JP5607772B2 - 太陽電池パネル監視プログラム、太陽電池パネル監視装置及び太陽電池パネル監視方法 - Google Patents

太陽電池パネル監視プログラム、太陽電池パネル監視装置及び太陽電池パネル監視方法 Download PDF

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Description

本発明は太陽電池パネル監視プログラム、太陽電池パネル監視装置及び太陽電池パネル監視方法に関し、例えば、複数の太陽電池パネルにより発電を行う太陽光発電装置における太陽電池パネル監視プログラム、太陽電池パネル監視装置及び太陽電池パネル監視方法に好適に利用できるものである。

近年、太陽電池パネルを用いて発電を行う太陽光発電装置への注目が高まっている。この太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネルをアレイ状に配置し、受光面積を広くとることで発電量を高めることができる。しかしながら、太陽光発電装置の発電量は、太陽電池パネルへの日射量の違いによってばらつきが生じる。例えば、同じ太陽電池パネルを利用していても、地域が違えば発電量にばらつきが生じる。また、雲による陰や、付近に配置される支柱の陰、或いは、屋根の陰等の影響により領域毎に日射量に差が生じて発電量にばらつきが生じる。そのため、太陽光発電装置では、一部の太陽電池パネルに不具合が生じた場合であっても、発電量の低下が太陽電池パネルの不具合に起因するのか日射量の違いに起因するのかを特定するのが難しい問題がある。そこで、太陽電池パネルの不具合を検出技術が特許文献1、2に開示されている。

特許文献1では、各エネルギー変換機器を太陽光エネルギーの享受状態によってグループ分けするグループ分情報を保有するデータベースに基づいて、各エネルギー変換機器の出力量をグループに分類する。そして、特許文献1では、同一のグループに属するエネルギー変換機器の出力量同士を比較して、各エネルギー変換機器の出力量の類似性を求め、類似性に基づいて、各エネルギー変換機器に対して異常であるか否かを判定する監視装置が開示されている。

特許文献2は、複数の太陽電池パネルからの出力を集約して電力変換装置に送り込む太陽光発電システムについての監視システムであって、複数の太陽電池パネルからの出力電路が集約される接続箱に計測装置を設け、各太陽電池パネルの発電量を計測する。また、特許文献2では、計測装置に接続された子機のPLCモデムと、電力変換装置側に設けられる親機のPLCモデムとの間の電力線通信によって計測データを送信し、管理装置は、太陽電池パネル毎の計測データを収集する。

また、特許文献2では、管理装置が、太陽電池パネル毎の計測データに基づき、各太陽電池パネルについての、同一時点における発電量の差に基づいて、異常の有無を判定する。例えば、全太陽電池パネルの発電量の平均値を求め、当該平均値との差が所定の閾値以下であれば正常、閾値を超える差となる低い発電量である場合には異常、と判定する。さらに、特許文献2では、全体として発電量のパネル間格差が比較的多い場合には、日照条件が近似したエリア単位で発電量の平均値を求め、これとの比較において閾値を超える差となる低い発電量である場合には異常、とする。

特開2004−138293号公報 特開2012−205078号公報

しかしながら、太陽光発電装置では、装置の設置後に日射条件が変化することがある。そのため、特許文献1のように固定的なデータベースを利用したグルーピングを行う、或いは、特許文献2のように、固定的なエリア設定を行った場合、日射条件の変化による故障の誤検出が発生する問題がある。例えば、時間による日射条件の変化、季節による日射条件の変化、新たな施設の建設、或いは、太陽電池パネルの汚れ等の後天的な原因に起因する日射条件の変化には対応することができない問題がある。

本発明の一態様は、プログラムを実行する演算部と、太陽電池パネルの状態情報を保持する記憶部と、を有する太陽電池パネル監視装置で実行される太陽電池パネル監視プログラムであって、前記太陽電池パネルの状態情報を前記太陽電池パネル毎に取得して前記状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納する状態情報取得処理と、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも1つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定処理と、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障パネル検出処理と、を行う太陽電池パネル監視プログラムである。

