JP2009032743A - 太陽光発電システムの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電システムの不具合をより詳細に把握すること。
【解決手段】相互に接続された複数の太陽電池モジュールを含むストリングを備える太陽光発電システムが異常を有するかを検出するための装置であって、プログラムを実行することにより所定の制御動作を行う制御部と、前記制御部と接続されており、入力操作に応じた信号を前記制御部へ出力する操作部と、前記制御部と接続されており、前記ストリングに対して所定のパルス信号を入力し、前記ストリングからの反射波を検出する第１計測部と、前記制御部と接続されており、前記ストリングの像を含む第１画像を撮影する第１カメラと、前記制御部と接続されており、当該制御部の指令に基づいて画像を表示する表示部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽光発電システムに発生する異常（不具合）を検出するための技術に関する。

太陽電池の出力は、日射量や気象環境などの要因によって変化するため、状況によって正当な値であるかどうかを判断するのが非常に難しい。特に、太陽光発電システムを施工する場合、施工完了の時に、天候不良や日没等により日射量が不足していると設置不良や製品不良を判断することが難しい。このため、太陽光発電システムを設置後、しばらく稼働させてみてから初めてこれらの不具合に気付くといったケースが発生する。太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの部分的な短絡や劣化等により電流負荷抵抗が上昇することにより、発電時にこの部分で発熱（ホットスポット）が生じ、配線ケーブルの断線を引き起こす場合がある。また、このような接続不良は些細なものであっても太陽光発電システム全体の出力低下を引き起こす場合もある。

このような太陽光発電システムの不具合（異常）を検出するための従来技術の１つが特開２００６−２７８７０６号公報（特許文献１）に開示されている。この特許文献１に開示される太陽光発電システムは、太陽電池モジュールストリングの複数個を並列に接続し、且つこれらの太陽電池モジュールストリングの内の少なくとも一つの太陽電池モジュールストリングの出力に昇圧装置を取り付けた太陽電池アレイと、電力変換装置を備えた太陽光発電システムであって、前記昇圧装置は昇圧動作の状態信号を前記電力変換手段に出力する手段を有し、前記電力変換装置は前記状態信号及び出力に昇圧装置が取り付けていない太陽電池モジュールストリングの発電状態を基に前記太陽光発電システムが正常に動作しているかを判定する判定部を有することを特徴とするものである。

しかし、上記特許文献１に開示される従来技術は、太陽光発電システムの動作が「正常」か「異常」かという大まかな判断を示すに留まっており、より詳細に不具合の原因を把握したいという要望に対しては更なる改良の余地を残している。また、この従来のシステムは、昇圧装置と接続された太陽電池モジュールストリングと、昇圧装置と接続されていない太陽電池モジュールストリングと、がシステム内に併存していることを前提としたものであるため、構成の異なる太陽光発電システムへの応用が難しいという点についても改良が望まれる。

特開２００６−２７８７０６号公報

そこで、本発明は、太陽光発電システムの不具合をより詳細に把握することが可能であり、かつ種々の構成の太陽光発電システムに対しても容易に適用可能な異常検出技術を提供することを目的とする。

本発明に係る異常検出装置は、相互に接続された複数の太陽電池モジュールを含むストリングを備える太陽光発電システムが配線に起因する異常を有するかを検出するための装置であって、
プログラムを実行することにより所定の制御動作を行う制御部と、
前記制御部と接続されており、入力操作に応じた信号を前記制御部へ出力する操作部と、
前記制御部と接続されており、前記ストリングに対して所定のパルス信号を入力し、前記ストリングからの反射波を検出する第１計測部と、
前記制御部と接続されており、前記ストリングの像を含む第１画像を撮影する第１カメラと、
前記制御部と接続されており、前記ストリングの温度分布情報を含む第２画像を撮影する第２カメラと、
前記制御部と接続されており、当該制御部の指令に基づいて画像を表示する表示部と、
を備える。
そして、この異常検出装置の前記制御部は、
（ａ）前記第１カメラから取得した前記第１画像に対して画像処理を行うことによって、前記複数の太陽電池モジュールの枠線を検出する第１処理と、
（ｂ）前記第１処理において検出した前記枠線の情報に基づいて、前記ストリングに含まれる前記複数の太陽電池モジュールの配置状態を検出し、当該配置状態を示す模式図を前記表示部に表示させる第２処理と、
（ｃ）前記操作部を用いた入力操作に応じて、前記複数の太陽電池モジュールの電気的な接続状態を設定する第３処理と、
（ｄ）前記操作部を用いた入力操作に応じて、前記ストリングに含まれる配線の物理的長さを設定する第４処理と、
（ｅ）前記第１計測部から前記反射波のデータを取得し、当該反射波のデータの解析を行うことにより、前記ストリングに配線不具合が存在するか否かを判定する第５処理と、
（ｆ）前記第５処理において判定された前記配線不具合の有無を示す画像を前記模式図に重ねて前記表示部に表示させる第６処理と、
を実行する。

この本発明に係る異常検出装置によれば、所定のパルス信号を入力した際のストリングから戻る反射波の解析（ＴＤＲ解析；Time Domain Reflectometry）により配線不具合の有無が検出される。そして、配線不具合が存在する場合にはそれを示す画像が太陽電池モジュールの模式図に重ねて表示される。すなわち、本発明に係る異常検出装置によれば、太陽光発電システムが単に正常か否かという漠然とした情報ではなく、配線不具合の有無という詳細な情報を容易に把握することが可能となる。また、これらの情報が太陽電池モジュールの模式図に重ねて表示されることにより、視覚的な認識が可能となり、使用者は情報をより容易に把握することができる。また、本発明に係る異常検出装置では、画像処理を利用して太陽電池モジュールの配置状態の検出を行い、配線不具合の検出についてはＴＤＲ解析を利用しているため、上記従来技術のように太陽光発電システム側が特定の構成を備えている必要はない。よって、本発明の異常検出装置は、種々の構成の太陽光発電システムに対しても容易に適用可能である。

好ましくは、前記制御部と接続されており、前記ストリングの温度分布情報を含む第２画像を撮影する第２カメラを更に備え、前記制御部は、（ｇ）前記第２カメラから取得した前記第２画像に対して画像処理を行うことによって、前記ストリングの表面の発熱箇所を検出する第７処理、を更に実行し、前記第６処理においては、前記第７処理において検出された前記発熱箇所を示す画像も前記模式図に重ねて前記表示部に表示させる。

これにより、画像処理を利用して発熱箇所が検出され、かつ発熱箇所が存在する場合にはそれを示す画像が太陽電池モジュールの模式図に重ねて表示される。したがって、太陽電池モジュールの不具合を更に詳細に把握できる。

好ましくは、上記の異常検出装置において、制御部は、前記第４処理に次いで、当該第４処理において設定された前記配線の物理的長さを用いて前記反射波のデータを解析することにより、前記ストリングに配線不具合が存在する場合に、当該ストリング中における当該配線不具合の位置を判定する第８処理を更に実行する。この場合に、前記第６処理は、前記第８処理において判定された前記配線不具合の位置を示す画像を更に前記模式図に重ねて前記表示部に表示させる。

