JP2014154728A - 太陽電池パネル監視プログラム、太陽電池パネル監視装置及び太陽電池パネル監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】時間による日射条件の変化、季節による日射条件の変化、新たな施設の建設、或いは、太陽電池パネルの汚れ等の後天的な原因に起因する日射条件の変化にも対応できる故障した太陽電池パネルの検出方法を提供する。
【解決手段】太陽電池パネルの状態情報を太陽電池パネル毎に取得して太陽電池パネルの位置と対応付けて記憶部に格納する状態情報取得処理と、複数の太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、基準太陽電池パネルの状態情報との差が所定の範囲内となる状態情報を有する太陽電池パネルを束ねて基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定処理（ステップＳ１１〜Ｓ１８）と、同一グループに属する太陽電池パネルのうち状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障パネル検出処理と、を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は太陽電池パネル監視プログラム、太陽電池パネル監視装置及び太陽電池パネル監視方法に関し、例えば、複数の太陽電池パネルにより発電を行う太陽光発電装置における太陽電池パネル監視プログラム、太陽電池パネル監視装置及び太陽電池パネル監視方法に好適に利用できるものである。

近年、太陽電池パネルを用いて発電を行う太陽光発電装置への注目が高まっている。この太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネルをアレイ状に配置し、受光面積を広くとることで発電量を高めることができる。しかしながら、太陽光発電装置の発電量は、太陽電池パネルへの日射量の違いによってばらつきが生じる。例えば、同じ太陽電池パネルを利用していても、地域が違えば発電量にばらつきが生じる。また、雲による陰や、付近に配置される支柱の陰、或いは、屋根の陰等の影響により領域毎に日射量に差が生じて発電量にばらつきが生じる。そのため、太陽光発電装置では、一部の太陽電池パネルに不具合が生じた場合であっても、発電量の低下が太陽電池パネルの不具合に起因するのか日射量の違いに起因するのかを特定するのが難しい問題がある。そこで、太陽電池パネルの不具合を検出技術が特許文献１、２に開示されている。

特許文献１では、各エネルギー変換機器を太陽光エネルギーの享受状態によってグループ分けするグループ分情報を保有するデータベースに基づいて、各エネルギー変換機器の出力量をグループに分類する。そして、特許文献１では、同一のグループに属するエネルギー変換機器の出力量同士を比較して、各エネルギー変換機器の出力量の類似性を求め、類似性に基づいて、各エネルギー変換機器に対して異常であるか否かを判定する監視装置が開示されている。

特許文献２は、複数の太陽電池パネルからの出力を集約して電力変換装置に送り込む太陽光発電システムについての監視システムであって、複数の太陽電池パネルからの出力電路が集約される接続箱に計測装置を設け、各太陽電池パネルの発電量を計測する。また、特許文献２では、計測装置に接続された子機のＰＬＣモデムと、電力変換装置側に設けられる親機のＰＬＣモデムとの間の電力線通信によって計測データを送信し、管理装置は、太陽電池パネル毎の計測データを収集する。

また、特許文献２では、管理装置が、太陽電池パネル毎の計測データに基づき、各太陽電池パネルについての、同一時点における発電量の差に基づいて、異常の有無を判定する。例えば、全太陽電池パネルの発電量の平均値を求め、当該平均値との差が所定の閾値以下であれば正常、閾値を超える差となる低い発電量である場合には異常、と判定する。さらに、特許文献２では、全体として発電量のパネル間格差が比較的多い場合には、日照条件が近似したエリア単位で発電量の平均値を求め、これとの比較において閾値を超える差となる低い発電量である場合には異常、とする。

特開２００４−１３８２９３号公報 特開２０１２−２０５０７８号公報

しかしながら、太陽光発電装置では、装置の設置後に日射条件が変化することがある。そのため、特許文献１のように固定的なデータベースを利用したグルーピングを行う、或いは、特許文献２のように、固定的なエリア設定を行った場合、日射条件の変化による故障の誤検出が発生する問題がある。例えば、時間による日射条件の変化、季節による日射条件の変化、新たな施設の建設、或いは、太陽電池パネルの汚れ等の後天的な原因に起因する日射条件の変化には対応することができない問題がある。

