(57)【要約】  複数枚の太陽電池セルを直列に接続したクラスタ（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ）を並列に複数接続した太陽電池アレイを有する太陽電池モジュール（１１）を検査する太陽電池モジュールの検査方法であって、太陽電池モジュール（１１）の内部の回路に流れる電流の電流値を、内部の回路に非接触で測定して、第一太陽電池クラスタ（４１１）、第二太陽電池クラスタ（４１２）、第三太陽電池クラスタ（４１３）の短絡故障及び開放故障と、第一バイパスダイオード（４８）、第二バイパスダイオード（４９）及び第三バイパスダイオード（４１０）の短絡故障及び開放故障とを検出する。
2017187636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の太陽電池セルを直列に接続したクラスタを並列に複数接続した太陽電池アレイを有する太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法であって、
前記太陽電池モジュールの内部の回路に流れる電流の電流値を該回路に非接触で測定して、前記回路の短絡故障及び開放故障を検出することを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項２】
前記太陽電池モジュールは、前記クラスタに対して並列に接続され、前記クラスタに流すことのできる電流が減少した際に、該クラスタに流すことができなくなった分の電流を迂回させるバイパスダイオードを有し、
前記バイパスダイオードを動作させた状態での前記回路に流れる電流の電流値の測定結果と、バイパスダイオードを動作させていない状態での前記回路に流れる電流の電流値の測定結果とに基づいて、前記回路の短絡故障及び開放故障を検出することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールを遮蔽することにより前記バイパスダイオードを動作させることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項４】
１枚の前記太陽電池セルの全面を遮蔽することにより前記バイパスダイオードを動作させることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項５】
１枚の前記太陽電池セルを部分的に遮蔽することにより前記バイパスダイオードを動作させることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項６】
複数枚の太陽電池セルを直列に接続したクラスタを並列に複数接続した太陽電池アレイと、前記クラスタに対して並列に接続され、前記クラスタに流すことのできる電流が減少した際に、該クラスタに流すことができなくなった分の電流を迂回させるバイパスダイオードとを有する太陽電池モジュールの検査方法であって、
複数の前記クラスタの一部で前記太陽電池セルの許容電流を減少させて前記バイパスダイオードを動作させる行程と、
減少させた前記太陽電池セルの前記許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流との和を閾値に設定する工程と、
前記バイパスダイオードが動作している状態において、前記許容電流を減少させた前記太陽電池セルを含む前記クラスタに流れる電流が前記閾値以上であるか、又は前記許容電流を減少させた前記太陽電池セルを含まない他の前記クラスタに流れる電流が前記閾値未満である場合に異常と判定する工程とを有することを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項７】
前記クラスタを遮蔽することにより、前記許容電流を減少させることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項８】
１枚の前記太陽電池セル全体を遮蔽して、前記許容電流を減少させることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項９】
１枚の前記太陽電池セルの部分に遮蔽して、前記許容電流を減少させることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１０】
前記閾値を、前記太陽電池セルの漏れ電流と、一部遮蔽した前記太陽電池セルの許容電流を合計した値に設定することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１１】
磁界の変動により電流の値を検知するセンサが内蔵され、かつ前記閾値を超えると測定者に知らせる測定器を用い、前記太陽電池モジュールの表面又は裏面から見える配線を走査することにより検査を行うことを特徴する請求項１０に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１２】
複数の太陽電池セルが直列に接続された第一太陽電池クラスタ、第二太陽電池クラスタ及び第三太陽電池クラスタが順に直列に接続された太陽電池アレイと、
前記第一太陽電池クラスタの端部に接続された第一端子部と、
前記第一太陽電池クラスタと前記第二太陽電池クラスタとの接続部に接続された第二端子部と、
前記第二太陽電池クラスタと前記第三太陽電池クラスタとの接続部に接続された第三端子部と、
前記第三太陽電池クラスタの端部に接続された第四端子部と、
前記第一端子部と前記第二端子部との間を接続する第一バイパスダイオードと、
前記第二端子部と前記第三端子部との間を接続する第二バイパスダイオードと、
前記第三端子部と前記第四端子部との間を接続する第三バイパスダイオードとを備えた太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法であって、
前記第一太陽電池クラスタ、前記第二太陽電池クラスタ及び前記第三太陽電池クラスタを遮蔽しない状態で前記太陽電池モジュールに流れる基準電流値を測定する工程と、
前記第二太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セルを遮蔽した状態で前記第一太陽電池クラスタに流れる第一電流値、前記第二太陽電池クラスタに流れる第二電流値、前記第三太陽電池クラスタに流れる第三電流値を測定し、前記第二太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第一電流値と、前記第二電流値及び前記第三電流値と比較することにより、前記第一太陽電池クラスタの開放故障又は前記第一バイパスダイオードの短絡故障、前記第二バイパスダイオードの開放故障、及び第三太陽電池クラスタの開放故障又は前記第三バイパスダイオードの短絡故障を検出する工程と、
前記第一太陽電池クラスタに含まれる前記太陽電池セル及び前記第三太陽電池クラスタに含まれる前記太陽電池セルを遮蔽した状態で、前記第一太陽電池クラスタに流れる第四電流値、前記第二太陽電池クラスタに流れる第五電流値、前記第三太陽電池クラスタに流れる第六電流値を測定し、
前記第一太陽電池クラスタ及び前記第三太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第四電流値、前記第五電流値及び前記第六電流値と比較することにより、前記第一バイパスダイオードの開放故障、前記第二太陽電池クラスタの開放故障又は前記第二バイパスダイオードの短絡故障、前記第三バイパスダイオードの開放故障を検出する第二故障検出工程とを備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１３】
複数の太陽電池セルが直列に接続された第一太陽電池クラスタ、第二太陽電池クラスタ、第四太陽電池クラスタ及び第五太陽電池クラスタが順に直列に接続された太陽電池アレイと、
前記第一太陽電池クラスタの端部に接続された第一端子部と、
前記第二太陽電池クラスタと前記第三太陽電池クラスタとの接続部に接続された第二端子部と、
前記第一太陽電池クラスタと前記第二太陽電池クラスタとの接続部に接続された第三端子部と、
前記第三太陽電池クラスタと前記第四太陽電池クラスタとの接続部に接続された第四端子部と、
前記第五太陽電池クラスタの端部に接続された第五端子部と、
前記第一端子部と前記第二端子部との間を接続する第一バイパスダイオードと、
前記第二端子部と前記第三端子部との間を接続する第二バイパスダイオードと、
前記第三端子部と前記第四端子部との間を接続する第三バイパスダイオードとを備えた太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法であって、
前記第一太陽電池クラスタ、前記第二太陽電池クラスタ、前記第三太陽電池クラスタ、前記第四太陽電池クラスタ及び前記第五太陽電池クラスタを遮蔽しない状態で前記太陽電池モジュールに流れる基準電流値を測定する工程と、
前記第一太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セル及び前記第四太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セルを遮蔽した状態で前記第一太陽電池クラスタに流れる第一電流値、前記第三太陽電池クラスタに流れる第二電流値、前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタに流れる第三電流値を測定し、前記第一太陽電池クラスタ及び前記第四太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第一電流値と、前記第二電流値及び前記第三電流値と比較することにより、前記第一太陽電池バイパスダイオードの開放故障、前記第三太陽電池クラスタの開放故障及び前記第三バイパスダイオードの開放故障を検出する工程と、
前記第三太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セルを遮蔽した状態で前記第一太陽電池クラスタに流れる第四電流値、前記第二太陽電池クラスタ又は前記第三太陽電池クラスタに流れる第五電流値、前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタに流れる第六電流値を測定し、前記第三太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第四電流値と、前記第五電流値及び前記第六電流値とを比較することにより、前記第一太陽電池クラスタの開放故障、前記第二バイパスダイオードの開放故障及び前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタの開放故障を検出する工程と、
前記第一太陽電池クラスタ、前記第二太陽電池クラスタ、前記第三太陽電池クラスタ、前記第四太陽電池クラスタ及び前記第五太陽電池クラスタを遮蔽しない状態で前記第二太陽電池クラスタに流れる第七電流値及び前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタに流れる第八電流値を測定し、前記太陽電池セルの漏れ電流と、前記第七電流値及び前記第八電流値とを比較することにより、前記第一バイパスダイオード、前記第二バイパスダイオード及び前記第三バイパスダイオードの短絡故障並びに前記第二太陽電池クラスタの開放故障を検出する工程とを有することを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１４】
磁界の変動により電流の値を検知するセンサが内蔵され、かつ前記閾値を超えると測定者に知らせる測定器を用い、前記太陽電池モジュールの表面又は裏面から見える配線を走査することにより検査を行うことを特徴する請求項１２又は１３に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の太陽電池セルを直列に接続したクラスタを並列に複数接続した太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、太陽光を受けて発電を行う関係上、屋外に設置される場合が大半である。したがって、太陽電池モジュールは、設置直後から、昼夜の温度変化ストレス、季節間の温度変動ストレス、温湿度によるストレス、強風又は積雪による荷重ストレスといった各種ストレスに晒されることとなる。【０００３】