これにより、配線不具合の位置についても視覚的に把握可能となり、使い勝手を更に向上させることが可能となる。

好ましくは、前記第５処理は、前記パルス信号の入力時よりも後に生じる変化点において前記反射波の波形が立ち上がる場合に前記配線不具合の状態が「開放又は高抵抗化」であると判定し、前記変化点において前記反射波の波形が立ち下がる場合に前記配線不具合の状態が「短絡」であると判定する、

これにより、配線不具合の更なる詳細な内容についても検出され、模式図に重ねて表示部に表示される。したがって、如何なる配線不具合が生じているかについても把握可能となり、使い勝手を更に向上させることが可能となる。

好ましくは、前記第５処理における前記反射波のデータの解析には当該反射波のデータを微分することが更に含まれ、前記第６処理は、前記パルス信号の入力時よりも後に生じる変化点において前記反射波の微分波形が立ち上がる場合に前記配線不具合の状態が「開放又は高抵抗化」であると判定し、前記変化点において前記反射波の微分波形が立ち下がる場合に前記配線不具合の状態が「短絡」であると判定する。

微分処理を行うことにより、配線不具合に起因して反射波に変化が生じるタイミング（変化点）をより精度良く検出することが可能となる。また、微分波形が立ち上がるか立ち下がるか、換言すれば微分値が正か負かを判断することによって配線不具合の詳細内容が分かるので、不具合を判断する処理がより容易になる。

上記第４処理において設定される前記配線の物理的長さには、少なくとも前記複数の太陽電池モジュールの各々についての配線長が含まれることが好ましい。すなわち、各太陽電池モジュールを単位として、それぞれの太陽電池モジュールに関する配線長が設定されることが好ましい。この場合、前記第８処理は、この配線長の値を利用して、前記複数の太陽電池モジュールのうち何れの太陽電池モジュールに前記配線不具合が生じたかを判定する。ここで、各太陽電池モジュールごとに設定される配線長とは、例えば、その太陽電池モジュール内における各太陽電池セルの相互間の配線やその他の必要な配線の長さを含み、これらを総括的に表したものである。各太陽電池モジュールの相互間に設けられる配線の長さについては、例えば、何れか一方の太陽電池モジュールの配線長に含ませてもよいし、この相互間配線を共有する二つの太陽電池モジュールの双方に一定割合（例えば、半分ずつ）で分配してもよい。また、配線の終端（例えば接続ボックス）からこれに最も近い太陽電池モジュールまでの配線長が無視できない長さである場合には、この配線長についても上記の配線の物理的長さに含ませることが好ましい。

各太陽電池モジュールを単位としてそれぞれの太陽電池モジュールについて配線長を設定することにより、太陽電池モジュールを単位として配線不具合の有無あるいはその位置を判断することができる。配線不具合の内容を模式図に重畳する処理もより容易になる。

前記第８処理は、例えば、前記配線の物理的長さを２倍し、これに電気信号の伝搬速度を乗算することにより、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおいて前記反射波が生じた場合に要する基準時間を設定し、当該基準時間と前記反射波の実際に到達するまでに要した時間とを比較することにより、前記複数の太陽電池モジュールのうち何れの太陽電池モジュールに前記配線不具合が生じたかを判定する。

また、本発明に係る異常検出装置は、前記制御部と接続されており、前記ストリングの電流−電圧特性を検出する第２計測部を更に備えることが好ましい。この場合に、前記制御部は、前記第６処理に先立って、前記第２計測部から前記電流−電圧特性のデータを取得し、当該電流−電圧特性のデータの解析を行うことにより、前記ストリングに異常状態が存在するか否かを判定する第９処理を更に実行し、前記第６処理においては、前記第９処理において判定された前記異常状態の有無を示す画像を更に表示部に表示させることが好ましい。

これにより、太陽光発電システムの発電状態に異常が生じている場合にもこれを容易に把握することが可能となる。上記の画像処理やＴＤＲ解析に基づく異常検出とこの電流−電圧特性に基づく異常検出とを併せて行うことにより、異常検出の精度を一層向上させることが可能となる。

好ましくは、前記第９処理においては、予め前記記憶部に格納された前記電流−電圧特性の典型特性を示すデータと、前記ストリングから実測された前記電流−電圧特性のデータとをフィッティングすることにより、前記異常状態の有無が判定される。

これにより、実測された特性に基づく異常状態の有無を、検出を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２は、太陽光発電システムと異常検出装置との接続関係の一実施態様を示す概略ブロック図である。各図に示す太陽光発電システム２００は、各々が複数の太陽電池モジュールを含むストリング２０１、２０２、２０３と、これらのストリング２０１〜２０３と接続された接続箱３００と、を含んで構成されている。本実施形態のストリング２０１は、４つの太陽電池モジュール２１１、２１２、２１３、２１４を直列接続して構成される（図２）。同様に、ストリング２０２は、４つの太陽電池モジュール２２１、２２２、２２３、２２４を直列接続して構成される（図２）。ストリング２０３は、４つの太陽電池モジュール２３１、２３２、２３３、２３４を直列接続して構成される（図２）。なお、各ストリングにおいて何個の太陽電池モジュールを接続するかは適宜決めればよく、本例の４個に限定されない。各ストリング２０１、２０２、２０３は、例えば接続箱３００に対して並列に接続されている。

本実施形態の異常検出装置１００は、上記の太陽光発電システム２００と接続され、このシステムに何らかの不具合（異常）が発生しているか否かを検出するために用いられる。この異常検出装置１００は、配線を介して各ストリング２０１、２０２、２０３のいずれかと接続される。図示のように、異常検出装置１００は、表示部１９、撮像部２０、外部端子３１、３２などを備える。

図３は、異常検出装置１００の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態の異常検出装置１００は、ＣＰＵ（制御部）１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ（記憶部）１３、記憶デバイス（ストレージ）１４、外部メディアインタフェース（ＩＦ）１５、操作部１６、電流−電圧特性計測部（第２計測部）１７、ＴＤＲ計測部（第１計測部）１８、表示部１９、撮像部２０、加熱用電源部２３、を含んで構成される。撮像部２０は、カメラ（第１カメラ）２１、赤外線カメラ（第２カメラ）２２を含む。これらはデータバス２４を介して相互にデータ通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２（或いはストレージ１４）から読み出したプログラムを実行することにより、異常検出装置１００の全体動作を制御する。ＣＰＵ１１による制御動作の詳細な内容については後述する（後述する図７、図８等）。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１による制御動作に必要なプログラムや各種データを記憶する。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１による制御動作に伴う種々のデータを一時的に記憶する。

ストレージ１４は、比較的に大容量のデータを記憶するためのデバイスである。このストレージ１４としては、例えばハードディスク装置、不揮発性の半導体メモリなどが挙げられる。ストレージ１４は、異常検出装置１００による動作に伴って得られる画像データや太陽光発電システムの特性データなどが格納される。また、上記のようにＣＰＵ１１の制御動作に必要なプログラムや種々のデータなどがストレージ１４に格納されてもよい。

