JP2013080730A - Ｐｖパネル診断装置、診断方法及び診断プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電システム中の劣化パネルを、確実に見つけだすことのできるＰＶパネル診断技術を提供する。
【解決手段】複数枚のＰＶパネルが接続されたＰＶパネル回路について、インピーダンスを調節する調節部１１０と、インピーダンスの変化に対応して、ＰＶパネル回路において計測された電圧若しくは電流を、計測値として記憶する計測値記憶部３１１と、インピーダンスの変化に応じた計測値に基づいて、電圧若しくは電流の変化量を判定する変化量判定部２２１と、変化量の程度とあらかじめ設定されたしきい値との比較に基づいて、劣化したＰＶパネルを特定する特定部２２２と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、たとえば、太陽電池パネル（ＰＶパネル）を複数枚直列、並列若しくは直並列に接続した発電システムにおけるＰＶパネルの劣化等の診断を行う技術に関する。

太陽電池パネル（以下、ＰＶパネルと呼ぶ）を用いた太陽光発電は、ＣＯ_２の発生が少ない発電方式として注目されている。しかしながら、一般的なＰＶパネル１枚当たりの出力は、数百Ｗ以下と小さい。このため、ＰＶパネルを用いた実用的な発電システムは、通常、複数枚のＰＶパネルを直列または並列に接続している。

そして、このような発電システムは、ＰＶパネルをＰＣＳ（Power Conditioning System）と呼ばれる装置に接続することにより、所望の電力が得られるように構成している。このＰＣＳは、基本的には、直交変換のためのインバータ機能を有している。また、ＰＣＳは、出力電力が最大となる動作点（ＭＰＰ：Maximum power point）を追従する機能（ＭＰＰТ：Maximum power point Tracker)も有している。

さらに、大規模な発電システムにおいては、ＰＶパネルを複数枚直列に接続したストリングスを構成し、このストリングスを複数並列に接続している。これらのストリングスを、１つのＰＣＳに接続することにより、大きな電力が得られる発電システムが形成できることになる。

ところで、ＰＶパネルは、使用年数が増えるとともに、出力低下や故障が発生する。しかし、ＰＶパネルの品質のバラツキ、設置位置の相違等により、ＰＶパネルごとの出力低下の度合いや故障の発生時期は異なる。

一方、複数枚のＰＶパネルで構成された発電システムでは、１、２枚のＰＶパネルが故障したり出力低下を起こしただけでも、全体の出力が大きく低下する場合がある。

例えば、ＰＶパネル１８枚の直列回路で構成されるストリングスを考える。このストリングス中で、２枚の劣化パネル（正常パネルの８４％の出力低下）が存在したとする。すると、各パネル（正常パネル１６枚＋劣化パネル２枚）の出力を、単純にすべて合計した場合の低下率は、９７％になる。ところが、実際の発電システムにおける出力は、８８％まで大きく低下する場合がある。

特開２０１１−１７０８３５号公報

以上のことから、システム中の劣化パネルを見つけだすことは、全体の出力を維持する上で、非常に大切である。たとえば、各ＰＶパネルの動作電圧を測定し、他のＰＶパネルに比べて、動作電圧、すなわち出力が大きく低下しているＰＶパネルを劣化パネルとして特定することはできる。

一方、ＰＣＳによるＭＰＰＴ動作時には、劣化パネルの動作電圧の低下を補って、出力が最適となるように制御されている。このため、他の正常なＰＶパネルと比較して、あまり出力の低下は見られないが、そのＰＶパネルのせいで、他の正常なＰＶパネルの出力が低下させられている場合がある。

このような劣化パネル（以下、潜在的劣化パネルと呼ぶ）は、システムとしてＭＰＰТ動作をしている場合、他の正常パネルと比較して、出力低下が数％以下に過ぎないため、単なる動作時の電圧の計測のみでは、劣化パネルとして正しく特定し難い。つまり、これまで提案されているＰＶパネルの診断技術では、直列・並列回路中の劣化パネルを的確に見つけだすことができなかった。

本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、太陽光発電システム中の劣化パネルを、確実に見つけだすことのできるＰＶパネル診断技術を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するため、実施形態のＰＶパネル診断装置は、以下のような技術的特徴を有している。
(1) 複数枚のＰＶパネルが接続されたＰＶパネル回路について、インピーダンスを調節する調節部
(2) 前記調節部によるインピーダンスの変化に対応して、前記ＰＶパネル回路において計測された電圧若しくは電流を、計測値として記憶する計測値記憶部
(3) 前記調節部によるインピーダンスの変化に応じた計測値若しくはその変化量と、所定のしきい値との比較に基づいて、劣化したＰＶパネルを特定し、若しくは劣化したＰＶパネルを含む複数のＰＶパネルが直列に接続されたストリングスを特定する特定部

