JP7073802B2 - 太陽光発電システムの故障検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光発電システムの故障検査装置に関する。
省エネルギー化のために、例えば複数の太陽電池モジュールを繋げた太陽電池ストリングを備える太陽光発電システムによる発電が行われている。また、太陽電池ストリング内の断線を検査する方法は、例えば特許文献1-3に開示されている。
特開2016-171671号公報 特表2013-527613号公報 特開2013-182948号公報
太陽電池ストリング内の太陽電池モジュールが並列に設けられている場合、太陽電池ストリング内で断線が発生したとしても、ストリング全体としての抵抗値は大きく変わらない。すなわち、太陽電池モジュールが並列に設けられている場合、太陽電池ストリング全体の抵抗値を単に計測するだけでは、断線の判別が困難である。
そこで、断線の検査を行う場合、並列に設けられた太陽電池モジュールの中から、直列に接続する部分を抽出し、抽出した部分ごとに断線の検査を行う検査方法が考えられる。しかしながら、当該検査手法の場合、検査に手間を要する。
また、太陽電池の設置環境が日射等によって変動する場合、太陽電池ストリング内の抵抗値にばらつきが生じる。従って、検査の際に断線の誤判別が生じ、断線の検査の精度が低下する虞がある。
すなわち、本発明者は、並列に設けられた太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの断線の検査は手間を要し、また、太陽電池の設置環境が変動する場合には高精度な断線の検査を行うことができないことを見出した。
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、手間を要さず、太陽電池の設置環境が変化した場合であっても、精度高く太陽光発電システムの故障を検査することのできる技術を提供することである。
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
すなわち本発明の一側面に係る太陽光発電システムの故障検査装置は、少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路が複数設けられている太陽光発電システムの故障検査装置であって、前記複数の回路の抵抗値を計測する抵抗値計測部と、前記複数の回路のうちの検査対象の回路の抵抗値と、前記複数の回路のうちの比較対象の回路の抵抗値との比較に基づき、前記検査対象の回路の故障を判定する故障判定部と、を備える。
当該構成によれば、少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路が並列回路であ
る場合、複数の並列回路のうちの2つの並列回路の抵抗値の比較を行い、並列回路内の断線を判定することができる。すなわち、回路の何れかの場所において断線が発生した場合であっても、全体としての抵抗値は大きく変わらず、断線の判別が困難である並列回路について、回路同士の抵抗値の比較を行うことによって、断線を容易に検出することができる。また、並列回路の中から、直列に接続する部分を抽出して抵抗値を計測する必要はない。すなわち、検査に手間を要さない。
上記一側面に係る太陽光発電システムの故障検査装置において、前記抵抗値計測部において前記回路の抵抗値が計測される場合に、前記太陽電池の設置環境を計測する環境計測部と、前記環境計測部における前記設置環境の計測に基づいて、前記回路の抵抗値を計測している間の前記設置環境の変動を判定する環境変動判定部と、をさらに備え、前記環境変動判定部において前記設置環境が変動したと判定された場合に、前記抵抗値計測部は、前記検査対象の回路の抵抗値と前記比較対象の回路の抵抗値のうち、少なくともいずれか一方の再計測を行ってもよい。
当該構成によれば、回路の抵抗値を計測している間に、太陽電池の設置環境が変動した場合、回路の抵抗値の再計測を行う。よって、設置環境が変動したことによって回路の抵抗の計測値にばらつきが生じることは抑制される。従って、本来断線していない回路が誤って断線と判定されることは抑制される。すなわち、高精度な故障検査を実現することができる。
上記一側面に係る太陽光発電システムの故障検査装置において、前記環境計測部は、前記回路の開放電圧を計測する開放電圧計測手段を備えてもよい。
当該構成によれば、回路の設置環境を簡易に計測することができる。
上記一側面に係る太陽光発電システムの故障検査装置において、前記検査対象の回路の抵抗値を所定の判定条件と比較し、前記検査対象の回路の故障を判定する第二の故障判定部をさらに備え、前記検査対象の回路の故障を判定する場合に、前記故障判定部と前記第二の故障判定部のうち、少なくともいずれか一方を使用してもよい。
当該構成によれば、第二の故障判定部は、検査対象の回路の抵抗値と所定の判定条件とを比較し、故障を判定する。よって、第二の故障判定部を使用して検査を行う場合、回路の抵抗値の比較によって故障を判定する故障判定部を使用して検査を行う場合と比較して、回路の抵抗値の計測回数が少なく済み、検査に時間を要さない。よって、故障検査装置を使用するユーザが検査に要する時間を節減したい場合、当該構成は、ユーザの需要に対応することができる。すなわち、当該構成は、利便性の高い装置である。
