JP6190438B2 - Power generation data collection system and solar power generation device - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光発電の発電データを収集する発電データ収集システムと、当該発電データ収集システムを用いた太陽光発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation data collection system for collecting power generation data of solar power generation and a solar power generation apparatus using the power generation data collection system.
近年、企業や個人によって、様々な場所に太陽光発電装置が設置されている。太陽光発電装置は、日光のエネルギーを電力に変換する装置であり、二酸化炭素などを排出しないクリーンな発電装置として注目されている。 In recent years, photovoltaic power generation devices are installed in various places by companies and individuals. A solar power generation device is a device that converts sunlight energy into electric power, and has attracted attention as a clean power generation device that does not emit carbon dioxide and the like.
一般的な太陽光発電装置の構成について、図面を参照して説明する。図7は、一般的な太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。図7に示すように、一般的な太陽光発電装置1000は、PV(photovoltaic)アレイ1010と、接続箱1020と、パワーコンディショナ1030と、を備える。
A configuration of a general solar power generation device will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a general solar power generation device. As shown in FIG. 7, a general photovoltaic
PVアレイ1010は、複数のPVモジュール1011によって構成され、PVモジュール1011は複数のPVセル1012によって構成されている。PVセル1012は、例えばpn接合したシリコンなどの半導体によって構成される光発電素子である。PVモジュール1011は、直列または並列に接続された複数のPVセル1012をパッケージ化(例えば、薄板状のフレーム上に整列配置して接続した複数のPVセル1012を、樹脂またはガラスなどのカバーで封止するなどして一体化)したものである。
The
PVアレイ1010を構成する複数のPVモジュール1011は、接続箱1020によって直列または並列に接続される。また、接続箱1020を介して電気的に接続された複数のPVモジュール1011の発電によって得られる直流電力(換言すると、PVアレイ1010の全体の発電によって得られる直流電力)は、コンバータやインバータ等を有するパワーコンディショナ1030によって、様々な機器での消費や電送に適した交流電力に変換されて出力される。
A plurality of
図7に示すような一般的な太陽光発電装置1000の場合、屋根などの設置場所の状態や要求される発電量に応じて、PVモジュール1011の枚数や接続方法を適宜決定することによって、PVアレイ1010が構成される。例えば、企業が運営する大規模な太陽発電施設(いわゆる、メガソーラー)では、複数のPVモジュール1011を直列接続してPVストリングスを構成し、さらにこのPVストリングスを並列接続することによって、大規模なPVアレイ1010が構成される。また例えば、個人が使用する家庭用の太陽光発電装置では、数枚のPVモジュール1011を適宜直列接続または並列接続することによって、小規模なPVアレイ1010が構成される。
In the case of a general photovoltaic
このような太陽光発電装置1000において、継続的に安定した発電を行うためには、PVアレイ1010における異常の有無を定期的に検査することが重要である。そして、この検査によって、PVアレイ1010内で異常が発見された場合は、当該異常が生じている箇所を特定し、必要に応じて修理や交換を行うことによって、太陽光発電装置1000の発電性能を回復することができる。
In such a photovoltaic
上記のようなPVアレイ1010の検査において、PVアレイ内で異常が生じている箇所を具体的に特定できれば、修理や交換を迅速に行うことができるため、好ましい。そこで、例えば特許文献1では、PVアレイを構成するそれぞれのPVストリングスに対してインピーダンスを変化させるためのインピーダンス調節回路をそれぞれ設けるとともに、PVストリングスのインピーダンスを変化させながら当該PVストリングスの全体の電圧値及び電流値を計測することによって、当該PVストリングスにおける異常の有無を判定可能にした診断装置が提案されている。
In the inspection of the
しかしながら、特許文献1で提案されている診断装置は、PVストリングスの全体の電圧値及び電流値を計測するものであるため、当該電圧値及び電流値を参照したとしても、当該PVストリングスを構成するPVモジュールの発電状態を把握することは困難である。したがって、この診断装置では、PVストリングスが多数のPVモジュールで構成されている場合、PVストリングス内における劣化したPVモジュールを特定することは困難である。
However, since the diagnostic apparatus proposed in
また、太陽光発電装置において継続的に安定した発電を行うためには、特許文献1で提案されているような診断装置を用いた異常の検出も重要であるが、PVアレイやPVストリングスを構成する個々のPVモジュールにおいて異常の発生を抑制することや、異常の発生を予測することなども重要である。そして、これらの目的を実現するためには、PVモジュールの基礎的な研究が必要であり、特にPVモジュールの動作試験が必要である。
In addition, in order to continuously and stably generate power in a solar power generation apparatus, it is important to detect anomalies using a diagnostic apparatus as proposed in
PVモジュールの動作試験は、例えば、屋外の実験場に多数のPVモジュールを設置して、当該PVモジュールが発電する直流電力を測定することによって行われる。ただし、PVモジュールは、長期間(例えば、十数年間)にわたって使用されることを前提としており、経年劣化や腐食などの異常に起因する発電状態の変化はゆるやかに生じる。そのため、PVモジュールの動作試験も長期間にわたって行うことが必要になるが、多数のPVモジュールが設置された実験場を長期間にわたって維持することは、容易なことではない。 The operation test of the PV module is performed, for example, by installing a large number of PV modules in an outdoor experiment site and measuring DC power generated by the PV modules. However, the PV module is assumed to be used for a long period of time (for example, more than ten years), and changes in the power generation state due to abnormalities such as aging and corrosion occur gradually. For this reason, it is necessary to perform an operation test of the PV module over a long period of time, but it is not easy to maintain an experimental site where a large number of PV modules are installed over a long period of time.
一方、PVモジュールの動作試験として、現実よりも過酷な環境を人工的に作出した実験室内にPVモジュールを設置することによって、PVモジュールの劣化を速めて短期間で実験結果を得るという動作試験が広く行われている。しかしながら、このような動作試験はシミュレーションに過ぎないため、真実から乖離した結果が導かれることがあり得る。 On the other hand, as an operation test of the PV module, there is an operation test in which the PV module is installed in a laboratory that has artificially created a harsher environment than the actual environment, thereby accelerating the deterioration of the PV module and obtaining an experimental result in a short period of time. Widely done. However, since such an operation test is only a simulation, a result deviating from the truth may be derived.
したがって、実験場を長期間維持するなどの困難性を伴うことなく、現実的な使用環境下に設置されているPVモジュールの発電状態の変化を把握可能な発電データを容易かつ継続的に収集することが可能な装置が必要である。また、このような装置を使用して、PVモジュールの発電状態の変化を把握可能な発電データを継続的に収集することができれば、特許文献1で提案されている診断装置では困難な、劣化したPVモジュールの特定も容易になる。
Therefore, it is easy and continuous to collect power generation data that can grasp changes in the power generation state of PV modules installed in a realistic usage environment without the difficulty of maintaining the experimental site for a long period of time. There is a need for a device capable of this. Further, if such a device can be used to continuously collect power generation data capable of grasping a change in the power generation state of the PV module, the diagnostic device proposed in
さらに、このような装置を使用して収集される発電データは、PVモジュールの基礎的な研究や劣化したPVモジュールの特定に限らず、様々な用途に利用することができるため、利用価値の高いデータであると言える。 Furthermore, the power generation data collected using such a device is not limited to the basic research of PV modules and the identification of deteriorated PV modules, but can be used for various purposes. It can be said that it is data.
そこで、本発明は、現実的な使用環境下に設置されているPVモジュールの発電状態の変化を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することを可能にする発電データ収集システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a power generation data collection system that makes it possible to easily and continuously collect power generation data capable of grasping changes in the power generation state of a PV module installed in a realistic use environment. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも1つの光発電素子をパッケージ化して構成されるPVモジュールが発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータに付随して設けられ、前記直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して送信するデータ収集部と、前記データ収集部が送信した前記発電データを受信するデータ受信部と、前記データ受信部が受信した前記発電データを記録するデータベースと、を備え、前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、1または複数の前記PVモジュールで構成される複数の電力変換単位に対して1対1で対応するように、複数組設けられており、前記データ収集部は、前記発電情報の他に、前記直流電力を測定する前記PVモジュールを識別するための識別情報を含む前記発電データを生成して送信することを特徴とする発電データ収集システムを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is provided in association with a micro inverter that converts DC power generated by a PV module configured by packaging at least one photovoltaic element into AC power. A data collection unit that generates and transmits power generation data including power generation information obtained by measurement, a data reception unit that receives the power generation data transmitted by the data collection unit, and the power generation received by the data reception unit A database for recording data, and the micro-inverter and the data collection unit associated therewith correspond one-to-one to a plurality of power conversion units composed of one or a plurality of the PV modules. In addition to the power generation information, the data collection unit includes the PV module that measures the DC power. Providing power data acquisition system, characterized by generating and transmitting the power data including identification information for identifying the.
