JP2017220965A

JP2017220965A - 太陽電池検査装置および太陽電池検査方法

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Publication number: JP2017220965A
Application number: JP2016111398A
Authority: JP
Inventors: 昌男樋口; Masao Higuchi; 智良金井; Tomoyoshi Kanai
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2036-06-03
Also published as: JP6710583B2

Abstract

【課題】極性が未知の太陽電池ストリングのバイパスダイオードについてのオープン故障の有無を検査する。【解決手段】ｎ×ｍ個の太陽電池２３のダイオードとしての順方向電圧の総和を下回り、かつｎ個のバイパスダイオード２４の順方向電圧の総和を上回る電圧値Ｖ１の検査電圧Ｖｔｓｔを出力する電圧出力部２と、太陽電池ストリング１２に電流Ｉが流れているか否かを検出する電流検出部４と、第１極性およびその逆の第２極性で検査電圧Ｖｔｓｔが太陽電池ストリング１２に印加されているときの電流検出部４での第１検出結果および第２検出結果に基づき、第１および第２検出結果が電流Ｉが流れていないとの結果のときは、オープン故障有りと判別し、第１および第２検出結果の一方が電流Ｉが流れていないとの結果で、かつ第１および第２検出結果の他方が電流Ｉが流れているとの結果のときには、オープン故障無しと判別する処理部６とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池に使用されているバイパスダイオードの検査を実行する太陽電池検査装置および太陽電池検査方法に関するものである。

この種の太陽電池検査装置の一例として、下記の特許文献１に開示された太陽電池回路の検査装置が知られている。この検査装置は、診断電力供給部、電流検出部、判定部および通知部を備え、太陽電池ストリングの断線の有無（太陽電池ストリングを構成する太陽電池回路としての太陽電池の断線の有無および太陽電池回路としてのバイパスダイオードの断線の有無）を個別に検査可能に構成されている。

この場合、診断電力供給部は、例えば蓄電部から電力の供給を受けて太陽電池回路に直流の診断電圧としての直流電圧を印加するためのものであり、電圧設定部、電流設定部および印加方向切替部を含んで構成されている。このうちの電圧設定部は、電圧を設定して検査を行う定電圧モードにおいて、診断電力供給部から太陽電池回路に印加される直流電圧を所定の電圧値に設定するものであり、電流設定部は、電流を設定して検査を行う定電流モードにおいて、診断電力供給部から太陽電池回路に直流電圧を印加することによってこの太陽電池回路に供給する電流を所定の電流値に設定する。また、印加方向切替部は、各モードにおいて太陽電池を検査するときには、太陽電池の発電時の直流電流の方向とは逆の方向に検査用の電流が流れるように直流電圧の印加の方向を切り換え、一方、各モードにおいてバイパスダイオードを検査するときには、太陽電池の発電時の直流電流の方向と同じ方向に検査用の電流が流れるように直流電圧の印加の方向を切り換える。

また、電流検出部は、診断電力供給部によって太陽電池ストリングに太陽電池の発電時の直流電流の方向とは逆の方向の電流を流すための直流電圧が印加されているときに、太陽電池に断線がない場合は電流を検出し、断線している場合は電流を検出しない。また、電流検出部は、診断電力供給部によって太陽電池ストリングに太陽電池の発電時の直流電流の方向と同じ方向の電流を流すための直流電圧が印加されているときに、バイパスダイオードに断線がない場合は電流を検出し、断線している場合には電流を検出しない。

また、判定部は、診断電力供給部によって太陽電池ストリングに直流電圧が印加されているときにおいて、電流が流れていないことを電流検出部が検出した場合には、この検出結果に基づき、太陽電池やバイパスダイオードが断線していると判定する。

この構成の太陽電池回路の検査装置によれば、太陽電池ストリングの特性、すなわち、無発電時状態において、検査装置によって太陽電池の発電時の直流電流の方向とは逆の方向の電流が流れる向きに直流電圧が印加されたときに、太陽電池ストリングの太陽電池に断線がないときにはこの向きの電流が流れ、一方、断線があるときにはこの向きの電流は流れないという特性と、無発電時状態において、検査装置によって太陽電池の発電時の直流電流の方向と同じ方向の電流が流れる向きに直流電圧が印加されたときに、太陽電池ストリングのバイパスダイオードに断線がないときにはこの向きの電流が流れ、一方、断線があるときにはこの向きの電流は流れないという特性を利用して、太陽電池ストリングを構成する太陽電池およびバイパスダイオードでの断線の有無を検査することが可能となっている。