各種ストレスにより太陽電池モジュールが劣化して出力が低下してきたとしても、他の電気機器と異なり、太陽電池モジュールは動作を停止したり、異音を生じたり、明らかに外観が変化したりすることが少ない。したがって、太陽電池モジュールは、出力が低下した状態でユーザに気付かれずに長期間放置され、本来発電できたはずの電力を失ってしまい、売電している場合はその売電の機会損失が生じるという問題もある。【０００４】
特許文献１には、太陽電池モジュールの故障を検知する方法が開示されている。特許文献１に開示される発明では、太陽電池モジュールに信号発生手段を付与することで、太陽電池モジュール内の短絡故障及び開放故障を両方とも容易に検知できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３０５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示される発明は、太陽電池モジュールに追加部品を付与することにより太陽電池モジュールの単価が上昇するという問題がある。また信号発生手段も太陽電池モジュール内に含まれることから同等の環境ストレスを受けることになる。信号発生手段が環境ストレスにより故障すると太陽電池モジュールの故障検知が困難になり、さらには誤判定のリスクも増加する。【０００７】
そのため、特許文献１の信号発生手段及び周辺回路は、太陽電池モジュールと同等以上の信頼性が求められる。更に安全性を求めるのであれば、信号発生手段及び周辺回路が故障した場合に検知できるような機器が追加で必要となってしまう。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュール内に部品類を追加することなく、簡便な手法で太陽電池モジュールの内部の回路の開放故障及び短絡故障を検知できる太陽電池モジュールの検査方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数枚の太陽電池セルを直列に接続したクラスタを並列に複数接続した太陽電池アレイ有する太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法である。本発明は、太陽電池モジュールの内部の回路に流れる電流の電流値を回路に非接触で測定して、回路の短絡故障及び開放故障を検出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュールの検査方法は、太陽電池モジュール内に部品類を追加することなく、簡便な手法で太陽電池モジュールの内部の回路の開放故障及び短絡故障を検知できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムの構成を示す図
【図２】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールの構成を示す図
【図３】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールの一部のクラスタに影がかかり、他のクラスタには正常に太陽光が照射されている場合の太陽電池モジュールの動作を示す図
【図４】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の概念を示す図
【図５】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第一段階の処理を示す図
【図６】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第一段階の処理の流れを示すフローチャート
【図７】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第二段階の処理を示す図
【図８】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第二段階の処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例で検査対象とする太陽電池モジュールの構成を示す図
【図１０】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階を示す図
【図１１】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階の処理の流れを示すフローチャート
【図１２】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第二段階を示す図
【図１３】実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第二段階の処理の流れを示すフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールの構成を示す図
【図１５】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階を示す図
【図１６】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階の処理の流れを示すフローチャート
【図１７】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例の第二段階を示す図
【図１８】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第二段階の処理の流れを示すフローチャート
【図１９】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例の第三段階を示す図
【図２０】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第三段階の処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの検査方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システムの構成を示す図である。太陽電池モジュール１１を直列に接続した要素をストリング１２と呼ぶ。なおストリング１２の直列数は太陽光発電システム自体のシステム電圧を超えない範囲で選定されている。
【００１４】
ストリング１２は、接続箱１３へ並列接続されている。実施の形態１においては、更に接続箱１３が集電箱１４へ並列接続されている。なおストリング１２、接続箱１３の並列数は特定の数に限定されないが、一般的には、ストリング１２の並列数を増やすと電流を増加させることができるものの、伝送損失も増加して発電効率が低下する。また、ストリング１２一つ当たりの太陽電池モジュール１１の直列数を増やして、ストリング１２の並列数を減らすと接続箱１３及び集電箱１４の必要個数は減少するが、ストリング１２から出力される電力の電圧が高くなってしまい、高電圧に対応した高価な接続箱１３及び集電箱１４が必要となり、接続箱１３及び集電箱１４の単価が増大する。したがって、ストリング１２及び接続箱１３の並列数は、電流の大きさと発電効率とのトレードオフ、及び接続箱１３及び集電箱１４の必要個数と単価とのトレードオフにより選定される。
【００１５】
接続箱１３及び集電箱１４により束ねられた直流電力は、パワーコンディショナ１５に伝送された後に交流電力に変換され、太陽光発電システムに接続された系統１７へ送電される。
【００１６】
図２は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールの構成を示す図である。実施の形態１では、太陽電池モジュール１１は、Ｎ枚の太陽電池セルを含むクラスタを６列並べた一般的な構造であるとする。太陽電池モジュール１１は、太陽電池セルをＮ枚直列に接続したクラスタ４１が６個直列に接続されており、両端がマイナス端子４２とプラス端子４３とになっている。また、太陽電池モジュール１１は、クラスタ４１が２個直列に接続されている領域ごとに、第一端子部４４、第二端子部４５、第三端子部４６及び第四端子部４７を介して第一バイパスダイオード４８、第二バイパスダイオード４９、第三バイパスダイオード４１０が並列に接続されている。説明の便宜上、６個のクラスタ４１を区別する必要がある場合には、端から順にクラスタ４１Ａ、クラスタ４１Ｂ、クラスタ４１Ｃ、クラスタ４１Ｄ、クラスタ４１Ｅ及びクラスタ４１Ｆと称し、総称する際には、単にクラスタ４１と称する。
【００１７】
第一バイパスダイオード４８、第二バイパスダイオード４９及び第三バイパスダイオード４１０は、並列接続されたクラスタ４１に何らかの理由で電流が流れなくなった場合、又は流れにくくなった場合に、クラスタ４１が発熱するホットスポット現象を回避するために、クラスタ４１に流れなかった分の電流を迂回させる。
【００１８】
クラスタ４１Ａとクラスタ４１Ｂとは直列に接続されており、第一太陽電池クラスタ４１１を形成している。クラスタ４１Ｃとクラスタ４１Ｄとは直列に接続されており、第二太陽電池クラスタ４１２を形成している。クラスタ４１Ｅとクラスタ４１Ｆとは直列に接続されており、第三太陽電池クラスタ４１３を形成している。第一太陽電池クラスタ４１１と第二太陽電池クラスタ４１２と第三太陽電池クラスタ４１３とが順に互いに直列に接続されており、太陽電池アレイを形成している。第一太陽電池クラスタ４１１の端部には、第一端子部４４が接続されている。第一太陽電池クラスタ４１１と第二太陽電池クラスタ４１２との接続部には、第二端子部４５が接続されている。第二太陽電池クラスタ４１２と第三太陽電池クラスタ４１３との接続部には、第三端子部４６が接続されている。第三太陽電池クラスタ４１３の端部には、第四端子部４７が接続されている。
【００１９】
第一端子部４４と第二端子部４５との間は、第一バイパスダイオード４８で接続されている。第二端子部４５と第三端子部４６との間は、第二バイパスダイオード４９で接続されている。第三端子部４６と第四端子部４７との間は、第三バイパスダイオード４１０で接続されている。
【００２０】
上記のように、実施の形態１に係る太陽電池モジュール１１の内部には、クラスタ４１、マイナス端子４２、プラス端子４３、第一端子部４４、第二端子部４５、第三端子部４６、第四端子部４７、第一バイパスダイオード４８、第二バイパスダイオード４９及び第３バイパスダイオード４１０によって回路が構成されている。
【００２１】
図３は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールの一部のクラスタに影がかかり、他のクラスタには正常に太陽光が照射されている場合の太陽電池モジュールの動作を示す図である。クラスタ４１Ｂの影部５１では、太陽光が照射された場合に生じる電流、つまり流すことのできる許容電流が低下する。一方、周囲のクラスタ４１Ａ、クラスタ４１Ｃ、クラスタ４１Ｄ、クラスタ４１Ｅ及びクラスタ４１Ｆで生じる電流量は通常値であるため、第一バイパスダイオード４８が無い場合は、クラスタ４１Ｂの影部５１において電流差によるボトルネックが生じ、発熱が生じる。
【００２２】
一定量の電流ボトルネックが生じた時点で、第一バイパスダイオード４８が動作し、太陽電池モジュール１１内部の回路には、電流５３と電流５４とが流れる。第一バイパスダイオード４８の手前で第一端子部４４側に分岐して電流５３と分かれた電流５４は、第二端子部４５の直後、かつクラスタ４１Ｃの直前で電流５３に合流する。第一バイパスダイオード４８を流れる電流５３は、クラスタ４１Ｂの影部５１で生じていた電流差によるボトルネック分である。一方、第一太陽電池クラスタ４１１を流れる電流５４は、第一太陽電池クラスタ４１１中の太陽電池セルの漏れ電流と、影部５１によって低下した第一太陽電池クラスタ４１１の許容電流との和となる。したがって、第一バイパスダイオード４８が動作することにより、クラスタ４１Ｂの影部５１で生じたボトルネックが解消され、発熱も解消される。
【００２３】
なお、第一バイパスダイオード４８の動作条件は、クラスタ４１の直列数及び遮蔽により低下する許容電流に依存する。また遮蔽により低下する許容電流は、遮蔽がない状態の電流を１００％とした場合に、遮蔽により太陽電池セルに到達せずに遮られた光の比率によって求められる。そのため影の濃さ及び遮蔽する面積といったパラメータに依存する。例えば光を全く通さない黒体を太陽電池セル１枚の面積５０％に密着させ遮蔽した場合、許容電流は遮蔽がない状態の電流から５０％低下した値となる。
【００２４】
