JP2020022365A - Deterioration determination method and deterioration determination device for solar cell module - Google Patents

Deterioration determination method and deterioration determination device for solar cell module Download PDF

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Abstract

To provide a deterioration determination method and a deterioration determination device for a solar cell module capable of determining a deteriorated solar cell module, in a state where the solar cell module is connected with a solar cell string.SOLUTION: In a case where reference I-V characteristics has an active region of a bypass diode 4c, a determination index is defined as a potential difference between a voltage value at an intersection point of a straight line obtained with a voltage value and a current value in a linear region of shading I-V characteristics to a voltage axis and a voltage value at an intersection point of a straight line obtained with a voltage value and a current value in a linear region of the reference I-V characteristics to the voltage axis. In a case where the reference I-V characteristics has no active region of the bypass diode 4c, the determination index is defined as a potential difference between a voltage value at an intersection point of a straight line obtained with a voltage value and a current value at a measuring point belonging to the linear region of the shading I-V characteristics to the voltage axis and a voltage value at an intersection point for the reference I-V characteristics to the voltage axis. The deterioration determination method and deterioration determination device 10 for a solar cell module determines that there is a determination when the determination index is within a determination range.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、複数の太陽電池モジュールを電気的に直列に接続して構成される太陽電池ストリングをパワーコンディショナにより電力系統と連系させた太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池モジュールから、劣化(故障または発電不良等の機能劣化)した太陽電池モジュールを判別する太陽電池モジュールの劣化判別方法及び劣化判別装置に関する。   The present invention provides a solar power generation system in which a solar cell string configured by electrically connecting a plurality of solar cell modules in series is connected to a power system by a power conditioner. The present invention relates to a method and an apparatus for determining deterioration of a solar cell module for determining a solar cell module that has deteriorated (function deterioration such as failure or power generation failure) from the solar cell module.

近年、脱原発に向けた社会動向を背景として、新規原発建設が困難となりつつあることや、既存原発にも寿命があることから、中長期の電力安定供給を図るために、再生可能エネルギーを有効活用することが国策レベルで喫緊の課題となっている。特に、再生可能エネルギーの一つとして太陽光を利用した太陽光発電システムの導入が急速に進んでいる。   In recent years, with the background of social trends toward post-nuclear power plants, the construction of new nuclear power plants is becoming more difficult, and existing nuclear power plants have a long service life. Utilization is an urgent issue at the national policy level. In particular, the introduction of a photovoltaic power generation system using sunlight as one of renewable energy is rapidly progressing.

太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールが電気的に直列に接続された太陽電池ストリングを単位として複数組の太陽電池ストリングを具備し、複数組の太陽電池ストリング毎に1つの接続箱に接続され、その接続箱を介してパワーコンディショナ(電力変換装置)により発電電力を商用電源などの電力系統と連系させるように構成されている。   The photovoltaic power generation system includes a plurality of sets of photovoltaic strings in units of a photovoltaic string in which a plurality of photovoltaic modules are electrically connected in series, and is connected to one connection box for each set of photovoltaic strings. The power generator is connected to a power system such as a commercial power supply by a power conditioner (power conversion device) through the connection box.

この種の太陽光発電システムにおいては、長期使用などにより太陽電池モジュールが劣化すると出力電力が低下することになる。そのため、太陽電池モジュールの劣化を検出する手段が必要とされている。太陽電池モジュールは、半導体、金属など、熱膨張率の異なる材質を電気的に接合した構造であるから、日夜ないし季節毎の寒暖の繰り返しによる熱ストレスのため長期的には漸次機能劣化を生じる上、落雷、暴風雨等に際して部材が突発的に破損することもあり、こうした要因によって太陽電池モジュール全体として発電不良に至ることは不可避である。   In this type of photovoltaic power generation system, when the solar cell module is deteriorated due to long-term use, the output power is reduced. Therefore, means for detecting deterioration of the solar cell module is required. Since the solar cell module has a structure in which materials with different coefficients of thermal expansion, such as semiconductors and metals, are electrically bonded, the function gradually deteriorates in the long term due to the thermal stress caused by repeated cold and warm every day or night or season. The members may be suddenly damaged due to lightning, storms, etc., and it is inevitable that such factors cause power generation failure in the entire solar cell module.

従来、太陽電池モジュールの劣化を検出する手段として、劣化した太陽電池モジュールを含む太陽電池ストリングを特定する太陽電池ストリング検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a means for detecting deterioration of a solar cell module, a solar cell string inspection device that specifies a solar cell string including a deteriorated solar cell module is known (for example, see Patent Document 1).

この太陽電池ストリング検査装置は、検査対象となる太陽電池ストリングの出力電力からI−V特性(I−Vカーブ)を測定する特性測定手段と、その特性測定手段で測定したI−V特性から指標を演算する信号処理手段と、演算された指標と予め設定した閾値とを比較する比較監視手段と、指標と閾値との比較結果を表示記録する表示記録手段とで構成されている。   This solar cell string inspection apparatus includes a characteristic measuring unit that measures an IV characteristic (IV curve) from output power of a solar cell string to be inspected, and an index based on the IV characteristic measured by the characteristic measuring unit. , A comparison monitoring unit that compares the calculated index with a preset threshold value, and a display recording unit that displays and records the result of comparison between the index and the threshold value.

特開2012−169531号公報JP 2012-16953 A

ところで、前述の特許文献1に開示された太陽電池ストリング検査装置では、太陽電池モジュールの劣化により出力が低下した太陽電池パネルにおいて、経時的データによらずに異常のある太陽電池ストリングを特定することができる。   By the way, in the solar cell string inspection device disclosed in Patent Document 1 described above, an abnormal solar cell string is identified without depending on time-lapse data in a solar cell panel whose output has been reduced due to deterioration of a solar cell module. Can be.

しかしながら、特許文献1の太陽電池ストリング検査装置では、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池モジュールの中から、劣化した太陽電池モジュールを判別することができないという問題があった。   However, the solar cell string inspection device of Patent Literature 1 has a problem that a deteriorated solar cell module cannot be determined from a plurality of solar cell modules constituting a solar cell string.

太陽電池ストリングは複数の太陽電池モジュールを電気的に直列に接続して構成されるが、この中から故障または機能劣化した太陽電池モジュールを判別し、その故障種別、劣化レベルを特定するには、作業効率の観点から各太陽電池モジュールを切り離すことなく検査できることが望ましい。   A solar cell string is configured by electrically connecting a plurality of solar cell modules in series.To determine a solar cell module that has failed or deteriorated in function, and to identify the failure type and deterioration level, From the viewpoint of work efficiency, it is desirable that inspection can be performed without separating each solar cell module.

一方、太陽電池モジュールは、多数の太陽電池セルを電気的に直列に接続したセルストリング、セルストリングが発電不良となった場合に発電電流がセルストリングを迂回する経路上に設けられるバイパスダイオード(BPD)を構成部材に含むクラスタを単位として、複数のクラスタが電気的に直列に接続されて構成されるが、これらの太陽電池モジュール構成部材は様々な要因で故障、機能劣化を生じる。例えば、クラスタの場合、セルの導電線(バスパー)の断線、はんだクラックなどに起因するクラスタ断線、セルの材質が化学的に変性して生じるクラスタ高抵抗化によってセルストリングの発電能力が著しく低下、または喪失する。一方、バイパスダイオードにおいては、被雷等によりバイパスダイオードが破損して短絡状態となるバイパスダイオードショート故障、バイパスダイオードに長時間発電電流が流れることで熱損傷により導電性を消失するバイパスダイオードオープン故障などがある。その他、充填樹脂の劣化・剥離、水浸透による電極腐食など様々な要因がある。   On the other hand, a solar cell module includes a cell string in which a large number of solar cells are electrically connected in series, and a bypass diode (BPD) provided on a path on which a generated current bypasses the cell string when the cell string fails to generate power. ) Is formed as a unit, and a plurality of clusters are electrically connected in series with each other as a unit. However, these solar cell module components have failures and functional deterioration due to various factors. For example, in the case of a cluster, the power generation capacity of the cell string is significantly reduced due to the disconnection of the conductive wire (bus par) of the cell, the disconnection of the cluster due to solder cracks, etc., and the high resistance of the cluster caused by the chemical modification of the material of the cell. Or lose. On the other hand, in bypass diodes, a bypass diode short-circuit failure occurs when the bypass diode is damaged due to lightning, etc., causing a short circuit, and a bypass diode open failure in which conductivity is lost due to thermal damage due to long-term generation of current flowing through the bypass diode. There is. There are various other factors such as deterioration and peeling of the filling resin and electrode corrosion due to water penetration.

これまで太陽電池ストリングから太陽電池モジュールを切り離して、個々の太陽電池モジュール単体に対してI−V特性を測定して当該太陽電池モジュールの発電性能を評価することや、専用の計測装置でバイパスダイオードの故障を発見することが行われてきたが、太陽電池ストリングに発電不良の太陽電池モジュールが存在すると、太陽電池ストリング全体のI−V特性すなわちI−Vカーブの形状が複雑に変化することから、太陽電池モジュールを太陽電池ストリングから切り離すことなく劣化した太陽電池モジュールを判別し、且つ、その構成部材(クラスタ、バイパスダイオード)の故障、機能劣化を簡便な方法、操作によって発見・判別することは困難であった。   Until now, the solar cell module was separated from the solar cell string, the IV characteristics of each solar cell module were measured, and the power generation performance of the solar cell module was evaluated. However, if a solar cell module having a power generation failure exists in the solar cell string, the IV characteristics of the entire solar cell string, that is, the shape of the IV curve, change in a complicated manner. It is possible to determine a deteriorated solar cell module without separating the solar cell module from the solar cell string, and to find and determine failures and functional deterioration of its components (clusters, bypass diodes) by a simple method and operation. It was difficult.

本発明は、前述の問題点に鑑みて提案されたものであり、その目的とするところは、太陽電池ストリングに太陽電池モジュールを接続したままの状態で、劣化した太陽電池モジュールを判別し得る太陽電池モジュールの劣化判別方法及び劣化判別装置を提供することにある。   The present invention has been proposed in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a solar cell module capable of determining a deteriorated solar cell module while the solar cell module is connected to the solar cell string. It is an object of the present invention to provide a battery module deterioration determination method and a deterioration determination device.

本発明の太陽電池モジュールの劣化判別方法は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングから、劣化した前記太陽電池モジュールを判別する太陽電池モジュールの劣化判別方法であって、複数の前記太陽電池モジュールを全て遮光しない状態における前記太陽電池ストリングの基準I−V特性を測定し、複数の前記太陽電池モジュールから選択した1つの前記太陽電池モジュールを、該太陽電池モジュールの導電経路が該太陽電池モジュールを構成する複数のクラスタのそれぞれに設けられたバイパスダイオードを経由した経路となるように遮光し、当該遮光状態における前記太陽電池ストリングの遮光I−V特性を測定し、前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有する場合には、前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有していない場合には、前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、前記太陽電池モジュールの劣化クラスタ数に1対1で対応する電圧値の各々について、1クラスタ電圧値に等しい電圧値の幅をもった電圧範囲を判定領域として算定し、前記判定指標となる前記電位差が前記判定領域内にある場合に前記太陽電池モジュールに劣化があると判定することを特徴とする。   A method for determining deterioration of a solar cell module according to the present invention is a method for determining deterioration of a solar cell module that determines the deteriorated solar cell module from a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series. The reference IV characteristic of the solar cell string in a state where all the solar cell modules are not shielded from light is measured, and one of the solar cell modules selected from a plurality of the solar cell modules is connected to the conductive path of the solar cell module. The solar cell module is shielded from light so as to pass through a bypass diode provided in each of the plurality of clusters constituting the solar cell module, and the light-shielding IV characteristic of the solar cell string in the light-shielded state is measured. When the V characteristic has an operation region of the bypass diode, the light shielding I The voltage value at the point where a straight line obtained by the least square method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode to the low voltage side of the V characteristic intersects the voltage axis. A straight line obtained by the least squares method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode having the reference IV characteristic to the low voltage side and intersects the voltage axis. A potential difference from a voltage value at a point is extracted as a determination index, and when the reference IV characteristic does not have an operating region of the bypass diode, the potential difference from the operating point of the bypass diode in the light-shielded IV characteristic is obtained. At the point where the straight line obtained by the least squares method using the voltage and current values of at least two measurement points belonging to the linear region extending to the low voltage side intersects the voltage axis A potential difference between a voltage value and a voltage value at a point intersecting the voltage axis of the reference IV characteristic is extracted as a determination index, and for each of the voltage values corresponding to the number of deteriorated clusters of the solar cell module on a one-to-one basis. Calculating a voltage range having a voltage value width equal to one cluster voltage value as a determination region, and determining that the solar cell module is deteriorated when the potential difference serving as the determination index is within the determination region. It is characterized by the following.

本発明の太陽電池モジュールの劣化判別方法は、上記構成において、前記判定指標に基づいて前記太陽電池モジュールが劣化していないと判定された場合に、前記遮光I−V特性の前記線形領域よりも低圧側の所定の電流値に対応する電圧値と、前記基準I−V特性の前記所定の電流値に対応する電圧値との電位差に基づいて、前記太陽電池ストリングの電流低下の有無を判定するのが好ましい。   The method for determining deterioration of a solar cell module according to the present invention, in the above configuration, when it is determined that the solar cell module has not deteriorated based on the determination index, the light-shielding IV characteristic is higher than the linear region. Based on a potential difference between a voltage value corresponding to a predetermined current value on the low voltage side and a voltage value corresponding to the predetermined current value of the reference IV characteristic, it is determined whether or not the current of the solar cell string has decreased. Is preferred.

