(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの異常を発見し、また異常な太陽電池モジュールを容易に特定できる太陽光発電システムを提供する。【解決手段】太陽光発電システムは、光照射により直流電力を発生する太陽電池モジュール１が直列に接続されて成る太陽電池ストリング８と、太陽電池ストリングからの直流電力を入力する接続箱２を備え、接続箱は、太陽電池ストリングに流れる電流を検出する直流電流検出器１０と、直流電流検出器で検出された電流の電流値を計測する計測装置１１と、計測装置で計測された電流値を送信するデータ送信装置１２を備える。【選択図】図１
2011119579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射により直流電力を発生する太陽電池モジュールが直列に接続されて成る太陽電池ストリングと、
前記太陽電池ストリングからの直流電力を入力する接続箱を備え、
前記接続箱は、
前記太陽電池ストリングに流れる電流を検出する直流電流検出器と、
前記直流電流検出器で検出された電流の電流値を計測する計測装置と、
前記計測装置で計測された電流値を送信するデータ送信装置と、
を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
各々が、光照射により直流電力を発生する太陽電池モジュールが直列に接続されて成る複数の太陽電池ストリングと、
前記複数の太陽電池ストリングからの直流電力を入力する接続箱を備え、
前記接続箱は、
前記複数の太陽電池ストリングの一部に流れる電流を正値として検出する第１直流電流検出器と、
前記複数の太陽電池ストリングの他の一部に流れる電流を負値として検出する第２直流電流検出器と、
前記第１直流電流検出器で検出された電流の電流値と前記第２直流電流検出器で検出された電流の電流値との合算値を計測する計測装置と、
前記計測装置で計測された電流値を送信するデータ送信装置と、
を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
各々が、光照射により直流電力を発生する太陽電池モジュールが直列に接続されて成る複数の太陽電池ストリングと、
前記複数の太陽電池ストリングからの直流電力を入力する接続箱を備え、
前記接続箱は、
前記複数の太陽電池ストリングに流れる電流を合計した電流を検出する直流電流検出器と、
前記直流電流検出器で検出された電流を合計した電流の電流値を計測する計測装置と、
前記計測装置で計測された電流値を送信するデータ送信装置と、
を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】
各々が、光照射により直流電力を発生する太陽電池モジュールが直列に接続されて成る複数の太陽電池ストリングと、
前記複数の太陽電池ストリングからの直流電力を入力する接続箱を備え、
前記接続箱は、
前記複数の太陽電池ストリングの半数から流出する電流を正値とし、他の半数から流出する電流を負値として相殺された残りの電流を検出する直流電流検出器と、
前記直流電流検出器で検出された電流の電流値を計測する計測装置と、
前記計測装置で計測された電流値を送信するデータ送信装置と、
を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項５】
前記データ送信装置から送られてくる電流値を示す信号に基づき信号処理を実行する信号処理部と、
前記信号処理部における信号処理によって得られたデータを統計的に解析しデータの乖離度を求める乖離度監視部と、
前記乖離度監視部のデータを記録または表示する表示・記録処理部と、
を含む監視部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を用いて発電を行う太陽光発電システムに関し、特に直流電力を発生する太陽電池モジュールの監視および保守を容易に行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、太陽電池モジュールに光が照射されることによって発生される直流電力をインバータによって交流電力に変換し、電力系統に供給する。図１２は、従来の太陽光発電システムの構成および動作を示す図である。この太陽光発電システムは、太陽電池モジュール１、接続箱２、インバータ３、昇圧変圧器４、交流遮断器５、連系用変圧器６および連系用遮断器７を備える。
【０００３】
