(57)【要約】【課題】太陽光を利用しつつ、太陽電池パネルの作動状態を正しく診断する。【解決手段】太陽電池モジュール（１）は、複数の太陽電池パネル（２１）と、複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な可動部材（１１）と、可動部材の移動状態に基づいて、複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する診断手段（２２）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池パネルと、
前記複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な可動部材と、
前記可動部材の移動状態に基づいて、前記複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する診断手段と
を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記診断手段は、
前記複数の太陽電池パネルと前記可動部材との間の位置関係を検出することによって、前記移動状態を検出する移動状態検出手段と、
前記複数の太陽電池パネル各々の出力を、前記検出された移動状態毎に対応付けて検出する出力検出手段と
を有し、
前記検出された出力のうち一の移動状態に対応付けられた出力と、前記検出された出力のうち他の移動状態に対応付けられた出力とを比較することによって、前記複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する
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。
【請求項３】
前記可動部材は、前記複数の太陽電池パネルの少なくとも一部を覆うように移動することによって、前記入射光の少なくとも一部を遮光することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
光を遮光可能な遮光部材を更に備え、
前記複数の太陽電池パネルは、前記可動部材上に配置されており、
前記可動部材は、前記複数の太陽電池パネルの少なくとも一部が前記遮光部材により覆われるように移動することによって、前記入射光の少なくとも一部を遮光する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
複数の太陽電池パネルと、前記複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な可動部材とを備える太陽電池モジュールにおける太陽電池モジュールの診断方法であって、
前記入射光の少なくとも一部を遮光するように前記可動部材を移動させる移動工程と、
前記可動部の移動状態に基づいて、前記複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する診断工程と
を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の太陽電池を有する太陽電池モジュール及びその診断方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のモジュールの診断方法として、例えば、太陽電池に対する検査光をＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）により発生させ、検出された太陽電池の出力電圧値と、太陽電池に検査光を照射した時の太陽電池の予想出力電圧値とを比較して、太陽電池の故障判定を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。或いは、車両に搭載された太陽電池の出力と、該車両に搭載された日射センサからの日射量に応じた検出出力とを比較して、両者の比が所定の値から外れているか否かによって、太陽電池の機能における異常を検出する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
或いは、建物の屋根に設けられた太陽電池パネルと屋内電気設備とを接続する出力ケーブルに電気が流れているか否かを検知する電流センサからの信号に基づいて、太陽電池パネルが非通電状態の異常であることを報知する方法が提案されている（特許文献３参照）。或いは、太陽電池と、該太陽電池の出力電圧が印加される信号発生手段とが並列に接続された太陽電池モジュールにおいて、信号発生手段から出力される信号に基づいて太陽電池の故障を検知する方法が提案されている（特許文献４参照）。
【０００４】
尚、例えば特許文献５には、車両の屋根又はダッシュボードに設けられた太陽電池により、車両の天井に設けられた換気ファンを駆動し、車内の空気を車体フレームの後方上部に設けられた通風孔から車外へ排出可能な車両が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０９９６０７号公報
【特許文献２】特開平１−１３５０７８号公報
【特許文献３】特開平９−１１３５６１号公報
【特許文献４】特開平１１−３３０５２１号公報
【特許文献５】特開２００３−１９１７４７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、特許文献１に記載の技術では、検査光用の光源としてＬＥＤを設けなければならず、製造コストが増加する可能性があるという技術的問題点がある。他方で、特許文献３及び４に記載の技術では、検査光として太陽光を利用しているが、太陽電池に対する太陽光の入射状態が変化したり、太陽光以外の外乱光による影響を受けたりする可能性がある。すると、太陽電池の作動状態を正しく診断することができない可能性があるという技術的問題点がある。特許文献２に記載の技術では、日射センサを設けなければならず、製造コストが増加する可能性があるという技術的問題点がある。尚、特許文献５に記載の技術では、上記問題点を解決することが極めて困難であるという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、太陽光を利用しつつ、太陽電池の作動状態を正しく診断することができる太陽電池モジュール及びその診断方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の太陽電池モジュールは、上記課題を解決するために、複数の太陽電池パネルと、前記複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な可動部材と、前記可動部材の移動状態に基づいて、前記複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する診断手段とを備える。
【０００９】
