JP2016208677A - Solar battery module inspection device and solar battery module inspection method - Google Patents

Solar battery module inspection device and solar battery module inspection method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery module inspection device that can easily and surely inspect a solar battery module in a solar battery string installed outdoors.SOLUTION: A solar battery module inspection device in a solar battery string installed outdoor has a pulse current supplier for introducing pulse current to a solar battery module in a forward direction. Since the pulse current is used as power for evaluation, another solar battery module, a large power generator or the like is not necessarily required as a power source, and the evaluation of the solar battery module can be easily and surely performed. The pulse current supplier may have a DC power source and a capacitor which is connected to the DC power source and stores electricity for the pulse current. It is preferable to provide a photodetector for detecting light emission of the solar battery module based on the pulse current.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽電池モジュール検査装置及び太陽電池モジュール検査方法に関する。   The present invention relates to a solar cell module inspection apparatus and a solar cell module inspection method.
昨今、多数の太陽電池モジュール(太陽電池パネル)を並べた太陽光発電システムが普及している。この太陽光発電システムは、ビルや家屋等の屋根等に設置される小規模なものや、広大な場所に設置される発電量の大きい大規模なもの(メガソーラーシステム)も存在している。   In recent years, a photovoltaic power generation system in which a large number of solar cell modules (solar cell panels) are arranged has become widespread. There are small-scale solar power generation systems installed on the roofs of buildings, houses, etc., and large-scale systems (mega solar systems) with large power generation installed in vast places.
このような太陽光発電システムが、十分な光電変換性能を発揮しているのかを検査する方法としては、種々のものが提案されており、例えば太陽電池モジュールに対して順方向に直流電流を導入することで太陽電池モジュールを発光させ、この発光に基づいて太陽電池モジュールの評価を行うエレクトロルミネッセンス検査法が存在する(特許文献1参照)。このエレクトロルミネッセンス検査法によれば、容易且つ確実に太陽電池モジュールの欠陥を検出することができるというメリットがある。   Various methods for inspecting whether such a photovoltaic power generation system exhibits sufficient photoelectric conversion performance have been proposed. For example, a direct current is introduced into the solar cell module in the forward direction. Thus, there is an electroluminescence inspection method in which the solar cell module emits light and the solar cell module is evaluated based on the light emission (see Patent Document 1). According to this electroluminescence inspection method, there is a merit that defects of the solar cell module can be detected easily and reliably.
特許第5051854号公報Japanese Patent No. 5051854
上記エレクトロルミネッセンス検査法によって太陽電池モジュールを評価するためには、太陽電池モジュールに対して順方向に直流電流を導入する電力源が必要となる。   In order to evaluate the solar cell module by the electroluminescence inspection method, a power source that introduces a direct current in the forward direction to the solar cell module is required.
この電力源として、太陽光発電システムの一部の太陽電池モジュールが発電した電力を用いる方法が提案されている。しかし、この方法は、電力源として太陽光照射による電力を用いるので、太陽光照度に依存するものであり、定量的に制御することができず、その評価結果も必ずしも確実なものであると言えない不都合がある。   As this electric power source, a method using electric power generated by some solar cell modules of the solar power generation system has been proposed. However, since this method uses power from sunlight irradiation as a power source, it depends on sunlight illuminance, cannot be controlled quantitatively, and the evaluation result is not necessarily reliable. There is an inconvenience.
また、上記電力源として発電機を用いることも考えられるが、多数の太陽電池モジュールに直流電流を流す場合、発電量の大きい発電機を用いる必要がある。このため、既に設置された太陽光発電システムにおいて太陽電池ストリング単位でエレクトロルミネッセンス検査法を適用するためには、発電量の大きい発電機を用いる必要があり、大きな発電量の発電機は重く、検査場所までの搬送等が困難となり、検査作業の煩雑さを招くおそれがある。   Although it is conceivable to use a generator as the power source, it is necessary to use a generator with a large power generation amount when direct current is passed through a large number of solar cell modules. For this reason, in order to apply the electroluminescence inspection method for each solar cell string in the already installed solar power generation system, it is necessary to use a generator with a large amount of power generation. It may be difficult to carry the product to a place, and the inspection work may be complicated.
そこで、本発明は上述のような事情に基づいてなされたものであり、本発明の課題は、屋外に設置された太陽電池ストリングにおける太陽電池モジュールの検査を容易かつ確実に行うことのできる太陽電池モジュール検査装置及び太陽電池モジュール検査方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made based on the above situation, and an object of the present invention is to provide a solar cell capable of easily and reliably inspecting a solar cell module in a solar cell string installed outdoors. A module inspection apparatus and a solar cell module inspection method are provided.
上記課題を解決するためになされた本発明に係る太陽電池モジュール検査装置は、屋外に設置された太陽電池ストリングにおける太陽電池モジュール検査装置であって、太陽電池モジュールに対して順方向にパルス電流を導入するパルス電流供給部を備えることを特徴とする。   A solar cell module inspection apparatus according to the present invention made to solve the above problems is a solar cell module inspection apparatus in a solar cell string installed outdoors, and applies a pulse current in the forward direction to the solar cell module. A pulse current supply unit to be introduced is provided.