本発明の一態様は、プログラムを実行する演算部と、太陽電池パネルの状態情報を保持する記憶部と、を有する太陽電池パネル監視装置で実行される太陽電池パネル監視プログラムであって、前記太陽電池パネルの状態情報を前記太陽電池パネル毎に取得して前記状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納する状態情報取得処理と、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定処理と、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障パネル検出処理と、を行う太陽電池パネル監視プログラムである。

また、本発明の別の態様は、それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎に特性を監視する太陽電池パネル監視装置であって、前記太陽電池パネル毎に計測された状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて保持する記憶部と、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定部と、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障検出部と、を有する太陽電池パネル監視装置である。

また、本発明の別の態様は、それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎の特性監視処理を、演算部と記憶部とを備える太陽電池パネル監視装置を用いて実施する太陽電池パネル監視方法であって、前記太陽電池パネル毎に計測された状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納し、前記記憶部に格納された前記状態情報を前記演算部で解析して、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成し、前記演算部においてグループ毎に前記状態情報を解析して、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する太陽電池パネル監視方法である。

本発明によれば、日射条件の変化によらず適切な故障パネル検出を行うことができる。

実施の形態１にかかる太陽光発電装置のブロック図である。 実施の形態１にかかる太陽光発電部のブロック図である。 実施の形態１にかかる管理装置のブロック図である。 実施の形態１にかかる太陽電池パネルの特性の一例を示すグラフである。 実施の形態１にかかる太陽光発電装置における同傾向パネルグループの一例を示す概略図である。 実施の形態１にかかる管理装置の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる管理装置の第１のグループ化処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる管理装置の第２のグループ化処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる管理装置の故障パネル検出処理の手順を示すフローチャートである。

実施の形態１
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。以下では、太陽光発電装置のうち大規模な発電施設を想定して本発明の実施の形態について説明する。しかし、本発明は、小規模な一般家庭向け太陽光発電装置に対しても適用可能である。

まず、図１に実施の形態１にかかる太陽光発電装置１のブロック図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１は、パワーコンディショナー１０１〜１０ｊ（ｊはパワーコンディショナーの個数を示す整数）、パネルユニット１１１〜１１ｋ（ｋは、パネルユニットの個数を示す整数）、管理装置２０を有する。また、図１に示す例では、パネルユニット１１１〜１１ｋは、パワーコンディショナー毎に同じ数が設けられているものとする。

パワーコンディショナー１０１〜１０ｊは、対応するパネルユニット１１１〜１１ｋで発電された電力を足し合わせて系統配線に出力する。パネルユニット１１１〜１１ｋは、それぞれ複数の太陽電池パネルが直列に接続されたストリングを有し、当該ストリングから得られた電力をパワーコンディショナー１０１〜１０ｊに出力する。また、パネルユニット１１１〜１１ｋは、太陽電池パネル毎に計測した状態情報を管理装置２０に出力する。管理装置２０は、それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎に特性を監視する。より具体的には、管理装置２０は、パネルユニット１１１〜１１ｋから出力された状態情報に基づき太陽電池パネルの故障箇所を検出する。以下では、各構成要素についてさらに詳細に説明する。

図２に実施の形態１にかかる太陽光発電部のブロック図を示す。パワーコンディショナー１０１及びパワーコンディショナー１０１に対応するパネルユニット１１１〜１１ｋと、パワーコンディショナー１０２〜１０ｊ及びこれらに対応するパネルユニット１１１〜１１ｋの構成は実質的に同じである。そのため、図２では、パワーコンディショナー１０１及びパワーコンディショナー１０１に対応するパネルユニット１１１〜１１ｋのみを示した。

