KR101337727B1 - 태양광 발전 시스템의 진단 방법, 진단 장치 및 진단 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 - Google Patents

태양광 발전 시스템의 진단 방법, 진단 장치 및 진단 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 Download PDF

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도꾸리츠교우세이호우진 산교기쥬츠소우고겐큐쇼
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Abstract

태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력을 진단하는 태양광 발전 시스템의 진단기(17)는, 전류계(12a) 및 전압계(12b)로부터 전류치 및 전압치를 각각 취득하는 계측 데이터 취득부(21)와, 취득된 전류치 및 전압치에 의해 표시되는 출력점의 거동에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 진단부(25)를 구비한다.

Description

태양광 발전 시스템의 진단 방법, 진단 장치 및 진단 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록매체{EVALUATION METHOD FOR SOLAR POWER GENERATION SYSTEM, EVALUATION DEVICE, AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM FOR EVALUATION PROGRAM}
본 발명은, 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력을 진단하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법, 진단 장치, 및 진단 프로그램에 관한 것이다.
근래, 고갈의 걱정도 없고, 게다가 환경에 친화적이며 클린한 에너지인 태양광 에너지를 이용한 태양광 발전이 주목을 모으고 있다. 태양광 발전을 행하기 위한 태양광 발전 시스템에서 이용되는 태양전지의 구성 요소에 관해, 도 11을 이용하여 설명한다. 도 11은, 태양전지 어레이(1010), 태양전지 스트링(1001), 태양전지 모듈(1011), 및 태양전지 셀(1000)의 관계에 관해 도시하는 모식도이다.
또한, 이하에서는, 태양전지 어레이, 태양전지 스트링, 태양전지 모듈, 및 태양전지 셀을, 각각, 어레이, 스트링, 모듈, 및 셀이라고 약칭한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 태양광의 조사를 받음으로써 광전 효과에 의해 전류를 발생시키는 셀(1000)이, 태양전지의 구성의 최소 단위가 된다. 그리고, 모듈(1011)은, 복수의 셀(1000)을 구비하는 것이다. 스트링(1001)은, 복수의 모듈(1011)이, 직렬로 접속된 것이다. 그리고, 어레이(1010)는, 복수의 스트링(1001)이 병렬로 접속된 것이다.
다음에, 종래의 태양광 발전 시스템이 전형적인 구성에 관해, 도 12를 이용하여 개략적으로 설명한다. 도 12는, 종래의 태양광 발전 시스템(1100)의 개략적 구성을 도시하는 블록도다. 도시하는 바와 같이, 태양광 발전 시스템(1100)은, 어레이(1010), 파워 컨디셔너(1020), 및 부하(1030)를 구비하는 구성이다. 어레이(1010)로부터 출력되는 직류 전력은, 파워 컨디셔너(1020)에 내장된 인버터(1021)에 의해 교류 전력으로 변환된 후, 부하(1030)에 공급된다.
또한, 태양광 발전 시스템(1100)에는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 전력 회사가 제공하는 상용(商用)의 전력 계통(1040)과 연계하여 운전하는 구성도 있다면, 전력 회사의 전력 계통(1040)과 연계하지 않고서 독립한 시스템으로서 운전하는 구성도 있다.
개개의 셀(1000)의 출력은, 그 설치 상태(경사각 등), 계절(태양 고도), 시각(태양 방위 각), 날씨(일사) 강도(일사량)), 온도 등, 다양한 요인에 의해 변동한다. 이 때문에, 태양광 발전 시스템의 출력이 저하되어도, 고장이 원인인지의 여부를 판단하는 것이 곤란하다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 「특개2007-311487호 공보(2007년 11월 29일 공개)」 특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 「특개2001-326375호 공보(2001년 11월 22일 공개)」
이 문제점에 대해, 특허 문헌 1에 기재된 태양전지의 특성 평가 장치는, 모듈(1011)의 전류-전압 특성을 계측하고, 계측된 상기 전류-전압 특성을 소정의 기준 상태로 환산하고, 상기 기준 상태로 환산된 상기 전류-전압 특성이, 기억부에 기억된 복수의 기준 특성의 어느 것에 가장 근사하는지를 판정하고 있다. 상기 복수의 기준 특성으로서, 몇 가지의 전형적인 부적합함에 대응하는 전류-전압 특성을 상기 기억부에 기억하여 둠으로써, 부적합함의 내용을 추정할 수 있다.
그러나, 모듈(1011)의 전류-전압 특성을 계측하는데는, 모듈(1011)에 대한 부하를 변경하면서 계측할 필요가 있다. 이 때문에, 태양광 발전 시스템의 파워 컨디셔너를 일단 정지시킬 필요가 있어서, 발전량의 손실이 발생하게 된다. 또한, 파워 컨디셔너의 재기동에는 시간이 걸리기 때문에, 상기 발전량의 손실이 증대하게 된다. 또한, 개개의 모듈(1011)을 계측할 필요가 있기 때문에, 수고와 시간이 걸리게 된다.
한편, 특허 문헌 2에 기재된 태양광 발전 시스템의 진단 방법은, 그 태양광 발전 시스템의 설치 조건(설치 장소의 지형·기상 조건, 시스템 구성 등)이 입력되고, 입력된 설치 조건에 으하여 상기 태양광 발전 시스템의 정상 가동시의 기준 출력 특성이 산출되는 한편, 실제로 가동중의 상기 태양광 발전 시스템의 출력 특성이 계측되고, 산출된 기준 출력 특성과, 계측된 출력 특성이 비교되고, 그 비교 결과에 의거하여 출력의 정상/이상(異常)이 진단됨과 함께 이상인 경우에 그 원인이 진단된다.
이 경우, 비교 대상이 되는 특성이, 전류-전압 특성이 아니라, 출력 특성이고, 기준 출력 특성과의 비교 대상이, 개개의 모듈(1011)이 아니라, 태양광 발전 시스템 전체이기 때문에, 진단을 위해 태양광 발전 시스템을 정지할 필요가 없다. 그 결과, 진단을 신속하게 행할 수 있다.
그러나, 특허 문헌 2에 상기 출력 특성으로서 열거하고 있는 것은, 직류 전압, 직류 전류, 교류 전압, 교류 전류, 전력, 및 전력량이고, 상기 비교는, 소정의 기준치에 소정의 하한용(下限用) 계수를 승산한 하한치와, 상기 기준치에 소정의 상한용 계수를 승산 한 상한치와의 사이에, 상기 계측치가 포함되는지의 여부에 의해 행하여지고 있다. 이 때문에, 상기 기준치, 상기 하한용 계수, 및 상기 상한용 계수의 설정에 따라, 진단의 정밀도에 영향이 생기게 된다.
본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 태양광 발전 시스템에서의 출력의 진단을, 용이하며 정밀도 좋게 행할 수 있는 태양광 발전 시스템의 진단 방법 등을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법은, 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력을 진단하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법으로서, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 출력에 관한 전류치, 전압치, 및 전력치의 어느 2개의 계측치를 취득하는 취득 스텝과, 그 취득 스텝에서 취득된 2개의 계측치에 의해 표시되는 출력점의 추이에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 진단 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 장치는, 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력을 진단하는 태양광 발전 시스템의 진단 장치로서, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 출력에 관한 전류치, 전압치 및 전력치의 어느 2개의 계측치를 취득하는 취득 수단과, 그 취득 수단에서 취득된 2개의 계측치에 의해 표시되는 출력점의 추이에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 진단 수단을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 방법 및 구성에서 필요하게 되는 2개의 계측치는, 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력으로부터 계측할 수 있기 때문에, 태양광 발전 시스템을 정지하여 계측할 필요가 없다. 그 결과, 진단을 신속하게 행할 수 있다.
