JPWO2018135123A1 - 太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法 - Google Patents
太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018135123A1 JPWO2018135123A1 JP2018562903A JP2018562903A JPWO2018135123A1 JP WO2018135123 A1 JPWO2018135123 A1 JP WO2018135123A1 JP 2018562903 A JP2018562903 A JP 2018562903A JP 2018562903 A JP2018562903 A JP 2018562903A JP WO2018135123 A1 JPWO2018135123 A1 JP WO2018135123A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- solar
- cell module
- modulated light
- lock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008859 change Effects 0.000 description 23
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
- H02S50/15—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells using optical means, e.g. using electroluminescence
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/40—Mobile PV generator systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
直列接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールの異常判定システムは、前記複数の太陽電池セルのうちの１つの太陽電池セルに変調光を照射する変調光照射部と、前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号と、前記変調光の位相（周波数）を示す参照信号とに基づいて、前記１つの太陽電池セルの状態に応じた信号を出力する位相検波部と、前記位相検波部からの出力信号に基づいて、前記１つの太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定する判定部とを備える。
Description
本発明は、太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法に関する。
本願は、２０１７年１月１７日に、日本に出願された特願２０１７−００５７１７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０１７年１月１７日に、日本に出願された特願２０１７−００５７１７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、直列接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュール（太陽電池パネル）の検査方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１に記載されているような太陽電池モジュールでは、一部のセルの故障に伴ってそのセルの発電電流が低下すると、太陽電池モジュールの全体の発電電流も低下する。
従って、太陽電池モジュールのうちのどのセルが故障したかを発見することが重要である。故障したセルは、発電電流低下を示すとともに、逆電圧およびホットスポット状態も示す。そのため、太陽電池モジュールを構成する個々の太陽電池セルのセル電圧あるいはセル温度を監視すれば、故障したセルを発見することができる。
しかしながら、太陽電池モジュールは、通常、樹脂によって密封されている。そのため、個々の太陽電池セルのセル電圧を測定することはできない。また、赤外線カメラによってセル温度を容易に観察できるものの、セル温度は周囲環境の影響を強く受ける。そのため、セルが故障しているか否かをセル温度のみに基づいて判定すると、セルが故障しているか否かの判定精度が低くなってしまう。
従って、太陽電池モジュールのうちのどのセルが故障したかを発見することが重要である。故障したセルは、発電電流低下を示すとともに、逆電圧およびホットスポット状態も示す。そのため、太陽電池モジュールを構成する個々の太陽電池セルのセル電圧あるいはセル温度を監視すれば、故障したセルを発見することができる。
しかしながら、太陽電池モジュールは、通常、樹脂によって密封されている。そのため、個々の太陽電池セルのセル電圧を測定することはできない。また、赤外線カメラによってセル温度を容易に観察できるものの、セル温度は周囲環境の影響を強く受ける。そのため、セルが故障しているか否かをセル温度のみに基づいて判定すると、セルが故障しているか否かの判定精度が低くなってしまう。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、直列接続された複数の太陽電池セルのうちの、どの太陽電池セルが異常状態であるかを正確に判定することができる太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法を提供することにある。
本発明の一実施形態は、直列接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールの異常判定システムであって、前記複数の太陽電池セルのうちの１つの太陽電池セルに変調光を照射する変調光照射部と、前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号と、前記変調光の位相を示す参照信号とに基づいて、前記１つの太陽電池セルの状態に応じた信号を出力する位相検波部と、前記位相検波部からの出力信号に基づいて、前記１つの太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定する判定部とを備える太陽電池モジュールの異常判定システムである。
本発明の一実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムでは、前記判定部は、前記位相検波部からの出力信号が示す値と、閾値とに基づいて、前記１つの太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定してもよい。
本発明の一実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムでは、前記位相検波部とは、ロックインアンプであり、前記ロックインアンプには、前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号と、前記参照信号とが入力され、前記ロックインアンプは、前記１つの太陽電池セルが異常状態である場合に、前記１つの太陽電池セルが正常状態である場合よりも高い電圧を出力し、前記判定部は、前記ロックインアンプの出力電圧が閾値電圧より高い場合に前記１つの太陽電池セルが異常状態であると判定し、前記ロックインアンプの出力電圧が前記閾値電圧以下の場合に前記１つの太陽電池セルが正常状態であると判定してもよい。
本発明の一実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムは、前記太陽電池モジュールの発電電流を検出するクランプセンサをさらに備え、前記ロックインアンプに入力される前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号とは、前記クランプセンサからの出力信号であってもよい。
本発明の一実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムでは、前記変調光照射部は、無人飛行体に搭載されていてもよい。
また、本発明の一実施形態は、直列接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールの異常判定方法であって、前記複数の太陽電池セルのうちの１つの太陽電池セルに変調光を照射する第１ステップと、前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号と、前記変調光の位相を示す参照信号とに基づいて、前記１つの太陽電池セルの状態に応じた信号を出力する第２ステップと、前記１つの太陽電池セルの状態に応じた信号に基づいて、前記１つの太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定する第３ステップとを含む太陽電池モジュールの異常判定方法である。
この発明によれば、直列接続された複数の太陽電池セルのうちの、どの太陽電池セルが異常状態であるかを正確に判定することができる太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法を提供することができる。
［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。まず、図１を参照して、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成について説明する。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。まず、図１を参照して、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成について説明する。
＜異常判定システム１の構成＞
図１は、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、第１実施形態の異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭに適用される。太陽電池モジュールＭは、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を含む。太陽電池モジュールＭは、負荷抵抗Ｒに接続されている。
図１に示す例では、太陽電池モジュールＭが５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されているが、他の例では、太陽電池モジュールＭが、直列接続された、５個以外の任意の個数の複数の太陽電池セルによって構成されていてもよい。
図１は、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、第１実施形態の異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭに適用される。太陽電池モジュールＭは、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を含む。太陽電池モジュールＭは、負荷抵抗Ｒに接続されている。
図１に示す例では、太陽電池モジュールＭが５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されているが、他の例では、太陽電池モジュールＭが、直列接続された、５個以外の任意の個数の複数の太陽電池セルによって構成されていてもよい。
図１に示す例では、異常判定システム１は、変調光照射部１１と、位相検波部１２と、判定部１３と、出力部１４とを備えている。変調光照射部１１は、レーザ光照射部１１１と、ライトチョッパ部１１２と、チョッパ制御部１１３と、リフレクタ１１４と、フィルタ１１５とを備えている。レーザ光照射部１１１は、例えばＨｅ−Ｎｅレーザのようなレーザ光を照射する。
図１に示す例では、上述したように、変調光照射部１１がレーザ光照射部１１１を備えているが、他の例では、変調光照射部１１が、レーザ光以外の光を照射する照射部を備えていてもよい。
図１に示す例では、上述したように、変調光照射部１１がレーザ光照射部１１１を備えているが、他の例では、変調光照射部１１が、レーザ光以外の光を照射する照射部を備えていてもよい。
図１に示す例では、ライトチョッパ部１１２は、レーザ光照射部１１１から照射されたレーザ光を所定の位相（周波数）の変調光ＭＬに変調する。チョッパ制御部１１３は、ライトチョッパ部１１２を制御する。また、チョッパ制御部１１３は、ライトチョッパ部１１２によって変調された変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳを出力する。フィルタ１１５は、ライトチョッパ部１１２によって変調された変調光ＭＬを減光する。フィルタ１１５は、例えばＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタである。リフレクタ１１４は、フィルタ１１５によって減光された変調光ＭＬを反射する。リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬは、太陽電池セルＣ３に照射される。
