JP2014056859A - 太陽電池故障診断装置、太陽電池故障診断方法、太陽電池故障診断システム、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

太陽電池故障診断装置、太陽電池故障診断方法、太陽電池故障診断システム、並びにコンピュータ・プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 様々な種別の太陽電池モジュールが接続された環境においても、太陽電池モジュールの設置場所や設置条件に関する情報を必要とせずに、速やかに太陽電池モジュールの異常を検出することが可能な太陽電池故障診断装置等を提供する。
【解決手段】 太陽電池故障診断装置1は、発電量情報7を参照することにより、同一のエリアIDを有する任意の2つの太陽電池の日別発電量と時刻別発電量とに基づいて、所定の処理によって、当該2つの太陽電池をグループとして構成する設置条件分類部3と、グループに含まれる設置条件の類似性が高い2つの太陽電池をペアとして構成する相関推移算出部4と、ペアの日別発電量の相関関係が低下した場合に2の太陽電池の累積の発電量を比較し、当該累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する第1の異常検出部5とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、太陽電池モジュールの故障を診断する技術分野に関する。
近年の地球環境問題に対する意識の高まりを受けて、太陽光発電や燃料電池、定置型蓄電池、省エネルギー(以下、「省エネ」とも記す)機器等の普及が急速に進んでいる。
例えば、エネルギーマネジメントシステム(Energy_Management_System:以降、「EMS」と称する)は、ネットワークを介して接続された太陽光発電装置や照明、空調等の機器を監視及び制御することによって、建物内のエネルギーの使用状況を一元的に管理する。
このように、EMSは、情報通信技術(Information_and_Communication_Technology:以降、「ICT」と称する)を用いてエネルギーを一元的に管理することによって、エネルギー利用の効率化を支援する。
ここで、EMSは、大別して、一般家庭を対象としたHEMS(Home_Energy_Management_System)とオフィスビルを対象としたBEMS(Building_and_Energy_Management_System)とが存在する。
さらに、EMSは、小売店舗を対象としたSEMS(Store_Energy_Management_System)、地域内でのエネルギーの需給を調整するCEMS(Community_Energy_Management_System)等が存在する。
また、近年のEMS(以下、「EMSクラウド」とも記す)では、インターネットを経由して太陽光発電装置からアップロードされた発電量等の各種情報を管理サーバに集約する。
さらに、EMSクラウドは、太陽光発電装置からアップロードされた各種情報を管理サーバ上でデータ分析や集計、グラフ化することによってエネルギー使用の最適化や太陽電池の発電量等の各種情報の見える化及び管理する。
ここで、本願出願に先立って存在する関連技術として、例えば特許文献1は、太陽電池パネルに特別な装置を付加することなく、太陽電池パネルの異常を正確に検出する太陽電池パネル診断システムに関する技術を開示する。
より具体的に、特許文献1における診断サーバは、パネル発電施設より送信される一日の発電量データを収集する。さらに、診断サーバは、気象データサーバから気象データを収集する。
次に、診断サーバは、太陽電池特性に基づく予測最大発電量と収集した発電量データの中の実績最大発電量とを比較する。
診断サーバは、比較した結果、実績最大発電量が予測最大発電量より少ない場合に、近隣にある他のパネル発電施設から実績最大発電量と予測最大発電量とを取得する。
診断サーバは、予測最大発電量に対する実績最大発電量の割合と他のパネル発電施設における予測最大発電量に対する実績最大発電量の割合とを比較する。
診断サーバは、比較した結果、予測最大発電量に対する実績最大発電量の割合が他のパネル発電施設における予測最大発電量に対する実績最大発電量の割合より低い場合に、太陽電池パネルにおいて異常が発生していると判断する。
さらに、診断サーバは、収集した気象データからパネル発電施設の設置付近での気象条件が快晴である場合に、太陽電池パネルにおいて異常が発生しているか否か判断する。
特許文献2に記載された技術は、太陽電池モジュールが移動体に搭載されている場合でも、正確に太陽電池の故障診断を行うことができる太陽電池モジュールの故障診断装置
に関する技術を開示する。
より具体的に、特許文献2における故障診断装置は、太陽電池に対する検査光を発生するLED(Light_Emitting_Diode:以降、「LED」と称する)と、太陽電池の出力電圧を検出する電圧計と故障判定用コントローラーとを有する。
故障判定用コントローラーは、LEDによって太陽電池に検査光を照射した際に検出された出力電圧と検査光を照射したときの太陽電池の予想出力電圧値とを比較することによって、太陽電池の故障判定を行う。
特許文献3に記載された技術は、個別のストリングアレイごとに検出部を設けなくても太陽光発電装置の異常の判定ができる太陽光発電システムに関する技術を開示する。
より具体的に、特許文献3は、複数の太陽光発電装置と当該複数の太陽光発電装置と接続された中央監視装置とを有する。
中央監視装置は、各々の太陽光発電装置から取得した発電電力量を基に単位時間長あたりの積算発電量を演算する。
また、中央監視装置は、単位時間長あたりの積算発電量を晴天時における正常な状態において当該太陽光発電装置が発電可能な単位時間あたりの最大発電能力(想定発電能力)で除算して、発電能力を示す各単位時間長あたりの発電指数を取得する。
さらに、中央監視装置は、複数の太陽光発電装置を第1のグループとしてグループを構成する。中央監視装置は、第1のグループを構成する各太陽光発電装置の発電指標の平均値を(第1指標)を演算する。
中央監視装置は、故障が疑われる太陽光発電装置の発電指標を第1指標で除算することによって、第1異常判定値を取得する。
中央監視装置は、予め記憶していた固有異常判定値と取得した第1異常判定値とを比較する。これにより、中央監視装置は、第1異常判定値が固有異常判定値よりも小さい場合に、発電異常の可能性があると判断する。
さらに、特許文献3は、日影の影響で故障の疑いがあると判定した場合に、太陽光発電装置が設置されている現地を確認することによって、想定発電能力を日影の影響が反映された補正想定発電能力に変更する。
特開2002−289883号公報 特開2009−099607号公報 特開2011−134862号公報
ところで、上述したEMSクラウドでは、EMSプラットフォーム事業者とEMSサービス事業者とが異なる場合がある。
より具体的に、EMSプラットフォーム事業者は、例えば、通信ネットワークや管理サーバ、ストレージ等のクラウド基盤を構築する電機メーカーである。
一方で、EMSサービス事業者は、住宅メーカーやビル管理者である。例えば、住宅メーカーでは、電機メーカーが構築したクラウド基盤を利用して一般ユーザに家庭向けHEMSをサービスとして提供する事業形態が考えられる。
また、ビル管理者では、電機メーカーが構築したクラウド基盤を利用してテナント企業にBEMSサービスを提供する事業形態も考えられる。
そのため、EMSクラウドでは、EMSプラットフォーム事業者とEMSサービス事業者とがエンドユーザに関する個人情報を含む情報を管理する必要がある。即ち、EMSクラウドでは、エンドユーザに関する個人情報を含む情報を二重に管理する必要がある。
EMSクラウドでは、エンドユーザに関する個人情報を含む情報の情報漏えいのリスクを2重に抱えるだけでなく、当該情報の管理コストが増大することが問題となる。
そこで、EMSクラウドでは、EMSサービス事業者がエンドユーザに関する個人情報を含む情報を管理する。一方で、EMSクラウドは、EMSプラットフォーム事業者がエンドユーザに関する個人情報を含む情報を管理しない事業形態にすることが好ましい。
これにより、係るEMSクラウドでは、当該管理コストを低減できる。
さらに、これらEMSでは、エネルギーに関する情報を管理及び監視するだけでなく、太陽電池が故障した場合に、速やかに検出すると共に検出した異常を通知することが求められている。
特許文献1は、太陽電池パネルの設置場所に基づき、当該太陽電池パネルが設置された地域の天候データを気象データサーバから取得する。さらに、特許文献1は、太陽電池パネルの設置場所に基づき、近隣に設置された太陽電池パネルから実績最大発電量と予測最大発電量とを取得する。
また、特許文献3は、複数の太陽光発電装置を第1のグループとしてグループ構成する際に、中央監視装置に記憶された太陽光発電装置が設定された経度と緯度に基づいてグループを構成する。
そのため、特許文献1及び特許文献3では、太陽電池パネルまたは太陽光発電装置の設置場所の詳細な情報が必要となる。
即ち、特許文献1及び特許文献3では、太陽電池パネルまたは太陽光発電装置を設置したエンドユーザに関する個人情報を含む情報が必要となる。
このため、特許文献1及び特許文献3では、エンドユーザに関する情報漏えいのリスク回避に関して考慮されておらず、依然として情報漏えいを回避することが困難である。
さらに、特許文献1及び特許文献3では、EMSプラットフォーム事業者とEMSサービス事業者とが異なる場合に、エンドユーザに関する個人情報を含む情報の管理コストが増大する。
また、EMSクラウドでは、EMSクラウドという性質上、様々なメーカーから提供された太陽電池装置を監視及び管理する必要がある。
さらに、EMSクラウドでは、様々なメーカーから提供された太陽電池装置の故障を速やかに検出すると共に、検出した異常を通知することが求められている。