図２に示すように、太陽光発電部は、パワーコンディショナー１０１と、パネルユニット１１１〜１１ｋを有する。また、パネルユニット１１１は、太陽電池パネルＰ１１〜Ｐ１ｍ（ｍは太陽電池パネルの数を示す整数）、パネル状態計測部１２１、接続箱１３１を有する。パネルユニット１１２は、太陽電池パネルＰ２１〜Ｐ２ｍ、パネル状態計測部１２２、接続箱１３２を有する。パネルユニット１１ｋは、太陽電池パネルＰｋ１〜Ｐｋｍ、パネル状態計測部１２ｋ、接続箱１３ｋを有する。パネルユニット１１１〜１１ｋは、実質的に同じ構成であるため、パネルユニット１１１を例にパネルユニットについて説明する。

太陽電池パネルＰ１１〜Ｐ１ｍは、直列に接続されたストリングを構成する。パネル状態計測部１２１は、太陽電池パネルの間を接続する配線上に設けられたモニタ部により各太陽電池パネルの出力電圧及び出力電流をパネル単位で取得する。また、パネル状態計測部１２１は、この出力電圧及び出力電流を太陽電池パネルを特定するパネルＩＤと関連付けて状態情報を生成する。パネル状態計測部１２１は、生成した状態情報を管理装置２０に出力する。接続箱１３１は、ストリングから得られた電力をパワーコンディショナー１０１に出力すると共に他のパネルユニット１１ｋからの電流の逆流を防止する。

図３に、実施の形態１にかかる管理装置２０のブロック図を示す。図３に示すように、管理装置２０は、例えば、コンピュータ等の演算処理が可能な装置である。管理装置２０は、処理部２１、操作部２２、表示部２３を有する。処理部２１は、太陽電池パネル毎に特性の監視に関する具体的な処理を行う。操作部２２は、利用者が処理部２１に対する操作を与えるインタフェースである。表示部２３は、処理部２１の操作画面、或いは、処理結果を利用者に提示するインタフェースである。

処理部２１についてより具体的に説明する。図３に示すように、処理部２１は、演算部３１、入力インタフェース３２、記憶部３３を有する。演算部３１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理を行うものであって、本発明の具体的な処理を行う太陽電池パネル監視プログラム（以下、監視プログラムと称す）を実行する。処理部２１は、監視プログラムを実行することで、状態情報取得部３１１、パネルグループ設定部３１２、故障パネル検出部３１３等の処理機能を備える。入力インタフェース３２は、パネル状態計測部１２１〜１２ｋから状態情報を取得し、演算部３１に与える通信インタフェースである。記憶部３３は、監視プログラム、個別パネル状態情報、パネルグループ情報等のデータを格納する。

状態情報取得部３１１は、入力インタフェース３２を介して太陽電池パネルの状態情報を太陽電池パネル毎に取得する。そして、状態情報取得部３１１は、状態情報を計測時間及び太陽電池パネルの位置と対応付けて個別パネル状態情報を生成する。状態情報取得部３１１は、この個別パネル状態情報を記憶部３３に格納する。

パネルグループ設定部３１２は、複数の太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、基準太陽電池パネルの状態情報との差が所定の範囲内となる状態情報を有する太陽電池パネルを束ねて基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成する。１つの同傾向パネルグループにいずれの太陽電池パネルが含まれるかは、パネルグループ情報として記憶部３３に格納される。このパネルグループ設定部３１２のさらに具体的な処理は後述する。

故障パネル検出部３１３は、同一グループに属する太陽電池パネルのうち状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる太陽電池パネルを故障パネルとして検出する。故障パネル検出部３１３は、故障パネルが検出された場合、故障パネルと判断された太陽電池パネルの位置情報を記憶部３３に格納すると共に表示部２３に表示する。なお、故障パネル検出部３１３のより具体的な処理については後述する。

実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、太陽電池パネル毎の発電量及び発電傾向の時系列情報に基づき太陽電池パネルをグループ化し、当該グループ毎に太陽電池パネルの故障を検出する。そこで、太陽電池パネルの特性の一例を示すグラフを図４に示す。図４に示す例では、横軸が時間を示し、縦軸が電圧又は電流を示している。また、図４に示す例では、１つのストリングに属する２つの太陽電池パネルの特性を示した。