本発明の太陽電池モジュールによれば、可動部材は、複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能である。尚、複数の太陽電池パネルは、例えば可動部材の移動方向に沿って配置されている。
【００１０】
入射光は、例えば、可動部材が太陽電池パネルの少なくとも一部を覆うように移動することによって、遮光されてよい。或いは、入射光は、例えば、太陽電池パネルが配置された可動部材が、遮光部材により太陽電池パネルの少なくとも一部が覆われるように移動する（即ち、可動部材が遮光部材の下方に潜る）ことによって、遮光されてよい。
【００１１】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる診断手段は、可動部材の移動状態に基づいて、複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する。具体的には例えば、診断手段は、複数の太陽電池パネル各々の出力（例えば、電圧値及び電流値）を、可動部材の移動状態毎に相対比較することによって、複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する。
【００１２】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。太陽電池パネルに係る基準値と、太陽電池パネルの実際の出力値とを比較することによって、太陽電池パネルの作動状態を診断する方法では、基準値を取得した際の条件と同じ条件を再現する必要がある。
【００１３】
しかしながら、太陽電池パネルの作動状態の診断に太陽光を利用する場合、太陽電池パネルに入射する太陽光の状態が、時間の推移に伴って変化する。また、屋外には、太陽光以外に外乱光が存在する。このため、太陽電池パネルの作動状態の診断に太陽光を利用する場合、太陽光の変化及び外乱光の存在による影響がある。
【００１４】
他方、太陽電池パネルの作動状態の診断に、例えば基準光発生装置等の診断用の光源を利用する場合、光源と太陽電池パネルとを正確に位置合わせしなければならない。太陽電池パネルが、例えば車両に搭載されている場合、タイヤの空気圧や積載物の有無等により、太陽電池パネルの受光面の角度が変化してしまうので、光源と太陽電池パネルとの位置合わせが困難になる可能性がある。更に、基準光発生装置等の診断用の光源は、比較的高価であり、設備費用や製造コストが増加する可能性がある。
【００１５】
しかるに本発明では、当該太陽電池モジュールに、複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な可動部材が備えられている。そして、診断手段により、可動部材の移動状態に基づいて、複数の太陽電池パネル各々の作動状態が診断される。ここで、可動部材の移動状態毎に、複数の太陽電池パネル各々の出力を相対比較することによって、複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断すれば、光源や、光源と太陽電池パネルとの位置関係に関係なく、複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断することができる。従って、本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽光を利用しつつ、太陽電池パネルの作動状態を正しく診断することができる。
【００１６】
本発明の太陽電池モジュールの一態様では、前記診断手段は、前記複数の太陽電池パネルと前記可動部材との間の位置関係を検出することによって、前記移動状態を検出する移動状態検出手段と、前記複数の太陽電池パネル各々の出力を、前記検出された移動状態毎に対応付けて検出する出力検出手段とを有し、前記検出された出力のうち一の移動状態に対応付けられた出力と、前記検出された出力のうち他の移動状態に対応付けられた出力とを比較することによって、前記複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する。
【００１７】
この態様によれば、診断手段は、移動状態検出手段と出力検出手段とを有している。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる移動状態検出手段は、複数の太陽電池パネルと可動部材との間の位置関係を検出することによって、移動状態を検出する。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる出力検出手段は、複数の太陽電池パネル各々の出力を、検出された移動状態毎に対応付けて検出する。
【００１８】
診断手段は、検出された出力のうち一の移動状態に対応付けられた出力と、検出された出力のうち他の移動状態に対応付けられた出力とを比較することによって、複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する。
【００１９】
本発明の太陽電池モジュールの他の態様では、前記可動部材は、前記複数の太陽電池パネルの少なくとも一部を覆うように移動することによって、前記入射光の少なくとも一部を遮光する。
【００２０】
この態様によれば、可動部材が複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光する遮光部材としても機能するため、別途遮光部材を設ける必要がなく、実用上非常に有利である。
【００２１】
或いは、本発明の太陽電池モジュールの他の態様では、光を遮光可能な遮光部材を更に備え、前記複数の太陽電池パネルは、前記可動部材上に配置されており、前記可動部材は、前記複数の太陽電池パネルの少なくとも一部が前記遮光部材により覆われるように移動することによって、前記入射光の少なくとも一部を遮光する。
【００２２】
この態様によれば、当該太陽電池モジュールを、例えば車両の天窓部を、車両の屋根と車室の天井との間にスライドさせるスライディングサンルーフに適用することができる。この場合、天窓部が可動部材に相当し、屋根が遮光部材に相当する。
【００２３】
本発明の太陽電池モジュールの診断方法は、上記課題を解決するために、複数の太陽電池パネルと、前記複数の太陽電池パネルに入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な可動部材とを備える太陽電池モジュールにおける太陽電池モジュールの診断方法であって、前記入射光の少なくとも一部を遮光するように前記可動部材を移動させる移動工程と、前記可動部の移動状態に基づいて、前記複数の太陽電池パネル各々の作動状態を診断する診断工程とを備える。
【００２４】
本発明の太陽電池モジュールの診断方法によれば、上述した本発明の太陽電池モジュールと同様に、太陽光を利用しつつ、太陽電池パネルの作動状態を正しく診断することができる。
【００２５】