図１に示す例では、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に照射されるが、他の例では、代わりに、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが、太陽電池セルＣ３以外の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のいずれかに照射されてもよい。他の例では、代りに、リフレクタ１１４を省略してもよい。
図１に示す例では、レーザ光照射部１１１と太陽電池モジュールＭとの間において、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４が、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５、リフレクタ１１４の順に配列されている。他の例では、代わりに、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４の配列の順序を異ならせてもよい。
図１に示す例では、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に照射されるが、他の例では、代わりに、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが、太陽電池セルＣ３以外の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のいずれかに照射されてもよい。他の例では、代りに、リフレクタ１１４を省略してもよい。
図１に示す例では、レーザ光照射部１１１と太陽電池モジュールＭとの間において、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４が、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５、リフレクタ１１４の順に配列されている。他の例では、代わりに、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４の配列の順序を異ならせてもよい。
上述したように、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、変調光照射部１１が、太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの１つの太陽電池セルＣ３に変調光ＭＬを照射する。
図１に示す例では、位相検波部１２が、ロックインアンプ１２ａを備えている。詳細には、位相検波部１２が、ロックインアンプ１２ａである。
ロックインアンプ１２ａは、太陽電池モジュールＭに接続されている。詳細には、ロックインアンプ１２ａには、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、入力信号として入力される。また、ロックインアンプ１２ａには、チョッパ制御部１１３から出力された参照信号ＲＳが入力される。また、ロックインアンプ１２ａは、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する。
ロックインアンプ１２ａは、太陽電池モジュールＭに接続されている。詳細には、ロックインアンプ１２ａには、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、入力信号として入力される。また、ロックインアンプ１２ａには、チョッパ制御部１１３から出力された参照信号ＲＳが入力される。また、ロックインアンプ１２ａは、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する。
図２は、第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムの構成の第１変形例を示す図である。第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムの構成の第１変形例では、太陽電池モジュールＭと負荷抵抗Ｒとを接続する回路へ電流検出用微小抵抗ｒが直列に接続されている。太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏがロックインアンプ１２ａの入力信号の電圧上限を超える場合には、ロックインアンプ１２ａの入力信号の電圧上限よりも小さい範囲に設定された電流検出用微小抵抗ｒにかかる電圧が、ロックインアンプ１２ａの入力信号として与えられる。
図３は、第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムの構成の第２変形例を示す図である。第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムの構成の第２変形例では、ロックインアンプ１２ａへの入力信号の導線に、直流である発電出力電圧Ｖｏを抑止するコンデンサＣもしくはハイパスフィルタ（図示せず）、もしくは変調光ＭＬの周波数に近い交流成分を通すバンドパスフィルタ（図示せず）が挿入されている。
図３は、第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムの構成の第２変形例を示す図である。第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムの構成の第２変形例では、ロックインアンプ１２ａへの入力信号の導線に、直流である発電出力電圧Ｖｏを抑止するコンデンサＣもしくはハイパスフィルタ（図示せず）、もしくは変調光ＭＬの周波数に近い交流成分を通すバンドパスフィルタ（図示せず）が挿入されている。
つまり、図１、図２および図３に示す例では、ロックインアンプ１２ａに入力される参照信号ＲＳは、変調光照射部１１から太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬの位相（周波数）を示す。また、ロックインアンプ１２ａから出力される信号ＬＡｏは、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ３の状態を示す。
上述したように、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、位相検波部１２は、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号と、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとに基づいて、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する。詳細には、位相検波部１２は、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号と、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとが入力されると、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する。
図１、図２および図３に示す例では、ロックインアンプ１２ａから出力された信号ＬＡｏが、判定部１３に入力される。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、判定部１３は、位相検波部１２からの出力信号ＬＡｏに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定する。
図１、図２および図３に示す例では、判定部１３における判定結果、つまり、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かが、出力部１４によって出力される。出力部１４は、判定部１３における判定結果を表示する表示部、判定部１３における判定結果を音声出力する音声出力部、および、判定部１３における判定結果を印字する印字部の少なくとも１つを備えている。異常判定システム１の利用者は、出力部１４から出力された判定部１３における判定結果によって、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを把握することができる。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、判定部１３は、位相検波部１２からの出力信号ＬＡｏに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定する。
図１、図２および図３に示す例では、判定部１３における判定結果、つまり、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かが、出力部１４によって出力される。出力部１４は、判定部１３における判定結果を表示する表示部、判定部１３における判定結果を音声出力する音声出力部、および、判定部１３における判定結果を印字する印字部の少なくとも１つを備えている。異常判定システム１の利用者は、出力部１４から出力された判定部１３における判定結果によって、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを把握することができる。
＜解析理論＞
図４Ａは図１に示す太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒの等価回路図である。
図１に示す例では、５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５が直列接続されているが、図４Ａに示す例では、ｎ個の太陽電池セルＣ１、…、Ｃｉ、…、Ｃｎが直列接続されている。太陽電池セルＣ１は、電流Ｉｐｈ１を出力する電流源Ｃ１−１と、ダイオードＣ１−２とによって表現される。太陽電池セルＣｉは、電流Ｉｐｈｉを出力する電流源Ｃｉ−１と、ダイオードＣｉ−２とによって表現される。太陽電池セルＣｎは、電流Ｉｐｈｎを出力する電流源Ｃｎ−１と、ダイオードＣｎ−２とによって表現される。
ダイオードＣｉ−２を流れる電流Ｉｄｉは、下記の式（１）によって表現される。
図４Ａは図１に示す太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒの等価回路図である。
図１に示す例では、５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５が直列接続されているが、図４Ａに示す例では、ｎ個の太陽電池セルＣ１、…、Ｃｉ、…、Ｃｎが直列接続されている。太陽電池セルＣ１は、電流Ｉｐｈ１を出力する電流源Ｃ１−１と、ダイオードＣ１−２とによって表現される。太陽電池セルＣｉは、電流Ｉｐｈｉを出力する電流源Ｃｉ−１と、ダイオードＣｉ−２とによって表現される。太陽電池セルＣｎは、電流Ｉｐｈｎを出力する電流源Ｃｎ−１と、ダイオードＣｎ−２とによって表現される。
ダイオードＣｉ−２を流れる電流Ｉｄｉは、下記の式（１）によって表現される。
式（１）において、Ｉは、太陽電池モジュールＭの全体および負荷抵抗Ｒを流れる電流である。Ｉ０ｉは、ダイオードＣｉ−２の逆方向飽和電流である。ｑは、素電荷である。
Ｖｉは、ダイオードＣｉ−２の順方向電圧である。ｎは、ダイオード因子である。ｋは、ボルツマン定数である。Ｔは、絶対温度である。
Ｖｉは、ダイオードＣｉ−２の順方向電圧である。ｎは、ダイオード因子である。ｋは、ボルツマン定数である。Ｔは、絶対温度である。
図１に示す例では、変調光ＭＬが変調光照射部１１から太陽電池セルＣ３に照射されるが、図４Ａに示す例では、変調光ＭＬが変調光照射部１１から太陽電池セルＣｎに照射される。
図４Ａに示す例では、変調光ＭＬが太陽電池セルＣｎに照射されることに伴って、太陽電池セルＣｎの光電流が微小量△Ｉｐｈだけ増加する。図４Ａに示す回路の各部の微小量△Ｉｐｈだけに由来する変化量を重ね合わせの理によって求めると、図４Ｂに示すようになる。
図４Ａに示す例では、変調光ＭＬが太陽電池セルＣｎに照射されることに伴って、太陽電池セルＣｎの光電流が微小量△Ｉｐｈだけ増加する。図４Ａに示す回路の各部の微小量△Ｉｐｈだけに由来する変化量を重ね合わせの理によって求めると、図４Ｂに示すようになる。
図４Ｂは図４Ａに示す太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉを示す等価回路図である。
図４Ｂに示す例では、太陽電池セルＣ１は、微分抵抗Ｒｄ１によって表現される。
つまり、太陽電池セルＣ１の光電流による電流源Ｃ１−１（図４Ａ参照）は、開放されて消える。また、太陽電池セルＣ１の変化は微小と仮定し、太陽電池セルＣ１のダイオードＣ１−２（図４Ａ参照）は、微分抵抗Ｒｄ１によって表現される。
同様に、太陽電池セルＣｉは、微分抵抗Ｒｄｉによって表現される。
変調光照射部１１からの変調光ＭＬが照射される太陽電池セルＣｎは、電流の変化分△Ｉｐｈｎを出力する電流源Ｃｎ−１と、微分抵抗Ｒｄｎとによって表現される。
太陽電池セルＣｉの微分抵抗Ｒｄｉは、下記の式（２）によって表現される。
図４Ｂに示す例では、太陽電池セルＣ１は、微分抵抗Ｒｄ１によって表現される。
