TWI718779B - 自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法及其系統 - Google Patents

Abstract

一種自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含：利用一電能轉換器於一太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流，於一第一近最大功率點及一近短路電流點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇一第一參考點電壓及一第一參考點電流，並利用該第一參考點電壓及第一參考點電流計算一第一參考點功率，且利用該第一參考點功率與一第一發電曲線異常特性進行比對；或，於一第二近最大功率點及一近開路電壓點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇一第二參考點電壓及一第二參考點電流，並利用該第二參考點電壓及第二參考點電流計算一第二參考點功率，且利用該第二參考點功率與一第二發電曲線異常特性進行比對；若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第一發電曲線異常特性或第二發電曲線異常特性進行進一步比對。

Description

自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法及其系統

本發明係關於一種自適性輕量型〔adaptive low-duty-type〕太陽能板發電異常測試方法及其系統；特別是關於一種自適性輕量型或簡化型太陽能板發電異常〔故障、老化或受遮蔽〕初步測試方法及其系統，並後續結合執行一太陽能板發電異常進階測試方法及其系統；更特別是關於一種適用於利用一電能轉換器〔power converter〕或一逆變器〔inverter〕執行資料之自適性輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法及其系統。

另一習用太陽能板發電異常偵測方法及其系統，例如：中華民國專利公告第TW-I630790號〝太陽能發電系統與太陽能模組發電異常檢測方法〞之發明專利，其揭示太陽能發電系統與太陽能模組發電異常檢測方法，該檢測方法包含步驟：A、經由電連接於一太陽能模組串列之一逆變器，並將一音頻訊號輸入至該太陽能模組串列之一電力迴路；B、一耦合接收器用以感應接收在該電力迴路傳送之音頻訊號，且該耦合接收器沿該電力迴路位移；及C、利用該耦合接收器根據該音頻訊號的感測結果對應輸出一提示訊息，且人體能感知該提示訊息。

承上，依前述第TW-I630790號之該太陽能模組發電異常檢測方法設計，可根據該耦合接收器輸出之該提示訊息之內容，立即判斷出該耦合接收器是否通過該電 力迴路之斷路故障點，能快速檢測尋找出該太陽能模組串列之斷路故障點位置。

然而，前述第TW-I630790號之該太陽能模組發電異常檢測方法僅適用於一般以判斷該耦合接收器是否通過該電力迴路之斷路故障點方式，檢測尋找該太陽能模組串列之斷路故障點位置，但其無法提供簡化型太陽能板發電特性曲線異常測試方法及其系統，以提供適用於初步異常測試作業。

另一習用太陽能板發電異常偵測方法及其系統，例如：中華民國專利公告第TW-I499887號〝太陽能發電系統與其異常檢測方法〞之發明專利，其揭示一種太陽能發電系統與其異常檢測方法。該太陽能發電系統包含一最大功率追蹤控制器及數組太陽能發電單元。該太陽能發電系統之異常檢測方法包含：一標準責任週期值建立階段及一供電階段。

承上，前述第TW-I499887號之該太陽能發電系統之異常檢測方法在該標準責任週期值建立階段中，首先檢查該太陽能發電單元，以確保該太陽能發電單元是否正常發電。接著，利用該最大功率追蹤控制器輸出一控制訊號至該太陽能發電單元，使該太陽能發電系統輸出一最大功率，並計算該太陽能發電單元之一標準責任週期範圍。

承上，前述第TW-I499887號之該太陽能發電系統之異常檢測方法另在該供電階段中，不定期判斷於該太陽能發電單元之責任週期值是否位於其相對應之該標準責任週期範圍內，以便判斷確定該太陽能發電單元是否發生發電異常。

然而，前述第TW-I499887號之該太陽能發電系統之異常檢測方法僅適用於一般在該供電階段中判斷於該太陽能發電單元之責任週期值是否位於其相對應之該標 準責任週期範圍內，但其無法提供簡化型太陽能板發電特性曲線異常測試方法及其系統，以提供適用於初步異常測試作業。

另一習用太陽能板發電異常偵測方法及其系統，例如：美國專利公開第US-20160019323號〝Solar Power Generation System,Abnormality Determination Processing Device,Abnormality Determination Processing Method,and Program〞之專利申請案，其揭示一種太陽能板發電異常偵測系統。一太陽能發電系統包含一太陽能發電模組〔solar power generation module〕、一電力量測單元〔power measurement unit〕、一逆變器〔inverter〕、一太陽照度計〔abnormality determination unit〕及一發電異常偵測單元〔power measurement unit〕。

然而，前述第US-20160019323號之該太陽能板發電異常偵測系統必需採用該太陽照度計及發電異常偵測單元，且該發電異常偵測單元連接至該電力量測單元，以便讀取該電力量測單元之電力資料。因此，該太陽能板發電異常偵測系統及其方法具有系統結構及其偵測作業複雜的缺點。

另一習用太陽能板發電異常偵測方法及其系統，例如：美國專利公開第US-20130300449號〝Solar Power Generation System,Abnormality Detection Method,and Abnormality Detection System〞之專利申請案，其揭示另一種太陽能板發電異常偵測系統。該太陽能板發電異常偵測系統連接至一太陽能電池〔solar battery〕，且該太陽能電池包含一電流偵測單元〔current detection unit〕及一電壓偵測單元〔voltage detection unit〕。該太陽能板發電異常偵測系統包含一特性計算單元〔characteristic calculation unit〕、一異常偵測單元〔abnormality detection unit〕及一 環境量測單元〔environment measurement unit〕。

然而，前述第US-20130300449號之該太陽能板發電異常偵測系統必需採用該電流偵測單元、電壓偵測單元、特性計算單元、異常偵測單元及環境量測單元，且該電流偵測單元及電壓偵測單元連接至該太陽能電池，以便讀取該太陽能電池之電流及電壓資料。因此，該太陽能板發電異常偵測系統及其方法具有系統結構及其偵測作業複雜的缺點。

另一習用太陽能板發電異常偵測方法及其系統，例如：中華民國專利公告第TW-I595744號〝太陽能板發電異常測試方法及其系統〞之發明專利，其揭示一種太陽能板發電異常測試方法。

承上，前述第TW-I595744號之該方法包含：利用一電能轉換器直接控制一太陽能電池模組而操作於數個預定電壓點，並利用該數個預定電壓點量測獲得數個量測電流；利用該數個預定電壓點及數個量測電流計算數個第一功率資料；及利用該數個第一功率資料與一第一發電特性曲線進行比對；或，利用該電能轉換器直接控制該太陽能電池模組而操作於數個預定電流點，並利用該數個預定電流點量測獲得數個量測電壓；利用該數個預定電流點及數個量測電壓計算數個第二功率資料；及利用該數個第二功率資料與一第二發電特性曲線進行比對，以測試該太陽能電池模組是否發電異常。

然而，前述第TW-I595744號之該太陽能板發電異常測試方法為需要計算較多筆數量之數個該第一功率資料或數個該第二功率資料，但其仍存在提供簡化型太陽能板發電特性或其曲線異常測試方法及其系統之需求，以提供適用於初步異常測試作業。

顯然，習用太陽能板發電異常偵測方法及其系 統必然存在進一步如何簡化其發電異常偵測系統結構及其方法之需求。前述專利申請案僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述技術問題及需求，其提供一種自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法及其系統，其利用一電能轉換器〔或逆變器〕於一太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流，於一第一近最大功率點及一近短路電流點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第一參考點電壓及至少一第一參考點電流，並利用該第一參考點電壓及第一參考點電流計算至少一第一參考點功率，且利用該第一參考點功率與一第一發電曲線異常特性進行比對，倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第一發電曲線異常特性進行進一步比對；或，於一第二近最大功率點及一近開路電壓點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第二參考點電壓及至少一第二參考點電流，並利用該第二參考點電壓及第二參考點電流計算至少一第二參考點功率，且利用該第二參考點功率與一第二發電曲線異常特性進行比對，以測試該太陽能電池模組是否發電異常，倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第二發電曲線異常特性進行進一步比對，因此相對於習用太陽能板發電異常偵測系統及其方法可確實大幅減少發電異常測試傳輸通訊資料數量〔僅採用少量測量點〕、進一步簡化發電異常測試作業程序及降低發電異常測試成本。

本發明較佳實施例之主要目的係提供一種自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法及其系統，其利用一電能轉換器〔或逆變器〕於一太陽能 電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流，於一第一近最大功率點及一近短路電流點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第一參考點電壓及至少一第一參考點電流，並利用該第一參考點電壓及第一參考點電流計算至少一第一參考點功率，且利用該第一參考點功率與一第一發電曲線異常特性進行比對，以達成大幅減少發電異常測試傳輸通訊資料數量〔僅採用少量測量點〕、簡化發電異常測試作業程序及降低發電異常測試成本之目的。

本發明較佳實施例之另一目的係提供一種自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法及其系統，其利用一電能轉換器〔或逆變器〕於一太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流，於一第二近最大功率點及一近開路電壓點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第二參考點電壓及至少一第二參考點電流，並利用該第二參考點電壓及第二參考點電流計算至少一第二參考點功率，且利用該第二參考點功率與一第二發電曲線異常特性進行比對，以測試該太陽能電池模組是否發電異常，以達成大幅減少發電異常測試傳輸通訊資料數量〔僅採用少量測量點〕、簡化發電異常測試作業程序及降低發電異常測試成本之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法包含：

利用一電能轉換器〔或逆變器〕控制一太陽能電池模組，並於該太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流；

於一第一發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第一近最大功率點及一近短路電流點；

於該第一近最大功率點及近短路電流點之間 自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第一參考點電壓及至少一第一參考點電流；

利用該第一參考點電壓及第一參考點電流計算至少一第一參考點功率；及

利用該第一參考點功率與一第一發電曲線異常特性進行比對是否異常；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第一發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理。

本發明較佳實施例之該第一近最大功率點包含一第一最大功率點。

本發明較佳實施例之該第一近最大功率點或第一最大功率點用以計算一填充因數特性〔最大輸出功率與短路電流和開路電壓之積的比值〕。

本發明較佳實施例之該近短路電流點包含一短路電流點。

本發明較佳實施例之該近短路電流點或短路電流點與第一近最大功率點或第一最大功率點之電流用以計算一電流比率特性。

本發明較佳實施例之該第一參考點位於一第一最大功率點及一短路電流點之間。

本發明較佳實施例將一測試單元選擇配置連接於該電能轉換器，或將該測試單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器。

本發明較佳實施例之該近端裝置或遠端裝置用以執行一發電異常進階測試作業。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法包含：

利用一電能轉換器〔或逆變器〕控制一太陽能電池模組，並於該太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流；

於一第二發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第二近最大功率點及一近開路電壓點；

於該第二近最大功率點及近開路電壓點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第二參考點電壓及至少一第二參考點電流；

利用該第二參考點電壓及第二參考點電流計算至少一第二參考點功率；及

利用該第二參考點功率與一第二發電曲線異常特性進行比對是否異常；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第二發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理。

本發明較佳實施例之該第二近最大功率點包含一第二最大功率點。

本發明較佳實施例之該第二近最大功率點或第二最大功率點用以計算一填充因數特性〔最大輸出功率與短路電流和開路電壓之積的比值〕。

本發明較佳實施例之該近開路電壓點包含一開路電壓點。

本發明較佳實施例之該近開路電壓點或開路電壓與第二近最大功率點或第二最大功率點之電壓用以計算一電壓比率特性。

本發明較佳實施例之該第二參考點位於一第二最大功率點及一開路電壓點之間。

本發明較佳實施例將一測試單元選擇配置連接於該電能轉換器，或將該測試單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊 於該電能轉換器。

本發明較佳實施例之該近端裝置或遠端裝置用以執行一發電異常進階測試作業。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試系統包含：

至少一太陽能電池模組，其包含數個子模組；

至少一電能轉換器，其連接於該太陽能電池模組；及

一測試單元，其選擇配置連接於該電能轉換器，或將該測試單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器；

其中經由該測試單元控制操作該電能轉換器，並於該太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流，且於一第一發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第一近最大功率點及一近短路電流點，並於該第一近最大功率點及近短路電流點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第一參考點，且於該第一參考點量測至少一第一參考點電壓及至少一第一參考點電流，並利用該第一參考點電壓及第一參考點電流計算至少一第一參考點功率，且利用該第一參考點功率與一第一發電曲線異常特性進行比對是否異常；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第一發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理；或

其中經由該測試單元控制操作該電能轉換器，且於一第二發電曲線區間或該發電曲線全區間選擇一第二近最大功率點及一近開路電壓點，並於該第二近最大功率點及近開路電壓點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第二參考點，且於該第二參考點量測至少 一第二參考點電壓及至少一第二參考點電流，並利用該第二參考點電壓及第二參考點電流計算至少一第二參考點功率，且利用該第二參考點功率與一第二發電曲線異常特性進行比對是否異常；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第二發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理。

本發明較佳實施例之該第一近最大功率點包含一第一最大功率點。

本發明較佳實施例之該第一近最大功率點或第一最大功率點用以計算一填充因數特性〔最大輸出功率與短路電流和開路電壓之積的比值〕。

本發明較佳實施例之該近短路電流點包含一短路電流點。

本發明較佳實施例之該近短路電流點或短路電流點與第一近最大功率點或第一最大功率點之電流用以計算一電流比率特性。

本發明較佳實施例之該第一參考點位於一第一最大功率點及一短路電流點之間。

本發明較佳實施例之該第二近最大功率點包含一第二最大功率點。

本發明較佳實施例之該第二近最大功率點或第二最大功率點用以計算一填充因數特性〔最大輸出功率與短路電流和開路電壓之積的比值〕。

本發明較佳實施例之該近開路電壓點包含一開路電壓點。

本發明較佳實施例之該近開路電壓點或開路電壓與第二近最大功率點或第二最大功率點之電壓用以計算一電壓比率特性。

本發明較佳實施例之該第二參考點位於一第 二最大功率點及一開路電壓點之間。

本發明較佳實施例之該近端裝置或遠端裝置用以執行一發電異常進階測試作業。

1‧‧‧太陽能電池模組

10‧‧‧子模組

11‧‧‧太陽能電池單元

12‧‧‧旁路二極體

2‧‧‧電能轉換器

2a‧‧‧測試單元

2b‧‧‧記憶體單元

20‧‧‧逆變器

21‧‧‧直流-直流升壓式電能轉換器

22‧‧‧傳輸模組

3‧‧‧測試系統

30‧‧‧操作面板

4‧‧‧雲端伺服器

40‧‧‧遠端測試系統

第1圖：本發明較佳實施例採用太陽能電池模組之架構示意圖。

第2圖：本發明第一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之架構示意圖。

第3圖：本發明較佳實施例採用太陽能電池模組發生各種發電異常狀態之曲線示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法之流程示意圖。

第4A圖：本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇於第一發電曲線區間選擇第一參考點執行測試作業之示意圖。

第5圖：本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法之流程示意圖。

第5A圖：本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇於第二發電曲線區間選擇第二參考點執行測試作業之示意圖。

第6圖：本發明第二較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之架構示意圖。

第7圖：本發明第三較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之架構示意圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之自適性資料輕量型或資 料簡化型太陽能板發電異常〔發電特性異常〕測試方法及其系統適用於各種太陽能電池模組型式，其包含基板式太陽能電池或薄膜式太陽能電池，且其亦適用於各種太陽能電池模組材料，其包含單晶矽〔monocrystalline silicon〕太陽能電池、多晶矽〔polycrystalline silicon〕太陽能電池或非晶矽〔amorphous silicon〕太陽能電池，但其並非用以限定本發明之範圍。

舉例而言，本發明較佳實施例之自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法及其系統採用〝自適性輕量型〞、〝自適性資料輕量型〞、〝自適性簡化型〞或〝自適性資料簡化型〞技術名詞，其定義為太陽能板發電異常測試資料之傳輸通訊量達成輕量化、減少或簡化之目的，但其並非用以限定本發明之範圍。

舉例而言，本發明較佳實施例之自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法及其系統採用〝發電曲線異常特性〞技術名詞，其定義為包含曲線階梯〔step〕或凹陷〔notch〕特性、低電流〔low current〕特性、低電壓〔low voltage〕特性、曲膝〔rounder knee〕特性、垂直區淺斜率〔shallower slope in vertical leg〕特性、水平區深斜率〔steeper slope in horizontal leg〕特性或其它各種發電異常特性，但其並非用以限定本發明之範圍。

舉例而言，本發明較佳實施例之自適性資料輕量型或資料簡化型太陽能板發電異常測試方法及其系統採用〝發電特性〞技術名詞，其定義為包含填充因數特性〔最大輸出功率與短路電流和開路電壓之積的比值〕、電流比率特性、電壓比率特性或其它各種太陽能板發電特性或其任意組合，以便進行一系列比對，但其並非用以限定本發明之範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例採用太陽能電池 模組之架構示意圖。請參照第1圖所示，一太陽能電池模組1包含數個子模組〔串接體〕10及數個旁路〔bypass〕二極體12，而每個該子模組10包含數個太陽能電池單元〔solar cell〕11，且該數個太陽能電池單元11形成串接。該數個太陽能電池模組1之子模組10並聯連接一個或數個該旁路二極體12。

請再參照第1圖所示，舉例而言，在環境溫度固定及無遮蔽情況下，且在該太陽能電池模組1可正常發電時，依不同的太陽照度該太陽能電池模組1可產生不同的輸出電壓-電流曲線〔V-I curve〕，如此其輸出可產生不同的電壓-功率曲線〔V-P curve〕。同樣的，在太陽照度固定及無遮蔽情況下，且在該太陽能電池模組1可正常發電時，依不同的環境溫度該太陽能電池模組1亦可產生不同的輸出電壓-電流曲線，如此其亦輸出可產生不同的電壓-功率曲線。

請再參照第1圖所示，該太陽能電池模組1電性連接於一電能轉換器〔例如：全橋式電能轉換器〕2，並將一測試單元2a〔或測試系統〕選擇配置連接於該電能轉換器2，如第1圖之左下方所示，且該電能轉換器2為一逆變器〔PV inverter〕或一微逆變器，以便將該太陽能電池模組1產生的電能進行轉換輸出。舉例而言，在該電能轉換器2運轉時，通常依太陽照度的變化適當執行最大功率追蹤〔MPPT〕作業。如此，在不同太陽照度下選擇控制該太陽能電池模組1之輸出電壓或輸出電流，以達成控制在其最大功率運轉點。

請再參照第1圖所示，舉例而言，將一記憶體單元2b〔或其它記憶體裝置〕選擇配置連接於該電能轉換器2、測試單元2a或近端裝置或設備，如第1圖之左側所示，且該記憶體單元2b可選自各種記憶體或具類似記憶體 功能之裝置或設備。

請再參照第1圖所示，本發明另一較佳實施例將該測試單元2a〔或測試系統〕選擇配置連接於一近端裝置〔或後端測試系統〕，且該近端裝置連接通訊於該電能轉換器2。或，本發明另一較佳實施例將該測試單元2a〔或測試系統〕選擇配置連接於一遠端裝置〔或遠端測試系統〕，且該遠端裝置連接通訊於該電能轉換器2。

第2圖揭示本發明第一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之架構示意圖。請參照第1及2圖所示，本發明第一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統包含一測試系統3電性連接於數個逆變器20〔如第1圖之電能轉換器2〕，以便經由數個該逆變器20進行控制測試數個該太陽能電池模組1之發電。此時，該逆變器20或電能轉換器2預先停止執行最大功率追蹤作業一預定時間。該太陽能電池模組1為單一個太陽能電池模組、一串太陽能電池模組或數串太陽能電池模組，而該電能轉換器2為一串接模組之逆變器、一微逆變器或具類似逆變器功能之設備。

請再參照第2圖所示，數個該太陽能電池模組1經由數個該逆變器20連接至一市電系統，如第2圖之右側所示。在經由數個該逆變器20進行控制測試數個該太陽能電池模組1時，數個該太陽能電池模組1之測試發電仍回收輸出至該市電系統，以提升其發電使用率。本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之該測試系統3選擇併入一體設置於該逆變器20上，即該逆變器20具有一發電異常測試功能及其它功能〔例如：最大功率追蹤功能〕，以提供多重操作功能。

請再參照第2圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之該測試系統 3選擇分離設置於該逆變器20，而單一個該測試系統3分離設置於一測試裝置〔例如：近端裝置〕，且該測試裝置包含一操作面板30，以便供現場人員操作設定該測試系統3。本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之該測試系統3連接單一個或數個該逆變器20，且可利用該操作面板30進行操作設定該測試系統3。

第3圖揭示本發明較佳實施例採用太陽能電池模組發生各種發電異常狀態之曲線示意圖。請參照第3圖所示，太陽能電池模組發生各種發電異常狀態包含：A、曲線階梯或凹陷〔第3圖之中間彎曲虛線所示〕；B、低電流〔第3圖之左上方虛線箭頭所示〕；C、低電壓〔第3圖之右下方虛線箭頭所示〕；D、曲膝〔第3圖之右上方虛線所示〕；E、垂直區淺斜率〔第3圖之右方虛線所示〕；F、水平區深斜率〔第3圖之上方虛線所示〕。

第4圖揭示本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法之流程示意圖。請參照第4圖所示，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇採用一發電特性曲線，其包含一電壓-功率〔V-P〕曲線或一電壓-電流〔V-I〕曲線，且電壓-功率〔V-P〕曲線或電壓-電流〔V-I〕曲線具有一最大功率點〔MPP，maximum power point〕。

第4A圖揭示本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇於第一發電曲線區間選擇第一參考點執行測試作業之示意圖，其對應於第4圖之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法。請參照第4A圖所示，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇執行於一第一發電曲線區間，且該第一發電曲線區間具有一短路電流點Isc，如第4A圖之左側所示。

請參照第1、2、3、4及4A圖所示，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S1：舉例而言，首先，利用該電能轉換器2或逆變器20控制該太陽能電池模組1，並於該太陽能電池模組1量測數個量測電壓及數個量測電流，且該數個量測電壓及數個量測電流之參考位置選自發電特性曲線之各種參考位置，且將該數個量測電壓及數個量測電流選擇儲存於該記憶體單元2b或其它近端或遠端裝置或設備內。

請再參照第1、2、3、4及4A圖所示，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S2：舉例而言，接著，以適當技術手段〔例如：自動、半自動或手動方式〕於一第一發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第一近最大功率點及一近短路電流點，如第4A圖之左側所示。

請再參照第1、2、3、4及4A圖所示，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S3：舉例而言，接著，以適當技術手段〔例如：自動或手動方式〕於該第一近最大功率點〔或最大功率點〕及近短路電流點〔或短路電流點〕之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第一參考點電壓V(a)及至少一第一參考點電流I(a)，其位於一第一參考點a，如第4A圖之左側及中間位置所示。

請再參照第1、2、3、4及4A圖所示，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S4：舉例而言，接著，以適當技術手段於該測試單元2a或測試系統3利用該第一參考點電壓V(a)及第一參考點電流I(a)計算至少一第一參考點功率P(a)，如第4A圖之左側及中間位置所示。

請再參照第1、2、3、4及4A圖所示，本發明 較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S5：舉例而言，接著，以適當技術手段於該測試單元2a或測試系統3〔或後端測試系統、雲端測試系統或其它測試系統〕利用該第一參考點功率P(a)與一第一發電曲線異常特性〔如第3圖所示〕進行比對是否異常，以達成減少發電異常測試資料處理數量及大幅減少發電異常測試傳輸通訊資料數量；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流〔儲存於記憶體單元2b或其它近端或遠端裝置或設備內〕與第一發電曲線異常特性進行進一步進階比對，即進行整體第一發電曲線異常比對；反之，倘若未發生異常時，完全不需要進行進階比對，以達成減少發電異常測試資料處理數量及大幅減少發電異常測試傳輸通訊資料數量。

請再參照第1、2、4及4A圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法於該測試單元2a或測試系統3另選擇執行該第一近最大功率點或第一最大功率點用以計算一填充因數特性〔最大輸出功率與短路電流和開路電壓之積的比值〕；或，該近短路電流點或短路電流點與第一近最大功率點或第一最大功率點之電流用以計算一電流比率特性，以便於近端或遠端與一標準值進行比對，以判斷該太陽能電池模組1是否發電異常。

請再參照第1、2、3、4及4A圖所示，本發明較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法於近端之該測試單元2a或測試系統3初步以簡化型判斷方式判斷發電異常〔如第3圖所示〕後，在後續上另結合執行一遠端太陽能板發電異常進階測試方法及其系統〔如第7圖所示〕或類似發電異常測試方法及其系統，例如：太陽能板發電特性曲線之多點檢測掃描，以確實判斷該太陽能 電池模組1是否發電異常。

第5圖揭示本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法之流程示意圖。第5A圖揭示本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇於第二發電曲線區間選擇第二參考點執行測試作業之示意圖，其對應於第5圖之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法。請參照第5A圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇執行於一第二發電曲線區間，且該第二發電曲線區間具有一開路電壓點Voc，如第5A圖之右側所示。

請參照第1、2、3、5及5A圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S1A：舉例而言，首先，利用該電能轉換器2或逆變器20控制該太陽能電池模組1，並於該太陽能電池模組1量測數個量測電壓及數個量測電流，且該數個量測電壓及數個量測電流之參考位置選自發電特性曲線之各種參考位置，且將該數個量測電壓及數個量測電流選擇儲存於該記憶體單元2b或其它近端或遠端裝置或設備內。

請再參照第1、2、3、5及5A圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S2A：舉例而言，接著，以適當技術手段〔例如：自動、半自動或手動方式〕於一第二發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第二近最大功率點及一近開路電壓點，如第5A圖之右側所示。

請再參照第1、2、3、5及5A圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S3A：舉例而言，接著，以適當技術手段〔例如：自動或手動方式〕於該第二近最大功率點〔或最大功率點〕及近開路電壓點〔或開路電壓點〕之間選擇至少一 第二參考點電壓V(b)及至少一第二參考點電流I(b)，其位於一第二參考點b，如第5A圖之右側所示。

請再參照第1、2、3、5及5A圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S4A：舉例而言，接著，以適當技術手段於該測試單元2a或測試系統3利用該第二參考點電壓V(b)及第二參考點電流I(b)計算至少一第二參考點功率P(b)，如第5A圖之右側所示。

請再參照第1、2、3、5及5A圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法包含步驟S5A：舉例而言，接著，以適當技術手段於該測試單元2a或測試系統3〔或後端測試系統、雲端測試系統或其它測試系統〕利用該第二參考點功率P(b)與一第二發電曲線異常特性〔如第3圖所示〕進行比對是否異常，以達成減少發電異常測試資料處理數量及大幅減少發電異常測試傳輸通訊資料數量；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流〔儲存於該記憶體單元2b或其它近端或遠端裝置或設備內〕與第二發電曲線異常特性進行進一步進階比對，即進行整體第二發電曲線異常比對；反之，倘若未發生異常時，完全不需要進行進階比對，以達成減少發電異常測試資料處理數量及大幅減少發電異常測試傳輸通訊資料數量。

請再參照第1、2、5及5A圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法於該測試單元2a或測試系統3〔或後端測試系統、雲端測試系統或其它測試系統〕另選擇執行該第二近最大功率點或第二最大功率點用以計算一填充因數特性〔最大輸出功率與短路電流和開路電壓之積的比值〕；或，該近開路電壓點或開路電壓點與第二近最大功率點或 第二最大功率點之電流用以計算一電壓比率特性，以便於近端或遠端與一標準值進行比對，以判斷該太陽能電池模組1是否發電異常。

請再參照第4A及5A圖所示，本發明另一較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法選擇執行於該第一發電曲線區間〔如第4A圖所示〕及第二發電曲線區間〔如第5A圖所示〕或發電曲線全區間，或同時或同步選擇執行於該第一發電曲線區間及第二發電曲線區間或發電曲線全區間。

第6圖揭示本發明第二較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之架構示意圖。請參照第6圖所示，本發明第二較佳實施例之該測試系統3〔例如：近端測試系統或遠端測試系統或其它測試系統〕電性連接於該逆變器20，且該太陽能電池模組1及逆變器20之間設置一直流-直流升壓式電能轉換器21。

第7圖揭示本發明第三較佳實施例之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統之架構示意圖。請參照第7圖所示，本發明第三較佳實施例之該測試系統3另連接至一雲端伺服器4或一遠端監控系統，以便該雲端伺服器4或遠端監控系統自動判別該太陽能電池模組1是否發電異常。該雲端伺服器4或遠端監控系統包含一遠端測試系統40，且該逆變器20另連接一傳輸模組22或一無線傳輸模組，以便該遠端測試系統40以有線或無線方式連接操作該逆變器20，以遠端控制執行數個該太陽能電池模組1之發電異常測試作業或發電異常進階〔整個發電曲線特性〕測試作業。另外，將該數個量測電壓及數個量測電流選擇儲存於該雲端伺服器4或遠端監控系統。

請再參照第7圖所示，本發明另一較佳實施例之該測試系統3可選擇結合於該傳輸模組22，以形成一近 端測試單元或一近端測試系統，並可直接進行發電異常初步〔簡化型〕測試作業，且該近端測試單元或近端測試系統另連接至該雲端伺服器4或遠端監控系統，以便該雲端伺服器4、遠端測試系統40或遠端監控系統自動判別該太陽能電池模組1執行是否發電異常之發電異常進階測試作業。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

1‧‧‧太陽能電池模組

2b‧‧‧記憶體單元

20‧‧‧逆變器

3‧‧‧測試系統

30‧‧‧操作面板

Claims (28)

1. 一種自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其包含：

   利用一電能轉換器控制一太陽能電池模組，並於該太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流；

   於一第一發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第一近最大功率點及一近短路電流點；

   於該第一近最大功率點及近短路電流點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第一參考點電壓及至少一第一參考點電流；

   利用該第一參考點電壓及第一參考點電流計算至少一第一參考點功率；及

   利用該第一參考點功率與一第一發電曲線異常特性進行比對是否異常；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第一發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理。
2. 依申請專利範圍第1項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該第一近最大功率點包含一第一最大功率點。
3. 依申請專利範圍第2項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該第一近最大功率點或第一最大功率點用以計算一填充因數特性。
4. 依申請專利範圍第1項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該近短路電流點包含一短路電流點。
5. 依申請專利範圍第1項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該近短路電流點或一短路電流點與第一近最大功率點或一第一最大功率點之電流用以計算一電流比率特性。
6. 依申請專利範圍第1項所述之自適性輕量型太陽能板 發電異常測試方法，其中該第一參考點位於一第一最大功率點及一短路電流點之間。
7. 依申請專利範圍第1項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中將一測試單元選擇配置連接於該電能轉換器，或將該測試單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器。
8. 依申請專利範圍第7項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該近端裝置或遠端裝置用以執行一發電異常進階測試作業。
9. 一種自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其包含：

   利用一電能轉換器控制一太陽能電池模組，並於該太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流；

   於一第二發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第二近最大功率點及一近開路電壓點；

   於該第二近最大功率點及近開路電壓點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第二參考點電壓及至少一第二參考點電流；

   利用該第二參考點電壓及第二參考點電流計算至少一第二參考點功率；及

   利用該第二參考點功率與一第二發電曲線異常特性進行比對是否異常；倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第二發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理。
10. 依申請專利範圍第9項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該第二近最大功率點包含一第二最大功率點。
11. 依申請專利範圍第10項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該第二近最大功率點或第二最大 功率點用以計算一填充因數特性。
12. 依申請專利範圍第9項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該近開路電壓點包含一開路電壓點。
13. 依申請專利範圍第9項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該近開路電壓點或一開路電壓與第二近最大功率點或一第二最大功率點之電壓用以計算一電壓比率特性。
14. 依申請專利範圍第9項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該第二參考點位於一第二最大功率點及一開路電壓點之間。
15. 依申請專利範圍第9項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中將一測試單元選擇配置連接於該電能轉換器，或將該測試單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器。
16. 依申請專利範圍第15項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試方法，其中該近端裝置或遠端裝置用以執行一發電異常進階測試作業。
17. 一種自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其包含：

    至少一太陽能電池模組，其包含數個子模組；

    至少一電能轉換器，其連接於該太陽能電池模組；及

    一測試單元，其選擇配置連接於該電能轉換器，或將該測試單元選擇配置連接於一近端裝置或一遠端裝置，且該近端裝置或遠端裝置連接通訊於該電能轉換器；

    其中經由該測試單元控制操作該電能轉換器，並於該太陽能電池模組量測數個量測電壓及數個量測電流，且於一第一發電曲線區間或一發電曲線全區間選擇一第一近最大功率點及一近短路電流點，並於該第一近最大功率點及近 短路電流點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第一參考點，且於該第一參考點量測至少一第一參考點電壓及至少一第一參考點電流，並利用該第一參考點電壓及第一參考點電流計算至少一第一參考點功率，且利用該第一參考點功率與一第一發電曲線異常特性進行比對是否異常，倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第一發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理；或其中經由該測試單元控制操作該電能轉換器，於一第二發電曲線區間或該發電曲線全區間選擇一第二近最大功率點及一近開路電壓點，並於該第二近最大功率點及近開路電壓點之間自該數個量測電壓及數個量測電流選擇至少一第二參考點，且於該第二參考點量測至少一第二參考點電壓及至少一第二參考點電流，並利用該第二參考點電壓及第二參考點電流計算至少一第二參考點功率，且利用該第二參考點功率與一第二發電曲線異常特性進行比對是否異常，倘若異常時，將該數個量測電壓及數個量測電流與第二發電曲線異常特性進行進一步比對，以達成自適性傳輸通訊資料之輕量或簡化處理。
18. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該第一近最大功率點包含一第一最大功率點。
19. 依申請專利範圍第18項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該第一近最大功率點或第一最大功率點用以計算一填充因數特性。
20. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該近短路電流點包含一短路電流點。
21. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該近短路電流點或一短路電流點 與第一近最大功率點或一第一最大功率點之電流用以計算一電流比率特性。
22. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該第一參考點位於一第一最大功率點及一短路電流點之間。
23. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該第二近最大功率點包含一第二最大功率點。
24. 依申請專利範圍第23項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該第二近最大功率點或第二最大功率點用以計算一填充因數特性。
25. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該近開路電壓點包含一開路電壓點。
26. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該近開路電壓點或一開路電壓與第二近最大功率點或一第二最大功率點之電壓用以計算一電壓比率特性。
27. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該第二參考點位於一第二最大功率點及一開路電壓點之間。
28. 依申請專利範圍第17項所述之自適性輕量型太陽能板發電異常測試系統，其中該近端裝置或遠端裝置用以執行一發電異常進階測試作業。

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