JP2011035136A - 太陽光発電装置の修復装置、太陽光発電システム、太陽光発電装置の修復システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電装置を構成するモジュールを単位として故障を検出し、故障による悪影響を回避するための自動修復を行える修復装置を提供する。
【解決手段】本発明の太陽光発電装置の修復装置１は、設置済みの太陽光発電装置２を構成する複数のモジュール５の内で故障している故障モジュールを検出する検出手段３と、検出手段３が故障モジュールを検出した場合に、太陽光発電装置２に対する故障モジュールの影響を抑制する抑制手段１５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電装置を構成する要素であるモジュール毎の故障を検出し、故障が検出された場合には、当該モジュールによる悪影響を回避するために自動でフェールセーフを行う修復装置に関するものである。

近年、エネルギー需要の増大、化石燃料の減少、地球温暖化防止などの問題に対処するために、太陽光発電装置が商業施設や一般住宅に普及し始めている。

図１４は、一般的な太陽光発電装置のブロック図である。

太陽光発電装置８００は、複数のセル８０３で構成されたユニットであるモジュール８０２、複数のモジュール８０２がアレイ状に配置されたアレイ８０１、直流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナ８０４、負荷８０５、発電量測定器８０６を備える。セル８０３は、結晶系シリコン、薄膜系シリコン、化合物などの素材で作られた、太陽光を利用した発電の最少発電単位である。複数のセル８０３が組み合わされて、モジュール８０２が構成される。モジュール８０２は、実際の太陽光発電装置における一つの発電単位であり、複数のモジュール８０２を、仕様に応じて、直列や並列に接続して、商業施設や一般住宅に設置される太陽光発電装置の発電部であるアレイ８０１が構成される。

モジュール８０２同士は、電流の出力と入力とによって直列または並列に接続され、モジュール８０２にて発電された電流がアレイ８０１全体で組み合わされて、負荷８０５にて利用される。

パワーコンディショナ８０４によって、アレイ８０１からの直流電流を交流に変換し、商業施設や一般住宅で電力として利用できるようにする。パワーコンディショナ８０４が変換した交流電流を受けて、負荷８０５は、電力に基づく動作を行える。なお、必要に応じて、アレイ８０１全体での発電量を計測する発電量計測器８０６がもうけられてもよい。

ところで、太陽光発電装置は非常に高価であり、商業施設や一般住宅への普及が進んでいない。このため、太陽光発電装置の商業施設や一般住宅への普及を進めるために、発電して余った余剰電力を、魅力ある価格で売電することが可能となる施策が制定され始めている。

一方で、太陽光発電装置は、商業施設や一般住宅の屋根や壁に設置されるので、自然環境の影響を受けやすい。例えば、高温や低温、風雨、災害、塩害などによって、太陽光発電装置８００が劣化することもありえる。このように太陽光発電装置８００が劣化すると、十分な発電量が得られず、高価な費用を用いて設置した太陽光発電装置の魅力が薄れ、普及を阻害することにもなりかねない。

このため、太陽光発電装置の発電最大単位であるアレイの自己診断を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方で、特許文献１のようなアレイを単位とした自己診断では、アレイを構成するモジュールのいずれが劣化しているかを特定することができない問題がある。この問題に対応するために、アレイを構成するモジュールに対する故障や劣化を診断する技術も提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。
特開平８−６４６５３号公報 特開２００８−９１８０７号公報 特開２００９−２１３４１号公報

特許文献１は、上述の通りアレイ単位でしか劣化や故障を検出できないので、アレイが含む複数のモジュールのいずれに劣化や故障があるかを特定できない。このため、専門のエンジニアが設置場所に派遣されなければ、問題点の特定も対処も不可能である。

また、特許文献２、３は、専門のエンジニアが設置場所に赴いて、モジュール毎の故障や劣化を診断するので、メンテナンスのタイミングでしか、モジュール毎の劣化や故障が判定できない。

一方で、商業ビルや一般住宅では、専門のエンジニアによる太陽光発電装置の診断を受けるのはコスト面で折り合いが合わない。このため、特許文献１〜３の技術は、コスト面を十分に考慮した装置やシステムではない。劣化や故障の検出に関わるコストが高ければ、太陽光発電装置の商業施設や一般住宅への普及が阻害される恐れもある。

加えて、設置している太陽光発電装置からの売電を見込んでいることから、太陽光発電装置のリアルタイムでの診断を必要とするが、特許文献２、３は、リアルタイムでの劣化検出ができない問題を有する。

また、特許文献２、３は、モジュール毎での発電電圧値と発電電流値との関係や、テスト信号と出力との関係から、モジュールの劣化や故障を検出する。

しかしながら、太陽光発電のモジュールは、温度によって発電可能な電力が変化することが知られており、特許文献２、３に開示する技術は、温度を考慮した電力によって、劣化や故障を検出していない問題もある。

更に、特許文献１〜３のそれぞれは、故障の検出が不十分であることに加えて、故障している要素が太陽光発電装置に与える影響を自動で回避できない。

例えば、太陽光発電装置のパネルやモジュールに故障が生じると、発電できない要素が発電している要素と電気接続されたままになって、太陽光発電装置全体での発電効率が下がる問題がある。特許文献１〜３に代表される従来の技術では、故障が検出されたとしても、その後にエンジニアを派遣して問題解決に当たらせる必要がある。太陽光発電装置は、個々の住宅や工場など、様々な場所に設置されている上に、郊外や田舎に設置されていることも多い。このような状況も踏まえて、エンジニアの派遣は遅れやすい傾向にある。このようにエンジニアが派遣されるまでには相応の時間を要し、ライフラインの一つである太陽光発電装置がかなりの期間使えない状態となってしまう。

以上をまとめると、特許文献１〜３は、（１）リアルタイムでのモジュール毎の劣化や故障を検出できない、（２）劣化や故障検出のコストが高いことで、太陽光発電装置の商業施設や一般住宅への普及が阻害される、（３）専門エンジニアによる検出を前提としているので、商業施設や一般住宅での取り扱いが難しい、（４）劣化や故障の検出精度が不十分である、（５）エンジニアの派遣が遅れることで、一部の故障のために太陽光発電装置が稼動低減や稼動停止となってしまう、といった問題を有している。

本発明は、上記（１）〜（５）の問題を解決しつつ、太陽光発電装置を構成するモジュールを単位として故障を検出し、故障による悪影響を回避するための自動修復を行える修復装置を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明の太陽光発電装置の劣化検出装置は、設置済みの太陽光発電装置を構成する複数のモジュールの内で故障している故障モジュールを検出する検出手段と、検出手段が故障モジュールを検出した場合に、太陽光発電装置に対する故障モジュールの影響を抑制する抑制手段と、を備える。

本発明の太陽光発電装置の劣化検出装置は、モジュール毎に、劣化や故障を、リアルタイムに検出できる。また、検出結果は、例えば管理センターなどに出力されるので、劣化や故障の警告がリアルタイムに処理される。このとき、実際の設置場所には、専門のエンジニアが派遣される必要はなく、太陽光発電装置を設置している主体者が検出作業を行う必要もない。このため、太陽光発電装置の設置者への負担は無いままに、リアルタイムに太陽光発電装置の問題点が検出される。

また、リアルタイムに太陽光発電装置の問題点が検出されることで、太陽光発電装置による発電量の確保量が向上し、太陽光発電装置の普及へのモチベーションが向上する。

また、太陽光発電装置の小単位であるモジュールの故障による悪影響が、自動で回避されるため、太陽光発電装置の発電効率の低減を最小限に抑えることができる。特に、エンジニアが派遣されるまでの間、太陽光発電装置が一定の発電を維持できる。

本発明の第１の発明に係る太陽光発電装置の修復装置は、設置済みの太陽光発電装置を構成する複数のモジュールの内で故障している故障モジュールを検出する検出手段と、検出手段が故障モジュールを検出した場合に、太陽光発電装置に対する故障モジュールの影響を抑制する抑制手段と、を備える。

この構成により、太陽光発電装置の修復装置は、モジュール単位での劣化や故障を検出でき、故障モジュールによる太陽光発電装置への悪影響を、根本的な修理や交換に至る前に抑制できる。