当該太陽電池モジュール検査装置にあっては、パルス電流供給部によって導入されるパルス電流に基づく太陽電池モジュールの変化を測定することにより、太陽電池モジュールの検査を行うことができる。当該太陽電池モジュール検査装置は、評価のための電力としてパルス電流を用いるものであるので、電力源として他の太陽電池モジュールや大きな発電機等を必ずしも必要とせず、容易かつ確実に太陽電池モジュールの評価を行うことができる。   In the said solar cell module test | inspection apparatus, a solar cell module can be test | inspected by measuring the change of the solar cell module based on the pulse current introduced by the pulse current supply part. Since the solar cell module inspection apparatus uses a pulse current as electric power for evaluation, it does not necessarily require another solar cell module or a large generator as a power source. Evaluation can be made.
当該太陽電池モジュール検査装置は、上記パルス電流供給部が、直流電源と、この直流電源に接続され上記パルス電流のための電気を蓄えるコンデンサとを有するとよい。これにより、直流電源から供給される電気をコンデンサが蓄えることで、容易かつ確実にパルス電流を太陽電池モジュールに導入することができる。   In the solar cell module inspection apparatus, the pulse current supply unit may include a direct current power source and a capacitor that is connected to the direct current power source and stores electricity for the pulse current. Thereby, a capacitor | condenser accumulate | stores the electricity supplied from DC power supply, and can introduce a pulse current into a solar cell module easily and reliably.
当該太陽電池モジュール検査装置は、上記パルス電流に基づく太陽電池モジュールの発光を検出する光検出部を備えるとよい。これにより、当該太陽電池モジュール検査装置を用いてエレクトロルミネッセンス検査法による太陽電池モジュールの検査を行うことができる。   The said solar cell module inspection apparatus is good to provide the photon detection part which detects light emission of the solar cell module based on the said pulse current. Thereby, the solar cell module can be inspected by the electroluminescence inspection method using the solar cell module inspection apparatus.
当該太陽電池モジュール検査装置は、上述のように光検出部を備える場合、上記パルス電流供給部が、複数パルスからなる上記パルス電流を太陽電池モジュールに対して導入するとよい。これにより、各パルスによる太陽電池モジュールのそれぞれの発光量が小さくても、各パルスによる太陽電池モジュールの各発光を利用することで、太陽電池モジュールの正確な検査を容易かつ確実に行うことができる。   When the said solar cell module test | inspection apparatus is provided with a photon detection part as mentioned above, it is good for the said pulse current supply part to introduce | transduce the said pulse current which consists of a several pulse with respect to a solar cell module. Thereby, even if each light emission amount of the solar cell module by each pulse is small, accurate inspection of the solar cell module can be easily and reliably performed by using each light emission of the solar cell module by each pulse. .
当該太陽電池モジュール検査装置は、上記パルス電流を導入した太陽電池モジュールの電流及び電圧を検出する電流電圧検出部を備えるとよい。これにより、パルス電流を導入した太陽電池モジュールの電流電圧特性に基づいて太陽電池モジュールの検査を行うことができる。   The said solar cell module test | inspection apparatus is good to provide the current voltage detection part which detects the electric current and voltage of the solar cell module which introduced the said pulse current. Thereby, a test | inspection of a solar cell module can be performed based on the current-voltage characteristic of the solar cell module which introduce | transduced the pulse current.
また、上記課題を解決するためになされた本発明に係る太陽電池モジュール検査方法は、屋外に設置された太陽電池ストリングにおける太陽電池モジュール検査方法であって、太陽電池モジュールに対して順方向にパルス電流を導入するパルス電流供給工程、及び上記パルス電流に基づく太陽電池モジュールの変化を測定する測定工程を有することを特徴とする。   Also, a solar cell module inspection method according to the present invention made to solve the above-mentioned problems is a solar cell module inspection method for a solar cell string installed outdoors, and pulsed in the forward direction with respect to the solar cell module. It has a pulse current supply process which introduces current, and a measurement process which measures change of a solar cell module based on the above-mentioned pulse current.
当該太陽電池モジュール検査方法によれば、パルス電流に基づく太陽電池モジュールの変化を測定することにより、太陽電池モジュールの検査を行うことができる。   According to the solar cell module inspection method, the solar cell module can be inspected by measuring the change of the solar cell module based on the pulse current.
当該太陽電池モジュール検査方法は、上記測定工程において、上記パルス電流に基づく太陽電池モジュールの発光を検出するとよい。これにより、エレクトロルミネッセンス検査法による太陽電池モジュールの検査を行うことができる。また、この測定工程において、複数パルスからなる上記パルス電流を太陽電池モジュールに対して導入し、この複数パルスからなるパルス電流に基づく太陽電池モジュールの発光を検出するとよい。これにより、複数のパルスに基づく太陽電池モジュールの発光を利用して、太陽電池モジュールの正確な検査を容易かつ確実に行うことができる。   The solar cell module inspection method may detect light emission of the solar cell module based on the pulse current in the measurement step. Thereby, the test | inspection of the solar cell module by an electroluminescence test | inspection method can be performed. In this measurement step, the pulse current composed of a plurality of pulses may be introduced into the solar cell module, and light emission of the solar cell module based on the pulse current composed of the plurality of pulses may be detected. Thereby, the exact test | inspection of a solar cell module can be performed easily and reliably using the light emission of the solar cell module based on a some pulse.
当該太陽電池モジュール検査方法は、上記測定工程において、上記パルス電流を導入した太陽電池モジュールの電流及び電圧を検出するとよい。これにより、パルス電流を導入した太陽電池モジュールの電流電圧特性に基づいて太陽電池モジュールの検査を行うことができる。   The said solar cell module inspection method is good to detect the electric current and voltage of the solar cell module which introduced the said pulse current in the said measurement process. Thereby, a test | inspection of a solar cell module can be performed based on the current-voltage characteristic of the solar cell module which introduce | transduced the pulse current.