上記一側面に係る太陽光発電システムの故障検査装置において、前記少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路は、並列回路であってもよい。
当該構成によれば、回路の何れかの場所において断線が発生した場合であっても、全体としての抵抗値は大きく変わらず、抵抗値の計測による断線の判別が困難である並列回路について、回路同士の抵抗値を比較することによって、断線を容易に検出することができる。
本発明によれば、手間を要さず、太陽電池の設置環境が変化した場合であっても、精度高く太陽光発電システムの故障を検査することのできる技術を提供することができる。
図1は、太陽光発電システムの概要の一例を模式的に例示する。 図2は、検査装置の断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。 図3は、PVストリングの開放電圧の計測及び抵抗値の計測の手順の詳細の一例を模式的に例示する。 図4は、断線の判定の手順の詳細の一例を模式的に例示する。 図5は、検査装置による断線の検査の実験結果の一例を模式的に例示する。 図6は、本変形例における検査装置の断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。 図7は、本変形例における検査装置の断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。 図8は、検査装置の外観の概要の一例を模式的に例示する。 図9は、検査装置の機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。 図10は、第二の検査方法の断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。 図11は、本変形例における検査装置の断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。 図12は、検査装置がテスターである場合の概要の一例を模式的に例示する。模式的に例示する。
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
§1 適用例
図1を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1は、太陽光発電システムの概要の一例を模式的に例示する。太陽光発電システム1は、例えば3つの太陽電池(PV)ストリング2A、2B、2Cを備える。PVストリング2A、2B、2Cは、それぞれ複数の太陽電池モジュール(PV)3から形成される。PVストリング2A、2B、2Cは、それぞれ例えば3つのPV3が直列に接続され、さらにそれら直列に接続されたPV3が3つ並列に並べられている。ただし、PVストリング内のPV3の個数、直列数や並列数は何個でもよい。また、PV3は、直列接続された複数の太陽電池セルを備え、パネル状に形成される。
また、太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2Cにおいて発電された電力を系統電力へ変換するPCS(パワーコンディショニングシステム)4を備える。また、太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2CとPCS4とを接続する電流供給回路5A、5Bを備える。PVストリング2A、2B、2Cにおいて発電された電力は、電流供給回路5A、5Bを介してPCS4へ供給される。
また、太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2C内における故障を検査する検査装置51を備える。ここで、PVストリング内の故障の種類としては、例えば、PVストリング内の断線や高抵抗化等が挙げられる。なお、本実施形態の検査装置は、故障の一例として断線を検査するものとする。また、検査装置51は、断線の検査のための検査回路52を備える。検査装置51は、検査のための電圧や電流を、検査回路52を通じてPVストリング2A、2B、2Cへ印加することができる。また、検査装置51は
、PVストリングの開放電圧を計測するPV電圧計測回路58を備える。PVストリングの開放電圧は、例えば日射などの環境の変動に応じて変化する。
検査装置51は以下の手順に従い、PVストリング内の断線の検査を行う。検査装置51は、検査対象のPVストリングへ検査信号を印加し、検査対象のPVストリングの抵抗値を計測する。また、検査装置51は、抵抗値の計測の前後において、PVストリングの開放電圧を計測する。
検査装置51は、抵抗値の計測前後において計測されたPVストリングの開放電圧を、良品と判定されたPVストリングの抵抗値を計測した際の計測前後のPVストリングの開放電圧と比較し、良品と判定されたPVストリングを計測した場合と環境が変化していないか判定を行う。
検査装置51は、良品と判定されたPVストリングを計測した場合と環境が変化していると判定した場合、抵抗値の再計測を行う。