この発電データ収集システムによれば、データ収集部が付随するマイクロインバータを、現実に使用されるPVモジュールに適用するだけで、当該PVモジュールの発電情報を含む発電データをデータベースに記録することができる。そして、データベースに記録された発電データは、データ収集部が直流電力を測定するPVモジュールを識別するための識別情報を含むため、当該発電データを参照することで、PVモジュールの発電状態の変化を把握することが可能になる。 According to this power generation data collection system, the power generation data including the power generation information of the PV module can be recorded in the database only by applying the micro inverter associated with the data collection unit to the PV module actually used. . Since the power generation data recorded in the database includes identification information for identifying the PV module whose DC power is measured by the data collection unit, the power generation state of the PV module can be changed by referring to the power generation data. It becomes possible to grasp.
特に、上記の発電データ収集システムにおいて、前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、前記PVモジュールに対して1対1で対応するように、複数組設けられているようにすると、好ましい。 In particular, in the power generation data collection system described above, it is preferable that a plurality of sets of the micro inverter and the data collection unit associated therewith are provided so as to correspond to the PV module on a one-to-one basis.
この発電データ収集システムによれば、PVモジュールが発電する直流電力を個別的に交流電力に変換するマイクロインバータの各別に付随してデータ収集部を設けることによって、個々のPVモジュールの発電状態の変化を個別的に表した発電情報を含む特に利用価値の高い発電データを収集することができる。 According to this power generation data collection system, a change in the power generation state of each PV module is provided by providing a data collection unit associated with each of the micro inverters that individually convert the DC power generated by the PV modules into AC power. It is possible to collect power generation data with particularly high utility value including power generation information that individually represents
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データベースが記録している前記発電データを用いて、利用者に提供するための利用者提供データを生成する利用者提供データ生成部を、さらに備え、前記利用者提供データ生成部が、前記利用者に提供する前記利用者提供データを生成するために、少なくとも、当該利用者以外の第三者が運用する前記PVモジュールから得られた前記発電データを用いてもよい。 The power generation data collection system further includes a user-provided data generation unit that generates user-provided data for provision to a user using the power generation data recorded in the database. In order for the user-provided data generation unit to generate the user-provided data to be provided to the user, at least the power generation data obtained from the PV module operated by a third party other than the user is used. May be.
この発電データ収集システムによれば、利用者以外の第三者が運用するPVモジュールの発電データを含めて発電データを広く用いた利用者提供データが生成される。そのため、母数が多く一般化された発電データに基づいた、偏りが小さく真実に近い情報を含む利用者提供データを生成することができる。 According to this power generation data collection system, user-provided data that uses power generation data widely, including power generation data of PV modules operated by third parties other than users, is generated. Therefore, it is possible to generate user-provided data including information with little deviation and close to truth based on power generation data that has a large number of parameters and is generalized.
なお、PVモジュールを運用して発電データを提供する者が「発電家」であり、発電データ収集システムが発電データを用いて生成する利用者提供データを提供する相手が「利用者」であり、この点において両者は区別される。ただし、例えば発電事業者など、「発電家」であって「利用者」である者も存在し得る。 In addition, the person who operates the PV module and provides the power generation data is the “power generator”, and the partner who provides the user-provided data generated by the power generation data collection system using the power generation data is the “user”. In this respect, both are distinguished. However, there may be a person who is a “power generator” and a “user”, such as a power generation company.
さらに、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記PVモジュールの機種毎に区別して用いることで、特定の機種である前記PVモジュールの発電性能を評価し、その評価結果を含む前記利用者提供データを生成すると、好ましい。 Furthermore, in the power generation data collection system, the user-provided data generation unit evaluates the power generation performance of the PV module that is a specific model by using the power generation data separately for each model of the PV module. It is preferable to generate the user-provided data including the evaluation result.
この発電データ収集システムによれば、発電データをPVモジュールの機種毎に区別して用いて発電性能を評価することで、通常は長期間の動作試験が必要なPVモジュールの機種毎の発電性能の評価を、発電家のPVモジュールを利用して行うことが可能になる。 According to this power generation data collection system, the power generation performance is evaluated by distinguishing the power generation data for each model of the PV module, thereby evaluating the power generation performance for each model of the PV module that normally requires a long-term operation test. Can be performed using the PV module of the power generator.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記PVモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記PVモジュールの機種毎に使用状態と発電性能との関係を表す劣化判定基準を生成し、特定の中古のPVモジュールの機種及び使用状態が指定されると、当該中古のPVモジュールと同じ機種の前記劣化判定基準に対して、当該中古のPVモジュールの使用状態を照合することで、当該中古のPVモジュールの発電性能を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成するようにしてもよい。 In the power generation data collection system, the user-provided data generation unit distinguishes between the power generation data for each model of the PV module, so that the usage state and power generation performance for each model of the PV module are determined. When a deterioration criterion representing a relationship is generated and a model and a use state of a specific second-hand PV module are specified, the second-generation PV module is compared with the second-year PV module. By verifying the usage state, the power generation performance of the used PV module may be estimated, and the user-provided data including information on the estimation result may be generated.
この発電データ収集システムによれば、これまでに詳細な発電データを記録していない(例えば、設置年数やPVアレイの総発電量ぐらいしか分からない)中古のPVモジュールであっても、劣化判定基準に使用状態を照合することによって、発電性能を高精度に推定することができる。 According to this power generation data collection system, even if it is a used PV module for which detailed power generation data has not been recorded so far (for example, it is only known about the installation year and the total power generation amount of the PV array), the degradation criterion The power generation performance can be estimated with high accuracy by checking the usage state.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記PVモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記PVモジュールの機種毎に発電性能を評価し、特定の設置条件が指定されると、評価した前記PVモジュールの機種毎の発電性能に基づいて、前記設置条件を満たす1または複数の前記PVモジュールの機種を選択し、その選択結果の情報を含む前記利用者提供データを生成するようにしてもよい。 In the power generation data collection system, the user-provided data generation unit evaluates the power generation performance for each model of the PV module by using the power generation data separately for each model of the PV module. When the installation condition is specified, one or more PV module models satisfying the installation condition are selected based on the evaluated power generation performance for each model of the PV module, and information on the selection result is included. User-provided data may be generated.
この発電データ収集システムによれば、現実に設置されているPVモジュールの発電性能を踏まえた上で、指定された設置条件を満たす適切なPVモジュールの機種を選択して提案することができる。 According to this power generation data collection system, it is possible to select and propose an appropriate PV module model that satisfies the specified installation conditions, based on the power generation performance of the PV modules actually installed.
さらに、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記PVモジュールの機種の情報を含む前記発電データを生成し、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データに含まれる前記PVモジュールの機種の情報に基づいて、前記発電データが得られた前記PVモジュールの機種を認識すると、好ましい。 Further, in the power generation data collection system, the data collection unit generates the power generation data including information on a model of the PV module that measures the DC power, and the user-provided data generation unit includes the power generation data. It is preferable to recognize the model of the PV module from which the power generation data is obtained based on the information on the model of the PV module included in the model.
この発電データ収集システムによれば、利用者提供データ生成部が、発電データを参照するのみで、当該発電データが得られたPVモジュールの機種を認識することが可能になる。 According to this power generation data collection system, the user-provided data generation unit can recognize the model of the PV module from which the power generation data is obtained only by referring to the power generation data.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、複数の前記PVモジュールの前記発電データを比較することで、前記PVモジュールの異常の有無を判定し、その判定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成してもよい。 In the power generation data collection system, the user-provided data generation unit determines whether there is an abnormality in the PV module by comparing the power generation data of the plurality of PV modules, and information on the determination result The user-provided data including
この発電データ収集システムによれば、悪天候や影による発電不良や、接続箱や出力制御装置などの共通部分の異常と区別して、PVモジュールの固有の異常を精度良く判定することが可能になる。 According to this power generation data collection system, it is possible to accurately determine an abnormality specific to a PV module, distinguishing from a power generation failure due to bad weather or a shadow, or an abnormality in a common part such as a connection box or an output control device.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、複数の前記PVモジュールの前記発電データを比較することで、過去、現在及び未来の少なくとも1つの時点における日射量を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成してもよい。 In the power generation data collection system, the user-provided data generation unit estimates the amount of solar radiation at at least one time point in the past, present, and future by comparing the power generation data of the plurality of PV modules. The user-provided data including information on the estimation result may be generated.
この発電データ収集システムによれば、各地に無数に設置されている日射計とみなすことができるPVモジュールから得られる発電データを利用することによって、日射量を精度良く推定することが可能になる。 According to this power generation data collection system, it is possible to accurately estimate the amount of solar radiation by using power generation data obtained from PV modules that can be regarded as an infinite number of solar meters installed in various places.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データベースが、それぞれの前記PVモジュールの設置環境に起因する差異が抑制されるように補正された前記発電情報が含まれる前記発電データを記録してもよい。 Further, in the power generation data collection system, the database may record the power generation data including the power generation information corrected so that a difference caused by an installation environment of each PV module is suppressed. .