つまり、太陽電池セルＣ１の光電流による電流源Ｃ１−１（図４Ａ参照）は、開放されて消える。また、太陽電池セルＣ１の変化は微小と仮定し、太陽電池セルＣ１のダイオードＣ１−２（図４Ａ参照）は、微分抵抗Ｒｄ１によって表現される。
同様に、太陽電池セルＣｉは、微分抵抗Ｒｄｉによって表現される。
変調光照射部１１からの変調光ＭＬが照射される太陽電池セルＣｎは、電流の変化分△Ｉｐｈｎを出力する電流源Ｃｎ−１と、微分抵抗Ｒｄｎとによって表現される。
太陽電池セルＣｉの微分抵抗Ｒｄｉは、下記の式（２）によって表現される。
図５は図４Ｂに示す等価回路図を変形したものである。
太陽電池セルＣｎの電圧の変化分△Ｖｎは、下記の式（３−１）によって表現される。
太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉは、下記の式（３−２）によって表現される。
負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖは、下記の式（３−３）によって表現される。
太陽電池セルＣｎの電圧の変化分△Ｖｎは、下記の式（３−１）によって表現される。
太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉは、下記の式（３−２）によって表現される。
負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖは、下記の式（３−３）によって表現される。
式（３−３）に示すように、電流の変化分△Ｉｐｈｎが一定値の場合、電圧の変化分△Ｖは、微分抵抗Ｒｄｎに比例する。
式（３−３）の右辺の分母は、全ての太陽電池セルＣ１、…、Ｃｉ、…、Ｃｎの微分抵抗の和を取る。そのため、微分抵抗の値が変化しなければ、どの太陽電池セルに電流の変化分△Ｉｐｈｎを発生させても、式（３−３）の右辺の分母は等しい。
変調光ＭＬが変調光照射部１１から太陽電池セルＣｎに照射されることに伴って、太陽電池セルＣｎの光電流が変化分△Ｉｐｈｎだけ変化する場合、負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉから、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが求められる。
図１に示す例では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏ、つまり、負荷抵抗Ｒにかかる電圧が、ロックインアンプ１２ａに入力信号として入力される。そのため、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖは、ロックインアンプ１２ａによって求められる。
式（３−３）の右辺の分母は、全ての太陽電池セルＣ１、…、Ｃｉ、…、Ｃｎの微分抵抗の和を取る。そのため、微分抵抗の値が変化しなければ、どの太陽電池セルに電流の変化分△Ｉｐｈｎを発生させても、式（３−３）の右辺の分母は等しい。
変調光ＭＬが変調光照射部１１から太陽電池セルＣｎに照射されることに伴って、太陽電池セルＣｎの光電流が変化分△Ｉｐｈｎだけ変化する場合、負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉから、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが求められる。
図１に示す例では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏ、つまり、負荷抵抗Ｒにかかる電圧が、ロックインアンプ１２ａに入力信号として入力される。そのため、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖは、ロックインアンプ１２ａによって求められる。
太陽電池モジュールＭの太陽電池セルＣｎの光電流Ｉｐｈｎが、太陽電池モジュールＭの全体および負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉに近いほど、太陽電池セルＣｎの微分抵抗Ｒｄｎは大きくなる。太陽電池セルＣｎの光電流Ｉｐｈｎが最小の場合、太陽電池モジュールＭの全体および負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉは光電流Ｉｐｈｎに等しくなり、太陽電池セルＣｎの微分抵抗Ｒｄｎは最大となる。
ここで、全ての太陽電池セルＣ１、…、Ｃｉ、…、Ｃｎのそれぞれに、電流の変化分△Ｉｐｈｎと大きさが等しい一定の微小光電流を順々に発生させ、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖを見ると、電流の変化分△Ｉｐｈｎによる微分抵抗Ｒｄｎの変化が無視できる場合、Ｒｄｎ≫Ｒｄｉ，Ｒ（ｉ≠ｎ）のとき、大きい微分抵抗Ｒｄｎを有する太陽電池セルＣｎに電流の変化分△Ｉｐｈｎを発生させると、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖは最大となる。
ここで、全ての太陽電池セルＣ１、…、Ｃｉ、…、Ｃｎのそれぞれに、電流の変化分△Ｉｐｈｎと大きさが等しい一定の微小光電流を順々に発生させ、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖを見ると、電流の変化分△Ｉｐｈｎによる微分抵抗Ｒｄｎの変化が無視できる場合、Ｒｄｎ≫Ｒｄｉ，Ｒ（ｉ≠ｎ）のとき、大きい微分抵抗Ｒｄｎを有する太陽電池セルＣｎに電流の変化分△Ｉｐｈｎを発生させると、負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖは最大となる。
図６は入射する太陽光が一定、つまり太陽電池セルＣｉの電流源Ｉｐｈｉが出力する電流が一定である太陽電池セルＣｉが出力する電流Ｉと太陽電池セルＣｉにかかる電圧、つまり微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧との相関関係を示した図である。
図６において、横軸は、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧を示している。縦軸は、太陽電池セルＣｉが出力する電流Ｉを示している。図６に示すように、太陽電池セルＣｉが出力する電流Ｉが減少するに従って、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧が増加する。図６に示すように、太陽電池セルＣｉの出力電流Ｉが大きく、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧が小さい場合には、微分抵抗Ｒｄｉは大きくなる。一方、太陽電池セルＣｉの出力電流Ｉが小さく、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧が大きい場合には、微分抵抗Ｒｄｉは小さくなる。
図６において、横軸は、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧を示している。縦軸は、太陽電池セルＣｉが出力する電流Ｉを示している。図６に示すように、太陽電池セルＣｉが出力する電流Ｉが減少するに従って、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧が増加する。図６に示すように、太陽電池セルＣｉの出力電流Ｉが大きく、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧が小さい場合には、微分抵抗Ｒｄｉは大きくなる。一方、太陽電池セルＣｉの出力電流Ｉが小さく、微分抵抗Ｒｄｉにかかる電圧が大きい場合には、微分抵抗Ｒｄｉは小さくなる。
図７Ａは開放している太陽電池モジュールＭの等価回路図である。図７Ｂは図７Ａに示す開放している太陽電池モジュールＭおよび発電出力電圧Ｖｏの微小変化分△Ｖを示す等価回路図である。
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、太陽電池モジュールＭが開放していないが、図７Ａおよび図７Ｂに示す例では、太陽電池モジュールＭが開放している。
図７Ａおよび図７Ｂに示す例では、電流の微小変化分△Ｉｐｈｎが発生している太陽電池セルＣｎにおいてのみ、電圧の微小変化分△Ｖｎが発生する。そのため、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏの微小変化分△Ｖは、下記の式（４）によって表現される。
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、太陽電池モジュールＭが開放していないが、図７Ａおよび図７Ｂに示す例では、太陽電池モジュールＭが開放している。
図７Ａおよび図７Ｂに示す例では、電流の微小変化分△Ｉｐｈｎが発生している太陽電池セルＣｎにおいてのみ、電圧の微小変化分△Ｖｎが発生する。そのため、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏの微小変化分△Ｖは、下記の式（４）によって表現される。
△Ｖ＝△Ｖｎ＝Ｒｄｎ△Ｉｐｈｎ （４）
制御電流源が一定値の電流を流す場合も、太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉはゼロになる。そのため、この場合の太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏの微小変化分△Ｖも、上記の式（４）によって表現される。
上述したように、発電中の太陽電池モジュールＭのうちの、太陽電池セルＣｎのみに微弱変調光ＭＬが照射されると、ロックインアンプ１２ａに出力される太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏには、変調光ＭＬに同期した微弱成分が含まれると考えられる。また、その微弱成分は、微弱変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣｎの状態（例えば、太陽電池セルＣｎの動作点、太陽電池セルＣｎが故障しているか否かなど）を反映した情報を有すると考えられる。
そこで、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された図１に示す例では、上述したように、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏと、太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとが、ロックインアンプ１２ａに入力される。ロックインアンプ１２ａは、変調光ＭＬに同期した微弱成分を抽出する。また、ロックインアンプ１２ａは、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを判定部１３に出力する。そのため、図１に示す例では、太陽電池セルＣ３の状態に関する情報を定量的に得ることができ、判定部１３は、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定することができる。
そこで、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された図１に示す例では、上述したように、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏと、太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとが、ロックインアンプ１２ａに入力される。ロックインアンプ１２ａは、変調光ＭＬに同期した微弱成分を抽出する。また、ロックインアンプ１２ａは、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを判定部１３に出力する。そのため、図１に示す例では、太陽電池セルＣ３の状態に関する情報を定量的に得ることができ、判定部１３は、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定することができる。
＜実証実験＞
本発明者等は、異常状態の（つまり、故障している）太陽電池セルに変調光ＭＬが照射された場合のロックインアンプ１２ａの出力電圧と、異常状態ではない（つまり、故障していない）太陽電池セルに変調光ＭＬが照射された場合のロックインアンプ１２ａの出力電圧とを比較する実験を行った。
実験では、図１に示す例と同様に、直列接続されている５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されている太陽電池モジュールＭを用いた。また、太陽電池セルＣ５または太陽電池セルＣ１にマスクを施すことによって、太陽電池セルＣ５または太陽電池セルＣ１を異常状態（つまり、正常に発電できない状態）に設定した。太陽電池セルＣ２、Ｃ３、Ｃ４にはマスクを施さず、太陽電池セルＣ２、Ｃ３、Ｃ４を正常状態（つまり、正常に発電可能な状態）に設定した。