図４は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の概念を示す図である。システムの一部となって動作中の太陽電池モジュール１１において、遮蔽なしの状態で動作電流を測定したのち、第二太陽電池クラスタ４１２を遮蔽する。遮蔽するレベル、すなわち遮蔽する影の濃さ及び影の面積は、第二太陽電池クラスタ４１２に対して並列に接続された第二バイパスダイオード４９が動作する条件以上とする。なお、図４に示すようにクラスタ４１Ｃ及びクラスタ４１Ｄを両方とも遮蔽する必要はなく、第二太陽電池クラスタ４１２に流れる電流が阻害されてボトルネックが生じ、第二バイパスダイオード４９が動作すれば良いため、クラスタ４１Ｃ及びクラスタ４１Ｄの一方のみを遮蔽しても良い。
【００２５】
第二太陽電池クラスタ４１２を遮蔽した場合には、太陽電池モジュール１１の内部の回路には、マイナス端子４２→第一端子部４４→クラスタ４１Ａ→クラスタ４１Ｂ→第二端子部４５→第二バイパスダイオード４９→第三端子部４６→クラスタ４１Ｅ→クラスタ４１Ｆ→第四端子部４７→プラス端子４３の経路で電流６３が流れる。遮蔽を行った第二太陽電池クラスタ４１２を流れる電流６１０は、第二端子部４５の直前で分岐し、クラスタ４１Ｃ→クラスタ４１Ｄと流れ、第三端子部４６の直後かつクラスタ４１Ｅの直前で電流６３と合流する。なお、電流６１０の値は、第二太陽電池クラスタ４１２の漏れ電流と、遮蔽により低下した第二太陽電池クラスタ４１２の許容電流との和となる。このように第二太陽電池クラスタ４１２の遮蔽により第二バイパスダイオード４９が動作し、回路内の電流経路と電流値とが変化する。この状態で太陽電池モジュール１１の各部の電流測定を行うことで、開放故障及び短絡故障を検出できる。
【００２６】
図５は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第一段階の処理を示す図である。図６は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第一段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、遮蔽なしの状態で動作電流を測定し、基準電流値とする。すなわち、第一太陽電池クラスタ４１１、第二太陽電池クラスタ４１２及び第三太陽電池クラスタ４１３を遮蔽しない状態で太陽電池モジュール１１に流れる基準電流値を測定する。ステップＳ１０２において、第二太陽電池クラスタ４１２中の太陽電池セルを遮蔽し、遮蔽により低下した許容電流を遮蔽時の面積に基づいて見積もり、許容電流と漏れ電流との和を閾値に設定する。なお、遮蔽により低下する許容電流は日射量の変動に大きく影響するため、可能な限り日射が安定した状態で行うか、許容電流が概ねゼロになるような状態、すなわち各クラスタに属する太陽電池セル１枚を１００％覆ってしまうような状態で判定を行うことが望ましい。ただし、太陽電池セル１枚を完全に遮蔽しようとすると、遮蔽用の部材を太陽電池セルに正確に位置合わせする必要が生じる。太陽電池セルの一部分を遮蔽する場合には、遮蔽用の部材と太陽電池セルとの位置合わせ作業を簡略化することができる。閾値は、第二太陽電池クラスタ４１２中の太陽電池セルの漏れ電流としても良い。
【００２７】
ステップＳ１０３において、第一太陽電池クラスタ４１１を流れる電流の値である第一電流値を測定し、ステップＳ１０２で設定した閾値以上であるか判断する。第一電流値がステップＳ１０２で設定した閾値未満であれば、ステップＳ１０３でＮｏとなるため、ステップＳ１０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第一電流値がステップＳ１０２で設定した閾値以上であれば、ステップＳ１０３でＹｅｓとなるため、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、第二太陽電池クラスタ４１２を流れる電流の値である第二電流値がステップＳ１０２で設定した閾値未満であるか判断する。第二電流値がステップＳ１０２で設定した閾値以上であれば、ステップＳ１０４でＮｏとなるため、ステップＳ１０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第二電流値がステップＳ１０２で設定した閾値未満であれば、ステップＳ１０４でＹｅｓとなるため、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、第三太陽電池クラスタ４１３を流れる電流の値である第三電流値を測定し、ステップＳ１０２で設定した閾値以上であるか判断する。第三電流値がステップＳ１０２で設定した閾値未満であれば、ステップＳ１０５でＮｏとなるため、ステップＳ１０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第三電流値がステップＳ１０２で設定した閾値以上であれば、ステップＳ１０５でＹｅｓとなるため、後述する第二段階の処理を実行する。
【００２８】
ステップＳ１０３、Ｓ１０４及びＳ１０５では、太陽電池モジュール１１内に流れている電流を、センサ７１を用いて表面ガラス越し、裏面ガラス越し、又はバックフィルム越しに検知する。すなわち、磁界の変動により電流の値を検知するセンサが内蔵され、かつ閾値を超えると測定者に知らせる測定器を用い、太陽電池モジュール１１の表面又は裏面から見える配線を走査することにより検査を行う。センサ７１は流れる電流による磁界の変化を検知するといった種々の方式が存在するが、非接触で電流を精度良く検知できるのではあればどのような方式でも良い。また、電流を実測値で求めるセンサではなく、閾値を超えたらブザーを鳴らす方式のセンサを用いる場合は、ステップＳ１０２では、第二太陽電池クラスタ４１２中の太陽電池セル１１１の漏れ電流と遮蔽により低下した第二太陽電池クラスタ４１２の許容電流との和の電流６１０以下を検出しないレベルに閾値を設定する。
【００２９】
第二太陽電池クラスタ４１２を遮蔽した場合には、太陽電池モジュール１１の内部の回路には、マイナス端子４２→第一端子部４４→クラスタ４１Ａ→クラスタ４１Ｂ→第二端子部４５→第二バイパスダイオード４９→第三端子部４６→クラスタ４１Ｅ→クラスタ４１Ｆ→第四端子部４７→プラス端子４３の経路で電流７２が流れる。なお、一般的な太陽電池モジュール１１は、マイナス端子４２、プラス端子４３、第一端子部４４、第二端子部４５、第三端子部４６、第四端子部４７並びに第一バイパスダイオード４８、第二バイパスダイオード４９、及び第三バイパスダイオード４１０が端子ボックス内に納められており、アクセスが困難なことが多いため、クラスタ４１Ａ、クラスタ４１Ｂ、クラスタ４１Ｃ、クラスタ４１Ｄ、クラスタ４１Ｅ、クラスタ４１Ｆといった、ガラス面又はバックフィルム面から見て目視できる領域で電流の有無を検知するのが直感的で望ましい。ここでは、第一太陽電池クラスタ４１１と、第二太陽電池クラスタ４１２と、第三太陽電池クラスタ４１３とにおいて電流の有無を検査している。
【００３０】
マイナス端子４２→第一端子部４４→クラスタ４１Ａ→クラスタ４１Ｂ→第二端子部４５で開放故障が生じている場合、第一太陽電池クラスタ４１１で電流が検出されなくなる。また、第一バイパスダイオード４８が短絡故障している場合も同様に、第一太陽電池クラスタ４１１で電流が検出できなくなる。
【００３１】
第三端子部４６→クラスタ４１Ｅ→クラスタ４１Ｆ→第四端子部４７→プラス端子４３で開放故障が生じている場合、第三太陽電池クラスタ４１３で電流が検出されなくなる。また、第三バイパスダイオード４１０が短絡故障している場合も同様に、第三太陽電池クラスタ４１３で電流が検出できなくなる。
【００３２】
第二端子部４５→第二バイパスダイオード４９→第三端子部４６で開放故障が生じている場合、太陽電池モジュール１１を流れる電流は、遮蔽された太陽電池セル１１１を含む第二太陽電池クラスタ４１２を通らざるをえなくなるため、第二太陽電池クラスタ４１２での電流は、第二太陽電池クラスタ４１２中の太陽電池セル１１１の漏れ電流と遮蔽により低下した第二太陽電池クラスタ４１２の許容電流との和の電流６１０より大きい値になる。
【００３３】
以上より、第二太陽電池クラスタ４１２の遮蔽を行い、第一電流値、第二電流値及び第三電流値を測定することにより、第一太陽電池クラスタ４１１又は第三太陽電池クラスタ４１３の開放故障と、第一バイパスダイオード４８又は第三バイパスダイオード４１０の短絡故障と、第二バイパスダイオード４９の開放故障とを検出することが可能となる。
【００３４】
上記の説明においては、第一電流値、第二電流値及び第三電流値をステップＳ１０３からステップＳ１０５で別々に測定して、その都度閾値と比較しているが、先に第一電流値、第二電流値及び第三電流値を測定し、続いて閾値との比較を連続して行ってもよい。
【００３５】
図７は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第二段階の処理を示す図である。図８は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の第二段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、第一太陽電池クラスタ４１１及び第三太陽電池クラスタ４１３を遮蔽し、図５を用いて説明した第一段階と同様に、遮蔽により低下する許容電流を遮蔽時の面積に基づいて見積もり、許容電流と漏れ電流との和を閾値に設定する。ステップＳ２０２において、第一太陽電池クラスタ４１１を流れる電流の値である第四電流値を測定し、ステップＳ２０１で設定した閾値未満であるか判断する。第四電流値がステップＳ２０１で設定した閾値以上であれば、ステップＳ２０２でＮｏとなるため、ステップＳ２０５進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第四電流値がステップＳ２０１で設定した閾値未満であれば、ステップＳ２０２でＹｅｓとなるため、ステップＳ２０３に進む。
【００３６】
ステップＳ２０３において、第二太陽電池クラスタ４１２を流れる電流の値である第五電流値を測定し、ステップＳ２０１で設定した閾値以上であるか判断する。第五電流値がステップＳ２０１で設定した閾値未満であれば、ステップＳ２０３でＮｏとなるため、ステップＳ２０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第五電流値がステップＳ２０１で設定した閾値以上であれば、ステップＳ２０３でＹｅｓとなるため、ステップＳ２０４に進む。
【００３７】
ステップＳ２０４において、第三太陽電池クラスタ４１３を流れる電流の値である第六電流値を測定し、閾値未満であるか判断する。第六電流値がステップＳ２０１で設定した閾値以上であれば、ステップＳ２０４でＮｏとなるため、ステップＳ２０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第六電流値がステップＳ２０１で設定した閾値未満であれば、ステップＳ２０４でＹｅｓとなるため、ステップＳ２０６において正常と判定し処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ２０２、ステップＳ２０３及びステップＳ２０４では、第四電流値、第五電流値及び第六電流値を、センサ７１を用いて表面ガラス越し、裏面ガラス越し、又はバックフィルム越しに検知する。センサ７１は、流れる電流による磁界の変化を検知するといった種々の方式が存在するが、非接触で電流を精度良く検知できるのであればどのような方式でも良い。また電流を実測値で求めるセンサではなく、ある一定の閾値を超えたらブザーを鳴らす方式のセンサを用いる場合は、ステップＳ２０１では、第一太陽電池クラスタ４１１の漏れ電流と遮蔽により低下した第一太陽電池クラスタ４１１の許容電流との和である電流８９以下、かつ第三太陽電池クラスタ４１３の漏れ電流と遮蔽により低下した第三太陽電池クラスタ４１３の許容電流との和である電流８１０以下は検出しないレベルに閾値を設定する。
【００３９】
第一太陽電池クラスタ４１１及び第三太陽電池クラスタ４１３を遮蔽した場合には、太陽電池モジュール１１の内部の回路には、マイナス端子４２→第一バイパスダイオード４８→第二端子部４５→クラスタ４１Ｃ→クラスタ４１Ｄ→第三端子部４６→第三バイパスダイオード４１０→プラス端子４３の経路で電流８１が流れる。遮蔽を行った第一太陽電池クラスタ４１１を流れる電流８９は、第一バイパスダイオード４８の直前で分岐し、第一端子部４４→クラスタ４１Ａ→クラスタ４１Ｂと流れ、第二端子部４５の直後かつクラスタ４１Ｃの直前で電流８１と合流する。電流８９の値は第一太陽電池クラスタ４１１の漏れ電流と、遮蔽により低下した第一太陽電池クラスタ４１１の許容電流との和となる。また、第三太陽電池クラスタ４１３を流れる電流８１０は、第三端子部４６の直前で分岐し、クラスタ４１Ｅ→クラスタ４１Ｆ→第四端子部４７と流れ、第三バイパスダイオード４１０の直後で電流８１と合流する。電流８１０の値は、第三太陽電池クラスタ４１３の漏れ電流と、遮蔽により低下した第三太陽電池クラスタ４１３の許容電流との和となる。前述の通りクラスタ４１Ａ、クラスタ４１Ｂ、クラスタ４１Ｃ、クラスタ４１Ｄ、クラスタ４１Ｅ及びクラスタ４１Ｆといった、ガラス面又はバックフィルム面から見て目視できる領域で電流の有無を検知するのが直感的で望ましい。ここでは、第一太陽電池クラスタ４１１と、第二太陽電池クラスタ４１２と、第三太陽電池クラスタ４１３とにおいて電流の有無を検査している。
