JP6480811B2 - 太陽光発電システムの評価方法および評価システム - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電システムにおいて、電圧を印加して電流を注入するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を用いた評価方法および評価システムに関するものである。

近年、環境に配慮したエネルギーとして、太陽光発電は注目を浴びており、太陽電池パネルの設置は、家庭、ビル、メガソーラー等、各所で進められている。太陽電池パネルは長期の利用を前提としていることから２０年以上の長期信頼性が要求される。
太陽電池パネルは、結晶シリコンの集合体で構成され、結晶シリコン太陽電池パネルの長期信頼性を損なう欠陥として、結晶シリコンのクラックなどの機械的欠陥や電極不良がある。一方、結晶シリコンの結晶粒界や転位などの結晶欠陥は安定しており、長期信頼性には大きな影響を与えない。

従来から、結晶シリコン太陽電池の品質は出荷時に標準太陽光を照射して、電極から取り出せる電流および電圧特性から、良品か不良品を判別しており、長期信頼性に影響を与えるクラックなどの機械的欠陥や電極不良などは、目視や外観検査しか行われていなかった。特に、多結晶シリコン太陽電池では、結晶粒界とクラックの判別がし辛く、小さなクラックは見過ごされる可能性があった。

そこで、本発明者らは、既に、結晶シリコン太陽電池に電圧を印加し順方向に電流を注入することにより誘起される太陽電池パネルからの発光(ＥＬ)を画像的に取得し、太陽電池の欠陥、欠損部を検出し、太陽電池パネルをＥＬの発光画像でＥＬ検査する方法を提案している（例えば、特許文献１を参照）。提案した方法によれば、太陽電池パネルの状態を簡便かつ詳細に検査し評価することが可能である。

国際公開パンフレットＷＯ２００６／０５９６１５

しかし、太陽電池パネルのＥＬ検査には、順方向に電流を制御して注入することが必須となるところ、太陽光発電システムの場合、太陽電池パネルを１５〜２０枚直列接続した「ストリング」と呼ばれる単位ブロックを多数集合する構造を有しているため、ストリング単位でＥＬ検査を行う場合、大型高圧電源が必要となる。また、太陽電池パネルの発光（ＥＬ）は近赤外域のため、特殊な冷却センサーを用いたカメラを用いてモニタリングを行う必要がある。そのため、太陽電池パネルのＥＬ検査を行う装置は、可搬性に乏しく、装置が高価であった。そのため、ＥＬ検査の有用性は認識されるものの、広範な普及には難点があった。

かかる状況に鑑みて、本発明は、可搬性及び利便性に優れ、かつ、低コストでのＥＬ検査が可能な太陽光発電システムの評価方法および評価システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の太陽光発電システムの評価システムは、エレクトロルミネッセンスを利用する評価システムであって、下記１）〜６）を備え、ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くしてストリングの発光画像を撮像し、発光画像からストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価する。
１）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加手段
２）電流を注入している状態のストリングの発光を撮像するビデオカメラであって、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラ
３）近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に当該動画データを配信するモニターユニット
４）無線ネットワークを介して動画データを受信し表示する表示端末
５）動画データとストリングの識別情報を関連付けする手段
６）動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価手段

上記構成によれば、汎用カメラを用いた可搬型のＥＬ検査システムを構築でき、メガソーラーの現場で簡便にＥＬ検査を行うことができる。
上記１）の電圧印加手段として用いる電源としては、直流電圧印加でもパルス変調を用いたパルス電圧印加でもよく、通常の直流電源（ＤＣ power supply）を用いることができる。具体的には、太陽電池素子に電流密度１×１０^−３〜５Ａ／ｃｍ^２で注入が可能なものであり、個々の太陽電池素子を発光させる場合は５Ｖ程度であるが、太陽電池モジュールの集合体である太陽電池パネルを発光させる場合は１００Ｖ程度必要であり、太陽電池パネルを１５〜２０枚直列接続したストリング単位では、１．５〜２ｋＶ程度必要となる。