外部メディアＩＦ１５は、ストレージ１４に格納されたデータを外部メディア（記憶媒体）へ記録するためのものである。外部メディアとは、例えば可搬性のある半導体メモリである。なお、外部メディアとして光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスクなどを用いてもよい。これらの外部メディアを外部メディアＩＦ１５に装着し、操作部１６を用いて所定の指示を与えることにより、外部メディアへのデータ記録を行うことができる。

操作部１６は、各種の操作ボタンを含み、使用者が異常検出装置１００に対して種々の指示を与えるために用いられる。なお、操作部１６はタッチパネルを用いて構成されていてもよい。

電流−電圧特性計測部１７は、上記の外部端子３０を介して太陽光発電システム２００の各ストリング２０１〜２０３の何れかと接続され、この接続されたストリングの電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ曲線）を計測する。

ＴＤＲ計測部１８は、上記の外部端子３０を介して太陽光発電システム２００の各ストリング２０１〜２０３の何れかと接続され、この接続されたストリングに配線不良が含まれているか否かを判断するための信号を計測する。ここで、「配線不良」とは、配線が切断している状態や配線が短絡している状態、あるいは配線が切断しかけている等の要因によって配線が部分的に高抵抗化している状態、などを含む。詳細には、ＴＤＲ計測部１８は、所定の波形を有するパルス信号をストリングに向けて出力し、ストリングからの反射波（戻り信号）を検出する。そして、ＴＤＲ計測部１８は、検出した戻り信号を必要に応じて増幅し、デジタルデータに変換する。また、ＴＤＲ計測部１８は、必要に応じて戻り信号に対し、ノイズ除去や平均化等の信号整形処理を行う。この信号整形処理は、戻り信号をデジタル化する以前に行われてよく、デジタル化した後に行われてもよい。ＴＤＲ計測部１８によってデジタルデータに変換された戻り信号はＣＰＵ１１へ送信される。ＣＰＵ１１は、受信したデジタルデータをＲＡＭ１３に格納する。

表示部１９は、例えば液晶表示装置によって構成されており、ＣＰＵ１１からの指令に基づいて種々の画像表示を行う。表示部１９において表示される画像例については後述する。

撮像部２０は、可視域における像を撮影するカメラ２１と、温度分布を割り出す映像装置（サーモグラフィ）である赤外線カメラ２２と、を含む。

カメラ２１は、太陽光発電システム２００のストリング２０１〜２０３を撮影する。具体的には、撮像部２０を太陽光発電システム２００へ向けて設置し、少なくともストリング２０１〜２０３の全体の画像が得られるように撮影範囲が調整される。カメラ２１によって撮影される画像の一例を図４に示す。図４には、各ストリング２０１〜２０３を含む太陽光発電システム２００の画像が示されている。カメラ２１には、撮影範囲を調整するためのレンズが備わっていることも好ましい。カメラ２１によって撮影中の画像は表示部１９に表示される。カメラ２１は、撮影によって得られた画像をデジタル化し、その画像データをＣＰＵ１１へ送信する。ＣＰＵ１１は、受信した画像データをＲＡＭ１３に格納し、又は必要に応じてストレージ１４に格納する。

赤外線カメラ２２は、太陽光発電システム２００のストリング２０１〜２０３を撮影し、赤外線の強度を検出することによって温度情報を検出し、この温度情報の分布状態を含むデータを出力する。このデータを便宜上、温度画像データを呼ぶ。この温度画像データを表示する際には、例えば、温度が高い箇所ほど輝度を高めたり色調を変えたりし、人間が視覚的に理解しやすい状態にする。赤外線カメラ２２は、撮像部２０を太陽光発電システム２００へ向けて設置し、少なくともストリング２０１〜２０３の全体の画像が得られるように撮影範囲が調整される。赤外線カメラ２２によって撮影される画像の一例を図５に示す。図５には、各ストリング２０１〜２０３を含む太陽光発電システム２００の画像が示されている。図５に示す画像例では、ストリング２０３の左から２つ目の太陽電池モジュールに不具合箇所２３０があり、この不具合箇所２３０の付近が発熱し、温度が高くなっている様子が例示されている。赤外線カメラ２２による撮像範囲と上記のカメラ２１による撮像範囲とは概ね一致している。赤外線カメラ２２には、撮影範囲を調整するためのレンズが備わっていることも好ましい。カメラ２２によって撮影中の画像は表示部１９に表示される。赤外線カメラ２２は、撮影によって得られた画像をデジタル化し、その画像データをＣＰＵ１１へ送信する。ＣＰＵ１１は、受信した画像データをＲＡＭ１３に格納し、又は必要に応じてストレージ１４に格納する。

加熱用電源部２３は、一定量以上の日照がない場合、具体的には天候不良の場合や夕刻、夜間などに異常検出を行いたいときに、外部端子３１及び配線を介して各ストリング２０１〜２０３の何れかと接続され、この接続されたストリングに対して電力を供給する。それにより、そのストリングが配線不良（短絡や高抵抗化）を有する場合に、その配線不良の箇所を発熱させることができる。この様子を図６に示す。図６は、上記図１と同様に太陽光発電システム２００の全体構成および異常検出装置１００との接続関係を示す図である。図１と図６において共通する構成については同符号を付しており、それらについての詳細な説明は省略する。このように、加熱用電源部２３によって配線不良箇所を発熱させることにより、天候のよい昼間ではないときにも、上記の赤外線カメラ２２を用いて撮影して得られた画像データに基づく異常検出が可能となる。

次に、本実施形態の異常検出装置１００が太陽光発電システム２００の異常検出を行う際の動作について、図７及び図８に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。

ＣＰＵ１１は、操作部１６を用いて使用者により入力される指示に基づいて、各種情報の初期設定を行う（ステップＳ１０）。ここで、初期設定がなされる各種情報とは、例えばストリング数（本例では３つ）、各ストリングを構成するモジュール数（本例では４つ）、各モジュールの縦横サイズ、各モジュールの設置傾斜角度、接続箱３００（又は終端部）から各ストリングへの距離、各モジュールの開放電圧及び短絡電流の規定値、などである。ＣＰＵ１１は、表示部１９に指令を送り、これらの初期設定を行うための画像（初期設定画像）を表示部１９に表示させる。使用者は、この初期設定画像に従って、操作部１６を用いて各種情報を入力することができる。この入力された情報を示すデータはデータバス２４を介してＣＰＵ１１へ送信される。ＣＰＵ１１に送信されたデータはＲＡＭ１３（あるいはストレージ１４）に格納される。

次に、ＣＰＵ１１は、撮像部２０を制御し、モジュール群を撮影する（ステップＳ１１）。ここで、モジュール群とは上記の各ストリング２０１〜２０３に含まれるモジュールの全体を指す。ＣＰＵ１１は、カメラ２１に指令を送ることにより、カメラ２１にモジュール群を撮影させ、この撮影によって得られた画像データ（以下「実画像データ」という。）をデータバス２４を介してカメラ２１から取得する。また、ＣＰＵ１１は、赤外線カメラ２２に指令を送ることにより、赤外線カメラ２２にモジュール群を撮影させ、この撮影によって得られた温度画像データをデータバス２４を介して赤外線カメラ２２から取得する。ＣＰＵ１１に送信された実画像データ及び温度画像データはＲＡＭ１３（あるいはストレージ１４）に格納される。