太陽電池モジュール１は、光が照射されることによって直流電力を発生する。この太陽電池モジュール１が複数個直列に接続されて太陽電池ストリング８が構成されている。太陽電池ストリング８は、各太陽電池モジュール１で発生された直流電力を積算し、正極端子（＋）と負極端子（−）との間に出力する。太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリング８を備えており、各太陽電池ストリング８の正極端子（＋）および負極端子（−）は、接続箱２に接続されている。
【０００４】
接続箱２は、複数の太陽電池ストリング８から送られてくる直流電力を集めてインバータ３に送る。インバータ３は、接続箱２から送られてくる直流電力を交流電力に変換して、昇圧変圧器４に送る。昇圧変圧器４は、インバータ３から送られてくる交流電力を所定の電圧を有する交流電力に変換し、交流遮断器５を経由して連系用変圧器６へ送る。連系用変圧器６は、受け取った交流電力を系統電力９との連系に適した電圧に変換し、連系用遮断器７を経由して系統電力９に送る。なお、太陽電池モジュール１に照射される光は、強力であるほど太陽電池モジュール１の出力電流が大きくなり、太陽光発電システムから得られる電力は大きくなる。
【０００５】
このような太陽光発電システムに関連する技術として、特許文献１は、太陽光発電システムをユーザ宅に設置した状態で、いつでも太陽電池システムの出力の異常を容易に監視可能なカーブトレース装置を開示している。このカーブトレース装置は、複数の太陽電池モジュールを直列および並列に配列した太陽電池システムと、接続箱と、直流電力を系統側（商用電源）の周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）と交流電圧に同期させた交流電力に変換するパワーコンディショナとからなる太陽光発電システムに適用し、太陽光発電システムを実際に設置した状態で、パワーコンディショナに供給される太陽電池システムが正常か異常かを直流電流−直流電圧カーブまたは直流電力−直流電圧カーブを画面に表示して判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０１８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の太陽光発電システムは屋外に設置されるため、この太陽光発電システムで使用される太陽電池モジュールについては、鳥糞による表面ガラスの汚損または雹による表面ガラスの破損などといった予期できないトラブルが発生する。その結果、太陽電池モジュールの一部が異常発熱するなどの問題が発生する。
【０００８】
また、異常な太陽電池モジュールを放置すると、期待した発電量が得られず投資回収が遅れるという問題がある。また、異常発熱で太陽電池モジュールの裏面が焼損するなどといった安全上の問題も発生する可能性がある。したがって、太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールの異常を検出し、異常が存在する太陽電池モジュールを特定するといった保守が必要となる。
【０００９】
太陽電池モジュールに問題が発生した場合は、その出力電力および出力電流が低下するため、出力電力または出力電流を監視することにより問題の発生を検知できるが、例えば１０００ＫＷ以上の電力を出力する大規模な太陽光発電システムになると、太陽電池モジュールの枚数が増加する。したがって、１個の太陽電池モジュールの異常による出力低下は相対的に小さく、出力電力または出力電流の監視による異常の検出は困難になる。また、太陽電池モジュールを１個毎に目視で確認し、かつ温度、電流および電圧を測定することにより異常な太陽電池モジュールを特定できるが、この場合も太陽電池モジュールの数が増加すると保守に時間がかかり、高コストとなる。
【００１０】
本発明の課題は、太陽電池モジュールの異常を発見し、また異常な太陽電池モジュールを容易に特定できる太陽光発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の太陽光発電システムは、光照射により直流電力を発生する太陽電池モジュールが直列に接続されて成る太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングからの直流電力を入力する接続箱を備え、接続箱は、太陽電池ストリングに流れる電流を検出する直流電流検出器と、直流電流検出器で検出された電流の電流値を計測する計測装置と、計測装置で計測された電流値を送信するデータ送信装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池ストリングに流れる電流を検出し、検出した電流の電流値を計測して外部に送信するので、外部において電流値を調べることにより、故障または汚れによって正常な電力を出力できない異常な太