(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの汚れ、表面の傷等に起因して発生する太陽電池モジュールの発電効率低下および故障を抑制する。【解決手段】太陽電池モジュールのメンテナンスシステム（１）は、赤外線画像撮影機能および表面画像撮影機能を有し、太陽電池モジュールを撮像することで、赤外線画像および表面画像を取得する撮像装置（３）と、太陽電池モジュールが設置されている環境での大気中に飛散する粒子の飛散量を計測する粒子センサ（４）と、撮像装置により取得された赤外線画像および表面画像と、粒子センサにより計測された飛散量とを用いて、太陽電池モジュールの清掃の要否、および太陽電池モジュールの傷の有無を判定する制御装置（２）とを備える。【選択図】図１
2020188554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線画像撮影機能および表面画像撮影機能を有し、太陽電池モジュールを撮像することで、赤外線画像および表面画像を取得する撮像装置と、
前記太陽電池モジュールが設置されている環境での大気中に飛散する粒子の飛散量を計測する粒子センサと、
前記撮像装置により取得された前記赤外線画像および前記表面画像と、前記粒子センサにより計測された前記飛散量とを用いて、前記太陽電池モジュールの清掃の要否、および前記太陽電池モジュールの傷の有無を判定する制御装置と
を備える太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記粒子センサにより計測された前記飛散量があらかじめ設定された飛散量閾値を超過しているか否かを判定し、
前記飛散量が前記飛散量閾値を超過している場合には、前記表面画像に対して輝度計測処理を実行し、
あらかじめ設定された汚れ閾値を超過する輝度を有する領域が検出された場合には、前記太陽電池モジュールの表面において前記粒子の飛散による汚れが発生したため清掃が必要であると判定する
請求項１に記載の太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールの表面を清掃する清掃手段
をさらに備え、
前記制御装置は、前記太陽電池モジュールの清掃が必要であると判定した場合には、前記清掃手段に対して清掃指令を出力して前記清掃手段を動作させることで前記太陽電池モジュールの表面の清掃を実行させる
請求項１または２に記載の太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記赤外線画像に対して熱分布計測処理を実行することで前記太陽電池モジュールのホットスポットを検出し、
前記ホットスポットが検出された位置ごとに、前記ホットスポットの検出回数をカウントし、
前記検出回数が許容回数以下である位置に関しては、前記太陽電池モジュールの表面の清掃が必要であると判定し、前記清掃手段に対して前記清掃指令を出力して前記清掃手段を動作させることで前記太陽電池モジュールの表面の清掃を実行させる
請求項３に記載の太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記検出回数が前記許容回数を超過した位置に関しては、前記表面画像に対して輝度計測処理を実行し、前記太陽電池モジュール上における日陰の有無を判定する
請求項４に記載の太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記ホットスポットが検出された太陽電池モジュールに関して、前記日陰がないと判定した場合には、前記表面画像に対して濃淡検出処理を実行し、前記太陽電池モジュールの表面における暗欠陥の有無、および前記太陽電池モジュールの表面における明欠陥の有無を判定する
請求項５に記載の太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記ホットスポットが検出された太陽電池モジュールに関して、前記日陰がないと判定し、かつ、前記暗欠陥および前記明欠陥がないと判定した場合には、前記太陽電池モジュールの内部回路に異常があると判定する