以上説明したように、本発明は、パルス電流を用いることによって、屋外に設置された太陽電池ストリングにおける太陽電池モジュールの検査を容易かつ確実に行うことができる。   As described above, the present invention can easily and reliably inspect a solar cell module in a solar cell string installed outdoors by using a pulse current.
本発明の一実施形態の太陽電池モジュール検査装置及び検査対象である太陽電池システムの概略を示した概略的説明図である。It is the schematic explanatory drawing which showed the outline of the solar cell module inspection apparatus of one Embodiment of this invention, and the solar cell system which is test object. 図1の太陽電池モジュール検査装置のパルス電流供給部の概略的説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the pulse current supply part of the solar cell module inspection apparatus of FIG. 太陽電池モジュールに導入されるパルス電流の模式的説明図である。It is typical explanatory drawing of the pulse current introduce | transduced into a solar cell module. 図3のパルス電流のピーク部分の拡大図である。It is an enlarged view of the peak part of the pulse current of FIG.
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1乃至図3を参酌しつつ説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
<検査装置>
図1の太陽電池モジュール検査装置1は、屋外に設置された太陽電池ストリング110における太陽電池モジュール100を検査する装置である。この太陽電池モジュール検査装置1は、検査対象である太陽電池モジュール100に対して順方向にパルス電流を導入するパルス電流供給部10、及び上記パルス電流に基づく太陽電池モジュール100の変化を検出する検出部(光検出部20)を備えている。
<Inspection device>
A solar cell module inspection apparatus 1 in FIG. 1 is an apparatus that inspects a solar cell module 100 in a solar cell string 110 installed outdoors. The solar cell module inspection apparatus 1 detects a change in the solar cell module 100 based on the pulse current supply unit 10 that introduces a pulse current in the forward direction to the solar cell module 100 to be inspected, and the pulse current. Part (light detection part 20).
当該太陽電池モジュール検査装置1は、太陽電池ストリング110を測定対象とする。なお、ストリングとは、複数(例えば15〜20枚)の太陽電池モジュール100を直列接続した単位であり、太陽電池ストリング110とは、直列接続した複数の太陽電池モジュール100から構成される。また、太陽電池モジュール100とは、いわゆる太陽電池パネルであり、複数の太陽電池セル101が直列に接続されると共に一体化されたモジュールを意味する。   The said solar cell module inspection apparatus 1 makes the solar cell string 110 a measuring object. The string is a unit in which a plurality of (for example, 15 to 20) solar cell modules 100 are connected in series, and the solar cell string 110 is composed of a plurality of solar cell modules 100 connected in series. The solar cell module 100 is a so-called solar cell panel, and means a module in which a plurality of solar cells 101 are connected in series and integrated.
本実施形態の太陽電池モジュール検査装置1は、エレクトロルミネッセンス検査法を行う。具体的には、上記検出部として、上記パルス電流に基づく太陽電池モジュール100の発光を検出する光検出部20が用いられ、この光検出部20としては具体的には例えばCCDカメラ等のカメラが用いられる。   The solar cell module inspection apparatus 1 of this embodiment performs an electroluminescence inspection method. Specifically, as the detection unit, a light detection unit 20 that detects light emission of the solar cell module 100 based on the pulse current is used. As the light detection unit 20, for example, a camera such as a CCD camera is used. Used.
上記パルス電流供給部10は、図2に示すように、直流電源11と、この直流電源11に接続され上記パルス電流のための電気を蓄えるコンデンサ13とを有する。さらに、パルス電流供給部10は、太陽電池モジュール100に接続される端子部15、及びこの端子部15とコンデンサ13との通電状態を切り換えるスイッチ部17を有している。これにより、スイッチ部がOFF状態においてコンデンサ13には直流電源11から供給される電気が蓄積される。その後、スイッチ部がON状態となると、コンデンサ13に蓄積された電気が、パルス電流として、端子部15に接続される太陽電池モジュール100に導入される。なお、スイッチ部は、図示しない制御部によって制御され、このスイッチ部の制御によってパルス電流が太陽電池モジュール100に導入される。   As shown in FIG. 2, the pulse current supply unit 10 includes a DC power source 11 and a capacitor 13 connected to the DC power source 11 and storing electricity for the pulse current. Furthermore, the pulse current supply unit 10 includes a terminal unit 15 connected to the solar cell module 100 and a switch unit 17 that switches an energization state between the terminal unit 15 and the capacitor 13. Thereby, the electricity supplied from the DC power supply 11 is accumulated in the capacitor 13 when the switch unit is in the OFF state. Thereafter, when the switch unit is turned on, the electricity stored in the capacitor 13 is introduced into the solar cell module 100 connected to the terminal unit 15 as a pulse current. The switch unit is controlled by a control unit (not shown), and a pulse current is introduced into the solar cell module 100 by the control of the switch unit.
