JP2012160052A - 太陽電池モジュールの盗難監視装置及びこれを用いた盗難監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の太陽電池モジュールが盗難された場合であっても、当該盗難された複数の太陽電池モジュールを特定可能な太陽電池モジュールの盗難監視装置を提供する。
【解決手段】盗難監視装置本体３と、盗難監視装置本体３と監視対象となる複数の太陽電池モジュールＭとを接続すると共に、盗難監視装置本体３から各太陽電池モジュールＭに至る配線長がそれぞれ異なるように形成された信号線４と、信号線４と各太陽電池モジュールＭの接続部５に設けられ、信号線４を介して監視信号を受信したとき、信号線４に応答信号を返送する応答素子５ｃとを備え、盗難監視装置本体３は、信号線４の一端から監視信号を送信し、各応答素子５ｃから返送されてくる応答信号を順次受信して、応答信号が返送されてこない応答素子５ｃに対応する太陽電池モジュールＭが盗難されたことを検知する盗難検知部１０を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールの盗難監視装置及びこれを用いた盗難監視システムに関するものである。

従来より、太陽電池モジュールの盗難監視装置に関する開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。

最近では、メガソーラ発電所等の大規模太陽電池発電所の普及に伴い、太陽電池モジュールの盗難を検知するのみではなく、太陽電池モジュールを盗難された位置も検知したいという要求が出てきている。

この要求に対し、特許文献２に記載の太陽電池アレイ故障診断方法を盗難検知に応用することが考えられる。特許文献２に記載の太陽電池アレイ故障診断方法は、太陽電池ストリングの端子または太陽電池アレイの端子とアース間に、測定信号波形を印加し、その応答信号波形を測定信号波形と比較することによって、太陽電池アレイ中の故障（盗難）位置を特定するものである。

特開２００２−３６７０４６号公報 特開２００９−２１３４１号公報

しかしながら、特許文献２に記載の太陽電池アレイ故障診断方法を盗難検知に応用した太陽電池モジュールの盗難監視装置では、複数の太陽電池モジュールが盗難された場合に、当該盗難された複数の太陽電池モジュールのそれぞれを特定することができないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、複数の太陽電池モジュールが盗難された場合であっても、当該盗難された複数の太陽電池モジュールを特定することが可能な太陽電池モジュールの盗難監視装置及びこれを用いた盗難監視システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、盗難監視装置本体と、該盗難監視装置本体と監視対象となる複数の太陽電池モジュールとを接続すると共に、前記盗難監視装置本体から前記各太陽電池モジュールに至る配線長がそれぞれ異なるように形成された信号線と、前記信号線と前記各太陽電池モジュールの接続部にそれぞれ設けられ、前記信号線を介して監視信号を受信したとき、前記信号線に応答信号を返送する応答素子と、を備え、前記盗難監視装置本体は、前記信号線の一端から前記監視信号を送信し、前記各応答素子から返送されてくる応答信号を順次受信して、当該応答信号が返送されてこない応答素子に対応する前記太陽電池モジュールが盗難されたことを検知する盗難検知部を備えた太陽電池モジュールの盗難監視装置である。

前記信号線は、その一端が前記盗難監視装置本体に接続されると共に、他端が分岐して監視対象となる複数の太陽電池モジュールのそれぞれに接続されるよう構成されてもよい。

前記信号線は、前記盗難監視装置本体から前記各太陽電池モジュールに至る配線長が、一定長ずつ異なるように形成されてもよい。

前記接続部は、前記信号線の端部に設けられた信号線側コネクタと、前記太陽電池モジュールに設けられると共に、前記応答素子が搭載され、前記信号線側コネクタを嵌合させたときに、前記信号線と前記応答素子とが電気的に接続されるよう構成されたモジュール側コネクタと、からなり、前記太陽電池モジュールの盗難時に、前記信号線側コネクタと前記モジュール側コネクタとの嵌合が解除され、前記信号線と前記応答素子とが電気的に遮断されるように構成されていてもよい。

