JP2018182994A - Diagnostic system and method for photovoltaic strings - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電を行う太陽電池ストリングスの性能診断を行う診断システム及び診断方法に関する。 The present invention relates to a diagnostic system and diagnostic method for performing performance diagnosis of solar cell strings performing solar power generation.
太陽光発電システムでは、複数の日射面に設置された多数の太陽電池モジュールが直列に接続されて太陽電池ストリングスが構成され、さらに複数の太陽電池ストリングスが並列に接続されて太陽電池アレイが編成され、編成された太陽電池アレイが接続箱及びパワーコンディショナに接続されている。パワーコンディショナは、系統電源に対し、太陽電池アレイの発電電力を交流電力として逆潮流する構成要素である。 In a solar power generation system, a plurality of solar cell modules installed on a plurality of solar radiation surfaces are connected in series to constitute a solar cell string, and a plurality of solar cell strings are further connected in parallel to organize a solar cell array An organized solar cell array is connected to the junction box and the power conditioner. The power conditioner is a component that reverses the generated power of the solar cell array as AC power with respect to the system power supply.
太陽光発電システムでは、パワーコンディショナの変換効率面で有利な入力電圧及び入力電流の領域で太陽電池アレイの出力が設計されるが、使用と共に発電性能は徐々に低下して行く。太陽光発電システムの発電性能は、長期間に渡る積算発電電力が、太陽光発電システムへの投資に対する回収にもあたる。このため、太陽電池アレイを構成する太陽電池モジュールに対しては、太陽電池モジュールの初期公称出力値と共に、近年では設置20年後に公称出力比80%以上といった長期出力保証をすることが一般的となっている。従って、太陽電池モジュールの診断では、精度のよい性能診断を行うことだけではなく、出力診断回数の増加に伴う診断費用の削減のために、設置環境下での安価な性能診断手法が要望されていた。 In a solar power generation system, although the output of a solar cell array is designed in the area of input voltage and input current that is advantageous in terms of conversion efficiency of a power conditioner, power generation performance gradually declines with use. The power generation performance of the solar power system is also equivalent to the recovery of the long-term accumulated power generation for investment in the solar power system. Therefore, for solar cell modules that make up a solar cell array, it is common to provide long-term power guarantee such as 80% or more of nominal power ratio in 20 years after installation together with the initial nominal power value of solar cell modules in recent years It has become. Therefore, in the diagnosis of solar cell modules, it is desired not only to perform accurate performance diagnosis but also to reduce the cost of diagnosis associated with the increase in the number of output diagnoses, thus a low-cost performance diagnosis method under installation environment is required. The
このような技術的背景の下、下記特許文献1には、太陽電池ストリングスの故障診断をより詳細に行うことができる特性評価装置が開示されている。具体的に、特許文献1に開示される手法では、診断対象の太陽電池ストリングスに対して、日射計による日射量測定及び温度計による太陽電池ストリングスの温度測定が行われる。そして、測定結果を基に太陽電池ストリングスの電流―電圧特性が求められ、更に基準条件である日射量1kW/m2、モジュール温度25℃に換算される。これらの処理とは別に、特性評価装置のメモリには、太陽電池ストリングスに生じるおそれのある個々の不具合に対応した電流―電圧特性に基づく複数の基準特性が格納されている。基準状態に換算された電流―電圧特性と、メモリから読み出した複数の基準特性とは比較され、複数の基準特性の中から、換算された電流―電圧特性に近似する基準特性が選択され、選択された基準特性に基づいて、太陽電池ストリングスの不具合が判定される。
Under such technical background,
なお、下記特許文献2及び非特許文献1,2は、太陽電池ストリングスの性能診断に関係する文献である。これらの文献の内容については、実施の形態の説明の項において、適宜言及する。
The following Patent Document 2 and
特許文献1の手法では、太陽電池ストリングスの温度を測定する必要がある。このため、太陽電池ストリングスの裏面に温度センサを貼り付ける必要がある。ところが、屋根傾斜面や広大な屋外架台面に設置した太陽電池アレイにおいては、太陽電池ストリングスの取り外しを行う必要な場合があり、温度センサを簡単に貼り付けることができなかった。このため、診断対象の太陽電池ストリングスに温度センサを貼り付けることなく、太陽電池ストリングスの性能診断を行う手法が切望されていた。
In the method of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、診断対象の太陽電池ストリングスに温度センサを貼り付けることなく、太陽電池ストリングスの性能診断を行うことができる太陽電池ストリングスの診断システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a solar cell strings diagnostic system capable of performing performance diagnosis of solar cell strings without attaching a temperature sensor to the solar cell strings to be diagnosed. With the goal.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽光発電を行う太陽電池ストリングスの性能診断を行う診断システムである。本診断システムは、太陽電池ストリングスと等価な変換特性及び温度特性を有し、太陽電池ストリングスの設置面と等価な日射条件下に設置される計測基準パネルと、太陽電池ストリングスの特性を測定する第1の測定装置と、計測基準パネルの特性を測定する第2の測定装置と、第1の測定装置及び第2の測定装置の測定結果及び演算結果を基に、太陽電池ストリングスの性能診断を行う診断装置と、を備える。第1の測定装置は、診断装置からの測定指示に従って太陽電池ストリングスの電流電圧特性を測定し、測定した電流電圧特性を基に太陽電池ストリングスの最大出力点における電力値である最大出力電力値を算出して診断装置に送信する。第2の測定装置は、測定指示に従って計測基準パネルの電流電圧特性を測定し、測定した電流電圧特性を基に計測基準パネルの最大出力電力値を算出して診断装置に送信する。診断装置は、計測基準パネルの最大出力電力値に対する太陽電池ストリングスの最大出力電力値の比率である定格出力比を算出し、算出した定格出力比を基に太陽電池ストリングスの性能診断を行う。 In order to solve the problems described above and to achieve the object, the present invention is a diagnostic system that performs performance diagnosis of solar cell strings that perform solar power generation. This diagnostic system has the conversion characteristics and temperature characteristics equivalent to solar cell strings, and measures the characteristics of the measurement reference panel installed under the solar radiation conditions equivalent to the installation surface of solar cell strings, and solar cell strings Based on the measurement results and calculation results of the first measurement device, the second measurement device that measures the characteristics of the measurement reference panel, and the first measurement device and the second measurement device, the performance diagnosis of the solar cell strings is performed And a diagnostic device. The first measuring device measures the current-voltage characteristics of the solar cell strings according to the measurement instruction from the diagnostic device, and based on the measured current-voltage characteristics, the maximum output power value which is the electric power value at the maximum output point of the solar cell strings. Calculate and send to the diagnostic device. The second measuring device measures the current-voltage characteristic of the measurement reference panel in accordance with the measurement instruction, calculates the maximum output power value of the measurement reference panel based on the measured current-voltage characteristic, and transmits it to the diagnostic device. The diagnostic device calculates a rated output ratio that is a ratio of the maximum output power value of the solar cell strings to the maximum output power value of the measurement reference panel, and performs performance diagnosis of the solar cell strings based on the calculated rated output ratio.
本発明によれば、診断対象の太陽電池ストリングスに温度センサを貼り付けることなく、太陽電池ストリングスの性能診断を行うことができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to perform performance diagnosis of solar cell strings without attaching a temperature sensor to the solar cell strings to be diagnosed.
