80は、問題が生じているものと考え、太陽光発電装置で問題が生じていることを修理センター83に通知する。このとき、管理センター80は、いずれの太陽光発電装置であって、太陽光発電装置のいずれの位置のモジュールに問題があるかを特定した上で、修理センター83に通知できる。
The
管理センター80は、処置装置82を有しており、処置装置82は、修理センターと別個/一緒に、太陽光発電装置に対して所定の処置を行う。例えば、太陽光発電装置を自動で停止させるなどの処置である。例えば、修理センター83による修理が間に合わない場合には、処置装置82が、先んじて処置を行うことで、太陽光発電装置の設置者への不便を早期に解決できる。
The
また、管理センター80、修理センター83、太陽光発電装置2、劣化検出装置70のそれぞれは、インターネット回線、イントラネット回線、電話回線、ISDN回線、無線通信回線などの様々なネットワークで結ばれることも好適である。太陽光発電装置の設置者に対して安心感を与えるからである。このような安心感を与えることで、太陽光発電装置の普及が進みやすくなるメリットもある。
In addition, each of the
以上のように、実施の形態3における太陽光発電装置の劣化検出システムは、太陽光発電装置の設置者に安心感を与える。 As described above, the degradation detection system for a solar power generation apparatus according to Embodiment 3 gives a sense of security to the installer of the solar power generation apparatus.
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について説明する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment will be described.
図11は、本発明の実施の形態4における太陽光発電装置の劣化検出装置のブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram of a degradation detection device for a solar power generation device according to
実施の形態4では、劣化検出装置が、太陽光発電装置のアレイ4から出力される直流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナ90の劣化を検出する。
In the fourth embodiment, the deterioration detection device detects the deterioration of the
パワーコンディショナ90は、アレイ4に接続される。
The
パワーコンディショナ90は、通常アレイ4やアレイ4が備える複数のモジュール5の個数や接続方法によって発電する最大電流値(および最少電流値)に対応して選択される。このため、太陽光発電装置を設置する施工者によって、最適なパワーコンディショナ90が選択されるはずである。
The
しかしながら、選択ミスやその他の要因によって、パワーコンディショナ90に劣化や故障などの問題も生じる。このようなパワーコンディショナ90の劣化や故障を放置すると、太陽光発電装置全体の発電効率が低下する問題が生じる。
However, problems such as deterioration and failure also occur in the
測定手段91は、パワーコンディショナ90の温度値および電流値の少なくとも一方を測定する。パワーコンディショナ90の温度や電流値に異常が見られれば、パワーコンディショナ90は、劣化や故障を有していると考えられるからである。測定手段91は、パワーコンディショナ90の温度値および電流値を、記憶部8および判定手段9の少なくとも一方に出力する。このとき、出力手段92が、測定した温度値や電流値を記憶部8および判定手段9の少なくとも一方に出力する。出力手段92は、出力手段40と同様に、有線、無線の手段を用いる。
The measuring means 91 measures at least one of the temperature value and the current value of the
判定手段9は、パワーコンディショナ90の温度値が所定値以上である場合には、パワーコンディショナ90を劣化状態として判定する。あるいは、判定手段9は、パワーコンディショナ90の電流値が所定値以上であったり所定値未満である場合には、パワーコンディショナ90を、劣化状態として判定する。このような判定手段9における判定によって、パワーコンディショナ90の劣化状態や故障状態が早期に発見される。
When the temperature value of the
判定手段9は、パワーコンディショナ90の温度値が、一定時間以上に渡って所定値以上である場合には、パワーコンディショナ90が劣化状態や故障状態にあると判定する。あるいは、パワーコンディショナ90での電流値(これは、アレイ4が発電する合計値である)が一定時間以上にわたって、所定値以上あるいは所定値未満である場合には、パワーコンディショナ90が劣化状態や故障状態にあると判定する。あるいは、判定手段9は、温度値と電流値とを組み合わせてパワーコンディショナ90の劣化状態や故障状態を検出しても良い。
The
ここで、出力手段40は、実施の形態3の場合と同様に判定結果を出力する。判定結果は、特定モジュールの劣化、アレイ4全体の劣化、パワーコンディショナ90の劣化の少なくとも一つを含んでいる。管理センター80は、実施の形態3での場合と同様に判定結果を受けて、修理センター83に通知して、モジュール、アレイ4、パワーコンディショナ90の修理を促したり、可能な範囲での自己修復を行ったりする。
Here, the output means 40 outputs the determination result as in the case of the third embodiment. The determination result includes at least one of deterioration of the specific module, deterioration of the
この結果、モジュール、アレイの劣化のみならず、パワーコンディショナ90の劣化をも早期に発見して、太陽光発電装置の問題にいち早く対応できる。
As a result, not only the deterioration of the module and the array, but also the deterioration of the
以上、実施の形態1〜4で説明された太陽光発電装置の劣化検出装置、劣化検出システムは、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
As described above, the deterioration detection device and the deterioration detection system of the photovoltaic power generation apparatus described in
2 太陽光発電装置
3 劣化検出装置
4 アレイ
5 モジュール
6 セル
7 測定手段
8 記憶部
9 判定手段
10 特定モジュール
20 累積値記憶部
40 出力手段
DESCRIPTION OF
Claims (16)
所定の基準値を記憶する記憶部と、
前記測定値と前記基準値とに基づいて、前記複数のモジュールに含まれる特定モジュールの劣化度合いを判定する判定手段と、を備える太陽光発電装置の劣化検出装置。 Measuring means for measuring a predetermined measurement value for each of a plurality of modules constituting the installed photovoltaic power generation device,
A storage unit for storing a predetermined reference value;
A deterioration detection device for a photovoltaic power generation apparatus, comprising: a determination unit that determines a degree of deterioration of a specific module included in the plurality of modules based on the measurement value and the reference value.
