(57)【要約】【課題】設備の規模の増大を抑えつつ、所定の異状判断の精度が得られる太陽光発電システムの異状判定装置を提供する。【解決手段】太陽光発電装置の発電量を測定した実測値を取得する実測値取得部と、前記実測値を測定する際における前記太陽光発電装置の発電量を予測した予測発電量を算出する予測発電量算出部と、前記予測発電量算出部が算出した予測発電量と前記実測値取得部が取得した実測値とに基づいて、前記太陽光発電装置に異状があるか否かを判定する判定部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電装置の発電量を測定した実測値を取得する実測値取得部と、
前記太陽光発電装置が発電を行う環境を測定するセンサーから測定結果を取得する測定結果取得部と、
前記測定結果取得部によって得られた測定結果と、前記実測値の過去の履歴とに基づいて、前記実測値を測定する際における前記太陽光発電装置の発電量を予測した予測発電量を算出する予測発電量算出部と、
前記予測発電量算出部が算出した予測発電量と前記実測値取得部が取得した実測値とに基づいて、前記太陽光発電装置に異状があるか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする太陽光発電システムの異状判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記予測発電量と前記実測値との比率と、基準値とを比較することで異状があるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システムの異状判定装置。
【請求項３】
実測値取得部が、太陽光発電装置の発電量を測定した実測値を取得し、
測定結果取得部が、前記太陽光発電装置が発電を行う環境を測定するセンサーから測定結果を取得し、
予測発電量算出部が、前記測定結果取得部によって得られた測定結果と、前記実測値の過去の履歴とに基づいて、前記実測値を測定する際における前記太陽光発電装置の発電量を予測した予測発電量を算出し、
判定部が、前記予測発電量算出部が算出した予測発電量と前記実測値取得部が取得した実測値とに基づいて、前記太陽光発電装置に異状があるか否かを判定する
ことを特徴とする太陽光発電システムの異状判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置に異状があるか否かを判定する太陽光発電システムの異状判定装置、太陽光発電システムの異状判定方法処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムの利用が広がりつつある。太陽光発電システムは、ある程度の発電量を見込んで利用されている。しかし、予定通りの発電量が得られない場合もある。予定通りの発電量が得られない原因の一つに、太陽光発電システムに異状が発生した場合が挙げられる。太陽光発電システムに異状が発生したか否かを判定する技術として、例えば、特許文献１に記載された技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０４６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す太陽光発電システムにおいて、異状判定をするためには、太陽光発電装置のそれぞれに赤外線カメラを設けなければならない。そのため、太陽光発電装置の台数が増加するほど、設置する赤外線カメラの台数も増大し、システム全体の規模が増大してしまう課題がある。また、ある太陽光発電用セルと他の太陽光発電用セルとの温度を比較する際、一方の太陽光発電用セルには直射日光が照射され、もう一方の太陽光発電用セルには直射日光が照射されない（日陰）である場合には、温度差が生じる等、太陽光発電用セル間において発電環境が相違すると、正しい異状判断をすることが困難になる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、設備の規模の増大を抑えつつ、太陽光発電装置の発電環境を考慮しつつ異状判断をすることができる太陽光発電システムの異状判定装置、太陽光発電システムの異状判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、太陽光発電装置の発電量を測定した実測値を取得する実測値取得部と、前記太陽光発電装置が発電を行う環境を測定するセンサーから測定結果を取得する測定結果取得部と、前記測定結果取得部によって得られた測定結果と、前記実測値の過去の履歴とに基づいて、前記実測値を測定する際における前記太陽光発電装置の発電量を予測した予測発電量を算出する予測発電量算出部と、前記予測発電量算出部が算出した予測発電量と前記実測値取得部が取得した実測値とに基づいて、前記太陽光発電装置に異状があるか否かを判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、上述の太陽光発電システムの