また、実験では、図１に示す例と同様に、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏを測定し、図１に示す例と同様に、その電圧を入力信号としてロックインアンプ１２ａに入力した。実験では、図１に示す例とは異なり、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれの電圧も測定した。
また、実験では、変調光照射部１１を、図１に示す例と同様に構成した。実験では、図１に示す例とは異なり、太陽光ではなく、ＬＥＤライトを用いた模擬太陽光を太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５に照射した。
本発明者等は、異常状態の（つまり、故障している）太陽電池セルに変調光ＭＬが照射された場合のロックインアンプ１２ａの出力電圧と、異常状態ではない（つまり、故障していない）太陽電池セルに変調光ＭＬが照射された場合のロックインアンプ１２ａの出力電圧とを比較する実験を行った。
実験では、図１に示す例と同様に、直列接続されている５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されている太陽電池モジュールＭを用いた。また、太陽電池セルＣ５または太陽電池セルＣ１にマスクを施すことによって、太陽電池セルＣ５または太陽電池セルＣ１を異常状態（つまり、正常に発電できない状態）に設定した。太陽電池セルＣ２、Ｃ３、Ｃ４にはマスクを施さず、太陽電池セルＣ２、Ｃ３、Ｃ４を正常状態（つまり、正常に発電可能な状態）に設定した。
また、実験では、図１に示す例と同様に、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏを測定し、図１に示す例と同様に、その電圧を入力信号としてロックインアンプ１２ａに入力した。実験では、図１に示す例とは異なり、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれの電圧も測定した。
また、実験では、変調光照射部１１を、図１に示す例と同様に構成した。実験では、図１に示す例とは異なり、太陽光ではなく、ＬＥＤライトを用いた模擬太陽光を太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５に照射した。
図８は実証実験の結果を示す図である。
図８において、「セル１」は太陽電池セルＣ１を示しており、「セル２」は太陽電池セルＣ２を示しており、「セル３」は太陽電池セルＣ３を示しており、「セル４」は太陽電池セルＣ４を示しており、「セル５」は太陽電池セルＣ５を示している。
「セル１」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ１の電圧（Ｖ）を示しており、「セル２」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ２の電圧（Ｖ）を示しており、「セル３」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ３の電圧（Ｖ）を示しており、「セル４」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ４の電圧（Ｖ）を示しており、「セル５」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ５の電圧（Ｖ）を示している。
「モジュール」の「電圧の平均（Ｖ）」は、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を直列接続することによって構成された太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏ（Ｖ）を示している。「ロックインアンプ」の「電圧の平均（Ｖ）」は、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏと、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとがロックインアンプ１２ａに入力された場合に、ロックインアンプ１２ａから出力された信号ＬＡｏの電圧（Ｖ）を示している。
図８において、「セル１」は太陽電池セルＣ１を示しており、「セル２」は太陽電池セルＣ２を示しており、「セル３」は太陽電池セルＣ３を示しており、「セル４」は太陽電池セルＣ４を示しており、「セル５」は太陽電池セルＣ５を示している。
「セル１」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ１の電圧（Ｖ）を示しており、「セル２」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ２の電圧（Ｖ）を示しており、「セル３」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ３の電圧（Ｖ）を示しており、「セル４」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ４の電圧（Ｖ）を示しており、「セル５」の「電圧の平均（Ｖ）」は太陽電池セルＣ５の電圧（Ｖ）を示している。
「モジュール」の「電圧の平均（Ｖ）」は、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を直列接続することによって構成された太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏ（Ｖ）を示している。「ロックインアンプ」の「電圧の平均（Ｖ）」は、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏと、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとがロックインアンプ１２ａに入力された場合に、ロックインアンプ１２ａから出力された信号ＬＡｏの電圧（Ｖ）を示している。
実証実験では、条件１と、条件２と、条件３とが設定された。
条件１では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のいずれにもマスクが施されなかった。つまり、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてが正常状態に設定された。模擬太陽光は、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてに照射された。変調光ＭＬは、変調光照射部１１から太陽電池セルＣ５のみに照射された。
図８に示すように、「条件１」では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、１．３６８（Ｖ）になった。ロックインアンプ１２ａの出力電圧は、０．０８５（Ｖ）になった。正常状態である太陽電池セルＣ５の電圧は、図８の条件１より、他の太陽電池セルＣ１〜Ｃ４の電圧のうち高いグループに属するので、太陽電池セルＣ５の微分抵抗のＲｄ５は小さいグループに属する。微分抵抗が小さいと式（３−３）から負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが小さくなるので、ロックインアンプ１２ａの出力電圧は小さくなる。
条件１では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のいずれにもマスクが施されなかった。つまり、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてが正常状態に設定された。模擬太陽光は、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてに照射された。変調光ＭＬは、変調光照射部１１から太陽電池セルＣ５のみに照射された。
図８に示すように、「条件１」では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、１．３６８（Ｖ）になった。ロックインアンプ１２ａの出力電圧は、０．０８５（Ｖ）になった。正常状態である太陽電池セルＣ５の電圧は、図８の条件１より、他の太陽電池セルＣ１〜Ｃ４の電圧のうち高いグループに属するので、太陽電池セルＣ５の微分抵抗のＲｄ５は小さいグループに属する。微分抵抗が小さいと式（３−３）から負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが小さくなるので、ロックインアンプ１２ａの出力電圧は小さくなる。
条件２では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４には、マスクが施されず、太陽電池セルＣ５に、マスクが施された。つまり、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が正常状態に設定され、太陽電池セルＣ５が異常状態に設定された。模擬太陽光は、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてに照射された。変調光ＭＬは、異常状態に設定された太陽電池セルＣ５のみに照射された。
図８に示すように、「条件２」では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、１．２７６（Ｖ）になった。ロックインアンプ１２ａの出力電圧は、３．５９０（Ｖ）になった。異常状態である太陽電池セルＣ５の電圧は、図８の条件２より、他の太陽電池セルＣ１〜Ｃ４の電圧と比べて最小なので、太陽電池セルＣ５の微分抵抗のＲｄ５は最大となる。微分抵抗が大きいと式（３−３）から負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが大きくなるので、ロックインアンプ１２ａの出力電圧は大きくなる。
つまり、太陽電池セルＣ５が異常状態に設定された条件２では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてが正常状態に設定された条件１よりも、太陽電池モジュールＭの全体の発電量が低下し、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが低下した。
一方、異常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件２では、正常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件１よりも、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が増加した。
図８に示すように、「条件２」では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、１．２７６（Ｖ）になった。ロックインアンプ１２ａの出力電圧は、３．５９０（Ｖ）になった。異常状態である太陽電池セルＣ５の電圧は、図８の条件２より、他の太陽電池セルＣ１〜Ｃ４の電圧と比べて最小なので、太陽電池セルＣ５の微分抵抗のＲｄ５は最大となる。微分抵抗が大きいと式（３−３）から負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが大きくなるので、ロックインアンプ１２ａの出力電圧は大きくなる。
つまり、太陽電池セルＣ５が異常状態に設定された条件２では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてが正常状態に設定された条件１よりも、太陽電池モジュールＭの全体の発電量が低下し、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが低下した。
一方、異常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件２では、正常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件１よりも、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が増加した。
条件３では、太陽電池セルＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５には、マスクが施されず、太陽電池セルＣ１に、マスクが施された。つまり、太陽電池セルＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５が正常状態に設定され、太陽電池セルＣ１が異常状態に設定された。模擬太陽光は、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてに照射された。変調光ＭＬは、正常状態に設定された太陽電池セルＣ５のみに照射された。
図８に示すように、「条件３」では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、１．０７５（Ｖ）になった。ロックインアンプ１２ａの出力電圧は、０．０３７（Ｖ）になった。正常状態である太陽電池セルＣ５の電圧は、図８の条件３より、他の太陽電池セルＣ１〜Ｃ４の電圧のうち高いグループに属するので、太陽電池セルＣ５の微分抵抗のＲｄ５は小さいグループに属する。微分抵抗が小さいと式（３−３）から負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが小さくなるので、ロックインアンプ１２ａの出力電圧は小さくなる。