請求項６に記載の太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置による撮像結果および粒子センサによる計測結果を利用した太陽電池モジュールのメンテナンスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電に用いられる太陽電池モジュールは、主に多数の太陽電池セルを含むセル層と、セル層を保護するガラス層とにより構成されている。太陽光発電では、セル層の太陽電池セルが太陽光を受光して発電する。このため、高い発電効率を得るには、ガラス層は、できるだけ多くの太陽光を透過させる必要がある。
【０００３】
太陽電池モジュールは、屋外に設置される。このため、ガラス層が鳥の糞、雨水、花粉等によって汚染され、透過率が減少し、それにより発電効率が低下することがある。従って、太陽電池モジュールの電力効率を低下なく維持するためには、太陽電池モジュールを定期的に清掃する必要がある。
【０００４】
現状、太陽電池モジュールの清掃は、人手によって行われている。また、太陽電池モジュールの清掃は、ときには高所作業となることがあり、安全性および作業効率の低下が問題となる。さらに、作業性の悪さから、モジュール表面を傷つけるおそれもある。
【０００５】
太陽電池モジュールの表面が汚れたり傷ついたりした場合には、長期間発電できない状態が続き、モジュールが発熱することがある。この現象は、ホットスポットと呼ばれる。ホットスポットにより熱を帯びた状態が継続すると、太陽電池セルが焼損し、やがては太陽電池モジュールも故障してしまう。したがって、ホットスポットをいち早く検出し、取り除くことは、太陽電池モジュールの発電量低下を防止し、寿命を延ばす上で重要な要素である。
【０００６】
このような観点から、洗浄が必要な太陽電池モジュールを検出し、清掃作業をサポートするメンテナンス方法に関する従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された方法では、無人飛行体に搭載された撮像装置により取得した太陽電池モジュールの表面画像から光沢度を計測することで太陽電池モジュールの汚染状態を判断し、必要に応じて太陽電池モジュールの清掃を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−３４９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
前述したように、ホットスポットは、汚れだけでなく、太陽電池モジュールの表面の傷等によっても発生する。しかしながら、特許文献１に開示された方法は、汚染状態を判断する機能のみを備えており、太陽電池モジュール上の傷等を検出する機能までは備わっていない。すなわち、特許文献１に係る方法では、汚れによるホットスポットを取り除くことはできても、太陽電池モジュールの異常を要因とするホットスポットについての対策までは為されていない。
【０００９】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、太陽電池モジュールの汚れ、表面の傷等に起因して発生する太陽電池モジュールの発電効率低下および故障を抑制することのできる太陽電池モジュールのメンテナンスシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュールのメンテナンスシステムは、赤外線画像撮影機能および表面画像撮影機能を有し、太陽電池モジュールを撮像することで、赤外線画像および表面画像を取得する撮像装置と、太陽電池モジュールが設置されている環境での大気中に飛散する粒子の飛散量を計測する粒子センサと、撮像装置により取得された赤外線画像および表面画像と、粒子センサにより計測された飛散量とを用いて、太陽電池モジュールの清掃の要否、および太陽電池モジュールの傷の有無を判定する制御装置とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、太陽電池モジュールの汚れ、表面の傷等に起因して発生する太陽電池モジュールの発電効率低下および故障を抑制することのできる太陽電池モジュールのメンテナンスシステムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における太陽電池モジュールのメンテナンスシステムに関する全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における太陽電池モジュールの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるワイパーの詳細構成を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における制御装置により実行される一連の画像処理に関するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１において、赤外線画像をセグメントに分割した状態を示した説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１における制御装置により実行された、各セグメントの熱分布計測処理の結果を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態１において、「ホットスポットあり」と判定されたセグメントＣについての拡大画像を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る制御装置によって、詳細セグメントの濃度平均値と、セグメント画像の全体の濃度平均値との差から傷の有無を判定した結果をまとめた説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１における制御装置により実行される粒子センサを用いた汚れ検出処理に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る太陽電池モジュールのメンテナンスシステムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における太陽電池モジュールのメンテナンスシステムに関する全体構成を示す図である。本実施の形態１に係るメンテナンスシステム１は、システム全体を管理する制御装置２、撮像装置３、粒子センサ４、およびワイパー５を備えて構成されている。
【００１５】
撮像装置３は、太陽電池モジュール６の全体を撮影できるように、複数の太陽電池モジュール６からなるモジュール群の中心に設置され、３６０°回転できるものとする。また、撮像装置３は、太陽電池モジュール６の表面画像を取得する通常の表面画像撮影機能に加え、太陽電池モジュール６の赤外線画像を取得する赤外線画像撮影機能を有し、撮影した表面画像および赤外線画像を制御装置２に転送する。
【００１６】
粒子センサ４は、太陽電池モジュール６の発電量低下の原因となる、花粉、黄砂、ＰＭ２．５等の粒子に関する大気中飛散量をそれぞれ測定し、測定結果を制御装置２に転送する。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態１における太陽電池モジュール６の構成図である。また、図３は、本発明の実施の形態１におけるワイパー５の詳細構成を示す説明図である。清掃手段に相当するワイパー５は、先端に設けられた清掃用のスポンジ１０の他に、洗浄液噴出口１１および送風口１２を備えている。
【００１８】
洗浄液噴出口１１は、太陽電池モジュール６の汚れをより効果的に除去するために、洗浄液あるいは洗浄水を噴出する。また、送風口１２は、送出した風圧により太陽電池モジュール６上の落ち葉などの堆積物を取り除くために用いられる。
【００１９】
ワイパー５は、太陽電池モジュール６の縁に取り付けられたレール９に沿って、太陽電池モジュール６上を移動する。ワイパー５の移動は、例えば、ワイパー５の両端にモーターを設置し、両側のレール９でワイパー５を挟み込みこんで、モーターの回転によりワイパー５を移動させることで実現できる。また、レール９は、ワイパー５自身が太陽電池モジュール６上の影にならないよう、ワイパー５を収納するワイパー収納スペース８を備える。
【００２０】
なお、本実施の形態１では、図２に示したように、複数の太陽電池モジュール６の中心に撮像装置３を設置し、１台の撮像装置で複数枚の太陽電池モジュール６を撮影する方式をとっている。しかしながら、撮像装置３の設置方式は、これに限定されるものではない。例えば、画像処理の精度をより高くするために、１台の撮像装置で１枚の太陽電池モジュール６を撮影する方式を採用してもよい。
【００２１】
なお、粒子センサ４は、太陽電池モジュール６が設置されている環境での大気中の粒子濃度を測定するために用いるので、設置台数は１台でもよい。
【００２２】
制御装置２は、太陽電池モジュール６の温度、および日射量ごとの発電量を記録し、記録したデータを制御装置２内のデータベースに蓄積し、保存する。さらに、制御装置２は、撮像装置３から転送された赤外線画像および表面画像に対して画像処理を行う。
