JP2010123880A - Fault determination system, fault determination method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの劣化又は故障を判定する故障判定システム、故障判定方法、コンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a failure determination system, a failure determination method, and a computer program for determining deterioration or failure of a solar cell module constituting a photovoltaic power generation system.
従来、太陽電池の活用方法としては、複数の太陽電池モジュールを一般住居の屋根に配置することによって、一般家庭における消費電力の一部を賄う方法が一般的であった。そのため、一つの太陽光発電システムとして一箇所に配置される太陽電池モジュールの数は数十枚程度に限られていた。 Conventionally, as a method of utilizing solar cells, a method of providing a part of power consumption in a general household by arranging a plurality of solar cell modules on the roof of a general residence has been common. Therefore, the number of solar cell modules arranged in one place as one solar power generation system is limited to about several tens.
このような太陽電池モジュールに故障が生じた場合は、人間が太陽電池モジュールの受光側(表側、太陽光に向けられた側)を目視することによって変色したものを探す方法や、一つ一つの太陽電池モジュールにテスターを接続して電流値の異常を探す方法がとられている。そのため、故障した太陽電池モジュールを発見するためには、一つ一つの太陽電池モジュールについて検査を行わなければならない。ただし、上述のように従来は一つの太陽光発電システムに用いられる太陽電池モジュールの数は限られていたため、その手間と労力は問題視される程度まで増大することはなく、故障した太陽電池モジュールを比較的容易に発見することが可能であった。 When a failure occurs in such a solar cell module, a method for searching for a discolored color by visually observing the light receiving side (front side, the side directed toward sunlight) of the solar cell module, A method has been adopted in which a tester is connected to the solar cell module to search for an abnormality in the current value. Therefore, in order to discover a broken solar cell module, each solar cell module must be inspected. However, as described above, since the number of solar cell modules used in a single photovoltaic power generation system has been limited in the past, the labor and labor does not increase to the extent that it is regarded as a problem. Could be found relatively easily.
一方、近年注目されているメガソーラーシステムなどの大規模な太陽光発電システムでは、1000kw程度の電圧の発電が目的とされており、100w程度の太陽電池モジュールが数千枚接続されて一箇所に配置される。このように太陽電池モジュールの数が増大すると、故障した太陽電池モジュールを発見する為の検査に要する労力はその数に比例して増大するため、検査に要する時間と労力が問題となってきている。 On the other hand, large-scale photovoltaic power generation systems such as mega solar systems, which have been attracting attention in recent years, are intended for power generation with a voltage of about 1000 kw, and several thousand solar cell modules of about 100 w are connected to one place. Be placed. As the number of solar cell modules increases in this way, the labor and time required for inspection to find a faulty solar cell module increases in proportion to the number, and the time and labor required for inspection are becoming a problem. .
このような問題に対し、複数の太陽電池モジュールのそれぞれに通信手段を設け、太陽電池モジュールの特性を測定した測定結果と太陽電池モジュールの識別子を示す信号を通信手段から制御装置へ送信することによって、故障が生じた太陽電池モジュールの状況を容易・迅速に確認することを可能とする太陽光発電システムが提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、従来のシステムでは、太陽電池モジュールに故障が生じたか否かの判断が自動化されていなかったため、各通信手段から送信されてきた測定結果に基づいてオペレータが独自に判断しなければならず、判断の正確性に欠けるとともに労力を要してしまうという問題があった。 However, in the conventional system, since the determination of whether or not a failure has occurred in the solar cell module has not been automated, the operator must make an independent determination based on the measurement results transmitted from each communication means, There was a problem that the accuracy of judgment was lacking and labor was required.
上記事情に鑑み、本発明は、太陽電池モジュールに劣化又は故障が生じたか否かの判断を自動的に行うことを可能とする技術を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique that can automatically determine whether or not a deterioration or failure has occurred in a solar cell module.
[1]上記の課題を解決するため、本発明の一態様による故障判定システムは、太陽電池モジュールに関する状態値を測定するセンサ部と、測定結果である状態値を送信する送信部と、備えるセンサ装置と、前記センサ装置から前記状態値を受信する受信部と、閾値を記憶する記憶部と、前記状態値と前記閾値とを比較することによって前記太陽電池モジュールの劣化又は故障を判定する故障判定部と、判定結果を出力する出力部と、備える故障判定装置と、を備える。 [1] In order to solve the above-described problem, a failure determination system according to an aspect of the present invention includes a sensor unit that measures a state value related to a solar cell module, and a transmission unit that transmits a state value that is a measurement result. A failure determination that determines deterioration or failure of the solar cell module by comparing the state value with the threshold value, a storage unit that stores the threshold value, a receiving unit that receives the state value from the sensor device, and a storage unit that stores the threshold value Unit, an output unit that outputs a determination result, and a failure determination device.