尚、本発明の太陽電池モジュールの診断方法においても、上述した本発明の太陽電池モジュールにおける各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００２６】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、図１における天窓部近傍を拡大して示す拡大断面図であり、（ｂ）は、図１における天窓部近傍をその上側から見た平面図である。
【図３】第２実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、図３における天窓部近傍を拡大して示す拡大断面図であり、（ｂ）は、図３における天窓部近傍をその上側から見た平面図である。
【図５】第２実施形態の変形例に係る太陽電池モジュールの一部を拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の太陽電池モジュールに係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
本発明の太陽電池モジュールに係る第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。尚、本実施形態に係る太陽電池モジュールは、車両に搭載されている。
【００３０】
先ず、本実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１において、太陽電池モジュール１は、車両１０の屋根１２に設けられた複数の太陽電池パネル２１と、該複数の太陽電池パネル２１に入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な車両１０の天窓部１１と、該天窓部１１の移動状態に基づいて、複数の太陽電池パネル２１各々の作動状態を診断するマイコン２２とを備えて構成されている。尚、本実施形態に係る「天窓部１１」及び「マイコン２２」は、夫々、本発明に係る「可動部材」及び「診断手段」の一例である。
【００３２】
各太陽電池パネル２１は、相互に電気的に並列に接続されている。各太陽電池パネル２１は、例えば、８個の単結晶シリコン型太陽電池セルが、電気的に直列に接続されて構成されている。
【００３３】
天窓部１１は、屋根１２の上にスライドすることによって開状態となるスライディングサンルーフである。
【００３４】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるマイコン２２は、各太陽電池パネル２１の作動状態を診断することの他に、天窓部１１の開閉及び開位置の制御、並びに各太陽電池パネル２１の出力検出を行う。
【００３５】
次に、太陽電池モジュール１の動作について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、図１における天窓部近傍を拡大して示す拡大断面図であり、図２（ｂ）は、図１における天窓部近傍をその上側から見た平面図である。
【００３６】
マイコン２２が、各太陽電池パネル２１（ここでは、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄ）の作動状態を診断する際、先ず、車両１０が定常状態（例えば駐車状態、停車状態、走行状態等）であるか否かを判定する。車両１０が定常状態であると判定された場合、マイコン２２は、４つの太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄに、太陽光が入射している状態における各太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの出力を検出する。そして、マイコン２２は、検出された出力を天窓部１１の位置に対応付けて、例えばメモリ等に格納する。
【００３７】
次に、マイコン２２は、天窓部１１によって、太陽電池パネル２１ａに入射する太陽光が遮光されるように、天窓部１１を、図２（ａ）の矢印ｓで示すように、屋根１２の上にスライドする。続いて、マイコン２２は、各太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの出力を検出する。そして、マイコン２２は、検出された出力を天窓部１１の位置に対応付けて、例えばメモリ等に格納する。
【００３８】
尚、天窓部１１の下部には、天窓部１１と屋根１２との間を暗状態とするための遮光幕１１１が設けられている。
【００３９】
次に、マイコン２２は、天窓部１１によって、太陽電池パネル２１ａ及び２１ｂに入射する太陽光が遮光されるように、天窓部１１をスライドする。続いて、マイコン２２は、各太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの出力を検出する。そして、マイコン２２は、検出された出力を天窓部１１の位置に対応付けて、例えばメモリ等に格納する。
【００４０】
次に、マイコン２２は、天窓部１１によって、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ及び２１ｃに入射する太陽光が遮光されるように、天窓部１１をスライドする。続いて、マイコン２２は、各太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの出力を検出する。そして、マイコン２２は、検出された出力を天窓部１１の位置に対応付けて、例えばメモリ等に格納する。
【００４１】
次に、マイコン２２は、天窓部１１によって、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄに入射する太陽光が遮光されるように、天窓部１１をスライドする。続いて、マイコン２２は、各太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの出力を検出する。そして、マイコン２２は、検出された出力を天窓部１１の位置に対応付けて、例えばメモリ等に格納する。
【００４２】
次に、マイコン２２は、天窓部１１の位置に対応付けて格納された複数の出力を、相互に比較する（例えば、差分値を演算する）ことによって、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの出力を、個々に求める。続いて、マイコン２２は、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄ各々の出力の平均値を演算する。続いて、マイコン２２は、演算された平均値と、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄ各々の出力とを比較し、例えば平均値から１０％以上外れた出力の太陽電池パネルを異常と判定する。
【００４３】