【００２３】
具体的には、制御装置２は、赤外線画像に対して熱分布計測を行い、判定により、太陽電池モジュール６上のホットスポットを検出する。さらに、制御装置２は、表面画像に対して画像処理を行い、太陽電池モジュール６の表面の輝度および濃淡を計測することで、太陽電池モジュール６上の影および傷の検出を行う。
【００２４】
また、制御装置２は、画像処理により汚れを検出した場合には、太陽電池モジュール６を清掃するための清掃指令をワイパー５へ送り、ワイパー５を制御して太陽電池モジュール６を清掃する機能を有する。
【００２５】
加えて、制御装置２は、無線あるいは有線によるＬＡＮ通信機能を有する。この時のネットワークへの接続方法は、例えば、スマートフォン、パソコン、タブレット端末等を用いて行う。ただし、ネットワークへの接続方法は、これらの手段に限定するものではない。
【００２６】
利用者７は、制御装置２にアクセスすることで、太陽電池モジュール６の汚れの情報を確認することができる。また、反対に、制御装置２により太陽電池モジュール６に異常があると判定された場合には、制御装置２から利用者７の端末にその情報を通知することができる。
【００２７】
次に、図４から図８を参照して、本発明の実施の形態１におけるメンテナンスシステムの動作について説明する。本発明は画像処理と粒子センサ４を併用することにより、太陽電池モジュール６の汚れおよび異常を自動で検出し、必要に応じて通知、清掃を行うものである。そこで、まず、画像処理を用いた太陽電池モジュール６の汚れおよび異常検出の動作について説明する。
【００２８】
図４は、本発明の実施の形態１における制御装置２により実行される一連の画像処理に関するフローチャートである。制御装置２は、太陽電池モジュール６の温度、日射等、各条件の発電量を記録し、その情報をデータベース化して記憶している。
【００２９】
ステップＳ１０１の発電量計測処理において、制御装置２は、データベースを利用して、温度、日射が同等の条件下で、現在の発電量と過去の発電量との比較処理を行う。制御装置２は、比較処理の結果、もし温度、日射条件が同じか、あるいはそれに近い条件であるにも関わらず、現在の発電量が過去の発電量と比較して著しく低下している場合には、ホットスポットの有無を検出する処理を行うために、ステップＳ１０２の赤外線撮影処理に移行する。
【００３０】
ステップＳ１０２の赤外線撮影処理において、制御装置２は、撮像装置３の赤外線撮影機能を利用して、撮像装置３によって撮像された太陽電池モジュール６全体の赤外線画像を取得する。
【００３１】
次に、ステップＳ１０３の熱分布計測処理において、制御装置２は、取得した赤外線画像を小領域であるセグメントに分割し、それぞれのセグメントごとに熱分布を計測する。
【００３２】
図５は、本発明の実施の形態１において、赤外線画像をセグメントに分割した状態を示した説明図である。図５では、１枚の赤外線画像が、ＡからＯの１５のセグメントに分割されている状態が例示されている。
【００３３】
また、図６は、本発明の実施の形態１における制御装置２により実行された、各セグメントの熱分布計測処理の結果を示した図である。制御装置２は、太陽電池モジュール６全体の温度平均値Ａｖｅ１と、太陽電池モジュール６のセグメントごとの温度平均値Ａｖｅ２とをそれぞれ算出する。さらに、制御装置２は、セグメントごとの温度平均値Ａｖｅ２から太陽電池モジュール６全体の温度平均値Ａｖｅ１を減算した値を、セグメントごとの減算値として算出する。
【００３４】
次に、ステップＳ１０４のホットスポット検出処理において、制御装置２は、ステップＳ１０３の熱分布計測処理の結果を用いて、ホットスポットの有無を判定する。制御装置２は、ステップＳ１０３の熱分布計測処理によって算出されたセグメントごとの減算値が、設定した温度閾値を超えているか否かを比較することで、ホットスポットの有無を判定する。
【００３５】
ステップＳ１０４のホットスポット検出処理においてホットスポットの有無を判定した結果が、図６の右側に記載されている。例えば、温度閾値を３０℃、太陽電池モジュール６の全体の平均温度Ａｖｅ１を４０℃とした場合、図６に示したように、セグメントＣとセグメントＮは、Ａｖｅ２とＡｖｅ１の差である減算値が、温度閾値３０℃を超える。そこで、制御装置２は、セグメントＣとセグメントＮを、「ホットスポットあり」と判定する。
