CN102819924A - 太阳能电池模块的被盗监视装置和使用了该装置的被盗监视系统 - Google Patents

太阳能电池模块的被盗监视装置和使用了该装置的被盗监视系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及太阳能电池模块的被盗监视装置和使用了该装置的被盗监视系统。该装置具备：被盗监视装置本体（3）；信号线（4），其一端与被盗监视装置本体连接，另一端分支地分别与作为监视对象的多个太阳能电池模块（M）连接；以及响应元件（5c），其被设置在信号线与各太阳能电池模块的连接部（5），被分别设定不同的地址，并且在接收到包含自身地址的监视信号时回送响应信号，被盗监视装置本体具备：被盗判断部（10），从信号线的一端起顺次发送包含各个响应元件的地址的监视信号，并且顺次接收从各响应元件回送来的响应信号，上述被盗判断部将与没有回送来该响应信号的响应元件对应的太阳能电池模块判断为已被盗。

Description

太阳能电池模块的被盗监视装置和使用了该装置的被盗监视系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池模块的被盗监视装置和使用了该装置的被盗监视系统。
背景技术
以前，进行了与太阳能电池模块的被盗监视装置有关的开发（例如参照专利文献1）。
最近，随着太阳能发电站等大规模太阳能电池发电站的普及，不只是检测出太阳能电池模块的被盗，还出现了希望检测出太阳能电池模块被盗的位置的要求。
针对该要求，想到了在被盗检测中应用专利文献2所记载的太阳能电池阵列故障诊断方法。专利文献2所记载的太阳能电池阵列故障诊断方法是通过向太阳能电池列（string）的端子或太阳能电池阵列（array）的端子与接地之间施加测量信号波形，并将其响应信号波形与测量信号波形进行比较，从而确定太阳能电池阵列中的故障（被盗）位置。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2002-367046号公报
专利文献2：日本特开2009-21341号公报
但是，在将专利文献2所记载的太阳能电池阵列故障诊断方法应用于被盗检测的太阳能电池模块的被盗监视装置中，有以下的问题：在多个太阳能电池模块被盗了的情况下，无法分别确定该被盗的多个太阳能电池模块。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的发明，其目的在于：提供一种太阳能电池模块的被盗监视装置和使用了该装置的被盗监视系统，即使在多个太阳能电池模块被盗了的情况下，也能够确定该被盗的多个太阳能电池模块。
本发明是为了达到上述目的而提出的发明，本发明的太阳能电池模块的被盗监视装置，包括：被盗监视装置本体；信号线，其一端与上述被盗监视装置本体连接，另一端分支地分别与作为监视对象的多个太阳能电池模块连接；以及响应元件，其被分别设置在上述信号线与上述各太阳能电池模块的连接部，能够经由上述信号线收发信号，上述响应元件被分别设定不同的地址，并且在经由上述信号线接收到包含自身地址的监视信号时，向上述信号线回送响应信号，上述被盗监视装置本体具备：被盗判断部，从上述信号线的一端起顺次发送包含各个上述响应元件的地址的上述监视信号，并且顺次接收从各上述响应元件回送来的响应信号，上述被盗判断部将与没有回送来该响应信号的响应元件对应的上述太阳能电池模块判断为已被盗。
本发明也可以是，上述连接部由信号线侧连接器和模块侧连接器构成，其中，上述信号线侧连接器被设置在上述信号线的端部；上述模块侧连接器被设置于上述太阳能电池模块，并且上述模块侧连接器安装有上述响应元件，在嵌合了上述信号线侧连接器时，将上述信号线与上述响应元件电连接，在上述太阳能电池模块被盗时，解除上述信号线侧连接器与上述模块侧连接器的嵌合，并将上述信号线与上述响应元件电切断。
本发明也可以是，上述响应元件在经由上述信号线接收到包含自身地址的监视信号时，在接收到该监视信号起经过了预定时间后，向上述信号线回送响应信号。
另外，本发明的太阳能电池模块的被盗监视系统，包括：上述太阳能电池模块的被盗监视装置；以及警报单元，在该太阳能电池模块的被盗监视装置判断为上述太阳能电池模块被盗时，发出警报。