上記直流電源11は、可変電圧電源であることが好ましく、これによりコンデンサ13に蓄積できる電荷を容易かつ確実に変更できる。上記直流電源11は、発電機が好適に用いられる。この発電機の出力電流は、特に限定されるものではなく、太陽電池モジュール100にパルス電流を十分に供給できる電気をコンデンサに供給できるとよい。ここで、太陽電池モジュール100に供給される電流値の下限としては、短絡電流値の1/10倍が好ましく、1/5倍がより好ましい。また、上記電流値の上限としては、短絡電流値の2倍が好ましく、1.5倍がより好ましい。この電流値が上記下限を満たさないと、太陽電池モジュール100を十分に発光させることができなくなるおそれがあり、また検査時間が長くなるおそれがある。逆に、上記電流値が上記上限を超えると、当該太陽電池モジュール検査装置1の各部品の高額化又は重量化を招くおそれがある。   The DC power source 11 is preferably a variable voltage power source, whereby the charge that can be stored in the capacitor 13 can be easily and reliably changed. The DC power source 11 is preferably a generator. The output current of the generator is not particularly limited, and it is preferable that electricity that can sufficiently supply a pulse current to the solar cell module 100 can be supplied to the capacitor. Here, the lower limit of the current value supplied to the solar cell module 100 is preferably 1/10 times the short-circuit current value, and more preferably 1/5 times. The upper limit of the current value is preferably twice the short-circuit current value, more preferably 1.5 times. If this current value does not satisfy the lower limit, the solar cell module 100 may not be able to emit light sufficiently, and the inspection time may be prolonged. On the other hand, when the current value exceeds the upper limit, there is a risk of increasing the cost or weight of each component of the solar cell module inspection apparatus 1.
上記コンデンサ13の静電容量は、特に限定されるものではないが、この静電容量の下限としては、500μFが好ましく、1000μFがより好ましい。また、静電容量の上限としては、10000μFが好ましく、5000μFがより好ましい。静電容量が上記下限を満たさないと、太陽電池モジュール100に十分なパルス電流を導入することができなくなるおそれがある。逆に、静電容量が上記上限を超えると、装置全体がコスト高となるおそれがある。   The capacitance of the capacitor 13 is not particularly limited, but the lower limit of the capacitance is preferably 500 μF, more preferably 1000 μF. Further, the upper limit of the capacitance is preferably 10,000 μF, and more preferably 5000 μF. If the capacitance does not satisfy the above lower limit, there is a possibility that a sufficient pulse current cannot be introduced into the solar cell module 100. On the other hand, if the capacitance exceeds the above upper limit, the entire device may be expensive.
太陽電池モジュール100に導入されるパルス電流は、複数パルスから構成され、パルスは周期的に太陽電池モジュール100に導入され、太陽電池モジュール100は点滅する。この複数パルスから構成されるパルス電流のデューティ比は、20%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。デューティ比が上記上限を超えると、コンデンサ13に十分な電荷を容易かつ確実に蓄積するためには大容量電源が必要となり、重厚かつ煩雑となるおそれがある。なお、デューティ比(t/T)とは、パルス電流の周期(T)に対するパルス幅(パルスが流れる時間(t))の比である(図3参照)。また、デューティ比の下限は、特に限定されるものではないが、例えば1%である。   The pulse current introduced into the solar cell module 100 is composed of a plurality of pulses, the pulses are periodically introduced into the solar cell module 100, and the solar cell module 100 blinks. The duty ratio of the pulse current composed of the plurality of pulses is preferably 20% or less, and more preferably 10% or less. If the duty ratio exceeds the above upper limit, a large-capacity power supply is required to easily and surely store a sufficient charge in the capacitor 13, which may be heavy and complicated. The duty ratio (t / T) is the ratio of the pulse width (time (t) during which the pulse flows) to the period (T) of the pulse current (see FIG. 3). The lower limit of the duty ratio is not particularly limited, but is 1%, for example.
上記パルス幅(t)は、特に限定されないが、例えば5msとすることができる。なお、パルス幅(t)の下限としては、1msが好ましく、3msがより好ましい。パルス幅(t)の上限としては、20msが好ましく、10msがより好ましい。パルス幅(t)が上記下限を満たさないと、太陽電池モジュール100が発光するのに十分な電気を太陽電池モジュール100に導入できないおそれがある。逆に、パルス電流の周期(T)が上記上限を超えると、検査時間が長くなるおそれがある。   The pulse width (t) is not particularly limited, but may be 5 ms, for example. In addition, as a minimum of pulse width (t), 1 ms is preferable and 3 ms is more preferable. The upper limit of the pulse width (t) is preferably 20 ms, and more preferably 10 ms. If the pulse width (t) does not satisfy the lower limit, there is a possibility that sufficient electricity for the solar cell module 100 to emit light cannot be introduced into the solar cell module 100. Conversely, if the period (T) of the pulse current exceeds the above upper limit, the inspection time may be long.
上記パルス電流の周期(T)は、特に限定されないが、例えば50msとすることができる。なお、パルス電流の周期(T)の下限としては、10msが好ましく、30msがより好ましい。パルス電流の周期(T)の上限としては、200msが好ましく、100msがより好ましい。パルス電流の周期(T)が上記下限を満たさないと、コンデンサ13に十分な電荷を容易かつ確実に蓄積することが困難となるおそれがある。逆に、パルス電流の周期(T)が上記上限を超えると、検査時間が長くなるおそれがある。   The period (T) of the pulse current is not particularly limited, but may be 50 ms, for example. In addition, as a minimum of the period (T) of a pulse current, 10 ms is preferable and 30 ms is more preferable. The upper limit of the period (T) of the pulse current is preferably 200 ms, and more preferably 100 ms. If the period (T) of the pulse current does not satisfy the above lower limit, it may be difficult to easily and surely accumulate sufficient charges in the capacitor 13. Conversely, if the period (T) of the pulse current exceeds the above upper limit, the inspection time may be long.