【００３６】
制御装置２は、ホットスポットが検出されなかった場合には、一連処理を終了し、ホットスポットが検出された場合には、ステップＳ１１０の検出回数判定処理に移行する。
【００３７】
ステップＳ１１０の検出回数判定処理において、制御装置２は、ホットスポット検出を行った回数をＣＮＴとしてカウントするとともに、ホットスポット検出を何回行ったかを判定する。そして、ステップＳ１１１において、ホットスポットの検出回数が１回目（ＣＮＴ＝１）のときは、ステップＳ１１２の清掃処理に移行し、検出回数が２回目以上（ＣＮＴ≧２）になると、ステップＳ１２０の位置判定処理に移行する。なお、ＣＮＴの値は、ＣＮＴ≧２の場合に図４の全処理が終了することで、その都度リセットされる。
【００３８】
なお、本実施の形態１では、ステップＳ１１１において、清掃処理の要否を判断するに当たり、許容回数を１として設定している。しかしながら、許容回数は、２以上に設定することも可能である。
【００３９】
ステップＳ１１２の清掃処理に移行した場合には、制御装置２は、ワイパー５に対して清掃指令を出力する。この結果、ワイパー５が動作することにより、太陽電池モジュール６の清掃が行われる。なお、このときの清掃動作においては、太陽電池モジュール６全体を清掃対象としてもよく、また、ホットスポットが検出されたセグメントのみを清掃対象としてもよい。
【００４０】
清掃方法の一例として、以下のような一連の手順が考えられる。
手順１：ワイパー５を移動させて、ワイパー５に設けられた洗浄液噴出口１１から太陽電池モジュール６の清掃箇所に洗浄液を塗布する。
手順２：手順１の後、ワイパー５により汚れをふき取る。また、同時にワイパー５の送風口１２から風を送り、太陽電池モジュール６の表面の落ち葉、花粉等の堆積物を取り除く。
【００４１】
ステップＳ１１２による清掃処理が完了した後は、図４の一連処理が終了する。
【００４２】
前述したように、ホットスポット検出回数がＣＮＴ≧２になると、ステップＳ１２０の位置判定処理に移行する。その後、ステップＳ１２１において、制御装置２は、ホットスポットが（ＣＮＴ−１）回目、すなわち前回と同じ位置にあるか否かを判定する。
【００４３】
今回の位置が、前回の（ＣＮＴ−１）回目の位置と違う場合には、制御装置２は、今回検出されたホットスポットが新たに検出されたものであり、汚れである可能性があると判定し、ステップＳ１１２の清掃処理に移行する。
【００４４】
一方、制御装置２は、ホットスポットの位置が、前回の（ＣＮＴ−１）回目と変わらず同じ位置にある場合には、汚れではなく太陽電池モジュール６の異常であると判定し、ステップＳ１３０以降の、太陽電池モジュール６の異常判定処理に移行する。太陽電池モジュール６の異常判定処理において、制御装置２は、複数の画像処理を行い、太陽電池モジュール６の異常原因を解析する。
【００４５】
太陽電池モジュール６の異常判定処理の最初の工程であるステップＳ１３０の輝度計測処理において、制御装置２は、輝度計測処理を実行することにより、太陽電池モジュール６上における日陰の有無を判定する。
【００４６】
具体的には、制御装置２は、それぞれのセグメントごとに輝度計測処理を実行する。この処理では、制御装置２は、はじめに各セグメントの輝度平均値Ａｖｅ３を算出した後、その中で輝度平均値が最大のセグメントにおける輝度平均値を最大値Ｍａｘ１として記録する。
【００４７】
そして、制御装置２は、ホットスポットを検出したセグメントの平均輝度Ａｖｅ３と、輝度平均値の最大値Ｍａｘ１とを比較する。このとき、制御装置２は、Ｍａｘ１−Ａｖｅ３の値が、設定した輝度閾値を超える場合に、対応するセグメントは「日陰あり」の領域に相当すると判定する。
【００４８】
例えば、輝度閾値＝５０、Ｍａｘ１＝９０、Ａｖｅ３＝２０とした場合、Ｍａｘ１−Ａｖｅ３＝７０＞５０である。したがって、この場合、制御装置２は、Ａｖｅ３＝２０のセグメントが、日陰の発生が原因で、小さい値の輝度平均値となったものとみなることができる。
【００４９】
「日陰あり」と判定されると、ステップＳ１３２の通知処理に移行し、制御装置２は、「日陰あり」の情報を利用者７にネットワーク経由で送信する。一方、「日陰なし」と判定されると、ステップＳ１４０の画像撮影処理に移行する。
【００５０】