【００４０】
第二端子部４５→クラスタ４１Ｃ→クラスタ４１Ｄ→第三端子部４６で開放故障が生じている場合、第二太陽電池クラスタ４１２で電流が検出されなくなる。また、第二バイパスダイオード４９が短絡故障している場合も同様に、第二太陽電池クラスタ４１２で電流が検出できなくなる。
【００４１】
マイナス端子４２→第一バイパスダイオード４８→第二端子部４５で開放故障が生じている場合、太陽電池モジュール１１を流れる電流は、遮蔽された第一太陽電池クラスタ４１１を通らざるをえなくなるため、第一太陽電池クラスタ４１１での電流は、第一太陽電池クラスタ４１１の漏れ電流と、遮蔽により低下した第一太陽電池クラスタ４１１の許容電流との和である電流８９よりも大きい値になる。
【００４２】
第三端子部４６→第三バイパスダイオード４１０→プラス端子４３で開放故障が生じている場合、太陽電池モジュール１１を流れる電流は、遮蔽された第三太陽電池クラスタ４１３を通らざるをえなくなるため、第三太陽電池クラスタ４１３での電流は、第三太陽電池クラスタ４１３の漏れ電流と、遮蔽により低下した第三太陽電池クラスタ４１３の許容電流との和である電流８１０よりも大きい値になる。
【００４３】
以上より、第一太陽電池クラスタ４１１及び第三太陽電池クラスタ４１３の遮蔽を行い、第四電流値、第五電流値及び第六電流値を測定することにより、第一バイパスダイオード４８又は第三バイパスダイオード４１０の開放故障と、第二太陽電池クラスタ４１２の開放故障と、第二バイパスダイオード４９の短絡故障とを検出することが可能となる。
【００４４】
上記の説明においては、第四電流値、第五電流値及び第六電流値をステップＳ２０２からＳ２０４で別々に測定して、その都度閾値と比較しているが、先に第四電流値、第五電流値及び第六電流値を測定し、続いて閾値との比較を連続して行ってもよい。
【００４５】
実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法では、太陽光発電システムに接続し動作している太陽電池モジュール１１の一部を遮蔽し、バイパスダイオードを動作させる。その際に非接触で電流を検知できるセンサを用いて太陽電池モジュール１１の表面又は裏面を走査する。太陽電池モジュール１１が正常であれば、電流が流れる経路は遮蔽する場所によって一意に決まるため、その経路で検知される電流が閾値によって定まる状毛を満たせば正常、満たさなければ異常と判断することができる。実施の形態１では、主に板などで遮蔽してバイパスダイオードを動作させることを想定しているが、バイパスダイオードが動作できるのであれば、どのような手法を用いても良い。
【００４６】
実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例について説明する。図９は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例で検査対象とする太陽電池モジュールの構成を示す図である。クラスタ４１は、太陽電池セル１１１が直列に１０枚接続されて構成されている。第一バイパスダイオード４８と第一端子部４４との分岐点を、分岐点１１１７とする。第一バイパスダイオード４８及び第二バイパスダイオード４９と第二端子部４５との分岐点を、分岐点１１１８とする。第二バイパスダイオード４９及び第三バイパスダイオード４１０と第三端子部４６との分岐点を分岐点１１１９とする。第三バイパスダイオード４１０と第四端子部４７との分岐点を分岐点１１２０とする。
【００４７】
図１０は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階を示す図である。図１１は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ３０１において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１１において、遮蔽なしの状態で動作電流を測定し、基準電流値とする。ステップＳ３０２において、クラスタ４１Ｃに含まれる太陽電池セル１１１Ｃを遮蔽する。太陽電池セル１１１Ｃの遮蔽状態はセル全面を黒色の厚さ５ｍｍ程度のゴムシートで覆った状態であり、遮蔽した太陽電池セル１１１Ｃには全く太陽光が入ってこない状態とする。この状態だと、遮蔽した太陽電池セル１１１Ｃを含む第二太陽電池クラスタ４１２には、太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第二バイパスダイオード４９が動作する。第二バイパスダイオード４９が動作することにより、太陽電池モジュール１１内の回路の主な電流１２２は、マイナス端子４２→分岐点１１１７→第一端子部４４→クラスタ４１Ａ→クラスタ４１Ｂ→第二端子部４５→分岐点１１１８→第二バイパスダイオード４９→分岐点１１１９→第三端子部４６→クラスタ４１Ｅ→クラスタ４１Ｆ→第四端子部４７→分岐点１１２０→プラス端子４３というルートになる。さらに、遮蔽により低下した許容電流を遮蔽時の面積に基づいて見積もり、許容電流と漏れ電流との和をブザー鳴動の閾値に設定する。
【００４８】
なお、ステップＳ３０２で設定する閾値は、太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流を用いて設定するのが理想であるが、分からない場合はスペック値を用いて設定しても良い。
【００４９】
ステップＳ３０３において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ３０２で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第一太陽電池クラスタ４１１に存在する配線を走査して第一電流値を測定し、第一電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第一電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ３０３でＮｏとなるため、ステップＳ３０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第一電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ３０３でＹｅｓとなるため、ステップＳ３０４に進む。
【００５０】
ステップＳ３０４において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ３０２で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第二太陽電池クラスタ４１２に存在する配線を走査して第二電流値を測定し、第二電流値を測定した際にブザーが鳴動しないことを確認する。第二電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ３０４でＮｏとなるため、ステップＳ３０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第二電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ３０４でＹｅｓとなるため、ステップＳ３０５に進む。
【００５１】
ステップＳ３０５において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ３０２で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第三太陽電池クラスタ４１３に存在する配線を走査して第三電流値を測定し、第三電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第三電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ３０５でＮｏとなるため、ステップＳ３０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第三電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ３０５でＹｅｓとなるため、後述する第二段階の処理を実行する。
【００５２】
マイナス端子４２→分岐点１１１７→第一端子部４４→クラスタ４１Ａ→クラスタ４１Ｂ→第二端子部４５→分岐点１１１８で開放故障が生じている場合、又は第一バイパスダイオード４８が短絡故障している場合は、第一太陽電池クラスタ４１１での電流が太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【００５３】
分岐点１１１９→第三端子部４６→クラスタ４１Ｅ→クラスタ４１Ｆ→第四端子部４７→分岐点１１２０→プラス端子４３で開放故障が生じている場合、又は第三バイパスダイオード４１０が短絡故障している場合は、第三太陽電池クラスタ４１３での電流が太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【００５４】
分岐点１１１８→第二バイパスダイオード４９→分岐点１１１９で開放故障が生じている場合、太陽電池モジュール１１を流れる電流は、遮蔽された太陽電池セル１１１Ｃを含む第二太陽電池クラスタ４１２を通らざるをえなくなるため、第二太陽電池クラスタ４１２での電流は、太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流よりも大きくなり、ブザーが鳴動する。
【００５５】
以上より、太陽電池セル１１１Ｃの遮蔽を行い、第一電流値、第二電流値及び第三電流値を測定することにより、第一太陽電池クラスタ４１１又は第三太陽電池クラスタ４１３の開放故障と、第一バイパスダイオード４８又は第三バイパスダイオード４１０の短絡故障と、第二バイパスダイオード４９の開放故障とを検出することが可能となる。
【００５６】
なお、上記の説明では、クラスタ４１Ｃに含まれる太陽電池セル１１１Ｃを１枚全面遮蔽するとしたが、第二バイパスダイオード４９を動作させることが目的であるため、第二バイパスダイオード４９が動作する条件を満たすのであれば、遮蔽する面積及び遮蔽する影の濃さなどの遮蔽条件は問わない。ただし前述したように、太陽電池セル１１１Ｃを１枚完全に覆うような状態で判定を行う方が日射量の変動による誤判定の可能性を低くできる。
【００５７】
図１２は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第二段階を示す図である。図１３は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第二段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ４０１において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１１において、クラスタ４１Ａに含まれる太陽電池セル１１１Ａと、クラスタ４１Ｅに含まれる太陽電池セル１１１Ｅとを遮蔽する。太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｅの遮蔽状態は、セル全面を黒色の厚さ５ｍｍ程度のゴムシートで覆った状態であり、遮蔽した太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｅには全く太陽光が入ってこない状態である。この状態だと遮蔽した太陽電池セル１１１Ａを含む第一太陽電池クラスタ４１１は、太陽電池セル１１１Ａの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第一バイパスダイオード４８が動作する。また、遮蔽した太陽電池セル１１１Ｅを含む第三太陽電池クラスタ４１３は、太陽電池セル１１１Ｅの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第三バイパスダイオード４１０が動作する。