本発明の第２の発明に係る太陽光発電装置の修復装置では、第１の発明に加えて、検出手段は、複数のモジュールのそれぞれにおいて発電されている発電電流値、複数のモジュールのそれぞれの温度値および基準値に基づいて、故障モジュールを検出する。

この構成により、修復装置は、気象条件をも加味して、モジュールの劣化・故障状態を検出できる。

本発明の第３の発明に係る太陽光発電装置の修復装置では、第２の発明に加えて、基準値は、複数のモジュールのそれぞれが発電可能な理想電流値であって、検出手段は、（１）発電電流値と理想電流値との差分値、（２）発電電流値を温度値で補正した補正発電電流値と理想電流値との差分値、（３）発電電流値と理想電流値を温度値で補正した補正理想電流地との差分値、の少なくとも一つに基づいて、故障モジュールを検出する。

この構成により、修復装置は、モジュールの有するスペックと気象条件とを加味して、モジュールの劣化・故障状態を検出できる。

本発明の第４の発明に係る太陽光発電装置の修復装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、検出手段は、複数のモジュールのそれぞれに付与されている識別子によって、複数のモジュールの中での故障モジュールの位置を特定する。

この構成により、抑制手段が抑制すべきモジュールの位置が容易に判別できる。

本発明の第５の発明に係る太陽光発電装置の修復装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、抑制手段は、故障モジュールに隣接するモジュール同士を、故障モジュールを迂回するように接続するバイパス線路を、導電させる。

この構成により、故障モジュールを、複数のモジュール同士の電気接続から切り離すことができる。切り離されることで、故障モジュールの太陽光発電装置への影響が抑制される。

本発明の第６の発明に係る太陽光発電装置の修復装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、抑制手段は、故障モジュールの温度を冷却する。

この構成により、修復装置は、故障モジュールの発電能力を復活させることができる。

本発明の第７の発明に係る太陽光発電装置の修復装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、抑制手段は、故障モジュールの発電能力を低減させる。

この構成により、修復装置は、過剰発電となって故障した故障モジュールによる悪影響を抑制できる。

本発明の第８の発明に係る太陽光発電装置の修復装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、複数のモジュールが発電した電力を蓄電する蓄電池を更に備え、抑制手段は、故障モジュールがある場合には、蓄電池の電流を放電する。

この構成により、修復装置は、過剰発電となって故障した故障モジュールによる悪影響を抑制できる。あるいは、修復装置は、蓄電池に生じうる予期せぬ不具合を未然に防止できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

なお、本明細書におけるモジュールとは、太陽光発電装置において複数のセルで構成されたユニットであり、パネルと呼ばれることもある部位である。但し、詳細な意味に限定されるものではなく、商業施設や一般住宅に設置される太陽光発電装置を構成する複数のユニットのそれぞれを示すものである。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１における太陽光発電装置の修復装置（以下、「修復装置」という）の全体概要について説明する。

（全体概要）
図１は、本発明の実施の形態１における修復装置のブロック図である。図１は、太陽光発電装置の一部と修復装置とを同じ図面に示している。

修復装置１は、故障モジュールを検出する検出手段３と故障モジュールの影響を抑制する抑制手段１５とを備える。

太陽光発電装置２は、アレイ４、アレイ４を構成する複数のモジュール５、複数のモジュール５のそれぞれを構成する最少発電単位であるセル６を備えている。なお、本来的には、パワーコンディショナなども備えているが、説明の便宜のために割愛する。

検出手段３は、太陽光発電装置２と接続され、太陽光発電装置２が備える複数のモジュール５の劣化を検出する。

検出手段３は、複数のモジュール５のそれぞれについて、所定の測定値を測定する測定手段、所定の基準値を記憶する記憶部８、測定値と基準値とに基づいて、複数のモジュール５に含まれる特定モジュールの劣化度合いを判定する判定手段９と、を備える。

ここで、図１中で、アレイ４に含まれる左下に位置するモジュールを特定モジュール１０とする。

測定手段７は、複数のモジュール５のそれぞれが発電している発電電流値、複数のモジュール５のそれぞれの温度である測定温度値の少なくとも一つを測定する。このとき、測定手段７は、複数のモジュール５のそれぞれに設けられてもよいし、複数のモジュール全体をまとめて設けられても良い。測定手段は、複数のモジュール５のそれぞれで測定した発電電流値と測定温度値とを、判定手段９に出力する。

記憶部８は、判定手段９が特定モジュール１０の劣化状態を判定するのに所定の基準となる基準値を記憶する。なお、図１では記憶部８は判定手段９と異なる要素として記載されているが、判定手段９に含まれる要素であっても良い。

判定手段９は、記憶部８から基準値を読み出す。また、測定手段７から特定モジュール１０の発電電流値と測定温度値とを読み出す。

判定手段は、測定値である発電電流値と基準値とを比較する。このとき、発電電流値と基準値とを単純に比較してもよいし、測定温度値に基づいて比較しても良い。あるいは、判定手段９は、発電電流値および基準値のいずれかを測定温度値によって補正した上で、発電電流値と基準値とを比較しても良い。なお、発電電流値との比較を行うために、基準値は、特定モジュール１０の発電可能な理想電流値であることも好適である。測定温度値を考慮して判定が行われることで、天候や気象条件に左右されにくい、モジュールの劣化検出が行われる。

判定手段９は、発電電流値と基準値との比較に基づいて、特定モジュール１０の劣化・故障を判定する。判定手段９は、判定結果を、抑制手段１５に出力する。例えば、判定手段９は、特定モジュール１０が故障していることを検出し、特定モジュール１０を故障モジュールとして抑制手段１５に出力する。このとき、複数のモジュール５のそれぞれは、識別子を有しており、判定手段９は、故障と判定した故障モジュールの位置（複数のモジュール５の中における位置）と故障の有無を抑制手段１５に出力する。識別子は、ＩＤ番号などであり、測定手段７や判定手段９は、このＩＤ番号を読み取ることで、複数のモジュール５の中における故障モジュールの位置を確認できる。

判定手段９は、測定手段７が測定値を得れば、即座に判定することができるので、劣化検出装置３は、リアルタイムでモジュールの劣化を検出できる。また、測定手段７が連続的に測定値を測定すれば、判定手段９も連続的にモジュールの劣化度合いを判定できる。このため、劣化検出装置３は、常時、モジュールの劣化を検出できる。

このとき、判定手段９は、複数のモジュール５のそれぞれを、順々にあるいは並列に判定対象の特定モジュールとして判定を行い、複数のモジュール５の内、どのモジュールが劣化・故障しているかを検出する。

まず、検出手段３は、天候や気象条件に左右されにくく、位置の特定されたモジュールの劣化をリアルタイムで検出できる。

次に、検出手段３から、ある位置に存在する特定モジュール１０が故障モジュールであるとの通知を受けた抑制手段１５は、当該故障モジュールによる太陽光発電装置２への悪影響を抑制するための処理を行う。

故障モジュールは、発電能力が落ちている状態であったり、他のモジュールとの導電接続に問題を有している状態であったりする。このため、抑制手段１５は、故障モジュールを他のモジュールから電気的に切り離したり、発電対象から除外したりして、他のモジュールへの悪影響を回避させる。あるいは、抑制手段１５は、故障モジュールの発電能力の回復を促す処理を行う。あるいは、抑制手段１５は、故障モジュールの発電寄与度を、太陽光発電装置２の中で低減させる処理を行う。

このようにして抑制手段１５は、故障モジュールにおける、（１）他のモジュールとの電気接続での悪影響を排除する、（２）発電能力の回復、（３）太陽光発電装置２における相対的な問題の解消、を行う。

特に、抑制手段１５は、太陽光発電装置２を構成する小単位であるモジュール毎に、故障に対する対応を行うので、より精細なレベルでの自動修復を行える。

以上のように、実施の形態１における修復装置１は、モジュール単位での故障検出に合わせて、故障の影響を抑制する修復を行える。修復装置１は、太陽光発電装置２が含むモジュールのいずれかに故障が生じても、故障の影響を、自動的に最小限に抑えることができる。このため、エンジニアが最終的な修理を行うことができるまでの期間において、太陽光発電装置２の一部のモジュール５に起因する太陽光発電装置２の発電量の著しい減少や使用不能などを防止できる。