本発明では、太陽電池モジュールの性能診断として、太陽電池ストリングス単位での出力保証手法を開示する。本発明による手法は、太陽光発電システムに使用するパワーコンディショナが、太陽電池の発電出力を最大出力点で使用するために最大電力点追従制御を行う方法で発電していることに着目した手法である。具体的には、太陽電池ストリングスの最大出力点における電力値(以下「最大出力電力値」と称する)Pmを用いる。変動する日射条件下での測定対応としては、日射に対する出力時間応答性が等価の計測基準パネルの出力を日射量基準として使用する。以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池ストリングスの診断システム及び診断方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。 In the present invention, as a performance diagnosis of a solar cell module, an output guarantee method in units of solar cell strings is disclosed. The method according to the present invention focuses on the fact that the power conditioner used in the photovoltaic power generation system generates power by performing maximum power point tracking control in order to use the power generation output of the solar cell at the maximum output point. It is. Specifically, the power value (hereinafter referred to as “maximum output power value”) Pm at the maximum output point of the solar cell strings is used. The output of the measurement reference panel equivalent to the output time response to solar radiation is used as the solar radiation amount reference as the measurement correspondence under varying solar radiation conditions. Hereinafter, a diagnostic system and a diagnostic method of a solar cell string according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments.
実施の形態.
図1は、実施の形態に係る太陽電池ストリングスの診断システム(以下、単に「診断システム」と称する)の構成を示す模式図である。実施の形態にかかる診断システム80は、主たる構成として、診断装置1と、測定装置2a,2bと、計測基準パネル3と、を備える。
Embodiment.
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a solar cell strings diagnostic system (hereinafter simply referred to as “diagnostic system”) according to the embodiment. The
図1には、診断対象である太陽電池ストリングス(以下「診断ストリングス」と称する)5a,5bが第1の測定装置である測定装置2aに接続され、診断ストリングス5a,5bの性能診断を行う際の基準となる計測基準パネル3と、日射量のモニタ機能を有する光電式全天日射計4とが第2の測定装置である測定装置2bに接続される構成が示されている。測定装置2aは診断ストリングス5a,5bの特性を測定する装置であり、図1では診断ストリングス5aの測定時の接続を示している。また、測定装置2bは計測基準パネル3の特性を測定する装置である。なお、両者の機能は同一であり、測定装置2a,2bを総称するときには、「測定装置2」と表記する。
In FIG. 1, when solar cell strings (hereinafter referred to as “diagnosis strings”) 5a and 5b to be diagnosed are connected to the first measuring device and the measuring device 2a to perform the performance diagnosis of the
測定装置2a,2bと、診断装置1とは、無線又は有線の通信手段によって接続されている。診断装置1は、測定に必要な情報を入力すると共に、測定装置2a,2bに対して測定指示及び設定情報を送信する。診断装置1からの測定指示及び設定情報を受信した測定装置2a,2bは、測定結果及び演算結果を診断装置1に送信する。診断装置1は、測定結果及び演算結果を基に、診断ストリングス5a,5bの性能診断に必要な情報の表示及び記録を実施し、要すれば印刷を実施する。なお、診断装置1の機能の詳細、及び診断装置1と測定装置2との間の通信機能の詳細については、後述する。
The
また、図1において、診断ストリングス5a,5bは、開閉器17及び逆流防止ダイオード18を備えた接続箱6を介してパワーコンディショナ7に接続されている。パワーコンディショナ7には、系統電源8が接続されている。測定装置2aは、接続箱6における入力端側すなわち診断ストリングス5a,5bが接続される側に接続される。診断ストリングス5a,5b及び測定装置2aの接続箱6への接続に際し、接続箱6の開閉器17は開放されている。すなわち、診断ストリングス5a,5bの電気的接続は、パワーコンディショナ7側から測定装置2a側に切り替えられている。
Further, in FIG. 1, the
なお、図1では、それぞれが8個の太陽電池モジュールが直列接続された診断ストリングス5a,5bを例示しているが、この構成には限定されない。すなわち、太陽電池モジュールの直列数は任意である。また、図1では、2並列の診断ストリングス5a,5bを備えた太陽電池アレイを例示しているが、この構成には限定されない。すなわち、診断ストリングスの並列数は任意である。
Although FIG. 1 illustrates the
計測基準パネル3の裏面には温度センサ15が貼りつけられる。計測基準パネル3は、診断ストリングス5a,5bの設置面に設置される。
A
計測基準パネル3は、診断ストリングス5a,5bに用いられている太陽電池モジュールと等価の構造であり、等価の太陽電池セルを用いて構成される。計測基準パネル3は、診断ストリングス5a,5bと同一又は同等の最大出力点での電力値、並びに、等価の温度特性、分光感度特性及び放熱特性を有する。このような計測基準パネル3を用いた場合、診断ストリングス5a,5bと計測基準パネル3とでは、同一又は同一と見なしうる日射量及び風速下では同一のセル温度となる。計測基準パネル3は、ソーラーシミュレータによる太陽電池性能測定の基準条件での校正出力データを有する。基準条件の典型的な例は、日射照度1kW/m2、セル温度25℃である。この基準条件は、上記非特許文献1に定められている。なお、診断ストリングス5a,5bと計測基準パネル3の温度特性及び温度上昇が同一であれば、計測基準パネル3に貼り付けられる温度センサ15は診断上では必須ではなく、図1では、記録精度保証用の使用例として記載している。
The measurement reference panel 3 has a structure equivalent to the solar cell module used in the
太陽電池モジュールの製造メーカは、計測基準パネル3を小型太陽電池モジュール仕様で製造することができるので、計測基準パネル3を安価に提供することが可能である。太陽電池モジュールの製造メーカは、校正した性能データと共に、計測基準パネル3を設置するための太陽電池モジュール設置環境を模擬した設置用治具を提供する場合もある。設置用治具を用いた場合、計測基準パネル3を診断ストリングス5a,5bの設置面と同一平面すなわち同一日射面に設置する必要はない。なお、設置用治具の一例は、上記した特許文献2に開示されているので、当該特許文献2の内容を参照されたい。
The manufacturer of the solar cell module can manufacture the measurement reference panel 3 with the small solar cell module specification, so that the measurement reference panel 3 can be provided at low cost. The manufacturer of the solar cell module may provide an installation jig that simulates the installation environment of the solar cell module for installing the measurement reference panel 3 together with the calibrated performance data. When the installation jig is used, it is not necessary to install the measurement reference panel 3 on the same plane as the installation surface of the
図2は、実施の形態における測定装置2の詳細構成を示す回路図である。なお、図2では、計測基準パネル3を接続した測定装置2bと共に、測定装置2bに接続される光電式全天日射計4と、測定装置2bの測定結果及び演算結果が送信される診断装置1とが示されている。診断装置1は、測定装置2a,2bの測定結果及び演算結果を基に、診断ストリングス5a,5bの性能診断を行う。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the measuring device 2 in the embodiment. In FIG. 2, together with the measuring
測定装置2bは、図示のように、充電スイッチ11、負荷コンデンサ12、容量切替スイッチ13、放電抵抗14、及び抵抗20〜23を回路要素にして構成されている。また、測定装置2bは、制御部9を有する。制御部9の機能は、通信ブロック9aと、制御ブロック9bとに区分される。
As illustrated, the measuring
負荷コンデンサ12は、計測基準パネル3の電流電圧特性(以下「I−V特性」と称する)の測定に用いる容量素子である。計測基準パネル3と負荷コンデンサ12との間の電気的接続は、充電スイッチ11及び容量切替スイッチ13にて切替可能である。充電スイッチ11と、2つある容量切替スイッチ13のうちの少なくとも一方が閉路することにより、計測基準パネル3から負荷コンデンサ12のうちの少なくとも一方が充電される回路が形成される。充電スイッチ11及び容量切替スイッチ13の開閉は、制御ブロック9bが行う。
