JP7347114B2 - 検査システム及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池パネルの検査システム及び検査方法に関する。

近年、屋外の太陽電池パネルの異常の有無を特定する方法として、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）法を用いた検査（以下、「ＥＬ検査」という。）が提案されている。
ＥＬ検査では、太陽電池パネルに電流を供給することで当該太陽電池パネルの電池セルが発光（以下、「ＥＬ発光」という。）する現象を利用して、当該ＥＬ発光を撮像装置が撮像して表示装置に表示する。太陽電池パネルに異常があるとＥＬ発光の輝度が低下するため、検査員は、撮像画像を確認し、その撮像画像に映っている太陽電池パネルの明暗からどの太陽電池パネルに異常が発生しているかを特定する。

特開２０１６－２０８６７７号公報

ここで、ＥＬ検査は、オンサイトで行われることが一般的であるが、オンサイトでは、周囲明るさや太陽電池パネルと撮像装置との間の距離が変動することがあり、太陽電池パネルを撮像する条件（撮像条件）が常に固定されずに変動する場合がある。したがって、撮像画像上の太陽電池パネルの輝度も撮像条件によって変動するため、検査員は、異常が生じている太陽電池パネル（以下、「異常太陽電池パネル」という。）を特定することが困難な場合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、オンサイトでのＥＬ検査において、検査員による異常太陽電池パネルの特定を容易にすることである。

（１）本発明の一態様は、複数の太陽電池パネルに直流電流を供給する直流電源と、前記複数の太陽電池パネルを撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した撮像画像から前記各太陽電池パネルの画像であるパネル画像をそれぞれ抽出する画像処理部と、前記複数の太陽電池パネルのうち異常が生じている太陽電池パネルを特定するための解析値を前記パネル画像ごとに算出する解析値算出部と、前記解析値算出部が求めた前記パネル画像ごとの前記解析値を出力する出力部と、を備え、前記解析値は、１つの前記パネル画像における輝度値の平均値であるパネル輝度平均値に係る第１解析値と、当該パネル画像における輝度値のばらつきに係る第２解析値とを含む、ことを特徴とする、検査システムである。

（２）上記（１）の検査システムであって、前記第１解析値は、前記パネル輝度平均値と、全ての前記パネル画像における輝度値の平均値である全体輝度平均値から前記パネル輝度平均値を差し引いた値である輝度偏差と、のいずれかであり、前記第２解析値は、前記輝度値の分散又は標準偏差であってもよい。

（３）上記（１）又は上記（２）の検査システムであって、前記解析値算出部は、前記第１解析値及び前記第２解析値のそれぞれに対して、正規化処理を行ってもよい。

（４）上記（１）から上記（３）のいずれかの検査システムであって、表示装置をさらに備え、前記出力部は、前記解析値算出部が求めた前記パネル画像ごとの前記第１解析値及び前記第２解析値を前記表示装置に表示してもよい。

（５）上記（４）の検査システムであって、前記出力部は、前記第１解析値を第１軸とし、前記第２解析値を第２軸とした二次元の直交座標系に、前記解析値算出部が求めた前記パネル画像ごとの前記解析値をプロットした二次元グラフを前記表示装置に表示してもよい。

（６）本発明の一態様は、複数の太陽電池パネルに前記直流電流を供給する供給ステップと、前記複数の太陽電池パネルに前記直流電流が供給されている間の所定期間において、前記複数の太陽電池パネルを撮像装置で撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像された撮像画像から前記各太陽電池パネルの画像であるパネル画像をそれぞれ抽出する画像処理ステップと、前記複数の太陽電池パネルのうち異常が生じている太陽電池パネルを特定するための解析値を前記パネル画像ごとに算出する解析値算出ステップと、前記解析値算出ステップが求めた前記パネル画像ごとの前記解析値を出力する出力ステップと、を含み、前記解析値は、１つの前記パネル画像における輝度値の平均値であるパネル輝度平均値に係る第１解析値と、当該パネル画像における輝度値のばらつきに係る第２解析値とを含む、ことを特徴とする、検査方法である。

以上説明したように、本発明によれば、検査員による異常太陽電池パネルの特定を容易にすることができる。

本実施形態に係る検査システム４の概略構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る異常検査装置７のハードウェア構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る制御装置４０の機能部の一例を示す図である。 本実施形態に係る画像処理部５１の処理を説明する図である。 本実施形態に係る輝度値ヒストグラムを示す図である。 本実施形態に係る第１解析値及び第２解析値を説明する図である。 本実施形態に係る第１解析値及び第２解析値を求めることによる効果を説明する図である。 本実施形態に係る表示装置３０の表示画面を示す図である。 本実施形態に係る異常検査装置７の動作のフロー図である。

以下、本実施形態に係る検査システム及び検査方法を、図面を用いて説明する。本実施形態に係る検査システム及び検査方法は、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）の発光を利用して太陽電池パネルの異常の有無の検査又は検査員が異常の有無を判定するための解析値の算出（以下、「ＥＬ検査」という。）を実行する。

具体的には、本実施形態に係るＥＬ検査は、太陽電池パネルに直流電圧を印加することで当該太陽電池パネルの電池セルが発光（以下、「ＥＬ発光」という。）する現象を利用して、当該ＥＬ発光を撮像装置で撮像し、その撮像した撮像画像の輝度値に基づいて検査員が異常の有無を判定するための解析値を求めて表示する。