なお、他の態様として、上記の各部の機能をコンピュータ又は電子回路により実行する方法及びコンピュータに実行させるプログラムとして捉えることもできる。

第１の実施形態が適用される発電システムの概略構成図である。 第１の実施形態の構成を示す機能ブロック図である。 正常パネルと劣化パネルＤ１、Ｄ２のＩ−Ｖ特性を示す図である。 ストリングスのＩ−Ｖ特性を示す図である。 正常パネルで構成されたストリングスと、劣化パネルを含むストリングスの出力を比較した図である。 ＭＰＰ動作時の各ＰＶパネルの動作電圧を示す図である。 ストリングスを流れる電流を変化させた場合の各ＰＶパネルの動作電圧と、ストリングス出力の回復予測値を示す図である。 第１の実施形態の処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態が適用される発電システムの概略構成図である。 第３の実施形態が適用される発電システムの概略構成図である。 第４の実施形態が適用される発電システムの概略構成図である。 第４の実施形態の処理手順を示すフローチャートである。

［Ａ．第１の実施形態］
［１．構成］
［発電システムの構成］
本実施形態が適用される発電システムの構成を、図１の概略構成図を参照して説明する。すなわち、本発電システムは、ストリングスＳ、電圧モニター２、電流測定端子３、コントローラー４、ＰＣＳ１２、サーバ装置２１を有している。以下、これらの構成を詳述する。

［ストリングス］
ストリングスＳは、上記のように、複数のＰＶパネル１を直列に接続したＰＶパネル回路である。ＰＶパネル１は、太陽光により電力を出力するパネルであり、現在又は将来において利用可能なあらゆる太陽電池パネルを含む。一つのストリングスＳにおけるＰＶパネル１の数は、自由である。

［電圧モニター］
電圧モニター２は、各ＰＶパネル１の回路に並列に接続され、各ＰＶパネル１の動作電圧を計測値として検出する計測部である。

［電流測定端子］
電流測定端子３は、ストリングスＳの直列回路を流れる電流値を計測値として検出する計測部である。この電流測定端子３としては、ＣＴ（変流器）を利用することが考えられる。ただし、回路に直列に抵抗を挿入し、その両端の電圧を測定することにより、電流値を演算により求めてもよい。ＰＣＳ１２から、電流値を得ることも可能である。

［コントローラー］
コントローラー４は、電流測定端子３に接続され、電流測定端子３の計測値の受信を行う処理部である。また、コントローラー４は、電圧モニター２からの計測値の受信及び電圧モニター２の制御を行う。電圧モニター２の制御と電圧モニター２から送られる計測値の送受信は、図中の符号１１で示したパワーラインを利用することができる。電圧モニター２とコントローラー４との間は、パワーライン１１を利用した通信以外に、データ送受信線を別途設けてもよいし、無線ＬＡＮによりデータを送受信可能に構成してもよい。

［ＰＣＳ］
ＰＣＳ１２は、パワーライン１１に接続された電力制御装置である。このＰＣＳ１２は、ＭＰＰ制御部１２ａ、インピーダンス調節回路１２ｂ、インバータ回路１２ｃ、ＣＰＵ１２ｄ等を有している（図２参照）。ＭＰＰ制御部１２ａは、上記のＭＰＰТ動作を行う処理部である。インピーダンス調節回路１２ｂは、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを調節する回路である。これによりＰＶパネル回路の負荷インピーダンスが調節される。インバータ回路１２ｃは、直流電力を交流電力に変換する回路である。ＣＰＵ１２ｄは、ＰＣＳ１２全体の制御を行う制御部である。

［サーバ装置］
サーバ装置２１は、ネットワークケーブル２２を介して、コントローラー４、ＰＣＳ１２に接続されることにより、情報の送受信が可能なコンピュータである。本発電システムの情報は、サーバ装置２１を介して、上位の監視装置等において利用可能となる。

［診断装置の構成］
上記のような発電システムを診断するＰＶパネル診断装置（以下、単に診断装置と記載する）の構成を、図２を参照して説明する。この診断装置１００は、ＰＣＳ１２、コントローラー４と、図示しないケーブルを介して接続され、情報の送受信が可能に設けられている。

診断装置１００は、調節部１１０、診断処理部２００、記憶部３００、入力部４００、出力部５００等を有している。調節部１１０は、ＰＣＳ１２のインピーダンス調節回路１２ｂに、インピーダンスを調節させる処理部である。診断処理部２００は、各種の計測値に基づいて、ＰＶパネル１、ストリングスＳの診断を行う処理部である。この診断処理部２００は、計測値受付部２１０、算出部２１１、計測値比較部２１２、異常判定部２１３、変化指示部２２０、変化量判定部２２１、特定部２２２、回復予測値算出部２２３、表示制御部２３１等を有している。