特許文献2では、太陽電池に対する検査光を発生するLEDによって太陽電池に検査光を照射する。
例えば、特許文献2は、様々なメーカーから提供された太陽電池装置に対してLEDを追加する必要がある。または、特許文献2は、太陽電池装置を製造する際に、太陽電池装置にLEDを取付ける必要がある。
そのため、特許文献2は、全ての太陽電池装置に対してLEDを追加することは現実的に困難である。また、特許文献2は、全ての太陽電池装置に対してLEDを追加した場合に、部品コストが高くなってしまう。
さらに、特許文献2は、様々なメーカーから提供された太陽電池に対して異常を検知することに関して考慮されておらず、不特定多数の太陽電池の故障を検出することが困難である。
本発明の主たる目的は、様々な種別の太陽電池モジュールが接続された環境においても、太陽電池モジュールの設置場所や設置条件に関する情報を必要とせずに、速やかに太陽電池モジュールの異常を検出することが可能な太陽電池故障診断装置等を提供することにある。
上記の課題を達成すべく、本発明に係る太陽電池故障診断装置は、以下の構成を備えることを特徴とする。
即ち、本発明に係る太陽電池故障診断装置は、
太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する設置条件分類部と、前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する相関推移算出部と、前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する第1の異常検出部とを備えることを特徴とする。
また、同目的を達成すべく、本発明に係る太陽電池故障診断方法は、以下の構成を備えることを特徴とする。
即ち、本発明に係る太陽電池故障診断方法は、
太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成し、前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成し、前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断することを特徴とする。
また、同目的を達成すべく、本発明に係る太陽電池故障診断システムは、以下の構成を備えることを特徴とする。
即ち、本発明に係る太陽電池故障診断システムは、
複数の太陽電池と、通信回線を介して前記複数の太陽電池からの発電量データに基づいて管理可能な管理サーバと、を含む太陽電池故障診断システムであって、前記複数の太陽電池は、自装置を識別する太陽電池IDと日別発電量と時間別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を出力し、前記管理サーバは、前記発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する設置条件分類部と、前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する相関推移算出部と、前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する第1の異常検出部とを備えることを特徴とする。
尚、同目的は、上記の各構成を有する太陽電池故障診断装置および太陽電池故障診断方法を、コンピュータによって実現するコンピュータ・プログラム、およびそのコンピュータ・プログラムが格納されている、読み取り可能な記憶媒体によっても達成される。
本発明によれば、様々な種別の太陽電池モジュールが接続された環境においても、太陽電池モジュールの設置場所や設置条件に関する情報を必要とせずに、速やかに太陽電池モジュールの異常を検出することができる。
本発明の第1の実施形態における太陽電池故障診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態における太陽電池故障診断装置が行う動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態における太陽電池U01乃至太陽電池U04における日別発電量及び時刻別発電量の推移を概念的に例示する図である。 本発明の第1の実施形態における設置条件分類処理を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態における太陽電池U01乃至太陽電池U04における第1の日別相関係数及び時刻別相関係数の相互関係を概念的に例示するマトリックス図である。 本発明の第1の実施形態における相関推移算出処理を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態における太陽電池U01(a)、太陽電池U03(b)、太陽電池U05(c)における日別発電量の推移と期間Wにおけるウィンドウとを概念的に例示する図である。 本発明の第1の実施形態における太陽電池U01と太陽電池U05(a)、太陽電池U01と太陽電池U03(b)、太陽電池U03と太陽電池U05(c)における第2の日別相関係数の推移を概念的に例示する図である。 本発明の第1の実施形態における太陽電池故障診断装置における第1の異常検出部が行う動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態における太陽電池故障診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態における太陽電池故障診断装置が行う動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態における太陽電池U01と太陽電池U03とにおける日別発電量を1次関数の最小二乗法によって近似した様態を概念的に例示する図である。 本発明の第2の実施形態における太陽電池故障診断装置における第2の異常検出部が行う動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態における太陽電池U01における日別発電量と推定発電量V1(a)及び太陽電池U03(b)における日別発電量の推移を概念的に例示する図である。 本発明の第3の実施形態における太陽電池故障診断システムの構成を示すブロック図である。 本発明に係る各実施形態を実現可能な情報処理装置のハードウェア構成を例示的に説明するブロック図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態における太陽電池故障診断装置1の構成を示すブロック図である。
図1において、太陽電池故障診断装置1は、設置条件分類部3と、相関推移算出部4と、第1の異常検出部5とを有する。
データ収集部2は、建物等に設置された太陽電池モジュール(以下、単に「太陽電池」とも記す)から発電量データを収集する。
より具体的に、一例として、データ収集部2は、不図示のインターネット等の通信回線(以下、「通信ネットワーク」、「ネットワーク」とも記す)を介して複数の建物等に設置された太陽電池から発電量データを収集する。
ここで、一例として、建物とは、一般家屋、マンション、オフィスビル、店舗、工場等とする。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、データ収集部2は、発電量データを収集する構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、例えば、データ収集部2は、電量データを受信する構成を採用してもよい(以下の実施形態においても同様)。
さらに、データ収集部2は、収集した発電量データを記憶部6に発電量情報7として格納する。
ここで、発電量データとは、太陽電池を識別する太陽電池識別子(identifier:以降、「ID」と称する)と、太陽電池が設置されているエリア(場所)をコード化したエリアIDと、日を単位として取得した太陽電池の発電量を示す日別発電量と、時刻を単位として取得した太陽電池の発電量を示す時刻別発電量とが関連付けられた情報である。
尚、エリアIDは、都道府県もしくは市区町村を識別可能な粒度の情報であればよい。
また、エリアIDは、後述する設置条件分類部3における処理を軽減するためのものであり、エンドユーザの住所を特定する必要はない(以下の実施形態においても同様)。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、エリアIDは、発電量データとしてデータ収集部2が収集する構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、例えば、エリアIDは、データ収集部2によって太陽電池IDに基づいて不図示のエリア情報を参照することによって取得する構成を採用してもよい(以下の実施形態においても同様)。
発電量情報7は、データ収集部2が収集した発電量データを格納した情報である。
設置条件分類部3は、発電量情報7に格納された太陽電池の発電量データに基づいて、同一のエリアIDを有する太陽電池の中から気象条件と日照条件と(以下、象条件と日照条件とを総称して「設置条件」とも記す)の類似性が高い太陽電池をグループ化する(設置条件分類部3については、本実施形態において後述する)。
さらに、設置条件分類部3は、グループ化した設置条件の類似性が高い複数の太陽電池の情報を記憶部6に設置条件情報8として格納する。
設置条件情報8は、係る設置条件分類部3がグループ化した設置条件の類似性が高い複数の太陽電池に関する情報である。
より具体的に、一例として、設置条件情報8は、グループを識別可能なグループIDと当該グループを構成する太陽電池IDとが含まれればよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
相関推移算出部4は、設置条件分類部3によってグループ化したグループ内の太陽電池の気象条件が長期に渡って安定して類似している否かを判別すると共に、設置条件の類似性が高い2つの太陽電池を1組(ペア)として構成する。