特開２０１５−１８８３０６号公報（第７−１１頁、第１−３図）

ところが、上記した太陽電池の検査装置には、以下のような解決すべき課題が存在している。すなわち、この検査装置では、太陽電池ストリングの極性が既知の状態において、バイパスダイオードでの断線の有無を検査する際に、断線がないときには電流が流れ、断線があるときには電流が流れないという極性（向き）でバイパスダイオードに直流電圧が印加されるようにこの直流電圧の極性（向き）を印加方向切替部で切り替える構成を採用している。しかしながら、太陽電池ストリングの極性が未知のときもあり、この検査装置では、このような太陽電池ストリングのバイパスダイオードに対して正しい極性（向き）で直流電圧を印加することができない。したがって、この検査装置には、極性が未知の太陽電池ストリングにおけるバイパスダイオードについての断線（オープン故障）の有無の検査を行えないという解決すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、極性が未知の太陽電池ストリングにおけるバイパスダイオードについてのオープン故障の有無を検査し得る太陽電池検査装置および太陽電池検査装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の太陽電池検査装置は、複数の太陽電池および当該複数の太陽電池に並列接続されたバイパスダイオードを有するクラスタが複数直列接続されて構成された太陽電池ストリングにおける前記バイパスダイオードについてのオープン故障の有無を検査する太陽電池検査装置であって、前記複数の太陽電池のダイオードとしての順方向電圧の総和を下回り、かつ複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値で直流電圧を生成して検査電圧として出力する電圧出力部と、前記太陽電池ストリングの一対の出力端子間に前記検査電圧が印加されているときに当該太陽電池ストリングに電流が流れているか否かを検出する電流検出部と、前記オープン故障の有無を検査する検査処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記検査処理において、前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子が他方の出力端子に対して高電圧となる第１極性で前記検査電圧が印加されているときの前記電流検出部での第１検出結果、および前記他方の出力端子が前記一方の出力端子に対して高電圧となる第２極性で前記検査電圧が印加されているときの前記電流検出部での第２検出結果を取得すると共に、当該第１検出結果および当該第２検出結果の双方が前記電流が流れていないとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードの少なくとも１つにオープン故障が有ると判別し、当該第１検出結果および当該第２検出結果の一方が前記電流が流れていないとの結果であって、かつ当該第１検出結果および当該第２検出結果の他方が前記電流が流れているとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードにオープン故障が無いと判別する。

請求項２記載の太陽電池検査装置は、請求項１記載の太陽電池検査装置において、前記検査電圧を入力すると共に当該検査電圧を前記一対の出力端子間に前記第１極性および前記第２極性のうちの選択されたいずれかの極性に切り替えて印加する極性切替部を有し、前記処理部は、前記検査処理において、前記極性切替部に対する制御を実行して前記検査電圧を前記いずれかの極性に切り替える。

請求項３記載の太陽電池検査方法は、複数の太陽電池および当該複数の太陽電池に並列接続されたバイパスダイオードを有するクラスタが複数直列接続されて構成された太陽電池ストリングにおける前記バイパスダイオードについてのオープン故障の有無を、前記複数の太陽電池のダイオードとしての順方向電圧の総和を下回り、かつ複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の検査電圧を前記太陽電池ストリングの一対の出力端子間に当該一対の出力端子のうちの一方の出力端子が他方の出力端子に対して高電圧となる第１極性および当該他方の出力端子が当該一方の出力端子に対して高電圧となる第２極性に切り替えて印加しつつ、当該第１極性での印加のときに前記太陽電池ストリングに電流が流れているか否かの第１検出結果および当該第２極性での印加のときに前記太陽電池ストリングに電流が流れているか否かの第２検出結果を取得すると共に、当該取得した第１検出結果および第２検出結果に基づいて前記バイパスダイオードについてのオープン故障の有無を検査する太陽電池検査方法であって、前記第１検出結果および前記第２検出結果の双方が前記電流が流れていないとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードの少なくとも１つにオープン故障が有ると判別し、前記第１検出結果および前記第２検出結果の一方が前記電流が流れていないとの結果であって、かつ当該第１検出結果および当該第２検出結果の他方が前記電流が流れているとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードにオープン故障が無いと判別する。

請求項１記載の太陽電池検査装置および請求項３記載の太陽電池検査方法によれば、検査処理において、太陽電池ストリングの一対の出力端子間に第１極性で検査電圧が印加されているときの第１検出結果、および第２極性で検査電圧が印加されているときの第２検出結果に基づいてバイパスダイオードでのオープン故障の有無を検査するため、太陽電池ストリングの極性が未知であっても、この太陽電池ストリングにおけるバイパスダイオードについてのオープン故障の有無を検査することができる。

請求項２記載の太陽電池検査装置によれば、処理部が、検査処理において、極性切替部に対する制御を実行して検査電圧を第１極性および第２極性に切り替えて印加するため、太陽電池ストリング内のバイパスダイオードについての検査の自動化を図ることができる結果、検査に要する時間を大幅に短縮することができる。