The
放電抵抗14は、負荷コンデンサ12に蓄積された電荷を放電させるための放電抵抗である。放電抵抗14は、測定誤差が小さくなるように高抵抗値に設定することで非測定時及びI−V特性の測定中も切り離す必要はない。従って、切り離すスイッチが不要になるので、放電抵抗14を回路に接続させる構成が簡易なものとなる。
The
C1,C2は、負荷コンデンサ12の容量値である。充電経路に挿入する負荷コンデンサ12の容量値をC1とC2とで切り替えることにより、I−V特性掃引時間を変更することができる。I−V特性掃引時間は、計測基準パネル3の最大出力電力値Pmを測定するときの充電スイッチ11のON時間、別言すれば充電経路における負荷コンデンサ12の接続時間である。
C1 and C2 are capacitance values of the
本実施の形態の構成において想定するI−V特性掃引時間の例は、50msec及び200msecである。ここで、上記非特許文献2には、I−V特性掃引時間が100msec〜200msecである場合に、日射変動が±0.4%以内の頻度が90%であることを利用し、放射照度300W/m2以上、掃引時間200msec程度での性能診断が可能との報告がされている。200msecのI−V特性掃引時間は、この報告内容の範囲に含まれている。本実施の形態の構成であれば、C1及びC2の容量値の組み合わせを選択することにより、200msecのI−V特性掃引時間を選択することができる。
Examples of I-V characteristic sweep times assumed in the configuration of the present embodiment are 50 msec and 200 msec. Here, in Non-Patent Document 2, when the I-V characteristic sweep time is 100 msec to 200 msec, utilizing the fact that the frequency of solar radiation fluctuation is within ± 0.4% is 90%, the irradiance 300 W / m 2 or more, reporting is the possible performance diagnosis in about
また、I−V特性測定時の充電曲線は、診断ストリングスの出力電流値及び負荷コンデンサ容量にて充電時間が変化する。このため、日射量に応じたコンデンサ容量を選択することで、日射量変動に対して掃引時間の短縮化が可能となる。本実施の形態の構成であれば、C1及びC2の容量値の組み合わせを選択することにより、50msecのI−V特性掃引時間を選択することができる。 The charging curve at the time of I-V characteristic measurement changes the charging time depending on the output current value of the diagnostic strings and the load capacitor capacity. For this reason, by selecting the capacitor capacity according to the amount of solar radiation, the sweep time can be shortened with respect to the variation of the amount of solar radiation. With the configuration of the present embodiment, an I-V characteristic sweep time of 50 msec can be selected by selecting a combination of capacitance values of C1 and C2.
なお、日射量に応じてコンデンサ容量を変更する場合、計測基準パネル3と診断ストリングス5a,5bの各I−V特性測定時の時定数を一致させることが好ましい。時定数を一致させることにより、日射変動に対する性能診断の精度向上が図られる。
In addition, when changing a capacitor capacity according to the amount of solar radiation, it is preferable to make the time constant at the time of each IV characteristic measurement of measurement standard panel 3 and
測定装置2bは、I−V特性を測定するために、負荷コンデンサ12に充電されたコンデンサ充電電圧V、負荷コンデンサ12を充電する際の充電電流I、及び、光電式全天日射計4の放射照度LXを測定する。コンデンサ充電電圧Vは、直列接続された抵抗21及び抵抗22のうちの抵抗22による分圧電圧を制御ブロック9bに印加することで求められる。充電電流Iは、抵抗23の一端に生じた電圧を制御ブロック9bに印加することで求められる。放射照度LXは、抵抗20の一端に生じた電圧を制御ブロック9bに印加することで求められる。制御ブロック9bは、図示を省略した高速AD変換器を有する。高速AD変換器は、1回の測定掃引にて、コンデンサ充電電圧V、充電電流I及び放射照度LXを数μsecのオーダーで高速にAD変換する。制御ブロック9bは、AD変換されたディジタル値を基にI−V特性及び日射量を演算する。制御ブロック9bは、I−V特性の測定結果から電力計算を行い、最大出力電力値Pmを抽出する。制御ブロック9bの演算結果は、通信ブロック9aを通じて診断装置1に送信される。
The measuring
次に、診断装置1の機能について説明する。図3は、診断装置1の機能構成を示すブロック図である。診断装置1は、データ入力部33と、記憶部34と、表示部35と、演算部37と、通信部38と、制御部39とを備える。診断装置1内の各部は、バス40により接続されている。
Next, the function of the
データ入力部33は、キーボード及びポインティングデバイスを含む各種のデバイスが用いられ、診断装置1への各種情報の入力及び設定を行う。記憶部34は、診断装置1に入力された入力情報及び演算部37で演算された各種の情報を記憶する。表示部35は、診断装置1での各処理における表示画面及び外部からの入力情報を含む各種の情報を表示する。
The
演算部37は、診断装置1における診断処理での各種演算処理を行う。通信部38は、無線又は有線の通信手段によって測定装置2との間で必要な情報の送受信を行う。制御部39は、診断装置1における各部全体の制御を行う。
The
次に、診断ストリングスの性能診断を行う管理者又はサービスマンを含む評価者から見た診断装置1の機能について、(1)診断する診断ストリングスの情報入力及び表示、(2)診断ストリングスの特性測定、(3)診断結果の表示、記録及び印刷、という3つの区分に分けて説明する。
Next, (1) information input and display of diagnostic strings to be diagnosed, and (2) characteristic measurement of diagnostic strings, with respect to the function of the
(1)診断する診断ストリングスの情報入力及び表示
(a)診断する診断ストリングスが新規システムのものである場合には、以下の情報をデータベースに登録する。
・診断システムの識別名称
・診断ストリングスの配置、識別名及び直並列構成
・診断ストリングスを構成する太陽電池モジュール型名
・データベースにより、モジュール定格値(短絡電流、開放電圧、最大出力、最大出力動作電圧、最大出力動作電流)を取得し、各ストリングスの定格値を計算して表示
・データベースにより、使用太陽電池種類毎に設定された測定日射条件及び掃引時間を表示
(b)診断ストリングスが既存登録システムのものであれば登録データを呼び出して、パネル増設等の改訂を実施する。
(c)診断ストリングスが調査用の測定システムのものであれば、その旨の情報を登録する。
(1) Information input and display of diagnostic strings to be diagnosed (a) If the diagnostic strings to be diagnosed are of a new system, the following information is registered in the database.
-Identification name of diagnostic system-Placement of diagnostic strings, identification name and series-parallel configuration-Solar cell module type name constituting diagnostic strings-Module rated value (short circuit current, open voltage, maximum output, maximum output operating voltage) according to the database , Obtain the maximum output operating current), calculate and display the rated value of each string ・ Display the measured solar radiation condition and sweep time set for each solar cell type used by the database (b) Diagnostic strings already registered system In the case of the above, the registration data is recalled and the revision such as the panel expansion is implemented.
(C) If the diagnostic strings are of the measurement system for investigation, register information to that effect.
(2)診断ストリングスの特性測定
本機能では、以下の3つのモードを有する。
(a)日射判定モード
対象となる太陽電池アレイの種類に応じた測定時間間隔中に出力判定条件を満足するか否か、具体的には、太陽電池種類に応じて定められた日射量および測定中の日射変動量を満足するか否かを判断するために、照度を測定時間幅で予備測定し表示する。
(b)測定モード
(b−1)設定モード
・対象システムと診断ストリングス名を設定し、診断ストリングスの保証定格を表示
・測定機器番号及び測定時間の設定
・測定機器番号(照度計、基準セル、測定装置)の登録
・日射判定結果により、広範囲の日射量条件が得られるように測定時間帯をセット
(b−2)測定表示モード
・測定の開始及び停止
・測定中データの表示切替
・測定したI−V特性の表示
・日射Pm特性表示
(2) Characteristic measurement of diagnostic strings This function has the following three modes.