また、本発明の別の態様は、それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎に特性を監視する太陽電池パネル監視装置であって、前記太陽電池パネル毎に計測された状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて保持する記憶部と、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも1つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定部と、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障検出部と、を有する太陽電池パネル監視装置である。

また、本発明の別の態様は、それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎の特性監視処理を、演算部と記憶部とを備える太陽電池パネル監視装置を用いて実施する太陽電池パネル監視方法であって、前記太陽電池パネル毎に計測された状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納し、前記記憶部に格納された前記状態情報を前記演算部で解析して、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも1つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記状態情報との差が所定の範囲内となる前記状態情報を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成し、前記演算部においてグループ毎に前記状態情報を解析して、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する太陽電池パネル監視方法である。

本発明によれば、日射条件の変化によらず適切な故障パネル検出を行うことができる。

実施の形態1にかかる太陽光発電装置のブロック図である。 実施の形態1にかかる太陽光発電部のブロック図である。 実施の形態1にかかる管理装置のブロック図である。 実施の形態1にかかる太陽電池パネルの特性の一例を示すグラフである。 実施の形態1にかかる太陽光発電装置における同傾向パネルグループの一例を示す概略図である。 実施の形態1にかかる管理装置の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態1にかかる管理装置の第1のグループ化処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態1にかかる管理装置の第2のグループ化処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態1にかかる管理装置の故障パネル検出処理の手順を示すフローチャートである。

実施の形態1
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。以下では、太陽光発電装置のうち大規模な発電施設を想定して本発明の実施の形態について説明する。しかし、本発明は、小規模な一般家庭向け太陽光発電装置に対しても適用可能である。

まず、図1に実施の形態1にかかる太陽光発電装置1のブロック図を示す。図1に示すように、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1は、パワーコンディショナー101〜10j(jはパワーコンディショナーの個数を示す整数)、パネルユニット111〜11k(kは、パネルユニットの個数を示す整数)、管理装置20を有する。また、図1に示す例では、パネルユニット111〜11kは、パワーコンディショナー毎に同じ数が設けられているものとする。

パワーコンディショナー101〜10jは、対応するパネルユニット111〜11kで発電された電力を足し合わせて系統配線に出力する。パネルユニット111〜11kは、それぞれ複数の太陽電池パネルが直列に接続されたストリングを有し、当該ストリングから得られた電力をパワーコンディショナー101〜10jに出力する。また、パネルユニット111〜11kは、太陽電池パネル毎に計測した状態情報を管理装置20に出力する。管理装置20は、それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎に特性を監視する。より具体的には、管理装置20は、パネルユニット111〜11kから出力された状態情報に基づき太陽電池パネルの故障箇所を検出する。以下では、各構成要素についてさらに詳細に説明する。

図2に実施の形態1にかかる太陽光発電部のブロック図を示す。パワーコンディショナー101及びパワーコンディショナー101に対応するパネルユニット111〜11kと、パワーコンディショナー102〜10j及びこれらに対応するパネルユニット111〜11kの構成は実質的に同じである。そのため、図2では、パワーコンディショナー101及びパワーコンディショナー101に対応するパネルユニット111〜11kのみを示した。

図2に示すように、太陽光発電部は、パワーコンディショナー101と、パネルユニット111〜11kを有する。また、パネルユニット111は、太陽電池パネルP11〜P1m(mは太陽電池パネルの数を示す整数)、パネル状態計測部121、接続箱131を有する。パネルユニット112は、太陽電池パネルP21〜P2m、パネル状態計測部122、接続箱132を有する。パネルユニット11kは、太陽電池パネルPk1〜Pkm、パネル状態計測部12k、接続箱13kを有する。パネルユニット111〜11kは、実質的に同じ構成であるため、パネルユニット111を例にパネルユニットについて説明する。

