JP2013084759A - 太陽光発電設備の直流接続箱および太陽光発電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の太陽電池ストリングにより形成されたグループを多く有する太陽光発電設備において、各太陽電池ストリングの劣化または発電不良を確実に検出でき、必要なケーブルの本数を削減できる太陽光発電設備の直流接続箱を提供することを目的とする。
【解決手段】小型太陽電池パネル２２より給電され、電流検出器３４および電圧検出器３５により検出される小型太陽電池パネル２２の出力電圧・電流により現在の日射量を予測し、この日射量に基づいて太陽電池ストリングに発電される予測発電量を求め、電流検出器３２および電圧検出器３３により検出される各太陽電池ストリングの出力電圧・電流により各太陽電池ストリングの発電量を求め、これら各太陽電池ストリングの発電量と、前記予測発電量とを比較することにより、性能が劣化している太陽電池ストリングを検出する判断装置３８を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光発電設備の直流接続箱および太陽光発電設備、特に太陽電池ストリングの劣化を監視する機能に関するものである。

従来の太陽電池ストリングの劣化を監視する機能を備えた太陽光発電設備の一例が、特許文献１に開示されている。
この特許文献１に開示された太陽光発電設備は、複数の太陽電池ストリングと、パワーコンディショナを備えており、複数の太陽電池ストリングは、ジャンクションボックスに並列に接続され、ジャンクションボックスにおいて、太陽電池ストリングにおいて発電された電流は加算されてパワーコンディショナへ出力され、パワーコンディショナにおいて交流に変換されて系統へ出力されている。

またジャンクションボックス内において、各太陽電池ストリングの発電により出力される直流の電流・電圧が計測され、監視装置において、次の手順により、各太陽電池ストリングの劣化または発電不良を検出している。
まず、各太陽電池ストリング毎にそれぞれ、計測された電流・電圧により、一定期間の電流積算値または電力積算値を求める。
次に、全太陽電池ストリングの積算値の合計値を求める。
次に、各太陽電池ストリング毎に、全太陽電池ストリングの積算値の合計値に対する、個別の積算値の割合（積算値の割合）を求める。
次に、各太陽電池ストリング毎に、求めた積算値の割合と予め設定された基準の割合を比較し、積算値の割合が基準の割合よりも小さい状態が一定時間継続するかを確認し、確認すると、太陽電池ストリングが劣化または発電不良と判断する。

このように、太陽電池ストリングに劣化または発電不良が発生していると、前記個別の積算値の割合に変化が生じることにより、基準の割合と比較することによって、太陽電池ストリングの劣化または発電不良を検出している。

特開２０１１−７７４７７号公報

しかし、従来の太陽光発電設備の監視装置では、次の問題を有している。
（１）各太陽電池ストリングの劣化または発電不良を確実に検出できない恐れがある。すなわち、複数の太陽電池ストリングに、劣化または発電不良が発生すると、全太陽電池ストリングの積算値の合計値が小さくなり、個別の積算値の割合に変化が生じることが殆どなく、劣化または発電不良を検出できないことがあり、また太陽光発電設備の敷地が広いと、天候によって雲に隠れる太陽電池ストリングが生じ、この太陽電池ストリングの発電量は減少し、劣化または発電不良と判断される恐れがある。
（２）従来の太陽光発電設備において、太陽電池ストリングの数が多いと、各太陽電池ストリングをジャンクションボックスへ接続するケーブルの数が多くなり、ケーブルの引き回しが困難となることから、複数の太陽電池ストリングによりグループ（群）を形成し、各グループ毎に、グループの太陽電池ストリングを並列に接続し、各太陽電池ストリングにおいて発電された電流をまとめて出力する第１のジャンクションボックスを設け、これら第１のジャンクションボックスとパワーコンディショナとの間に、第２のジャンクションボックスを設けて、第２のジャンクションボックスにおいて第１のジャンクションボックスから出力された電流をさらにまとめてパワーコンディショナへ出力するシステム構成が考えられる。