[2]また、本発明の一態様による故障判定システムは、前記太陽電池モジュールが設置された周囲の日照量を測定し、測定結果である日照量を前記故障判定装置に送信する日照計をさらに備え、前記センサ部は、前記太陽電池モジュールの温度と他の状態値とを測定し、前記記憶部は、前記日照量と前記温度との組み合わせに対応付けて複数の閾値を記憶し、前記故障判定部は、前記センサ装置による測定結果の前記温度と前記日照計による測定結果の前記日照量との組み合わせに対応付けて前記記憶部に記憶される閾値と、前記他の状態値とを比較することによって前記判定を行う、ように構成されても良い。 [2] In addition, the failure determination system according to an aspect of the present invention further includes a sunshine meter that measures the amount of sunshine around the solar cell module and transmits the amount of sunshine as a measurement result to the failure determination device. The sensor unit measures the temperature and other state values of the solar cell module, the storage unit stores a plurality of threshold values in association with a combination of the amount of sunlight and the temperature, and the failure The determination unit compares the threshold value stored in the storage unit in association with the combination of the temperature of the measurement result by the sensor device and the amount of sunshine of the measurement result by the sunshine meter with the other state value. It may be configured to make the above determination.
[3]また、本発明の一態様による故障判定システムにおいて、前記センサ装置は、前記太陽電池モジュールから独立した筐体として構成され、前記太陽電池モジュールに対し取り外し可能に構成されても良い。 [3] Further, in the failure determination system according to an aspect of the present invention, the sensor device may be configured as a casing independent of the solar cell module and detachable from the solar cell module.
[4]また、本発明の一態様による故障判定システムにおいて、前記センサ装置は、前記太陽電池モジュールが日光を受ける面とは異なる面に対して設置されるように構成されても良い。 [4] Moreover, in the failure determination system according to an aspect of the present invention, the sensor device may be configured to be installed on a surface different from a surface on which the solar cell module receives sunlight.
[5]また、本発明の一態様による故障判定システムにおいて、前記センサ装置は、前記太陽電池モジュールによって発電された電力の一部を受け取る電源部をさらに備え、前記電力によって動作するように構成されても良い。 [5] In the failure determination system according to the aspect of the present invention, the sensor device further includes a power supply unit that receives a part of the power generated by the solar cell module, and is configured to operate with the power. May be.
[6]また、本発明の一態様による故障判定システムにおいて、前記太陽電池モジュールは複数直列に接続され、閉じることによって前記太陽電池モジュールを短絡するスイッチ部をさらに備え、前記センサ装置は、前記故障判定装置からスイッチ制御信号を受信する受信部と、前記スイッチ制御信号が受信されるまでは前記スイッチ部を開くように制御し、前記スイッチ制御信号が受信されたことに応じて前記スイッチ部を閉じるように制御するスイッチ制御部と、をさらに備え、前記故障判定装置は、前記故障判定部が故障と判定した場合に、前記センサ装置に対しスイッチ制御信号を送信する送信部をさらに備える、ように構成されても良い。 [6] In the failure determination system according to the aspect of the present invention, the solar cell modules are further connected in series, and further include a switch unit that short-circuits the solar cell modules by being closed, and the sensor device includes the failure A receiving unit that receives a switch control signal from the determination device, and controls to open the switch unit until the switch control signal is received, and closes the switch unit when the switch control signal is received A switch control unit that controls the failure determination device, and the failure determination device further includes a transmission unit that transmits a switch control signal to the sensor device when the failure determination unit determines a failure. It may be configured.
また、本発明の一態様は、上述した故障判定システムが行う故障判定方法として特定されても良い。また、本発明の一態様は、上述した記憶部を備えるコンピュータを上記故障判定装置として動作させるためのコンピュータプログラムとして特定されても良い。 One embodiment of the present invention may be specified as a failure determination method performed by the above-described failure determination system. One embodiment of the present invention may be specified as a computer program for causing a computer including the storage unit described above to operate as the failure determination device.
本発明により、太陽電池モジュールに劣化又は故障が生じたか否かの判断を自動的に行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to automatically determine whether the solar cell module has deteriorated or failed.