太陽電池パネルP11〜P1mは、直列に接続されたストリングを構成する。パネル状態計測部121は、太陽電池パネルの間を接続する配線上に設けられたモニタ部により各太陽電池パネルの出力電圧及び出力電流をパネル単位で取得する。また、パネル状態計測部121は、この出力電圧及び出力電流を太陽電池パネルを特定するパネルIDと関連付けて状態情報を生成する。パネル状態計測部121は、生成した状態情報を管理装置20に出力する。接続箱131は、ストリングから得られた電力をパワーコンディショナー101に出力すると共に他のパネルユニット11kからの電流の逆流を防止する。

図3に、実施の形態1にかかる管理装置20のブロック図を示す。図3に示すように、管理装置20は、例えば、コンピュータ等の演算処理が可能な装置である。管理装置20は、処理部21、操作部22、表示部23を有する。処理部21は、太陽電池パネル毎に特性の監視に関する具体的な処理を行う。操作部22は、利用者が処理部21に対する操作を与えるインタフェースである。表示部23は、処理部21の操作画面、或いは、処理結果を利用者に提示するインタフェースである。

処理部21についてより具体的に説明する。図3に示すように、処理部21は、演算部31、入力インタフェース32、記憶部33を有する。演算部31は、例えばCPU(Central Processing Unit)等の演算処理を行うものであって、本発明の具体的な処理を行う太陽電池パネル監視プログラム(以下、監視プログラムと称す)を実行する。処理部21は、監視プログラムを実行することで、状態情報取得部311、パネルグループ設定部312、故障パネル検出部313等の処理機能を備える。入力インタフェース32は、パネル状態計測部121〜12kから状態情報を取得し、演算部31に与える通信インタフェースである。記憶部33は、監視プログラム、個別パネル状態情報、パネルグループ情報等のデータを格納する。

状態情報取得部311は、入力インタフェース32を介して太陽電池パネルの状態情報を太陽電池パネル毎に取得する。そして、状態情報取得部311は、状態情報を計測時間及び太陽電池パネルの位置と対応付けて個別パネル状態情報を生成する。状態情報取得部311は、この個別パネル状態情報を記憶部33に格納する。

パネルグループ設定部312は、複数の太陽電池パネルから少なくとも1つの基準太陽電池パネルを決定し、基準太陽電池パネルの状態情報との差が所定の範囲内となる状態情報を有する太陽電池パネルを束ねて基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成する。1つの同傾向パネルグループにいずれの太陽電池パネルが含まれるかは、パネルグループ情報として記憶部33に格納される。このパネルグループ設定部312のさらに具体的な処理は後述する。

故障パネル検出部313は、同一グループに属する太陽電池パネルのうち状態情報の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる太陽電池パネルを故障パネルとして検出する。故障パネル検出部313は、故障パネルが検出された場合、故障パネルと判断された太陽電池パネルの位置情報を記憶部33に格納すると共に表示部23に表示する。なお、故障パネル検出部313のより具体的な処理については後述する。

実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、太陽電池パネル毎の発電量及び発電傾向の時系列情報に基づき太陽電池パネルをグループ化し、当該グループ毎に太陽電池パネルの故障を検出する。そこで、太陽電池パネルの特性の一例を示すグラフを図4に示す。図4に示す例では、横軸が時間を示し、縦軸が電圧又は電流を示している。また、図4に示す例では、1つのストリングに属する2つの太陽電池パネルの特性を示した。

図4に示すように、太陽電池パネルは、出力電流に比べて出力電圧の変動が小さい。また、太陽電池パネルの出力電流は、時間経過と共に大きく増減する。これは、時間によって日射量が変化するためである。つまり、太陽電池パネルの発電量は、出力電流の大きさに大きく依存する。そのため、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、出力電流に対して、判定閾値THを設け、判定閾値THを超える出力電流がある期間を有効な発電期間として用いる。

続いて、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1における同傾向パネルグループについて説明する。図5に実施の形態1にかかる太陽光発電装置1の同傾向パネルグループの一例の概略図を示す。図5に示す例は、4行3列のパネルユニットを有し、さらに、各パネルユニットが5行5列で配置された太陽電池パネルを有するものである。図5に示すように、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、太陽電池パネルの発電傾向に従って、同傾向パネルグループを設定するため、同傾向パネルグループに属する太陽電池パネルは、パネルユニットの境界を越えて存在する場合がある。図5に示す例では、同傾向パネルグループとしてPG1〜PG10を示した。

