JP2010098078A - State monitoring device of photovoltaic generation system and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、太陽光発電システムの状態監視装置に関する。 The present invention relates to a state monitoring device for a photovoltaic power generation system.
従来、太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルを直列及び並列に配列した太陽電池モジュールから得られる直流電力がパワーコンディショナ(PCS)により交流電力に変換される。ところが、太陽電池パネルが並列に接続されているので、太陽電池パネルのひとつ、あるいは太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルのうちのひとつが破損などのために発電能力が低下してもパワーコンディショナ側では合計した電力のみを検出しているために、太陽電池パネルの破損、劣化を認識できずに運転が継続されてしまうという問題点があった。 Conventionally, in a photovoltaic power generation system, DC power obtained from a solar cell module in which a plurality of solar cell panels are arranged in series and in parallel is converted into AC power by a power conditioner (PCS). However, since the solar panels are connected in parallel, even if one of the solar panels or one of the multiple solar cells constituting the solar panel is damaged, the power generation capacity is reduced. Since only the total power is detected on the conditioner side, there is a problem that the operation is continued without being able to recognize the damage and deterioration of the solar cell panel.
これを防ぐために、例えば特許文献1に示されているように、太陽電池パネルの異常を早期に検出することができる太陽電池監視装置が開発されている。すなわち、複数の太陽電池パネルの各パネル毎の発電電力を監視部で常時監視し、各パネル毎の発電電力と監視部に設定された理論発電電力値を比較し、一定時間連続してパネル毎の発電電力値が理論発電電力値より小さいときには、その太陽電池パネルの少なくとも1つが不良であることを検出するようにしている。 In order to prevent this, for example, as disclosed in Patent Document 1, a solar cell monitoring device capable of detecting an abnormality of a solar cell panel at an early stage has been developed. That is, the generated power for each panel of a plurality of solar battery panels is constantly monitored by the monitoring unit, the generated power for each panel is compared with the theoretical generated power value set in the monitoring unit, When the generated power value is smaller than the theoretical generated power value, it is detected that at least one of the solar battery panels is defective.
ところで、近年、太陽光発電システムは、省エネと環境保護の見地から太陽光発電に多くの関心が高まり、ますます広大な敷地や工場施設の屋根等に多数の太陽電池パネルを使用した太陽電池モジュールを敷設するなど大型化している。したがって、多数の太陽電池パネルの状態を常時管理することが要求される。しかし、太陽電池パネルやパワーコンディショナ(PCS)など、太陽光発電システムの要素の部分的な不具合を確実にかつ素早く発見することが難しい問題であった。 By the way, in recent years, the photovoltaic power generation system has received a lot of interest in photovoltaic power generation from the viewpoint of energy saving and environmental protection, and a photovoltaic module using a large number of photovoltaic panels on the roof of an increasingly large site or factory facility. The size is increasing. Therefore, it is required to always manage the state of a large number of solar cell panels. However, it has been difficult to reliably and quickly find partial malfunctions of elements of the photovoltaic power generation system, such as solar cell panels and power conditioners (PCS).
さて、特許文献1の場合では太陽電池パネル毎に異常を検知すべく電力監視部に接続配線しており、電力監視部にて各電池パネルの発電電力の実測値と予め設定した基準値と比較して異常か否かを判断しており、高価な設備を要するものであった。 In the case of Patent Document 1, each solar cell panel is connected and wired to a power monitoring unit to detect an abnormality, and the power monitoring unit compares the measured value of the generated power of each battery panel with a preset reference value. Therefore, it was judged whether it was abnormal or not, and expensive equipment was required.
本発明が解決しようとする課題は、広大な面積に設置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを構成する太陽電池セルやパワーコンディショナ(PCS)等の各種構成要素の異常を容易にかつ確実に監視者に知らせることを目的とする。 The problem to be solved by the present invention is that an abnormality of various components such as a solar battery cell and a power conditioner (PCS) constituting a solar battery panel of a solar battery module installed in a vast area can be easily and reliably performed. The purpose is to inform the observer.
(請求項1)
請求項1に記載の発明は、太陽光発電システム(10)の状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置(20)に係る。
太陽光発電システム(10)は、複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、その複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備える。
更に、前記各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の電磁波発信源(21)の電磁波を受信する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の電磁波発信源(21)の電磁波によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
(Claim 1)
The invention according to claim 1 relates to a state monitoring device (20) of the solar power generation system that monitors the state of the solar power generation system (10).
The solar power generation system (10) includes a solar panel (12) in which a plurality of solar cells (13) are arranged, a solar cell module (11) in which the plurality of solar panels (12) are arranged, and the solar cell Various components such as a power conditioner (15) for converting DC power obtained by the battery module (11) into AC power are provided.
