(57)【要約】【課題】太陽電池ストリングが複数箇所で故障しているか否かを簡易に判定する。【解決手段】故障数判定部（４７）は、検査信号を太陽電池ストリング（３）のＰ端子およびＮ端子にそれぞれ印加した場合のインピーダンスから求まる合成インピーダンスが、基準インピーダンスに対して所定の閾値以上かい離しているか否かに基づいて、太陽電池ストリング（３）が複数箇所で故障しているか否かを判定する。【選択図】図１
2018098922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極との間に直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングを含む太陽光発電システムの検査装置であって、
前記正極に交流の検査信号を印加する検査信号正極印加、および前記負極に前記検査信号を印加する検査信号負極印加を、順次行う検査信号印加部と、
前記検査信号正極印加時および前記検査信号負極印加時に、前記検査信号が印加された極から故障の位置までの間にある前記太陽電池モジュールの数に応じて変化する指標値をそれぞれ計測する指標値計測部と、
故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記検査信号正極印加時に前記指標値計測部が計測した第１の指標値と、前記検査信号負極印加時に前記指標値計測部が計測した第２の指標値とから求めた第３の指標値が、所定の第１閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングは少なくとも２箇所で故障していると判定する複数故障検出部とを備えたこと
を特徴とする太陽光発電システムの検査装置。
【請求項２】
前記太陽電池ストリングは少なくとも２箇所で故障していると、前記複数故障検出部が判定した場合、
前記第１の指標値に対する前記基準指標値の比に基づいて、前記少なくとも２箇所の故障のうち、前記正極に最も近い第１の故障の位置を特定するとともに、
前記第２の指標値に対する前記基準指標値の比に基づいて、前記少なくとも２箇所の故障のうち、前記負極に最も近い第２の故障の位置を特定する故障位置特定部をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項３】
前記複数故障検出部は、前記第３の指標値が、前記第１閾値より小さく設定された第２の閾値以上、かつ前記第１閾値未満かい離している場合、前記太陽電池ストリングは１箇所で故障していると判定すること
を特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項４】
前記第１の指標値と前記第２の指標値との比に基づいて、ただ一つの故障の位置を特定する故障位置特定部をさらに備えていること
を特徴とする請求項３に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項５】
前記第１の指標値および前記第２の指標値は、前記太陽電池ストリングのインピーダンスであり、前記第３の指標値は、前記第１の指標値および前記第２の指標値から求めた合成インピーダンスであること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項６】
正極と負極との間に直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングを含む太陽光発電システムの検査装置であって、
前記正極に交流の検査信号を印加する検査信号正極印加、および前記負極に前記検査信号を印加する検査信号負極印加の少なくとも一方を行う検査信号印加部と、
前記検査信号正極印加時または前記検査信号負極印加時に、前記検査信号が印加された極から施工状態の不良位置までの間にある前記太陽電池モジュールの数に応じて変化する指標値を計測する指標値計測部と、
故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記指標値が所定の閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングの施工状態が正常でないと判定する施工状態判定部とを備えたこと
を特徴とする太陽光発電システムの検査装置。
【請求項７】
前記指標値は、前記太陽電池ストリングのインピーダンスであること
を特徴とする請求項６に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項８】
直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極と負極とに交流の検査信号を順次印加し、各々の場合について、前記検査信号を印加した極から故障位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測工程と、
故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記検査信号を正極に印加した場合に得た前記指標値としての第１の指標値と、負極に印加した場合に得た前記指標値としての第２の指標値とから求めた第３の指標値が、所定の第１閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングは少なくとも２箇所で故障していると判定する故障判定工程とを備えていること
を特徴とする太陽光発電システムの検査方法。
【請求項９】
直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極または負極に交流の検査信号を印加し、前記検査信号を印加した極から施工状態の不良位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測工程と、
故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記指標値が所定の閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングの施工状態が正常でないと判定する施工状態判定工程とを備えていること
を特徴とする太陽光発電システムの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムの検査技術に関し、例えば、太陽電池ストリングにおける故障箇所の有無を判定する検査技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、直流電源としての太陽電池ストリングを備えている。太陽電池ストリングは、直列接続した複数の太陽電池モジュールを有している。太陽電池ストリングでは、太陽電池モジュールの故障、あるいは太陽電池モジュール同士を接続するケーブルの断線などの故障を生じることがある。太陽電池ストリングにおいて、故障が発生した場合、故障箇所を修復する必要がある。従来、太陽電池モジュールまたは太陽電池ストリングにおける故障の有無を検査する検査装置または検査方法が開発されている（特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３８７１６号公報（２０１２年１２月６日公開）
【特許文献２】特開２０１６−  ９３０３９号公報（２０１６年５月２３日公開）
【特許文献３】特開２００８−  ９１８２８号公報（２００８年４月１７日公開）
【特許文献４】特開２００９−  ２１３４１号公報（２００９年１月２９日公開）
【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に記載された太陽電池パネルの異常検知装置は、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの１つの故障有無と、その太陽電池パネルの正極および負極の間に接続されたバイパスダイオードの故障有無とを判定する構成である。このため、当該異常検知装置は、複数の太陽電池パネルおよび複数のバイパスダイオードを個々に検査することを要するので、太陽電池ストリングにおける複数箇所の故障の有無を簡易に判定することはできない。