続いて、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1の管理装置20の動作手順について具体的に説明する。図6に実施の形態1にかかる太陽光発電装置1の管理装置20の動作手順を示すフローチャートを示す。

図6に示すように、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1の管理装置20は、処理の開始に伴い、パネル状態計測部121〜12kから状態情報を取得し、個別パネル状態情報を生成する(ステップS1)。このステップS1の状態情報取得処理は、状態情報取得部311において行われる処理である。状態情報取得部311は、太陽電池パネルの状態情報を前記太陽電池パネル毎に取得して前記状態情報を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けた情報を個別パネル状態情報として生成し、個別パネル状態情報を記憶部33に格納する。

続いて、管理装置20は、同傾向パネルグループの作成指示があった場合(ステップS2のYESの枝)、ステップS3、S4の同傾向パネルグループ設定処理によって同傾向パネルグループを作成する。一方、管理装置20は、同傾向パネルグループの作成指示がなかった場合(ステップS2のNOの枝)、同傾向パネルグループの作成は行わずに、すでに設定されている同傾向パネルグループに基づきステップS5の故障パネル検出処理を作成する。なお、一度もステップS2、S3によって同傾向グループが作成されていない場合は、予め設定した仮の同傾向パネルグループに基づき故障パネル検出処理が行われる。また、ステップS2における同傾向パネルグループ作成指示は、利用者による操作により発行する、或いは、タイマにより定期的に発行する等の様々な発行方法がある。つまり、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、ステップS3、S4のパネルグループ設定処理は、予め設定された条件に応じて繰り返し実行される。なお、ステップS3、S4のパネルグループ設定処理は、パネルグループ設定部312により行われる。

また、図6に示すように、パネルグループ設定処理は、第1のグループ化処理(ステップS3)と、第2のグループ化処理(ステップS4)と、に分けることができる。第1のグループ化処理では、複数の太陽電池パネルから選定した基準太陽電池パネルと他の太陽電池パネルとの状態情報の相関係数を求め、当該相関係数に基づき同傾向パネルグループを生成する。また、第2のグループ化処理では、第1のグループ化処理でいずれの同傾向パネルグループにも含めることができなかった太陽電池パネルをいずれかの同傾向パネルグループに含める。なお、ステップS3、S4のパネルグループ設定処理は、パワーコンディショナー単位で行われ、全てのパワーコンディショナーに対する処理が完了するまで繰り返し実行される。そして、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、ステップS5の故障パネル検出処理において、同傾向パネルグループ内で太陽電池パネルの出力を比較することで故障パネルを検出する。この故障パネル検出処理は、故障パネル検出部313により行われる処理である。以下では、ステップS3〜S5の各処理についてより詳細に説明する。

まず、ステップS3の第1のグループ化処理の処理手順を示すフローチャートを図7に示す。図7に示すように、第1のグループ化処理は、太陽電池パネルの仕様の種類毎に行われる。そのため、第1のグループ化処理では、太陽電池パネルの仕様の種類の数に応じた回数のループ処理を実施し、各ループ処理においてステップS11〜S18の処理を実施する。この処理は、管理装置20のパネルグループ設定部312において行われる。

パネルグループ設定部312は、第1の仮パネルグループPGPに同一仕様の太陽電池パネルを登録する(ステップS11)。続いて、パネルグループ設定部312は、第1の仮パネルグループPGPから最大発電量となる太陽電池パネル(以下、最大発電量パネルMPと称す)を基準太陽電池パネルとして抽出する(ステップS12)。続いて、パネルグループ設定部312は、第1の仮パネルグループPGP内のパネルの相関係数を算出する(ステップS13)。