Further, a plurality of electromagnetic wave transmission sources (21) for detecting an abnormality of the various components and transmitting electromagnetic waves, and the plurality of electromagnetic wave transmission sources (21) installed at a place away from the solar cell module (11) A receiving device (30) for receiving the electromagnetic wave of the abnormal location identification device (40) for output and display to identify the abnormal location by the electromagnetic waves of the plurality of electromagnetic wave transmission sources (21) detected by the receiving device (30), Is provided.
(用語説明)
「電磁波」とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波(波動)のことであり、その中には、電波(低周波、超長波、長波、中波、短波、超短波、マイクロ波など)や、光波(赤外線、可視光線、紫外線など)がある。
(Glossary)
“Electromagnetic waves” are waves (waves) formed by changes in the electric and magnetic fields of the space, including radio waves (low frequency, very long wave, long wave, medium wave, short wave, ultra short wave, microwave) Etc.) and light waves (infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, etc.).
(作用)
広大な面積に設置された太陽電池モジュール(11)の太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)やパワーコンディショナ(15)(PCS)等の各種構成要素の異常を検出すると、複数の電磁波発信源(21)の中から該当する電磁波発信源(21)が電磁波を発信し、その電磁波を対応する受信装置(30)で受信する。そのため、異常箇所の位置や各種構成要素の物理的なデータを容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
(Function)
When an abnormality is detected in various components such as the solar cell (13) and the power conditioner (15) (PCS) constituting the solar cell panel (12) of the solar cell module (11) installed in a vast area, A corresponding electromagnetic wave transmission source (21) emits an electromagnetic wave from among the plurality of electromagnetic wave transmission sources (21), and the electromagnetic wave is received by the corresponding receiving device (30). Therefore, it is possible to easily and reliably notify the monitor of the position of the abnormal part and the physical data of various components.
(請求項2)
請求項2に記載の発明は、太陽光発電システム(10)の状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置(20)に係り、 複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、その複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備える。
更に、前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の可視光光源(21)の可視光を受光する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
(Claim 2)
The invention according to
Further, a plurality of visible light sources (21) for turning on or off visible light by detecting abnormalities of the various components, and the plurality of visible light sources installed at a location away from the solar cell module (11) The receiver (30) that receives visible light of (21), and the abnormal part identification device that outputs and displays the abnormal part by the visible light of the plurality of visible light sources (21) detected by the receiver (30). (40).
(用語説明)
「可視光」とは、電磁波の中の光波の一つの波動であり、直進性が良く、特定波長で発光することができるので、その特定波長と直進性を利用し、可視光通信を行うことができる。また、その可視光通信では、無線通信と同様、太陽電池セル(13)の温度、電圧、電流などの物理量を送信することができる。可視光通信は、変調させることによって複雑な情報を扱うこともできる。
「可視光光源」とは、上記の「可視光」を発光する光源である。一般的には、消費電力が低いのでLED(発光ダイオード)を採用することが多い。
「点灯または消灯」としているのは、異常時に点灯するパターン、異常時に消灯するパターンのいずれが発見しやすいか、ランニングコストが安いか、などを選択できるようにする趣旨である。なお、「点灯または消灯」には、周期性のある点滅をも含むこととする。
(Glossary)
“Visible light” is a wave of light waves in electromagnetic waves, and it has good straightness and can emit light at a specific wavelength. Therefore, visible light communication is performed using the specific wavelength and straightness. Can do. In addition, in the visible light communication, physical quantities such as the temperature, voltage, and current of the solar battery cell (13) can be transmitted as in the case of wireless communication. Visible light communication can also handle complex information by modulating it.
The “visible light source” is a light source that emits the above “visible light”. Generally, an LED (light emitting diode) is often adopted because of low power consumption.
“Lighting or turning off” is intended to enable selection of whether a pattern that is turned on in an abnormality or a pattern that is turned off in the case of an abnormality is easy to find or whether the running cost is low. It should be noted that “lighting or turning off” includes periodic blinking.
(作用)
広大な面積に設置された太陽電池モジュール(11)の太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)やパワーコンディショナ(15)(PCS)等の各種構成要素の異常を検出すると、複数の可視光光源(21)の中から該当する可視光光源(21)が可視光を発光し、その可視光は対応する受信装置(30)が受光する。そのため、異常箇所の位置や各種構成要素の物理的なデータを容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
更に、現場に駆けつけたメンテナンス担当者は、発光しているのが可視光であるので、どこに異常な箇所があるのかをすぐに把握できる。
(Function)
When an abnormality is detected in various components such as the solar cell (13) and the power conditioner (15) (PCS) constituting the solar cell panel (12) of the solar cell module (11) installed in a vast area, The corresponding visible light source (21) emits visible light from among the plurality of visible light sources (21), and the corresponding receiving device (30) receives the visible light. Therefore, it is possible to easily and reliably notify the monitor of the position of the abnormal part and the physical data of various components.