一方で、良品と判定されたPVストリングを計測した場合と環境が変化していないと判定した場合、検査装置51は、計測した検査対象のPVストリングの抵抗値と、良品と判定されたPVストリングの抵抗値とを比較し、検査対象のPVストリングの断線の判定を行う。
上記の太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2C内のPV3が並列に設けられているため、PVストリング内の何れかの場所において断線が発生した場合であっても、PVストリング全体の抵抗値は大きく変動しない。すなわち、PVストリング全体の抵抗値を単に計測するだけでは、断線の検出を行うことが困難である。しかしながら、検査装置51では、各PVストリングの抵抗値を比較して断線の検出を行っている。よって、断線を容易に検出することができる。
また、上記の検査装置51は、各PVストリングの抵抗値を計測する前後においても、PVストリングの開放電圧を計測する。すなわち、各PVストリングの抵抗値を計測している間の日射などによる環境の変動も考慮する。また、抵抗値の計測の間に環境の変動があったと判定された場合、抵抗値の再計測を行う。よって、検査装置51は、断線を誤判定せずに、高精度に断線の判定を行うことができる。
§2 構成例
次に、本実施形態に係る太陽光発電システムに含まれる太陽電池ストリングの検査装置の一例について説明する。図1は、太陽光発電システム1の概要の一例を模式的に例示する。太陽光発電システム1は、例えば3つのPVストリング2A、2B、2Cを備える。PVストリング2A、2B、2Cは、それぞれ複数のPV3から形成される。PVストリング2A、2B、2Cは、それぞれ例えば3つのPV3が直列に接続され、さらにそれら直列に接続されたPV3が3つ並列に並べられている。ただし、PVストリング内のPV3の個数、直列数や並列数は何個でもよい。また、PV3は、直列接続された複数の太陽電池セルを備え、パネル状に形成される。ここで、PVストリング2A、2B、2Cは、それぞれ本発明の「少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路」の一例である。また、本実施形態では、PVストリングの数を3つとしているが、PVストリングの数は3つに限定されず、何個でもよい。
また、太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2Cにおいて発電された電力を系統電力へ変換するPCS4を備える。また、太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2CとPCS4とを接続する電流供給回路5A、5Bを備える。PV
ストリング2A、2B、2Cにおいて発電された電力は、電流供給回路5A、5Bを介してPCS4へ供給される。また、太陽光発電システム1は、電力供給回路の途中に電流の逆流を防止するダイオード6を備える。
また、太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2C内における断線を検査する検査装置51を備える。検査装置51は、本発明の「太陽光発電システムの故障検査装置」の一例である。ここで、検査装置51は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、大容量記憶装置、表示部や入力部を備える。
また、検査装置51は、断線の検査のための検査回路52を備える。また、太陽光発電システム1は、電流供給回路5A、5Bの途中にスイッチ53P及び53Nを備える。そして、電流供給回路5A、5Bと検査回路52とは、スイッチ53P及び53Nを介して接続される。すなわち、太陽光発電システム1は、スイッチ53P及び53Nを切り替えることによって、検査のための電圧や電流を、検査回路52を通じてPVストリング2A、2B、2Cへ印加することができる。
また、検査装置51は、検査で使用する信号を生成する発振回路54を備える。また、検査装置51は、発振回路54において生成された信号から交流検査信号を生成し、PVストリング2A、2B、2Cへ信号を注入する信号注入回路55を備える。また、検査装置51は、信号注入回路55において生成された電流の計測を行う信号電流計測回路56を備える。また、検査装置51は、信号注入回路55において生成された電流がPVストリング2A、2B、2Cへ印加される際に、PVストリング2A、2B、2Cへ印加される電圧を計測する信号電圧計測回路57を備える。また、検査装置51は、PVストリングの開放電圧を計測するPV電圧計測回路58を備える。太陽電池の特性は、例えば日射強度や温度などの設置環境によって変動する。そして、太陽電池の特性は、例えばPVストリングの開放電圧と相関がある。つまり、検査装置51は、PVストリングの開放電圧を計測することにより、設置環境の変動を把握することができる。ここで、PV電圧計測回路58は、本発明の「環境計測部」及び「開放電圧計測手段」の一例である。また、検査装置51は、開放電圧の計測ではなく、太陽電池の特性と相関のある短絡電流の計測によって設置環境の変化を検出してもよい。