次に、各部の詳細について説明する。

（測定手段）
まず、測定手段７について説明する。

測定手段７は、複数のモジュール５のそれぞれについて、所定の測定値を測定する。所定の測定値は、複数のモジュール５のそれぞれが発電している発電電流値、複数のモジュール５のそれぞれの温度である測定温度値の少なくとも一つを含む。また、測定値は、複数のモジュール５のそれぞれにおける日照時間を含んでも良い。

測定手段７は、複数のモジュール５のそれぞれに設置された電流測定デバイスおよび温度測定デバイス（これら２つのデバイスは、一体であっても別体であってもよい）を用いて、モジュール５の発電電流値や測定温度値を測定する。電流測定デバイスは、例えば、複数のモジュール５のあるモジュールと他のモジュールとを接続する入出力信号線に接続されることで、モジュールが実際に発電している発電電流値を測定できる。

温度測定デバイスは、接触温度計や非接触温度計を用いる。

温度測定デバイスは、モジュールの表面、モジュールの内部、モジュールの中央付近、モジュールの端部付近などの種々の位置の内、仕様により定められる位置の温度を測定する。あるいは、温度測定デバイスは、モジュールの表面、モジュールの内部、モジュールの中央付近、モジュールの端部付近などの全ての位置での温度の平均値を、測定温度値として測定する。

また、測定手段７は、複数のモジュール５のそれぞれにおける日照時間を測定してもよい。日照時間は、照度計を用いて測定される。

測定手段７は、このような電流測定デバイスや温度測定デバイスを用いて、発電電流値および測定温度値を測定する。また、測定手段７は、半導体メモリ、磁気メモリ、光ディスクなどを備える記憶装置に、これら測定した測定値を記憶させても良い。

測定手段７は、測定した測定値を、判定手段９に出力する。このとき、測定手段７は、自ら判定手段９に測定値を出力してもよいし、判定手段９の要求に基づいて測定値を出力しても良い。

なお、測定手段７は、アレイ４が含む複数のモジュール５の全てについての測定値を常に測定しなければならないわけではない。測定手段７は、仕様や管理者の設定に応じて、複数のモジュール５のいずれかのモジュールを選択して測定値を測定しても良い。

なお、アレイ４は複数のモジュール５を備えているが、複数のモジュール５のそれぞれには、アレイ４における位置を示す識別子が付与されている。測定手段７は、特定モジュール１０の発電電流値や測定温度値を測定するのにあわせて、特定モジュール１０の識別子を識別する。識別子を読み取ることで、アレイ４におけるどの位置のモジュールについて劣化を検出しているかが、設置者や管理者にとっては容易に判別できる。

測定手段７は、測定値を出力する際には、この特定モジュールの識別子をあわせて出力する。結果として、記憶部８に測定値が記憶される場合には、モジュールのアレイ４の中での位置を示す識別子と共に、測定値が記憶される。同様に、判定手段９が特定モジュールの劣化度合いを判定する際には、アレイ４の中での位置を示す識別子によって、どの位置のモジュールであるかを特定した上で判定できる。

（記憶部）
次に、記憶部８について説明する。

記憶部８は、基準値を記憶する。記憶部８は、半導体メモリ、光ディスク、磁気ディスク、ハードディスクドライブなど、電子データを記憶できる種々のデバイスを含む。記憶部８は、測定手段７、判定手段９とは別の要素であってもよいし、一体の要素であってもよい。例えば、記憶部８は、測定手段７が測定した測定値を、基準値と共に記憶しても良い。

記憶部８は、記憶している基準値を、判定手段９に出力する。このとき、記憶部８は、自ら判定手段９に基準値を出力してもよいし、判定手段９の要求に基づいて基準値を出力しても良い。

基準値は、判定手段９が劣化度合いを判定する判定の対象となる特定モジュール１０が、本来的に有する理想的な理想電流値を含む。理想電流値は、例えば、太陽光発電装置のモジュールやアレイのメーカが提供するデータシートから得られる。図２は、本発明の実施の形態１におけるデータシートを説明する説明図であり、図２は、データシートの一例を示す。

データシートは、多くの場合、モジュールの種類に応じた、発電可能な理想電流値を記載しており、例えば図２のように、最少値（Ｍｉｎ）、中間値（Ｔｙｐ）、最大値（Ｍａｘ）を示している。

理想電流値は、特定モジュール１０の理想的に発電可能な電流値を示しており、この理想電流値と実際に発電している発電電流値との乖離状態で、特定モジュール１０の劣化度合いを判定できる。

記憶部８は、理想電流値を測定温度値で補正した補正理想電流値を、記憶しても良い。あるいは、アレイ４が備える複数のモジュール５のそれぞれで測定された発電電流値の平均値や合計値を記憶しても良い。

判定手段は、補正理想電流値、発電電流値の平均値、発電電流値の合計値などを基準に、特定モジュール１０の劣化度合いを判定することもありうるからである。

なお、記憶部８は、太陽光発電装置２の設置場所に近接して設置されてもよいし、離隔して設置されても良い。例えば、多くの場所に設置された太陽光発電装置を一括管理する管理センターに、記憶部８が設置されても良い。

（判定手段）
次に、判定手段９について説明する。

判定手段９は、測定値と基準値に基づいて、特定モジュール１０の故障の有無を判定する。測定された特定モジュール１０の発電電流値が、理想電流値に対して所定以上の乖離を有する場合には、判定手段９は、特定モジュール１０を、劣化あるいは故障状態として判定する。

ここで、劣化と故障は、厳密に区別される概念ではなく、特定モジュール１０が、太陽光発電装置２での全体発電に悪影響を与えたり、他のモジュールでの発電に悪影響を与えたりする状態となっていることを指す。

なお、測定手段７および判定手段９の少なくとも一方は、アレイ４が含む複数のモジュール５の中での、特定モジュール１０の位置を特定する識別子を識別できる。このため、判定手段９は、特定モジュール１０を複数のモジュール５の中での位置を特定した上で、特定モジュール１０の劣化・故障の判定結果を出力できる。

この結果、複数のモジュール５の中で、いずれの位置にあるモジュールが劣化・故障をしているかを、判定手段９は、抑制手段１５に出力できる。言い換えると、抑制手段１５は、複数のモジュール５の中で、いずれの位置にあるモジュールへ対処すればよいかを把握できる。

判定手段９は、基準値をカスタマイズすることで、種々の観点から判定できる。以下に、それぞれを説明する。

（判定手法その１）
判定手段９は、特定モジュール１０の発電電流値と理想電流値との差分値を算出する。更に、判定手段９は、この差分値を所定の閾値と比較する。差分値が所定の閾値以上である場合には、判定手段９は、特定モジュールを、劣化・故障状態として判定する。なお、差分値が所定の閾値以上であるとすることに加えて、発電電流値が理想電流値以下であるとの条件を加味して、判定手段９は、特定モジュール１０を、劣化・故障状態として判定しても良い。

なお、理想電流値は、太陽光発電装置２のモジュールあるいはアレイを製造するメーカが図２に示されるスペックとして提供することが多い。メーカは、モジュールのみを製造して施工業者に販売し、施工業者が必要な数のモジュールを直列・並列に接続して、商業施設や一般住宅に設置する。

検出手段３の検出結果は、抑制手段１５によって利用される。ここで抑制手段１５を必要としたりカスタマイズしたりするのは、太陽光発電装置２の設置者や管理者（施工業者が管理者を兼ねることもある）である。設置者や管理者は、実際に設置された太陽光発電装置２が含むモジュール毎の発電電流値と理想電流値との比較によって、メーカが提供するスペックに比して大きく劣る場合に、モジュールが劣化しているとして認識できる。