本発明の太陽電池モジュールの劣化判別装置は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングから、劣化した前記太陽電池モジュールを判別する太陽電池モジュールの劣化判別装置であって、前記太陽電池ストリングの両端に接続される可変負荷抵抗と、前記太陽電池ストリングに流れる電流値を測定する電流測定部と、前記太陽電池ストリングの前記可変負荷抵抗との接続部分における電圧値を測定する電圧測定部とを備え、複数の前記太陽電池モジュールを全て遮光しない状態における前記太陽電池ストリングの基準I−V特性と、複数の前記太陽電池モジュールから選択した1つの前記太陽電池モジュールを、該太陽電池モジュールの導電経路が該太陽電池モジュールを構成する複数のクラスタのそれぞれに設けられたバイパスダイオードを経由した経路となるように遮光した状態における前記太陽電池ストリングの遮光I−V特性と、を測定可能なI−V特性測定部と、前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有する場合には、前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有していない場合には、前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、前記太陽電池モジュールの劣化クラスタ数に1対1で対応する電圧値の各々について、1クラスタ電圧値に等しい電圧値の幅をもった電圧範囲を判定領域として算定し、前記判定指標となる前記電位差が前記判定領域内にある場合に前記太陽電池モジュールに劣化があると判定する劣化判定部と、を有することを特徴とする。   The deterioration determination device for a solar cell module according to the present invention is a deterioration determination device for a solar cell module that determines the deteriorated solar cell module from a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series. A variable load resistor connected to both ends of the battery string, a current measuring unit for measuring a current value flowing through the solar cell string, and a voltage measurement for measuring a voltage value at a connection portion of the solar cell string with the variable load resistor And a reference IV characteristic of the solar cell string in a state where all of the plurality of solar cell modules are not shielded from light, and one solar cell module selected from the plurality of solar cell modules. Are provided in each of a plurality of clusters constituting the solar cell module. An IV characteristic measuring unit capable of measuring a light-shielded IV characteristic of the solar cell string in a state where light is shielded so as to be a path passing through the bypass diode; Is obtained by the least squares method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode to the low voltage side in the light-shielded IV characteristics. The voltage value at the point where the straight line intersects the voltage axis and the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode of the reference IV characteristic to the low voltage side. A potential difference from a voltage value at a point where a straight line obtained by the least squares method intersects the voltage axis is extracted as a judgment index, and the reference IV characteristic is obtained by the bypass filter. When there is no operating region of the diode, the minimum value is obtained by using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode to the low voltage side of the light-shielded IV characteristic. The potential difference between the voltage value at the point where the straight line obtained by the square method intersects the voltage axis and the voltage value at the point where the reference IV characteristic intersects the voltage axis is extracted as a judgment index, and the deterioration of the solar cell module is determined. For each of the voltage values corresponding to the number of clusters on a one-to-one basis, a voltage range having a voltage value width equal to one cluster voltage value is calculated as a determination area, and the potential difference serving as the determination index is within the determination area. A deterioration determining unit that determines that the solar cell module is deteriorated in some cases.

本発明の太陽電池モジュールの劣化判別装置は、上記構成において、前記劣化判定部が、前記判定指標に基づいて前記太陽電池モジュールが劣化していないと判定した場合に、前記遮光I−V特性の前記線形領域よりも低圧側の所定の電流値に対応する電圧値と、前記基準I−V特性の前記所定の電流値に対応する電圧値との電位差に基づいて、前記太陽電池ストリングの電流低下の有無を判定するのが好ましい。   The deterioration determination device for a solar cell module according to the present invention, in the above-described configuration, when the deterioration determination unit determines that the solar cell module has not deteriorated based on the determination index, Based on a potential difference between a voltage value corresponding to a predetermined current value on the low voltage side of the linear region and a voltage value corresponding to the predetermined current value of the reference IV characteristic, a current drop of the solar cell string is reduced. Is preferably determined.

本発明によれば、太陽電池ストリングに太陽電池モジュールを接続したままの状態で、劣化した太陽電池モジュールを判別し得る太陽電池モジュールの劣化判別方法及び劣化判別装置を提供することができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a method and an apparatus for determining deterioration of a solar cell module that can determine a deteriorated solar cell module while the solar cell module is connected to the solar cell string.

本発明の一実施の形態である太陽電池モジュールの劣化判別装置を測定対象の太陽電池ストリングに接続した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which connected the deterioration determination apparatus of the solar cell module which is one Embodiment of this invention to the solar cell string to be measured. 図1に示す太陽電池モジュールの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the solar cell module shown in FIG. 図1に示す太陽電池モジュールの劣化判別装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the deterioration determination device for a solar cell module shown in FIG. 1. 太陽電池ストリングの基準I−V特性を示す図である。It is a figure which shows the standard IV characteristic of a solar cell string. 判別対象の太陽電池モジュールの一部を遮光板により遮光した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state in which a part of solar cell module to be discriminated was shielded from light by a light shielding plate. 本発明の実施例1の態様により、遮光I−V特性と基準I−V特性とから判別対象の太陽電池モジュールの劣化クラスタ数及び電流低下の有無を判別する手順を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a procedure for determining the number of degraded clusters and the presence / absence of a current decrease of a solar cell module to be determined from a light-shielded IV characteristic and a reference IV characteristic according to the aspect of the first embodiment of the present invention. 実施例1における測定データの処理ダイヤグラムを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a processing diagram of measurement data in the first embodiment. 実施例1における測定データの処理フローを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a processing flow of measurement data in the first embodiment. 図8に示す処理フローの続きの処理フローを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a processing flow following the processing flow illustrated in FIG. 8. 本発明の実施例2の態様により、遮光I−V特性と基準I−V特性とから判別対象の太陽電池モジュールの劣化クラスタ数を判別する手順を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a procedure for determining the number of degraded clusters of a solar cell module to be determined from a light-shielded IV characteristic and a reference IV characteristic according to the second embodiment of the present invention. 実施例2における測定データの処理ダイヤグラムを示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a processing diagram of measurement data in the second embodiment. 実施例2における測定データの処理フローを示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a processing flow of measurement data in the second embodiment. 図12に示す処理フローの続きの処理フローを示す図である。FIG. 13 is a view illustrating a processing flow following the processing flow illustrated in FIG. 12; (a)はバイパスダイオードがオープン故障している太陽電池モジュールにおける非遮光状態での電流の流れを示す説明図であり、(b)はバイパスダイオードがオープン故障している太陽電池モジュールにおける遮光状態での電流の流れを示す図である。(A) is an explanatory view showing a current flow in a non-light-shielded state in a solar cell module in which a bypass diode has an open failure, and (b) is an explanatory diagram showing a current flow in a solar cell module in which a bypass diode has an open failure. FIG. 4 is a diagram showing a current flow of FIG. バイパスダイオードがオープン故障している太陽電池モジュールの遮光I−V特性を基準I−V特性と比較して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the light-shielding IV characteristic of the solar cell module in which a bypass diode has an open failure compared with the reference IV characteristic. シミュレーションしたI−V特性の例を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the example of the simulated IV characteristic. バイパスダイオードのオープン故障を判定する際の測定データの処理フローを示す図である。It is a figure showing the processing flow of the measurement data at the time of judging the open failure of the bypass diode. 図17に示す処理フローの続きの処理フローを示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a processing flow following the processing flow illustrated in FIG. 17.

以下、図面を参照して本発明をより具体的に例示説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.

図1に示す太陽光発電システム1は、太陽電池パネル2をインバータからなるパワーコンディショナ(電力変換装置:PCS)3により電力系統に連携させた構成を有している。   The solar power generation system 1 illustrated in FIG. 1 has a configuration in which a solar cell panel 2 is linked to a power system by a power conditioner (power conversion device: PCS) 3 including an inverter.

太陽電池パネル2は、8数の太陽電池モジュール4が直列に接続された太陽電池ストリング5を一単位とし、4組の太陽電池ストリング5は接続箱6の内部で電気的に並列に接続されることで集電され、接続箱6を介してパワーコンディショナ3に電気的に接続されている。接続箱6は、それぞれの太陽電池ストリング5に対応した4つの断路器6aと、それぞれの断路器6aに対応した逆流防止用ダイオード6bとを備えている。   The solar cell panel 2 has a solar cell string 5 in which eight solar cell modules 4 are connected in series as one unit, and the four sets of solar cell strings 5 are electrically connected in parallel inside the connection box 6. Thus, power is collected and electrically connected to the power conditioner 3 via the connection box 6. The connection box 6 includes four disconnectors 6a corresponding to the respective solar cell strings 5, and backflow prevention diodes 6b corresponding to the respective disconnectors 6a.

パワーコンディショナ3は、太陽電池パネル2により発電された直流の発電電流を交流に変換して電力系統に出力するとともに、全ての太陽電池ストリング5の発電電力を最大にするようにMPPT(Maximum Power Point Tracking)方式により電圧を制御する。   The power conditioner 3 converts a direct current generated by the solar panel 2 into an alternating current and outputs the alternating current to a power system, and an MPPT (Maximum Power) so as to maximize the generated power of all the solar cell strings 5. Voltage is controlled by Point Tracking) method.

図2に示すように、それぞれの太陽電池モジュール4は、その内部構成として、それぞれ10個の太陽電池セル(発電素子)4aが5個ずつ2列に並べて配置されるとともに電気的に直列に接続されたセルストリング4bと、セルストリング4bを迂回する電流経路上に設けられたバイパスダイオード(BPD)4cと、を含んで構成される3つのクラスタ4dを有し、それぞれのクラスタ4dが互いに電気的に直列に接続された構成となっている。なお、便宜上、図2においては、それぞれのセルストリング4bにおいて1つの太陽電池セル4aにのみ符号を付してある。   As shown in FIG. 2, each solar cell module 4 has, as its internal configuration, ten solar cells (power generation elements) 4 a each arranged in two rows of five and electrically connected in series. Cluster 4d including the cell string 4b thus formed and a bypass diode (BPD) 4c provided on a current path bypassing the cell string 4b, and the respective clusters 4d are electrically connected to each other. Are connected in series. Note that, for convenience, in FIG. 2, only one solar cell 4a in each cell string 4b is denoted by a reference numeral.

バイパスダイオード4cは、影や故障等によってセルストリング4bに不均一に太陽光が照射されるなどして、クラスタ4d内のセルストリング4bの発電量が相対的に低下した部分の両端電圧が同じクラスタ4d内のセルストリング4bの正常に発電している部分によって発生した発電電圧より高くなってバイパスダイオード4cの順方電圧に等しくなったときに作動し、セルストリング4bを迂回するように発電電流をバイパスさせて、セルストリング4bにホットスポットが発生することを回避するためのものである。したがって、正常な太陽電池モジュール4の全体に均一に太陽光が照射されると、各太陽電池セル4aの発電によって生じる起電力の合計がバイパスダイオード4cの順方向電圧以上となるので、図2中に太線で示すように、発電電流はバイパスダイオード4cを通らずに各セルストリング4bを順に流れる。   The bypass diode 4c has the same voltage across the portion where the power generation of the cell string 4b in the cluster 4d is relatively reduced due to uneven irradiation of sunlight to the cell string 4b due to a shadow or a failure. It operates when the voltage generated by the normally generating portion of the cell string 4b in the cell 4d becomes higher than the generated voltage and becomes equal to the forward voltage of the bypass diode 4c, and the generated current is bypassed to the cell string 4b. This is to avoid a hot spot from being generated in the cell string 4b by bypassing. Therefore, when the entire normal solar cell module 4 is uniformly irradiated with sunlight, the total electromotive force generated by the power generation of each solar cell 4a is equal to or higher than the forward voltage of the bypass diode 4c. As shown by a bold line, the generated current flows through each cell string 4b in order without passing through the bypass diode 4c.

図示する場合では、太陽電池パネル2は、4つの太陽電池ストリング5を紙面上で縦方向に複数段並列に配置した構成とされているが、太陽電池パネル2を構成する太陽電池ストリング5の数は任意である。また、太陽電池ストリング5は、それぞれ8枚の太陽電池モジュール4を直列に接続した構成とされているが、太陽電池ストリング5を構成する太陽電池モジュール4の数も任意である。さらに、太陽電池モジュール4は、それぞれ10個の太陽電池セル4aを含む3つのクラスタ4dを有する構成とされているが、太陽電池モジュール4を構成するクラスタ4dの数及びクラスタ4dを構成する太陽電池セル4aの数もそれぞれ任意である。   In the case shown in the figure, the solar cell panel 2 has a configuration in which four solar cell strings 5 are arranged in a plurality of rows in a vertical direction on the paper surface, but the number of the solar cell strings 5 constituting the solar cell panel 2 is the same. Is optional. Further, each of the solar cell strings 5 has a configuration in which eight solar cell modules 4 are connected in series, but the number of the solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5 is also arbitrary. Furthermore, although the solar cell module 4 is configured to have three clusters 4d each including ten solar cells 4a, the number of the clusters 4d configuring the solar cell module 4 and the solar cells configuring the cluster 4d The number of cells 4a is also arbitrary.

上記の太陽光発電システム1において、長期間の使用等によって太陽電池モジュール4が劣化すると、太陽電池パネル2の出力電圧が低下することになるので、太陽電池モジュール4の劣化を検出する必要がある。本発明の一実施の形態である劣化判別方法によれば、複数の太陽電池モジュール4が直列に接続された太陽電池ストリング5から、判別対象となる太陽電池モジュール4を太陽電池ストリング5から切り離すことなく当該太陽電池ストリング5に接続したままの状態で、劣化した太陽電池モジュール4を判別することができる。   In the above-described solar power generation system 1, when the solar cell module 4 is deteriorated due to long-term use or the like, the output voltage of the solar cell panel 2 is reduced. Therefore, it is necessary to detect the deterioration of the solar cell module 4. . According to the deterioration determination method according to one embodiment of the present invention, the solar cell module 4 to be determined is separated from the solar cell string 5 from the solar cell string 5 in which the plurality of solar cell modules 4 are connected in series. It is possible to determine the deteriorated solar cell module 4 while being connected to the solar cell string 5.

本発明の一実施の形態である劣化判別方法は、例えば、図3に示す構成を有する本発明の一実施の形態である太陽電池モジュールの劣化判別装置10を用いて実施することができる。太陽電池モジュールの劣化判別装置10は、I−V特性測定部11と劣化判定部12とを有している。   The deterioration determination method according to one embodiment of the present invention can be performed, for example, using the deterioration determination device 10 for a solar cell module according to one embodiment of the present invention having the configuration shown in FIG. The solar cell module deterioration determination device 10 includes an IV characteristic measurement unit 11 and a deterioration determination unit 12.

太陽電池モジュール4の劣化判別に際しては、図1に示すように、劣化判別の対象となる太陽電池モジュール4を含む太陽電池ストリング5が断路器6aを開くことでパワーコンディショナ3から解列され、当該太陽電池ストリング5に断路器6aを介してI−V特性測定部11が接続されて閉ループが構成される。   When determining the deterioration of the solar cell module 4, as shown in FIG. 1, the solar cell string 5 including the solar cell module 4 to be subjected to the deterioration determination is disconnected from the power conditioner 3 by opening the disconnector 6a, An IV characteristic measuring unit 11 is connected to the solar cell string 5 via a disconnector 6a to form a closed loop.

図3に示すように、I−V特性測定部11は、太陽電池ストリング5の導電線5a、5bの両端に接続される可変負荷抵抗11aと、太陽電池ストリング5の導電線5bに直列に接続されて太陽電池ストリング5に流れる電流値を測定する電流測定部11bと、太陽電池ストリング5の導電線5a、5bの両端に可変負荷抵抗11aと並列に接続されて可変負荷抵抗11aの両端接続部分における電圧値を測定する電圧測定部11cとを備えている。可変負荷抵抗11aの電圧値は太陽電池ストリング5の両端電圧に等しい。可変負荷抵抗11aは、例えばFET(Field Effect Transistor)などの半導体素子が使用される。   As shown in FIG. 3, the IV characteristic measuring unit 11 is connected in series to the variable load resistors 11 a connected to both ends of the conductive lines 5 a and 5 b of the solar cell string 5 and to the conductive line 5 b of the solar cell string 5. A current measuring unit 11b for measuring a current value flowing through the photovoltaic string 5; and a connection portion between both ends of the conductive wires 5a and 5b of the photovoltaic string 5 connected in parallel with the variable load resistor 11a. And a voltage measuring unit 11c for measuring the voltage value at The voltage value of the variable load resistor 11a is equal to the voltage across the solar cell string 5. As the variable load resistor 11a, for example, a semiconductor element such as an FET (Field Effect Transistor) is used.