図４に示すように、太陽電池パネルは、出力電流に比べて出力電圧の変動が小さい。また、太陽電池パネルの出力電流は、時間経過と共に大きく増減する。これは、時間によって日射量が変化するためである。つまり、太陽電池パネルの発電量は、出力電流の大きさに大きく依存する。そのため、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、出力電流に対して、判定閾値ＴＨを設け、判定閾値ＴＨを超える出力電流がある期間を有効な発電期間として用いる。

続いて、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１における同傾向パネルグループについて説明する。図５に実施の形態１にかかる太陽光発電装置１の同傾向パネルグループの一例の概略図を示す。図５に示す例は、４行３列のパネルユニットを有し、さらに、各パネルユニットが５行５列で配置された太陽電池パネルを有するものである。図５に示すように、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、太陽電池パネルの発電傾向に従って、同傾向パネルグループを設定するため、同傾向パネルグループに属する太陽電池パネルは、パネルユニットの境界を越えて存在する場合がある。図５に示す例では、同傾向パネルグループとしてＰＧ１〜ＰＧ１０を示した。

続いて、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１の管理装置２０の動作手順について具体的に説明する。図６に実施の形態１にかかる太陽光発電装置１の管理装置２０の動作手順を示すフローチャートを示す。

図６に示すように、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１の管理装置２０は、処理の開始に伴い、パネル状態計測部１２１〜１２ｋから状態情報を取得し、個別パネル状態情報を生成する（ステップＳ１）。このステップＳ１の状態情報取得処理は、状態情報取得部３１１において行われる処理である。状態情報取得部３１１は、太陽電池パネルの状態情報を前記太陽電池パネル毎に取得して前記状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けた情報を個別パネル状態情報として生成し、個別パネル状態情報を記憶部３３に格納する。

続いて、管理装置２０は、同傾向パネルグループの作成指示があった場合（ステップＳ２のＹＥＳの枝）、ステップＳ３、Ｓ４の同傾向パネルグループ設定処理によって同傾向パネルグループを作成する。一方、管理装置２０は、同傾向パネルグループの作成指示がなかった場合（ステップＳ２のＮＯの枝）、同傾向パネルグループの作成は行わずに、すでに設定されている同傾向パネルグループに基づきステップＳ５の故障パネル検出処理を作成する。なお、一度もステップＳ２、Ｓ３によって同傾向グループが作成されていない場合は、予め設定した仮の同傾向パネルグループに基づき故障パネル検出処理が行われる。また、ステップＳ２における同傾向パネルグループ作成指示は、利用者による操作により発行する、或いは、タイマにより定期的に発行する等の様々な発行方法がある。つまり、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、ステップＳ３、Ｓ４のパネルグループ設定処理は、予め設定された条件に応じて繰り返し実行される。なお、ステップＳ３、Ｓ４のパネルグループ設定処理は、パネルグループ設定部３１２により行われる。

また、図６に示すように、パネルグループ設定処理は、第１のグループ化処理（ステップＳ３）と、第２のグループ化処理（ステップＳ４）と、に分けることができる。第１のグループ化処理では、複数の太陽電池パネルから選定した基準太陽電池パネルと他の太陽電池パネルとの状態情報の相関係数を求め、当該相関係数に基づき同傾向パネルグループを生成する。また、第２のグループ化処理では、第１のグループ化処理でいずれの同傾向パネルグループにも含めることができなかった太陽電池パネルをいずれかの同傾向パネルグループに含める。なお、ステップＳ３、Ｓ４のパネルグループ設定処理は、パワーコンディショナー単位で行われ、全てのパワーコンディショナーに対する処理が完了するまで繰り返し実行される。そして、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、ステップＳ５の故障パネル検出処理において、同傾向パネルグループ内で太陽電池パネルの出力を比較することで故障パネルを検出する。この故障パネル検出処理は、故障パネル検出部３１３により行われる処理である。以下では、ステップＳ３〜Ｓ５の各処理についてより詳細に説明する。