[第一実施形態]
図1は、太陽光発電システム1の機能構成を表す機能ブロック図である。太陽光発電システム1は、複数のストリングス11が並列に接続され、その両端がパワーコンディショナ12に接続されることによって構成される。各ストリングス11は、複数の太陽電池モジュール10が直列に接続されることによって構成される。太陽電池モジュール10は、太陽光を表面に受光し、太陽光エネルギーを電気エネルギー(直流)に変換する。パワーコンディショナ12は、複数の太陽電池モジュール10によって生成された直流電力を交流電力に変換し出力する。
[First embodiment]
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the photovoltaic
図2は、第一実施形態の太陽電池モジュール故障判定システム2の機能構成を表す機能ブロック図である。太陽電池モジュール故障判定システム2は、太陽光発電システム1に対して設置され、太陽光発電システム1の太陽電池モジュール10の劣化又は故障の判定(以下、「故障判定」という)を行う。図示するように、太陽電池モジュール故障判定システム2は、故障判定の対象となる太陽光発電システム1、複数のセンサ装置20、故障判定装置30を備える。
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the solar cell module
センサ装置20は、各太陽電池モジュール10に接続され、各太陽電池モジュールにおける電圧値や電流値などの状態値を測定し、通信路を介して故障判定装置30へ送信する。
故障判定装置30は、通信路を介して各センサ装置20から状態値を受信し、各センサ装置20が接続された太陽電池モジュール10に故障が生じたか否かを判定する。
The
The
図3は、センサ装置20の機能構成を表す機能ブロック図である。センサ装置20は、電源部21、センサ部22、記憶部23、演算部24、送信部25を備える。以下、図3を用いてセンサ装置20の構成について説明する。
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
電源部21は、太陽電池モジュール10に接続され、太陽電池モジュール10によって発電された電力の一部の供給を受ける。そして、電源部21は、センサ部22、記憶部23、演算部24、送信部25などのセンサ装置20に備えられる各機能部に対し、電源線(図3における破線)を通じて電力を供給する。なお、電源部21は、太陽電池モジュール10からの電力供給を受けることなくセンサ装置20を動作可能とするように、バッテリーを備えるように構成されても良い。
The
センサ部22は、太陽電池モジュール10に接続され、太陽電池モジュール10の状態値を測定する。状態値の具体例としては、太陽電池モジュール10における電圧値、電流値、太陽電池モジュール10の温度がある。センサ部22は、このような状態値のうち一種類を測定するように構成されても良いし、複数を測定するように構成されても良い。また、センサ部22は、太陽電池モジュール10の温度を測定する場合は、太陽電池モジュール10の裏面の温度を測定するように構成されても良い。裏面の温度を測定することにより、直射日光の影響を受けずに太陽電池モジュール10の温度をより正確に測定することが可能となる。
The
記憶部23は、センサ装置20に割り当てられた識別番号と、センサ装置20のアドレスと、故障判定装置30のアドレスを記憶する。識別番号は、各センサ装置20を一意に識別することが可能となるように、重複せずに各センサ装置20に割り当てられる番号である。ここでいうアドレスとは、ネットワークにおけるアドレスをいい、例えばIPアドレスなどである。
The
演算部24は、故障判定装置30へ送信される通知データを生成する。図4は、通知データのデータ構成の概略を表す概略図である。通知データは、ヘッダ部分に、送信先アドレスとして故障判定装置30のアドレスを有し、送信元アドレスとして自装置のアドレスを有する。また、通知データは、ペイロード部分に、自装置の識別番号、センサ部22による測定が行われた測定日時、測定結果を有する。
The
図3に戻りセンサ装備20の説明を続ける。送信部25は、演算部24によって生成された通知データを、通信路を介して故障判定装置30へ送信する。送信部25は、例えば無線通信装置を用いて構成され、通知データを符号化し送信波に乗せて無線通信によって故障判定装置30へ送信するように構成される。この場合、通信路には不図示の中継装置が設置され、送信部25は無線通信によって中継装置へ送信波を送信し、中継装置がIPネットワークを介して故障判定装置30へ通信データを送信するように構成されても良い。センサ装置20と故障判定装置30との間の通信路は、設計者によって適宜設計される。なお、送信部25が通知データを送信するタイミングは、定期的に1秒間隔であっても良いし、数分間隔、1時間間隔、24時間間隔や不定期であっても良く、設計者によって適宜設定される。
Returning to FIG. 3, the description of the
図5及び図6は、センサ装置20の設置例の概略を表す概略図である。図5に図示するように、太陽電池モジュール10は日光の差し込む方向に受光部(表面)を向けて架台に設置され、センサ装置20は太陽電池モジュール10の裏面、即ち日光が直接差し込まない面に設置される。また、図6に図示するように、センサ装置20は入出力端子26を備えており、入出力端子26は、太陽電池モジュール10に設けられた入出力端子13に取り外し可能に接続される。
5 and 6 are schematic views illustrating an outline of an installation example of the
このようにセンサ装置20が太陽電池モジュール10の裏面に設置されることにより、センサ装置20が太陽電池モジュール10の表面に設置されている受光部を日光から遮ることを防止し、太陽電池モジュール10における発電効率の低下を抑止することが可能となる。さらに、センサ装置20が直射日光に当たることによる温度上昇を防止し、センサ装置20が風雨に晒されることも防止することにより、センサ装置20の誤動作や故障を抑止することが可能となる。
Thus, by installing the
また、センサ装置20が太陽電池モジュール10とは別体として構成され、入出力端子13と入出力端子26とが取り外し可能に構成されることにより、太陽電池モジュール10を取り替える必要が生じた場合であっても、センサ装置20を繰り返し設置することが可能となり、コストを削減することが可能となる。
In addition, when the
また、センサ装置20を箱(筐体)に入れて設置することにより、センサ装置20の誤動作や故障を抑止することが可能となる。
また、センサ装置20はセンサ部22として温度センサを備える場合、センサ装置20の内部に温度センサが設けられても良いし、温度センサ部221が図6に図示するようにセンサ装置20の外部に設けられ、太陽電池モジュール10の裏面に設置されても良い。