さらに、相関推移算出部4は、当該2つの太陽電池に関する情報を記憶部6に相関推移情報9として格納する(相関推移算出部4と相関推移情報9とについては、本実施形態において後述する)。
以下の説明において、説明の便宜上、設置条件の類似性が高い2つの太陽電池の1組(ペア)を単に「太陽電池ペア」とも記す。さらに、太陽電池ペアを構成する2つの太陽電池は、第1の太陽電池、第2の太陽電池と称する(以下の実施形態においても同様)。
記憶部6は、発電量情報7と設置条件情報8と相関推移情報9とを保持する。
ここで、記憶部6は、読み書き可能な不揮発性記憶デバイスである。より具体的に、一例として、記憶部6は、サーバ等の電子機器に搭載されたハードディスクドライブ(Hard disk drive:以降、「HDD」と称する)等の不揮発性記憶素子を採用することができる。
また、一例として、記憶部6は、不図示のネットワークに接続されたストレージデバイス(不図示)を採用してもよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
第1の異常検出部5は、相関推移情報9を参照すると共に、相関推移算出部4によって構成した太陽電池ペアに関する情報に基づいて、当該太陽電池ペアの直近の期間Wにおける日別相関係数が閾値βより大きいか否かを判別する。
第1の異常検出部5は、日別相関係数が閾値βより大きいか否かを判別することによって太陽電池の異常を検知する(第1の異常検出部5については、本実施形態において後述する)。
次に、本発明の第1の実施形態に係るより具体的な太陽電池故障診断装置1の動作について説明する。
以下の説明において、一例として、太陽電池故障診断装置1は、複数の太陽電池から発電量データ(発電量データ101、発電量データ102、発電量データ103、発電量データ104、発電量データ105)を収集した際の動作について、詳細に説明する。
ここで、発電量データ101は、不図示の太陽電池U01における発電量データとする。また、発電量データ102は、不図示の太陽電池U02における発電量データとする。発電量データ103は、不図示の太陽電池U03における発電量データとする。発電量データ104は、不図示の太陽電池U04における発電量データとする。発電量データ105は、不図示の太陽電池U05における発電量データとする。
説明の便宜上、上述した構成を例に説明するが、本発明は、これに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
図2は、本発明の第1の実施形態における太陽電池故障診断装置1が行う動作を示すフローチャートである。係るフローチャートに沿って太陽電池故障診断装置1の動作手順を説明する。
ステップS1:
データ収集部2は、建物等に設置された太陽電池から発電量データ(発電量データ101、発電量データ102、発電量データ103、発電量データ104、発電量データ105)を収集する。
さらに、データ収集部2は、収集した発電量データを記憶部6に発電量情報7として格納する。
図3は、本発明の第1の実施形態における太陽電池U01乃至太陽電池U04における日別発電量及び時刻別発電量の推移を概念的に例示する図である。
より具体的に、一例として、図3(a)は、太陽電池U01における日別発電量の推移を概念的に例示する図である。
図3(a)は、横軸に期間Tにおける日付を示し、縦軸に横軸の日付に対する太陽電池U01における日別発電量を示す。
同様に図3(b)乃至図3(d)は、太陽電池U02乃至太陽電池U04における日別発電量の推移を概念的に例示する図である。
例えば、図3(a)と図3(b)とが示す日別発電量の推移を比較した場合に、図3(a)と図3(b)とは、最大発電量(以下、「ピーク」とも記す)が異なるだけでなく、ピークに達する期間も異なる。
そのため、太陽電池U01と太陽電池U02とは、気象条件が異なることを意味する。
即ち、太陽電池U01と太陽電池U02とは、異なるエリアに設置されていることを意味する。
また、図3(e)は、太陽電池U01における時刻別発電量の推移を概念的に例示する図である。
図3(e)は、横軸に時刻(0時〜24時)を示し、縦軸に横軸の時刻毎の太陽電池U01における期間Tの時刻別発電量の平均値を示す。
同様に図3(f)乃至図3(h)は、太陽電池U02乃至太陽電池U04における時刻別発電量の推移を概念的に例示する図である。
例えば、図3(e)と図3(f)とが示す時刻別発電量の推移を比較した場合に、図3(e)と図3(f)とは、ピークに達する時刻が異なる。
そのため、太陽電池U01と太陽電池U02とは、設置されている方角が異なることを意味する。
ここで、最大発電量に達する時刻は、太陽電池の設置されている向きによって変動する。そのため、ピークに達する時刻は、南向きであれば正午とする。また、係る時刻は、東向きであれば午前中とする。さらに、係る時刻は、西向きであれば午後とする。このように、係る時刻は、太陽電池の設置されている向きによって傾向が現れる。
ステップS2:
次に、太陽電池故障診断装置1は、以下に説明する設置条件分類処理(ステップS2)を実行する。
図4は、本発明の第1の実施形態における設置条件分類処理を示すフローチャートである。係るフローチャートに沿ってステップS2における設置条件分類処理の詳細な動作手順を説明する。
ステップS21:
より具体的に、設置条件分類部3は、記憶部6に格納された発電量情報7を参照すると共に、同一のエリアIDを有する任意の2つの太陽電池の直近の期間Tにおける日別発電量と時刻別発電量とを取得する。
設置条件分類部3は、取得した2つの太陽電池の直近の期間Tにおける日別発電量と時刻別発電量とに基づいて、第1の日別相関係数と時刻別相関係数とを算出する。
尚、設置条件分類部3が任意の2つの異なる太陽電池の日別発電量から第1の日別相関係数を算出し、時刻別発電量から時刻別相関係数を算出する手法は、現在では一般的に知られた手法を採用することができるので、本実施形態における詳細な説明は省略する(以下の実施形態においても同様)。
ここで、期間Tは、例えば、システム管理者によって任意に決めればよい。尚、期間Tは、短い期間に設定した場合に、設置条件の類似性が低い太陽電池をグループ化する虞がある。
また、期間Tは、長い期間に設定した場合に、太陽電池をグループ化する精度は高まるが処理に必要な発電量データの蓄積に長い期間(時間)を要する。
そのため、期間Tは、気象条件の推移が一致しない程度の長さに設定すればよい。より具体的に、一例として、期間Tは、1〜3ヶ月程度の期間であることが好ましい(以下の実施形態においても同様)。
ここでは、説明の便宜上、例えば、期間Tは、1ヶ月とする。
また、第1の日別相関係数は、日単位の2つの太陽電池における発電量の推移から算出される相関係数とする。
より具体的に、例えば、気象条件は、第1の日別相関係数が高い場合に、2つの太陽電池が設置されているエリアの気象条件が類似していることを意味する。
さらに、例えば、時刻別相関係数は、期間Tにおける0時から24時までの時刻毎の太陽電池における時刻別発電量の平均値の推移から算出される相関係数とする。
より具体的に、例えば、日照条件は、時刻別相関係数が高い場合に、太陽電池が設置されている東西南北の向きや近隣の障害物等の日照条件が類似していることを意味する。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、時刻別相関係数は、期間Tにおける0時から24時までの時刻毎の時刻別発電量の平均値の推移を使って算出する構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、時刻別相関係数は、期間Tにおける0時から24時までの時刻毎の発電量の最大値の推移を用いて算出する構成を採用してもよい。
また、一例として、時刻別相関係数は、期間Tにおける0時から24時までの時刻毎の時刻別発電量の平均値の推移を使って算出する構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、時刻別相関係数は、例えば、期間Tにおける6時から17時までの時刻毎の時刻別発電量の平均値の推移を使ってもよいし、管理者によって任意に時間を設定してもよい。このように、時刻別相関係数は、期間Tに含まれる所定時間帯における時刻毎の平均値の推移を使って算出すればよい。
その場合に、時刻別相関係数は、晴れた日における理想の発電量を用いて日照条件を比較していることを意味する(以下の実施形態においても同様)。
図5は、本発明の第1の実施形態における太陽電池U01乃至太陽電池U04における第1の日別相関係数及び時刻別相関係数の相互関係を概念的に例示するマトリックス図である。
図5に例示するマトリックス図は、発電量情報7に含まれる同一のエリアIDを有する全ての太陽電池を行と列とに配置し、行と列との組み合わせにおける第1の日別相関係数と時刻別相関係数との相互関係を算出した結果を含む。
より具体的に、一例として、図5に示す太陽電池U01と太陽電池U02との第1の日別相関係数は、0.2である。また、図5に示す太陽電池U01と太陽電池U02との時刻別相関係数は、0.4である。
ステップS22:
次に、設置条件分類部3は、算出した第1の日別相関係数と時刻別相関係数とに基づいて、設置条件類似度P1を算出する。
ここで、設置条件類似度P1の計算方法について説明する。本実施形態において、設置条件分類部3は、設置条件類似度P1を、例えば以下の式(1)によって求める。
設置条件類似度P1=(第1の日別相関係数)×(時刻別相関係数) ・・・・・(1)
上記式(1)において、設置条件類似度P1は、第1の日別相関係数と時刻別相関係数とを乗算することによって求めることができる。
次に、設置条件分類部3は、算出した第1の日別相関係数と時刻別相関係数とに基づいて、設置条件類似度P1を算出する。
より具体的に、一例として、太陽電池U01と太陽電池U02との設置条件類似度P1は、0.08とする。