【０００５】
特許文献２には、太陽電池ストリングにおける複数箇所の故障を検査する検査方法および検査装置が説明されているが、太陽電池ストリングの途中で導通を遮断する遮断リレーを用いている。すなわち、遮断リレーによって、太陽電池ストリングを２つのストリングに分け、２つのストリングのそれぞれについて、１箇所の故障の有無を示す検査値を得ている。したがって、特許文献２の検査方法および検査装置は、特許文献１と同様に、太陽電池ストリングにおける複数箇所の故障の有無を簡易に判定することはできない。
【０００６】
特許文献３および４に開示された太陽電池アレイ故障診断方法もまた、太陽電池ストリングにおける１箇所の故障の有無を検査する検査技術が開示されているが、複数箇所の故障を判定することについては開示も示唆もなされていない。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池ストリングが複数箇所で故障しているか否かを簡易に判定できる検査技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る太陽光発電システムの検査装置は、正極と負極との間に直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングを含む太陽光発電システムの検査装置であって、前記正極に交流の検査信号を印加する検査信号正極印加、および前記負極に前記検査信号を印加する検査信号負極印加を、順次行う検査信号印加部と、前記検査信号正極印加時および前記検査信号負極印加時に、前記検査信号が印加された極から故障の位置までの間にある前記太陽電池モジュールの数に応じて変化する指標値をそれぞれ計測する指標値計測部と、故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記検査信号正極印加時に前記指標値計測部が計測した第１の指標値と、前記検査信号負極印加時に前記指標値計測部が計測した第２の指標値とから求めた第３の指標値が、所定の第１閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングは少なくとも２箇所で故障していると判定する複数故障検出部とを備えている。
【０００９】
上記の構成によれば、正極および負極にそれぞれ検査信号を印加することによって指標値計測部がそれぞれ計測した第１の指標値と第２の指標値とから第３の指標値が求められる。これらの各指標値は、検査信号が印加された極から故障の位置までの間にある太陽電池モジュールの数に応じて変化する。複数故障検出部は、故障が無い太陽電池ストリングにおいて求めた基準指標値と、第３の指標値とを比較し、第３指標値が基準指標値に対して第１閾値以上かい離しているか否かによって、太陽電池ストリングが少なくとも２箇所で故障しているか否かを判定する。したがって、本発明の一態様に係る太陽光発電システムの検査装置は、１つの検査値、すなわち第３の指標値に基づいて、太陽電池ストリングが複数箇所で故障しているか否かを簡易に判定することができる。
【００１０】
検査信号を印加する極から故障の位置までの間にある太陽電池モジュールの数に応じて変化する指標値は、例えば、検査信号の印加時に測定される太陽電池ストリングのインピーダンスであってよい。この場合、第３の指標値は、第１の指標値としてのインピーダンスと第２の指標値としてのインピーダンスとから求めた合成インピーダンスであってよい。
【００１１】
また、本発明の他の態様に係る太陽光発電システムの検査装置は、前記太陽電池ストリングは少なくとも２箇所で故障していると、前記複数故障検出部が判定した場合、前記第１の指標値に対する前記基準指標値の比に基づいて、前記少なくとも２箇所の故障のうち、前記正極に最も近い第１の故障の位置を特定するとともに、前記第２の指標値に対する前記基準指標値の比に基づいて、前記少なくとも２箇所の故障のうち、前記負極に最も近い第２の故障の位置を特定する故障位置特定部をさらに備えていてもよい。
【００１２】
上記の構成において、指標値は、検査信号が印加された極から故障の位置までの間にある太陽電池モジュールの数に応じて変化する物理量である。基準指標値は、故障が無い太陽電池ストリングについて、第１の指標値または第２の指標値と同様に計測して得た物理量である。検査信号正極印加時に前記指標値計測部が計測した第１の指標値には、正極から故障の位置までの間にある太陽電池モジュールの数が反映されている。このため、第１の指標値に対する基準指標値の比を求めることによって、正極に最も近い故障の位置を特定することができる。負極に最も近い故障の位置についても、同様に特定することができる。
【００１３】
なお、故障の位置の特定に誤差が含まれる場合には、「故障の位置を特定する」という言い方を、「故障の位置を推定する」という言い方に置き換えてもよい。
【００１４】
本発明の他の態様に係る太陽光発電システムの検査装置では、前記複数故障検出部は、前記第３の指標値が、前記第１閾値より小さく設定された第２の閾値以上、かつ前記第１閾値未満かい離している場合、前記太陽電池ストリングは１箇所で故障していると判定してもよい。
【００１５】
上記の構成によれば、第１閾値より小さい第２の閾値を設定し、第３の指標値と第１の閾値および第２の閾値とを比較することによって、さらに一箇所のみ箇所の故障を判定することができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係る太陽光発電システムの検査装置は、前記第１の指標値と前記第２の指標値との比に基づいて、ただ一つの故障の位置を特定する故障位置特定部をさらに備えていてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、太陽電池ストリングが一箇所で故障している場合、第１の指標値および第２の指標値のみに基づいて、故障の位置を特定することができる。
【００１８】
本発明の他の態様に係る太陽光発電システムの検査装置は、前記第１の指標値および前記第２の指標値は、前記太陽電池ストリングのインピーダンスであり、前記第３の指標値は、前記第１の指標値および前記第２の指標値から求めた合成インピーダンスであってもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、指標値としてのインピーダンスに基づいて、故障の位置を特定することができる。
【００２０】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る太陽光発電システムの検査装置は、正極と負極との間に直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングを含む太陽光発電システムの検査装置であって、前記正極に交流の検査信号を印加する検査信号正極印加、および前記負極に前記検査信号を印加する検査信号負極印加の少なくとも一方を行う検査信号印加部と、前記検査信号正極印加時または前記検査信号負極印加時に、前記検査信号が印加された極から施工状態の不良位置までの間にある前記太陽電池モジュールの数に応じて変化する指標値を計測する指標値計測部と、故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記指標値が所定の閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングの施工状態が正常でないと判定する施工状態判定部とを備えている。
【００２１】
上記の構成によれば、検査信号正極印加または検査信号負極印加のいずれかによって指標値計測部が計測した指標値と、基準指標値とを施工状態判定部が比較する。施工状態判定部は、基準指標値に対し、指標値が所定の閾値以上かい離している場合、太陽電池ストリングの施工状態が正常でないと判定する。したがって、本発明の他の態様に係る太陽電池ストリングの検査装置は、１つの検査値、すなわち指標値に基づいて、太陽電池ストリングの施工状態が正常か否かを判定することができる。