Further, by installing the
When the
図7は、故障判定装置30の機能構成を表す機能ブロック図である。故障判定装置30は、通信路を介して複数のセンサ装置20と通信可能に接続される。図示するように、故障判定装置30は、受信部31、記憶部32、故障判定部33、出力部34を備える。
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
受信部31は、各センサ装置20から通信路を介して通知データを受信し、受信された通知データを復号化する。
記憶部32は、故障判定部33による故障判定処理において用いられる閾値を予め記憶する。また、記憶部32は、故障判定部33による判定結果と対応付けて、通知データに含まれる識別番号、測定日時、測定結果を記憶する。
The receiving
The
故障判定部33は、通知データに含まれる測定結果を、記憶部32に記憶される閾値と比較することによって、各センサ装置20が接続された太陽電池モジュールが劣化又は故障しているか否か判定する。
The
出力部34は、故障判定部33の判定結果を、画像出力装置(液晶ディスプレイやCRTディスプレイ等)やスピーカーに出力する。
図8は、故障判定装置30の動作例を表すフローチャートである。受信部31がセンサ装置20から通知データを受信すると(ステップS101)、故障判定部33が受信された通知データから測定結果を読み出す(ステップS102)。次に、故障判定部33が、記憶部32から閾値を読み出し(ステップS103)、閾値と測定結果とを比較することによって劣化又は故障が発生しているか否か判定する(ステップS104)。
The
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the
具体的には、測定結果として電圧値がセンサ装置20から通知される場合、記憶部32は閾値として電圧用閾値を記憶し、故障判定部33は電圧用閾値よりも測定結果の電圧値が低い場合には劣化又は故障が発生していると判定する。また、測定結果として電流値がセンサ装置20から通知される場合、記憶部32は閾値として電流用閾値を記憶し、故障判定部33は電流用閾値よりも測定結果の電流値が低い場合には劣化又は故障が発生していると判定する。また、測定結果として温度がセンサ装置20から通知される場合、記憶部32は温度用閾値を記憶し、故障判定部33は温度用閾値よりも測定結果の温度が高い場合には劣化又は故障が発生していると判定する。
Specifically, when a voltage value is notified from the
また、測定結果として電圧値及び電流値が通知される場合、記憶部32は閾値として抵抗用閾値を記憶し、故障判定部33は測定結果の電圧値及び電流値から抵抗値を算出し、算出された抵抗値が抵抗用閾値よりも高い場合には劣化又は故障が発生していると判定する。また、測定結果として電圧値及び電流値が通知される場合、記憶部32は閾値として電力用閾値を記憶し、故障判定部33は測定結果の電圧値及び電流値から電力値を算出し、算出された電力値が電力用閾値よりも低い場合には劣化又は故障が発生していると判定しても良い。太陽電池モジュール10は劣化や故障に伴い抵抗値が上昇し、電力値が低下する。そのため、このような特性に基づいて正確に劣化又は故障を判定することが可能となる。
Further, when the voltage value and the current value are notified as the measurement result, the
また、測定結果として複数の状態値がセンサ装置20から通知される場合、記憶部32は複数種の閾値、例えば電圧用閾値及び温度用閾値を記憶し、故障判定部33は双方の測定値がともに劣化又は故障を表した場合に、劣化又は故障が発生していると判定しても良い。また、故障判定部33は、複数回連続して測定値が劣化又は故障を表した場合に初めて劣化又は故障が発生していると判定しても良い。
Further, when a plurality of state values are notified from the
ステップS104の処理の後、故障判定部33が、識別番号、測定日時、測定結果、判定結果を記憶部32に書き込む(ステップS105)。そして、出力部34が判定結果を出力し(ステップS106)、フローチャート全体の処理を終える。故障判定装置30は、ステップS101〜ステップS106の処理を、各センサ装置20から受信する通知データ毎に行う。
After the process of step S104, the
このように構成された太陽電池モジュール故障判定システム2によれば、太陽電池モジュール10に対して設置されたセンサ装置20が状態値を測定し通知データを送信し、故障判定装置30が通知データに含まれる状態値に基づいて太陽電池モジュール10の劣化又は故障の有無を判定する。そのため、故障判定装置30を太陽電池モジュール10から物理的に離れた位置に設置することが可能となり、太陽電池モジュール故障判定システム2の構成の自由度を向上させることが可能となる。
According to the solar cell module
また、測定結果として温度を用いることにより、太陽電池モジュール10が夜間などで動作していない場合であっても、電圧値や電流値を測定している場合と異なり、判定基準の調整などの特別な制御を行うことなく正確に劣化又は故障を判定することが可能となる。具体的には、太陽電池モジュール10は劣化や故障に伴いその温度が上昇するため、故障判定部33は温度が閾値を超えた場合に故障が生じていると判定する。このとき、夜間や天候不順により太陽電池モジュール10が適切な発電を行えない場合であっても、そのことを理由に温度が上昇することは無いため、常に一定の閾値に基づいて劣化又は故障の発生を判定することが可能となる。
In addition, by using temperature as a measurement result, even when the
また、センサ装置20は、太陽電池モジュール10に接続されることにより、太陽電池モジュール10によって発電された電力によって動作する。そのため、センサ装置20は、バッテリーを備えることなく長時間又は恒久的に動作することが可能となる。このとき、センサ装置20は、太陽電池モジュール10によって発電された電力を蓄えることができる蓄電部を備えることによって、太陽電池モジュール10が発電することのできない夜間や天候不順の際にも動作することが可能となるように構成されても良い。
Further, the
図9は、太陽電池モジュール10に対するセンサ装置20の取り付け方の変形例を表す図である。上述した説明(特に図2)においては、一つの太陽電池モジュール10に対し一つのセンサ装置20が設けられていた。これに対し、複数の太陽電池モジュール10に対して一つのセンサ装置20が設けられても良い。その例として、図9は、一つのストリングス11に対して一つのセンサ装置20が設けられた場合の構成を表す。