まず、ステップＳ３の第１のグループ化処理の処理手順を示すフローチャートを図７に示す。図７に示すように、第１のグループ化処理は、太陽電池パネルの仕様の種類毎に行われる。そのため、第１のグループ化処理では、太陽電池パネルの仕様の種類の数に応じた回数のループ処理を実施し、各ループ処理においてステップＳ１１〜Ｓ１８の処理を実施する。この処理は、管理装置２０のパネルグループ設定部３１２において行われる。

パネルグループ設定部３１２は、第１の仮パネルグループＰＧＰに同一仕様の太陽電池パネルを登録する（ステップＳ１１）。続いて、パネルグループ設定部３１２は、第１の仮パネルグループＰＧＰから最大発電量となる太陽電池パネル（以下、最大発電量パネルＭＰと称す）を基準太陽電池パネルとして抽出する（ステップＳ１２）。続いて、パネルグループ設定部３１２は、第１の仮パネルグループＰＧＰ内のパネルの相関係数を算出する（ステップＳ１３）。

この相関係数Ｋは、例えば、Ｘｉを基準太陽電池パネルの時系列電流値、Ｙｉを相関係数Ｋの算出対象の太陽電池パネルの時系列電流値とした場合、（１）式〜（３）式に基づき算出される。

続いて、パネルグループ設定部３１２は、最大発電量パネルＭＰとの相関係数Ｋが０．９５以上の太陽電池パネルがあるか否かを判断する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４において、相関係数Ｋが０．９５以上の太陽電池パネルがあると判断された場合（ステップＳ１４のＹＥＳの枝）、相関係数Ｋが０．９５以上の太陽電池パネルをグループ化して同傾向パネルグループを生成する（ステップＳ１５）。一方、このステップＳ１４において、相関係数Ｋが０．９５以上の太陽電池パネルがないと判断された場合（ステップＳ１４のＮＯの枝）、最大発電量パネルＭＰを第２の仮パネルグループＰＧＮに登録する（ステップＳ１６）。

続いて、パネルグループ設定部３１２は、最大発電量パネルＭＰとの相関関係Ｋが０．９５未満の太陽電池パネルがあるか否かを判断する（ステップＳ１７）。このステップＳ１７において、最大発電量パネルＭＰとの相関係数Ｋが０．９５未満の太陽電池パネルがあると判断された場合（ステップＳ１７のＹＥＳの枝）、相関係数Ｋが０．９５未満のパネルで第１の仮パネルグループＰＧＰを再構成し（ステップＳ１８）、ステップＳ１２の処理を再度実施する。一方、このステップＳ１７において、最大発電量パネルＭＰとの相関係数Ｋが０．９５未満の太陽電池パネルがないと判断された場合（ステップＳ１７のＮＯの枝）、別のループ処理が未処理であれば別のループ処理を実施し、未実施のループ処理がないのであれば、第１のグループ化処理を終了する。

つまり、第１のグループ化処理では、一の基準太陽電池パネルとの相関係数が所定の範囲内となる太陽電池パネルを束ねて一の同傾向パネルグループを生成する。また、第１のグループ化処理では、一の同傾向パネルグループに属さない他の太陽電池パネルから最大発電量を有する太陽電池パネルを別の基準太陽電池パネルとして決定し、別の基準太陽電池パネルの状態情報との差が所定の範囲内となる状態情報を有する太陽電池パネルを束ねて別の同傾向パネルグループを生成する。

次いで、第２のグループ化処理の詳細について説明する。この第２のグループ化処理もパネルグループ設定部３１２で行われる処理である。図８に実施の形態１にかかる管理装置の第２のグループ化処理の手順を示すフローチャートを示す。なお、第１のグループ化処理において未分類となった太陽電池パネルは、他の太陽電池パネルとは大きく出力特性が異なるものとして、未分類の太陽電池パネルに対しては、故障パネルとして判断することもできる。このような場合は第２のグループ化処理は必ずしも実施しなくても良い。