さらに、太陽電池U01と太陽電池U03との設置条件類似度P1は、0.81とする。
ステップS23:
さらに、設置条件分類部3は、算出した設置条件類似度P1と閾値αとを比較する。
ここでは、一例として、閾値αは、0.7とする。
より具体的に、一例として、設置条件分類部3は、太陽電池U01と太陽電池U02との設置条件類似度P1(0.08)と閾値α(0.7)とを比較する。
また、設置条件分類部3は、太陽電池U01と太陽電池U03との設置条件類似度P1(0.81)と閾値α(0.7)とを比較する。
ステップS24において「NO」:
設置条件分類部3は、設置条件類似度P1と閾値αとを比較した結果、設置条件類似度P1が閾値αより大きくない場合に、処理を終了する。
より具体的に、一例として、設置条件分類部3は、設置条件類似度P1(0.08)と閾値α(0.7)とを比較した結果、閾値α(0.7)を大きくないため、太陽電池U01と太陽電池U02とをグループ化しない。
ステップS24において「YES」:
設置条件分類部3は、設置条件類似度P1と閾値αとを比較した結果、設置条件類似度P1が閾値αより大きい場合に、2つの太陽電池が設置条件の類似性が高いと判定する。
即ち、設置条件分類部3は、設置条件類似度P1が閾値αより大きい場合に、2つの太陽電池の設置場所における気象条件と日照条件の類似度が高いと判定する。
設置条件分類部3は、処理をステップS25に進める。
ステップS25:
設置条件分類部3は、2つの太陽電池の設置場所における気象条件と日照条件の類似度が高いと判定した場合に、当該2つの太陽電池をグループ化する。
より具体的に、一例として、設置条件分類部3は、設置条件類似度P1(0.81)と閾値α(0.7)とを比較した結果、閾値α(0.7)より大きいため、太陽電池U01と太陽電池U03とをグループ化する。
尚、設置条件分類部3は、記憶部6に格納された発電量情報7に含まれる同一のエリアIDを有する全ての太陽電池の組み合わせに対して、上述した処理を実行する。
その場合に、より具体的に、例えば、設置条件分類部3は、数枚乃至10枚の太陽電池を1つのグループとすればよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
ここで、設置条件分類部3は、閾値αを高い値に設定した場合に、離れた場所の太陽電池を間違ってグループ化する可能性が低下する。一方で、設置条件分類部3は、閾値αが高すぎる場合に、類似する太陽電池を見つけることができない。
そのため、閾値αは、設置条件分類部3が類似する太陽電池を平均して数枚乃至10枚程度の太陽電池が1つのグループとして構成できる値であることが好ましい(以下の実施形態においても同様)。
ステップS26:
次に、設置条件分類部3は、グループ化した複数の太陽電池の情報を記憶部6に設置条件情報8として格納する。
ステップS3:
次に、太陽電池故障診断装置1は、以下に説明する相関推移算出処理(ステップS3)を実行する。
図6は、本発明の第1の実施形態における相関推移算出処理を示すフローチャートである。係るフローチャートに沿ってステップS3における相関推移算出処理の詳細な動作手順を説明する。
ステップS31:
相関推移算出部4は、設置条件分類部3においてグループ化した太陽電池に含まれる2つの任意の太陽電池を選定し、選定した2つの太陽電池における日別発電量に基づいて、一定の期間Wにおけるスライディングウィンドウを用いて第2の日別相関係数の推移を算出する。
尚、相関推移算出部4が任意の2つの異なる太陽電池の日別発電量から第2の日別相関係数の推移を期間W毎にスライディングウィンドウを用いて算出する手法は、現在では一般的に知られた手法を採用することができるので、本実施形態における詳細な説明は省略する(以下の実施形態においても同様)。
ここで、期間Wは、気象条件の類似関係の安定性を評価することが可能な期間を設定すればよい。
また、期間Wは、上述した期間Tよりも短ければよい。より具体的に、一例として、本実施形態に係る期間Wは、1週間とする。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
ここでは、説明の便宜上、一例として、太陽電池U01と太陽電池U03と太陽電池U05とは、設置条件分類部3によってグループ化されていることとする。
図7は、本発明の第1の実施形態における太陽電池U01(a)、太陽電池U03(b)、太陽電池U05(c)における日別発電量の推移と期間Wにおけるウィンドウとを概念的に例示する図である。
尚、図7(a)、図7(b)、図7(c)における日別発電量の推移は、図3(a)乃至図3(d)において説明した日別発電量の推移と同様である。そのため、重複する説明は省略する。
図7に例示するウィンドウは、一定の期間W毎に期間1、期間2、期間3と所定の間隔においてスライドする様態を示す。
ステップS32:
次に、相関推移算出部4は、算出した第2の日別相関係数のうち期間WTにおける第2の日別相関係数と閾値βとを比較する。
ここで、期間WTは、期間Wよりも長い期間である。より具体的に、例えば、期間WTは、1ヶ月〜数ヶ月の期間であることが好ましい(以下の実施形態においても同様)。
ここでは、例えば、期間WTは、1ヶ月とする。
ステップS33において「YES」:
相関推移算出部4は、期間WTにおける第2の日別相関係数と閾値βとを比較した結果、第2の日別相関係数が閾値βを常に大きい場合に、2つの異なる太陽電池を1組(ペア)の太陽電池ペアとして構成する。
即ち、相関推移算出部4は、第2の日別相関係数が閾値βを常に大きい場合に、第1の太陽電池と第2の太陽電池とが互いの基準(以下、「相互基準」とも記す)となる1組(ペア)の太陽電池ペアとして構成する。
相関推移算出部4は、処理をステップS34に進める。
ステップS33において「NO」:
相関推移算出部4は、期間WTにおける日別相関係数と閾値βとを比較した結果、日別相関係数が閾値βを常に大きくない場合に、処理を終了する。
ステップS34:
相関推移算出部4は、相互基準となる太陽電池ペア(第1の太陽電池、第2の太陽電池)に関する情報を記憶部6に相関推移情報9として格納する。
ここで、一例として、相関推移情報9とは、太陽電池ペアを識別可能な太陽電池IDを採用してもよいし、太陽電池ペアである第1の太陽電池と第2の太陽電池とが紐付けられた情報を含めばよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
相関推移算出部4は、閾値βを高い値に設定した場合に、より安定した類似設置条件の関係にある2つの太陽電池を見つけることができる。一方で、相関推移算出部4は、閾値βが高すぎる場合に、相互基準となる太陽電池を見つけることができない。
そのため、閾値βは、同一グループ内の太陽電池が少なくとも1つの太陽電池ペアとなる程度の値にすればよい(以下の実施形態においても同様)。
図8は、本発明の第1の実施形態における太陽電池U01と太陽電池U05(a)、太陽電池U01と太陽電池U03(b)、太陽電池U03と太陽電池U05(c)における第2の日別相関係数の推移を概念的に例示する図である。
図8(a)は、横軸に期間WTにおける日付を示し、縦軸に横軸の日付に対する太陽電池U01と太陽電池U05との第2の日別相関係数の推移を概念的に例示する図である。
さらに、図8(a)は、閾値βを概念的に例示する。
同様に図8(b)は、期間WTにおける太陽電池U01と太陽電池U03との第2の日別相関係数の推移を概念的に例示する図である。また、図8(c)は、期間WTにおける太陽電池U03と太陽電池U05との第2の日別相関係数の推移を概念的に例示する図である。
例えば、図8(a)が示す太陽電池U01と太陽電池U05との第2の日別相関係数の推移は、長期的には高い相関関係を示している。一方で、係る第2の日別相関係数の推移は、局所的に負の相関がある。
これは、図7(a)に示す太陽電池U01の日別発電量は、ピークに達した後に下降傾向にある。一方で、図7(c)に示す太陽電池U05の日別発電量は、ピークに達した後に下降し、さらに、上昇するためである。
そのため、太陽電池U01と太陽電池U05とは、気象条件が異なることを意味する。
さらに、図8(b)が示す太陽電池U01と太陽電池U03との第2の日別相関係数の推移は、長期的にも短期的にも高い相関関係を示している。
これは、図7(a)に示す太陽電池U01の日別発電量と、図7(b)に示す太陽電池U03の日別発電量とは、長期的にも短期的にも類似した傾向を示しているためである。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、太陽電池ペアは、それぞれが異なる太陽電池がペアを組む構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、太陽電池ペアは、重複してペアを組む構成を採用してもよい。
より具体的に、一例として、太陽電池ペアは、太陽電池U01と太陽電池U03とのペア、太陽電池U01と不図示の第7の太陽電池U07とのペアのように太陽電池U01が重複してペアを組む構成でもよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
次に、本発明の第1の実施形態に係るより具体的な太陽電池故障診断装置1における第1の異常検出部5の動作について説明する。
図9は、本発明の第1の実施形態における太陽電池故障診断装置1における第1の異常検出部5が行う動作を示すフローチャートである。係るフローチャートに沿って太陽電池故障診断装置1における第1の異常検出部5の動作手順を説明する。
ステップS51:
第1の異常検出部5は、相関推移情報9を参照すると共に、太陽電池ペアに関する情報に基づいて、発電量情報7を参照することによって当該太陽電池ペア(第1の太陽電池、第2の太陽電池)の直近の期間Wにおける日別発電量を取得する。
ステップS52:
第1の異常検出部5は、第1の太陽電池と第2の太陽電池との期間Wにおける日別発電量に基づいて、第3の日別相関係数を算出する。
ステップS53:
第1の異常検出部5は、ステップS52において算出した直近の期間Wにおける第3の日別相関係数が閾値βより大きいか否かを判別する。
ステップS54において「YES」:
第1の異常検出部5は、判別した結果、2つの太陽電池の直近の期間Wにおける第3の日別相関係数が閾値βより大きいと判別した場合に、処理を終了する。
即ち、第1の異常検出部5は、2つの太陽電池の直近の期間Wにおける第3の日別相関係数が閾値βより大きいと判別した場合に、当該2つの太陽電池が正常であると判別する。
ステップS54において「NO」:
一方で、第1の異常検出部5は、判別した結果、2つの太陽電池の直近の期間Wにおける第3の日別相関係数が閾値βより大きくないと判別した場合に、処理をステップS55に進める。
ステップS55:
第1の異常検出部5は、S51において取得した当該太陽電池ペア(第1の太陽電池、第2の太陽電池)の直近の期間Wにおける累積の発電量を算出する。
ステップS56:
第1の異常検出部5は、算出した当該2つの太陽電池の直近の期間Wにおける累積の発電量を比較する。
即ち、第1の異常検出部5は、算出した第1の太陽電池と第2の太陽電池との直近の期間Wにおける累積の発電量を比較する。
ステップS57:
第1の異常検出部5は、2つの太陽電池の直近の期間Wにおける累積の発電量を比較した結果、累積の発電量が少ない太陽電池を故障として判別する。
ステップS58:
第1の異常検出部5は、例えば、オペレーティングシステム(Operating System:以降、「OS」と称する)とインタフェースを有する不図示の通知部を経由してOSにアラートを出力することによって、システム管理者やユーザに太陽電池の異常を通知する。
尚、第1の異常検出部5における太陽電池の異常検出処理は、所定の周期毎に開始されるように構成すればよいし、データ収集部2が太陽電池から発電量データを収集した際に開始されるように構成してもよい。
例えば、所定の周期については、システム管理者が任意に決めてもよいし、1日に1回、1週間に1回等の定期的に開始されるように構成すればよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
また、係る異常検出処理は、処理の周期が短いほど速やかに故障を検出することができる。
さらに、係る異常検出処理は、相関推移情報9に格納された全ての太陽電池ペアに対して行う。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、第1の異常検出部5は、太陽電池の異常を検出すると共に、検出した異常を即座に通知する構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、第1の異常検出部5は、太陽電池の異常を検出後に一定期間だけ猶予を持たせると共に、当該一定期間に異常状態が回復しなければ異常を通知する構成を採用してもよい(以下の実施形態においても同様)。
このように本実施の形態に係る太陽電池故障診断装置1によれば、様々な種別の太陽電池モジュールが接続された環境においても、太陽電池モジュールの設置場所や設置条件に関する情報を必要とせずに、速やかに太陽電池モジュールの異常を検出することができる。
その理由は、太陽電池故障診断装置1は、複数の太陽電池から収集した発電量データに基づいて、設置条件の類似性が高いグループを構成する。太陽電池故障診断装置1は、構成したグループにおいて相互基準となる太陽電池ペアを構成する。
これにより、太陽電池故障診断装置1における第1の異常検出部5は、所定の周期において当該太陽電池ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて、太陽電池の異常を検出することができるからである。
このため、太陽電池故障診断装置1は、太陽電池モジュールの設置場所や設置条件に関する情報を必要としない。
さらに、太陽電池故障診断装置1は、太陽電池モジュールを改造する必要がない。その理由は、太陽電池故障診断装置1は、太陽電池モジュールにセンサや検出器等の機器を付加する必要が無いからである。そのため、太陽電池モジュールは、製造コストを低減することができる。
<第2の実施形態>
次に、上述した本発明の第1の実施形態に係る太陽電池故障診断装置1を基本とする第2の実施形態について説明する。以下の説明においては、本実施形態に係る特徴的な部分を中心に説明する。その際、上述した各実施形態と同様な構成については、同一の参照番号を付すことにより、重複する説明は省略する。
本発明の第2の実施形態における太陽電池故障診断装置20について、図10乃至図14を参照して説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態における太陽電池故障診断装置20の構成を示すブロック図である。
図10において、太陽電池故障診断装置20は、さらに、推定式算出部21と第2の異常検出部22とを有する。
また、図10において、記憶部6は、さらに、推定式情報23を有する。
より具体的に、推定式算出部21は、同一グループ内の太陽電池ペアにおいて一方の太陽電池の発電量から他方の太陽電池の発電量を推定する式(以下、「推定式」とも記す)を選択し、選択した推定式に含まれる係数(以下、「パラメーター」とも記す)を導出する(推定式算出部21については、本実施形態において後述する)。
さらに、推定式算出部21は、推定式を記憶部6に推定式情報23として格納する。
推定式情報23は、推定式算出部21によって導出された係数を含む推定式を示す情報である。
より具体的に、一例として、推定式情報23は、太陽電池IDと推定式とが紐付けされた情報である。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない。
第2の異常検出部22は、同一グループ内の太陽電池ペアから故障の太陽電池を検出する(第2の異常検出部22については、本実施形態において後述する)。
次に、本発明の第2の実施形態に係るより具体的な太陽電池故障診断装置20の動作について説明する。
図11は、本発明の第2の実施形態における太陽電池故障診断装置20が行う動作を示すフローチャートである。係るフローチャートに沿って太陽電池故障診断装置20の動作手順を説明する。
尚、図11に示すステップS1乃至ステップS3は、第1の実施形態において説明した図2に示すフローチャートと同様である。そのため、重複する説明は省略する。
ステップS4:
推定式算出部21は、記憶部6に格納された相関推移情報9を参照すると共に、相関推移算出部4によって構成した太陽電池ペアに関する情報に基づいて、発電量情報7を参照することによって当該太陽電池ペアの直近の期間Pにおける第1の太陽電池と第2の太陽電池との日別発電量を取得する。
次に、推定式算出部21は、複数種類の推定式(本実施形態では、後述する式(1)、(2)に相当)のうち何れかを選択し、取得した期間Pにおける第1の太陽電池と第2の太陽電池との日別発電量から推定式に含まれる係数を導出する。
ここで、以下の説明において、説明の便宜上、推定式によって算出される第1の太陽電池の推定発電量を推定発電量V1と称する(以下の実施形態においても同様)。
より具体的に、例えば、推定式算出部21は、太陽電池ペアにおける第1の太陽電池の日別発電量と第2の太陽電池の日別発電量とに基づき最小二乗法を適用することによって、推定式に含まれる係数を導出することができる。即ち、推定式算出部21は、第1の太陽電池の推定発電量V1を導出することができる。
尚、推定式算出部21が最小二乗法によって発電量を推定する式を導出する手法は、現在では一般的に知られた手法を採用することができるので、本実施形態における詳細な説明は省略する(以下の実施形態においても同様)。
ここでは、一例として、太陽電池ペアは、太陽電池U01と太陽電池U03とする。さらに、太陽電池故障診断装置20は、太陽電池U01の異常を検出することとする。また、推定式算出部21は、太陽電池U01の推定発電量V1を推定する式を導出することとする。
また、期間Pは、短い期間に設定した場合に、日別発電量と推定発電量V1との誤差が大きくなる虞がある。
一方で、期間Pは、長い期間に設定した場合に、日別発電量と推定発電量V1との誤差は小さくなるが処理に必要な発電量データの蓄積に長い期間(時間)を要する。
そのため、期間Pは、例えば、1〜3ヶ月程度の期間であることが好ましい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
図12は、本発明の第2の実施形態における太陽電池U01と太陽電池U03とにおける日別発電量を1次関数の最小二乗法によって近似した様態を概念的に例示する図である。
より具体的に、一例として、図12は、x軸に太陽電池U01における日別発電量を示し、y軸に太陽電池U03における日別発電量とを示す。
さらに、図12は、所定の期間Pにおいて同じ日の太陽電池U01における日別発電量と太陽電池U03における日別発電量とを1つの点としてプロットした様態を概念的に例示する。
ここで、推定発電量V1の計算方法について説明する。本実施形態において、第2の異常検出部22は、推定発電量V1を、例えば以下の式(2)によって求める。
推定発電量V1=a×(発電量V2)+b ・・・・・(2)
上記式(2)において、推定発電量V1は、係数aと第2の太陽電池の時刻別発電量(発電量V2)とを乗算した値に係数bを加算することによって求めることができる。
係数(a、b)は、推定式算出部21によって第1の太陽電池の日別発電量と第2の太陽電池の日別発電量とに基づき最小二乗法を適用することによって、導出することができる。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、推定式算出部21は、最小二乗法を適用するモデルを1次関数とする構成を採用する構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、設推定式算出部21は、最小二乗法を適用するモデルを2次関数とする構成を採用してもよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