また、制御装置71は、信号電流計測回路56において計測された電流に関する信号を受信し、演算処理を行う信号電流演算部72を備える。また、制御装置71は、信号電圧計測回路57において計測された電圧に関する信号を受信し、演算処理を行う信号電圧演算部73を備える。また、制御装置71は、PV電圧計測回路58において計測されたPVストリングの開放電圧に関する信号を受信し、演算処理を行うPV電圧演算部74を備える。
また、制御装置71は、電流値と電圧値から抵抗値を演算する抵抗演算部75を備える。ここで、抵抗演算部75は、本発明の「抵抗値計測部」の一例である。また、制御装置71は、PVストリング内の断線を判定する故障判定部76を備える。ここで、故障判定部76は、本発明の「故障判定部」の一例である。また、制御装置71は、PV電圧演算部74からの出力を受信し、PVの設置環境の変動の判定を行う環境変動判定部77を備える。ここで、環境変動判定部77は、本発明の「環境変動判定部」の一例である。また、制御装置は、各種データを記憶する記憶部78を備える。記憶部78は、断線したか否かの判定を行う場合に使用する判定値やPVの設置環境が変動したか否かの判定を行う場合に使用する判定値等が記憶される。
§3 動作例
次に、検査装置51の動作例を説明する。検査装置51は、CPUがメモリに格納された検査プログラムを実行することで、以下の動作を実現する。
検査装置51は、PVストリングの開放電圧及び抵抗値の計測を行い、PVストリング内の断線を検査する。ここで、PVストリングの開放電圧は、例えば日射などによるPVの設置環境の変動に応じて変化する物理量であり、本実施形態では、PVストリングの断線の判定を行う場合に、考慮される物理量である。
図2は、検査装置51の断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
(ステップS101)
ステップS101では、スイッチ53P、53Nを切り替え、検査回路52と検査の際に基準となるPVストリング(以下、基準PVストリングといい、本発明の「比較対象の回路」の一例である)を繋げる。ここでは、基準PVストリングは、例えばPVストリング2Aとする。
(ステップS102)
ステップS102では、PV電圧計測回路58においてPVストリングの開放電圧を計測する。また、検査装置51は、基準PVストリングへ検査信号を印加し、基準PVストリングの抵抗値を計測する。ただし、基準PVストリングは、予め断線していないことが確認されているものとする。また、PVストリングの開放電圧の計測方法及びストリングの抵抗値の計測方法の詳細は、後述する。
(ステップS103)
ステップS103では、検査回路52と検査対象のPVストリングを繋ぎ、ステップS102と同様にして、PVストリングの開放電圧を計測する。また、検査対象のPVストリングの抵抗値を、ステップS102と同様にして求める。ここで、検査対象のPVストリングは、例えばストリング2Bとする。また、検査対象のPVストリングは、本発明の「検査対象の回路」の一例である。
(ステップS104)
ステップS104では、検査対象のPVストリングの断線の判定を行う。検査対象のPVストリングの断線を判定する場合、基準PVストリングの抵抗値を計測した場合のPVストリングの開放電圧と、検査対象のPVストリングの抵抗値を計測した場合のPVストリングの開放電圧とを比較する。また、基準PVストリングの抵抗値と検査対象のPVストリングの抵抗値とを比較する。比較方法の詳細は後述する。
上記のようなステップを実行することによって、検査対象のPVストリングが断線しているか否かの判定を行うことができる。また、検査対象のPVストリングが複数存在する場合、上記のステップS103からステップS104を繰り返すこととする。また、本実施形態では、検査対象のPVストリングが良品であると判定された場合、次の検査を行う際に、当該検査対象のPVストリングを基準ストリングとする。すなわち、例えば、PVストリング2Bが良品であると判定された場合、PVストリング2Cの検査を行う際には、PVストリング2Bを基準ストリングとする。
図3は、ステップS102等で実行されるPVストリングの開放電圧の計測及び抵抗値
の計測の手順の詳細の一例を模式的に例示する。
(ステップS102-1)
ステップS102-1では、まずPV電圧計測回路58においてPVストリングの開放電圧を計測する。そして、PV電圧演算部74は、計測されたPVストリングの開放電圧に関する信号を受信し、PVストリングの開放電圧を演算する。PV電圧演算部74において演算して求まった開放電圧(以下、Voc1という)は、記憶部78へ記憶される。
(ステップS102-2)
ステップS102-2では、PVストリングの開放電圧の計測後、PVストリングの抵抗値を求める。検査回路52は、PVストリングに検査信号を印加する。そして、信号電流計測回路56は、PVストリングに印加される電流を計測する。また、信号電圧計測回路57は、PVストリングに印加される電圧を計測する。その後、信号電流演算部72は、計測された電流に関する信号を受信し、電流を演算する。また、信号電圧演算部73は、計測された電圧に関する信号を受信し、電圧を演算する。また、抵抗演算部75は、演算された電流と電圧に基づいて、PVストリングの抵抗値を演算する。具体的には、抵抗演算部75は、例えば、信号の電圧と電流の波形から抵抗成分を算出する。
(ステップS102-3)