(A) Solar radiation determination mode Whether or not the output determination condition is satisfied during the measurement time interval according to the type of solar cell array to be targeted, specifically, the amount of solar radiation and the measurement determined according to the solar cell type In order to determine whether or not the amount of solar radiation fluctuation is satisfied, the illuminance is preliminarily measured and displayed in the measurement time width.
(B) Measurement mode (b-1) Setting mode-Set the target system and diagnostic string name, and display the guarantee rating of the diagnostic string-Set the measuring device number and measuring time-Measuring device number (illuminometer, reference cell, Registration of measurement device) ・ Set measurement time zone so that a wide range of solar radiation condition can be obtained by the solar radiation judgment result. (B-2) Measurement display mode ・ Start and stop of measurement ・ Display change of data during measurement ・ Measured Display of IV characteristics · Solar radiation Pm characteristics display
(3)診断結果の表示、記録及び印刷
(a)今回測定データの表示及び印刷
・正規判定条件を満たしたデータのみを用い、日射量に対する診断ストリングスの出力特性及び定格保証出力線をグラフ化表示
・太陽電池モジュールの基準条件での定格出力に対する測定出力の比率を平均値と変動幅とで表示
・判定精度を低下させることで正規判定条件を緩和し、測定データを増加させ、日射量に対する診断ストリングスの出力特性と定格保証出力線をグラフ化表示
・太陽電池モジュールの基準条件での定格出力に対する測定出力の比率を平均値と変動幅で表示
(b)データ保管と過去記録の参照
・診断対象のシステム構成と診断結果の記録
・既存システムの過去記録の参照と更新
・測定結果の印刷と測定結果のデータ登録
(c)過去登録データの表示および印刷
・過去診断結果の閲覧及び印刷
・過去診断結果の推移データ表閲覧及び印刷
(3) Display, recording and printing of diagnostic results (a) Display and printing of currently measured data-Using only data that meets the regular judgment conditions, graph the output characteristics of diagnostic strings with respect to solar radiation and rated guaranteed output lines・ Display the ratio of the measured output to the rated output under the standard condition of the solar cell module with the average value and the fluctuation range ・ Reduce the judgment condition by relaxing the judgment accuracy, increase the measured data, and diagnose the solar radiation amount Display the output characteristics of the strings and the rated guaranteed output line as a graph ・ Display the ratio of the measured output to the rated output under the standard condition of the solar cell module as average value and fluctuation range (b) Data storage and reference to past records ・ Diagnostic object Record of system configuration and diagnosis result ・ Refer and update past records of existing system ・ Print of measurement result and data registration of measurement result (c) Past registration Display and printing of data ・ Viewing and printing of past diagnosis results ・ Transition data table of past diagnosis results browsing and printing
診断装置1が上記の通りの動作をするとき、測定装置2の通信ブロック9aは、以下の情報を診断装置1から受信する。
(a)設定データ
・負荷コンデンサ設定
・電圧レンジ及び電流レンジの設定
(b)測定開始の指示
(c)データ送信指示
・機器データ送信指示
・動作状態送信指示
・測定データ送信指示
When the
(A) Setting data-Load capacitor setting-Voltage range and current range setting (b) Measurement start instruction (c) Data transmission instruction-Device data transmission instruction-Operation status transmission instruction-Measurement data transmission instruction
測定装置2の通信ブロック9aは、以下の情報を診断装置1に送信する。
・機器データ
・動作状態
・測定データ
The
・ Device data ・ Operation status ・ Measurement data
また、測定装置2の制御ブロック9bは、以下の通り動作する。
・スイッチ切替制御
・機器電源等自己診断制御
・機器情報及び測定データ管理
・I−V特性測定
・日射量測定
・電力計算及びPm抽出
・機器損失補正演算
The
・ Switch switching control ・ Self-diagnosis control of equipment power etc. ・ Device information and measurement data management ・ I-V characteristic measurement ・ Solar radiation measurement ・ Power calculation and Pm extraction ・ Device loss correction calculation
次に、実施の形態に係る診断システム80の要部動作について、図1〜図4の図面を適宜参照して説明する。図4は、実施の形態に係る診断システム80の要部動作を示すフローチャートである。
Next, the main part operation | movement of the
まず、ステップS101において、診断対象である診断ストリングス5a,5bの設置面と等価な日射条件下に計測基準パネル3が設置される。計測基準パネル3は、上述したように、診断対象の診断ストリングス5a,5bと等価な変換特性及び温度特性を有している。ステップS102では、診断装置1によって測定時間が設定される。ステップS103では、診断装置1の指示に従って診断ストリングス5a,5b及び計測基準パネル3のI−V特性が同時に測定される。ステップS103の処理の際、診断装置1からの測定指示に従ってI−V特性の測定が開始され、診断装置1から指示された測定時間の間、測定が行われる。
First, in step S101, the measurement reference panel 3 is installed under a solar radiation condition equivalent to the installation surface of the
ステップS104では、ステップS103で算出された診断ストリングス5a,5b及び計測基準パネル3のI−V特性を基に、診断ストリングス5a,5bの最大出力電力値Pmsと、計測基準パネル3の最大出力電力値Pmkとが算出される。ステップS105では、ステップS104で算出された診断ストリングス5a,5bの最大出力電力値Pms及び計測基準パネル3の最大出力電力値Pmkを基に、最大出力電力値Pmkに対する最大出力電力値Pmsの比率である定格出力比Pms/Pmkが算出される。ステップS106では、ステップS105で算出された定格出力比Pms/Pmkを基に診断ストリングス5a,5bの性能診断が行われる。
In step S104, based on the
ここで上述したステップS101〜S106の処理について、図5〜図16の図面を適宜参照して補足する。図5は、I−V特性の測定結果の一例を示す図である。図6は、出力電力値P(測定I×測定V値)を連ねたP曲線の一例を示す図である。図6に示される様に、測定初期の負荷コンデンサ突入時のP値、すなわち測定値1付近の跳ね上がり部分のP値を除いた部分より、Pmax点を抽出し、測定日射時におけるPms値及びPmk値とする。また、図7は、計測基準パネル出力に対する診断ストリングス出力の関係を示す図である。図8は、計測基準パネル出力に対する定格出力比Pms/Pmkの関係を示す図である。図9は、計測基準パネル3における最大出力電力値Pmの時刻変動を示す図である。図10は、日射量に対する診断ストリングス出力の関係を示す図である。図11は、日射量に対する定格出力比Pms/Pmkの関係を示す図である。図12は、パネル温度の測定例を示す図である。図13は、定格出力比Pms/Pmkの経年変化の表示例を示す図である。図14は、診断時の測定結果の一例を示す図である。図15は、熱電式の全天日射計を使用して測定した場合の測定結果の例を示す図である。図16は、図15に示される測定結果と同じ日射下で得た太陽電池モジュール(計測基準パネル)の最大出力電力値Pmの変動を示す図である。
The processes of steps S101 to S106 described above will be supplemented with reference to the drawings of FIGS. 5 to 16 as appropriate. FIG. 5 is a view showing an example of the measurement result of the IV characteristic. FIG. 6 is a view showing an example of a P curve in which output power values P (measurement I × measurement V value) are connected. As shown in FIG. 6, a Pmax point is extracted from the P value at the time of load capacitor entry at the initial stage of measurement, that is, the part excluding the P value of the bounce part near
ステップS101では、計測基準パネル3を診断ストリングス5a,5bの設置面と等価な日射条件下に設置することとしている。ここで言う「等価」の意味は、計測基準パネル3を診断ストリングス5a,5bの設置面に設置するか、特許文献2に開示されているような水平度調整機能、方位調整機能、及び日射面角度調整機能を有した計測架台の計測基準パネル保持面に設置することを意味する。
