JPH07334767A

JPH07334767A - 異常検知方法、異常検知装置及びそれを用いた発電システム

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Publication number: JPH07334767A
Application number: JP7086987A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Takehara; 信善竹原; Kimitoshi Fukae; 公俊深江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1995-04-12
Publication date: 1995-12-22
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: CN1124847A; CN1053502C; EP0677749A2; JP2874156B2; KR950030402A; EP0677749A3; KR100195686B1

Abstract

(57)【要約】【目的】設置場所によらず、的確に不良な光電変換素
子を検出して報知する。【構成】複数の太陽電池モジュールを直列に接続して
なる太陽電池ストリング１１、１２、１３、１４を複数
個並列した太陽電池アレイ１等を持った発電システムに
おいては、各太陽電池ストリング１１、１２、１３、１
４の電気的パラメータを測定する電気的パラメータ検出
手段４１、４２、４３、４４、検出した電気的パラメー
タを相互に比較する比較手段５、比較結果に基づいて異
常を報知する警告手段６を備えた発電システムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子の異常検
知方法、異常検知装置及びそれを用いたシステムに関
し、特に、基準となる光電変換素子を用いずとも異常を
検知する方法及び装置並びにそれを用いた発電システム
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、化石燃料の使用に伴うＣＯ₂等の
排出による地球の温暖化、原子力発電所の事故や放射性
廃棄物による放射能汚染など、地球環境とエネルギーに
対する関心が急速に高まっている。このような状況の
下、太陽の入射光を利用した光電変換素子である太陽電
池は無尽蔵かつクリーンなエネルギー源として世界中か
ら期待されている。ところで、この太陽電池を利用した
太陽光発電システムの形態としては、数Ｗから数千ｋＷ
まで種々の規模並びに種類がある。例えば、バッテリー
を使用して太陽電池の発電エネルギーを保存するものＤ
Ｃ−ＡＣコンバータを使って太陽電池の出力エネルギー
を商用系統に流し込むものなど、多くのシステムが存在
する。

【０００３】このようなシステムの一例を図１３に本発
明の比較例として示した。この太陽光発電システムで
は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続して構成さ
れた太陽電池ストリング１１、１２、１３、１４が４つ
並列に接続して太陽電池アレイ１を構成している。この
太陽電池アレイ１の出力は、最大出力制御等を行う制御
装置を備えた電力変換手段２に導かれ、負荷３に供給さ
れる。ここで、負荷３は電力系統（例えば上記の商用系
統でもよい）であり、このように太陽電池の電力を電力
系統に流し込むシステムを特に系統連系システムとい
い、これは太陽電池を一般的なエネルギー源として使用
するための最適なシステム形態の一つである。

【０００４】ところでこの種の太陽光発電システムは、
感電事故などを防ぐために種々の保護装置を装備するこ
とが一般的であるが、太陽電池モジュールの不良を検出
する方法はあまり開発されていないのが現状である。従
来、このような不良検出方法としては、例えば高価な日
射計と電力の計測装置を用いて太陽電池アレイの変換効
率を計算し、この変換効率がある基準値を下回った時に
はその太陽電池アレイを異常と判断する方法が採用され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽電
池モジュールの不良を検出するための上記従来の方法の
場合、変換効率の基準値が固定的であり、太陽電池モジ
ュールの設置場所の気候や設置状態等に応じた適切な基
準が決められないという点に問題がある。つまり、太陽
電池にはスペクトルや温度への依存性があるので変換効
率はかなり変動する。また、特にアモルファスシリコン
系の太陽電池には光電変換素子自体に光劣化が存在す
る。この劣化の状況は、特に日射量や温度などの環境因
子に大きく依存する。したがって、これらの要因や太陽
電池自体の特性等を考慮し個々に正確な基準値を得るこ
とが極めて困難であった。

【０００６】そして、基準値を正確に決めるためには、
設置場所に測定サイトを設けてその地域、またその設置
場所での発電性能を調べる手段しかなかったが、これに
は膨大な費用及び時間がかかるという問題点がある。ま
たこの問題点を避ける手段として、設置場所に太陽電池
アレイの他に基準モジュールを設けるという手段もある
が、発電に寄与しないような太陽電池を設けるのは非合
理的である。また、システムの故障等の影響を受け、そ
の基準モジュールが壊れてしまうと正確な基準値を得る
手段がなくなるという問題点があった。さらに、発電用
の太陽電池アレイと基準値モジュールとの間に測定ずれ
が生じる場合も考えられる。