しかし、監視装置は、第２のジャンクションボックスにおいて、上流の第１のジャンクションボックスから出力されたグループの電流を監視することになり、グループ毎に各太陽電池ストリングの劣化または発電不良を検出できるが、各太陽電池ストリングの劣化または発電不良を検出できなくなる。そこで、第１のジャンクションボックスにおいて、各太陽電池ストリングにおいて発電された電流と電圧を検出し、監視装置へ送信することが考えられる。しかし、第１のジャンクションボックスにおいて、各太陽電池ストリングの電流と電圧を検出し、監視装置へ送信するには、電源を必要とするため、先の送信のための通信ケーブルに加えて電源ケーブルの引き回しが必要となり、第１のジャンクションボックスには、各太陽電池ストリングからの出力ケーブルに加えて、第２のジャンクションボックスへの出力ケーブルと通信ケーブルと電源ケーブルが接続されることになることから、ケーブルの本数が多くなり、１本でもケーブルの本数を減らすことが求められる。

そこで、本発明は、複数の太陽電池ストリングにより形成されたグループ（群）を多く有する太陽光発電設備において、各太陽電池ストリングの劣化または発電不良を確実に検出でき、ケーブルの本数を削減できる太陽光発電設備の直流接続箱および太陽光発電設備を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数の太陽電池ストリングが並列に接続され、各太陽電池ストリングにおいて発電された直流電流をまとめて出力する太陽光発電設備の直流接続箱であって、各太陽電池ストリングの発電によりそれぞれ出力される電圧・電流を検出するストリング検出器と、小型太陽電池パネルと、この小型太陽電池パネルの発電により出力される電圧・電流を検出するパネル検出器と、前記小型太陽電池パネルより給電され、前記パネル検出器により検出された電圧・電流により現在の日射量を予測し、この日射量に基づいて前記太陽電池ストリングに発電される予測発電量を求め、前記各ストリング検出器により検出された電圧・電流により各太陽電池ストリングの発電量を求め、これら各太陽電池ストリングの発電量と、前記予測発電量とを比較することにより、性能が劣化している太陽電池ストリングを検出する判断装置とを備えたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、小型太陽電池パネルより給電される判断装置において、小型太陽電池パネルの発電により出力される電圧・電流により現在の日射量が予測され、この日射量に基づいて太陽電池ストリングに発電される予測発電量が求められ、この予測発電量と実際の各太陽電池ストリングの発電量を比較することにより、性能が劣化している、または発電不良の太陽電池ストリングが検出される。

このように、各太陽電池ストリング毎に、自動的に劣化または発電不良が検出されることにより、メンテナンス作業が省力化されるとともに、発電設備の能力維持を図ることが可能となる。
そして、小型太陽電池パネルを設置することにより、外部電源が不要となり、その結果、電源ケーブルの敷設が不要となり、敷設するケーブルの本数を削減できる。さらに小型太陽電池パネルの発電により出力される電圧・電流により現在の日射量を予測することにより、高価な日照計の設置が不要となる。また各太陽電池ストリングの近辺に設置されることにより、広い敷地に太陽電池ストリングが配置されていても、各太陽電池ストリング近辺の日照に基づいて、より正確に発電量を予測でき、正確に各太陽電池ストリングの異常、すなわち劣化または発電不良を検出できる。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、外気温度を検出する気温検出器を備え、前記判断装置は、気温検出器により検出された外気温度により、前記日射量に基づく予測発電量を補正することを特徴とするものである。

上記構成によれば、太陽電池ストリングの発電効率は外気温度により変化することにより、日射量に基づいて太陽電池ストリングに発電される予測発電量は外気温度により補正される。これにより、より正確な発電量が予測される。

また請求項３に記載の発明は、複数の太陽電池ストリングによりストリング群を形成し、前記ストリング群毎にそれぞれ、群を形成する太陽電池ストリングが並列に接続され、各太陽電池ストリングにおいて発電された直流電流をまとめて出力する直流接続箱を備えた太陽光発電設備であって、前記直流接続箱毎にそれぞれ、各前記太陽電池ストリングの発電によりそれぞれ出力される電圧・電流を検出するストリング検出器と、小型太陽電池パネルと、この小型太陽電池パネルより給電され、前記各ストリング検出器により検出された電圧・電流、またはこれら電圧・電流に基づいて演算される各太陽電池ストリングの発電量を送信する通信装置を設け、前記直流接続箱の通信装置によりそれぞれ送信された、各ストリング検出器により検出された電圧・電流、または各太陽電池ストリングの発電量を受信する監視装置を備え、前記監視装置に、日射量を検出する日照計と、外気温度を検出する気温検出器と、前記太陽電池ストリング毎にそれぞれ、受信しているストリング検出器により検出された電圧・電流に基づいて演算する太陽電池ストリングの発電量、または受信している太陽電池ストリングの発電量を、前記日照計により検出された日照量および前記気温検出器により検出された外気温度とともに、所定時間毎に記憶するデータベースを備え、前記監視装置は、現在の前記日照量および前記外気温度により前記データベースを検索して、前記太陽電池ストリング毎にそれぞれ、現在の日照量および外気温度に合致する発電量を求めて予測発電量を形成し、この予測発電量と、現在受信しているストリング検出器により検出された電圧・電流に基づいて演算する太陽電池ストリングの発電量、または現在受信している太陽電池ストリングの発電量とを比較することにより、性能が劣化している太陽電池ストリングを検出することを特徴とするものである。

