WO2012169496A1 - 故障診断システム、故障診断装置、故障診断方法、プログラム、記憶媒体及び被診断体 - Google Patents
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Abstract
Description
第1切替ステップS1-1において、切替制御部32が、切替部31に信号発生装置23及び波形観測装置25を正極29又は負極30のいずれか一方に接続させる。ここで、信号発生装置23及び波形観測装置が接続された太陽電池ストリングの極を「1A極」とする。ステップS1-1においては、減衰器33は太陽電池ストリング3のいずれの極にも接続されていない。
続いて、第2切替ステップS1-5において、切替制御部32が、切替部31に信号発生装置23及び波形観測装置25を1B極に接続させる。ステップS1-5においても、減衰器33は太陽電池ストリング3のいずれの極にも接続されていない。続いて、第2印加ステップS1-6において、信号発生装置23が、入力信号を生成して太陽電池ストリング3に対して印加する。第2観測ステップS1-7において、波形観測装置25が、故障箇所又は1A極で反射されて1B極から出力された出力信号を観測する。第2評価ステップS1-8において、反射波評価部37が、観測された出力信号を評価し、入力信号の印加から出力信号の観測までの時間である反射波到達時間T2を決定して、記憶部35にT2を記憶させる。
第1判定ステップS1-9において、演算部39が、T1及びT2が等しいか否かを判定する。T1とT2とが異なる場合、故障箇所が存在すると判断する。故障箇所推定ステップS1-14において、演算部39が、1A極から故障箇所までの距離Lxを、Lx=L1×T1/(T1+T2)(本願請求項の式(1)に対応)に基づいて演算し、故障箇所を推定してフローを終了する。
第1切替ステップS2-1において、切替制御部32が、切替部31に信号発生装置23及び波形観測装置25を太陽電池ストリング3の正極29又は負極30のいずれかに接続させる。ここで、信号発生装置23が接続された太陽電池ストリングの極を「2A極」とする。また、切替制御部32が、切替部31に減衰器33を太陽電池ストリング3の2A極とは反対側の極(以下、「2B極」とする)に接続させる。続いて、第1印加ステップS2-2において、信号発生装置23が、入力信号を生成して太陽電池ストリング3に対して印加する。第1観測ステップS2-3において、波形観測装置25が、2A極から出力された出力信号を観測し、少なくとも太陽電池ストリング3の故障箇所における反射波があれば、この反射波を観測する。
第1判定ステップS2-4において、反射波評価部37が、反射波が観測されたか否かを判定する。反射波が観測されていなければ、ステップS2-5において、診断装置28が、太陽電池ストリング3は正常であると診断してフローを終了する。反射波が観測されていれば、第1評価ステップS2-6に進み、反射波評価部37が、入力信号の印加から出力信号の観測までの時間である反射波到達時間T1を決定して、記憶部35にT1を記憶させる。続いて、第2切替ステップS2-7において、切替制御部32が、切替部31に対して、減衰器33を2B極とは非接続とすると共に、信号発生装置23及び波形観測装置25を太陽電池ストリング3の2B極に接続させる。
Claims (17)
- 複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムであって、
前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、
前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、
前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、
前記診断装置は、
前記太陽電池ストリングの前記正極から前記負極までの距離であるストリング長を記憶する記憶手段と、
前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる反射波評価手段と、
前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定する演算手段とを備える、故障診断システム。 - 前記太陽電池ストリングに接続可能であり、前記太陽電池ストリングにより伝達された信号を減衰して反射させない減衰器と、
前記正極又は前記負極と前記信号発生装置又は前記減衰器との接続を切り替える切替部と、
前記切替部の接続動作を制御する切替制御部を備え、
前記切替制御部が前記切替部に前記正極又は前記負極のいずれか一方の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とし、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、及び、前記切替制御部が前記切替部に前記一方の極とは反対側の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とし、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間を決定し、
前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が異なると判断される場合に、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、
前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が等しいと判断される場合には、
前記切替制御部は、前記信号発生装置を接続させた極とは反対側の極と前記減衰器とを接続させ、
前記波形観測装置は、前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を観測し、
前記反射波評価手段は、反射波の有無を判断し、
反射波があると判断された場合には、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、
