JP5723611B2 - 太陽光発電システム、異常検出方法、及び異常検出システム - Google Patents
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Description
演算単位ごとの日射量p1〜pn(n個の演算単位がある場合)は比較部3に入力され(S1011)、n個の演算単位間の日射量が一致しているか否かを判定する(S1012)。部分陰および充填剤の変色が生じていない場合には、それらに起因する日射量がすべての演算単位間で一致すると捉え、n個の演算単位間の日射量が一致しているときには「日射量異常なし」と判定する(S1013)。一方、日射量がすべて一致していない場合、部分陰および充填剤の変色と分類される。この時、常時不一致か否かを判定し(S1014)、慢性的に不一致が続いている場合には充填剤の変色と判定し(S1015)、一定時間のみ不一致の場合には部分陰と判定する(S1016)。ここで、慢性的か一定時間かの判断は、すべての測定回数に対する不一致の回数の割合が所定値を超えるか否かで判断すればよい。
2…異常検出部
3…パワーコンディショナ(PCS)
4…最大電力点追従部
10…太陽電池セル
11…太陽電池クラスタ
12…太陽電池モジュール
13…バイパスダイオード
14…直流電流源
15…ダイオード
16…シャント抵抗値
17…直列抵抗値
101…太陽電池(PV)
102…電流検出部
103…電圧検出部
104…外部環境計測部
105…太陽電池特性式数値演算部
106…比較部1
107…直列抵抗値・日射量変更部
108…閾値抵抗計算部
109…比較部2
110…比較部3
111…比較部4
112…分類部
113…出力部
Claims (17)
- 太陽電池セルを直列に接続して構成される太陽電池と、
発電中の前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
発電中の前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出部と、
外部の環境を示す外部環境データを取得する外部環境計測部と、
前記出力電圧値、前記出力電流値、及び前記外部環境データを用いて、異常状態における前記太陽電池の特性と前記異常状態を検出するための閾値を算出する特性演算部と、
前記異常状態における太陽電池の特性と前記閾値とを用いて、前記太陽電池の異常状態を検出する異常検出部と、を有し、
前記特性演算部は、前記異常状態における太陽電池の特性を用いて直列抵抗の劣化による電力損失量を計算し、
前記特性演算部は、前記外部環境データを用いて前記演算単位ごとに正常状態における電流−電圧特性を算出し、前記正常状態における電流−電圧特性と前記出力電圧値及び前記出力電流値とが一致するように変化させた直列抵抗値と日射量を算出する太陽光発電システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記特性演算部は、所定数の前記太陽電池セルが直列に接続される演算単位ごとに、直列抵抗値、日射量、逆バイアス電圧の最小値、及び前記異常状態を検出するための閾値抵抗値を算出する太陽光発電システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記異常検出部は、前記太陽電池のハンダ不良および配線の断線を検出する太陽光発電システム。 - 請求項2に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記演算単位は、前記太陽電池セルの直列接続数に応じて変更できる太陽光発電システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記外部環境計測部は、センサにより温度と日射量を計測するか、又は、基準セルの短絡電流と開放電圧から温度と日射量を算出する太陽光発電システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記異常検出部の検出結果に応じた情報を外部へ出力する出力部を有する太陽光発電システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽電池に接続される負荷変動部と、
前記出力電圧値と前記出力電流値に基づいて、前記太陽電池の出力電力値が最大電力値となるように前記負荷変動部に制御信号を出力する最大電力点追従部と、をさらに有し、
前記異常検出部は、前記太陽電池の異常状態の検出結果を前記最大電力点追従部に出力し、
前記最大電力点追従部は、前記検出結果に基づいて前記制御信号を出力する太陽光発電システム。 - 太陽電池セルを直列に接続して構成される太陽電池と、
発電中の前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
発電中の前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出部と、
外部の環境を示す外部環境データを取得する外部環境計測部と、
前記出力電圧値、前記出力電流値、及び前記外部環境データを用いて、異常状態における前記太陽電池の特性と、前記異常状態を検出するための閾値と、所定数の前記太陽電池セルが直列に接続される演算単位ごとの電流−電圧特性と、を算出する特性演算部と、
前記異常状態における太陽電池の特性と前記閾値とを用いて、前記太陽電池の異常状態を検出する異常検出部と、を有し、
前記特性演算部は、正常状態における前記電流−電圧特性と前記出力電圧値及び前記出力電流値とが一致するように変化させた直列抵抗値と日射量を算出し、前記電流−電圧特性を用いて、配線の断線を検出するための第1の閾値抵抗値とハンダ不良を検出するための第2の閾値抵抗値を算出する太陽光発電システム。 - 請求項8に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記第1の閾値抵抗値は、発電サイトにある前記演算単位の最大電流と、前記電流−電圧特性の示す動作電流とが一致することを条件として算出された直列抵抗値である太陽光発電システム。 - 請求項8に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記第2の閾値抵抗値は、前記太陽電池の電力損失量が所定値になることを条件として算出された直列抵抗値である太陽光発電システム。 - 請求項8に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記異常検出部は、前記直列抵抗値が前記第2の閾値抵抗値より大きく前記第1の閾値抵抗値より小さい場合にハンダ不良と判定し、前記直列抵抗値が前記第1の閾値抵抗値より大きい場合に配線の断線と判定する太陽光発電システム。 - 太陽電池セルを直列に接続して構成される太陽電池と、
