(57)【要約】  太陽電池パネルが発電を行っていない状態であっても、太陽電池パネルの故障箇所を正確かつ容易に特定することが可能な太陽電池パネルの検査装置を提供する。  非通電状態にある太陽電池パネルＭを検査する太陽電池パネルの検査装置１００であって、検査対象の太陽電池パネルＭに対して、周波数を変更可能な交流波Ａを入力する交流波入力部１０と、太陽電池パネルＭの表面に電極板２１を当接又は近接させて、太陽電池パネルＭと電極板２１との間にキャパシタ３０を形成する検査部２０と、キャパシタ３０に接続するように設けられるインダクタ４０と、インダクタ４０の両端の電圧を出力する電圧出力部５０と、を備え、交流波入力部１０は、キャパシタ３０とインダクタ４０とが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で周波数が変更されている交流波Ａを、太陽電池パネルＭに入力する太陽電池パネルの検査装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査装置であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力部と、
前記太陽電池パネルの表面に電極板を当接又は近接させて、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタを形成する検査部と、
前記キャパシタに接続するように設けられるインダクタと、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力部と、
を備え、
前記交流波入力部は、前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力する太陽電池パネルの検査装置。
【請求項２】
前記交流波入力部は、一定の規則又はリズムに従って周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力する請求項１に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項３】
前記周波数帯域は、１０〜１０００ｋＨｚである請求項１又は２に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項４】
前記電圧出力部に出力された電圧に基づいて、前記太陽電池パネルの状態を判定する判定部をさらに備える請求項１〜３の何れか一項に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記電圧出力部に出力された電圧について、最大電圧が最小電圧の２倍以上である場合に前記太陽電池パネルは正常状態であると判定し、前記最大電圧が前記最小電圧の２倍未満である場合に前記太陽電池パネルは劣化状態又は異常状態であると判定する請求項４に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項６】
前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池セルが接続されてなる太陽電池モジュールである請求項１〜５の何れか一項に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項７】
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査方法であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力工程と、
前記太陽電池パネルの表面にインダクタが設けられた電極板を当接又は近接させる検査工程と、
を包含し、
前記検査工程により、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタが形成されるとともに、当該キャパシタに前記インダクタが接続され、
前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で前記交流波の周波数を変更する周波数変更工程と、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力工程と、
を包含する太陽電池パネルの検査方法。
【請求項８】
前記周波数変更工程において、一定の規則又はリズムに従って前記交流波の周波数を変更する請求項７に記載の太陽電池パネルの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルの検査装置、及び太陽電池パネルの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮したクリーンなエネルギーへの関心の高まりから、エネルギー源が無尽蔵に存在する太陽光を利用した太陽光発電が注目されている。太陽光発電によって長期的に安定したエネルギーを供給するためには、発電に使用する太陽電池パネルに不具合が生じていないかを任意に又は定期的に検査する必要がある。【０００３】
太陽電池パネルの検査装置として、これまで本発明者は、通電状態にある太陽電池パネルの表面を磁気センサで走査し、当該太陽電池パネルの回路から発生する磁気を検知することにより太陽電池パネルの断線や劣化を判定する検査装置（特許文献１を参照）や、太陽電池パネルのインピーダンスを当該太陽電池パネルの配線が集約されている接続箱を介して測定し、計測されたインピーダンスの大きさから太陽電池パネルの断線や劣化を判定する検査装置（特許文献２を参照）を開発してきた。【０００４】
特許文献１の太陽電池パネルの検査装置は、磁気センサが太陽電池パネルに内蔵されているバスバーの位置を横切るときにバスバーから発生する磁気の方向が大きく変化する現象を利用し、この磁気の変化量からバスバーの断線や劣化を判定するものである。特許文献１の太陽電池パネルの検査装置を使用すれば、バスバーの前後での磁気のベクトルの変化量の微分値をとることで自然界の地磁気が検査に与える影響を排除できるため、屋外の太陽電池パネルの設置現場において正確に検査を行うことができる。【０００５】