上記２）の近赤外域ビデオカメラは、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いる。非冷却型センサーを用いたビデオカメラの場合、汎用カメラとして低価格である。発明者らは、非冷却型センサーを用いた低価格汎用カメラでも、太陽電池パネルにおける欠陥発生パネルを検出するのに十分な機能を持つことを、実験を重ねて実証した。非冷却型センサーを用いたビデオカメラは、汎用ＴＶカメラ仕様のものもあり、既存の多くのシステム（例えば、無線送信、インターネットを用いたＷｅｂ配信など)を活用できる。また、ＥＬ検査に使用する機器の簡素化、可搬性が格段に向上でき、多機能化された測定や解析が可能であり、使用者の利便性は格段に向上する。
ＴＶ仕様などの汎用簡易型ビデオカメラを用いることで、撮影した画像をその場で、リアルタイムで転送し、複数人が同時に観察し解析でき、検査の利便性を向上させることができる。また、汎用システムをＥＬ検査に用いることが可能となるため、システム導入のコストを削減することができる。

一般的なビデオカメラでは、フレームレートは３０（３０ｆｐｓ）となっており、１秒間に３０回画像が切り替わる。多くのビデオカメラで採用されているインターレース方式では、さらに、奇数列と偶数列を分けて画像を記録し、１秒間に６０回画像が変化する。このため、ビデオカメラでは、１／６０秒よりもシャッター速度が遅くなると、複数のコマに同じ画像が撮影されてしまい、結果的にフレームレートが落ちることになる。このように、ビデオカメラでは、１秒間に撮影されるコマ数であるフレームレートと、シャッター速度が密接な関係を持っているため、普通のデジタルカメラとは違い、シャッター速度を自由に設定できないのであるが、太陽電池パネルのＥＬ発光を鮮明にとらえるために、シャッター速度を落として調整を図っている。

上記３）のモニターユニットは、近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に動画データを配信するものである。近赤外域ビデオカメラとモニターユニットが、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルを介して接続され、ビデオカメラからモニターユニットに動画データが送られることでもよい。或は、上記２）の近赤外域ビデオカメラにモニターユニット自体が内蔵されるものでもよい。無線ネットワークは、例えば、国際標準規格であるIEEE 802.11規格を使用したデバイス間の相互接続を用いてもよい。

上記４）の表示端末は、可搬型のノートパソコンやタブレット端末、多機能携帯電話などが用いられる。
上記５）の動画データとストリングの識別情報を関連付けする手段は、上記４）の表示端末を用いて、ストリングを識別できる情報（例えば、位置情報、ストリングに一意に割り当てられた番号など）を、動画データの一部を保存する際に入力できるようにした操作画面である。
上記６）のパネル評価手段は、発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルと、当該基準太陽電池パネルに電圧を印加し順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の基準パネル電圧印加手段を備える。そして、基準太陽電池パネルとストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように調整された各々の電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行う。

本発明の太陽光発電システムの評価システムにおいて、上記の電圧印加手段は、上述の如く、直流電圧の印加でも良いが、パルス変調を用いてパルス電圧を印加する方がなお良い。その場合、上記の近赤外域ビデオカメラのシャッター速度は、シャッター開放時間がパルス変調のパルス周期の３倍以上になるように調整されることが好ましい。
上述の通り、ストリング単位のＥＬ発光では１．５〜２ｋＶ程度必要となるため、常時供給すると消費電力が非常に大きくなり、経済的ではない。そこで、パルス変調を用いたパルス電流を順方向に注入することにより、電源容量の大幅な低減が可能となり、省エネの評価システムを構築できることになる。パルス幅は特に限定されるものでないが、１〜１０ｍｓｅｃ程度である。

