JP2012204610A - 太陽光発電故障診断システム - Google Patents

太陽光発電故障診断システム Download PDF

Info

Publication number
JP2012204610A
JP2012204610A JP2011067861A JP2011067861A JP2012204610A JP 2012204610 A JP2012204610 A JP 2012204610A JP 2011067861 A JP2011067861 A JP 2011067861A JP 2011067861 A JP2011067861 A JP 2011067861A JP 2012204610 A JP2012204610 A JP 2012204610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power generation
photovoltaic power
temperature
generation cell
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011067861A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Fujiwara
隆司 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2011067861A priority Critical patent/JP2012204610A/ja
Publication of JP2012204610A publication Critical patent/JP2012204610A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

【課題】太陽光発電装置を目視確認することなく、太陽光発電装置の異常を示す警告を受信することが可能な太陽光発電故障診断システムを提供する。
【解決手段】赤外線カメラ300は、太陽光発電用セル102それぞれの温度を示す温度情報を、太陽光発電用セル102ごとに取得する。コントローラ320は、ある太陽光発電用セル102の温度と、その太陽光発電用セル102の周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度とを比較し、温度差を算出する。コントローラ320は、温度差が、所定値以上であるか否かを判断し、温度差が所定値以上であると判断した場合に、その太陽光発電用セル#1に故障が生じていると判断して、警告信号を生成する。通信モジュール340は、コントローラ320からの警告信号を、アンテナ342を介して、管理設備2に対して発信する。
【選択図】図3