なお、本ステップＳ１１の実行時に、天候不良等により太陽光発電システムが発電できない状況である場合には、上記の加熱用電源部２３を用いて擬似的な発電状態を生じさせることで、異常検出が可能となる（図６参照）。

次に、ＣＰＵ１１は、カメラ２１から取得した実画像データ（図４参照）に対して画像処理を行い、画像中に含まれる各モジュールの枠線（輪郭）を検出する（ステップＳ１２）。この画像処理の内容を概略的に示したのが図９である。図９に示すように、画像中には３行×４列のモジュールが含まれている。図中、行方向（横方向）に連なる４つのモジュールが１つのストリングを構成している（上記図４も参照）。そして、図９において点線で示されているのが各モジュールの枠線の検出結果である。この図９に示す画像は、ＣＰＵ１１の指令に基づいて表示部１９に表示される。ＣＰＵ１１は、各モジュールの枠線の検出結果に基づき、モジュール数と配列状態を検出する。本例であれば、ＣＰＵ１１は、３行×４列に配列された１２個のモジュールが存在することを検出する。枠線の検出結果、モジュール数と配列状態の検出結果はＲＡＭ１３（あるいはストレージ１４）に格納される。

ここで、各モジュールの枠線（境界線）を検出するためにＣＰＵ１１において行われる画像処理の方法としては、既存の周知技術を適宜採用することができる。例えば、各モジュールの枠線は一般にアルミニウム等の金属で構成されており、各モジュールの受光面よりも光の反射率が高いことを利用して、輝度に基づくエッジ検出を行うことにより、枠線を検出することができる。また、実画像データを各色情報としてビットマップ化し、アフィン変換を用いて各モジュールの位置を抽出することもできる。ここでアフィン変換には、多種多様変換パターンを使用する。アフィン変換には、横ｘ縦ｙの自由度が２つと、回転、スケール変更、アスペクト比、およびスキューの自由度が１つずつ含まれる。アスペクト比を別々の自由度として横方向のスケールと縦方向のスケールに置き換える。自由度の中で変化しないものは、サーチするときの固定値またはある範囲の値である。この固定された自由度の値を使用すると、登録されたパターンの変換形を、時間をかけずに探索することができ、変換形のための追加パターンの登録を必要としない。予め入力した各モジュールの縦横サイズの比率から、正規モジュールパターンを１つ登録し、スケールの自由度に正しい比率値を設定することによって、さまざまなパターンの対象物を実画像データから探索することが可能である。

次に、ＣＰＵ１１は、温度画像データを用いてホットスポットを検出する（ステップＳ１４）。ホットスポット（発熱箇所）とは、太陽電池モジュール中に配線不良が生じて高抵抗化し、電流が流れることによって発熱した箇所をいう。ＣＰＵ１１は、上述したステップＳ１２において求めた各太陽電池モジュールの枠線の情報を温度画像データに重畳し、枠線内に含まれる温度情報を用いて各々の太陽電池モジュールごとに温度の平均値と最大値を求める。また、ＣＰＵ１１は、全ての太陽電池モジュールの温度の平均値を求める。そして、ＣＰＵ１１は、各太陽電池モジュールごとに、各々の太陽電池モジュールの温度の最大値Ｔ_maxが全太陽電池モジュールの温度平均値Ｔ_allからどの程度離れているかを示す乖離度を求める。乖離度は、例えば（Ｔ_max−Ｔ_all）／Ｔ_allと表せる。そして、予め定めた一定値を超える乖離度を有する太陽電池モジュールについては、「異常（ホットスポット）が発生している可能性あり」と判断する。なお、温度の平均値の計算を省略し、単に、各太陽電池モジュールの温度の最大値が予め定めた一定値を超えたか否かを判別することにより、ホットスポットの有無を判定してもよいし、それ以外の手法によってもよい。

ＣＰＵ１１は、このようにして得られたホットスポットの有無に関する情報を、上記した各太陽電池モジュールのモジュール数および配列状態の情報と関連付けてＲＡＭ１３（あるいはストレージ１４）に格納する。上記した図５に示した例では、３行目の２列目にホットスポット２３０が発生しているのでその旨の情報がＲＡＭ１３に格納される。

次に、ＣＰＵ１１は、表示部１９に指令を送り、上記ステップＳ１２において検出され、ＲＡＭ１３に格納された太陽電池モジュールのモジュール数と配列状態の各情報（枠線の情報）に基づいて、太陽電池モジュールの配置状態を示す模式図を表示部１９に表示させる（ステップＳ１５）。本実施形態では、３行×４列に配列された１２個のモジュールが存在するので、表示部１９には、例えば図１０に示すような模式図が表示される。この模式図には、３行×４列に配列された１２個のモジュールの模式図が平面的に示されている。１行目のモジュール列２０１’が上記のストリング２０１に対応し、２行目のモジュール列２０２’が上記のストリング２０２に対応し、３行目のモジュール列２０３’が上記のストリング２０３に対応している。

次に、ＣＰＵ１１は、操作部１６を用いて使用者により入力される指示に基づいて、各太陽電池モジュールの相互間の接続関係を登録する処理を行う（ステップＳ１６）。この様子を図１１及び図１２に示す。図１１では、ストリング２０１に対応する１行目のモジュール列２０１’について、図中の左側の太陽電池モジュールから順に１，２，３・・・と接続されていることが登録され、その登録内容が視覚的に表示されている。ストリング２０２に対応する２行目のモジュール列２０２’、ストリング２０３に対応する３行目のモジュール列２０３’についても同様に登録され、表示される（図１２参照）。この登録内容はＣＰＵ１１によってＲＡＭ１３（あるいはストレージ１４）に格納される。なお、各ストリングは必ずしも直線的に接続されているとは限らず、種々の接続態様が考えられる。その場合にも、操作部１６を用いた入力により、太陽電池モジュールの接続態様を的確に登録することができる。その一例を示したのが図１３である。図１３に示す例では、上段の左から順に４つと中段の右から順に２つの各太陽電池モジュールが直列接続されており、これら６つの太陽電池モジュールが１つのストリングを構成している。また、中段の左から順に２つと下段の左から順に４つの各太陽電池モジュールが直列接続されており、これら６つの太陽電池モジュールが１つのストリングを構成している。

次に、ＣＰＵ１１は、操作部１６を用いて使用者により入力される指示に基づいて、各ストリングを構成する太陽電池モジュールの相互間の配線の物理的な長さ（ケーブル長）を設定する処理を行う（ステップＳ１７）。この配線の長さは、後に行われるＴＤＲ計測において必要となる。配線の長さは、例えば太陽光発電システムの設計時の値を用いることができるが、実測して求めてもよい。ＣＰＵ１１は、表示部１９に指令を送り、これらの初期設定を行うための画像（設定画像）を表示部１９に表示させる。使用者は、この設定画像に従って、操作部１６を用いて配線の長さを入力することができる。この入力された配線長の数値データはデータバス２４を介してＣＰＵ１１へ送信される。ＣＰＵ１１に送信された数値データはＲＡＭ１３（あるいはストレージ１４）に格納される。

