JP6012874B2 - 太陽光発電検査システムおよび太陽光発電検査方法 - Google Patents
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Description
図13は、一般的な太陽光発電システムの構成例について概要を示した図である。太陽光発電システム1’は、複数の太陽電池モジュール310が直列に接続された太陽電池ストリング31が、接続箱20内での結線を介して1つ以上並列に接続され、さらに集約されて、DC/DCコンバータ41およびインバータ42、もしくはこれらを含む図示しないPCS(Power Conditioning System)を介して電力系統43に接続される構成を有する。これにより、各太陽電池ストリング31が生成した電力を電力系統43に対して出力することができる。複数の並列接続された太陽電池ストリング31を並べて配置して太陽電池アレイ30を構成し、太陽電池アレイ30毎に接続箱20を設けるようにしてもよい。なお、接続箱20内には、各太陽電池ストリング31で生成された電流の逆流を防止するため、逆流防止ダイオード21が接続されている。
[システム構成]
図1は、本発明の実施の形態1である太陽光発電検査システムを有する太陽光発電システムの構成例について概要を示した図である。本実施の形態の太陽光発電システム1は、図13に示した一般的な太陽光発電システム1’の構成において、例えば、接続箱20の内部に各太陽電池ストリング31の電流を測定して収集するストリングモニタ10を有している。このストリングモニタ10は、太陽光発電検査システムの一部もしくは全部を構成する装置であり、接続箱20の内部で固定的に設置されていてもよいし、可搬型として、故障検出の処理時に接続箱20の内部に取り付けることが可能なように構成してもよい。
以下では、ストリングモニタ10により測定した各太陽電池ストリング31の電流値から故障を検出する手法について説明する。上述したように、本実施の形態では、並べて配置された複数の太陽電池ストリング31のうち、隣接するもしくは近接する太陽電池ストリング31間での温度特性の差分に基づいて各太陽電池ストリング31の温度特性を求め、これに基づいて故障の有無の判定を行う。
図6は、上述した太陽電池ストリング31の故障検出の手法を実装する際の処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。まず、ストリングモニタ10の電流検出器11により、サンプリング処理部12からの指示に基づいて、各太陽電池ストリング31の電流をそれぞれ計測する(S01)。計測した電流値は、信号変換伝送装置13を介してメモリ14に記録される。
上述した実施の形態1の太陽光発電検査システムでは、隣接もしくは近接する太陽電池ストリング31間の電流−電圧特性の温度特性の差分を算出する際に必要なパラメータである日射量paを、上述の数2に示した式により、各太陽電池ストリング31の電流の合計である総電流Iop_tに基づいて算出した想定日射量として取得していた。
上述した実施の形態1および2の太陽光発電検査システムでは、固定もしくは可搬型のストリングモニタ10によって、各太陽電池ストリング31の電流値を測定し、測定結果に基づいて、隣接もしくは近接する太陽電池ストリング31間の電流−電圧特性の温度特性の差分を算出している。しかしながら、この場合は、対象の太陽電池アレイ30における全ての太陽電池ストリング31の電流値を測定するための電流検出器11が必要となり、接続箱20に固定的に設置する場合には、設置スペースを要する。また、可搬型とする場合でも、ストリングモニタ10が大きくなるとともに、測定時に多数の電流検出器11を同時に設置することから設置ミスも生じ易い。
10…ストリングモニタ、11…電流検出器、12…サンプリング処理部、13…信号変換伝送装置、14…メモリ、15…I/O部、16…日射計、17…監視装置、
20…接続箱、21…逆流防止ダイオード、22、23…MCCB、
30…太陽電池アレイ、31…太陽電池ストリング、
41…DC/DCコンバータ、42…インバータ、43…電力系統、
50…電流−電圧特性測定器、
310…太陽電池モジュール、311…太陽電池セル、312…バイパスダイオード。
Claims (10)