Description

本発明は、太陽光発電装置の故障を診断する太陽光発電故障診断システムに関する。
世界中で地球温暖化が進み、クリーンエネルギーに対する需要が多くなっており、その中でも風力発電および太陽発電等が注目を浴びている。
大規模な太陽発電は、発電所のみならず、工場及び家庭においても太陽発電システムが導入されており、発電効率のアップや通常無人運転が求められている。
例えば、特許文献1は、太陽光発電システムのストリングを撮影し、赤外線の強度を検出することによって温度情報を検出し、この温度情報の分布状態を含むデータを出力する赤外線カメラを有する太陽光発電システムの異常検出装置を開示する。
特開2009−32743号公報
本発明は、上述した背景からなされたものであり、管理者が太陽光発電装置を目視確認することなく、太陽光発電装置の異常を示す警告を受信することが可能な太陽光発電故障診断システムを提供することを目的とする。
本発明に係る太陽光発電故障診断システムは、複数の太陽光発電用セルを有する太陽光発電装置と、前記複数の太陽光発電用セルそれぞれの温度に関する温度情報を取得する温度情報取得手段と、前記温度情報取得手段によって取得された温度情報に基づいて、前記複数の太陽光発電用セルそれぞれの温度と当該太陽光発電用セルの周辺の太陽光発電用セルの温度との温度差を算出する算出手段と、前記算出された温度差が所定値以上である場合に、通信モジュールを介して遠隔地に設置された管理設備に対して警告信号を発信する警告手段とを備える。
本発明によれば、管理者が太陽光発電装置を目視確認することなく、太陽光発電装置の異常を示す警告を受信することが可能な太陽光発電故障診断システムを提供できる。
第1の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システムの構成を示す図である。 第1の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システムにおける故障診断を示すフローチャートである。 第2の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システムの構成を示す図である。 第2の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システムにおける故障診断を示すフローチャートである。
[第1の実施形態]
まず、第1の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システムについて説明する。
図1は、第1の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システム1の構成を示す図である。
図1に示すように、太陽光発電故障診断システム1は、太陽光発電装置100、電力計120、コントローラ130、通信モジュール140およびアンテナ142から構成される。
太陽光発電装置100は、太陽光等の光を用いて発電する。
太陽光発電装置100は、例えばパネル状に形成されており、複数の太陽光発電用セル102を有する。
複数の太陽光発電用セル102は、それぞれ直列または並列に接続されて構成されており、例えば光起電力効果を利用して、太陽光等の光エネルギーを電力に変換する。
太陽光発電装置100は、太陽光発電用セル102によって得られた電力を、発電設備、工場または家屋等の設備(図示せず)に供給する。
なお、図1においては、太陽光発電用セル102は16個設けられているが、太陽光発電用セル102の個数はいくつであってもよい(他の実施形態においても同様)。
電力計120は、太陽光発電装置100の発電電力を計測する。
コントローラ130は、電力計120によって計測された発電電力が、一定期間、所定電力以下であるか否かを判断する。
さらに、コントローラ130は、発電電力が、一定期間、所定電力以下である場合には、故障である旨を示す警告信号を発生し、通信モジュール140に対して送信する。
通信モジュール140は、コントローラ130からの警告信号を、アンテナ142より送信し、例えば遠隔地に設置された管理設備2に対して、ネットワーク10を介して発信する。
管理設備2は、アンテナ200、受信装置202および警告装置220を備える。
管理設備2には、太陽光発電装置100を監視する管理者が駐在している。
太陽光発電故障診断システム1の通信モジュール160から警告信号が発信されると、受信装置202は、アンテナ200を介して警告信号を受信し、受信した警告信号を警告装置220に対して送信する。
警告装置220は、警告信号を受信すると、管理者に対し警告を行う。
警告は、例えば、警報等の音声によってなされてもよいし、モニタ等への表示によってなされてもよいし、非常灯等によってなされてもよい。
また、図1に示すように、ネットワーク10には、インターネット回線を介して企業内LAN内の管理設備12が接続されてもよい。
この管理設備12は、複数の制御PCおよび警告装置を備えている。
警告装置220が警告を行った場合、管理者は、太陽光発電装置100が設置された現場へ移動し、太陽光発電装置100に故障が生じているか否かを確認することができる。
管理者は、例えば太陽光発電用セル102を目視にて確認することによって、太陽光発電装置100に故障が生じているかを確認できる。
また、夜間または曇天等、太陽光が太陽光発電用セル102に照射していない場合には、そのために電力が所定電力以下であるので、管理者は、太陽光発電装置100に故障が生じていない(正常である)と判断する。
図2は、第1の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システム1における故障診断を示すフローチャート(S10)である。