太陽電池検査装置１および太陽電池ストリング１２の各構成図である。太陽電池アレイ１１および接続箱１３の各構成図である。検査電圧Ｖｔｓｔの極性Ａ，Ｂでの電流Ｉの検出結果と、オープン故障の有無との関係を説明するための説明図である。検査電圧Ｖｔｓｔの極性Ａ，Ｂでの電流Ｉの検出結果と、オープン故障の有無との関係を説明するための他の説明図である。検査電圧Ｖｔｓｔの極性Ａ，Ｂでの電流Ｉの検出結果と、オープン故障の有無との関係を説明するための他の説明図である。

以下、太陽電池検査装置および太陽電池検査方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、太陽電池検査装置の構成について、図面を参照して説明する。

まず、図１に示す太陽電池検査装置としての太陽電池検査装置１の構成について説明する。

太陽電池検査装置１は、電圧出力部２、極性切替部３、電流検出部４、スイッチ５、処理部６、操作部７および出力部８を備えて、後述の太陽電池ストリング１２を検査対象としてその中に配設されているバイパスダイオード２４についてのオープン故障の有無を検査する。

ここで、太陽電池検査装置１の各構成要素についての具体的な説明の前に、太陽電池ストリング１２の概要について説明する。太陽電池ストリング１２は、例えば、ビルや住宅などの建物に設置されている図２に示すような太陽電池アレイ１１の構成単位であり、複数個で１つの太陽電池アレイ１１を構成している。また、複数の太陽電池ストリング１２は、例えば、接続箱１３内において、ブロッキングダイオード１４を介して並列接続されている。また、各太陽電池ストリング１２は、接続箱１３内に配設されたスイッチ１５により、他の太陽電池ストリング１２から切り離したり、並列接続状態に戻したりすることが可能になっている。

また、太陽電池ストリング１２は、図１，２に示すように、複数の太陽電池モジュール２１が直列接続されて構成され、さらに各太陽電池モジュール２１は、複数のクラスタ２２が直列接続されて構成されている。また、各クラスタ２２は、直列接続された複数の太陽電池セル（太陽電池）２３と、この直列接続された複数の太陽電池セル２３における全体としての出力端子間（クラスタ２２の出力端子間）に接続されたバイパスダイオード２４とを備えて構成されている。バイパスダイオード２４は、１つのクラスタ２２において、複数の太陽電池セル２３における全体としての正側の出力端子にカソード端子が接続され、負側の出力端子にアノード端子が接続されている（複数の太陽電池セル２３に対して並列接続されている）。

この構成により、バイパスダイオード２４は、１つのクラスタ２２を構成する直列接続された複数の太陽電池セル２３内において、負側の出力端子から正側の出力端子に向かう電流（直流電流）が流れ難くなる状況（例えば、木陰に入るなどの状況）が生じたときに、他のクラスタ２２から流れ込む電流をバイパスさせることで、太陽電池ストリング１２からの電流（直流電流）の出力を継続させる。

次いで、太陽電池検査装置１の各構成要素について図１を参照して説明する。電圧出力部２は、例えば、直流電源で構成されて、設定された電圧値Ｖ１で直流電圧を生成して検査電圧Ｖｔｓｔとして正極＋および負極−間から出力可能に構成されている。また、電圧出力部２は、この検査電圧Ｖｔｓｔの印加に起因して流れる後述の電流Ｉの電流値が過大になるのを防止するための電流制限抵抗（不図示）を備えている。なお、この電流制限抵抗は、電圧出力部２に配設する構成に限定されず、電流Ｉが流れる経路中である限り、電圧出力部２および極性切替部３の間や、極性切替部３と後述するプローブＰＬ１，ＰＬ２との間など、任意の位置に配設することができる。

極性切替部３は、検査電圧Ｖｔｓｔを入力すると共に、この検査電圧Ｖｔｓｔを太陽電池ストリング１２の一対の出力端子間（正極端子（以下、単に正極ともいう）Ｐ１および負極端子（以下、単に負極ともいう）Ｐ２間）に、第１極性（一方の出力端子としての負極Ｐ２が他方の出力端子としての正極Ｐ１に対して高電圧となる極性）および第２極性（正極Ｐ１が負極Ｐ２に対して高電圧となる極性）のうちの選択されたいずれかの極性に切り替えて印加する。本例では一例として、極性切替部３は、連動して切り替わる一対のスイッチ３ａ，３ｂを備えて構成されている。また、スイッチ３ａは、そのｃ接点が電圧出力部２の正極＋に接続され、そのａ接点がプローブＰＬ１に接続され、かつそのｂ接点がスイッチ３ｂのａ接点に接続されている。スイッチ３ｂは、そのｃ接点が電圧出力部２の負極−に接続され、そのａ接点が電流検出部４およびスイッチ５を介してプローブＰＬ２に接続され、かつそのｂ接点がスイッチ３ａのａ接点に接続されている。この構成により、極性切替部３は、プローブＰＬ１，ＰＬ２を介して太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に、検査電圧Ｖｔｓｔを第１極性および第２極性のうちの選択された極性で印加可能となっている。