ステップS102-3では、PV電圧計測回路58においてPVストリングの開放電圧を再度計測する。そして、ステップS102-1と同様に、PV電圧演算部74は、計測されたPVストリングの開放電圧に関する信号を受信し、PVストリングの開放電圧を演算する。PV電圧演算部74において演算して求まった開放電圧(以下、Voc2という)は、記憶部78へ記憶される。
(ステップS102-4)
ステップS102-4では、環境変動判定部77は、Voc1とVoc2の差分を計算する。そして、Voc1とVoc2の差分が所定の判定値以下であるか否かの判定を行う。Voc1とVoc2の差分が所定の判定値よりも大きい場合、ステップS102-1へ戻り、開放電圧及び抵抗値は、再計測される。
(ステップS102-5)
ステップS102-5では、Voc1とVoc2の差分が所定の判定値以下の場合、ステップS102-2における抵抗値の計測中に環境の変動がなかったものとする。そして、ステップS102-2で求めた抵抗値をPVストリングの抵抗値(以下Rsという)として記憶部78へ記憶する。
本実施形態では、上記のステップを実行することによって、PVストリングの抵抗値の計測を行う。
次に、ステップS104における断線の判定の手順の詳細を説明する。図4は、ステップS104における断線の判定の手順の詳細の一例を模式的に例示する。
(ステップS104-1)
ステップS104-1では、環境変動判定部77は、基準PVストリングのVoc1と検査対象のPVストリングのVoc1の差分(以下、ΔVoc1という)を計算する。また、基準PVストリングのVoc2と検査対象のPVストリングのVoc2の差分(以下、ΔVoc2という)を計算する。
(ステップS104-2)
ステップS104-2では、環境変動判定部77が、ΔVoc1又はΔVoc2が、所定の判定値よりも大きいか否かを判定する。
(ステップS104-3)
ステップS104-3では、ΔVoc1又はΔVoc2が、所定の判定値よりも大きい場合、基準PVストリング及び検査対象のPVストリングの抵抗値は、再計測される。再計測の手順は、ステップS102以降のステップの通りとする。
(ステップS104-4)
ステップS104-4では、ΔVoc1及びΔVoc2が、所定の判定値以下である場合、故障判定部76は、基準PVストリングのRsと検査対象のPVストリングのRsの差分(以下、ΔRsという)を計算する。
(ステップS104-5)
ステップS104-5では、故障判定部76は、ΔRsが、所定の判定値よりも大きいか否かを判定する。
(ステップS104-6)
ステップS104-6では、ΔRsが所定の判定値以下である場合、検査対象のPVストリングは良品と判定される。
(ステップS104-7)
ステップS104-7では、ΔRsが所定の判定値よりも大きい場合、検査対象のPVストリングは、断線と判定される。
上記のようなステップを実行することによって、検査対象のストリングの断線は判定される。また、上記の検査手順において検査対象ストリングの検査順序は、入れ替わってもよい。
[作用・効果]
上記の太陽光発電システム1は、PVストリング2A、2B、2C内のPV3が並列に設けられているため、PVストリングの何れかの場所において断線が発生した場合であっても、PVストリング全体の抵抗値は大きく変動しない。すなわち、PVストリング全体の抵抗値を単に計測するだけでは、断線の検出を行うことが困難である。しかしながら、検査装置51であれば、各PVストリングの抵抗値を比較して断線の検出を行っている。よって、断線を容易に検出することができる。
また、上記の検査装置51であれば、PVストリング2A、2B、2Cの中から、直列に接続するPV3を抽出し、抽出部分の抵抗を計測することによって断線を検出しているわけではない。すなわち、検査に手間を要さない。
また、上記の検査装置51であれば、PVストリングの抵抗値を計測する前後において、PVストリングの開放電圧を計測している。そして、抵抗値の計測前後において設置環境が変動していないかということや、検査対象のPVストリングの抵抗値の計測の間の設置環境が、基準PVストリングの抵抗値の計測の間の設置環境に対して変動していないかということを考慮し、断線の検査を行っている。すなわち、PVストリングの抵抗値を計測している間の日射などによる環境の変動を考慮している。また、抵抗値の計測の間に環境の変動があったと判定された場合、抵抗値の再計測を行っている。よって、検査装置51は、日射による計測環境の変動がある場合であっても、断線を誤判定せずに、高精度に断線の判定を行うことができる。
図5は、良品と断線が予め分かっているストリングについて、検査装置51による断線の検査の有効性の確認を行った実験結果の一例を模式的に例示する。図5のように、9:00:00から14:00:00までの間は、基準PVストリング及び検査対象のストリングがともに良品である場合について、検査対象のストリングが検査装置51によって断線と誤判定されないか確認を行った。その結果、誤判定は確認されなかった。また、14:00:00から18:00:00までの間は、基準PVストリングが良品であり、検査対象のストリングが断線している場合について、検査対象のストリングが検査装置51によって良品と誤判定されないか確認を行った。その結果、誤判定は確認されなかった。また、実験中は、図5の上部に示すような日射を受けていた。図5の結果より、検査装置51は、日射による計測環境の変動がある場合であっても、断線を誤判定せずに、高精度に断線の判定を行うことができることが確認された。