発電中の前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
発電中の前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出部と、
外部の環境を示す外部環境データを取得する外部環境計測部と、
前記出力電圧値、前記出力電流値、及び前記外部環境データを用いて、異常状態における前記太陽電池の特性と、前記異常状態を検出するための閾値と、所定数の前記太陽電池セルが直列に接続される演算単位ごとの電流−電圧特性と、を算出する特性演算部と、
前記異常状態における太陽電池の特性と前記閾値とを用いて、前記太陽電池の異常状態を検出する異常検出部と、を有し、
前記特性演算部は、前記外部環境データを用いて前記演算単位ごとに正常状態における電流−電圧特性を算出し、前記正常状態における電流−電圧特性と前記出力電圧値及び前記出力電流値とが一致するように変化させた直列抵抗値と日射量を算出し、
前記特性演算部は、前記演算単位ごとに電流−電圧特性を算出するときに、初期電圧値が正の電圧であるか負の電圧であるかによって、算出方法を変更する太陽光発電システム。 - 請求項12に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記特性演算部は、前記初期電圧値が正の電圧の場合にニュートン法を用い、前記初期電圧値が負の電圧の場合に電圧の逐次変更による演算を用いる太陽光発電システム。 - 請求項1から13のいずれか1つに記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽電池は、前記太陽電池セルが複数直列に接続されたクラスタであるか、または、前記クラスタが複数接続されたモジュールであることを特徴とする太陽光発電システム。 - 太陽電池セルを直列に接続して構成される太陽電池の異常検出システムであって、
発電中の前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
発電中の前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出部と、
外部の環境を示す外部環境データを取得する外部環境計測部と、
前記出力電圧値、前記出力電流値、及び前記外部環境データを用いて、異常状態における前記太陽電池の特性と前記異常状態を検出するための閾値を算出する特性演算部と、
前記異常状態における太陽電池の特性と前記閾値とを用いて、前記太陽電池の異常状態を検出する異常検出部と、を有し、
前記特性演算部は、前記異常状態における太陽電池の特性を用いて直列抵抗の劣化による電力損失量を計算し、
前記特性演算部は、前記外部環境データを用いて前記演算単位ごとに正常状態における電流−電圧特性を算出し、前記正常状態における電流−電圧特性と前記出力電圧値及び前記出力電流値とが一致するように変化させた直列抵抗値と日射量を算出する異常検出システム。 - 太陽電池セルを直列に接続して構成される太陽電池の異常検出システムであって、
発電中の前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
発電中の前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出部と、
外部の環境を示す外部環境データを取得する外部環境計測部と、
前記出力電圧値、前記出力電流値、及び前記外部環境データを用いて、異常状態における前記太陽電池の特性と、前記異常状態と、所定数の前記太陽電池セルが直列に接続される演算単位ごとの電流−電圧特性と、を検出するための閾値を算出する特性演算部と、
前記異常状態における太陽電池の特性と前記閾値とを用いて、前記太陽電池の異常状態を検出する異常検出部と、を有し、
前記特性演算部は、正常状態における前記電流−電圧特性と前記出力電圧値及び前記出力電流値とが一致するように変化させた直列抵抗値と日射量を算出し、前記電流−電圧特性を用いて、配線の断線を検出するための第1の閾値抵抗値とハンダ不良を検出するための第2の閾値抵抗値を算出する異常検出システム。 - 太陽電池セルを直列に接続して構成される太陽電池の異常検出システムであって、
発電中の前記太陽電池の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
発電中の前記太陽電池の出力電流値を検出する電流検出部と、
外部の環境を示す外部環境データを取得する外部環境計測部と、
前記出力電圧値、前記出力電流値、及び前記外部環境データを用いて、異常状態における前記太陽電池の特性と、前記異常状態と、所定数の前記太陽電池セルが直列に接続される演算単位ごとの電流−電圧特性と、を検出するための閾値を算出する特性演算部と、
前記異常状態における太陽電池の特性と前記閾値とを用いて、前記太陽電池の異常状態を検出する異常検出部と、を有し、
前記特性演算部は、前記外部環境データを用いて前記演算単位ごとに正常状態における電流−電圧特性を算出し、前記正常状態における電流−電圧特性と前記出力電圧値及び前記出力電流値とが一致するように変化させた直列抵抗値と日射量を算出し、
前記特性演算部は、前記演算単位ごとに電流−電圧特性を算出するときに、初期電圧値が正の電圧であるか負の電圧であるかによって、算出方法を変更する異常検出システム。
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