I−V特性測定部11はさらに制御部11dを備えている。制御部11dは、例えばCPU(中央演算処理装置)等を備えたマイクロコンピュータにより構成することができる。   The IV characteristic measuring section 11 further includes a control section 11d. The control unit 11d can be configured by a microcomputer including, for example, a CPU (Central Processing Unit).

可変負荷抵抗11aは制御部11dに接続され、負荷抵抗の値を変化させるように制御部11dによりその作動が制御される。また、電流測定部11bと電圧測定部11cもそれぞれ制御部11dに接続され、電流測定部11bが測定した電流値と電圧測定部11cが測定した電圧値はそれぞれ制御部11dに入力される。   The variable load resistor 11a is connected to the control unit 11d, and its operation is controlled by the control unit 11d to change the value of the load resistance. The current measurement unit 11b and the voltage measurement unit 11c are also connected to the control unit 11d, and the current value measured by the current measurement unit 11b and the voltage value measured by the voltage measurement unit 11c are input to the control unit 11d.

I−V特性測定部11は、劣化判定部12からの指令をトリガーとして、可変負荷抵抗11aの負荷抵抗の値を変化させながら太陽電池ストリング5の電流値と電圧値とを測定することで、太陽電池ストリング5のI−V特性を測定することができる。例えば、I−V特性測定部11は、複数の太陽電池モジュール4を全て遮光しない状態において可変負荷抵抗11aの負荷抵抗の値を変化させながら太陽電池ストリング5の電流値と電圧値とを測定することで、太陽電池ストリング5の基準I−V特性を測定することができる。また、I−V特性測定部11は、複数の太陽電池モジュール4から選択した1つの太陽電池モジュール4を、太陽電池モジュール4の導電経路がこの太陽電池モジュール4を構成する複数のクラスタ4dのそれぞれに設けられたバイパスダイオード4cを経由した経路となるように遮光した状態において、可変負荷抵抗11aの負荷抵抗の値を変化させながら太陽電池ストリング5の電流値と電圧値とを測定することで、太陽電池ストリング5の遮光I−V特性を測定することができる。I−V特性測定部11は、上記のように太陽電池ストリング5のI−V特性を測定した後、その測定データを劣化判定部12に無線で送信する。   The IV characteristic measuring unit 11 measures the current value and the voltage value of the solar cell string 5 while changing the value of the load resistance of the variable load resistor 11a, using the command from the deterioration determining unit 12 as a trigger, The IV characteristics of the solar cell string 5 can be measured. For example, the IV characteristic measuring unit 11 measures the current value and the voltage value of the solar cell string 5 while changing the value of the load resistance of the variable load resistance 11a in a state where all the plurality of solar cell modules 4 are not shaded. Thus, the reference IV characteristics of the solar cell string 5 can be measured. In addition, the IV characteristic measuring unit 11 sets one of the plurality of solar cell modules 4 selected from the plurality of solar cell modules 4 into a plurality of clusters 4 d in which the conductive path of the solar cell module 4 configures the solar cell module 4. By measuring the current value and the voltage value of the solar cell string 5 while changing the value of the load resistance of the variable load resistance 11a in a state where light is blocked so as to be a path via the bypass diode 4c provided in the The light-shielded IV characteristics of the solar cell string 5 can be measured. After measuring the IV characteristic of the solar cell string 5 as described above, the IV characteristic measuring unit 11 wirelessly transmits the measured data to the deterioration determining unit 12.

なお、I−V特性とは、一般に、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングに接続された可変負荷抵抗の所定の抵抗値に対して太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングに流れる電流とその時の負荷抵抗の両端電圧値とを、抵抗値を変えながら測定して得られる関係式のことであり、I−V曲線(I−Vカーブ)とも呼ばれるものである。以下、「I−V特性」を「IV特性」とする場合がある。   Note that the IV characteristic generally means a current flowing through the solar cell module or the solar cell string and a load resistance at that time with respect to a predetermined resistance value of the variable load resistance connected to the solar cell module or the solar cell string. It is a relational expression obtained by measuring the voltage value while changing the resistance value, and is also called an IV curve (IV curve). Hereinafter, the “IV characteristic” may be referred to as “IV characteristic”.

劣化判定部12は制御部12aを備えている。制御部12aは、例えばCPU(中央演算処理装置)等を備えたマイクロコンピュータにより構成することができる。   The deterioration determination unit 12 includes a control unit 12a. The control unit 12a can be configured by a microcomputer including, for example, a CPU (Central Processing Unit).

劣化判定部12の制御部12aとI−V特性測定部11の制御部11dとの間は、無線インターフェース11e、12bにより無線でデータの送受信が行われるように構成されている。無線インターフェース11e、12bとしては、例えば特定小電力無線局を用いることができる。   Between the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 and the control unit 11d of the IV characteristic measurement unit 11, data is wirelessly transmitted and received by the wireless interfaces 11e and 12b. As the wireless interfaces 11e and 12b, for example, specific low-power wireless stations can be used.

なお、劣化判定部12の制御部12aとI−V特性測定部11の制御部11dとの間のデータの送受信は、無線インターフェース11e、12bを用いた無線通信に替えて、有線通信により行う構成とすることもできる。この場合、I−V特性測定部11と劣化判定部12とを一体の装置として構成することもできる。   The transmission and reception of data between the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 and the control unit 11d of the IV characteristic measurement unit 11 are performed by wired communication instead of wireless communication using the wireless interfaces 11e and 12b. It can also be. In this case, the IV characteristic measuring unit 11 and the deterioration determining unit 12 can be configured as an integrated device.

劣化判定部12はデータ記憶部12cを有し、I−V特性測定部11の制御部11dから送信されてきたI−V特性等の各種データを用いて、以下に説明する太陽電池モジュールの劣化判別処理を実行するとともに、各種データをデータ記憶部12cに記憶することができる。また、劣化判定部12は、I−V特性(I−Vカーブ)や判別結果等の各種情報を表示するモニタ等の表示部12dと、測定開始等の各種の操作が操作者により入力される操作部12eとを備えている。   The deterioration determination unit 12 has a data storage unit 12c, and uses various data such as the IV characteristics transmitted from the control unit 11d of the IV characteristic measurement unit 11 to perform the deterioration of the solar cell module described below. Various data can be stored in the data storage unit 12c while performing the determination process. In addition, the deterioration determination unit 12 is input by the operator with a display unit 12d such as a monitor that displays various information such as IV characteristics (IV curves) and determination results, and various operations such as start of measurement. And an operation unit 12e.

次に、このような構成を有する太陽電池モジュールの劣化判別装置10を用いて、複数の太陽電池モジュール4が直列に接続された太陽電池ストリング5から劣化した太陽電池モジュール4を判別する手順について説明する。   Next, a procedure for determining the deteriorated solar cell module 4 from the solar cell string 5 in which the plurality of solar cell modules 4 are connected in series using the solar cell module deterioration determination apparatus 10 having such a configuration will be described. I do.

まず、図1に示すように、劣化判別の対象となる太陽電池モジュール4を含む太陽電池ストリング5に太陽電池モジュールの劣化判別装置10を接続し、I−V特性測定部11により、複数の太陽電池モジュール4を全て遮光しない状態における太陽電池ストリング5の基準I−V特性を測定する。より具体的には、太陽電池ストリング5を構成する全ての太陽電池モジュール4を遮光しない状態で、可変負荷抵抗11aの負荷抵抗を変化させながら太陽電池ストリング5の電流値及び電圧値を測定し、これらの測定結果から遮光しない状態における太陽電池ストリング5の基準I−V特性を測定する。   First, as shown in FIG. 1, a deterioration determination device 10 for a solar cell module is connected to a solar cell string 5 including a solar cell module 4 to be subjected to deterioration determination, and a plurality of solar cells are measured by an IV characteristic measuring unit 11. The reference IV characteristics of the solar cell string 5 in a state where all the battery modules 4 are not shielded from light are measured. More specifically, the current value and the voltage value of the solar cell string 5 are measured while changing the load resistance of the variable load resistance 11a in a state where all the solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5 are not shielded from light, From these measurement results, the reference IV characteristics of the solar cell string 5 in a state where light is not blocked are measured.

I−V特性測定部11により測定された基準I−V特性は、無線インターフェース11e、12bにより劣化判定部12に送信されて表示部12dに表示される。表示部12dに表示される基準I−V特性の一例を図4に示す。   The reference IV characteristic measured by the IV characteristic measuring unit 11 is transmitted to the deterioration determining unit 12 by the wireless interfaces 11e and 12b and displayed on the display unit 12d. FIG. 4 shows an example of the reference IV characteristic displayed on the display unit 12d.

なお、図4に示す基準I−V特性において、破線で囲んだ領域Aは太陽電池ストリング5の中にバイパスダイオード4cが作動しているクラスタ4dが存在していることを示し、破線で囲んだ領域Bは太陽電池ストリング5の中に相対的に発電効率が低下した太陽電池モジュール4が存在していることを示す。   In the reference IV characteristics shown in FIG. 4, a region A surrounded by a broken line indicates that there is a cluster 4d in which the bypass diode 4c is operating in the solar cell string 5, and is surrounded by a broken line. The region B indicates that the solar cell module 4 whose power generation efficiency has relatively decreased in the solar cell string 5 exists.

次に、太陽電池モジュールの劣化判別装置10が接続された太陽電池ストリング5を構成する複数の太陽電池モジュール4の中から劣化の判別対象となる1つの太陽電池モジュール4を選択し、この太陽電池モジュール4を遮光板で遮光する。そして、劣化の判別対象となる1つの太陽電池モジュール4が遮光板で遮光された状態における太陽電池ストリング5の遮光I−V特性をI−V特性測定部11により測定する。   Next, one of the plurality of solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5 to which the solar cell module deterioration determination device 10 is connected is selected from among a plurality of solar cell modules 4 whose deterioration is to be determined. The module 4 is shielded from light by a light shielding plate. Then, the light-shielding IV characteristic of the solar cell string 5 in a state where one of the solar cell modules 4 to be determined for deterioration is shielded by the light-shielding plate is measured by the IV characteristic measuring unit 11.

ここで、遮光I−V特性の測定においては、選択した1つの太陽電池モジュール4の全面を遮光板により覆うようにすることができるが、図5に示すように、当該太陽電池モジュール4の導電経路を、この太陽電池モジュール4を構成する複数のクラスタ4dのそれぞれに設けられたバイパスダイオード4cを経由した経路とすることができれば、太陽電池モジュール4の一部の領域のみを遮光板20によって遮光するようにしてもよい。   Here, in the measurement of the light-shielding IV characteristic, the entire surface of one selected solar cell module 4 can be covered with a light-shielding plate, but as shown in FIG. If the path can be a path via the bypass diode 4c provided in each of the plurality of clusters 4d constituting the solar cell module 4, only a partial area of the solar cell module 4 is shielded by the light shielding plate 20. You may make it.

I−V特性測定部11により測定された遮光I−V特性は、無線インターフェース11e、12bを介して劣化判定部12に送信され、図6に示すように、表示部12dに基準I−V特性とともに表示される。   The light-shielded IV characteristic measured by the IV characteristic measuring unit 11 is transmitted to the deterioration determining unit 12 via the wireless interfaces 11e and 12b, and is displayed on the display unit 12d as shown in FIG. Displayed with

次に、劣化判定部12は、I−V特性測定部11により測定された遮光I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる線形領域における電圧値V1sと、I−V特性測定部11により測定された基準I−V特性の線形領域における電圧値V1sと同一の測定点(同一の電流値)における電圧値V1rとから判定指標を抽出し、この判定指標に基づいて、劣化判別の対象となる太陽電池モジュール4の劣化の有無を判定する。太陽電池モジュール4は3つのクラスタ4dで構成されているので、太陽電池モジュール4の劣化はクラスタ4dの劣化である。   Next, the deterioration judging unit 12 calculates the voltage value V1s in the linear region extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c of the light-shielded IV characteristic measured by the IV characteristic measuring unit 11 to the low voltage side, and the IV characteristic. A determination index is extracted from the voltage value V1s in the linear region of the reference IV characteristic measured by the measurement unit 11 and the voltage value V1r at the same measurement point (the same current value), and deterioration is determined based on the determination index. The presence or absence of deterioration of the solar cell module 4 to be determined is determined. Since the solar cell module 4 includes three clusters 4d, the deterioration of the solar cell module 4 is the deterioration of the cluster 4d.

ここで、太陽電池モジュール4のクラスタ4dの劣化(クラスタ劣化)には、クラスタ高抵抗化、クラスタ断線及びバイパスダイオード4cのショート故障がある。   Here, the deterioration (cluster deterioration) of the cluster 4d of the solar cell module 4 includes an increase in the resistance of the cluster, a break in the cluster, and a short-circuit failure of the bypass diode 4c.

クラスタ高抵抗化とは、クラスタ4dが電気的な導通はあるものの高抵抗となっているためにバイパスダイオード4cが作動している劣化状態のことである。この劣化状態においては、太陽電池ストリング5の全体のI−V特性の開放電圧値Vocは、クラスタ劣化がない正常な太陽電池ストリング5の開放電圧値Vocから変化しないが、開放電圧値Vocからバイパスダイオード4cの動作点Pr、Psまでの間に直線に近い電圧領域(バイパスダイオード4cの作動しない領域)が生じ、バイパスダイオード4cの動作点Pr、Psよりも低圧側においてはI−V特性は立ち上がっている。   The term “high cluster resistance” refers to a degraded state in which the bypass diode 4c is operating because the cluster 4d is electrically conductive but has high resistance. In this deteriorated state, the open-circuit voltage value Voc of the entire IV characteristic of the solar cell string 5 does not change from the open-circuit voltage value Voc of the normal solar cell string 5 without cluster deterioration, but is bypassed from the open-circuit voltage value Voc. A voltage region close to a straight line (a region where the bypass diode 4c does not operate) occurs between the operating points Pr and Ps of the diode 4c, and the IV characteristic rises on the lower voltage side than the operating points Pr and Ps of the bypass diode 4c. ing.

クラスタ断線とは、クラスタ4dに電気的な導通がなくなったためにバイパスダイオード4cが作動している劣化状態のことである。この劣化状態では、バイパスダイオード4cの順方向電圧をVdとすると、太陽電池ストリング5の全体のI−V特性の開放電圧値Vocは、クラスタ劣化がない正常な太陽電池ストリング5の開放電圧値からVc−Vdだけシフトする。ここで、Vcは、Voc/(1つの太陽電池モジュール4を構成するクラスタ数×太陽電池ストリング5を構成する太陽電池モジュール4の数)で定義されるクラスタ電圧であり、本実施の形態においては、Vc=Voc/(3×8)である。   The cluster disconnection is a degraded state in which the bypass diode 4c is operating due to the lack of electrical conduction in the cluster 4d. In this deteriorated state, assuming that the forward voltage of the bypass diode 4c is Vd, the open-circuit voltage value Voc of the entire IV characteristic of the solar cell string 5 is calculated from the open-circuit voltage value of the normal solar cell string 5 without cluster deterioration. Shift by Vc-Vd. Here, Vc is a cluster voltage defined by Voc / (the number of clusters constituting one solar cell module 4 × the number of solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5), and in this embodiment, , Vc = Voc / (3 × 8).