また、本発明は、前記太陽電池モジュールの盗難監視装置と、該太陽電池モジュールの盗難監視装置が前記太陽電池モジュールが盗難されたと判断したときに、警報を発する警報手段と、を備えた太陽電池モジュールの盗難監視システムである。

本発明によれば、複数の太陽電池モジュールが盗難された場合であっても、当該盗難された複数の太陽電池モジュールを特定することが可能な太陽電池モジュールの盗難監視装置及びこれを用いた盗難監視システムを提供できる。

本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールの盗難監視装置を用いた太陽電池モジュールの盗難監視システムを示す図であり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）はその要部拡大図である。 図１の太陽電池モジュールの盗難監視装置の動作を説明する図である。 図１の太陽電池モジュールの盗難監視装置で用いる盗難位置テーブルの一例を示す図である。 図１の太陽電池モジュールの盗難監視装置において、盗難監視制御処理の制御フローの一例を示すフローチャートである。 図１の太陽電池モジュールの盗難監視装置において、盗難監視制御処理の制御フローの他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの盗難監視装置を用いた太陽電池モジュールの盗難監視システムを示す図であり、（ａ）は概略構成図、（ｂ）はその要部拡大図である。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、太陽電池モジュールの盗難監視システム１００は、本発明の太陽電池モジュールの盗難監視装置１と、太陽電池モジュールの盗難監視装置１が太陽電池モジュールＭが盗難されたと判断したときに、警報を発する警報手段２０と、を備えている。

本実施の形態に係る太陽電池モジュールの盗難監視装置１は、盗難監視装置本体３と、盗難監視装置本体３と監視対象となる複数の太陽電池モジュールＭとを接続すると共に、盗難監視装置本体３から各太陽電池モジュールＭに至る配線長がそれぞれ異なるように形成された信号線４と、信号線４と各太陽電池モジュールＭの接続部５にそれぞれ設けられると共に、太陽電池モジュールＭに対して固定され、信号線４を介して盗難監視装置本体３から監視信号を受信したとき、信号線４に応答信号を返送する応答素子５ｃと、を備えている。

本実施の形態では、信号線４は、盗難監視装置本体３の入出力部６に一端が接続されると共に、他端が分岐して監視対象となる複数の太陽電池モジュールＭのそれぞれに接続されるように構成されている。また、本実施の形態では、盗難監視装置本体３から各太陽電池モジュールＭに至る配線長が、一定長ΔＬずつ異なるように、信号線４を形成した。

ここでは、監視対象となる太陽電池モジュールＭがｎ台である場合を説明する。この場合、信号線４は、ｎ台の太陽電池モジュールＭに対応してｎ本に分岐するようにされ、分岐された信号線４の端部を各太陽電池モジュールＭに接続するように構成される。以下、説明の簡略化のため、盗難監視装置本体３からの配線長が短い順に、すなわち図１（ａ）の上側から下側にかけて、太陽電池モジュールＭのモジュール番号が１，２，３，４，・・・，ｎであるとする。

本実施の形態では、接続部５は、信号線４の端部に設けられた信号線側コネクタ５ａと、太陽電池モジュールＭに設けられると共に、応答素子５ｃが搭載され、信号線側コネクタ５ａを嵌合させたときに、信号線４と応答素子５ｃとが電気的に接続されるよう構成されたモジュール側コネクタ５ｂと、からなる。接続部５は、太陽電池モジュールＭの盗難時に、信号線側コネクタ５ａとモジュール側コネクタ５ｂとの嵌合が解除され、信号線４と応答素子５ｃとが電気的に遮断されるように構成されている。モジュール側コネクタ５ｂは、盗難時に太陽電池モジュールＭから取り外すことができないように、太陽電池モジュールＭと一体に形成されるか、あるいは太陽電池モジュールＭに対して強固に固定される。

接続部５を構成する信号線側コネクタ５ａ及びモジュール側コネクタ５ｂは、太陽電池モジュールＭから電力を取り出すために用いられているコネクタと一体に構成してもよいし、別体としてもよい。