この相関係数Kは、例えば、Xiを基準太陽電池パネルの時系列電流値、Yiを相関係数Kの算出対象の太陽電池パネルの時系列電流値とした場合、(1)式〜(3)式に基づき算出される。

続いて、パネルグループ設定部312は、最大発電量パネルMPとの相関係数Kが0.95以上の太陽電池パネルがあるか否かを判断する(ステップS14)。このステップS14において、相関係数Kが0.95以上の太陽電池パネルがあると判断された場合(ステップS14のYESの枝)、相関係数Kが0.95以上の太陽電池パネルをグループ化して同傾向パネルグループを生成する(ステップS15)。一方、このステップS14において、相関係数Kが0.95以上の太陽電池パネルがないと判断された場合(ステップS14のNOの枝)、最大発電量パネルMPを第2の仮パネルグループPGNに登録する(ステップS16)。

続いて、パネルグループ設定部312は、最大発電量パネルMPとの相関関係Kが0.95未満の太陽電池パネルがあるか否かを判断する(ステップS17)。このステップS17において、最大発電量パネルMPとの相関係数Kが0.95未満の太陽電池パネルがあると判断された場合(ステップS17のYESの枝)、相関係数Kが0.95未満のパネルで第1の仮パネルグループPGPを再構成し(ステップS18)、ステップS12の処理を再度実施する。一方、このステップS17において、最大発電量パネルMPとの相関係数Kが0.95未満の太陽電池パネルがないと判断された場合(ステップS17のNOの枝)、別のループ処理が未処理であれば別のループ処理を実施し、未実施のループ処理がないのであれば、第1のグループ化処理を終了する。

つまり、第1のグループ化処理では、一の基準太陽電池パネルとの相関係数が所定の範囲内となる太陽電池パネルを束ねて一の同傾向パネルグループを生成する。また、第1のグループ化処理では、一の同傾向パネルグループに属さない他の太陽電池パネルから最大発電量を有する太陽電池パネルを別の基準太陽電池パネルとして決定し、別の基準太陽電池パネルの状態情報との差が所定の範囲内となる状態情報を有する太陽電池パネルを束ねて別の同傾向パネルグループを生成する。

次いで、第2のグループ化処理の詳細について説明する。この第2のグループ化処理もパネルグループ設定部312で行われる処理である。図8に実施の形態1にかかる管理装置の第2のグループ化処理の手順を示すフローチャートを示す。なお、第1のグループ化処理において未分類となった太陽電池パネルは、他の太陽電池パネルとは大きく出力特性が異なるものとして、未分類の太陽電池パネルに対しては、故障パネルとして判断することもできる。このような場合は第2のグループ化処理は必ずしも実施しなくても良い。

図8に示すように、パネルグループ設定部312は、第2のグループ化処理の開始に伴い、第2の仮パネルグループPGNに登録されている太陽電池パネルがあるか否かを判定する(ステップS21)。このステップS21において、第2の仮パネルグループPGNに登録されている太陽電池パネルがないと判断された場合(ステップS21のNOの枝)、パネルグループ設定部312は、第2のグループ化処理を終了する。一方、ステップS21において、第2の仮パネルグループPGNに登録されている太陽電池パネルがあると判断された場合(ステップS21のYESの枝)、パネルグループ設定部312は、第2のパネルグループPGNに登録されているパネルの数に応じたループ処理を実施する。このループ処理は、ステップS22〜S24の処理を含む。

パネルグループ設定部312は、ループ処理の開始に伴い、第2のパネルグループPGNから処理対象となる太陽電池パネル(以下、処理対象パネルと称す)を抽出する。続いて、パネルグループ設定部312は、処理対象パネルと、同一仕様の同傾向パネルグループの最大発電量パネルと、の相関係数Kを最大発電量パネル毎に算出する(ステップS23)。続いて、パネルグループ設定部312は、最も大きな相関係数となる最大発電量パネルが属する同傾向パネルグループに処理対象パネルを登録する。そして、パネルグループ設定部312は、第2の仮パネルグループPGNに登録されている全ての太陽電池パネルに対してステップS22〜S24の処理が完了したことに応じて第2のグループ化処理を終了する。