上記パルス電流注入のための最大電圧(V)は、測定対象の太陽電池モジュール100の枚数によって変更される。例えば直列接続された15枚の太陽電池モジュール100からなる太陽電池ストリング110が測定対象である場合、上記最大電圧(V)は1000Vとすることが好ましい。なお、パルス電流注入のための最大電圧(V)の下限としては、500Vが好ましく、800Vが好ましい。これにより、同時に多数枚の太陽電池モジュール100に対してエレクトロルミネッセンス検査法を行うことができる。なお、パルス電流注入のための最大電圧(V)の上限は、特に限定されず、例えば5000Vである。   The maximum voltage (V) for the pulse current injection is changed according to the number of solar cell modules 100 to be measured. For example, when a solar cell string 110 composed of 15 solar cell modules 100 connected in series is a measurement target, the maximum voltage (V) is preferably set to 1000V. In addition, as a minimum of the maximum voltage (V) for pulse current injection, 500V is preferable and 800V is preferable. Thereby, the electroluminescence inspection method can be performed on a large number of solar cell modules 100 at the same time. The upper limit of the maximum voltage (V) for pulse current injection is not particularly limited, and is, for example, 5000V.
当該太陽電池モジュール検査装置1は、検出部が検出した検出データを評価する評価部30を備えている。この評価部30は、例えばMPU等からなる演算処理部、ROM、RAM、ハードディスク、モニター、操作手段などを備えるコンピューターにより構成することができ、ROM、ハードディスクに記憶されているコンピュータプログラムに基づいて演算処理部が各部を制御することで所望の動作を行い得る。   The solar cell module inspection apparatus 1 includes an evaluation unit 30 that evaluates detection data detected by the detection unit. The evaluation unit 30 can be configured by a computer including an arithmetic processing unit such as an MPU, a ROM, a RAM, a hard disk, a monitor, an operation unit, and the like, and performs an arithmetic operation based on a computer program stored in the ROM or the hard disk. The processing unit can perform a desired operation by controlling each unit.
当該太陽電池モジュール検査装置1にあっては、複数のパルスによって点滅する太陽電池モジュール100の画像データを上記光検出部20が取得し、この画像データに基づいて太陽電池モジュール100の良否判定がなされる。なお、この良否判定は、上記画像データを表示部に表示させて人の目で行うことも可能であり、また画像データの明度等から中央演算部が判断することも可能である。   In the solar cell module inspection apparatus 1, the light detection unit 20 acquires image data of the solar cell module 100 blinking by a plurality of pulses, and the quality of the solar cell module 100 is determined based on the image data. The This pass / fail judgment can be made by the human eye by displaying the image data on the display unit, and the central processing unit can also judge from the brightness of the image data.
<検査方法>
当該太陽電池モジュール検査方法は、太陽電池モジュール100に対して順方向にパルス電流を導入するパルス電流供給工程、及び上記パルス電流に基づく太陽電池モジュール100の変化を測定する測定工程を有する。さらに、当該太陽電池モジュール検査方法は、測定工程で測定した太陽電池モジュール100の変化に基づいて太陽電池モジュール100を評価する評価工程を有する。
<Inspection method>
The solar cell module inspection method includes a pulse current supply step for introducing a pulse current in the forward direction with respect to the solar cell module 100, and a measurement step for measuring a change in the solar cell module 100 based on the pulse current. Furthermore, the said solar cell module inspection method has an evaluation process which evaluates the solar cell module 100 based on the change of the solar cell module 100 measured at the measurement process.
具体的には、まず、当該太陽電池モジュール検査装置1の上記光検出部20を測定対象の太陽電池ストリング110を撮像できるようセッティングし、上記パルス電流供給部10を上記太陽電池ストリング110に接続する。そして、上記パルス電流部から太陽電池ストリング110に対して順方向にパルス電流を導入することで、太陽電池モジュール100を点滅させる(パルス電流導入工程)。この太陽電池ストリング110の点滅を上記光検出部20によって撮像する(測定工程)。その後、上記光検出部20によって撮像された画像データに基づいて太陽電池モジュール100の欠陥の有無を判断する(評価工程)。   Specifically, first, the light detection unit 20 of the solar cell module inspection apparatus 1 is set so as to image the solar cell string 110 to be measured, and the pulse current supply unit 10 is connected to the solar cell string 110. . And the solar cell module 100 is blinked by introduce | transducing a pulse current from the said pulse current part with respect to the solar cell string 110 to a forward direction (pulse current introduction process). The flashing of the solar cell string 110 is imaged by the light detection unit 20 (measurement process). Then, the presence or absence of the defect of the solar cell module 100 is judged based on the image data imaged by the light detection unit 20 (evaluation process).
<利点>
当該太陽電池モジュール検査装置1によれば、パルス電流供給部10によって導入されるパルス電流に基づく太陽電池モジュール100の変化を測定することにより、太陽電池モジュール100の検査を行うことができる。特に、パルス電流に基づく太陽電池モジュール100の発光を検出、つまりはエレクトロルミネッセンス検査法を行うものであるので、太陽電池モジュール100の欠陥箇所の特定が容易である。つまり、太陽電池モジュール100の欠陥箇所は発光しない又は極めて弱い発光となっているので、撮像データからその箇所を特定することで、セル単位での欠陥箇所の発見が可能である。
<Advantages>
According to the solar cell module inspection apparatus 1, the solar cell module 100 can be inspected by measuring changes in the solar cell module 100 based on the pulse current introduced by the pulse current supply unit 10. In particular, since the light emission of the solar cell module 100 based on the pulse current is detected, that is, the electroluminescence inspection method is performed, it is easy to identify the defective portion of the solar cell module 100. That is, since the defective part of the solar cell module 100 does not emit light or emits very weak light, it is possible to find the defective part in cell units by specifying the part from the imaging data.