【０００７】さらに、上記の方法では、基準値を基に太
陽電池アレイ全体で良否判定することから、異常判定が
出ても、太陽電池アレイのどこが不良なのかは手間をか
けて人間が探さなければならないという問題があった。
したがって、太陽電池アレイの修理や交換に多大な手間
ひまがかかるという問題点を有する。

【０００８】以上の課題に鑑み、本発明は、設置場所に
よらず、太陽電池アレイの不良を的確に検出して報知す
ることができる、異常検知方法及び異常検知装置並びに
それを用いた発電システムを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本願発明は、２以上の光電変換素子の各々の電気的
パラメータを夫々検出する工程と、検出された前記電気
パラメータに基づいて相互に比較する工程と、該比較に
より前記光電変換素子の異常を検知する工程と、を有し
これによって異常を検知することができる方法を提供す
るものである。

【００１０】また、２以上の光電変換素子と、該光電変
換素子の各々の電気的パラメータを夫々検出する電気的
パラメータ検出手段と、検出された前記電気パラメータ
に基づいて相互に比較し該比較により異常を検知する比
較手段と、を有することにより異常を検知する装置を提
供するものである。

【００１１】さらに、２以上の光電変換素子と、該光電
変換素子の電力を変換するための電力変換手段と、該電
力変換手段に接続された負荷と、を有する発電システム
において、電気的パラメータ検出手段によって前記光電
変換素子の各々の電気的パラメータを夫々検出し、該検
出値に基づいて相互に比較し異常を検知する比較手段を
有することによって異常を検知できる発電システムを提
供するものである。

【００１２】

【作用】本発明では、システム稼動中などにおける太陽
電池アレイの太陽電池ストリングあるいはサブアレイの
電気的パラメータ、例えば電流を電流検知手段である電
流センサーなどで検出し、これらを相互に比較して、相
対的に低出力の光電変換素子である太陽電池ストリング
ないしサブアレイが出た時に異常と判定し、警報等を発
する。または、上記の電気的パラメータの変化率を相互
に比較して、相対的に変化率の大きい太陽電池、太陽電
池ストリングないしサブアレイが出た時に異常と判定
し、警報等を発する。そして、このような判定は太陽電
池アレイの一部を使用して行なわれ、電気的パラメータ
の相互比較により設置場所ごとに正確な基準値が把握で
きるため、太陽電池、太陽電池ストリングやサブアレイ
の不良部分を的確に検出できる。

【００１３】また、太陽電池ストリングやサブアレイ毎
に異常が判定できるため、太陽電池アレイのどこが壊れ
ているのかを迅速に特定できる。これは、光劣化を起こ
すアモルファスシリコン系の太陽電池や樹脂封止された
太陽電池モジュールを用いたシステムでは特に顕著であ
る。

【００１４】また、電気的パラメータを記録し、この記
録した電気的パラメータの変化率を算出して相互に比較
する構成としたものでは、出力の長期における経時変化
を変化率として算出し相互比較できるので、不良ストリ
ングを早期に検出し、迅速に異常を検知することが可能
となる。

【００１５】以下、本発明を図を用いて詳細に説明す
る。図１は、本発明にかかる異常検知装置を用いた発電
システムの一例である。図１において、太陽電池アレイ
１は、複数の太陽電池モジュール（以下、単にモジュー
ルとする場合がある）を直列に接続してなる太陽電池ス
トリング（以下、単にストリングとする場合がある）１
１、１２、１３、１４を並列に接続して構成される。太
陽電池モジュールとしては、光電変換部にアモルファス
シリコン系（ここでは、微結晶シリコンをも含む）を用
いたものや多結晶シリコン、結晶シリコンを用いたもの
が好適に使用される。ここで太陽電池モジュールの直列
数は、太陽光発電システムとして必要な電圧が得られる
ように適宜設定すればよいが、日本では通常、個人住宅
向けの３ｋＷ出力のシステムで２００Ｖ、出力１０ｋＷ
以上の大型システムでは３００〜３５０Ｖ程度の電圧が
出せるように設定されることが好ましい。

【００１６】また並列数については、本発明の目的を達
成するためには、少なくとも２つ以上の並列回路が必要
であり、より好ましくは数個から数１００個程度がよ
い。つまり本発明にあっては、不良の基準値が太陽電池
ストリングやサブアレイの電流パラメータや変化率など
に応じてダイナミックに変化するので、ストリング数や
サブアレイ数が少ないと基準値を適切に定めにくく、正
確な不良検出が困難となるため、好ましくは３個以上、
より好ましくは５個以上である。またストリングやサブ
アレイの数が多い場合は、より正確に異常を検知できる
が、比較の方法を工夫しないと比較回数が膨大になって
大変である。また、装置コストが高くつくため、好まし
くは１００個以下、より好ましくは３０個以下である。