計測値受付部２１０は、コントローラー４から、計測値を受け付ける処理部である。計測値受付部２１０が受け付けた計測値は、後述する記憶部３００が記憶する。

算出部２１１は、計測値に基づいて、各種の演算を行う処理部である。たとえば、算出部２１１は、ＰＶパネル電圧、ストリングス電流に基づいて、ＰＶパネル出力、ストリングス出力を求める。また、算出部２１１は、ＰＶパネル電圧に基づいて、ストリングス電圧を求める。なお、算出部２１１は、後述するしきい値を求めることもできる。

コントローラー４が算出部２１１を備え、算出結果を計測値受付部２１０を受け付ける態様であってもよい。なお、本実施形態においては、上記のような算出結果も、計測値に含まれるものとする。算出結果である計測値も、後述する記憶部３００が記憶する。

計測値比較部２１２は、ＰＶパネル１、ストリングスＳの出力を、基準となる正常値と比較する処理部である。この正常値は、あらかじめ設定しておくこともできるし、日照条件等が変化することを考慮して、多数決原理に基づいて正常なＰＶパネル１、ストリングスＳを判定して、その計測値を正常値として用いることもできる。異常判定部２１３は、計測値比較部２１２による比較結果に基づいて、ＰＶパネル１、ストリングスＳの異常を判定する処理部である。

変化指示部２２０は、調節部１１０に、ＰＶパネル回路の負荷インピーダンスの変化させるように指示する処理部である。本実施形態の変化指示部２２０は、ストリングスＳの電流の変化を指示する。

変化量判定部２２１は、ストリングスＳの負荷インピーダンスを変化させた場合において、各ＰＶパネル１の計測値の変化量を判定する処理部である。本実施形態の変化量判定部２２１は、ＰＶパネル１の電圧の変化量を判定する。特定部２２２は、変化量判定部２２１による判定結果に基づいて、劣化パネル若しくは劣化パネルを含むストリングスＳを特定する処理部である。なお、特定部２２２は、変化量ではなく、計測値に基づいて、劣化パネル若しくは劣化パネルを含むストリングスＳを特定することもできる。

回復予測値算出部２２３は、劣化パネルを交換した場合に、回復すると予測されるＰＶパネル回路の出力値である回復予測値を算出する処理部である。本実施形態の回復予測値算出部２２３は、ストリングスＳの出力値の回復予測値を算出する。

表示制御部２３１は、計測値、劣化パネル、回復予測値等、上記の各部の処理結果を、後述する出力部５００に表示させる処理部である。

記憶部３００は、計測値記憶部３１１、調整値記憶部３１２、設定記憶部３１３等を有している。計測値記憶部３１１は、ＰＶパネル電圧、ストリングス電流、ＰＶパネル出力、ストリングス電圧、ストリングス出力等の計測値を記憶する記憶部である。

この計測値としては、計測値受付部２１０が受け付けた情報、算出部２１１が算出した情報若しくは後述する入力部４００から入力された情報を用いる。各情報の記憶領域は、各情報の記憶部として捉えることもできる。

調整値記憶部３１２は、変化指示部２２０によるインピーダンス変化指示の基準となる調整値を記憶する記憶部である。たとえば、本実施形態においては、ＰＶパネル１の動作電流の変更値等が含まれる。

設定記憶部３１３は、演算式、パラメータ、判断のしきい値等、診断処理部２００の処理に必要な各種の設定に関する情報を記憶した記憶部である。この情報には、劣化判定のための電圧、電流、出力電力値、正常時の電圧、電流、出力電力値、ＭＰＰ動作点、製品仕様等が含まれる。これらの情報は、入力部４００を用いて、ユーザが入力する。コントローラー４若しくはＰＣＳ１２から入力することも可能である。

記憶部３００としては、たとえば、メモリ、ハードディスク、光ディスク等の現在もしくは将来において利用可能なあらゆる記憶媒体を使用できる。すでに情報が記憶された記憶媒体を、読み取り装置に装着することにより、記憶内容を各種の処理に利用可能となる態様でもよい。

さらに、記憶部３００には、一時的な記憶領域として使用されるレジスタ、メモリ等も含まれる。したがって、上記の各部の処理のために一時的に記憶される記憶領域であっても、記憶部３００として捉えることができる。キュー、スタック等も、記憶部３００を利用して実現可能である。

入力部４００は、診断処理部２００の処理に必要な情報の入力、処理の選択や指示を入力する構成部である。この入力部４００としては、たとえば、キーボード、マウス、タッチパネル（表示装置に構成されたものを含む）、スイッチ等が考えられる。また、入力部４００は、操作用の端末として構成されたもの、操作盤に構成されたものも含まれる。但し、現在又は将来において利用可能なあらゆる入力装置を含む。