陽電池モジュールを検出することができ、また、異常な太陽電池モジュールを容易に特定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る太陽光発電システムの要部の他の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る太陽光発電システムの要部の他の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例３に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例３に係る太陽光発電システムの要部の他の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施例４に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例１および実施例３に係る太陽電池モジュールの出力低下の様子を示す図である。
【図９】本発明の実施例２および実施例３に係る太陽電池モジュールの出力低下の様子を示す図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施例６に係る太陽光発電システムの要部の他の構成を示す図である。
【図１２】従来の一般的な太陽光発電システムの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、背景技術の欄で説明した従来の太陽光発電システムと同一または相当する構成部分には、背景技術の欄で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、図１は、複数の太陽電池ストリング８および接続箱２のみを示しており、その他の構成部分は、図１２を参照して説明した従来の太陽光発電システムの構成部分と同じであるので説明を省略する。
【００１６】
この太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリング８が接続箱２に接続されて構成されている。複数の太陽電池ストリング８の各々は、１個または複数個の太陽電池モジュール１が直列に接続されて構成されている。
【００１７】
接続箱２は、ヒューズＦ、逆流防止ダイオードＤ、正電極Ｐ、負電極Ｎ、直流電流検出器１０、計測装置１１およびデータ送信装置１２を備える。各太陽電池ストリング８の正極端子（＋）は、ヒューズＦ、直流電流検出器１０および逆流防止ダイオードＤを経由して正電極Ｐに接続され、負極端子（−）は、ヒューズＦを経由して負電極Ｎに接続されている。ヒューズＦは、太陽電池ストリング８と接続箱２との間に過電流が流れた場合に溶断し、接続箱２の内部の回路および太陽電池ストリング８を保護する。逆流防止ダイオードＤは、太陽電池ストリング８から正電極Ｐに向かって流れる電流の逆流を阻止する。
【００１８】
直流電流検出器１０は、例えばカレントトランスから構成されており、太陽電池ストリング８の正極端子（＋）から流出する電流を正値として検出する。直流電流検出器１０で検出された電流値を表す電流値信号は、計測装置１１に送られる。計測装置１１は、各直流電流検出器１０から受け取った電流値信号に基づき電流値を計測し、データ送信装置１２に送る。データ送信装置１２は、計測装置１１から受け取った電流値を表す電流データを有線または無線で外部に送信する。
【００１９】
なお、直流電流検出器１０は、図２に示すように、太陽電池ストリング８の負極端子（−）側に設け、太陽電池ストリング８の負極端子（−）に流入する電流を正値として検出するように構成することもできる。
【００２０】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係る太陽光発電システムの動作を説明する。各太陽電池ストリング８で発生された電力は、その正極端子（＋）から出力されて接続箱２に供給される。接続箱２においては、太陽電池ストリング８からの電流は、ヒューズＦ、直流電流検出器１０、逆流防止ダイオードＤおよび正電極Ｐを経由して接続箱２の外部に出力される。この時、複数の太陽電池ストリング８の各々から出力された電流の大きさは直流電流検出器１０によって検出され、電流値信号として計測装置１１に送られる。計測装置１１は、各直流電流検出器１０からの電流値信号に基づき電流値を計測してデータ送信装置１２へ送り、データ送信装置１２は、受け取った電流値を外部に送信する。
【００２１】