上記構成によれば、監視装置において、太陽電池ストリング毎に、発電量、日照計により検出された日照量および気温検出器により検出された外気温度が対となって、所定時間毎に蓄積され、データベースが形成される。そして、このデータベースを、現在の日照量および外気温度により検索することにより、各太陽電池ストリングに合致する発電量が求められ予測発電量が形成される。この予測発電量と実際の各太陽電池ストリングの発電量が比較されることにより、性能が劣化している、または発電不良の太陽電池ストリングが検出される。

このように、データベースに蓄積された、発電量、日照量および外気温度のデータから、現在の日照量および外気温度に合致する発電量が求められ、予測発電量が形成されることにより、統計データに基づいた信頼できる予測発電量を求めることができ、各太陽電池ストリング毎に劣化または発電不良を確実に検出することができる。

また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明であって、前記直流接続箱毎にそれぞれ、前記小型太陽電池パネルの発電により出力される電圧・電流を検出するパネル検出器と、前記小型太陽電池パネルより給電され、前記パネル検出器により検出された電圧・電流により現在の日射量を予測し、この日射量に基づいて、前記直流接続箱に接続された各太陽電池ストリングに発電される予測発電量を求め、前記各ストリング検出器により検出された電圧・電流により各太陽電池ストリングの発電量を求め、これら各太陽電池ストリングの発電量と、前記予測発電量とを比較することにより、性能が劣化している太陽電池ストリングを検出する判断装置とを設け、前記各直流接続箱の通信装置は、前記判断装置により求められた、前記太陽電池ストリングの予測発電量を前記監視装置へ送信し、前記監視装置は、形成した前記各太陽電池ストリング毎の予測発電量と、これら各予測発電量に対応する、受信した太陽電池ストリングの予測発電量を比較し、一致しないとき、受信した太陽電池ストリングの予測発電量を送信した直流接続箱における小型太陽電池パネルの性能に劣化が発生していると判断することを特徴とするものである。

上記構成によれば、監視装置により形成された各太陽電池ストリング毎の予測発電量と、対応する直流接続箱の判断装置により求められた太陽電池ストリングの予測発電量を比較し、一致しないとき、直流接続箱の判断装置により求められた太陽電池ストリングの予測発電量に誤りがあり、この予測発電量を求める元となる小型太陽電池パネルの性能に劣化が発生していると判断される。これにより、直流接続箱における太陽電池ストリングの診断が保証される。

本発明の太陽光発電設備の直流接続箱は、小型太陽電池パネルを設置することにより、外部電源が不要となり、その結果、電源ケーブルの敷設が不要となり、敷設するケーブルの本数を削減でき、さらに小型太陽電池パネルの発電により出力される電圧・電流により現在の日射量が予測されることにより、高価な日照計の設置を不要にでき、また各太陽電池ストリングの近辺に設置されることにより、各太陽電池ストリング付近の日照に基づいて、より正確に発電量を予測でき、正確に各太陽電池ストリングの異常、すなわち劣化または発電不良を確認できる、という効果を有している。

また本発明の太陽光発電設備は、データベースに蓄積された、発電量、日照量および外気温度のデータから、現在の日照量および外気温度に合致する発電量が求められ予測発電量が形成されることにより、統計データに基づいた信頼できる予測発電量を求めることができ、各太陽電池ストリング毎に劣化または発電不良を確実に検出することができる、という効果を有している。