根据本发明，提供一种太阳能电池模块的被盗监视装置和使用了该装置的被盗监视系统，即使在多个太阳能电池模块被盗了的情况下，也能够确定该被盗的多个太阳能电池模块。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式涉及的使用了太阳能电池模块的被盗监视装置的太阳能电池模块的被盗监视系统的图，其中（a）是概要结构图，（b）是其主要部分放大图。
图2是表示在图1的太阳能电池模块的被盗监视装置中使用的响应元件的一个例子的概要结构图。
图3是表示图1的太阳能电池模块的被盗监视装置中的各信号的流动的时序图。
图4是表示在图1的太阳能电池模块的被盗监视装置中被盗判断处理的控制流程的一个例子的流程图。
图5是表示在图1的太阳能电池模块的被盗监视装置中被盗判断处理的控制流程的一个例子的流程图。
标号说明
1：太阳能电池模块的被盗监视装置；3：被盗监视装置本体；4：信号线；5：连接部；5a：信号线侧连接器；5b：模块侧连接器；5c：响应元件；10：被盗判断部；M：太阳能电池模块
具体实施方式
下面，依照附图，说明本发明的实施方式。
图1是表示本实施方式涉及的使用了太阳能电池模块的被盗监视装置的太阳能电池模块的被盗监视系统的图，其中（a）是概要结构图，（b）是其主要部分放大图。
如图1（a）、（b）所示，太阳能电池模块的被盗监视系统100具备本发明的太阳能电池模块的被盗监视装置1、在太阳能电池模块的被盗监视装置1判断为太阳能电池模块M已经被盗时发出警报的警报单元30。
本实施方式涉及的太阳能电池模块的被盗监视装置1具备：被盗监视装置本体3；信号线4，其一端与被盗监视装置本体3连接，另一端分支地分别与作为监视对象的多个太阳能电池模块M连接；响应元件5c，其分别被设置在信号线4与各太阳能电池模块M的连接部5，能够经由信号线4收发信号。
在此，说明作为监视对象的太阳能电池模块M是n台的情况。在该情况下，信号线4与n台太阳能电池模块M对应地分支为n个，并将分支后的信号线4的端部与各太阳能电池模块M连接。以下，为了简化说明，按照在图示的横方向上位于距被盗监视装置本体3从远至近的位置的顺序，即图1（a）的从左侧到右侧，将太阳能电池模块M的模块编号设为1、2、3、4、5……、n。
在本实施方式中，连接部5由信号线侧连接器5a和模块侧连接器5b构成，其中，信号线侧连接器5a设置在信号线4的端部，模块侧连接器5b设置于太阳能电池模块M，并且模块侧连接器5b安装有响应元件5c，在嵌合了信号线侧连接器5a时将信号线4与响应元件5c电连接起来。在太阳能电池模块M被盗时，连接部5解除信号线侧连接器5a与模块侧连接器5b的嵌合，并将信号线4与响应元件5c电切断。模块侧连接器5b与太阳能电池模块M形成为一体，或者被紧固地固定在太阳能电池模块M上，使得在被盗时无法从太阳能电池模块M卸下。
构成连接部5的信号线侧连接器5a和模块侧连接器5b可以与为了从太阳能电池模块M取得电力而使用的连接器构成为一体，也可以分体。
另外，连接部5只要是在太阳能电池模块M被盗时将信号线4与响应元件5c电切断的结构，则可以是任意的结构，还可以不是图1（b）那样的连接器型，而构成为单纯地将响应元件5c紧固地固定在太阳能电池模块M上，如果不切断信号线4则无法盗取太阳能电池模块M。
在本实施方式中，响应元件5c分别被设定不同的地址，并且在经由信号线4接收到包含自身地址的监视信号时，向信号线4回送响应信号（脉冲信号）。
作为监视信号，可以使用例如通过PWM（脉宽调制：Pulse WidthModulation）等脉冲调制方式、FSK（频移键控：Frequency Shift Keying）等数字调制方式进行调制所得到的信号。在本实施方式中，作为一个例子，说明使用PWM的情况。监视信号只要是包含地址的信号即可，而在本实施方式中，说明将2值化后的地址本身用作监视信号的情况。
在经由信号线4接收到包含自身地址的监视信号时，在接收到该监视信号后经过了预定时间后，响应元件5c向信号线4回送响应信号。这是因为：如果在接收到监视信号后马上回送响应信号，则该响应信号与被其它太阳能电池模块M反射的监视信号相互干扰，有可能无法进行正确的判断。