仮に、太陽電池ストリング８の中に出力が低下した太陽電池モジュール１が存在すれば、その太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８から出力される電流は、他の太陽電池ストリング８から出力される電流より小さい。図８に示すように、目的に応じて設定された許容幅を、直流電流検出器１０で検出された電流値が逸脱した場合、その太陽電池ストリング８の中に出力が低下した太陽電池モジュール１が含まれると判断され、異常であると検知される。
【００２２】
このように、実施例１に係る太陽光発電システムにおいては、太陽光発電システムの出力からは検出することが難しい、太陽電池モジュール１の出力の低下を、太陽電池ストリング８毎に即時に検出できる。また、出力が低下した太陽電池モジュール１が存在する太陽電池ストリング８を特定できるため、太陽電池モジュール１の交換および保守作業に要する時間および費用を低減することができる。また、太陽電池モジュール１の出力の低下を即時に検出することにより、出力が低下した太陽電池モジュール１を即時に交換できるため、太陽電池モジュール１の出力の低下に起因する発電電力量の低下を抑えることができる。また、各太陽電池ストリング８に流れる電流値は、データ送信装置１２により外部へ送信されるため、遠隔から太陽光発電システムを監視することができる。
【００２３】
以上説明したように、本発明の実施例１に係る太陽光発電システムによれば、太陽電池モジュール１における出力の低下を太陽電池ストリング８毎に即時に検出するので、出力が低下する期間を短縮して投資回収を早め、また、遠隔監視が可能なことにより保守が容易になって運用コストを低下させることができる。
【実施例２】
【００２４】
図３は、本発明の実施例２に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、図３は、複数の太陽電池ストリング８および接続箱２のみを示しており、その他の構成部分は、図１２を参照して説明した従来の太陽光発電システムの構成部分と同じであるので説明を省略する。
【００２５】
この太陽光発電システムは、接続箱２の内部の構成のみが実施例１に係る太陽光発電システムと異なるので、以下では、実施例１に係る太陽光発電システムと異なる部分を中心に説明する。すなわち、上述した実施例１に係る太陽光発電システムにおいては、複数の太陽電池ストリング８から出力される電流を検出するために１種類の直流電流検出器１０のみを用いたが、実施例２に係る太陽光発電システムにおいては、２種類の直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂを用いる。
【００２６】
直流電流検出器１０ａは、本発明の第１値電流検出器に対応し、例えばカレントトランスから構成されており、一部、例えば半数の太陽電池ストリング８の正極端子（＋）から流出する電流を正値として検出する。直流電流検出器１０ｂは、本発明の第２値電流検出器に対応し、例えばカレントトランスから構成されており、他の一部の、例えば他の半数の太陽電池ストリング８の正極端子（＋）から流出する電流を負値として検出する。直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂで検出された電流値を表す電流値信号は、計測装置１１に送られる。
【００２７】
なお、直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂは、図４に示すように、太陽電池ストリング８の負極端子（−）側に設け、直流電流検出器１０ａは、太陽電池ストリング８の負極端子（−）に流入する電流を正値として検出し、直流電流検出器１０ｂは、太陽電池ストリング８の負極端子（−）に流入する電流を負値として検出するように構成できる。この場合、直流電流検出器１０ａの数と直流電流検出器１０ｂの数を同じにするのが好ましい。
【００２８】
次に、上記のように構成される本発明の実施例２に係る太陽光発電システムの動作を説明する。各太陽電池ストリング８で発生された電力は、その正極端子（＋）から出力されて接続箱２に供給される。接続箱２においては、太陽電池ストリング８からの電流は、ヒューズＦ、直流電流検出器１０ａまたは直流電流検出器１０ｂ、逆流防止ダイオードＤおよび正電極Ｐを経由して接続箱２の外部に出力される。この時、複数の太陽電池ストリング８の各々から出力された電流の大きさは直流電流検出器１０ａおよび１０ｂによってそれぞれ検出され、電流値信号として計測装置１１に送られる。
【００２９】