Furthermore, since the person in charge of maintenance who rushed to the work site is emitting visible light, he can immediately know where the abnormal part is.
(請求項3)
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、 前記各種構成要素は、複数の太陽電池セルで構成される一ユニット単位毎に備えることとした。
構成要素を一ユニット毎に備えることによって、異常が発生した箇所を発見しやすくする趣旨である。
(Claim 3)
The invention according to
That is, the various components are provided for each unit unit composed of a plurality of solar cells.
By providing the constituent elements for each unit, it is intended to make it easier to find a place where an abnormality has occurred.
(作用)
異常発生した箇所は、一ユニット毎に交換すればよい。すなわち、異常な箇所を素早く取り除き、また元通りにするまでの時間を短縮できる。
(Function)
The location where an abnormality has occurred may be replaced for each unit. That is, it is possible to quickly remove an abnormal portion and shorten the time until it is restored.
(請求項4)
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記一ユニット単位が、太陽電池パネル(12)単位、あるいは幾つかの太陽電池パネル(12)で構成されることを特徴とする。
(Claim 4)
The invention according to
That is, the unit unit is composed of a solar cell panel (12) unit or several solar cell panels (12).
(作用)
一ユニット単位が太陽電池パネル(12)とすると、パネルの形態であるので新たな太陽電池パネル(12)に交換し易くなる。このとき、太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)の数が少ないものであれば交換する量が小さくなるので安価になる。
(Function)
When the unit unit is a solar cell panel (12), it is easy to replace with a new solar cell panel (12) because it is in the form of a panel. At this time, if the number of solar battery cells (13) constituting the solar battery panel (12) is small, the amount to be exchanged becomes small and the cost becomes low.
(請求項5)
請求項5に記載の発明は、請求項2、請求項3または請求項4のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記可視光光源(21)は、一ユニット単位を構成する複数の太陽電池セル(13)のうちの隣接する太陽電池セル(13)の異常を検出したときに可視光を点灯または消灯する構成であり、 一ユニット単位に対して1つの可視光光源(21)を設けていることを特徴とする。
(Claim 5)
The invention according to
That is, the visible light source (21) turns on or off the visible light when detecting an abnormality of the adjacent solar battery cell (13) among the plurality of solar battery cells (13) constituting one unit. The structure is characterized in that one visible light source (21) is provided for each unit.
(作用)
一ユニット単位の中で1つの太陽電池セル(13)が異常発生すると、一ユニット単位の合計発電電力は、異常判断基準値よりも低くなるので、その異常が検出される。異常判断基準値は、太陽電池セル(13)の初期発電能力と経験値による予測値を加味した数値に対して異常とする設定値である。
(Function)
When one solar battery cell (13) is abnormal in one unit, the total generated power in one unit is lower than the abnormality determination reference value, so that abnormality is detected. The abnormality determination reference value is a set value that is abnormal with respect to a numerical value that includes the initial power generation capability of the solar battery cell (13) and a predicted value based on experience values.
(請求項6)
請求項6に記載の発明は、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)は、前記複数の可視光光源(21)から発光する可視光を前記各可視光光源(21)に対応して受光する一または複数の受光素子(32)であり、 前記異常箇所識別装置(40)は、前記一または複数の受光素子(32)の受光状態から前記可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置(42)であることを特徴とする。
(Claim 6)
The invention according to
That is, the receiving device (30) is one or a plurality of light receiving elements (32) that receive visible light emitted from the plurality of visible light sources (21) corresponding to each visible light source (21). The abnormal location identification device (40) is a control device (42) that determines and displays an abnormal location by the visible light of the visible light source (21) from the light receiving state of the one or more light receiving elements (32). It is characterized by being.
(作用)
一または複数の受光素子(32)は複数の各可視光光源(21)に対応して受光するので、異常を検出して点灯または消灯する各可視光光源(21)は制御装置(42)で容易に識別され、表示装置などで表示される。
(Function)
Since one or more light receiving elements (32) receive light corresponding to each of the plurality of visible light sources (21), each visible light source (21) that is turned on or off upon detecting an abnormality is controlled by the control device (42). It is easily identified and displayed on a display device or the like.