さらに、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、推定式算出部21は、同一グループ内の太陽電池ペアの発電量に対して推定式を求める方法について説明した。しかしながら本発明は、係る方法に限定されず、推定式算出部21は、同一グループ内に3つ以上の太陽電池が含まれる場合、回帰分析を用いて推定式を求める方法を採用してもよい。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
その場合に、より具体的に、一例として、第2の異常検出部22は、推定発電量Vyを、例えば以下の式(3)によって求める。
推定発電量Vy=a1×(発電量Vx1)+a2×(発電量Vx2)+・・・+a0 ・・・・・(3)
上記式(3)において、推定発電量Vyは、係数a(a1、a2、a3・・・・)と推定発電量Vyと異なる他の太陽電池の時刻別発電量(発電量Vx1、発電量Vx2、発電量Vx3・・・)とをそれぞれ乗算すると共に、乗算した値を加算する。さらに、推定発電量Vyは、加算した値に係数a0を加算することによって求めることができる。
ステップS5:
さらに、推定式算出部21は、導出した推定式を記憶部6に推定式情報23として格納する。
次に、本発明の第2の実施形態に係るより具体的な太陽電池故障診断装置20における第2の異常検出部22の動作について説明する。
図13は、本発明の第2の実施形態における太陽電池故障診断装置20における第2の異常検出部22が行う動作を示すフローチャートである。係るフローチャートに沿って太陽電池故障診断装置20における第2の異常検出部22の動作手順を説明する。
ステップS61:
第2の異常検出部22は、相関推移情報9を参照すると共に、太陽電池ペアに関する情報に基づいて、発電量情報7を参照することによって直近の当該太陽電池ペア(第1の太陽電池、第2の太陽電池)の時刻別発電量を取得する。
ステップS62:
第2の異常検出部22は、推定式算出部21によって導出された推定式を記憶部6に格納された推定式情報23から取得する。
ステップS63:
さらに、第2の異常検出部22は、第2の太陽電池の時刻別発電量と推定式とに基づいて、第1の太陽電池の推定発電量V1(推定発電量)を算出する。
ここでは、一例として、第2の異常検出部22は、太陽電池U01の推定発電量V1を算出することとする。
ステップS64:
第2の異常検出部22は、算出した第1の太陽電池の推定発電量V1とステップS61において取得した第1の太陽電池の時刻別発電量とに基づいて、誤差値P2を算出する。
より具体的に、一例として、第2の異常検出部22は、算出した太陽電池U01の推定発電量V1とテップS61において取得した太陽電池U01の時刻別発電量とに基づいて、誤差値P2を算出する。
ここで、誤差値P2の計算方法について説明する。本実施形態において、第2の異常検出部22は、誤差値P2を、例えば以下の式(4)によって求める。
誤差値P2=|(推定発電量V1)−(時刻別発電量)|÷(時刻別発電量) ・・・・・(4)
上記式(4)において、誤差値P2は、ステップS63において算出した第1の太陽電池の推定発電量V1から第1の太陽電池の時刻別発電量を減算した値の絶対値を求める。さらに、誤差値P2は、求めた絶対値を第1の太陽電池の時刻別発電量で除算することによって求めることができる。
ステップS65:
第2の異常検出部22は、誤差値P2と閾値εとを比較する。
ステップS66において「YES」:
第2の異常検出部22は、誤差値P2と閾値εとを比較した結果、誤差値P2が閾値εより小さい場合に、処理を終了する。
即ち、第2の異常検出部22は、誤差値P2が閾値εより小さい場合に、太陽電池が正常であると判別する。
ステップS66において「NO」:
第2の異常検出部22は、誤差値P2と閾値εとを比較した結果、誤差値P2が閾値εより大きい場合に、ステップS67に処理を進める。
即ち、第2の異常検出部22は、誤差値P2と閾値εとを比較した結果、誤差値P2が閾値εより大きい場合に、ステップS67に処理を進める。
ステップS67:
第2の異常検出部22は、第1の太陽電池の時刻別発電量と第1の太陽電池の推定発電量V1とを比較する。
ここでは、より具体的に、一例として、第2の異常検出部22は、太陽電池U01の時刻別発電量とステップS63において算出した第1の太陽電池の推定発電量V1とを比較する。
ステップS68における「YES」:
第2の異常検出部22は、第1の太陽電池の時刻別発電量と第1の太陽電池の推定発電量V1とを比較した結果、推定発電量V1よりも時刻別発電量が大きい(推定発電量V1<時刻別発電量)場合に、第1の太陽電池の推定発電量V1を算出する際に用いた第2の太陽電池を異常と判別する。
ここでは、より具体的に、一例として、第2の異常検出部22は、太陽電池U01の時刻別発電量とステップS63において算出した太陽電池U01の推定発電量V1とを比較した結果、推定発電量V1よりも時刻別発電量が大きい場合に、太陽電池U01の推定発電量V1を算出する際に用いた太陽電池U03を異常と判別する。
次に、第2の異常検出部22は、処理をステップS70に進める。
ステップS68における「NO」:
第2の異常検出部22は、第1の太陽電池の時刻別発電量と第1の太陽電池の推定発電量V1とを比較した結果、時刻別発電量よりも推定発電量V1が大きい(推定発電量V1>時刻別発電量)場合に、第1の太陽電池を異常と判別する。
ここでは、より具体的に、一例として、第2の異常検出部22は、太陽電池U01の時刻別発電量とステップS63において算出した太陽電池U01の推定発電量V1とを比較した結果、時刻別発電量よりも推定発電量V1が大きい場合に、太陽電池U01を異常と判別する。
次に、第2の異常検出部22は、処理をステップS69に進める。
ステップS69:
第2の異常検出部22は、OSとインタフェースを有する不図示の通知部を経由してOSにアラートを出力することによって、システム管理者やユーザに第1の太陽電池の異常を通知する。
ステップS70:
第2の異常検出部22は、OSとインタフェースを有する不図示の通知部を経由してOSにアラートを出力することによって、システム管理者やユーザに第2の太陽電池の異常を通知する。
尚、第2の異常検出部22における太陽電池の異常検出処理は、数分〜1時間に1回等の定期的に開始されるように構成すればよい。
これにより、第2の異常検出部22は、より迅速に太陽電池の故障を検知することができる。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、第2の異常検出部22は、第1の太陽電池と第2の太陽電池における時刻別発電量を用いて算出する構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、第2の異常検出部22は、第1の太陽電池と第2の太陽電池における日別発電量を用いて算出する構成を採用してもよい(以下の実施形態においても同様)。
図14は、本発明の第2の実施形態における太陽電池U01における日別発電量と推定発電量V1及び太陽電池U03における日別発電量の推移を概念的に例示する図である。
図14(a)は、太陽電池U01における日別発電量と推定発電量V1との推移を概念的に例示する図である。
図14(a)は、横軸に日付を示し、縦軸に横軸の日付に対する太陽電池U01における発電量を示す。
同様に図14(b)は、太陽電池U03における日別発電量の推移を概念的に例示する図である。
図14(a)に示す太陽電池U01における推定発電量V1は、ステップS63において太陽電池U03における日別発電量に基づいて算出しているため、図14(b)に示す太陽電池U03における日別発電量の推移と比較した場合に、同様な曲線を描く。
また、図14(a)に示す太陽電池U01における日別発電量は、ステップS63において算出した推定発電量V1から著しく低下している。即ち、誤差率P2は、閾値εより大きいことを意味する。そのため、係る図14(a)に示す日別発電量の著しい低下は、太陽電池U01の故障の発生を意味する。
このように本実施の形態に係る太陽電池故障診断装置20によれば、上述した第1の実施形態において説明した効果を享受できると共に、さらに、太陽電池故障診断装置20は、太陽電池の異常を速やかに検出することができる。その理由は、太陽電池故障診断装置20は、さらに、推定式算出部21を有する。そのため、例えば、太陽電池故障診断装置20は、太陽電池ペアである第1の太陽電池と第2の太陽電池との日別発電量から第1の太陽電池の発電量を推定する式を導出することができる。さらに、太陽電池故障診断装置20における第2の異常検出部22は、第2の太陽電池の時刻別発電量と推定式とに基づいて、第1の太陽電池の推定発電量V1を算出すると共に、第1の太陽電池の時刻別発電量と推定発電量V1とを比較することによって、第1の太陽電池または第2の太陽電池の何れか一方の太陽電池の故障を検出することができるからである。即ち、係る第2の異常検出部22は、第1の太陽電池と第2の太陽電池との長期間における発電量データを必要とすることなく故障を検出することができるからである。
<第3の実施形態>
次に、上述した本発明の第2の実施形態に係る太陽電池故障診断装置20を基本とする第3の実施形態について説明する。以下の説明においては、本実施形態に係る特徴的な部分を中心に説明する。その際、上述した各実施形態と同様な構成については、同一の参照番号を付すことにより、重複する説明は省略する。
本発明の第3の実施形態における太陽電池故障診断装置20について、図15を参照して説明する。
図15は、本発明の第3の実施形態における太陽電池故障診断システム30の構成を示すブロック図である。