그런데, 태양전지 셀은, 일반적으로, 일사강도(日射强度)가 감소하면 출력 전류가 저하되고, 온도가 상승하면 출력 전류가 약간 증가하고 출력 전압이 대폭적으로 저하된다. 따라서, 상기 출력이 최대인 경우의 출력 점인 최대 출력점이, 전류치의 증감 방향 및 전압치의 증감 방향과는 다른 방향으로 추이 하면, 상기 출력은, 상기 일사강도 및 상기 온도면 이외의 요인에 의한 변화이고, 이상이라고 진단할 수 있다. 또한, 상기 최대 출력점이 원래대로 되돌아오는 경우, 그늘 등에 의한 일시적인 이상인 한편, 되돌아오지 않는 경우, 고장 등에 의한 영속적인 이상이라고 진단할 수 있다. 즉, 이상의 종류를 진단할 수 있다.
또한, 일사강도, 온도 등의 환경 파라미터를 구비한 경우, I(전류)-V(전압) 특성, P(전력)-V 특성 등, 상기 2개의 계측치가 나타내는 출력 특성은, 상기 출력이 정상인 때와, 상기 출력이 이상인 때에서 다르다. 그래서, 상기 2개의 계측치에 의해 표시되는 출력점이, 상기 출력이 정상인 경우의 상기 출력 특성인 기준 특성으로부터 벗어나는 경우, 이상이라고 진단할 수 있다. 또한, 상기 출력점이, 기준 특성으로 되돌아오는 경우, 상기 일시적인 이상인 한편, 되돌아오지 않는 경우, 상기 영속적인 이상이라고 진단할 수 있다. 즉, 이상의 종류를 진단할 수 있다.
이와 같이, 상기 출력점의 거동에 의해, 상기 출력을 진단할 수 있기 때문에, 특허 문헌 2와 같이, 기준치나 계수를 설정하여 갱신할 필요는 없다. 따라서, 상기 출력의 진단을 용이하며 정밀도 좋게 행할 수 있다.
본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서는, 상기 취득 스텝은, 또한, 일사강도를 취득하고 있고, 상기 취득 스텝에서 취득된 일사강도를 이용하여, 상기 2개의 계측치를, 소정의 일사강도에서 정규화하는 정규화 스텝을 또한 구비하고 있고, 상기 진단 스텝은, 상기 정규화 스텝에서 정규화된 2개의 계측치에 의해 표시되는 상기 출력점의 추이에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 출력점의 추이는, 일사강도와 무관계하게 되기 때문에, 상기 출력이 정상인 경우의 출력점은, 온도 및 에어 매스에 대해 변화하지만, 일사강도에 대해 거의 고정된다. 따라서, 상기 최대 출력점이 전압치의 증감 방향과는 다른 방향으로 추이하면, 상기 출력이 이상이라고 진단할 수 있다. 또한, 상기 기준 특성이 일사강도에 의존하지 않는 특성으로 된다. 따라서, 진단이 더욱 용이해지고, 또한 진단의 정밀도가 향상한다.
여기서, 에어 매스(Air Mass ; AM)란 태양광이 대기중을 통과한 노정의 길이를 말하며, 대기에 대해 수직으로 입사한 태양광이 통과한 노정의 길이를 AM1.0으로 하고, 이에 대한 배율(倍率)로 표시한다.
본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서는, 상기 취득 스텝은, 또한, 온도를 취득하고 있고, 상기 정규화 스텝은, 상기 취득 스텝에서 취득된 일사강도 및 온도를 이용하여, 상기 2개의 계측치를, 소정의 일사강도 및 온도에서 정규화하여도 좋다.
이 경우, 상기 출력점의 추이는, 일사강도 및 온도와 무관계하게 되기 때문에, 상기 출력이 정상인 경우의 출력점은, 에어 매스에 대해 변화하지만, 일사강도 및 온도에 대해 거의 고정된다. 따라서, 상기 최대 출력점이 추이 되면, 상기 출력이 이상이라고 진단할 수 있다. 또한, 상기 기준 특성이 일사강도 및 온도에 의존하지 않는 특성으로 된다. 따라서, 진단이 더욱 용이해지고, 또한 진단의 정밀도가 향상한다.
또한, 상기 일사강도 및 상기 온도는, 상기 태양광 발전 시스템의 설치 장소에서의 상기 일사강도 및 상기 온도가 바람직하지만, 상기 설치 장소 부근의 상기 일사강도 및 상기 온도라도 좋다. 또한, 상기 일사강도 및 상기 온도는, 상기 태양광 발전 시스템에 마련한 일사계 및 온도계로부터 취득하여도 좋고, 외부 장치에 마련한 일사계 및 온도계로부터 취득하여도 좋다. 또한, 상기 설치 장소로부터 떨어진 일사계 및 온도계를 이용하는 경우, 그 일사계 및 온도계로부터의 일사강도 및 온도를 적당하게 보정하여, 상기 설치 장소에서의 일사계 및 온도계로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서는, 상기 진단 스텝은, 상기 출력이 정상인 경우의 하나 또는 복수의 기준점과 상기 출력점과의 비교를 행함에 의해, 상기 출력을 진단하는 것이 바람직하다. 또한, 기준점은, 연속하는 복수의 기준점, 즉 선형상이라도 좋다.
본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서는, 상기 취득 스텝은, 또한, 상기 출력점의 환경 파라미터를 취득하고 있고, 상기 진단 스텝은, 같은 환경 파라미터에서, 하나 또는 복수의 기준점과 상기 출력점과의 비교를 행함에 의해, 상기 출력을 진단하는 것이 바람직하다. 여기서, 환경 파라미터란, 장치의 기능에 영향을 주는 자연 조건을 말한다. 태양광 발전 시스템에서의 상기 환경 파라미터로서는, 주로 일사강도 및 온도를 들 수 있고, 그밖에 에어 매스 등을 들 수 있다. 상기한 방법의 경우, 상기 기준점과 상기 출력점과의 비교는, 환경 파라미터에 의존하지 않게 되기 때문에, 상기 출력의 진단의 정밀도가 향상한다.
상기한 방법의 한 예로서는, 취득된 일사강도를 이용하여, 상기 2개의 계측치를, 소정의 일사강도에서 정규화하고, 정규화된 2개의 계측치에 의해 표시되는 상기 출력점과 상기 하나 또는 복수의 기준점을 비교하는 것을 들 수 있다. 또한, 다른 예로서는, 소정의 일사강도에서의 상기 기준점을, 취득된 일사강도에서의 상기 기준점으로 변환하고, 변환된 기준점과, 취득된 2개의 계측치에 의해 표시되는 상기 출력점을 비교하는 것을 들 수 있다. 또한, 다른 예로서는, 소정의 일사강도에서의 상기 기준점을, 여러가지의 일사강도에서의 기준점으로 변환하고, 그 일사강도에 대응하여 미리 기억부에 기억하여 두고, 취득된 일사강도에 대응하는 기준점과, 취득된 2개의 계측치에 의해 표시되는 상기 출력점을 비교하는 것을 들 수 있다.
본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서는, 상기 진단 스텝은, 상기 출력점의 시계열 데이터를 기억부에 기억하는 기억 스텝과, 그 시계열 데이터를 이용하여, 상기 출력점의 추이의 패턴을 특정하는 패턴 특정 스텝과, 그 추이의 패턴에 대응하는 이상의 종류를 특정하는 이상 종류 특정 스텝을 포함하여도 좋다. 이 경우, 이상의 종류를 정밀도 좋게 진단할 수 있다.
본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서는, 상기 진단 스텝은, 상기 출력점의 시계열 데이터로부터, 상기 출력점의 추이의 패턴을 추출하는 추출 스텝과, 입력기를 이용하여 이상의 종류를 취득하는 이상 종류 취득 스텝과, 그 이상 종류 취득 스텝에서 취득된 이상의 종류와, 상기 추출 스텝에 추출된 상기 출력점의 추이의 패턴을 대응시키는 대응지움 스텝을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 이상의 종류와 상기 출력점의 추이의 패턴과의 대응지움을 충실하게 시킬 수 있고, 진단의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서의 각 스텝을, 진단 프로그램에 의해 컴퓨터에 실행시킬 수 있다. 또한, 상기 진단 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억시킴에 의해, 임의의 컴퓨터상에서 상기 진단 프로그램을 실행시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 태양광 발전 시스템의 진단 방법에서는, 필요하게 되는 2개의 계측치는, 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력으로부터 계측할 수 있기 때문에, 태양광 발전 시스템을 정지하여 계측할 필요가 없고, 그 결과, 진단을 신속하게 행할 수 있다는 효과를 이룬다. 또한, 상기 출력점의 거동에 의해, 상기 출력을 진단할 수 있기 때문에, 상기 출력의 진단을 용이하며 정밀도 좋게 행할 수 있다는 효과를 이룬다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템에서의 진단기의 개략적 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 2는 상기 태양광 발전 시스템의 개략 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 3은 환경 파라미터를 구비한 경우의 상기 태양광 발전 시스템에서의 어레이의 출력 특성을 도시하는 그래프.
도 4는 상기 어레이의 출력이 일시적인 이상인 경우의 출력 특성을 도시하는 그래프.
도 5는 상기 어레이의 출력이 영속적인 이상인 경우의 출력 특성을 도시하는 그래프.
도 6은 상기 진단기에 기억되는 거동 진단 대응 테이블의 한 예를 표 형식으로 도시하는 도면.
도 7은 상기 태양광 발전 시스템에서의 전류치, 전압치, 일사강도, 및 온도의 대응 관계를 도시하는 그래프.
도 8은 상기 태양광 발전 시스템에서의 제어부에서의 진단 처리의 개요를 도시하는 플로 차트.
도 9는 상기 제어부에서, 거동 패턴과 진단 정보를 새롭게 등록하는 등록 모드에서의 개요를 도시하는 플로 차트.
도 10은 상기 태양광 발전 시스템에서의 표시기에 표시되는 화상으로서, 이상 상황을 상기 어레이에서의 모듈 단위로 나타내는 화상의 한 예를 도시하는 도면.
도 11은 태양광 발전 시스템에서의 어레이, 스트링, 모듈, 및 셀의 관계에 관해 도시하는 모식도.
도 12는 종래의 태양광 발전 시스템의 개략적 구성을 도시하는 블록도.
〔실시 형태 1〕
본 발명의 한 실시 형태에 관해 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(1)의 개략적 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 도시하는 바와 같이, 태양광 발전 시스템(1)은, 어레이(10), 파워 컨디셔너(11), 계측기(12), 일사계(13), 온도계(14), 입력기(15), 표시기(16), 및 진단기(진단 장치)(17)를 구비하는 구성이다.
또한, 어레이(10)는, 도 2의 구성으로 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 구성이 가능하다.
파워 컨디셔너(11)는, 어레이(10)로부터의 전력을, 부하(도시 생략)에 공급 가능하게 조정하기 위한 것이다. 계측기(12)는, 어레이(10)로부터 파워 컨디셔너(11)에 공급되는 전류치 및 전압치를 계측하는 것이고, 전류계(12a) 및 전압계(12b)(도 1)를 구비하는 구성이다. 계측기(12)는, 계측한 전류치 및 전압치를 진단기(17)에 송신한다.
일사계(13)는, 어레이(10)의 일사강도(일사량)를 계측하는 것이다. 일사강도는, 태양으로부터의 단위 시간이면서 단위 면적당의 방사 에너지의 양을 의미한다. 일사계(13)는, 계측한 일사강도를 진단기(17)에 송신한다. 온도계(14)는, 어레이(10)의 온도를 계측하는 것이다. 온도계(14)는, 계측한 온도를 진단기(17)에 송신한다.
또한, 계측기(12), 일사계(13), 및 온도계(14)는, 계측한 물리량을, 정기적으로 송신하여도 좋고, 진단기(17)로부터의 요구에 응하여 송신하여도 좋다. 또한, 계측기(12), 일사계(13), 및 온도계(14)는, 계측한 물리량과 함께, 계측한 시각을 진단기(17)에 송신하여도 좋다. 또한, 일사강도는, 일조 시간×일사강도로 나타나는 일사량이라도 좋다.
입력기(15)는, 유저로부터의 지시 입력, 정보 입력 등을 접수하는 것이고, 예를 들면 키보드나 버튼 등의 키 입력 디바이스나, 마우스 등의 포인팅 디바이스 등에 의해 구성된다. 입력기(15)는, 접수한 정보를 진단기(17)에 송신한다.
표시기(16)는, 각종 정보를 표시 출력하는 것이다. 표시기(16)는, LCD(액정 표시 소자), CRT(음극선관), 플라즈마 디스플레이 등의 표시 디바이스에 의해 구성되어 있다.
진단기(17)는, 계측기(12), 일사계(13), 및 온도계(14)가 계측한 계측치를 이용하여, 어레이(10)의 출력이 정상인지 또는 이상인지를 진단하고, 이상인 경우에, 그 원인을 진단하는 것이다. 본 실시 형태에서는, 진단기(17)는, 이상인 경우에, 날씨, 그늘 등의 일시적인 이상인지, 또는 고장 등의 영속적인 이상인지를 진단하고 있다. 진단기(17)는, 진단 결과를, 표시기(16)를 통하여 표시 출력한다.
여기서, 도 3 내지 도 5를 이용하여, 진단기(17)의 구체적인 진단 수법에 관해 설명한다. 도 3 내지 도 5는, 환경 파라미터(일사강도 및 온도)를 구비한 경우의 어레이(10)의 출력 특성을 도시하는 그래프이다.
도 3 내지 도 5의 그래프에서, 횡축이 전압이고, 종축이 전류 및 전력이다. 또한, 가는 선의 그래프는, 하나의 모듈(19)의 I-V 특성(I(V)m)을 나타내고 있고, 중간굵기 선의 그래프는, 어레이(10)의 I-V 특성(I(V)a)을 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, 어레이(10)의 I-V 특성(I(V)a)은, 복수의 모듈(19)의 I-V 특성(I(V)m)이 겹쳐 쌓여진 것으로 된다.
또한, 굵은 선의 그래프는, 어레이(10)의 P-V 특성(P(V)a)을 나타내고 있다. 따라서, 어레이(10)의 P-V 특성(P(V)a) 및 I-V 특성(I(V)a)으로부터, 전력치가 최대가 되는 전압치 및 전류치가 나타내는 좌표 위치가 구하여지고, 이것이 최대 출력점(MPP)이 된다. 태양광 발전 시스템(1)은, 상기 MPP로 동작하도록 되어 있다. 또한, 그레이로 표시되는 영역은, 최대 출력점에서의 전력을 전압×전류의 면적으로 나타낸 것이다.
도 3의 (a)는, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 출력 특성을 도시하고 있고, 도 3의 (b) 내지 (d)는, 어레이(10)의 출력이 이상인 경우의 출력 특성을 도시하고 있다. 또한, 도 3의 (b) 내지 (d)에는, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 출력 특성(도 3의 (a))가 파선으로 도시되어 있다.
도 3의 (a)와 (b) 내지 (d)를 비교하면, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 MPP는, 어레이(10)의 출력이 이상인 경우의 MPP와는 다른 것을 이해할 수 있다. 따라서, 태양광 발전 시스템(1)이, 정상시의 MPP와 다른 점에서 동작하고 있는 경우, 어레이(10)의 출력이 이상이라고 판단할 수 있다.
또한, 도 3의 (a)와 (b) 내지 (d)를 비교하면, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 출력 특성은, 어레이(10)의 출력이 이상인 경우의 출력 특성과는 다른 것을 이해할 수 있다. 구체적으로는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 I-V 특성(I(V)a)은, 전압이 제로인 점부터 MPP까지 평탄하고, 그 후 직선적으로 강하하고, 전류가 제로가 되는 개방 전압(Vo)이, 태양광 발전 시스템(1)에서의 개방 전압(Vsys)과 동등하게 된다.
한편, 어레이(10)의 출력이 이상인 경우의 I-V 특성(I(V)a)은, 도 3의 (b)·(c)에 도시하는 바와 같이, 요철이 발생하든지, 또는, 도 3의 (d)에 도시하는 바와 같이, 개방 전압(Vo)이 태양광 발전 시스템(1)에서의 개방 전압(Vsys)보다도 낮아지다. 따라서, I-V 특성(I(V)a)에 요철이 발생하고 있거나, 개방 전압(Vo)이 태양광 발전 시스템(1)에서의 개방 전압(Vsys)보다도 낮아지거나 하는 사상(事象)이 발생하고 있는 경우, 어레이(10)의 출력이 이상이라고 판단할 수 있다.
또한, 도 4의 (a) 내지 (c)는, 어레이(10)의 출력이 일시적인 이상인 경우의 출력 특성을 도시하고 있고, 도 5의 (a) 내지 (c)는, 어레이(10)의 출력이 영속적인 이상인 경우의 출력 특성을 도시하고 있다. 또한, 도 4에는, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 출력 특성(도 3의 (a))이 파선으로 도시되어 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 일시적인 이상인 경우의 MPP는, 시간 및 계절에 의한 변화가 발생하고 있다. 한편, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 영속적인 이상인 경우의 MPP는, 시간 및 계절에 의한 변화가 발생하지 않는다. 따라서, 어레이(10)의 출력이 이상인 경우, 시간 및 계절에 의한 MPP의 변화의 유무에 의해, 상기 일시적인 이상인지 또는 상기 영속적인 이상인지를 판별할 수 있다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 일시적인 이상인 경우의 I-V 특성(I(V)a)은, 시간 및 계절에 의해, 실선의 그래프로부터 파선의 그래프로의 변화, 또는 파선의 그래프로부터 실선의 그래프로의 변화가 발생하고 있다. 한편, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 영속적인 이상인 경우의 I-V 특성(I(V)a)은, 실선의 그래프인 채이고, 시간 및 계절에 의한 변화가 발생하고 있지 않다. 따라서, 어레이(10)의 출력이 이상인 경우, 시간 및 계절에 의한 I-V 특성(I(V)a)의 변화의 유무에 의해, 상기 일시적인 이상인지 또는 상기 영속적인 이상인지를 판별할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기 기준 특성은, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 출력 특성으로 하고 있지만, 구성이 같은 다른 어레이에서 출력이 정상인 경우의 출력 특성으로 하여도 좋다. 또한, 상기 기준 특성은, 모듈(태양전지 패널)(19)의 출하시의 출력 특성으로부터 구하여도 좋다. 또한, 상기 기준 특성은, 상기 출력 특성을, 메이커가 보유하는 각종의 보정 계수로 보정된 것이라도 좋다. 이 보정 계수는, 일사량이나 모듈 온도 등에 의존하는 것이다.
또한, 어레이(10)의 출력은, 경년 열화에 의해 서서히 저하되고, 최후체는 고장나서 제로로 된다. 따라서, 경년 열화에 의한 이상은, 상기 출력점이 길은 세월의 사이에 상기 기준 특성으로부터 서서히 저하되어 있음에 의해 판단할 수 있다. 상기 저하의 정도로부터, 경년 열화에 의한 고장을 예측할 수 있다.
다음에, 도 1을 이용하여, 진단기(17)의 상세에 관해 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 어레이(10)의 출력을 최대로 하여, 진단기(17)를 동작시키도록 되어 있다. 도 1은, 진단기(17)의 개략적 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 도시하는 바와 같이, 진단기(17)는, 제어부(20) 및 기억부(30)를 구비하는 구성이다.
제어부(20)는, 진단기(17) 내에서의 각종 구성의 동작을 통괄적으로 제어하는 것이고, 기억부(30)는, 정보를 기억하는 것이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 제어부(20)는, 계측 데이터 취득부(취득 수단)(21), 정규화 함수 작성부(22), 정규화부(23), 거동 패턴 특정부(24), 진단부(진단 수단)(25), 거동 패턴 추출부(26), 진단 정보 취득부(27), 및 대응 갱신부(28)를 구비하는 구성이다. 또한, 기억부(30)는, 계측 데이터 기억부(31), 정규화 함수 기억부(32), MPP 기억부(33), 및 거동 진단 대응 기억부(34)를 구비하는 구성이다.
계측 데이터 기억부(31)는, 계측기(12)의 전류계(12a) 및 전압계(12b), 일사계(13), 및 온도계(14)가 각각 계측한 전류치, 전압치, 일사강도, 및 온도의 시계열 데이터를 계측 데이터로서 기억하고 있다. 또한, 계측 데이터에는, 계측치마다, 또는 소정의 기간마다, 계측 시각을 포함하고 있다.
정규화 함수 기억부(32)는, 제 2의 계측치에 의존하는 제 1의 계측치를, 제 2의 계측치가 소정치인 경우의 것으로 정규화하기 위한 정규화 함수를 기억하는 것이다. 구체적으로는, 정규화 함수 기억부(32)는, 일사강도에 의존하는 전류치를, 소정의 일사강도에서의 전류치에 정규화한 전류용 정규화 함수와, 온도에 의존하는 전압치를, 소정의 온도에서의 전압치에 정규화하는 전압용 정규화 함수를 기억하고 있다.
MPP 기억부(33)는, 계측기(12)에서의 출력(어레이(10)의 출력)이 최대인 경우에 있어서의, 정규화된 전류치 및 전압치를 좌표 성분으로 하는 위치인 최대 출력점(MPP)의 시계열 데이터를 기억하는 것이다.
거동 진단 대응 기억부(34)는, MPP의 거동(시간 추이)을 나타내는 거동 정보와 어레이(10)의 출력의 진단 정보를 대응시킨 거동 진단 대응 테이블을 기억하는 것이다. 도 6은, 거동 진단 대응 테이블의 한 예를 표 형식으로 도시하는 도면이다. 또한, 정상인 경우의 기준점을 미리 설정하고, 「정상」에 대응지어진 「정지」를 「그 기준점에 정지하는」으로 변경하여도 좋다.
계측 데이터 취득부(21)는, 계측기(12)의 전류계(12a) 및 전압계(12b), 일사계(13), 및 온도계(14)로부터의 전류치, 전압치, 일사강도, 및 온도의 시계열 데이터를 계측 데이터로서 취득하는 것이다. 계측 데이터 취득부(21)는, 취득한 계측 데이터를, 정규화부(23)에 송신함과 함께 계측 데이터 기억부(31)에 기억한다.
정규화 함수 작성부(22)는, 계측 데이터 기억부(31)로부터 판독한 계측 데이터를 이용하여, 상기 정규화 함수를 작성하는 것이다. 정규화 함수 작성부(22)는, 작성한 정규화 함수를 정규화 함수 기억부(32)에 기억시킨다.
여기서, 도 7을 이용하여, 정규화 함수 작성부(22)가 상기 정규화 함수를 작성하는 수법에 관해 설명한다. 도 7의 (a)·(b)는, 각각, 본 실시 형태에서 작성되는 전류용 정규화 함수 및 전압용 정규화 함수를 도시하는 그래프이다.
도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 정규화 함수 작성부(22)는, 계측 데이터 기억부(31)로부터 판독한 전류치(최대 동작 전류)와 일사강도와의 시계열 데이터에 대해 회귀 분석을 행하여, 회귀식을 산출한다. 도시의 예에서는, 회귀식은, 전류치=0.0097×일사강도가 된다. 이 회귀식을 이용하여, 일사강도에 의존하는 전류치를, 예를 들면 일사강도가 1000W/㎡인 전류치에 변환하는 전류용 정규화 함수를 작성한다. 즉, 전류용 정규화 함수는, (정규화된 전류치)=전류치×1000/일사강도가 된다.
또한, 정규화 함수 작성부(22)는, 계측 데이터 기억부(31)로부터 판독한 전압치(최대 동작 전압)와 온도(모듈 온도)와의 시계열 데이터에 대해 회귀 분석을 행하여, 회귀식을 산출하다. 또한, 일사강도가 적으면, 정확한 회귀 분석을 할 수가 없기 때문에, 일사강도가 소정치(도시한 예에서는 200W/㎡)보다 큰 상기 시계열 데이터를 이용하고 있다. 도시한 예에서는, 회귀식은, 전압치=-0.8977×온도+199.87로 된다. 이 회귀식을 이용하여, 온도에 의존한 전압치를, 온도가 25℃인 전압치로변환하는 전압용 정규화 함수를 작성한다. 즉, 전압용 정규화 함수는, (정규화된 전압치)=-0.8977×(25-온도)+전압치가 된다.
정규화부(23)는, 정규화 함수 기억부(32)에 기억된 전류용 정규화 함수 및 전압용 정규화 함수를 이용하여, 계측 데이터 취득부(21)로부터의 계측 데이터로부터, 전류치 및 전압치를 정규화하는 것이다. 정규화부(23)는, 정규화한 전류치 및 전압치의 시계열 데이터를 거동 패턴 특정부(24)에 송신함과 함께, MPP 기억부(33)에 기억한다.
전류치가 일사강도에 의해 정규화되면, 정규화된 출력점의 추이는, 일사강도와 무관계하게 되기 때문에, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 출력점은 일사강도에 대해 고정된다. 따라서, MPP가 전압치의 증감 방향과는 다른 방향으로 추이하면, 상기 출력이 이상이라고 진단할 수 있다. 또한, 상기 기준 특성이 일사강도에 의존하지 않는 특성으로 된다. 따라서, 진단이 더욱 용이해지고, 또한 진단의 정밀도가 향상한다.
또한, 전압치가 온도에 의해 정규화되면, 정규화된 출력점의 추이는, 일사강도 및 온도와 무관계하게 되기 때문에, 어레이(10)의 출력이 정상인 경우의 출력점은 고정된다. 따라서, MPP가 추이하면, 상기 출력이 이상이라고 진단할 수 있다. 또한, 상기 기준 특성이 일사강도 및 온도에 의존하지 않는 특성으로 된다. 따라서, 진단이 더욱 용이해지고, 또한 진단의 정밀도가 향상한다.
또한, 상기 정규화와는 반대로, 상기 기준 특성을, 계측 데이터 취득부(21)가 취득한 일사강도 및 온도에 의거하여 변환하여도 좋다. 또한, 상기 기준 특성을, 여러가지의 일사강도 및 온도에 의거하여 미리 변환하여, 그 일사강도 및 온도라고 대응지어서 기억부(30)에 기억하여 두고, 계측 데이터 취득부(21)가 취득한 일사강도 및 온도에 대응하는 기준 특성을, 기억부(30)로부터 판독하여도 좋다.
또한, 정규화에 관한 구성, 즉 정규화 함수 작성부(22), 정규화부(23), 및 정규화 함수 기억부(32)는, 계측기(12)에 마련할 수도 있다. 이 경우, 일사계(13) 및 온도계(14)는, 각각, 일사강도 및 온도를 계측기(12)에 송신하면 좋다.
거동 패턴 특정부(24)는, 정규화부(23)로부터의 정규화된 전류치 및 전압치를 좌표 성분으로 하는 MPP의 거동 패턴을 특정하는 것이다. 거동 패턴 특정부(24)는, 특정한 거동 패턴을 진단부(25)에 송신한다. 구체적으로는, 거동 패턴 특정부(24)는, 상기 MPP의 거동 패턴이, 거동 진단 대응 기억부(34)의 거동 진단 대응 테이블에 포함되는 거동 정보의 어느것에 해당하는지를 특정하고, 특정한 거동 정보를 진단부(25)에 송신하고 있다. 또한, 거동 패턴 특정부(24)는, 정규화된 전류치 및 전압치의 시계열 데이터를, MPP 기억부(33)로부터 취득하여도 좋다.
진단부(25)는, 거동 패턴 특정부(24)로부터의 MPP의 거동 패턴에 의거하여, 어레이(10)의 출력을 진단하는 것이다. 진단부(25)는, 진단 결과를, 표시기(16)를 통하여 표시시킨다. 구체적으로는, 진단부(25)는, 거동 패턴 특정부(24)로부터의 MPP의 거동 정보에 대응하는 진단 정보를, 거동 진단 대응 기억부(34)의 거동 진단 대응 테이블로부터 탐색하고, 탐색한 진단 정보를, 표시기(16)를 통하여 표시시키고 있다.
거동 패턴 추출부(26)는, MPP 기억부(33)로부터의 정규화된 전류치 및 전압치의 시계열 데이터로부터 MPP의 거동 패턴을 추출하는 것이다. 거동 패턴 추출부(26)는, 추출한 거동 패턴을 대응 갱신부(28)에 송신한다.
진단 정보 취득부(27)는, 유저로부터 입력기(15)를 통하여 진단 정보를 취득하는 것이다. 진단 정보 취득부(27)는, 취득한 진단 정보를 대응 갱신부(28)에 송신한다. 또한, 상기 진단 정보는, 유저가 키보드 등을 통하여 직접 입력된 것이라도 좋고, 각종의 진단 정보를 표시기(16)에 표시시키고, 유저가 입력기(15)를 통하여 선택된 것이라도 좋다.
대응 갱신부(28)는, 거동 패턴 추출부(26)로부터의 거동 패턴과, 진단 정보 취득부(27)로부터의 진단 정보를 대응지어서, 거동 진단 대응 기억부(34)의 거동 진단 대응 테이블을 갱신하는 것이다. 이에 의해, 거동 진단 대응 테이블이 충실되기 때문에, 진단의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 8 및 도 9를 이용하여, 상기 구성의 진단기(17)의 제어부(20)에서의 처리 동작을, 설명한다. 도 8은, 제어부(20)에서의 진단 처리의 개요를 도시하고 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 우선, 계측 데이터 취득부(21)가, 전류계(12a), 전압계(12b), 일사계(13), 및 온도계(14)로부터 전류치, 전압치, 일사강도, 및 온도를 취득한다(S10, 취득 스텝). 다음에, 정규화부(23)가, 취득한 일사강도 및 온도와, 정규화 함수 기억부(32)에 기억된 전류용 정규화 함수 및 전압용 정규화 함수를 이용하여, 취득한 전류치 및 전압치를 정규화하고(S11, 정규화 스텝), 정규화된 전류치 및 전압치에 의해 표시되는 MPP를 MPP 기억부(33)에 기억한다(S12, 진단 스텝, 기억 스텝).
다음에, 거동 패턴 특정부(24)가, 상기 MPP가 변화하였는지의 여부를 판단한다(S13, 진단 스텝). 변화하지 않은 경우, 어레이(10)의 출력은 정상이라고 판단하여, 스텝 S10으로 되돌아와, 상기 동작을 반복한다. 한편, 변화하는 경우, 거동 패턴 특정부(24)는, 상기 MPP의 거동 패턴이, 거동 진단 대응 기억부(34)의 거동 진단 대응 테이블에 포함되는 거동 정보의 어느것에 해당하는지를 특정하고(S14, 진단 스텝, 패턴 특정 스텝), 진단부(25)는, 특정한 MPP의 거동 패턴에 대응하는 진단 정보를, 거동 진단 대응 기억부(34)의 거동 진단 대응 테이블로부터 취득하여, 표시기(16)에 표시시킨다(S15, 진단 스텝, 이상 종류 특정 스텝). 그 후, 진단 처리의 종료 지시가 있을 때까지 상기 동작을 반복한다(S16).
도 9는, 제어부(20)에서, 거동 패턴과 진단 정보를 새롭게 등록하는 등록 모드에서의 개요를 도시하고 있다. 도시하는 바와 같이, 우선, 진단 정보 취득부(27)가, 유저로부터 입력기(15)를 통하여 진단 정보를 취득한다(S20, 진단 스텝, 이상 종류 취득 스텝). 다음에, 거동 패턴 추출부(26)가, MPP 기억부(33)로부터가 정규화된 MPP(전류치 및 전압치)의 시계열 데이터로부터 MPP의 거동 패턴을 추출한다(S21, 진단 스텝, 추출 스텝). 그리고, 대응 갱신부(28)가, 상기 거동 패턴과 상기 진단 정보를 대응지어서, 거동 진단 대응 기억부(34)의 거동 진단 대응 테이블을 갱신한다(S22, 진단 스텝, 대응지움 스텝). 그 후, 처리 동작을 종료한다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 태양광 발전 시스템(1)에서는, 필요하게 되는 계측치는, 전류치, 전압치, 및 전력치의 어느 2개이고, 어레이(10)의 출력으로부터 계측할 수 있다. 따라서, 태양광 발전 시스템(1)을 정지하여 계측할 필요가 없고, 그 결과, 진단을 신속하게 행할 수 있다. 또한, MPP의 거동에 의해, 상기 출력을 진단할 수 있기 때문에, 특허 문헌 2와 같이, 기준치나 계수를 설정하여 갱신할 필요는 없다. 따라서, 상기 출력의 진단을 용이하며 정밀도 좋게 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 전류치 및 전압치를 이용하여 진단을 행하고 있지만, 전류치 및 전압치의 어느 한쪽을 전력치로 변경한 경우에도, 본원 발명을 적용할 수 있다. 또한, 일사계(13) 및 온도계(14)를 생략할 수도 있다. 이 경우, 외부의 장치(예를 들면, 기상청의 사이트)로부터 일사강도 및 온도를 취득하면 좋다. 또한, 태양광 발전 시스템(1)의 설치 장소로부터 떨어진 일사계 및 온도계로부터의 일사강도 및 온도를 이용하는 경우, 그 일사강도 및 온도를 적당하게 보정하여, 상기 설치 장소에서의 일사계 및 온도계로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 계측기(12)를 어레이(10) 단위로 마련하고 있지만, 스트링(18) 단위로 마련할 수도 있다. 이 경우, 스트링(18) 단위로, 출력이 정상인지 또는 이상인지를 진단할 수 있고, 이상인 경우에, 그 원인을 진단할 수 있다.
또한, 스트링(18) 단위로, 출력 특성을 측정할 수 있기 때문에, 각 스트링에서 계측하는 타이밍을 비켜 놓음에 의해, 어레이 전체의 발전량을 손실하는 일 없이, 전체의 출력 특성을 계측할 수 있다.
또한, 계측기(12)를 모듈(19) 단위로 마련할 수도 있다. 이 경우, 모듈(19) 단위로, 출력이 정상인지 또는 이상인지를 진단할 수 있고, 이상인 경우에, 그 원인을 진단할 수 있다.
도 10은, 표시기(16)에 표시되는 화상으로서, 출력이 이상인지의 이상 상황을, 모듈(19) 단위로 나타내는 화상의 한 예를 도시하고 있다. 또한, 도시한 예에서는, 도트 및 해칭에 의해 색의 차이를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, 이상의 종류에 의해 색 구분함으로써, 유저가 태양광 발전 시스템에서의 이상의 상황을 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 계측기(12)는, 모듈(19)을 구성하는 태양전지 클러스터 단위로 마련하거나, 태양전지 클러스터를 구성하는 셀 단위로 마련하거나 할 수도 있고, 각각의 단위로, 출력이 정상인지 또는 이상인지를 진단할 수 있고, 이상인 경우에, 그 원인을 진단할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 일사계(13), 온도계(14), 입력기(15), 표시기(16), 및 진단기(17)는, 하나의 어레이(10)에 대해 마련되어 있지만, 복수의 어레이(10) 단위로 마련할 수도 있다. 이 경우, 일사계(13), 온도계(14), 입력기(15), 표시기(16), 및 진단기(17)의 개수를 줄일 수 있다.