【００５８】
第一太陽電池クラスタ４１１及び第三太陽電池クラスタ４１３を遮蔽した場合には、太陽電池モジュール１１の内部の回路には、マイナス端子４２→分岐点１１１７→第一バイパスダイオード４８→分岐点１１１８→第二端子部４５→クラスタ４１Ｃ→クラスタ４１Ｄ→第三端子部４６→分岐点１１１９→第三バイパスダイオード４１０→分岐点１１２０→プラス端子４３という経路で電流１３３が流れる。
【００５９】
遮蔽により低下した許容電流を遮蔽時の面積に基づいて見積もり、許容電流と漏れ電流との和をブザー鳴動の閾値に設定する。
【００６０】
なお、ステップＳ４０１で設定する閾値は、太陽電池セル１１１Ａ及び太陽電池セル１１１Ｅの漏れ電流値のうち低い方を用いて設定するのが理想であるが、分からない場合はスペック値を用いて設定しても良い。
【００６１】
ステップＳ４０２において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ４０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第一太陽電池クラスタ４１１に存在する配線を走査して第四電流値を測定し、第四電流値を測定した際にブザーが鳴動しないことを確認する。第四電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ４０２でＮｏとなるため、ステップＳ４０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第四電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ４０２でＹｅｓとなるためステップＳ４０３に進む。
【００６２】
ステップＳ４０３において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ４０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第二太陽電池クラスタ４１２に存在する配線を走査して第五電流値を測定し、第五電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第五電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ４０３でＮｏとなるため、ステップＳ４０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第五電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ４０３でＹｅｓとなるため、ステップＳ４０４に進む。
【００６３】
ステップＳ４０４において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ４０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第三太陽電池クラスタ４１３に存在する配線を走査して第六電流値を測定し、第六電流値を測定した際にブザーが鳴動しないことを確認する。第六電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ４０４でＮｏとなるため、ステップＳ４０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第六電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ４０４でＹｅｓとなるため、ステップＳ４０６において正常と判定し処理を終了する。
【００６４】
分岐点１１１８→第二端子部４５→クラスタ４１Ｃ→クラスタ４１Ｄ→第三端子部４６→分岐点１１１９で開放故障が生じている場合、又は第二バイパスダイオード４９が短絡故障している場合は、第二太陽電池クラスタ４１２での電流が、太陽電池セル１１１Ａ又は太陽電池セル１１１Ｅの漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【００６５】
分岐点１１１７→第一バイパスダイオード４８→分岐点１１１８で開放故障が生じている場合、太陽電池モジュール１１を流れる電流は、遮蔽された太陽電池セル１１１Ａを含む第一太陽電池クラスタ４１１を通らざるをえなくなるため、第一太陽電池クラスタ４１１での電流は、太陽電池セル１１１Ａの漏れ電流よりも大きくなり、ブザーが鳴動する。
【００６６】
分岐点１１１９→第三バイパスダイオード４１０→分岐点１１２０で開放故障が生じている場合、太陽電池モジュール１１を流れる電流は、遮蔽された太陽電池セル１１１Ｅを含む第三太陽電池クラスタ４１３を通らざるをえなくなるため、第三太陽電池クラスタ４１３での電流は、太陽電池セル１１１Ｅの漏れ電流よりも大きくなり、ブザーが鳴動する。
【００６７】
以上より、太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｅの遮蔽を行い、第四電流値、第五電流値及び第六電流値を測定することにより、第一バイパスダイオード４８又は第三バイパスダイオード４１０の開放故障と、第二太陽電池クラスタ４１２の開放故障と、第二バイパスダイオード４９の短絡故障とを検出することが可能となる。
【００６８】
なお、上記の説明では、クラスタ４１Ａに含まれる太陽電池セル１１１Ａ及びクラスタ４１Ｅに含まれる太陽電池セル１１１Ｅをそれぞれ１枚全面遮蔽するとしたが、太陽電池セル１１１Ａの遮蔽は第一バイパスダイオード４８を動作させることが目的であり、太陽電池セル１１１Ｅの遮蔽は第三バイパスダイオード４１０を動作させることが目的であるため、第一バイパスダイオード４８及び第三バイパスダイオード４１０が動作する条件を満たすのであれば、遮蔽条件は問わない。ただし前述したように、太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｅを１枚完全に覆うような状態で判定を行う方が日射量の変動による誤判定の可能性を低くできる。
【００６９】
図１１及び図１３に示したフローチャートに従って作業を行うことにより、１０枚の太陽電池セル１１１が直列に接続されたクラスタ４１が６個含まれる太陽電池モジュール１１において、モジュールの内部の回路における開放故障及び短絡故障の有無を検査することが可能となる。
【００７０】
実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法によれば、太陽電池モジュール内に部品類を追加することなく、簡便な手法で太陽電池モジュールの回路の開放故障及び短絡故障の検知が可能となる。また、実施の形態１によれば、太陽光発電システムの動作中に太陽電池モジュールを検査できるため、大規模なシステム停止が不要で、発電する電力の有効活用が可能となる。したがって、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法によれば、売電している場合は、売電の機会損失を最小限に抑えることができる。
【００７１】
実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法で検査対象とする太陽電池モジュールの構成を示す図である。実施の形態１と同じ部分については同じ符号を付し、説明は省略する。実施の形態２において検査対象とする太陽電池モジュール１６は、５個のクラスタ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅが直列に接続されている。
【００７２】
クラスタ４１Ａは、第一太陽電池クラスタ４１１を形成している。クラスタ４１Ｂは、第二太陽電池クラスタ４１２を形成している。クラスタ４１Ｃは、第三太陽電池クラスタ４１３を形成している。クラスタ４１Ｄは、第四太陽電池クラスタ４１４を形成している。クラスタ４１Ｅは、第五太陽電池クラスタ４１５を形成している。第一太陽電池クラスタ４１１、第二太陽電池クラスタ４１２、第三太陽電池クラスタ４１３、第四太陽電池クラスタ４１４及び第五太陽電池クラスタ４１５が順に互いに直列に接続されており、太陽電池アレイを形成している。
【００７３】
第一太陽電池クラスタ４１１の端部には、第一端子部１６１が接続されている。第一太陽電池クラスタ４１１と第二太陽電池クラスタ４１２との接続部には、第三端子部１６３が接続されている。第二太陽電池クラスタ４１２と第三太陽電池クラスタ４１３との接続部には、第二端子部１６２が接続されている。第三太陽電池クラスタ４１３と第四太陽電池クラスタ４１４との接続部には、第四端子部１６４が接続されている。第五太陽電池クラスタ４１５の端部には、第五端子部１６５が接続されている。
【００７４】
第一端子部１６１と第二端子部１６２との間は、第一バイパスダイオード１６７で接続されている。第三端子部１６３と第四端子部１６４との間は、第二バイパスダイオード１６８で接続されている。第四端子部１６４と第五端子部１６５との間は、第三バイパスダイオード１６９で接続されている。
【００７５】
さらに、太陽電池モジュール１６の両端にはマイナス端子１６１５とプラス端子１６１６とが形成されている。
【００７６】
ここで、第一バイパスダイオード１６７と第一端子部１６１との分岐点を分岐点１６１７とする。第二バイパスダイオード１６８と第四端子部１６４との分岐点を分岐点１６１８とする。第三バイパスダイオード１６９と第五端子部１６５との分岐点を分岐点１６１９とする。さらに、クラスタ４１Ａ及びクラスタ４１Ｂと第三端子部１６３との分岐点を分岐点１６２０とする。クラスタ４１Ｂ及びクラスタ４１Ｃと第二端子部１６２との分岐点を分岐点１６２１とする。
【００７７】
上記のように、実施の形態２に係る太陽電池モジュール１６の内部には、クラスタ４１、マイナス端子１６１５、プラス端子１６１６、第一端子部１６１、第二端子部１６２、第三端子部１６３、第四端子部１６４、第五端子部１６５、第一バイパスダイオード１６７、第二バイパスダイオード１６８及び第３バイパスダイオード１６９によって回路が構成されている。
【００７８】
図１５は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階を示す図である。図１６は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ５０１において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１６において、遮蔽なしの状態で動作電流を測定し、基準電流値とする。ステップＳ５０２において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１６において、クラスタ４１Ａに含まれる太陽電池セル１１Ａと、クラスタ４１Ｄに含まれる太陽電池セル１１１Ｄとを遮蔽する。第一太陽電池クラスタ４１１及び第四太陽電池クラスタ４１４を遮蔽する。太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄの遮蔽状態はセル全面を黒色の厚さ５ｍｍ程度のゴムシートで覆った状態であり、遮蔽した太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄには全く太陽光が入ってこない状態とする。この状態だと遮蔽した太陽電池セル１１１Ａを含むクラスタ４１Ａは、太陽電池セル１１１Ａの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第一バイパスダイオード１６７が動作する。また、遮蔽した太陽電池セル１１１Ｄを含むクラスタ４１Ｄ及び隣接するクラスタ４１Ｅは、太陽電池セル１１１Ｄの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第三バイパスダイオード１６９が動作する。太陽電池モジュール１６の回路の主な電流１７３は、マイナス端子１６１５→分岐点１６１７→第一バイパスダイオード１６７→第二端子部１６２→分岐点１６２１→クラスタ４１Ｃ→第四端子部１６４→分岐点１６１８→第三バイパスダイオード１６９→分岐点１６１９→プラス端子１６１６というルートになる。さらに、遮蔽により低下した許容電流を遮蔽時の面積に基づいて見積もり、許容電流と漏れ電流との和をブザー鳴動の閾値に設定する。
【００７９】
なお、ステップＳ５０２で設定する閾値は、太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄの漏れ電流値を用いて設定するのが理想であるが、分からない場合はスペック値を用いて設定しても良い。