マイコン２２は、上述の処理を少なくとも２回繰り返し、１回目に求められた太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄ各々の出力と、２回目に求められた太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄ各々の出力との差が、例えば５％以上である場合（例えば、太陽電池パネルの診断中に雲により日光が遮られた場合等）には、光源が不適当であるとして、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの作動状態の診断結果を無効にする。
【００４４】
他方、マイコン２２は、１回目に求められた太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄ各々の出力と、２回目に求められた太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄ各々の出力との差が、例えば５％より小さい場合、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの作動状態の診断結果を有効にする。
【００４５】
尚、本実施形態に係る「太陽光」は、本発明に係る「入射光」の一例であり、本実施形態に係る「マイコン２２」は、本発明に係る「移動状態検出手段」及び「出力検出手段」の一例である。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、各太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの出力を相対比較しているので、任意の光源により太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの作動状態の診断をすることができる。この結果、太陽電池モジュール１を出荷後も、随時、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの作動状態の診断をすることができ、実用上非常に有利である。
【００４７】
加えて、同時期に複数回、太陽電池パネル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの作動状態の診断をすることによって、光源の時間安定性を評価することができる。このため、診断結果の信頼性を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００４８】
また、診断結果に基づいて、異常と判定された太陽電池パネルを回路から切り離すことによって、正常と判定された太陽電池パネルにより発電を継続することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
本発明の太陽電池モジュールに係る第２実施形態を、図３及び図４を参照して説明する。第２実施形態では、天窓部上に太陽電池パネルが設けられており、天窓部が車両の屋根と車室の天井との間にスライドされるスライディングサンルーフであること以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図３及び図４を参照して説明する。
【００５０】
図３は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示すブロック図である。図４（ａ）は、図３における天窓部近傍を拡大して示す拡大断面図であり、図４（ｂ）は、図３における天窓部近傍をその上側から見た平面図である。
【００５１】
図３において、太陽電池モジュール２は、車両１０の天窓部１１に設けられた複数の太陽電池パネル２１と、該複数の太陽電池パネル２１に入射する入射光の少なくとも一部を遮光するように移動可能な車両１０の天窓部１１と、該天窓部１１の移動状態に基づいて、複数の太陽電池パネル２１各々の作動状態を診断するマイコン２２とを備えて構成されている。
【００５２】
本実施形態では特に、図４（ａ）の矢印ｓで示すように、天窓部１１が、複数の太陽電池パネル２１の少なくとも一部が、車両１０の屋根１２により覆われるように（即ち、天窓部１１が屋根１２と車室の天井１３との間に）、移動することによって、入射光の少なくとも一部を遮光する。尚、図４（ａ）に示すように、屋根１２と天井１３との間を暗状態とするための遮光幕１３１が設けられている。
【００５３】
本実施形態では、天窓部１１が車両１０の内部（即ち、屋根１２と天井１３との間）に取り込まれるため、完全な暗状態を実現することができ、実用上非常に有利である。
【００５４】
＜変形例＞
次に、第２実施形態に係る太陽電池モジュールの変形例について、図５を参照して説明する。図５は、図４（ａ）と同趣旨の、本実施形態の変形例に係る太陽電池モジュールの一部を拡大して示す拡大断面図である。
【００５５】
図５において、本変形例に係る太陽電池モジュールは、車両１０の屋根１２と車室の天井１３との間に、太陽電池パネル２１を診断するための光源としてのＬＥＤ２３を備えて構成されている。
【００５６】
本変形例に係る太陽電池モジュールは、上述した太陽光を用いた太陽電池パネル２１の作動状態の診断に代えて又は加えて、以下のような診断を行う。即ち、マイコン２２は、複数の太陽電池パネル２１のうち一の太陽電池パネルの中心位置と、ＬＥＤ２３の中心位置とが一致するように、天窓部１１をスライドする。続いて、マイコン２２は、太陽電池パネル２１の出力を検出し、天窓部１１の位置に対応付けて、例えばメモリ等に格納する。
【００５７】
次に、マイコン２２は、天窓部１１の位置に対応付けて格納された複数の出力を、相互に比較することによって、太陽電池パネル２１の出力を個々に求める。続いて、マイコン２２は、求められた太陽電池パネル２１の出力と、予めマイコン２２のメモリに格納されている出力予測値とを比較することによって、各太陽電池パネル２１の作動状態を診断する。ここで、マイコン２２は、例えば求められた出力が出力予測値から１０％以上外れた出力の太陽電池パネルを異常と判定する。
【００５８】
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う太陽電池モジュール及びその診断方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１、２…太陽電池モジュール、１０…車両、１１…天窓部、１２…屋根、１３…天井、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ…太陽電池パネル、２２…マイコン、２３…ＬＥＤ、１１１、１３１…遮光幕
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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