異状判定装置において、前記判定部は、前記予測発電量と前記実測値との比率と、基準値とを比較することで異状があるか否かの判定を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、実測値取得部が、太陽光発電装置の発電量を測定した実測値を取得し、測定結果取得部が、前記太陽光発電装置が発電を行う環境を測定するセンサーから測定結果を取得し、予測発電量算出部が、前記測定結果取得部によって得られた測定結果と、前記実測値の過去の履歴とに基づいて、前記実測値を測定する際における前記太陽光発電装置の発電量を予測した予測発電量を算出し、判定部が、前記予測発電量算出部が算出した予測発電量と前記実測値取得部が取得した実測値とに基づいて、前記太陽光発電装置に異状があるか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、この発明によれば、太陽光発電装置が発電を行う環境を測定した測定結果と、実測値の過去の履歴とに基づいて、予測発電量を算出し、算出された予測発電量と発電量の実測値とに基づいて、太陽光発電装置に異状があるか否かを判定するようにしたので、設備の規模の増大を抑えつつ、太陽光発電装置の発電環境を考慮しつつ異状判断をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態による太陽光発電システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】気温、日射量、発電電力と時間との関係を表すグラフである。
【図３】異状判定装置５０の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態による太陽光発電システムについて図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態による太陽光発電システムの構成を示す概略ブロック図である。
太陽光発電システム１は、太陽光発電装置１０、日照計２０、温度計３０、コンピュータ４０、異状判定装置５０を含んで構成される。太陽光発電装置１０は、太陽光を受けて発電する太陽光発電パネル１１と、太陽光発電パネル１１から出力される発電電力を電力変換し、電力変換された発電電力を負荷６０に供給するパワーコンディショナ（以下、ＰＣＳ）１２とを有する。ＰＣＳ１２は、発電電力を測定し、得られた測定値である実測発電電力をコンピュータ４０へ出力する機能も有する。この測定値は、例えば、ＰＣＳ１２が、太陽光発電パネル１１から得られた直流の電力を交流の電力に変換した後である交流電力の出力値が用いられる。太陽光発電装置１０は、例えば、ビルや住宅等の建物の屋上や壁面等に設置される。日照計２０は、太陽光発電装置１０の近傍に設置され、太陽光発電装置１０が発電する際の日射強度を測定する。温度計３０は、太陽光発電装置１０の近傍に設置され、太陽光発電装置１０が発電する際の気温を測定する。この日照計２０、温度計３０は、太陽光発電装置１０が発電を行う際における環境を測定するセンサーとして用いられる。
【００１２】
コンピュータ４０は、太陽光発電装置１０から得られた発電電力の測定値（実測発電電力）と、日照計２０から得られる測定値（例えば、日射強度を表す日照強度データ）と、温度計３０から得られる測定値（温度データ）とを入力し、一定時間毎に異状判定装置５０へ出力する。
【００１３】
異状判定装置５０は、通信部５１と、記憶部５２と、データ処理部５３と、判定部５４と、出力部５５とを含んで構成される。通信部５１は、コンピュータ４０と通信を行い、各種データの送受信を行う。また、通信部５１は、実測値取得部５１１と、データ取得部５１２とを有する。実測値取得部５１１は、コンピュータ４０から送信される、太陽光発電装置１０の発電量を測定した実測値を取得する。データ取得部５１２は、太陽光発電装置１０が発電を行う環境を測定するセンサーから測定結果を取得する。環境としては例えば、日射強度や気温、太陽光発電パネル温度、風向、風速、雨量、湿度、雲量、天空画像等である。データ取得部５１２は、コンピュータ４０から送信される、日照計２０が測定した測定結果と、温度計３０が測定した測定結果とを取得する。
【００１４】
記憶部５２は、通信部５１がコンピュータ４０から受信したデータや、データ処理部５３が算出したデータ、判定部５４が判定した判定結果等の各種データを記憶する。この記憶部５２には、例えば、実測発電電力と、その実測発電電力が得られたときに日照計２０によって測定された測定結果と、その実測発電電力が得られたときに温度計３０によって測定された測定結果とが対応づけられ、測定された年月日とともに履歴として記憶される。この履歴は、例えば過去数年間のデータが記憶可能である。
【００１５】