図８に示すように、パネルグループ設定部３１２は、第２のグループ化処理の開始に伴い、第２の仮パネルグループＰＧＮに登録されている太陽電池パネルがあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１において、第２の仮パネルグループＰＧＮに登録されている太陽電池パネルがないと判断された場合（ステップＳ２１のＮＯの枝）、パネルグループ設定部３１２は、第２のグループ化処理を終了する。一方、ステップＳ２１において、第２の仮パネルグループＰＧＮに登録されている太陽電池パネルがあると判断された場合（ステップＳ２１のＹＥＳの枝）、パネルグループ設定部３１２は、第２のパネルグループＰＧＮに登録されているパネルの数に応じたループ処理を実施する。このループ処理は、ステップＳ２２〜Ｓ２４の処理を含む。

パネルグループ設定部３１２は、ループ処理の開始に伴い、第２のパネルグループＰＧＮから処理対象となる太陽電池パネル（以下、処理対象パネルと称す）を抽出する。続いて、パネルグループ設定部３１２は、処理対象パネルと、同一仕様の同傾向パネルグループの最大発電量パネルと、の相関係数Ｋを最大発電量パネル毎に算出する（ステップＳ２３）。続いて、パネルグループ設定部３１２は、最も大きな相関係数となる最大発電量パネルが属する同傾向パネルグループに処理対象パネルを登録する。そして、パネルグループ設定部３１２は、第２の仮パネルグループＰＧＮに登録されている全ての太陽電池パネルに対してステップＳ２２〜Ｓ２４の処理が完了したことに応じて第２のグループ化処理を終了する。

つまり、第２のグループ化処理では、いずれの同傾向パネルグループにも属さない太陽電池パネルを、最も近い状態情報（最も大きな相関係数Ｋ）を有する基準太陽電池パネルが含まれる同傾向パネルグループに登録する。

次いで、故障パネル検出処理について説明する。故障パネル検出処理は、故障パネル検出部３１３により実施される処理である。図９に実施の形態１にかかる管理装置２０の故障パネル検出処理の手順を示すフローチャートを示す。

図９に示すように、故障パネル検出部３１３は、同傾向パネルグループ毎にステップＳ３１〜Ｓ３６の処理を実施する。故障パネル検出部３１３は、一の同傾向パネルグループに対する故障パネル検出処理の開始に伴い、処理対象の同傾向パネルグループ中の太陽電池パネルのそれぞれについて、出力電流が判定閾値ＴＨ以上となる出力連続期間を抽出する（ステップＳ３１）。続いて、故障パネル検出部３１３は、出力連続期間毎に最大発電量パネルと他の太陽電池パネルとの間の発電量の差分を算出する（ステップＳ３２）。

続いて、故障パネル検出部３１３は、処理対象の同傾向パネルグループの太陽電池パネル毎にステップＳ３２の差分の大きさを検証する。この検証処理では、まず、発電量の差分が故障閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。このステップＳ３３において、発電量の差分が故障閾値以上であると判断された場合（ステップＳ３３のＹＥＳの枝）、検証した太陽電池パネルを故障パネルとして登録する（ステップＳ３４）。一方、ステップＳ３３において、発電量の差分が故障閾値未満であると判断された場合（ステップＳ３３のＮＯの枝）、発電量の差分が出力低下閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。このステップＳ３５において、発電量の差分が出力低下閾値以上であると判断された場合（ステップＳ３５のＹＥＳの枝）、検証した太陽電池パネルを出力低下パネルとして登録する（ステップＳ３６）。一方、ステップＳ３５において、発電量の差分が出力低下閾値未満であると判断された場合（ステップＳ３５のＮＯの枝）、検証した太陽電池パネルは正常動作していると判断して、他の太陽電池パネルの検証を続ける。

つまり、故障パネル検出部３１３は、基準太陽電池パネルとの発電量の差が第１の閾値（例えば、故障閾値）以上となった太陽電池パネルを故障パネルとして判定し、基準太陽電池パネルとの発電量の差が故障閾値よりも小さな第２の閾値（例えば、出力低下閾値）以上となった太陽電池パネルを出力低下パネルとして判定する。

そして、故障パネル検出部３１３は、検証対象の同傾向パネルグループに含まれる太陽電池パネルの全てに対してステップＳ３３〜Ｓ３６の処理を実施したことに応じて、検証対象の同傾向パネルグループを別の同傾向パネルグループとする。また、故障パネル検出部３１３は、全ての同傾向パネルグループに対して、ステップＳ３１〜Ｓ３６の処理が終了したことに応じて処理を終了する。