つまり、第2のグループ化処理では、いずれの同傾向パネルグループにも属さない太陽電池パネルを、最も近い状態情報(最も大きな相関係数K)を有する基準太陽電池パネルが含まれる同傾向パネルグループに登録する。

次いで、故障パネル検出処理について説明する。故障パネル検出処理は、故障パネル検出部313により実施される処理である。図9に実施の形態1にかかる管理装置20の故障パネル検出処理の手順を示すフローチャートを示す。

図9に示すように、故障パネル検出部313は、同傾向パネルグループ毎にステップS31〜S36の処理を実施する。故障パネル検出部313は、一の同傾向パネルグループに対する故障パネル検出処理の開始に伴い、処理対象の同傾向パネルグループ中の太陽電池パネルのそれぞれについて、出力電流が判定閾値TH以上となる出力連続期間を抽出する(ステップS31)。続いて、故障パネル検出部313は、出力連続期間毎に最大発電量パネルと他の太陽電池パネルとの間の発電量の差分を算出する(ステップS32)。

続いて、故障パネル検出部313は、処理対象の同傾向パネルグループの太陽電池パネル毎にステップS32の差分の大きさを検証する。この検証処理では、まず、発電量の差分が故障閾値以上であるか否かを判断する(ステップS33)。このステップS33において、発電量の差分が故障閾値以上であると判断された場合(ステップS33のYESの枝)、検証した太陽電池パネルを故障パネルとして登録する(ステップS34)。一方、ステップS33において、発電量の差分が故障閾値未満であると判断された場合(ステップS33のNOの枝)、発電量の差分が出力低下閾値以上であるか否かを判断する(ステップS35)。このステップS35において、発電量の差分が出力低下閾値以上であると判断された場合(ステップS35のYESの枝)、検証した太陽電池パネルを出力低下パネルとして登録する(ステップS36)。一方、ステップS35において、発電量の差分が出力低下閾値未満であると判断された場合(ステップS35のNOの枝)、検証した太陽電池パネルは正常動作していると判断して、他の太陽電池パネルの検証を続ける。

つまり、故障パネル検出部313は、基準太陽電池パネルとの発電量の差が第1の閾値(例えば、故障閾値)以上となった太陽電池パネルを故障パネルとして判定し、基準太陽電池パネルとの発電量の差が故障閾値よりも小さな第2の閾値(例えば、出力低下閾値)以上となった太陽電池パネルを出力低下パネルとして判定する。

そして、故障パネル検出部313は、検証対象の同傾向パネルグループに含まれる太陽電池パネルの全てに対してステップS33〜S36の処理を実施したことに応じて、検証対象の同傾向パネルグループを別の同傾向パネルグループとする。また、故障パネル検出部313は、全ての同傾向パネルグループに対して、ステップS31〜S36の処理が終了したことに応じて処理を終了する。

上記説明より、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1は、第1のグループ化処理(例えば、ステップS4)及び第2のグループ化処理(例えば、ステップS5)において、故障検出対象の複数の太陽電池パネルから基準太陽電池パネルを選定する。そして、太陽光発電装置1は、基準太陽電池パネルの状態情報との相関係数Kが所定の範囲内となる状態情報を有する太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループに設定する。つまり、太陽光発電装置1は、パネルユニットの設置場所、設置状況によらず高い相関関係を有する太陽電池パネルを含む同傾向パネルグループを生成することができる。

つまり、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、第1のグループ化処理を実施することで、太陽電池パネルの設置状況或いは日照条件に応じて発電傾向が同じ太陽パネルがグループ化される。そして、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、同傾向パネルグループ内で発電量を相対的に比較することで、高い精度で故障パネルを検出することができる。


また、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、第1のグループ化処理において、太陽電池パネルの仕様毎にグループ化処理を行う。ここで、仕様とは、太陽電池パネルの発電特性を規定するものであり、異なる仕様の太陽電池パネルを発電傾向のみで分類してしまうと、少しの環境変化(例えば、雲が流れることによる陰の変化)によって、発電量が同一グループ内の他のパネルと大きく異なる値となり、故障パネルの誤検出が発生する場合がある。しかし、太陽電池パネルの仕様毎にグループ化処理を行うことで、このような誤検出を低減することができる。

