JP5596051B2 - 太陽光発電装置における電気アークを検出する方法 - Google Patents
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Description
・超音波センサが受け取った信号の信号振幅、信号時間、信号中心周波数のうち少なくとも1つのパラメータを測定するステップ
・上記少なくとも1つのパラメータの測定結果を所定の値と比較し、測定結果が電気アークのものに対応するか否かを判定するステップ
・受信した信号の振幅が40dB以上であるか否かをチェックするステップ、および/または
・受信した信号の時間が15〜25μsであるか否かをチェックするステップ、および/または
・受信した信号の中心周波数が200〜360kHzであるか否かをチェックするステップ
・記録されている信号の2乗平均平方根が、5〜15dBEAの第1値から15〜25dBEAの第2値へ増加するか否かをチェックするステップ
・電気アークの検出に続いて電気回路を開放した後、太陽光発電装置を少なくとも1回動作状態に戻すステップ
・電気アークが再び検出された場合、太陽光発電装置の動作を停止させ、太陽光発電装置が故障している旨の情報を送信するステップ
・各センサの信号受信時間を記録してこれらセンサを受信順にランク付けするステップ
・各センサへの信号到着順の関数として、電気アークの位置を判定するステップ
・40dB以上の信号振幅。このパラメータにより、例えば全ての低振幅ノイズを考慮に入れないステップを実施することができる。
・15〜25μsの信号時間。
・200〜360kHzの信号中心周波数。
・一般に11dBEAから約25dBEAに徐々に上昇する、信号電圧の2乗平均平方根。このパラメータは、上記3つに対して予備的なものであり、上記3つのパラメータのうち1以上と組み合わせて用いることができる。
・E1−センサが受信した音響信号の振幅、波形時間、中央周波数のなかから少なくとも1つのパラメータを測定するステップ
・E2−格納されている上記少なくとも1つのパラメータの測定結果を比較し、測定結果が電気アークのものに対応するか否かを判定するステップ
・E21−振幅が40dB以上であるか否かをチェックするステップ、および/または
・E22−信号時間が15〜25μsであるか否かをチェックするステップ、および/または
・E23−中央周波数が20〜360kHzであるか否かをチェックするステップ
・E24−記録されている電気信号の2乗平均平方根電圧が上昇するか否かをチェックするステップ。チェックは、上記値が、11dBEAに近い、より一般的には5〜15dBEAである第1値から、25dBEAに近い、より一般的には15〜25dBEAである第2値へと増加するか否かについてすることができる。
E4−電気アークの検出に続いて電気回路を開放した後、太陽光発電装置を少なくとも1回動作状態に戻すステップ
E5−電気アークが再び検出された場合、動作を停止し、設備の異常に関する情報を送信するステップ。この情報は、警報灯または任意の適当なマンマシンインターフェースによってオペレータに送信することができる。
E61−他のセンサのための参照時間として用いる、第1センサ16が電気アーク音波を受信した時間t0を格納するステップ
E62−他の各センサiの音波の受信時間tiを格納し、これらセンサを受信順にランク付けするステップ
E63−太陽光発電モジュール12の各センサ16における音波の到着順の関数として、電気アークの位置を判定するステップ
・超音波出力はガラス内を非常に高速(5000m/s)に伝搬し、数ミリ秒で超音波センサに到達するので、装置は電気回路を非常に高速に切断することができる。
・モジュール内部であっても、電気アークの検出により、太陽光発電設備が火災で全破損することを回避することができる。
・本発明の装置は、例えば強化コンクリートビルのような金属構造物の近傍に配置された場合でも、効果的に機能する。
・本解決手法は当然、太陽光発電モジュール外の電気アーク検出に関するその他の解決手法と互換性があり、相補的なものである。したがって、これら解決手法と組み合わせることができる。
Claims (13)
- 超音波によって太陽光発電装置内の電気アークを検出する方法であって、
