(57)【要約】【課題】本発明は、ＥＶＡ封止材の劣化による発電劣化メカニズムに基づいて品質格付けを行うことのできる太陽電池モジュールの品質評価システム、及び太陽電池モジュールの品質評価方法を提供することにある。【解決手段】ＣＰＵ４４は、解析部４５、予測部４６、品質格付部４７として機能する。解析部４５は、ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比に基づきＥＶＡ封止材の劣化度を解析する。予測部４６は、ＥＶＡ封止材の劣化度に基づき太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を予測する。品質格付部４７は、発電性能の変化の予測に基づき太陽電池モジュールの品質格付を行う。【選択図】図４
2020195181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの品質評価システムであって、
前記太陽電池モジュールは、
シリコンセルと、
前記シリコンセルの表面側に配置されるカバーガラスと、
前記シリコンセルと前記カバーガラスとの間に充填されるエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂からなるＥＶＡ封止材とを備え、
前記品質評価システムは、
前記ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルを収集する収集部と、
システム管理部とを備え、前記システム管理部は、
前記ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比に基づき前記ＥＶＡ封止材の劣化度を解析する解析部と、
前記ＥＶＡ封止材の劣化度に基づき前記太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を予測する予測部と、
前記発電性能の変化の予測に基づき太陽電池モジュールの品質格付を行う品質格付部と
を備える、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて、
前記収集部は、前記太陽電池モジュールの設置現場で前記ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルのデータを収集するデータ収集担当からなり、
前記システム管理部は、サーバコンピュータからなる、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて、
前記サーバコンピュータは、複数のコンピュータのうちの一つであり、
前記サーバコンピュータは、分散型ネットワークを介して前記複数のコンピュータに接続されている、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて、
前記分散型ネットワークは、ブロックチェーンネットワークである、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて
前記システム管理部は、前記品質評価システムを利用する外部ユーザの電子端末とアクセス可能に構成されている、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて、
前記解析部は、前記ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と前記太陽電池モジュールの稼働年数とから前記ＥＶＡ封止材の劣化速度を算出する、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて、
前記予測部は、前記ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と前記太陽電池モジュールの最大出力との相関から測定時発電劣化率を算出し、更に、前記測定時発電劣化率と前記太陽電池モジュールの稼働年数とから前記太陽電池モジュールの発電劣化速度を算出する、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて、
前記品質格付部は、前記太陽電池モジュールの品質をアルファベットで格付けする、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの品質評価システムにおいて、
前記品質格付部は、前記太陽電池モジュールの品質格付を、前記太陽電池モジュールの位置情報と対応付けて出力する、太陽電池モジュールの品質評価システム。
【請求項１０】
太陽電池モジュールの品質評価方法であって、
前記太陽電池モジュールは、
シリコンセルと、
前記シリコンセルの表面側に配置されるカバーガラスと、
前記シリコンセルと前記カバーガラスとの間に充填されるエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂からなるＥＶＡ封止材とを備え、
前記品質評価方法は、
前記ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比に基づき前記ＥＶＡ封止材の劣化度を解析する工程と、
前記ＥＶＡ封止材の劣化度に基づき太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を予測する工程と、
前記発電性能の予測結果に基づき太陽電池モジュールの品質格付を行う工程と
を備える、太陽電池モジュールの品質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの品質評価システム、及び太陽電池モジュールの品質評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭酸ガスの増加に伴う地球温暖化や、石油等の化石燃料の枯渇の不安から、太陽光などの自然エネルギーを利用した発電システムへの期待が益々高くなっている。このため、太陽光発電の普及を目的として、発電した電気を電力会社が一定価格で一定期間（１０年間又は２０年間）買い取る固定価格買取制度（ＦＩＴ制度）が実施されている。この制度の下での売電事業の結果、太陽光発電が急速に普及した一方で、ＦＩＴ制度での太陽光発電の売電単価が年々下げられている。また、事業者にとって、太陽光発電所の運用及び保守点検（Ｏ＆Ｍ）費用の負担が大きくなっている。このため、売電事業でコストメリットを出すことが、以前よりも難しくなっている。こうした背景から、最近、太陽光発電所を売却する事業者が増えている。一方では、新規の太陽光発電所を建設するよりも中古の太陽光発電所を購入した方が初期費用を抑えつつ売電収入が得られるとの理由から、太陽光発電所を購入する事業者も増えている。