計測装置１１は、直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂからの電流値信号に基づき電流値を合算してデータ送信装置１２へ送り、データ送信装置１２は、受け取った電流値を外部に送信する。太陽光発電システムが正常に稼動している場合、各太陽電池ストリング８から出力される電力はほぼ等しいので、直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂでそれぞれ検出される電流の正値および負値の絶対値はほぼ等しい。この場合、直流電流検出器１０ａの数と直流電流検出器１０ｂの数が同じになるように設けられると、計測装置１１へ入力される直流電流検出器１０ａからの電流値および直流電流検出器１０ｂからの電流値の合計はほぼ０に等しくなる。
【００３０】
仮に、太陽電池ストリング８の中に出力が低下した太陽電池モジュール１が存在する場合、その太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８から出力される電流は、他の太陽電池ストリング８から出力される電流より小さい。この時、出力が低下した太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８が直流電流検出器１０ａに接続されていた場合、計測装置１１へ入力される直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂからの電流値の合計は減少し、出力が低下した太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８が直流電流検出器１０ｂに接続されていた場合、計測装置１１へ入力される直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂからの電流値の合計は増加する。
【００３１】
したがって、図９に示すように、計測装置１１へ入力される直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂからの電流値の合計が、目的に応じて設定された許容幅から逸脱した場合、太陽光発電システムに出力が低下した太陽電池モジュール１が含まれると判断され、異常である検知される。異常が検知された場合、直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂからの電流値の絶対値を比較し、目的に応じて設定された許容幅を逸脱する原因となった太陽電池ストリング８を特定することができる。
【００３２】
このように、実施例２に係る太陽光発電システムにおいては、上述した実施例１に係る太陽光発電システムと同等の機能を同等のコストで実現できる。加えて、直流電流検出器１０から出力される電流値を全て使う必要のある実施例１に係る太陽光発電システムに比べ、太陽電池モジュール１の出力の低下を、直流電流検出器１０ａおよび直流電流検出器１０ｂからの電流値の合計値のみで検出できるため、出力低下を検出するための負荷を低減させることができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の実施例２に係る太陽光はシステムによれば、太陽電池モジュール１における出力の低下を太陽電池ストリング８毎に即時に検出するので、出力が低下する期間を短くして投資回収を早め、出力低下による太陽電池モジュール１の発熱の影響を抑えて安全性を高め、遠隔監視が可能なことにより保守が容易になって運用コストを低下させることができ、さらに、出力低下を監視するシステムの負荷を実施例１に係る太陽光発電システムより低下させることができる。
【実施例３】
【００３４】
図５は、本発明の実施例３に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、図５は、複数の太陽電池ストリング８および接続箱２のみを示しており、その他の構成部分は、図１２を参照して説明した従来の太陽光発電システムの構成部分と同じであるので説明を省略する。
【００３５】
この太陽光発電システムは、接続箱２の内部の構成のみが実施例１に係る太陽光発電システムと異なるので、以下では、実施例１に係る太陽光発電システムと異なる部分を中心に説明する。すなわち、上述した実施例１に係る太陽光発電システムにおいては、複数の太陽電池ストリング８に対して複数の直流電流検出器１０をそれぞれ設けたが、実施例３に係る太陽光発電システムにおいては、複数の太陽電池ストリング８に対して１個の直流電流検出器１０ｃを設けている。
【００３６】
直流電流検出器１０ｃは、例えばカレントトランスから構成されており、複数の太陽電池ストリング８の正極端子（＋）から流出する電流を正値として検出する。なお、複数の直流電流検出器１０の各々が複数の太陽電池ストリング８からの電流を検出する場合は、各直流電流検出器１０で検出対象とする太陽電池ストリング８の数が等しくなるように設定するのが好ましい。この直流電流検出器１０ｃで検出された電流値を表す電流値信号は、計測装置１１に送られる。