図１４は、ケーブル長の設定内容の一例について説明する模式図である。上述したように、本実施形態の太陽光発電システムには、３つのストリングが含まれ、各ストリングにはそれぞれ４つの太陽電池モジュールが含まれる。図１４に示すように、まずストリング２０１について、配線終端Ｐ１から太陽電池モジュール２１１までの配線長Ｌ１０、太陽電池モジュール２１１についての配線長Ｌ１１、太陽電池モジュール２１２についての配線長Ｌ１２、太陽電池モジュール２１３についての配線長Ｌ１３、太陽電池モジュール２１４についての配線長Ｌ１４が設定される。配線終端Ｐ１は、例えば接続箱３００内の接続端子でもよく、接続箱３００からストリング２０１の太陽電池モジュール２１１へ向かう配線上に任意に設定された異常検出装置１００との接続点であってもよい。同様にして、ストリング２０２について、一方の配線終端Ｐ２から太陽電池モジュール２２１までの配線長Ｌ２０、太陽電池モジュール２２１についての配線長Ｌ２１、太陽電池モジュール２２２についての配線長Ｌ２２、太陽電池モジュール２２３についての配線長Ｌ２３、太陽電池モジュール２２４についての配線長Ｌ２４が設定される。ストリング２０３についても、一方の配線終端Ｐ３から太陽電池モジュール２３１までの配線長Ｌ３０、太陽電池モジュール２３１についての配線長Ｌ３１、太陽電池モジュール２３２についての配線長Ｌ３２、太陽電池モジュール２３３についての配線長Ｌ３３、太陽電池モジュール２３４についての配線長Ｌ３４が設定される。設定時には、ＣＰＵ１１の指令に基づいて表示部１９に所定の設定用画像が表示される。この設定用画像の内容は適宜設定すればよく、例えば図１４に示したような模式図を含んでも良い。この場合には、例えば操作部１６を用いた指示に応じて画面上に表示させたカーソルを移動させることにより、模式図上のＬ１０〜Ｌ３４のいずれか１つを選択し、当該選択した配線長について順次数値を入力することも望ましい。それにより、使用者が配線長の設定操作を直感的に行うことが可能となる。

ここで、本実施形態における各太陽電池モジュールごとの配線長とは、その太陽電池モジュール内における各太陽電池セルの相互間の配線やその他の必要な配線の長さを含み、これらを総括的に表したものである。また、本実施形態では、各太陽電池モジュールの相互間に設けられる配線の長さについては、配線終端により遠い太陽電池モジュールの配線長に含ませるものとする。なお、この各太陽電池モジュールの相互間の配線の長さについては、この相互間配線を共有する二つの太陽電池モジュールの双方に一定割合（例えば、半分ずつ）で分配してもよいし、配線終端により近い太陽電池モジュールの配線長に含ませても良い。また、本実施形態では、配線終端からこれに最も近い太陽電池モジュールまでの配線長を設定していたが、これを無視できる状況である場合には、この配線長については設定を省略してもよい。

次に、ＣＰＵ１１は、操作部１６を用いて使用者により入力される指示に基づいて、これから行う測定の種類（測定項目）を選択する（ステップＳ１８）。ここで、本実施形態における測定項目には、「ＴＤＲ計測」と「Ｉ−Ｖ計測」の２つがある。ＣＰＵ１１は、表示部１９に指令を送り、これらの測定項目の何れかを選択するための画像（項目選択画像）を表示部１９に表示させる。使用者は、この項目選択画像に従って、操作部１６を用いて何れかの測定項目を選択することができる。

ステップＳ１８において「ＴＤＲ計測」が選択された場合には、ＣＰＵ１１は、ＴＤＲ計測部１８に指令を送り、何れかのストリングに対するＴＤＲ計測を行わせる（ステップＳ１９）。この場合、予め使用者により、ストリング２０１〜２０３の何れか１つのストリングとＴＤＲ計測部１８とが外部端子３０を通じて接続される。例えば、現在の計測対象のストリングがストリング２０１であるとする。ＴＤＲ計測の具体的内容を説明するための波形図を図１５に示す。ＴＤＲ計測部１８は、接続されたストリング２０１に対して所定のパルス信号を入力する（図１５（Ａ）参照）。ここで用いられるパルス信号は、極めて早い立ち上がり特性を有するものである。そして、ＴＤＲ計測部１８は、この入力されたパルス信号に対してストリング２０１から戻る反射波を外部端子３０を通じて検出する。反射波の一例を図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）に示す。

図１５（Ｂ）に沿って説明すると、入力されたパルス信号の立ち上がり時ｔ１に少し遅れて反射波が立ち上がる。その後、ストリング２０１の各太陽電池モジュール２１１〜２１４までの配線長に応じた長さの時間が経過した後の変化点ｔ２において、配線の不具合に応じた波形変化が生じる。例えば、配線の一部に開放箇所（open）または高抵抗箇所が存在する場合には、変化点ｔ２において更なる波形の立ち上がりが生じる。また、配線の一部に短絡箇所（short）が存在する場合には、変化点ｔ２において波形の立ち下がりが生じる。何らの異常がない場合（正常な場合）には、変化点ｔ２において特段の波形変化が見られない。図１５（Ｃ）に示す場合も同様であり、ストリング２０１の各太陽電池モジュール２１１〜２１４までの配線長に応じた変化点ｔ３において、配線の不具合に応じた波形変化が生じる。上記の変化点ｔ２と変化点ｔ３との違いは、配線終端から配線の不具合箇所までの配線長の違いによる。配線終端Ｐ１からの配線長が相対的に短い太陽電池モジュール（例えば、太陽電池モジュール２１１）に配線の不具合が生じている場合には当該不具合に応じた波形変化がより早い変化点ｔ２で現れる。また、配線終端Ｐ１からの配線長が相対的に長い太陽電池モジュール（例えば、太陽電池モジュール２１３）に配線の不具合が生じている場合には、当該不具合に応じた波形変化がより遅い変化点ｔ３で現れる。反射波の信号波形に微分処理を行うことも好ましい。それにより、変化点ｔ２、ｔ３をより高精度に検出することができる。微分処理した信号波形を図１５（Ｄ）および図１５（Ｅ）に示す。ＴＤＲ計測部１８は、これらの反射波計測結果のデジタルデータをデータバス２４を介してＣＰＵ１１に送信する。ＣＰＵ１１は、受信したデータをＲＡＭ１３（又はストレージ１４）に格納する。

次に、ＣＰＵ１１は、ＴＤＲ計測部１８から取得した反射波計測結果のデータを用いて所定のデータ解析を行うことにより、配線の異常を検出し、これをＲＡＭ１３等に記憶させる（ステップＳ２０）。上記のように予め設定されたストリング２０１に関する配線長Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４の数値を用いることにより、反射波の変化点ｔ２又はｔ３が何れの太陽電池モジュールに起因して生じたものであるかを判定することができる。