【０００３】
現在、太陽光発電所の中古品市場では、顕著な発電劣化のない４〜５年稼働後の太陽電池モジュールが多く出回っている。中古の太陽光発電所による売電事業でもコストメリットを出すには、太陽光発電所を設置してから２０年稼働後の太陽電池モジュールの発電性能が極めて重要である。しかしながら、稼働年数と共に低下する発電性能に基づいて太陽電池モジュールの品質評価を行う方法は、未だ確立されていない。このため、中古の太陽電池モジュールについて、購入者が入手できる情報は、売電収入と、運用及び保守点検にかかる費用だけである。よって、購入者は、利回り（売電収入−費用）のみを参考にして、中古品市場に大量に出回っている物件から、太陽光発電所の購入を検討せざるを得ない。
【０００４】
尚、特許文献１には、ラマン検査装置を使用して、シリコン基板の表面形状や欠陥の有無を検査する方法が開示されている。また、特許文献２及び３に開示されるように、太陽電池モジュールの寿命評価を目的として、ラマン検査装置を使用してＥＶＡ封止材の劣化度を評価する方法も提案されている。しかしながら、特許文献１〜３に開示の方法は、太陽電池モジュールの現在の品質を評価するものであり、例えば、稼働開始から１０年又は２０年後の発電性能に基づいて太陽電池モジュールの品質を評価するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２２７３５号公報
【特許文献２】特開２０１３−９３３５６号公報
【特許文献３】特開２０１７−５５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ＥＶＡ封止材の劣化による発電劣化メカニズムに基づいて品質格付けを行うことのできる太陽電池モジュールの品質評価システム、及び太陽電池モジュールの品質評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、太陽電池モジュールの品質評価システムであって、前記太陽電池モジュールは、シリコンセルと、前記シリコンセルの表面側に配置されるカバーガラスと、前記シリコンセルと前記カバーガラスとの間に充填されるエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂からなるＥＶＡ封止材とを備え、前記品質評価システムは、前記ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルを収集する収集部と、システム管理部とを備え、前記システム管理部は、前記ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比に基づき前記ＥＶＡ封止材の劣化度を解析する解析部と、前記ＥＶＡ封止材の劣化度に基づき前記太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を予測する予測部と、前記発電性能の変化の予測に基づき太陽電池モジュールの品質格付を行う品質格付部とを備えることを要旨とする。
【０００８】
太陽光によるＥＶＡ封止材の劣化により、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂にポリエン構造が生成されると共に、ポリエン構造の生成量の増加に伴い、ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比が変化する。また、ＥＶＡ封止材の劣化により、電極周辺のデラミネーションや電圧誘起劣化（ＰＩＤ）が引き起こされて、太陽電池モジュールの発電劣化が助長される。本発明によれば、まず、収集部で収集したＥＶＡ封止材のラマンスペクトルから、ＥＶＡ封止材の劣化度を定量的に解析する。次に、ＥＶＡ封止材の劣化度から、太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を定量的に予測する。そして、発電性能の変化の予測から、太陽電池モジュールの品質格付を行う。よって、本発明によれば、ＥＶＡ封止材の劣化による発電劣化メカニズムに基づいて、太陽電池モジュールの品質評価を行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記収集部は、前記太陽電池モジュールの設置現場で前記ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルのデータを収集するデータ収集担当からなり、前記システム管理部は、サーバコンピュータからなることを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、データ収集担当は、太陽電池モジュールの設置現場で、ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルのデータを収集し、収集したデータをサーバコンピュータにアップロードする。サーバコンピュータは、データ収集担当からアップロードされたデータに基づいて、ＥＶＡ封止材の劣化度を解析し、太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を予測し、太陽電池モジュールの品質格付を行う。即ち、データ収集担当はデータ収集を行い、サーバコンピュータはアップロードされたデータを集中的に管理する。このようにシステム化することで、データを効率的に収集及び管理できるだけでなく、情報漏れのリスクを軽減することもできる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記サーバコンピュータは、複数のコンピュータのうちの一つであり、前記サーバコンピュータは、分散型ネットワークを介して前記複数のコンピュータに接続されていることを要旨とする。