出力部５００は、診断処理部２００による各種の処理結果等を、オペレータが認識可能となるように出力する構成部である。この出力部２００としては、たとえば、表示装置、プリンタ、メータ、ランプ、スピーカ、ブザー等が考えられる。また、出力部５００は、表示用の端末として構成されたもの、操作盤に構成されたものも含まれる。但し、現在又は将来において利用可能なあらゆる出力装置を含む。

なお、診断装置１００の全部若しくは一部は、コンピュータを所定のプログラムで制御することによって実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、上記のような各部の処理を実現するものである。

上記の各部の処理を実行する方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体も、実施形態の一態様である。

また、ハードウェアで処理する範囲、プログラムを含むソフトウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様には限定されない。たとえば、上記の各部のいずれかを、それぞれの処理を実現する回路として構成することも可能である。

なお、サーバ装置２１に、上記の調節部１１０、診断処理部２００、記憶部３００、入力部４００、出力部５００のいずれかの機能を持たせることもできる。

［２．作用］
［劣化パネルの特定方法］
まず、本実施形態により、ＰＶパネル回路のインピーダンスを積極的に変化させて、電圧・電流を測定することによって、潜在的劣化パネルを容易に見つけだす方法を説明する。

まず、一例として、１８枚のＰＶパネル１が直列に接続された回路であるストリングスＳを考える。このストリングスＳ中の１８枚のＰＶパネル１中に、劣化パターンが異なる２種類の劣化パネルＤ１、Ｄ２が、それぞれ２枚ずつ、合計４枚存在しているとする。

この場合の正常パネルと劣化パネルＤ１、劣化パネルＤ２のＩ−Ｖ特性を、図３に示す。図３には、各ＰＶパネル１のＭＰＰ動作点も示されている。ＭＰＰ動作点における各劣化パネルＤ１、Ｄ２の出力低下は、正常パネルに対して、それぞれ８４％、８９％である。

さらに、上記の正常パネル及び劣化パネルＤ１、Ｄ２を含むストリングスＳのＩ−Ｖ特性を、図４に示す。ストリングスＳのＭＰＰ動作点は、図中に示されている。このストリングスＳのＭＰＰ動作点は、各ＰＶパネルのＭＰＰ動作点からは、外れた動作点となっている。

ここで特筆すべきことは、以下の事項である。まず、１つのストリングスＳにおいて、すべてのＰＶパネル１の仕様上の出力を合計した値、すなわち、１つのストリングスＳがすべて正常パネルで構成されているとした値を、１００％の基準値として考える。

１つのストリングスＳ中に、図３に示したような劣化パネルＤ１、Ｄ２が、１８枚中に４枚存在するとする。このストリングスＳ中のすべてのＰＶパネル１が、それぞれのＭＰＰ動作点で動作したと考える。すると、このときのストリングスＳの出力は、基準値に対して９７％となる。しかし、実際の動作では、図５に示すように、ストリングスＳの出力は８８％まで低下する。

次に、ＭＰＰ動作時の各ＰＶパネルの動作電圧の測定結果を、図６に示す。この測定結果からは、劣化パネルＤ１、Ｄ２ともに、正常パネルの９０％以上の出力が出ている。したがって、どちらの劣化パネルＤ１、Ｄ２も、劣化の程度はそれほど大きくないと考えることができる。

また、劣化パネルＤ１と劣化パネルＤ２とを比較しても、劣化は同じ程度と考えることができる。なお、数値を厳密に比較すると、劣化パネルＤ２の方が、劣化パネルＤ１よりも、出力低下は大きいといえる。

ここで、インピーダンス調節回路１２ｂにより、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを変化させると、ストリングスＳの動作点が変化する。すると、これに対応して各ＰＶパネル１の動作点も変化する。

たとえば、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを小さくして動作電流を増やすと、正常パネルの動作電圧はほとんど変化しない。しかし、一部の劣化パネルの動作電圧は、急激に低下する。

このような変化の様子を、図７に示す。この図７によると、ＭＰＰ動作時の電流が、４．０６Ａから４．２０Ａへと、３．５％程度増加するだけで、劣化パネルＤ１の動作電圧は大きく低下している。

一方、同様に電流が増加しても、正常パネルと劣化パネルＤ２の電圧は、ほとんど変化していない。このことにより、正常パネルと劣化パネルＤ２の出力は、電流とともに増加することが分かる。つまり、劣化パネルＤ１にひっぱられて、正常パネルと劣化パネルＤ２の出力が低下させられていたことが分かる。

以上のことから、ストリングスＳの全体の出力を変化させているのは、劣化パネルＤ１であることが分かる。このような劣化パネルＤ１を、潜在的劣化パネルと呼ぶことにする。

［劣化パネルの交換の要否判定方法］
次に、上記のような劣化パネルが存在した場合に、これを交換するか否かの判定方法を説明する。まず、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを変化させていくと、各ＰＶパネルのそれぞれのＭＰＰ点を通過することになる。そこで、その時の各ＰＶパネルの出力を記録し、演算処理を行うことで、劣化パネルを交換した場合の出力回復値を予測することができる。