本発明の実施の形態における太陽光発電設備の構成図である。 同太陽光発電設備の直流接続箱の構成図である。 同太陽光発電設備の直流接続箱の判断装置のブロック図である。 同太陽光発電設備の太陽電池パネルの特性図である。 同太陽光発電設備の直流接続箱の判断装置を構成する日射量予測部と発電量予測部の動作を説明するフローチャートである。 同太陽光発電設備の監視装置の要部ブロック図である。 同太陽光発電設備の監視装置を構成する発電量予測部の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における太陽光発電設備の構成図である。
図１に示すように、太陽光発電設備１０は、市場へ電力を供給する発電所して設置されており、多数の太陽電池ストリング１１を備えている。
また太陽電池ストリング１１は、所定の台数（例えば、１０台）毎にストリング群（グループ）１２を形成しており、各ストリング群１２毎に、近接して、群１２を形成する太陽電池ストリング１１が並列に接続され、各太陽電池ストリング１１において発電された直流電流をまとめて（合計して）出力する直流接続箱１３が設けられている。

また複数の直流接続箱１３毎に、直流接続箱１３が複数並列に接続され、各直流接続箱１３からそれぞれ出力された直流電流をさらにまとめ、交流電流に変換して出力するパワーコンディショナ１４が設けられ、これら各パワーコンディショナ１４はそれぞれ変電設備１５に接続されており、変電設備１５より系統へ電力を供給している。また各直流接続箱１３、各パワーコンディショナ１４、および変電設備１５からデータを収集する設備データユニット１６が設けられ、この設備データユニット１６において収集されたデータにより設備を監視する監視装置（監視端末装置）１７が設けられ、監視装置１７から出力されたデータを表示する表示器（表示パネル）１８が設けられている。また監視装置１７の付近に、気温センサ１９と日照計２０とが設けられ、監視装置１７に、気温センサ（気温検出器）１９により検出された外気温度と、日照計２０により計測された日照量が入力されている。

前記直流接続箱１３には、図２に示すように、箱の上に、気温センサ（気温検出器）２１と、専用の直流接続箱駆動用の小型太陽電池パネル２２が設けられ、内部に、各太陽電池ストリング１１毎にブレーカ２３が設けられ、パワーコンディショナ１４に出力する電力出力端子２４と、後述するデータ出力用のデータ出力端子２５が設けられており、各ブレーカ２３にそれぞれ、太陽電池ストリング１１により発電された直流電力が送電されてくる一次電力ケーブル２７が接続され、電力出力端子２４に、パワーコンディショナ１４へ直流電力を送電する二次電力ケーブル２８が接続され、またデータ出力端子２５に、設備データユニット１７へデータを送信する通信ケーブル２９が接続されている。

そして、直流接続箱１３の内部には、各ブレーカ２３と出力端子２４との間に、各太陽電池ストリング１１の発電により出力された電流をまとめるために並列接続回路３１が設けられている。この回路３１には、各太陽電池ストリング１１の発電により出力される電流（以下、ストリング電流と称す）をそれぞれ検出する、ホール素子を使用したストリング電流検出器３２が設けられ、さらに並列接続後の出力電圧（以下、ストリング電圧と称す）を検出する１台のストリング電圧検出器３３が設けられている。また前記ストリング電流検出器３２にホール素子を使用することにより、発電への影響が最小とされている。
また直流接続箱１３の内部には、小型太陽電池パネル２２の発電により出力された電流（以下、パネル電流と称す）を検出するパネル電流検出器３５と、電圧（以下、パネル電圧と称す）を検出するパネル電圧検出器３６が設けられている。
さらに直流接続箱１３の内部には、小型太陽電池パネル２２から給電される、コンピュータからなる判断装置３８と通信装置３９が設けられている。

判断装置３８には、各ストリング電流検出器３２において検出されたストリング電流と、ストリング電圧検出器３３において検出されたストリング電圧と、パネル電流検出器３５において検出されたパネル電流と、パネル電圧検出器３６において検出されたパネル電圧と、気温センサ２１により検出された外気温度が入力され、各太陽電池ストリング１１の劣化（発電不良を含む）を検出する機能を備えている。

また通信装置３９は、判断装置３８とデータ出力端子２５に接続され、判断装置３８から入力したデータを、データ出力端子２５、通信ケーブル２９を介して設備データユニット１６へ送信する高速通信機能（ＣＡＮ通信機能）を備えている。