また、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1は、同傾向パネルグループに高い相関関係を有する太陽電池パネルを登録し、太陽電池パネル単位で状態情報を判定する。そのため、太陽光発電装置1は、設置環境の変化に起因する出力低下を検出することができる。例えば、太陽電池パネルの汚れによる発電量の低下を検出することができる。汚れは清掃により除去できるため、このような原因に起因する出力低下を検出することで、太陽電池パネルの出力低下期間を短縮することができる。例えば、メガソーラー等の大規模な太陽光発電装置では、発電量の低下をパネル単位で管理することで、発電量を限界まで高めることへの要求が大きく太陽光発電装置1によるパネル単位での出力低下の検出は重要である。

また、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、第2のグループ化処理を実施することで、全ての太陽電池パネルがいずれかの同傾向パネルグループに属することになる。つまり、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1では、第2のグループ化処理を実施することで、単独で故障の有無の判断がなされる太陽電池パネルがなくなるため、高い精度で故障パネルを検出することができる。例えば、一の太陽電池パネルのみに陰がかかってしまうような設置状態となる場合であっても、単独で故障の有無の判断がなされる太陽電池パネルがなくなるため、高い精度で故障パネルを検出することができる。

また、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1は、基準太陽電池パネル及び同傾向パネルグループに含まれる太陽電池パネルをパネルグループ作成指示に応じて再構成することができる。これにより、太陽光発電装置1は、太陽電池パネルの日射量の時間遷移が変化した場合であっても、同じ発電量変化傾向を示す太陽電池パネルを含む同傾向パネルグループを、日射量の時間遷移の変化に応じて生成することができる。

また、実施の形態1にかかる太陽光発電装置1は、上記のように同傾向パネルグループを生成するため、同傾向パネルグループに登録される太陽電池パネルの発電傾向に高い相関関係を有する。そのため、太陽光発電装置1は、同傾向パネルグループ内の太陽電池パネルの間で発電量を比較することで高精度な故障検出を行うことができる。また、高い精度の故障検出が行うことができることから、太陽電池パネルの故障のみならず、故障の予兆となる出力低下を検出することができる。

上記実施の形態の説明では、第1の仮パネルグループ中から最大の発電量を有する基準太陽電池パネルを選択し、当該基準太陽電池パネルとの相関係数が高い太陽電池パネルを束ねて同傾向パネルグループを設定する例について説明した。しかし、同傾向パネルグループに登録する太陽電池パネルの決定方法は、他の方法をとることもできる。

例えば、発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフに対して音声認識技術等に用いられる波形解析を適用し、当該解析結果を用いて、発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフに対してフーリエ変換等の処理を加え、処理結果に応じて発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフの形状を図形として捉え、図形の類似性に応じて発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。発電量の時系列グラフ、或いは、出力電流量の時系列グラフとして発電量、或いは、出力電流量の積算グラフを生成し、当該積算グラフの傾きの類似性に応じて発電傾向の類似性が高い太陽電池パネルを一の同傾向パネルグループとすることもできる。

なお、上記説明では、監視プログラムに基づき実現されるハードウェア機能について説明した。この監視プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上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。

1 太陽光発電装置
101〜10j パワーコンディショナー
111〜11k パネルユニット
20 管理装置
21 処理部
22 操作部
23 表示部
31 演算部
32 入力インタフェース
33 記憶部
311 状態情報取得部
312 パネルグループ設定部
313 故障パネル検出部
121〜12k パネル状態計測部
131〜13k 接続箱
P11〜P1m、P21〜P2m、Pk1〜Pkm 太陽電池パネル
PG1〜PG10 同傾向パネルグループ

Claims (11)