FIG. 9 is a diagram illustrating a modification of how the
[第二実施形態]
図10は、第二実施形態の太陽電池モジュール故障判定システム2aの機能構成を表す機能ブロック図である。第一実施形態の太陽電池モジュール故障判定システム2と同じ構成には図10において図2と同じ符号を付して表し、その説明を省く。
[Second Embodiment]
FIG. 10 is a functional block diagram showing a functional configuration of the solar cell module failure determination system 2a of the second embodiment. The same components as those of the solar cell module
太陽電池モジュール故障判定システム2aは、センサ装置20に代えてセンサ装置20aを備える点、故障判定装置30に代えて故障判定装置30aを備える点、日照計40を備える点で、第一実施形態における太陽電池モジュール故障判定システム2と異なる。以下、第一実施形態と異なる各構成について説明する。
The solar cell module failure determination system 2a includes a
日照計40は、送信機能を備え、通信路を介して故障判定装置30aと通信可能な装置であり、太陽光発電システム1の近傍に設置される。日照計40は、太陽光発電システム1の周辺における日照量を測定し、通信路を介して故障判定装置30aに測定結果を送信する。
The
図11は、第二実施形態におけるセンサ装置20aの機能構成を表す機能ブロック図である。第二実施形態におけるセンサ装置20aは、センサ部22の具体的な構成として温度センサ部221及び電流センサ部222を備える点で、第一実施形態におけるセンサ装置20と異なる。
FIG. 11 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
温度センサ部221は、太陽電池モジュール10の温度を測定する。具体的には、温度センサ部221は、センサ装置20aの筐体内に一体に構成されても良いし、図6に図示されるようにセンサ装置20a(図6におけるセンサ装置20)の外部に設けられ、太陽電池モジュール10の裏面に設置されても良い。
The
電流センサ部222は、太陽電池モジュール10の電流値(他の状態値)を測定する。そして、演算部24は、温度センサ部221及び電流センサ部222によって測定された測定結果、即ち太陽電池モジュール10の温度及び太陽電池モジュール10の電流値を用いて、通知データの測定結果部分を構成する。そして、送信部25は温度及び電流値を含む通知データを故障判定装置30aへ送信する。
The
図12は、第二実施形態における故障判定装置30aの機能構成を表す機能ブロック図である。第二実施形態における故障判定装置30aは、記憶部32に代えて記憶部32aを備える点、閾値決定部35を備える点、で第一実施形態における故障判定装置30と異なる。
FIG. 12 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
記憶部32aは、複数の閾値を記憶する。具体的には、記憶部32aは、温度及び日照量の組み合わせに対応付けて、複数の閾値を記憶する。図13は、記憶部32aが記憶する閾値のテーブルの具体例を表す図である。この場合、記憶部32aは、複数の温度(T1、T2、T3、・・・)と、複数の日照量(S1、S2、S3、・・・)との各組み合わせに対応付けて、閾値(TH11、TH12、TH13、TH21、TH22、TH23、TH31、TH32、TH33、・・・)を記憶する。また、記憶部32aは、故障判定部33による判定結果と対応付けて、通知データに含まれる識別番号、測定日時、測定結果を記憶する。
The
閾値決定部35は、記憶部32aが記憶する複数の閾値の中から、通知データに含まれる測定結果及び日照計40による測定結果の組み合わせに対応する閾値を、故障判定部33の処理において用いられる閾値として決定する。例えば、通知データに含まれる測定結果の温度がT1とT2との間の値であり、日照計40による測定結果の日照量がS2とS3との間の値である場合、閾値決定部35はTH32を閾値として決定する。また、例えば、通知データに含まれる測定結果の温度がT1以下の値であり、日照計40による測定結果の日照量がS1以下の値である場合、閾値決定部35はTH11を閾値として決定する。
The threshold
図14は、第二実施形態における故障判定装置30aの動作例を示すフローチャートである。以下、図14を用いて、故障判定装置30aの動作について説明する。なお、第一実施形態における故障判定装置30aと同じ処理には図14において図8と同じ符号を付して表し、その説明を省く。
FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation example of the
受信部31は、各センサ装置20aから通知データを受信し、日照計40から日照量を受信する(ステップS201)。次に、閾値決定部35は、通知データから温度の測定結果を読み出す(ステップS202)。そして、閾値決定部35は、温度と日照量との組み合わせに対応付けて記憶部32aに記憶される閾値を、判定処理に用いられる閾値として決定し読み出す(ステップS203)。
The receiving
故障判定部33は、受信された通知データから測定結果を読み出し(ステップS102)、閾値決定部35によって決定された閾値と測定結果とを比較し判定を行い(ステップS104)、その結果を記憶部32aに書き込む(ステップS105)。そして、出力部34が判定結果を出力し(ステップS106)、フローチャート全体の処理を終える。故障判定装置30aは、ステップS201〜ステップS106の処理を、各センサ装置20から受信する通知データ毎に行う。
The
図15は、温度の変化に伴う電流・電圧特性の変化を表すグラフである。符号イの破線のグラフは、太陽電池モジュール10の温度がT_Highの場合の電流・電圧特性を表す。符号ロの実線のグラフは、太陽電池モジュール10の温度がT_Lowの場合の電流・電圧特性を表す。二つの温度の関係は、T_High>T_Lowである。
FIG. 15 is a graph showing changes in current / voltage characteristics accompanying changes in temperature. A broken-line graph of symbol A represents current / voltage characteristics when the temperature of the