バイパスダイオード4cのショート故障とは、バイパスダイオード4cの整流機能が消失してバイパスダイオード4cが電気的にショートした劣化状態のことである。この劣化状態では、バイパスダイオード4cの順方向電圧Vdは生じないので、I−V特性は、正常な太陽電池ストリング5の開放電圧値VocからVcだけ低圧側へシフトする。   The short-circuit failure of the bypass diode 4c is a deteriorated state in which the rectifying function of the bypass diode 4c is lost and the bypass diode 4c is electrically short-circuited. In this degraded state, the forward voltage Vd of the bypass diode 4c does not occur, so that the IV characteristic shifts from the open voltage value Voc of the normal solar cell string 5 to the low voltage side by Vc.

太陽電池ストリング5がクラスタ劣化を含まない場合には、そのI−V特性の開放電圧値Vocの近傍における接線の勾配は、dI/dV=−1/Rs(Rsは太陽電池ストリングの等価回路の直列抵抗成分)で与えられることが知られている。Rsは数年単位の長時間で変化するが、I−V特性を測定する時間スケール(数百ミリ秒)に比べて十分に長く、I−V特性の測定中は定数と見做せるので、I−V特性の形状は開放電圧値Vocの近傍で線形性(直線性)を有する。このI−V特性の線形性は、クラスタ断線またはバイパスダイオード4cのショート故障のクラスタ劣化を含む太陽電池ストリング5においても、その開放電圧値Vocの近傍で成り立つ。一方、クラスタ4dが高抵抗化したクラスタ劣化の場合は、バイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる領域において、I−V特性に上記したdI/dV=−1/Rsの関係を満たす線形性(直線性)を有する領域があると見做せる。すなわち、遮光I−V特性は、遮光によるバイパスダイオード4cの作動領域を有するものとなるが、このバイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる線形性を有する領域が線形領域となる。図6に示すように、基準I−V特性及び遮光I−V特性が、それぞれバイパスダイオード4cの作動領域を有する場合には、基準I−V特性及び遮光I−V特性における線形領域は、バイパスダイオード4cの動作点Pr、Psから低圧側に延びる領域であって、上記したdI/dV=1/Rs(Rs:直列抵抗成分)の関係を満たす線形性(直線性)を有する領域のことである。   When the solar cell string 5 does not include cluster deterioration, the gradient of the tangent line near the open-circuit voltage value Voc of the IV characteristic is dI / dV = −1 / Rs (Rs is the equivalent circuit of the solar cell string. (A series resistance component). Rs changes over a long period of several years, but is sufficiently long compared to the time scale (hundreds of milliseconds) for measuring the IV characteristics, and can be regarded as a constant during the measurement of the IV characteristics. The shape of the IV characteristic has linearity (linearity) near the open-circuit voltage value Voc. The linearity of the IV characteristic is established in the vicinity of the open-circuit voltage value Voc also in the solar cell string 5 including cluster disconnection or cluster deterioration due to short-circuit failure of the bypass diode 4c. On the other hand, in the case of the cluster deterioration in which the resistance of the cluster 4d is increased, the linear characteristic satisfying the above-described relationship of dI / dV = −1 / Rs in the IV characteristic in a region extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c to the low voltage side. It can be considered that there is a region having a characteristic (linearity). That is, the light-shielding IV characteristic has an operation region of the bypass diode 4c due to light-shielding, and a region having linearity extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c to the low voltage side is a linear region. As shown in FIG. 6, when the reference IV characteristic and the light-shielded IV characteristic each have an operation region of the bypass diode 4c, the linear region in the reference IV characteristic and the light-shielded IV characteristic is the bypass region. A region extending from the operating points Pr and Ps of the diode 4c to the low voltage side and having linearity (linearity) satisfying the above-described relationship of dI / dV = 1 / Rs (Rs: series resistance component). is there.

I−V特性の測定時に十分な発電量(例えば短絡電流値Iscが2A以上)の場合は、多くの市販のバイパスダイオード4cの順方向電圧Vdを勘案すると、短絡電流値Iscの20%の電流値であればI−V特性の上記の線形性(直線性)は保たれている。   In the case of a sufficient power generation amount (for example, the short-circuit current value Isc is 2 A or more) at the time of measuring the IV characteristic, the current of 20% of the short-circuit current value Isc is considered in consideration of the forward voltage Vd of many commercially available bypass diodes 4c. If the value is a value, the above-described linearity (linearity) of the IV characteristic is maintained.

そこで、本発明の実施例1の態様では、劣化判定部12は、図6に示すように、短絡電流値Iscの20%に相当する電流値(20%電流値)を測定点とし、遮光I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる線形領域上の当該測定点(20%電流値)に対応する電圧値V1sと、基準I−V特性の線形領域上の当該測定点(20%電流値)に対応する電圧値V1rとを得て、これらの電圧値V1sと電圧値V1rとの電位差ΔV1を判定指標として抽出し、この電位差ΔV1に基づいて太陽電池モジュール4の劣化の有無を判定するようにしている。   Therefore, in the aspect of the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the deterioration determination unit 12 sets the current value (20% current value) corresponding to 20% of the short-circuit current value Isc as the measurement point, and A voltage value V1s corresponding to the measurement point (20% current value) on the linear region extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c having the -V characteristic to the low voltage side, and a measurement point corresponding to the linear region having the reference IV characteristic. (20% current value), a potential difference ΔV1 between the voltage value V1s and the voltage value V1r is extracted as a determination index, and deterioration of the solar cell module 4 is determined based on the potential difference ΔV1. The presence or absence is determined.

なお、本実施例1では、短絡電流値Iscの20%に相当する電流値を測定点として基準I−V特性の電圧値V1rと遮光I−V特性の電圧値V1sとを得るようにしているが、バイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる線形領域上であれば、何れの電流値に対応する点を測定点として設定してもよい。また、遮光I−V特性の直線性はバイパスダイオード4cの動作点Psに近いほど良くなるので、遮光I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Psにより近い位置となる電流値を測定点として設定するのが好ましく、さらに、遮光I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Psを測定点として設定するのがより好ましい。   In the first embodiment, a voltage value V1r of the reference IV characteristic and a voltage value V1s of the light-shielding IV characteristic are obtained using a current value corresponding to 20% of the short-circuit current value Isc as a measurement point. However, as long as it is on a linear region extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c to the low voltage side, a point corresponding to any current value may be set as the measurement point. In addition, since the linearity of the light-shielded IV characteristic becomes better as it is closer to the operating point Ps of the bypass diode 4c, a current value closer to the operating point Ps of the bypass diode 4c having the light-shielded IV characteristic is set as a measurement point. It is more preferable to set the operating point Ps of the bypass diode 4c having the light-shielded IV characteristic as the measurement point.

基準I−V特性の線形領域と遮光I−V特性の線形領域においては、当該線形領域における同一の電流値に対する電位差ΔV1(離散値)は、太陽電池モジュール4のクラスタ4dの劣化数に1対1で対応する。したがって、本実施の形態の太陽電池モジュールの劣化判別方法によれば、上記した判定指標すなわち電位差ΔV1に基づいて、太陽電池モジュール4のクラスタ劣化の有無だけでなく、劣化したクラスタ4dの数を判定することができる。   In the linear region of the reference IV characteristic and the linear region of the light-shielded IV characteristic, the potential difference ΔV1 (discrete value) for the same current value in the linear region is one to one of the number of deteriorations of the cluster 4d of the solar cell module 4. 1 corresponds. Therefore, according to the method for determining deterioration of a solar cell module of the present embodiment, not only the presence or absence of cluster deterioration of solar cell module 4 but also the number of deteriorated clusters 4d is determined based on the above-described determination index, that is, potential difference ΔV1. can do.

例えば、太陽電池モジュール4を構成する3つのクラスタ4dのうち1つのクラスタ4dが劣化し、隣接する太陽電池モジュール4からの電流が、1つの劣化したクラスタ4dにおいてはセルストリング4bに流れることなくバイパスダイオード4cを経由した経路で流れ、正常な2つのクラスタ4dにおいてはセルストリング4bに流れる場合には、当該太陽電池モジュール4の両端における電位差は、クラスタ高抵抗化またはクラスタ断線の場合には2Vc−Vdとなり、バイパスダイオード4cのショート故障の場合には2Vcとなる。ここで、当該太陽電池モジュール4の3つのクラスタ4dを遮光板20により遮光して、3つのバイパスダイオード4cの全てを経由する経路へ発電電流を迂回させると、クラスタ高抵抗化またはクラスタ断線の場合における太陽電池モジュール4の両端における電位差は−3Vdとなり、バイパスダイオード4cのショート故障の場合における太陽電池モジュール4の両端における電位差は−2Vdとなる。したがって、遮光の前後における太陽電池モジュール4の両端の電位差は、クラスタ高抵抗化またはクラスタ断線の場合は(2Vc−Vd)−(−3Vd)=2Vc+2Vdとなり、バイパスダイオード4cのショート故障の場合は2Vc−(−2Vd)=2Vc+2Vdとなるので、太陽電池モジュール4に1つの劣化したクラスタ4dが存在していることは、太陽電池モジュール4の両端電圧が当該太陽電池モジュール4を遮光することによって2Vc+2Vdとなることを検知することで判別することができる。   For example, one of the three clusters 4d constituting the solar cell module 4 is deteriorated, and the current from the adjacent solar cell module 4 is bypassed without flowing to the cell string 4b in the one deteriorated cluster 4d. When the current flows through the path via the diode 4c and flows into the cell string 4b in the two normal clusters 4d, the potential difference between both ends of the solar cell module 4 becomes 2Vc− in the case of increasing the resistance of the cluster or disconnecting the cluster. Vd, and becomes 2Vc in the case of a short-circuit failure of the bypass diode 4c. Here, if the three clusters 4d of the solar cell module 4 are shielded from light by the light shielding plate 20 and the generated current is diverted to the path passing through all the three bypass diodes 4c, the cluster resistance is increased or the cluster is disconnected. , The potential difference between both ends of the solar cell module 4 becomes −3 Vd, and the potential difference between both ends of the solar cell module 4 in the case of a short-circuit failure of the bypass diode 4 c becomes −2 Vd. Therefore, the potential difference between both ends of the solar cell module 4 before and after the light shielding is (2Vc−Vd) − (− 3Vd) = 2Vc + 2Vd in the case of a high cluster resistance or cluster disconnection, and 2Vc in the case of a short-circuit failure of the bypass diode 4c. Since − (− 2Vd) = 2Vc + 2Vd, the existence of one deteriorated cluster 4d in the solar cell module 4 means that the voltage across the solar cell module 4 is 2Vc + 2Vd by blocking the solar cell module 4 from light. It can be determined by detecting the occurrence.

これに対し、太陽電池モジュール4を構成する3つのクラスタ4dのうち2つのクラスタ4dが劣化し、隣接する太陽電池モジュール4からの電流が、2つの劣化したクラスタ4dにおいてはセルストリング4bに流れることなくバイパスダイオード4cを経由した経路で流れ、正常な1つのクラスタ4dにおいてはセルストリング4bに流れる場合には、当該太陽電池モジュール4の両端における電位差は、クラスタ高抵抗化またはクラスタ断線の場合にはVc−2Vdとなり、バイパスダイオード4cのショート故障の場合にはVcとなる。ここで、当該太陽電池モジュール4の3つのクラスタ4dを遮光板20により遮光して、3つのバイパスダイオード4cの全てを経由する経路へ発電電流を迂回させると、クラスタ高抵抗化またはクラスタ断線の場合における太陽電池モジュール4の両端における電位差は−3Vdとなり、バイパスダイオード4cのショート故障の場合における太陽電池モジュール4の両端における電位差は−2Vdとなる。したがって、遮光する前後の太陽電池モジュール4の両端における電位差は、クラスタ高抵抗化またはクラスタ断線の場合は(Vc−2Vd)−(−3Vd)=Vc+Vdとなり、バイパスダイオード4cのショート故障の場合はVc−(−Vd)=Vc+Vdとなるので、太陽電池モジュール4に2つの劣化したクラスタ4dが存在していることは、太陽電池モジュール4の両端電圧が当該太陽電池モジュール4を遮光することによってVc+Vdとなることを検知することで判別することができる。   On the other hand, two of the three clusters 4d constituting the solar cell module 4 are deteriorated, and the current from the adjacent solar cell module 4 flows through the cell string 4b in the two deteriorated clusters 4d. When the current flows through the bypass diode 4c and flows through the cell string 4b in one normal cluster 4d, the potential difference between both ends of the solar cell module 4 becomes high in the case of high cluster resistance or cluster disconnection. Vc−2Vd, and becomes Vc in the case of a short-circuit failure of the bypass diode 4c. Here, if the three clusters 4d of the solar cell module 4 are shielded from light by the light shielding plate 20 and the generated current is diverted to the path passing through all the three bypass diodes 4c, the cluster resistance is increased or the cluster is disconnected. , The potential difference between both ends of the solar cell module 4 becomes −3 Vd, and the potential difference between both ends of the solar cell module 4 in the case of a short-circuit failure of the bypass diode 4 c becomes −2 Vd. Therefore, the potential difference between both ends of the solar cell module 4 before and after the light shielding is (Vc−2Vd) − (− 3Vd) = Vc + Vd in the case of a high cluster resistance or cluster disconnection, and Vc in the case of a short-circuit failure of the bypass diode 4c. Since − (− Vd) = Vc + Vd, the existence of the two deteriorated clusters 4 d in the solar cell module 4 means that the voltage between both ends of the solar cell module 4 is Vc + Vd by shading the solar cell module 4. It can be determined by detecting the occurrence.

同様に、太陽電池モジュール4を構成する3つのクラスタ4dの全てが劣化し、隣接する太陽電池モジュール4からの電流が、3つのクラスタ4dの全てにおいてセルストリング4bに流れることなくバイパスダイオード4cを経由した経路で流れる場合には、遮光する前後における太陽電池モジュール4の両端における電位差は、クラスタ高抵抗化またはクラスタ断線の場合は(−3Vd)−(−3Vd)=0となり、バイパスダイオード4cのショート故障の場合は−Vd−(−Vd)=0となるので、太陽電池モジュール4に3つの劣化したクラスタ4dが存在していることは、太陽電池モジュール4の両端電圧が当該太陽電池モジュール4を遮光することによって0となることを検知することで判別することができる。   Similarly, all three clusters 4d constituting the solar cell module 4 deteriorate, and current from the adjacent solar cell module 4 passes through the bypass diode 4c without flowing to the cell string 4b in all three clusters 4d. In the case where the current flows through the route, the potential difference between both ends of the solar cell module 4 before and after the light shielding becomes (−3Vd) − (− 3Vd) = 0 in the case of high cluster resistance or cluster disconnection, and the short-circuit of the bypass diode 4c. In the case of a failure, -Vd-(-Vd) = 0, so that the existence of the three deteriorated clusters 4d in the solar cell module 4 indicates that the voltage across the solar cell module 4 The determination can be made by detecting that the value becomes 0 by shielding the light.