【００１２】
分散型ネットワークの特徴として、参加者がそれぞれ管理することが挙げられる。このため、サーバコンピュータが分散型ネットワークを介して複数のコンピュータに接続されることで、クライアントサーバ型とは異なり、メインサーバの異常によりシステム全体が停止することを防止できる。よって、システムが安定的に稼働するため、信頼性の高いシステムを構築することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記分散型ネットワークは、ブロックチェーンネットワークであることを要旨とする、
ブロックチェーンの特徴として、外部からの不正や改ざんが非常に難しいことが挙げられる。このため、サーバコンピュータがブロックチェーンネットワークを介して複数のサーバコンピュータに接続されることで、アップロードされたデータの信頼性が向上する。よって、アップロードされたデータを安全に利用することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記システム管理部は、前記品質評価システムを利用する外部ユーザの電子端末とアクセス可能に構成されていることを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、外部ユーザは、スマートフォンやタブレット等の電子端末を用いることで、アップロードされたデータを簡単に検索したり入手したりすることができる。つまり、ユーザは、品質評価システムを利用することで、太陽電池モジュールの品質評価に関する情報を簡単に検索したり入手したりすることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記解析部は、前記ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と前記太陽電池モジュールの稼働年数とから前記ＥＶＡ封止材の劣化速度を算出することを要旨とする。
【００１７】
この構成によれば、ＥＶＡ封止材の劣化度として劣化速度を算出することで、太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を正確に予測することができる。これにより、太陽電池モジュールの品質格付が精度良く行われるため、太陽電池モジュールの品質評価の精度が向上する。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記予測部は、前記ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と前記太陽電池モジュールの最大出力との相関から測定時発電劣化率を算出し、更に、前記測定時発電劣化率と前記太陽電池モジュールの稼働年数とから前記太陽電池モジュールの発電劣化速度を算出することを要旨とする。
【００１９】
この構成によれば、太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化として発電劣化速度を算出する。これにより、太陽電池モジュールの品質格付がより一層精度良く行われるため、太陽電池モジュールの品質評価の精度がより一層向上する。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の発明において、前記品質格付部は、前記太陽電池モジュールの品質をアルファベットで格付けすることを要旨とする。
【００２１】
この構成によれば、太陽電池モジュールの品質がＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ等のアルファベットで格付けされることで、太陽電池モジュールの品質評価を明確に格付けすることができる。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の発明において、前記品質格付部は、前記太陽電池モジュールの品質格付を、前記太陽電池モジュールの位置情報と対応付けて出力する。
【００２２】
この構成によれば、太陽電池モジュールの品質格付を、太陽電池モジュールの位置情報と対応付けて確認することができる。よって、ユーザにとっての利便性が向上する。
上記の目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、太陽電池モジュールの品質評価方法であって、前記太陽電池モジュールは、シリコンセルと、前記シリコンセルの表面側に配置されるカバーガラスと、前記シリコンセルと前記カバーガラスとの間に充填されるエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂からなるＥＶＡ封止材とを備え、前記品質評価方法は、前記ＥＶＡ封止材のラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比に基づき前記ＥＶＡ封止材の劣化度を解析する工程と、前記ＥＶＡ封止材の劣化度に基づき太陽電池モジュールの稼働期間に対する発電性能の変化を予測する工程と、前記発電性能の予測結果に基づき太陽電池モジュールの品質格付を行う工程とを備えることを要旨とする。
【００２３】
この構成によれば、請求項１に記載の発明と同等の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ＥＶＡ封止材の劣化による発電劣化メカニズムに基づいて、太陽電池モジュールの品質格付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】太陽電池モジュールの発電劣化メカニズムを示す模式図。
【図２】ＥＶＡ樹脂のＵＶ劣化に伴うポリエン構造の生成過程、及びポリエン構造から発する蛍光の発生メカニズムを説明する図。
【図３】太陽電池モジュールの品質評価システムの全体構成を示す模式図。
【図４】品質評価システムのシステム管理部の構成を示すブロック図。