図15が示すように、太陽電池モジュール10の温度が高い場合は、温度が低い場合に比べて、電流値は高くなり、電圧値は低くなる。そのため、太陽電池モジュール10が正常に動作しているとしても、故障判定部33が温度に関わらず常に同じ閾値を用いて判定を行っている場合、誤った判定をしてしまうおそれがある。このような問題に対し、第二実施形態における故障判定装置30aでは、閾値決定部35が太陽電池モジュール10の温度に応じて閾値を決定し、故障判定部33がこの閾値に基づいて判定を行うため、より正確な判定を行うことが可能となる。
As shown in FIG. 15, when the temperature of the
図16は、日照量の変化に伴う電流・電圧特性の変化を表すグラフである。符号ハの実線のグラフは、日照量がS_Largeの場合の電流・電圧特性を表す。符号ニの破線のグラフは、日照量がS_Middleの場合の電流・電圧特性を表す。符号ホの長二点鎖線のグラフは、日照量がS_Smallの場合の電流・電圧特性を表す。三つの日照量の関係は、S_Large>S_Middle>S_Smallである。 FIG. 16 is a graph showing changes in current / voltage characteristics accompanying changes in the amount of sunlight. A solid line graph of the symbol C represents current / voltage characteristics when the amount of sunshine is S_Large. The broken line graph of the symbol D represents the current / voltage characteristics when the amount of sunshine is S_Middle. The graph of the long two-dot chain line of symbol E represents the current / voltage characteristics when the amount of sunshine is S_Small. The relationship between the three sunshine amounts is S_Large> S_Middle> S_Small.
図16が示すように、日照量が多い場合は、日照量が少ない場合に比べて、一般的に電流値及び電圧値は高くなる。そのため、太陽電池モジュール10が正常に動作しているとしても、故障判定部33が日照量に関わらず常に同じ閾値を用いて判定を行っている場合、誤った判定をしてしまうおそれがある。このような問題に対し、第二実施形態における故障判定装置30aでは、閾値決定部35が日照量に応じて閾値を決定し、故障判定部33がこの閾値に基づいて判定を行うため、より正確な判定を行うことが可能となる。
As shown in FIG. 16, when the amount of sunlight is large, the current value and the voltage value are generally higher than when the amount of sunlight is small. Therefore, even if the
[第三実施形態]
図17は、第三実施形態の太陽電池モジュール故障判定システム2bの機能構成を表す機能ブロック図である。第一実施形態の太陽電池モジュール故障判定システム2と同じ構成には図17において図2と同じ符号を付して表し、その説明を省く。
[Third embodiment]
FIG. 17 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the solar cell module
太陽電池モジュール故障判定システム2bは、センサ装置20に代えてセンサ装置20bを備える点、故障判定装置30に代えて故障判定装置30bを備える点、スイッチ50を備える点で、第一実施形態における太陽電池モジュール故障判定システム2と異なる。以下、第一実施形態と異なる各構成について説明する。
The solar cell module
スイッチ50は、電磁スイッチ等の開閉器を用いて構成され、一端を太陽電池モジュール10の入力端子に接続し、他端を太陽電池モジュール10の出力端子に接続される。スイッチ50は、センサ装置20bの指示に従って、直列に接続された直前の太陽電池モジュール10と直後の太陽電池モジュールとを直接的に接続し、自身が担当する太陽電池モジュール10を回路的に短絡する。この場合、短絡された太陽電池モジュール10の直前の太陽電池モジュール10の出力は、短絡された太陽電池モジュール10を介することなく、短絡された太陽電池モジュール10の直後の太陽電池モジュール10に入力される。
The
スイッチ50は、設置された時点から、センサ装置20bによってスイッチを閉じる制御を受ける時点までの間は、開いた状態である。そして、センサ装置20bからスイッチを閉じる制御を受けると、スイッチ50は閉じた状態となる。
The
図18は、第三実施形態におけるセンサ装置20bの機能構成を表す機能ブロック図である。第三実施形態におけるセンサ装置20bは、受信部27及びスイッチ制御部28をさらに備える点で、第一実施形態におけるセンサ装置20と異なる。
FIG. 18 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
受信部27は、故障判定装置30bから、スイッチ制御信号を受信する。
スイッチ制御部28は、スイッチ制御信号を受信すると、スイッチ50を閉じるように制御し、自装置(センサ装置20b)が設けられている太陽電池モジュール10の回路を短絡する。
The receiving
When the
図19は、第三実施形態における故障判定装置30bの機能構成を表す機能ブロック図である。第三実施形態における故障判定装置30bは、送信部36をさらに備える点で、第一実施形態における故障判定装置30と異なる。
FIG. 19 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
送信部36は、故障判定部33が劣化又は故障と判定した場合に、スイッチ制御信号を、劣化又は故障と判定された太陽電池モジュール10に接続されているセンサ装置20bに送信する。この送信は、例えば、図4に示されるような通知データのヘッダ部分に含まれる送信元アドレスを送信先アドレスとして設定することにより行うことが可能である。
When the
図20は、第三実施形態の太陽電池モジュール故障判定システム2bの動作例を示すフローチャートである。以下、図20を用いて、太陽電池モジュール故障判定システム2bの動作について説明する。なお、第一実施形態の太陽電池モジュール故障判定システム2bと同じ処理については図20において図8と同じ符号を付して表し、その説明を省く。
FIG. 20 is a flowchart illustrating an operation example of the solar cell module