この発電データ収集システムによれば、PVモジュールの発電性能を評価する際の障害になり得るPVモジュールの設置環境に起因する差異を抑制した発電情報を含む発電データを、データベースに記録することができる。 According to this power generation data collection system, power generation data including power generation information that suppresses differences due to the PV module installation environment, which can be an obstacle when evaluating the power generation performance of the PV module, can be recorded in the database. .
さらに、上記の発電データ収集システムにおいて、前記発電データに含まれる前記発電情報の補正を行う発電情報補正部を、さらに備え、前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記PVモジュールの設置環境の情報を含む前記発電データを生成し、前記発電情報補正部が、前記発電データに含まれる設置環境の情報に基づいて、前記発電データが得られた前記PVモジュールの設置環境を認識すると、好ましい。 The power generation data collection system further includes a power generation information correction unit that corrects the power generation information included in the power generation data, wherein the data collection unit measures the DC power. Preferably, the power generation information correction unit recognizes the installation environment of the PV module from which the power generation data was obtained based on the information of the installation environment included in the power generation data. .
この発電データ収集システムによれば、発電情報の補正を行う発電情報補正部が、発電データを参照するのみで、当該発電データが得られたPVモジュールの設置環境を認識することが可能になる。 According to this power generation data collection system, the power generation information correction unit that corrects the power generation information can recognize the installation environment of the PV module from which the power generation data is obtained only by referring to the power generation data.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、複数の前記発電情報が、所定の条件を満たしているために近似しているとみなされる場合、当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部が前記データベースに記録されない、あるいは、当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部については当該発電情報の一部または全部が削除された状態で前記データベースに記録されるようにしてもよい。 Further, in the power generation data collection system, when a plurality of the power generation information is considered to be approximate because they satisfy a predetermined condition, a part of the plurality of power generation data including the power generation information is the Alternatively, some of the plurality of power generation data including the power generation information may be recorded in the database in a state where a part or all of the power generation information is deleted.
この発電データ収集システムによれば、データベースが記録する発電データのデータ量を、可能な限り削減することが可能になる。 According to this power generation data collection system, the amount of power generation data recorded in the database can be reduced as much as possible.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記PVモジュールを運用する発電家に提供するための発電家提供データを生成する発電家提供データ生成部を、さらに備え、前記発電家提供データ生成部が、前記発電家に提供する前記発電家提供データを生成するために、少なくとも、当該発電家が運用する前記PVモジュールから得られた前記発電データを用いてもよい。 The power generation data collection system may further include a power generator provided data generation unit that generates power generator provided data to be provided to a power generator that operates the PV module, and the power generator provided data generation unit includes: In order to generate the power generator provided data provided to the power generator, at least the power generation data obtained from the PV module operated by the power generator may be used.
この発電データ収集システムによれば、発電家に対して有益な発電家提供データを提供することができる。そのため、それぞれの発電家による発電データの提供の協力を見込むことが可能になる。 According to this power generation data collection system, it is possible to provide useful power generator provided data to the power generator. For this reason, it is possible to expect cooperation in the generation data generation by each power generator.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記PVモジュールの機種の情報及び設置環境の情報の少なくとも一方を含む前記発電データを生成してもよい。 In the power generation data collection system, the data collection unit may generate the power generation data including at least one of information on a model of the PV module that measures the DC power and information on an installation environment.
この発電データ収集システムによれば、発電したPVモジュールの素性や発電時の状況に関する情報を含んでいるために、種々の目的で容易に活用することが可能な発電データを、データベースに記録することができる。 According to this power generation data collection system, information on the characteristics of PV modules that have generated power and the situation at the time of power generation is included, so that power generation data that can be easily used for various purposes is recorded in a database. Can do.
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データ収集部は、生成した前記発電データを一時的に記録する発電データ一時記録部を備えており、前記データ収集部は、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できない状況であると、生成した前記発電データを前記発電データ一時記録部に記録し、その後、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できる状況になると、前記発電データ一時記録部に記録していた前記発電データを前記データ受信部に対して送信するようにしてもよい。 In the power generation data collection system, the data collection unit includes a power generation data temporary recording unit that temporarily records the generated power generation data, and the data collection unit is connected to the data reception unit. When the power generation data cannot be transmitted, the generated power generation data is recorded in the power generation data temporary recording unit, and then when the power generation data can be transmitted to the data reception unit, the power generation data temporary The power generation data recorded in the recording unit may be transmitted to the data receiving unit.
この発電データ収集システムによれば、発電データ一時記録部を備えて、未送信の発電データを一時的に記録することによって、発電データの送信機会が少なかったとしても、データ収集部からデータ受信部に対して確実に発電データを送信することが可能になる According to the power generation data collection system, the power generation data temporary recording unit is provided to record untransmitted power generation data temporarily. Power generation data can be reliably transmitted to
また、本発明は、上記の発電データ収集システムと、複数の前記PVモジュールと、複数の前記マイクロインバータと、を備え、複数の機種の前記PVモジュールが、所定の範囲の敷地内に、設置環境が等しくなるように設置されていることを特徴とする太陽光発電装置を提供する。 The present invention also includes the power generation data collection system described above, a plurality of the PV modules, and a plurality of the micro inverters, and a plurality of types of the PV modules are installed in a site within a predetermined range. The photovoltaic power generation apparatus is provided so as to be equal to each other.
この太陽光発電装置によれば、PVモジュールが発電する電力を得ると同時に、設置環境に起因する差異を抑制することによってPVモジュールの機種による発電性能の差異を表した発電情報を含む発電データを生成することが可能になる。即ち、発電しながら、PVモジュールの機種毎の動作試験及び発電性能評価試験を行うことが可能になる。 According to this solar power generation device, the power generation data including the power generation information representing the difference in power generation performance depending on the model of the PV module is obtained by suppressing the difference caused by the installation environment at the same time as obtaining the power generated by the PV module. Can be generated. That is, it is possible to perform an operation test and a power generation performance evaluation test for each model of the PV module while generating power.
上記特徴の発電データ収集システムによれば、データ収集部が付随するマイクロインバータを、現実に使用されるPVモジュールに適用するだけで、PVモジュールの発電状態を把握可能な発電データを収集することができる。したがって、現実的な使用環境下に設置されているPVモジュールの発電状態を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することが可能になる。 According to the power generation data collection system having the above characteristics, it is possible to collect power generation data capable of grasping the power generation state of the PV module only by applying the micro inverter associated with the data collection unit to the PV module actually used. it can. Therefore, it is possible to easily and continuously collect power generation data that can grasp the power generation state of the PV module installed in a realistic use environment.
<<発電データ収集システムの構成>>
最初に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システムの構成について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る発電データ収集システムの構成の一例について示すブロック図である。
<< Configuration of power generation data collection system >>
Initially, the structure of the electric power generation data collection system which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a power generation data collection system according to an embodiment of the present invention.