【図５】品質評価システムが実行する品質評価処理を示すフローチャート。
【図６】ユーザの電子端末に表示される画面を示す模式図。
【図７】ＥＶＡ封止材のラマンスペクトル、及びＥＶＡ封止材の劣化度の算出方法を説明するグラフ。
【図８】スタンダード評価モードで表示されるコメントを示す表。
【図９】スタンダード評価モードで表示される画面を示す模式図。
【図１０】スタンダード評価モードで表示される画面を示す模式図。
【図１１】ＥＶＡ封止材の劣化速度と太陽電池モジュールの最大出力との相関式を示すグラフ。
【図１２】発電劣化寿命予測モードで表示されるアナリシスレポートを示す表。
【図１３】発電劣化寿命予測モードで表示される画面を示す模式図。
【図１４】発電劣化寿命予測モードで表示される画面を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る太陽電池モジュール１０の品質評価システム２０及び品質評価方法を具体化した一実施形態について、図１〜図１４を参照して説明する。
まず、太陽電池モジュール１０の発電劣化メカニズムについて、図１及び図２を参照して説明する。
【００２７】
図１に示すように、太陽電池モジュール１０は、シリコンセル１１と、シリコンセル１１の表面側に配置されるカバーガラス１２と、シリコンセル１１とカバーガラス１２との間に充填されるエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ樹脂）からなるＥＶＡ封止材１３とを備えている。シリコンセル１１は、太陽の光エネルギーを吸収して直接電気に変換する発電素子として機能する。シリコンセル１１の表面には、図示しないインターコネクタや、集電用の銀フィンガー電極１４が形成されている。また、太陽電池モジュール１０は、シリコンセル１１の裏面側に配置される図示しないバックシートを備えている。また、シリコンセル１１とバックシートとの間には、シリコンセル１１の表面側と同様に、図示しないＥＶＡ封止材が充填されている。
【００２８】
太陽電池モジュール１０では、太陽の光エネルギーを受けて発電が開始されると、カバーガラス１２やフレームを含むパネル外装部分とシリコンセル１１との間に電気的なバイアスが発生する。このとき、カバーガラス１２に含まれるナトリウム（Ｎａ）はナトリウムイオン（Ｎａ＋）となり、シリコンセル１１に向かって引き寄せられる。カバーガラス１２から溶出したナトリウムイオンは、シリコンセル１１の表面に付着して水酸化ナトリウムとなり、シリコンセル１１上の銀フィンガー電極１４をイオン化する。これにより、銀フィンガー電極１４の断面積が小さくなり、銀フィンガー電極１４の電子集電性能が低下する。こうして、太陽電池モジュール１０の稼働後は、時間の経過と共に、発電劣化が進み、発電性能が低下する。
【００２９】
また、太陽電池モジュール１０を屋外に設置した状態で、ＥＶＡ封止材１３の劣化が、太陽光の紫外線（ＵＶ）によって徐々に進行する。すると、ＥＶＡ封止材１３の劣化により、ＥＶＡ樹脂のエステル基から酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）が生成されて、脱酢酸反応が生じる。ＥＶＡ封止材１３に含まれる酢酸イオン（ＣＨ３ＣＯＯ−）の濃度が高くなると、ナトリウムイオンの移動速度が高くなり、それに伴い、シリコンセル１１に堆積するナトリウムイオンの堆積速度も高くなる。その結果、シリコンセル１１上でのナトリウムイオンの堆積量に比例して、太陽電池モジュール１０の発電劣化速度も大きくなる。
【００３０】
図２に示すように、ＥＶＡ封止材１３では、紫外線照射による脱酢酸反応の進行に伴い、ＥＶＡ樹脂の分子構造にポリエン（Ｃ＝Ｃ）構造が生成される。このポリエン構造から発する蛍光は、ラマンスペクトルのバックグラウンドの散乱強度を上昇させる特性を有している。つまり、ラマンスペクトルのバックグラウンドの散乱強度の上昇は、ポリエン構造の生成量の増加、即ち、ＥＶＡ封止材１３の劣化レベルを反映している。本発明は、ＥＶＡ封止材１３の劣化による発電劣化メカニズムに基づいて、例えば１０年、２０年といった長期稼働後の太陽電池モジュールの品質評価を行うものである。
【００３１】
次に、品質評価システム２０の構成について、図３〜図１４を参照して説明する。
図３に示すように、品質評価システム２０は、データを収集する収集部３０と、収集したデータを解析及び管理するシステム管理部４０とを備えている。収集部３０は、収集担当としての複数の作業者３１ａ，３１ｂからなる。作業者３１ａは、太陽電池モジュール１０の設置現場で、データを収集すると共に、収集したデータを作業者３１ｂに送信する。太陽電池モジュール１０の設置現場には、太陽光発電所の規模やデータ収集の条件に応じて、必要な数の作業者３１ａが配置される。作業者３１ａは、図示しない測定機器を用いて、以下のデータ収集作業を行う。
【００３２】
作業者は、図示しないラマン分光計を用いて、太陽電池モジュール１０の品質評価を行うためのデータとして、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルのデータを収集する。また、作業者は、図示しないＩＶチェッカーを用いて、太陽電池モジュール１０の発電性能を測定するため、最大出力等のデータを収集する。最大出力以外に、ＩＶチェッカーにより測定可能な項目として、例えば、短絡電流、開放電圧、曲線因子、最大出力動作電流、最大出力動作電圧、変換効率、日射強度、外気・裏面温度、ＩＶ基準状態換算、ＩＶ曲線微分特性等が挙げられる。作業者３１ａは、スマートフォンやタブレット等の電子端末３２を用いて、収集したデータを、アップロード担当者の作業者３１ｂに送信する。
【００３３】
システム管理部４０は、アプリケーションサーバとして機能するサーバコンピュータ４１と、データベースサーバとして機能するデータベースコンピュータ４２とを備えている。作業者３１ｂは、コンピュータ等の電子端末３３を用いて、太陽電池モジュール１０の設置現場から送信されてきたデータを、サーバコンピュータ４１にアップロードする。
【００３４】