太陽光発電モジュール上または複数の太陽光発電モジュールを支持するシャーシ上に超音波センサを配置するステップ、
前記超音波センサが受信した信号の信号振幅、信号時間、信号中心周波数のなかから少なくとも1つのパラメータを測定するステップ、
前記信号の少なくとも1つのパラメータの測定結果を所定値と比較し、前記測定結果が電気アークのものに対応するか否かを判定するステップ、
ことを特徴とする超音波による電気アーク検出方法。 - 前記2番目の少なくとも1つのパラメータの測定結果を所定値と比較するステップは、
・前記受信した信号の振幅が40dB以上である否かをチェックするステップ、および/または
・前記受信した信号の時間が15μsと25μsの間である否かをチェックするステップ、および/または
・前記受信した信号の中央周波数が200kHzと360kHzの間である否かをチェックするステップ
を実施して前記信号が実際に電気アークによって生成されたか否かを判定するステップを有する
ことを特徴とする請求項1記載の超音波による電気アーク検出方法。 - 前記信号が実際に電気アークによって生成されたか否かを判定するため、記録されている信号の2乗平均平方根電圧が、5dBEAと15dBEAの間の第1値から15dBE
Aと25dBEAの間の第2値へ上昇するか否かをチェックするステップ
を有することを特徴とする請求項2記載の超音波による電気アーク検出方法。 - 太陽光発電装置を安全管理する方法であって、
請求項1から3のいずれか1項記載の超音波による電気アーク検出方法を実施するステップ、
電気アークが検出されたとき、前記太陽光発電装置の電気回路を開放し、電気アークを消滅させるステップ、
を有することを特徴とする太陽光発電装置の安全管理方法。 - 電気アーク検出に続いて前記電気回路を開放した後、前記太陽光発電装置を少なくとも1回動作に復帰させるステップ、
電気アークが再び検出された場合、前記太陽光発電装置の動作を停止させ、前記太陽光発電装置の故障に関する情報を送信するステップ、
を有することを特徴とする請求項4記載の太陽光発電装置の安全管理方法。 - 前記太陽光発電装置内の電気アークの位置を特定するステップを有する
ことを特徴とする請求項4または5記載の太陽光発電装置の安全管理方法。 - 前記太陽光発電装置内の電気アークの位置を特定するステップは、
各前記センサの信号受信時間を格納し、これらセンサを受信順にランク付けするステップ、
各センサにおける前記信号の到着順の関数として、電気アークの位置を判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項6記載の太陽光発電装置の安全管理方法。 - 前記太陽光発電装置が所定の発電閾値を超過した時点の後にのみ、前記電気アーク検出方法を初期化する準備ステップを有する
ことを特徴とする請求項4から7のいずれか1項記載の太陽光発電装置の安全管理方法。 - 電気アークを検出する超音波センサと、
前記超音波センサから処理部への通信リンクと、
を備えた太陽光発電モジュールであって、
電気アークを検出する前記超音波センサは、前記太陽光発電モジュールのフレーム上またはガラス上に配置されている
ことを特徴とする太陽光発電モジュール。 - 1以上のシャーシ上に配置された太陽光発電装置であって、
太陽光発電モジュール上または複数の太陽光発電モジュールを支持するシャーシ上に配置され、電気アークを検出する少なくとも1つの超音波センサと、
請求項1から3のいずれか1項記載の電気アーク検出方法を実施する処理部と、
ことを特徴とする太陽光発電装置。 - 2つの太陽光発電モジュール毎に少なくとも1つの超音波センサを備える
ことを特徴とする請求項10記載の太陽光発電装置。 - 電気アークが検出されたとき前記電気回路を開放する機能を有する安全装置を備え、
前記太陽光発電装置は、請求項4から8のいずれか1項記載の安全管理方法を実施する
ことを特徴とする請求項10または11記載の太陽光発電装置。 - 前記安全装置は、前記太陽光発電装置の前記太陽光発電モジュールのアレイの出力端子上に配置され、または前記太陽光発電モジュールの全てもしくは一部に直接配置されている
ことを特徴とする請求項12記載の太陽光発電装置。
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