ステップＳ１４０の画像撮影処理に移行した場合には、制御装置２は、太陽電池モジュール６の表面における傷の有無を判定する。具体的には、制御装置２は、ホットスポットを検出したセグメントについて、撮像装置３により拡大撮影を行わせ、拡大画像を取得する。その後、ステップＳ１４１の濃淡検出処理に移行する。
【００５１】
ステップＳ１４１の濃淡検出処理において、制御装置２は、セグメントの拡大画像について濃度を計測することで、傷検出を行う。図７は、本発明の実施の形態１において、「ホットスポットあり」と判定されたセグメントＣについての拡大画像を示した図である。
【００５２】
図７では、セグメントＣについての拡大画像が、Ｃ１からＣ１５の１５にセグメント分割されている状態が例示されている。以下では、Ｃ１〜Ｃ１５のことを詳細セグメントＣ１〜Ｃ１５と称して説明する。
【００５３】
制御装置２は、まず、セグメントに対して濃度計測を行い、撮影されたセグメント画像の全体に関する濃度平均値Ａｖｅ４を算出する。図７の例では、制御装置２は、セグメントＣに関して濃度平均値Ａｖｅ４を算出する。
【００５４】
その後、制御装置２は、撮影されたセグメント画像を、セグメント分割する。さらに、制御装置２は、各詳細セグメントの濃度平均値Ａｖｅ５をそれぞれ算出する。図７の例では、制御装置２は、セグメントＣを詳細セグメントＣ１〜Ｃ１５にセグメント分割し、各詳細セグメントＣ１〜Ｃ１５について、濃度平均値Ａｖｅ５を算出する。その後、太陽電池モジュール６の外観の傷の有無を判定するステップＳ１４２に移行する。
【００５５】
ステップＳ１４２において、制御装置２は、太陽電池モジュールの外観に傷があるか否かを判定する。具体的には、制御装置２は、各詳細セグメントの濃度平均値Ａｖｅ５と、セグメント画像の全体の濃度平均値Ａｖｅ４との差（Ａｖｅ４−Ａｖｅ５）を算出する。さらに、制御装置２は、差（Ａｖｅ４−Ａｖｅ５）と、設定した濃度閾値との比較を行う。濃度閾値は、明（＋）、暗（−）どちらの傷も検出できるように、正負両方の値として設定される。
【００５６】
制御装置２は、
Ａｖｅ５−Ａｖｅ４≧濃度閾値（＋）
の場合には、「明欠陥あり」と判定し、反対に、
Ａｖｅ５−Ａｖｅ４≦濃度閾値（−）
の場合には、「暗欠陥あり」と判定する。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態１に係る制御装置２によって、詳細セグメントの濃度平均値Ａｖｅ５と、セグメント画像の全体の濃度平均値Ａｖｅ４との差から傷の有無を判定した結果をまとめた説明図である。図８の例では、制御装置２は、詳細セグメントＣ８に関しては、
Ａｖｅ５−Ａｖｅ４≧濃度閾値（＋）
であるため、「明欠陥あり」と判定し、反対に、詳細セグメントＣ９に関しては、
Ａｖｅ５−Ａｖｅ４≦濃度閾値（−）
であるため、「暗欠陥あり」と判定する。
【００５８】
ステップＳ１４２において「太陽電池モジュール６の外観に傷あり」と判定された場合には、ステップＳ１３２の通知処理に移行し、制御装置２は、システム利用者へ「モジュールの外観に傷あり」の情報を通知する。
【００５９】
一方、ステップＳ１４２において「太陽電池モジュールの外観に傷なし”と判定された場合には、ステップＳ１４３移行し、制御装置２は、「太陽電池モジュール６の内部回路に異常あり」と判定し、ステップＳ１３２の通知処理に移行する。そして、制御装置２は、ステップＳ１３２において、システム利用者へ「太陽電池モジュール６の内部回路に異常あり」の情報を通知する。ステップＳ１３２による通知処理が完了した後は、図４の一連処理が終了する。
【００６０】
次に、粒子センサ４を用いた花粉等の粒子による汚れの検出動作について説明する。本機能は、前述の画像処理機能で検出できない花粉等による太陽電池モジュール６の汚れを検出するために用いる。
【００６１】
粒子センサ４は、太陽電池モジュール６の発電量低下の原因となる花粉、ＰＭ２．５、黄砂などの大気中飛散量を測定し、測定データを制御装置２に転送する。粒子の種類ごとに飛散量閾値を個別に設定することができる。測定された飛散量が飛散量閾値を超えると、制御装置２は、ワイパー５に対して太陽電池モジュール６の清掃指令を送り、清掃による粒子除去を試みる。
【００６２】
図９は、本発明の実施の形態１における制御装置２により実行される粒子センサ４を用いた汚れ検出処理に関するフローチャートである。なお、粒子センサ４を用いた汚れ検出処理を実行する前に、汚れのない状態の太陽電池モジュール６の平均輝度値Ａｖｅ６を測定しておき、平均輝度値Ａｖｅ６に基づいて汚れ検出用の閾値である汚れ閾値をあらかじめ設定し、制御装置２に記録しておくことが前提となる。