特許文献２の太陽電池パネルの検査装置は、太陽電池パネルの表面を直接検査する前に太陽電池パネルの欠陥の有無を判断するものである。太陽電池パネルの回路は、抵抗（Ｒ成分）とインダクタ（Ｌ成分）とキャパシタ（Ｃ成分）とが直列に接続された等価回路と見なすことができるが、太陽電池セルを複数接続してモジュール化した太陽電池パネルにおいては、回路内でのインダクタ（Ｌ成分）の影響が大きくなるため、太陽電池パネル全体のインピーダンスが見かけ上増大し、正確な検査結果を得ることが困難となる場合がある。そこで、特許文献２の太陽電池パネルの検査装置では、インダクタ（Ｌ成分）とキャパシタ（Ｃ成分）とが共振して互いに打ち消し合うような周波数の交流波を用いて太陽電池パネルのインピーダンスを測定している。これにより、モジュールとしての太陽電池パネルに異常な部位が含まれているか否かを事前に把握できるため、太陽電池パネルの検査効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１８１３８８号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０８７３９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、太陽電池パネルのユーザーの間では、例えば、太陽電池パネルを用いた発電設備の竣工前や、太陽電池パネルが発電できない夜間でも検査を行いたいという要望がある。この点に関し、特許文献１の太陽電池パネルの検査装置は、太陽電池パネルのバスバーから発生する磁気を検知する方式であるため、検査中はバスバーに電流が流れている状態（より正確には、電流が流れることが可能な状態）にしておく必要がある。従って、特許文献１の太陽電池パネルの検査装置は、太陽電池パネルに電力系統が接続されていない状態や、太陽電池パネルに光が照射されていない状態では検査を行うことはできない。【０００８】
特許文献２の太陽電池パネルの検査装置は、太陽電池パネルのインピーダンスを測定する方式であるため、検査中の太陽電池パネルに光が照射されていることは必須ではない。ところが、上述のように特許文献２の太陽電池パネルの検査装置は、モジュールとしての太陽電池パネルの正常／異常判定を行うものであって、モジュールを構成する個々のパネルの故障箇所までを特定することはできない。【０００９】
このように、特許文献１及び特許文献２の太陽電池パネルの検査装置では、発電設備の竣工前や、太陽電池パネルが発電できない夜間等において、太陽電池パネルの故障箇所を正確に特定することはできず、新たな検査装置の登場が望まれている。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池パネルが発電を行っていない状態であっても、太陽電池パネルの故障箇所を正確かつ容易に特定することが可能な太陽電池パネルの検査装置、及び太陽電池パネルの検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明に係る太陽電池パネルの検査装置の特徴構成は、
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査装置であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力部と、
前記太陽電池パネルの表面に電極板を当接又は近接させて、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタを形成する検査部と、
前記キャパシタに接続するように設けられるインダクタと、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力部と、
を備え、
前記交流波入力部は、前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力することにある。【００１１】
本構成の太陽電池パネルの検査装置は、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力部を備えており、この交流波入力部から、キャパシタとインダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で周波数が変更されている交流波を、検査対象の太陽電池パネルに入力し、インダクタの両端の電圧を電圧出力部から出力するように構成したものである。ここで、インダクタの両端の電圧は、インダクタの共振エネルギーの大きさに比例し、太陽電池パネルが正常であれば、交流波のエネルギーが増幅されてインダクタに蓄積されることになる。そこで、このインダクタの両端の電圧をモニタリングすれば、太陽電池パネルが正常であるか、或いは異常（劣化を含む）であるかを正確かつ容易に判断することが可能となる。このような検査は、太陽電池パネルが非通電状態にあっても、検査対象の太陽電池パネルに交流波を入力するだけで実施することができるため、発電設備の竣工前や、太陽電池パネルが発電できない夜間等においても、太陽電池パネルの故障箇所を正確かつ容易に特定することが可能となる。【００１２】
本発明に係る太陽電池パネルの検査装置において、
前記交流波入力部は、一定の規則又はリズムに従って周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力することが好ましい。【００１３】