図15において、太陽電池故障診断システム30は、大別して、太陽電池故障診断装置としての管理サーバ31と、太陽電池(太陽電池U01、太陽電池U02、太陽電池U03)とを有する。
より具体的に、本実施形態において、管理サーバ31は、一般的に知られたサーバに第2の実施形態において説明した太陽電池故障診断装置20を適用する。
次に、太陽電池(太陽電池U01、太陽電池U02、太陽電池U03)は、例えば、各メーカーから提供された複数の太陽電池である。
さらに、太陽電池(太陽電池U01、太陽電池U02、太陽電池U03)は、自装置を識別する太陽電池ID、太陽電池が設置されているエリア(場所)をコード化したエリアID、日を単位として取得した太陽電池の発電量を示す日別発電量、時刻毎に取得した太陽電池の発電量を示す時刻別発電量を発電量データとして出力する。
管理サーバ31及び太陽電池(太陽電池U01、太陽電池U02、太陽電池U03)は、図15には不図示の一般的な通信インタフェースを備える。そして、管理サーバ31と太陽電池とは、ネットワーク104を介して、アクセス可能である。
ネットワーク(通信ネットワーク)104は、例えば、携帯電話事業者が所有する各種
通信回線、インターネットサービスプロバイダ等が提供するインターネット等の一般的な
通信回線である。
より具体的に、例えば、太陽電池(太陽電池U01、太陽電池U02、太陽電池U03)は、太陽電池が発電した発電量等の各種情報を発電量データとしてネットワーク110を介して管理サーバ31に送信する。
尚、本実施形態に係る太陽電池自体は、本実施形態の特徴ではないので、具体的動作及び詳細な構成については省略する(以下の実施形態においても同様)。
ここでは、説明の便宜上、太陽電池U01は、発電量データ101を送信する。また、太陽電池U02は、発電量データ102を送信する。太陽電池U03は、発電量データ103を送信する。但し、本実施形態を例に説明する本発明は、これらに限定されない(以下の実施形態においても同様)。
管理サーバ31における太陽電池故障診断装置20は、データ収集部2によって太陽電池(太陽電池U01、太陽電池U02、太陽電池U03)から発電量データ(発電量データ101、発電量データ102、発電量データ103)を収集する。
尚、管理サーバ31における太陽電池故障診断装置20の処理は、第2の実施形態において説明した太陽電池故障診断装置20の処理と同様である。そのため、重複する説明は省略する。
尚、上述した実施形態では、説明の便宜上、一例として、太陽電池故障診断システム30は、第2の実施形態において説明した太陽電池故障診断装置20を管理サーバ31に適用した構成を例に説明した。しかしながら本発明は、係る構成に限定されず、太陽電池故障診断システム30は、第1の実施形態において説明した太陽電池故障診断装置1を管理サーバ31に適用した構成を採用してもよい。
このように本実施の形態に係る太陽電池故障診断システム30によれば、上述した第1及び第2の実施形態において説明した効果を享受できる。
(ハードウェア構成例)
上述した実施形態において図面に示した各部は、ソフトウェアプログラムの機能単位(ソフトウェアモジュール)と捉えることができる。この場合のハードウェア環境の一例を、図16を参照して説明する。
図16は、本発明の模範的な実施形態に係る太陽電池故障診断装置を実行可能な情報処理装置300(コンピュータ)の構成を例示的に説明する図である。即ち、図16は、図1に示した太陽電池故障診断装置1、或いは、図10に示した太陽電池故障診断装置20、図16に示した太陽電池故障診断システム30、の全体または一部の太陽電池故障診断装置を実現可能なサーバ等のコンピュータ(情報処理装置)の構成であって、上述した実施形態における各機能を実現可能なハードウェア環境を表す。
図16に示した情報処理装置300は、CPU(Central_Processing_Unit)301、ROM(Read_Only_Memory)302、RAM(Random_Access Memory)303、ハードディスク304(記憶装置)、並びに外部装置との通信インタフェース(Interface:以降、「I/F」と称する)305、CD−ROM(Compact_Disc_Read_Only_Memory)等の記憶媒体307に格納されたデータを読み書き可能なリーダライタ308を備え、これらの構成がバス306(通信線)を介して接続された一般的なコンピュータである。
そして、上述した実施形態を例に説明した本発明は、図16に示した情報処理装置300に対して、その説明において参照したブロック構成図(図1、図10、図15)或いはフローチャート(図2、図4、図6、図9、図11、図13)の機能を実現可能なコンピュータ・プログラムを供給した後、そのコンピュータ・プログラムを、当該ハードウェアのCPU301に読み出して実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータ・プログラムは、読み書き可能な揮発性の記憶メモリ(RAM303)またはハードディスク304等の不揮発性の記憶デバイスに格納すれば良い。
また、前記の場合において、当該ハードウェア内へのコンピュータ・プログラムの供給方法は、CD−ROM等の各種記録媒体307を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等のように、現在では一般的な手順を採用することができる。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムを構成するコード或いは、そのコードが格納された記憶媒体によって構成されると捉えることができる。
尚、上述した各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。しかしながら、上述した実施形態により例示的に説明した本発明は、以下には限らない。即ち、
(付記1)
太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する設置条件分類部と、
前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する相関推移算出部と、
前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する第1の異常検出部とを備えることを特徴とする太陽電池故障診断装置。
(付記2)
前記太陽電池故障診断装置は、
さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する推定式算出部と、
前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断する第2の異常検出部とを備えることを特徴とする付記1に記載の太陽電池故障診断装置。
(付記3)
前記時刻別相関係数は、
期間Tに含まれる所定時間帯における時刻毎の2つの太陽電池における前記時刻別発電量の平均値に基づいて算出することを特徴とする付記1または付記2の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
(付記4)
前記設置条件類似度P1は、
前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とを乗算することよって算出されることを特徴とする付記1乃至付記3の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
(付記5)
前記設置条件分類部は、
前記設置条件類似度P1が前記閾値αより大きい場合に、前記2つの太陽電池をグループとして構成することを特徴とする付記1乃至付記4の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
(付記6)
前記相関推移算出部は、
前記第2の日別相関係数が閾値βより大きい場合に、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成することを特徴とする付記1乃至付記5の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
(付記7)
前記第1の異常検出部は、
前記第3の日別相関係数が閾値βより小さい場合に、前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を算出することを特徴とする付記1乃至付記6の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
(付記8)
前記推定式に含まれるパラメータは、
前記第1の太陽電池における前記日別発電量と前記第2の太陽電池における前記日別発電量とに基づき最小二乗法を適用することによって、導出することを特徴とする付記2乃至付記7の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
(付記9)
複数の太陽電池と、通信回線を介して前記複数の太陽電池からの発電量データに基づいて管理可能な管理サーバと、を含む太陽電池故障診断システムであって、
前記複数の太陽電池は、
自装置を識別する太陽電池IDと日別発電量と時間別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を出力し、
前記管理サーバは、
前記発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する設置条件分類部と、
前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する相関推移算出部と、
前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する第1の異常検出部とを備えることを特徴とする太陽電池故障診断システム。
(付記10)