［判断装置３８］
上記判断装置３８は、図３に示すように、記憶部４１、日射量予測部４２、発電量予測部４３、各太陽電池ストリング１１にそれぞれ対応するストリング発電量演算部４４−１〜４４−１０、およびこれらストリング発電量演算部４４−１〜４４−１０に対応するストリング異常検出部４５−１〜４５−１０から構成されている。
上記判断装置３８を構成する各部について説明する。

「記憶部４１」
記憶部４１には、実験・実証に基づいて、予め次のデータ（換算表）が記憶されている。
・小型太陽電池パネル２２の光電流値を、日射量に換算する第１換算表
・日射量を、外気温度により補正する第２換算表
・日射量を、太陽電池ストリング１１の発電量に換算する第３換算表
・太陽電池ストリング１１の発電量を、外気温度により補正する第４換算表
・太陽電池ストリング１１の発電量を、経年変化により補正する第５換算表

「日射量予測部４２」
日射量予測部４２には、パネル電流検出器３５において検出されたパネル電流と、パネル電圧検出器３６において検出されたパネル電圧と、気温センサ２１により検出された外気温度が入力され、日射量予測部４２は、前記パネル電圧が検出されていると、一定時間毎に、これらパネル電流、パネル電圧および外気温度により図５（ａ）に示すフローチャートに示す次の手順により、日射量を予測し、発電量予測部４３へ出力する。
まず、入力したパネル電流とパネル電圧から、図４に示す太陽電池特性曲線により、光電流値を求める（ステップ−１）。
続いて、求めた光電流値より、記憶部４１の第１換算表に基づいて日射量を求める（ステップ−２）。
続いて、求めた日射量を、外気温度により記憶部４１の第２換算表に基づいて補正し、発電量予測部４３へ出力する（ステップ−３）。

「発電量予測部４３」
発電量予測部４３には、日射量予測部４２より日射量予測値が入力されている。発電量予測部４３の機能を、図５（ｂ）に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、入力した日射量（予測値）より、記憶部４１の第３換算表に基づいてストリング発電量を求める（ステップ−１）。
続いて、求めたストリング発電量を、外気温度により記憶部４１の第４換算表に基づいて補正する（ステップ−２）。
続いて、補正したストリング発電量を、記憶部４１の第５換算表に基づいて経年変化により補正する（ステップ−３）。
続いて、経年変化により補正したストリング発電量により許容誤差の範囲（閾値幅）を計算し、補正したストリング発電量に対して、上下に計算した許容誤差の範囲を持たせて、発電量上限値と発電量下限値を求めて、ストリング異常検出部４５−１〜４５−１０へ出力する（ステップ−４）。

このように、発電量予測部４３は、日射量予測部４２より日射量予測値を入力すると、太陽電池ストリング１１の発電量を予測し、この発電予測値（発電すると予測される発電量）の上下に許容誤差の範囲を持たせて、太陽電池ストリング１１の異常を検出するための発電量上限値と発電量下限値を求めて、ストリング異常検出部４５−１〜４５−１０へ出力している。

「ストリング発電量演算部４４−１〜４４−１０」
各ストリング発電量演算部４４には、ストリング電圧と、対応する太陽電池ストリング１１のストリング電流が入力され、各ストリング発電量演算部４４はそれぞれ、一定時間毎に、ストリング電圧とストリング電流とを乗算してストリング発電量を求めて、通信装置３９およびストリング異常検出部４５−１〜４５−１０へ出力する。

「ストリング異常検出部４５−１〜４５−１０」
各ストリング異常検出部４５はそれぞれ、対応するストリング発電量演算部４４からストリング発電量を入力すると、入力したストリング発電量が、発電量予測部４３より入力した発電量上限値と発電量下限値の範囲にあるかどうかを判断し、範囲外と確認すると、ストリング異常信号を通信装置３９へ出力する。

上記判断装置３８の構成により、各太陽電池ストリング１１毎に、発電量が求められて通信装置３９へ出力されるとともに、求めた発電量が、予測発電量の許容誤差範囲にあるかどうかの判断により、異常（劣化または発電不良）が発生しているかどうかが判断され、異常が発生していると判断されると、異常検出信号が通信装置３９へ出力される。
また通信装置３９により、各太陽電池ストリング１１の発電量および異常検出信号が、通信ケーブル２９、設備データユニット１６を介して監視装置１７へ送信され、監視装置１７において蓄積されるとともに、異常検出信号が受信されると表示器１８に表示される。