【００３７】
なお、直流電流検出器１０ｃは、図６に示すように、太陽電池ストリング８の負極端子（−）側に設け、太陽電池ストリング８の負極端子（−）に流入する電流を正値として検出するように構成できる。
【００３８】
次に、上記のように構成される本発明の実施例３に係る太陽光発電システムの動作を説明する。各太陽電池ストリング８で発生された電力は、その正極端子（＋）から出力されて接続箱２に供給される。接続箱２においては、太陽電池ストリング８からの電流は、ヒューズＦ、直流電流検出器１０ｃ、逆流防止ダイオードＤおよび正電極Ｐを経由して接続箱２の外部に出力される。この時、複数の太陽電池ストリング８から出力された電流を合計した電流の大きさは直流電流検出器１０ｃによって検出され、電流値信号として計測装置１１に送られる。計測装置１１は、各直流電流検出器１０ｃからの電流値信号に基づき電流値を算出してデータ送信装置１２へ送り、データ送信装置１２は、受け取った電流値を外部に送信する。
【００３９】
上述した太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリング８の中に出力が低下した太陽電池モジュール１が存在する場合、その太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８から出力される電流は、他の太陽電池ストリング８から出力される電流より小さい。この場合、直流電流検出器１０ｃで検出される電流値は低下する。図８に示すように、目的に応じて設定された許容幅を、直流電流検出器１０ｃで検出された電流値が逸脱した場合、複数の太陽電池ストリング８のいずれかに出力が低下した太陽電池モジュール１が含まれると判断され、異常であると検知される。
【００４０】
以上説明したように、本発明の実施例３に係る太陽光発電システムによれば、上述した実施例１または実施例２に係る太陽光発電システムと同様の効果を得ることができるとともに、直流電流検出器の数を少なくできるため、低コスト化を図ることができる。
【実施例４】
【００４１】
図７は、本発明の実施例４に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、図７は、複数の太陽電池ストリング８および接続箱２のみを示しており、その他の構成部分は、図１２を参照して説明した従来の太陽光発電システムの構成部分と同じであるので説明を省略する。
【００４２】
この太陽光発電システムは、接続箱２の内部の構成のみが実施例１に係る太陽光発電システムと異なるので、以下では、実施例３に係る太陽光発電システムと異なる部分を中心に説明する。すなわち、上述した実施例３に係る太陽光発電システムにおいては、複数の太陽電池ストリング８に対して１個の直流電流検出器１０ｃを設け、複数の太陽電池ストリング８の全ての正極端子（＋）から流出する電流を正値として検出したが、実施例４に係る太陽光発電システムにおいては、複数の太陽電池ストリング８の一部、例えば半数の正極端子（＋）から流出する電流を正値とし、他の一部、例えば他の半数から流出する電流を負値として検出する。
【００４３】
すなわち、直流電流検出器１０ｃは、例えばカレントトランスから構成されており、複数の太陽電池ストリング８の正極端子（＋）の半数から流出する電流を一方向に流し、他の半数から流出する電流を逆方向に流して相殺し、残りの電流の大きさを検出する。この場合、一方向に電流を流す太陽電池ストリング８の数と逆方向に電流を流す太陽電池ストリング８の数とを同じにするのが好ましい。この直流電流検出器１０ｃで検出された電流値を表す電流値信号は、計測装置１１に送られる。
【００４４】
次に、上記のように構成される本発明の実施例４に係る太陽光発電システムの動作を説明する。各太陽電池ストリング８で発生された電力は、その正極端子（＋）から出力されて接続箱２に供給される。接続箱２においては、太陽電池ストリング８からの電流は、ヒューズＦ、直流電流検出器１０ｃ、逆流防止ダイオードＤおよび正電極Ｐを経由して接続箱２の外部に出力される。この時、複数の太陽電池ストリング８の半数から出力された電流は直流電流検出器１０ｃを一方向に流れ、他の半数から出力された電流は直流電流検出器１０ｃを逆方向に流れる。その結果、直流電流検出器１０ｃは、一方向に流れた電流と逆方向に流れた電流が相殺された残りの電流の大きさを検出し、電流値信号として計測装置１１に送られる。したがって、理想的には、直流電流検出器１０ｃで検出される電流は０になる。計測装置１１は、各直流電流検出器１０ｃからの電流値信号に基づき電流値を算出してデータ送信装置１２へ送り、データ送信装置１２は、受け取った電流値を外部に送信する。