（判定手法その２）
判定手段９は、図２のデータシートに示される理想電流値を、測定温度値で補正して、補正理想電流値を算出する。データシートに表される理想電流値は、所定温度（通常は、室温を基準とする）での発電電流値であるので、モジュールの温度変化によっては、モジュールが発電可能な電流値は変化しうる。例えば、モジュールの温度が上がっていくと、モジュールが発電可能な電流値は、室温を基準とした理想電流値よりも小さくなることが知られている。

このことを考慮すると、理想電流値が、室温での発電可能な電流値であることから、モジュールの発電電流値とこの理想電流値を比較しただけで、モジュールの劣化・故障状態を判定するのは不十分であることもある（なお、理想電流値との比較は、簡便な処理でもあるので、設置者や管理者の要請に応じて、理想電流値と補正理想電流値を比較対象に用いるかを決めればよい）。

このため、判定手段９は、理想電流値を測定温度値で補正した補正理想電流値を算出して、この補正理想電流値を発電電流値との比較に用いる。すなわち、基準値は、補正理想電流値である。なお、補正理想電流値は、記憶部８に記憶されていてもよいし、判定手段９が保持していても良い。

補正理想電流値は、理想電流値に測定温度値を所定の数式で乗算して得られてもよいし、対応テーブルによって得られても良い。あるいは、図３に示されるように、温度によって理想電流値を補正する補正関数に従って、補正理想電流値が得られても良い。図３は、本発明の実施の形態１における、補正理想電流値と温度との関係を示すグラフである。

図３は一例であるが、室温（データシートに示される理想電流値を示す温度）での補正理想電流値を最大として、室温より温度が上がるにつれて補正理想電流値は減少し、室温より温度が下がるにつれて補正理想電流値は減少する。すなわち、太陽光発電装置２に対する外部環境を考慮した補正理想電流値が得られる。

もちろん、図３のグラフは一例であり、グラフは、温度が上昇するにつれて補正理想電流値が低下する曲線（直線）を有していても良い。

判定手段９は、記憶部８に記憶されている理想電流値と測定温度値を用いて、補正理想電流値を算出し、この補正理想電流値を発電電流値と比較してモジュールの劣化・故障状態を検出する。

判定手段９は、特定モジュール１０の発電電流値と測定温度値を読み出す。更に理想電流値を読み出す。読み出された測定温度値と理想電流値とを用いて補正理想電流値を算出する。ついで、判定手段９は、発電電流値と補正理想電流値との差分値を算出する。このとき、差分値が所定の閾値以上である場合には、判定手段９は、この特定モジュール１０を、劣化・故障状態として判定する。なお、発電電流値が補正理想電流値よりも小さい上で、差分値が所定の閾値以上であることを、判定手段９は、劣化・故障の条件としてもよい。

なお、ここでは、測定温度値を用いて理想電流値を補正したが、測定温度値を用いて発電電流値を補正して、測定温度値により補正された発電電流値と理想電流値との比較に基づいて、判定手段９は、特定モジュール１０の劣化・故障状態を判定しても良い。

（判定手法その３）
判定手段９および測定手段７の少なくとも一方は、複数のモジュール１０の全て（あるいは過半）の発電電流値の平均値を算出する。記憶部８は、この平均値を基準値として記憶する。

判定手段９は、測定手段７あるいは自らが算出した平均値を基準値として、特定モジュール１０の劣化状態を判定する。

アレイ４に含まれる複数のモジュール５のそれぞれは、データシートに記載の理想電流値を有する。劣化検出装置３は、この理想電流値（あるいは補正理想電流値）を基準として、モジュール毎の劣化状態を検出する。しかし、このような絶対値との比較ではなく、複数のモジュール同士での相対的な比較によって、モジュール毎の劣化状態を判定することも好適である場合がある。例えば、太陽光発電装置２が設置されてから年月が経過し、太陽光発電装置２全体として経年劣化している場合には、個々のモジュールを絶対値と比較して劣化を検出するのは適当でないこともある。アレイ４に含まれる多くのモジュールが劣化・故障状態として検出されてしまいかねないからである。

経年劣化が前提となっている太陽光発電装置２では、複数のモジュール５の中でのモジュールの良し悪しに基づいて劣化状態を検出する方が適当である。

判定手段９は、特定モジュール１０の発電電流値と平均値との差分値を算出する。

判定手段９は、この差分値が所定の閾値以上である場合には、特定モジュール１０を、劣化・故障状態であるとして判定する。このとき、特定モジュール１０の発電電流値が平均値よりも小さい上で、差分値が所定の閾値以上であることを、劣化の条件としても良い。

このように、アレイ４に含まれる複数のモジュール５の中における相対的な位置づけによって、特定モジュール１０の劣化・故障状態を判定することも好適である。

なお、判定手段９は、複数のモジュールのそれぞれの発電電流値の平均値ではなく、アレイ４全体が発電している電流値（パワーコンディショナでの電流値）を、比較対照としても良い。

（判定手法その４）
判定手段９は、特定モジュール１０の発電電流値が、所定値以下である場合には、特定モジュール１０を故障状態として判定する。理想電流値や補正理想電流値との比較にかかわらず、最低限の発電量を生じさせていない特定モジュール１０は、故障状態であると考えられる。このため、最低限の発電量に対応する電流値を、所定値と定めると、判定手段９は、発電電流値がこの所定値以下である場合に、特定モジュール１０を故障状態として判定する。

また、図４に示されるように、判定手段９は、異なる複数のタイミングのそれぞれで発電電流値と所定値を比較して、所定値以下である比較結果が所定回数以上である場合に、判定手段９は、特定モジュールを故障状態であると判定しても良い。

図４は、本発明の実施の形態１における故障状態を判定する説明図である。

図４に示されるように、判定手段９は、特定モジュール１０の発電電流値を、タイミングｔ１〜ｔ６の６回にわたって、所定値と比較している。タイミングｔ４においてのみ、発電電流値は、所定値を上回っている。しかし、他のタイミングでは、発電電流値は、所定値を下回っている。このように、比較回数の過半の回数において発電電流値が所定値を下回っていることから、判定手段９は、特定モジュール１０を故障状態であるとして判定する。

以上のように、特定モジュール１０の発電電流値が所定値以下である場合には、判定手段９は、特定モジュール１０を、故障状態であるとして判定する。

（判定手法その５）
判定手段９は、ある特定のタイミングにおける判定、あるいは複数のタイミングにおける判定により、特定モジュール１０の劣化状態を判定するだけでなく、所定期間における特定モジュール１０の変化に基づいて、特定モジュール１０の劣化状態を判定する。所定期間にわたる発電電流値の変化を基準に判定することで、より高い精度での判定が行われる。

あるタイミングでの発電電流値と基準値との比較だけでは、気象条件、外部条件、内部条件、誤差、などの外的要因によって判定結果がばらつくことがある。複数のタイミングでの比較によってこの判定結果のばらつきを低減することもできる。しかし、モジュールの劣化は、特定時の発電電流値によるよりも、時間経過に伴う経年劣化により判定される方が適当であることも多い。

判定手法その５では、判定手段９は、所定期間に渡る発電電流値の変化と、理想電流値もしくは補正理想電流値の予測変化との差分に基づいて、特定モジュール１０の劣化状態を判定する。

劣化検出装置３は、発電電流値や測定温度値などの測定値を、所定期間に渡って記憶する累積値記憶部２０を更に備える。累積値記憶部２０は、発電電流値の所定期間における累積値や発電電流値の所定期間における変化曲線を記憶する。図５は、本発明の実施の形態１における太陽光発電装置の修復装置のブロック図である。検出手段３は、累積値記憶部２０を備える。

判定手段９は、累積値記憶部２０が記憶する特定モジュール１０の発電電流値の累積値あるいは所定タイミングごとの発電電流値を、読み出す。判定手段９は、所定タイミングごとの発電電流値をグラフ上にプロットする。このとき、所定期間に渡って、発電電流値をプロットする。更に、判定手段９は、記憶部８が記憶する理想電流値（あるいは補正理想電流値））の所定期間に渡っての予想変化曲線をグラフにプロットする。なお、発電電流値の変化曲線と理想電流値の変化曲線は、判定手段９が計算してもよいし、記憶部８、累積記憶部２０が計算した上で記憶しておいても良い。