つまり、図７における劣化パネルＤ１、Ｄ２の動作電流が、それぞれ正常パネルになったと想定して、ストリングスＳの出力を算出する。これにより、劣化パネルＤ１のみ、劣化パネルＤ２のみ、劣化パネルＤ１及びＤ２の双方を交換した場合の出力回復値を求めることができる。

ここで、図７において「劣化パネルを交換した時の回復予測値（ｋＷ）」は、このような方法で求めた値である。図７では、劣化パネルＤ１のみを交換した時の回復予測値（２．７６ｋＷ）は、すべての劣化パネルを交換したときの予測値（２．８ｋＷ）にほぼ近い値となっている。

一方、劣化パネルＤ２のみを交換した時の回復予測値（２．４９ｋＷ）は、現状の出力（２．４６ｋＷ）とほぼ同じである。このため、劣化パネルＤ２のみを交換しても、十分な回復が期待できないことが分かる。

［実施形態の診断処理］
以上のような原理に基づく本実施形態の診断処理を説明する。なお、以下の説明では、通常の計測処理で判定される劣化パネルを「劣化パネル」、本実施形態の診断処理で特定される劣化パネルを「潜在的劣化パネル」、「劣化パネル」のうち、「潜在的劣化パネル」以外のものを、「通常の劣化パネル」とする。

［通常の計測処理］
まず、通常のＭＰＰ動作における計測処理を説明する。すなわち、ＰＶパネル１による発電時において、ＰＣＳ１２が、ＭＰＰ動作を実施する。計測値受付部２１０が受け付けた計測値を、計測値記憶部３１１が記憶する。算出部２１１が算出した計測値も、計測値記憶部３１１が記憶する。

この条件下で、計測値比較部２１２は、ＰＶパネル電圧、ストリングス電流について、あらかじめ設定記憶部３１３に記憶されたしきい値と比較する。なおここでいうしきい値は、多数決原理に基づき測定値から決定された正常なパネル電圧を基準として、あらかじめ設定記憶部３１３に記憶された演算により作成されたしきい値でもよい。異常判定部２１３は、ＰＶパネル電圧、ストリングス電流に、しきい値を超える低下があった場合に、劣化したＰＶパネル１若しくは劣化したＰＶパネル１が含まれているストリングスＳと判定する。

ただし、上記のように、変化が僅かな場合などがあるため、このような通常の計測処理によっては、必ずしも潜在的劣化パネルを特定することはできない。そこで、本実施形態においては、以下のような診断処理を行う。

［診断処理］
次に、本実施形態による診断処理を、図８のフローチャートを参照して説明する。この診断処理は、発電システムの起動時に行うこともできるし、定期的に行うこともできる。また、上記のように、異常が判定された場合に、診断処理を実行することもできる。

まず、変化指示部２２０は、調節部１１０に、あらかじめ調整値記憶部３１２に記憶された調整値に基づいてインピーダンスを変化させるように指示する（ステップ１０）。これにより、調節部１１０は、インピーダンス調節回路部１２ｂに、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスの変化を実行させるので、ストリングスＳの電流が変化する。

計測値受付部２１０は、インピーダンスの変化に応じたＰＶパネル電圧、ストリングス電流を、コントローラー４から受け付ける（ステップ１１）。なお、ＰＶパネル出力は、算出部２１１により算出することができる。これらのＰＶパネル電圧、ストリングス電流等は、計測値として計測値記憶部３１１が記憶する。

変化量判定部２２１は、各ＰＶパネル１の電圧の変化量を判定する（ステップ１２）。そして、特定部２２２は、あらかじめ設定記憶部３１３に記憶されたしきい値に基づき、電圧が低下しているＰＶパネル１を特定する（ステップ１３）。なお、ここでいうしきい値は、多数決原理に基づき測定値から決定された正常なパネル電圧を基準として、あらかじめ設定記憶部３１３に記憶された演算により作成されたしきい値でもよい。また、特定部２２２は、変化量ではなく、計測値をしきい値と比較して、電圧が低下しているＰＶパネル１を特定してもよい。劣化があった場合の電圧の低下は、上記のように著しいため、この判定は、異常判定部２１３による判定に比べて簡易な処理で済む。

特定部２２２が、著しく電圧が低下したＰＶパネル１を特定した場合（ステップ１４ ＹＥＳ）、そのＰＶパネル１が潜在的劣化パネルとなる。特定部２２２が、著しく電圧が低下したＰＶパネル１を特定できない場合には（ステップ１４ ＮＯ）、診断処理を終了する。

さらに、回復予測値算出部２２３は、計測値記憶部３１１が記憶した各ＰＶパネル出力、あるいは、設定記憶部３１３に記憶された正常時のＰＶパネル出力に基づいて、ストリングスＳの回復予測値を算出する（ステップ１５）。