- 1つもしくは直列接続された複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池ストリングが並列接続により複数並べて配置された構成を有する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池ストリングの故障を検出する太陽光発電検査システムであって、
第1の太陽電池ストリングの第1の出力電流と、第2の太陽電池ストリングの第2の出力電流をそれぞれ測定する電流検出器と、
前記第1の出力電流の値と、前記第2の出力電流の値とに基づいて前記第2の太陽電池ストリングの第2の温度特性を算出し、前記第2の温度特性に基づいて前記第2の太陽電池ストリングの故障の有無を判定する監視部と、
を有する、太陽光発電検査システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電検査システムにおいて、
前記監視部は、前記第1の出力電流と、前記第2の出力電流と、前記太陽電池ストリングに対する日射量と、に基づいて、前記第1の太陽電池ストリングの電流−電圧特性の温度特性と、前記第2の太陽電池ストリングの電流−電圧特性の温度特性との差分を算出し、前記差分と、前記第1の太陽電池ストリングの第1の温度特性とに基づいて、前記第2の温度特性を算出する、太陽光発電検査システム。 - 請求項2に記載の太陽光発電検査システムにおいて、
前記監視部は、検出対象の全ての前記太陽電池ストリングの出力電流の合計である総電流に基づいて前記日射量を算出する、太陽光発電検査システム。 - 請求項2に記載の太陽光発電検査システムにおいて、
さらに、前記日射量を計測する日射計を有する、太陽光発電検査システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電検査システムにおいて、
前記監視部は、前記第2の太陽電池ストリングに含まれる太陽電池セルあたりの前記第2の温度特性と、太陽電池セルの想定での温度特性との乖離が所定の閾値以上である場合に、前記第2の太陽電池ストリングが故障を有すると判定する、太陽光発電検査システム。 - 請求項1に記載の太陽光発電検査システムにおいて、
前記第1の太陽電池ストリングと、前記第2の太陽電池ストリングは、隣接して配置されている、太陽光発電検査システム。 - 1つもしくは直列接続された複数の太陽電池モジュールからなる太陽電池ストリングが並列接続により複数並べて配置された構成を有する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池ストリングの故障を検出する太陽光発電検査方法であって、
第1の太陽電池ストリングの第1の出力電流と、第2の太陽電池ストリングの第2の出力電流をそれぞれ測定する工程と、
前記第1の出力電流の値と前記第2の出力電流の値とに基づいて、前記第2の太陽電池ストリングの第2の温度特性を算出する工程と
前記第2の温度特性に基づいて前記第2の太陽電池ストリングの故障の有無を判定する工程と、
を有する、太陽光発電検査方法。 - 請求項7に記載の太陽光発電検査方法において、
さらに、前記太陽電池ストリングに対する日射量を取得する工程を有し、
前記第2の温度特性を算出する工程は、
前記第1の出力電流と、前記第2の出力電流と、前記日射量と、に基づいて、前記第1の太陽電池ストリングの電流−電圧特性の温度特性と、前記第2の太陽電池ストリングの電流−電圧特性の温度特性との差分を算出する工程と、
前記差分と、前記第1の太陽電池ストリングの第1の温度特性とに基づいて、前記第2の温度特性を算出する工程と、
を有する、太陽光発電検査方法。 - 請求項8に記載の太陽光発電検査方法において、
前記日射量を取得する工程は、検出対象の全ての前記太陽電池ストリングの出力電流の合計である総電流に基づいて前記日射量を算出する、太陽光発電検査方法。 - 請求項7に記載の太陽光発電検査方法において、
前記判定する工程は、
前記第2の太陽電池ストリングに含まれる太陽電池セル1個あたりの前記第2の温度特性を算出する工程と、
太陽電池セルの想定での温度特性との乖離が所定の閾値以上である場合に、前記第2の太陽電池ストリングが故障を有すると判定する工程と、
を有する、太陽光発電検査方法。
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