また、評価のための電力源として他の太陽電池モジュール100の発光を用いないので、当該太陽電池モジュール検査方法を夜間に行うことができ、太陽光等の影響を受けずに太陽電池モジュール100の発光を的確に検出することができる。   Moreover, since the light emission of the other solar cell module 100 is not used as a power source for evaluation, the solar cell module inspection method can be performed at night, and the solar cell module 100 is not affected by sunlight or the like. Luminescence can be accurately detected.
さらに、評価のための電力源として上記パルス電流供給部10を用いるものであるので、大型の発電機がなくとも多数枚の太陽電池モジュール100の検査を同時に行うことができる。以下、具体的に説明する。現在の典型的なシリコン太陽電池セルは、面積250cm程度であり、電圧1Vかつ電流10A(電力10W)程度の直流電流を流すことでエレクトロルミネッセンス検査法を行うことができる。40〜60枚の太陽電池セルが直列接続して構成される太陽電池モジュールについてエレクトロルミネッセンス検査法を行うためには、電圧60Vかつ電流10A(電力600W)程度の直流電流が必要となり、この程度であれば一般的な発電機によって対応可能である。しかし、メガソーラーと言われる太陽光発電システムの場合、15〜20枚の太陽電池モジュール100を直列に接続した太陽電池ストリング110を多数集合させており、ストリング単位でエレクトロルミネッセンス検査法を行うためには、電圧1200Vかつ電流10A(電力12kW)程度の直流電流が必要となり、このような直流電源11を供給するための高圧電源は、重量的に50kg以上あり、また接続電源も200V以上、20A以上の大電力が必要となり、搬送が困難であり、また設置が煩雑である。特にメガソーラーシステムは離散地に設置されるため、上記搬送の困難性等から直流電流を用いたエレクトロルミネッセンス検査法を実施することを困難ならしめている。これに対して、当該太陽電池モジュール検査装置1であれば、パルス電流を用いるものであるので、電源の小型化及び軽量化を図ることができ、離散地のメガソーラーシステムに対して容易にエレクトロルミネッセンス検査法を実施できる。 Furthermore, since the pulse current supply unit 10 is used as a power source for evaluation, a large number of solar cell modules 100 can be inspected at the same time without a large generator. This will be specifically described below. A current typical silicon solar cell has an area of about 250 cm 2 and can conduct an electroluminescence inspection method by applying a direct current of a voltage of 1 V and a current of about 10 A (power of 10 W). In order to perform an electroluminescence inspection method on a solar cell module configured by connecting 40 to 60 solar cells in series, a direct current of a voltage of 60 V and a current of about 10 A (power 600 W) is required. If there is, it can be handled by a general generator. However, in the case of a photovoltaic power generation system called mega solar, a large number of solar cell strings 110 in which 15 to 20 solar cell modules 100 are connected in series are assembled, and an electroluminescence inspection method is performed in units of strings. Requires a direct current of a voltage of 1200 V and a current of about 10 A (power 12 kW). A high-voltage power supply for supplying such a DC power supply 11 has a weight of 50 kg or more and a connection power supply of 200 V or more, 20 A or more. Large electric power is required, transportation is difficult, and installation is complicated. In particular, since the mega solar system is installed in a discrete place, it is difficult to carry out an electroluminescence inspection method using a direct current because of the difficulty of the transportation. On the other hand, since the solar cell module inspection apparatus 1 uses a pulse current, the power source can be reduced in size and weight, and it can be easily electrogenerated with respect to a mega solar system in a discrete area. A luminescence inspection method can be performed.
また、複数パルスからなるパルス電流を太陽電池モジュール100に対して導入して、この複数パルスからなるパルス電流に基づく太陽電池モジュール100の発光を検出するので、各パルスによる太陽電池モジュール100の発光量が少なくても、複数回の発光を利用して、太陽電池モジュール100の正確な検査を容易かつ確実に行うことができる。つまり、画像取得は、光検出部20(カメラ)でのシャッター開放時間に依存するので、一回のシャッター開放時間内に複数パルスによる複数回の太陽電池モジュール100の発光を撮像することで、十分な光量の撮像データを得ることができる。具体的には、定常的に10Aのパルス電流(パルス幅0.1秒、デューティ比10%)を太陽電池モジュール10に導入し、10秒間撮像したとすると、100回のパルスによる発光を積算した画像データが得られることになり、定常的に直流電流を1秒間導入した場合と同等の画像データが得られる。パルス電流の場合、単位時間当たりの電流注入時間は1/10であるので、電源に要求される電力容量が1/10となり、電源の小型化、軽量化、可搬性、測定機器の簡素化等を図ることができ、エレクトロルミネッセンス検査法の実施を容易ならしめる。   Further, since a pulse current composed of a plurality of pulses is introduced into the solar cell module 100 and light emission of the solar cell module 100 based on the pulse current composed of the plurality of pulses is detected, the light emission amount of the solar cell module 100 due to each pulse Even if there is little, the exact test | inspection of the solar cell module 100 can be performed easily and reliably using multiple light emission. That is, since image acquisition depends on the shutter opening time in the light detection unit 20 (camera), it is sufficient to capture multiple times of light emission of the solar cell module 100 by a plurality of pulses within one shutter opening time. Imaging data with a sufficient amount of light can be obtained. Specifically, assuming that a 10 A pulse current (pulse width 0.1 seconds, duty ratio 10%) is constantly introduced into the solar cell module 10 and imaging is performed for 10 seconds, the light emission by 100 pulses is integrated. Image data is obtained, and image data equivalent to the case where DC current is constantly introduced for 1 second is obtained. In the case of pulsed current, the current injection time per unit time is 1/10, so the power capacity required for the power supply becomes 1/10, miniaturization, weight saving, portability, simplification of measuring equipment, etc. And facilitate the implementation of the electroluminescence inspection method.