このように、判定手段９は、発電電流値の変化曲線と理想電流値の変化曲線（あるいは補正理想電流値の変化曲線）とをグラフにプロットする。このプロットされたグラフは図６のようになる。図６は、本発明の実施の形態１における発電電流値と理想電流値の時間変化曲線を示すグラフである。

図６に示されるように、所定期間においては、特定モジュール１０の経年劣化によって、発電電流値が次第に減少することがある。また、工場出荷の後に経年劣化してモジュールそのものの理想電流値も減少することは予想されている。所定期間における理想電流値の変化は、図２に示されるデータシートなどから得ることができる。判定手段９は、発電電流値の変化曲線と理想電流値の変化曲線とを比較する。このとき、図６に示されるように、発電電流値の変化曲線が、理想電流値の変化曲線に対して大きな乖離（差分）を有する場合には、特定モジュール１０は、予想よりも大きな劣化あるいは故障を生じさせているものと考えられる。

このため、図６の状態を検出した判定手段９は、特定モジュール１０を、劣化状態として判定する。すなわち、判定手段９は、所定期間における発電電流値の変化が、所定期間における予想される理想電流値の変化よりも、所定値以上に大きい場合には、特定モジュール１０を、劣化状態として判定する。

このように、判定手段９は、時間要素をも考慮して、特定モジュール１０の劣化状態を判定することも好適である。

なお、図６では、理想電流値の変化を判定の基準としたが、測定温度値によって補正される補正理想電流値の変化を判定の基準としても良い。

（判定手法その６）
判定手段９は、累積値記憶部２０が記憶する特定モジュール１０の発電電流値の累積値を基準に、特定モジュール１０の劣化・故障状態を判定する。

図７は、本発明の実施の形態１における発電電流値の累積値と理想電流値の累積値とを比較するグラフである。

判定手段９は、累積値記憶部２０から、特定モジュール１０の発電電流値の累積値を読み出す。加えて、判定手段９は、記憶部８から理想電流値もしくは補正理想電流値の累積値を読み出す（あるいは、理想電流値もしくは補正理想電流値を読み出して、所定期間に渡って累積演算する）。これらの累積値は、所定期間における累積値である。

図７のグラフに示される理想電流値の累積値は、データシートから得られるデータと所定期間との乗算で得られる。時間の増加に伴って、理想電流値の累積値は増加していく。

一方、発電電流値の累積値も、時間の増加に伴って増加していく。図７のグラフの通りである。ここで、図７に示されるように、発電電流値の累積値が時間の経過と共に、その増加率が悪くなり、理想電流値の累積値と差分が生じることがある。この差分が所定値以上である場合には、判定手段９は、特定モジュール１０を、劣化・故障状態であるとして判定する。発電電流値が、本来の発電量を生じさせていないことが所定期間に渡って明確であるからである。

累積値記憶部２０は、記憶部８と一体でも別体でも良い。

図７では、理想電流値の変化を判定の基準としたが、測定温度値によって補正される補正理想電流値の変化を判定の基準としても良い。

判定手法その５、その６のように、所定期間の変化や累積値を基準としてモジュールの劣化状態を判定することは、モジュールにおいて進行しすぎた経年劣化に基づく劣化・故障状態を容易に検出できる。

（判定手法その７）
判定手段９は、日照時間を考慮したモジュールの劣化・故障状態の判定を行っても良い。

記憶部８は、所定期間における日照時間を記憶する。この日照時間は、所定期間における実際の日照時間を、照度計を用いて測定された結果でもよいし、累積された気象データに基づいて算出された結果でも良い。

前者の場合には、測定手段７が、発電電流値や温度以外に、日照時間を測定して、その測定値を記憶部８に記憶させる。この日照時間を、所定期間に渡って記憶させることで、所定期間における日照時間の累計値が記憶される。後者の場合には、記憶部８は、過去所定年数分から計算される一般的な日照時間（例えば、７月の１ヶ月は、３００時間であるなど）を記憶しておく。

特定モジュール１０の発電電流値は、日照時間によっても左右される。このため、判定手段９は、日照時間の要素を、発電電流値および理想電流値に加味した上で、特定モジュール１０の劣化状態を判定する。

判定手段９は、所定期間における発電電流値の累計値（もしくは平均値）に所定期間における日照時間の累計値（もしくは平均値）を乗算する。この乗算結果を第１乗算結果とする。

同様に、判定手段９は、所定期間における理想電流値（もしくは補正理想電流値）の累計値（もしくは平均値）に、所定期間における日照時間の累計値（もしくは平均値）を乗算する。この乗算結果を第２乗算結果とする。

判定手段９は、第１乗算結果と第２乗算結果とを比較して差分値を算出する。この差分値が、所定の閾値以上である場合には、判定手段９は、特定モジュール１０を、劣化状態であるとして判定する。また、このとき、第１乗算結果が第２乗算結果よりも小さいことを加重条件としてもよい。

また、日照時間と測定温度値との両方を、発電電流値および理想電流値の補正要素に用いることで、気象条件や外部条件をより反映したモジュールの劣化検出ができる。

例えば、日照時間と測定温度値を、発電電流値と理想電流値の両方に乗じた上で、それぞれの乗算結果を比較する。判定手段９は、この比較の結果に基づいて、モジュールの劣化・故障状態を判定する。

なお、以上の判定手法その１〜その７の全てでは、判定手段９は、アレイ４に含まれる複数のモジュール５のそれぞれのモジュールを、都度ごと特定モジュール１０として判定を行い、アレイ４に含まれる全てのモジュールについての、劣化状態の判定を行う。あるいは、必要なモジュールの全てについての劣化状態の判定を行う。

また、判定手段９は、以上の判定手法のそれぞれにおいて、異なる複数のタイミングにおいて特定モジュールの劣化・故障状態を判定する。このとき、複数のタイミングにおいて劣化状態であると判定される回数が、所定回数以上である場合に、特定モジュールを故障モジュールであると決定しても良い。すなわち、あるタイミングにおいて上述の判定手法を用いた判定結果が劣化状態であることに加えて、他のタイミングにおいて上述の判定手法を用いた判定結果が劣化状態であることによって、判定手段９は、特定モジュール１０を真の劣化状態であると判定する。すなわち、あるタイミングでの判定結果だけを用いてもよいし、複数のタイミングでの判定結果の総合結果を用いてもよい。

このように、複数回に渡って劣化状態を検出することで、より正確に特定モジュール１０の劣化や故障を判定できる。

以上のように、実施の形態１における太陽光発電装置の劣化検出装置は、実際の気象条件や外部条件を考慮した上で、アレイに含まれるモジュールの劣化状態を検出できる。しかも、測定手段と判定手段とは、常時動作できるので、劣化検出装置は、リアルタイムにモジュールの劣化状態を検出でき、検出に当たっては、専門エンジニアが専用の装置を持って現場にて対応する必要がない。また、モジュールに付与されている識別子を判定結果に含めることができるので、抑制手段１５は、いずれの位置にあるモジュールが故障モジュールであるかを容易に把握できる。

なお、実施の形態１に説明する劣化検出装置は、その一部もしくは全部がハードウェアで構成されても良いし、ソフトウェアで構成されても良い。ソフトウェアで構成される場合には、中央演算処理装置がメモリに記憶されているプログラムとデータを読み出して、所定の演算（実施の形態１で説明した判定手法に従う演算）を行って劣化を検出する。また、方法として実現されても良い。この場合には、太陽光発電装置を構成する複数のモジュールのそれぞれについて、所定の測定値を測定し、記憶部が記憶する所定の基準値を読み出し、測定値と基準値とに基づいて、複数のモジュールに含まれる特定モジュールの劣化・故障状態を判定する。

（抑制手段）
次に、抑制手段１５の詳細について説明する。

抑制手段１５は、検出手段３が検出した故障モジュールによる太陽光発電装置２への悪影響を抑制する。

（処理その１）
まず、抑制手段１５は、検出された故障モジュールが電気的に接続される隣接するモジュールへの悪影響を抑制する。

アレイ４は、図８に示されるように、複数のモジュールを備え、複数のモジュール同士はある列で直列に電気接続され、列ごとの出力が並列接続されて、負荷や蓄電池２８に発電した電気を出力する。図８は、本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。