In step S101, the measurement reference panel 3 is installed under the solar radiation condition equivalent to the installation surface of the
計測基準パネル3を診断ストリングス5a,5bの設置面と等価な日射条件下に設置すれば、計測基準パネル3は診断ストリングス5a,5bと同一温度に達する。また、計測基準パネル3と診断ストリングス5a,5bとは、分光感度特性と、変換出力の温度特性及び熱時定数等とが一致しているように設計されていることから、日射照度及び周囲温度条件を含む環境条件に対しても、診断ストリングス5a,5b及び計測基準パネル3の測定における定格出力比Pms/Pmkは一定になり、日射照度の測定、計測基準パネル温度の測定、又は診断ストリングス5a,5bの温度測定の必要性が低減される。
If the measurement reference panel 3 is installed under the equivalent solar radiation condition to the installation surface of the
なお、上述したように、計測基準パネル3は、ソーラーシミュレータ等による太陽電池性能測定の基準条件での校正出力データを有している。このため、計測基準パネル3の温度であるパネル温度を温度センサ15にて計測すれば、診断ストリングス5a,5bの測定出力に対し、パネル温度と計測基準パネル3の温度特性値とにより、基準温度に補正計算することが可能であり、また、計測基準パネル3の出力値を日射量と等価な日射照度値(kW/m2)に換算することも可能である。
As described above, the measurement reference panel 3 has calibration output data under the reference conditions of the solar cell performance measurement by the solar simulator or the like. Therefore, if the panel temperature which is the temperature of the measurement reference panel 3 is measured by the
また、性能診断に際しては、診断ストリングス5a,5bの出力と、計測基準パネル3の出力とを日射量が変動する屋外の環境下において同時測定する。図5は、I−V特性の測定結果の一例である。詳細には、負荷コンデンサ12を接続したときのI−V充電曲線であり、日射照度が300kW/m2であるときの測定データから求められている。図5において、K1はコンデンサ充電電圧Vの波形であり、K2は充電電流Iの波形である。ステップS103では、図5に示すようなI−V特性を表す波形を、計測基準パネル3及び診断ストリングス5a,5bの双方に対して取得する。
Further, at the time of performance diagnosis, the outputs of the
図5に示すようなI−V特性が測定できたならば、当該I−V特性の基となる測定データにより、図6に示すようなP曲線(測定I値×測定V値)が算出される。P曲線から、測定初期の負荷コンデンサ突入時のP値を除いた部分より、最大出力電力点となるPmax点を抽出し、測定日射時におけるPms値、Pmk値を得ることができる。 If an IV characteristic as shown in FIG. 5 can be measured, a P curve (measurement I value × measurement V value) as shown in FIG. 6 is calculated from measurement data which is the basis of the IV characteristic. Ru. From the P curve, the Pmax point serving as the maximum output power point can be extracted from the portion excluding the P value at the time of load capacitor entry at the initial stage of measurement, and the Pms value and Pmk value at the time of measurement solar radiation can be obtained.
診断ストリングス5a,5b及び計測基準パネル3の各出力の測定を時系列すなわち変動する日射条件下にてn回(nは2以上の整数)実施するものとする。また、各回の測定を測定点と呼び、測定点1における診断ストリングス5a,5bの最大出力を「Pms1」、測定点1における計測基準パネル3の最大出力を「Pmk1」、測定点nにおける診断ストリングス5a,5bの最大出力を「Pmsn」、測定点nにおける計測基準パネル3の最大出力を「Pmkn」と表記する。
It is assumed that measurement of each output of the
最大出力電力値Pms1〜Pmsn及び最大出力電力値Pmk1〜Pmknが得られたならば、n個の定格出力比Pms1/Pmk1〜Pmsn/Pmknが演算される。なお、本実施の形態の場合、診断ストリングス5a,5bと等価な変換特性及び温度特性を有する計測基準パネル3を使用している。このため、定格出力比は、変化する日射条件に依存せず、測定誤差が無い場合には、一定倍率となる。以下、具体例で説明する。
If the maximum output power values Pms1 to Pmsn and the maximum output power values Pmk1 to Pmkn are obtained, n rated output ratios Pms1 / Pmk1 to Pmsn / Pmkn are calculated. In the case of the present embodiment, the measurement reference panel 3 having conversion characteristics and temperature characteristics equivalent to the
計測基準パネル3の公称最大出力が230(W)であるとすると、診断ストリングス5a,5bが同一出力モジュール8直列の構成である場合には、診断ストリングス5a,5bの公称最大出力は、230(W)の×8倍、すなわち230(W)×8=1840(W)となる。この例の場合、定格出力比=8が出力定格の基準線となる。図7では、計測基準パネル3の最大出力である計測基準パネル出力を横軸にとり、診断ストリングス5a,5bの最大出力である診断ストリングス出力を縦軸にとったときの測定値をプロットした曲線K3と、測定値の1次回帰式を表す直線K4とが示されている。直線K4を表す1次回帰式は、横軸をx、縦軸をyとするときに、“y=8.0201x+2E−05”で表される。1次回帰式の傾きである“8.0201”が定格出力比を表している。図7の例では、最大出力電力値Pmが理論値である“8”にほぼ一致しており、性能の劣化が見られないことが理解できる。
Assuming that the nominal maximum output of the measurement reference panel 3 is 230 (W), the nominal maximum output of the
なお、定格出力比の1次回帰式は、計測基準パネル3の最大出力電力値Pmkと、太陽電池ストリングス5a,5bの最大出力電力値Pmsとから得られる複数回の測定結果を基に、算出することができる。図7では、横軸が計測基準パネル3の最大出力電力値Pmkであるため、最大出力電力値Pmkのプロット分布と1次回帰直線との間の差異は、測定誤差として目視判断が容易である。また、各測定点における1次回帰式との差異の標準偏差値を求め、求めた標準偏差値を出力帯別等で分析し、判定精度を数値的に診断してもよい。このような機能を具備することにより、判定精度の定量的な評価が可能となる。
The linear regression equation of the rated output ratio is calculated based on a plurality of measurement results obtained from the maximum output power value Pmk of the measurement reference panel 3 and the maximum output power value Pms of the
また、測定で得られた定格出力比Pms1/Pmk1〜Pmsn/Pmknを用いることで、定格出力に対する劣化度を表現することができる。上記の例において、診断ストリングス5a,5bの出力が10%劣化していた場合、基準条件下での診断ストリングス5a,5bの公称出力は230×0.9×8=1,656(W)である。このとき、計測基準パネル3に対する定格出力比は、1656/230=7.2となり、定格出力に対する劣化度は、7.2倍/8倍=0.9(90%)と算出される。このように、定格出力に対する劣化度を明確に数値で表すことができるので、評価者の理解が容易になる。また、定格出力比のデータから得られる1次回帰式と各測定点との誤差変動を測定誤差の判断指標に用いれば、定格出力比への定量的な判断が容易となる。
Further, by using the rated output ratios Pms1 / Pmk1 to Pmsn / Pmkn obtained by the measurement, it is possible to express the degree of deterioration with respect to the rated output. In the above example, if the output of the
なお、診断ストリングス5a,5bの診断時には、診断装置1を操作し、複数回のI−V測定時間帯を実施することが好ましい場合もある。診断装置1のグラフ表示機能を用い、図7及び図8の診断グラフから出力比を確認する。測定バラツキが大きい場合には、日射変化量を確認し、太陽電池モジュール面の日影影響の有無を確認する。診断装置1には、図9に示されるような、計測基準パネル3における最大出力電力値Pmの時刻変動を表示する機能が具備されている。最大出力電力値Pmの時刻変動は、日射量の時間変化を表している。よって、日射量の時間変化が激しいときには、診断時間帯の変更を行って、必要な診断精度が確保できるように診断することが好ましい。
In addition, when diagnosing
図8は、図7の縦軸を定格出力比に変更して示したグラフである。図8の例によれば、計測基準パネル3の出力が日射量によって変化しても、定格出力比が90%で一定であることが示されている。すなわち天候が曇りにおいて日射量が変化した条件下においても、日射量に応じた適切な負荷コンデンサが選ばれ、短時間電力測定ができれば直線性維持が期待できる。図8に示される表示機能を利用することにより、日射量の変動が大きい屋外の環境下における性能診断が容易になるとの効果が得られる。 FIG. 8 is a graph in which the vertical axis of FIG. 7 is changed to the rated output ratio. According to the example of FIG. 8, even if the output of the measurement reference panel 3 changes with the amount of solar radiation, it is shown that the rated output ratio is constant at 90%. That is, even under conditions in which the weather is cloudy and the amount of solar radiation has changed, a suitable load capacitor corresponding to the amount of solar radiation is selected, and if power measurement can be performed for a short time, linearity maintenance can be expected. The use of the display function shown in FIG. 8 has the effect of facilitating performance diagnosis in an outdoor environment where the variation of the amount of solar radiation is large.