本構成の太陽電池パネルの検査装置であれば、交流波入力部から太陽電池パネルに入力される交流波は、一定の規則又はリズムに従って周波数が変更されたものであるため、太陽電池パネルが正常であれば、交流波の周波数が周波数帯域内で変更されて共振周波数を通過する度に、電圧出力部から出力されるインダクタの両端の電圧が一定の規則又はリズムに従って脈動し、太陽電池パネルが正常であることをより明確に認識することが可能となる。【００１４】
本発明に係る太陽電池パネルの検査装置において、
前記周波数帯域は、１０〜１０００ｋＨｚであることが好ましい。【００１５】
本構成の太陽電池パネルの検査装置であれば、交流波の周波数が採り得る周波数帯域を１０〜１０００ｋＨｚとすることで、市場に出回っている略全ての太陽電池パネルの特性をカバーできるため、一般家庭用から産業用まで様々なスケールの太陽電池パネルを検査することが可能となる。【００１６】
本発明に係る太陽電池パネルの検査装置において、
前記電圧出力部に出力された電圧に基づいて、前記太陽電池パネルの状態を判定する判定部をさらに備えることが好ましい。【００１７】
本構成の太陽電池パネルの検査装置であれば、事後に測定データを分析する必要がなく、装置側で太陽電池パネルの状態を判定することができるため、その場で太陽電池パネルの故障診断が可能となる。【００１８】
本発明に係る太陽電池パネルの検査装置において、
前記判定部は、前記電圧出力部に出力された電圧について、最大電圧が最小電圧の２倍以上である場合に前記太陽電池パネルは正常状態であると判定し、前記最大電圧が前記最小電圧の２倍未満である場合に前記太陽電池パネルは劣化状態又は異常状態であると判定することが好ましい。【００１９】
本構成の太陽電池パネルの検査装置であれば、インダクタの両端の電圧は常に変動しているため、最大電圧と最小電圧との関係を見るだけで、太陽電池パネルの故障診断が可能となる。具体的には、最大電圧が最小電圧の２倍以上である場合に太陽電池パネルは正常状態であると判定し、最大電圧が最小電圧の２倍未満である場合に太陽電池パネルは劣化状態又は異常状態であると判定する。このような判定を行えば精度の高い検査が可能となり、太陽電池パネルの長期信頼性を向上させることができる。【００２０】
本発明に係る太陽電池パネルの検査装置において、
前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池セルが接続されてなる太陽電池モジュールであることが好ましい。【００２１】
本構成の太陽電池パネルの検査装置は、太陽電池パネルに入力する交流波の周波数帯域として、インダクタとキャパシタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域を選択し、インダクタとキャパシタとの共振時にインダクタに蓄積された共振エネルギーを利用して太陽電池パネルが故障しているか否かを判断するため、太陽電池セルのモジュール化（またはストリング化）の影響を受けることなく、正確かつ容易に検査を行うことができる。従って、本発明は、複数の太陽電池セルが接続されてなる太陽電池モジュールの検査において、好適に利用することができる。【００２２】
上記課題を解決するための本発明に係る太陽電池パネルの検査方法の特徴構成は、
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査方法であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力工程と、
前記太陽電池パネルの表面にインダクタが設けられた電極板を当接又は近接させる検査工程と、
を包含し、
前記検査工程により、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタが形成されるとともに、当該キャパシタに前記インダクタが接続され、
前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で前記交流波の周波数を変更する周波数変更工程と、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力工程と、
を包含することにある。【００２３】
本構成の太陽電池パネルの検査方法であれば、上述した太陽電池パネルの検査装置と同様の優れた作用効果を奏する。すなわち、太陽電池パネルが非通電状態にあっても、当該太陽電池パネルに交流波を入力するだけで、太陽電池パネルが正常であれば、交流波のエネルギーが増幅されてインダクタに蓄積されるため、インダクタの両端の電圧をモニタリングすることで、太陽電池パネルが正常であるか、或いは異常（劣化を含む）であるかの判断が可能となる。従って、発電設備の竣工前や、太陽電池パネルが発電できない夜間等においても、太陽電池パネルの故障箇所を正確かつ容易に特定することが可能となる。【００２４】
本発明に係る太陽電池パネルの検査方法において、
前記周波数変更工程において、一定の規則又はリズムに従って前記交流波の周波数を変更することが好ましい。【００２５】
本構成の太陽電池パネルの検査方法であれば、上述した太陽電池パネルの検査装置と同様の優れた作用効果を奏する。すなわち、太陽電池パネルが正常であれば、交流波の周波数が周波数帯域内で変更されて共振周波数を通過する度に、電圧出力部から出力されるインダクタの両端の電圧が一定の規則又はリズムに従って脈動し、太陽電池パネルが正常であることをより明確に認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、太陽電池パネルに関する説明図である。
【図２】図２は、本発明の太陽電池パネルの検査装置に関する説明図である。
【図３】図３は、本発明の太陽電池パネルの検査装置の等価回路図である。
【図４】図４は、本発明の太陽電池パネルの検査装置による検査結果に関するグラフである。
【図５】図５は、本発明の太陽電池パネルの検査方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の太陽電池パネルの検査装置、及び太陽電池パネルの検査方法に関する実施形態を、図面に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。