[その他の実施形態]
なお、上記実施形態は上記構成から上記利点を奏するものであったが、本発明の意図する範囲内で適宜設計変更可能である。
[Other Embodiments]
In addition, although the said embodiment has the said advantage from the said structure, it can change a design suitably within the range which this invention intends.
つまり、上記実施形態においては、エレクトロルミネッセンス検査法のみによって太陽電池モジュールを検査するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電流電圧特性を検出することで太陽電池モジュールを検査する方法(電流電圧特性検査法)を併用することも可能である。具体的には、例えば太陽電池ストリングに対してエレクトロルミネッセンス検査法を行った後に、欠陥が生じていると思われる太陽電池モジュールに対して上記パルス電流供給部から順方向にパルス電流を導入して、上記パルス電流を導入した太陽電池モジュールの電流及び電圧を検出することで、太陽電池モジュールの良否判定を行うことも可能である。   That is, in the said embodiment, although demonstrated about what inspects a solar cell module only by an electroluminescence test | inspection method, this invention is not limited to this, A solar cell module is detected by detecting a current-voltage characteristic. An inspection method (current-voltage characteristic inspection method) can be used in combination. Specifically, for example, after performing an electroluminescence inspection method on a solar cell string, a pulse current is introduced in the forward direction from the pulse current supply unit to a solar cell module that is considered to have a defect. The quality of the solar cell module can be determined by detecting the current and voltage of the solar cell module into which the pulse current is introduced.
上記電流電圧特性検査法を行うにあっては、当該太陽電池モジュール検査装置は、太陽電池モジュールの電流及び電圧を検出する電流電圧検出部を備えることになる。また当該太陽電池モジュール検査装置は、この電流電圧検出部によって検出された電流及び電圧に基づいて太陽電池モジュールの良品判定を行う評価部をさらに備えるとよい。このパルス電流を用いた電流電圧特性検査法は、パルス電流が導入された瞬間からコンデンサの容量が徐々に減少することにより電流が徐々に降下するので(図4の△I参照)、この電流変化に応じて電圧の変化を測定し、この測定データと良品の太陽電池モジュールのデータとを比較することで、太陽電池モジュールの状態(良否)を判定することができるものである。   In performing the current-voltage characteristic inspection method, the solar cell module inspection device includes a current-voltage detector that detects the current and voltage of the solar cell module. Moreover, the said solar cell module inspection apparatus is good to further provide the evaluation part which performs the quality determination of a solar cell module based on the electric current and voltage which were detected by this electric current voltage detection part. In the current-voltage characteristic inspection method using the pulse current, since the capacitor gradually decreases from the moment when the pulse current is introduced, the current gradually decreases (see ΔI in FIG. 4). By measuring the change in voltage in accordance with this, and comparing this measurement data with the data of a non-defective solar cell module, the state (good or bad) of the solar cell module can be determined.
なお、本発明にあっては、エレクトロルミネッセンス法を行わずに上述の電流電圧特性検査法のみを行うことも意図するものである。   In the present invention, it is also intended to perform only the above-described current-voltage characteristic inspection method without performing the electroluminescence method.
また、上記実施形態においては、太陽電池ストリング単位で検査を行うものについて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば1枚の太陽電池モジュールに対して検査を行うものも本発明の意図する範囲内である。ただし、上記実施形態のように複数枚の太陽電池モジュール(例えば太陽電池ストリング)に対してパルス電流を導入することが好ましく、これにより複数枚の太陽電池モジュールを一度に検査することができる。   Moreover, in the said embodiment, although what inspected per solar cell string was demonstrated, this invention is not limited to this, For example, what inspects with respect to one solar cell module is the intent of this invention It is within the range. However, it is preferable to introduce a pulse current to a plurality of solar cell modules (for example, a solar cell string) as in the above-described embodiment, whereby the plurality of solar cell modules can be inspected at a time.
さらに、上記実施形態においては、太陽電池モジュールの検査を行った際に、検査現場で評価を行うものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、太陽光発電システムの現場では検出(撮像)のみを行い、この検出データを記憶手段(メモリー等)に記憶し、この記憶手段に記憶された検出データに基づいて太陽光発電システムの設置箇所以外で評価を行うことも可能である。   Furthermore, in the said embodiment, when what was evaluated at a test | inspection field when the test | inspection of the solar cell module was performed, this invention is not limited to this. For example, only the detection (imaging) is performed at the site of the solar power generation system, the detection data is stored in a storage means (memory or the like), and the installation location of the solar power generation system is based on the detection data stored in the storage means It is also possible to perform evaluations other than.