また、上述の通り、ビデオカメラでは、１秒間に撮影されるコマ数であるフレームレートと、シャッター速度が密接な関係を持っているため、シャッター速度を自由に設定できないが、太陽電池パネルのＥＬ発光を鮮明にとらえるために、シャッター速度を落とすことにしている。その一方で、近赤外域カメラのシャッター開放時間が、パルス変調のパルス周期の３倍以上に設定されることで、シャッター開放中に発光がなされずに計測漏れが生じることを回避でき、高電圧で大容量の電力を用いなくても鮮明な画像の撮像が可能になる。すなわち、パルス幅を５ｍｓｅｃ、パルス周期を５０ｍｓｅｃ（パルス幅の１０倍）とすると、近赤外域カメラのシャッター開放時間は、１５０ｍｓｅｃ以上にすることになる。この場合、ビデオカメラでは、１／６０秒（約１６ｍｓｅｃ）よりもシャッター速度が遅くなると、複数のコマに同じ画像が撮影されてしまうことになるが、ＥＬ検査において、リアルタイムな事象の変化を捉えるものではなく問題は生じない。

本発明の太陽光発電システムの評価システムにおいて、動画データに基づいて、不具合のある太陽電池パネルを同定するために、太陽電池パネルに対して着脱自在の近赤外光発光／反射マーカを備えたことが好ましい。
表示端末に表示された画像を確認することで、不具合箇所の大まかな位置確認は可能であるが、マーカを使用することでより正確な不具合箇所の同定できる。なお、マーカは近赤外域の反射体であれば良く、特に形状の限定はないが、円形、星形、矢印、バーコード形状その他の形状であっても良い。また、材質は、太陽光パネルに傷をつけないため、軟質の素材が用いられることが好ましい。

本発明の太陽光発電システムの評価システムにおいて、近赤外域ビデオカメラの位置および姿勢を調整する位置姿勢調整手段を備えたことが好ましい。
メガソーラーシステムの場合、評価対象の太陽電池パネルは、広大な敷地に南北方向に傾斜して設置されている。そのため、近赤外域ビデオカメラは、太陽電池パネルの上方の位置からパネル全体をカメラレンズが捉えるように、やや下方を向くような姿勢で配置される必要がある。カメラを３脚の上に取付けて撮影してもよいが、専用ポールを仮設し、カメラを取付けてもよい。専用ポールを動かしてカメラの高さや視野範囲を調整してもよい。
また、ストリング単位に発光するため、できるだけストリング全体をカメラレンズが捉えるように配置される必要があるが、必要に応じて、カメラ自体が移動できるような機構を設けてもよい。カメラ自体が移動できるような機構は、例えば、移動ロボットや仮設レール上の走行できる装置である。これらが、位置姿勢調整手段であり、カメラ自体のパン／ズーム機能と組み合わせて、太陽電池パネルの欠陥の有無を検査する。

次に、本発明の太陽光発電システムの評価方法について説明する。
本発明の太陽光発電システムの評価方法は、エレクトロルミネッセンスを利用する評価方法であって、下記１）〜６）のステップから成り、ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、近赤外域ビデオカメラでストリングの発光画像を撮像し、発光画像からストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価する。
１）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加ステップ
２）電流を注入している状態のストリングの発光を、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くして撮像する撮像ステップ
３）近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に動画データを配信する動画配信ステップ
４）表示端末を用いて無線ネットワークを介して動画データを受信し表示する表示ステップ
５）動画データとストリングの識別情報を関連付けするデータ関連付けステップ
６）動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価ステップ

本発明の太陽光発電システムの評価方法における電圧印加ステップは、パルス変調を用いてパルス電圧を印加するものであり、撮像ステップにおける近赤外域ビデオカメラのシャッター速度は、シャッター開放時間がパルス変調のパルス周期の３倍以上になるように調整されることが好ましい。

本発明の太陽光発電システムの評価方法において、動画データに基づいて、不具合のある太陽電池パネルを同定するために、太陽電池パネルに対して着脱自在の近赤外光発光／反射マーカを配置するマーカ配置ステップを備えたが好ましい。
本発明の太陽光発電システムの評価方法における上記パネル評価ステップは、発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルとストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように各々の電流値を調整し、調整した電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行う。