ここで、ある列にあるモジュール２２、モジュール２３、モジュール２４同士は電気的に直列接続される。このとき、モジュール２２とモジュール２３とは、電気線路２５で直列接続され、モジュール２３とモジュール２４とは、電気線路２６で直列接続されている。モジュール２２、モジュール２３、モジュール２４のそれぞれは、直列接続されており、モジュール２２、２３、２４が発電した電流が加算されながら、蓄電池２８に出力される。

ここで、モジュール２３が故障モジュールであるとする。検出手段３が、モジュール２３を故障モジュールであると検出したことによる。

モジュール２３は、故障モジュールであって十分な発電をできない状態である。このような状態であることは、モジュール２３は内部で導電路が断線している可能性も高い。モジュール２２、２３、２４のそれぞれは、電気線路２５、２６によって直列接続されているので、モジュール２３の内部で断線を生じていると、モジュール２２で発電された電流が、モジュール２４（ひいては蓄電池２８）に出力されないことになってしまう。

このような場合には、モジュール２３が隣接するモジュール２２、２４と電気接続する電機線路２５、２６による接続をバイパスする必要がある。モジュール同士の電気接続においては、隣接するモジュール同士を直接接続する電気線路２５、２６以外に、あるモジュールを迂回するバイパス線路２７を、予め設けておくことが好適である。図８では、モジュール２２とモジュール２４とを直接接続し、モジュール２３を迂回するバイパス線路２７を、アレイ４は有している。バイパス線路２７は、故障している故障モジュール２３を迂回して、正常なモジュール２２とモジュール２３とを直接接続するので、モジュール２２とモジュール２４にとって（結局は、太陽光発電装置２全体にとって）故障モジュールの悪影響を回避できる。

抑制手段１５は、モジュール２３が故障モジュールである場合には、バイパス線路２７を導電させて、電気線路２５、２６を断線させる処理を行う。ここで、モジュール２３の内部が断線している場合には、電気線路２５と電気線路２６との間に高いインピーダンスが発生する。このため、バイパス線路２７が導電されるだけで、電気線路２５と電気線路２６とは断線したのと同じ状態となる。

抑制手段１５は、モジュール２３が故障モジュールである場合には、バイパス線路２７（正常時にはバイパス線路２７は断線している）を、導電させて、モジュール２２、２３、２４の直列接続から、モジュール２３を切り離すことができる。

なお、バイパス線路２７は、電気スイッチを設けておき、抑制手段１５は、この電気スイッチを導電状態（ＯＮ状態）にすることで、バイパス線路２７を導電させればよい。電気スイッチ以外にも、抵抗値の調節などによって、抑制手段１５は、バイパス線路２７を導電させる。

モジュール２３が故障モジュールである場合には、電気線路２５と電気線路２６とが断線状態となることもあり、図８のアレイ４の上段のモジュールの列は、発電に全く寄与できない状態となりうる。とはいえ、故障しているのは上段の３つのモジュール２２、２３、２４の内、一つのモジュール２３のみである。すなわち、故障している量と太陽光発電装置２の結果とがアンバランスになってしまう。

一方、抑制手段１５が、バイパス線路２７によって、故障モジュールであるモジュール２３を迂回してモジュール２２とモジュール２４とを接続することで、故障していないモジュール２２とモジュール２４との発電量を、太陽光発電装置２の発電量に加えることができる。言い換えると、太陽光発電装置２による発電へ寄与できないのは、故障しているモジュール２３だけに抑えることができる。

検出手段３は、故障している量を最小化して特定できるように、モジュール単位で故障を検出する。抑制手段１５は、モジュール単位で検出された故障モジュールによる太陽光発電装置２への悪影響を、故障モジュールのみの量に抑えることができる。

なお、図８は、一つのモジュールを回避するバイパス線路２７のみを示しているが、複数のモジュールを回避するバイパス線路を予め設けておいても良い。

あるいは、モジュール同士の接続がマトリクス上になっており、抑制手段１５は、このマトリクスの接続切り替えによって、故障モジュールを回避する電機接続を実現しても良い。

（処理その２）
次に、抑制手段１５の処理その２について説明する。

抑制手段１５は、故障モジュールの温度を冷却することで、故障モジュールによる太陽光発電装置２への悪影響を抑制する。

太陽光発電装置２が備えるモジュールは、その温度が上がりすぎると、発電量が低減する傾向を有する。諸所の理由があるが、モジュールが含む電気線路の導電性が温度上昇によって悪化したり、光電効果への悪影響が生じたりするからである。

検出手段３は、モジュールの発電量や温度によって、故障モジュールを検出する。この故障モジュールが劣化や故障した原因は、温度であることもある。特に、検出手段３が、モジュールの温度からモジュールの故障状態を判定した場合には、上昇しすぎた温度によってモジュールが故障したとも考えられる。このような場合には、故障モジュールの温度を下げれば、故障モジュールにおける不具合が解消すると考えられる。不具合が解消すれば、故障モジュールによる太陽光発電装置２への悪影響が回避できる。このため、抑制手段１５は、検出手段３が検出した故障モジュール（アレイ４におけるどの位置のモジュールが故障モジュールであるかは、検出手段３が伝達するので、抑制手段１５は、どの位置のモジュールを冷却すればよいかを把握できる）を、冷却する。

抑制手段１５は、冷風ファンによる送風、ドライアイス冷気の吹き付け、電気的熱交換、冷却水の拭きつけなどの手段によって、故障モジュールを冷却する。

図９は、抑制手段１５による故障モジュールの冷却の一例を示す。図９は、本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。

抑制手段１５は、モジュール２３が故障モジュールであるとの通知を受ける。この通知においては、モジュール２３が高温になりすぎたことでモジュール２３が故障したとの指摘を含んでいることもある。このように温度上昇を原因とするモジュール２３の故障にかかわる通知の場合には、抑制手段１５は、当該故障モジュールを冷却すれば問題解決できる。

抑制手段１５は、冷却ファン２９を制御する。冷却ファン２９は、抑制手段１５の制御によって、故障モジュールに風を送る。冷却ファン２９からの送風によって故障モジュールとなったモジュール２３の温度が下降し、モジュール２３の発電能力が復活する。

冷却ファン２３は、普通の風を送るだけでもよいし、ドライアイスや冷却材によって冷却された空気を風として送ることもよい。また、冷却ファン２３は、複数のモジュールのそれぞれに一つずつ設置されていてもよい。この場合には、抑制手段１５は、故障モジュールとなっているモジュールに設置されている冷却ファン２３を動作させる。あるいは、一つないしは少数の冷却ファン２３が設置されても良い。この場合には、モジュールの位置に合わせて冷却ファン２３が移動しながら（モジュールに対応して形成された格子レールを冷却ファン２３が移動すればよい）、冷却ファン２３が故障モジュールとなっているモジュールへ風を送風する。

また、抑制手段１５は、故障モジュールの温度上昇を抑えるために故障モジュールの表面に太陽光を遮る遮蔽シートを掛けることも好適である。太陽光を遮る遮蔽シートがモジュール表面を覆うことで、モジュールの温度上昇が抑制されるからである。温度上昇が抑制されれば、故障モジュールの発電能力が復活しうるからである。

なお、遮蔽シート、熱交換器などは、複数のモジュールの個々に備えられてもよいし、一つもしくは少数の遮蔽シートや熱交換器などが、備えられて、故障モジュールの位置に移動しながら、故障モジュールの温度を冷却しても良い。

（発電能力の低減）
抑制手段１５は、故障モジュールの発電能力を低下させることで、故障モジュールによる太陽光発電装置２全体への悪影響を抑制する。

故障モジュールは、発電能力が弱まっている場合と、発電能力が過剰になっている場合とがある。発電能力が過剰になっている場合には、故障モジュールは、他のモジュールへ悪影響を与えることがある。余分な電流が、直列接続や並列接続されている他のモジュールへ流入するからである。あるいは、故障モジュールの発電能力が過剰になっていないとしても、故障モジュールが発電を継続すると、予期せぬ現象を引き起こす可能性もある。