【００２２】
施工状態が正常か否かの一例は、各太陽電池モジュールの接地不良の有無である。検査信号を印加する極から施工状態の不良位置までの間にある太陽電池モジュールの数に応じて変化する指標値は、例えば、検査信号の印加時に測定される太陽電池ストリングのインピーダンスであってよい。
【００２３】
本発明の他の態様に係る太陽光発電システムの検査装置では、前記指標値は、前記太陽電池ストリングのインピーダンスであってもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、指標値としてのインピーダンスに基づいて、施工状態の不良位置を特定することができる。
【００２５】
本発明の一態様に係る太陽光発電システムの検査方法は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極と負極とに交流の検査信号を順次印加し、各々の場合について、前記検査信号を印加した極から故障位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測工程と、故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記検査信号を正極に印加した場合に得た前記指標値としての第１の指標値と、負極に印加した場合に得た前記指標値としての第２の指標値とから求めた第３の指標値が、所定の第１閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングは少なくとも２箇所で故障していると判定する故障判定工程とを備えている。
【００２６】
上記の方法によれば、１つの検査値、すなわち第３の指標値に基づいて、太陽電池ストリングが複数箇所で故障しているか否かを簡易に判定することができる。
【００２７】
本発明の一態様に係る太陽光発電システムの検査方法は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極または負極に交流の検査信号を印加し、前記検査信号を印加した極から施工状態の不良位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測工程と、故障が無い太陽電池ストリングについての基準指標値に対し、前記指標値が所定の閾値以上かい離している場合、前記太陽電池ストリングの施工状態が正常でないと判定する施工状態判定工程とを備えている。
【００２８】
上記の方法によれば、１つの検査値、すなわち指標値に基づいて、太陽電池ストリングの施工状態が正常か否かを簡易に判定することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様に係る構成によれば、太陽電池ストリングが複数箇所で故障しているか否かを簡易に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の太陽光発電システムの検査装置を備えた太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した太陽電池ストリングが非発電状態である場合の、太陽電池ストリングをＲ，Ｌ，Ｃにて表した等価回路を示す回路図である。
【図３】図４に対応した、図１に示した太陽電池ストリングが発電状態である場合の太陽電池ストリングの等価回路の回路図である。
【図４】図１に示した検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す検査装置が備えた故障検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す検査装置による太陽電池ストリングの故障検査の状態の一例を示す概略的な回路図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る故障検査の状態を示す概略的な回路図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態の検査装置において、（ａ）は、太陽電池モジュールを構成する、直列接続された複数の太陽電池セルにバイパスダイオードを付加した概略的な回路図、（ｂ）は、図２に示す回路図にバイパスダイオードを追加して示す回路図、（ｃ）は、図３に示す回路図にバイパスダイオードを追加して示す回路図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態の検査装置における、太陽電池ストリングへ検査信号を印加する構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態を、図１〜図６に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施形態の検査装置１１を備えた太陽光発電システム１の構成を示すブロック図である。
【００３２】
（太陽光発電システム１の構成）
図１に示すように、太陽光発電システム１は、複数の太陽電池モジュール２が直列接続されて構成された太陽電池ストリング３および検査装置１１を備えている。太陽電池モジュール２は、直列接続された複数の太陽電池セルを備え、パネル状に形成されている。太陽電池ストリング３にて発電された電力は、電力線路である電力通電路４ａ，４ｂを通じてＰＣＳ（パワーコンディショニングシステム）５に供給される。例えば、電力通電路４ａには、逆流防止用のダイオード６が設けられている。なお、図１では、太陽電池ストリング３は、１０個の太陽電池モジュール２が直列接続されている場合を示している。太陽電池モジュール２がアースされるグランドは、例えば、フレームでもよいし、大地でもよいし、あるいは空気中の容量でもよい。各太陽電池モジュール２とグランドとの間には静電容量Ｃｇが生じている。
【００３３】
（検査装置１１の構成）
検査装置１１は、例えば、毎日あるいは数日毎といった所定の周期にて、または所定の条件が満たされたときに、太陽電池ストリング３の故障の有無を検査する。このために、検査装置１１は、ＰＶ電圧計測回路２１、ＰＶ電流計測回路２２、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎ、検査通電路２４、切替えリレー２５、信号電流計測回路２６、信号注入回路２７、発振回路２８、フィルタ回路２９、信号電圧計測回路３０、フィルタ回路３１、故障検査装置３２および地絡検査回路３３を備えている。
【００３４】
なお、検査装置１１は、太陽電池ストリング３を検査することに限定されず、発電または充放電する直流電源のストリングであれば、太陽電池ストリング３と同様に、複数の断線の有無を検査することができる。
【００３５】
（ＰＶ電圧計測回路２１、ＰＶ電流計測回路２２）
ＰＶ電圧計測回路２１は、太陽電池ストリング３のＰ端子とＮ端子との間の電圧、すなわち太陽電池ストリング３の出力電圧を計測する。この計測結果は故障検査装置３２へ入力される。ＰＶ電流計測回路２２は、電力通電路４ａ，４ｂに設けられ、電力通電路４ａ，４ｂを流れる電流、すなわち太陽電池ストリング３の出力電流を計測する。この計測結果は故障検査装置３２へ入力される。
【００３６】
（切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎ）
切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎは、電力通電路４ａ，４ｂに設けられ、太陽電池ストリング３から出力される電力の供給経路を、ＰＣＳ５側と検査通電路２４側との間で切り替える。具体的には、切替えリレー２３Ｐの可動接点２３Ｐａは太陽電池ストリング３のＰ端子（正極）と接続され、固定接点２３ＰｂはＰＶ電流計測回路２２を介してＰＣＳ５と接続され、固定接点２３Ｐｃは検査通電路２４と接続されている。同様に、切替えリレー２３Ｎの可動接点２３Ｎａは太陽電池ストリング３のＮ端子（負極）と接続され、固定接点２３ＮｂはＰＶ電流計測回路２２を介してＰＣＳ５と接続され、固定接点２３Ｎｃは検査通電路２４と接続されている。