  1. プログラムを実行する演算部と、太陽電池パネルの出力電流量を保持する記憶部と、を有する太陽電池パネル監視装置で実行される太陽電池パネル監視プログラムであって、
    前記太陽電池パネルの出力電流量を前記太陽電池パネル毎に取得して前記出力電流量を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納する状態情報取得処理と、
    複数の前記太陽電池パネルから少なくとも1つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記出力電流量との差が所定の範囲内となる前記出力電流量を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定処理と、
    同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記出力電流量の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障パネル検出処理と、
    を行う太陽電池パネル監視プログラム。
  2. 前記パネルグループ設定処理は、予め設定された条件に応じて繰り返し実行される請求項1に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  3. 前記パネルグループ設定処理は、複数の前記太陽電池パネルのうち最大発電量を有する太陽電池パネルを前記基準太陽電池パネルとして決定する請求項1又は2に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  4. 前記パネルグループ設定処理は、前記同傾向パネルグループに属さない他の太陽電池パネルから最大発電量を有する太陽電池パネルを別の基準太陽電池パネルとして決定し、
    前記別の基準太陽電池パネルの前記出力電流量との差が所定の範囲内となる前記出力電流量を有する前記太陽電池パネルを束ねて別の同傾向パネルグループを生成する請求項3に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  5. 前記パネルグループ設定処理は、いずれの前記同傾向パネルグループにも属さない太陽電池パネルを、最も近い前記出力電流量を有する基準太陽電池パネルが含まれる前記同傾向パネルグループに登録する請求項4に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  6. 前記パネルグループ設定処理は、前記基準太陽電池パネルの前記出力電流量と他の前記太陽電池パネルの前記出力電流量との相関係数に基づき前記基準太陽電池パネルと他の前記太陽電池パネルとの差を判定する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  7. 前記パネルグループ設定処理は、前記複数の太陽電池パネルの仕様毎に前記同傾向パネルグループの設定処理を行う請求項1乃至6のいずれか1項に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  8. 前記故障パネル検出処理は、前記太陽電池パネルの出力電流が予め設定された判定閾値以上となる出力連続期間における前記太陽電池パネルの発電量に基づき前記故障パネルを検出する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  9. 前記故障パネル検出処理は、前記基準太陽電池パネルとの前記発電量の差が第1の閾値以上となった前記太陽電池パネルを前記故障パネルとして判定し、前記基準太陽電池パネルとの前記発電量の差が前記第1の閾値よりも小さな第2の閾値以上となった前記太陽電池パネルを出力低下パネルとして判定する請求項8に記載の太陽電池パネル監視プログラム。
  10. それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎に特性を監視する太陽電池パネル監視装置であって、
    前記太陽電池パネル毎に計測された出力電流量を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて保持する記憶部と、
    複数の前記太陽電池パネルから少なくとも1つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記出力電流量との差が所定の範囲内となる前記出力電流量を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成するパネルグループ設定部と、
    同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記出力電流量の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する故障検出部と、
    を有する太陽電池パネル監視装置。
  11. それぞれが直列に接続された複数の太陽電池パネルを含む複数のストリングに対して前記太陽電池パネル毎の特性監視処理を、演算部と記憶部とを備える太陽電池パネル監視装置を用いて実施する太陽電池パネル監視方法であって、
    前記太陽電池パネル毎に計測された出力電流量を計測時間及び前記太陽電池パネルの位置と対応付けて前記記憶部に格納し、
    前記記憶部に格納された前記出力電流量を前記演算部で解析して、複数の前記太陽電池パネルから少なくとも1つの基準太陽電池パネルを決定し、前記基準太陽電池パネルの前記出力電流量との差が所定の範囲内となる前記出力電流量を有する前記太陽電池パネルを束ねて前記基準太陽電池パネル毎に同傾向パネルグループを生成し、
    前記演算部においてグループ毎に前記出力電流量を解析して、同一グループに属する前記太陽電池パネルのうち前記出力電流量の時間変化が予め設定された閾値よりも大きくなる前記太陽電池パネルを故障パネルとして検出する太陽電池パネル監視方法。
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