つまり、太陽電池セルＣ１が異常状態に設定された条件３では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてが正常状態に設定された条件１よりも、太陽電池モジュールＭの全体の発電量が低下し、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが低下した。
一方、正常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件３では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が、正常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件１とほぼ同程度になった。
図８に示すように、「条件３」では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、１．０７５（Ｖ）になった。ロックインアンプ１２ａの出力電圧は、０．０３７（Ｖ）になった。正常状態である太陽電池セルＣ５の電圧は、図８の条件３より、他の太陽電池セルＣ１〜Ｃ４の電圧のうち高いグループに属するので、太陽電池セルＣ５の微分抵抗のＲｄ５は小さいグループに属する。微分抵抗が小さいと式（３−３）から負荷抵抗Ｒにかかる電圧の変化分△Ｖが小さくなるので、ロックインアンプ１２ａの出力電圧は小さくなる。
つまり、太陽電池セルＣ１が異常状態に設定された条件３では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてが正常状態に設定された条件１よりも、太陽電池モジュールＭの全体の発電量が低下し、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが低下した。
一方、正常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件３では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が、正常状態に設定された太陽電池セルＣ５に変調光ＭＬが照射された条件１とほぼ同程度になった。
すなわち、実証実験において、本発明者等は、異常状態の太陽電池セルに変調光ＭＬが照射された場合に、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が、正常状態の太陽電池セルに変調光ＭＬが照射された場合よりも増加することを見い出したのである。
つまり、実証実験において、本発明者等は、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルが異常状態である場合に、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルが正常状態である場合よりも、ロックインアンプ１２ａが高い電圧を出力することを見い出したのである。
つまり、実証実験において、本発明者等は、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルが異常状態である場合に、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルが正常状態である場合よりも、ロックインアンプ１２ａが高い電圧を出力することを見い出したのである。
また、本発明者等は、図８に示す例では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧の閾値電圧を例えば２．０００（Ｖ）に設定することによって、ロックインアンプ１２ａの出力電圧に基づいて、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定できることを見い出したのである。
具体的には、条件１では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧（０．０８５（Ｖ））が閾値電圧（２．０００（Ｖ））以下であるため、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ５が正常状態であると判定することができる。条件２では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧（３．５９０（Ｖ））が閾値電圧（２．０００（Ｖ））より高いため、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ５が異常状態であると判定することができる。条件３では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧（０．０３７（Ｖ））が閾値電圧（２．０００（Ｖ））以下であるため、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ５が正常状態であると判定することができる。
具体的には、条件１では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧（０．０８５（Ｖ））が閾値電圧（２．０００（Ｖ））以下であるため、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ５が正常状態であると判定することができる。条件２では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧（３．５９０（Ｖ））が閾値電圧（２．０００（Ｖ））より高いため、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ５が異常状態であると判定することができる。条件３では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧（０．０３７（Ｖ））が閾値電圧（２．０００（Ｖ））以下であるため、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ５が正常状態であると判定することができる。
＜異常判定システム１によって実行される処理＞
図９は第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によって実行される処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、変調光照射部１１が、太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの１つの太陽電池セルＣ１に変調光ＭＬを照射する。
次いで、ステップＳ２では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号として、位相検波部１２を構成するロックインアンプ１２ａに入力される。また、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳが、変調光照射部１１のチョッパ制御部１１３からロックインアンプ１２ａに入力される。また、ロックインアンプ１２ａは、変調光ＭＬに同期した微弱成分を抽出し、太陽電池セルＣ１の状態に応じた信号ＬＡｏを判定部１３に出力する。
図９は第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によって実行される処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、変調光照射部１１が、太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの１つの太陽電池セルＣ１に変調光ＭＬを照射する。
次いで、ステップＳ２では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号として、位相検波部１２を構成するロックインアンプ１２ａに入力される。また、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳが、変調光照射部１１のチョッパ制御部１１３からロックインアンプ１２ａに入力される。また、ロックインアンプ１２ａは、変調光ＭＬに同期した微弱成分を抽出し、太陽電池セルＣ１の状態に応じた信号ＬＡｏを判定部１３に出力する。
次いで、ステップＳ３では、判定部１３は、位相検波部１２のロックインアンプ１２ａからの出力信号ＬＡｏに基づいて、太陽電池セルＣ１が異常状態であるか否かを判定する。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された一例では、位相検波部１２のロックインアンプ１２ａからの出力信号ＬＡｏが示す値が閾値より大きい場合に、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が異常状態であると判定する。一方、位相検波部１２のロックインアンプ１２ａからの出力信号ＬＡｏが示す値が閾値以下の場合には、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が正常状態であると判定する。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された図８に示す例では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が例えば２．０００（Ｖ）の閾値電圧より高い場合に、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が異常状態であると判定する。一方、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が例えば２．０００（Ｖ）の閾値電圧以下の場合には、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が正常状態であると判定する。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された一例では、位相検波部１２のロックインアンプ１２ａからの出力信号ＬＡｏが示す値が閾値より大きい場合に、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が異常状態であると判定する。一方、位相検波部１２のロックインアンプ１２ａからの出力信号ＬＡｏが示す値が閾値以下の場合には、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が正常状態であると判定する。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された図８に示す例では、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が例えば２．０００（Ｖ）の閾値電圧より高い場合に、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が異常状態であると判定する。一方、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が例えば２．０００（Ｖ）の閾値電圧以下の場合には、ステップＳ３において、判定部１３は、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が正常状態であると判定する。
次いで、ステップＳ４では、出力部１４が、判定部１３における判定結果、つまり、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ１が異常状態であるか否かを出力する。
次いで、ステップＳ５では、異常判定システム１は、図９に示す処理を終了するか否かを判定する。太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべてに変調光ＭＬが照射された場合に、ステップＳ５において、異常判定システム１は、図９に示す処理を終了すると判定する。太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうち、変調光ＭＬが照射されていない太陽電池セルが残っている場合に、ステップＳ５において、異常判定システム１は、図９に示す処理を終了しないと判定し、ステップＳ１に戻る。
ステップＳ１では、変調光照射部１１が、太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの次の太陽電池セルＣ２に変調光ＭＬを照射する。
異常判定システム１は、太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべての異常判定が完了するまで、上述したステップＳ１からステップＳ４の処理を繰り返し実行する。
上述した例では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれに対するステップＳ３の異常判定が実行される毎に、ステップＳ４において判定結果が出力されるが、他の例では、代わりに、出力部１４が、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれに対するステップＳ３の判定結果をまとめて出力してもよい。