【００８０】
ステップＳ５０３において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ５０２で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第一太陽電池クラスタ４１１に存在する配線を走査して第一電流値を測定し、第一電流値を測定した際にブザーが鳴動しないことを確認する。第一電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ５０３でＮｏとなるため、ステップＳ５０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第一電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ５０３でＹｅｓとなるため、ステップ５０４に進む。
【００８１】
ステップＳ５０４において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ５０２で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第三太陽電池クラスタ４１３に存在する配線を走査して第二電流値を測定し、第二電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第二電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ５０４でＮｏとなるため、ステップＳ５０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第二電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ５０４でＹｅｓとなるため、ステップＳ５０５に進む。
【００８２】
ステップＳ５０５において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ５０２で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第四太陽電池クラスタ４１４又は第五太陽電池クラスタ４１５に存在する配線を走査して第三電流値を測定し、第三電流値を測定した際にブザーが鳴動しないことを確認する。第三電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ５０５でＮｏとなるため、ステップＳ５０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第三電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ５０５でＹｅｓとなるため、後述する第二段階の処理を実行する。
【００８３】
分岐点１６１７→第一バイパスダイオード１６７→第二端子部１６２で開放故障している場合、太陽電池モジュール１６を流れる電流は、遮蔽されたクラスタ４１Ａを通らざるをえなくなるため、クラスタ４１Ａ間の電流は、太陽電池セル１１１Ａの漏れ電流より大きくなり、ブザーが鳴動する。
【００８４】
第二端子部１６２→分岐点１６２１→クラスタ４１Ｃ→第四端子部１６４→分岐点１６１８で開放故障している場合はクラスタ４１Ｃ間の電流は、太陽電池セル１１１Ａの漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【００８５】
分岐点１６１８→第三バイパスダイオード１６９→分岐点１６１９で開放故障している場合、太陽電池モジュール１６を流れる電流は、遮蔽されたクラスタ４１Ｄ及びクラスタ４１Ｅを通らざるをえなくなるため、クラスタ４１Ｄとクラスタ４１Ｅとの間の電流は、太陽電池セル１１１Ｄの漏れ電流より大きくなり、ブザーが鳴動する。
【００８６】
以上より、太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄの遮蔽を行い、第一太陽電池クラスタ４１１、第三太陽電池クラスタ４１３及び第四太陽電池クラスタ４１４又は第五太陽電池クラスタ４１５の電流を測定することにより、第一バイパスダイオード１６７及び第三バイパスダイオード１６９の開放故障並びに第二太陽電池クラスタ４１２の開放故障を検出することが可能となる。
【００８７】
なお、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例では、クラスタ４１Ａ、クラスタ４１Ｄに含まれる太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄを１枚全面遮蔽するとしたが、第一バイパスダイオード１６７及び第三バイパスダイオード１６９を動作させることが目的であるため、第一バイパスダイオード１６７及び第三バイパスダイオード１６９が動作する条件を満たすのであれば、遮蔽する面積及び遮蔽する影の濃さといった遮蔽条件は問わない。ただし太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄを１枚完全に覆うような状態で判定を行う方が日射量の変動による誤判定の可能性を低くできる。
【００８８】
図１７は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例の第二段階を示す図である。図１８は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第二段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ６０１において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１６において、クラスタ４１Ｃに含まれる太陽電池セル１１１Ｃを遮蔽する。すなわち、第三太陽電池クラスタ４１３を遮蔽する。太陽電池セル１１１Ｃの遮蔽状態は、セル全面を黒色の厚さ５ｍｍ程度のゴムシートで覆った状態であり、遮蔽した太陽電池セル１１１Ｃには全く太陽光が入ってこない状態とする。この状態だと遮蔽した太陽電池セル１１１Ｃを含む第二太陽電池クラスタ４１２及び第三太陽電池クラスタ４１３は、太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第二バイパスダイオード１６８が動作する。太陽電池モジュール１６の回路の主な電流１８２の流れは、マイナス端子１６１５→分岐点１６１７→第一端子部１６１→クラスタ４１Ａ→第三端子部１６３→第二バイパスダイオード１６８→分岐点１６１８→第四端子部１６４→クラスタ４１Ｄ→クラスタ４１Ｅ→第五端子部１６５→分岐点１６１９→プラス端子１６１６というルートになる。さらに、遮蔽により低下した許容電流を遮蔽時の面積に基づいて見積もり、許容電流と漏れ電流との和をブザー鳴動の閾値に設定する。
【００８９】
なお、ステップＳ６０１で設定する閾値は、太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流値を用いて設定するのが理想であるが、分からない場合はスペック値を用いて設定しも良い。
【００９０】
ステップＳ６０２において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ６０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第一太陽電池クラスタ４１１に存在する配線を走査して第四電流値を測定し、第四電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第四電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ６０２でＮｏとなるため、ステップＳ６０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第四電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ６０２でＹｅｓとなるためステップＳ６０３に進む。
【００９１】
ステップＳ６０３において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ６０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第二太陽電池クラスタ４１２又は第三太陽電池クラスタ４１３間に存在する配線を走査して第五電流値を測定し、第五電流値を測定した際にブザーが鳴動しないことを確認する。第五電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ６０３でＮｏとなるため、ステップＳ６０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第五電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ６０３でＹｅｓとなるため、ステップＳ６０４に進む。
【００９２】
ステップＳ６０４において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ６０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第四太陽電池クラスタ４１４又は第五太陽電池クラスタ４１５に存在する配線を走査して第六電流値を測定し、第六電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第六電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ６０４でＮｏとなるため、ステップＳ６０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第六電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ６０４でＹｅｓとなるため、後述する第三段階の処理を実行する。
【００９３】
マイナス端子１６１５→分岐点１６１７→第一端子部１６１→クラスタ４１Ａ→第三端子部１６３で開放故障が生じている場合、クラスタ４１Ａでの電流は太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【００９４】
第三端子部１６３→第二バイパスダイオード１６８→分岐点１６１８で開放故障が生じている場合、太陽電池モジュール１６を流れる電流は、遮蔽されたクラスタ４１Ｃ及び隣接するクラスタ４１Ｂを通らざるをえなくなるため、クラスタ４１Ｂからクラスタ４１Ｃの電流は太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流よりも大きくなり、ブザーが鳴動する。
【００９５】
第四端子部１６４→クラスタ４１Ｄ→クラスタ４１Ｅ→第五端子部１６５→分岐点１６１９→プラス端子１６１６で開放故障が生じている場合、クラスタ４１Ｄからクラスタ４１Ｅでの電流は、太陽電池セル１１１Ｃの漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【００９６】
以上より、太陽電池セル１１１Ｃの遮蔽を行い、第四電流値、第五電流値及び第六電流値を測定することにより、第一太陽電池クラスタ４１１、第四太陽電池クラスタ４１４又は第五太陽電池クラスタ４１５の開放故障及び第二バイパスダイオード１６８の開放故障を検出することが可能となる。
【００９７】
なお、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例ではクラスタ４１Ｃに含まれる太陽電池セル１１１Ｃを１枚全面遮蔽するとしたが、第二バイパスダイオード１６８を動作させることが目的であるため、第二バイパスダイオード１６８が動作する条件を満たすのであれば、遮蔽する面積及び遮蔽する影の濃さといった遮蔽条件は問わない。ただし太陽電池セル１１１Ｃを１枚完全に覆うような状態で判定を行う方が日射量の変動による誤判定の可能性を低くできる。
【００９８】