【００３７】
（切替えリレー２５）
切替えリレー２５は、検査通電路２４に設けられ、信号電流計測回路２６の入力端子の接続を太陽電池ストリング３のＰ端子側とＮ端子側との間で切り替える。具体的には、切替えリレー２５の可動接点２５ａは信号電流計測回路２６の入力端子と接続され、固定接点２５ｂは検査通電路２４を介して切替えリレー２３Ｐの固定接点２３Ｐｃと接続され、固定接点２５ｃは検査通電路２４を介して切替えリレー２３Ｎの固定接点２３Ｎｃと接続されている。
【００３８】
（発振回路２８、信号注入回路２７）
発振回路２８は、故障検査装置３２により制御されて、検査信号を発振する。発振回路２８は、検査信号を信号注入回路２７へ供給する。信号注入回路２７は、発振回路２８が生成した検査信号を、切替えリレー２５および切替えリレー２３Ｐを介して、太陽電池ストリング３のＰ端子へ供給する。あるいは、信号注入回路２７は、上記検査信号を、切替えリレー２５および切替えリレー２３Ｎを介して、太陽電池ストリング３のＮ端子へ供給する。
【００３９】
発振回路２８が生成する検査信号は、正弦波の交流信号であることが好ましい。しかしながら、検査信号は、どのような種類の交流信号であってもよい。検査信号の周波数は、例えば、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲内であってよい。
【００４０】
なお、信号注入回路２７および発振回路２８は、後述する検査制御部４３と併せて検査信号印加部を構成する。
【００４１】
（信号電流計測回路２６、フィルタ回路２９，３１、信号電圧計測回路３０）
信号電流計測回路２６は、信号注入回路２７から太陽電池ストリング３のＰ端子へ上記検査信号が供給されている状態（以下、検査信号正極印加と称する）において、太陽電池ストリング３を流れる検査信号電流を計測する。また、信号注入回路２７から太陽電池ストリング３のＮ端子へ上記検査信号が供給されている状態（以下、検査信号負極印加と称する）において、太陽電池ストリング３を流れる検査信号電流を計測する。
【００４２】
フィルタ回路２９は、ローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、信号電流計測回路２６にて計測された検査信号電流からノイズ成分を除去する。フィルタ回路２９にて処理された検査信号電流は、故障検査装置３２へ入力される。
【００４３】
信号電圧計測回路３０は、検査信号正極印加の場合において、上記検査信号の電圧（検査信号電圧）を計測する。また、信号電圧計測回路３０は、検査信号負極印加の場合において、上記検査信号の電圧を計測する。
【００４４】
フィルタ回路３１は、ローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、信号電圧計測回路３０にて計測された検査信号電圧からノイズ成分を除去する。フィルタ回路３１にて処理された検査信号電圧は、故障検査装置３２へ入力される。
【００４５】
なお、検査装置１１は、フィルタ回路２９，３１を備えずに、フィルタ回路２９，３１が行う処理を故障検査装置３２がデジタル信号処理（フィルタ処理）により行う構成としてもよい。また、ＰＶ電圧計測回路２１、ＰＶ電流計測回路２２、フィルタ回路２９およびフィルタ回路３１から故障検査装置３２へ入力される電流および電圧等は、ＡＤコンバータ（図示せず）にてＡＤ変換した後、故障検査装置３２へ入力するようにしてもよい。あるいは、上記ＡＤ変換を故障検査装置３２の内部にて行ってもよい。
【００４６】
（地絡検査回路３３）
地絡検査回路３３は、太陽電池ストリング３における地絡の有無を検査するものであり、例えば検査通電路２４において、切替えリレー２５と並列に設けられている。太陽電池ストリング３に地絡が発生している場合には、太陽電池ストリング３の故障検査において、インピーダンスＺｐ，Ｚｎ（指標値）を正確に得ることができない。このため、太陽電池ストリング３の故障検査を高精度に行うことができない。したがって、太陽電池ストリング３の故障検査においては、まず、太陽電池ストリング３における地絡の有無を検査し、検査結果を故障検査装置３２に通知する。太陽電池ストリング３において地絡が発生している場合には、故障検査装置３２は、故障検査を中止することが好ましい。
【００４７】
なお、太陽電池モジュール２の地絡検査の方法は周知であり、例えば特許文献２に記載した方法を採用できるので、地絡検査回路３３の構成および動作について、その説明を省略する。
【００４８】
（故障検査装置３２）
故障検査装置３２は、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータにて構成され、ＰＶ電圧演算部４１、ＰＶ電流演算部４２、検査制御部４３、信号電流演算部４４、信号電圧演算部４５、インピーダンス演算部（指標値計測部）４６、故障数判定部４７（複数故障検出部）、および故障位置特定部４８を備えている。
【００４９】
ＰＶ電圧演算部４１は、ＰＶ電圧計測回路２１にて計測された太陽電池ストリング３の出力電圧を検査制御部４３での処理に適したデータに変換する。ＰＶ電流演算部４２は、ＰＶ電流計測回路２２にて計測された太陽電池ストリング３の出力電流を検査制御部４３での処理に適したデータに変換する。
【００５０】
検査制御部４３は、ＰＶ電圧演算部４１から供給される太陽電池ストリング３の出力電圧を示すデータ、およびＰＶ電流演算部４２から供給される太陽電池ストリング３の出力電流を示すデータから、太陽電池ストリング３が後述の検査可能状態かどうかを判定する。また、この判定の結果、検査制御部４３は、太陽電池ストリング３が検査可能状態であると判定した場合に、発振回路２８を制御し、発振回路２８が発振する信号の周波数を検査信号として好適な周波数に調整する。さらに、検査制御部４３は、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎの切り替えを制御し、太陽電池ストリング３を検査通電路２４に接続させる。
【００５１】
信号電流演算部４４は、信号電流計測回路２６にて計測され、フィルタ回路２９にて処理された検査信号電流をインピーダンス演算部４６での処理に適したデータに変換する。信号電圧演算部４５は、信号電圧計測回路３０にて計測され、フィルタ回路３１にて処理された検査信号電圧をインピーダンス演算部４６での処理に適したデータに変換する。
【００５２】
インピーダンス演算部４６は、信号電流演算部４４および信号電圧演算部４５から提供されるデータに基づいて、太陽電池ストリング３における、検査信号正極印加の場合のインピーダンスＺｐ（第１の指標値）を算出する。また、インピーダンス演算部４６は、検査信号負極印加の場合のインピーダンスＺｎ（第２の指標値）を算出する。さらに、インピーダンス演算部４６は、インピーダンスＺｐおよびＺｎから合成インピーダンスＺｐｎ（第３の指標値）を算出する。合成インピーダンスＺｐｎは、式１／Ｚｐｎ＝１／Ｚｐ＋１／Ｚｎによって算出される。
【００５３】
故障数判定部４７は、インピーダンス演算部４６から出力される合成インピーダンスＺｐｎに基づいて、太陽電池ストリング３の故障の有無を判定する。また、故障数判定部４７は、太陽電池ストリング３に故障がある場合、故障箇所の数も判定する。ここで、太陽電池ストリング３における「故障箇所の数」には、故障している太陽電池モジュール２の数、および、断線しているケーブルの数の少なくとも一方が含まれる。故障数判定部４７が故障箇所の数を判定する方法の詳細については後述する。
【００５４】
故障位置特定部４８は、故障数判定部４７が太陽電池ストリング３に一箇所または複数箇所の故障があると判定した場合に、故障の位置を特定する。故障位置特定部４８は、太陽電池ストリング３がただ一箇所で故障している場合と、複数箇所で故障している場合との間で、異なる方法で故障の位置を特定する。故障位置特定部４８が故障の位置を特定する方法の詳細を後述する。
【００５５】
（故障箇所の数を判定する方法）