なお、接続部５は、太陽電池モジュールＭの盗難時に信号線４と応答素子５ｃとが電気的に遮断される構成であればどのような構成でもよく、図１（ｂ）のようなコネクタ型でなくとも、単純に応答素子５ｃを太陽電池モジュールＭに対して強固に固定して、信号線４を切断しなければ太陽電池モジュールＭを盗難できないように構成してもよい。

監視信号としては、パルス信号を用いてもよいし、交流信号を用いてもよい。本実施の形態では、監視信号としてパルス信号を用いた。

応答素子５ｃとしては、監視信号を受信したときに応答信号を返送するものであればどのようなものを用いてもよく、例えば、入力された監視信号を起動電力として起動し、起動と同時にパルス状の応答信号を発するように構成された素子（例えば、ワンショットマルチバイブレータのような素子）を用いることができる。なお、応答素子５ｃに太陽電池モジュールＭから電力供給するように構成することも勿論可能であるし、監視信号として交流信号を用いる場合には、さらに整流素子を備えるようにしてもよい。

さらには、応答素子５ｃを、入力された監視信号を反射し、反射した監視信号を応答信号として返送するように構成することもできる。この場合、応答素子５ｃとしては、例えばインダクタ素子等を用いればよい。また、信号線４の端部を開放することで、その開放端にて監視信号を反射させる構成とすることも可能である。但し、この場合、条件によっては、応答素子５ｃとしての開放端で反射された応答信号と、太陽電池モジュールＭの盗難時に信号線４と応答素子５ｃとが電気的に遮断されたときに、その電気的に遮断された箇所で反射される反射信号との区別が困難となり、太陽電池モジュールＭの盗難を検知することが困難になる場合も考えられ、このような問題を避けるため適宜調整を行う必要がある。このように、応答素子５ｃは、応答素子５ｃからの応答信号と太陽電池モジュールＭの盗難時の反射信号とを明確に区別できるように構成される必要がある。

本実施の形態では、応答素子５ｃとして、入力されたパルス信号を起動電力として起動し、起動と同時にパルス状の応答信号を出力するように構成された素子を用いるようにした。また、説明の簡略化のため、以下では、太陽電池モジュールＭの盗難時に電気的に遮断された箇所で反射が発生しないものとして説明を行う。

盗難監視装置本体３は、信号線４の一端から監視信号（パルス信号）を送信し、各応答素子５ｃから返送されてくる応答信号を順次受信して、応答信号が返送されてこない応答素子５ｃを検出し、当該応答信号が返送されてこない応答素子５ｃに対応する太陽電池モジュールＭが盗難されたことを検知する盗難検知部１０を備えている。盗難検知部１０は、所定の時間間隔ごとに監視信号を送信するように構成される。盗難検知部１０は、盗難監視装置本体３の制御基板３ａ内の基本回路３ｂに実装され、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）やＣＰＵ、Ｉ／Ｏインターフェイス、ソフトウェア等を適宜組み合わせて実現される。

ここで、太陽電池モジュールの盗難監視装置１の動作について説明しておく。

図２に示すように、信号線４の一端から監視信号としてのパルス信号を入力すると、パルス信号は分岐されて、各太陽電池モジュールＭに対応する応答素子５ｃのそれぞれに入力される。パルス信号が入力された各応答素子５ｃは、入力されたパルス信号を起動電力として起動し、起動と同時にパルス状の応答信号を出力する。各応答素子５ｃから出力された応答信号は、信号線４を監視信号の伝播方向と反対方向に伝播し、盗難監視装置本体３の入出力部６にて受信される。

このとき、例えば、モジュール番号２の太陽電池モジュールＭに対応する応答素子５ｃから返信される応答信号は、モジュール番号１の太陽電池モジュールＭに対応する応答素子５ｃから返信される応答信号と比較して、配線長の差ΔＬに応じた遅れを伴って受信されることになる。具体的には、信号線４を監視信号が伝播する速度をｖとすると、任意のモジュール番号ｉの太陽電池モジュールＭに対応する応答素子５ｃから返信される応答信号は、モジュール番号ｉ−１の太陽電池モジュールＭに対応する応答素子５ｃから返信される応答信号と比較して、下式（１）で算出される遅延時間Δｔだけ遅れて受信されることになる。
Δｔ＝２×ΔＬ／ｖ ・・・（１）