例として、配線長Ｌ１０＝１０ｍ、Ｌ１１＝１ｍ、Ｌ１２＝１ｍ、Ｌ１３＝１ｍ、Ｌ１４＝１ｍである場合を考える。電気信号の伝搬速度は、電気信号が１ｍの距離を進むのに７ｎｓ（ナノ秒）を要するものとする。ストリング２０１の配線終端Ｐ１から太陽電池モジュール２１１までの間の配線に異常が存在した場合における、パルス信号の立ち上がり時ｔ１から変化点ｔ２までの時間は、１４０ｎｓ（＝２×Ｌ１０×７ｎｓ＝２０ｍ×７）以下となる。同様に、ストリング２０１の配線終端Ｐ１から太陽電池モジュール２１１までの間における配線（太陽電池モジュール内の配線を含む。以下同様。）に異常が存在した場合における、パルス信号の立ち上がり時ｔ１から変化点ｔ３までの時間は、１５４ｎｓ（＝２×Ｌ１０×７ｎｓ＋２×Ｌ１１×７ｎｓ）以下となる。同様に、ストリング２０１の配線終端Ｐ１から太陽電池モジュール２１２までの間における配線に異常が存在した場合における、パルス信号の立ち上がり時ｔ１から変化点ｔ３までの時間は、１６８ｎｓ（＝２×Ｌ１０×７ｎｓ×７ｎｓ＋２×Ｌ１１×７ｎｓ＋２×Ｌ１２×７ｎｓ）以下となる。ストリング２０１の配線終端Ｐ１から太陽電池モジュール２１３までの間における配線に異常が存在した場合における、パルス信号の立ち上がり時ｔ１から変化点ｔ３までの時間は、１８２ｎｓ（＝２×Ｌ１０×７ｎｓ＋２×Ｌ１１×７ｎｓ＋２×Ｌ１２×７ｎｓ＋２×Ｌ１３×７ｎｓ）以下となる。同様に、ストリング２０１の配線終端Ｐ１から太陽電池モジュール２１２までの間の配線に異常が存在した場合における、パルス信号の立ち上がり時ｔ１から変化点ｔ３までの時間は、１９６ｎｓ（＝２×Ｌ１０×７ｎｓ＋２×Ｌ１１×７ｎｓ＋２×Ｌ１２×７ｎｓ＋２×Ｌ１３×７ｎｓ＋２×Ｌ１４×７ｎｓ）以下となる。

以上をまとめると、反射波が生じた場合に要する時間、すなわち変化点を生じるまでの時間（基準時間）をＴｃとおくと、以下のように不具合の発生箇所を判断できる。
０＜Ｔｃ≦１４０ｎｓの場合：配線終端と太陽電池モジュール２１１の間
１４０＜Ｔｃ≦１５４ｎｓの場合：太陽電池モジュール２１１
１５４＜Ｔｃ≦１６８ｎｓの場合：太陽電池モジュール２１２（又は太陽電池モジュール２１１との間の配線）
１６８＜Ｔｃ≦１８２ｎｓの場合：太陽電池モジュール２１３（又は太陽電池モジュール２１２との間の配線）
１８２＜Ｔｃ≦１９６ｎｓの場合：太陽電池モジュール２１４（又は太陽電池モジュール２１３との間の配線）

なお、上記のように、例えば「太陽電池モジュール２１２（又は太陽電池モジュール２１１との間の配線）」としているのは、上記した配線長の設定において、太陽電池モジュールの相互間の配線長を接続ボックスからより遠い側の太陽電池モジュールの配線長に含ませたからである。

ＣＰＵ１１は、設定された各配線長と電気信号の伝達速度とに基づいて、上記の判定基準となる基準時間を演算しておき、当該基準時間に基づいて、ストリング２０１のどこに配線の不具合が生じているかを判断する。なお、変化点が検出されない場合には、ＣＰＵ１１は、不具合が生じていないと判断する。また、ＣＰＵ１１は、不具合の種類（開放／高抵抗または短絡）については、変化点において波形が立ち上がっているか立ち下がっているかに基づいて判定する（図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）参照）。なお、反射波を微分処理した場合には（図１５（Ｄ）、図１５（Ｅ）参照）、ＣＰＵ１１は、微分波形が正の値（「開放／高抵抗」に対応）であるか負の値（「短絡」に対応）であるかに基づいて不具合の種類を判定できる。

なお、上記ステップＳ２０においてＣＰＵ１１により行われていたデータ処理の機能をＴＤＲ計測部１８が行うようにし、ＣＰＵ１１はデータ処理後の結果を受け取るようにしてもよい。

次に、ＣＰＵ１１は、操作部１６を用いて使用者により入力される指示に基づいて、他の計測を行うか否かを判定する（ステップＳ２１）。このとき、ＣＰＵ１１が表示部１９に指令を送り、上記ステップＳ１８における選択画像と同一又はこれに類似する画像を表示させることが好ましい。他の計測を行う場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）には、ＣＰＵ１１は、上記ステップＳ１８に戻り、以降の処理を行う。他のストリングを計測したい場合には、使用者は、外部端子３０に他のストリング（例えば、ストリング２０２）を接続した後に、操作部１６を用いて「ＴＤＲ計測」を選択すればよい。それにより、上記ステップＳ１９、Ｓ２０の各処理がなされ、他のストリングの異常検出が行われる。

また、ステップ１８において「Ｉ−Ｖ計測」が選択された場合には、ＣＰＵ１１は、Ｉ−Ｖ計測部１７に指令を送り、何れかのストリングに対するＩ−Ｖ計測を行わせる（ステップＳ２２）。この場合も、予め使用者により、ストリング２０１〜２０３の何れか１つのストリングとＩ−Ｖ計測部１７とが外部端子３０を通じて接続される。Ｉ−Ｖ計測部１７は、外部端子３０を介して接続された太陽電池モジュールのＩ−Ｖ特性を計測し、計測結果のデータをデータバス２４を介してＣＰＵ１１に送信する。ＣＰＵ１１は、受信したデータをＲＡＭ１３（又はストレージ１４）に格納する。

次に、ＣＰＵ１１は、Ｉ−Ｖ計測部１７から取得したＩ−Ｖ特性の計測データを用いて所定のデータ解析を行うことにより、太陽電池モジュールの異常の有無を判定し、これをＲＡＭ１３等に記憶させる（ステップＳ２３）。

図１６は、Ｉ−Ｖ特性に基づいて太陽電池モジュールの異常を検出する方法について説明する図である。図１６（Ａ）は、太陽電池モジュールが本来的に有するＩ−Ｖ特性（正常な特性）を示すグラフである。図１６（Ｂ）は、太陽電池モジュールに断線や短絡が生じている場合の典型的なＩ−Ｖ特性を示すグラフである。この特性曲線は、開放電圧Ｖｏｃ付近で特異的な変化点（折れ線）が生じることに特徴がある（一点鎖線部を参照）。図１６（Ｃ）は、太陽電池モジュールの一部に何らかの外因（例えば、障害物等）による影が生じ、当該一部における発電量が低下した場合の典型的なＩ−Ｖ特性を示すグラフである。この特性曲線は、Ｉ−Ｖ特性がある特異的な変化点において落ち込むことで曲線が２段に分かれることに特徴がある（一点鎖線部を参照）。図１６（Ｄ）は、太陽電池モジュールに経時劣化による出力低下が生じている場合の典型的なＩ−Ｖ特性を示すグラフである。本来、実線で示したＩ−Ｖ特性であったものが、点線で示すように、発電量が全体的に低下したＩ−Ｖ特性となっている点に特徴がある。これらの典型的なＩ−Ｖ特性のデータは、例えば予めストレージ１４に記憶されており、ＣＰＵ１１によって読み出され、ＲＡＭ１３に一時的に格納される。ＣＰＵ１１は、これらのＩ−Ｖ特性のデータに対し、実際にストリングを計測して得られ、適宜、正規化や基準状態への換算処理がなされたＩ−Ｖ特性を照らし合わせる（カーブフィッティング）。それにより、ストリングが何れの不具合を有する可能性があるかを判断することができる。