データ処理部５３は、各種演算を行う。例えばデータ処理部５３は、実測値を測定する際における太陽光発電装置１０の発電量を予測した予測発電電力を算出する予測発電量算出部５３１を有する。予測発電量算出部５３１は、データ取得部５１２によって得られた測定結果と、記憶部５２に記憶された実測値の過去の履歴とに基づいて、予測発電電力を算出する。予測発電量算出部５３１は、予測発電電力を算出する場合、所定の予測式に従って算出する。この予測式としては、例えば、次の（１）式がある。
【００１６】
予測発電電力＝（ａ＋ｂ×日射強度＋ｃ×外気温度）×日射強度・・・・（１）
【００１７】
（１）式において、ａ、ｂ、ｃは、係数である。この係数を以下、発電効率係数と称する。発電効率係数は、予め決められた数や過去の発電状況に基づいた任意の数を用いることができる。
【００１８】
負荷６０は、太陽光発電装置１０から供給される電力を消費する。この負荷６０は、例えば、太陽光発電装置１０が設けられた建物内の照明や空調機、情報機器等である。
【００１９】
図２は、気温、日射量、発電電力と時間との関係を表すグラフである。縦軸が気温、日射量、発電電力を表し、横軸が時間を表す。データ処理部５３は、この発電効率係数を、太陽光発電装置１０の実測発電電力と、日照計２０の日射強度データ、温度計３０の温度データを含む測定データのうち、現在から数ヶ月から数年遡った期間内の測定データを記憶部５２から読み出し、読み出した測定データに基づいて、最小２乗法によって算出する。例えば、時刻ｔ１から現在もしくは時刻ｔ２までの期間における実測発電電力と、日射量に対応する日射強度データ、温度計３０の温度データを発電効率係数の算出に用いる。発電効率係数の算出の期間は、複数とすることも可能である。すなわち、過去数年間の同時期を同期間と設定することも可能である。この発電効率係数は、発電効率係数の算出の期間が変動するため、ダイナミックに変動する。
【００２０】
判定部５４は、予測発電量算出部５３１が算出した予測発電量と実測値取得部５１１が取得した実測値とに基づいて、太陽光発電装置１０に異状があるか否かを判定する。判定部５４が行う判定方法の一例としては、予測発電量と実測値との比率に基づいて、異状があるか否かの判定を行うことができる。
出力部５５は、判定部５４が判定した結果を出力する。この出力としては、例えば、太陽光発電装置に異状が発生していることを表す警報情報を表示したり、警報音をスピーカ等から出力したりすることができる。また、出力部５５は、この警報情報を、他のシステムや機器に送信することで警報することもできる。
【００２１】
次に、上述した構成における異状判定装置５０の動作を説明する。図３は、異状判定装置５０の動作を説明するフローチャートである。異状判定装置５０は、異状判定処理を行う前に初期設定として各種設定値が記憶部５２に記憶される。この設定値として、例えば太陽光発電装置１０に異状があるか否かを判定する基準となる基準値であり、例えば、比率を表す値である発電効率下限値や、発電効率上限値等が記憶される。
【００２２】
コンピュータ４０は、太陽光発電装置１０によって発電された際の実測発電電力と、日照計２０から得られる測定結果と、温度計３０から得られる測定結果とを取得し、これらの実測値を測定データとして異状判定装置５０へ送信する。この測定データの送信は、所定の時間が経過する毎に送信される。異状判定装置５０の通信部５１は、この測定データを受信し（ステップＳ１１）、記憶部５２に記憶する（ステップＳ１２）。
【００２３】
データ処理部５３は、太陽光発電装置１０の実測発電電力と、日照計２０の日射強度データ、温度計３０の温度データを含む測定データのうち、現在から数ヶ月から数年遡った期間内（例えば、現在から時刻ｔ１まで遡った期間）の測定データもしくは、過去のある期間（例えば、過去の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間）を記憶部５２から読み出し、読み出した測定データに基づいて、発電効率係数を算出する（ステップＳ１３）。ここでは、例えば、発電効率係数として、ａ＝１０．８５７９、ｂ＝−１．７２５１７、ｃ＝−０．０４７７２７９が得られたものとする。
【００２４】
発電効率係数が算出されると、データ処理部５３は、得られた発電効率係数と、現在の日射強度が測定された日射強度データと、現在の気温が測定された温度データとに基づいて、予測発電電力を算出する（ステップＳ１４）。より具体的には、データ処理部５３の予測発電量算出部５３１が、上述の（１）式の予測式に、算出された発電効率係数、日射強度データが表す日射強度、温度データが表す温度を代入することで、現在の予測発電電力を算出する。
【００２５】
現在の予測発電電力が算出されると、データ処理部５３は、予測発電電力と、現在の実測値として得られた実測発電電力との比率（比）を算出する（ステップＳ１５）。比率が算出されると、判定部５４は、この算出された比率と、記憶部５２に基準値として記憶された発電効率下限値である比率とを比較し（ステップＳ１６）、算出された比率が、発電効率下限値である比率未満であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００２６】