したがって、図２に示すように、太陽電池モジュールＭが盗難されていない正常時には、モジュール番号が若い順（つまり配線長が短い順）に、ある時間間隔（上述の遅延時間Δｔ）ごとに、各応答素子５ｃからの応答信号が順次盗難監視装置本体３で受信されることになる。

太陽電池モジュールＭが盗難された盗難時には、盗難された太陽電池モジュールＭに対応する応答素子５ｃから応答信号が返送されなくなるので、盗難検知部１０は、応答信号が返送されない応答素子５ｃを検出することで、盗難された太陽電池モジュールＭのモジュール番号を検知することができる。図２の例では、モジュール番号ｎ−１の太陽電池モジュールＭに対応する応答素子５ｃから応答信号が返送されていないので、モジュール番号ｎ−１の太陽電池モジュールＭが盗難されたと判断できる。

なお、図２では示していないが、実際には、盗難された太陽電池モジュールＭの接続部５にて信号線４と応答素子５ｃとが電気的に遮断されているので、その電気的に遮断された箇所で反射した反射信号も、盗難監視装置本体３にて受信されることになる。このため、盗難検知部１０は、盗難時の反射信号と応答信号を区別し、応答信号のみを検出するように構成されている。本実施の形態では、盗難時の反射信号の信号強度が小さくなるように特性インピーダンス等の調整を行い、盗難検知部１０にて、受信した信号の信号強度が予め設定した所定の閾値より大きいときのみ、応答信号を受信したと判断するようにした。

さらに、本実施の形態では、監視信号（パルス信号）を送信してから応答信号を受信するまでの時間Ｔと、太陽電池モジュールＭのモジュール番号との関係をマップ化した盗難位置テーブル１１をさらに備えており、盗難検知部１０は、盗難位置テーブル１１を参照して、盗難された太陽電池モジュールＭのモジュール番号を特定するように構成されている。

盗難位置テーブル１１の設定例を図３に示す。図３の盗難位置テーブル１１によれば、例えば、パルス信号を送信してからＸ₀からＸ₁の間の時間に応答信号を受信しなければ、モジュール番号１の太陽電池モジュールＭが盗難されたと判断できる。図３における時間Ｘ₀〜Ｘ_nは、事前に実験等を行って適宜設定しておけばよい。

また、盗難検知部１０は、特定した盗難された太陽電池モジュールＭのモジュール番号を、盗難位置信号として警報手段２０に出力するようにされる。なお、本実施の形態では、盗難位置信号が盗難検知の役割を兼ねているが、盗難位置信号とは別に、盗難を検知した段階で盗難検知信号を警報手段２０に出力するように構成してもよい。

警報手段２０は、太陽電池モジュールの盗難監視装置１の盗難検知部１０から盗難位置信号を受信すると、警告灯２１を点灯して太陽電池モジュールＭの盗難があったことを管理者に知らせると共に、モニタ２２に盗難位置を表示し、これと同時に、警報メール送信手段２３により、管理者の携帯電話等に警報メールを送信して、太陽電池モジュールＭの盗難があったこと及びその盗難位置を通知する。

なお、警報手段２０は上述のものに限定されず、例えば、各太陽電池モジュールＭの近傍に音や光を発する威嚇手段を設け、警報手段２０により、盗難位置に対応する威嚇手段を作動させて盗難を未然に防ぐようにしてもよい。

次に、太陽電池モジュールの盗難監視装置１における盗難監視の制御（以下、盗難監視制御処理という）の制御フローを図４を用いて具体的に説明する。

図４に示すように、盗難監視制御処理では、まず、ステップＳ１にて、盗難検知部１０が、信号線４の一端に接続された入出力部６から監視信号としてのパルス信号を入力し、その後、ステップＳ２にて、タイマＴをスタートする。