ステップＳ１では、変調光照射部１１が、太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの次の太陽電池セルＣ２に変調光ＭＬを照射する。
異常判定システム１は、太陽電池モジュールＭを構成する複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のすべての異常判定が完了するまで、上述したステップＳ１からステップＳ４の処理を繰り返し実行する。
上述した例では、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれに対するステップＳ３の異常判定が実行される毎に、ステップＳ４において判定結果が出力されるが、他の例では、代わりに、出力部１４が、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれに対するステップＳ３の判定結果をまとめて出力してもよい。
＜第１実施形態のまとめ＞
以上、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１について説明した。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を含む太陽電池モジュールＭの異常判定システム１であって、複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの１つの太陽電池セルＣ３に変調光ＭＬを照射する変調光照射部１１と、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号と、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとに基づいて、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する位相検波部１２と、位相検波部１２からの出力信号ＬＡｏに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定する判定部１３とを備えている。
また、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、判定部１３は、位相検波部１２からの出力信号ＬＡｏが示す値と、閾値とに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定する。
このように構成することにより、判定部１３は、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの、どの太陽電池セルが異常状態であるかを正確に判定することができる。
以上、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１について説明した。
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を含む太陽電池モジュールＭの異常判定システム１であって、複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの１つの太陽電池セルＣ３に変調光ＭＬを照射する変調光照射部１１と、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号と、変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳとに基づいて、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する位相検波部１２と、位相検波部１２からの出力信号ＬＡｏに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定する判定部１３とを備えている。
また、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、判定部１３は、位相検波部１２からの出力信号ＬＡｏが示す値と、閾値とに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定する。
このように構成することにより、判定部１３は、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちの、どの太陽電池セルが異常状態であるかを正確に判定することができる。
また、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された一例では、位相検波部１２とは、ロックインアンプ１２ａである。ロックインアンプ１２ａには、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号と、参照信号ＲＳとが入力される。ロックインアンプ１２ａは、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルＣ３が異常状態である場合に、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルＣ３が正常状態である場合よりも高い電圧を出力する。判定部１３は、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が閾値電圧より高い場合に、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルＣ３が異常状態であると判定し、ロックインアンプ１２ａの出力電圧が閾値電圧以下の場合に、変調光ＭＬが照射される太陽電池セルＣ３が正常状態であると判定する。
このように構成することにより、位相検波部１２は、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号から、変調光ＭＬの位相（周波数）に同期した微弱成分を高精度に抽出することができる。
このように構成することにより、位相検波部１２は、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号から、変調光ＭＬの位相（周波数）に同期した微弱成分を高精度に抽出することができる。
［第２実施形態］
図１０を参照して、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成について説明する。第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
図１０を参照して、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成について説明する。第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
＜異常判定システム１の構成＞
図１０は、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された図１０に示す例では、異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭの発電電流を検出するクランプセンサ１５をさらに備えている。
図１０は、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された図１０に示す例では、異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭの発電電流を検出するクランプセンサ１５をさらに備えている。
上述したように、図１に示す例では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが、入力信号として、ロックインアンプ１２ａに入力される。
図１０に示す例では、代わりに、太陽電池モジュールＭの発電電流が、クランプセンサ１５によって検出される。また、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号として、クランプセンサ１５からの出力信号Ｃｏが、ロックインアンプ１２ａに入力される。
また、図１０に示す例では、図１に示す例と同様に、チョッパ制御部１１３から出力された参照信号ＲＳが、ロックインアンプ１２ａに入力される。また、ロックインアンプ１２ａは、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する。
つまり、図１０に示す例では、図１に示す例と同様に、ロックインアンプ１２ａに入力される参照信号ＲＳが、変調光照射部１１から太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬの位相（周波数）を示す。また、ロックインアンプ１２ａから出力される信号ＬＡｏは、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ３の状態を示す。
図１０に示す例では、代わりに、太陽電池モジュールＭの発電電流が、クランプセンサ１５によって検出される。また、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号として、クランプセンサ１５からの出力信号Ｃｏが、ロックインアンプ１２ａに入力される。
また、図１０に示す例では、図１に示す例と同様に、チョッパ制御部１１３から出力された参照信号ＲＳが、ロックインアンプ１２ａに入力される。また、ロックインアンプ１２ａは、太陽電池セルＣ３の状態に応じた信号ＬＡｏを出力する。
つまり、図１０に示す例では、図１に示す例と同様に、ロックインアンプ１２ａに入力される参照信号ＲＳが、変調光照射部１１から太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬの位相（周波数）を示す。また、ロックインアンプ１２ａから出力される信号ＬＡｏは、変調光ＭＬが照射された太陽電池セルＣ３の状態を示す。
第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、太陽電池モジュールＭの発電電流を検出するクランプセンサ１５をさらに備えている。
また、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、ロックインアンプ１２ａに入力される太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号とは、クランプセンサ１５からの出力信号Ｃｏである。
つまり、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏがロックインアンプ１２ａに直接入力されるのではなく、太陽電池モジュールＭの発電電流を検出するクランプセンサ１５からの出力信号Ｃｏが、ロックインアンプ１２ａに入力される。
そのため、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが高い場合であっても、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号をロックインアンプ１２ａに入力することができる。その結果、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが高い場合であっても、判定部１３は、ロックインアンプ１２ａからの出力信号ＬＡｏに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定することができる。第２実施形態では、＜解析理論＞のうち、太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉを表す式（３−２）に基づく動作原理に従っている。
また、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、ロックインアンプ１２ａに入力される太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号とは、クランプセンサ１５からの出力信号Ｃｏである。
つまり、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏがロックインアンプ１２ａに直接入力されるのではなく、太陽電池モジュールＭの発電電流を検出するクランプセンサ１５からの出力信号Ｃｏが、ロックインアンプ１２ａに入力される。
そのため、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが高い場合であっても、太陽電池モジュールＭの発電出力を示す信号をロックインアンプ１２ａに入力することができる。その結果、太陽電池モジュールＭの発電出力電圧Ｖｏが高い場合であっても、判定部１３は、ロックインアンプ１２ａからの出力信号ＬＡｏに基づいて、太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定することができる。第２実施形態では、＜解析理論＞のうち、太陽電池モジュールＭおよび負荷抵抗Ｒを流れる電流Ｉの微小変化分△Ｉを表す式（３−２）に基づく動作原理に従っている。