［監視装置１７］
監視装置１７は、上述したように、各直流接続箱１３の通信装置３９より、この直流接続箱１３にそれぞれ接続された１０台の太陽電池ストリング１１の発電量および異常検出信号を受信すると、これら各太陽電池ストリング１１毎に発電量および異常検出信号を蓄積する機能と、異常検出信号を入力した場合には、表示器１８へ表示する機能を有している。また監視装置１７においても、各太陽電池ストリング１１の異常を検出している。

この監視装置１７の各太陽電池ストリング１１の異常検出機能を、図６に基づいて説明する。
図６に示すように、監視装置１７に、発電量蓄積部５１と、発電量予測部５２と、データベース５３と、ストリング異常検出部５４−１〜５４−ｍ（ｍは発電設備全体の太陽電池ストリング１１の総数）が設けられている。またデータベース５３には、各太陽電池ストリング１１毎に、後述するデータを記憶（蓄積）するデータ記憶部５６−１〜５６−ｍが設けられている。

「発電量蓄積部５１」
発電量蓄積部５１には、設備データユニット１６より、ｍ台の太陽電池ストリング１１それぞれの発電量が入力され、また気温センサ１９により検出された外気温度と、日照計２０により計測された日照量が入力されている。
発電量蓄積部５１は、データベース５３のデータ記憶部５６−１〜５６−ｍに対してそれぞれ、所定時間（日時）毎に、日照量、外気温度、および入力された太陽電池ストリング１の発電量を蓄積する。

「発電量予測部５２」
発電量予測部５２には、気温センサ１９により検出された外気温度と、日照計２０により計測された日照量が入力されている。発電量予測部５２の機能を、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、入力した日射量と外気温度により、データベース５３の各データ記憶部５６−１〜５６−ｍに蓄積された１日以上前のデータをそれぞれ検索し、入力した日射量と外気温度と一致する発電量を、各太陽電池ストリング１１毎に複数件（例えば、１００件）抽出する（ステップ−１）。
続いて各太陽電池ストリング１１毎に、抽出した複数件の発電量を平均し、予測発電量）を形成する（ステップ−２）。
続いて、各太陽電池ストリング１１毎に、予測発電量により許容誤差の範囲（閾値幅）を計算し、予測発電量に対して、上下に計算した許容誤差の範囲を持たせて、発電量上限値と発電量下限値を求めて、ストリング異常検出部５４−１〜５４−ｍへ出力する（ステップ−３）。

このように、発電量予測部５２には、気温センサ１９により検出された外気温度と、日照計２０により計測された日照量が入力されており、太陽電池ストリング１１の異常を検出するための発電量上限値と発電量下限値を求めて、ストリング異常検出部５４−１〜５４−ｍへ出力している。

「ストリング異常検出部５４−１〜５４−ｍ」
各ストリング異常検出部５４はそれぞれ、設備データユニット１６より対応するストリング発電量を入力すると、入力したストリング発電量が、発電量予測部５２より入力した各太陽電池ストリング１１の発電量上限値と発電量下限値の範囲にあるかどうかを判断し、範囲外と確認すると、ストリング異常信号を表示器１８へ出力する。

上記監視装置１７の構成により、各太陽電池ストリング１１の発電量を、日時、日射量および外気温度とともにデータベース５３（データ記憶部５６−１〜５６−ｍ）に蓄積し、現在の日射量および外気温度によりデータベース５３を検索して、これら日射量および外気温度の条件に合う各太陽電池ストリング１１の発電量を、例えば１００件ピックアップし、これらピックアップの平均値を計算して予測発電量を形成し、各太陽電池ストリング１１毎にこの予測発電量に対して、上下に許容誤差の範囲を持たせて、発電量上限値と発電量下限値を設定し、設備データユニット１６を介して送信してくる各太陽電池ストリング１１の実側発電量が、これら発電量上限値と発電量下限値の範囲内にあるかどうかを確認し、範囲外のとき各太陽電池ストリング１１に異常発生と判断し（異常を検出し）、表示器１８へ表示する。