図１は、本実施形態に係る検査システム４の概略構成の一例を示す図である。図１に示す検査システム４は、太陽電池ストリング１内で直列に接続されている複数の太陽電池パネル２に対して接続箱３を介して直流電圧を印加しながら当該太陽パネルを上空から撮像する。そして、検査システム４は、その撮像画像を用いてＥＬ検査を実行する。ただし、接続箱３は、必ずしも必要ではなく、太陽電池パネル２に直流電圧を印加することができれば、接続箱３を用いなくてもよい。なお、太陽電池パネル２に対する直流電圧の印加は、手動でもよいし、自動であってもよい。例えば、太陽電池パネル２に対する直流電圧の印加は、撮像装置６の位置や撮像タイミングに応じて自動で行われてもよい。

太陽電池ストリング１－１～１－ｎは、それぞれ並列に接続されている。
各太陽電池ストリング１－１～１－ｎは、直列に接続された複数の太陽電池パネル２を備えている。なお、複数の太陽電池ストリング１－１～１－ｎのそれぞれを区別しない場合には、単に「太陽電池ストリング１」と標記する。

太陽電池パネル２は、複数枚の太陽電池セルがパネル状に並べられ、太陽光を受光することで光起電力効果により直流電力を発生させる。なお、太陽電池ストリング１の数は、１以上であればいくつでもよい。太陽電池ストリング１に含まれる太陽電池パネル２の数は、２以上であればいくつでもよい。

接続箱３は、複数の太陽電池ストリング１－１～１－ｎを多段階且つ電気的に並列に接続している。接続箱３は、太陽電池ストリング１－１～１－ｎのそれぞれに接続されている各接続線を１つの接続線Ｌに集線する。なお、複数の太陽電池ストリング１－１～１－ｎで発電された電力を電力系統に供給する場合には、接続線Ｌは、パワーコンディショナ（不図示）を介して系統線に接続される。

例えば、接続箱３は、複数のスイッチＳＷ－１～ＳＷ－ｎを備える。
スイッチＳＷ－１は、太陽電池ストリング１－１に接続されている電力線Ｗ－１と接続線Ｌとの間で接続されている。スイッチＳＷ－１がオン状態の場合には、電力線Ｗ－１と接続線Ｌとが電気的に接続される。スイッチＳＷ－１がオフ状態の場合には、電力線Ｗ－１と接続線Ｌとの電気的な接続が遮断される。
スイッチＳＷ－２は、太陽電池ストリング１－２に接続されている電力線Ｗ－２と接続線Ｌとの間で接続されている。スイッチＳＷ－２がオン状態の場合には、電力線Ｗ－２と接続線Ｌとが電気的に接続される。スイッチＳＷ－２がオフ状態の場合には、電力線Ｗ－２と接続線Ｌとの電気的な接続が遮断される。
スイッチＳＷ－ｎは、太陽電池ストリング１－ｎに接続されている電力線Ｗ－ｎと接続線Ｌとの間で接続されている。スイッチＳＷ－ｎがオン状態の場合には、電力線Ｗ－ｎと接続線Ｌとが電気的に接続される。スイッチＳＷ－ｎがオフ状態の場合には、電力線Ｗ－ｎと接続線Ｌとの電気的な接続が遮断される。

次に、本実施形態に係る検査システム４の構成について、説明する。
検査システム４は、直流電源５、撮像装置６及び異常検査装置７を備える。

直流電源５は、複数の太陽電池パネル２に直流電圧を印加することでその複数の太陽電池パネル２に直流電流を供給する。
具体的には、直流電源５は、接続線Ｌに接続されており、接続線Ｌに直流電圧Ｖｄｃを印加する。これにより、オン状態であるスイッチＳＷに電力線Ｗを介して接続されている複数の太陽電池パネル２に直流電圧が印加され直流電流である検査電流が注入される。なお、直流電源５は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池であってもよい。直流電源５は、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）であってもよい。また、直流電源５は、商用電源からの商用電力を直流に変換することで直流電圧Ｖｄｃを生成してもよい。

撮像装置６は、近赤外線カメラを有し、検査対象である太陽電池ストリング１に直流電圧が印加され検査電流が当該太陽電池ストリング１を構成する複数の太陽電池パネル２に注入されると、当該複数の太陽電池パネル２を一つの画像に収まるように撮像する。すなわち、撮像装置６は、検査対象となる太陽電池ストリング１に含まれている全ての太陽電池パネル２を一つの画像に収まるように撮像する。なお、撮像装置６は、検査対象が複数の太陽電池ストリング１である場合には、その複数の太陽電池ストリング１に含まれている全ての太陽電池パネル２を一つの画像に収まるように撮像してもよい。このように、撮像装置６は、複数の太陽電池ストリング１を撮像するにあたって、太陽電池ストリング１ごとに撮像してもよいし、複数の太陽電池ストリング１をまとめて一つの画像に収まるように撮像してもよい。なお、撮像装置６は、太陽電池ストリング１内の太陽電池パネル２の全てが一つの画像に収まるように撮像しなくてもよい。撮像装置６は、太陽電池ストリング１内の太陽電池パネル２の全てが一つの画像に収まるように撮像できない場合には、撮像装置６の位置を変えて繰り返し撮影してもよい。撮像装置６は、太陽電池ストリング１内の複数の太陽電池パネル２を１回あるいは複数回に分けて撮影してもよいし、複数の太陽電池ストリング１を１回あるいは複数回に分けて撮影してもよい。

撮像装置６が撮像した画像である撮像画像Ｇは、静止画であってもよいし、動画であってもよい。ここで、検査電流が注入された太陽電池パネル２において、正常の太陽電池セルは、所定の強度でＥＬ発光する。一方、正常ではない太陽電池セルは、所定の強度よりも低い強度でＥＬ発光するか又はＥＬ発光しない。例えば、正常ではない太陽電池セルとは、断線・接続不良が発生している太陽電池セルやクラックなどの劣化が発生している太陽電池セルである。さらに、劣化箇所は、劣化が進むにつれてＥＬ発光の輝度が徐々に低下する。したがって、検査システム４は、撮像装置６が撮像した撮像画像Ｇの輝度に基づいて太陽電池パネル２の異常の有無を検査することができる。

なお、撮像装置６は、手動により撮像してもよいし、自動で撮像してもよい。例えば、ユーザが撮像装置６を操作することで、撮像装置６は検査対象の太陽電池ストリング１を撮像してもよい。また、撮像装置６は、不図示の端末装置から第１の操作信号を受信した場合に、検査対象の太陽電池ストリング１を撮像してもよい。また、撮像装置６は、上記端末装置から第２の操作信号を受信した場合に、撮像装置６は検査対象の太陽電池パネル２の撮像を停止してもよい。

上記端末装置は、ユーザにより操作されることで第１の操作信号や第２の操作信号を無線又は有線で撮像装置６に送信する。上記端末装置は、リモートコントローラであってもよい。また、上記端末装置は、ユーザにより可搬可能な携帯情報端末であってもよく、例えば、スマートフォンやタブレット端末である。

また、撮像装置６は、所定の位置に固定されてもよいし、太陽電池ストリング１の上空を移動する移動体に設けられてもよい。この移動体は、有人であってもよく、無人であってもよい。例えば、前記移動体は、ドローンなどの小型の飛行体である。
撮像装置６は、撮像した撮像画像Ｇを無線又は有線で異常検査装置７に送信する。ただし、これに限定されず、撮像装置６が撮像した撮像画像Ｇのデータをユーザが撮像装置６から取り出し、その取り出したデータを異常検査装置７に入力してもよい。

異常検査装置７は、撮像装置６が撮像した撮像画像Ｇに基づいて太陽電池パネル２ごとの解析値を算出する。そして、異常検査装置７は、太陽電池パネル２ごとの解析値を表示する。
以下において、本実施形態に係る異常検査装置７の構成について、図２を用いて説明する。

図２は、本実施形態に係る異常検査装置７のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、異常検査装置７は、入力装置１０、通信装置２０、表示装置３０及び制御装置４０を備える。

入力装置１０は、ユーザからの入力を受け付けて、当該入力に係る情報（以下、「入力情報」という。）を制御装置４０に出力する。例えば、入力装置１０は、タッチパネル、キーボード等に代表されるハードウェアキー、マウス等のポインティングデバイスである。また、入力装置１０は、マイク等の音声による操作入力を受け付けてもよい。

通信装置２０は、外部装置と通信し、撮像装置６が撮像した撮像画像Ｇを撮像装置６から直接又は間接的に受信する。例えば、通信装置２０は、撮像装置６と通信し、撮像装置６から撮像画像Ｇを受信する。通信装置２０は、受信した撮像画像Ｇを制御装置４０に送信する。通信装置２０が外部装置と通信する通信方式は、特に限定されないが、有線でもよいし、無線でもよい。また、無線の場合には、無線ＬＡＮ通信であってもよいし、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）やブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信であってもよい。

表示装置３０は、制御装置４０から出力された解析値を含む情報を表示する。表示装置３０は、制御装置４０から出力された前記情報を表示するものであれば、特に限定されないが、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等である。

制御装置４０は、メモリと、メモリに格納されているＥＬ検査を行うためのプログラムを実行するプロセッサと、を有する。上記メモリは、不揮発性メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等）を有する。ただし、上記メモリは、揮発性メモリを更に備えてもよい。例えば、上記プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit)又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）などである。制御装置４０は、例えば、コンピュータである。

次に、本実施形態に係る制御装置４０の機能部について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る制御装置４０の機能部の一例を示す図である。
図３に示すように、制御装置４０は、異常解析部５０及び出力部６０を備える。

異常解析部５０は、撮像装置６が撮像した撮像画像Ｇのうち、各太陽電池パネル２の画像であるパネル画像Ｍを抽出し、各パネル画像Ｍに基づいて、複数の太陽電池パネル２のうち異常が生じている太陽電池パネル２（以下、「異常太陽電池パネル」という。）を特定するための解析値Ｋを太陽電池パネル２ごとに算出する。この解析値は、第１解析値と第２解析値とを含む。

出力部６０は、異常解析部５０が算出した太陽電池パネル２ごとの解析値Ｋを表示装置３０に表示する。

以下に、異常解析部５０の具体的な機能部について、説明する。

異常解析部５０は、画像処理部５１及び解析値算出部５２を備える。

画像処理部５１は、まず、撮像画像Ｇを取得すると、その撮像画像Ｇに対して所定の画像処理を行って、撮像画像Ｇに映っている太陽電池ストリング１の画像を、真上から見下ろした太陽電池ストリング１の画像に補正する。具体的には、８つの太陽電池パネル２－１～２－８からなる太陽電池ストリング１－１が検査対象である場合には、撮像装置６が撮像した太陽電池ストリング１－１の撮像装置Ｇは、図４（ａ）に示すように、傾いている場合がある。したがって、画像処理部５１は、撮像画像Ｇに対して上記傾きを補正して、図４（ｂ）に示すように、太陽電池ストリング１－１を真上から見下ろした画像である補正画像Ｇ´に変換する。なお、太陽電池ストリング１は８つの太陽電池パネル２－１～２－８からなるとしたが、太陽電池パネル２の枚数は何枚であってもよい。

ここで、画像処理部５１は、入力装置１０からの入力情報に基づいて、撮像画像Ｇを補正画像Ｇ´に変換してもよい。例えば、出力部６０は、制御装置４０が撮像画像Ｇを受信すると、その撮像画像Ｇを表示装置３０に表示する。ユーザは、表示装置３０に表示されている撮像画像Ｇにおいて、入力装置１０を操作して太陽電池ストリング１－１の４隅の頂点を選択する。これにより、画像処理部５１は、入力情報に基づいて、撮像画像Ｇにおける太陽電池ストリング１－１の４隅の頂点を認識することができ、その４つの頂点に基づいて、撮像画像Ｇを補正画像Ｇ´に変換する。ただし、これに限定されず、画像処理部５１は、入力装置１０から入力情報ではなく、自動で上記４隅の頂点を認識してもよい。例えば、画像処理部５１は、撮像画像Ｇの明暗に基づいて４隅の頂点を自動で選択してもよい。

画像処理部５１は、撮像画像Ｇを補正画像Ｇ´に変換すると、図４（ｃ）に示すように、その補正画像Ｇ´に含まれている各太陽電池パネル２の画像を抽出する。例えば、画像処理部５１には、太陽電池ストリング１－１の中に縦と横で何枚の太陽電池パネル２が含まれているかの情報である枚数情報が記憶されている。よって、画像処理部５１は、その枚数情報にしたがって、補正画像Ｇ´を均等に切り出すことで、太陽電池パネル２－１から２－８の各画像（以下、「パネル画像」という。）Ｍを抽出する。なお、画像処理部５１は、入力装置１０からの入力情報に基づいて枚数情報を取得してもよい。すなわち、ユーザが入力装置１０を操作して枚数情報を入力し、画像処理部５１は、入力装置１０からの枚数情報に基づいて補正画像Ｇ´から、太陽電池パネル２－１～２－８の各パネル画像Ｍを抽出してもよい。そして、画像処理部５１は、抽出した各パネル画像Ｍのそれぞれに対して固有の識別情報Ｓを付与する。この識別情報Ｓは、太陽電池パネル２－１から２－８のそれぞれを特定可能な情報であってもよい。例えば、識別情報Ｓは、太陽電池パネル２－１から２－８のそれぞれの位置を示す情報であってもよい。
このように、画像処理部５１は、撮像画像Ｇから太陽電池パネル２ごとの画像が同じ画像サイズになるように変換し、その太陽電池パネル２ごとの画像であるパネル画像Ｍを抽出する。

本実施形態では、太陽電池パネル２－１のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ１」とし、パネル画像Ｍ１に識別情報Ｓ１が付与される。太陽電池パネル２－２のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ２」とし、パネル画像Ｍ２に識別情報Ｓ２が付与される。太陽電池パネル２－３のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ３」とし、パネル画像Ｍ３に識別情報Ｓ３が付与される。太陽電池パネル２－４のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ４」とし、パネル画像Ｍ４に識別情報Ｓ４が付与される。太陽電池パネル２－５のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ５」とし、パネル画像Ｍ５に識別情報Ｓ５が付与される。太陽電池パネル２－６のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ６」とし、パネル画像Ｍ６に識別情報Ｓ６が付与される。太陽電池パネル２－７のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ７」とし、パネル画像Ｍ７に識別情報Ｓ７が付与される。太陽電池パネル２－８のパネル画像Ｍを「パネル画像Ｍ８」とし、パネル画像Ｍ８に識別情報Ｓ８が付与される。

解析値算出部５２は、第１解析値算出部５３及び第２解析値算出部５４を備える。

第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍにおける輝度値Ｌの平均値であるパネル輝度平均値Ｌaveに係る第１解析値をパネル画像Ｍごとに算出する。例えば、第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍの各画素の輝度値Ｌを取得し、その輝度値Ｌの合計からパネル画像Ｍの総画素数Ｘで割った値であるパネル輝度平均値Ｌaveを第１解析値として求める。
例えば、第１解析値算出部５３は、図５に示すように、パネル画像Ｍにおける画素の輝度値の分布を示す輝度値ヒストグラムを作成し、その輝度値ヒストグラムからパネル輝度平均値Ｌaveを１解析値として求めてもよい。

第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ１のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave１」とする。第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ２のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave２」とする。第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ３のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave３」とする。第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ４のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave４」とする。第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ５のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave５」とする。第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ６のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave６」とする。第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ７のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave７」とする。第１解析値算出部５３は、パネル画像Ｍ８のパネル輝度平均値Ｌaveを求め、そのパネル輝度平均値Ｌaveを「パネル輝度平均値Ｌave８」とする。

ここで、第１解析値算出部５３は、すべてのパネル画像Ｍの輝度値の平均値である全体輝度平均値Ｌｓを求め、その全体輝度平均値Ｌｓからパネル輝度平均値Ｌaveを差し引いた値である輝度偏差ΔＬ＝（全体輝度平均値Ｌｓ－パネル輝度平均値Ｌave）を第１解析値として求めてもよい。

全体輝度平均値Ｌｓは、検査対象である太陽電池ストリング１全体の輝度値の平均値である。よって、太陽電池ストリング１の全体輝度平均値Ｌｓは、例えば、以下に示す式（１）を用いて算出される。

Ｌｓ＝（Ｌave１＋Ｌave２＋Ｌave３＋Ｌave４＋Ｌave５＋Ｌave６＋Ｌave７＋Ｌave８）／８ …（１）

よって、第１解析値は、パネル輝度平均値Ｌaveであってよいし、偏差ΔＬであってもよい。
さらに、第１解析値算出部５３は、パネル輝度平均値Ｌave又は偏差ΔＬを対して正規化し、その正規化した後の値を第１解析値としてもよい。

例えば、偏差ΔＬを正規化する場合には、解析値算出部５２は、以下に示す式に従って偏差ΔＬに対して正規化を行う第１正規化処理を太陽電池パネル（パネル画像Ｍ）ごとに行う。

第１解析値＝偏差ΔＬ／（輝度最大値Ｌｍａｘ－輝度最小値Ｌｍｉｎ） …（２）

輝度最大値Ｌｍａｘは、太陽電池ストリング１－１における輝度値の最大値である。すなわち、太陽電池パネル２－１～２－８のすべての画素の輝度値の中の最大値である。輝度最小値Ｌｍａｘは、太陽電池ストリング１－１における輝度値の最小値である。すなわち、太陽電池パネル２－１～２－８のすべての画素の輝度値の中の最小値である。

第２解析値算出部５４は、パネル画像Ｍにおける輝度値Ｌのばらつきに係る第２解析値をパネル画像Ｍごとに算出する。例えば、第２解析値算出部５４は、パネル画像Ｍにおける輝度値Ｌのばらつきを第２解析値としてパネル画像Ｍごとに算出する。ここで、ばらつきとは、分散Ｅ（＝σ^２）や標準偏差σである。以下に説明する場合には、ばらつきは、分散Ｅである場合について説明するが、これに限定されない。

第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave１と、パネル画像Ｍ１の輝度値と、の差を二乗した値（以下、「二乗値」という。）を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値をすべて合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ１の分散Ｅ１とする。
同様に、第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave２と、パネル画像Ｍ２の輝度値と、の差の二乗値を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値を合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ２の分散Ｅ２とする。
同様に、第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave３と、パネル画像Ｍ３の輝度値と、の差の二乗値を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値を合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ３の分散Ｅ３とする。
同様に、第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave４と、パネル画像Ｍ４の輝度値と、の差の二乗値を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値を合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ４の分散Ｅ４とする。
同様に、第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave５と、パネル画像Ｍ５の輝度値と、の差の二乗値を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値を合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ５の分散Ｅ５とする。
同様に、第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave６と、パネル画像Ｍ６の輝度値と、の差の二乗値を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値を合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ６の分散Ｅ６とする。
同様に、第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave７と、パネル画像Ｍ７の輝度値と、の差の二乗値を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値を合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ７の分散Ｅ７とする。
同様に、第２解析値算出部５４は、パネル輝度平均値Ｌave８と、パネル画像Ｍ８の輝度値と、の差の二乗値を画素ごとに求め、すべての画素の二乗値を合計して総画素数Ｘで割った値をパネル画像Ｍ８の分散Ｅ８とする。

なお、第２解析値算出部５４は、分散Ｅを対して正規化し、その正規化した後の値を第２解析値としてもよい。

例えば、第２解析値算出部５４は、太陽電池パネルごとに第２解析値を求める場合には、以下に示す式に従って太陽電池パネルの分散Ｅに対して正規化を行う第２正規化処理を太陽電池パネルごとに行う。

第２解析値＝（分散Ｅ）／（輝度最大値Ｌｍａｘ－輝度最小値Ｌｍｉｎ） …（３）

このように、解析値算出部５２は、複数のパネル画像Ｍ１～Ｍ８それぞれにおいて、パネル輝度平均値Ｌaveに係る第１解析値及び分散Ｅに係る第２解析値を算出する。換言すれば、解析値算出部５２は、複数の太陽電池パネル２－１～２－８のそれぞれにおいて、第１解析値及び第２解析値を算出する。
例えば、解析値算出部５２は、図６に示すように、複数のパネル画像Ｍ１～Ｍ８の識別情報Ｓ１～Ｓ８のそれぞれにおいて、そのパネル画像Ｍに対応するパネル輝度平均値Ｌaveに係る第１解析値及び分散Ｅに係る第２解析値を関連付けて格納する。図６（ａ）は、第１解析値がパネル輝度平均値Ｌaveである場合の図である。図６（ｂ）は、第１解析値が輝度偏差ΔＬである場合の図である。

ここで、太陽電池ストリング１は、同程度の性能で同時期に（例えば、同じロット）作られた複数の太陽電池パネル２が直列に接続されていることが多い。そのため、各太陽電池パネル２に含まれる全ての太陽電池セルは、同じように劣化するため、太陽電池ストリング１の中の全ての太陽電池パネル２も同じように劣化する。すなわち、太陽電池ストリング１の中に含まれる複数の太陽電池セルのＥＬ発光の輝度値は同じように低下していく。そのため、太陽電池ストリング１内の全ての太陽電池パネル２の各パネル画像Ｍの輝度値は、同一となるはずである。ただし、実際には同一とはならず、図７に示すように、一部の太陽電池セルが他の太陽電池セルよりも劣化が進んだり、配線が痛むなどして発電効率が落ちるため、その一部分だけ輝度が低下する。

すなわち、図７に示すように、撮像装置６で撮像した複数の太陽電池パネル２の画像では、健全な太陽電池パネル２であれば、設置直後ではいずれも白く、理想的に劣化すれば、いずれの太陽電池パネルの画像も同じく暗くなるはずであるが、実際には、太陽電池セルごとに劣化度合いが異なる。
そのため、太陽電池ストリング１内で、他の太陽電池パネル２と相対的に比べて輝度値の低い箇所が多い、すなわち輝度値ヒストグラムを描いたときの輝度値の平均値が低い場合には、劣化が進んでいる可能性が高い。さらに、仮に輝度値の平均値が他の太陽電池パネル２と同等であっても、明るい太陽電池セルと暗い太陽電池セルとが混在している可能性がある。

そこで、ユーザは、太陽電池ストリング１内の複数の太陽電池パネル２に対し、「パネル輝度平均値Ｌaveが相対的に低い（輝度偏差ΔＬが相対的に大きい）」または「輝度値のばらつきを示す第２解析値が相対的に大きい」太陽電池パネル２は、劣化が進んでいる可能性が高いと判断する。
例えば、図７に示す例では、太陽電池パネル２－１と太陽電池パネル２－８とが異常太陽電池パネルである。図７に示すように、太陽電池パネル２－２と太陽電池パネル２－１とを比較した場合には、太陽電池パネル２－１は輝度値の平均値が低いため、総じて発電量は少ないといえる。また、太陽電池パネル２－８は、輝度値の平均値が高く発電できているといえるが、急激に劣化が進むセルが混ざっているため、輝度値のばらつきは大きい。よって、ユーザは、太陽電池パネル２－８が太陽電池パネル２－２よりも輝度のばらつきが大きく、太陽電池パネル２－１が太陽電池パネル２－２よりもパネル輝度平均値Ｌaveが低いため、太陽電池パネル２－１と太陽電池パネル２－８とが異常太陽電池パネルであると特定することができる。すなわち、ユーザは、太陽電池パネル２ごとのパネル輝度平均値Ｌaveに係る第１解析値及びばらつき（例えば、分散Ｅ）に係る第２解析値との情報に基づいて、異常太陽電池パネルを特定することができる。

次に、本実施形態に係る表示装置３０の表示画面について、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る表示装置３０の表示画面を示す図である。図８の黒丸（●）は、解析値Ｋを示す。
出力部６０は、異常解析部５０が算出した太陽電池パネル２（パネル画像Ｍ）ごとの第１解析値及び第２解析値を表示装置３０に表示する。

具体的には、図８に示すように、出力部６０は、２次元の直交座標系において、第１軸（例えば、横軸）が第１解析値とし、第２軸（例えば、縦軸）が第２解析値として、解析値算出部５２が算出したパネル画像Ｍごとの解析値Ｋを表示装置３０にプロットする。図８に示す例では、表示装置３０に表示された解析値Ｋの二次元グラフ１００において、横軸が偏差ΔＬであり、縦軸が分散Ｅである。出力部６０は、プロットした解析値Ｋがどの太陽電池パネル２の解析値であるかを示すために、解析値Ｋのそれぞれの近傍に、解析値Ｋに対応する識別情報Ｓを表示する。

また、出力部６０は、画像処理部５１が抽出した複数のパネル画像Ｍから成る検査対象の太陽電池ストリング１の画像であるストリング画像１０１を表示する。このストリング画像１０１は、太陽電池ストリング１内の各太陽電池パネル２の位置関係を示す図である。なお、ストリング画像１０１における各太陽電池パネル２の画像、すなわちパネル画像Ｍには、識別情報Ｓが対応付けられて、表示されている。
これにより、ユーザは、出力部６０により解析値Ｋが二次元の直交座標系にプロットされた二次元グラフ１００を確認することで、異常太陽電池パネルを特定することができる。さらに、ユーザは、ストリング画像１０１を確認することで異常太陽電池パネルがどの位置に配置されている太陽電池パネルなのかを特定することができる。

ここで、ユーザは、入力装置１０を操作することで、判定閾値２００を設定し、且つ、二次元グラフ１００にその判定閾値２００を表示させることができる。判定閾値２００は、異常太陽電池パネルと、異常が生じていない太陽電池パネル２とを判別するための解析値Ｋの閾値である。ユーザが入力装置１０を操作して判定閾値２００を入力すると、出力部６０は、入力装置１０から判定閾値２００の入力情報を取得し、判定閾値２００を設定するとともに、二次元グラフ１００に表示する。ここで、判定閾値２００は、図８に示すように、二次元グラフ１００上において、直線で示されているが、これに限定されず、曲線や階段状などに設定されてもよい。また、機械学習などの方法で正常と異常の識別を行なう判定条件を定めてもよい。

出力部６０は、判定閾値２００に基づいて、複数の太陽電池パネル２の中から異常太陽電池パネルを判定してもよい。図８に示す例では、出力部６０は、複数の解析値Ｋのそれぞれに対して、判定閾値２００を超えるか否かを判定し、判定閾値２００を超える解析値Ｋに対応する太陽電池パネル２を異常太陽電池パネルと判定する。
ここで、判定閾値２００は、二次元グラフ上において設定されるため、第１解析値の閾値である第１判定閾値と、第２解析値の閾値である第２判定閾値とを有する。図８に示す例では、第１判定閾値は、偏差ΔＬの閾値である。したがって、出力部６０は、解析値Ｋの第１解析値が第１判定閾値を超える第１条件、又は、当該解析値Ｋの第２解析値が第２判定閾値を超える第２条件の少なくともいずれかの条件が成立すれば、その解析値Ｋが異常値であるとする。異常値である解析値Ｋに対応する異常太陽電池パネル２は、異常太陽電池パネルである。図８に示す例では、識別情報Ｓ８の解析値Ｋが異常値であると判定されるため、識別情報Ｓ８の太陽電池パネル２が異常太陽電池パネル２となる。

出力部６０は、解析値Ｋの二次元グラフ１００を表示装置３０に表示するにあたって、判定閾値２００を超える解析値Ｋ（すなわち、異常値である解析値Ｋ）を第１の態様で表示し、その他の解析Ｋを第１の態様とは異なる第２の態様で表示してもよい。例えば、第１の態様とは、第１の色で表示することであり、第２の態様とは第１の色とは異なる第２の色で表示することである。ただし、これに限定されず、出力部６０は、異常値である解析値Ｋとその他の解析値Ｋとを区別できるように表示すれば、どのような態様であってもよい。
出力部６０は、判定閾値２００に基づいて、異常値である解析値Ｋに対応する識別情報Ｓを表示装置３０に表示してもよい。

次に、本実施形態に係る太陽電池パネル２の検査方法について、説明する。

まず、撮像画像Ｇを取得する方法について、説明する。
ユーザは、直流電源５を検査対象である太陽電池ストリング１に接続して、当該太陽電池ストリング１に直流電圧を印加して太陽電池パネル２に直流電流を供給する。これにより、太陽電池ストリング１内の太陽電池パネル２は、ＥＬ発光する。撮像装置６は、太陽電池ストリング１に直流電流が供給されている間の所定期間において、太陽電池ストリング１の上空から、当該太陽電池ストリング１を撮像する。なお、撮像装置６がドローンなどの小型飛行体に取り付けられている場合には、小型飛行体が予め設定されたルートを飛行することで撮像装置６が太陽電池ストリング１を撮像してもよい。ただし、これに限定されず、ユーザが小型飛行体を遠隔操縦してもよい。
撮像装置６による太陽電池ストリング１の撮像が終了すると、ユーザは、直流電源５を取り外して、太陽電池ストリング１に対する直流電圧の印加を終了する。撮像装置６が撮像した撮像画像Ｇは、異常検査装置７に直接又は間接的に送られる。

次に、本実施形態に係る異常検査装置７の動作について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態に係る異常検査装置７の動作のフロー図である。

画像処理部５１は、撮像画像Ｇを取得すると、その撮像画像Ｇに対して所定の画像処理を行って、撮像画像Ｇに映っている太陽電池ストリング１の画像を、真上から見下ろした太陽電池ストリング１の画像である補正画像Ｇ´に補正する。これにより、太陽電池ストリング１に含まれる太陽電池パネル２の画像サイズが同一になる。画像処理部５１は、補正画像Ｇ´からその補正画像Ｇ´に含まれている各太陽電池パネル２の画像を抽出する（ステップＳ１０１）。

解析値算出部５２は、パネル画像Ｍにおける輝度値Ｌの平均値であるパネル輝度平均値Ｌaveと分散値Ｅをパネル画像Ｍごとに算出する（ステップＳ１０２）。
解析値算出部５２は、検査対象である太陽電池ストリング１全体の輝度値の平均値である全体輝度平均値Ｌｓを求める（ステップＳ１０３）。例えば、解析値算出部５２は、ステップＳ１０２で求めたパネル画像Ｍごとのパネル輝度平均値Ｌaveの平均値を全体輝度平均値Ｌｓとして求める。

解析値算出部５２は、全体輝度平均値Ｌｓからパネル輝度平均値Ｌaveを差し引いた値である輝度偏差ΔＬをパネル画像Ｍごとに求める（ステップＳ１０４）。この輝度偏差ΔＬは、本発明の「第１解析値」の一例である。分散Ｅは、本発明の「第２解析値」の一例である。
ここで、解析値算出部５２は、輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅのそれぞれに対して正規化処理を行ってもよい。これにより、撮像装置６の絞りや撮像条件が変化した場合などによる影響を抑制することができる。

出力部６０は、パネル画像Ｍごとの輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅを表示装置３０に表示する（ステップＳ１０５）。具体的には、出力部６０は、表示装置３０に対して、輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅを二次元の直交座標系にプロットした二次元グラフ１００を表示する。これにより、ユーザは、表示装置３０に表示された二次元グラフ１００を確認することで、「パネル輝度平均値Ｌaveが相対的に低い（輝度偏差ΔＬが相対的に大きい）」または「輝度値のばらつきが相対的に大きい」太陽電池パネル２を特定するが可能となり、撮像画像Ｇを確認することなく、異常太陽電池パネルを容易に特定するが可能となる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

（変形例）
上記実施形態では、出力部６０は、パネル画像Ｍごとの輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅを表示装置３０に表示したが、これに限定されず、パネル画像Ｍごとの輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅを出力すればよく、その態様には特に限定されない。例えば、出力部６０は、パネル画像Ｍごとの輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅを紙媒体に印刷させることで出力してもよいし、音声により出力してもよい。さらに、出力部６０は、表示装置３０にパネル画像Ｍごとの輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅを表示するにあたって、輝度偏差ΔＬ及び分散Ｅの二次元グラフ１００ではなく、図６に示すような表を出力してもよい。

以上、説明したように、本実施形態に係る検査システム４は、複数の太陽電池パネル２のうち異常が生じている太陽電池パネルを特定するための解析値Ｋをパネル画像Ｍごとに算出する異常解析部５０と、異常解析部５０が求めたパネル画像Ｍごとの解析値Ｋを出力する出力部６０と、を備える。解析値Ｋは、１つのパネル画像Ｍにおける輝度値Ｌの平均値であるパネル輝度平均値Ｌaveに係る第１解析値と、当該パネル画像Ｍにおける輝度値のばらつきに係る第２解析値とを含む。