另外，在本实施方式中，响应元件5c通过经由信号线4接收到的电力而启动而进行动作。图2表示响应元件5c的一个例子。
如图2所示，响应元件5c构成为在信号线4所电连接的内部配线20上，从信号线4侧开始顺次设置变流器（CT）21、继电器电路22、电容器23，并将内部配线20的与信号线4相反侧的端部接地，变流器21经由电源处理部（PW）24与CPU25连接。
在该响应元件5c中，如果经由信号线4输入了电源信号（交流电流），则该电流经由变流器21输入到电源处理部24，电源处理部24在内部的电容器中积蓄电力，通过该积蓄的电力来驱动（启动）CPU25。
另外，作为继电器电路22，理想的是使用常闭（normally closed）型，CPU25在启动的同时打开继电器电路22。由此，在输入电源信号时，闭合继电器电路24而流过交流电流，然后，在输入监视信号时，打开继电器电路24，从而能够抑制监视信号的衰减。另外，监视信号是基于PWM的电压信号，因此在打开继电器电路24的状态下，也能够由CPU25接收到。
在打开继电器电路24后，经由信号线4输入监视信号。如果接收到的监视信号是自身地址，则CPU25向信号线4回送响应信号。另外，如果积蓄在电源处理部24中的电力没有了，则停止CPU25的驱动，伴随与此，继电器24成为闭合状态。驱动CPU25的时间比判断全部太阳能电池模块M的被盗时所花费的时间长即可，虽然也与太阳能电池模块M的个数和信号线4的长度有关，但数秒左右是足够的。
被盗监视装置本体3具备被盗判断部10，该被盗判断部10进行被盗判断处理，即从信号线4的一端顺次发送包含各个响应元件5c的地址的监视信号，并顺次接收从各响应元件5c回送来的响应信号，检测出没有回送来响应信号的响应元件5c，将与该没有回送来响应信号的响应元件5c对应的太阳能电池模块M判断为已经被盗。被盗判断部10在每隔预定的时间间隔执行被盗判断处理。被盗判断部10被安装在被盗监视装置本体3的控制基板3a内的基本电路3b中，通过适当地组合存储器（RAM、ROM）、CPU、I/O接口、软件等来实现。
被盗判断部10在进行被盗判断处理时，首先发送用于向各响应元件5c供给电源的电源信号（交流电流），然后发送监视信号。
在此，使用图3说明太阳能电池模块的被盗监视装置1中的各信号的流动。另外，图3中的M1表示由与模块编号1的太阳能电池模块M对应的响应元件5c接收到的信号，对于M2、M3、……Mn也一样。
如图3所示，在进行被盗判断处理时，首先被盗监视装置本体3的被盗判断部10（控制基板3a）发送电源信号（POWER）。电源信号经由信号线4输入到各太阳能电池模块M的连接部5，驱动各响应元件5c（响应元件5c的CPU25）。电源信号用于向各响应元件5c供给电力，因此可以与所要求的电力（即各响应元件5c中的消耗电力、监视对象的太阳能电池模块M的个数）对应地适当地决定其长度T0。
被盗判断部10在发送完电源信号后等待Twait后，发送与模块编号1的太阳能电池模块M对应的响应元件5c的地址（ADRS1）作为监视信号。Twait是在从被盗监视装置本体3发送信号起到该信号到达全部太阳能电池模块M为止的时间，可以事先进行测量而设定。
监视信号（ADRS 1）经由信号线4被各响应元件5c接收。与接收到自身地址的模块编号1的太阳能电池模块M对应的响应元件5c在接收到监视信号后等待了预定时间后，发送响应信号（ACK1）。为了抑制其它太阳能电池模块M的连接部5的反射的影响，从接收到监视信号到回送响应信号为止的等待时间被设定为Twait（从被盗监视装置本体3发送信号到该信号到达全部太阳能电池模块M为止的时间）。
响应信号（ACK1）经由信号线4被被盗监视装置本体3接收。被盗判断部10如果接收到响应信号（ACK1），则判断为模块编号1的太阳能电池模块M没有被盗。为了抑制其它太阳能电池模块M的连接部5的反射的影响，被盗判断部10在接收到响应信号（ACK1）后等待了预定时间（Twait）后，发送与模块编号2的太阳能电池模块M对应的响应元件5c的地址（ADRS2）作为监视信号。
与监视信号（ADRS1）的长度、响应信号（ACK1）的长度、Twait等对应地设定从发送监视信号（ADRS1）到发送下一个监视信号（ADRS2）的时间T1。被盗判断部10在发送监视信号（ADRS1）起T1内没有接收到响应信号（ACK1）的情况下，判断为模块编号1的太阳能电池模块M已经被盗。对于模块编号2~n的太阳能电池模块M也进行同样的处理。