【００１７】電力変換手段２図１の異常検知装置において、太陽電池アレイ１の出力
は、電力変換手段２に導かれる。電力変換手段２は、太
陽電池の直流電力を交流電力に変換したり、直流電圧や
電流を調製する。また、太陽電池の動作点を最大出力に
保つような制御系を持っているものもある。本発明の必
須構成要件ではないが、数ｋＷクラスのシステムでは、
太陽電池出力を有効に使用するために、これを使用する
のが一般的である。また、この電力変換手段に加えて、
あるいは代わりに直接蓄電池を用いるシステム構成とも
できる。そして電力変換手段２の出力は負荷３で消費さ
れる。

【００１８】負荷３負荷３としては、モータ等の動力機器、ライト等の光源
や、ヒータ等の熱源であり、具体的には、屋内負荷３１
のエア・コンデショナー等が挙げられる。あるいは、ニ
ッケル水素二次電池、リチウム二次電池、リチウムイオ
ン二次電池等の蓄電池、さらには商用系統３１やそれら
の組み合わせを負荷３とすることができる。

【００１９】電気的パラメータ検出手段４１、４２、４
３、４４、９１、９２、９３、９４各太陽電池ストリング１１、１２、１３、１４には、電
気的パラメータ検出手段４１、４２、４３、４４が設置
される。ここで、電気的パラメータとしては、電圧、電
力、あるいは電流などが挙げられるが、並びにシステム
稼動中にも計測可能である点から、電流検出手段を用い
ることが最も望ましい。またこの電気的パラメータ、特
に電流の検出手段としては、例えば、電流計測用標準抵
抗、ホール素子を用いた電流センサー等が使用できる。
これらの検出は、検出した電流値を電圧に変換し、例え
ば１０Ａを１００ｍＶに変換して出力し、比較手段５に
伝送される。ここで、比較手段５までの伝送距離が長く
なる場合には光ケーブルで電圧値をデジタル伝送もしく
はＰＷＭパルス光によるアナログ伝送する等の方法があ
る。こうするとノイズの影響を排除できるので検出信号
を遠方まで送ることができる。

【００２０】一方、電気的パラメータ検出手段９とし
て、電圧検出手段９１、９２、９３、９４を用いた場合
では、電圧値を直接パラメータとして利用できるため、
簡単に構成することができる。電圧検出手段９１、９
２、９３、９４を電気的パラメータ検出手段として用い
た場合は、検知のために光電変換素子に照射される光量
が少ない１０ｍＷ／ｃｍ²以下で行うことが好ましい。

【００２１】比較手段５比較手段５は、伝送された各検出値を相互に比較して、
相対的に出力の低い不良な太陽電池ストリングがあった
場合、即ち正常な太陽電池ストリングの群れからはずれ
た値をもった太陽電池ストリングがあった場合には、そ
の太陽電池ストリング群れを故障と判断して、出力信号
を警報手段６に信号を送出する。またこの比較手段５で
は、上記伝送されたデータを一時的に記憶し、それぞれ
を比較するように構成することが好ましい。このような
構成にすることによって特定のストリングを基準値に用
いないため、経時的に個々の太陽電池の出力特性が変化
する太陽電池においては、特に有効となる。このような
用途には、１チップマイコンが非常に好適であるが、単
純にアナログ回路だけでも構成できる。

【００２２】アナログ回路だけで構成する場合は、例え
ば、サンプルアンドホールド回路にすべての入力値を記
録し、次いでこれらの値をそれぞれをオペアンプからな
るアナログ比較器に入力して比較する構成とすればよ
い。なお、比較値の切替は、アナログスイッチで切り替
えればよい。またこの方法では回路が複雑なので、単純
に最初の入力のみを基準値としても良く、その場合には
逐次比較ができるので回路は著しく簡単である。この方
法において、最初の入力が故障の場合でも、それ以降が
正常ならば、比較手段の判定値が正に偏るので、良否判
断が可能である。比較手段５の動作形式としては、比較
的簡単に構成できる定格値を規定しての比較や、異常を
正確に検知できる標準偏差や、指数分布を用いることが
できる。