電流検出部４は、一例として図１に示すように、スイッチ５と直列に接続された状態で、極性切替部３を構成するスイッチ３ｂのａ接点とプローブＰＬ２との間に配設されている。なお、図示はしないが、電流検出部４は、スイッチ５と直列に接続された状態で、極性切替部３を構成するスイッチ３ａのａ接点とプローブＰＬ１との間に配設される構成でもよい。また、電流検出部４は、スイッチ５と直列に接続されて配設される上記の構成に代えて、スイッチ５と分離した状態で配設される構成であってもよい。例えば、電流検出部４がスイッチ３ｂのａ接点とプローブＰＬ２との間に配設され、かつスイッチ５がスイッチ３ａのａ接点とプローブＰＬ１との間に配設される構成や、電流検出部４がスイッチ３ａのａ接点とプローブＰＬ１との間に配設され、かつスイッチ５がスイッチ３ｂのａ接点とプローブＰＬ２との間に配設される構成であってもよい。

また、電流検出部４は、太陽電池検査装置１がプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に接続された状態において、太陽電池ストリング１２に電流Ｉが流れているか否かを検出すると共に、その検出結果を示す検出信号Ｓｉを処理部６に出力する。一例として、電流検出部４は、電流Ｉの電流値（絶対値）が予め規定された電流しきい値を超えたときには、電流Ｉが流れていると検出し、一方、電流Ｉの電流値がこの電流しきい値未満のときには、電流Ｉが流れていないと検出する。この電流しきい値は、例えば、逆バイアス状態においてダイオードに流れる数〜数十μＡ程度のリーク電流については流れていないと検出し得る電流値に規定されている。

なお、この太陽電池検査装置１では、電流検出部４が、太陽電池ストリング１２に電流Ｉが流れているか否かを検出してその検出結果を示す検出信号Ｓｉを処理部６に出力する構成を採用しているが、この構成に代えて、電流検出部４が、太陽電池ストリング１２に流れる電流を検出して電圧に変換し、この変換した電圧を検出信号Ｓｉ（通過する電流の電流値に比例して電圧値が変化する信号）として処理部６に出力し、処理部６がこの検出信号Ｓｉに基づいて太陽電池ストリング１２に電流Ｉが流れているか否かを検出する構成を採用することもできる。この構成では、処理部６が電流検出部として機能する。

スイッチ５は、例えば、トランジスタやサイリスタなどの半導体スイッチ（無接点スイッチ）で構成されて、オフ・オンする際におけるアークの発生が回避されている。また、スイッチ５は、処理部６によって制御されることにより、オン状態およびオフ状態のうちの一方の状態に選択的に切り替えられる。また、スイッチ５は、上記のように、電流検出部４と直列に接続された状態で、または電流検出部４と分離された状態で、極性切替部３とプローブＰＬ１との間、または極性切替部３とプローブＰＬ２との間に配設されている。

処理部６は、例えば、メモリおよびＣＰＵ（いずれも図示せず）などを備えて、電圧出力部２に対する制御処理（具体的には、電圧値Ｖ１を設定する処理）と、極性切替部３に対する制御処理（具体的には、太陽電池ストリング１２に出力（印加）される検査電圧Ｖｔｓｔの極性を第１極性および第２極性のうちの一方の極性に切り替える処理）と、スイッチ５に対する制御処理（スイッチ５をオン・オフさせる処理）と、太陽電池検査装置１にプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して接続されている太陽電池ストリング１２内の検査対象としてのバイパスダイオード２４を検査する（バイパスダイオード２４についてのオープン故障の有無を検査する）検査処理とを実行可能に構成されている。なお、処理部６のメモリには、操作部７から入力された電圧値Ｖ１や、電流検出部４から出力される検出信号Ｓｉで示される検出結果（電流Ｉが流れているか否かを示す情報）が記憶される。

操作部７は、例えば、押下されたときに検査開始指示を示す信号を処理部６に出力可能なスタートキー、および電圧値Ｖ１を設定して処理部６に出力可能なテンキーなどを備えている。出力部８は、一例として、ＬＣＤなどのディスプレイ装置で構成されて、処理部６から出力された検査結果を画面に表示する。なお、出力部８は、ディスプレイ装置に代えて、種々のインターフェース回路で構成してもよく、例えば、メディアインターフェース回路としてリムーバブルメディアに検査結果を記憶させたり、ネットワークインターフェース回路としてネットワーク経由で外部装置に検査結果を伝送させたりする構成を採用することもできる。