前記太陽電池故障診断システムは、
さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する推定式算出部と、
前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断する第2の異常検出部とを備えることを特徴とする付記9に記載の太陽電池故障診断システム。
(付記11)
太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成し、
前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成し、
前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断することを特徴とする太陽電池故障診断方法。
(付記12)
前記太陽電池故障診断方法は、
さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する推定式算出部と、
前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断することを特徴とする付記11に記載の太陽電池故障診断方法。
(付記13)
太陽電池故障診断装置の動作制御のためのコンピュータ・プログラムであって、そのコンピュータ・プログラムにより、
太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する機能と、
前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する機能と、
前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
(付記14)
前記コンピュータ・プログラムは、
さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する機能と、
前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする付記13に記載のコンピュータ・プログラム。
1 太陽電池故障診断装置
2 データ収集部
3 設置条件分類部
4 相関推移算出部
5 第1の異常検出部
6 記憶部
7 発電量情報
8 設置条件情報
9 相関推移情報
20 太陽電池故障診断装置
21 推定式算出部
22 第2の異常検出部
23 推定式情報
101 発電量データ
102 発電量データ
103 発電量データ
104 発電量データ
105 発電量データ
110 ネットワーク
30 太陽電池故障診断システム
31 管理サーバ
U01 太陽電池
U02 太陽電池
U03 太陽電池
300 情報処理装置
301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 ハードディスク
305 通信インターフェース
306 バス
307 記憶媒体
308 リーダライタ

Claims (10)

  1. 太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する設置条件分類部と、
    前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する相関推移算出部と、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する第1の異常検出部とを備えることを特徴とする太陽電池故障診断装置。
  2. 前記太陽電池故障診断装置は、
    さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する推定式算出部と、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断する第2の異常検出部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池故障診断装置。
  3. 前記時刻別相関係数は、
    期間Tに含まれる所定時間帯における時刻毎の2つの太陽電池における前記時刻別発電量の平均値に基づいて算出することを特徴とする請求項1または請求項2の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
  4. 前記設置条件類似度P1は、
    前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とを乗算することよって算出されることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の太陽電池故障診断装置。
  5. 複数の太陽電池と、通信回線を介して前記複数の太陽電池からの発電量データに基づいて管理可能な管理サーバと、を含む太陽電池故障診断システムであって、
    前記複数の太陽電池は、
    自装置を識別する太陽電池IDと日別発電量と時間別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を出力し、
    前記管理サーバは、
    前記発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する設置条件分類部と、
    前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する相関推移算出部と、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する第1の異常検出部とを備えることを特徴とする太陽電池故障診断システム。
  6. 前記太陽電池故障診断システムは、
    さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する推定式算出部と、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断する第2の異常検出部とを備えることを特徴とする請求項5に記載の太陽電池故障診断システム。
  7. 太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成し、
    前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成し、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断することを特徴とする太陽電池故障診断方法。
  8. 前記太陽電池故障診断方法は、
    さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する推定式算出部と、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断することを特徴とする請求項7に記載の太陽電池故障診断方法。
  9. 太陽電池故障診断装置の動作制御のためのコンピュータ・プログラムであって、そのコンピュータ・プログラムにより、
    太陽電池を識別する太陽電池IDと日別発電量と時刻別発電量とエリアIDとが関連付けられた発電量情報を参照することにより、同一の前記エリアIDを有する任意の2つの太陽電池の期間Tにおける前記日別発電量からは第1の日別相関係数を算出し、前記時刻別発電量からは時刻別相関係数を算出し、前記第1の日別相関係数と前記時刻別相関係数とに基づく所定の演算によって、算出した設置条件類似度P1と閾値αとの比較結果に応じて、前記2つの太陽電池をグループとして構成する機能と、
    前記グループに含まれる任意の第1の太陽電池と第2の太陽電池とを選定し、前記第1と前記第2の太陽電池との期間WTにおける前記日別発電量に基づいて、算出した第2の日別相関係数と閾値βとの比較結果に応じて、前記第1と前記第2の太陽電池とをペアとして構成する機能と、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの期間Wにおける日別発電量に基づいて算出した第3の日別相関係数と前記閾値βとの比較結果に応じた前記期間Wにおける日別発電量に基づいて、算出した前記第1と前記第2の太陽電池との累積の発電量を比較し、前記累積の発電量を比較した結果、前記累積の発電量が小さい太陽電池を故障と判断する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
  10. 前記コンピュータ・プログラムは、
    さらに、複数種類の推定式のうち何れかを選択し、前記ペアの期間Pにおける日別発電量に基づいて、前記推定式に含まれるパラメータを所定の演算によって導出する機能と、
    前記発電量情報から取得した前記ペアの直近の前記時刻別発電量を取得し、前記第2の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定式とに基づいて、前記第1の太陽電池の推定発電量を算出し、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量と前記推定発電量とに基づいて、所定の演算によって、算出した誤差値P2と閾値εとの比較結果に応じて前記第1の太陽電池の該時刻別発電量と前記推定発電量とを比較し、前記推定発電量よりも前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量が大きい場合に、前記第2の太陽電池を異常と判別し、一方で、前記第1の太陽電池の前記時刻別発電量よりも前記推定発電量が大きい場合に、前記第1の太陽電池が異常と判断する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする請求項9に記載のコンピュータ・プログラム。
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