上記説明より、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１は、第１のグループ化処理（例えば、ステップＳ４）及び第２のグループ化処理（例えば、ステップＳ５）において、故障検出対象の複数の太陽電池パネルから基準太陽電池パネルを選定する。そして、太陽光発電装置１は、基準太陽電池パネルの状態情報との相関係数Ｋが所定の範囲内となる状態情報を有する太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループに設定する。つまり、太陽光発電装置１は、パネルユニットの設置場所、設置状況によらず高い相関関係を有する太陽電池パネルを含む同傾向パネルグループを生成することができる。

つまり、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、第１のグループ化処理を実施することで、太陽電池パネルの設置状況或いは日照条件に応じて発電傾向が同じ太陽項パネルがグループ化される。そして、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、同傾向パネルグループ内で発電量を相対的に比較することで、高い精度で故障パネルを検出することができる。

また、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、第１のグループ化処理において、太陽電池パネルの仕様毎にグループ化処理を行う。ここで、仕様とは、太陽電池パネルの発電特性を規定するものであり、異なる仕様の太陽電池パネルを発電傾向のみで分類してしまうと、少しの環境変化（例えば、雲が流れることによる陰の変化）によって、発電量が同一グループ内の他のパネルと大きく異なる値となり、故障パネルの誤検出が発生する場合がある。しかし、太陽電池パネルの仕様毎にグループ化処理を行うことで、このような誤検出を低減することができる。

また、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１は、同傾向パネルグループに高い相関関係を有する太陽電池パネルを登録し、太陽電池パネル単位で状態情報を判定する。そのため、太陽光発電装置１は、設置環境の変化に起因する出力低下を検出することができる。例えば、太陽電池パネルの汚れによる発電量の低下を検出することができる。汚れは清掃により除去できるため、このような原因に起因する出力低下を検出することで、太陽電池パネルの出力低下期間を短縮することができる。例えば、メガソーラー等の大規模な太陽光発電装置では、発電量の低下をパネル単位で管理することで、発電量を限界まで高めることへの要求が大きく太陽光発電装置１によるパネル単位での出力低下の検出は重要である。

また、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、第２のグループ化処理を実施することで、全ての太陽電池パネルがいずれかの同傾向パネルグループに属することになる。つまり、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１では、第２のグループ化処理を実施することで、単独で故障の有無の判断がなされる太陽電池パネルがなくなるため、高い精度で故障パネルを検出することができる。例えば、一の太陽電池パネルのみに陰がかかってしまうような設置状態となる場合であっても、単独で故障の有無の判断がなされる太陽電池パネルがなくなるため、高い精度で故障パネルを検出することができる。

また、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１は、基準太陽電池パネル及び同傾向パネルグループに含まれる太陽電池パネルをパネルグループ作成指示に応じて再構成することができる。これにより、太陽光発電装置１は、太陽電池パネルの日射量の時間遷移が変化した場合であっても、同じ発電量変化傾向を示す太陽電池パネルを含む同傾向パネルグループを、日射量の時間遷移の変化に応じて生成することができる。

また、実施の形態１にかかる太陽光発電装置１は、上記のように同傾向パネルグループを生成するため、同傾向パネルグループに登録される太陽電池パネルの発電傾向に高い相関関係を有する。そのため、太陽光発電装置１は、同傾向パネルグループ内の太陽電池パネルの間で発電量を比較することで高精度な故障検出を行うことができる。また、高い精度の故障検出が行うことができることから、太陽電池パネルの故障のみならず、故障の予兆となる出力低下を検出することができる。

上記実施の形態の説明では、第１の仮パネルグループ中から最大の発電量を有する基準太陽電池パネルを選択し、当該基準太陽電池パネルとの相関係数が高い太陽電池パネルを束ねて同傾向パネルグループを設定する例について説明した。しかし、同傾向パネルグループに登録する太陽電池パネルの決定方法は、他の方法をとることもできる。