前記判定手段は、前記測定温度値に基づいて、前記特定モジュールの前記発電電流値と前記理想電流値との差分値を算出し、前記差分値が所定値以上である場合には、前記特定モジュールを、劣化状態として判定する請求項1又は2記載の太陽光発電装置の劣化検出装置。 When the reference value is an ideal current value that can be generated by the specific module,
The determination means calculates a difference value between the generated current value of the specific module and the ideal current value based on the measured temperature value, and when the difference value is a predetermined value or more, the specific module The degradation detection apparatus of the solar power generation device of Claim 1 or 2 which determines as a degradation state.
前記判定手段は、前記特定モジュールの発電電流値と前記平均値との差分値を算出し、前記差分値が所定値以上である場合には、前記特定モジュールを、劣化状態として判定する請求項1から4のいずれか記載の太陽光発電装置の劣化検出装置。 When the reference value is an average value of the generated current values of each of the plurality of modules,
The determination unit calculates a difference value between a generated current value of the specific module and the average value, and determines the specific module as a deteriorated state when the difference value is equal to or greater than a predetermined value. To 4. The deterioration detection device for a solar power generation device according to any one of 4 to 4.
前記判定手段は、前記所定期間における前記特定モジュールの前記発電電流値の変化が、前記所定期間における前記理想電流値もしくは前記補正理想電流値の予想される変化よりも大きく、変化の差分が所定値以上である場合には、前記特定モジュールを、劣化状態として判定する請求項1から6のいずれか記載の太陽光発電装置の劣化検出装置。 A cumulative value storage unit for storing the measurement value over a predetermined period;
In the determination unit, a change in the generated current value of the specific module in the predetermined period is larger than an expected change in the ideal current value or the corrected ideal current value in the predetermined period, and a difference in change is a predetermined value. In the case of the above, the deterioration detection device for a solar power generation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the specific module is determined as a deterioration state.
前記判定手段は、前記所定期間における前記特定モジュールの前記発電電流値と前記日照時間との乗算値と、前記所定期間における前記理想電流値もしくは前記補正理想電流値と前記日照時間との乗算値と、の差分値が所定値以上の場合には、前記特定モジュールを、劣化状態として判定する請求項1から6のいずれか記載の太陽光発電装置の劣化検出装置。 The storage unit stores sunshine hours in the predetermined period of the specific module,
The determination means includes a multiplication value of the generated current value of the specific module and the sunshine time in the predetermined period, and a multiplication value of the ideal current value or the corrected ideal current value and the sunshine time in the predetermined period. The deterioration detection device for a solar power generation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the specific module is determined as a deterioration state when the difference value of is not less than a predetermined value.
前記判定手段は、前記パワーコンディショナの温度および電流値の少なくとも一方に基づいて、前記パワーコンディショナの劣化度合いを判定する請求項1から13のいずれか記載の太陽光発電装置の劣化検出装置。 The measurement means further measures at least one of a temperature and a current value of a power conditioner that converts a direct current generated by the plurality of modules into an alternating current,
The deterioration detection device for a solar power generation device according to any one of claims 1 to 13, wherein the determination unit determines a degree of deterioration of the power conditioner based on at least one of a temperature and a current value of the power conditioner.
前記判定手段の判定結果に基づいて警告を発する警告発生装置と、
前記警告に基づいて前記特定モジュールへ所定の処置を行う処置装置と、を備える太陽光発電装置の劣化検出システム。 A degradation detection device for a solar power generation device according to any one of claims 1 to 14,
A warning generator that issues a warning based on the determination result of the determination means;
A degradation detection system for a solar power generation apparatus, comprising: a treatment device that performs a predetermined treatment on the specific module based on the warning.
記憶部が記憶する所定の基準値を読み出し、
前記測定値と前記基準値とに基づいて、前記複数のモジュールに含まれる特定モジュールの劣化度合いを判定する太陽光発電装置の劣化検出方法。 For each of a plurality of modules constituting the installed photovoltaic power generation apparatus, a predetermined measurement value is measured,
Read a predetermined reference value stored in the storage unit,
A method for detecting deterioration of a photovoltaic power generation apparatus that determines a degree of deterioration of a specific module included in the plurality of modules based on the measured value and the reference value.
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