サーバコンピュータ４１は、ブロックチェーンネットワーク５２を介して、サーバコンピュータ４１以外の複数のコンピュータ５１に接続されている。ブロックチェーンネットワーク５２は、ブロックと呼ばれるデータの単位を鎖のように連結してデータを保管する分散型ネットワークである。ブロックチェーンネットワーク５２上で自律分散型アプリケーション（ＤＡｐｐｓ）を配置し実行できる分散型プラットフォームとして、イーサリアム（Ｅｔｈｅｒｅｕｍ）が用いられる。また、ブロックチェーンネットワーク５２の利用に際し、任意の長さの原文を元に１２８ｂｉｔの値を生成する暗号学的ハッシュ関数として、ＭＤ５が用いられる。
【００３５】
図４に示すように、サーバコンピュータ４１は、外部との間でデータの送受信を実行するインターフェース４３と、データ解析や数値演算等を実行するＣＰＵ４４とを備えている。サーバコンピュータ４１は、インターフェース４３を介して、品質評価システム２０を利用する外部ユーザＳの電子端末Ｓ１とアクセス可能である。外部ユーザＳは、ＩＤとパスワードとを入力し品質評価システム２０の利用が承認されると、サーバコンピュータ４１にアクセス可能となり、サーバコンピュータ４１やデータベースコンピュータ４２に保存されたデータを検索可能となる。また、サーバコンピュータ４１は、インターフェース４３を介して、作業者３１ｂが使用する電子端末３３や、データベースコンピュータ４２とアクセス可能である。
【００３６】
ＣＰＵ４４は、解析部４５、予測部４６、品質格付部４７として機能する。解析部４５は、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比に基づきＥＶＡ封止材１３の劣化度を解析する。予測部４６は、ＥＶＡ封止材１３の劣化度に基づき太陽電池モジュール１０の稼働期間に対する発電性能の変化を予測する。品質格付部４７は、発電性能の変化の予測に基づき太陽電池モジュール１０の品質格付を行う。
【００３７】
次に、品質評価システム２０が実行する品質評価処理について図５を参照して説明する。
図５に示すように、品質評価処理に先立ち、まず、作業者３１ａは、太陽電池モジュール１０の設置現場で、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルのデータを収集する（ステップＳ１）。また、作業者３１ａは、太陽電池モジュール１０の最大出力や裏面温度等のデータも収集する。作業者３１ａが収集したデータは、作業者３１ｂに送信されてから、作業者３１ｂによってサーバコンピュータ４１にアップロードされる（ステップＳ２）。サーバコンピュータ４１は、アップロードされたデータの解析を開始する（ステップＳ３）。データ解析が開始されると、以下の演算処理が実行される。以下に示すステップＳ４〜ステップＳ６の演算処理が、品質評価処理であり、太陽電池モジュール１０の品質評価方法に対応している。
【００３８】
まず、ＣＰＵ４４は、アップロードされたデータを用いて、ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と太陽電池モジュール１０の稼働年数とからＥＶＡ封止材１３の劣化速度を算出する（ステップＳ４）。次に、ＣＰＵ４４は、ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と太陽電池モジュール１０の最大出力との相関から測定時発電劣化率を算出する。更に、ＣＰＵ４４は、測定時発電劣化率と太陽電池モジュール１０の稼働年数とから太陽電池モジュール１０の発電劣化速度を算出する（ステップＳ５）。また、ＣＰＵ４４は、太陽電池モジュール１０の発電劣化速度から、例えば１０年又は２０年後の太陽電池モジュール１０の発電劣化率を予測することで、太陽電池モジュール１０の品質格付を行う（ステップＳ６）。
【００３９】
上記の品質評価処理により得られた解析結果は、サーバコンピュータ４１からデータベースコンピュータ４２に送信される。解析結果は、データのＭＤ５値と共に、データベースコンピュータ４２に保存される（ステップＳ７）。また、データのＭＤ５値は、ブロックチェーンネットワーク５２にも保存される（ステップＳ８）。ＣＰＵ４４は、外部ユーザＳからの要求に応じて、データ検索を実行したり、データ検索結果を電子端末Ｓ１に表示させたりする（ステップＳ９）。その後、上記一連の処理フローは終了する。
【００４０】
次に、品質評価システム２０の作用について、外部ユーザＳの電子端末Ｓ１に表示される画面を参照しつつ図６〜図１４を参照して説明する。
図６に示すように、まず、品質評価システム２０の開始画面が表示される。開始画面には、検索対象の太陽光発電所の名称、住所、規模、製造元、型式、稼働開始年等の情報が表示される。また、検索対象の太陽光発電所について、太陽電池モジュール１０の品質評価を行うに際し、スタンダード評価モード及び発電劣化寿命予測モードのいずれかを選択するためのタッチパネルが表示される。
【００４１】
まず、スタンダード評価モードを選択した場合に太陽電池モジュール１０の品質評価が出力されるまでの流れについて説明する。スタンダード評価モードでは、ラマンスペクトルのデータから、ＥＶＡ封止材１３の現在の劣化度及び劣化速度が算出される。図７は、ラマン分光計を用いて収集した劣化度の異なる４種類のＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルを示す。図中、ラマンスペクトルＳＰ１は、劣化の無いＥＶＡ封止材１３のラマン測定の結果を示す。ラマンスペクトルＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４は、劣化が進行したＥＶＡ封止材１３のラマン測定の結果をそれぞれ示す。ＥＶＡ封止材１３の劣化度は、ラマンスペクトルＳＰ２，ＳＰ３、ＳＰ４の順に大きくなっている。ラマンスペクトルＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３、ＳＰ４のいずれにおいても、ＥＶＡ樹脂のエチレンの振動に対応する波長（２８４７ｃｍ−１）にピークが見られる。また、波長１７３５〜１７５０ｃｍ−１における散乱強度の最大値は、ラマンスペクトルＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３、ＳＰ４の順に大きくなっている。これは、ＥＶＡ封止材１３の劣化により生じる蛍光成分の増加に比例して、ラマンスペクトルの散乱強度が大きくなることによる。このため、エステル構造に対応するラマンシフト：１７３５〜１７５０ｃｍ−１における散乱強度の最大値をＢとし、アルカン構造に対応するラマンシフト：２８２５ｃｍ−１〜２８６０ｃｍ−１における散乱強度の最大値をＡとした場合、ＥＶＡ封止材１３の劣化度Ｄは、以下の式（１）によって算出される。