また、上記実施形態のように太陽電池モジュールの発光を撮像する光検出部を用いる場合、太陽電池モジュールの発光と光検出部による検出とを同期させることも可能である。具体的には、例えば上記実施形態のスイッチ部17のON/OFF動作と、光検出部20のシャッターの開閉とを同期させ、太陽電池モジュールの発光と光検出部による検出とを同期させることも可能である。このように太陽電池モジュールの発光と光検出部による検出とを同期させることで、測定対象である太陽電池モジュールの発光以外の光(迷光、擾乱光等)の影響を抑制し、的確な検査を行うことができるメリットを有する。   Moreover, when using the photon detection part which images the light emission of a solar cell module like the said embodiment, it is also possible to synchronize light emission of a solar cell module, and the detection by a photon detection part. Specifically, for example, the ON / OFF operation of the switch unit 17 of the above embodiment and the opening / closing of the shutter of the light detection unit 20 are synchronized, and the light emission of the solar cell module and the detection by the light detection unit may be synchronized. Is possible. In this way, by synchronizing the light emission of the solar cell module and the detection by the light detection unit, the influence of light (stray light, disturbance light, etc.) other than the light emission of the solar cell module being measured is suppressed, and an accurate inspection is performed. It has the merit that can be done.
さらに、上記実施形態においては、パルス電流を発生させるためにコンデンサを用いたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばパルサーや、昇圧機等を用いることも適宜設計変更可能である。   Further, in the above-described embodiment, the description has been given of the case where the capacitor is used to generate the pulse current. However, the present invention is not limited to this, and for example, the use of a pulser, a booster, or the like can be appropriately designed. It can be changed.
以上のように、本発明の太陽電池モジュール検査装置及び太陽電池モジュール検査方法は、例えばメガソーラーシステム等の太陽光発電システムの検査に好適に用いることができる。   As described above, the solar cell module inspection apparatus and the solar cell module inspection method of the present invention can be suitably used for inspection of a photovoltaic power generation system such as a mega solar system, for example.
1 太陽電池モジュール検査装置
10 パルス電流供給部
11 直流電源
13 コンデンサ
15 端子部
17 スイッチ部
20 光検出部
30 評価部
100 太陽電池モジュール
101 太陽電池セル
110 太陽電池ストリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell module inspection apparatus 10 Pulse current supply part 11 DC power supply 13 Capacitor 15 Terminal part 17 Switch part 20 Photodetection part 30 Evaluation part 100 Solar cell module 101 Solar cell 110 Solar cell string

Claims (9)

  1. 屋外に設置された太陽電池ストリングにおける太陽電池モジュール検査装置であって、
    太陽電池モジュールに対して順方向にパルス電流を導入するパルス電流供給部を備えることを特徴とする太陽電池モジュール検査装置。
    A solar cell module inspection device for a solar cell string installed outdoors,
    A solar cell module inspection apparatus comprising a pulse current supply unit that introduces a pulse current in a forward direction with respect to a solar cell module.
  2. 上記パルス電流供給部が、直流電源と、この直流電源に接続され上記パルス電流のための電気を蓄えるコンデンサとを有する請求項1に記載の太陽電池モジュール検査装置。   The solar cell module inspection apparatus according to claim 1, wherein the pulse current supply unit includes a DC power source and a capacitor connected to the DC power source and storing electricity for the pulse current.
  3. 上記パルス電流に基づく太陽電池モジュールの発光を検出する光検出部を備える請求項1又は請求項2に記載の太陽電池モジュール検査装置。   The solar cell module inspection apparatus according to claim 1, further comprising a light detection unit that detects light emission of the solar cell module based on the pulse current.
  4. 上記パルス電流供給部が、複数パルスからなる上記パルス電流を太陽電池モジュールに対して導入する請求項3に記載の太陽電池モジュール検査装置。   The solar cell module inspection apparatus according to claim 3, wherein the pulse current supply unit introduces the pulse current including a plurality of pulses into the solar cell module.
  5. 上記パルス電流を導入した太陽電池モジュールの電流及び電圧を検出する電流電圧検出部を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール検査装置。   The solar cell module inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a current-voltage detector that detects a current and a voltage of the solar cell module into which the pulse current is introduced.
  6. 屋外に設置された太陽電池ストリングにおける太陽電池モジュール検査方法であって、
    太陽電池モジュールに対して順方向にパルス電流を導入するパルス電流供給工程、及び
    上記パルス電流に基づく太陽電池モジュールの変化を測定する測定工程
    を有することを特徴とする太陽電池モジュール検査方法。
    A solar cell module inspection method for a solar cell string installed outdoors,
    A solar cell module inspection method comprising: a pulse current supply step of introducing a pulse current in a forward direction with respect to the solar cell module; and a measurement step of measuring a change in the solar cell module based on the pulse current.
  7. 上記測定工程において、上記パルス電流に基づく太陽電池モジュールの発光を検出する請求項6に記載の太陽電池モジュール検査方法。   The solar cell module inspection method according to claim 6, wherein in the measurement step, light emission of the solar cell module based on the pulse current is detected.
  8. 上記測定工程において、複数パルスからなる上記パルス電流を太陽電池モジュールに対して導入し、この複数パルスからなるパルス電流に基づく太陽電池モジュールの発光を検出する請求項7に記載の太陽電池モジュール検査方法。   The solar cell module inspection method according to claim 7, wherein in the measuring step, the pulse current composed of a plurality of pulses is introduced into the solar cell module, and light emission of the solar cell module based on the pulse current composed of the plurality of pulses is detected. .
  9. 上記測定工程において、上記パルス電流を導入した太陽電池モジュールの電流及び電圧を検出する請求項6、請求項7又は請求項8に記載の太陽電池モジュール検査方法。   The solar cell module inspection method according to claim 6, wherein the current and voltage of the solar cell module into which the pulse current is introduced are detected in the measurement step.
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