本発明の評価システムおよび評価方法によれば、可搬性及び利便性を向上し、低コストで太陽光発電システムの検査ができるといった効果がある。

実施例１の太陽光発電システムの評価システムの構成図 太陽電池パネルへ電流を注入した際に生じる光の発光強度と波長の相関図 従来の評価システムにおけるカメラと画像表示端末の接続状態を示した図 実施例１におけるカメラと画像表示端末の接続状態を示した図 パルス電流の周期とシャッター開放時間の相関図 実施例１の太陽光発電システムの評価方法のフロー図 実施例１の太陽光発電システムの評価方法の説明図 実施例１の太陽光発電システムの評価システムにより撮像された画像イメージ 実施例１の太陽光発電システムの評価システムにより撮像された画像データの拡大図 マーカの配置の説明図 マーカを配置した状態で撮像された画像イメージ 基準太陽電池パネルを用いた太陽光発電システムの評価方法の説明図 実施例２の太陽光発電システムの評価方法の説明図

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

図１は、実施例１の太陽光発電システムの評価システムの構成図を示している。
図１に示されるように、メガソーラーシステム１２は、６つのストリング１から成り、ストリング１は、それぞれ分電盤５と接続され、発電時は、ストリング１で発電された電力は分電盤５へと送られる構造である。ストリング１は、１４個の太陽電池パネル１１が直列接続されている。図示しないが、分電盤５には端子台が設けられ、ストリング単位にプラス端子とマイナス端子が存在する。
電圧印加手段である電源装置４は、分電盤５と接続され、太陽電池パネルに順方向のパルス電流を注入し、ストリング１全体を発光させる。具体的には、発光させるストリングに接続されているプラス端子とマイナス端子に、電源装置４のプラス端子とマイナス端子を繋げて、太陽電池パネルに電圧を印加し、順方向に電流を注入する。
カメラ２はストリング１における太陽電池パネルの発光状態を撮像するためのカメラである。カメラ２で撮像された画像データは無線送信手段６により画像表示端末（３ａ，３ｂ）へと送信される。

まず、本実施例において用いるカメラ２について説明する。
図２は、太陽電池パネルへ電流を注入した際に生じる光の発光強度（ＥＬ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）と波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）との関係を示した図である。これは、多結晶のシリコン半導体製の太陽電池素子を複数備えている太陽電池パネルに対して、順方向に電流を注入したときに生じる光を解析したものである。
図２において、点線はＳｉ−ＣＣＤカメラの感度を示し破線は近赤外域に感度を有するセンサーを用いて測定したＥＬ発光の波長依存性を示している。Ｓｉ−ＣＣＤカメラでＥＬ発光を観測した場合、実線で示される波長域(９００〜１２００ｎｍ)の光が検出でき、撮像されることになる。
電流を注入している状態のストリングの発光を撮像するカメラ２は、波長８００ｎｍ〜１３００ｎｍの近赤外域に感度を有し、かつ、可搬性の高い非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラを用いる。これにより、鮮明な発光画像が得られることになる。

図３は、従来の評価システムにおけるカメラと画像表示端末の接続状態を示した図である。
図３に示されるように、従来のＥＬ検査法においては、カメラ２１と画像表示端末３ｃを、ケーブル７を用いて接続している。このような方法では、検査時に画像表示端末の移動が困難であり不便であった。また、複数台の画像表示端末を同時に利用するためにはカメラ２１に台数分の接続端子が必要であり、かかる点でも不便であった。

図４は、実施例１におけるカメラと画像表示端末の接続状態を示した図を示している。
図４に示されるように、本実施例では、無線６により、カメラ２００と画像表示端末（３ａ，３ｂ）を接続している。無線６を利用することにより、複数台での画像確認が容易である。また、端末を持った状態での移動にも適している。