図１９は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例の第三段階を示す図である。図２０は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第三段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ７０１において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１６において、どの太陽電池セル１１１も遮蔽されていない状態で各クラスタ４１を検査し、漏れ電流をブザー鳴動の閾値に設定する。太陽電池モジュール１６の回路の電流１９１は、マイナス端子１６１５→分岐点１６１７→第一端子部１６１→クラスタ４１Ａ→クラスタ４１Ｂ→クラスタ４１Ｃ→クラスタ４１Ｄ→クラスタ４１Ｅ→第五端子部１６５→分岐点１６１９→プラス端子１６１６というルートになる。
【００９９】
ステップＳ７０１で設定する閾値は、太陽電池モジュール１６内の太陽電池セル１１１の漏れ電流値に設定するのが理想であるが、分からない場合はスペック値を用いても良い。
【０１００】
ステップＳ７０２において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ７０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第二太陽電池クラスタ４１２間に存在する配線を走査して第七電流値を測定し、第七電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第七電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ７０２でＮｏとなるため、ステップＳ７０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第七電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ７０２でＹｅｓとなるためステップＳ７０３に進む。
【０１０１】
ステップＳ７０３において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ７０１で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第四太陽電池クラスタ４１４又は第五太陽電池クラスタ４１５に存在する配線を走査して第八電流値を測定し、第八電流値を測定した際にブザーが鳴動することを確認する。第八電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ７０３でＮｏとなるため、ステップＳ７０５へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第八電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ７０３でＹｅｓとなるため、ステップＳ７０４において正常と判定し処理を終了する。
【０１０２】
第一バイパスダイオード１６７又は第二バイパスダイオード１６８が短絡故障している場合、もしくは分岐点１６２０→クラスタ４１Ｂ→分岐点１６２１で開放故障が生じている場合は、クラスタ４１Ｂ間での電流が太陽電池モジュール１６内の太陽電池セル１１１の漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【０１０３】
第三バイパスダイオード１６９が短絡故障している場合はクラスタ４１Ｄからクラスタ４１Ｅ間での電流が、太陽電池モジュール１６内の太陽電池セル１１１の漏れ電流以下となり、ブザーが鳴らなくなる。
【０１０４】
以上より、第七電流値及び第八電流値を測定することにより、第一バイパスダイオード１６７、第二バイパスダイオード１６８又は第三バイパスダイオード１６９の短絡故障及び第二太陽電池クラスタ４１２の開放故障を検出することが可能となる。
【０１０５】
図１６、図１８及び図２０に示したフローチャートに従って作業を行うことにより、太陽電池セル１０枚が直列に接続されたクラスタが５個含まれる太陽電池モジュールにおいて、モジュールの内部の回路における開放故障、短絡故障の有無を検査することが可能となる。
【０１０６】
実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法によれば、太陽電池モジュール内に部品類を追加することなく、簡便な手法で太陽電池モジュールの回路の開放故障及び短絡故障の検知が可能となる。また太陽光発電システムの動作中に検査できるため、大規模なシステム停止が不要で、発電する電力の有効活用が可能となる。従って実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法によれば、売電している場合は、売電の機会損失を抑えることができる。
【０１０７】
なお、上記実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例及び実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例において、電流が一定の閾値を超えたらブザーを鳴らす測定器を用いるとしたが、測定した電流値に従って判定を行うように作成したプログラム等で判定を行っても良い。
【０１０８】
また、上記実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例及び実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例において、磁界の変化により非接触で電流を検知するセンサを例に挙げたが、電気分野における一般的な電流測定方法で行うことも可能である。例えば回路を切断してテスターを直列に接続したり、クランプテスターを測定対象の回路に対してはさむなどの手法でも検出は可能である。
【０１０９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１１，１６  太陽電池モジュール、１２  ストリング、１３  接続箱、１４  集電箱、１５  パワーコンディショナ、１７  系統、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ  クラスタ、４２，１６１５  マイナス端子、４３，１６１６  プラス端子、４４，１６１  第一端子部、４５，１６２  第二端子部、４６，１６３  第三端子部、４７，１６４  第四端子部、４８，１６７  第一バイパスダイオード、４９，１６８  第二バイパスダイオード、５１  影部、５３，５４，６３，７２，８１，８９，１２２，１３３，１７３，１８２，１９１，６１０，８１０  電流、７１  センサ、１１１，１１１Ａ，１１１Ｃ，１１１Ｄ，１１１Ｅ  太陽電池セル、１６５  第五端子部、１６９，４１０  第三バイパスダイオード、４１１  第一太陽電池クラスタ、４１２  第二太陽電池クラスタ、４１３  第三太陽電池クラスタ、４１４  第四太陽電池クラスタ、４１５  第五太陽電池クラスタ、１１１７，１１１８，１１１９，１１２０  分岐点。
【図１】
2017187636.tif 000003
【図２】
2017187636.tif 000004
【図３】
2017187636.tif 000005
【図４】
2017187636.tif 000006
【図５】
2017187636.tif 000007
【図６】
2017187636.tif 000008
【図７】
2017187636.tif 000009
【図８】
2017187636.tif 000010
【図９】
2017187636.tif 000011
【図１０】
2017187636.tif 000012
【図１１】
2017187636.tif 000013
【図１２】
2017187636.tif 000014
【図１３】
2017187636.tif 000015
【図１４】
2017187636.tif 000016
【図１５】
2017187636.tif 000017
【図１６】
2017187636.tif 000018
【図１７】
2017187636.tif 000019
【図１８】
2017187636.tif 000020
【図１９】
2017187636.tif 000021
【図２０】
2017187636.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月27日(2018.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の太陽電池セルを直列に接続したクラスタを直列に複数接続した太陽電池アレイと、前記クラスタに対して並列に接続されたバイパスダイオードと、前記バイパスダイオードと前記クラスタとの間に設置された端子部とで構成された回路を有する太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法であって、
前記回路に流れる電流の電流値をセンサを用いて前記回路に非接触で測定して、前記回路の短絡故障及び開放故障を検出することを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項２】
前記バイパスダイオードを動作させた状態での前記回路に流れる電流の電流値の測定結果と、前記バイパスダイオードを動作させていない状態での前記回路に流れる電流の電流値の測定結果とに基づいて、前記回路の短絡故障及び開放故障を検出することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールを遮蔽することにより前記バイパスダイオードを動作させることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項４】
１枚の前記太陽電池セルの全面を遮蔽することにより前記バイパスダイオードを動作させることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項５】
１枚の前記太陽電池セルを部分的に遮蔽することにより前記バイパスダイオードを動作させることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項６】
複数枚の太陽電池セルを直列に接続したクラスタを直列に複数接続した太陽電池アレイと、前記クラスタに対して並列に接続され、前記クラスタに流すことのできる電流が減少した際に、該クラスタに流すことができなくなった分の電流を迂回させるバイパスダイオードとを有する太陽電池モジュールの検査方法であって、
複数の前記クラスタの一部で前記太陽電池セルの許容電流を減少させて前記バイパスダイオードを動作させる行程と、
減少させた前記太陽電池セルの前記許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流との和を閾値に設定する工程と、
前記バイパスダイオードが動作している状態において、前記許容電流を減少させた前記太陽電池セルを含む前記クラスタに流れる電流が前記閾値以上であるか、又は前記許容電流を減少させた前記太陽電池セルを含まない他の前記クラスタに流れる電流が前記閾値未満である場合に異常と判定する工程とを有することを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項７】
前記クラスタを遮蔽することにより、前記許容電流を減少させることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項８】
１枚の前記太陽電池セル全体を遮蔽して、前記許容電流を減少させることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項９】
１枚の前記太陽電池セルの部分に遮蔽して、前記許容電流を減少させることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１０】
前記閾値を、前記太陽電池セルの漏れ電流と、一部遮蔽した前記太陽電池セルの許容電流を合計した値に設定することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１１】
磁界の変動により電流の値を検知するセンサが内蔵され、かつ前記閾値を超えると測定者に知らせる測定器を用い、前記太陽電池モジュールの表面又は裏面から見える配線を走査することにより検査を行うことを特徴する請求項１０に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１２】
複数の太陽電池セルが直列に接続された第一太陽電池クラスタ、第二太陽電池クラスタ及び第三太陽電池クラスタが順に直列に接続された太陽電池アレイと、
前記第一太陽電池クラスタの端部に接続された第一端子部と、
前記第一太陽電池クラスタと前記第二太陽電池クラスタとの接続部に接続された第二端子部と、