［第３実施形態］
図１１を参照して、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成について説明する。第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
図１１を参照して、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成について説明する。第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
＜異常判定システム１の構成＞
図１１は、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
図１１に示す例では、第３実施形態の異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭを有する太陽電池パネルアレイＡに適用される。太陽電池モジュールＭは、図１に示す例と同様に、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されている。
また、図１１に示す例では、太陽電池パネルアレイＡが、４個の太陽電池パネルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４によって構成されている。太陽電池パネルＰ１は、上述した太陽電池モジュールＭと、太陽電池モジュールＭと同様に構成された複数の太陽電池モジュールとによって構成されている。太陽電池パネルＰ２は、太陽電池モジュールＭと同様に構成された複数の太陽電池モジュールによって構成されている。太陽電池パネルＰ３、Ｐ４は、太陽電池パネルＰ２と同様に構成されている。
図１１は、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
図１１に示す例では、第３実施形態の異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭを有する太陽電池パネルアレイＡに適用される。太陽電池モジュールＭは、図１に示す例と同様に、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されている。
また、図１１に示す例では、太陽電池パネルアレイＡが、４個の太陽電池パネルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４によって構成されている。太陽電池パネルＰ１は、上述した太陽電池モジュールＭと、太陽電池モジュールＭと同様に構成された複数の太陽電池モジュールとによって構成されている。太陽電池パネルＰ２は、太陽電池モジュールＭと同様に構成された複数の太陽電池モジュールによって構成されている。太陽電池パネルＰ３、Ｐ４は、太陽電池パネルＰ２と同様に構成されている。
図１１に示す例では、太陽電池パネルアレイＡが、直列接続された多数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、…によって構成されている。つまり、太陽電池パネルＰ１に含まれる多数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、…と、太陽電池パネルＰ２に含まれる多数の太陽電池セルと、太陽電池パネルＰ３に含まれる多数の太陽電池セルと、太陽電池パネルＰ４に含まれる多数の太陽電池セルとが直列接続されている。太陽電池パネルアレイＡは、パワーコンディショナーＰＣに接続されている。パワーコンディショナーＰＣは、太陽電池パネルアレイＡによって発電された直流電力を交流電力に変換する。
上述したように、図１１に示す例では、太陽電池パネルアレイＡが、４個の太陽電池パネルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４によって構成されているが、他の例では、４個以外の任意の個数の太陽電池パネルによって太陽電池パネルアレイＡを構成してもよい。
上述したように、図１１に示す例では、太陽電池パネルアレイＡが、４個の太陽電池パネルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４によって構成されているが、他の例では、４個以外の任意の個数の太陽電池パネルによって太陽電池パネルアレイＡを構成してもよい。
第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された図１１に示す例では、異常判定システム１が、変調光照射部１１と、位相検波部１２と、判定部１３と、出力部１４と、クランプセンサ１５と、通信制御部１６と、通信制御部１７とを備えている。クランプセンサ１５は、太陽電池パネルアレイＡの発電電流を検出する。変調光照射部１１は、無人飛行体ＤＲに搭載されている。
図１１に示す例では、無人飛行体ＤＲに搭載された変調光照射部１１のリフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に照射されるが、他の例では、代わりに、リフレクタ１１４が省略され、変調光照射部１１のフィルタ１１５を透過した変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に直接照射されてもよい。
図１１に示す例では、無人飛行体ＤＲに搭載された変調光照射部１１のリフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に照射されるが、他の例では、代わりに、リフレクタ１１４が省略され、変調光照射部１１のフィルタ１１５を透過した変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に直接照射されてもよい。
上述したように、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、無人飛行体ＤＲに搭載された変調光照射部１１が、太陽電池パネルアレイＡを構成する多数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、…のうちの１つの太陽電池セルＣ３に変調光ＭＬを照射する。
図１１に示す例では、変調光照射部１１のチョッパ制御部１１３に接続された通信制御部１７が、無人飛行体ＤＲに搭載されている。通信制御部１６は、ロックインアンプ１２ａに接続されている。チョッパ制御部１１３から出力された参照信号ＲＳは、通信制御部１７、無線通信および通信制御部１６を介してロックインアンプ１２ａに入力される。他の例として、チョッパ制御部１１３が無人飛行体ＤＲに搭載されずに、ロックインアンプ１２ａの近傍に搭載され、通信制御部１６から無線通信および通信制御部１７を介してライトチョッパ部１１２を制御してもよい。
第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が適用された例では、太陽電池パネルアレイＡを構成する多数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、…のすべてに変調光ＭＬが照射された場合に、図９のステップＳ５において、異常判定システム１は、図９に示す処理を終了すると判定する。太陽電池パネルアレイＡを構成する多数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、…のうち、変調光ＭＬが照射されていない太陽電池セルが残っている場合に、ステップＳ５において、異常判定システム１は、図９に示す処理を終了しないと判定し、ステップＳ１に戻る。
上述したように、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、変調光照射部１１が、無人飛行体ＤＲに搭載されている。そのため、例えば太陽電池セルＣ３が高い位置に配置されている場合であっても、判定部１３は、その太陽電池セルＣ３が異常状態であるか否かを判定することができる。
以上、本発明の実施形態を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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。
なお、上記の実施形態における異常判定システム１の全部または一部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
なお、異常判定システム１の全部または一部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各システムが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
なお、異常判定システム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムを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コンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「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むものとする。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良く、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良い。
１…異常判定システム、１１…変調光照射部、１１１…レーザ光照射部、１１２…ライトチョッパ部、１１３…チョッパ制御部、１１４…リフレクタ、１１５…フィルタ、１２…位相検波部、１２ａ…ロックインアンプ、１３…判定部、１４…出力部、１５…クランプセンサ、１６…通信制御部、１７…通信制御部、Ａ…太陽電池パネルアレイ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４…太陽電池パネル、Ｍ…太陽電池モジュール、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５…太陽電池セル、Ｒ…負荷抵抗、ｒ…電流検出用微小抵抗、Ｃ…コンデンサ、ＤＲ…無人飛行体、ＰＣ…パワーコンディショナー
Claims (6)
- 直列接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールの異常判定システムであって、
前記複数の太陽電池セルのうちの１つの太陽電池セルに変調光を照射する変調光照射部と、
前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号と、前記変調光の位相を示す参照信号とに基づいて、前記１つの太陽電池セルの状態に応じた信号を出力する位相検波部と、
前記位相検波部からの出力信号に基づいて、前記１つの太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定する判定部と
を備える太陽電池モジュールの異常判定システム。 - 前記判定部は、前記位相検波部からの出力信号が示す値と、閾値とに基づいて、前記１つの太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定する
請求項１に記載の太陽電池モジュールの異常判定システム。 - 前記位相検波部とは、ロックインアンプであり、
前記ロックインアンプには、前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号と、前記参照信号とが入力され、
前記ロックインアンプは、前記１つの太陽電池セルが異常状態である場合に、前記１つの太陽電池セルが正常状態である場合よりも高い電圧を出力し、
前記判定部は、前記ロックインアンプの出力電圧が閾値電圧より高い場合に前記１つの太陽電池セルが異常状態であると判定し、前記ロックインアンプの出力電圧が前記閾値電圧以下の場合に前記１つの太陽電池セルが正常状態であると判定する
請求項２に記載の太陽電池モジュールの異常判定システム。 - 前記太陽電池モジュールの発電電流を検出するクランプセンサをさらに備え、
前記ロックインアンプに入力される前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号とは、前記クランプセンサからの出力信号である
請求項３に記載の太陽電池モジュールの異常判定システム。 - 前記変調光照射部は、無人飛行体に搭載されている、請求項１に記載の太陽電池モジュールの異常判定システム。
- 直列接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールの異常判定方法であって、
前記複数の太陽電池セルのうちの１つの太陽電池セルに変調光を照射する第１ステップと、
前記太陽電池モジュールの発電出力を示す信号と、前記変調光の位相を示す参照信号とに基づいて、前記１つの太陽電池セルの状態に応じた信号を出力する第２ステップと、
前記１つの太陽電池セルの状態に応じた信号に基づいて、前記１つの太陽電池セルが異常状態であるか否かを判定する第３ステップと