各ストリングへの計測が終了すると（ステップＳ２１；ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、上述した一連の処理によって得られた太陽光発電システムの異常検出結果を表示部１９に表示させるとともに、当該検出結果をＲＡＭ１３（又はストレージ１４）に格納する（ステップＳ２４）。

図１７は、異常検出結果の画像表示の一例を示す図である。各ストリング２０１〜２０１に対応するモジュール列（模式図）２０１’〜２０３’の画像に対し、異常検出結果を示す画像（強調画像）が重畳して示されている。

強調画像２４０は、モジュール列２０１’（すなわちストリング２０１）の４番目の太陽電池モジュール（すなわち太陽電池モジュール２１４）の内部配線、もしくはモジュール列２０１’の３番目の太陽電池モジュール（太陽電池モジュール２１３）と４番目の太陽電池モジュール（太陽電池モジュール２１４）との間の配線に何らかの異常が存在することを表すものである。具体的には、４番目の太陽電池モジュールを表す画像については、黒塗りとし、番号「４」を白抜きの反転表示とされている。また、３番目と４番目の各太陽電池モジュールの相互間に配置された線画像も黒塗りの反転表示とされている。上記のように、配線異常の種類（開放／高抵抗、短絡）が分かっているので、その種類に応じて強調画像２４０に変化を付けることもできる。例えば、開放／高抵抗は赤色表示、短絡は青色表示、とすることができる。更に、この強調画像２４０の近くに「開放／高抵抗」或いは「短絡」といった文字情報を添えてもよい。また、強調画像２４０を点滅表示にしてもよい。

強調画像２４１は、モジュール列２０３’（すなわちストリング２０３）の２番目の太陽電池モジュールにホットスポットが存在することを表すものである。図１７では、２番目の太陽電池モジュールの全体を着色して強調しているが、これは一例であり強調の手法はこれに限定されない。例えば、２番目のモジュールの周囲を枠線によって囲んでもよいし、２番目のモジュールを点滅表示させてもよい。また、この強調画像２４１の近くに「ホットスポット」といった文字情報を添えてもよい。また、強調画像２４１を点滅表示にしてもよい。

強調画像２４２は、モジュール列２０２’（すなわちストリング２０２）の全体にＩ−Ｖ特性の異常が存在することを表すものである。図１７では、モジュール列２０２’の全体を着色して強調しているが、これは一例であり強調の手法はこれに限定されない。例えば、モジュール列２０２’の周囲を枠線によって囲んでもよいし、モジュール列２０２’を点滅表示させてもよい。また、この強調画像２４２の近くに「Ｉ−Ｖ特性異常」といった文字情報を添えてもよい。また、強調画像２４２を点滅表示にしてもよい。

なお、図１７に示したようなグラフィカルな異常検出結果の画像表示に代えて、文字情報によって異常検出結果を表示してもよい。図１７と同様の内容を表示するのであれば、例えば「第１列目のストリング：第４モジュール、または、第３モジュールと第４モジュール間に配線異常（短絡）あり」という文字表示、「第２列目のストリング：Ｉ−Ｖ特性に異常あり」という文字表示、「第３列目のストリング：第２モジュールにホットスポットあり」という文字表示、を行うことができる。更に、このような文字表示と上記図１７のようなグラフィカルな画像表示をともに表示してもよいし、両者間で表示切り替えを可能に構成してもよい。

以上説明した本実施形態によれば、太陽光発電システムが単に正常か否かという漠然とした情報ではなく、発熱箇所および配線不具合の有無、更には配線不具合の位置や不具合の内容（断線／高抵抗、短絡）といった詳細な情報を容易に把握することが可能となる。

また、上記の各情報が太陽電池モジュールの模式図に重ねて表示されることにより、視覚的な認識が可能となり、使用者は情報をより容易に把握することができる。

また、本発明に係る異常検出装置では、画像処理を利用して発熱箇所の検出や太陽電池モジュールの配置状態の検出を行い、配線不具合の検出についてはＴＤＲ解析を利用しているため、太陽光発電システム側が特定の構成を備えている必要はない。よって、種々の構成の太陽光発電システムに対しても容易に適用可能となる。

また、電流−電圧特性を利用した異常検出も併せて行うことにより、配線不具合に起因するものか否かによらず、太陽光発電システムに何らかの異常状態が生じている場合にもこれを容易に把握することが可能となる。上記の画像処理やＴＤＲ解析に基づく異常検出とこの電流−電圧特性に基づく異常検出とを併せて行うことにより、異常検出の精度を一層向上させることが可能となる。

なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した一連のＣＰＵ１１による制御動作は汎用コンピュータを用いて実現してもよい。その場合のシステム構成を図１８に模式的に示す。このシステムにおける異常検出装置１０００には通信手段が備わっており、パーソナルコンピュータ１１００との間を通信ケーブルで接続することにより相互に通信可能となる。パーソナルコンピュータ１１００に対し、上記制御内容を実現するプログラムを予めインストールしておくことにより、太陽光発電システムの異常検出を行うシステムを実現できる。この場合、異常検出装置側のＣＰＵ等は処理負荷が軽いので、より安価なものを用いて低コスト化が可能となる。使用者が既に所有している汎用コンピュータを活用することにより、低コストに異常検出システムを実現可能となる。

また、例えば横方向に多数の太陽電池モジュールが配列されている太陽光発電システムを対象とする場合など、１つの撮像部では太陽電池モジュールを１つの画像内に撮影しきれないような場合には、複数の撮像部を用意し、これらを並列に用いてもよい。その場合には、複数の撮像部を子機として登録し、異常検出装置の本体（親機）との対応付けを行い、各子機のデータを有線又は無線の通信手段を介して収集し、配列として記憶し、適宜を切り替えて表示部に計測結果を表示すればよい。この場合、複数台の撮像部と、各撮像部による撮影対象となる太陽電池モジュールとの並び位置（相対的な配置状態）の整合をとるために、各撮像部に対応付けて距離センサーを設けておくとよい。それにより、各撮像部とこれによる撮影対象の太陽電池モジュールとの相互間距離を随時計測し、並び位置の整合を取ることができる。