【００２８】
＜太陽電池パネル＞
本発明の太陽電池パネルの検査装置を説明する前に、検査対象の太陽電池パネルの原理について説明する。図１は、太陽電池パネルＭに関する説明図である。図１（ａ）は、太陽電池パネルＭの概略構成図である。太陽電池パネルＭは複数の太陽電池セルＳが直列に接続された太陽電池モジュールとして構成され、太陽電池パネルＭどうしも所望の枚数が直列に接続される。図１（ａ）では４枚の太陽電池パネルＭを例示している。夫々の太陽電池パネルＭを構成する太陽電池セルＳは、負の電荷を有する電子を多く含むｎ型半導体と、正の電荷を有するホールを多く含むｐ型半導体とが接合されたものである。ホールがｎ型半導体に入ると電子と結合する。これと同様に、電子がｐ型半導体に入るとホールと結合する。このように、ｎ型半導体とｐ型半導体とが接合した際、接合面では電子もホールもない空乏層と呼ばれる領域が形成される。この空乏層には電界が生じており、空乏層に太陽光が入射すると光が半導体に吸収されて電子とホールが生じ、これらが電界で押し出されることにより外部回路へ電流として流れる。この一連の仕組みが発電である。太陽電池パネルＭで生成された電流は直流であり、電気として利用するためには交流に変換する必要がある。図１（ａ）に示すように、太陽電池パネルＭの各配線は接続箱１に集約されており、接続箱１はさらにパワーコンディショナー２に接続されている。太陽電池パネルＭで発電された直流は、パワーコンディショナー２によって交流に変換され、工場、オフィス、住居等で電力として利用される。
【００２９】
図１（ｂ）は、太陽電池パネルＭを構成する１枚の太陽電池セルＳにおける等価回路図である。太陽電池パネルＭ全体の構成は上記のとおりであるが、電気回路図で考えた場合、太陽電池パネルＭを構成する１枚の太陽電池セルＳは、図１（ｂ）に示すように定電流源（Ｉ成分）、並列ダイオード（Ｄ成分）、直列抵抗（Ｒｓ成分）、及び並列抵抗（Ｒｓｈ成分）の組み合わせで表すことができる。太陽電池パネルＭは太陽電池セルＳを直列に接続したモジュール構造をしているが、図１（ｂ）に示す等価回路が太陽電池セルＳの枚数だけ直列に接続したものと考えることができる。従って、太陽電池モジュールの等価回路図は、直列抵抗等の各成分の値は変わるものの、太陽電池セルＳが１枚のときと同様に図１（ｂ）の等価回路として表すことができる。
【００３０】
＜太陽電池パネルの検査装置＞
図２は、本発明の太陽電池パネルの検査装置１００に関する説明図である。図３は、本発明の太陽電池パネルの検査装置の等価回路図である。太陽電池パネルの検査装置１００は、図２に示すように、本体７０と、当該本体７０とは別体の交流波入力部１０とのセットとして構成される。検査対象の太陽電池パネルＭ（太陽電池セルＳ）は、図３の吹き出し中の断面図に示すように、セル３と、当該セル３を保護するガラス板４とを含む。
【００３１】
交流波入力部１０は、図２に示すように、検査対象の太陽電池パネルＭの接続箱１に接続され、当該接続箱１から太陽電池パネルＭに交流波（交流電圧）Ａを入力する。このとき、太陽電池パネルＭは、非通電状態となっている。交流波入力部１０は、波長調整部１１を備えており、当該波長調整部１１によって太陽電池パネルＭに入力する交流波Ａの周波数を変更することができる。交流波Ａの周波数は、太陽電池パネルＭと後述する本体７０とによって形成されるキャパシタ３０と、本体７０に設けられるインダクタ４０とが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で変更される。その周波数帯域は、１０〜１０００ｋＨｚであることが好ましい。このような周波数帯域であれば、市場に出回っている略全ての太陽電池パネルの特性をカバーできるため、一般家庭用から産業用まで様々なスケールの太陽電池パネルを検査することが可能となる。
【００３２】
本体７０は、検査部２０と、インダクタ４０と、電圧出力部５０とを備えている。検査部２０は、図３に示すように、電極板２１と、センサ制御基板２２とを備えている。太陽電池パネルＭの表面のガラス板４に検査部２０の電極板２１を当接又は近接させると、太陽電池パネルＭと電極板２１との間にキャパシタ（Ｃ）３０が形成される。キャパシタ（Ｃ）３０の容量は、以下の式（１）で表される、
Ｃ  ＝  ε０×ε×Ｓ／ｄ  ・・・  （１）
Ｃ ：容量
ε０：真空誘電率（８．８５×１０−１２  Ｆ／ｍ）
ε ：ガラスの比誘電率
Ｓ ：電極板の面積
ｄ ：離間距離（＝ガラス板の厚み）
一般的な太陽電池パネルＭを想定し、例えば、ガラス板４を構成するガラスの比誘電率を４、ガラス板４の厚みを３．５ｍｍ、ガラス板４に当接又は近接させる電極板２１の面積を１２１ｃｍ２（１１ｃｍ四方）とすると、キャパシタ（Ｃ）３０の容量は、約１２２ｐＦとなる。このように、キャパシタ（Ｃ）３０の容量は、非常に小さいものとなる。なお、電極板２１の面積は、検査対象の太陽電池パネルＭを構成する太陽電池セルＳのサイズに合わせて変更可能であり、例えば、２５〜２２５ｃｍ２（５ｃｍ四方〜１５ｃｍ四方）とすることができる。
【００３３】
一方、太陽電池パネルＭは、図３に示すように、内部抵抗（Ｒ）を有している。また、検査部２０には、センサ制御基板２２を介してインダクタ（Ｌ）４０が接続されている。従って、太陽電池パネルＭの表面に検査部２０の電極板２１を当接又は近接させている状態では、太陽電池パネルＭ側の抵抗（Ｒ）と、太陽電池パネルＭと電極板２１との間のキャパシタ（Ｃ）３０と、本体７０に内蔵されているインダクタ（Ｌ）４０とが直列に接続された等価回路と見なすことができる。この等価回路に交流波入力部１０から交流波Ａを入力すると、インダクタ（Ｌ）４０及びキャパシタ（Ｃ）３０は交流波Ａの周波数に応じて変動し、その結果、太陽電池パネルＭ全体の見かけ上のインピーダンスが変動することになる。ここで、交流波Ａの周波数として、インダクタ（Ｌ）４０とキャパシタ（Ｃ）３０とが共振する周波数を選択すると、インダクタ（Ｌ）４０とキャパシタ（Ｃ）３０とが互いに打ち消し合うとともに、インダクタ（Ｌ）４０には共振エネルギーが蓄積される。本発明は、この共振エネルギーを利用することで、従来とは異なるアプローチから太陽電池パネルＭの故障診断ができることを新たに知見し、太陽電池パネルの検査装置１００として完成させたものである。