【００４５】
太陽光発電システムが正常に稼動している場合、各太陽電池ストリング８から出力される電力はほぼ等しいので、直流電流検出器１０ｃで検出される電流値はほぼ等しい。この場合、一方向に電流を流す太陽電池ストリング８の数と逆方向に電流を流す太陽電池ストリング８の数とを同じにすると、計測装置１１へ入力される直流電流検出器１０の電流値はほぼ０になる。
【００４６】
仮に、太陽電池ストリング８の中に出力が低下した太陽電池モジュール１が存在する場合、その太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８から出力される電流は、他の太陽電池ストリング８から出力される電流より小さい。この時、出力が低下した太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８の出力が、直流電流検出器１０で正値として検出される場合、計測装置１１へ送られる電流値は減少し、直流電流検出器１０で負値として検出される場合、計測装置１１へ送られる電流値は増加する。そのため図９に示すように、計測装置１１へ入力される直流電流検出器１０の電流値が、目的に応じて設定された許容幅を逸脱した場合、太陽光発電システムに出力が低下した太陽電池モジュール１が含まれると判断され、異常であることが検知される。
【００４７】
以上説明したように、本発明の実施例４に係る太陽光発電システムによれば、上述した実施例３に係る太陽光発電システムと同等の機能を同等のコストで実現できる。また、実施例３に係る太陽光発電システムでは、直流電流検出器１０ｃで検出する必要のある電流が、直流電流検出器１０ｃに接続する太陽電池モジュール１の数に比例するため、直流電流検出器１０の検出可能電流を大きくする必要があるのに対し、実施例４に係る太陽光発電システムでは、直流電流検出器１０ｃで検出する電流をほぼ０に抑えることができるため、直流電流検出器１０ｃの検出可能電流を小さくでき、コスト低減を図ることができる。
【実施例５】
【００４８】
図１０は、本発明の実施例５に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、この太陽光発電システムは、実施例１〜実施例４に係る太陽光発電システムに監視部１３が追加されて構成されている。
【００４９】
監視部１３は、日射強度計１４、信号処理部１５、乖離度監視部１６、表示・記録処理部１７を備えている。日射強度計１４は、日射強度を計測し、日射強度データとして信号処理部１５に送る。
【００５０】
信号処理部１５は、日射強度計１４から送られてくる日射強度データと接続箱２のデータ送信装置１２から送られてくる電流データとに基づき所定の計算を実行し、結果を乖離度監視部１６に送る。
【００５１】
乖離度監視部１６は、信号処理部１５から送られてきた計算結果に基づきデータ値の乖離度を監視する。この乖離度監視部１６における監視の結果を示すデータは表示・記録処理部１７に送られる。
【００５２】
表示・記録処理部１７は、乖離度監視部１６から送られてくるデータに従って、乖離度が大きい場合に太陽光発電システムに出力が低下した太陽電池モジュール１がある旨を検出してアラーム信号を出力し、異常が発生した太陽電池ストリング８の番号を表示し、異常発生時刻や該当太陽電池ストリング番号を記録し、さらに、異常内容情報を外部に送信する。
【００５３】
次に、上記のように構成される本発明の実施例５に係る太陽光発電システムの動作を説明する。以下では、データ送信装置１２から送られてくる電流データによって示される電流値をＩ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）とする。また、日射強度計１４から送られてくる日射強度データによって示される日射強度をＳ（１）、Ｓ（２）、・・・、Ｓ（ｍ）とする。
【００５４】
信号処理部１５は、データ送信装置１２から送られてきた電流値Ｉ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）を、太陽電池ストリング８に最も近い日射強度計１４で計測された日射強度Ｓ（１）、Ｓ（２）、・・・、Ｓ（ｍ）でそれぞれ除算し、この除算により得られた値Ｐｆ（１）、Ｐｆ（２）、・・・、Ｐｆ（ｎ）を乖離度監視部１６へ送る。乖離度監視部１６は、Ｐｆ（１）〜Ｐｆ（ｎ）を時系列に監視し、ある設定された値からの統計的な乖離度を求め、表示・記録処理部１７へ送る。
【００５５】