算出された比率が、発電効率下限値以上である場合、判定部５４は、算出された比率が発電効率上限値である比率以上であるか否かを判定し（ステップＳ２０）、算出された比率が発電効率上限値である比率以上ではない場合、異状なしであると判定し、その判定結果を現在の測定データに対応づけて記憶部５２に記憶する（ステップＳ１９）。一方、ステップＳ１７において、算出された比率が、発電効率下限値未満である場合、または、ステップＳ２０において、算出された比率が発電効率上限値以上である場合、判定部５４は、異状ありであると判定し、異状ありであることを出力部５５によって出力させるとともに（ステップＳ１８）、異状ありである判定結果を現在の測定データに対応づけて記憶部５２に記憶する（ステップＳ１９）。
【００２７】
出力部５５から出力される警報としては、例えば、発電効率上限値以上であると判定された場合には、「○月○日  △時△分  警報発生  第２ＰＣＳ  日射計または温度計異状」等、警報が発生した対象の太陽光発電装置１０を識別できる情報と、その発生日時等を含む情報と、異状状態を表す情報とが出力される。また、発電効率下限値未満であると判定された場合には、「○月○日  ×時×分  警報発生  第１ＰＣＳ  発電効率低下」等、警報が発生した対象の太陽光発電装置１０を識別できる情報と、その発生日時等を含む情報と、異状状態を表す情報が出力される。
【００２８】
上述した実施形態における異状判定装置５０は、例えば、太陽光発電システムを管理する中央監視システムに設け、太陽光発電装置の健全性を評価し監視することに用いることができる。また、本実施形態によれば、出力部５５から警報を出力するようにしたので、監視担当者は、この警報を把握することで、太陽光発電装置の異状に気づくことができ、また、メンテナンスを行う指標として用いることができ、設備の保全を図ることが可能になる。
【００２９】
上述した実施形態において、データ処理部５３が予測発電電力と現在の実測値として得られた実測発電電力との比率を算出し、これに基づいて異状判定するようにしたので、日射量や太陽光発電装置１０の定格発電電力毎に係数を変更する必要をなくすことができる。
【００３０】
上述した実施形態においては、太陽光発電装置１０が１つである場合について説明したが、太陽光発電装置１０は、複数台であってもよい。この場合、それぞれの太陽光発電装置１０の近傍に日照計２０、温度計３０が設けられる。太陽光発電装置１０が近接して設置されている場合には、日照計２０、温度計３０を複数の太陽光発電装置１０で共有するようにしてもよい。また、コンピュータ４０は、太陽光発電装置１０毎に設けられるようにしてもよいし、複数の太陽光発電装置１０で共有するようにしてもよい。
【００３１】
また、上述の実施形態においては、実測発電電力をリアルタイムに取得し、これを履歴として記憶部５２に記憶する場合について説明したが、１日１回、前日分の測定データを受信して記憶部５２に記憶するようにしてもよい。この場合、例えば、前日分の測定データをＣＳＶ（Comma-Separated Values）ファイルにてコンピュータ４０から送信してもらい、受信することもできる。
【００３２】
また、上述した実施形態において、実測発電電力をリアルタイムに取得し、都度、異状判定を行う場合について説明したが、異状判定を行うタイミングを予め決めておき、そのタイミングが到来する都度、判定してもよい。また、実測発電電力と予測発電電力の比率を求める場合、どの時点の実測発電電力と予測発電電力を用いるかを予め決めておいてもよい。
【００３３】
また、データ処理部５３は、記憶部５２に記憶された測定データを元に、特定の期間における平均気温、平均日射強度、実測発電電力の平均値、発電効率の平均値を算出し、出力部５５から出力することもできる。これにより、発電状況を把握することができる。
【００３４】
また、図１における異状判定装置５０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより太陽光発電装置の異状判定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００３５】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００３６】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１  太陽光発電システム
１０  太陽光発電装置
２０  日照計
３０  温度計
４０  コンピュータ
５０  異状判定装置
５１  通信部
５２  記憶部
５３  データ処理部
５４  判定部
５５  出力部
５１１  実測値取得部
５１２  データ取得部
５３１  予測発電量算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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