【００６３】
まず、ステップＳ２００の濃度計測処理において、制御装置２は、粒子センサ４による花粉等の大気中飛散量の測定結果を収録する。その後、ステップＳ２０１の飛散量判定処理に移行する。
【００６４】
ステップＳ２０１の飛散量判定処理において、制御装置２は、大気中粒子の飛散量が、あらかじめ設定された飛散量閾値を超えているか否かを判定する。飛散量閾値を超えていない場合には、制御装置２は、粒子センサ４を用いた汚れ検出処理を終了する。一方、飛散量閾値を超えている場合には、制御装置２は、太陽電池モジュール６の輝度計測処理を行うために、ステップＳ２１０に移行する。
【００６５】
ステップＳ２１０の太陽電池モジュール６の輝度計測処理において、制御装置２は、太陽電池モジュール６に関する表面画像の平均輝度Ａｖｅ７を計測して、太陽電池モジュール６の汚れ具合を測定する。その後、ステップＳ２１１の汚れ判定処理において、制御装置２は、表面画像の平均輝度Ａｖｅ７の値と、制御装置に記録している汚れのない状態での太陽電池モジュール６の平均輝度値Ａｖｅ６とを比較し、太陽電池モジュール６の汚れ具合を判定する。
【００６６】
具体的には、制御装置２は、Ａｖｅ６−Ａｖｅ７が、太陽電池モジュール６の汚れ検出用の閾値としてあらかじめ設定された汚れ閾値を超えている場合には、「清掃の必要あり」と判定し、ステップＳ２１２の清掃処理に移行する。例えば、
Ａｖｅ６＝８０
Ａｖｅ７＝１０
汚れ閾値＝５０
すると、
Ａｖｅ６−Ａｖｅ７＞汚れ閾値
の条件を満たす。そこで、制御装置２は、清掃が必要と判定する。一方、制御装置２は、Ａｖｅ６−Ａｖｅ７が汚れ閾値を超えない場合には、図９の処理を終了する。
【００６７】
このように、図９の一連処理を実行することで、粒子センサの検出結果に基づく飛散量判定処理により飛散量が閾値を超過した部分に限定して、汚れ判定処理を実施することができる。この結果、汚れ閾値の値をより小さな値に設定しても、過検出を防止して、粒子による汚れを高精度に検出することができる。
【００６８】
なお、ステップＳ２１２のモジュール清掃処理における清掃方法は、本実施の形態１では、ワイパーの送風口から風を送り、風圧により太陽電池モジュール６上の粒子を取り除く第１の方法と、ワイパーから洗浄液を散布して、スポンジにより太陽電池モジュール６を清掃する第２の方法とが採用可能である。ただし、コスト上の問題で、第１の方法と第２の方法のどちらか一方を採用する構成としてもよい。
【００６９】
さらに、汚れの状況等から、第１の方法と第２の方法の両方またはどちらか一方による清掃を選択的に採用する構成としてもよい。このような選択を行うことができる構成を採用することで、利用者にとって、さらに利便性を向上させることができる。
【００７０】
また、上記のようなワイパー５による手段だけでなく、太陽電池モジュール６の表面の清掃方法として、同様の効果を得ることができるのであれば、他の手段を用いても構わない。
【００７１】
以上、本実施の形態１によれば、太陽電池モジュールの汚れ、表面の傷等に起因して発生するホットスポットを容易に検出し、太陽電池モジュールの発電効率低下および故障を抑制することのできる太陽電池モジュールのメンテナンスシステムを実現できる。特に、住宅の屋根に設置される太陽電池モジュールのメンテナンスが容易となり、太陽電池モジュールの発電量を低下なく維持することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  太陽電池モジュールのメンテナンスシステム、２  制御装置、３  撮像装置、４  粒子センサ、５  ワイパー（清掃手段）、６  太陽電池モジュール、７  システム利用者、８  ワイパー収納スペース、９  レール、１０  スポンジ、１１  洗浄液噴出口、１２  送風口。
【図１】
2020188554.tif 000003
【図２】
2020188554.tif 000004
【図３】
2020188554.tif 000005
【図４】
2020188554.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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