次に、太陽電池検査装置１を用いて太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４を夜間に検査する際の太陽電池検査装置１の動作を、太陽電池検査方法と併せて図面を参照して説明する。なお、太陽電池ストリング１２の各太陽電池セル２３は正常であるものとする。また、夜間であるため、各太陽電池ストリング１２は発電していない状態であるものとする。

建物に設置されている太陽電池アレイ１１を構成している複数の太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４について検査する際には、オペレータは、まず、太陽電池ストリング１２の仕様を確認するなどして、電圧出力部２に設定する電圧値Ｖ１を決定すると共に、この電圧値Ｖ１を操作部７を介して処理部６に入力する。処理部６は、電圧値Ｖ１を入力したときには、電圧出力部２に対して検査電圧Ｖｔｓｔの電圧値Ｖ１をこの操作部７から入力した電圧値Ｖ１に設定する処理を実行する。これにより、電圧出力部２は、設定された電圧値Ｖ１で直流電圧を生成して検査電圧Ｖｔｓｔとして正極＋および負極−間から出力する。

この場合、各太陽電池ストリング１２には、ｎ個のクラスタ２２が含まれ、また各クラスタ２２には、ｍ個の太陽電池セル２３が含まれているとすると、各太陽電池セル２３は、ｐ−ｎ接合を持つダイオードと等価であることから、各クラスタ２２は、図１において破線で表す楕円内に示されるように、同じ極性で直列に接続されたｍ個のダイオード（太陽電池セル２３）に、１つのバイパスダイオード２４が逆の極性で並列に接続された構成となっている。このため、太陽電池セル２３のダイオードとしての順方向電圧をＶｆ１とし、バイパスダイオード２４の順方向電圧をＶｆ２としたときに、操作部７を介して処理部６に入力する電圧値Ｖ１については、以下の式（１）を満たす値に規定する。
Ｖｆ１×ｍ×ｎ＞Ｖ１＞Ｖｆ２×ｎ・・・（１）

次いで、オペレータは、太陽電池アレイ１１が接続されている接続箱１３内の各スイッチ１５のうちの検査対象として太陽電池検査装置１に接続する１つの太陽電池ストリング１２に対応するスイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替えて、他の太陽電池ストリング１２から切り離し、この切り離された状態の１つの太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間にプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して太陽電池検査装置１を接続するという操作を、全ての太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４についての検査が完了するまで繰り返す。

この場合、太陽電池ストリング１２に対応するスイッチ１５には、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２に接続されている一対の配線が正しい極性で接続されている。このため、オペレータは、通常はこの配線状態に基づき、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２を正しく認識でき、この正しい認識の基で、プローブＰＬ１，ＰＬ２を正極Ｐ１および負極Ｐ２に接続することが可能であるが、例えば、接続箱１３内が暗いときには、正極Ｐ１および負極Ｐ２を正しく認識し難い場合もある。このため、このような場合においては、プローブＰＬ１，ＰＬ２を太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２に接続する際に、プローブＰＬ１が正極Ｐ１に接続（つまり、プローブＰＬ２が負極Ｐ２に接続）される接続状態となったり、プローブＰＬ１が負極Ｐ２に接続（つまり、プローブＰＬ２が正極Ｐ１に接続）される接続状態となったりする場合があるが、この太陽電池検査装置１では、いずれの接続状態で太陽電池検査装置１が太陽電池ストリング１２に接続されていてもよい（接続状態は問わない）。一例として、図１に示すように、プローブＰＬ１が負極Ｐ２に接続され、かつプローブＰＬ２が正極Ｐ１に接続される接続状態で太陽電池検査装置１が太陽電池ストリング１２に接続されたものとする。

太陽電池検査装置１では、太陽電池ストリング１２（検査対象とするバイパスダイオード２４を含む太陽電池ストリング１２）がプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して接続されている状態において、オペレータによってスタートキーが操作された操作部７から検査開始指示を示す信号が処理部６に出力されたときには、処理部６は、検査処理を実行する。

この検査処理では、処理部６は、まず、極性切替部３に対する制御処理を実行して、各スイッチ３ａ，３ｂのｃ接点を図１において実線で示すようにａ接点に接続させることで、極性切替部３から出力される検査電圧Ｖｔｓｔの極性を、プローブＰＬ１がプローブＰＬ２に対して高電位となる極性（以下では、極性Ａともいう）に切り替える。次いで、処理部６は、スイッチ５に対する制御制御を実行して、初期状態においてオフ状態となっているスイッチ５をオン状態に切り替える。これにより、太陽電池検査装置１から太陽電池ストリング１２に対して検査電圧Ｖｔｓｔが印加される。