本発明の実施形態に係る発電データ収集システムについて説明する前に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システムが適用される太陽光発電装置について説明する。図1に示すように、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム1が適用される太陽光発電装置は、少なくとも1つのPVモジュールMと、当該PVモジュールに対して1対1で設けられるマイクロインバータAと、を備える。
Before describing the power generation data collection system according to the embodiment of the present invention, a solar power generation apparatus to which the power generation data collection system according to the embodiment of the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation apparatus to which the power generation
PVモジュールMは、少なくとも1つの光発電素子Eをパッケージ化して構成されたものであり、図7に例示したPVモジュール1011と同様の構成である。また、マイクロインバータAは、PVモジュールMの発電によって得られる直流電力を交流電力に変換して出力する機器である。一般的に、マイクロインバータは、1または複数のPVモジュールで構成される電力変換単位に対して1対1で設けられ、電力変換単位を構成するPVモジュールが発電する全体的な直流電力を交流電力に変換する。ただし、図1では、全ての電力変換単位が1つのPVモジュールMで構成されている場合、即ち、PVモジュールMのそれぞれに対して1対1でマイクロインバータAが設けられている場合について例示している。なお、以下では、特に言及しない限り、図1に例示した構成の発電データ収集システム1について説明しているものとする。
The PV module M is configured by packaging at least one photovoltaic element E, and has the same configuration as the
1人の発電家が運用する1つの太陽光発電装置には、1または複数のPVモジュールMと、PVモジュールMと同数のマイクロインバータAが設けられる。なお、1つの太陽光発電装置が、複数のPVモジュールM及びマイクロインバータAを備える場合、マイクロインバータAの出力段を接続して1つにまとめることができる。これは、マイクロインバータAが、出力段の交流電力の状態を監視して同期する制御装置を備えているためである。また、この場合、複数のマイクロインバータAの接続された出力段から外部に出力される交流電力を制御するために、出力制御装置(例えば、図7に例示したパワーコンディショナ1030からインバータを除外した装置)を設けてもよい。
One solar power generation apparatus operated by one power generator is provided with one or a plurality of PV modules M and the same number of micro inverters A as the PV modules M. In addition, when one solar power generation device is provided with the some PV module M and the micro inverter A, the output stage of the micro inverter A can be connected and put together. This is because the micro inverter A includes a control device that monitors and synchronizes the state of the AC power in the output stage. In this case, the inverter is excluded from the output control device (for example, the
次に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム1の構成について説明する。図1に示すように、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム1は、データ収集部10と、データ受信部11と、データベースに12と、データ処理部13と、データ出力部14と、バス15と、を備える。
Next, the configuration of the power generation
データ収集部10は、マイクロインバータAに付随して、マイクロインバータAに対して1対1で対応するように設けられる。例えば、データ収集部10は、マイクロインバータAの筐体内に収容されるように構成されていてもよいし、マイクロインバータAとは別体となるように構成されていてもよい。また、データ収集部10の一部が、マイクロインバータAの一部と共通であってもよい。なお、マイクロインバータAがPVモジュールMに対して1対1で設けられるため、データ収集部10もPVモジュールMに対して1対1で設けられる。
The
また、データ収集部10は、PVモジュールMが発電した直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して、無線または有線で送信する装置である。なお、データ収集部10の詳細については、後述する<データ収集部の構成>において説明する。
The
データ受信部11は、例えば無線または有線でデータを受信する通信機器で構成され、データ収集部10が送信する発電データを受信する。なお、データ収集部10及びデータ受信部11は、無線または有線で直接的に発電データの送受信を行ってもよいが、例えばインターネット等のネットワークを介して発電データの送受信を行うと、PVモジュールMの設置場所(データ収集部10の設置場所)とデータ受信部11の設置場所との距離が大きく離れていたとしても、容易に発電データの送受信を行うことができるため、好ましい。
The
データ収集部10がネットワークを介して発電データを送信する場合、ネットワークに接続可能なアクセスポイントに無線で接続して発電データを送信すると、配線や装置の構成を簡略化することができるため、好ましい。ただし、データ収集部10は、屋外に設置されるPVモジュールMの付近に設置されたマイクロインバータAに付随して設けられるため、屋内に設置されることが大半である個人のアクセスポイントや、街中に設置される公共のアクセスポイントに接続することが難しい場合が生じ得る。そこで、例えばPVモジュールMを運用する個人の携帯端末(例えば、スマートフォン)を、データ収集部10のアクセスポイントとして利用可能な構成にしてもよい。
When the
データベース12は、例えばハードディスクなどの大容量のデータを記録可能な記録装置で構成され、データ受信部11が受信する発電データを記録する。なお、データベース12は、データ受信部11によって受信した発電データをそのまま記録し得るし、データ処理部13によって処理された発電データも記録し得る。
The
データ処理部13は、例えばCPU(Central Processing Unit)などの演算装置と半導体メモリなどの記憶装置とで構成され、演算装置が所定のプログラムを実行することによって所定の処理を行う。具体的に、データ処理部13(利用者提供データ生成部に相当)は、データベース12から読み出した発電データを用いて、利用者に対して提供する利用者提供データを生成する処理を行う。
The
データ出力部14は、例えば無線または有線でデータを送信する通信機器で構成され、データ処理部13が生成した利用者提供データを利用者に対して送信する。なお、データ出力部14及びデータ受信部11を、共通の通信機器で構成してもよい。また、データ出力部14を、利用者提供データを文字や画像として表示する表示装置として構成してもよいし、利用者提供データを文字や画像として印刷する印刷装置として構成してもよい。
The
バス15は、データ受信部11、データベース12、データ処理部13及びデータ出力部14のそれぞれが各種データをやり取りする際に使用される、データの通信路である。
The
<データ収集部の構成>
次に、上述したデータ収集部10の構成について、図面を参照して説明する。図2は、データ収集部の構成の一例について示すブロック図である。
<Configuration of data collection unit>
Next, the configuration of the
図2に示すように、データ収集部10は、直流電力測定部101と、付加情報記録部102と、付加情報取得部103と、計時部104と、発電データ生成部105と、発電データ送信部106と、発電データ一時記録部107と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
直流電力測定部101は、PVモジュールMが発電した直流電力を測定するための測定機器である。この直流電力測定部101として、PVアレイ、PVストリングス、PVモジュールなどが出力する直流電力を測定するための周知の測定機器を利用することが可能であるが、その一例について、図面を参照して説明する。図3は、直流電力測定部の構成の一例について示す回路図である。
The DC
図3に示すように、直流電力測定部101は、PVモジュールMに対して並列に接続される電圧計101aと、PVモジュールMに対して直列に接続される電流計101b及び可変負荷101cとを備える。なお、可変負荷101cは、可変抵抗や可変電圧源、容量などの負荷の大きさが可変である素子である。
As shown in FIG. 3, the DC
図3に示す直流電力測定部101において、可変負荷101cの負荷の大きさを変動させながら、電圧計101a及び電流計101bで測定される値を取得することで、PVモジュールMのI−V特性(電流電圧特性)を測定することができる。そして、直流電力測定部101の測定によって得られる情報が、発電情報となる。なお、直流電力測定部101は、I−V特性に加えて(または代えて)、他の変量の測定を行ってもよい。
In the DC
直流電力測定部101は、数分毎や数時間毎、数日毎などの所定のタイミングで、直流電力を測定する。なお、直流電力測定部101が直流電力を測定するタイミングは、例えば発電データ生成部105によって制御される。
The DC
付加情報記録部102は、例えば半導体メモリのようなデータを記録可能な記録装置で構成され、発電データに含めるべき情報を記録している。付加情報記録部102が記録している情報は、データ収集部10(特に、直流電力測定部101)が直流電力を測定するPVモジュールMに関する情報である。例えば、PVモジュールMのID(Identification)などの識別情報や、PVモジュールMの機種の情報(例えば、メーカー、型式、光発電素子を構成する材料や受光面積等の各種仕様、価格などの情報)、PVモジュールMの設置環境の情報(例えば、緯度及び経度などで表される設置位置、受光面の方位である設置方位、水平面に対する受光面の角度である設置角度などの情報)などであり、原則として時間が経過しても変動しない情報である。これらの情報は、例えば、PVモジュールM、マイクロインバータA及びデータ収集部10を設置する際に、付加情報記録部102に記録される。なお、PVモジュールMの識別情報が、PVモジュールMそのものを表すだけでなく、当該PVモジュールMが構成する太陽光発電装置をも表すものであってもよい。
The additional
付加情報取得部103は、例えば温度センサなどの測定機器で構成され、発電データに含めるべき情報を取得する。付加情報取得部103が測定する情報は、データ収集部10(特に、直流電力測定部101)が直流電力を測定するPVモジュールMに関する情報である。例えば、PVモジュールMの設置環境の情報(例えば、PVモジュールMの温度であって、具体的に例えば、PVモジュールMの受光面または裏面の温度、あるいは周囲の気温など)であり、時間の経過に伴い変動し得る情報である。
The additional
計時部104は、例えばタイマーなどの日時を計測する計時機器で構成され、日時の情報を生成する。この日時の情報は、例えば、発電データ生成部105が直流電力測定部101の動作タイミングを制御する際に利用される。
The
発電データ生成部105は、例えばCPUなどの演算装置と半導体メモリなどの記憶装置とで構成され、演算装置が所定のプログラムを実行することによって所定の処理を行う。具体的に、発電データ生成部105は、直流電力測定部101によるPVモジュールMの直流電力の測定によって得られる発電情報に対して、付加情報記録部102が記録している当該PVモジュールの情報(例えば、メーカー、型式、受光面積等の各種仕様、設置位置、設置角度などの情報)や、付加情報取得部103が取得する当該PVモジュールの情報(例えば、PVモジュールMの温度などの情報)、発電データ生成部105が生成する情報(例えば、直流電力測定部101によるPVモジュールMの直流電力の測定が行われた日時などの情報)を付加することで、発電データを生成する処理を行う。
The power generation
ここで、発電データ生成部105が生成する発電データのデータ構成の一例について、図面を参照して説明する。図4は、発電データ生成部が生成する発電データの構成の一例について示す概念図である。
Here, an example of the data configuration of the power generation data generated by the power generation
図4に示すように、発電データは、識別情報と、機種情報と、設置環境情報と、測定日時情報と、発電情報と、を含む構成になっている。 As illustrated in FIG. 4, the power generation data includes identification information, model information, installation environment information, measurement date information, and power generation information.