反射波がないと判断された場合には、前記診断装置は、前記太陽電池ストリングが正常であると推定して診断する、請求項1記載の故障診断システム。 - 前記太陽電池ストリングに接続可能であり、前記太陽電池ストリングにより伝達された信号を減衰して反射させない減衰器と、
前記正極又は前記負極と前記信号発生装置又は前記減衰器との接続を切り替える切替部と、
前記切替部の接続動作を制御する切替制御部を備え、
前記切替制御部は、前記切替部に前記正極又は前記負極のいずれか一方の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記一方の極とは反対側の極と前記減衰器とを接続させ、
前記反射波評価手段は、前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波の有無を判断し、
反射波がないと判断された場合には、前記診断装置は、前記太陽電池ストリングが正常であると推定して診断し、
反射波があると判断された場合には、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、及び、前記切替制御部が前記切替部に接続を切り替えさせることにより前記反対側の極と前記信号発生装置とを接続させ、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間を決定し、前記診断装置は、前記故障箇所を推定する、請求項1記載の故障診断システム。 - 複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断装置であって、
前記太陽電池ストリングの正極から負極までの距離であるストリング長又は前記太陽電池モジュールの枚数を記憶する記憶手段と、
前記ストリング長又は前記太陽電池モジュールの枚数の情報に加え、信号発生装置が前記太陽電池ストリングの正極又は負極のいずれか一方の極に順に接続される度に入力信号を生成して前記太陽電池ストリングに印加したときに波形観測装置により観測された2つの反射波を比較して得られた情報に基づいて、前記太陽電池ストリングの故障箇所を推定する演算手段とを備える故障診断装置。 - 複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムにおける故障診断方法であって、
前記故障診断システムは、
前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、
前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、
前記太陽電池ストリングの前記正極から前記負極までの距離であるストリング長L1を記憶する記憶手段を有し、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、
前記診断装置が有する反射波評価手段が、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間T1及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間T2をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる評価ステップと、
前記診断装置が有する演算手段が、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離Lxを式(1)により演算して前記太陽電池ストリングの前記故障箇所を推定する推定ステップを含む、故障診断方法。
- 複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムにおける故障診断方法であって、
前記故障診断システムは、
前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、
前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、
前記太陽電池ストリングの枚数N1を記憶する記憶手段を有し、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、
前記診断装置が有する反射波評価手段が、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間T1及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間T2をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる評価ステップと、
前記診断装置が有する演算手段が、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの太陽電池モジュールの枚数Nxを式(2)により演算して前記太陽電池ストリングの前記故障箇所を推定する推定ステップを含む、故障診断方法。
- 太陽電池モジュールの故障箇所を推定して診断する故障診断システムにおける故障診断方法であって、
前記故障診断システムは、
前記太陽電池モジュールの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池モジュールへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池モジュールへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、
前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、
前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置と、
前記太陽電池モジュールとの間で静電容量を発生させる導電体と、
前記導電体及び/又は前記太陽電池モジュールの位置を制御する配置手段とを備え、
前記配置手段が、前記導電体及び/又は前記太陽電池モジュールの位置を制御する制御ステップと、
前記信号発生装置が、前記太陽電池モジュールに対して前記正極入力信号を発生させて印加し、前記波形観測装置が前記正極出力信号を観測し、かつ、前記信号発生装置が、前記太陽電池モジュールに対して前記負極入力信号を発生させて印加し、前記波形観測装置が前記負極出力信号を観測する観測ステップと、