【００４２】
【数１】
2020195181.tif 000003
例えば、エステル構造に対応するラマンシフト：１７３５〜１７５０ｃｍ−１における散乱強度の最大値が１５７４５であり、アルカン構造に対応するラマンシフト：２８２５ｃｍ−１〜２８６０ｃｍ−１における散乱強度の最大値が５５０００である場合、式（１）より、ＥＶＡ封止材１３の劣化度Ｄは２９％となる。この劣化度Ｄを太陽電池モジュール１０の現在までの稼働年数で除することにより、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度（％／年）が算出される。例えば、太陽電池モジュール１０の稼働年数が３か月の場合、劣化度Ｄ（２９％）を稼働年数（０．２５年）で除することで、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度（１１６％／年）が算出される。
【００４３】
スタンダード評価モードでは、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度に基づいて、太陽電池モジュール１０の稼働期間に対する発電性能の変化が予測されると共に、太陽電池モジュール１０の品質格付が行われる。ここでは、図８に示すように、太陽電池モジュール１０の品質が、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度に基づいて、上位、中位及び下位の３段階に格付けされている。上位の格付は、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度が１０未満である場合に対応している。上位に格付には、「発電劣化率が低い発電所と推定します」とのコメントが用意されている。中位の格付は、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度が１０以上５０未満である場合に対応している。中位に格付には、「発電劣化率がやや高い発電所と推定します」とのコメントが用意されている。下位の格付は、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度が５０以上である場合に対応している。下位に格付には、「発電劣化率が高い発電所と推定します」とのコメントが用意されている。
【００４４】
図９及び図１０に示すように、外部ユーザＳの電子端末Ｓ１には、スタンダード評価による品質評価の結果として、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトル、ＥＶＡ封止材１３の現在の劣化度、及び劣化速度等が出力される。図９に示す画面上には、ラマン分析結果として、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルと、ＥＶＡ封止材１３の現在の劣化度とが表示される。
【００４５】
図１０に示す別の画面上には、品質評価の結果として、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度と、太陽電池モジュール１０の稼働期間に対するＥＶＡ封止材１３の劣化速度の変化を示すグラフが表示される。このグラフには、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度の算出値（１１６％／年）を表すプロットデータと、標準的な劣化速度を表す基準線とが表示される。また、図１０に示す画面上には、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度に基づき格付けされた太陽電池モジュール１０の品質評価の結果が表示される。本実施形態では、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度の算出値が５０以上であるため、「発電劣化率が高い発電所と推定します」とのコメントが表示される。
【００４６】
次に、発電劣化寿命予測モードを選択した場合に太陽電池モジュール１０の品質評価が出力されるまでの流れについて説明する。発電劣化寿命予測モードでは、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度（％／年）と太陽電池モジュール１０の最大出力（Ｗ）とから、太陽電池モジュール１０の発電劣化速度が算出される。発電劣化速度の算出に際し、最大出力の実測値は、太陽電池モジュール１０の裏面温度が２５℃である基準状態のときの値に換算される。そして、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度と太陽電池モジュール１０の最大出力とから、図１１に示すグラフが自動作成される。図１１のグラフには、発電劣化の無い初期状態の太陽電池モジュール１０について、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度及び最大出力をそれぞれＸ及びＹ座標とする一つの初期座標位置（０，１８１）がプロットされている。また、測定対象の太陽電池モジュール１０について、ＥＶＡ封止材１３の劣化速度及び最大出力をそれぞれＸ及びＹ座標とする５つの測定座標位置（●）がプロットされている。また、図１１のグラフには、初期座標位置と５つの測定座標位置とから算出された相関式が描画される。初期状態の最大出力をＷ０とし、測定対象の太陽電池モジュール１０の最大出力をＷ１とした場合、測定時発電劣化率（％）は、以下の式（２）によって算出される。
【００４７】
【数２】
2020195181.tif 000004