なお、測定された計測基準パネル3の最大出力電力値Pmkに対して、電力測定誤差又はノイズ量の大きさを判断し、最低出力レベルの許容判定レベルを設定したり、定格出力比の変動が大きい時間帯のデータをフィルタリングするといった手法を採用したりすることにより、測定領域制限による出力劣化判断が容易になるとの効果も得られる。 Note that the maximum output power value Pmk of the measured reference panel 3 is determined to determine the magnitude of the power measurement error or noise amount, and the minimum output level tolerance determination level is set, or the rated output ratio fluctuates. By adopting a method of filtering data in a large time zone, it is also possible to obtain an effect that it is easy to determine the output deterioration due to the measurement area limitation.
また、図7及び図8における横軸は、計測基準パネル3の測定から得られた最大出力電力値Pmを用いているが、図10及び図11に示すように、横軸の値を日射量に変更してもよい。計測基準パネル3の最大出力電力値Pmを日射量に変更するには、計測基準パネル3の最大出力電力値Pmの温度特性と、温度センサ15が測定したパネル温度の測定データとを用いればよい。図12には、パネル温度の測定例が示されている。日射量は、最大出力電力値Pmの温度特性とパネル温度の測定データとを基に、基準温度25℃の出力値に換算することで求めることができる。また、換算日射量値と日射計4の照度測定値を比較することで、測定装置2bに問題点がないかの検証に用いることも容易である。
Moreover, although the horizontal axis in FIGS. 7 and 8 uses the maximum output power value Pm obtained from the measurement of the measurement reference panel 3, as shown in FIG. 10 and FIG. It may be changed to To change the maximum output power value Pm of the measurement reference panel 3 to the amount of solar radiation, the temperature characteristics of the maximum output power value Pm of the measurement reference panel 3 and the measurement data of the panel temperature measured by the
なお、図10において、K5は診断ストリングス出力をプロットした曲線であり、K6は診断ストリングスの保証率を表す曲線であり、当該保証率が80%の例を示している。 In FIG. 10, K5 is a curve plotting the diagnostic string output, K6 is a curve representing the guarantee rate of the diagnostic strings, and an example of the guarantee rate of 80% is shown.
診断ストリングスの保証電力Psgは、太陽電池性能測定の基準条件の典型例である、日射照度1kW/m2、セル温度25℃にて、設定経年数に応じた保証率で定めることが一般的である。計測基準パネル3の測定出力Pknに対するストリングス保証電力値Psgnは、次式を用いて算出することができる。 The guarantee power Psg of diagnostic strings is generally determined at a guarantee rate according to the set number of years at a solar illuminance of 1 kW / m 2 and a cell temperature of 25 ° C., which is a typical example of standard conditions of solar cell performance measurement. is there. The strings guaranteed power value Psgn with respect to the measurement output Pkn of the measurement reference panel 3 can be calculated using the following equation.
Psgn=Pkn×(Ps×N/Pk)×G …(1) Psgn = Pkn × (Ps × N / Pk) × G (1)
上記(1)式に示される記号及び数式の意味は、以下の通りである。
N:診断ストリングスの直列モジュール数
Ps:太陽電池モジュール公称最大出力(W/枚)
Pk:計測基準パネル公称最大出力(W/枚)
G:設定経年時の出力保証率
Ps×N/Pk:公称出力比
The meanings of the symbols and formulas shown in the above equation (1) are as follows.
N: Number of serial modules of diagnostic strings Ps: Maximum nominal power of solar cell module (W / piece)
Pk: Measurement standard panel nominal maximum output (W / piece)
G: Output power guarantee ratio at set aging Ps × N / Pk: Nominal power ratio
また、図8では、横軸が計測基準パネル3の測定出力Pknとされ、縦軸が定格出力比とされているので、80%の保証率を表す線は横軸に平行な直線となる。このため、図8のグラフを使用すれば、定量的な評価を容易且つ迅速に行うことが可能となる。 Further, in FIG. 8, the horizontal axis is the measurement output Pkn of the measurement reference panel 3 and the vertical axis is the rated output ratio, so a line representing the 80% guarantee rate is a straight line parallel to the horizontal axis. For this reason, using the graph of FIG. 8 makes it possible to perform quantitative evaluation easily and quickly.
診断装置1による診断結果は、長時間のI−V測定データを保存することなく、日射量に対するPm点データ群として保管することで、データ量の削減が可能となる。Pm点データ群は、測定から得られた最大出力電力値Pmを複数個集めたものである。日射量に対するPm点データ群は、診断システムの識別名称、システム設置場所、測定日時といったシステム情報と共に保存することが好ましい。また、これらに加え、数10年に渡る出力性能の推移と共に、日影に影響する周囲環境写真といったシステム環境情報も同時に保存することにすれば更に好ましい。また、定格出力比の平均値のデータを保持し、図13に示すように表示することにより、診断ストリングス5a,5bの定格に対する経年劣化率を可視的に明示することができる。更に、図14に示すような診断時の測定結果を記した登録表の表示機能及び印刷機能を具備することにより、太陽電池アレイの保守計画への応用が容易となる。
The amount of data can be reduced by storing the diagnostic result by the
なお、測定中に日射変動が大きく発生したか否かを検証するためには、本実施の形態でも例示している光電式の全天日射計を用いることが好ましい。光電式の全天日射計は、診断ストリングス5a,5bの出力応答性よりも同等以上に時間応答性が高速である。光電式の全天日射計を使用して日射量をモニタすることで、計測基準パネル3及び診断ストリングス5a,5bのI−V特性における測定時間点の日射量、及び当該日射量の変動量の確認が可能である。なお、光電式の全天日射計は日射量モニタには有効だが、太陽電池モジュールとの熱時定数差があり、また太陽光スペクトルが季節変化、又は時間変化する中では、各種太陽電池モジュール固有の分光感度との差が誤差要因になることから、太陽電池モジュールの変動日射下での出力性能判断においては、計測基準パネル3を測定基準として用いる理由でもある。
In addition, in order to verify whether the solar radiation fluctuation | variation generate | occur | produced largely during measurement, it is preferable to use the photoelectric whole solar actinometer illustrated also in this Embodiment. The photoelectric whole solar actinometer is faster in time response than the output responses of the
図15は、時間応答性が15秒である熱電式の全天日射計を使用して測定した場合の測定結果の例である。また、図16は、図15に示される測定結果と同じ日射下で得られた最大出力電力値Pmの値をプロットした波形である。なお、図16の計測で用いる計測基準パネル3の時間応答性は1msecであり、I−V特性掃引時間は50msecである。 FIG. 15: is an example of the measurement result at the time of measuring using a solar ephemeris of a thermoelectric type whose time responsiveness is 15 seconds. Further, FIG. 16 is a waveform in which the value of the maximum output power value Pm obtained under the same solar radiation as the measurement result shown in FIG. 15 is plotted. The time response of the measurement reference panel 3 used in the measurement of FIG. 16 is 1 msec, and the I-V characteristic sweep time is 50 msec.