故障数判定部４７は、基準インピーダンスＺ０（基準指標値）に対して、上記の式に従って算出した合成インピーダンスＺｐｎが、所定の第１閾値以上かい離しているかどうかを判定する。その判定の結果、合成インピーダンスＺｐｎが基準インピーダンスＺ０に対して第１閾値以上かい離している場合に、故障数判定部４７は、太陽電池ストリング３は少なくとも２箇所で故障していると判定する。
【００５６】
ここで、基準インピーダンスＺ０は、一例として、故障が無い太陽電池ストリング３の検査信号正極印加時のインピーダンスＺｐ０と、検査信号負極印加時のインピーダンスＺｎ０との平均値である。あるいは、インピーダンスＺｐ０およびＺｎ０から、上記の式に従って求めた合成インピーダンスであってもよい。
【００５７】
上記閾値は、例えば、Ｚｐｎ／Ｚ０の比に基づいて設定される。例えば、太陽電池ストリング３において、１箇所の故障がある場合のＺｐｎ／Ｚ０の比より、２箇所の故障がある場合のＺｐｎ／Ｚ０の比の方が大きくなる。このため、２箇所の故障があるかどうかの判定に用いる所定の第１閾値は、１箇所の故障があるかどうかの判定に用いる所定の第２閾値より大きく設定されている。すなわち、Ｚｐｎ／Ｚ０の比が、第２閾値より大きく第１閾値未満の場合には、故障数判定部４７は、１箇所の故障があると判定する。また、Ｚｐｎ／Ｚ０の比が、第１閾値以上の場合には、故障数判定部４７は、２箇所の故障があると判定する。故障判定の具体例については後述する。
【００５８】
(太陽電池ストリング３の検査可能状態)
本実施の形態において、太陽電池ストリング３の検査可能状態は、太陽電池ストリング３が発電しており、かつ発電量（出力電流）が所定の閾値以下である状態としている。そこで、検査制御部４３は、太陽電池ストリング３が検査可能状態になり、かつ規定の検査時期が到来していれば、切替えリレー２３Ｐの可動接点２３Ｐａが固定接点２３Ｐｃ側に切り替えられ、切替えリレー２３Ｎの可動接点２３Ｎａが固定接点２３Ｎｃ側に切り替えられるように、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎを制御する。これにより、太陽電池ストリング３のＰ端子およびＮ端子が検査通電路２４と接続される。
【００５９】
ここで、検査可能状態を太陽電池ストリング３が発電しており、かつ発電量が所定の閾値以下である状態としているのは次の理由よる。図２は、太陽電池ストリング３が非発電状態である場合の、太陽電池ストリング３をＲ，Ｌ，Ｃにて表した等価回路の回路図である。図３は、図２に対応した、太陽電池ストリング３が発電状態である場合の太陽電池ストリング３の等価回路の回路図である。
【００６０】
太陽電池ストリング３が非発電状態である場合、図２に示すように、太陽電池モジュール２は、直列抵抗Ｒｓ、ｐｎ接合における接合容量Ｃｄおよび並列抵抗Ｒｐを含んだ状態となる。また、Ｌは太陽電池モジュール２間の結線のインダクタンス、Ｃｇは太陽電池モジュール２のグランドに対する静電容量Ｃｇである。
【００６１】
一方、太陽電池ストリング３が発電状態である場合、図３に示すように、太陽電池モジュール２は、直列抵抗Ｒｓのみを含んだ状態となる。この場合の直列抵抗Ｒｓは、例えば１Ω以下といった非常に小さい値となる。また、インダクタンスＬに関しても静電容量Ｃｇに対して非常に小さい値となる。したがって、太陽電池ストリング３が発電状態である場合には、検査信号正極印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐと、検査信号負極印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｎとを正確に求めることができる。
【００６２】
また、太陽電池ストリング３の発電量が所定の閾値以下である状態は、太陽電池ストリング３がＰＣＳ５に接続されている状態から検査通電路２４に接続される状態に、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎを切り替える場合に、アーク発生による悪影響を受けることがない程度に発電量が低い状態である。したがって、検査可能状態の条件としてこのような条件が設定されていることにより、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎは、廉価な低耐圧のものを使用可能であり、かつ容易かつ安全に切り替え動作を行うことができる。
【００６３】
（故障箇所の数を判定する具体例）
図６は、図１に示す検査装置１１による太陽電池ストリング３の故障検査の状態の一例を示す概略的な回路図である。図６において、検査信号正極印加の場合には、切替えリレー２５を切り替えて、検査信号を太陽電池ストリング３のＰ端子（正極）およびグランド間に注入し、太陽電池ストリング３のインピーダンスを計測する。同様に、検査信号負極印加の場合には、切替えリレー２５を切り替えて、検査信号を太陽電池ストリング３のＮ端子（負極）およびグランド間に注入し、太陽電池ストリング３のインピーダンスを計測する。
【００６４】
なお、前述したように、故障が無い太陽電池ストリング３の検査信号正極印加時のインピーダンスをＺｐ０で表し、検査信号負極印加時のインピーダンスをＺｎ０で表す。また、故障が有る太陽電池ストリング３の検査信号正極印加時のインピーダンスをＺｐで表し、検査信号負極印加時のインピーダンスをＺｎで表す。
【００６５】
例えば、太陽電池ストリング３に故障が無い場合の計測結果は、Ｚｐ０＝１５９１Ω、Ｚｎ０＝１６０２Ωとなった。したがって、故障が無い太陽電池ストリング３のインピーダンスは約１６００Ωとみなし、これを基準インピーダンスＺ０とする。
【００６６】
次に、太陽電池ストリング３に故障が有る場合について説明する。例えば、図６に示すように、太陽電池ストリング３において直列接続されている１０枚の太陽電池モジュール２のうち、太陽電池ストリング３のＰ端子から数えて２番目と８番目とが故障していたとする。この例においてインピーダンスを計測した結果は、Ｚｐ＝７０５５Ω、Ｚｎ＝６９９２Ωとなった。ＺｐとＺｎとから合成インピーダンスＺｐｎを求めると、Ｚｐｎ＝３５１２Ωとなる。そうすると、Ｚｐｎ／Ｚ０＝３５１２／１６００≒２．２が求まる。
【００６７】
一方、太陽電池ストリング３のＰ端子から数えて８番目の太陽電池モジュール２のみが故障していた場合、インピーダンスを計測した結果は、Ｚｐ＝１８５０Ω、Ｚｎ＝６９９３Ωとなった。ＺｐとＺｎとから合成インピーダンスＺｐｎを求めると、Ｚｐｎ＝１４６３Ωとなる。そうすると、Ｚｐｎ／Ｚ０＝１４６３／１６００≒０．９１が求まる。
【００６８】
以上の結果から、基準インピーダンスＺ０に対する合成インピーダンスＺｐｎの比は、故障の数を反映しており、１枚の故障の比よりも２枚の故障の比の方が大きくなることがわかる。そこで、こうして求めた比に対して、前述したように第２閾値＜第１閾値のように、大きさが段階的に大きくなる閾値を適切に設定すれば、故障数判定部４７は、故障の数が１箇所なのか２箇所なのかを判定することができる。
【００６９】
（故障の位置を特定する方法）
故障位置特定部４８は、太陽電池ストリング３に一箇所または複数箇所の故障があると故障数判定部４７が判定した場合に、太陽電池ストリング３のどの位置が故障しているのかを特定する。故障位置特定部４８が故障の位置を特定する方法は、太陽電池ストリング３にただ一箇所の故障がある場合と、太陽電池ストリング３に複数箇所の故障がある場合との間で異なる。ここでは、太陽電池ストリング３が、ｍ個の太陽電池モジュール２を備えているとする。
【００７０】
（ａ：ただ一箇所の故障がある場合）
この場合、故障位置特定部４８は、太陽電池ストリング３における一箇所の故障の位置を、以下の計算式によって特定する。
【００７１】
（Ｐ端子側から見た故障の位置）：（Ｎ端子側から見た故障の位置）
＝（１／Ｚｐ）：（１／Ｚｎ）＝Ｚｎ：Ｚｐ
例えば、ｍ＝１０、Ｚｐ＝１８５０Ω、Ｚｎ＝６９９３Ωである場合、故障位置特定部４８は、故障の位置を、以下のように計算する。
【００７２】
（Ｐ端子側から見た故障の位置）：（Ｎ端子側から見た故障の位置）
＝Ｚｎ：Ｚｐ
＝６９９３：１８５０