(請求項7)
請求項7に記載の発明は、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)は、前記複数の可視光光源(21)から発光する可視光を撮像する撮像手段(51)であり、前記異常箇所識別装置(40)は、前記撮像手段(51)で撮像した画像を分析して前記複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置(42)であることを特徴とする。
(Claim 7)
The invention according to
That is, the receiving device (30) is an imaging means (51) for imaging visible light emitted from the plurality of visible light sources (21), and the abnormal part identification device (40) is the imaging means (51 The control device (42) is configured to analyze the image picked up in (4) and determine and display an abnormal location by visible light from the plurality of visible light sources (21).
(作用)
撮像手段(51)により、太陽光発電システム(10)の全体をとらえるようにズームオートし、可視光光源(21)から発光する可視光を撮像し、その画像を制御装置(42)で分析して太陽光発電システム(10)の全体の不具合発生状況を可視光により診断する。
(Function)
The imaging means (51) zooms to capture the entire photovoltaic power generation system (10), images the visible light emitted from the visible light source (21), and analyzes the image with the control device (42). Then, the entire fault occurrence state of the photovoltaic power generation system (10) is diagnosed by visible light.
(請求項8)
請求項8に記載の発明は、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)および異常箇所識別装置(40)は、可視光通信プログラムを搭載した携帯情報端末(たとえば携帯電話44)であることを特徴とする。
(Claim 8)
The invention according to
That is, the receiving device (30) and the abnormal part identifying device (40) are characterized in that they are portable information terminals (for example, cellular phones 44) equipped with a visible light communication program.
(作用)
携帯情報端末に可視光通信プログラムを搭載することにより、監視者は太陽電池モジュール(11)の複数の電磁波発信源(21)から発光する可視光を受信できる範囲内にいれば、その場で太陽電池モジュール(11)の状況を確実に確認することができる。
(Function)
By installing the visible light communication program on the portable information terminal, the supervisor can be able to receive visible light emitted from the plurality of electromagnetic wave sources (21) of the solar cell module (11). The status of the battery module (11) can be confirmed reliably.
(請求項9)
請求項9に記載の発明は、請求項2、3、4又は5に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、 前記受信装置(30)は、前記複数の各受光素子(32)を前記各可視光光源(21)に対応する位置に配置し、かつ前記複数の各受光素子(32)の受光状態を表示する表示用光源(41)を設けることで、対応する複数の可視光光源(21)の異常箇所を視覚的に表示する受光パネル(31)であることを特徴とする。
(Claim 9)
The invention described in claim 9 limits the state monitoring device (20) of the solar power generation system described in
That is, the receiving device (30) arranges the light receiving elements (32) at positions corresponding to the visible light sources (21), and sets the light receiving states of the light receiving elements (32). By providing a display light source (41) for display, the light receiving panel (31) visually displays an abnormal portion of the corresponding plurality of visible light sources (21).
(作用)
監視者は、受光パネル(31)を目視することで太陽電池モジュール(11)の状態を容易にかつ確実に監視することができる。
(Function)
The monitor can easily and reliably monitor the state of the solar cell module (11) by viewing the light receiving panel (31).
(請求項10)
請求項10に記載の発明は、 複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムに係る。
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信した旨の情報を受信する受信手順と、 その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、 その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順とを、コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。
(Claim 10)
The invention according to
The program identifies a reception procedure for receiving information indicating that the electromagnetic waves of the plurality of electromagnetic wave sources have been received at a location away from the solar cell module, and an abnormal location based on the information received in the reception procedure. A computer program that causes a computer to execute an arithmetic procedure and an abnormal part output procedure for outputting information on an abnormal part identified by the arithmetic procedure.
前記演算手順が異常箇所に関する情報を演算するため、各種構成要素と受信手順が受信する情報との対応テーブルについては、予めコンピュータの記憶手段に記憶されているか、対応テーブルを記憶している装置に当該コンピュータがアクセスする。 Since the calculation procedure calculates information related to the abnormal part, the correspondence table between the various components and the information received by the reception procedure is stored in advance in the storage means of the computer or in the device storing the correspondence table. The computer accesses.
(請求項11)
請求項11に記載の発明は、複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムに係る。
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の可視光光源の可視光を受光した旨の情報を受信する受信手順と、 その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、 その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順とを、コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。
(Claim 11)
The invention described in
The program recognizes an abnormal location based on a reception procedure for receiving information indicating that the visible light of the plurality of visible light sources has been received at a location away from the solar cell module, and information received in the reception procedure. A computer program that causes a computer to execute an arithmetic procedure to perform and an abnormal part output procedure to output information on the abnormal part identified in the arithmetic procedure.