識別情報は、例えば、PVモジュールMのIDなどの情報である。機種情報は、例えば、PVモジュールMのメーカー、型式、受光面積等の各種仕様などの情報である。なお、PVモジュールMの型式から各種仕様が認識可能であれば、機種情報に各種仕様の情報を含めなくてもよい。設置環境情報は、例えば、PVモジュールMの設置位置、設置方位、設置角度、PVモジュールMの温度などの情報である。測定日時情報は、例えば、直流電力測定部101がPVモジュールMの直流電力を測定した日時の情報である。発電情報は、例えば、PVモジュールMのI−V特性である。
The identification information is information such as the ID of the PV module M, for example. The model information is information such as various specifications such as the manufacturer, model, and light receiving area of the PV module M, for example. If various specifications are recognizable from the model of the PV module M, the information on the various specifications may not be included in the model information. The installation environment information is information such as the installation position, installation orientation, installation angle, and PV module M temperature of the PV module M, for example. The measurement date / time information is, for example, information on the date / time when the DC
発電データ送信部106は、例えば無線または有線でデータを受信する通信機器で構成され、発電データ生成部105が生成した発電データを送信する。発電データ一時記録部107は、例えば半導体メモリのようなデータを記録可能な記録装置で構成され、発電データ送信部106がデータ受信部11に対して送信できなかった発電データを、その後に発電データ送信部106がデータ受信部11に対して当該発電データを送信できるようになるまで、一時的に記録する。なお、付加情報記録部102及び発電データ一時記録部107を、共通の記録装置で構成してもよい。
The power generation
上述のように、データ収集部10とデータ受信部11がインターネット等のネットワークを介して発電データの送受信を行う場合、データ収集部10がアクセスポイント(個人の携帯端末を含む)と通信することができずに、データ収集部10からデータ受信部11に対して発電データが送信されない事態が生じ易くなる。また、個人の携帯端末をデータ収集部10のアクセスポイントとして利用したとしても、当該携帯端末が、常にデータ収集部10と通信可能な位置に存在するわけではない。そこで、発電データ一時記録部107を備えて、未送信の発電データを一時的に記録可能な構成にすることによって、発電データの送信機会が少なかったとしても、データ収集部10からデータ受信部11に対して確実に発電データを送信することを可能にしている。
As described above, when the
なお、データ収集部10が、付加情報記録部102及び付加情報取得部103の一方または両方を備えていなくてもよい。また、発電データが、機種情報、設置環境情報及び測定日時情報の少なくとも1つを含まなくてもよい。ただし、少なくとも、データ処理部13がどのPVモジュールMで得られた発電データであるのかを識別可能にする必要があるから、データ収集部10が識別情報を記録している付加情報記録部102を備えるとともに、発電データが識別情報を含むようにすると、好ましい。
The
<<発電データ収集システムの動作>>
次に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム1の動作について説明する。なお、以下では、PVモジュールMを運用して発電データを提供する者を「発電家」と称し、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム1が発電データを用いて生成する利用者提供データを提供する相手を「利用者」と称して、両者を区別する。ただし、例えば発電事業者など、「発電家」であって「利用者」である者も存在し得る。また、以下では、データ収集部10が、多数の発電家が運用するPVモジュールMに対して設けられているマイクロインバータAの各別に付随して設置されているものとする。
<< Operation of power generation data collection system >>
Next, operation | movement of the electric power generation
データ収集部10は、数分毎や数時間毎、数日毎などの所定のタイミングで、発電データを生成して送信する。そして、データ受信部11が、データ収集部10から送信される発電データを受信し、データベース12が、データ受信部11が受信した発電データを記録する。これにより、データベース12において、発電データが蓄積される。
The
データ処理部13は、データベース12に記録されている発電データを用いて、利用者提供データを生成する。このとき、データ処理部13は、少なくとも、利用者以外の第三者が運用するPVモジュールMから得られた発電データを用いて、利用者提供データを生成する。即ち、データ処理部13が生成する利用者提供データとは、個々の発電家に対して当該発電家が運用するPVモジュールMの発電状況などを報知するデータとは異なるデータである。
The
例えば、データ処理部13は、データベース12に記録されている発電データの中から利用者の要求に合致するものを選択的に抽出し、抽出した発電データを利用者提供データとする。また例えば、データ処理部13は、データベース12に記録されている発電データの中から利用者の要求に合致するものを選択的に抽出し、さらに抽出した発電データに含まれる発電情報に対して所定の処理(例えば、統計処理)を施すことによって、利用者提供データを生成する。
For example, the
このとき、データ処理部13は、発電データに含まれる識別情報を参照することで、当該発電データが得られたPVモジュールMを識別する。また、データ処理部13は、発電データに含まれる機種情報を参照することで、当該発電データが得られたPVモジュールMの機種を認識する。また、データ処理部13は、発電データに含まれる設置環境情報を参照することで、当該発電データが得られたPVモジュールMの設置環境を認識する。また、データ処理部13は、発電データに含まれる測定日時情報を参照することで、当該発電データが得られたPVモジュールMにおいて直流電力が測定された日時を認識する。
At this time, the
ここで、データ処理部13が生成する利用者提供データの具体例について、図面を参照して説明する。図5は、データ処理部が生成する利用者提供データの具体例について示す概念図である。
Here, a specific example of the user-provided data generated by the
図5に示すように、データ処理部13は、利用者に応じて様々な利用者提供データを生成する。例えば、データ処理部13は、設計・施工事業者や製造事業者のようなPVモジュールMの発電性能に関心がある利用者に対して、PVモジュールMの発電性能に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部13は、発電データをPVモジュールの機種毎に区別して用いる(例えば、特定の機種であるPVモジュールMの発電データのみを選択的に用いる、または、特定の機種であるPVモジュールMの発電データと比較用の少なくとも1つの機種であるPVモジュールMの発電データとを用いる)ことで、特定の機種であるPVモジュールMの発電性能を評価し、その評価結果を含む利用者提供データを生成する。このように、発電データをPVモジュールの機種毎に区別して用いて発電性能を評価することで、通常は長期間の動作試験が必要になるPVモジュールMの機種毎の発電性能の評価結果を、容易に得ることができる。
As shown in FIG. 5, the
また例えば、データ処理部13は、メンテナンス事業者のような機器の異常に関心がある利用者に対して、機器の異常に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部13は、複数のPVモジュールMの発電データを比較する(例えば、機種や設置環境が同じか近似している複数のPVモジュールMの発電データの発電情報を比較する)ことで、PVモジュールMの異常の有無を判定し、その判定結果の情報を含む利用者提供データを生成する。このように、複数のPVモジュールMの発電データを比較すると、悪天候や影による発電不良や、接続箱や出力制御装置などの共通部分の異常と区別して、PVモジュールMの固有の異常を精度良く判定することができる。
Further, for example, the
また例えば、データ処理部13は、営業・販売事業者のようなPVモジュールMのマーケティングに関心がある利用者に対して、PVモジュールMのマーケティングに関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部13は、地域毎のPVモジュールMの発電実績や、当該発電実績から求められるPVモジュールMの過去の販売実績(例えば、発電開始時点を販売時点とみなして求められる販売実績)などの情報を含む利用者提供データを生成する。
Further, for example, the
また例えば、データ処理部13は、営業・販売事業者のようなPVモジュールMの設置方法に関心がある利用者に対して、特定の設置条件に適したPVモジュールMの設置方法に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部13は、営業・販売事業者や発電データ収集システム1のオペレータの入力によって指定される、太陽光発電装置の導入(PVモジュールMの設置)を検討している対象者におけるPVモジュールMの設置条件(例えば、設置面積、必要な発電量、日射量、予算など)を認識する。また、データ処理部13は、発電データをPVモジュールMの機種毎に区別して用いることで、PVモジュールMの機種毎に発電性能を評価する。そして、データ処理部13は、評価した機種毎のPVモジュールMの発電性能に基づいて、指定された設置条件を満たす1または複数のPVモジュールの機種(特に、設置条件を満たすために必要なPVモジュールの機種とその枚数)を選択し、その選択結果を含む利用者提供データを生成する。これにより、現実に設置されているPVモジュールMの発電性能を踏まえた上で、指定された設置条件を満たす適切なPVモジュールの機種を選択して提案することができる。
In addition, for example, the
また例えば、データ処理部13は、リユース事業者のような中古のPVモジュールの残存する発電性能に関心がある利用者に対して、特定の中古のPVモジュールの発電性能に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部13は、発電データをPVモジュールMの機種毎に区別して用いることで、PVモジュールMの機種毎に使用状態と発電性能との関係を表す劣化判定基準を生成する。例えば、劣化判定基準は、PVモジュールMの機種毎に発電データを統計処理することで、設置年数や総発電量などの使用状態と経年劣化する発電性能との関係を推定したものであり、平均値や誤差範囲などを用いて表現される。また、データ処理部13は、リユース事業者や発電データ収集システム1のオペレータの入力によって指定される、特定の中古のPVモジュールの機種及び使用状態を認識する。そして、データ処理部13は、中古のPVモジュールと同じ機種の劣化判定基準に対して、当該中古のPVモジュールの使用状態を照合することで、当該中古のPVモジュールの発電性能を推定し、その推定結果を含む利用者提供データを生成する。これにより、これまでに詳細な発電データを記録していない(例えば、設置年数やPVアレイの総発電量ぐらいしか分からない)中古のPVモジュールであっても、使用状態を判定基準に照合することによって、発電性能を高精度に推定することができる。なお、中古のPVアレイの全体の使用状態は分かるが、当該PVアレイを構成する複数のPVモジュールの個々の使用状態までは分からない場合は、当該PVアレイを構成するPVモジュールの使用状態が等しいと仮定して、PVモジュールの個々の使用状態を求めればよい。例えば、PVアレイの総発電量は分かるが、当該PVアレイを構成する複数のPVモジュールの個々の総発電量が分からない場合は、PVアレイの総発電量をPVモジュールの数で除算して、PVモジュールの個々の総発電量を求めればよい。また、劣化判定基準は、特定の機種であるPVモジュールMの発電性能の評価結果としても価値がある。そのため、データ処理部13が、劣化判定基準を含む利用者提供データを生成してもよい(上述の設計・施工事業者や製造事業者に対して生成されるとした利用者提供データの説明参照)。
In addition, for example, the
また例えば、データ処理部13は、新電力事業者(電力小売市場での電力の取引に基づいて電力を供給する事業者)や気象予測事業者などの日射量に関心がある利用者に対して、発電データに基づいて推定した日射量に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部13は、複数のPVモジュールM発電データを比較する(例えば、設置位置が近く測定日時が同じまたは近似している複数のPVモジュールMの発電データの発電情報を比較する)ことで、過去、現在及び未来(例えば、雲の動きに起因する日射量の変動が推定可能な近い未来)の少なくとも1つの時点における日射量を推定する。