另外，在图3中，虽然没有图示，但在太阳能电池模块M已经被盗时，在其连接部5将信号线4与响应元件5c电切断，因此在该电切断了的位置反射的反射信号也被被盗监视装置本体3接收。因此，被盗判断部10对被盗时的反射信号和响应信号进行区别，只检测出响应信号。在本实施方式中，进行特性阻抗等的调整使得被盗时的反射信号的信号强度变小，在被盗判断部10中，只在接收到的信号的信号强度比预先设定的预定的阈值大时，才判断为接收到响应信号。
另外，被盗判断部10将确定出的被盗了的太阳能电池模块M的模块编号作为被盗位置信号输出到警报单元30。另外，在本实施方式中，被盗位置信号兼有被盗检测的作用，但也可以与被盗位置信号不同地、在检测到被盗的阶段向警报单元30输出被盗检出信号。
警报单元30如果从太阳能电池模块的被盗监视装置1的被盗判断部10接收到被盗位置信号，则点亮警报灯31向管理者通知发生了太阳能电池模块M的被盗，并且在监视器32上显示被盗位置，与此同时，由警报邮件发送单元33向管理者的便携电话等发送警报邮件，通知发生了太阳能电池模块M的被盗及其被盗位置。
另外，警报单元30并不限于上述的实施方式，例如也可以在各太阳能电池模块M的近旁设置发出光的威吓单元，由警报单元30使与被盗位置对应的威吓单元动作而将被盗防患于未然。
接着，使用图4具体说明太阳能电池模块的被盗监视装置1中的被盗判断处理的控制流程。
如图4所示，在被盗判断处理中，首先在步骤S1中，被盗判断部10从与信号线4的一端连接的输入输出部6发送电源信号，然后，在步骤S2中，将初始值1代入到变量i中，在步骤S3中等待了Twait后，在步骤S4中复位/启动计时器T。
在步骤S5中，被盗判断部10将ADRSi（现在由于i=1所以是ADRS1）作为监视信号发送。在步骤S6中，被盗判断部10判断是否接收到响应信号ACKi（现在由于i=1所以是ACK1）。在步骤S6中判断为否的情况下，在步骤S7中，判断计时器T是否为Ti（现在由于i=1所以是T1）以下，如果判断为是，则返回步骤S6。即，在i=1的情况下，在T≤T1的条件成立的期间，重复进行步骤S6和S7直到接收响应信号ACK1为止。
在步骤S7中判断为否的情况下，即，在T≤T1的时间内没有接收到响应信号ACK1的情况下，在步骤S8中，被盗判断部10判断为模块编号1的太阳能电池模块M被盗了，在步骤S9中，将被盗了的太阳能电池模块M的模块编号作为被盗位置信号输出到警报单元30，前进到步骤S12。
另一方面，在步骤S6中判断为是的情况下，即，在T≤T1的时间内接收到响应信号ACK1的情况下，在步骤S 10中，直到经过了时间Ti（现在由于i=1所以是T1）为止等待，前进到步骤S11。在步骤S11中，被盗判断部10判断为模块编号1的太阳能电池模块M没有被盗，前进到步骤S12。
在步骤S12中，将变量i加1，前进到步骤S13。在步骤S13中，判断变量i是否大于太阳能电池模块M的个数即n，在判断为否的情况下，返回到步骤S3。即，循环进行n次步骤S3~S12的流程。
在步骤S13中判断为是的情况下，即在对n个响应信号分别判断完有无检出后，返回（返回步骤S1）。
在图4的控制流程中，检测出没有回送来响应信号的响应元件5c，并在每次确定被盗了的太阳能电池模块M的模块编号时发送被盗位置信息，但也可以如图5所示的控制流程那样，存储确定出的被盗了的太阳能电池模块的模块编号，统一发送被盗位置信息。图5的控制流程是在图4的控制流程中，不在步骤S8中发送被盗位置信号地存储模块编号，在步骤S13之后插入步骤S14，在步骤S14中，统一发送被盗位置信号。
进而，也可以在统一发送被盗位置信号的情况下，存储与没有回送来响应信号的响应元件5c对应的太阳能电池模块M的模块编号，在接收到全部响应信号后，从1~n中抽出没有存储的模块编号，确定被盗了的太阳能电池模块M的模块编号。
说明本实施方式的作用。