請求項1から請求項9に記載の発明によれば、広大な面積に設置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを構成する太陽電池セルやパワーコンディショナ(PCS)等の各種構成要素の異常を、容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
請求項10および請求項11に記載の発明に係るコンピュータプログラムは、太陽光発電システムの状態監視装置を制御するコンピュータにインストールされて用いられることにより、太陽光発電システムの状態監視を自動化することに寄与する。
According to invention of Claim 1-9, abnormality of various components, such as a photovoltaic cell and a power conditioner (PCS) which comprise the photovoltaic panel of the photovoltaic module installed in the vast area, is detected. Can inform the observer easily and reliably.
The computer program according to the invention described in
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1を参照するに、本実施形態に係る太陽光発電システム10は、複数の太陽電池セル13を配列した太陽電池パネル12と、その複数の太陽電池パネル12を配列した太陽電池モジュール11と、その太陽電池モジュール11から得られる直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ15(PCS)と、その他に受変電設備16や電力計測装置17や表示装置18などの各種構成要素で構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, a photovoltaic
なお、受変電設備16から必要な電力が送電されることになる。また、太陽光発電システム10は、少なくとも1つ以上の太陽電池モジュール11が配列されている。
The necessary power is transmitted from the power receiving / transforming
また、本実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置20は、上記の太陽電池モジュール11では、幾つかの太陽電池セル13で一ユニット単位14を構成し、この一ユニット単位14毎に異常を検出して可視光を点灯または消灯する可視光光源としての例えばLED21が設けられている。例えば、図2に模式的に示されているように、4つの太陽電池セル13で一ユニット単位14を構成しており、その4つの太陽電池セル13は電気的に接続しており、その一ユニット単位14毎に得られた発電電力が合算される。
Moreover, the solar power generation system
なお、上記の太陽電池セル13は、経時的な劣化、設置環境の変化、外気温度の変化、一日の日射量によって得られる発電電力が異なってくるのであるが、この中で問題となるのは経時的な劣化や何らかの原因による異常である。この異常発生した太陽電池セル13、ないしはその異常の太陽電池セル13を含む一ユニット単位14の箇所を発見し、一ユニット単位14の太陽電池セル13を新たな正常な太陽電池セル13と交換する必要がある。
The above-mentioned
上記の設置環境の変化、外気温度の変化、一日の日射量による発電電力は、予め経験値として実測しておくことによって、その日の状況に応じて得られる発電電力を予測することができる。一方、太陽電池セル13自体の初期発電能力は予め測定しておくことによって分かる。したがって、太陽電池セル13の初期発電能力と経験値による予測値を加味した数値に対して異常とする異常判断基準値が設定される。
The generated power based on the change in the installation environment, the change in the outside air temperature, and the amount of solar radiation per day is measured in advance as an empirical value, so that the generated power obtained according to the situation on the day can be predicted. On the other hand, the initial power generation capacity of the
一ユニット単位14の中で太陽電池セル13が1つでも異常発生すると、例えば一ユニット単位14で4つの太陽電池セル13の合計発電電力が予め設定した異常判断基準値よりも低くなるので、その異常を検出することができる。
If even one
太陽電池は一種のフォトダイオードであり、そのフォトダイオードは受光素子の基本となる素子であり、例えば、増幅回路と組み合わされてフォトトランジスタになり、集積回路と組み合わされることによってフォトICになるものである。しかも、フォトダイオードは光量と、発生する電流量の比が安定しているので、精度を必要とする光センサの受光素子、つまり受光と判断と出力の機能を合わせ持つものとして使用することができる。 A solar cell is a kind of photodiode, which is a basic element of a light receiving element. For example, it is combined with an amplifier circuit to become a phototransistor, and combined with an integrated circuit to become a photo IC. is there. In addition, since the ratio of the amount of light and the amount of current generated is stable, the photodiode can be used as a light receiving element of an optical sensor that requires accuracy, that is, a combination of light reception, determination, and output functions. .