前記第二太陽電池クラスタと前記第三太陽電池クラスタとの接続部に接続された第三端子部と、
前記第三太陽電池クラスタの端部に接続された第四端子部と、
前記第一端子部と前記第二端子部との間を接続する第一バイパスダイオードと、
前記第二端子部と前記第三端子部との間を接続する第二バイパスダイオードと、
前記第三端子部と前記第四端子部との間を接続する第三バイパスダイオードとを備えた太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法であって、
前記第一太陽電池クラスタ、前記第二太陽電池クラスタ及び前記第三太陽電池クラスタを遮蔽しない状態で前記太陽電池モジュールに流れる基準電流値を測定する工程と、
前記第二太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セルを遮蔽した状態で前記第一太陽電池クラスタに流れる第一電流値、前記第二太陽電池クラスタに流れる第二電流値、前記第三太陽電池クラスタに流れる第三電流値を測定し、前記第二太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第一電流値と、前記第二電流値及び前記第三電流値と比較することにより、前記第一太陽電池クラスタの開放故障又は前記第一バイパスダイオードの短絡故障、前記第二バイパスダイオードの開放故障、及び第三太陽電池クラスタの開放故障又は前記第三バイパスダイオードの短絡故障を検出する工程と、
前記第一太陽電池クラスタに含まれる前記太陽電池セル及び前記第三太陽電池クラスタに含まれる前記太陽電池セルを遮蔽した状態で、前記第一太陽電池クラスタに流れる第四電流値、前記第二太陽電池クラスタに流れる第五電流値、前記第三太陽電池クラスタに流れる第六電流値を測定し、
前記第一太陽電池クラスタ及び前記第三太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第四電流値、前記第五電流値及び前記第六電流値と比較することにより、前記第一バイパスダイオードの開放故障、前記第二太陽電池クラスタの開放故障又は前記第二バイパスダイオードの短絡故障、前記第三バイパスダイオードの開放故障を検出する第二故障検出工程とを備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１３】
複数の太陽電池セルが直列に接続された第一太陽電池クラスタ、第二太陽電池クラスタ、第三太陽電池クラスタ、第四太陽電池クラスタ及び第五太陽電池クラスタが順に直列に接続された太陽電池アレイと、
前記第一太陽電池クラスタの端部に接続された第一端子部と、
前記第二太陽電池クラスタと前記第三太陽電池クラスタとの接続部に接続された第二端子部と、
前記第一太陽電池クラスタと前記第二太陽電池クラスタとの接続部に接続された第三端子部と、
前記第三太陽電池クラスタと前記第四太陽電池クラスタとの接続部に接続された第四端子部と、
前記第五太陽電池クラスタの端部に接続された第五端子部と、
前記第一端子部と前記第二端子部との間を接続する第一バイパスダイオードと、
前記第二端子部と前記第三端子部との間を接続する第二バイパスダイオードと、
前記第三端子部と前記第四端子部との間を接続する第三バイパスダイオードとを備えた太陽電池モジュールを検査する太陽電池モジュールの検査方法であって、
前記第一太陽電池クラスタ、前記第二太陽電池クラスタ、前記第三太陽電池クラスタ、前記第四太陽電池クラスタ及び前記第五太陽電池クラスタを遮蔽しない状態で前記太陽電池モジュールに流れる基準電流値を測定する工程と、
前記第一太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セル及び前記第四太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セルを遮蔽した状態で前記第一太陽電池クラスタに流れる第一電流値、前記第三太陽電池クラスタに流れる第二電流値、前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタに流れる第三電流値を測定し、前記第一太陽電池クラスタ及び前記第四太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第一電流値と、前記第二電流値及び前記第三電流値と比較することにより、前記第一バイパスダイオードの開放故障、前記第三太陽電池クラスタの開放故障及び前記第三バイパスダイオードの開放故障を検出する工程と、
前記第三太陽電池クラスタに含まれる太陽電池セルを遮蔽した状態で前記第一太陽電池クラスタに流れる第四電流値、前記第二太陽電池クラスタ又は前記第三太陽電池クラスタに流れる第五電流値、前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタに流れる第六電流値を測定し、前記第三太陽電池クラスタの遮蔽状態と前記基準電流値とに基づいて見積もった許容電流と前記太陽電池セルの漏れ電流とを加えた閾値を、前記第四電流値と、前記第五電流値及び前記第六電流値とを比較することにより、前記第一太陽電池クラスタの開放故障、前記第二バイパスダイオードの開放故障及び前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタの開放故障を検出する工程と、
前記第一太陽電池クラスタ、前記第二太陽電池クラスタ、前記第三太陽電池クラスタ、前記第四太陽電池クラスタ及び前記第五太陽電池クラスタを遮蔽しない状態で前記第二太陽電池クラスタに流れる第七電流値及び前記第四太陽電池クラスタ又は前記第五太陽電池クラスタに流れる第八電流値を測定し、前記太陽電池セルの漏れ電流と、前記第七電流値及び前記第八電流値とを比較することにより、前記第一バイパスダイオード、前記第二バイパスダイオード及び前記第三バイパスダイオードの短絡故障並びに前記第二太陽電池クラスタの開放故障を検出する工程とを有することを特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１４】
磁界の変動により電流の値を検知するセンサが内蔵され、かつ前記閾値を超えると測定者に知らせる測定器を用い、前記太陽電池モジュールの表面又は裏面から見える配線を走査することにより検査を行うことを特徴する請求項１２又は１３に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記のように、実施の形態１に係る太陽電池モジュール１１の内部には、クラスタ４１、マイナス端子４２、プラス端子４３、第一端子部４４、第二端子部４５、第三端子部４６、第四端子部４７、第一バイパスダイオード４８、第二バイパスダイオード４９及び第三バイパスダイオード４１０によって回路が構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
実施の形態１に係る太陽電池モジュールの検査方法では、太陽光発電システムに接続し動作している太陽電池モジュール１１の一部を遮蔽し、バイパスダイオードを動作させる。その際に非接触で電流を検知できるセンサを用いて太陽電池モジュール１１の表面又は裏面を走査する。太陽電池モジュール１１が正常であれば、電流が流れる経路は遮蔽する場所によって一意に決まるため、その経路で検知される電流が閾値によって定まる条件を満たせば正常、満たさなければ異常と判断することができる。実施の形態１では、主に板などで遮蔽してバイパスダイオードを動作させることを想定しているが、バイパスダイオードが動作できるのであれば、どのような手法を用いても良い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
上記のように、実施の形態２に係る太陽電池モジュール１６の内部には、クラスタ４１、マイナス端子１６１５、プラス端子１６１６、第一端子部１６１、第二端子部１６２、第三端子部１６３、第四端子部１６４、第五端子部１６５、第一バイパスダイオード１６７、第二バイパスダイオード１６８及び第三バイパスダイオード１６９によって回路が構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
図１５は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階を示す図である。図１６は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの検査方法の実施例での第一段階の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ５０１において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１６において、遮蔽なしの状態で動作電流を測定し、基準電流値とする。ステップＳ５０２において、太陽光発電システムの一部となって動作している太陽電池モジュール１６において、クラスタ４１Ａに含まれる太陽電池セル１１１Ａと、クラスタ４１Ｄに含まれる太陽電池セル１１１Ｄとを遮蔽する。第一太陽電池クラスタ４１１及び第四太陽電池クラスタ４１４を遮蔽する。太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄの遮蔽状態はセル全面を黒色の厚さ５ｍｍ程度のゴムシートで覆った状態であり、遮蔽した太陽電池セル１１１Ａ，１１１Ｄには全く太陽光が入ってこない状態とする。この状態だと遮蔽した太陽電池セル１１１Ａを含むクラスタ４１Ａは、太陽電池セル１１１Ａの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第一バイパスダイオード１６７が動作する。また、遮蔽した太陽電池セル１１１Ｄを含むクラスタ４１Ｄ及び隣接するクラスタ４１Ｅは、太陽電池セル１１１Ｄの漏れ電流以外の電流が流れなくなり、第三バイパスダイオード１６９が動作する。太陽電池モジュール１６の回路の主な電流１７３は、マイナス端子１６１５→分岐点１６１７→第一バイパスダイオード１６７→第二端子部１６２→分岐点１６２１→クラスタ４１Ｃ→第四端子部１６４→分岐点１６１８→第三バイパスダイオード１６９→分岐点１６１９→プラス端子１６１６というルートになる。さらに、遮蔽により低下した許容電流を遮蔽時の面積に基づいて見積もり、許容電流と漏れ電流との和をブザー鳴動の閾値に設定する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
ステップＳ５０３において、磁界の変化により電流を検知してステップＳ５０２で設定した閾値を超えたらブザーを鳴らす電流センサを用いて、第一太陽電池クラスタ４１１に存在する配線を走査して第一電流値を測定し、第一電流値を測定した際にブザーが鳴動しないことを確認する。第一電流値を測定した際にブザーが鳴動すれば、ステップＳ５０３でＮｏとなるため、ステップＳ５０６へ進み、故障の可能性があると判定し処理を終了する。第一電流値を測定した際にブザーが鳴動しなければ、ステップＳ５０３でＹｅｓとなるため、ステップＳ５０４に進む。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
１１，１６  太陽電池モジュール、１２  ストリング、１３  接続箱、１４  集電箱、１５  パワーコンディショナ、１７  系統、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ  クラスタ、４２，１６１５  マイナス端子、４３，１６１６  プラス端子、４４，１６１  第一端子部、４５，１６２  第二端子部、４６，１６３  第三端子部、４７，１６４  第四端子部、４８，１６７  第一バイパスダイオード、４９，１６８  第二バイパスダイオード、５１  影部、５３，５４，６３，７２，８１，８９，１２２，１３３，１７３，１８２，１９１，６１０，８１０  電流、７１  センサ、１１１，１１１Ａ，１１１Ｃ，１１１Ｄ，１１１Ｅ  太陽電池セル、１６５  第五端子部、１６９，４１０  第三バイパスダイオード、４１１  第一太陽電池クラスタ、４１２  第二太陽電池クラスタ、４１３  第三太陽電池クラスタ、４１４  第四太陽電池クラスタ、４１５  第五太陽電池クラスタ、１１１７，１１１８，１１１９，１１２０，１６１７，１６１８，１６１９，１６２０，１６２１  分岐点。
【国際調査報告】
2017187636.tif 000023
2017187636.tif 000024
2017187636.tif 000025
2017187636.tif 000026