表示・記録処理部１７は、これらＰｆ（１）〜Ｐｆ（ｎ）のうち、一部のＰｆの乖離度がある設定された閾値より大きくなった場合、太陽光発電システムに出力が低下した太陽電池モジュール１が検出された旨のアラーム信号を出力し、乖離度が閾値を超えたＰｆに接続されている太陽電池ストリング８を、出力が低下した太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８の候補として表示する。また、表示・記録処理部１７は、Ｐｆ（１）〜Ｐｆ（ｎ）やアラーム信号の履歴などを記録する。
【００５６】
以上説明したように、本発明の実施例５に係る太陽光発電システムによれば、日射強度の変化がある場合においても、太陽光発電システムに出力が低下した太陽電池モジュール１が存在することを検出し、出力が低下した太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８を特定または絞込みできるため、上述した実施例１〜実施例４に係る太陽光発電システムによって得られる効果を、さらに高精度で得ることができる。
【実施例６】
【００５７】
図１１は、本発明の実施例６に係る太陽光発電システムの要部の構成を示す図である。なお、この太陽光発電システムは、実施例５に係る太陽光発電システムの監視部１３から日射強度計１４が除去されるとともに、平均値算出部１８が追加されて構成されている。平均値算出部１８は、データ送信装置１２から送られてきた電流値Ｉ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）の平均値Ａｖｅを算出する。この平均値算出部１８で算出された平均値Ａｖｅは、信号処理部１５に送られる。
【００５８】
次に、上記のように構成される本発明の実施例６に係る太陽光発電システムの動作を説明する。以下では、データ送信装置１２から送られてくる電流データによって示される電流値をＩ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）とする。
【００５９】
平均値算出部１８は、データ送信装置１２から送られてきた電流値Ｉ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）の平均値Ａｖｅ＝ΣＩ（ｋ）／ｎを算出し、信号処理部１５に送る。信号処理部１５は、データ送信装置１２から送られてきた電流値Ｉ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）を、乖離度監視部１６へ送るとともに、平均値算出部１８から送られてきた平均値Ａｖｅを乖離度監視部１６へ送る。
【００６０】
乖離度監視部１６は、データ送信装置１２から送られてくる電流値Ｉ（１）〜（ｎ）を時系列に監視し、平均値算出部１８から信号処理部１５を介して送られてくる平均値Ａｖｅからの統計的な乖離度を求め、表示・記録処理部１７へ送る。表示・記録処理部１７は、電流値Ｉ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）のうち、一部の電流値Ｉの乖離度がある設定された閾値より大きくなった場合、太陽光発電システムに出力が低下した太陽電池モジュール１が検出された旨のアラーム信号を出力し、乖離度が閾値を超えた電流値を検出した直流電流検出器に接続されている太陽電池ストリング８を、出力が低下した太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング８の候補として表示する。また、表示・記録処理部１７は、電流値Ｉ（１）、Ｉ（２）、・・・、Ｉ（ｎ）やアラーム信号の履歴などを記録する。
【００６１】
以上説明したように、本発明の実施例６に係る太陽光発電システムによれば、実施例５に係る太陽光発電システムと同等の機能を実現しつつ、日射強度計１４を省くことができるため低コストの太陽光発電システムを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、太陽電池モジュールの異常を容易に検出することが要求される太陽光発電システムに利用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１  太陽電池モジュール
２  接続箱
３  インバータ
４  昇圧変圧器
５  交流遮断器
６  連系用変圧器
７  連系用遮断器
８  太陽電池ストリング
９  電力系統
１０  直流電流検出器
１１  計測装置
１２  データ送信装置
１３  監視部
１４  日射強度計
１５  信号処理部
１６  乖離度監視部
１７  表示・記録処理部
１８  平均値算出部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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