ステップS106の判定処理において故障判定部33が劣化又は故障であると判定した場合(ステップS301−YES)、故障判定装置30bの送信部36は、この判定がなされた対象となる通知データの送信元アドレスを送信先アドレスとして、スイッチ制御信号を送信し(ステップS302)、故障判定装置30bの処理を終える。
When the
センサ装置20bの受信部27がスイッチ制御信号を受信すると(ステップS303)、スイッチ制御部28はスイッチ50を閉じるように制御する(ステップS304)。なお、ステップS106の判定処理において故障判定部33が劣化及び故障でないと判定した場合(ステップS301−NO)、送信部36が特に処理を行うことなく故障判定装置30bの処理を終える。
When the receiving
このように構成された太陽電池モジュール故障判定システム2bによれば、劣化又は故障と判定された太陽電池モジュール10は、スイッチ50によって短絡され、太陽光発電システム1への接続を解除される。そのため、劣化又は故障が生じた太陽電池モジュール10が太陽光発電システム1へ悪影響を与えることを回避することが可能となる。
According to the solar cell module
なお、上述した説明(特に図17)においては、一つの太陽電池モジュール10に対し一つのセンサ装置20b及び一つのスイッチ50が設けられていた。これに対し、複数の太陽電池モジュール10に対して一つのセンサ装置20b及び一つのスイッチ50が設けられても良い。例えば、一つのストリングス11に対して一つのセンサ装置20b及び一つのスイッチ50が設けられても良い。
In the above description (particularly FIG. 17), one
また、センサ装置20bに対し、LED(発光ダイオード)等の発光素子を用いて構成される発光部を設け、太陽電池モジュール10が正常に動作している間、即ちセンサ装置20bが設置されてからスイッチ制御信号が受信されるまでの間、発光部が発光するように構成されても良い。
In addition, a light emitting unit configured using a light emitting element such as an LED (light emitting diode) is provided for the
また、センサ装置20bに記憶部32及び故障判定部33を設け、センサ装置20bが故障判定装置30bと通信を行うことなく、センサ装置20b単体で劣化又は故障の判定を行いさらにスイッチ50を制御するように構成されても良い。
Further, the
また、第一実施形態〜第三実施形態の各構成は、可能な限り組み合わせて構成されても良い。例えば、第二実施形態における太陽電池モジュール故障判定システム2aにおいて、センサ装置20aに対して受信部27及びスイッチ制御部28がさらに設けられ、故障判定装置30aに対して送信部36がさらに設けられ、スイッチ50がさらに設けられるように構成されても良い。
Moreover, each structure of 1st embodiment-3rd embodiment may be comprised combining as much as possible. For example, in the solar cell module failure determination system 2a in the second embodiment, a receiving
上述した実施形態における故障判定装置30、故障判定装置30a、故障判定装置30bの機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
You may make it implement | achieve the function of the
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
1…太陽光発電システム, 10…太陽電池モジュール, 11…ストリングス, 12…パワーコンディショナ, 13…入出力端子, 2…太陽電池モジュール故障判定システム, 20…センサ装置, 21…電源部, 22…センサ部, 23…記憶部, 24…演算部, 25…送信部, 26…入出力端子, 27…受信部, 28…スイッチ制御部, 30…故障判定装置, 31…受信部, 32…記憶部, 33…故障判定部, 34…出力部, 35…閾値決定部, 36…送信部, 40…日照計, 50…スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
測定結果である状態値を送信する送信部と、
を備えるセンサ装置と、
前記センサ装置から前記状態値を受信する受信部と、
閾値を記憶する記憶部と、
前記状態値と前記閾値とを比較することによって前記太陽電池モジュールの劣化又は故障を判定する故障判定部と、
判定結果を出力する出力部と、
を備える故障判定装置と、
を備える故障判定システム。 A sensor unit for measuring a state value related to the solar cell module;
A transmission unit that transmits a state value that is a measurement result; and
A sensor device comprising:
A receiving unit for receiving the state value from the sensor device;
A storage unit for storing a threshold;
A failure determination unit that determines deterioration or failure of the solar cell module by comparing the state value and the threshold;
An output unit for outputting the determination result;
A failure determination device comprising:
A failure determination system comprising:
前記センサ部は、前記太陽電池モジュールの温度と他の状態値とを測定し、
前記記憶部は、前記日照量と前記温度との組み合わせに対応付けて複数の閾値を記憶し、
前記故障判定部は、前記センサ装置による測定結果の前記温度と前記日照計による測定結果の前記日照量との組み合わせに対応付けて前記記憶部に記憶される閾値と、前記他の状態値とを比較することによって前記判定を行う、請求項1に記載の故障判定システム。 Measure the amount of sunshine around the solar cell module installed, further comprising a sunshine meter that transmits the amount of sunshine as a measurement result to the failure determination device,