図５は、パルス電流の周期とシャッター開放時間の相関図を示している。図５（１）はシャッター開放時間を示し、シャッター開放時２１ａとシャッター閉鎖時２１ｂの内、シャッター開放時２１ａの長さをシャッター開放時間Ｔ_１としている。（２）はパルス電流の周期を示し、電力注入時２２ａと電力注入停止時２２ｂが示されている。電力注入時２２ａと電力注入停止時２２ｂが一対となった時間がパルス周期であり、Ｔ_２としている。
図５に示されるように、１回の撮像におけるシャッター開放時間Ｔ_１は、パルス周期Ｔ_２の３倍以上となっている。これにより、正確な撮像が可能となっている。

図６は、実施例１の太陽光発電システムの評価方法のフロー図を示している。
図６に示されるように、まず、太陽電池パネルに、パルス変調を用いた電流を順方向に注入する（Ｓ０１）。次に、太陽電池素子から生じた発光の強度及び箇所を、非冷却型センサーを用いた簡易型の近赤外域カメラにより計測する（Ｓ０２）。計測によって得られた発光の強度及び箇所に関するデータを用いて、画像を生成する（Ｓ０３）。近赤外域カメラによって撮像したカメラ画像データを画像表示端末へと伝送する（Ｓ０４）。画像表示端末において受信された画像が表示される（Ｓ０５）。

図７は、実施例１の太陽光発電システムの評価方法の説明図を示している。
図７に示されるように、メガソーラーシステム１２は、６つのストリング（１ａ〜１ｆ）から成り、ストリング（１ａ〜１ｆ）は、それぞれ分電盤５と接続され、発電時は、ストリング１で発電された電力は分電盤５へと送られる構造である。ストリング１は、１４個の太陽電池パネル１１から成る。
ポール２ａの上端部にはカメラ２が設置されており、レンズ部２ｂはストリング１ｅの方向に向けられている。ポール２ａは、地面への固定、移動、高さ調整、角度調整が容易に行える構造である。本実施例では、カメラ２のレンズ部２ｂを、発光させるストリングの方向に向けて撮像しているが、ズームアウトして複数のストリングを同時に撮像しても良い。

図８は、実施例１の太陽光発電システムの評価システムにより撮像された画像イメージ図を示している。図８に示されるように、ストリング１ｅにのみ電圧を印加し、電流を注入しているので、メガソーラーシステム１２の内、ストリング１ｅの太陽電池パネル１１のみが発光している。

図９は、実施例１の太陽光発電システムの評価システムにより撮像された画像データの拡大図を示し、（１）は欠陥が存在しないパネル、（２）欠陥が存在するパネルを示している。図９（１）に示されるように、太陽電池パネル１１ａは欠陥が存在しない正常な太陽電池パネルであり、部位８ａのように均一に発光している。これに対し、図９（２）に示される太陽電池パネル１１ｂは、部位（８ｂ，８ｃ）のように不均一に暗くなっている箇所が存在しており、欠陥が存在するパネルであるといえる。

図１０は、実施例１において撮像後にマーカを配置した図を示している。図１０に示されるように、撮像が終わったストリング１ｅに星型のマーカ（９ａ，９ｂ）を配置している。これは、不具合箇所を同定するためのものであり、マーカ９ａのように太陽電池パネル１１の上に配置しても良いし、マーカ９ｂのように太陽電池パネル１１同士の間に配置しても良い。例えば、不具合箇所が１箇所であれば、その太陽電池パネル１１にマーカを配置すればよいし、隣り合う２つの太陽電池パネル１１に不具合がある場合にはそれらの間に配置することで、同定が容易になる。
マーカの形状は、星形に限られず、円形その他の幾何学的形状であっても良い。マーカ（９ａ，９ｂ）は反射体であり、赤外線を照射すると発光する性質を有している。そこで、ポール１０ａの上端に設けられた赤外線照明１０によってストリング１ｅに赤外線を照射し、マーカ（９ａ，９ｂ）の存在をカメラ２で撮像することができる。ポール１０ａは、地面への固定、移動、高さ調整、角度調整が容易に行える構造である。また、赤外線の照射は特定のストリングに向けて行っても良いし、複数のストリングに向けて行っても良い。また、自発光のマーカでも同様にパネル同定が行えるので良い。