以上のように本実施の形態によれば、各太陽電池ストリング１１毎に、自動的に劣化または発電不良を検出することにより、メンテナンス作業を省力化できるとともに、発電設備の能力維持を図ることが可能となり、さらに小型太陽電池パネル２２を設置することにより、外部電源が不要となり、自立運転ができ、その結果、電源ケーブルの敷設が不要となり、敷設するケーブルの本数を削減できる。また小型太陽電池パネル２２の発電により出力される電圧・電流により現在の日射量を予測することにより、高価な日照計の設置を不要にでき、また各太陽電池ストリング１１の近辺に直流接続箱１３が設置されることにより、広い敷地内に点在するストリング群１２毎で天候（雲の位置等）に影響を受けずに、各太陽電池ストリング１１付近の日照に基づいて、より正確に発電量を予測でき、正確に各太陽電池ストリング１１の異常、すなわち劣化または発電不良を確認できる。

また本実施の形態によれば、太陽電池ストリング１１の発電効率は外気温度により変化することにより、日射量に基づいて太陽電池ストリング１１に発電される予測発電量を外気温度により補正することにより、より信頼できる発電量を予測することができる。

また本実施の形態によれば、データベース５３に蓄積された、発電量、日照量および外気温度のデータから、現在の日照量および外気温度に合致する発電量を求め予測発電量を求めることにより、統計データに基づいた正確な予測発電量を求めることができ、各太陽電池ストリング１１毎に劣化または発電不良を検出することができる。

なお、本実施の形態では、各直流接続箱１３の判断装置３８において求めた太陽電池ストリング１１の予測発電量（各ストリング群１２の予測発電量）を通信装置３９により監視装置１７へ送信し、これら各ストリング群１２の太陽電池ストリング１１の予測発電量と、対応する監視装置１７の発電量予測部５２において求めた各太陽電池ストリング１１の予測発電量とを比較するようにすることもできる。
このような比較において、一致しないとき、前記直流接続箱１３の判断装置３８において求めた太陽電池ストリング１１の予測発電量に誤りがあり、この予測発電量を形成する元となる小型太陽電池パネル２２の性能に劣化が発生していると判断することができ、直流接続箱１３における太陽電池ストリング１１の診断を保証することができる。またこのとき、監視装置１７において求めた太陽電池ストリング１１の予測発電量を、小型太陽電池パネル２２の性能に劣化が発生している直流接続箱１３の判断装置３８に送信し、判断装置３８はこの予測発電量により、太陽電池ストリング１１の性能の劣化を判断するようにすることもできる。
また逆に、監視装置１７において求めた太陽電池ストリング１１の予測発電量を各直流接続箱１３へ送信し、各直流接続箱１３の判断装置３８において、求めた太陽電池ストリング１１の予測発電量と、監視装置１７において求めた太陽電池ストリング１１の予測発電量を比較することも可能である。

また本実施の形態では、各直流接続箱１３において、各太陽電池ストリング１１の発電量を演算して、監視装置１７へ送信しているが、各直流接続箱１３において検出した各太陽電池ストリング１１の電流・電圧を監視装置１７へ送信し、監視装置１７において各太陽電池ストリング１１の発電量を演算するようにしてもよい。

また本実施の形態では、監視装置１７は、所定時間毎に、各太陽電池ストリング１１の発電量と日照量と外気温度とをデータベース５３に記憶しているが、所定時間に限ることはなく、日射量が所定日射量変化したときに記憶するようにしてもよい。また記憶された所定時間の各太陽電池ストリング１１の発電量、日照量および外気温度を、外気温度および日射量および外気温度毎に、予め太陽電池ストリング１１の発電量を分類してデータベース５３を形成するようにしてもよい。また監視装置１７は、表示器１８に対して、データベース５３に蓄積された各太陽電池ストリング１１の発電量をグラフで表示するようにすることもできる。

１０ 太陽光発電設備
１１ 太陽電池ストリング
１２ ストリング群（グループ）
１３ 直流接続箱
１４ パワーコンディショナ
１５ 変電設備
１６ 設備データユニット
１７ 監視装置
１８ 表示器
１９ 気温センサ
２０ 日照計
２１ 気温センサ
２２ 小型太陽電池パネル
３２ ストリング電流検出器
３３ ストリング電圧検出器
３５ パネル電流検出器
３６ パネル電圧検出器
３８ 判断装置
３９ 通信装置