回復予測値算出部２２３は、通常の劣化パネル、潜在的劣化パネル、両者を含むすべての劣化パネルを交換した場合について、回復予測値を算出する。

表示制御部２３１は、回復予測値と、実測の出力値とを、出力部５００に比較表示させる（ステップ１６）。なお、表示制御部２３１は、計測値、通常の劣化パネル、インピーダンスの変化に伴う電圧の変化、潜在的劣化パネル等を、出力部５００に表示させてもよい（図７参照）。

この場合、通常の劣化パネル、潜在的劣化パネルを、識別できるような表示（たとえば、色、大きさ、太さ、字体、明るさ、点滅等の強調表示）を行なってもよい。操作盤における該当ＰＶパネル１のランプを点灯させる等の単純な態様でもよい。スピーカーやブザーにより音声で出力することも可能である。

［３．効果］
本実施形態によれば、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを積極的に変化させて電圧を測定すると、劣化パネルの動作電圧が大きく低下する。このため、ＭＰＰ動作時だけの測定では特定が困難な潜在的劣化パネルを容易に見つけだすことができる。

しかも、潜在的劣化パネルの動作電圧は、正常パネルに比べて大きく低下するため、測定器、モニター、判定処理等の精度をあまり高くする必要もなくなり、コスト低下を実現することができる。

さらに、劣化パネルを交換した場合のシステムの回復値を予測することができる。このため、どのパネルを交換すれば、全体の出力がどこまで回復するかを知ることが可能となる。したがって、パネル交換の適格な指針が得られる。

［Ｂ．第２の実施形態］
本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成を有している。ただし、本実施形態における診断対象となる電力システムは、図９に示すように、複数のＰＶパネル１が並列に接続されている。また、本実施形態においては、ＰＶパネル１ごとにダイオード１５が付加されている。このダイオード１５は、ＰＶパネル１間に電流が流入することを防止するための逆流防止ダイオードである。

また、各ＰＶパネル１に対応するコントローラー５は、中継機を介してゲートウェイ６に接続されている。このゲートウェイ６は、下位の各コントローラー４の制御、下位および上位（サーバ装置２１等）とのデータの送受信、ＰＣＳ１２とのデータ通信等を行う装置である。

本実施形態においても、上記の実施形態と同様に、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを変化させることにより、複数のＰＶパネル１が並列に接続されたＰＶパネル回路の負荷インピーダンスを変化させることができる。この場合、第１の実施形態の「ＰＶパネルＤ１の電圧」を、「ＰＶパネルＤ１の電流」に読み替えることによって、潜在的劣化パネルを特定することができる。このため、上記の実施形態と同様の作用効果が得られる。

［Ｃ．第３の実施形態］
本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成を有している。ただし、本実施形態における診断対象となる電力システムは、図１０に示すように、複数のストリングスＳが並列に接続されている。また、本実施形態においては、ストリングスＳごとに、ダイオード１５が付加されている。なお、中継機８及びゲートウェイ９は、上記の第２の実施形態と同様である。

本実施形態においても、上記の実施形態と同様に、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを変化させることにより、上記の実施形態と同様の作用効果が得られる。

［Ｄ．第４の実施形態］
［構成］
本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成を有している。ただし、本実施形態における診断対象となる電力システムは、図１１に示すように、複数のストリングスＳが並列に接続されている。なお、ダイオード１５、中継機８及びゲートウェイ９は、上記の第２の実施形態と同様である。

また、本実施形態では、各ＰＶパネル１ごとの電圧モニター２は設置されておらず、コントローラー７によりストリングスＳの電流とストリングスＳ全体の電圧のみを測定している。つまり、本実施形態においては、上記の第１の実施形態で示したストリングス電流及びストリングス電圧を計測値として用いる。

［作用］
このような本実施形態における診断処理の手順を、図１２のフローチャートを参照して以下に説明する。すなわち、変化指示部２２０は、インピーダンス調節部１１０に、あらかじめ調整値記憶部３１２に記憶された調整値に基づいて、ＰＶパネル回路のインピーダンスを変化させるように指示する（ステップ２０）。これにより、インピーダンス調節部１１０の調節部１１１が、ＰＣＳ１２の入力インピーダンスを変更するので、ストリングスＳの電流が変化する。

計測値受付部２１０は、インピーダンスの変化に応じたストリングス電流、ストリングス電圧を、コントローラー７から受け付ける（ステップ２１）。なお、ストリングス出力は、算出部２１１により算出することができる。これらのストリングス電流、ストリングス電圧は、計測値として計測値記憶部３１１が記憶する。