＝６９９３／（６９９３＋１８５０）：１８５０／（６９９３＋１８５０）
≒０．７９：０．２１
≒８：２
上記の例では、１０枚の太陽電池モジュールで構成された太陽電池ストリング３を８：２に内分する位置で故障が発生していると、故障位置特定部４８は特定することができる。より具体的には、Ｐ端子側から数えて、８枚目の太陽電池モジュール２と９枚目の太陽電池モジュール２との間で、ケーブルが断線しているか、あるいは、８、９枚目の太陽電池モジュール２のいずれか一方が故障している可能性がわかる。
【００７３】
（ｂ：複数箇所の故障がある場合）
この場合、故障位置特定部４８は、太陽電池ストリング３における複数箇所の故障の位置のうち、２箇所の故障の位置を、以下の計算式によって特定する。
【００７４】
（Ｐ端子に最も近い第１の故障の位置）＝（基準インピーダンスＺ０）／Ｚｐ×ｍ
（Ｎ端子に最も近い第２の故障の位置）＝（基準インピーダンスＺ０）／Ｚｎ×ｍ
例えば、ｍ＝１０、Ｚ０＝１６００Ω、Ｚｐ＝７０５５Ω、Ｚｎ＝６９９２Ωである場合、故障位置特定部４８は、Ｐ端子に最も近い第１の故障の位置を、以下のように計算する。
【００７５】
Ｚ０／Ｚｐ×ｍ＝１６００／７０５５×１０≒２．２
上記の例では、Ｐ端子側から数えて２枚目の太陽電池モジュール２と、３枚目の太陽電池モジュール２との間で、ケーブルが断線しているか、あるいは、Ｐ端子側から数えて２、３枚目の太陽電池モジュール２の少なくとも一方が故障している可能性がわかる。
【００７６】
また、上記と同じ場合、故障位置特定部４８は、Ｎ端子に最も近い第２の故障の位置を、以下のように計算する。
【００７７】
Ｚ０／Ｚｎ×ｍ＝１６００／６９９２×１０≒２．２
したがって、Ｎ端子側から数えて２枚目の太陽電池モジュール２と、３枚目の太陽電池モジュール２との間で、ケーブルが断線しているか、あるいは、Ｎ端子側から数えて２、３枚目（Ｐ端子側から数えて８、９枚目）の太陽電池モジュール２の少なくとも一方が故障している可能性がわかる。
【００７８】
このように、太陽電池ストリング３に複数の故障がある場合、故障位置特定部４８は、Ｐ端子に最も近い第１の故障の位置、および、Ｎ端子に最も近い第２の故障の位置を特定する。
【００７９】
（検査装置１１の動作：検査方法）
図４は、検査装置１１の動作を示すフローチャートである。検査装置１１の検査制御部４３は、太陽電池ストリング３を検査する場合、太陽電池ストリング３が前述した検査可能状態であるかどうかを判定する（Ｓ１１）。
【００８０】
太陽電池ストリング３が検査可能状態である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、検査制御部４３は、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎを切り替えて、太陽電池ストリング３のＰ端子およびＮ端子を順番に、検査通電路２４に接続させる（Ｓ１３）。
【００８１】
次に、検査装置１１の地絡検査回路３３は、太陽電池ストリング３における地絡の発生の有無を検査する（Ｓ１４）。地絡が発生している場合（Ｓ１５でＮＯ）、検査装置１１は、太陽電池ストリング３において地絡が発生していることを、太陽光発電システム１の管理装置（図示せず）等に通知する（Ｓ１６）。この場合、検査装置１１の故障検査装置３２は、太陽電池ストリング３の故障検査を行わない。この理由は次の通りである。太陽電池ストリング３に地絡が発生している場合には、太陽電池ストリング３の故障検査において、太陽電池ストリング３の正極および負極に検査信号を印加したそれぞれの場合に得られる指標値（例えばインピーダンス）が不正確なものとなる。このため、太陽電池ストリング３の故障検査を高精度に行うことができない。したがって、太陽電池ストリング３の故障検査においては、まず、太陽電池ストリング３における地絡の有無を検査し、地絡が発生している場合には、故障検査を中止することが好ましい。これにより、太陽電池ストリング３の故障検査が無駄に行われる事態を防止することができる。
【００８２】
なお、地絡検査回路３３が地絡抵抗を計測でき、かつ、該地絡抵抗によるインピーダンスＺｐ，Ｚｎの変化量を推定できる場合には、太陽電池ストリング３に地絡が発生している場合でも太陽電池ストリング３の故障検査を行ってもよい。すなわち、Ｓ１５およびＳ１６の処理を省略してもよい。
【００８３】
一方、地絡が発生していない場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、検査装置１１の故障検査装置３２は、太陽電池ストリング３の故障検査を開始する（Ｓ１７）。
【００８４】
故障検査装置３２による故障検査の結果、太陽電池ストリング３に故障がない場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、検査装置１１は、太陽電池ストリング３に故障がないことを太陽光発電システム１の管理装置に通知したり、ユーザに対して報知したりする（Ｓ１９）。この報知は、ユーザインタフェースを介して、文字または音声などによって行われてもよい。一方、故障検査の結果、太陽電池ストリング３に故障が発見された場合（Ｓ１８でＮＯ）、検査装置１１は、太陽電池ストリング３に故障が発見されたことを太陽光発電システム１の管理装置に通知したり、ユーザに対して報知したりする（Ｓ２０）。また、検査装置１１は、太陽電池ストリング３における故障の数および位置の情報も知らせる。以上で、検査装置１１の動作は終了する。
【００８５】
（故障検査装置３２の動作）
図５および図６を用いて、前述した検査装置１１の動作（図４）のＳ１７における故障検査装置３２の動作を説明する。図５は、故障検査装置３２の動作を示すフローチャートである。図６に示す太陽電池ストリング３では、Ｐ端子側から見て２番目の太陽電池モジュール２（図６では、ＰＶ２）と３番目の太陽電池モジュール２（図６では、ＰＶ３）との間で、ケーブルが断線しているとする。また、Ｎ端子側から見て２番目の太陽電池モジュール２（図６では、ＰＶ９）と３番目の太陽電池モジュール２（図６では、ＰＶ８）との間でも、ケーブルが断線しているとする。
【００８６】
図５に示すように、Ｓ１７１（指標値計測工程）において、検査装置１１の信号注入回路２７は、図６に示す太陽電池ストリング３のＰ端子とグランドとの間に、検査信号５１（図６参照）を注入する。このとき、切替えリレー２５は、太陽電池ストリング３のＰ端子と接続している。この場合、検査信号５１に基づく計測電流Ｉは、図６にＰＶ１およびＰＶ２として示す太陽電池モジュール２を通った後、グランドに還流する。インピーダンス演算部４６は、信号電流計測回路２６が計測した計測電流Ｉ、および、信号電圧計測回路３０が計測した計測電圧に基づいて、検査信号正極印加時のインピーダンスＺｐ（第１指標値）を計測する。
【００８７】
次に、Ｓ１７２（指標値計測工程）において、信号注入回路２７は、太陽電池ストリング３のＮ端子とグランドとの間に、検査信号５１を注入する。このとき、切替えリレー２５の接続先は、太陽電池ストリング３のＮ端子に切り替えられている。この場合、検査信号５１は、図６にＰＶ１０およびＰＶ９として示す太陽電池モジュール２を通った後、グランドに還流する。インピーダンス演算部４６は、信号電流計測回路２６が計測した計測電流Ｉ、および、信号電圧計測回路３０が計測した計測電圧に基づいて、検査信号負極印加時のインピーダンスＺｎ（第２指標値）を算出する。
【００８８】
インピーダンス演算部４６は、計測したインピーダンスＺｐ，Ｚｎと、インピーダンスＺｐ，Ｚｎから求めた合成インピーダンスＺｐｎとを、故障数判定部４７に通知する。また、故障数判定部４７は、インピーダンスＺｐ，Ｚｎを、故障位置特定部４８に通知する。なお、インピーダンス演算部４６が、インピーダンスＺｐ，Ｚｎを、故障位置特定部４８に通知してもよい。
【００８９】