Claims (4)

1. 複数の太陽電池ストリングが並列に接続され、各太陽電池ストリングにおいて発電された直流電流をまとめて出力する太陽光発電設備の直流接続箱であって、
   各太陽電池ストリングの発電によりそれぞれ出力される電圧・電流を検出するストリング検出器と、
   小型太陽電池パネルと、
   この小型太陽電池パネルの発電により出力される電圧・電流を検出するパネル検出器と、
   前記小型太陽電池パネルより給電され、前記パネル検出器により検出された電圧・電流により現在の日射量を予測し、この日射量に基づいて前記太陽電池ストリングに発電される予測発電量を求め、前記各ストリング検出器により検出された電圧・電流により各太陽電池ストリングの発電量を求め、これら各太陽電池ストリングの発電量と、前記予測発電量とを比較することにより、性能が劣化している太陽電池ストリングを検出する判断装置と
   を備えたこと
   を特徴とする太陽光発電設備の直流接続箱。
2. 外気温度を検出する気温検出器を備え、
   前記判断装置は、気温検出器により検出された外気温度により、前記日射量に基づく予測発電量を補正すること
   を特徴とする請求項１に記載の太陽光発電設備の直流接続箱。
3. 複数の太陽電池ストリングによりストリング群を形成し、
   前記ストリング群毎にそれぞれ、群を形成する太陽電池ストリングが並列に接続され、各太陽電池ストリングにおいて発電された直流電流をまとめて出力する直流接続箱を備えた太陽光発電設備であって、
   前記直流接続箱毎にそれぞれ、
   各前記太陽電池ストリングの発電によりそれぞれ出力される電圧・電流を検出するストリング検出器と、
   小型太陽電池パネルと、
   この小型太陽電池パネルより給電され、前記各ストリング検出器により検出された電圧・電流、またはこれら電圧・電流に基づいて演算される各太陽電池ストリングの発電量を送信する通信装置
   を設け、
   前記直流接続箱の通信装置によりそれぞれ送信された、各ストリング検出器により検出された電圧・電流、または各太陽電池ストリングの発電量を受信する監視装置を備え、
   前記監視装置に、
   日射量を検出する日照計と、
   外気温度を検出する気温検出器と、
   前記太陽電池ストリング毎にそれぞれ、受信しているストリング検出器により検出された電圧・電流に基づいて演算する太陽電池ストリングの発電量、または受信している太陽電池ストリングの発電量を、前記日照計により検出された日照量および前記気温検出器により検出された外気温度とともに、所定時間毎に記憶するデータベース
   を備え、
   前記監視装置は、現在の前記日照量および前記外気温度により前記データベースを検索して、前記太陽電池ストリング毎にそれぞれ、現在の日照量および外気温度に合致する発電量を求めて予測発電量を形成し、この予測発電量と、現在受信しているストリング検出器により検出された電圧・電流に基づいて演算する太陽電池ストリングの発電量、または現在受信している太陽電池ストリングの発電量とを比較することにより、性能が劣化している太陽電池ストリングを検出すること
   を特徴とする太陽光発電設備。
4. 前記直流接続箱毎にそれぞれ、
   前記小型太陽電池パネルの発電により出力される電圧・電流を検出するパネル検出器と、
   前記小型太陽電池パネルより給電され、前記パネル検出器により検出された電圧・電流により現在の日射量を予測し、この日射量に基づいて、前記直流接続箱に接続された各太陽電池ストリングに発電される予測発電量を求め、前記各ストリング検出器により検出された電圧・電流により各太陽電池ストリングの発電量を求め、これら各太陽電池ストリングの発電量と、前記予測発電量とを比較することにより、性能が劣化している太陽電池ストリングを検出する判断装置と
   を設け、
   前記各直流接続箱の通信装置は、前記判断装置により求められた、前記太陽電池ストリングの予測発電量を前記監視装置へ送信し、
   前記監視装置は、形成した前記各太陽電池ストリング毎の予測発電量と、これら各予測発電量に対応する、受信した太陽電池ストリングの予測発電量を比較し、一致しないとき、受信した太陽電池ストリングの予測発電量を送信した直流接続箱における小型太陽電池パネルの性能に劣化が発生していると判断すること
   を特徴とする請求項３に記載の太陽光発電設備。
   
   

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