変化量判定部２２１は、各ストリングスＳの電流の変化量を判定する（ステップ２２）。そして、特定部２２２は、あらかじめ設定記憶部３１３に記憶されたしきい値を超えて、電流が低下しているストリングスＳを判定する（ステップ２３）。なお、ここでいうしきい値は、多数決原理に基づき測定値から決定された正常なストリングス電流を基準値として、あらかじめ設定記憶部３１３に記憶された演算により作成したしきい値でもよい。また、特定部２２２は、変化量ではなく、計測値をしきい値と比較して、電流が低下しているストリングスＳを特定してもよい。

特定部２２２が、著しく電流が低下したストリングスＳ（劣化ストリングス）が存在すると特定した場合（ステップ２４ ＹＥＳ）、そのストリングスＳが潜在的劣化パネルを含むストリングスＳとなる。特定部２２２が、著しく電流が低下したストリングスＳが特定できない場合には（ステップ２４ ＮＯ）、診断処理を終了する。

さらに、回復予測値算出部２２３は、計測値記憶部３１１が記憶したストリングス出力、あるいは、設定記憶部３１３に記憶された正常時のストリングス出力に基づいて、ストリングスＳの回復予測値を算出する（ステップ２５）。つまり、潜在的劣化パネルを含むストリングスＳを、正常なストリングスＳに交換した場合の回復予測値を算出する。

表示制御部２３１は、回復予測値と、実測の出力値とを、出力部５００に比較表示させる（ステップ２６）。これにより、ユーザは、ストリングスＳを交換すべきか否かを判断できる。なお、表示制御部２３１は、計測値、インピーダンスの変化に伴う電圧の変化、潜在的劣化パネルを含むストリングスＳ等を、出力部５００に表示させてもよい（図７参照）。

この場合、潜在的劣化パネルを含むストリングスＳを、識別できるような表示（たとえば、色、大きさ、太さ、字体、明るさ、点滅等の強調表示）を行なってもよい。操作盤における該当ストリングスＳのランプを点灯させる等の単純な態様でもよい。スピーカーやブザーにより音声で出力することも可能である。

［効果］
本実施形態によれば、ＭＰＰ動作時だけの測定では特定が困難な潜在的劣化パネルを含むストリングスＳまでを、容易に特定することができる。さらに、どのストリングスＳを交換すれば、どれだけの効果が期待できるかを知ることが可能となる。これにより、ストリングスＳの交換の適格な指針を得ることができる。

なお、潜在的劣化パネルを含むストリングスＳを特定した後で、そのストリングスＳを構成する各ＰＶパネル１について、上記の電圧モニター２を接続して、計測値から劣化パネルを特定してもよい。その他の手段で劣化パネルを特定することも可能である。

［Ｅ．他の実施形態］
本実施形態は、上記のような態様には限定されない。
（１）上記の実施形態において、回復予測値に応じた交換判定を行う態様も構成可能である。たとえば、診断処理部２００に、予測値比較部、交換判定部を設ける。予測値比較部は、インピーダンスを変化させた場合における各ＰＶパネル１の出力に基づいて、回復予測値と現状のストリングスＳの出力を比較する処理部である。交換判定部は、予測値比較部における比較結果に基づいて、交換の要否を判定する処理部である。

交換判定部は、潜在的劣化パネルを交換した場合の回復予測値が、実測値を上回り、全ての劣化パネルを交換した場合の回復予測値と近似（所定のしきい値の範囲内）している場合、潜在的劣化パネルの交換が必要と判定する。交換判定部は、潜在的劣化パネルを交換した場合の回復予測値が、実測値を下回る場合には、交換が不要と判定する。判定結果は、表示制御部によって出力部に表示される。これにより、ユーザは、交換の要否を容易に判断することができる。表示の態様は、上記の劣化パネル等の識別表示と同様に、交換が必要なＰＶパネル１、ストリングスＳに応じて、種々の態様が適用可能である。

（２）調節部によるインピーダンスの調節は、電流を変化させるのではなく、電圧を変化させてもよい。電圧を変化させることにより、動作電流が著しく低下する場合、特定部は、当該ＰＶパネルが劣化パネルである、若しくは当該ストリングスＳが劣化パネルを含むと特定することができる。

（３）ＰＣＳにおける診断処理部、記憶部等は、コントローラー、中継器、ＰＣＳ内のＣＰＵ、ゲートウェイ、その他、共通のコンピュータにおいて実現してもよいし、通信ネットワークで接続された複数のコンピュータによって実現してもよい。

（４）変化量判定部、特定部を省略することも可能である。たとえば、調節部によるインピーダンスの変更に対応して、記憶部が、ＰＶパネル回路において計測された電圧若しくは電流を、計測値として記憶する。そして、表示制御部が、インピーダンス変更前の計測値と変更後の計測値とを、比較して表示させる。これにより、ユーザは、変化の著しいＰＶパネル、ストリングスについて、劣化を判断することが可能となる。