前記診断装置が有する演算手段が、前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する推定ステップを含む故障診断方法。 - 前記制御ステップにおいて、前記配置手段は、前記導電体と前記太陽電池モジュールとを近づけて、前記導電体と前記太陽電池モジュールとの間の静電容量を増大させる、請求項7記載の故障診断方法。
- 前記制御ステップにおいて、前記導電体は、接地されたものである、請求項7又は8記載の故障診断方法。
- 前記太陽電池モジュールは、静電容量が不均一に発生している複数の太陽電池セルを備え、
前記制御ステップにおいて、前記配置手段は、前記複数の太陽電池セルのそれぞれと前記導電体とを一様に近づけて、前記複数の太陽電池セルにおいて生じる静電容量を一様に増大させることにより、前記複数の太陽電池セルにおける静電容量の不均一さを減少させる、請求項8又は9記載の故障診断方法。 - 前記太陽電池モジュールは、静電容量の分布が不均一であり、
前記変更ステップにおいて、前記配置手段は、前記太陽電池モジュールにおいて生じる静電容量が小さい箇所と前記導電体とを近づけて、当該箇所の静電容量を増大させる、請求項8又は9記載の故障診断方法。 - 前記導電体は、導電物質が周期的に配置され、又は、導電物質が前記複数の太陽電池セルの配置の並進対称性と同一の並進対称性を有して配置されており、
前記変更ステップにおいて、前記配置手段は、前記複数の太陽電池セルの受光面を当該受光面に対して垂直方向に平行移動させた仮想空間である複数のセル空間内に前記複数の太陽電池セルのそれぞれに同一の静電容量を発生させる前記導電物質が含まれるように前記導電体と前記太陽電池モジュールとを近づけて、前記導電体と前記太陽電池モジュールとの間の静電容量を増大させる、請求項10又は11記載の故障診断方法。 - 前記複数の太陽電池セルは、同一平面上に配置されており、
前記導電体は、金属板であり、
前記変更ステップにおいて、前記配置手段は、前記金属板と前記複数の太陽電池セルとが平行となるように前記金属板と前記太陽電池モジュールとを近づけて、前記導電体と前記太陽電池モジュールとの間の静電容量を増大させる、請求項12記載の故障診断方法。 - 前記故障診断システムは、
前記太陽電池モジュールに接続可能であり、前記太陽電池モジュール内で伝達された信号を減衰して反射させない減衰器と、
前記正極又は前記負極と前記信号発生装置又は前記減衰器との接続を切り替える切替部と、
前記切替部の接続動作を制御する切替制御部とをさらに備え、
前記切替制御部が、前記切替部に前記正極又は前記負極のいずれか一方の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とする第1切替ステップを前記観測ステップの前に含み、
前記診断装置が備える反射波評価手段が、前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、及び、前記切替制御部が前記切替部に前記一方の極とは反対側の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とし、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である前記負極反射波到達時間を決定する決定ステップを前記観測ステップと前記推定ステップとの間に含み、
前記決定ステップにおいて前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が異なると判断された場合に、前記推定ステップにおいて、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、
前記決定ステップにおいて前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が等しいと判断された場合には、
前記切替制御部は、前記信号発生装置を接続させた極とは反対側の極と前記減衰器とを接続させる第2切替ステップと、
前記波形観測装置が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を観測し、前記反射波評価手段が反射波の有無を判断する判断ステップとを前記決定ステップと前記推定ステップとの間に含み、
前記判断ステップにおいて反射波があると判断された場合には、前記推定ステップにおいて、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、
前記判断ステップにおいて反射波がないと判断された場合には、前記推定ステップにおいて、前記診断装置は、前記太陽電池モジュールが正常であると推定して診断する、請求項7から13のいずれかに記載の故障診断方法。 - コンピュータに請求項5から14のいずれかに記載の故障診断方法を実行させるためのプログラム。
- 請求項15に記載された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。
- 太陽電池モジュールの故障箇所を推定して診断する故障診断装置の診断対象となる被診断体であって、
前記太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールとは別体であって、前記太陽電池モジュールとの間で静電容量を発生する導電体とを備え、
前記故障診断装置は、前記導電体により前記静電容量が制御された前記太陽電池モジュールに対して、前記太陽電池モジュールの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池モジュールへの入力信号である正極入力信号を印加した反射波である正極出力信号、及び、前記太陽電池モジュールの負極に接続されて正極には接続されないときの前記太陽電池モジュールへの入力信号である負極入力信号を印加した反射波である負極出力信号により前記故障箇所を推定する演算手段を備える、被診断体。
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