前述の機能を利用して、例えば幾つかの太陽電池セル13からなる一ユニット単位14毎に1つのLED21を設け、上述したように温度、電圧、電流などの物理量を測定し、それらの物理量から不具合(異常)を判断したときに前記LED21が可視光を点灯するようにできる。あるいは、その逆に、通常はすべてのLED21が可視光を発光しており、異常が発生したときに消灯するようにしても良い。換言すれば、前記LED21が点灯、消灯のいずれかで太陽電池セル13の一ユニット単位14毎に異常発生を表示することができる。
Utilizing the above-described functions, for example, one
なお、本実施形態では、4つの太陽電池セル13でなる一ユニット単位14毎に1つのLED21を設けている。しかし、それより少ないあるいは多い数の複数枚の太陽電池セル13で構成される太陽電池パネル12を一ユニット単位14とすることも、あるいは複数枚の太陽電池パネル12を一ユニット単位14とすることもできる。いずれにしても、一ユニット単位14毎に1つのLED21を設ける。
In the present embodiment, one
また、上記の太陽電池モジュール11から離れた場所には、その太陽電池モジュール11に設置されているすべてのLED21から発光される可視光を可視光通信として受光(受信)する受信装置30としての例えば受光パネル31が設けられている。その受光パネル31には、上記の複数の各LED21から発光する可視光をそれぞれ対応して受光する複数の受光素子32が、前記複数の各LED21に対応する位置に配置されている。
なお、一枚の受光パネル31に対して受光素子32は一つであっても複数であっても良い。
Further, for example, as a receiving
Note that one
上記の受信装置30で検出した複数のLED21の可視光による異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置40が設けられている。すなわち、その異常箇所識別装置40としては、複数の各受光素子32にそれぞれの受光状態を表示する表示用光源としての例えば表示用LED41を設けることができる。
可視光光源としてのLED21は消費電力が低いので省エネ効果が高いものである。また、LED21の可視光は直進性が良く、特定波長で発光することができるので、その特定波長と直進性を利用し、可視光通信により監視者に知らせる工夫をしている。また、その可視光通信では、太陽電池セル13の温度、電圧、電流などの物理量のデータを送信することができる。
There is provided an abnormal
Since the
図1の太陽電池モジュール11に対応する受光パネル31としては、図3に示されているように、太陽電池モジュール11における各太陽電池セル13に対応する位置の識別位置(セル住所)が設けられている。本実施形態では、5つの太陽電池パネル12は、それぞれ順に(I)〜(V)で識別されており、各太陽電池パネル12の太陽電池セル13は横軸にa〜hの符号が付されており、縦軸に1〜12の番号が付されている。太陽電池モジュール11における各太陽電池セル13と受光パネル31の対応する位置は、同じ識別位置(セル住所)となる。したがって、各太陽電池セル13の識別位置(セル住所)は、例えば、「(I)のa−1」,「(IV)のc−5」という具合に識別されることになる。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、4つの太陽電池セル13でなる一ユニット単位14毎に1つのLED21が設けられているので、受光パネル31には各LED21に対応する識別位置(セル住所)に、それぞれ対応する受光素子32とその受光状態を表示する表示用LED41が設けられている。なお、各LED21の可視光の波長は互いに異なっており、各受光素子32は対応するLED21の可視光のみを受光する構成となっている。
In this embodiment, since one
したがって、太陽電池モジュール11の1つのLED21が異常を示す発光が生じると、そのLED21の可視光は直進して受光パネル31に設けた対応する受光素子32に受光されることになる。すると、その受光素子32に接続した表示用LED41が発光することになる。これにより、監視者は受光パネル31で発光した表示用LED41の位置を確認することによって、実際に異常となった太陽電池セル13の1つのグループの識別位置(セル住所)を容易にかつ確実に知ることができる。その結果、その異常の太陽電池セル13を新たな太陽電池セル13に容易にかつ確実に交換することができる。
Therefore, when one
例えば、「(I)のe−9」の識別位置のLED21が発光したときは、受光パネル31の「(I)のe−9」の識別位置の受光素子32が受光し、その位置の表示用LED41が発光する。これを目視確認した監視者は、(I)の太陽電池パネル12の「e−9」、「e−10」、「f−9」、「f−10」の4つの太陽電池セル13のグループで異常が発生したことを容易に素早くかつ確実に識別できる。その結果、そのグループの4つの太陽電池セル13を新たな4つの太陽電池セル13と交換することができる。
For example, when the
なお、前記異常箇所識別装置40の一つの例としては、前述した太陽光発電システムの状態監視装置20における受光パネル31の複数の受光素子32を、制御装置としての例えばホストコンピュータ42に接続し、このホストコンピュータ42により各受光素子32の受光状態から太陽電池モジュール11の異常を示したLED21の位置を判断することができる。ホストコンピュータ42で判断したデータは例えばモニタ43などの表示装置に表示することも、あるいは、監視者の携帯電話44に転送して知らせることもできる。
In addition, as one example of the abnormal
なお、その場合は、受光素子32に接続した表示用LED41を設けなくとも良い。あるいは、表示用LED41も設けておき、目視でもホストコンピュータ42でも確認できるようにしても良い。
また、他の実施形態としては、前述した太陽光発電システムの状態監視装置20における複数の受光素子32は、太陽電池モジュール11の複数の各LED21から発光する可視光をそれぞれ対応して受光する受光素子32であるので、受光パネル31に前記各LED21に対応する位置に配置しないで、単に一箇所に集合して設けるだけでも良い。しかし、この場合は目視で監視することはできないので、複数の受光素子32は制御装置としての例えばホストコンピュータ42に接続することによって、前述したのと同様にモニタ43などの表示装置や監視者の携帯電話44に表示することができる。