（５）実施形態に用いられる情報の具体的な内容、値は自由であり、特定の内容、数値には限定されない。実施形態において、しきい値に対する大小判断、一致不一致の判断等において、以上、以下として値を含めるように判断するか、より大きい、上回る、より小さい、下回るとして値を含めないように判断するかも自由である。

（６）本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…ＰＶパネル
２…電圧モニター
３…電流測定端子
４、５、７…コントローラー
６、９…ゲートウェイ
１１…パワーライン
１２…ＰＣＳ
１２ａ…ＭＭＰ制御部
１２ｂ…インピーダンス制御回路
１２ｃ…インバータ回路
１２ｄ…ＣＰＵ
１５…ダイオード
２１…サーバ装置
２２…ネットワークケーブル
１００…診断装置
１１０…調節部
２００…診断処理部
２１０…計測値受付部
２１１…算出部
２１２…計測値比較部
２１３…異常判定部
２２０…変化指示部
２２１…変化量判定部
２２２…特定部
２２３…回復予測値算出部
２３１…表示制御部
３００…記憶部
３１１…計測値記憶部
３１２…調整値記憶部
３１３…設定記憶部
４００…入力部
５００…出力部

Claims (11)

1. 複数枚のＰＶパネルが接続されたＰＶパネル回路について、インピーダンスを調節する調節部と、
   前記調節部によるインピーダンスの変化に対応して、前記ＰＶパネル回路において計測された電圧若しくは電流を、計測値として記憶する計測値記憶部と、
   前記調節部によるインピーダンスの変化に応じた計測値若しくはその変化量と、所定のしきい値との比較に基づいて、劣化したＰＶパネルを特定し、若しくは劣化したＰＶパネルを含む複数のＰＶパネルが直列に接続されたストリングスを特定する特定部と、
   を有することを特徴とするＰＶパネル診断装置。
2. 前記しきい値は、あらかじめ設定されたしきい値、若しくは多数決原理に基づき測定値から決定された値を基準として算出されたしきい値を含むことを特徴とする請求項１記載のＰＶパネル診断装置。
3. 表示装置に接続され、
   前記調節部によるインピーダンスの変化に対応して、前記ＰＶパネル回路において計測された電圧若しくは電流を、前記表示装置に表示させる表示制御部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＰＶパネル診断装置。
4. 前記調節部は、前記ＰＶパネル回路が接続された電力制御装置の入力インピーダンスを調節することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＶパネル診断装置。
5. 前記計測値は、各ＰＶパネルの動作電圧若しくは動作電流を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＶパネル診断装置。
6. 前記計測値は、複数並列に接続された各ストリングスの動作電圧若しくは動作電流を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＰＶパネル診断装置。
7. 前記計測値記憶部に記憶された計測値に基づいて、
   劣化したＰＶパネルを、正常なＰＶパネルに交換した場合に、回復すると予測される出力値を算出する回復予測値算出部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＰＶパネル診断装置。
8. コンピュータ又は電子回路が、
   複数枚のＰＶパネルが接続されたＰＶパネル回路について、インピーダンスを調節する調節処理と、
   前記調節処理によるインピーダンスの変化に対応して、前記ＰＶパネル回路において計測された電圧若しくは電流を、計測値として記憶する計測値記憶処理と、
   前記調節処理によるインピーダンスの変化に応じた計測値若しくはその変化量と、所定のしきい値との比較に基づいて、劣化したＰＶパネルを特定し、若しくは劣化したＰＶパネルを含む複数のＰＶパネルが直列に接続されたストリングスを特定する特定処理と、
   を実行することを特徴とするＰＶパネル診断方法。
9. 前記コンピュータ又は電子回路が、
   前記計測値記憶処理において記憶された計測値に基づいて、劣化したＰＶパネルを、正常なＰＶパネルに交換した場合に、回復すると予測される出力値を算出する回復予測値算出処理を実行することを特徴とする請求項８記載のＰＶパネル診断方法。
10. コンピュータに、
    複数枚のＰＶパネルが接続されたＰＶパネル回路について、インピーダンスを調節する調節処理と、
    前記調節部によるインピーダンスの変化に対応して、前記ＰＶパネル回路において計測された電圧若しくは電流を、計測値として記憶する計測値記憶処理と、
    前記調節処理によるインピーダンスの変化に応じた計測値若しくはその変化量と、所定のしきい値との比較に基づいて、劣化したＰＶパネルを特定し、若しくは劣化したＰＶパネルを含む複数のＰＶパネルが直列に接続されたストリングスを特定する特定処理と、
    を実行させることを特徴とするＰＶパネル診断プログラム。
11. 前記コンピュータに、
    前記計測値記憶処理において記憶された計測値に基づいて、劣化したＰＶパネルを、正常なＰＶパネルに交換した場合に、回復すると予測される出力値を算出する回復予測値算出処理を実行させることを特徴とする請求項１０記載のＰＶパネル診断プログラム。

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