In addition, for example, the
PVモジュールMは、各地に無数に設置されている日射計とみなすことができるため、これらから得られる発電データを利用することによって、日射量を精度良く推定することができる。ただし、設置位置が近い複数のPVモジュールMから得られる複数の発電データの中に、局所的に発電量が小さくまたは大きくなっている発電データが存在する場合、このような発電データは、PVモジュールMやデータ収集部10などの異常や、PVモジュールMの受光面上を覆う影やゴミなどの影響を受けていると考えられる。そのため、日射量を推定する際に、このような発電データを使用しないようにすると、好ましい。
Since the PV module M can be regarded as an infinite number of pyranometers installed in various places, the amount of solar radiation can be accurately estimated by using the power generation data obtained from these. However, when there is power generation data in which the power generation amount is locally small or large among the plurality of power generation data obtained from the plurality of PV modules M whose installation positions are close, such power generation data is stored in the PV module. It is thought that it is influenced by abnormalities such as M and the
例えば、通常、1人の発電家が複数のPVモジュールMを設置する場合、気象が変動する範囲と比較すれば同地点とみなせる程度に狭い所定の敷地内に、同様の設置環境で複数のPVモジュールMが設置されることになる。そこで、PVモジュールMがこのような状況で設置されているという事情を生かして、同じ敷地内に設置されている複数のPVモジュールMの発電データについて、発電量が上位の所定数及び下位の所定数(または、上位の所定数のみ、あるいは、下位の所定数のみ)に含まれる発電データを除外したり、発電量を平均化したり、これらの両方を行うことなどが考えられる。そして、データ処理部13においてこのような処理を行うことで、さらに精度良く日射量を推定することが可能になる。なお、このような発電データの除外や平均化の処理は、日射量を推定する場合に限らず、例えば特定の機種であるPVモジュールMの発電性能を評価する場合など、他の目的のために行うことも可能である。
For example, usually, when a single power generator installs a plurality of PV modules M, a plurality of PV modules are installed in a similar installation environment in a predetermined site that is narrow enough to be regarded as the same spot as compared to a range where the weather fluctuates. Module M will be installed. Therefore, taking advantage of the fact that the PV module M is installed in such a situation, the power generation amount of the plurality of PV modules M installed in the same site has a predetermined number of higher power generations and a predetermined lower power generation amount. It may be possible to exclude power generation data included in the number (or only the upper predetermined number or only the lower predetermined number), average the power generation amount, or both. And by performing such a process in the
以上のように、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム1は、データ収集部10が付随するマイクロインバータAを、現実に使用されるPVモジュールMに適用するだけで、PVモジュールMの発電状態を把握可能な発電データを収集することができる。したがって、現実的な使用環境下に設置されているPVモジュールMの発電状態を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することが可能になる
As described above, the power generation
特に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム1は、PVモジュールMが発電する直流電力を個別的に交流電力に変換するマイクロインバータAの各別に付随してデータ収集部10を設けることによって、個々のPVモジュールMの発電情報を含む発電データを収集することができる。したがって、個々のPVモジュールMの発電状態を把握可能な発電データを収集することが可能になる。
In particular, the power generation
さらに、この発電データ収集システム1では、利用者以外の第三者が運用するPVモジュールMの発電データを含めて発電データを広く用いた利用者提供データが生成される。そのため、母数が多く一般化された発電データに基づいた、偏りが小さく真実に近い情報を含む利用者提供データを生成することができる。
Furthermore, in this power generation
なお、データ処理部13(発電家提供データ生成部に相当)が、利用者に提供するための利用者提供データだけでなく、発電家に提供するための発電家提供データを生成してもよい。例えば、発電家は、自己が運用するPVモジュールMについて関心があると考えられるため、データ処理部13は、少なくとも、当該発電家が運用するPVモジュールMから得られた発電データを用いて発電家提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部13が、発電家が運用するPVモジュールMの発電実績や、PVモジュールMの異常の有無の判定結果の情報を含む発電家提供データを生成してもよい。また、発電家提供データも、利用者提供データと同様に、データ出力部14を介して発電家に提供される。
Note that the data processing unit 13 (corresponding to a power generator-provided data generation unit) may generate not only user-provided data for providing to the user but also power-gener provided data for providing to the power generator. . For example, since the power generator is considered to be interested in the PV module M operated by the power generator, the
このように、発電家に対して有益な発電家提供データを提供することによって、それぞれの発電家による発電データの提供の協力(特に、データ収集部10の設置許可や、データ収集部10と一体になったマイクロインバータAの設置許可)を見込むことが可能になる。
In this way, by providing useful power generator-provided data to power generators, each power generator cooperates in providing power generation data (particularly, permission to install the
<<変形等>>
[1] 図1では、全ての電力変換単位が1つのPVモジュールMで構成されている場合について例示したが、少なくとも1つの電力変換単位が複数のPVモジュールで構成されていてもよい。この場合の発電データ収集システムの構成について、図面を参照して説明する。図6は、本発明の別実施形態に係る発電データ収集システムの構成の一例について示すブロック図である。
<< Deformation, etc. >>
[1] Although FIG. 1 illustrates the case where all power conversion units are configured by one PV module M, at least one power conversion unit may be configured by a plurality of PV modules. The configuration of the power generation data collection system in this case will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a power generation data collection system according to another embodiment of the present invention.
図6に例示するように、本発明の別実施形態に係る発電データ収集システム1Xも、図1に例示した発電データ収集システム1と同様であり、データ収集部10,10Xと、データ受信部11と、データベース12と、データ処理部13と、データ出力部14と、バス15とを備える。
As illustrated in FIG. 6, a power generation
ただし、発電データ収集システム1Xでは、少なくとも1つの電力変換単位が複数のPVモジュールMで構成されており、この電力変換単位に対して1対1で設けられるマイクロインバータAXに対して1対1で対応するように、データ収集部10Xが設けられている。
However, in the power generation
このような発電データ収集システム1Xでも、PVモジュールMの発電状態を把握可能な発電データを収集することが可能である。そのため、現実的な使用環境下に設置されているPVモジュールMの発電状態を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することができる。
Even with such a power generation
ただし、この発電データ収集システム1Xでは、電力変換単位が複数のPVモジュールMで構成されている場合、当該複数のPVモジュールMの発電状態を合算して得られた発電情報を含む発電データが収集される。そのため、1つのPVモジュールMのみに発電状態の変化が生じたとしても、発電データに含まれる発電情報の中で当該変化が相対的に弱められて埋没してしまうことがある。
However, in this power generation
これに対して、図1に例示した発電データ収集システム1のように、データ収集部10を、PVモジュールMと1対1で対応するように設けられたマイクロインバータAに対して設けるようにする(全ての電力変換単位が1つのPVモジュールMで構成されるようにする)と、個々のPVモジュールMの発電状態の変化を個別的に表した発電情報を含む特に利用価値の高い発電データを収集することができる。
On the other hand, as in the power generation
なお、図6では、2つのPVモジュールMで構成される電力変換単位に対してマイクロインバータAXが設けられる場合について例示しているが、電力変換単位は、2以上の任意の数のPVモジュールMで構成することができる。また、図6では、複数のPVモジュールMで構成される電力変換単位の他に、1つのPVモジュールMで構成される電力変換単位も含まれる場合について例示しているが、全ての電力変換単位が複数のPVモジュールMで構成されていてもよい。 6 illustrates the case where the micro inverter AX is provided for the power conversion unit configured by the two PV modules M, the power conversion unit may be any number of PV modules M of two or more. Can be configured. In addition, FIG. 6 illustrates the case where a power conversion unit including one PV module M is included in addition to a power conversion unit including a plurality of PV modules M. May be composed of a plurality of PV modules M.