このように、故障モジュールであると判断されたモジュールは、発電を低減もしくは停止することが好ましいことがある。抑制手段１５は、故障モジュールの発電能力を低減もしくは停止させる。

図１０は、本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。図１０は、抑制手段１５が、故障モジュールとなっているモジュール２３の発電能力を制御する制御部３０をコントロールしている状態を示している。制御部３０は、モジュール２３の発電能力を制御できる。例えば、モジュール２３が太陽光を受けるガラス面の屈折率を変更して、モジュール２３が受けうる太陽光の量を調整する。この太陽光の量の調整によってモジュール２３の発電能力が制御される。

あるいは、制御部３０は、モジュール２３が発電した電流を出力する出力端部の抵抗値を上げて、実質的に発電能力を低減させる。

あるいは、制御部３０は、モジュール２３の発電メカニズムへの作用によって発電能力を低減させる。

以上のように、制御部３０は、モジュール２３の発電能力を低減させたり停止させたりする機能を有する。制御部３０は、複数のモジュールのそれぞれに設けられてもよいし、一つもしくは少数の制御部３０が設けられても良い。制御部３０は、モジュールとは別個に設けられてもよいし、一体で設けられても良い。また、制御部３０は、抑制手段１５の内部に設けられても良い。

抑制手段１５は、この制御部３０をコントロールして、故障モジュールの発電能力を低減もしくは停止させる。もちろん、制御部３０の機能を抑制手段１５が含んでおり、抑制手段１５がこの制御部３０の機能を用いて、呼称モジュールの発電能力を低減もしくは停止させても良い。

故障モジュールの発電能力が低減することで、故障モジュールが引き起こす可能性のある予期せぬ現象を予め回避できるようになる。結果として、太陽光発電装置２全体にたいする、故障モジュールの悪影響を抑制できる。勿論、抑制手段１５による上述の処理は、エンジニアを派遣するよりも早く自動的に実行されるので、設置者にとっては、エンジニアの派遣までの間の問題を最小限に抑えることができる。

（蓄電池の放電）
抑制手段１５は、故障モジュールの存在の通知を受けると、蓄電池に蓄電されている電流を放電することも好適である。

図１１は、本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。

図１１は、アレイ４が複数のモジュールを有し、モジュール２３が故障モジュールであることを示している。モジュール２３が劣化・故障状態にあることで、太陽光発電装置２全体として発電を継続することが、予期せぬ問題を引き起こすこともありうる。このような予期せぬ問題を引き起こしかねない太陽光発電装置２による発電を停止ないしは低減させることが適切な場合もある。

太陽光発電装置２は、複数のモジュールで発電した電流を、蓄電池２８に蓄電する。このとき、故障モジュールの存在によって、太陽光発電装置２全体での発電量が、蓄電池２８の許容値を超えてしまうような問題も生じうる。このような状況が生じると、蓄電池２８が故障して、その後の修理費用が大きくなってしまう問題もある。このような蓄電池２８の故障を防止するために、抑制手段１５は、蓄電池２８の電流を放電させる。放電されれば、蓄電池２８が過充電となって故障するおそれが無くなるからである。

抑制手段１５は、故障モジュールが発生している場合には、蓄電池２８の電流を放電させて、故障モジュールを原因として蓄電池２８で生じうる問題を事前回避できる。

なお、抑制手段１５による処理は、以上のように種々のパターンを有するが、これら以外のパターンを含んでも良い。更には、抑制手段１５は、上記に説明した種々のパターンを適宜組み合わせて、故障モジュールへの対応を行ってもよい。

例えば、故障モジュールの発電能力を低下させる処理と故障モジュールと隣接するモジュールとの電機接続をバイパスさせる処理との組み合わせである。あるいは、故障モジュールを冷却する処理と蓄電池を放電させる処理との組み合わせである。

以上のように、実施の形態１における修復装置１は、複数のモジュールの内で、劣化・故障状態にある故障モジュールを検出し、故障モジュールによる太陽光発電装置２全体への悪影響を抑制できる。特に、モジュールの劣化や故障の修理を行うエンジニアが派遣されるまでの間、自動で故障モジュールによる悪影響が抑制される。この結果、太陽光発電装置の設置者や管理者に対する、モジュールの故障の損失を最小限に抑えることができる。

実施の形態１の修復装置１は、修理や取替えという故障モジュールに対する根本解決までの間の問題を最小化できる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。

実施の形態２では、実施の形態１の修復装置が、太陽光発電装置を管理する管理センターや修理センターを備えるシステムに組みいれられる場合について説明する。

実施の形態１においては、設置されている太陽光発電装置のそれぞれにおいて、検出手段と抑制手段が備えられている太陽光発電装置を説明したが、複数の太陽光発電装置からの測定結果を基に、管理センターが有する検出手段がモジュールの劣化・故障状態を一括で検出する場合もありうる。

図１２は、本発明の実施の形態２における太陽光発電装置のブロック図である。図１２では、３箇所に太陽光発電装置２が設置されている。また３つの太陽光発電装置２のそれぞれには、太陽光発電装置としての識別子が付与されており、図１２においては、左から、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の識別子が付与されている。

３つの太陽光発電装置２のそれぞれには、測定手段７と出力手段４０が備えられている。３つの測定手段７のそれぞれは、対応する太陽光発電装置に含まれるモジュール毎の発電電流値、測定温度値、日照時間を計測して、出力手段４０を介して、これらの測定値を、検出手段５０に出力する。出力手段４０は、無線通信および有線通信の少なくとも一方を用いて、測定値を検出手段５０に出力する。

このとき、太陽光発電装置２のそれぞれには、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の識別子が付与されているほか、太陽光発電装置２が含む複数のモジュールのそれぞれにも識別子が付与されている。例えば、図１２における左端の太陽光発電装置２のあるモジュールの識別子は、「Ａ：５−１」のように表される。出力手段４０は、この「Ａ：５−１」（太陽光発電装置Ａの５列１行目のモジュールであることを示す）の識別子で示されるモジュールの測定値を、検出手段５０に出力する。

検出手段５０は、このように複数の設置場所に設置されている異なる太陽光発電装置２の中のモジュールを特定した測定値の情報を得ることができる。この測定値の情報に基づいて、記憶部８に記憶されている各種基準値（実施の形態１で説明した基準値）を用いてモジュールの劣化状態を判定する。このとき、判定対象のモジュールの位置は、設置場所およびアレイの中での配置位置の両方から特定されているので、検出手段５０は、モジュールを特定した上で劣化状態を検出できる。なお、判定手段９での判定の手法は、実施の形態１で説明したとおりである。

例えば、複数の場所に太陽光発電装置２が設置されており、これら複数の太陽光発電装置のモジュール毎の劣化状態を検出する管理センターがある場合には、この管理センターに、図１２に示される検出手段５０が設置され、太陽光発電装置が設置されている場所ごとに、測定手段７と出力手段９とが設置されている。管理センターに設置される検出手段５０は、判定手段９と記憶部８とを備えており、複数の太陽光発電装置についての劣化検出を、集中的に行うことができる。

出力手段４０が、測定手段７での測定値を、有線あるいは無線によって管理センターに出力できることで、管理センターにおいて集中的に太陽光発電装置に含まれるモジュールの劣化状態を（そのモジュールの位置を特定した上で）検出できる。

なお、出力手段４０が、判定結果を出力する場合には、記憶部８および判定手段９は、各太陽光発電装置２の設置場所に設置される。このとき、出力手段４０は、各太陽光発電装置２での判定結果を、管理センターに出力する。管理センターは、得られた判定結果を元に、モジュールの修理や対応を集中的に決定・管理する。

管理センターは、抑制手段１５を備えている。抑制手段１５は、実施の形態１で説明したように、故障モジュールが太陽光発電装置２全体に与えうる悪影響を抑制する。

例えば、抑制手段１５は、故障モジュールと隣接するモジュールとの電気接続をバイパスさせたり、故障モジュールを冷却したり、故障モジュールの発電能力を低減させたり、蓄電池を放電させたりする。このとき、抑制手段１５は、管理センターに一括して設置された上で、管理センターに設置された抑制手段１５が、無線通信および有線通信の少なくとも一方を用いて遠隔的に操作する。