【００３４】
インダクタ（Ｌ）４０に蓄積される共振エネルギーは、インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧と相関関係を有する。そこで、本発明の太陽電池パネルの検査装置１００では、インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧を電圧出力部５０から出力するように構成した。インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧は、インダクタ（Ｌ）４０の共振エネルギーの大きさに比例し、太陽電池パネルＭが正常であれば、交流波Ａのエネルギー（交流電圧）が増幅されてインダクタ（Ｌ）４０に蓄積されることになる。エネルギーの増幅倍率は、キャパシタ（Ｃ）３０の容量とインダクタ（Ｌ）４０のリアクタンスとの関係によって定まり、２倍以上、好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上に設定される。従って、ユーザーは、インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧をモニタリングすれば、太陽電池パネルＭが正常であるか、或いは異常（劣化を含む）であるかを判断することが可能となる。このような検査は、太陽電池パネルＭが非通電状態にあっても、検査対象の太陽電池パネルＭに交流波Ａを入力するだけで実施することができるため、発電設備の竣工前や、太陽電池パネルＭが発電できない夜間等においても、太陽電池パネルＭの故障箇所を正確かつ容易に特定することが可能となる。
【００３５】
ところで、太陽電池パネルＭが正常であるか、或いは異常（劣化を含む）であるかの判定は、インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧に基づいて、ユーザー自身が判断することができるが、太陽電池パネルの検査装置１００の本体７０に、太陽電池パネルＭの状態を判定する判定部６０をさらに設けても構わない。判定部６０を設ければ、事後に測定データを分析する必要がなく、装置側で太陽電池パネルＭの状態を判定することができるため、その場で太陽電池パネルＭの故障診断が可能となる。
【００３６】
判定部６０は、電圧出力部５０と兼用することができる。インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧は常に変動しているため、最大電圧と最小電圧との関係を見るだけで、太陽電池パネルＭの故障診断が可能となる。判定部６０の判定基準としては、例えば、最大電圧が最小電圧の２倍以上である場合に太陽電池パネルＭは正常状態であると判定し、最大電圧が最小電圧の２倍未満である場合に太陽電池パネルＭは劣化状態又は異常状態であると判定する。このような判定を行えば精度の高い検査が可能となり、太陽電池パネルＭの長期信頼性を向上させることができる。
【００３７】
判定部６０は、電圧出力部５０に出力される電圧の大きさに応じて段階的に点灯する複数のＬＥＤランプで構成することも可能である。この場合、一定個数以上のＬＥＤランプが点灯したときは、インダクタ（Ｌ）４０に十分な共振エネルギーが蓄積されているため太陽電池パネルＭは正常であると判定し、一定個数未満のＬＥＤランプが点灯したときは、インダクタ（Ｌ）４０に共振エネルギーが十分に蓄積されていないため太陽電池パネルＭは劣化していると判定し、ＬＥＤランプが全く点灯しなかったときは、インダクタ（Ｌ）４０に共振エネルギーが全く蓄積されていないため太陽電池パネルＭは故障（異常）であると判定することができる。このように、判定部６０を複数のＬＥＤランプで構成すれば、太陽電池パネルの故障診断を簡易的に行うことができる。なお、判定部６０とともにブザー（図示せず）を設け、判定結果を音で報知するようにしても構わない。
【００３８】
以上のように、本発明の太陽電池パネルの検査装置１００は、太陽電池パネルＭに入力する交流波Ａの周波数帯域として、インダクタ（Ｌ）４０とキャパシタ（Ｃ）３０とが共振する共振周波数を含む帯域を選択し、インダクタ（Ｌ）４０とキャパシタ（Ｃ）３０との共振時にインダクタ（Ｌ）４０に蓄積された共振エネルギーを利用して太陽電池パネルＭが故障しているか否かを判断するため、太陽電池セルＳのモジュール化（またはストリング化）の影響を受けることなく、正確かつ容易に検査を行うことができる。従って、本発明は、複数の太陽電池セルＳが接続されてなる太陽電池パネルＭ（太陽電池モジュール）の検査において、好適に利用することができる。
【００３９】
＜太陽電池パネルの検査例＞
本発明の太陽電池パネルの検査装置１００においては、検査対象の太陽電池パネルＭに入力する交流波Ａの周波数は、キャパシタ（Ｃ）３０とインダクタ（Ｌ）４０とが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で変更される。キャパシタ（Ｃ）３０とインダクタ（Ｌ）４０とが共振する共振周波数は、インダクタ（Ｌ）４０を変更することにより調整可能である。そこで、交流波入力部１０と本体７０とをセットとして備える図２の太陽電池パネルの検査装置１００において、本体７０側に備えられるインダクタ（Ｌ）４０を種々変更したものを準備し、同一の太陽電池パネルの検査を実施した。図４は、本発明の太陽電池パネルの検査装置による検査結果（検査例１〜３）に関するグラフである。