図１は、太陽光発電システムと異常検出装置との接続関係の一実施態様を示す概略ブロック図である。 図２は、太陽光発電システムと異常検出装置との接続関係の一実施態様を示す概略ブロック図である。 図３は、異常検出装置の内部構成を示すブロック図である。 図４は、カメラ（第１カメラ）によって撮影される画像の一例を示す図である。 図５は、赤外線カメラ（第２カメラ）によって撮影される画像の一例を示す図である。 図６は、太陽光発電システムの全体構成および異常検出装置との接続関係を示す図（加熱用電源を用いる場合の説明図）である。 図７は、異常検出装置が太陽光発電システムの異常検出を行う際の動作について示すフローチャートである 図８は、異常検出装置が太陽光発電システムの異常検出を行う際の動作について示すフローチャートである 図９は、ステップＳ１２における画像処理の内容を概略的に示した図である。 図１０は、太陽電池モジュールの配置状態を示す模式図の表示例を示す図である。 図１１は、太陽電池モジュールの相互間の接続関係を登録する処理を概略的に説明する図である。 図１２は、太陽電池モジュールの相互間の接続関係を登録する処理を概略的に説明する図である。 図１３は、太陽電池モジュールの相互間の接続関係を登録する処理を概略的に説明する図である。 ケーブル長の設定内容の一例について説明する模式図である。 図１５は、ＴＤＲ計測の具体的内容を説明するための波形図を示す図である。 図１６は、Ｉ−Ｖ特性に基づいて太陽電池モジュールの異常を検出する方法について説明する図である。 図１７は、異常検出結果の画像表示の一例を示す図である。 図１８は、汎用コンピュータを用いてＣＰＵによる制御動作を実現する場合のシステム構成例を模式的に示す図である。

符号の説明

１１：ＣＰＵ
１２：ＲＯＭ
１３：ＲＡＭ
１４：ストレージ
１５：外部メディアＩＦ
１６：操作部
１７：電流−電圧特性計測部
１８：ＴＤＲ計測部
１９：表示部
２０：撮像部
２１：カメラ
２２：赤外線カメラ
２３：加熱用電源部
２４：データバス
３０、３１：外部端子
３１：外部端子
１００：異常検出装置
２００：太陽光発電システム
２０１〜２０３：ストリング
２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３：太陽電池モジュール
２３０：ホットスポット
２４０〜２４２：強調画像
３００：接続箱

Claims (10)

1. 相互に接続された複数の太陽電池モジュールを含むストリングを備える太陽光発電システムが異常を有するかを検出するための装置であって、
   プログラムを実行することにより所定の制御動作を行う制御部と、
   前記制御部と接続されており、入力操作に応じた信号を前記制御部へ出力する操作部と、
   前記制御部と接続されており、前記ストリングに対して所定のパルス信号を入力し、前記ストリングからの反射波を検出する第１計測部と、
   前記制御部と接続されており、前記ストリングの像を含む第１画像を撮影する第１カメラと、
   前記制御部と接続されており、当該制御部の指令に基づいて画像を表示する表示部と、
   を備え、
   前記制御部が、
   前記第１カメラから取得した前記第１画像に対して画像処理を行うことによって、前記複数の太陽電池モジュールの枠線を検出する第１処理と、
   前記第１処理において検出した前記枠線の情報に基づいて、前記ストリングに含まれる前記複数の太陽電池モジュールの配置状態を検出し、当該配置状態を示す模式図を前記表示部に表示させる第２処理と、
   前記操作部を用いた入力操作に応じて、前記複数の太陽電池モジュールの電気的な接続状態を設定する第３処理と、
   前記操作部を用いた入力操作に応じて、前記ストリングに含まれる配線の物理的長さを設定する第４処理と、
   前記第１計測部から前記反射波のデータを取得し、当該反射波のデータの解析を行うことにより、前記ストリングに配線不具合が存在するか否かを判定する第５処理と、
   前記第５処理において判定された前記配線不具合の有無を示す画像を前記模式図に重ねて前記表示部に表示させる第６処理と、
   を実行する、太陽光発電システムの異常検出装置。
2. 前記制御部と接続されており、前記ストリングの温度分布情報を含む第２画像を撮影する第２カメラを更に備え、
   前記制御部は、
   前記第２カメラから取得した前記第２画像に対して画像処理を行うことによって、前記ストリングの表面の発熱箇所を検出する第７処理を更に実行し、
   前記第６処理においては、前記第７処理において検出された前記発熱箇所を示す画像も前記模式図に重ねて前記表示部に表示させる、
   請求項１に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
3. 前記第４処理に次いで、前記制御部が、当該第４処理において設定された前記配線の物理的長さを用いて前記反射波のデータを解析することにより、前記ストリングに配線不具合が存在する場合に、当該ストリング中における当該配線不具合の位置を判定する第８処理を更に含み、
   前記第６処理は、前記第８処理において判定された前記配線不具合の位置を示す画像を更に前記模式図に重ねて前記表示部に表示させることを更に含む、
   請求項１に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
4. 前記第５処理は、前記パルス信号の入力時よりも後に生じる変化点において前記反射波の波形が立ち上がる場合に前記配線不具合の状態が「開放又は高抵抗化」であると判定し、前記変化点において前記反射波の波形が立ち下がる場合に前記配線不具合の状態が「短絡」であると判定する、
   請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
5. 前記第５処理における前記反射波のデータの解析には当該反射波のデータを微分することが更に含まれ、
   前記第５処理は、前記パルス信号の入力時よりも後に生じる変化点において前記反射波の微分波形が立ち上がる場合に前記配線不具合の状態が「開放又は高抵抗化」であると判定し、前記変化点において前記反射波の微分波形が立ち下がる場合に前記配線不具合の状態が「短絡」であると判定する、
   請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
6. 前記配線の物理的長さには、少なくとも前記複数の太陽電池モジュールの各々についての配線長が含まれ、
   前記第８処理は、前記複数の太陽電池モジュールのうち何れの太陽電池モジュールに前記配線不具合が生じたかを判定する、
   請求項３に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
7. 前記配線の物理的長さには、前記複数の太陽電池モジュールのうち、配線終端に最も近い太陽電池モジュールと当該配線終端との相互間の配線長が更に含まれる、
   請求項６に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
8. 前記第８処理は、前記配線の物理的長さを２倍し、これに電気信号の伝搬速度を乗算することにより、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおいて前記反射波が生じた場合に要する基準時間を設定し、当該基準時間と前記反射波の実際に到達するまでに要した時間とを比較することにより、前記複数の太陽電池モジュールのうち何れの太陽電池モジュールに前記配線不具合が生じたかを判定する、
   請求項６又は請求項７に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
9. 前記制御部と接続されており、前記ストリングの電流−電圧特性を検出する第２計測部を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第６処理に先立って、前記第２計測部から前記電流−電圧特性のデータを取得し、当該電流−電圧特性のデータの解析を行うことにより、前記ストリングに異常状態が存在するか否かを判定する第９処理を更に実行し、
   前記第６処理においては、前記第９処理において判定された前記異常状態の有無を示す画像を更に表示部に表示させる、
   請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。
10. 前記第９処理においては、前記電流−電圧特性の典型特性を示すデータと、前記ストリングから実測された前記電流−電圧特性のデータとをフィッティングすることにより、前記異常状態の有無が判定される、
    請求項９に記載の太陽光発電システムの異常検出装置。