【００２３】警報手段６警報手段６は、具体的には、文字表示が可能なＴＦＴや
ＦＬＣ等の液晶ディスプレイ、７セグメントＬＥＤ、パ
ソコンのディスプレー等が使用できる。つまり、異常が
どこで起きたかを明確に表示できるものである。

【００２４】図２は、データを長期間記録し保守点検等
に利用するための記録手段７、並びにデータの演算手段
８を更に設けて構成される、本発明に好適な太陽光発電
システムの異常検知装置の他例を示した。これら記録手
段７や演算手段８を設けることで、電気的パラメータ検
出手段４１、４２、４３、４４からのデータを経時的に
扱うことが可能になり、より早く故障した太陽電池スト
リングを見出だせるようになる。

【００２５】記録手段７記録手段７としては、フロッピーディスク等の磁気媒体
や、半導体メモリーが使用される。演算装置８演算装置８としては、マイクロコンピュータが好適であ
る。また実用上は、図２に示したように記録手段７や演
算手段８等と、警報手段６や比較手段５とを一体化する
と便利である。

【００２６】通信手段６１通信手段６１としては、異常検知したデータを集中管理
元に送信して知らせるものでよく、有線でも無線でもよ
い。有線回路である電話回路では、モデムが用いられ
る。図９では、通信手段６１のみを記載したが、警報手
段と併用してもよい。

【００２７】補正手段８１本発明では、比較する各ストリング間又はアレイ間に
は、一様に光が入射することが好ましい。しかしなが
ら、設置状況によって、入射光の光量が、あらかじめ一
定の割合でしか入らないことがわかっていれば、補正手
段８１を用いて、比較する各ストリング又はアレイの出
力値を補正して比較すれば良い。

【００２８】制御手段８２比較手段５からのデータに基づいて、異常が認められる
ストリングに接続された電力変換手段を、他の電力変換
手段から電気的に遮断制御するためのものであり、１チ
ップマイコン等で構成できる。

【００２９】

【実施例】

（実施例１）以下実施例により本発明をより具体的に説
明する。

【００３０】本実施例では、太陽電池モジュールにＵＳ
ＳＣ社製のアモルファス太陽電池モジュール（公称出力
２２Ｗ）を使用した。そして、このアモルファス太陽電
池モジュール１４個を直列にして、出力電圧約２００Ｖ
の太陽電池ストリング１０本を構成した。また、これら
太陽電池ストリングからの配線を屋内に引き込み、また
これら配線を並列に接続して出力３ｋＷの太陽電池アレ
イを構成し、更にこの太陽電池アレイの出力を、図１の
ように、電力変換手段２へ接続した。電力変換手段２と
しては、日本電池（株）製の系統連系インバーター（商
品名ラインバック）を使用した。そしてこの電力変換
手段２の出力を負荷３となる電力系統に接続して、図１
の構成である系統連系システムを構成した。

【００３１】また、上記の太陽電池ストリングにおける
各ストリング電流検出用には、ホール素子を用いた電流
センサー（Ｕ−ＲＤ社製、製品名ＨＣＳ−２０−ＳＣ
−Ａ−２．５）を、太陽電池ストリングの数に対応して
１０個使用した。これらの電流センサは、電線を切断せ
ずに電流を測定して電圧に変換するもので、本実施例で
使用したものの場合、１Ａを０．２Ｖに変換する。そし
てこの電流検出素子を室内のストリング配線に設置し
て、その出力を比較手段と警報手段を兼ねたパソコンに
Ａ／Ｄコンバーターを介して入力した。そして、パソコ
ンでデータを一時的に記録し、太陽電池ストリングの中
で最高電流のものを１００とし、これと他の太陽電池ス
トリングの出力電流を比較するようにした。また、比較
のための電流値は、毎日１０時から１４時の間の１時間
ごとの平均値を取った。一般的に、この時間帯にはパネ
ル上に一様に光があたるため、より正確に太陽電池アレ
イを比較できるためである。

【００３２】上記測定した電流値の初期の測定データを
各ストリングと比較して図１１（ａ）に示した。また、
同じく１年後のデータを図１１（ｂ）に各ストリングと
比較して示した。なお、これらの図において縦軸は相対
電流値であり、横軸は太陽電池ストリングの番号であ
る。また、図中、１００と示したものは、その測定時に
おける最高電流ストリングであり、これを基準に判断を
行っている。ここで、図１１（ａ）では太陽電池ストリ
ング４が基準に選ばれており、図１１（ｂ）では太陽電
池ストリング８が基準に選ばれている。このように、本
発明にあっては、定まった基準ストリングというものを
持つ必要性がない。測定データ中、相対電流値が比較的
よい太陽電池ストリングを群れとして認識し、この群れ
の中から基準ストリングを適宜選択し、その基準ストリ
ングの出力を基準値とすればよいのである。また、基準
値としては太陽電池ストリングの平均値を用いてもよ
い。