を含む太陽電池モジュールの異常判定方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017005717 | 2017-01-17 | ||
| JP2017005717 | 2017-01-17 | ||
| PCT/JP2017/041644 WO2018135123A1 (ja) | 2017-01-17 | 2017-11-20 | 太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2018135123A1 true JPWO2018135123A1 (ja) | 2019-07-25 |
| JP6712816B2 JP6712816B2 (ja) | 2020-06-24 |
Family
ID=62908706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018562903A Active JP6712816B2 (ja) | 2017-01-17 | 2017-11-20 | 太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3573230B1 (ja) |
| JP (1) | JP6712816B2 (ja) |
| WO (1) | WO2018135123A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7448956B2 (ja) | 2018-12-13 | 2024-03-13 | 学校法人帝京大学 | 太陽電池モジュール内の太陽電池セルの動作電圧の推定方法および太陽電池セル動作電圧推定システム |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003234489A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光電変換特性評価方法およびそのための装置 |
| JP2010073990A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換装置モジュールの検査装置 |
| US20130314118A1 (en) * | 2012-05-27 | 2013-11-28 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Testing method of a solar cell panel, and testing apparatus thereof |
| US20160218670A1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Luminescence imaging systems and methods for evaluating photovoltaic devices |
| WO2017042248A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Danmarks Tekniske Universitet | Method and apparatus for characterization of a solar cell |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8064394B2 (en) | 2007-02-14 | 2011-11-22 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson | Methods and systems for codeword to layer mapping |
| JP5423999B2 (ja) | 2011-12-22 | 2014-02-19 | パルステック工業株式会社 | 太陽電池パネルの検査方法 |
| JP6395205B2 (ja) * | 2014-02-18 | 2018-09-26 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 検査装置及び検査方法 |
| CN105915179A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-08-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种晶圆及太阳能电池的光致载流子辐射锁相成像检测方法与系统 |
-
2017
- 2017-11-20 EP EP17893323.0A patent/EP3573230B1/en active Active
- 2017-11-20 WO PCT/JP2017/041644 patent/WO2018135123A1/ja unknown
- 2017-11-20 JP JP2018562903A patent/JP6712816B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003234489A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光電変換特性評価方法およびそのための装置 |
| JP2010073990A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換装置モジュールの検査装置 |
| US20130314118A1 (en) * | 2012-05-27 | 2013-11-28 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Testing method of a solar cell panel, and testing apparatus thereof |
| US20160218670A1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Luminescence imaging systems and methods for evaluating photovoltaic devices |
| WO2017042248A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Danmarks Tekniske Universitet | Method and apparatus for characterization of a solar cell |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KAES M. ET AL.: "Light-modulated Lock-in Thermography for Photosensitive pn-Structures and Solar Cells", PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS, vol. 12, no. 5, JPN6017049469, August 2004 (2004-08-01), US, pages 355 - 363, XP002600855, ISSN: 0004256490, DOI: 10.1002/pip.555 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3573230B1 (en) | 2021-05-26 |
| JP6712816B2 (ja) | 2020-06-24 |
| EP3573230A1 (en) | 2019-11-27 |
| WO2018135123A1 (ja) | 2018-07-26 |
| EP3573230A4 (en) | 2020-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Postolache et al. | Wireless sensor network‐based solution for environmental monitoring: water quality assessment case study | |
| US11936338B2 (en) | Method for estimating operation voltage of solar battery cell in solar battery module and solar battery cell operation voltage estimation system | |
| CN106574898A (zh) | 粒子检测传感器 | |
| TW201505357A (zh) | 用於檢測太陽能電池之缺陷的方法與系統 | |
| JP2019503475A (ja) | 高速回復を伴うセンサ問い合わせ | |
| JP2015103699A (ja) | 太陽電池ストリングの異常検出方法、異常検出装置および太陽光発電装置 | |
| JP6712816B2 (ja) | 太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法 | |
| US8066859B2 (en) | Electrochemical carbon monoxide sensor supervision | |
| Onal et al. | Discriminative common vector in sufficient data Case: A fault detection and classification application on photovoltaic arrays | |
| Al-Katheri et al. | Application of artificial intelligence in PV fault detection | |
| US9857326B2 (en) | Gas stream analysis using voltage-current time differential operation of electrochemical sensors | |
| Pramono et al. | Application of ESP32 as a Media for Learning Ozone Damage in the Form of IoT-Based Ultraviolet Index Readers | |
| JP5686641B2 (ja) | ガス警報器 | |
| KR101472782B1 (ko) | 솔라 시뮬레이터의 광 보정 장치 및 방법 | |
| US11711054B2 (en) | Fault detection system and method of photovoltaic module and string | |
| Kobayashi et al. | A proposal of a procedure to estimate a standard line for contactless estimation of a solar cell voltage in a module using modulated light | |
| AU2015258246A1 (en) | Method and apparatus for detecting a photovoltaic module's state of degradation | |
| JPH0437332B2 (ja) | ||
| US10823670B2 (en) | Compact ultraviolet light adsorption sensing system | |
| JPS61226640A (ja) | 示差屈折計 | |
| El Alaoui et al. | Modelling of Photovoltaic Module with POWERSIM | |
| BR102022001877A2 (pt) | Equipamento e sistema automático com controle de temperatura para caracterização de células solares fotovoltaicas não encapsuladas | |
| JP2015095087A (ja) | 最大電力特定装置および最大電力特定方法 | |
| Ikeda et al. | Classification of Red and White Wine by Smell Classification | |
| JPH01500929A (ja) | アナログ出力を有する紫外線炎検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190404 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200428 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200519 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6712816 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |