WO2011111252A1 - 太陽光発電システム - Google Patents
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Definitions
- Embodiments of the present invention relate to a solar power generation system that generates power using sunlight.
- the solar power generation system converts DC power generated by irradiating light to the solar cell module into AC power by an inverter and supplies the AC power to the power system.
- the solar power generation system includes a solar cell module, a junction box, an inverter, a step-up transformer, an AC circuit breaker, a grid transformer, and a grid breaker.
- the solar cell module generates DC power when irradiated with light.
- a plurality of solar cell modules are connected in series to form a solar cell string.
- the solar cell string integrates the DC power generated in each solar cell module and outputs it between the positive terminal and the negative terminal.
- the solar power generation system includes a plurality of solar cell strings, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each solar cell string are connected to a connection box.
- the connection box collects DC power sent from multiple solar cell strings and sends it to the inverter.
- the inverter converts the DC power sent from the connection box into AC power and sends it to the step-up transformer.
- the step-up transformer converts AC power sent from the inverter into AC power having a predetermined voltage, and sends the AC power to the interconnection transformer via the AC circuit breaker.
- the interconnection transformer converts the received AC power into a voltage suitable for interconnection with the grid power, and sends it to the grid power via the grid breaker.
- the output current of the solar cell module 1 increases as the light applied to the solar cell module becomes stronger, and the electric power obtained from the photovoltaic power generation system increases.
- the solar cell module used in the solar power generation system Since the conventional solar power generation system described above is installed outdoors, the solar cell module used in the solar power generation system has unexpected problems such as surface glass contamination due to bird droppings or surface glass damage due to drought. To do. As a result, problems such as a part of the solar cell module generating abnormal heat occur.
- the object of the present invention is to provide a versatile solar power generation system that can easily identify a location when an abnormality of a solar cell module is found.
- a photovoltaic power generation system includes a solar cell array in which a plurality of solar cell strings in which solar cell modules are connected in series, a solar cell module, a solar cell string, or a solar cell.
- a solar cell related information holding unit that holds the solar cell related information of the battery array; and an information transmission unit that transmits the solar cell related information from the solar cell related information holding unit to the outside.
- the solar cell related information holding unit includes an identification information holding unit that holds identification information for identifying a solar cell module, a solar cell string, or a solar cell array, and a solar that holds information on the solar cell module, the solar cell string, or the solar cell array.
- a battery information holding unit; and a position information holding unit that holds position information for identifying a position of the solar cell module, the solar cell string, or the solar cell array.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram showing a configuration of solar cell related information according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration method of position information according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration method of position information according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration method of position information according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration method of position information according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the photovoltaic power generation system according to the second embodiment.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram showing a configuration of solar cell related information according to the first
- FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the photovoltaic power generation system according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a photovoltaic power generation system according to the third embodiment.
- FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the photovoltaic power generation system according to the third embodiment.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
- FIG. 1 shows only a plurality of solar cell strings and connection boxes.
- This solar power generation system includes a solar power generation system unit, a solar cell related information holding unit 10, and an information transmission unit 14.
- the photovoltaic power generation system unit is composed of a solar cell array 1-1 to 1-n in which a plurality of solar cell strings 8 are arranged and a junction box 2.
- Each solar cell string 8 includes one or a plurality of solar cell modules 1 connected in series.
- the solar cell related information holding unit 10 includes an identification information holding unit 13 that holds identification information for identifying the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n, and the solar cell module 1 or the solar cell.
- the solar cell information holding unit 12 that holds information on the battery string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n, and the positional information on the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n.
- 16 includes a position information holding unit 11 that holds 16.
- the solar cell related information holding unit 10 holds the solar cell related information 15 for each of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n.
- the solar cell related information 15 includes the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the identification information 17 of the solar cell arrays 1-1 to 1-n, the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell.
- the solar cell information 18 of the battery arrays 1-1 to 1-n and the position information 16 of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n are shown.
- the identification information 17 represents information for uniquely identifying the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1 -n. An arbitrarily added symbol, a manufacturing number of the solar cell module 1, and position information One or more pieces of information such as 16 can be used as identification information.
- the position information 16 defines two reference direction vectors 22 that are not aligned with the reference point 21, and from the reference point 21, the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-1.
- the position vectors up to ⁇ n can be decomposed into reference direction vectors 22 to be coefficients of the decomposed vectors.
- the position information 16 defines a reference point 21, one reference direction vector 22, and a reference rotation direction 23, and from the reference point 21, the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell array 1.
- the position vector from ⁇ 1 to 1-n, the angle formed from the reference direction vector 22 to the reference rotation direction 23, and the length of the position vector can also be used.
- the position information 16 is the longitude and latitude of the position of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n using the longitude / latitude measuring means 24. You can also Further, as shown in FIG. 6, the position information 16 may be the address of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n.
- the solar cell information 18 is composed of one of the unique information 19 and the operation information 20 of the solar cell module 1 or a combination of the two, and changes depending on the purpose.
- the unique information 19 is information regarding the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n that does not change in a time-dependent manner at the time of operation determined at the time of manufacture, such as a serial number and a model name. , Manufacturer name, factory test value, date of introduction, number of series, number of parallel, installation angle or azimuth angle of fixed mount, etc., or a combination of a plurality of these information.
- the operation information 20 includes information that changes in a time-dependent manner during operation of the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n, such as current information, voltage information, power information, power amount information, It consists of one or a combination of a plurality of pieces of information such as temperature information, solar radiation intensity information, an installation angle and an azimuth angle in a tracking base.
- the solar cell related information holding unit 10 is connected to the information transmitting unit 14 and outputs the solar cell related information to the information transmitting unit 14.
- the information transmission unit 14 transmits the solar cell related information 15 to the outside by wire or wireless.
- the solar cell module 1 or the solar cell string 8 including the solar cell module 1 or the solar cell array including the solar cell module 1 is used.
- the output current is smaller than the current output from the other solar cell strings 8.
- the solar cell related information 15 the solar cell information, position information, and identification information including operation information including current information or power information and unique information is transmitted from the solar cell related information holding unit 10 to the information transmitting unit 14.
- the information transmission unit 14 transmits the solar cell related information 15 from the solar cell related information holding unit 10 to the outside.
- the solar cell module 1 when the solar cell related information 15 is received externally, the solar cell module 1 whose output is reduced or the solar cell module 1 is reduced based on the operation information including the current information or the power information, the identification information, and the position information.
- the position of the solar cell string 8 including the solar cell array 1-1 to 1-n including the solar cell string 8 or the solar cell module 1 can be immediately identified. As a result, even if the output reduction needs to be replaced such as failure or deterioration of the solar cell module 1, it can be replaced immediately without following the wiring.
- the position (location) can be specified when a decrease in the output of the solar cell module 1 is detected, so that it can be reliably and easily replaced.
- remote monitoring can be performed, maintenance can be easily performed, operation costs can be reduced, and a solar power generation system with high safety and low maintenance costs can be provided.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the photovoltaic power generation system according to the second embodiment.
- the solar power generation system according to the second embodiment shown in FIG. 7 further includes an information reception unit 25 and a weather determination unit 26 in addition to the configuration of the solar power generation system according to the first embodiment shown in FIG. It is characterized by that.
- the description of the parts configured in the same way as in FIG. 1 is omitted.
- the information receiving unit 25 receives the solar cell related information 15 transmitted from the information transmitting unit 14, and transmits the received solar cell related information 15 to the weather determination unit 26.
- the operation information 20 of the solar cell information 18 of the solar cell related information 15 includes information used for weather determination by the weather determination unit 26, for example, the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1- One or more pieces of information among n current, temperature, solar radiation intensity, etc. are included.
- the weather determination unit 26 determines the weather based on information used for the weather determination included in the operation information 20 of the solar cell related information 15 received from the information reception unit 25.
- the weather determination unit 26 acquires the solar cell related information 15 from the information receiving unit 25 (step S11). Next, the weather determination part 26 determines whether the value of the weather determination information used for a weather determination changed, for example using the information used for the weather determination contained in the solar cell related information 15 (step) S12).
- the weather determination unit 26 determines that the value has changed from cloudy to clear (step S14) when the value of the weather determination information is increased, for example, when the value is equal to or greater than the threshold (YES in step S13). When the value of the weather determination information decreases, for example, less than the threshold (NO in step S13), the weather determination unit 26 determines that the weather has changed from clear to cloudy (step S15). When the value of the weather determination information does not change, the weather determination unit 26 determines from cloudy to cloudy or clear to clear (step S16). This weather determination process is performed for each solar cell related information 15.
- the cloud shape is estimated by comparing the weather determination results from the steps S14 to S16 with the position information (step S17). That is, for example, if the weather determination is performed based on the presence or absence of clouds rather than the weather such as cloudy or clear, the distribution of clouds at the position of the photovoltaic power generation system in which information is held in the solar cell related information holding unit 10 It can be obtained without adding.
- the solar cell related information 15 includes the position information 16
- weather can be determined for each position of the position information 16. Further, by displaying the weather determination result for each position, weather information at the position of the solar power generation system whose information is held in the solar cell related information holding unit 10 can be obtained without adding equipment.
- the facility is added with weather information at the position of the solar power generation system in which information is held in the solar cell related information holding unit 10.
- a photovoltaic power generation system that can be obtained without any problems can be provided.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the photovoltaic power generation system according to the third embodiment.
- the photovoltaic power generation system according to the third embodiment shown in FIG. 9 further includes an information reception unit 25, an output decrease detection unit 27, a weather influence detection unit 28, in addition to the configuration of the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
- An abnormality determination unit 29 is added.
- FIG. 9 the description of the same parts as in FIG. 1 is omitted.
- the information receiving unit 25 receives the solar cell related information 15 transmitted from the information transmitting unit 14 and the weather information from the database, and transmits the received solar cell related information 15 to the output decrease detecting unit 27 and the weather effect detecting unit 28. In addition, the received weather information is transmitted to the weather influence detection unit 28.
- the operation information 20 of the solar cell information 18 of the solar cell related information 15 is used by the output decrease detection unit 27 to detect the output decrease of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n.
- Information for example, one or more of the current, voltage, power, etc. of the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n.
- the weather information includes information used by the weather influence detection unit 28 to detect the influence of weather, for example, cloud arrangement, cloud photographs, solar radiation intensity at each position, sun position, information on objects that can form shadows, One or more pieces of information such as those obtained by the method of Example 2 are included.
- the output decrease detection unit 27 includes the detection information of the output decrease of the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n and the abnormality determination unit 29 including the solar cell related information 15 in some cases.
- the weather influence detection unit 28 transmits the detection information of the influence of the weather, the weather information, and possibly the solar cell related information 15 to the abnormality determination unit 29.
- the output decrease detection unit 27 acquires the solar cell related information 15 from the information reception unit 25 (step S21). Next, the output decrease detection unit 27 uses information used for detection of output decrease included in the solar cell related information 15 to determine whether the value of information used for output decrease is below a certain threshold value, for example. Determination is made (step S22). This output reduction determination process is performed for each solar cell related information 15. If the value of information used for output reduction is not less than a certain threshold value, the abnormality determination unit 29 determines that the value is normal (step S23).
- step S22 when the value of information used for output reduction falls below a certain threshold value, the weather effect detection unit 28 acquires the position information 16 and weather information included in the solar cell related information 15. Then, using the position information 16 and the weather information, for example, it is determined whether or not a cloud is applied to the position of the position information 16 (step S25). This determination process is performed for each solar cell related information 15.
- the abnormality determination unit 29 determines that the position information 16 is normal when the position information 16 is clouded. Further, when there is no cloud at the position of the position information 16, that is, the abnormality determining unit 29 determines that the output decrease in which the output decrease is detected but the influence of the weather is not detected is abnormal (step). S26).
- This abnormality includes, for example, a physical abnormality such as contamination or damage on the surface of the solar cell module, an electric abnormality such as a failure or deterioration of the solar cell module 1 or disconnection of the circuit, and the influence of the weather is eliminated. .
- the physical abnormality and electrical abnormality of the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n are detected by excluding the elements of the weather conditions, thereby accurately detecting.
- the introduction cost can be reduced and a self-failure detection function can be provided.
- snow cover information at the position of the solar power generation system whose information is held in the solar cell related information holding unit 10 can be obtained without adding equipment.
- the solar power generation system According to the solar power generation system according to the third embodiment, it is possible to obtain snow cover information at the position of the solar power generation system in which information is held in the solar cell related information holding unit 10, Photovoltaic power generation capable of accurately detecting physical and electrical abnormalities of the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell arrays 1-1 to 1-n, reducing the introduction cost, and having a self-failure detection function Can provide a system.
- FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing the configuration of the main part of the photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment.
- the operation information 20 of the solar cell information 18 of the solar cell related information 15 includes information that can determine the output of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n, for example, current and power, and The temperature of the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell array 1-1 to 1-n and the ambient temperature of the solar cell module 1 or the solar cell string 8 or the solar cell array 1-1 to 1-n are included.
- the temperature rise from the ambient temperature of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n is proportional to the solar radiation intensity. Further, the temperature rise from the ambient temperature of the solar cell module 1, the solar cell string 8, or the solar cell arrays 1-1 to 1-n is exponentially inversely proportional to the wind speed as shown in FIG.
- the solar cell information 18 of the solar cell related information 15 includes solar radiation intensity, or the solar radiation intensity for each solar cell related information 15 is estimated by the method using the solar power generation system according to the second embodiment. be able to. Based on the estimated solar radiation intensity, the wind speed at the position of the position information 16 of the solar cell related information 15 can be calculated by a wind speed calculation unit (not shown) without adding equipment.
- the solar cell module corresponding to the position of the position information 16 of the solar cell related information 15 having a high wind speed can be handled, for example, laid down or removed, and a highly safe solar power generation system can be provided.
- the wind speed at the position of the solar power generation system in which information is held in the solar cell related information holding unit 10 can be obtained.
- a safe and versatile solar power generation system that can cope with high wind speeds can be provided.
Abstract
実施形態によれば、太陽電池モジュール1が直列に接続された太陽電池ストリング8が複数個配列されて成る太陽電池アレイ1-1～1-n、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイの太陽電池関連情報を保持する太陽電池関連情報保持部、太陽電池関連情報を外部に送信する情報送信部を有する。太陽電池関連情報保持部は、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイを識別する識別情報を保持する識別情報保持部、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイの情報を保持する太陽電池情報保持部、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイの位置を識別する位置情報を保持する位置情報保持部を有する。
Description
本発明の実施形態は、太陽光を用いて発電を行う太陽光発電システムに関する。
太陽光発電システムは、太陽電池モジュールに光が照射されることによって発生される直流電力をインバータによって交流電力に変換し、電力系統に供給する。太陽光発電システムは、太陽電池モジュール、接続箱、インバータ、昇圧変圧器、交流遮断器、連系用変圧器および連系用遮断器を備える。
太陽電池モジュールは、光が照射されることによって直流電力を発生する。太陽電池モジュールが複数個直列に接続されて太陽電池ストリングが構成されている。太陽電池ストリングは、各太陽電池モジュールで発生された直流電力を積算し、正極端子と負極端子との間に出力する。太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリングを備え、各太陽電池ストリングの正極端子および負極端子は、接続箱に接続されている。
接続箱は、複数の太陽電池ストリングから送られてくる直流電力を集めてインバータに送る。インバータは、接続箱から送られてくる直流電力を交流電力に変換して、昇圧変圧器に送る。昇圧変圧器は、インバータから送られてくる交流電力を所定の電圧を有する交流電力に変換し、交流遮断器を経由して連系用変圧器へ送る。連系用変圧器は、受け取った交流電力を系統電力との連系に適した電圧に変換し、連系用遮断器を経由して系統電力に送る。なお、太陽電池モジュールに照射される光は、強力であるほど太陽電池モジュール１の出力電流が大きくなり、太陽光発電システムから得られる電力は大きくなる。
上述した従来の太陽光発電システムは屋外に設置されるため、太陽光発電システムで使用される太陽電池モジュールでは、鳥糞による表面ガラスの汚損または雹による表面ガラスの破損などの予期できないトラブルが発生する。その結果、太陽電池モジュールの一部が異常発熱するなどの問題が発生する。
また、異常な太陽電池モジュールが放置されると、期待された発電量が得られず投資回収が遅れるという問題がある。また、異常発熱で太陽電池モジュールの裏面が焼損するなどの安全上の問題も発生する。したがって、太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールの異常を検出し、異常が存在する太陽電池モジュールを特定する必要がある。
しかし、太陽光発電モジュールは多数設置されるため、例え異常が発見された場合でも、場所を特定するのに、配線を辿る必要があるなどの手間が大きいこと等が問題となっていた。また、従来の太陽光発電システムは発電目的にのみ利用され、太陽光発電システムの設置に用いた莫大な面積が単一目的に利用されているにすぎなかった。
本発明の課題は、太陽電池モジュールの異常を発見した場合に容易に場所を特定できる多目的な太陽光発電システムを提供する。
上記課題を解決するために、実施形態の太陽光発電システムは、太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングが複数個配列されて成る太陽電池アレイと、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイの太陽電池関連情報を保持する太陽電池関連情報保持部と、太陽電池関連情報保持部からの太陽電池関連情報を外部に送信する情報送信部とを有する。太陽電池関連情報保持部は、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイを識別する識別情報を保持する識別情報保持部と、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイの情報を保持する太陽電池情報保持部と、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングまたは太陽電池アレイの位置を識別する位置情報を保持する位置情報保持部とを有する。
以下に実施の形態が、図面を参照しながら詳細に説明される。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、図１には、複数の太陽電池ストリングおよび接続箱のみが示されている。
図１は、第１の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、図１には、複数の太陽電池ストリングおよび接続箱のみが示されている。
この太陽光発電システムは、太陽光発電システム部、太陽電池関連情報保持部１０、情報送信部１４から成る。
太陽光発電システム部は、太陽電池ストリング８が複数個配列されて成る太陽電池アレイ１－１～１－ｎと接続箱２とから成る。各太陽電池ストリング８は直列に接続された１個または複数個の太陽電池モジュール１から成る。太陽電池関連情報保持部１０は、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎを識別する識別情報を保持する識別情報保持部１３と、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの情報を保持する太陽電池情報保持部１２と、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの位置情報１６を保持する位置情報保持部１１から成る。
太陽電池関連情報保持部１０は、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎ毎の太陽電池関連情報１５を保持する。太陽電池関連情報１５は、図２に示すように、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの識別情報１７と太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの太陽電池情報１８と太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの位置情報１６を表す。
識別情報１７は、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎを一意に識別する情報を表し、任意に付加した記号や太陽電池モジュール１の製造番号、位置情報１６などのうち１つまたは複数の情報を識別情報とすることができる。
位置情報１６は、図３に示すように、基準点２１と一直線状でない２つの基準方向ベクトル２２を定め、基準点２１から太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎまでの位置ベクトルを基準方向ベクトル２２に分解し、分解した各ベクトルの係数とすることができる。
また、位置情報１６は、図４に示すように、基準点２１と１つの基準方向ベクトル２２と基準回転方向２３を定め、基準点２１から太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎまでの位置ベクトルと基準方向ベクトル２２から基準回転方向２３になす角度、および位置ベクトルの長さとすることもできる。
位置情報１６は、図５に示すように、経度・緯度計測手段２４を用いて、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの位置の経度と緯度とすることもできる。また、位置情報１６は、図６に示すように、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの住所とすることもできる。
太陽電池情報１８は、図２に示すように、太陽電池モジュール１の固有情報１９、運用情報２０のうち１つまたはこれら２つの組み合わせから成り、目的に応じて変化する。固有情報１９は、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎに関する製造時、導入時に決定される運用時に時間依存的に変化しない情報、例えば製造番号、型名、メーカ名、工場試験値、導入年月日、直列数、並列数、固定架台などにおける設置角や方位角などのうち１つまたはこれら複数の情報の組み合わせから成る。
運用情報２０は、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎに関する運用時に時間依存的に変化する情報、例えば電流情報、電圧情報、電力情報、電力量情報、温度情報、日射強度情報、追尾架台などにおける設置角や方位角などのうち１つまたはこれら複数の情報の組み合わせから成る。
太陽電池関連情報保持部１０は、情報送信部１４と接続され、情報送信部１４に太陽電池関連情報を出力する。情報送信部１４は、有線または無線で外部へ太陽電池関連情報１５を送信する。
次に、上記のように構成される第１の実施形態に係る太陽光発電システムの動作が説明される。
太陽電池ストリング８の中に出力が低下した太陽電池モジュール１が存在した場合に、その太陽電池モジュール１またはその太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８またはその太陽電池モジュール１を含む太陽電池アレイから出力される電流は、他の太陽電池ストリング８から出力される電流より小さくなる。
この時、太陽電池情報保持部１２の太陽電池情報１８の運用情報２０に電流情報または電力情報が含まれる場合には、出力が低下したことにより電流情報または電力情報の値が低下する。太陽電池関連情報１５として、電流情報または電力情報を含む運用情報と固有情報とからなる太陽電池情報と位置情報と識別情報とが太陽電池関連情報保持部１０から情報送信部１４に送信される。情報送信部１４は太陽電池関連情報保持部１０からの太陽電池関連情報１５を外部に送信する。
一方、外部で太陽電池関連情報１５が受け取られた場合、電流情報または電力情報を含む運用情報と識別情報と位置情報とに基づいて、出力が低下した太陽電池モジュール１またはその太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８またはその太陽電池モジュール１を含む太陽電池アレイ１－１～１－ｎの位置を即座に識別することができる。これによって、出力低下が仮に太陽電池モジュール１の故障や劣化など交換が必要な場合にも、配線を辿ることなく即座に交換できる。
以上説明したように、第１の実施形態に係る太陽光発電システムによれば、太陽電池モジュール１の出力低下を検出した場合にその位置（場所）を特定できるため、確実かつ容易に交換できる。また、遠隔監視が可能となることで容易に保守が行え、運用コストを低下させることができ、しかも安全性が高く保守コストの安い太陽光発電システムを提供できる。
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。図７に示す第２の実施形態に係る太陽光発電システムは、図１に示す第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成にさらに、情報受信部２５、気象判定部２６とを追加したことを特徴とする。図７において、図１と同様に構成される部分については説明が省略される。
図７は、第２の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。図７に示す第２の実施形態に係る太陽光発電システムは、図１に示す第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成にさらに、情報受信部２５、気象判定部２６とを追加したことを特徴とする。図７において、図１と同様に構成される部分については説明が省略される。
情報受信部２５は、情報送信部１４から送信された太陽電池関連情報１５を受信し、受信された太陽電池関連情報１５を気象判定部２６へ送信する。太陽電池関連情報１５の太陽電池情報１８の運用情報２０には、気象判定部２６で気象判定に使用される情報、例えば太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの電流、温度、日射強度などのうち１つまたは複数の情報が含まれる。
気象判定部２６は、情報受信部２５から受信された太陽電池関連情報１５の運用情報２０に含まれる気象判定に使用される情報に基づき気象を判定する。
次に、上記のように構成される第２の実施形態に係る太陽光発電システムの動作が図８に示すフローチャートを参照しながら説明される。
まず、気象判定部２６は、情報受信部２５から太陽電池関連情報１５を取得する（ステップＳ１１）。次に、気象判定部２６は、太陽電池関連情報１５に含まれる気象判定に使用される情報を用いて、例えば気象判定に使用される気象判定情報の値が変化したかどうかを判定する（ステップＳ１２）。
気象判定部２６は、気象判定情報の値が増加、例えば閾値以上の場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、曇から晴に変化したと判定する（ステップＳ１４）。気象判定情報の値が減少、例えば閾値未満の場合には（ステップＳ１３のＮＯ）、気象判定部２６は、晴から曇に変化したと判定する（ステップＳ１５）。気象判定情報の値が変化しない場合には、気象判定部２６は、曇から曇、または晴から晴と判定する（ステップＳ１６）。この気象判定処理は、太陽電池関連情報１５毎に行なわれる。
ステップＳ１４～Ｓ１６からの気象判定結果と位置情報とを比較することにより、雲の形が推定される（ステップＳ１７）。即ち、例えば気象判定が曇や晴などの天気ではなく雲の有無によって行われれば、太陽電池関連情報保持部１０に情報が保持されている太陽光発電システムの位置における雲の分布を、設備を追加することなく得ることができる。
また、太陽電池関連情報１５には位置情報１６が含まれるため、位置情報１６の位置毎に気象を判定できる。また、位置毎の気象判定結果を図示化することで、太陽電池関連情報保持部１０に情報が保持されている太陽光発電システムの位置における気象情報を設備を追加することなく得ることができる。
以上説明したように、第２の実施形態に係る太陽光発電システムによれば、太陽電池関連情報保持部１０に情報が保持されている太陽光発電システムの位置における気象情報を設備を追加することなく得ることができる太陽光発電システムを提供できる。
（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。図９に示す第３の実施形態に係る太陽光発電システムは、第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成にさらに、情報受信部２５、出力低下検出部２７、天候影響検出部２８、異常判定部２９とを追加したことを特徴とする。図９において、図１と同様に構成される部分については説明が省略される。
図９は、第３の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。図９に示す第３の実施形態に係る太陽光発電システムは、第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成にさらに、情報受信部２５、出力低下検出部２７、天候影響検出部２８、異常判定部２９とを追加したことを特徴とする。図９において、図１と同様に構成される部分については説明が省略される。
情報受信部２５は、情報送信部１４より送信された太陽電池関連情報１５とデータベースからの気象情報を受信し、受信した太陽電池関連情報１５を出力低下検出部２７および天候影響検出部２８へ送信するとともに、受信した気象情報を天候影響検出部２８へ送信する。
太陽電池関連情報１５の太陽電池情報１８の運用情報２０には、出力低下検出部２７で太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの出力低下の検出に使用される情報、例えば太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの電流、電圧、電力などのうち１つまたは複数の情報が含まれる。
気象情報には、天候影響検出部２８で天候の影響の検出に使用される情報、例えば雲の配置、雲の写真、各位置における日射強度、太陽の位置、影を成しうる物体の情報、実施例2の方法によって得られたなどのうち１つまたは複数の情報が含まれる。
出力低下検出部２７は、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの出力低下の検出情報と、場合により太陽電池関連情報１５も含めて異常判定部２９に送信する。天候影響検出部２８は、天候の影響の検出情報と気象情報と、場合により太陽電池関連情報１５も含めて異常判定部２９に送信する。
次に、上記のように構成される第３の実施形態に係る太陽光発電システムの動作が図１０に示すフローチャートを参照しながら説明される。
まず、出力低下検出部２７は、情報受信部２５から太陽電池関連情報１５を取得する（ステップＳ２１）。次に、出力低下検出部２７は、太陽電池関連情報１５に含まれる出力低下の検出に使用される情報を用いて、例えば出力低下に使用される情報の値がある閾値以下になったかどうかを判定する（ステップＳ２２）。この出力低下判定処理は、太陽電池関連情報１５毎に行われる。出力低下に使用される情報の値がある閾値以下でない場合には、異常判定部２９は、正常と判定する（ステップＳ２３）。
次に、ステップＳ２２において、出力低下に使用される情報の値がある閾値以下になった場合には、天候影響検出部２８は、太陽電池関連情報１５に含まれる位置情報１６および気象情報を取得し（ステップＳ２４）、位置情報１６および気象情報を用いて、例えば位置情報１６の位置に雲がかかっているかどうかを判定する（ステップＳ２５）。この判定処理は太陽電池関連情報１５毎に行われる。
次に、異常判定部２９は、位置情報１６の位置に雲がかかっている場合には、正常と判定する。また、異常判定部２９は、位置情報１６の位置に雲がかかっていない場合には、即ち、出力低下が検出されたが、天候の影響が検出されなかった出力低下を異常として判定する（ステップＳ２６）。この異常には、例えば太陽電池モジュール表面の汚損や破損などの物理的異常、太陽電池モジュール１の故障や劣化、回路の断線などの電気的異常などが含まれ、天候の影響は排除されている。
以上の構成により、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの物理的異常や電気的異常を気象条件の要素を排除して検出することで、精度良く検出でき、しかも設備を追加することがないため、導入コストを安くでき、自己故障検出機能を持たせることができる。
また、異常がない場合に異常を検出した場合には、太陽電池関連情報１５の位置における積雪として考えることができる。位置毎の積雪を図示化することで、太陽電池関連情報保持部１０に情報が保持されている太陽光発電システムの位置における積雪情報を、設備を追加することなく得ることができる。
以上説明したように、第３の実施形態に係る太陽光発電システムによれば、太陽電池関連情報保持部１０に情報が保持されている太陽光発電システムの位置における積雪情報を得ることができ、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの物理的異常や電気的異常を精度良く検出でき、かつ導入コストを安くでき、自己故障検出機能を有する太陽光発電システムを提供できる。
（第４の実施形態）
図１１および図１２は第４の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。
図１１および図１２は第４の実施形態に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。
太陽電池関連情報１５の太陽電池情報１８の運用情報２０には、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの出力を判定できる情報、例えば電流や電力、および太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの温度および太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの周囲温度が含まれる。
図１１に示すように、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの周囲温度からの温度上昇は、日射強度に比例する。また、太陽電池モジュール１または太陽電池ストリング８または太陽電池アレイ１－１～１－ｎの周囲温度からの温度上昇は、図１２に示すように、風速に指数関数的に反比例する。
このため、太陽電池関連情報１５の太陽電池情報１８の運用情報２０に日射強度を含むかあるいは第２の実施形態に係る太陽光発電システムによる方法で太陽電池関連情報１５毎の日射強度を推定することができる。推定された日射強度に基づき、図示しない風速算出部により太陽電池関連情報１５の位置情報１６の位置における風速を設備を追加することなく算出することができる。
このとき、風速が強い太陽電池関連情報１５の位置情報１６の位置に該当する太陽電池モジュールを、例えば寝かせるかあるいは外すなどの対応が可能で、安全性の高い太陽光発電システムを提供できる。
また、位置毎の風速を図示化することにより、太陽電池関連情報保持部１０に情報が保持されている太陽光発電システムの位置における風速情報を、設備を追加することなく得ることができる。
以上説明したように、第４の実施形態に係る太陽光発電システムによれば、太陽電池関連情報保持部１０に情報が保持されている太陽光発電システムの位置における風速を得ることができ、また風速が強い場合に対処できる安全で多目的な太陽光発電システムを提供できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (5)
- 太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングが複数個配列されて成る太陽電池アレイと、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイの太陽電池関連情報を保持する太陽電池関連情報保持部と、
前記太陽電池関連情報保持部からの前記太陽電池関連情報を外部に送信する情報送信部とを有し、
前記太陽電池関連情報保持部は、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイを識別する識別情報を保持する識別情報保持部と、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイの情報を保持する太陽電池情報保持部と、
前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイの位置を識別する位置情報を保持する位置情報保持部と、
を有する太陽光発電システム。 - 前記情報送信部からの前記太陽電池関連情報を受信する情報受信部と、
前記情報受信部で受信した前記太陽電池関連情報に基づき気象を判定する気象判定部とを有する請求項１記載の太陽光発電システム。 - 前記情報送信部からの前記太陽電池関連情報に基づき前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイの出力低下を検出する出力低下検出部と、
前記情報送信部からの前記太陽電池関連情報および気象情報に基づき前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイへの天候の影響を検出する天候影響検出部と、
前記出力低下検出部および前記天候影響検出部からの情報に基づき前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイの異常を判定する異常判定部と、
を有する請求項１記載の太陽光発電システム。 - 前記太陽電池関連情報は、前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイの温度情報および周囲温度情報を含むことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
- 前記太陽電池モジュールまたは前記太陽電池ストリングまたは前記太陽電池アレイの位置における日射強度に基づき前記位置における風速を算出する風速算出部を有する請求項１記載の太陽光発電システム。
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