또한, 인접하는 어레이(10)의 구성 및 환경이 같은 경우, 인접하는 어레이(10)의 계측 데이터끼리를 비교함에 의해, 어레이(10)의 출력이 정상인지의 여부를 진단할 수 있고, 이상인 경우에, 그 원인을 진단할 수 있다. 이 경우, 일사계(13) 및 온도계(14)가 불필요하게 된다.
또한, 복수의 진단기(17)와, 통신 네트워크를 통하여 접속하는 진단 서버를 추가하고, 그 진단 서버가, 복수의 진단기(17)로부터 MPP 및 거동 진단 대응 테이블을 수신하고 축적하여도 좋다. 이 경우, 다수의 데이터에 의거하여, MPP의 거동과 이상의 원인과의 새로운 대응 관계를 발견할 가능성이 있다. 그리고, 새로운 대응 관계를 진단기(17)에 송신함에 의해, 진단기(17)는, 보다 상세한 진단을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 진단 서버를 마련하는 대신에, 복수의 진단기(17)가 서로 통신 네트워크를 통하여 접속되는 구성이라도 좋다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 여러가지의 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합시키고 얻어지는 실시 형태에 관해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 입력기(15), 표시기(16), 및 진단기(17)는, 파워 컨디셔너(11) 및 계측기(12)와 다른 구성으로 하고 있지만, 파워 컨디셔너(11) 또는 계측기(12) 내에 마련할 수도 있다.
최후로, 진단기(17)의 각 블록, 특히 제어부(20)는, 하드웨어 로직에 의해 구성하여도 좋고, 다음과 같이 CPU를 이용하여 소프트웨어에 의해 실현하여도 좋다.
즉, 진단기(17)는, 각 기능을 실현하는 제어 프로그램의 명령을 실행하는 CPU(central processing unit), 상기 프로그램을 격납한 ROM(read only memory), 상기 프로그램을 전개하는 RAM(random access memory), 상기 프로그램 및 각종 데이터를 격납하는 메모리 등의 기억 장치(기록 매체) 등을 구비하고 있다. 그리고, 본 발명의 목적은, 상술한 기능을 실현하는 소프트웨어인 진단기(17)의 제어 프로그램의 프로그램 코드(실행 형식 프로그램, 중간 코드 프로그램, 소스 프로그램)를 컴퓨터에서 판독 가능하게 기록한 기록 매체를, 상기 진단기(17)에 공급하고, 그 컴퓨터(또는 CPU나 MPU)가 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 코드를 판독하고 실행함에 의해서도, 달성 가능하다.
상기 기록 매체로서는, 예를 들면, 자기 테이프나 카세트 테이프 등의 테이프계, 플로피(등록상표) 디스크/하드 디스크 등의 자기 디스크나 CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R 등의 광디스크를 포함하는 디스크계, IC 카드(메모리 카드를 포함한다)/광카드 등의 카드계, 또는 마스크 ROM/EPROM/EEPROM/플래시 ROM 등의 반도체 메모리계 등을 이용할 수 있다.
또한, 진단기(17)를 통신 네트워크와 접속 가능하게 구성하고, 상기 프로그램 코드를 통신 네트워크를 통하여 공급하여도 좋다. 이 통신 네트워크로서는, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 인터넷, 인트라넷, 엑스트라넷, LAN, ISDN, VAN, CATV 통신망, 가상 전용망(virtual private network), 전화 회선망, 이동체 통신망, 위성 통신망 등이 이용 가능하다. 또한, 통신 네트워크를 구성하는 전송 매체로서는, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, IEEE1394, USB, 전력선 반송, 케이블 TV 회선, 전화선, ADSL 회선 등의 유선이라도, IrDA나 리모트 콘트롤과 같은 적외선, Bluetooth(등록상표), 802. 11 무선, HDR, 휴대 전화망, 위성 회선, 지상파 디지털망 등의 무선이라도 이용 가능하다. 또한, 본 발명은, 상기 프로그램 코드가 전자적인 전송으로 구현화된, 반송파에 매입된 컴퓨터 데이터 신호의 형태로도 실현될 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은, 대소의 규모를 불문하고 태양광 발전 시스템에 널리 알맞게 적용 가능하다.
1 : 태양광 발전 시스템
10 : 어레이
11 : 파워 컨디셔너
12 : 계측기
12a : 전류계
12b : 전압계
13 : 일사계
14 : 온도계
15 : 입력기
16 : 표시기
17 : 진단기(진단 장치)
18 : 스트링
19 : 모듈
20 : 제어부
21 : 계측 데이터 취득부(취득 수단)
22 : 정규화 함수 작성부
23 : 정규화부
24 : 거동 패턴 특정부
25 : 진단부(진단 수단)
26 : 거동 패턴 추출부
27 : 진단 정보 취득부
28 : 대응 갱신부
30 : 기억부
31 : 계측 데이터 기억부
32 : 정규화 함수 기억부
33 : MPP 기억부
34 : 거동 진단 대응 기억부

Claims (9)

  1. 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력을 진단하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법으로서,
    상기 출력에 관한 전류치, 전압치 및 전력치의 어느 2개의 계측치를 취득하는 취득 스텝과,
    그 취득 스텝에서 취득된 2개의 계측치에 의해 표시되는 출력점의 추이에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 진단 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 취득 스텝은, 또한, 일사강도를 취득하고 있고,
    상기 취득 스텝에서 취득된 일사강도를 이용하여, 상기 2개의 계측치를, 소정의 일사강도에서 정규화하는 정규화 스텝을 또한 구비하고 있고,
    상기 진단 스텝은, 상기 정규화 스텝에서 정규화된 2개의 계측치에 의해 표시되는 상기 출력점의 추이에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 취득 스텝은, 또한, 온도를 취득하고 있고,
    상기 정규화 스텝은, 상기 취득 스텝에서 취득된 일사강도 및 온도를 이용하여, 상기 2개의 계측치를, 소정의 일사강도 및 온도에서 정규화하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 진단 스텝은, 상기 출력이 정상인 경우의 하나 또는 복수의 기준점과 상기 출력점과의 비교를 행함에 의해, 상기 출력을 진단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 취득 스텝은, 또한, 상기 출력점의 환경 파라미터를 취득하고 있고,
    상기 진단 스텝은, 같은 환경 파라미터에서, 하나 또는 복수의 기준점과 상기 출력점과의 비교를 행함에 의해, 상기 출력을 진단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 진단 스텝은,
    상기 출력점의 시계열 데이터를 기억부에 기억하는 기억 스텝과,
    그 시계열 데이터를 이용하여, 상기 출력점의 추이의 패턴을 특정하는 패턴 특정 스텝과,
    그 추이의 패턴에 대응하는 이상의 종류를 특정하는 이상 종류 특정 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 진단 스텝은,
    상기 출력점의 시계열 데이터로부터, 상기 출력점의 추이의 패턴을 추출하는 추출 스텝과,
    입력기를 통하여 이상의 종류를 취득하는 이상 종류 취득 스텝과,
    그 이상 종류 취득 스텝에서 취득된 이상의 종류와, 상기 추출 스텝에서 추출된 상기 출력점의 추이의 패턴을 대응시키는 대응지움 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 방법.
  8. 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력을 진단하는 태양광 발전 시스템의 진단 장치로서,
    상기 출력에 관한 전류치, 전압치 및 전력치의 어느 2개의 계측치를 취득하는 취득 수단과,
    그 취득 수단에서 취득된 2개의 계측치에 의해 표시되는 출력점의 추이에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 진단 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 장치.