In this case, the
Moreover, as other embodiment, the some
次に、他の実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置50について説明する。なお、前述した太陽光発電システムの状態監視装置20と同様の部材は同じ符号で付しておき、異なる部分のみを説明する。
Next, the
図4に示されているように、受信装置30は、太陽電池モジュール11の複数のLED21から発光する可視光を撮像する撮像手段としての例えば監視用のCCDカメラ51が用いられる。この監視用のCCDカメラ51は、太陽光発電システム10の全体をとらえるようにズームオートし、太陽光発電システム10の全体の不具合発生を可視光により診断するものである。また、異常箇所識別装置40としては、監視用のCCDカメラ51で撮像した画像を画像処理装置52で分析し、制御装置としての例えばホストコンピュータ42により複数のLED21の可視光から異常箇所を判断し、例えばモニタ43などの表示装置に表示することも、あるいは、監視者の携帯電話44に転送して知らせることもできる。
なお、上記の撮像手段は、デジタルカメラであっても、その他の実施形態の撮像手段であっても良い。
As shown in FIG. 4, the receiving
Note that the above imaging unit may be a digital camera or an imaging unit of another embodiment.
また、前述した太陽光発電システムの状態監視装置50では、受信装置30として撮像手段を用いているが、その撮像手段に換えて、受信装置30と異常箇所識別装置40の機能を合わせ持つ可視光通信プログラムを搭載した携帯電話であっても良い。この場合は、監視者は太陽電池モジュール11の複数の電磁波発信源21から発光する可視光を受信できる範囲内にいれば、その場で太陽電池モジュール11の状況を確実に確認することができる。
また、前述した実施形態では太陽電池モジュール11における太陽電池セル13の異常を検出する場合について説明したが、パワーコンディショナ15(PCS)、受変電設備16、電力計測装置17等の各種構成要素の異常を検出する場合にも適用することができる。
Further, in the above-described solar power generation system
Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated the case where the abnormality of the
以上のことから、この発明の太陽光発電システムの状態監視装置20、50では、広大な面積に設置された太陽電池モジュール11の太陽電池パネル12を構成する太陽電池セル13やパワーコンディショナ15(PCS)等の各種構成要素の電圧・電流等の測定と、それらの不具合(異常)の発見とその不具合位置や電圧・電流等の測定データを可視光通信により容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
From the above, in the
さらには、それらのデータは制御装置としてのホストコンピュータ42あるいは携帯電話44の端末の受信装置で診断することができる。また、上記の可視光通信により、太陽電池セル13の温度、電圧、電流などの物理量を送信し、これらの物理量のデータは受信装置30としての携帯電話44の端末に収集し、各LED21に対応する受光素子32で受信する。そして、その受信した旨をホストコンピュータ42や携帯電話44の端末に収集することができる。その結果、太陽光発電システム10の点検結果情報を効率的に収集することができる。
Furthermore, these data can be diagnosed by the
なお、前述した実施形態の太陽光発電システムの状態監視装置20,50では、可視光光源から発信する可視光通信が用いられているが、それに代えてその他の電磁波を用いて太陽電池モジュール11の各種構成要素の異常を知らせるため、データを送信する通信手段とすることができる。
In addition, in the
「電磁波」は、空間の電場と磁場の変化によって形成された波(波動)のことであり、その中には、電波(低周波、超長波、長波、中波、短波、超短波、マイクロ波など)や、光波(赤外線、可視光線、紫外線など)がある。
あるいは、可視光通信に代えて、異常を知らせるバイブレータなどの音波をキャッチするマイクや出力するスピーカなどを用いてそのスピーカから出力される所定の音波を通信に用いることや、所定の音波が出力された旨をマイクによって集音した旨を通信することもできる。
"Electromagnetic waves" are waves (waves) formed by changes in the electric and magnetic fields of the space, including radio waves (low frequency, super long wave, long wave, medium wave, short wave, ultra short wave, microwave, etc.) ) And light waves (infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, etc.).
Alternatively, instead of visible light communication, a predetermined sound wave output from the speaker is used for communication using a microphone that catches sound waves such as a vibrator that notifies abnormality or a speaker that outputs sound, or a predetermined sound wave is output. The fact that the sound is collected by the microphone can also be communicated.