ステップＳ３では、時間Ｘ₀が経過するまで待ち、時間Ｘ₀が経過した後、ステップＳ４にて、変数ｉに初期値１を代入する。

ステップＳ５では、盗難検知部１０が、応答信号を受信したかを判断する。ステップＳ５でＮＯと判断された場合、ステップＳ６にて、タイマＴがＸ_i（現在はｉ＝１なのでＸ₁）以下であるか判断し、ＹＥＳと判断されればステップＳ５に戻る。つまり、ｉ＝１の場合、Ｘ₀＜Ｔ≦Ｘ₁の条件が成立する間、応答信号を受信するまでステップＳ５とＳ６を繰返す。

ステップＳ６でＮＯと判断された場合、すなわち、Ｘ₀＜Ｔ≦Ｘ₁の時間内に応答信号を受信しなかった場合、ステップＳ７にて、盗難検知部１０が、モジュール番号１の太陽電池モジュールＭが盗難されていると判定し、ステップＳ８にて、盗難された太陽電池モジュールＭのモジュール番号を、盗難位置信号として警報手段２０に出力し、ステップＳ１０に進む。

他方、ステップＳ５でＹＥＳと判断された場合、すなわち、Ｘ₀＜Ｔ≦Ｘ₁の時間内に応答信号を受信した場合、ステップＳ９にて、時間Ｘ_i（現在はｉ＝１なのでＸ₁）が経過するまで待ち、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、変数ｉをインクリメントし、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、変数ｉが太陽電池モジュールの台数であるｎより大きいかを判断し、ＮＯと判断された場合、ステップＳ５に戻る。つまり、ステップＳ５〜Ｓ１１の流れをｎ回繰返す。

ステップＳ１１にてＹＥＳと判断された場合、すなわち、ｎ個の応答信号について検出の有無をそれぞれ判定し終えた後、ステップＳ１２にて、タイマＴをリセットし、リターンする（ステップＳ１に戻る）。

図４の制御フローでは、応答信号が返送されてこない応答素子５ｃを検出し、盗難された太陽電池モジュールＭのモジュール番号を特定する度に盗難位置情報を送信するようにしたが、図５に示す制御フローのように、特定した盗難された太陽電池モジュールのモジュール番号を記憶しておき、一括して盗難位置情報を送信するように構成してもよい。図５の制御フローは、図４の制御フローにおいて、ステップＳ８にて盗難位置信号を送信せずに、モジュール番号を記憶するようにし、ステップＳ１１とＳ１２の間にステップＳ１３を挿入し、ステップＳ１３にて、一括して盗難位置信号を送信するようにしたものである。

さらに、一括して盗難位置信号を送信する場合には、応答信号が返送されてきた応答素子５ｃに対応する太陽電池モジュールＭのモジュール番号を記憶しておき、全ての応答信号を受信した後、１〜ｎのうち記憶されていないモジュール番号を抽出して、盗難された太陽電池モジュールＭのモジュール番号を特定するよう構成することも可能である。

本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュールの盗難監視装置１では、盗難監視装置本体３から各太陽電池モジュールＭに至る配線長がそれぞれ異なるように信号線４を形成し、信号線４と各太陽電池モジュールＭの接続部に、監視信号を受信したときに応答信号を返送する応答素子５ｃを備え、信号線４の一端から監視信号を送信し、各応答素子５ｃから返送されてくる応答信号を順次受信して、応答信号が返送されてこない応答素子５ｃを検出し、当該応答信号が返送されてこない応答素子５ｃに対応する太陽電池モジュールＭが盗難されたことを検知するように構成している。

これにより、複数の太陽電池モジュールＭが盗難された場合であっても、当該盗難された複数の太陽電池モジュールＭを個々に特定することが可能となる。

また、太陽電池モジュールの盗難監視装置１は、特許文献１のようにループ回路２に常時電流を流す構成ではなく、所定の時間間隔ごとに監視信号を送信する構成であるため、消費電力を低く抑えることができる。

また、太陽電池モジュールの盗難監視装置１では、信号線４を、一端が盗難監視装置本体３に接続され、他端が分岐して監視対象となる複数の太陽電池モジュールＭのそれぞれに接続されるよう構成しているため、盗難監視装置本体３から１つの監視信号を出力するだけで盗難監視を実施することが可能となり、盗難監視装置本体３を簡易な構成とし、かつ消費電力をより抑制できる。