以上のように、1つの太陽電池モジュール4に含まれる劣化クラスタ数と遮光前後の開放電圧値の差(離散値)とが1対1に対応する。したがって、本実施の形態の太陽電池モジュールの劣化判別方法において、判定指標である電位差ΔV1に基づいた太陽電池モジュール4のクラスタ4dの劣化の有無及び劣化したクラスタ4dの数の判定は以下の手順で行うことができる。   As described above, the number of degraded clusters included in one solar cell module 4 and the difference (discrete value) between the open-circuit voltage values before and after light shielding correspond to one-to-one. Therefore, in the method for determining the deterioration of the solar cell module according to the present embodiment, the presence or absence of the deterioration of the cluster 4d of the solar cell module 4 and the number of the deteriorated clusters 4d based on the potential difference ΔV1 which is the determination index are determined in the following procedure. It can be carried out.

すなわち、判定指標である電位差ΔV1が上記した2Vc+2Vdに近い値をとることで、太陽電池モジュール4の中の1つのクラスタ4dが劣化していることを判別することができる。また、判定指標である電位差ΔV1が上記したVc+Vdに近い値をとることで、太陽電池モジュール4の中の2つのクラスタ4dが劣化していることを判別することができる。さらに、判定指標である電位差ΔV1が0に近い値をとることで、太陽電池モジュール4の中の3つのクラスタ4dが劣化していることを判別することができる。   That is, when the potential difference ΔV1 as the determination index takes a value close to the above-mentioned 2Vc + 2Vd, it is possible to determine that one cluster 4d in the solar cell module 4 has deteriorated. Further, when the potential difference ΔV1 as the determination index takes a value close to the above-described Vc + Vd, it is possible to determine that the two clusters 4d in the solar cell module 4 are deteriorated. Furthermore, when the potential difference ΔV1 as the determination index takes a value close to 0, it is possible to determine that the three clusters 4d in the solar cell module 4 have deteriorated.

このように、本実施の形態によれば、遮光I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる線形領域上の電圧値V1sと、この電圧値V1sと同一の電流値における基準I−V特性の線形領域上の電圧値V1rとから判定指標である電位差ΔV1を抽出し、この電位差ΔV1に基づいて、劣化判定部12により、選択された判別対象の太陽電池モジュール4のクラスタ劣化の有無を判別するとともに劣化クラスタ数を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the voltage value V1s on the linear region extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c having the light-shielded IV characteristic to the low voltage side and the reference at the same current value as the voltage value V1s A potential difference ΔV1 as a determination index is extracted from the voltage value V1r on the linear region of the IV characteristic, and based on the potential difference ΔV1, the deterioration determination unit 12 selects the cluster deterioration of the selected solar cell module 4 to be determined. And the number of deteriorated clusters can be obtained.

また、太陽電池ストリング5を構成する複数の太陽電池モジュール4について、判別対象となる太陽電池モジュール4を順番に選択して上記と同一の手順を行うことで、太陽電池ストリング5を構成する全ての太陽電池モジュール4についてクラスタ劣化の有無を判別することができるとともに劣化クラスタ数を判別することができる。   Further, for the plurality of solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5, all the solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5 are selected by sequentially selecting the solar cell modules 4 to be determined and performing the same procedure as described above. It is possible to determine the presence or absence of cluster deterioration and the number of deteriorated clusters for the solar cell module 4.

ここで、Vcは基準I−V特性の開放電圧値Vocを、太陽電池ストリング5を構成する全てのクラスタ4dの数で除した値であるが、太陽電池モジュール4のI−V特性から明らかなように開放電圧値Vocは日射変動の影響を受ける。一方、劣化クラスタ数を判別する電位差ΔV1は離散値であるから、劣化クラスタ数を正しく判別できるように電位差ΔV1の範囲を設定することが可能である。例えば、劣化クラスタ数が1であることを判別できるためには、電位差ΔV1=2Vc+2Vdが、1クラスタ電圧Vcの幅を超えない範囲で変動しても劣化クラスタ数を0または2と誤判別することは回避できる。   Here, Vc is a value obtained by dividing the open-circuit voltage value Voc of the reference IV characteristic by the number of all clusters 4 d constituting the solar cell string 5, which is apparent from the IV characteristic of the solar cell module 4. As described above, the open-circuit voltage value Voc is affected by solar radiation fluctuation. On the other hand, since the potential difference ΔV1 for determining the number of deteriorated clusters is a discrete value, the range of the potential difference ΔV1 can be set so that the number of deteriorated clusters can be correctly determined. For example, in order to be able to determine that the number of degraded clusters is 1, even if the potential difference ΔV1 = 2Vc + 2Vd fluctuates within a range not exceeding the width of one cluster voltage Vc, the number of degraded clusters is erroneously determined to be 0 or 2. Can be avoided.

そこで、本実施の形態では、図6に示すように、電位差ΔV1がVd+2Vcから±Vc/2の範囲内にあるときすなわちVd+5Vc/2>ΔV1≧Vd+3Vc/2を満たすときにクラスタ劣化数が1であると判別し、電位差ΔV1がVd+Vcから±Vc/2の範囲内にあるときすなわちVd+3Vc/2>ΔV1≧Vd+Vc/2を満たすときにクラスタ劣化数が2であると判別し、電位差ΔV1がVdからから±Vc/2の範囲内にあるときすなわちVd+Vc/2>ΔV1≧Vd−Vc/2を満たすときに劣化クラスタ数が3であると判別し、電位差ΔV1がΔV1≧Vd+5Vc/2を満たすときには劣化クラスタ数が0であると判別するようにしている。これにより、太陽電池モジュール4のI−V特性が日射変動等の影響を受けても、劣化クラスタ数を正確に判別することができる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the potential difference ΔV1 is in the range of ± Vc / 2 from Vd + 2Vc, that is, when Vd + 5Vc / 2> ΔV1 ≧ Vd + 3Vc / 2, the number of cluster deterioration is one. When the potential difference ΔV1 is within the range of ± Vc / 2 from Vd + Vc, that is, when Vd + 3Vc / 2> ΔV1 ≧ Vd + Vc / 2, it is determined that the cluster deterioration number is 2, and the potential difference ΔV1 is reduced from Vd. Is determined to be within the range of ± Vc / 2, that is, when Vd + Vc / 2> ΔV1 ≧ Vd−Vc / 2, the number of deteriorated clusters is determined to be 3. When the potential difference ΔV1 satisfies ΔV1 ≧ Vd + 5Vc / 2, the deterioration is determined. It is determined that the number of clusters is zero. Thereby, even if the IV characteristic of the solar cell module 4 is affected by the solar radiation fluctuation or the like, the number of deteriorated clusters can be accurately determined.

本実施の形態では、上記判定指標である電位差ΔV1に基づいて太陽電池モジュール4が劣化していない(劣化クラスタ数が0である)と判定された場合に、遮光I−V特性の線形領域よりも低圧側の所定の電流値に対応する電圧値V2sと、基準I−V特性の所定の電流値に対応する電圧値V2rとの電位差ΔV2に基づいて、太陽電池ストリング5の電流低下の有無を判定するようにしている。太陽電池ストリング5の電流低下の有無を判定することにより、上述したクラスタ劣化とは異なる、光電変換効率(発電効率)が低下したクラスタ4dが含まれる太陽電池モジュール4を特定することができる。   In the present embodiment, when it is determined that the solar cell module 4 has not deteriorated (the number of deteriorated clusters is 0) based on the potential difference ΔV1 as the determination index, the linear region of the light-shielding IV characteristic is determined. Also, based on the potential difference ΔV2 between the voltage value V2s corresponding to the predetermined current value on the low voltage side and the voltage value V2r corresponding to the predetermined current value of the reference IV characteristic, it is determined whether the current of the solar cell string 5 has decreased. The decision is made. By determining the presence or absence of a decrease in the current of the photovoltaic string 5, it is possible to identify a photovoltaic module 4 that includes a cluster 4d having a reduced photoelectric conversion efficiency (power generation efficiency), which is different from the above-described cluster degradation.

図6に示すように、太陽電池ストリング5の中に、クラスタ劣化に至らない状態での光電変換効率が低下したクラスタ4dが含まれる場合、各クラスタ4dの同電流点に対する電圧の水平加法性により、正常なクラスタの場合と比べて加算電圧が小さくなるので、太陽電池ストリング5のI−V特性には、図6のように高電流−高電圧域に、影がかかった場合と同等の変形(変曲点p)が生じる。変曲点pの位置は、光電変換効率の低下が大きいほどI−V特性の低電流側(高電圧側)になる。   As shown in FIG. 6, when the solar cell string 5 includes clusters 4 d whose photoelectric conversion efficiency is reduced in a state where the cluster is not deteriorated, the horizontal additivity of the voltage with respect to the same current point of each cluster 4 d is used. Since the added voltage is smaller than that in the case of the normal cluster, the IV characteristic of the solar cell string 5 has the same deformation as in the case where the shadow is applied to the high current-high voltage region as shown in FIG. (Inflection point p) occurs. The position of the inflection point p is on the lower current side (higher voltage side) of the IV characteristic as the decrease in photoelectric conversion efficiency is larger.

本実施の形態では、電位差ΔV1に基づいて太陽電池モジュール4が劣化していない(劣化クラスタ数が0である)と判定された場合、すなわち電位差ΔV1が3Vd+3Vdに近い値であって、基準I−V特性の変曲点の中の最大電流値の変曲点pから短絡電流値Iscまでの電流域において、基準I−V特性と遮光I−V特性との同じ電流値(測定点)における電圧値V2s、V2rの電位差ΔV2が電位差ΔV1よりも小さい場合に、遮光した太陽電池モジュール4の中に光電変換効率が低下したクラスタ4dが存在すると判別する。すなわち、ΔV1>Vd+5Vc/2、かつ、ΔV2<(Vd+3Vc)×α(0<α<1)を満たす場合に、遮光した太陽電池モジュール4の中に光電変換効率が低下したクラスタ4dが存在すると判別する。   In the present embodiment, when it is determined that the solar cell module 4 has not deteriorated (the number of deteriorated clusters is 0) based on the potential difference ΔV1, that is, the potential difference ΔV1 is a value close to 3Vd + 3Vd, and the reference I− In the current range from the inflection point p of the maximum current value in the inflection point of the V characteristic to the short-circuit current value Isc, the voltage at the same current value (measurement point) of the reference IV characteristic and the shading IV characteristic When the potential difference ΔV2 between the values V2s and V2r is smaller than the potential difference ΔV1, it is determined that there is a cluster 4d having a reduced photoelectric conversion efficiency in the light-shielded solar cell module 4. That is, when ΔV1> Vd + 5Vc / 2 and ΔV2 <(Vd + 3Vc) × α (0 <α <1) are satisfied, it is determined that there is a cluster 4d having a reduced photoelectric conversion efficiency in the light-shielded solar cell module 4. I do.

本実施の形態においては、基準I−V特性の変曲点の中の最大電流値の変曲点pから短絡電流値Iscまでの電流域、より具体的には短絡電流値Iscの80%の電流値を測定点として電圧値V2s、V2rの電位差ΔV2を得るようにしているが、当該測定点は、遮光I−V特性の線形領域よりも低圧側の電流値であればよい。   In the present embodiment, the current range from the inflection point p of the maximum current value in the inflection point of the reference IV characteristic to the short-circuit current value Isc, more specifically, 80% of the short-circuit current value Isc Although the potential difference ΔV2 between the voltage values V2s and V2r is obtained using the current value as a measurement point, the measurement point may be any current value that is lower than the linear region of the light-shielded IV characteristic.

以上を纏めると、図7に示すように、測定前設定としてバイパスダイオード4cの順方向電圧Vdを入力し、基準I−V特性と遮光I−V特性の測定を行うことで、バイパスダイオード4cの順方向電圧Vdと基準I−V特性における開放電圧値(Voc)とからクラスタ劣化の判定領域境界が導出されるとともに、電圧値V1r、V1sから電位差ΔV1が導出され、電圧値V2r、V2sから電位差ΔV2が導出され、これらが判定領域境界と照合されて劣化判定が行われて、クラスタ劣化の有無及び劣化クラスタ数が判別されるとともに太陽電池ストリング5の電流低下の有無が判定され、何れにも該当しない場合には太陽電池ストリング5が正常であると判断される。以上の判断結果は、表示部12dに表示される。   Summarizing the above, as shown in FIG. 7, the forward voltage Vd of the bypass diode 4c is input as a pre-measurement setting, and the reference IV characteristic and the light-shielded IV characteristic are measured. From the forward voltage Vd and the open-circuit voltage value (Voc) in the reference IV characteristic, a determination area boundary of cluster deterioration is derived, a potential difference ΔV1 is derived from the voltage values V1r, V1s, and a potential difference is derived from the voltage values V2r, V2s. ΔV2 is derived, these are collated with the determination region boundaries, and a deterioration determination is performed. The presence or absence of cluster deterioration and the number of deteriorated clusters are determined, and the presence or absence of a current decrease in the solar cell string 5 is determined. If not, it is determined that the solar cell string 5 is normal. The above determination result is displayed on the display unit 12d.

より具体的な手順について図8、図9に基づいて説明すると、操作者により操作部12eに対して基準I−V特性の測定開始の操作が行なわれると、基準I−V特性の測定に関する制御情報が劣化判定部12の制御部12aからI−V特性測定部11に送信され、I−V特性測定部11の制御部11dにおいて基準I−V特性の測定が行われる。基準I−V特性の測定結果は劣化判定部12の制御部12aに送信され、データ表示処理がなされて表示部12dに表示される(図4)。また、制御部12aは、基準I−V特性の測定結果に基づき判別パラメータを抽出するとともに判定領域境界を導出し、その後、遮光I−V特性の測定準備が完了したことを表示部12dに表示する。   A more specific procedure will be described with reference to FIGS. 8 and 9. When the operator performs an operation to start the measurement of the reference IV characteristic on the operation unit 12 e, the control related to the measurement of the reference IV characteristic is performed. The information is transmitted from the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 to the IV characteristic measuring unit 11, and the control unit 11d of the IV characteristic measuring unit 11 measures the reference IV characteristic. The measurement result of the reference IV characteristic is transmitted to the control unit 12a of the deterioration determination unit 12, subjected to data display processing, and displayed on the display unit 12d (FIG. 4). In addition, the control unit 12a extracts the discrimination parameter based on the measurement result of the reference IV characteristic and derives the determination region boundary, and thereafter, displays on the display unit 12d that the preparation for the measurement of the light-shielded IV characteristic is completed. I do.