本願発明は、太陽光発電システムの製造業、太陽光発電システムのメンテナンス業、太陽光発電システムに関するソフトウェア開発業などにおいて、利用可能性を有する。 The present invention has applicability in a photovoltaic power generation system manufacturing industry, a photovoltaic power generation system maintenance industry, a solar power generation system software development industry, and the like.
10 太陽光発電システム 11 太陽電池モジュール
12 太陽電池パネル 13 太陽電池セル
14 一ユニット単位 15 パワーコンディショナ(PCS)
16 受変電設備 17 電力計測装置
18 表示装置
20 太陽光発電システムの状態監視装置
21 LED(可視光光源、電磁波発信源)
30 受信装置 31 受光パネル
32 受光素子
40 異常箇所識別装置
41 表示用LED(表示用光源)42 ホストコンピュータ(制御装置)
43 モニタ(表示装置) 44 携帯電話
50 太陽光発電システムの状態監視装置
51 監視用のCCDカメラ(撮像手段)
52 画像処理装置
DESCRIPTION OF
16 Power receiving / transforming
43 Monitor (Display Device) 44
52 Image processing apparatus
Claims (11)
前記各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、前記太陽電池モジュールから離れた場所に設置して前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信する受信装置と、その受信装置で受信した複数の電磁波発信源の電磁波によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置と、を備えた太陽光発電システムの状態監視装置。 Various configurations such as a solar battery panel in which a plurality of solar cells are arranged, a solar battery module in which the solar battery panels are arranged, and a power conditioner that converts DC power obtained by the solar battery module into AC power In a solar power generation system state monitoring device for monitoring the state of a solar power generation system comprising elements,
A plurality of electromagnetic wave transmission sources that detect electromagnetic waves by detecting abnormalities in the various components, a receiving device that is installed at a location away from the solar cell module and receives the electromagnetic waves of the plurality of electromagnetic wave transmission sources, and the reception thereof A state monitoring device for a solar power generation system, comprising: an abnormal point identification device that outputs and displays an abnormal point in order to identify an abnormal point based on electromagnetic waves from a plurality of electromagnetic wave transmission sources received by the device.
前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、前記太陽電池モジュールから離れた場所に設置して前記複数の可視光光源の可視光を受光する受信装置と、その受信装置で受信した複数の可視光光源の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置と、を備えた太陽光発電システムの状態監視装置。 Various configurations such as a solar battery panel in which a plurality of solar cells are arranged, a solar battery module in which the solar battery panels are arranged, and a power conditioner that converts DC power obtained by the solar battery module into AC power In a solar power generation system state monitoring device for monitoring the state of a solar power generation system comprising elements,
A plurality of visible light sources that detect an abnormality of the various components to turn on or off visible light, and a receiver that receives the visible light of the plurality of visible light sources installed at a location away from the solar cell module And an abnormal part identification device that outputs and displays the abnormal part in order to identify the abnormal part with the visible light of the plurality of visible light sources received by the receiver.
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信した旨の情報を受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、
その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順と、をコンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。 Various configurations such as a solar battery panel in which a plurality of solar cells are arranged, a solar battery module in which the solar battery panels are arranged, and a power conditioner that converts DC power obtained by the solar battery module into AC power A state monitoring device program for a photovoltaic power generation system that monitors the state of a photovoltaic power generation system including an element and a plurality of electromagnetic wave transmission sources that detect electromagnetic waves and detect an abnormality in each of its components;
The program includes a reception procedure for receiving information indicating that the electromagnetic waves of the plurality of electromagnetic wave sources are received at a location away from the solar cell module;
A calculation procedure for identifying an abnormal location based on information received in the reception procedure,
A computer program for causing a computer to execute an abnormal part output procedure for outputting information on an abnormal part identified by the calculation procedure.
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の可視光光源の可視光を受光した旨の情報を受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、
その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順と、をコンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。 Various configurations such as a solar battery panel in which a plurality of solar cells are arranged, a solar battery module in which the solar battery panels are arranged, and a power conditioner that converts DC power obtained by the solar battery module into AC power A state monitoring device program for a photovoltaic power generation system that monitors the state of a photovoltaic power generation system that includes an element and a plurality of visible light sources that turn on or off visible light by detecting abnormalities in the various components. And
The program includes a reception procedure for receiving information indicating that the visible light of the plurality of visible light sources is received at a location away from the solar cell module;
A calculation procedure for identifying an abnormal location based on information received in the reception procedure,
A computer program for causing a computer to execute an abnormal part output procedure for outputting information on an abnormal part identified by the calculation procedure.
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