  9. 태양광 발전 시스템에서의 전체 또는 일부의 출력을 진단하는 진단 장치를 동작시키기 위한 태양광 발전 시스템의 진단 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 있어서,
    상기 출력에 관한 전류치, 전압치, 및 전력치의 어느 2개의 계측치를 취득하는 취득 스텝과,
    그 취득 스텝에서 취득된 2개의 계측치에 의해 표시되는 출력점의 추이에 의거하여, 상기 출력을 진단하는 진단 스텝을 컴퓨터에 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 진단 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150076474A (ko) * 2013-12-27 2015-07-07 주식회사 대양이엔씨 태양광 발전 세정 시기 예측 시스템
KR20150076473A (ko) 2013-12-27 2015-07-07 주식회사 대양이엔씨 태양광 발전 수명 예측 시스템
CN106301213A (zh) * 2015-06-11 2017-01-04 天泰管理顾问股份有限公司 太阳能装置诊断方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5223928B2 (ja) * 2008-11-19 2013-06-26 コニカミノルタオプティクス株式会社 太陽電池評価装置および太陽電池評価方法
JP5330438B2 (ja) 2011-03-17 2013-10-30 株式会社東芝 異常診断装置およびその方法、コンピュータプログラム
EP2594951A1 (en) * 2011-11-21 2013-05-22 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Apparatus for determining if a fault exists in a photovoltaic source
JP2013131678A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Pulstec Industrial Co Ltd 太陽電池パネルの検査方法
JP5922429B2 (ja) * 2012-02-17 2016-05-24 日清紡メカトロニクス株式会社 ソーラシミュレータ及び太陽電池の欠陥判定方法
JP2013191672A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Omron Corp 情報処理装置、異常検出方法、プログラム、および、太陽光発電システム
JP5671488B2 (ja) * 2012-03-14 2015-02-18 東京エレクトロン株式会社 太陽電池モジュールの効能監視システム及びその監視方法
TWI586066B (zh) * 2012-05-29 2017-06-01 Ukc Electronics (H K ) Co Limited Solar power generation monitoring method and the solar power generation monitoring system used in the method
ITMI20121166A1 (it) * 2012-07-03 2014-01-04 Paolo Rossin Apparato per la stima del rendimento di un generatore fotovoltaico.
JP6075997B2 (ja) * 2012-08-27 2017-02-08 株式会社日立製作所 太陽光発電システムの故障診断方法
JP6115764B2 (ja) * 2013-03-14 2017-04-19 オムロン株式会社 太陽光発電システム、異常判断処理装置、異常判断処理方法、およびプログラム
JP6193008B2 (ja) * 2013-06-21 2017-09-06 株式会社東芝 予測システム、予測装置および予測方法
JP6432136B2 (ja) * 2014-03-14 2018-12-05 オムロン株式会社 評価装置
CN104184411A (zh) * 2014-08-07 2014-12-03 航天科工深圳（集团）有限公司 一种分布式光伏发电系统的防窃电监测装置和方法
CN104270091B (zh) * 2014-08-27 2016-09-07 国电南瑞南京控制系统有限公司 一种基于监控系统的光伏发电设备故障诊断方法
KR20160098824A (ko) * 2015-02-11 2016-08-19 엘에스산전 주식회사 태양광발전 시스템
JP6434337B2 (ja) * 2015-02-24 2018-12-05 本田技研工業株式会社 太陽光発電の開始判定装置
JP6474305B2 (ja) * 2015-04-23 2019-02-27 株式会社日立製作所 太陽光発電システムの診断方法及び監視装置
CN104779912B (zh) * 2015-04-28 2016-10-05 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法及系统
TWI664601B (zh) * 2017-03-30 2019-07-01 春禾科技有限公司 參考日照量的太陽能發電預測系統
JP6758273B2 (ja) * 2017-10-26 2020-09-23 三菱電機株式会社 太陽電池診断装置および太陽電池診断方法
IT202100001346A1 (it) * 2021-01-25 2022-07-25 Avatr S R L Startup Costituita Ai Sensi Dellart 4 Comma 10 Bis D L 3/2015 Conv Con Legge 33/2015 Metodo di previsione in tempo reale della potenza elettrica di un impianto fotovoltaico

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08122420A (ja) * 1994-10-19 1996-05-17 Omron Corp 太陽電池検出装置および太陽電池システムならびに携帯電話通信方法
JP2001326375A (ja) * 2000-03-10 2001-11-22 Sanyo Electric Co Ltd 太陽光発電システムの診断方法及び診断装置
JP2007311487A (ja) 2006-05-17 2007-11-29 Eko Instruments Trading Co Ltd 太陽電池の特性評価装置
JP2008300745A (ja) 2007-06-01 2008-12-11 Nippon Oil Corp 太陽光発電用パワーコンディショナ、太陽光発電システム及び太陽光発電システムの出力電力制御方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5669987A (en) * 1994-04-13 1997-09-23 Canon Kabushiki Kaisha Abnormality detection method, abnormality detection apparatus, and solar cell power generating system using the same
JP2003324207A (ja) 2002-04-30 2003-11-14 Atsushi Iga 太陽電池の出力・発電量評価方法および評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
ES2277011T3 (es) * 2002-09-30 2007-07-01 Siemens Aktiengesellschaft Procedimiento y dispositivo para la diagnosis de generadores fotovoltaicos.
EP1628182A1 (de) * 2004-08-17 2006-02-22 aixcon Elektrotechnik GmbH Wechselrichter für Solarzellenanlagen
TW201013361A (en) * 2008-05-14 2010-04-01 Nat Semiconductor Corp System and method for integrating local maximum power point tracking into an energy generating system having centralized maximum power point tracking
TW201123670A (en) * 2009-12-23 2011-07-01 Univ Nat Taiwan Solar electric power generation system and monitoring method of the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08122420A (ja) * 1994-10-19 1996-05-17 Omron Corp 太陽電池検出装置および太陽電池システムならびに携帯電話通信方法
JP2001326375A (ja) * 2000-03-10 2001-11-22 Sanyo Electric Co Ltd 太陽光発電システムの診断方法及び診断装置
JP2007311487A (ja) 2006-05-17 2007-11-29 Eko Instruments Trading Co Ltd 太陽電池の特性評価装置
JP2008300745A (ja) 2007-06-01 2008-12-11 Nippon Oil Corp 太陽光発電用パワーコンディショナ、太陽光発電システム及び太陽光発電システムの出力電力制御方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150076474A (ko) * 2013-12-27 2015-07-07 주식회사 대양이엔씨 태양광 발전 세정 시기 예측 시스템
KR20150076473A (ko) 2013-12-27 2015-07-07 주식회사 대양이엔씨 태양광 발전 수명 예측 시스템
KR102274898B1 (ko) * 2013-12-27 2021-07-08 주식회사 대양이엔씨 태양광 발전 세정 시기 예측 시스템
KR102274897B1 (ko) * 2013-12-27 2021-07-08 주식회사 대양이엔씨 태양광 발전 수명 예측 시스템
CN106301213A (zh) * 2015-06-11 2017-01-04 天泰管理顾问股份有限公司 太阳能装置诊断方法

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