【００３３】ここで、図１１（ｂ）を参照して、太陽電
池ストリング２、太陽電池ストリング７が明らかな出力
低下を起こしており、これを検知して警報を出すことが
できる。システムの管理者はこの出力低下や警告を参照
して太陽電池ストリングを交換する等の適切な措置を講
じればよい。この出力低下の判断の基準値は、システム
（太陽電池製品）ごとに適宜決定すればよい。より具体
的には、太陽電池の多くは１０％程度の出力ばらつきを
製造時に持つので、例えば、２０％程度の低下を目安に
すればよい。

【００３４】以上本実施例で説明したように、本発明で
は太陽電池ストリングの良否の判定基準が使用場所に応
じてダイナミックに変化するところに特徴があり、この
特徴によって設置場所や劣化状況に影響されず的確に不
良ストリングを検出し、警報を発することができる。な
お、以上の実施例ではアモルファス太陽電池モジュール
を用いた場合を説明したが、アモルファス太陽電池モジ
ュールに代えて結晶の太陽電池モジュールを用いた場合
でも同様の効果が提供できる。実施例１の動作を図２の
フローチャートで示した。

【００３５】（実施例２）本実施例においては、上記実
施例において太陽電池ストリングの代わりに、太陽電池
アレイの一部であるサブアレイを単位として、システム
を構成した。即ち、上記実施例と同数の太陽電池モジュ
ールを含んだサブアレイを単位として電流を測定し、同
一構造を持ったサブアレイ群間の比較により不良サブア
レイを検知して異常警告を報知するようにしたものであ
る。

【００３６】このように構成することで、実用上は、ひ
とつのセンサーの監視するモジュールが増えるので不良
検出精度が若干落ちるが、上記実施例と同様の効果が得
られることは明らかである。そしてこのようにサブアレ
イ単位で不良検出する構成とすれば、１００ｋＷを超え
るような巨大規模の太陽光発電システムでも、本発明に
かかる異常検知装置を無理なく実装できるのである。

【００３７】（実施例３）実施例３においては、図３に
示した実施形態を実現した。即ち、ＵＳＳＣ社製屋根設
置用アモルファス太陽電池モジュール（出力２２Ｗ）１
２枚を直列にして１８０Ｖの電圧を持った太陽電池スト
リングを構成し、この太陽電池ストリングを５８本並列
にして太陽電池アレイを構成した。またストリング電流
の検出には電流測定用抵抗（０．０１Ω）を用い、この
検出値をレコーダー（横河社製、商品名ＨＲ２３００）
に入力した。そしてレコーダーの出力をＧＰＩＢバスを
通じてパソコンに取り込み、データを光磁気ディスクに
記録した。以上の通り、本実施例では、記録手段７、演
算手段８、比較手段５、警報手段６をパソコンと光磁気
ディスクで構成し、図３に示したように一体構成とした
実施形態を実現した。

【００３８】図１２に、およそ１８０日間にわたる、ス
トリング電流の相対比較結果を表した相対性能曲線を示
した。本実施例にあっては、この相対性能曲線の測定時
点での傾き、つまりストリング電流の変化率を算出する
傾き算出法を用いて、各ストリングの良・不良を判定し
て、不良を検出している。

【００３９】即ち、図１２において良品のストリングの
場合にはＧｏｏｄで示したように傾きを０で示し、不良
のストリングはＢａｄで示されたように徐々に出力が低
下する負の傾きを持つ。ここで、本発明者らの研究によ
れば、同一環境下における太陽電池ストリングの劣化の
バラツキは、太陽電池モジュールにおける性能のバラツ
キ（±１０％程度）に比べて小さいことが判っている。
よって、上記の傾き算出法のように各ストリングにおけ
る相対性能曲線の傾きを調べることで、この傾きが負に
なった時点、つまり図１２においてＦに示される時点
で、当該ストリングが不良であることを検出することが
でき、その旨の警報を発することが可能となる訳であ
る。具体的には、１０日前の相対出力が本日測った相対
出力よりも３〜５％多いと故障しつつあると判断する。

【００４０】なお、各ストリングのストリング電流を一
日だけ比較する場合には、モジュールの性能のバラツキ
（±１０％程度）が上記のように大きいことから、性能
劣化がある程度進行した時点、例えば図中Ｈで示される
時点まで警報を出すことができない。本実施例のような
長期データ監視による場合は、より迅速に不良を検出で
き、対策も早めに講じることができる。また、特に樹脂
封止した太陽電池モジュールでは、電流の低下が経時的
に変化するため、不良の太陽電池モジュールを予測し、
保守点検することができる。

【００４１】このように、本発明において検出データの
記録手段、演算手段を用意し、電気的パラメータの演算
を実施して変化率を求め、この変化率の相対比較から不
良を検出する構成とすれば、より迅速に警報を発するこ
とができる。また電気的パラメータの検出データが記録
されているので、これを検討することで、故障原因の究
明に役立つという利点もある。実施例３の動作を図４の
フローチャートで示した。

【００４２】（実施例４）本実施例の構成を図５に示し
た。実施例１で電気的パラメータ検出手段として用いた
電流検出手段の代りに電圧検出手段９によって各ストリ
ング１１〜１４を９１〜９４で検出すること、及び負荷
３として商用系統３１と屋内負荷３２を用いたこと以外
は実施例１と同様の構成である。

【００４３】なお、電圧検出手段９を用いた場合は、光
量が少ない１０ｍＷ／ｃｍ²であることを確認してから
行う。また、負荷変動に伴う電圧変動による誤差をなく
すため、回路を開放した状態で測定することが好まし
い。以上の構成とすることにより比較的簡単な装置構成
で本発明が実施できる。実施例４の動作を図６のフロー
チャートに示した。

【００４４】（実施例５）本実施例の構成を図７に示し
た。実施例１で用いた太陽電池アレイを２つに分け、入
射光量が異なる位置に配置し、各々の太陽電池アレイの
電流検出値を補正手段でデータ補正した後、比較する以
外は、実施例１と同様の構成である。

【００４５】設置時に太陽電池アレイ同士を比較し、そ
の値から補正手段に補正値をセットする。これによっ
て、同じ設置場所でも入射光量が異なる角度で設置する
ことも可能になる。実施例５の動作を図８のフローチャ
ートに示した。

【００４６】（実施例６）本実施例の構成を図９に示し
た。各々のストリングを夫々の電力変換手段で電力を変
換後、電気的パラメータ検出手段４１〜４４で検出し、
比較手段５でストリングを比較する。

【００４７】ストリング間で異常を発見した場合、制御
手段８２でそのストリングに対応する電力変換手段を停
止させるよう構成した。また、それと同時に通信手段６
１により有線を介して、遠方のディスプレイ上に表示す
るよう構成してある。これによって、異常のあるストリ
ングのみを発電システムから切り離すと同時に異常を警
報することができる。なお、実施例６の動作を図１０に
示した。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
ような効果を奏するものである。

【００４９】（１）設置場所ごとに、また経時的に正確
な基準値を把握して、的確に光電変換素子であるサブア
レイや太陽電池ストリングの不良部分を検出できる。特
にアモルファス太陽電池の場合には、設置場所や使用履
歴によって劣化の状況が変わるので、本発明のように良
否の判定基準を劣化の状況に応じて適宜変更することが
できる結果、劣化の状況も考慮した不良部分の検出が行
える。同様に、樹脂封止された光電変換素子においても
経時的に個々の特性が変化するため有効である。

【００５０】（２）電気的パラメータをデータとして記
録し、この記録データにおける経時変化を調べること
で、迅速に異常警報を出したり、通信手段を用いて複数
個を集中管理することができる。このため、著しい出力
低下等の致命的故障が生じる前に不良部分を交換でき
る。またデータ記録は故障原因を詳しく究明する一助と
なる。

【００５１】以上のように、本発明は発電システムの予
防保全に対して多大なる効果を有するものであり、特に
大規模な太陽光発電システムにおいて、その効果が著し
い。また、このような検知装置を電力変換装置の制御装
置の一部に組み込み、不良箇所を切り離しつつ、優れた
もののみで使用するため、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発電システムを示したブロック図であ
る。

【図２】図１の動作を示すフローチャートである。

【図３】本発明の別の発電システムを示したブロック図
である。

【図４】図３の動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明のさらに別の発電システムを示したブロ
ック図である。

【図６】図５の動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の他の発電システムを示したブロック図
である。

【図８】図７の動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明のさらに他の発電システムを示したブロ
ック図である。

【図１０】図９の動作を示すフローチャートである。

【図１１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の実施例
の動作を説明するためのデータ例を示したグラフであ
る。

【図１２】本発明の動作を説明するための他のデータ例
を示したグラフである。

【図１３】本発明と比較のために示した太陽光発電シス
テムの一例を示した説明図である。

【符号の説明】

１太陽電池アレイ、１１、１２、１３、１４太陽電池ストリング、２、２１、２２、２３、２４電力変換手段、３負荷、３２屋内負荷、４１、４２、４３、４４電気的パラメータ検出手段、５比較手段、６警報手段、６１通信手段、７記録手段、８演算手段、８１補正手段、８２制御手段９電圧検出手段、９１、９２、９３、９４電気的パラメータ検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２以上の光電変換素子の各々の電気的パ
ラメータを夫々検出する工程と、検出された前記電気パ
ラメータに基づいて相互に比較する工程と、該比較によ
り前記光電変換素子の異常を検知する工程と、を有する
ことを特徴とする異常検知方法。
【請求項２】前記光電変換素子が太陽電池を直列及び
／又は並列接続させた太陽電池モジュールであることを
特徴とする請求項１記載の異常検知方法。
【請求項３】前記光電変換素子が太陽電池モジュール
を直列及び／又は並列接続させた太陽電池ストリングで
あることを特徴とする請求項２記載の異常検知方法。
【請求項４】前記光電変換素子が太陽電池ストリング
を直列及び／又は並列接続させた太陽電池サブアレイで
あることを特徴とする請求項３記載の異常検知方法。
【請求項５】前記光電変換素子が太陽電池サブアレイ
を直列及び／又は並列接続させた太陽電池アレイである
ことを特徴とする請求項４記載の異常検知方法。
【請求項６】前記光電変換素子が非単結晶半導体であ
ることを特徴とする請求項１記載の異常検知方法。
【請求項７】前記非単結晶半導体がアモルファス半導
体であることを特徴とする請求項６記載の異常検知方
法。
【請求項８】前記非単結晶半導体が樹脂封止されてい
ることを特徴とする請求項６記載の異常検知方法。
【請求項９】前記電気的パラメータが電流であること
を特徴とする請求項１記載の異常検知方法。
【請求項１０】前記電気的パラメータが電圧であるこ
とを特徴とする請求項１記載の異常検知方法。
【請求項１１】前記光電変換素子の稼動中に電気パラ
メータを検出することを特徴とすることを特徴とする請
求項１記載の異常検知方法。
【請求項１２】照射される光エネルギーが１０ｍＷ／
ｃｍ²以下の時に前記光電変換素子を稼動させ、前記電
気パラメータを検出することを特徴とすることを特徴と
する請求項１記載の異常検知方法。
【請求項１３】前記比較する工程が、電気的パラメー
タを記録する工程と、該記録された値に基づいて変化率
を算出する工程と、該変化率に基づいて比較することを
特徴とする請求項１記載の異常検知方法。
【請求項１４】２以上の光電変換素子と、該光電変換
素子の各々の電気的パラメータを夫々検出する電気的パ
ラメータ検出手段と、検出された前記電気パラメータに
基づいて相互に比較し該比較により異常を検知する比較
手段と、を有することを特徴とする異常検知装置。
【請求項１５】前記光電変換素子が太陽電池を直列及
び／又は並列接続させた太陽電池モジュールであること
を特徴とする請求項１４記載の異常検知装置。
【請求項１６】前記光電変換素子が太陽電池モジュー
ルを直列及び／又は並列接続させた太陽電池ストリング
であることを特徴とする請求項１５記載の異常検知装
置。
【請求項１７】前記光電変換素子が太陽電池ストリン
グを直列及び／又は並列接続させた太陽電池サブアレイ
であることを特徴とする請求項１６記載の異常検知装
置。
【請求項１８】前記光電変換素子が太陽電池サブアレ
イを直列及び／又は並列接続させた太陽電池アレイであ
ることを特徴とする請求項１７記載の異常検知装置。
【請求項１９】前記光電変換素子が非単結晶半導体で
あることを特徴とする請求項１４記載の異常検知装置。
【請求項２０】前記非単結晶半導体がアモルファス半
導体であることを特徴とする請求項１９記載の異常検知
装置。
【請求項２１】前記光電変換素子が樹脂封止されてい
ることを特徴とする請求項１４記載の異常検知装置。
【請求項２２】前記電気的パラメータ検出手段が電流
検出手段であることを特徴とする請求項１４記載の異常
検知装置。
【請求項２３】前記電気的パラメータ検出手段が電圧
検出手段であることを特徴とする請求項１４記載の異常
検知装置。
【請求項２４】前記光電変換素子の稼動中に電気パラ
メータを検出することを特徴とすることを特徴とする請
求項１４記載の異常検知装置。
【請求項２５】前記光電変換素子に照射される光エネ
ルギーが１０ｍＷ／ｃｍ²以下の稼動中に電気パラメー
タを検出することを特徴とすることを特徴とする請求項
１４記載の異常検知装置。
【請求項２６】前記比較手段が電気的パラメータを記
録する記録手段と、該記録手段に記録された記録値に基
づいて変化率を算出する演算手段と、接続され前記演算
手段の変化率に基づいて異常を検知することを特徴とす
る請求項１４記載の異常検知装置。
【請求項２７】前記異常を警報手段にて表示すること
を特徴とする請求項１４に記載の異常検知装置。
【請求項２８】前記異常を通信手段によって送信する
ことを特徴とする請求項１４記載の異常検知装置。
【請求項２９】２以上の光電変換素子と、該光電変換
素子の電力を変換するための電力変換手段と、該電力変
換手段に接続された負荷と、を有する発電システムにお
いて、電気的パラメータ検出手段によって前記光電変換素子の
各々の電気的パラメータを夫々検出し、該検出値に基づ
いて相互に比較し異常を検知する比較手段を有すること
を特徴とする発電システム。
【請求項３０】前記光電変換素子が太陽電池を直列及
び／又は並列接続させた太陽電池モジュールであること
を特徴とする請求項２９記載の発電システム。
【請求項３１】前記光電変換素子が太陽電池モジュー
ルを直列及び／又は並列接続させた太陽電池ストリング
であることを特徴とする請求項３０記載の発電システ
ム。
【請求項３２】前記光電変換素子が太陽電池ストリン
グを直列及び／又は並列接続させた太陽電池サブアレイ
であることを特徴とする請求項３１記載の発電システ
ム。
【請求項３３】前記光電変換素子が太陽電池サブアレ
イを直列及び／又は並列接続させた太陽電池アレイであ
ることを特徴とする請求項３２記載の発電システム。
【請求項３４】前記光電変換素子が非単結晶半導体で
あることを特徴とする請求項２９記載の発電システム。
【請求項３５】前記非単結晶半導体がアモルファス半
導体であることを特徴とする請求項３４記載の発電シス
テム。
【請求項３６】前記光電変換素子が樹脂封止されてい
ることを特徴とする請求項２９記載の発電システム。
【請求項３７】前記電気的パラメータ検出手段が電流
検出手段であることを特徴とする請求項２９記載の発電
システム。
【請求項３８】前記電気的パラメータ検出手段が電圧
検出手段であることを特徴とする請求項２９記載の発電
システム。
【請求項３９】前記光電変換素子の稼動中に電気パラ
メータを検出することを特徴とすることを特徴とする請
求項２９記載の発電システム。
【請求項４０】前記光電変換素子に照射される光エネ
ルギーが１０ｍＷ／ｃｍ²以下の稼動中に電気パラメー
タを検出することを特徴とすることを特徴とする請求項
２９記載の発電システム。
【請求項４１】前記電力変換手段がＤＣ−ＤＣコンバ
ータであることを特徴とする請求項２９記載の発電シス
テム。
【請求項４２】前記電力変換手段がＤＣ−ＡＣコンバ
ータであることを特徴とする請求項２９記載の発電シス
テム。
【請求項４３】前記負荷が電力系統であることを特徴
とする請求項２９に記載の発電システム。
【請求項４４】前記負荷が蓄電手段であることを特徴
とする請求項２９に記載の発電システム。
【請求項４５】前記異常を検知した比較手段と接続さ
れた制御手段によって前記電力変換手段の動作を制御さ
せることを特徴とする請求項２９記載の発電システム。
【請求項４６】前記電力変換手段が前記光電変換素子
に対応して夫々設けられることを特徴とする請求項２９
記載の発電システム。
【請求項４７】前記比較手段が電気的パラメータを記
録する記録手段と、該記録手段に記録された記録値に基
づいて変化率を算出する演算手段と、接続され前記演算
手段の変化率に基づいて異常を検知することを特徴とす
る請求項２９記載の異常検知装置。
【請求項４８】前記異常を警報手段にて表示すること
を特徴とする請求項２９に記載の異常検知装置。
【請求項４９】前記異常を通信手段によって送信する
ことを特徴とする請求項２９記載の異常検知装置。