ステップ102(S102)において、コントローラ130は、発電電力が、一定期間、所定電力以下であると判断する。
ステップ104(S104)において、通信モジュール140は、警告信号を管理設備2に対して発信する。
ステップ106(S106)において、警報を認識した管理者が現場へ移動する。
ステップ108(S108)において、管理者によって、太陽光発電装置100に故障が生じているか否かが判断され、故障ではないと判断された場合には、太陽光発電装置100は正常である(ステップ110(S110))。
一方、管理者によって、故障であると判断された場合には、太陽光発電装置100は故障している(ステップ112(S112))。
ここで、第1の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システム1は、太陽光が太陽光発電用セル102に照射していないために電力が所定電力以下である場合等、太陽光発電装置100に故障が生じていないであっても、警告信号を発信する。
上記の場合であっても、管理者は念のため現場へ移動することを強いられるので、メンテナンスの手間およびコストが増大する。
また、太陽光発電用セル102の一部分(黒点等)の故障については、局所的な温度センサ等では検出できない。
以下に説明する第2の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システム3は、上記の問題点を解決しうるように構成されている。
[第2の実施形態]
図3は、第2の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システム3の構成を示す図である。
図3に示すように、太陽光発電故障診断システム3は、太陽光発電装置100、赤外線カメラ300、コントローラ320、通信モジュール340およびアンテナ342から構成される。
なお、太陽光発電故障診断システム3において、太陽光発電装置100は第1の実施形態における太陽光発電装置100と実質的に同様の構成を有しており、複数の太陽光発電用セル102を備える。
赤外線カメラ300は、太陽光発電用セル102それぞれの温度を示す温度情報を、太陽光発電用セル102ごとに取得して、コントローラ320に対して送信する。
具体的には、赤外線カメラ300は、太陽光発電用セル102から放射される赤外線を検出し、その赤外線放射量に基づいて温度情報を取得する。
コントローラ320は、太陽光発電用セル102それぞれに関する温度情報を受信すると、ある太陽光発電用セル102(例えば太陽光発電用セル#1とする)の温度と、その太陽光発電用セル102の周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度とを比較し、温度差を算出する。
さらに、コントローラ320は、太陽光発電用セル#1の温度と周辺の太陽光発電用セル102の温度との温度差が、所定値以上であるか否か(つまり、周辺の太陽光発電用セル102の温度との温度差が、所定値以上である太陽光発電用セル102が存在するか否か)を判断する。
また、コントローラ320は、温度差が所定値以上であると判断した場合に、その太陽光発電用セル#1に故障が生じていると判断して、警告信号を生成する。
この警告信号には、どの太陽光発電用セル102に故障が生じているかを示す情報(上記例では太陽光発電用セル#1を示す情報)が含まれていてもよい。
また、コントローラ320は、生成した警告信号を、通信モジュール340に対して送信する。
通信モジュール340は、コントローラ320からの警告信号を、アンテナ342を介して、管理設備2に対して発信する。
ここで、「太陽光発電用セル#1の周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度差」とは、
[太陽光発電用セル#1の温度]−[周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]([太陽光発電用セル#1の温度]>[周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]の場合)、および、
[周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]−[太陽光発電用セル#1の温度]([周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]>[太陽光発電用セル#1の温度]の場合)
のいずれも含みうる。
このとき、[太陽光発電用セル#1の温度]>[周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]の場合と[周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]>[太陽光発電用セル#1の温度]の場合とで、警告信号の種類が変更されてもよい。
また、[太陽光発電用セル#1の温度]>[周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]の場合と[周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度]>[太陽光発電用セル#1の温度]の場合とのいずれか一方の場合のみに、警告信号が発信されるようにしてもよい。
また、「太陽光発電用セル#1の周辺に設置されている太陽光発電用セル102の温度」とは、例えば、太陽光発電用セル#1に隣接する1つ以上の太陽光発電用セル102の温度であってもよいし、全ての太陽光発電用セル102の温度の平均温度であってもよい。