図１１は、実施例１のマーカを配置した状態で撮像された画像イメージ図を示している。図１１に示されるように、図９の場合と異なり、ストリング１ｅにはマーカ（９ａ，９ｂ）が配置され、赤外線照明１０より照射された赤外線を反射することで、ストリング１ｅにおける各太陽電池パネル１１の位置確認が容易になっていることが分かる。

図１２は、基準太陽電池パネルを用いた太陽光発電システムの評価方法の説明図を示している。
図１２に示されるように、太陽電池パネル１１の表面には基準太陽電池パネル１３が配置されている。太陽電池パネル１１と分電盤５はケーブル７で接続されており、分電盤５と電源装置４もケーブル７で接続されている。これにより、太陽電池パネル１１に電流を注入することが可能である。電源装置４１は、ケーブル（７ａ，７ｂ）でそれぞれ基準太陽電池パネル１３のプラス端子とマイナスの端子に接続されている。これにより、太陽電池パネル１１とは別に、基準太陽電池パネル１３に電流を注入することが可能である。電源装置を別に設けるのは、太陽電池パネル１１と基準太陽電池パネル１３の電流値をそれぞれ調整できるようにするためである。
基準太陽電池パネル１３は、太陽電池パネル１１の表面に配置されているため、カメラ２でまとめて撮像することが可能であり、また、同時に電流を注入したときの発光強度の差も容易に判別できる。但し、同じカメラで一度に撮像して発光強度の差を判別することができるのであれば、基準太陽電池パネル１３は、太陽電池パネル１１に隣接して配置、或は、離して配置しても良い。

評価対象の太陽電池パネル１１を評価する方法として、基準太陽電池１３を用いてＥＬ発光強度を比較測定する方法について説明する。
先ず、基準太陽電池パネル１３と評価測定対象の太陽電池パネル１１に対して、別々の電源装置（４，４１）から電流を注入する。そして、カメラ２で撮像した画面上で、同じ明るさになるようにそれぞれの電流値を調整する。次に、基準太陽電池パネル１３と太陽電池パネル１１が同じ明るさになるようにした時の電流値の比から、単位面積あたりの電流密度の比を算出する。単位面積あたりの電流密度の比の逆数が、同じ電流値を基準太陽電池パネル１３と太陽電池パネル１１に注入した時のＥＬ発光強度の比となる。このＥＬ発光強度の比から、太陽電池パネル１１を評価することができる。
同一設定で撮像して、同じＥＬ発光強度になる電流注入条件を求めていることから、カメラの撮像条件（例えば、露光時間、絞り、感度など）や画像取得ソフト上の条件（コントラスト、明るさなど）に影響されないといった利点がある。
なお、基準太陽電池パネル１３の開放端電圧を基にして、評価測定対象の太陽電池パネル１１の開放端電圧を導出することも可能である。

図１３は、実施例２の太陽光発電システムの評価方法の説明図を示している。
図１３に示されるように、本実施例では、実施例１と異なり基準太陽電池パネル１３と電源装置４１が設けられ、基準太陽電池パネル１３と電源装置４１はケーブル７によって接続されている。基準太陽電池パネル１３は太陽電池パネル１１の表面に配置されている。
ストリング１ｅに電流を注入する際に、同時に、電源装置４１を用いて基準太陽電池パネル１３に電流を注入すると、それぞれの発光強度の差をカメラ２で撮像することができる。
撮像した画像を元に、発光強度の差を判別するために基準太陽電池パネル１３の位置を変更しても良い。また、不具合があると思われる太陽電池パネル１１の電流値を測定するため、電源装置（４，４１）を操作して電流値を調整し、発光強度を一定にすることで、電流値の差を測定することもできる。