さらに、太陽電池モジュールの盗難監視装置１では、信号線４を、盗難監視装置本体３から各太陽電池モジュールＭに至る配線長が、一定長ΔＬずつ異なるように形成しているため、盗難監視装置本体３にて等間隔で応答信号を受信できることとなり、盗難位置テーブル１１の設定がし易い。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

例えば、監視対象となる太陽電池モジュールＭの数が多数ある場合には、分岐が多くなって監視信号が減衰してしまうので、このような場合は、監視対象となる太陽電池モジュールＭを複数のグループに分けて、各グループ毎に盗難監視を行うようにしてもよい。この場合、各グループに対してそれぞれ監視信号を出力することになるので、１つの監視信号に対する監視対象となる太陽電池モジュールＭの数を減らし、監視信号の減衰を抑制することが可能になる。

また、上記実施の形態では、盗難監視装置本体３から延びる信号線４の端部を分岐して、監視対象となる複数の太陽電池モジュールＭのそれぞれに接続するように構成したが、これに限らず、長さの異なる複数の信号線を用いて、盗難監視装置本体３と各太陽電池モジュールＭとをそれぞれ個別に接続するように構成してもよい。この場合、複数の信号線のそれぞれに同時に監視信号を送信すれば、各応答素子５ｃから順次応答信号が受信されることになる。

上記実施の形態では、太陽電池モジュールＭの盗難を検知する場合を説明したが、本発明によれば、例えば、太陽電池モジュールＭを構成する太陽電池パネルのそれぞれに接続部５を設けて、太陽電池パネルの盗難を検知することも可能である。

１ 太陽電池モジュールの盗難監視装置
３ 盗難監視装置本体
４ 信号線
５ 接続部
５ａ 信号線側コネクタ
５ｂ モジュール側コネクタ
５ｃ 応答素子
１０ 盗難検知部
Ｍ 太陽電池モジュール

Claims (5)

1. 盗難監視装置本体と、
   該盗難監視装置本体と監視対象となる複数の太陽電池モジュールとを接続すると共に、前記盗難監視装置本体から前記各太陽電池モジュールに至る配線長がそれぞれ異なるように形成された信号線と、
   前記信号線と前記各太陽電池モジュールの接続部にそれぞれ設けられ、前記信号線を介して監視信号を受信したとき、前記信号線に応答信号を返送する応答素子と、を備え、
   前記盗難監視装置本体は、前記信号線の一端から前記監視信号を送信し、前記各応答素子から返送されてくる応答信号を順次受信して、当該応答信号が返送されてこない応答素子に対応する前記太陽電池モジュールが盗難されたことを検知する盗難検知部を備えた
   ことを特徴とする太陽電池モジュールの盗難監視装置。
2. 前記信号線は、その一端が前記盗難監視装置本体に接続されると共に、他端が分岐して監視対象となる複数の太陽電池モジュールのそれぞれに接続されるよう構成される
   請求項１記載の太陽電池モジュールの盗難監視装置。
3. 前記信号線は、前記盗難監視装置本体から前記各太陽電池モジュールに至る配線長が、一定長ずつ異なるように形成される
   請求項１または２記載の太陽電池モジュールの盗難監視装置。
4. 前記接続部は、
   前記信号線の端部に設けられた信号線側コネクタと、前記太陽電池モジュールに設けられると共に、前記応答素子が搭載され、前記信号線側コネクタを嵌合させたときに、前記信号線と前記応答素子とが電気的に接続されるよう構成されたモジュール側コネクタと、からなり、
   前記太陽電池モジュールの盗難時に、前記信号線側コネクタと前記モジュール側コネクタとの嵌合が解除され、前記信号線と前記応答素子とが電気的に遮断されるように構成されている
   請求項１〜３いずれかに記載の太陽電池モジュールの盗難監視装置。
5. 請求項１〜４いずれかに記載の太陽電池モジュールの盗難監視装置と、
   該太陽電池モジュールの盗難監視装置が前記太陽電池モジュールが盗難されたと判断したときに、警報を発する警報手段と、
   を備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの盗難監視システム。