図１１に示す相関式において、初期座標位置（０，１８１）と測定座標位置（８０，１７５）とを用いた場合、式（２）から算出される測定時発電劣化率（％）は３．３１である。更に、測定時発電劣化率の算出値と、現在までの太陽電池モジュール１０の稼働年数とから、発電劣化予測式（Ｚ＝ＫＸ）が算出される。この場合、係数Ｋが、太陽電池モジュール１０の発電劣化速度（％／年）となる。例えば、測定対象の太陽電池モジュール１０の稼働期間が７年であり、測定時発電劣化率が３．３１％である場合、図１３に示す発電劣化予測式が算出されると共に、２０年稼働後の発電劣化率（９％）も算出される。
【００４８】
発電劣化寿命予測モードでは、太陽電池モジュール１０の稼働期間に対する発電性能の変化として、２０年稼働後の発電劣化率が予測される。そして、２０年稼働後の発電劣化率の予測値に基づいて、太陽電池モジュール１０の品質格付が行われる。ここでは、図１２に示すように、太陽電池モジュール１０の品質が、２０年稼働後の発電劣化率に基づき、Ｓ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦ等のアルファベットで６段階に格付けされている。Ｓの格付は、発電劣化速度（％／年）が０以上５未満である場合に対応している。Ａの格付は、発電劣化速度が５以上１０未満である場合に対応している。Ｂの格付は、発電劣化速度が１０以上２０未満である場合に対応している。Ｃの格付は、発電劣化速度が２０以上２５未満である場合に対応している。Ｄの格付は、発電劣化速度が２５以上３５未満である場合に対応している。Ｆの格付は、発電劣化速度が３５以上である場合に対応している。また、Ｓ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦの格付には、図１２に示すようなアナリシスレポートがそれぞれ用意されている。
【００４９】
図１３及び図１４に示すように、外部ユーザＳの電子端末Ｓ１には、発電劣化寿命予測モードによる品質評価の結果として、測定時発電劣化率、２０年稼働後の発電劣化率の予測値等が表示される。図１３に示す画面上には、ラマン分析結果として、測定時発電劣化率と、発電劣化予測式（Ｚ＝ＫＸ）を示すグラフとが表示される。また、図１３に示す画面上には、２０年稼働後の発電劣化率の予測値に基づき格付けされた太陽電池モジュール１０の品質評価の結果が表示される。本実施形態では、２０年稼働後の発電劣化率の予測値が９％であり、発電劣化速度が５以上１０未満である場合に相当するため、Ａの格付が表示される。
【００５０】
図１４に示す別の画面上には、Ａの格付に対応するアナリシスレポートが表示される。アナリシスレポートは、約４００字程度の文章により作成されている。また、図１４に示す画面上には、日本地図の画像が表示されると共に、測定対象の太陽電池モジュール１０が設置された太陽光発電所の位置に、品質格付けを示すアルファベットＡが表示される。また、別の太陽光発電所の位置にも、品質格付けを示すＳ、Ａ、及びＢ等のアルファベットが表示される。
【００５１】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）太陽光によるＥＶＡ封止材１３の劣化により、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂にポリエン構造が生成されると共に、ポリエン構造の生成量の増加に伴い、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比が変化する。また、ＥＶＡ封止材１３の劣化により、電極周辺のデラミネーションや電圧誘起劣化（ＰＩＤ）が引き起こされて、太陽電池モジュール１０の発電劣化が助長される。本実施形態では、システム管理部４０を構成するサーバコンピュータ４１内のＣＰＵ４４が、解析部４５、予測部４６、品質格付部４７として機能する。解析部４５は、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比に基づきＥＶＡ封止材１３の劣化度を解析する。予測部４６は、ＥＶＡ封止材１３の劣化度に基づき太陽電池モジュール１０の稼働期間に対する発電性能の変化を予測する。品質格付部４７は、発電性能の変化の予測に基づき太陽電池モジュール１０の品質格付を行う。よって、品質評価システム２０によれば、ＥＶＡ封止材１３の劣化による発電劣化メカニズムに基づいて、太陽電池モジュール１０の品質評価を行うことができる。
【００５２】
（２）品質評価システム２０は、データを収集する収集部３０と、システム管理部４０とを備えている。収集部３０は、複数の作業者３１ａ，３１ｂからなる。システム管理部４０は、アプリケーションサーバとして機能するサーバコンピュータ４１を備えている。本実施形態では、作業者３１ａが、太陽電池モジュール１０の設置現場で、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルのデータを収集する。また、作業者３１ｂが、収集したデータをサーバコンピュータ４１にアップロードする。また、サーバコンピュータ４１は、アップロードされたデータに基づいて、ＥＶＡ封止材１３の劣化度を解析し、太陽電池モジュール１０の稼働期間に対する発電性能の変化を予測し、太陽電池モジュール１０の品質格付を行う。即ち、作業者３１ａ，３１ｂはデータ収集を行い、サーバコンピュータ４１はアップロードされたデータを集中的に管理する。このようにシステム化することで、データを効率的に収集及び管理できるだけでなく、情報漏れのリスクを軽減することもできる。
【００５３】
（３）サーバコンピュータ４１は、ブロックチェーンネットワーク５２を介して、サーバコンピュータ４１以外の複数のコンピュータ５１に接続されている。ブロックチェーンの特徴として、外部からの不正や改ざんが非常に難しいことが挙げられる。よって、この構成によれば、アップロードされたデータの信頼性が向上する。よって、アップロードされたデータを安全に利用することができる。また、ブロックチェーンネットワーク５２は、参加者がそれぞれ管理する分散型ネットワークである。よって、この構成によれば、クライアントサーバ型とは異なり、メインサーバの異常によりシステム全体が停止することを防止できる。よって、システムが安定的に稼働するため、信頼性の高いシステムを構築することができる。