操作者は、表示部12dの表示から遮光I−V特性の測定準備が完了したことを認識したならば、測定対象となる太陽電池モジュール4を選択し、当該太陽電池モジュール4を遮光操作した後、操作部12eを操作して遮光I−V特性の測定を開始する。遮光I−V特性の測定が開始されると、遮光I−V特性の測定に関する制御情報が劣化判定部12の制御部12aからI−V特性測定部11に送信され、I−V特性測定部11の制御部11dにおいて遮光I−V特性の測定が行われる。遮光I−V特性の測定結果は劣化判定部12の制御部12aに送信され、データ表示処理がなされて基準I−V特性とともに表示部12dに表示される(図6)。また、制御部12aは、遮光I−V特性の測定結果に基づき判別パラメータを抽出するとともに電位差ΔV1、ΔV2を導出し、これらを判定領域境界と照合して劣化の判定を行い、その判定結果を表示部12dに表示する。   When the operator recognizes from the display on the display unit 12d that the preparation for the measurement of the light-shielded IV characteristic is completed, the operator selects the solar cell module 4 to be measured, and performs the light-shielding operation on the solar cell module 4. By operating the operation unit 12e, measurement of the light-shielded IV characteristic is started. When the measurement of the light-shielded IV characteristic is started, control information on the measurement of the light-shielded IV characteristic is transmitted from the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 to the IV characteristic measurement unit 11, and the IV characteristic measurement unit The 11 control unit 11d measures the light-shielded IV characteristics. The measurement result of the light-shielded IV characteristic is transmitted to the control unit 12a of the deterioration determination unit 12, subjected to data display processing, and displayed on the display unit 12d together with the reference IV characteristic (FIG. 6). Further, the control unit 12a extracts the discrimination parameter based on the measurement result of the light-shielded IV characteristic, derives the potential differences ΔV1, ΔV2, compares them with the boundary of the determination area, determines the deterioration, and determines the determination result. It is displayed on the display unit 12d.

以降、太陽電池ストリング5を構成する全ての太陽電池モジュール4について同様の手順を繰り返し行うことで、全ての太陽電池モジュール4について劣化判定を行う。   Thereafter, the same procedure is repeated for all the solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5 to determine the deterioration of all the solar cell modules 4.

次に、本発明の実施例2について説明する。実施例2によっても、遮光I−Vカーブのバイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる線形領域と当該線形領域に対応した基準I−V特性の線形領域とを利用して、太陽電池モジュールの劣化の有無と、劣化クラスタ数を判別することができる。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. Also according to the second embodiment, the solar cell module is made using the linear region extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c of the light-shielded IV curve to the low voltage side and the linear region of the reference IV characteristic corresponding to the linear region. , And the number of deteriorated clusters can be determined.

本発明の実施例1では、遮光I−V特性の線形領域上の所定の電流値に対応する電圧値V1sと、基準I−V特性の線形領域上の所定の電流値に対応する電圧値V1rとの電位差ΔV1を判定指標としてクラスタ劣化の有無を判定するようにしている。   In the first embodiment of the present invention, a voltage value V1s corresponding to a predetermined current value on the linear region of the light-shielded IV characteristic and a voltage value V1r corresponding to a predetermined current value on the linear region of the reference IV characteristic are provided. The presence / absence of cluster deterioration is determined using the potential difference ΔV1 between the two as a determination index.

これに対し、実施例2においては、図10に示すように、基準I−V特性がバイパスダイオード4cの動作領域を有する場合、すなわち太陽電池ストリング5を構成する少なくとも1つのクラスタ4dが劣化して該クラスタ4dのバイパスダイオード4cが動作している場合に、遮光I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Psから外挿した外挿線Lsが電圧軸と交差する点における電圧値V3sと、基準I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Prから外挿した外挿線Lrが電圧軸と交差する点における電圧値V3rとの電位差ΔV3を判定指標とし、電位差ΔV3に基づいて太陽電池モジュール4の劣化の有無を判定するようにしている。   On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, when the reference IV characteristic has an operation region of the bypass diode 4c, that is, at least one cluster 4d constituting the solar cell string 5 is deteriorated. When the bypass diode 4c of the cluster 4d is operating, the voltage value V3s at the point where the extrapolated line Ls extrapolated from the operating point Ps of the bypass diode 4c of the light-shielded IV characteristic intersects with the voltage axis, The potential difference ΔV3 from the voltage value V3r at the point where the extrapolation line Lr extrapolated from the operating point Pr of the IV characteristic bypass diode 4c intersects the voltage axis is used as a determination index, and the potential of the solar cell module 4 is determined based on the potential difference ΔV3. The presence or absence of deterioration is determined.

実施例2における電位差ΔV3は、実施例1における電位差ΔV2と等価な劣化クラスタ数の判別指標となるので、電位差ΔV3に基づいて、電位差ΔV2と同様のクラスタ劣化数判別方法を用いて、劣化クラスタ数を判別することができる。すなわち、図10に示すように、電位差ΔV3がVd+2Vcから±Vc/2の範囲内にあるときすなわちVd+5Vc/2>ΔV3≧Vd+3Vc/2を満たすときにクラスタ劣化数が1であると判別し、電位差ΔV3がVd+Vcから±Vc/2の範囲内にあるときすなわちVd+3Vc/2>ΔV3≧Vd+Vc/2を満たすときにクラスタ劣化数が2であると判別し、電位差ΔV3がVdから±Vc/2の範囲内にあるときすなわちVd+Vc/2>ΔV3≧Vd−Vc/2を満たすときに劣化クラスタ数が3であると判別し、電位差ΔV3がΔV3≧Vd+5Vc/2を満たすときには劣化クラスタ数が0であると判別することができる。   Since the potential difference ΔV3 in the second embodiment is an index for determining the number of deteriorated clusters equivalent to the potential difference ΔV2 in the first embodiment, the number of deteriorated clusters is determined based on the potential difference ΔV3 using the same cluster degradation number determination method as the potential difference ΔV2. Can be determined. That is, as shown in FIG. 10, when the potential difference ΔV3 is within the range of ± Vc / 2 from Vd + 2Vc, that is, when Vd + 5Vc / 2> ΔV3 ≧ Vd + 3Vc / 2, the cluster deterioration number is determined to be 1, and the potential difference is determined. When ΔV3 is in the range of Vd + Vc to ± Vc / 2, that is, when Vd + 3Vc / 2> ΔV3 ≧ Vd + Vc / 2, the cluster deterioration number is determined to be 2, and the potential difference ΔV3 is in the range of Vd to ± Vc / 2. When Vd + Vc / 2> ΔV3 ≧ Vd−Vc / 2, the number of deteriorated clusters is determined to be 3. When the potential difference ΔV3 satisfies ΔV3 ≧ Vd + 5Vc / 2, the number of deteriorated clusters is 0. Can be determined.

ここで、外挿線Lsは動作点Psから遮光I−V特性の線形領域に沿う方向に向けて外挿された判別点決定直線であり、より具体的には動作点Psを通る遮光I−V特性の接線である。また、外挿線Lrは動作点Prから基準I−V特性の線形領域に沿う方向に向けて外挿された判別点決定直線であり、より具体的には動作点Prを通る基準I−V特性の接線である。外挿線Lsは、遮光I−V特性の線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めてもよい。同様に、外挿線Lrは、基準I−V特性の線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めてもよい。   Here, the extrapolation line Ls is a determination point determination straight line extrapolated from the operating point Ps in a direction along the linear region of the light-shielding IV characteristic, and more specifically, the light-shielding I- passing through the operating point Ps. It is a tangent line of the V characteristic. The extrapolation line Lr is a determination point determination straight line extrapolated from the operating point Pr in a direction along the linear region of the reference IV characteristic, and more specifically, the reference IV passing through the operating point Pr. This is the tangent of the characteristic. The extrapolation line Ls may be obtained by the least square method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to the linear region of the light-shielded IV characteristic. Similarly, the extrapolation line Lr may be obtained by the least squares method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to the linear region of the reference IV characteristic.

なお、基準I−V特性にバイパスダイオード4cの動作領域が現れない場合には、基準I−V特性の開放電圧値Vocを与える点においてその低圧側で基準I−V特性に接する直線を基準I−V特性の外挿線Lrないし判別点決定直線とすることができる。   If the operating area of the bypass diode 4c does not appear in the reference IV characteristic, a straight line that is in contact with the reference IV characteristic on the low voltage side at the point where the open voltage value Voc of the reference IV characteristic is given is referred to as the reference I-V characteristic. The extrapolation line Lr of the −V characteristic or the determination point determination line can be used.

以上を纏めると、図11に示すように、測定前設定としてバイパスダイオード4cの順方向電圧Vdを入力し、基準I−V特性と遮光I−V特性の測定を行うことで、バイパスダイオード4cの順方向電圧Vdと基準I−V特性における開放電圧値Vocとからクラスタ劣化の判定領域境界が導出されるとともに、電圧値V3r、V3sから電位差ΔV3が導出され、これが判定領域境界と照合されて劣化判定が行われて、クラスタ劣化の有無及び劣化クラスタ数が判別される。   In summary, as shown in FIG. 11, the forward voltage Vd of the bypass diode 4c is input as a pre-measurement setting, and the reference IV characteristic and the light-shielded IV characteristic are measured. From the forward voltage Vd and the open-circuit voltage value Voc in the reference IV characteristic, a determination region boundary for cluster deterioration is derived, and a potential difference ΔV3 is derived from the voltage values V3r and V3s. A determination is made to determine the presence or absence of cluster deterioration and the number of deteriorated clusters.

より具体的な手順について図12、図13に基づいて説明すると、操作者により操作部12eに対して基準I−V特性の測定開始の操作が行なわれると、基準I−V特性の測定に関する制御情報が劣化判定部12の制御部12aからI−V特性測定部11に送信され、I−V特性測定部11の制御部11dにおいて基準I−V特性の測定が行われる。基準I−V特性の測定結果は劣化判定部12の制御部12aに送信され、データ表示処理がなされて表示部12dに表示される。また、制御部12aは、基準I−V特性の測定結果に基づき電圧値V3rを抽出するとともに判定領域境界を導出し、その後、遮光I−V特性の測定準備が完了したことを表示部12dに表示する。   A more specific procedure will be described with reference to FIGS. 12 and 13. When the operator performs an operation to start the measurement of the reference IV characteristic on the operation unit 12 e, the control related to the measurement of the reference IV characteristic is performed. The information is transmitted from the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 to the IV characteristic measurement unit 11, and the control unit 11d of the IV characteristic measurement unit 11 measures the reference IV characteristic. The measurement result of the reference IV characteristic is transmitted to the control unit 12a of the deterioration determination unit 12, subjected to data display processing, and displayed on the display unit 12d. In addition, the control unit 12a extracts the voltage value V3r based on the measurement result of the reference IV characteristic and derives the determination region boundary, and then notifies the display unit 12d that the preparation for the measurement of the light-shielded IV characteristic is completed. indicate.

操作者は、表示部12dの表示から遮光I−V特性の測定準備が完了したことを認識したならば、測定対象となる太陽電池モジュール4を選択し、当該太陽電池モジュール4を遮光操作した後、操作部12eを操作して遮光I−V特性の測定を開始する。遮光I−V特性の測定が開始されると、遮光I−V特性の測定に関する制御情報が劣化判定部12の制御部12aからI−V特性測定部11に送信され、I−V特性測定部11の制御部11dにおいて遮光I−V特性の測定が行われる。遮光I−V特性の測定結果は劣化判定部12の制御部12aに送信され、データ表示処理がなされて基準I−V特性とともに表示部12dに表示される(図10)。また、制御部12aは、遮光I−V特性の測定結果に基づき電圧値V3sを抽出するとともに電圧値V3rと電圧値V3sとから電位差ΔV3を導出し、これを判定領域境界と照合して劣化の判定を行い、その判定結果を表示部12dに表示する。   When the operator recognizes from the display on the display unit 12d that the preparation for the measurement of the light-shielded IV characteristic is completed, the operator selects the solar cell module 4 to be measured, and performs the light-shielding operation on the solar cell module 4. By operating the operation unit 12e, measurement of the light-shielded IV characteristic is started. When the measurement of the light-shielded IV characteristic is started, control information on the measurement of the light-shielded IV characteristic is transmitted from the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 to the IV characteristic measurement unit 11, and the IV characteristic measurement unit The 11 control unit 11d measures the light-shielded IV characteristics. The measurement result of the light-shielded IV characteristics is transmitted to the control unit 12a of the deterioration determination unit 12, subjected to data display processing, and displayed on the display unit 12d together with the reference IV characteristics (FIG. 10). In addition, the control unit 12a extracts the voltage value V3s based on the measurement result of the light-shielded IV characteristic, derives the potential difference ΔV3 from the voltage value V3r and the voltage value V3s, and compares this with the determination area boundary to determine the deterioration. A determination is made and the result of the determination is displayed on the display unit 12d.

以降、太陽電池ストリング5を構成する全ての太陽電池モジュール4について同様の手順を繰り返し行うことで、全ての太陽電池モジュール4について劣化判定を行う。   Thereafter, the same procedure is repeated for all the solar cell modules 4 constituting the solar cell string 5 to determine the deterioration of all the solar cell modules 4.

以上の通り、本実施の形態の太陽電池モジュールの劣化判別方法ないし劣化判別装置10によれば、遮光I−V特性のバイパスダイオード4cの動作点Psから低圧側に延びる線形領域における電圧値と、該電圧値と同一の測定点における基準I−V特性の線形領域における電圧値とから判定指標として電位差ΔV1または電位差ΔV3を抽出し、これらの電位差ΔV1または電位差ΔV3に基づいて太陽電池モジュール4の劣化の有無を判定するようにしたので、以下の効果を得ることができる。   As described above, according to the solar cell module deterioration determination method or deterioration determination device 10 of the present embodiment, the voltage value in the linear region extending from the operating point Ps of the bypass diode 4c having the light-shielded IV characteristic to the low voltage side, A potential difference ΔV1 or ΔV3 is extracted as a judgment index from the voltage value and a voltage value in the linear region of the reference IV characteristic at the same measurement point, and deterioration of the solar cell module 4 is determined based on these potential differences ΔV1 or ΔV3. Is determined, the following effects can be obtained.

すなわち、クラスタ劣化にはクラスタ高抵抗化、クラスタ断線、バイパスダイオード4cのショート故障の3つのクラスタ劣化モードがあり、3クラスタで構成される太陽電池モジュール4では27通りのクラスタ劣化パターンが存在することになるが、いずれの劣化パターンであっても、可能な限り早期に当該太陽電池モジュール4を交換する必要があることから、太陽電池モジュール4の交換の要否を単一の指標で特定できることが有効である。このような要望に対し、本実施の形態の太陽電池モジュールの劣化判別方法ないし劣化判別装置10では、遮光I−V特性と基準I−V特性とのバイパスダイオード4cの動作点Ps、Prから低圧側に延びる両I−V特性の線形領域を利用して電位差ΔV1または電位差ΔV3を単一の判別指標として抽出し、この判定指標に基づいて太陽電池モジュール4の劣化の有無を判定することにより、当該判定指標の離散性を活用してクラスタ劣化を含む太陽電池モジュール4の特定と、その劣化クラスタ数とを同時に判別することができる。   That is, the cluster deterioration includes three cluster deterioration modes of increasing the resistance of the cluster, disconnection of the cluster, and short-circuit failure of the bypass diode 4c, and the solar cell module 4 including three clusters has 27 different cluster deterioration patterns. However, regardless of the deterioration pattern, it is necessary to replace the solar cell module 4 as soon as possible, so that it is possible to specify whether or not the replacement of the solar cell module 4 is necessary with a single index. It is valid. In response to such a demand, the deterioration determination method or deterioration determination device 10 of the solar cell module according to the present embodiment uses a low voltage from the operating points Ps and Pr of the bypass diode 4c of the light-shielded IV characteristic and the reference IV characteristic. The potential difference ΔV1 or the potential difference ΔV3 is extracted as a single discriminant index using the linear region of the both IV characteristics extending to the side, and the presence or absence of the deterioration of the solar cell module 4 is determined based on this discriminant index. By utilizing the discreteness of the determination index, it is possible to simultaneously identify the solar cell module 4 including the cluster deterioration and the number of the deteriorated clusters.