また、上記の検査装置51は、PVストリングの設置環境を回路の開放電圧の計測によって行っている。すなわち、回路の設置環境を簡易に計測することができる。
§4 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
<4.1>
本変形例では、太陽光発電システム1は、検査装置51Aを備える。検査装置51Aは、検査装置51とハードウエア構成は同じであるが、夜間にPVストリングの断線の検査を行う。図6は、本変形例における検査装置51Aの断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
(ステップS201)
ステップS201では、スイッチ53P、53Nを切り替え、検査回路52と基準PVストリングを繋げる。ここでは、基準PVストリングは、例えばPVストリング2Aとする。
(ステップS202)
ステップS202では、検査装置51は、基準PVストリングへ検査信号を印加し、基準PVストリングの抵抗値を計測する。ただし、基準PVストリングは、予め断線していないことが確認されているものとする。
(ステップS203)
ステップS203では、検査回路52と検査対象のPVストリングを繋ぎ、ステップS202と同様にして、検査対象のPVストリングの抵抗値を計測する。ここで、検査対象のPVストリングは、例えばストリング2Bとする。
(ステップS204)
ステップS204では、検査対象のPVストリングの断線の判定を行う。基準PVストリングの抵抗値と検査対象のPVストリングの抵抗値とを比較する。ただし、検査対象のPVストリングの断線を判定する場合、基準PVストリングの抵抗値を計測した場合のP
Vストリングの開放電圧と、検査対象のPVストリングの抵抗値を計測した場合のPVストリングの開放電圧との比較は行わなくてもよい。
上記のようなステップを実行することによって、検査装置51Aは、検査対象のPVストリングが断線しているか否かの判定を行う。また、検査対象のPVストリングが複数存在する場合、上記のステップS203からステップS204を繰り返すことによって、複数のPVストリングの断線の検査を行う。また、検査装置51Aは、検査対象のPVストリングが良品であると判定された場合、次の検査を行う場合に、当該検査対象のPVストリングを基準ストリングとする。すなわち、例えば、PVストリング2Bが良品であると判定された場合、PVストリング2Cの検査を行う際には、PVストリング2Bを基準ストリングとする。
[作用・効果]
上記の検査装置51Aであれば、夜間にPVストリングの断線の検査を行うため、日射などによる抵抗値計測中のPVストリングの設置環境の変動を考慮しなくともよい。すなわち、PVストリングの抵抗値の計測を行う際に、抵抗値計測の前後においてPV開放電圧を計測しなくともよく、また、基準PVストリングの抵抗値と検査対象のPVストリングの抵抗値の比較の際に、基準PVストリングと検査対象のPVストリングのVoc1及びVoc2の比較を行わなくてよい。すなわち、計測に手間を要しない。
<4.2>
本変形例では、太陽光発電システム1は、検査装置51Bを備える。検査装置51Bは、図示しないが、ストリング2A、2B、2Cごとに、検査回路52A、52B、52Cを備える。すなわち、検査装置51Bは、ストリングごとに検査回路を備える。そして、検査装置51Bは、検査回路52A、52B、52Cを使用して一遍に各PVストリングの抵抗値を計測し、その後計測された各PVストリングの抵抗値を比較する。
図7は、本変形例における検査装置51Bの断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
(ステップS301)
検査回路52A、52B、52CをそれぞれPVストリング2A、2B、2Cと繋げる。
(ステップS302)
検査装置51Bは、検査回路52A、52B、52Cにおいて、それぞれ検査信号を生成し、ストリング2A、2B、2Cへ検査信号を印加する。そして、ストリング2A、2B、2Cの抵抗値を一遍に計測する。各ストリングの抵抗値の計測方法は、ステップS102-2の通りである。また、計測されたストリング2A、2B、2Cの抵抗値は、記憶部78に記憶される。
(ステップS303)
故障判定部76は、記憶部78に記憶されたストリング2A、2B、2Cの抵抗値を所定の判定値と比較し、各ストリングの断線の判定を行う。
[作用・効果]
上記の変形例のような検査装置51Aであれば、全てのPVストリングの抵抗値を一遍に計測するため、計測する時間が短縮される。よって、日射などによるPVストリングの
設置環境の変動が抵抗値の計測に及ぼす影響は抑制される。すなわち、PVストリングの抵抗値の計測を行う場合に、抵抗値の計測の前後においてPV開放電圧を計測し、設置環境の変動を考慮しなくともよく、計測に手間を要しない。
<4.3>