この例において、「太陽光発電用セル#1に隣接する太陽光発電用セル102の温度」である場合、コントローラ320は、太陽光発電用セル#1に隣接する1つ以上の太陽光発電用セル102のうちのいずれか1つの太陽光発電用セル102の温度との温度差が所定値以上であると判断した場合に、太陽光発電用セル#1に故障が発生していると判断してもよい。
警告装置220が警告を行った場合には、太陽光発電用セル#1に故障が生じている。
つまり、夜間等の太陽光が太陽光発電用セル102に照射していない場合、太陽光発電用セル102が正常であるときには、全ての太陽光発電用セル102の温度がほぼ同じである。
したがって、管理者は、太陽光発電装置100を目視で確認することなしに、ある太陽光発電用セル102に故障が発生していると判断できる。
この場合、管理者は、警告装置220が警告を行った場合に、太陽光発電装置100が設置された現場へ移動して、即座に、故障が生じている太陽光発電用セル102を交換する等の処置を行うことができる。
図4は、第2の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システム3における故障診断を示すフローチャート(S20)である。
ステップ202(S202)において、赤外線カメラ300は、太陽光発電用セル102それぞれに関する温度情報を、太陽光発電用セル102ごとに取得する。
ステップ204(S204)において、コントローラ320は、周辺の太陽光発電用セル102との温度差が所定値以上である太陽光発電用セル102が存在するか否かを判断し、そうである場合は、処理はS206に進み、そうでない場合は、処理はS210に進む。
ステップ206(S206)において、コントローラ320は、周辺の太陽光発電用セル102との温度差が所定値以上である太陽光発電用セル102で故障が発生していると判断する。
ステップ208(S208)において、通信モジュール340は、警告信号を発信する。
ステップ210(S210)において、コントローラ320は、太陽光発電装置100に故障が生じていない(つまり正常である)と判断する。
第2の実施形態にかかる太陽光発電故障診断システム3は、上記のように構成されているので、管理者は太陽光発電用セル102が正常である場合に太陽光発電装置100が設置された現場へ移動しなくてもよい。
したがって、メンテナンスの手間およびコストの増大を抑制することができる。
また、太陽光発電用セル102の一部分(黒点等)の故障についても検出することが可能であるので、太陽光発電装置100の効率の改善を容易に行うことができる。
また、太陽光発電装置100に故障が生じた場合に、その旨を示す警告信号を、無線通信を用いて発信するので、太陽光発電装置100とは離れた場所に設けられた管理設備2に駐在する管理者であっても、太陽光発電装置100に故障が発生したことを即座に認識することができる。
なお、上記実施形態において、コントローラ320は、太陽光発電用セル#1の温度と周辺の太陽光発電用セル102の温度との温度差が所定値以上である場合に警報信号を生成するとしたが、警報信号は、段階的に複数生成されるようにしてもよい。
つまり、コントローラ320は、温度差が第1の所定値以上である場合に、第1の警告信号を生成し、温度差が第2の所定値以上である場合に、第2の警告信号を生成してもよい。
この場合、警告装置220は、警告信号の種類によって、警告の方法を変更してもよい。
つまり、警告装置220は、第1の警告信号を受信した場合には、例えば警報を発令し、第2の警告信号を受信した場合には、例えば、非常灯等を点灯させるとともに、故障が発生した太陽光発電用セル102の位置をモニタ等に表示させるようにしてもよい。
また、赤外線カメラ300の他、太陽光発電装置100を監視するための監視カメラが設置されてもよい。
また、コントローラ320は、赤外線カメラ300と離れた位置に設けられてもよい。
この場合、赤外線カメラ300は、太陽光発電用セル102から放射される赤外線を検出し、その赤外線放射量に基づいてサーモグラフィ等の画像を示す画像データを生成し、その画像データを、通信モジュールを利用した無線通信または有線通信によって、コントローラ320(または別のコントローラ)に対して送信してもよい。
また、この場合、コントローラ320(または別のコントローラ)は、受信した画像データを解析して各太陽光発電用セル102の温度を検出してもよい。
また、電力会社等が複数の場所に複数の太陽光発電装置100を所有する場合において、太陽光発電装置100ごとに識別子を割り当てて、1か所の管理設備2に対して送信される警告信号にその太陽光発電装置100の識別子が含まれるようにしてもよい。
同様に、太陽光発電装置100が複数の一般家庭の家屋の屋根等に設けられている場合、その管理会社等の管理設備2が、各家庭の太陽光発電装置100に関する情報を識別子として集約するときに、その情報に警告信号が含まれるようにしてもよい。
さらに、赤外線カメラ300は可動式であってもよく、また、赤外線カメラ300は複数設けられてもよい。
また、赤外線カメラ300にGPS(Global Positioning System)が設置されるようにしてもよく、GPSによって生成された位置情報に基づいて、コントローラ320が、故障が生じている太陽光発電用セル102の位置を判別するようにしてもよい。
また、通信モジュール340にGPSを設けるようにしてもよく、コントローラ320が、このGPSを使用して、太陽光発電用セル102の位置を判別するようにしてもよい。
1・・・太陽光発電故障診断システム、100・・・太陽光発電装置、102・・・太陽光発電用セル、120・・・電力計、130・・・コントローラ、140・・・通信モジュール、142・・・アンテナ、3・・・太陽光発電故障診断システム、300・・・赤外線カメラ、320・・・コントローラ、340・・・通信モジュール、342・・・アンテナ