故障数判定部４７は、基準インピーダンスＺ０に対する合成インピーダンスＺｐｎのかい離の度合いを判定する。例えば、前述したように、Ｚｐｎ／Ｚ０の比ＲＴが、前述した第１の閾値または第２の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１７３）。比ＲＴが第１の閾値以上である場合（Ｓ１７３でＡ）、故障数判定部４７は、太陽電池ストリング３には複数箇所（少なくとも２箇所）の故障があると判定する（Ｓ１７４Ａ；故障判定工程）。一方、比ＲＴが第１の閾値未満かつ第２の閾値以上である場合（Ｓ１７３でＢ）、故障数判定部４７は、太陽電池ストリング３には、ただ一箇所の故障があると判定する（Ｓ１７４Ｂ）。一方、比ＲＴが第２の閾値未満である場合（Ｓ１７３でＣ）、故障数判定部４７は、太陽電池ストリング３には故障がないと判定する（Ｓ１７４Ｃ）。
【００９０】
太陽電池ストリング３に複数箇所の故障がある場合（Ｓ１７４Ａ）、故障位置特定部４８は、基準インピーダンスＺ０と、インピーダンスＺｐ，Ｚｎとに基づいて、前述した方法で、太陽電池ストリング３における故障の位置を特定する（Ｓ１７５）。太陽電池ストリング３に１箇所の故障がある場合（Ｓ１７４Ｂ）にも、故障位置特定部４８は、インピーダンスＺｐ，Ｚｎとに基づいて、前述した方法で、太陽電池ストリング３における故障の位置を特定する（Ｓ１７５）。以上で、図３のＳ１７における故障検査装置３２の動作は終了する。
【００９１】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９２】
図７は、本実施形態に係る検査装置１１による太陽電池ストリング３の故障検査の状態を示す概略的な回路図である。図７では、検査信号５１が、太陽電池ストリング３のＰ端子に印加されている。図７に示すように、検査信号５１が印加されるＰ端子とは反対側のＮ端子が、終端インピーダンスＺｔ１を介して接地されている。なお、検査信号５１が、太陽電池ストリング３のＮ端子に印加される場合、終端インピーダンスＺｔ１はＰ端子に接続されて、Ｐ端子が終端インピーダンスＺｔ１を介して接地される。
【００９３】
上記の構成によれば、太陽電池ストリング３の故障検査の場合において、太陽電池ストリング３のＰ端子とＮ端子とのうち、検査信号が印加される端子と反対側の端子が終端インピーダンスＺｔ１を介して接地されるので、検査信号にノイズが付加され難くなる。これにより、検査信号電流および検査信号電圧を計測して求めるインピーダンスＺｐ，Ｚｎは正確なものとなる。
【００９４】
なお、終端インピーダンスＺｔ１には、インピーダンスを生じるコンデンサ、抵抗あるいはインダクタンス等のインピーダンス素子を使用することができる。
【００９５】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について図８を参照して説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９６】
図８の（ａ）は、太陽電池モジュール２を構成する、直列接続された複数の太陽電池セル７１にバイパスダイオード７２を付加した概略的な回路図である。図８の（ｂ）は、図２に示す回路図にバイパスダイオード７２を追加して示す回路図であり、図８の（ｃ）は、図３に示す回路図にバイパスダイオード７２を追加して示す回路図である。
【００９７】
太陽電池モジュール２は、図８の（ａ）に示すように、複数の太陽電池セル７１が直列接続されて構成され、直列接続された複数の太陽電池セル７１に対して、バイパスダイオード７２が並列に接続されている。バイパスダイオード７２は、アノードが太陽電池モジュール２の負極に接続され、カソードが太陽電池モジュール２の正極に接続されている。このように、バイパスダイオード７２を設けると、太陽電池モジュール２内で断線またはセルの故障等の故障が発生し、直列接続された複数の太陽電池セル７１を電流が通れなくなった場合であっても、バイパスダイオード７２を電流が通ることができる。したがって、太陽電池ストリング３は、故障した太陽電池モジュール２が発生したとしても、発電電力を出力し続けることができる。
【００９８】
本実施の形態では、太陽電池モジュール２にバイパスダイオード７２を設けた構成において、検査装置１１は、バイパスダイオード７２の影響を受けずに、精度の高い検査を行えるようになっている。すなわち、検査装置１１は、信号注入回路２７から太陽電池ストリング３に供給する検査信号として、太陽電池モジュール２が備えるバイパスダイオードの影響を受けない微小な電圧の信号を印加する。バイパスダイオード７２は、順方向電圧よりも小さい電圧を印加した場合、ほとんど電流が流れない。そこで、検査装置１１は、検査信号５１として、バイパスダイオード７２の順方向電圧よりも小さい電圧の信号を使用する。
【００９９】
これにより、計測電流がバイパスダイオード７２をほとんど流れないようにすることができる。したがって、検査信号正極印加の場合および検査信号負極印加の場合のインピーダンスＺｐ，Ｚｎを正確に求めることができ、太陽電池ストリング３の故障検査を高精度に行うことができる。
【０１００】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図９を参照して説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
。本実施の形態の検査装置１１は、太陽電池ストリング３が発電する電力を利用して、検査信号５１を生成するようになっている。図９は、本実施の形態の検査装置１１における、太陽電池ストリング３へ検査信号５１を印加する構成を示す回路図である。
【０１０１】
図９に示すように、本実施の形態の検査装置１１は、検査信号生成回路８１を備えている。検査信号生成回路８１は、故障検査装置３２の検査制御部４３、発振回路２８およびＳＳＲ（Solid State Relay）８２により構成されている。
【０１０２】
検査制御部４３は、前述のように、発振回路２８を制御し、発振回路２８が発振する信号の周波数を検査信号として好適な周波数に調整する。発振回路２８は、ＳＳＲ８２へ供給するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を発振する。ＳＳＲ８２は、太陽電池ストリング３のＰ端子（図９の場合）とグランドとの間の通電路に設けられ、発振回路２８から出力されるＰＷＭ信号に基づいて、通電路を開閉する。これにより、太陽電池ストリング３のＰ端子に交流の検査信号５１が印加された状態とすることができるので、検査信号５１としての信号電流Ｉｐｖ０を太陽電池ストリング３のＰ端子から検査通電路２４へ流すことができる。
【０１０３】
なお、図９は、検査信号正極印加の場合であり、検査信号負極印加とする場合には、検査信号生成回路８１を太陽電池ストリング３のＮ端子に接続する。また、ＳＳＲ８２は、スイッチング素子であり、これに代えて他のスイッチング素子を使用してもよい。
【０１０４】
上記の構成によれば、太陽電池ストリング３の電力を利用して、太陽電池ストリング３へ印加する検査信号５１を生成するので、検査信号５１を生成するための別途電源が不要となっている。これにより、検査装置１１の小型化および低コスト化が可能となる。
【０１０５】
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態の検査装置１１は、検査信号５１の周波数を直列抵抗Ｒｓの値に応じて変化させる構成となっている。
【０１０６】
太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓ（図３参照）の値は、太陽電池モジュール２の劣化状態によっては、小さい場合がある。直列抵抗Ｒｓの値が小さくなった状態で、故障を検出しようとすると、正常な太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓと、故障した太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓとの差が小さくなる。このため、太陽電池ストリング３の故障検査において、故障した太陽電池モジュール２の検出が困難となる。
【０１０７】