在本实施方式的太阳能电池模块的被盗监视装置1中，将信号线4的一端与被盗监视装置本体3连接，并且将另一端分支地分别与多个太阳能电池模块M连接，对分别被设置在信号线4与各太阳能电池模块M的连接部5的响应元件5c分别设定不同的地址，并且在经由信号线4接收到包含自身地址的监视信号时向信号线4回送响应信号，从信号线4的一端顺次发送包含各个响应元件5c的地址的监视信号，并且顺次接收从各响应元件5c回送来的响应信号，被盗监视装置本体3的被盗判断部10将与没有回送来该响应信号的响应元件5c对应的太阳能电池模块M判断为已被盗。
由此，即使在多个太阳能电池模块M被盗了的情况下，也能够逐个地确定该被盗了的多个太阳能电池模块M。
另外，也可以考虑在被盗监视装置本体3和各太阳能电池模块M中安装网络设备，通过这些网络设备构成网络，但在该情况下，所需的网络设备、交换集线器等中继设备是昂贵的，信号线4也需要使用通信用的LAN线缆等，成本非常高。在本发明中，并不必须使用这样的昂贵的设备，另外信号线4也可以使用非通信用的普通的控制线，因此，与构成网络的情况相比，成本非常低。
另外，太阳能电池模块的被盗监视装置1并不如专利文献1那样在环路电路2中始终流过电流，而是每隔预定的时间间隔发送监视信号，因此能够将消耗电力抑制得较低。
进而，在太阳能电池模块的被盗监视装置1中，在经由信号线4接收到包含自身地址的监视信号时，在接收到该监视信号起经过了预定时间后，使响应元件5c向信号线4回送响应信号，因此，能够防止响应信号与被其它太阳能电池模块M反射的监视信号相互干扰而无法正确地进行判断的情况。
进而，在太阳能电池模块的被盗监视装置1中，只在进行被盗判断处理时驱动（启动）响应元件5c，因此，能够大幅地抑制响应元件5c中的消耗电力。
本发明并不只限于上述实施方式，在不脱离本发明精神的范围内当然可以进行各种变更。
例如，在作为监视对象的太阳能电池模块M的个数很多的情况下，分支变多导致监视信号衰减，因此在这样的情况下，也可以将监视对象的太阳能电池模块M分为多个组，对每个组进行被盗监视。在该情况下，分别向各组输出监视信号，因此，能够减少与1个监视信号对应的作为监视对象的太阳能电池模块M的个数，能够抑制监视信号的衰减。
另外，在上述实施方式中，说明了检测出太阳能电池模块M的被盗的情况，但根据本发明，例如也可以对构成太阳能电池模块M的各太阳能电池板设置连接部5，从而检测太阳能电池板的被盗。

Claims (4)

1.一种太阳能电池模块的被盗监视装置，其特征在于，包括：
被盗监视装置本体；
信号线，其一端与上述被盗监视装置本体连接，另一端分支地分别与作为监视对象的多个太阳能电池模块连接；以及
响应元件，其被分别设置在上述信号线与上述各太阳能电池模块的连接部，能够经由上述信号线收发信号，
上述响应元件被分别设定不同的地址，并且在经由上述信号线接收到包含自身地址的监视信号时，向上述信号线回送响应信号，
上述被盗监视装置本体具备：被盗判断部，从上述信号线的一端起顺次发送包含各个上述响应元件的地址的上述监视信号，并且顺次接收从各上述响应元件回送来的响应信号，上述被盗判断部将与没有回送来该响应信号的响应元件对应的上述太阳能电池模块判断为已被盗。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块的被盗监视装置，其特征在于，
上述连接部由信号线侧连接器和模块侧连接器构成，其中，上述信号线侧连接器被设置在上述信号线的端部，上述模块侧连接器被设置于上述太阳能电池模块，并且上述模块侧连接器安装有上述响应元件，在嵌合了上述信号线侧连接器时，将上述信号线与上述响应元件电连接，
在上述太阳能电池模块被盗时，解除上述信号线侧连接器与上述模块侧连接器的嵌合，并将上述信号线与上述响应元件电切断。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块的被盗监视装置，其特征在于，
上述响应元件在经由上述信号线接收到包含自身地址的监视信号时，在接收到该监视信号起经过了预定时间后，向上述信号线回送响应信号。
4.一种太阳能电池模块的被盗监视系统，其特征在于，包括：
权利要求1~3中任意一项所述的太阳能电池模块的被盗监视装置；以及
警报单元，在该太阳能电池模块的被盗监视装置判断为上述太阳能电池模块已被盗时，发出警报。
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