本発明は、家庭用からメガソーラーシステムに至るまで、幅広い太陽光発電システムにおける、設置前、設置時又は設置後の検査に有用である。

１ ストリング
２，２００ カメラ
２ａ ポール
２ｂ レンズ部
３ａ，３ｂ，３ｃ 画像表示端末
４，４１ 電源装置
５ 分電盤
６ 無線ネットワーク
７ ケーブル
８ａ，８ｂ，８ｃ 部位
９ａ，９ｂ マーカ
１０ 赤外線照明器
１０ａ ポール
１１，１１ａ，１１ｂ 太陽電池パネル
１２ メガソーラーシステム
１３ 基準太陽電池パネル
２１ａ シャッター開放時
２１ｂ シャッター閉鎖時
２２ａ 電力注入時
２２ｂ 電力注入停止時
Ｔ 時間

Claims (9)

1. エレクトロルミネッセンスを利用する太陽光発電システムの評価システムであって、
   １）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加手段と、
   ２）電流を注入している状態の前記ストリングの発光を撮像するビデオカメラであって、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラと、
   ３）前記近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に当該動画データを配信するモニターユニットと、
   ４）無線ネットワークを介して前記動画データを受信し表示する前記表示端末と、
   ５）前記動画データと前記ストリングの識別情報を関連付けする手段、
   ６）前記動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価手段、
   を備え、
   ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、前記近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くして当該ストリングの発光画像を撮像し、発光画像から当該ストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価することを特徴とする太陽光発電システムの評価システム。
2. 前記電圧印加手段は、パルス変調を用いてパルス電圧を印加する場合に、前記近赤外域ビデオカメラのシャッター速度が、シャッター開放時間がパルス変調のパルス周期の３倍以上になるように調整されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの評価システム。
3. 前記動画データに基づいて、不具合のある太陽電池パネルを同定するために、太陽電池パネルに対して着脱自在の近赤外光発光／反射マーカを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光発電システムの評価システム。
4. 前記近赤外域ビデオカメラの位置および姿勢を調整する位置姿勢調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の太陽光発電システムの評価システム。
5. 前記パネル評価手段は、
   発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルと、
   当該基準太陽電池パネルに電圧を印加し順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の基準パネル電圧印加手段を備え、
   前記基準太陽電池パネルと前記ストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように調整された各々の電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を前記基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の太陽光発電システムの評価システム。
6. エレクトロルミネッセンスを利用する太陽光発電システムの評価方法であって、
   １）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加ステップと、
   ２）電流を注入している状態の前記ストリングの発光を、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くして撮像する撮像ステップと、
   ３）前記近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に当該動画データを配信する動画配信ステップと、
   ４）前記表示端末を用いて無線ネットワークを介して前記動画データを受信し表示する表示ステップと、
   ５）前記動画データと前記ストリングの識別情報を関連付けするデータ関連付けステップと、
   ６）前記動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価ステップ、
   から成り、
   ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、前記近赤外域ビデオカメラで当該ストリングの発光画像を撮像し、発光画像から当該ストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価することを特徴とする太陽光発電システムの評価方法。
7. 前記電圧印加ステップは、パルス変調を用いてパルス電圧を印加する場合に、
   前記撮像ステップにおける近赤外域ビデオカメラのシャッター速度が、シャッター開放時間がパルス変調のパルス周期の３倍以上になるように調整されることを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電システムの評価方法。
8. 前記動画データに基づいて、不具合のある太陽電池パネルを同定するために、太陽電池パネルに対して着脱自在の近赤外光発光／反射マーカを配置するマーカ配置ステップを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の太陽光発電システムの評価方法。
9. 前記パネル評価ステップは、
   発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルと前記ストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように各々の電流値を調整し、調整した電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を前記基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行うことを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の太陽光発電システムの評価方法。