また、マイクロインバータA,AXは、上述のような同期のための制御装置を備えており、1つの太陽光発電装置に対して複数設けられることが前提とされている点で、通常のインバータ(例えば、図7のパワーコンディショナ1030に搭載されているインバータ)とは異なる。また、電力変換単位を構成するPVモジュールMの数を多くするほど、1つのPVモジュールMのみで生じた発電状態の変化が埋没し易くなる。そのため、それぞれの電力変換単位を構成するPVモジュールMを、1〜4などの少数にすると、好ましい。
Moreover, the micro inverters A and AX are provided with a control device for synchronization as described above, and it is assumed that a plurality of micro inverters A and AX are provided for one solar power generation device. For example, it is different from the inverter mounted on the
[2] 上述の発電データ収集システム1を、メガソーラーなどの太陽光発電装置の一部として実施してもよい。この場合、複数の機種のPVモジュールMを、所定の範囲の敷地内に、設置環境(例えば、設置方位や設置角度)が等しくなるように設置すると、好ましい。
[2] The above-described power generation
この太陽光発電装置では、PVモジュールMが発電する電力を得ると同時に、設置環境に起因する差異を抑制することによってPVモジュールMの機種による発電性能の差異を表した発電情報を含む発電データを生成することが可能になる。即ち、発電しながら、PVモジュールMの機種毎の動作試験及び発電性能評価試験を行うことが可能になる。 In this solar power generation device, the power generation data including the power generation information representing the difference in the power generation performance depending on the model of the PV module M is obtained by suppressing the difference caused by the installation environment while obtaining the power generated by the PV module M. Can be generated. That is, it is possible to perform an operation test and a power generation performance evaluation test for each model of the PV module M while generating power.
[3] 上述の発電データ収集システム1では、数分毎や数時間毎、数日毎などの所定のタイミングで発電データが生成されることから、その数は膨大になる。そのため、データベース12が記録する発電データのデータ量は、可能な限り削減した方が好ましい。
[3] In the power generation
そこで、例えば、同一のPVモジュールMから得られた測定日時が連続した複数の発電データにおいて、発電情報が所定の程度以上近似している場合、これらの複数の発電データの一部に含まれる発電情報の一部(例えば、I−V特性の主要な測定点以外の測定点)または全部を削除する、あるいは、これらの複数の発電データの一部を削除してもよい。この処理は、例えば、データ処理部13や、データ収集部10における発電データ生成部105が行い得る。なお、発電データに含まれる発電情報の全部を削除する場合、発電データの残部がデータベース12に記録されるため、発電情報が削除されたのか通信不良等によって発電データが記録されなかったのかを事後的に区別することが可能である。
Therefore, for example, in a plurality of power generation data with continuous measurement dates and times obtained from the same PV module M, when power generation information approximates a predetermined level or more, power generation included in a part of the plurality of power generation data A part of the information (for example, measurement points other than the main measurement points of the IV characteristic) or all of the information may be deleted, or a part of the plurality of power generation data may be deleted. This process can be performed by, for example, the
また例えば、同一の測定日時に設置位置が隣接するPVモジュールMから得られた複数の発電データにおいて、発電情報が所定の程度以上近似している場合、上記の例と同様に、これらの複数の発電データの一部に含まれる発電情報の一部または全部を削除する、あるいは、これらの複数の発電データの一部を削除してもよい。この処理は、例えば、データ処理部13が行い得る。
Also, for example, in a plurality of power generation data obtained from PV modules M whose installation positions are adjacent at the same measurement date and time, when the power generation information is approximated by a predetermined degree or more, the plurality of these data is similar to the above example. A part or all of the power generation information included in a part of the power generation data may be deleted, or a part of the plurality of power generation data may be deleted. This processing can be performed by, for example, the
[4] 付加情報取得部103として日射計を備えるとともに、発電データに含まれる設置環境情報に日射量が含まれるようにしてもよい。この場合、発電情報と日射量とを比較することによって、PVモジュールMの異常の有無を判定することが可能になる。
[4] A solar radiation meter may be provided as the additional
しかし、上述のように、複数の発電データを比較する(例えば、設置位置が近く測定日時が同じまたは近似している複数の発電データの発電情報を比較する)ことで、日射量を推定することが可能である。そのため、付加情報取得部103として日射計を備えなくても、PVモジュールMの異常の有無を判定することは可能である。
However, as described above, the amount of solar radiation is estimated by comparing a plurality of power generation data (for example, comparing power generation information of a plurality of power generation data whose installation positions are close and whose measurement dates are the same or similar). Is possible. Therefore, it is possible to determine whether the PV module M is abnormal even if the additional
また、日射量が同程度であるとみなせるほど設置位置が近い複数のPVモジュールM(特に、機種が同じか近似しているPVモジュールM)の発電情報を比較すれば、日射量を測定したり推定したりすることなく、PVモジュールMの異常の有無を判定することができる。 In addition, by comparing the power generation information of a plurality of PV modules M (especially the PV modules M with the same or similar models) whose installation positions are so close that the amount of solar radiation can be regarded as the same, the amount of solar radiation can be measured. The presence or absence of abnormality of the PV module M can be determined without estimation.
[5] 図4では、発電データが、機種情報、設置環境情報及び測定日時情報を全て含む場合について例示したが、発電データがこれらの少なくとも1つの情報を含まなくてもよい。例えば、発電データ収集システム1において、機種情報や設置環境情報、測定日時情報が不要である場合、データ収集部10の発電データ生成部105がこれらの不要な情報を含まない発電データを生成してもよい。
[5] Although FIG. 4 illustrates the case where the power generation data includes all model information, installation environment information, and measurement date information, the power generation data may not include at least one of these pieces of information. For example, in the power generation
具体的に例えば、データベース12が、PVモジュールMのIDなどの識別情報とPVモジュールMの機種や設置環境とを関連付けたテーブルデータを記録している場合、データ処理部13が、発電データに含まれる識別情報に基づいて当該テーブルデータを照会することによって、PVモジュールMの機種や設置環境を認識することができる。この場合、発電データにおける機種情報や設置環境情報を不要とすることができる。ただし、この方法では、データ処理部13が、設置環境情報の1つであるPVモジュールMの温度の情報を認識できない。そのため、PVモジュールMの温度の情報が必要である場合は、当該情報を発電データに含める必要がある。
Specifically, for example, when the
また例えば、直流電力測定部101がPVモジュールMの直流電力を測定する日時が予め決定されている場合、データ処理部13が、データベース12に発電データが記録された日時から、直流電力測定部101がPVモジュールMの直流電力を測定した日時を推定することができる。この場合、発電データにおける測定日時情報を不要とすることができる。
For example, when the date and time when the DC
[6] 各地に設置されているPVモジュールMから得られる発電データに含まれる発電情報は、PVモジュールMの設置環境に起因する差異を含むため、PVモジュールMの発電性能を評価する際の障害になり得る。そこで、この障害を取り除くために、データベース12が、それぞれのPVモジュールMの設置環境に起因する差異が抑制されるように補正された発電情報が含まれる発電データを記録するようにしてもよい。
[6] Since the power generation information included in the power generation data obtained from the PV module M installed in each region includes a difference due to the installation environment of the PV module M, an obstacle when evaluating the power generation performance of the PV module M Can be. Therefore, in order to remove this failure, the
例えば、データ処理部13(発電情報補正部に相当)は、PVモジュールMの設置位置や設置方位、設置角度などから、当該PVモジュールMの受光面に対する太陽光の入射状態を推定し、推定した太陽光の入射状態が所定の入射状態になった場合を想定して、発電情報を補正する。また例えば、データ処理部13は、実際のPVモジュールMの温度が所定の温度になった場合を想定して、発電情報を補正する。
For example, the data processing unit 13 (corresponding to the power generation information correction unit) estimates and estimates the incident state of sunlight on the light receiving surface of the PV module M from the installation position, installation direction, installation angle, etc. of the PV module M. The power generation information is corrected assuming that the incident state of sunlight is a predetermined incident state. For example, the
なお、上述した発電情報を補正する処理を、発電データ生成部105が行ってもよい。例えば、発電データ生成部105が、太陽光の入射状態に起因する差異を補正する場合(PVモジュールMの設置位置や設置方位、設置角度などに起因する差異を補正する場合)、PVモジュールM毎に予め設定されている一定の補正方法(例えば、所定の係数を乗じるなど)によって発電情報を補正してもよい。また例えば、発電データ生成部105が、PVモジュールMの温度に起因する差異を補正する場合、PVモジュールMの温度を変数とする補正方法(例えば、PVモジュールMの温度を変数とする所定の係数を乗じるなど)によって発電情報を補正してもよい。
Note that the power generation
本発明は、太陽光発電の発電データを収集する発電データ収集システムと、当該発電データ収集システムを用いた太陽光発電装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a power generation data collection system that collects power generation data of solar power generation and a solar power generation apparatus that uses the power generation data collection system.