The sensor unit measures the temperature and other state values of the solar cell module,
The storage unit stores a plurality of threshold values in association with a combination of the amount of sunlight and the temperature,
The failure determination unit includes a threshold value stored in the storage unit in association with a combination of the temperature of the measurement result by the sensor device and the sunshine amount of the measurement result by the sunshine meter, and the other state value. The failure determination system according to claim 1, wherein the determination is performed by comparison.
閉じることによって前記太陽電池モジュールを短絡するスイッチ部をさらに備え、
前記センサ装置は、前記故障判定装置からスイッチ制御信号を受信する受信部と、前記スイッチ制御信号が受信されるまでは前記スイッチ部を開くように制御し、前記スイッチ制御信号が受信されたことに応じて前記スイッチ部を閉じるように制御するスイッチ制御部と、をさらに備え、
前記故障判定装置は、前記故障判定部が故障と判定した場合に、前記センサ装置に対しスイッチ制御信号を送信する送信部をさらに備える、
請求項1乃至5のいずれかに記載の故障判定システム。 A plurality of the solar cell modules are connected in series,
A switch part for short-circuiting the solar cell module by closing;
The sensor device controls a receiving unit that receives a switch control signal from the failure determination device, and opens the switch unit until the switch control signal is received, and the switch control signal is received. A switch control unit that controls to close the switch unit in response,
The failure determination device further includes a transmission unit that transmits a switch control signal to the sensor device when the failure determination unit determines a failure.
The failure determination system according to any one of claims 1 to 5.
閾値を記憶する記憶部を備える故障判定装置が、前記センサ装置から前記状態値を受信するステップと、
前記故障判定装置が、前記状態値と前記閾値とを比較することによって前記太陽電池モジュールの劣化又は故障を判定するステップと、
前記故障判定装置が、判定結果を出力するステップと、
を有する故障判定方法。 A sensor device including a sensor unit that measures a state value related to a solar cell module transmits a state value that is a measurement result; and
A failure determination device including a storage unit that stores a threshold value receives the state value from the sensor device; and
The failure determination device determining deterioration or failure of the solar cell module by comparing the state value and the threshold;
The failure determination device outputs a determination result; and
A failure determination method comprising:
前記センサ装置から前記状態値を受信するステップと、
前記状態値と前記閾値とを比較することによって前記太陽電池モジュールの劣化又は故障を判定するステップと、
判定結果を出力するステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。 A computer that includes a storage unit that stores a threshold value and is connected to a sensor device that includes a sensor unit that measures a state value related to the solar cell module and a transmission unit that transmits a state value that is a measurement result.
Receiving the state value from the sensor device;
Determining degradation or failure of the solar cell module by comparing the state value and the threshold;
Outputting a determination result; and
A computer program for running.
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