この場合、上記したように、図１に示す接続状態（プローブＰＬ１が負極Ｐ２に接続され、かつプローブＰＬ２が正極Ｐ１に接続される接続状態）で太陽電池検査装置１が太陽電池ストリング１２に接続されているため、極性切替部３から極性Ａで出力されている検査電圧Ｖｔｓｔは、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に、第１極性（太陽電池ストリング１２の負極Ｐ２が正極Ｐ１に対して高電圧となる極性）で、つまり、太陽電池ストリング１２内のバイパスダイオード２４が順バイアスとなる極性で印加される。また、検査電圧Ｖｔｓｔは、その電圧値Ｖ１が上記の式（１）を満たす値（つまり、ｎ個のバイパスダイオード２４の順方向電圧Ｖｆ２の総和Ｖｆ２×ｎを超える値）に規定されている。

したがって、太陽電池ストリング１２内のすべて（ｎ個）のバイパスダイオード２４が正常なとき（オープン故障が無いとき）には、各バイパスダイオード２４を経由して電流Ｉが流れる。一方、太陽電池ストリング１２内のｎ個のバイパスダイオード２４のうちの少なくとも１つにオープン故障が有るときには、電流Ｉは流れない。電流検出部４は、この検査電圧Ｖｔｓｔの印加状態において、太陽電池ストリング１２に電流Ｉが流れているか否かを検出して、その検出結果（第１検出結果）を示す検出信号Ｓｉを処理部６に出力する。

続いて、処理部６は、この検出信号Ｓｉで示される検出結果に基づき、太陽電池ストリング１２内のバイパスダイオード２４に電流Ｉが流れているか否かを判別して、その判別結果を極性切替部３から出力させた検査電圧Ｖｔｓｔの極性Ａに対応させてメモリに記憶する。

次いで、処理部６は、極性切替部３に対する制御処理を実行して、各スイッチ３ａ，３ｂのｃ接点を図１において破線で示すようにｂ接点に接続させることで、極性切替部３から出力される検査電圧Ｖｔｓｔの極性を、プローブＰＬ２がプローブＰＬ１に対して高電位となる極性（以下では、極性Ｂともいう）に切り替える。これにより、太陽電池検査装置１から太陽電池ストリング１２に対して検査電圧Ｖｔｓｔが極性切替部３に対する先の制御処理のときとは逆の極性で印加される。

この場合、極性切替部３から極性Ｂで出力されている検査電圧Ｖｔｓｔは、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に、第２極性（太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１が負極Ｐ２に対して高電圧となる極性）で、つまり、太陽電池ストリング１２内のバイパスダイオード２４が逆バイアスとなる極性で印加される。また、検査電圧Ｖｔｓｔは、その電圧値Ｖ１が上記の式（１）を満たす値（つまり、ｍ個の太陽電池セル２３のダイオードとしての順方向電圧Ｖｆ１の総和Ｖｆ１×ｍを下回る値）に規定されている。

したがって、太陽電池ストリング１２では、ｎ個のバイパスダイオード２４にも電流は流れないし、またそれぞれがダイオードと等価なｍ個の太陽電池セル２３にも電流が流れない。つまり、太陽電池ストリング１２には、電流Ｉは流れない。電流検出部４は、この検査電圧Ｖｔｓｔの印加状態において、太陽電池ストリング１２に電流Ｉが流れているか否かを検出して、その検出結果（第２検出結果）を示す検出信号Ｓｉを処理部６に出力する。

続いて、処理部６は、この検出信号Ｓｉで示される検出結果に基づき、太陽電池ストリング１２内のバイパスダイオード２４に電流Ｉが流れているか否かを判別して、その判別結果を極性切替部３から出力させた検査電圧Ｖｔｓｔの極性Ｂに対応させてメモリに記憶する。その後、処理部６は、スイッチ５に対する制御制御を実行して、オン状態となっているスイッチ５を初期状態のオフ状態に切り替える。これにより、太陽電池検査装置１から太陽電池ストリング１２に対する検査電圧Ｖｔｓｔの印加が停止される。

この結果、検査対象となっている太陽電池ストリング１２内のｎ個のバイパスダイオード２４のうちのいずれかにオープン故障が有る場合には、図３に示すように、検査電圧Ｖｔｓｔの極性が極性Ａ，Ｂのいずれのときにも、電流が流れていない（×）との検出結果がメモリに記憶される。このため、処理部６は、この検出結果に基づいて、いずれかのバイパスダイオード２４にオープン故障が有ると判別する。一方、検査対象となっている太陽電池ストリング１２内のｎ個のバイパスダイオード２４にオープン故障が無い場合には、図４に示すように、検査電圧Ｖｔｓｔの極性が極性Ａのときには、電流が流れ（○）、検査電圧Ｖｔｓｔの極性が極性Ｂのときには、電流が流れていない（×）との検出結果がメモリに記憶される。このため、処理部６は、この検出結果に基づいて、すべてのバイパスダイオード２４は正常である（オープン故障がない）と判別する。