1,1X : 発電データ収集システム
10,10X : データ収集部
101 : 直流電力測定部
101a : 電圧計
102b : 電流計
103c : 可変負荷
102 : 付加情報記録部
103 : 付加情報取得部
104 : 計時部
105 : 発電データ生成部
106 : 発電データ送信部
107 : 発電データ一時記録部
11 : データ受信部
12 : データベース
13 : データ処理部
(利用者提供データ生成部、発電家提供データ生成部、発電情報補正部)
14 : データ出力部
15 : バス
M : PVモジュール
E : 光発電素子
A,AX : マイクロインバータ
1, 1X: Power generation
(User-provided data generator, generator-provided data generator, power generation information correction unit)
14: Data output unit 15: Bus M: PV module E: Photovoltaic element A, AX: Micro inverter
Claims (16)
前記データ収集部が送信した前記発電データを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部が受信した前記発電データを記録するデータベースと、を備え、
前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、1または複数の前記PVモジュールで構成される複数の電力変換単位に対して1対1で対応するように、複数組設けられており、
前記データ収集部は、前記発電情報の他に、前記直流電力を測定する前記PVモジュールを識別するための識別情報を含む前記発電データを生成して送信し、
複数の前記発電情報が、所定の条件を満たしているために近似しているとみなされる場合、
当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部が前記データベースに記録されない、あるいは、当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部については当該発電情報の一部または全部が削除された状態で前記データベースに記録されることを特徴とする発電データ収集システム。 Power generation including power generation information obtained by measuring the DC power, provided along with a micro inverter that converts DC power generated by a PV module configured by packaging at least one photovoltaic device into AC power A data collector that generates and transmits data;
A data receiving unit for receiving the power generation data transmitted by the data collecting unit;
A database for recording the power generation data received by the data receiving unit;
A plurality of sets of the micro inverter and the data collection unit associated therewith are provided so as to correspond one-to-one to a plurality of power conversion units configured by one or a plurality of the PV modules,
The data collection unit generates and transmits the power generation data including identification information for identifying the PV module that measures the DC power in addition to the power generation information ,
When the plurality of power generation information is considered to be approximate because they satisfy a predetermined condition,
A part of the plurality of power generation data including the power generation information is not recorded in the database, or a part or all of the power generation information is deleted for a part of the plurality of power generation data including the power generation information. The power generation data collection system is recorded in the database .
前記データ収集部が備える前記付加情報記録部に、当該データ収集部が前記直流電力を測定する前記PVモジュールの機種の情報が記録されているとともに、当該データ収集部が当該情報を含む前記発電データを生成する、または、前記データベースが、前記発電データに含まれる前記PVモジュールの前記識別情報に関連付けられた、当該PVモジュールの機種の情報を記録していることを特徴とする請求項1に記載の発電データ収集システム。 In the additional information recording unit included in the data collection unit, information on the model of the PV module for which the data collection unit measures the DC power is recorded, and the data collection unit includes the information. The information of the model of the PV module associated with the identification information of the PV module included in the power generation data is recorded in the database. Power generation data collection system.
前記データ収集部が送信した前記発電データを受信するデータ受信部と、 A data receiving unit for receiving the power generation data transmitted by the data collecting unit;
前記データ受信部が受信した前記発電データを記録するデータベースと、を備え、 A database for recording the power generation data received by the data receiving unit;
前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、1または複数の前記PVモジュールで構成される複数の電力変換単位に対して1対1で対応するように、複数組設けられており、 A plurality of sets of the micro inverter and the data collection unit associated therewith are provided so as to correspond one-to-one to a plurality of power conversion units configured by one or a plurality of the PV modules,
前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記PVモジュールを識別するための識別情報を記録する付加情報記録部を備え、前記発電情報の他に前記識別情報を含む前記発電データを生成して送信するものであり、 The data collection unit includes an additional information recording unit that records identification information for identifying the PV module that measures the DC power, and generates the power generation data including the identification information in addition to the power generation information. Is to send,
前記データ収集部が備える前記付加情報記録部に、当該データ収集部が前記直流電力を測定する前記PVモジュールの機種の情報が記録されているとともに、当該データ収集部が当該情報を含む前記発電データを生成する、または、前記データベースが、前記発電データに含まれる前記PVモジュールの前記識別情報に関連付けられた、当該PVモジュールの機種の情報を記録していることを特徴とする発電データ収集システム。 In the additional information recording unit included in the data collection unit, information on the model of the PV module for which the data collection unit measures the DC power is recorded, and the data collection unit includes the information. Or the database records information on the model of the PV module associated with the identification information of the PV module included in the power generation data.
前記利用者提供データ生成部が、前記利用者に提供する前記利用者提供データを生成するために、少なくとも、当該利用者以外の第三者が運用する前記PVモジュールから得られた前記発電データを用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の発電データ収集システム。 A user-provided data generation unit that generates user-provided data for providing to a user using the power generation data recorded in the database,
In order for the user-provided data generation unit to generate the user-provided data to be provided to the user, at least the power generation data obtained from the PV module operated by a third party other than the user The power generation data collection system according to claim 1 , wherein the power generation data collection system is used.
前記発電データを前記PVモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記PVモジュールの機種毎に使用状態と発電性能との関係を表す劣化判定基準を生成し、
特定の中古のPVモジュールの機種及び使用状態が指定されると、当該中古のPVモジュールと同じ機種の前記劣化判定基準に対して、当該中古のPVモジュールの使用状態を照合することで、当該中古のPVモジュールの発電性能を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項6または7に記載の発電データ収集システム。 The user-provided data generation unit
By using the power generation data separately for each model of the PV module, a degradation determination standard that represents the relationship between the usage state and the power generation performance is generated for each model of the PV module,
When the model and usage status of a specific used PV module are specified, the usage status of the used PV module is checked against the deterioration judgment standard of the same model as the used PV module. The power generation data collection system according to claim 6 or 7 , wherein the power generation performance of the PV module is estimated, and the user-provided data including information of the estimation result is generated.
前記発電データを前記PVモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記PVモジュールの機種毎に発電性能を評価し、
特定の設置条件が指定されると、評価した前記PVモジュールの機種毎の発電性能に基づいて、前記設置条件を満たす1または複数の前記PVモジュールの機種を選択し、その選択結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の発電データ収集システム。 The user-provided data generation unit
By distinguishing and using the power generation data for each model of the PV module, the power generation performance is evaluated for each model of the PV module,
When specific installation conditions are specified, one or more PV module models satisfying the installation conditions are selected based on the evaluated power generation performance of each model of the PV module, and information on the selection result is included. The power generation data collection system according to any one of claims 6 to 8 , wherein the user-provided data is generated.
前記発電家提供データ生成部が、前記発電家に提供する前記発電家提供データを生成するために、少なくとも、当該発電家が運用する前記PVモジュールから得られた前記発電データを用いることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の発電データ収集システム。 A generator-provided data generation unit for generating generator-provided data for providing to the generator operating the PV module;
The power generator provided data generation unit uses at least the power generation data obtained from the PV module operated by the power generator in order to generate the power generator provided data to be provided to the power generator. The power generation data collection system according to any one of claims 1 to 13 .
前記データ収集部は、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できない状況であると、生成した前記発電データを前記発電データ一時記録部に記録し、その後、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できる状況になると、前記発電データ一時記録部に記録していた前記発電データを前記データ受信部に対して送信することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の発電データ収集システム。 The data collection unit includes a power generation data temporary recording unit that temporarily records the generated power generation data,
The data collection unit records the generated power generation data in the power generation data temporary recording unit when the power generation data cannot be transmitted to the data reception unit, and then the data reception unit The power generation data recorded in the power generation data temporary recording unit is transmitted to the data receiving unit when power generation data can be transmitted. Power generation data collection system.
複数の前記PVモジュールと、
複数の前記マイクロインバータと、を備え、
複数の機種の前記PVモジュールが、所定の範囲の敷地内に、設置環境が等しくなるように設置されていることを特徴とする太陽光発電装置。
The power generation data collection system according to any one of claims 1 to 15,
A plurality of the PV modules;
A plurality of the micro inverters,
A plurality of types of the PV modules are installed in a site within a predetermined range so that installation environments are equal.
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