Claims (1)

  1. 複数の太陽光発電用セルを有する太陽光発電装置と、
    前記複数の太陽光発電用セルそれぞれの温度に関する温度情報を取得する温度情報取得手段と、
    前記温度情報取得手段によって取得された温度情報に基づいて、前記複数の太陽光発電用セルそれぞれの温度と当該太陽光発電用セルの周辺の太陽光発電用セルの温度との温度差を算出する算出手段と、
    前記算出された温度差が所定値以上である場合に、通信モジュールを介して遠隔地に設置された管理設備に対して警告信号を発信する警告手段と
    を備える太陽光発電故障診断システム。
JP2011067861A 2011-03-25 2011-03-25 太陽光発電故障診断システム Withdrawn JP2012204610A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011067861A JP2012204610A (ja) 2011-03-25 2011-03-25 太陽光発電故障診断システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011067861A JP2012204610A (ja) 2011-03-25 2011-03-25 太陽光発電故障診断システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012204610A true JP2012204610A (ja) 2012-10-22

Family

ID=47185252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011067861A Withdrawn JP2012204610A (ja) 2011-03-25 2011-03-25 太陽光発電故障診断システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012204610A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103472331A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 同济大学 一种基于光伏物理模型的光伏发电故障诊断系统
KR101541285B1 (ko) 2015-02-13 2015-08-03 (주)하이레벤 무인 항공기를 이용한 태양광 발전 설비의 태양전지 모듈 표면 영상 데이터 수집 시스템
KR20160089075A (ko) * 2015-01-19 2016-07-27 한국에너지기술연구원 태양전지모듈의 전체 및 부분 고장 진단 기능을 가지는 태양전지장치 및 태양전지모듈 고장진단 방법
JP2017046483A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 株式会社かんでんエンジニアリング 太陽光発電装置の検査方法
CN107483014A (zh) * 2017-06-16 2017-12-15 理光软件研究所(北京)有限公司 一种光伏板故障自动检测方法
JP2019092376A (ja) * 2015-12-10 2019-06-13 朗集股▲フン▼有限公司 組立式太陽光発電装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103472331A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 同济大学 一种基于光伏物理模型的光伏发电故障诊断系统
CN103472331B (zh) * 2013-09-13 2015-10-21 同济大学 一种基于光伏物理模型的光伏发电故障诊断系统
KR20160089075A (ko) * 2015-01-19 2016-07-27 한국에너지기술연구원 태양전지모듈의 전체 및 부분 고장 진단 기능을 가지는 태양전지장치 및 태양전지모듈 고장진단 방법
KR101643962B1 (ko) * 2015-01-19 2016-08-10 한국에너지기술연구원 태양전지모듈의 전체 및 부분 고장 진단 기능을 가지는 태양전지장치 및 태양전지모듈 고장진단 방법
CN106688176A (zh) * 2015-01-19 2017-05-17 韩国能源技术研究院 具有故障诊断装置的光伏发电系统及其故障诊断方法
US10389300B2 (en) 2015-01-19 2019-08-20 Korea Institute Of Energy Research Photovoltaic system having fault diagnosis apparatus, and fault diagnosis method for photovoltaic system
CN106688176B (zh) * 2015-01-19 2020-01-10 韩国能源技术研究院 具有故障诊断装置的光伏发电系统及其故障诊断方法
KR101541285B1 (ko) 2015-02-13 2015-08-03 (주)하이레벤 무인 항공기를 이용한 태양광 발전 설비의 태양전지 모듈 표면 영상 데이터 수집 시스템
JP2017046483A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 株式会社かんでんエンジニアリング 太陽光発電装置の検査方法
JP2019092376A (ja) * 2015-12-10 2019-06-13 朗集股▲フン▼有限公司 組立式太陽光発電装置
CN107483014A (zh) * 2017-06-16 2017-12-15 理光软件研究所(北京)有限公司 一种光伏板故障自动检测方法
CN107483014B (zh) * 2017-06-16 2019-03-29 理光软件研究所(北京)有限公司 一种光伏板故障自动检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101485051B1 (ko) 태양광 발전 시스템의 발전진단 장치
KR200457335Y1 (ko) 스마트 태양광 발전시스템
KR101051496B1 (ko) 센서네트워크를 이용한 태양광 발전용 태양전지모듈 모니터링시스템 및 그 방법
JP2012204610A (ja) 太陽光発電故障診断システム
WO2013179655A1 (ja) 太陽光発電監視方法及びその方法に用いられる太陽光発電監視システム
KR101234616B1 (ko) 저전력 센서네트워크 기반의 태양광 어레이 모니터링 시스템 및 방법
WO2012026449A1 (ja) 地絡検出装置、その地絡検出装置を用いた集電箱及びその集電箱を用いた太陽光発電装置
CN104734362A (zh) 一种光伏逆变器健康状态监控与告警系统
JP5295996B2 (ja) 太陽光発電システム
CN104390666A (zh) 一种电缆管道监测装置及系统
US10505831B2 (en) Sensor network system and operational method of the same
KR20160144657A (ko) 열화상 카메라를 이용한 태양광 발전설비의 원격 감시 장치
KR101516603B1 (ko) 저전력 센서 네트워크를 이용한 플러그-인 타입의 상황인지 기반 태양광 설비 통합 감시 시스템
KR101024225B1 (ko) 건물에너지관리시스템과 연계된 신재생에너지 통합관리시스템
CN203083706U (zh) 一种电气设备接头在线红外测温装置
JP2015136233A (ja) 太陽光発電システム
KR101410333B1 (ko) 태양전지 모듈 모니터링 방법
KR20140116614A (ko) 태양광 발전 시스템의 발전 랭킹 산출 장치
KR101485052B1 (ko) 태양광 발전 시스템의 발전분석 장치
KR20180112917A (ko) 건물일체형 태양광발전시스템 전기안전진단 통합 모니터링 시스템 및 방법
CN104093003A (zh) 一种建筑物检测系统及方法
KR101883079B1 (ko) 태양광 발전기 고장 진단용 통합 모니터링 시스템
KR101457643B1 (ko) 태양광 발전설비 진단시스템
KR20130005979A (ko) 태양광발전장치의 통합관리시스템
JP2006101591A (ja) 太陽光発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140603