本変形例では、太陽光発電システム1は、検査装置51Cを備える。検査装置51Cは、第一の検査方法と第二の検査方法の2つの検査方法を選択することのできる検査装置である。また、検査装置51Cは、制御装置71Cを備える。
図8は、検査装置51Cの外観の概要の一例を模式的に例示する。検査装置51Cは、制御装置71Cと接続する入力部59を備える。入力部59は、例えばタッチパネルディスプレイである。また、制御装置71Cは、タッチパネルディスプレイに信号を送信し、第一の検査方法と第二の検査方法との選択画面を表示させる。入力部59は、選択画面において、第一の検査方法あるいは第二の検査方法が選択された場合、制御装置71Cへ当該選択に関する信号を送信する。
図9は、検査装置51Cの機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。検査装置51Cの制御装置71Cは、第二の検査方法において使用される第二の故障判定部79を備える。
ここで、入力部59に表示される第一の検査方法は、本実施形態のステップS101からS104を実行する検査方法である。一方、第二の検査方法は、下記の通りである。また、図10には、下記に示す第二の検査方法の断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。
(ステップS401)
ステップS401では、スイッチ53P、53Nを切り替え、検査回路52と検査対象のPVストリングを繋げる。ここでは、検査対象のPVストリングは、例えばPVストリング2Aとする。
(ステップS402)
ステップS402では、検査装置51Cは、検査対象のPVストリングへ検査信号を印加し、検査対象のPVストリングの抵抗値を計測する。
(ステップS403)
ステップS403では、第二の故障判定部79が、検査対象のPVストリングの抵抗値と所定の判定値とを比較し、断線の判定を行う。ここで、所定の判定値は、予め決定され、記憶部78に記憶されている。
上記のようなステップを実行することによって、検査対象のPVストリングが断線しているか否かの判定を行うことができる。また、検査対象のPVストリングが複数存在する場合、上記のステップS401からステップS403を繰り返すことによって、複数のPVストリングの断線の検査を行う。
また、図11は、本変形例における検査装置51Cの断線検査手順の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
(ステップS501)
入力部59において第一の検査方法あるいは第二の検査方法の何れかが選択された場合、制御装置71Cは入力部59から検査方法の選択に関する信号を受信する。そして、検査装置51Cは、PVストリングの検査を開始する。
(ステップS502-1)
第一の検査方法が選択された場合、制御装置71Cは、ステップS101からステップS104のようにPVストリングの断線の検査を行う。
(ステップS502-2)
第二の検査方法が選択された場合、制御装置71Cは、ステップS401からステップS403のようにPVストリングの断線の検査を行う。
[作用・効果]
上記のような検査装置51Cの場合、第二の検査方法は、基準PVストリングの抵抗値を計測せずに断線の検出を行っている。また、PV電圧計測回路58によるPV開放電圧の計測を行っていない。すなわち、第二の検査方法は、第一の検査方法と比較して、検査に時間を要さない。よって、検査装置51Cは、ユーザが検査に要する時間を節減したい場合、ユーザの需要に対応することのできる利便性の高い装置である。
また、太陽光発電システム1のPVストリング内のPV3が全て直列に接続されている場合であって断線を生じている場合、PVストリング全体の抵抗値は大きく変動しているため、第一の検査方法のようにPVストリング同士の抵抗値を比較する方法ではなく、第二の検査方法のようにPVストリングの抵抗値を所定の判定値と比較する方法によって高精度に断線を判定することができる。すなわち、検査装置51は、PVストリング内のPV3の接続態様(並列回路か直列回路か)によって、検査方法を変更することのできる利便性の高い装置である。
また、上記の検査装置51Cでは、第一の検査方法と第二の検査方法を選択できる仕様であるが、第一の検査方法と第二の検査方法の選択に限らず、例えば通常の計測モード(ステップS101からステップS104の実行)と夜間に計測を行う夜間計測モード(ステップS201からステップS204の実行)の選択を行うことができる仕様であってもよい。また、第一の検査方法と第二の検査方法の両方を選択し、PVストリングの故障を判定できる検査装置であってもよい。
<4.4>
また、検査装置は、テスターであってもよい。図12は、検査装置がテスターである場合の概要の一例を模式的に例示する。検査装置がテスター60である場合、図12に示すように、太陽光発電システム1は、PCS4とPVストリングとを遮断する遮断機61を備える。そして、テスター60は、遮断機61の端子に接続される。そして、PVストリングには、テスター60から電圧が印加され、テスター60によってPVストリング内を流れる電流は計測される。図12は、例えばテスター60によってストリング2Bを検査している例を示している。