図15及び図16の測定結果によれば、時間応答性の低い全天日射計は日射量測定には不適であること、また、計測基準パネル3の代替として熱電式の全天日射計を使用するのは不適であることが理解できる。 According to the measurement results in FIG. 15 and FIG. 16, it is determined that the global ephemeris with low time response is not suitable for measuring the amount of solar radiation, and a thermoelectric global ephemeris is used as a substitute for the measurement reference panel 3 It can be understood that it is inappropriate to
また、急激な日射変動、又は風によるパネル温度変動の影響は、測定プロット点が直線上に配置されないことになる。このため、測定結果に対し平均化データ処理を行うこと、測定電力値に対して測定適否処置としての最低電力値を設定すること、又は、測定間の電力変化率限度設定をかけるといったデータフィルタリング手法による判定を追加することが好ましい。 Also, the influence of the sudden solar radiation fluctuation or the panel temperature fluctuation due to the wind is that the measurement plot points are not arranged on a straight line. For this reason, a data filtering method such as performing averaging data processing on the measurement results, setting the minimum power value as the measurement suitability for the measured power value, or setting the power change rate limit between measurements It is preferable to add the judgment by.
なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものでない。本実施の形態では、I−V特性の測定に際し、安価なコンデンサ負荷方式で実施する場合を例示したが、電子負荷方式、X−Yレコーダ方式、バイアス電源方式を採用することができる。また、診断ストリングス5a,5bが広い面積で設置されている場合であっても、複数の計測基準パネルを設置するようにすれば、誤差の小さな診断システムの構築が容易となる。
The present invention is not limited to the example of the embodiment described above. In the present embodiment, the case of carrying out by the inexpensive capacitor load method was illustrated in the measurement of the IV characteristic, but an electronic load method, an XY recorder method, and a bias power supply method can be adopted. In addition, even when the
最後に、実施の形態における診断装置1の機能を具現するハードウェア構成について、図17の図面を参照して説明する。図17は、実施の形態における診断装置1の機能を具現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
Finally, a hardware configuration for realizing the function of the
上述した実施の形態における診断装置1において実行される処理は、診断装置1での処理手順が格納された診断プログラムを、図17に示すコンピュータ装置100で実行することによって実現することができる。コンピュータ装置100は、タブレットコンピュータのように屋外運用が可能な通信機能、表示機能及び記録機能を備えた一体型パーソナルコンピュータが適している。また、コンピュータ装置100には、診断装置1の処理手順が記述された診断プログラム、並びに、測定装置、プリンタ及びクラウドサーバとの間で連携を図るための操作画面、登録画面、通信制御画面、測定結果の表示画面、及びグラフ表示を可能とするサポートプログラムが搭載されている。
The processing executed in the
図17に示されるように、コンピュータ装置100は、LCD(Liquid Crystal Display)に代表される表示装置101、キーボード及びポインティングデバイスといった入力装置102、演算を行うCPU103、ROM(Read Only Memory)に代表される不揮発性メモリ104、RAM(Random Access Memory)に代表される揮発性メモリ105、表示装置101に表示する表示画面を記憶する表示用メモリ106、フラッシュメモリに代表される着脱可能な外部メモリとのインタフェースである外部メモリインタフェース107、及び、測定装置2との間で通信を行う通信インタフェース108がバス109を介して接続された構成を有する。
As shown in FIG. 17, the
診断プログラム及びサポートプログラムを含むプログラムは、不揮発性メモリ104に格納されている。プログラムは揮発性メモリ105にロードされ、CPU103によって実行される。プログラムは、コンピュータ装置100で読取可能な記録媒体に記録される。記録媒体の例は、ハードディスク、CD(Compact Disk)−ROM、MO(Magneto−Optical disk)、DVD(Digital Versatile DiskまたはDigital Video Disk)である。診断プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することもできる。この場合には、通信インタフェース108を介して接続された情報処理端末からプログラムが不揮発性メモリ104上に格納される。
A program including a diagnostic program and a support program is stored in the
以上説明したように、本実施の形態に係る診断システムによれば、太陽電池アレイを構成する太陽電池ストリングス毎に、比較対象とする校正された計測基準パネルを太陽電池ストリングスと等価な設置条件下に置き、大きく変動する屋外日射量下でも、最大出力電力値Pm値を同時に各々計測し、各Pm値による出力比診断をすることにより、太陽電池ストリングスの温度測定が不要で、屋外にて効率的なデータ記録と分析判断が可能な診断システムを得ることができる。 As described above, according to the diagnostic system according to the present embodiment, the installation condition equivalent to the solar cell strings is set for the calibrated measurement reference panel to be compared for each of the solar cell strings constituting the solar cell array. By measuring the maximum output power value Pm value simultaneously and performing output ratio diagnosis based on each Pm value, even if it is placed in the room, the temperature measurement of the solar cell strings is unnecessary, and the efficiency is outdoors It is possible to obtain a diagnostic system capable of comprehensive data recording and analytical judgment.
また、本実施の形態に係る診断システムにおいて、計測基準パネルを太陽電池ストリングスを構成する太陽電池モジュールと等価な構成とすれば、太陽電池モジュールの生産メーカは製造の容易さとともに、製造保証に用いる太陽電池モジュールの分光感度特性に応じて校正されたソーラーシミュレータによるトレーサビリティーのある計測基準パネルを供給することが可能となる。 Further, in the diagnostic system according to the present embodiment, if the measurement reference panel is configured to be equivalent to the solar cell module configuring the solar cell strings, the solar cell module manufacturer is used for manufacturing assurance along with ease of manufacture. It becomes possible to supply a measurement reference panel with traceability by a solar simulator calibrated according to the spectral sensitivity characteristic of the solar cell module.
また、本実施の形態に係る診断システムにおいて、診断装置は、診断する太陽電池ストリングスに一致した計測基準パネルを使用することで、汎用的な構成で、多様な分光感度と、多様な温度特性とを持つ太陽電池モジュール種類に対し、メーカ出力保証値の測定精度確認を高精度に得ることができる。 Further, in the diagnostic system according to the present embodiment, the diagnostic device uses a measurement reference panel that matches the solar cell strings to be diagnosed, thereby providing a versatile configuration, various spectral sensitivities, and various temperature characteristics. It is possible to obtain the measurement accuracy confirmation of the manufacturer output guarantee value with high accuracy for the solar cell module type having.