このような構成によれば、オンサイトでのＥＬ検査において、検査員は、撮像画像から異常太陽電池パネルを特定する必要がなく、検査員による異常太陽電池パネルの特定を容易になる。

ここで、一般的に、発電所で用いられている太陽電池パネルの異常の有無の検査を行う場合には、太陽電池パネルを発電所から取り外し、検査機関等の計測環境が常に固定されている場所（以下、「オフサイト」という。）に持ち込んで検査を行うことが一般的である。ただし、オフサイトで太陽電池パネルの検査する場合には、すべての太陽電池パネルを発電所から取り外して検査機関に持ち込んで検査するという大掛かりな作業が必要となる。その結果、ストリング全体の発電が長期間にわたって停止するとともに、太陽電池パネルの取り外し費用も増大する。そこで、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を利用したＥＬ検査をオンサイト（発電所）にて実行することで、異常が生じている可能性がある太陽電池パネルを特定することが行われている。これにより、ＥＬ検査で異常があるとした太陽電池パネルのみを取り外して検査機関にて精密な検査を行うことで無駄な太陽電池パネルの取り外しを抑制することが望まれている。ただし、ＥＬ検査は、オンサイトで行われることが一般的であるが、オンサイトでは、周囲明るさや太陽電池パネルと撮像装置６との間の距離が変動することがあり、太陽電池パネルを撮像する条件（撮像条件）が常に固定されずに変動する場合がある。したがって、撮像画像上の太陽電池パネルの輝度も撮像条件によって変動してしまう。その結果、検査員が撮像画像Ｇを目で見ることで異常が生じている太陽電池パネルを特定することは困難な場合があった。

一方、本実施形態に係る検査システム４は、１つのパネル画像Ｍにおける輝度値Ｌの平均値であるパネル輝度平均値Ｌaveに係る第１解析値と、当該パネル画像Ｍにおける輝度値のばらつきに係る第２解析値とを解析値Ｋをパネル画像ごとに出力する構成を備える。そのため、ユーザは、太陽光発電所から太陽電池パネル２を取り外すことなく、劣化が進む太陽電池パネル２の特定することができる。また、ユーザは、検査システム４によって異常太陽電池パネル２だけを取り外して精密な検査を行う検査機関に持ち込むことで、無駄な太陽電池パネル２の取り外しを抑制することができる。

なお、上述した制御装置４０の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、制御装置４０の全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

１ 太陽電池ストリング
２ 太陽電池パネル
４ 検査システム
５ 直流電源
６ 撮像装置
７ 異常検査装置
３０ 表示装置
４０ 制御装置
５０ 異常解析部
５１ 画像処理部
５２ 解析値算出部
６０ 出力部

Claims (4)

1. 複数の太陽電池パネルに直流電流を供給する直流電源と、
   前記複数の太陽電池パネルを撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置が撮像した撮像画像から前記各太陽電池パネルの画像であるパネル画像をそれぞれ抽出する画像処理部と、
   前記複数の太陽電池パネルのうち異常が生じている太陽電池パネルを特定するための解析値を前記パネル画像ごとに算出する解析値算出部と、
   前記解析値算出部が求めた前記パネル画像ごとの前記解析値を出力する出力部と、
   表示装置とを備え、
   前記解析値は、１つの前記パネル画像における輝度値の平均値であるパネル輝度平均値に係る第１解析値と、当該パネル画像における輝度値のばらつきに係る第２解析値とを含み、
   前記出力部は、前記解析値算出部が求めた前記パネル画像ごとの前記第１解析値及び前記第２解析値を前記表示装置に表示し、前記第１解析値を第１軸とし、前記第２解析値を第２軸とした二次元の直交座標系に、前記解析値算出部が求めた前記パネル画像ごとの前記解析値をプロットした二次元グラフを前記表示装置に表示する、
   ことを特徴とする、検査システム。
2. 前記第１解析値は、前記パネル輝度平均値と、全ての前記パネル画像における輝度値の平均値である全体輝度平均値から前記パネル輝度平均値を差し引いた値である輝度偏差と、のいずれかであり、
   前記第２解析値は、前記輝度値の分散又は標準偏差である、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の検査システム。
3. 前記解析値算出部は、前記第１解析値及び前記第２解析値のそれぞれに対して、正規化処理を行う、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の検査システム。
4. 複数の太陽電池パネルに直流電流を供給する供給ステップと、
   前記複数の太陽電池パネルに前記直流電流が供給されている間の所定期間において、前記複数の太陽電池パネルを撮像装置で撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで撮像された撮像画像から前記各太陽電池パネルの画像であるパネル画像をそれぞれ抽出する画像処理ステップと、
   前記複数の太陽電池パネルのうち異常が生じている太陽電池パネルを特定するための解析値を前記パネル画像ごとに算出する解析値算出ステップと、
   前記解析値算出ステップが求めた前記パネル画像ごとの前記解析値を出力する出力ステップと、
   を含み、
   前記解析値は、１つの前記パネル画像における輝度値の平均値であるパネル輝度平均値に係る第１解析値と、当該パネル画像における輝度値のばらつきに係る第２解析値とを含み、
   前記出力ステップでは、前記解析値算出ステップで求めた前記パネル画像ごとの前記第１解析値及び前記第２解析値を表示し、前記第１解析値を第１軸とし、前記第２解析値を第２軸とした二次元の直交座標系に、前記解析値算出ステップで求めた前記パネル画像ごとの前記解析値をプロットした二次元グラフを表示する、
   ことを特徴とする、検査方法。

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