また、テスター60は、検査装置の制御装置に相当する機能を備える。よって、テスター60は、計測された電圧及び電流から、PVストリングの抵抗値を算出し、PVストリング同士の抵抗値の比較を行うことができる。すなわち、テスター60は、PVストリング内の断線を容易に検出することができる。
以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。
なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
<発明1>
少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路が複数設けられている(2A、2B、2C)太陽光発電システム(1)の故障検査装置(51)であって、
前記複数の回路の抵抗値を計測する抵抗値計測部(75)と、
前記複数の回路のうちの検査対象の回路の抵抗値と、前記複数の回路のうちの比較対象の回路の抵抗値との比較に基づき、前記検査対象の回路の故障を判定する故障判定部(76)と、を備える、
太陽光発電システムの故障検査装置(51)。
<発明2>
前記抵抗値計測部(75)において前記回路の抵抗値が計測される場合に、前記太陽電池の設置環境を計測する環境計測部(58)と、
前記環境計測部(58)における前記設置環境の計測に基づいて、前記回路の抵抗値を計測している間の前記設置環境の変動を判定する環境変動判定部(77)と、をさらに備え、
前記環境変動判定部(77)において前記設置環境が変動したと判定された場合に、前記抵抗値計測部(75)は、前記検査対象の回路の抵抗値と前記比較対象の回路の抵抗値のうち、少なくともいずれか一方の再計測を行う、
発明1に記載の太陽光発電システムの故障検査装置(51)。
<発明3>
前記環境計測部(58)は、前記回路の開放電圧を計測する開放電圧計測手段(58)を備える、
発明2に記載の太陽光発電システムの故障検査装置(51)。
<発明4>
前記検査対象の回路の抵抗値を所定の判定条件と比較し、前記検査対象の回路の故障を判定する第二の故障判定部(79)をさらに備え、
前記検査対象の回路の故障を判定する場合に、前記故障判定部(76)と前記第二の故障判定部(79)のうち、少なくともいずれか一方を使用する、
発明1から3のうち何れか1項に記載の太陽光発電システムの故障検査装置(51C)。
<発明5>
前記少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路は、並列回路である、
発明1から4のうち何れか1項に記載の太陽光発電システムの故障検査装置(51)。
1・・・太陽光発電システム
2A、2B、2C・・・PVストリング
3・・・太陽電池モジュール
4・・・PCS
5A、5B・・・電流供給回路
6・・・ダイオード
51、51A、51B、51C・・・検査装置
52、52A、52B、52C・・・検査回路
53P、53N・・・スイッチ
54・・・発振回路
55・・・信号注入回路
56・・・信号電流計測回路
57・・・信号電圧計測回路
58・・・PV電圧計測回路
59・・・入力部
60・・・テスター
61・・・遮断機
71、71C・・・制御装置
72・・・信号電流演算部
73・・・信号電圧演算部
74・・・PV電圧演算部
75・・・抵抗演算部
76・・・故障判定部
77・・・環境変動判定部
78・・・記憶部
79・・・第二の故障判定部

Claims (4)

  1. 少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路が複数設けられている太陽光発電システムの故障検査装置であって、
    前記複数の回路の抵抗値を計測する抵抗値計測部と、
    前記複数の回路のうちの検査対象の回路の抵抗値と、前記複数の回路のうちの比較対象の回路の抵抗値との比較に基づき、前記検査対象の回路の故障を判定する故障判定部と、
    前記抵抗値計測部において前記回路の抵抗値が計測される場合に、前記太陽電池の設置環境を計測する環境計測部と、
    前記環境計測部における前記設置環境の計測に基づいて、前記回路の抵抗値を計測している間の前記設置環境の変動を判定する環境変動判定部と、を備え、
    前記環境変動判定部において前記設置環境が変動したと判定された場合に、前記抵抗値計測部は、前記検査対象の回路の抵抗値と前記比較対象の回路の抵抗値のうち、少なくともいずれか一方の再計測を行う、
    太陽光発電システムの故障検査装置。
  2. 前記環境計測部は、前記回路の開放電圧を計測する開放電圧計測手段を備える、
    請求項に記載の太陽光発電システムの故障検査装置。
  3. 前記検査対象の回路の抵抗値を所定の判定条件と比較し、前記検査対象の回路の故障を判定する第二の故障判定部をさらに備え、
    前記検査対象の回路の故障を判定する場合に、前記故障判定部と前記第二の故障判定部のうち、少なくともいずれか一方を使用する、
    請求項1又は2に記載の太陽光発電システムの故障検査装置。
  4. 前記少なくとも1つ以上の太陽電池から形成される回路は、並列回路である、
    請求項1からのうち何れか1項に記載の太陽光発電システムの故障検査装置。
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