太陽電池モジュールの劣化判別装置10は、判別対象となる太陽電池モジュール4に含まれるバイパスダイオード4cのオープン故障を判別することもできる。   The solar cell module deterioration determination device 10 can also determine an open failure of the bypass diode 4c included in the solar cell module 4 to be determined.

上記の通り、バイパスダイオード4cは、影や故障等によって、セルストリング4bに不均一に太陽光が照射されるなどして、クラスタ4dの内部のセルストリング4bの発電量が相対的に低下した部分の両端電圧が同じクラスタ4dの内部のセルストリング4bの正常に発電している部分によって発生した発電電圧より高くなってバイパスダイオード4cの順方向電圧Vdに等しくなったときに作動し、セルストリング4bを迂回するように発電電流をバイパスさせて、セルストリング4bにホットスポットが発生することを回避するためのものである。したがって、正常な太陽電池モジュール4の全体に均一に太陽光が照射されると、各太陽電池セル4aの発電によって生じる起電力の合計がバイパスダイオード4cの順方向電圧Vd以上となるので、発電電流はバイパスダイオード4cを通らずに各セルストリング4bを順に流れることになる。   As described above, the bypass diode 4c is a portion where the power generation amount of the cell string 4b inside the cluster 4d is relatively reduced due to uneven irradiation of sunlight to the cell string 4b due to a shadow or a failure. Operates when the voltage between both ends of the cell string 4b becomes higher than the voltage generated by the normally generating portion of the cell string 4b inside the same cluster 4d and becomes equal to the forward voltage Vd of the bypass diode 4c. This is to avoid generation of a hot spot in the cell string 4b by bypassing the generated current so as to bypass the current. Accordingly, when the entire normal solar cell module 4 is uniformly irradiated with sunlight, the sum of the electromotive forces generated by the power generation of each solar cell 4a becomes equal to or higher than the forward voltage Vd of the bypass diode 4c. Flows through each cell string 4b in order without passing through the bypass diode 4c.

図14(a)に示すように、あるクラスタ4dのバイパスダイオード4cがオープン故障している場合、太陽電池モジュール4を遮光しない非遮光状態では、太陽電池モジュール4のセルストリング4bに劣化がなく、または太陽電池モジュール4に影がかからず表面汚れもない場合、図14(a)中において太線で示すように、発電電流はバイパスダイオード4cを通らずに各セルストリング4bを順に流れるのでバイパスダイオード4cのオープン故障の有無を発見することはできない。このときのI−V特性は、図15において実線で示す基準IVとなる。   As shown in FIG. 14A, when the bypass diode 4c of a certain cluster 4d has an open failure, the cell string 4b of the solar cell module 4 does not deteriorate in a non-light-shielded state in which the solar cell module 4 is not shielded from light. Alternatively, when the solar cell module 4 is not shaded and has no surface dirt, as shown by the thick line in FIG. 14A, the generated current flows through each cell string 4b in order without passing through the bypass diode 4c. It is not possible to detect the presence or absence of the open failure of 4c. The IV characteristic at this time is a reference IV indicated by a solid line in FIG.

一方、図14(b)に示すように、遮光板20によって太陽電池モジュール4の導電経路が該太陽電池モジュール4を構成する複数のクラスタ4dのそれぞれに設けられたバイパスダイオード4cを経由した経路となるように太陽電池モジュール4の一部のみを遮光すると、バイパスダイオード4cが正常に作動したクラスタ4dでは電流はバイパスダイオード4cを経由する経路に迂回するが、バイパスダイオード4cがオープン故障しているクラスタ4dのセルストリング4bには強制的に発電電流が流される。バイパスダイオード4cがオープン故障しているクラスタ4dのセルストリング4bに強制的に発電電流が流されると、その経路上の遮光部分の太陽電池セル4aが抵抗体となって、図15において遮光IVとして破線で示すように、I−V特性は基準IVに対して発電量が著しく減少した形状となる。   On the other hand, as shown in FIG. 14B, the light-shielding plate 20 causes the conductive path of the solar cell module 4 to pass through the bypass diode 4c provided in each of the plurality of clusters 4d constituting the solar cell module 4. When only a part of the solar cell module 4 is shielded from light, the current bypasses the path passing through the bypass diode 4c in the cluster 4d in which the bypass diode 4c operates normally, but the cluster in which the bypass diode 4c has an open failure. The generated current is forced to flow through the cell string 4b of 4d. When the generated current is forcibly applied to the cell string 4b of the cluster 4d in which the bypass diode 4c has an open failure, the solar cell 4a in the light-shielded portion on the path becomes a resistor and serves as a light-shielded IV in FIG. As shown by the broken line, the IV characteristic has a shape in which the amount of power generation is significantly reduced with respect to the reference IV.

続いて、遮光板20を取り外し、太陽電池モジュール4を再度その全体が遮光されない図14(a)の状態としてI―V特性を測定する。このときのI−V特性は、図15において非遮光IVとして一点鎖線で示すように、基準IVとほぼ等しい形状となる。   Subsequently, the light-shielding plate 20 is removed, and the IV characteristic is measured with the solar cell module 4 in the state shown in FIG. At this time, the IV characteristic has a shape substantially equal to the reference IV, as shown by a chain line in FIG.

したがって、基準IV、遮光IV及び非遮光IVの3つのI−V特性において、所定の電圧値Vbpに対する電流値をそれぞれI、I、Iとすると、I/I≦β(判別定数)、かつ、I≒IないしI=Iが成立すれば、当該太陽電池モジュール4にはバイパスダイオード4cのオープン故障が存在すると判別することができる。 Therefore, assuming that the current values for the predetermined voltage value Vbp are I 1 , I 2 , and I 3 in the three IV characteristics of the reference IV, the light-shielded IV, and the non-light-shielded IV, respectively, I 2 / I 1 ≦ β (determination Constant) and I 1 II 3 or I 1 = I 3 holds, it can be determined that the solar cell module 4 has an open failure of the bypass diode 4c.

バイパスダイオード4cのオープン故障を判別するための判別定数βは、遮光操作によって発電電流を、バイパスダイオード4cを経由した経路へと迂回させるために必要な遮光領域によって決まる定数である。図14(b)に示すように、遮光板20は、その矩形形状の横方向の長さL1が、太陽電池モジュール4のクラスタ4dが配列される方向の幅寸法すなわち各クラスタ4dの短辺の幅寸法CL×クラスタ数に略等しい長さに設定されるとともに、その矩形形状の縦方向の長さL2が、遮光板20による遮光操作によって、各クラスタ4dに設けられたバイパスダイオード4cを経由する経路へと発電電流を迂回させることが可能な遮光面積とする長さに設定されている。したがって、この場合、判別定数βはL2の関数としてL2を適宜設定すすることによって決定することができる。   The discrimination constant β for discriminating the open failure of the bypass diode 4c is a constant determined by a light-shielding region necessary for diverting a generated current by a light-shielding operation to a path passing through the bypass diode 4c. As shown in FIG. 14B, the light-shielding plate 20 has a width L1 in the horizontal direction of the rectangular shape, which is the width in the direction in which the clusters 4d of the solar cell modules 4 are arranged, that is, the short side of each cluster 4d. The length is set to be substantially equal to the width dimension CL × the number of clusters, and the length L2 of the rectangular shape in the vertical direction passes through the bypass diode 4c provided in each cluster 4d by the light shielding operation by the light shielding plate 20. The length is set to a light-shielding area capable of diverting the generated current to the path. Therefore, in this case, the discrimination constant β can be determined by appropriately setting L2 as a function of L2.

図16は、14個の太陽電池モジュールで構成される太陽電池ストリングに対して、バイパスダイオードのオープン故障が含まれない場合のI−V特性と、バイパスダイオードのオープン故障が1カ所(1クラスタ)あって、1つの太陽電池モジュール4を全面遮光した場合のI−V特性とを示すシミュレーションの例である。このシミュレーションでは、開放電圧:36.8V、短絡電流:8.75A、最大出力動作電圧:29.7V、最大出力動作電流:8.17Aの市販のモジュールの数値を用いた。   FIG. 16 shows the IV characteristics of a solar cell string including 14 solar cell modules in the case where an open fault of a bypass diode is not included, and one open fault of a bypass diode (one cluster). Here, it is an example of a simulation showing an IV characteristic when one solar cell module 4 is entirely shielded from light. In this simulation, numerical values of commercially available modules having an open-circuit voltage of 36.8 V, a short-circuit current of 8.75 A, a maximum output operation voltage of 29.7 V, and a maximum output operation current of 8.17 A were used.

シミュレーションの結果から、バイパスダイオードのオープン故障では、1つの太陽電池モジュールを全面遮光した場合は、バイパスダイオードのオープン故障がない場合に対して、ほぼ全電圧領域においてストリング電流が低下し、短絡電流値Iscは50%ほどに低下することが解る。したがって、電流値I、I、Iを短絡電流値Iscで採る場合(Vbp=0V)には、1つの太陽電池モジュールを全面遮光(L2はクラスタの長辺に略等しい)とすることで、判別定数βを0.5<β<1に設定すればよい。また、Vbp=300Vとした場合には、判別定数βを0.3<β<0.5に設定すればよい。 According to the simulation results, in the case of the open failure of the bypass diode, the string current decreases in almost all the voltage region when the entire solar cell module is shielded from light, and the short-circuit current value It can be seen that Isc drops to about 50%. Therefore, when the current values I 1 , I 2 , and I 3 are taken as the short-circuit current value Isc (Vbp = 0 V), one solar cell module is set to be entirely light-shielded (L2 is substantially equal to the long side of the cluster). Then, the discrimination constant β may be set to 0.5 <β <1. When Vbp = 300 V, the discrimination constant β may be set to 0.3 <β <0.5.

太陽電池モジュールの劣化判別装置10によるバイパスダイオードのオープン故障判別方法のより具体的な手順について図17、図18に基づいて説明すると、操作者により操作部12eに対して基準I−V特性の測定開始の操作が行なわれると、基準I−V特性の測定に関する制御情報が劣化判定部12の制御部12aからI−V特性測定部11に送信され、I−V特性測定部11の制御部11dにおいて基準I−V特性(図15における基準IV)の測定が行われる。基準I−V特性の測定結果は劣化判定部12の制御部12aに送信され、データ表示処理がなされて表示部12dに表示される。また、制御部12aは、基準I−V特性の測定結果に基づきVbpにおける電流値Iを抽出し、その後、遮光I−V特性の測定準備が完了したことを表示部12dに表示する。 A more specific procedure of the method for determining the open failure of the bypass diode by the solar cell module deterioration determining apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 17 and 18. When the operator measures the reference IV characteristic with respect to the operation unit 12e. When the start operation is performed, control information on the measurement of the reference IV characteristic is transmitted from the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 to the IV characteristic measurement unit 11, and the control unit 11d of the IV characteristic measurement unit 11 The reference IV characteristic (reference IV in FIG. 15) is measured at. The measurement result of the reference IV characteristic is transmitted to the control unit 12a of the deterioration determination unit 12, subjected to data display processing, and displayed on the display unit 12d. The control unit 12a extracts the current value I 1 in Vbp based on the measurement result of the reference the I-V characteristic, then, the display unit 12d that the measurement preparation for shielding the I-V characteristic has been completed.

操作者は、表示部12dの表示から遮光I−V特性の測定準備が完了したことを認識したならば、測定対象となる太陽電池モジュール4を選択し、当該太陽電池モジュール4を遮光操作した後、操作部12eを操作して遮光I−V特性の測定を開始する。遮光I−V特性の測定が開始されると、遮光I−V特性の測定に関する制御情報が劣化判定部12の制御部12aからI−V特性測定部11に送信され、I−V特性測定部11の制御部11dにおいて遮光I−V特性(図15における遮光IV)の測定が行われる。遮光I−V特性の測定結果は劣化判定部12の制御部12aに送信され、データ表示処理がなされて基準I−V特性とともに表示部12dに表示される。また、制御部12aは、遮光I−V特性の測定結果に基づきVbpにおける電流値Iを抽出し、I/I≦βを満たすか判定し、満たす(YES)の場合には、その判定結果とともに非遮光状態で再度測定を行う指示を表示部12dに表示する。 When the operator recognizes from the display on the display unit 12d that the preparation for the measurement of the light-shielded IV characteristic is completed, the operator selects the solar cell module 4 to be measured, and performs the light-shielding operation on the solar cell module 4. By operating the operation unit 12e, measurement of the light-shielded IV characteristic is started. When the measurement of the light-shielded IV characteristic is started, control information on the measurement of the light-shielded IV characteristic is transmitted from the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 to the IV characteristic measurement unit 11, and the IV characteristic measurement unit The measurement of the light-shielded IV characteristic (light-shielded IV in FIG. 15) is performed by the eleventh control unit 11d. The measurement result of the light-shielded IV characteristic is transmitted to the control unit 12a of the deterioration determination unit 12, subjected to data display processing, and displayed on the display unit 12d together with the reference IV characteristic. The control unit 12a, when the extracted current values I 2 at Vbp based on the measurement result of the light-shielding the I-V characteristic, it is judged whether satisfy I 2 / I 1 ≦ beta, satisfying (YES), the An instruction to perform the measurement again in the non-light-shielded state is displayed on the display unit 12d together with the determination result.

操作者は、表示部12dの表示から非遮光状態で再度測定を行う旨を認識したならば、当該太陽電池モジュール4を遮光しない状態とした後、操作部12eを操作して非遮光I−V特性の測定を開始する。非遮光I−V特性の測定が開始されると、非遮光I−V特性の測定に関する制御情報が劣化判定部12の制御部12aからI−V特性測定部11に送信され、I−V特性測定部11の制御部11dにおいて非遮光I−V特性(図15における非遮光IV)の測定が行われる。非遮光I−V特性の測定結果は劣化判定部12の制御部12aに送信され、データ表示処理がなされて基準I−V特性、遮光I−V特性とともに表示部12dに表示される。また、制御部12aは、非遮光I−V特性の測定結果に基づきVbpにおける電流値Iを抽出し、IがIと同程度であるか否かを判定し、同程度(YES)である場合にはバイパスダイオードがオープン故障していると判定し、その判定結果を表示部12dに表示する。 When the operator recognizes from the display on the display unit 12d that measurement is to be performed again in the non-light-shielded state, the operator sets the solar cell module 4 in the light-shielded state, and then operates the operation unit 12e to operate the non-light-shielded IV. Start measuring characteristics. When the measurement of the non-shielded IV characteristic is started, control information on the measurement of the non-shielded IV characteristic is transmitted from the control unit 12a of the deterioration determination unit 12 to the IV characteristic measurement unit 11, and the IV characteristic is measured. The non-light-shielded IV characteristic (non-light-shielded IV in FIG. 15) is measured by the control part 11d of the measurement part 11. The measurement result of the non-light-shielded IV characteristic is transmitted to the control unit 12a of the deterioration determination unit 12, subjected to data display processing, and displayed on the display unit 12d together with the reference IV characteristic and the light-shielded IV characteristic. The control unit 12a extracts the current value I 3 in Vbp based on the measurement result of the non-shaded the I-V characteristic, I 3 is equal to or comparable with I 1, the same degree (YES) In the case of, it is determined that an open fault has occurred in the bypass diode, and the determination result is displayed on the display unit 12d.