例えば、発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフに対して音声認識技術等に用いられる波形解析を適用し、当該解析結果を用いて、発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフに対してフーリエ変換等の処理を加え、処理結果に応じて発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフの形状を図形として捉え、図形の類似性に応じて発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフとして発電量、或いは、出力電流量の積算グラフを生成し、当該積算グラフの傾きの類似性に応じて発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。

なお、上記説明では、監視プログラムに基づき実現されるハードウェア機能について説明した。この監視プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ 太陽光発電装置
１０１〜１０ｊ パワーコンディショナー
１１１〜１１ｋ パネルユニット
２０ 管理装置
２１ 処理部
２２ 操作部
２３ 表示部
３１ 演算部
３２ 入力インタフェース
３３ 記憶部
３１１ 状態情報取得部
３１２ パネルグループ設定部
３１３ 故障パネル検出部
１２１〜１２ｋ パネル状態計測部
１３１〜１３ｋ 接続箱
Ｐ１１〜Ｐ１ｍ、Ｐ２１〜Ｐ２ｍ、Ｐｋ１〜Ｐｋｍ 太陽電池パネル
ＰＧ１〜ＰＧ１０ 同傾向パネルグループ

Claims (11)

1. プログラムを実行する演算部と、太陽電池パネルの状態情報を保持する記憶部と、を有する太陽電池パネル監視装置で実行される太陽電池パネル監視プログラムであって、
   前記太陽電池パネルの状態情報を前記太陽電池パネル毎に取得して前記状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納する状態情報取得処理と、
   複数の前記太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定処理と、
   同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障パネル検出処理と、
   を行う太陽電池パネル監視プログラム。
2. 前記パネルグループ設定処理は、予め設定された条件に応じて繰り返し実行される請求項１に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
3. 前記パネルグループ設定処理は、複数の前記太陽電池パネルのうち最大発電量を有する太陽電池パネルを前記基準太陽電池パネルとして決定する請求項１又は２に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
4. 前記パネルグループ設定処理は、前記同傾向パネルグループに属さない他の太陽電池パネルから最大発電量を有する太陽電池パネルを別の基準太陽電池パネルとして決定し、
   前記別の基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて別の同傾向パネルグループを生成する請求項３に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
5. 前記パネルグループ設定処理は、いずれの前記同傾向パネルグループにも属さない太陽電池パネルを、最も近い前記状態情報を有する基準太陽電池パネルが含まれる前記同傾向パネルグループに登録する請求項４に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
6. 前記パネルグループ設定処理は、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報と他の前記太陽電池パネルの前記状態情報との相関係数に基づき前記基準太陽電池パネルと他の前記太陽電池パネルとの差を判定する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
7. 前記パネルグループ設定処理は、前記複数の太陽電池パネルの仕様毎に前記同傾向パネルグループの設定処理を行う請求項１乃至６のいずれか１項に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
8. 前記故障パネル検出処理は、前記太陽電池パネルの出力電流が予め設定された判定閾値以上となる出力連続期間における前記太陽電池パネルの発電量に基づき前記故障パネルを検出する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
9. 前記故障パネル検出処理は、前記基準太陽電池パネルとの前記発電量の差が第１の閾値以上となった前記太陽電池パネルを前記故障パネルとして判定し、前記基準太陽電池パネルとの前記発電量の差が前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値以上となった前記太陽電池パネルを出力低下パネルとして判定する請求項８に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
10. それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎に特性を監視する太陽電池パネル監視装置であって、
    前記太陽電池パネル毎に計測された状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて保持する記憶部と、
    複数の前記太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定部と、
    同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障検出部と、
    を有する太陽電池パネル監視装置。
11. それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎の特性監視処理を、演算部と記憶部とを備える太陽電池パネル監視装置を用いて実施する太陽電池パネル監視方法であって、
    前記太陽電池パネル毎に計測された状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納し、
    前記記憶部に格納された前記状態情報を前記演算部で解析して、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも１つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成し、
    前記演算部においてグループ毎に前記状態情報を解析して、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する太陽電池パネル監視方法。

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