検出手段や抑制手段が、複数の位置に設置されている複数の太陽光発電装置を管理する管理センターに設置されることで、一括的な検出と修復が実現できる。

図１２では、管理センターが、故障モジュールの検出と、故障モジュールによる影響の抑制とを、一括して行うことを説明した。

次に、図１３を用いて、故障モジュールの検出と故障モジュールによる影響の抑制は、設置されている太陽光発電装置の個々において行われ、管理センターで、実際の修理などを一括管理するシステムについて説明する。

図１３は、本発明の実施の形態２における太陽光発電装置の修復システムのブロック図である。

修復システムは、実施の形態１で説明した検出手段３からの判定結果に基づいて警告を発する警告発生装置８１、警告を受ける管理センター８０、警告に基づいて太陽光発電装置（あるいはモジュール）へ所定の処置を行う処置装置８２、管理センター８０からの通報によって太陽光発電装置やモジュールの修理を行う修理センター８３とを備える。また、当然ながら、検出手段３からの判定結果に基づいて、故障モジュールによる影響を抑制する抑制手段１５は、太陽光発電装置２を制御する。

ここで、抑制手段１５が行う処理は、実施の形態１で説明したのと同様である。

すなわち、抑制手段１５は、故障モジュールと隣接するモジュールとの電気接続をバイパスさせたり、故障モジュールを冷却したり、故障モジュールの発電能力を低減させたり、蓄電池を放電させたりする。抑制手段１５は、設置されている太陽光発電装置２毎に設置されており、太陽光発電装置２毎に故障モジュールによる影響を抑制する。

検出手段３は、実施の形態１で説明した手順で、太陽光発電装置２に含まれる特定モジュールの劣化・故障状態を判定する。出力手段４０は、この判定結果を出力する。警告発生装置８１は、判定結果を受信する。受信した判定結果が、故障モジュールの情報を含んでいる場合には、警告発生装置８１は、警告を発する。警告としては、音声アラームや光、画像、テキスト、電子メールなどの視覚的アラームがありえる。いずれでもあるいはこれらの組み合わせでもかまわない。

管理センター８０は、警告を受け取る。警告を受け取った管理センター８０は、問題が生じているものと考え、太陽光発電装置で問題が生じていることを修理センター８３に通知する。このとき、管理センター８０は、いずれの太陽光発電装置であって、太陽光発電装置のいずれの位置のモジュールに問題があるかを特定した上で、修理センター８３に通知できる。

修理センター８３は、修理を行うエンジニアを有しており、エンジニアを故障モジュールを有している太陽光発電装置２の設置場所に派遣する。

抑制手段１５は、故障モジュールによる影響を抑制する処理を行っているが、故障モジュールが根本的に修理される必要がある。エンジニアが派遣されることで、故障モジュールが修理され、問題が根本的に解決される。勿論、エンジニアが派遣されるまでの期間では、抑制手段１５によって故障モジュールによる悪影響が抑制されている。

このように、モジュールの故障が検出されると、第１段階として、抑制手段１５によって悪影響が抑制され、第２段階として、修理センター８３からのエンジニア派遣によって、故障モジュールの修理や交換が実現できる。

また、管理センター８０、修理センター８３、太陽光発電装置２、検出手段３、抑制手段１５のそれぞれは、インターネット回線、イントラネット回線、電話回線、ＩＳＤＮ回線、無線通信回線などの様々なネットワークで結ばれることも好適である。太陽光発電装置の設置者に対して安心感を与えるからである。このような安心感を与えることで、太陽光発電装置の普及が進みやすくなるメリットもある。

以上のように、実施の形態２における太陽光発電装置の修復システムは、集中管理や修理センターからのエンジニア派遣までにも対応することで、太陽光発電装置の設置者への安心感を与えると共に、安定した発電あるいは売電を実現できる。

以上、実施の形態１〜２で説明された太陽光発電装置の修復装置、修復システムは、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

本発明の実施の形態１における修復装置のブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるデータシートを説明する説明図である。 本発明の実施の形態１における、補正理想電流値と温度との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における故障状態を判定する説明図である。 本発明の実施の形態１における太陽光発電装置の修復装置のブロック図である。 本発明の実施の形態１における発電電流値と理想電流値の時間変化曲線を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における発電電流値の累積値と理想電流値の累積値とを比較するグラフである。 本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。 本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。 本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。 本発明の実施の形態１における修復装置の一部のブロック図である。 本発明の実施の形態２における太陽光発電装置のブロック図である。 本発明の実施の形態２における太陽光発電装置の修復システムのブロック図である。 一般的な太陽光発電装置のブロック図である。

１ 修復装置
２ 太陽光発電装置
３ 検出手段
４ アレイ
５ モジュール
６ セル
７ 測定手段
８ 記憶部
９ 判定手段
１０ 特定モジュール
２０ 累積値記憶部
２２、２３、２４ モジュール
２５、２６ 電気線路
２７ バイパス線路
２８ 蓄電池
４０ 出力手段
８０ 管理センター
８１ 警告発生装置
８３ 修理センター
８００ 太陽光発電装置
８０１ アレイ
８０２ モジュール
８０３ セル
８０４ パワーコンディショナ
８０５ 負荷

Claims (10)

1. 設置済みの太陽光発電装置を構成する複数のモジュールの内で故障している故障モジュールを検出する検出手段と、
   前記検出手段が故障モジュールを検出した場合に、前記太陽光発電装置に対する前記故障モジュールの影響を抑制する抑制手段と、を備える太陽光発電装置の修復装置。
2. 前記検出手段は、前記複数のモジュールのそれぞれにおいて発電されている発電電流値、前記複数のモジュールのそれぞれの温度値および基準値に基づいて、前記故障モジュールを検出する請求項１記載の太陽光発電装置の修復装置。
3. 前記基準値は、前記複数のモジュールのそれぞれが発電可能な理想電流値であって、前記検出手段は、（１）前記発電電流値と前記理想電流値との差分値、（２）前記発電電流値を前記温度値で補正した補正発電電流値と前記理想電流値との差分値、（３）前記発電電流値と前記理想電流値を前記温度値で補正した補正理想電流地との差分値、の少なくとも一つに基づいて、前記故障モジュールを検出する請求項２記載の太陽光発電装置の修復装置。
4. 前記検出手段は、前記複数のモジュールのそれぞれに付与されている識別子によって、前記複数のモジュールの中での前記故障モジュールの位置を特定する請求項１から３のいずれか記載の太陽光発電装置の修復装置。
5. 前記抑制手段は、前記故障モジュールに隣接するモジュール同士を、前記故障モジュールを迂回するように接続するバイパス線路を、導電させる請求項１から４のいずれか記載の太陽光発電装置の修復装置。
6. 前記抑制手段は、前記故障モジュールの温度を冷却する請求項１から４のいずれか記載の太陽光発電装置の修復装置。
7. 前記抑制手段は、前記故障モジュールの発電能力を低減させる請求項１から４のいずれか記載の太陽光発電装置の修復装置。
8. 前記複数のモジュールが発電した電力を蓄電する蓄電池を更に備え、前記抑制手段は、前記故障モジュールがある場合には、前記蓄電池の電流を放電する請求項１から４のいずれか記載の太陽光発電装置の修復装置。
9. 請求項１から８のいずれか記載の修復装置と、
   前記修復装置と接続される太陽光発電パネルと、
   前記太陽光発電パネルが発電した電力を蓄電する蓄電手段と、を備える太陽光発電システム。
10. 請求項１から８のいずれか記載の修復装置と、
    前記修復装置と接続される太陽光発電パネルと、
    前記検出手段での検出結果を、管理センターに出力する出力手段と、を備え、
    前記管理センターは、前記抑制手段が前記故障モジュールの影響を抑制している期間に、前記故障モジュールを修理・交換するエンジニアを派遣する太陽光発電装置の修復システム。

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