また、本実施の形態に係る診断システムに測定診断日が晴天でなく変動する日射条件から複数の日射照度点を得ることが可能であり、得られた数10Mバイト以上に渡るI−V特性データを、Pm点データ群として記録変換化することにすれば、データ量を数10kバイトに減少させ、初期特性から数10年に渡る長期間の定期点検データ保有も容易にすることが可能となる。 In addition, it is possible to obtain a plurality of irradiance illuminance points from sunshine conditions in which the measurement diagnosis date is not fine and fluctuates in the diagnostic system according to the present embodiment, and IV characteristic data extending over several tens of megabytes obtained By converting the data into a Pm point data group, it is possible to reduce the amount of data to several tens of kbytes and to make it possible to easily hold long-term periodic inspection data for several decades from the initial characteristics. .
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、診断システムの構成の一部を接続箱、もしくはパワーコンディショナに組み込むこと、又は、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the content of the present invention, and a part of the configuration of the diagnostic system may be incorporated into a junction box or a power conditioner, or another known configuration. It is also possible to combine with the technology, and it is also possible to omit or change part of the configuration without departing from the scope of the present invention.
1 診断装置、2,2a,2b 測定装置、3 計測基準パネル、4 光電式全天日射計、5a,5b 診断ストリングス、6 接続箱、7 パワーコンディショナ、9,39 制御部、9a 通信ブロック、9b 制御ブロック、11 充電スイッチ、12 負荷コンデンサ、13 容量切替スイッチ、14 放電抵抗、15 温度センサ、17 開閉器、18 逆流防止ダイオード、20,21,22,23 抵抗、33 データ入力部、34 記憶部、35 表示部、37 演算部、38 通信部、40 バス、80 診断システム、100 コンピュータ装置、101 表示装置、102 入力装置、103 CPU、104 不揮発性メモリ、105 揮発性メモリ、106 表示用メモリ、107 外部メモリインタフェース、108 通信インタフェース、109 バス。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記太陽電池ストリングスと等価な変換特性及び温度特性を有し、前記太陽電池ストリングスの設置面と等価な日射条件下に設置される計測基準パネルと、
前記太陽電池ストリングスの特性を測定する第1の測定装置と、
前記計測基準パネルの特性を測定する第2の測定装置と、
前記第1の測定装置及び前記第2の測定装置の測定結果及び演算結果を基に、前記太陽電池ストリングスの性能診断を行う診断装置と、
を備え、
前記第1の測定装置は、前記診断装置からの測定指示に従って前記太陽電池ストリングスの電流電圧特性を測定し、測定した電流電圧特性を基に前記太陽電池ストリングスの最大出力点における電力値である最大出力電力値を算出して前記診断装置に送信し、
前記第2の測定装置は、前記測定指示に従って前記計測基準パネルの電流電圧特性を測定し、測定した電流電圧特性を基に前記計測基準パネルの最大出力電力値を算出して前記診断装置に送信し、
前記診断装置は、前記計測基準パネルの前記最大出力電力値に対する前記太陽電池ストリングスの前記最大出力電力値の比率である定格出力比を算出し、算出した前記定格出力比を基に前記太陽電池ストリングスの性能診断を行う
ことを特徴とする太陽電池ストリングスの診断システム。 A diagnostic system for performing performance diagnosis of solar cell strings performing solar power generation, comprising:
A measurement reference panel having conversion characteristics and temperature characteristics equivalent to the solar cell strings and installed under solar radiation conditions equivalent to the installation surface of the solar cell strings;
A first measuring device for measuring the characteristics of the solar cell strings;
A second measuring device for measuring the characteristics of the measurement reference panel;
A diagnostic device that performs performance diagnosis of the solar cell strings based on measurement results and calculation results of the first measurement device and the second measurement device;
Equipped with
The first measuring device measures the current-voltage characteristics of the solar cell strings according to the measurement instruction from the diagnostic device, and the maximum power value at the maximum output point of the solar cell strings based on the measured current-voltage characteristics Calculating an output power value and sending it to the diagnostic device;
The second measuring device measures the current-voltage characteristic of the measurement reference panel in accordance with the measurement instruction, calculates the maximum output power value of the measurement reference panel based on the measured current-voltage characteristic, and transmits it to the diagnostic device And
The diagnostic device calculates a rated output ratio, which is a ratio of the maximum output power value of the solar cell strings to the maximum output power value of the measurement reference panel, and the solar cell strings are calculated based on the calculated rated output ratio. A diagnostic system of solar cell strings characterized by performing performance diagnosis of the present invention.
前記診断装置は、前記温度センサが検出したパネル温度と、前記計測基準パネルの温度特性とを基に、前記計測基準パネルの前記最大出力電力値を基準温度における日射量に換算することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の太陽電池ストリングスの診断システム。 A temperature sensor is provided to measure the temperature of the measurement reference panel,
The diagnostic device is characterized in that the maximum output power value of the measurement reference panel is converted into the amount of solar radiation at a reference temperature based on the panel temperature detected by the temperature sensor and the temperature characteristic of the measurement reference panel. The diagnostic system of the solar cell strings according to any one of claims 1 to 5.
前記診断装置は、前記計測基準パネルの前記最大出力電力値と、前記太陽電池ストリングスの前記最大出力電力値とから得られる複数回の測定結果を基に、前記定格出力比の1次回帰式を作成し、前記1次回帰式を基に診断の判定精度を評価することを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の太陽電池ストリングスの診断システム。 When setting the sweep time when measuring the current-voltage characteristic,
The diagnostic device is a linear regression equation of the rated output ratio based on a plurality of measurement results obtained from the maximum output power value of the measurement reference panel and the maximum output power value of the solar cell strings. The solar cell strings diagnostic system according to any one of claims 1 to 7, wherein the diagnostic system determination accuracy is prepared based on the linear regression equation.
前記太陽電池ストリングスの電流電圧特性を測定し、測定した電流電圧特性を基に前記太陽電池ストリングスの最大出力点における電力値である最大出力電力値を算出する第1ステップと、
前記計測基準パネルの電流電圧特性を測定し、測定した電流電圧特性を基に前記計測基準パネルの最大出力電力値を算出する第2ステップと、
前記第2ステップで得られた前記計測基準パネルの前記最大出力電力値に対する、前記第1ステップで得られた前記太陽電池ストリングスの前記最大出力電力値の比率である定格出力比を算出する第3ステップと、
前記第3ステップで算出された前記定格出力比を基に前記太陽電池ストリングスの性能診断を行う第4ステップと、
を含むことを特徴とする太陽電池ストリングスの診断方法。 The performance diagnosis of the solar cell strings is performed using a measurement reference panel which has conversion characteristics and temperature characteristics equivalent to the solar cell strings to be diagnosed and which is installed under a solar radiation condition equivalent to the installation surface of the solar cell strings. A diagnostic method to
A first step of measuring a current-voltage characteristic of the solar cell strings and calculating a maximum output power value which is a power value at a maximum output point of the solar cell strings based on the measured current-voltage characteristics;
A second step of measuring current-voltage characteristics of the measurement reference panel and calculating a maximum output power value of the measurement reference panel based on the measured current-voltage characteristics;
Third, calculating a rated output ratio which is a ratio of the maximum output power value of the solar cell strings obtained in the first step to the maximum output power value of the measurement reference panel obtained in the second step Step and
A fourth step of performing performance diagnosis of the solar cell strings based on the rated output ratio calculated in the third step;
A method of diagnosing solar cell strings, comprising:
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