【００４０】
〔検査例１〕
図４（ａ）は、太陽電池パネルの検査において、インダクタ（Ｌ）としてリアクタンスが１ｍＨのものを使用したときにインダクタ（Ｌ）の両端に発生した電圧の周波数依存性を示すチャートである。インダクタ（Ｌ）の両端に発生する電圧は、電圧出力部に出力された電圧である。検査例１では、太陽電池パネルに入力する交流波の周波数を１５０〜５５０ｋＨｚの周波数帯域の間で変更した。検査例１によれば、交流波の周波数が１５０ｋＨｚのときに約３Ｖの最小電圧が計測され、交流波の周波数が４７０ｋＨｚのときに約５２Ｖの最大電圧が計測された。このように、検査例１では、インダクタ（Ｌ）の両端に発生する最大電圧が最小電圧の約１７倍となった。最大電圧が最小電圧の２倍以上であれば、太陽電池パネルは正常状態であると判定できることから、この太陽電池パネルは正常状態であると確認された。なお、図４（ａ）の電圧の周波数依存性を示すチャートによれば、検査後の低周波数帯では計測された電圧の値に大きな変化は見られないが、共振周波数に近づくと電圧は急激に増大し、共振周波数で電圧がピーク（最大値）となった後、急激に電圧が低減する現象を確認することができる。そこで、交流波の周波数を周波数帯域の間で変更するにあたって、例えば、低周波数から高周波数に向けて一定の規則又はリズムに従って変更することが好ましい。このような周波数の変更の仕方をすれば、太陽電池パネルが正常であれば、交流波の周波数が共振周波数を通過する度に、電圧出力部から出力されるインダクタ（Ｌ）の両端の電圧が一定の規則又はリズムに従って脈動し、その結果、太陽電池パネルが正常であることをより明確に認識することが可能となる。
【００４１】
〔検査例２〕
図４（ｂ）は、太陽電池パネルの検査において、インダクタ（Ｌ）としてリアクタンスが２ｍＨのものを使用したときにインダクタ（Ｌ）の両端に発生した電圧の周波数依存性を示すチャートである。検査例２において使用した交流波の周波数帯域及び検査手順は、検査例１と同様である。検査例２によれば、交流波の周波数が１５０ｋＨｚのときに約４Ｖの最小電圧が計測され、交流波の周波数が３３０ｋＨｚのときに約５３Ｖの最大電圧が計測された。このように、検査例２では、インダクタ（Ｌ）の両端に発生する最大電圧が最小電圧の約１３倍となった。従って、太陽電池パネルは正常状態であると確認された。なお、検査例２においても、交流波の周波数を周波数帯域の間で変更するにあたって、例えば、低周波数から高周波数に向けて一定の規則又はリズムに従って変更すれば、インダクタ（Ｌ）の両端の電圧の脈動により、太陽電池パネルが正常であることをより明確に認識することが可能となる。
【００４２】
〔検査例３〕
図４（ｃ）は、太陽電池パネルの検査において、インダクタ（Ｌ）としてリアクタンスが４．７ｍＨのものを使用したときにインダクタ（Ｌ）の両端に発生した電圧の周波数依存性を示すチャートである。検査例３において使用した交流波の周波数帯域及び検査手順は、検査例１と同様である。検査例３によれば、交流波の周波数が１５０ｋＨｚのときに約５Ｖの最小電圧が計測され、交流波の周波数が２１１ｋＨｚのときに約５４Ｖの最大電圧が計測された。このように、検査例３では、インダクタ（Ｌ）の両端に発生する最大電圧が最小電圧の約１１倍となった。従って、太陽電池パネルは正常状態であると確認された。なお、検査例３においても、交流波の周波数を周波数帯域の間で変更するにあたって、例えば、低周波数から高周波数に向けて一定の規則又はリズムに従って変更すれば、インダクタ（Ｌ）の両端の電圧の脈動により、太陽電池パネルが正常であることをより明確に認識することが可能となる。
【００４３】
＜太陽電池パネルの検査方法＞
次に、太陽電池パネルの検査装置１００を用いた本発明の太陽電池パネルＭの検査方法について説明する。図５は、太陽電池パネルＭの検査方法のフローチャートである。太陽電池パネルＭの検査方法は、主に、交流波入力工程、検査工程、周波数変更工程、及び電圧出力工程の各工程を経て実施される。なお、以下の説明及び図５において、太陽電池パネルＭの検査方法の各工程を記号「Ｓ」で示してある。
【００４４】
[検査開始（Ｓ０）]
太陽電池パネルの検査装置１００を用いて太陽電池パネルＭの検査方法を実施するにあたり、交流波入力部１０を太陽電池パネルＭの接続箱１に接続する。これにより、本発明の太陽電池パネルの検査方法が開始される。
【００４５】
［交流波入力工程（Ｓ１）］
交流波入力部１０から非通電状態の太陽電池パネルＭに対して、周波数を変更可能な交流波Ａを入力する（Ｓ１）。
【００４６】
［検査工程（Ｓ２）］
太陽電池パネルＭを構成する太陽電池セルＳの表面に、本体１０の検査部２０を当接又は近接させて検査を行う（Ｓ２）。検査部２０には、インダクタ（Ｌ）４０が設けられている。当該太陽電池セルＳが正常であれば、検査部２０の電極板２１と太陽電池セルＳとの間にキャパシタ（Ｃ）３０が形成される。これにより、キャパシタ（Ｃ）３０とインダクタ（Ｌ）４０とが直列に接続される。
【００４７】
［周波数変更工程（Ｓ３）］
キャパシタ（Ｃ）３０とインダクタ（Ｌ）４０とが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で交流波Ａの周波数を変更する（Ｓ３）。周波数帯域は、１０〜１０００ｋＨｚとすることができる。交流波Ａの周波数を変更するにあたっては、低周波数から高周波数に向けて一定の規則又はリズムに従って変更することが好ましい。交流波Ａの周波数が共振周波数に近づくと、インダクタ（Ｌ）４０に増幅された共振エネルギーが蓄積される。
【００４８】
［電圧出力工程（Ｓ４）］
インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧を電圧出力部５０に出力する。出力された電圧の値に基づいて、ユーザーは太陽電池パネルＭが正常状態であるか否かを判定することができる。具体的には、最大電圧と最小電圧との関係から太陽電池パネルＭの故障診断を行う。例えば、最大電圧が最小電圧の２倍以上である場合に太陽電池パネルＭは正常状態であると判定し、最大電圧が最小電圧の２倍未満である場合に太陽電池パネルＭは劣化状態又は異常状態であると判定する。
【００４９】
［検査継続確認（Ｓ５〜Ｓ７）］
以上の各工程（Ｓ１〜Ｓ４）が完了したら、次の太陽電池セルＳの検査を実施するか否かを判断する（Ｓ５）。次の太陽電池セルＳの検査を実施する場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、本体７０の検査部２０を次の太陽電池セルＳの位置まで移動させ（Ｓ６）、ステップ１〜５を繰り返す。次の太陽電池セルＳの検査を実施しない場合は（Ｓ５：ＮＯ）、交流波入力部１０から太陽電池パネルＭへの交流波Ａの入力を停止し、検査を終了する（Ｓ７）。
【００５０】
以上のように、本発明の太陽電池パネルの検査装置１００を用いて太陽電池パネルＭの検査を実施すれば、当該太陽電池パネルＭが非通電状態にあっても、当該太陽電池パネルＭに交流波Ａを入力するだけで、太陽電池パネルＭが正常であれば、交流波Ａのエネルギーが増幅されてインダクタ（Ｌ）４０に蓄積されるため、インダクタ（Ｌ）４０の両端の電圧を電圧出力部５０によってモニタリングすることで、太陽電池パネルＭが正常であるか、或いは異常（劣化を含む）であるかを正確かつ容易に判断することが可能となる。従って、本発明の太陽電池パネルの検査装置１００、及び太陽電池パネルの検査方法は、太陽電池パネルを用いた発電設備の竣工前や、太陽電池パネルが発電できない夜間等において、太陽電池パネルの故障箇所を正確に特定することに大変有用な技術である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の太陽電池パネルの検査装置、及び太陽電池パネルの検査方法は、現在主流となっているシリコン系太陽電池だけでなく、化合物系太陽電池、有機系太陽電池など種々のタイプの太陽電池パネルの検査において利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１          接続箱
１０        交流波入力部
１１        波長調整部
２０        検査部
２１        電極板
２２        センサ制御基板
３０        キャパシタ（Ｃ）
４０        インダクタ（Ｌ）
５０        電圧出力部
６０        判定部
７０        本体
１００      太陽電池パネルの検査装置
Ｍ          太陽電池パネル
Ｓ          太陽電池セル
【図１】
2017187589.tif 000003
【図２】
2017187589.tif 000004
【図３】
2017187589.tif 000005
【図４】
2017187589.tif 000006
【図５】
2017187589.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月27日(2017.1.27)
【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】
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査装置であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力部と、
前記太陽電池パネルの表面に電極板を当接又は近接させて、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタを形成する検査部と、
前記キャパシタに接続するように設けられるインダクタと、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力部と、
を備え、
前記交流波入力部は、前記電圧出力部から出力される前記インダクタの両端の電圧が脈動するように、前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で一定の規則又はリズムに従って周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力する太陽電池パネルの検査装置。
【請求項２】
前記周波数帯域は、１０〜１０００ｋＨｚである請求項１に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項３】
前記電圧出力部に出力された電圧に基づいて、前記太陽電池パネルの状態を判定する判定部をさらに備える請求項１又は２に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記電圧出力部に出力された電圧について、最大電圧が最小電圧の２倍以上である場合に前記太陽電池パネルは正常状態であると判定し、前記最大電圧が前記最小電圧の２倍未満である場合に前記太陽電池パネルは劣化状態又は異常状態であると判定する請求項３に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項５】
前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池セルが接続されてなる太陽電池モジュールである請求項１〜４の何れか一項に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項６】
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査方法であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力工程と、