上記の太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードのオープン故障判別方法は、以下の構成を有するものであるといえる。
「複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングから、バイパスダイオードがオープン故障している太陽電池モジュールを判別する太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードのオープン故障判別方法であって、
複数の前記太陽電池モジュールを全て遮光しない状態における前記太陽電池ストリングの所定の電圧値における第1電流値を測定し、
次に、複数の前記太陽電池モジュールから選択した1つの前記太陽電池モジュールの導電経路が前記バイパスダイオードを経由した経路となるように該太陽電池モジュールの全部または一部のみを遮光し、当該遮光状態における前記太陽電池ストリングの前記所定の電圧値における第2電流値を測定し、
次に、複数の前記太陽電池モジュールを再度全て遮光しない状態として前記太陽電池ストリングの前記所定の電圧値における第3電流値を測定し、
前記第2電流値が前記第1電流値に対して所定の比率以下であり、且つ、前記第3電流値が前記第1電流値と略同一である場合に、前記バイパスダイオードがオープン故障していると判定することを特徴とする、太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードのオープン故障判別方法。」
It can be said that the above-described method of determining the open failure of the bypass diode in the solar cell module has the following configuration.
`` From a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series, a bypass diode open failure determination method in a solar cell module for determining a solar cell module in which a bypass diode has an open failure,
Measuring a first current value at a predetermined voltage value of the solar cell string in a state where all the plurality of solar cell modules are not shaded;
Next, all or only a part of the solar cell module is shielded from light so that a conductive path of one solar cell module selected from a plurality of the solar cell modules passes through the bypass diode. Measuring a second current value of the solar cell string at the predetermined voltage value,
Next, a third current value at the predetermined voltage value of the solar cell string is measured in a state where all of the plurality of solar cell modules are not shaded again,
If the second current value is equal to or less than a predetermined ratio with respect to the first current value, and the third current value is substantially the same as the first current value, the bypass diode may cause an open failure. And determining whether there is an open fault in the bypass diode in the solar cell module. "

また、上記の太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードのオープン故障判別方法を実施する太陽電池モジュールの劣化判別装置10は太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードのオープン故障判別装置ともいえるものであり、以下の構成を有するものである。
「複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングから、バイパスダイオードがオープン故障している太陽電池モジュールを判別する太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードのオープン故障判別装置であって、
複数の前記太陽電池モジュールを全て遮光しない状態における前記太陽電池ストリングの所定の電圧値における第1電流値を測定し、次に、複数の前記太陽電池モジュールから選択した1つの前記太陽電池モジュールの導電経路が前記バイパスダイオードを経由した経路となるように該太陽電池モジュールの全部または一部のみを遮光し、当該遮光状態における前記太陽電池ストリングの前記所定の電圧値における第2電流値を測定し、次に、複数の前記太陽電池モジュールを再度全て遮光しない状態として前記太陽電池ストリングの前記所定の電圧値における第3電流値を測定する電流測定部と、
前記第2電流値が前記第1電流値に対して所定の比率以下であり、且つ、前記第3電流値が前記第1電流値と略同一である場合に、前記バイパスダイオードがオープン故障していると判定するオープン故障判定部とを有することを特徴とする、太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードのオープン故障判別装置。」
In addition, the solar cell module deterioration determination device 10 that performs the above-described method of determining the open failure of the bypass diode in the solar cell module can be said to be an open failure determination device of the bypass diode in the solar cell module, and has the following configuration. It is.
`` From a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series, a bypass diode open failure determination device in a solar cell module that determines a solar cell module in which a bypass diode has an open failure,
A first current value at a predetermined voltage value of the solar cell string in a state where all of the plurality of solar cell modules are not shielded from light is measured, and then the conductivity of one of the solar cell modules selected from the plurality of solar cell modules is measured. Light shielding all or only a part of the solar cell module so that the path is a path passing through the bypass diode, measuring a second current value at the predetermined voltage value of the solar cell string in the light shielding state, Next, a current measurement unit that measures a third current value at the predetermined voltage value of the solar cell string in a state where all of the plurality of solar cell modules are not shaded again,
If the second current value is equal to or less than a predetermined ratio with respect to the first current value, and the third current value is substantially the same as the first current value, the bypass diode may cause an open failure. An open failure determination device for a bypass diode in a solar cell module, comprising: "

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 太陽光発電システム
2 太陽電池パネル
3 パワーコンディショナ
4 太陽電池モジュール
4a 太陽電池セル
4b セルストリング
4c バイパスダイオード
4d クラスタ
5 太陽電池ストリング
5a 導電線
5b 導電線
6 接続箱
6a 断路器
6b 逆流防止用ダイオード
10 太陽電池モジュールの劣化判別装置
11 I−V特性測定部
11a 可変負荷抵抗
11b 電流測定部
11c 電圧測定部
11d 制御部
11e 無線インターフェース
12 劣化判定部
12a 制御部
12b 無線インターフェース
12c データ記憶部
12d 表示部
12e 操作部
20 遮光板
A 領域
B 領域
Ps バイパスダイオードの動作点
Voc 開放電圧値
Pr バイパスダイオードの動作点
Vd バイパスダイオードの順方向電圧
Isc 短絡電流値
V1s 電圧値
V1r 電圧値
ΔV1 電位差
V2s 電圧値
V2r 電圧値
ΔV2 電圧差
p 変曲点
Ls 外挿線
V3s 電圧値
Lr 外挿線
V3r 電圧値
ΔV3 電圧差
β 判別定数
L1 長さ
CL 幅寸法
L2 長さ
REFERENCE SIGNS LIST 1 solar power generation system 2 solar cell panel 3 power conditioner 4 solar cell module 4 a solar cell 4 b cell string 4 c bypass diode 4 d cluster 5 solar cell string 5 a conductive wire 5 b conductive wire 6 junction box 6 a disconnector 6 b backflow prevention diode Reference Signs List 10 Solar cell module deterioration determination device 11 IV characteristic measurement unit 11a Variable load resistance 11b Current measurement unit 11c Voltage measurement unit 11d Control unit 11e Wireless interface 12 Deterioration determination unit 12a Control unit 12b Wireless interface 12c Data storage unit 12d Display unit 12e Operation part 20 Light shield plate A region B region Ps Operating point Voc of bypass diode Open voltage value Pr Operating point Vd of bypass diode Forward voltage Isc of bypass diode Short circuit current value V1s Voltage value V1r Voltage value ΔV1 Potential difference V2s Voltage value V2r Voltage value ΔV2 Voltage difference p Inflection point Ls Extrapolation line V3s Voltage value Lr Extrapolation line V3r Voltage value ΔV3 Voltage difference β Discrimination constant L1 Length CL Width L2 Length

Claims (4)

複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングから、劣化した前記太陽電池モジュールを判別する太陽電池モジュールの劣化判別方法であって、
複数の前記太陽電池モジュールを全て遮光しない状態における前記太陽電池ストリングの基準I−V特性を測定し、
複数の前記太陽電池モジュールから選択した1つの前記太陽電池モジュールを、該太陽電池モジュールの導電経路が該太陽電池モジュールを構成する複数のクラスタのそれぞれに設けられたバイパスダイオードを経由した経路となるように遮光し、当該遮光状態における前記太陽電池ストリングの遮光I−V特性を測定し、
前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有する場合には、
前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、
前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有していない場合には、
前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、
前記太陽電池モジュールの劣化クラスタ数に1対1で対応する電圧値の各々について、1クラスタ電圧値に等しい電圧値の幅をもった電圧範囲を判定領域として算定し、前記判定指標となる前記電位差が前記判定領域内にある場合に前記太陽電池モジュールに劣化があると判定することを特徴とする、太陽電池モジュールの劣化判別方法。
A solar cell module deterioration determination method for determining the deteriorated solar cell module from a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series,
Measuring a reference IV characteristic of the solar cell string in a state where all of the plurality of solar cell modules are not shaded,
One of the solar cell modules selected from the plurality of solar cell modules is set so that the conductive path of the solar cell module becomes a path via a bypass diode provided in each of the plurality of clusters constituting the solar cell module. To measure light-shielding IV characteristics of the solar cell string in the light-shielded state,
When the reference IV characteristic has an operation region of the bypass diode,
A point where a straight line obtained by the least square method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode to the low voltage side of the light-shielding IV characteristic intersects the voltage axis. And a straight line obtained by the least squares method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode of the reference IV characteristic to the low voltage side from the operating point of the reference IV characteristic. Extract the potential difference from the voltage value at the point where the axis intersects as a judgment index,
When the reference IV characteristic does not have an operation region of the bypass diode,
A point where a straight line obtained by the least square method using the voltage value and the current value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode to the low voltage side of the light-shielding IV characteristic intersects the voltage axis. And the potential difference between the voltage value at the point intersecting the voltage axis of the reference IV characteristic is extracted as a determination index,
For each of the voltage values corresponding to the number of deteriorated clusters of the solar cell module on a one-to-one basis, a voltage range having a voltage value width equal to one cluster voltage value is calculated as a determination area, and the potential difference serving as the determination index is calculated. And determining that the solar cell module is deteriorated when is within the determination region.
前記判定指標に基づいて前記太陽電池モジュールが劣化していないと判定された場合に、
前記遮光I−V特性の前記線形領域よりも低圧側の所定の電流値に対応する電圧値と、前記基準I−V特性の前記所定の電流値に対応する電圧値との電位差に基づいて、前記太陽電池ストリングの電流低下の有無を判定する、請求項1に記載の太陽電池モジュールの劣化判別方法。
When it is determined that the solar cell module is not deteriorated based on the determination index,
Based on a potential difference between a voltage value corresponding to a predetermined current value on the low voltage side of the linear region of the light-shielding IV characteristic and a voltage value corresponding to the predetermined current value of the reference IV characteristic, The method for determining deterioration of a solar cell module according to claim 1, wherein the presence or absence of a decrease in current of the solar cell string is determined.
複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングから、劣化した前記太陽電池モジュールを判別する太陽電池モジュールの劣化判別装置であって、
前記太陽電池ストリングの両端に接続される可変負荷抵抗と、前記太陽電池ストリングに流れる電流値を測定する電流測定部と、前記太陽電池ストリングの前記可変負荷抵抗との接続部分における電圧値を測定する電圧測定部とを備え、複数の前記太陽電池モジュールを全て遮光しない状態における前記太陽電池ストリングの基準I−V特性と、複数の前記太陽電池モジュールから選択した1つの前記太陽電池モジュールを、該太陽電池モジュールの導電経路が該太陽電池モジュールを構成する複数のクラスタのそれぞれに設けられたバイパスダイオードを経由した経路となるように遮光した状態における前記太陽電池ストリングの遮光I−V特性と、を測定可能なI−V特性測定部と、
前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有する場合には、前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、前記基準I−V特性が前記バイパスダイオードの動作領域を有していない場合には、前記遮光I−V特性の前記バイパスダイオードの動作点から低圧側に延びる線形領域に属する少なくとも2つの測定点の電圧値と電流値を用いて最小二乗法により求めた直線が電圧軸と交差する点における電圧値と、前記基準I−V特性の電圧軸と交差する点における電圧値との電位差を判定指標として抽出し、前記太陽電池モジュールの劣化クラスタ数に1対1で対応する電圧値の各々について、1クラスタ電圧値に等しい電圧値の幅をもった電圧範囲を判定領域として算定し、前記判定指標となる前記電位差が前記判定領域内にある場合に前記太陽電池モジュールに劣化があると判定する劣化判定部と、を有することを特徴とする、太陽電池モジュールの劣化判別装置。
A solar cell module deterioration judging device for judging the deteriorated solar cell module from a solar cell string in which a plurality of solar cell modules are connected in series,
A variable load resistor connected to both ends of the solar cell string, a current measuring unit for measuring a current value flowing through the solar cell string, and a voltage value at a connection portion of the solar cell string with the variable load resistor. A voltage measuring unit, the reference IV characteristic of the solar cell string in a state where all of the plurality of solar cell modules are not shielded from light, and one solar cell module selected from the plurality of solar cell modules. Measure the light-shielded IV characteristics of the solar cell string in a state where light is shielded such that the conductive path of the battery module is a path via bypass diodes provided in each of the plurality of clusters constituting the solar cell module. A possible IV characteristic measuring unit;
When the reference IV characteristic has an operation region of the bypass diode, the voltage value of at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operation point of the bypass diode to the low voltage side of the light-shielding IV characteristic A voltage value at a point where a straight line obtained by a least square method using a current value intersects a voltage axis, and at least two measurements belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode of the reference IV characteristic to a low voltage side. The potential difference between the voltage value at the point where the straight line obtained by the least squares method using the voltage value and the current value at the point intersects the voltage axis is extracted as a judgment index, and the reference IV characteristic is the operating area of the bypass diode. In the case where there is no measurement, at least two measurement points belonging to a linear region extending from the operating point of the bypass diode of the light-shielded IV characteristic to the low voltage side. The potential difference between the voltage value at the point where the straight line obtained by the least squares method using the voltage value and the current value at the point intersects the voltage axis and the voltage value at the point where the voltage axis intersects the voltage axis of the reference IV characteristic is determined. For each of the voltage values corresponding to the number of deteriorated clusters of the solar cell module in a one-to-one correspondence, a voltage range having a voltage value width equal to one cluster voltage value is calculated as a determination region, and the determination is made as an index. A deterioration determining unit that determines that the solar cell module is deteriorated when the potential difference serving as an index is within the determination region.
前記劣化判定部が、
前記判定指標に基づいて前記太陽電池モジュールが劣化していないと判定した場合に、
前記遮光I−V特性の前記線形領域よりも低圧側の所定の電流値に対応する電圧値と、前記基準I−V特性の前記所定の電流値に対応する電圧値との電位差に基づいて、前記太陽電池ストリングの電流低下の有無を判定する、請求項3に記載の太陽電池モジュールの劣化判別装置。
The deterioration determination unit,
When it is determined that the solar cell module is not deteriorated based on the determination index,
Based on a potential difference between a voltage value corresponding to a predetermined current value on the low voltage side of the linear region of the light-shielding IV characteristic and a voltage value corresponding to the predetermined current value of the reference IV characteristic, The deterioration judging device for a solar cell module according to claim 3, wherein whether the current of the solar cell string is reduced is determined.
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