【００５４】
（４）サーバコンピュータ４１は、インターフェース４３を介して、品質評価システム２０を利用する外部ユーザＳの電子端末Ｓ１とアクセス可能である。この構成によれば、外部ユーザＳは、スマートフォンやタブレット等の電子端末Ｓ１を用いることで、アップロードされたデータを簡単に検索したり入手したりすることができる。つまり、外部ユーザＳは、電子端末Ｓ１から品質評価システム２０を利用することで、太陽電池モジュール１０の品質評価に関する情報を簡単に検索したり入手したりすることができる。
【００５５】
（５）ＣＰＵ４４は、アップロードされたデータを用いて、ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と太陽電池モジュール１０の稼働年数とからＥＶＡ封止材１３の劣化速度を算出する。この構成によれば、ＥＶＡ封止材１３の劣化度として劣化速度を算出することで、太陽電池モジュール１０の稼働期間に対する発電性能の変化を正確に予測することができる。これにより、太陽電池モジュール１０の品質格付が精度良く行われる。よって、太陽電池モジュールの品質評価の精度が向上する。
【００５６】
（６）ＣＰＵ４４は、ラマンスペクトルにおける異なる波長での散乱強度の強度比と太陽電池モジュール１０の最大出力との相関から測定時発電劣化率を算出する。更に、ＣＰＵ４４は、測定時発電劣化率と太陽電池モジュール１０の稼働年数とから太陽電池モジュール１０の発電劣化速度を算出する。この構成によれば、太陽電池モジュール１０の稼働期間に対する発電性能の変化として発電劣化速度を算出することで、太陽電池モジュール１０の品質格付がより一層精度良く行われる。よって、太陽電池モジュール１０の品質評価の精度がより一層向上する。
【００５７】
（７）太陽電池モジュール１０の品質が、２０年稼働後の発電劣化率に基づき、Ｓ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＦ等のアルファベットで６段階に格付けされている。この構成によれば、太陽電池モジュール１０の品質がＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ等のアルファベットで格付けされることで、太陽電池モジュール１０の品質評価を明確に格付けすることができる。
【００５８】
（８）測定対象の太陽電池モジュール１０が設置された太陽光発電所の位置に、品質格付けを示すアルファベットＡが表示される。この構成によれば、太陽電池モジュール１０の品質格付を、太陽電池モジュール１０の位置情報と対応付けて確認することができる。よって、ユーザにとっての利便性が向上する。
【００５９】
本実施形態は、以下のように変更してもよい。
・本実施形態において、収集部３０は、作業者３１ａ，３１ｂであったが、データを収集するように構成したロボットであってもよい。つまり、ロボットを利用して、ＥＶＡ封止材１３のラマンスペクトルのデータを収集したり、太陽電池モジュール１０の発電性能を測定したりしてもよい。
【００６０】
・本実施形態において、サーバコンピュータ４１が分散型ネットワークを介して複数のコンピュータ５１に接続される構成に代えて、サーバコンピュータ４１をメインサーバとする中央集権型ネットワークによって品質評価システム２０を構成してもよい。
【００６１】
・本実施形態において、サーバコンピュータ４１を、ブロックチェーンネットワーク以外の分散型ネットワークを介して、複数のコンピュータ５１に接続してもよい。
・本実施形態において、太陽電池モジュール１０の品質をＳ、Ａ、Ｂ、Ｃ等のアルファベットで格付けしたが、１，２，３，４等のアラビア数字や、Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ等のローマ数字で格付けしてもよい。
【００６２】
・本実施形態において、スタンダード評価モードでは、太陽電池モジュール１０の品質を３段階に格付けしたが、２又は４以上の任意の数で格付けしてもよい。また、発電劣化寿命予測モードでは、太陽電池モジュール１０の品質を６段階に格付けしたが、２〜５又は７以上の任意の数で格付けしてもよい。
【００６３】
・本実施形態において、図８に示すコメント、及び図１２に示すアナリシスレポートの文章は、格付けに相応しい内容であれば、適宜変更してもよい。
・本実施形態において、図１４に示す画面上には、日本地図の画像に代えて、世界地図の画像を表示してもよい。この場合、品質評価システム２０により検索及び解析可能な太陽電池モジュール１０の対象範囲を、世界全土に分布する太陽光発電所に設置された全ての太陽電池モジュール１０にまで拡大してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０…太陽電池モジュール、１１…シリコンセル、１２…カバーガラス、１３…ＥＶＡ封止材、２０…品質評価システム、３０…収集部、４０…システム管理部、４１…サーバコンピュータ、４５…解析部、４６…予測部、４７…品質格付部、５１…コンピュータ、５２…ブロックチェーンネットワーク、Ｓ…外部ユーザ、Ｓ１…電子端末。
【図１】
2020195181.tif 000005
【図２】
2020195181.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020195181.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020195181.tif 000013
【図１０】
2020195181.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
2020195181.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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