そこで、検査装置１１は、太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓの値に応じて検査信号５１の周波数を変化させ、太陽電池ストリング３のインピーダンスにおいて、相対的に、静電容量Ｃｇのインピーダンスへの影響を小さくする（０に近づける）。その結果として、直列抵抗Ｒｓのインピーダンスへの影響が大きくなる。具体的には、検査信号５１の周波数を直列抵抗Ｒｓの抵抗値が小さくなるほど高くする。
【０１０８】
この場合に、例えば直列抵抗Ｒｓに閾値を設定しておき、その閾値を境界として検査信号５１の周波数を複数段階に切り替えるようにしてもよい。また、検査信号５１の周波数は、図１に示した検査装置１１において、検査制御部４３にて発振回路２８を制御することにより可変となる。また、太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓの値は、従来周知の手法、例えば特表２０１３−５２７６１３号公報に開示されている手法により求めることができる。
【０１０９】
上記の構成によれば、太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓの値が低下した場合であっても、太陽電池モジュール２の故障の数および故障の位置を高精度に検出することができる。
【０１１０】
〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１１】
実施形態１〜５では、検査装置１１は、太陽電池ストリング３の発電時に太陽電池ストリング３の故障検査を行う構成となっている。これに対し、本実施の形態では、検査装置１１は、太陽電池ストリング３の非発電時に故障検査を行う構成となっている。
【０１１２】
太陽電池ストリング３の非発電時の等価回路は図２に示す回路図で表される。この場合、接合容量Ｃｄは、検査信号正極印加および検査信号負極印加の場合のインピーダンスＺｐ，Ｚｎに大きく影響する。そこで、本実施の形態では、接合容量Ｃｄによるインピーダンスを小さくするため、検査信号５１として、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲において、発電時の故障検査の場合よりも高い周波数の信号（例えば１ＭＨｚ）を使用する。
【０１１３】
なお、接合容量Ｃｄは、太陽電池モジュール２の種類によって異なるものの、同一の太陽電池モジュール２を使用する太陽電池ストリング３内においては、各太陽電池モジュール２についてほぼ同一である。また、各太陽電池モジュール２の接合容量Ｃｄは、太陽電池モジュール２が直列接続された状態では、直列接続された状態となる。したがって、接合容量Ｃｄによる太陽電池ストリング３のインピーダンスは、直列接続された太陽電池モジュール２の数が多くなるほど、大きくなる。
【０１１４】
検査装置１１では、故障検査を合成インピーダンスＺｐｎと基準インピーダンスＺ０との比、基準インピーダンスＺ０とインピーダンスＺｐまたはＺｎとの比、あるいはＺｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）：Ｚｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）の比を求めることにより行う。この場合、接合容量Ｃｄによるインピーダンスが存在している場合であっても、そのインピーダンスの検査結果に及ぼす影響は小さくなるというメリットがある。
【０１１５】
上記の構成によれば、検査信号として、前記実施形態１の検査信号よりも高い周波数（例えば１ＭＨｚ）を選択する。検査信号の周波数が高くなるほど、接合容量ＣｄからインピーダンスＺｐ，Ｚｎへの寄与は小さくなる。したがって、インピーダンス演算部４６は、インピーダンスＺｐ，Ｚｎを正確に計測することができ、故障数判定部４７および故障位置特定部４８は、それぞれ故障箇所の数および故障位置を適切に求めることができる。
【０１１６】
〔実施形態７〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１７】
前記実施形態１では、故障検査装置３２が、太陽電池ストリング３における故障箇所の数および故障位置を検査する構成を説明した。本実施形態では、故障検査装置３２は、太陽電池ストリング３の施工状態が正常であるかどうかを検査する。本実施形態において、太陽電池ストリング３の施工状態が正常でない場合には、例えば、太陽電池モジュール２で接地不良が起きている場合が含まれる。
【０１１８】
ある太陽電池モジュール２で接地不良が起きている場合、その太陽電池モジュール２から静電容量Ｃｇを通ってグランドに還流する計測電流がなくなる。したがって、太陽電池モジュール２で接地不良が起きている場合のインピーダンスＺｐ，Ｚｎは、太陽電池ストリング３の施工状態が健全である場合のインピーダンスＺｐ，Ｚｎよりも高くなる。例えば、太陽電池ストリング３が、直列接続された１０個の太陽電池モジュール２を備えているとする。この場合、正常な太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐ，Ｚｎは１６００Ω程度であるのに対し、正常に接地接続されていない太陽電池モジュール２を含む太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐ，Ｚｎは、１９００Ω程度になる。なお、太陽電池ストリング３が断線または故障していない限り、インピーダンスＺｐ，Ｚｎはほぼ同じ値になる。なお、太陽電池ストリング３の断線には、太陽電池モジュール２同士をつなぐケーブルの断線、太陽電池モジュール２内で起きるクラスタ断線が含まれる。また、太陽電池ストリング３の故障には、太陽電池モジュール２内のセルの故障が含まれる。
【０１１９】
本実施形態では、故障検査装置３２の検査制御部４３は、太陽電池ストリング３のＰ端子およびＮ端子の一方に検査信号５１を印加する。そして、インピーダンス演算部４６は、Ｐ端子側インピーダンスＺｐまたはＮ端子側インピーダンスＺｎ（指標値）を求める（指標値計測工程）。ＺｐまたはＺｎは、検査信号５１を印加した端子から施工状態の不良位置までの太陽電池モジュール２の数により変化する指標値に相当する。また、本実施形態の故障数判定部４７は、施工状態判定部として動作する。
【０１２０】
故障数判定部４７は、太陽電池ストリング３が健全である場合のインピーダンスである基準インピーダンスＺ０（基準指標値）とを比較することによって、太陽電池ストリング３の施工状態が正常であるか否かを判定する（施工状態判定工程）。故障数判定部４７は、例えば、インピーダンスＺｐまたはＺｎが、基準インピーダンスＺ０に対して所定の閾値以上かい離している場合、太陽電池ストリング３の施工状態が異常であると判定する。
【０１２１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２２】
１    太陽光発電システム
２    太陽電池モジュール
３    太陽電池ストリング
１１  検査装置
２７  信号注入回路（検査信号印加部）
２８  発振回路（検査信号印加部）
３２  故障検査装置
４３  検査制御部（検査信号印加部）
４６  インピーダンス演算部（指標値計測部）
４７  故障数判定部（複数故障検出部、施工状態判定部）
４８  故障位置特定部
５１  検査信号
Ｐ    Ｐ端子（正極）
Ｎ    Ｎ端子（負極）
Ｚｐ    Ｐ端子側インピーダンス（第１の指標値）
Ｚｎ    Ｎ端子側インピーダンス（第２の指標値）
Ｚｐｎ  合成インピーダンス（第３の指標値）
【図１】
2018098922.tif 000003
【図２】
2018098922.tif 000004
【図３】
2018098922.tif 000005
【図４】
2018098922.tif 000006
【図５】
2018098922.tif 000007
【図６】
2018098922.tif 000008
【図７】
2018098922.tif 000009
【図８】
2018098922.tif 000010
【図９】
2018098922.tif 000011