最後に、処理部６は、この検査結果を出力部８に出力して、画面に表示させる。これにより、検査処理が完了する。

なお、詳細な説明は省略するが、図１に示す接続状態とは逆の接続状態、つまり、プローブＰＬ１が正極Ｐ１に接続され、かつプローブＰＬ２が負極Ｐ２に接続される接続状態で太陽電池検査装置１が太陽電池ストリング１２に接続されたときにも、検査対象となっている太陽電池ストリング１２内のｎ個のバイパスダイオード２４のうちのいずれかにオープン故障が有る場合には、図３に示すように、検査電圧Ｖｔｓｔの極性が極性Ａ，Ｂのいずれのときにも、電流が流れていない（×）との検出結果がメモリに記憶される。このため、処理部６は、この検出結果に基づいて、いずれかのバイパスダイオード２４にオープン故障が有ると判別することが可能となっている。一方、検査対象となっている太陽電池ストリング１２内のｎ個のバイパスダイオード２４にオープン故障が無い場合には、図５に示すように、検査電圧Ｖｔｓｔの極性が極性Ａのときには、電流が流れず（×）、検査電圧Ｖｔｓｔの極性が極性Ｂのときには、電流が流れる（○）との検出結果がメモリに記憶される。このため、処理部６は、この検出結果に基づいて、すべてのバイパスダイオード２４は正常である（オープン故障がない）と判別することが可能となっている。

このように、この太陽電池検査装置１および太陽電池検査方法では、プローブＰＬ１が負極Ｐ２に接続され、かつプローブＰＬ２が正極Ｐ１に接続される接続状態においても、またプローブＰＬ１が正極Ｐ１に接続され、かつプローブＰＬ２が負極Ｐ２に接続される接続状態においても、検査処理において、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２のうちの負極Ｐ２が正極Ｐ１に対して高電圧となる第１極性で検査電圧Ｖｔｓｔが印加されているときの電流検出部４での検出結果（第１検出結果）、および正極Ｐ１が負極Ｐ２に対して高電圧となる第２極性で検査電圧Ｖｔｓｔが印加されているときの電流検出部４での検出結果（第２検出結果）を取得して、各検出結果の双方が電流Ｉが流れていないとの結果のとき（図３に示すような検出結果のとき）には、ｎ個のバイパスダイオード２４のうちの少なくとも１つにオープン故障が有ると判別し、各検出結果の一方が電流Ｉが流れていないとの結果であって、かつ各検出結果の他方が電流Ｉが流れているとの結果のとき（図４や図５に示すような検出結果のとき）には、ｎ個のバイパスダイオード２４のすべてにオープン故障が無いと判別する。

したがって、この太陽電池検査装置１および太陽電池検査方法によれば、太陽電池ストリング１２の極性が未知であっても、この太陽電池ストリング１２におけるバイパスダイオード２４についてのオープン故障の有無を検査することができる。

また、この太陽電池検査装置１によれば、検査電圧Ｖｔｓｔを入力すると共に、この検査電圧Ｖｔｓｔを太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に極性を切り替えて印加する極性切替部３を備えているため、太陽電池検査装置１を太陽電池ストリング１２に接続したままの状態で、太陽電池ストリング１２に対して第１極性および第２極性の双方の極性で検査電圧Ｖｔｓｔを印加することができる結果、正極Ｐ１および負極Ｐ２への各プローブＰＬ１，ＰＬ２の接続を入れ替えるという手間を省くことができる。

また、この太陽電池検査装置１によれば、処理部６が、検査処理において、極性切替部３に対する制御を実行して検査電圧Ｖｔｓｔを第１極性および第２極性に切り替えつつ、第１極性および第２極性における電流検出部４での検出結果を取得すると共に、第１極性および第２極性でのこの検出結果に基づいて、バイパスダイオード２４のオープン故障の有無を検査するため、太陽電池ストリング１２内のバイパスダイオード２４についての検査の自動化を図ることができる結果、検査に要する時間を大幅に短縮することができる。

なお、上記の太陽電池検査装置１では、処理部６が、検査処理において極性切替部３に対する上記の制御を実行することにより、太陽電池ストリング１２内のバイパスダイオード２４についての検査（オープン故障の有無を検出するための検査）を自動化する好ましい構成を採用しているが、処理部６が実行する内容を、図３や図４や図５に示す検出結果を出力部８に表示させるまでに止めて、最終的なバイパスダイオード２４についての検査結果については、この出力部８に表示されている内容に基づいてオペレータが行う構成とすることもできる。また、オペレータが極性切替部３を構成する各スイッチ３ａ，３ｂの切り替えを行う構成とすることもできる。