前記太陽電池パネルの表面にインダクタが設けられた電極板を当接又は近接させる検査工程と、
を包含し、
前記検査工程により、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタが形成されるとともに、当該キャパシタに前記インダクタが接続され、
前記インダクタの両端の電圧が脈動するように、前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で一定の規則又はリズムに従って前記交流波の周波数を変更する周波数変更工程と、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力工程と、
を包含する太陽電池パネルの検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明に係る太陽電池パネルの検査装置の特徴構成は、
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査装置であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力部と、
前記太陽電池パネルの表面に電極板を当接又は近接させて、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタを形成する検査部と、
前記キャパシタに接続するように設けられるインダクタと、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力部と、
を備え、
前記交流波入力部は、前記電圧出力部から出力される前記インダクタの両端の電圧が脈動するように、前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で一定の規則又はリズムに従って周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力することにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
上記課題を解決するための本発明に係る太陽電池パネルの検査方法の特徴構成は、
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査方法であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力工程と、
前記太陽電池パネルの表面にインダクタが設けられた電極板を当接又は近接させる検査工程と、
を包含し、
前記検査工程により、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタが形成されるとともに、当該キャパシタに前記インダクタが接続され、
前記インダクタの両端の電圧が脈動するように、前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で一定の規則又はリズムに従って前記交流波の周波数を変更する周波数変更工程と、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力工程と、
を包含することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月16日(2017.5.16)
【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】
非通電状態にある太陽電池パネルを検査する太陽電池パネルの検査装置であって、
検査対象の太陽電池パネルに対して、周波数を変更可能な交流波を入力する交流波入力部と、
前記太陽電池パネルの表面に電極板を当接又は近接させて、前記太陽電池パネルと前記電極板との間にキャパシタを形成する検査部と、
前記キャパシタに接続するように設けられるインダクタと、
前記インダクタの両端の電圧を出力する電圧出力部と、
を備え、
前記電極板は、５ｃｍ四方〜１５ｃｍ四方の形状を有し、
前記交流波入力部は、前記キャパシタと前記インダクタとが共振する共振周波数を含む周波数帯域の間で周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力する太陽電池パネルの検査装置。
【請求項２】
前記交流波入力部は、一定の規則又はリズムに従って周波数が変更されている交流波を、前記太陽電池パネルに入力する請求項１に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項３】
前記周波数帯域は、１０〜１０００ｋＨｚである
請求項１又は２に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項４】
前記電圧出力部に出力された電圧に基づいて、前記太陽電池パネルの状態を判定する判定部をさらに備える請求項１〜３の何れか一項に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記電圧出力部に出力された電圧について、最大電圧が最小電圧の２倍以上である場合に前記太陽電池パネルは正常状態であると判定し、前記最大電圧が前記最小電圧の２倍未満である場合に前記太陽電池パネルは劣化状態又は異常状態であると判定する請求項４に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【請求項６】
前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池セルが接続されてなる太陽電池モジュールである請求項１〜５の何れか一項に記載の太陽電池パネルの検査装置。
【国際調査報告】
2017187589.tif 000008
2017187589.tif 000009
2017187589.tif 000010
2017187589.tif 000011