また、図４，５に示す検出結果（いずれか一方の極性では電流Ｉが流れるとの検出結果）と、これらの検出結果のときにはいずれもオープン故障は無いとの検査結果になることに基づくと、第１極性および第２極性のうちの最初の極性における電流検出部４での検出結果が電流Ｉが流れているとの結果のときには、残りの極性での電流検出部４での検出結果を待たずに、すべてのバイパスダイオード２４にオープン故障が無いと判別することができる。したがって、検査処理において、検査電圧Ｖｔｓｔを第１極性および第２極性に切り替えつつ、第１極性および第２極性における電流検出部４での検出結果を常に取得する構成に代えて、最初の極性における電流検出部４での検出結果が電流Ｉが流れていないとの結果のときにのみ、検査電圧Ｖｔｓｔの極性を入れ替えて、次の極性における電流検出部４での検出結果を取得する構成を採用することもできる。

また、上記したように、太陽電池ストリング１２は一般的には複数の太陽電池モジュール２１が直列接続されて構成されているが、太陽電池ストリング１２が１つの太陽電池モジュール２１で構成されている太陽電池アレイ１１では、検査対象である太陽電池ストリング１２が太陽電池モジュール２１自体となる。

１太陽電池検査装置
２電圧出力部
３極性切替部
４電流検出部
６処理部
１２太陽電池ストリング
２１太陽電池モジュール
２２クラスタ
２３太陽電池（太陽電池セル）
２４バイパスダイオード
Ｖ１電圧値
Ｖｔｓｔ検査電圧

Claims

複数の太陽電池および当該複数の太陽電池に並列接続されたバイパスダイオードを有するクラスタが複数直列接続されて構成された太陽電池ストリングにおける前記バイパスダイオードについてのオープン故障の有無を検査する太陽電池検査装置であって、
前記複数の太陽電池のダイオードとしての順方向電圧の総和を下回り、かつ複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値で直流電圧を生成して検査電圧として出力する電圧出力部と、
前記太陽電池ストリングの一対の出力端子間に前記検査電圧が印加されているときに当該太陽電池ストリングに電流が流れているか否かを検出する電流検出部と、
前記オープン故障の有無を検査する検査処理を実行する処理部とを備え、
前記処理部は、前記検査処理において、前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子が他方の出力端子に対して高電圧となる第１極性で前記検査電圧が印加されているときの前記電流検出部での第１検出結果、および前記他方の出力端子が前記一方の出力端子に対して高電圧となる第２極性で前記検査電圧が印加されているときの前記電流検出部での第２検出結果を取得すると共に、当該第１検出結果および当該第２検出結果の双方が前記電流が流れていないとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードの少なくとも１つにオープン故障が有ると判別し、当該第１検出結果および当該第２検出結果の一方が前記電流が流れていないとの結果であって、かつ当該第１検出結果および当該第２検出結果の他方が前記電流が流れているとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードにオープン故障が無いと判別する太陽電池検査装置。
前記検査電圧を入力すると共に当該検査電圧を前記一対の出力端子間に前記第１極性および前記第２極性のうちの選択されたいずれかの極性に切り替えて印加する極性切替部を有し、
前記処理部は、前記検査処理において、前記極性切替部に対する制御を実行して前記検査電圧を前記いずれかの極性に切り替える請求項１記載の太陽電池検査装置。
複数の太陽電池および当該複数の太陽電池に並列接続されたバイパスダイオードを有するクラスタが複数直列接続されて構成された太陽電池ストリングにおける前記バイパスダイオードについてのオープン故障の有無を、前記複数の太陽電池のダイオードとしての順方向電圧の総和を下回り、かつ複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の検査電圧を前記太陽電池ストリングの一対の出力端子間に当該一対の出力端子のうちの一方の出力端子が他方の出力端子に対して高電圧となる第１極性および当該他方の出力端子が当該一方の出力端子に対して高電圧となる第２極性に切り替えて印加しつつ、当該第１極性での印加のときに前記太陽電池ストリングに電流が流れているか否かの第１検出結果および当該第２極性での印加のときに前記太陽電池ストリングに電流が流れているか否かの第２検出結果を取得すると共に、当該取得した第１検出結果および第２検出結果に基づいて前記バイパスダイオードについてのオープン故障の有無を検査する太陽電池検査方法であって、
前記第１検出結果および前記第２検出結果の双方が前記電流が流れていないとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードの少なくとも１つにオープン故障が有ると判別し、前記第１検出結果および前記第２検出結果の一方が前記電流が流れていないとの結果であって、かつ当該第１検出結果および当該第２検出結果の他方が前記電流が流れているとの結果のときには、前記複数のバイパスダイオードにオープン故障が無いと判別する太陽電池検査方法。