(57)【要約】【課題】個別のストリングアレイごとに検出部を設けなくても太陽光発電装置の異常の判定ができる太陽光発電システムを提供する。【解決手段】複数の太陽光発電装置と、前記複数の太陽光発電装置と通信手段を介して接続され、各々の前記太陽光発電装置の発電状態を監視する中央監視装置８０とから太陽光発電システムを構成させ、電力測定部４１で測定した発電電力と、太陽光発電装置の発電に関する情報を、太陽光発電装置ＩＤ００１と中央監視装置８０の間で送受信させる。中央監視装置表示部の表示画面には、各々の太陽光発電装置の発電能力を示す発電指数を太陽光発電装置が設置された位置に対比可能に表示させる。また、複数の太陽光発電装置をグループ構成し、該グループ内の標準値より低い発電指数を示す太陽光発電装置について異常判定をする。【選択図】図２
2011134862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置と通信手段を介して接続され前記太陽光発電装置の発電状態を監視する中央監視装置とを含む太陽光発電システムであって、
前記太陽光発電装置は、直列に接続された複数の太陽電池モジュールからなる発電ストリングを並列に複数接続して構成された複数の太陽光発電アレイと、前記太陽光発電装置の発電電力を測定する電力測定部と、前記太陽光発電装置の発電電力を含む発電に関する情報を送受信する発電装置通信部とを含み、
前記中央監視装置は、前記発電装置通信部が送信した発電に関する情報を受信する中央監視装置通信部と、前記発電電力を各々の太陽光発電装置の発電能力を示す発電指数に処理する情報処理部と、各々の太陽光発電装置の前記発電指数を各々の太陽光発電装置が設置された位置に表示する中央監視装置表示部とを備えた、
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記情報処理部は、発電情報演算手段と、記憶手段とを含み、
前記発電指数は、前記発電情報演算手段によって、各々の太陽光発電装置について、異なる単位時間長毎に、電力測定部が取得した発電電力を積算した単位時間積算発電量の前記想定発電能力に対する比率を基に取得され、
前記記憶手段には、各々の太陽光発電装置の想定発電能力と地図情報とが記憶されているとともに、前記発電指数が記憶され、
前記中央監視装置表示部では、前記単位時間長毎に前記発電指数が表示可能とされている、
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。
【請求項３】
前記情報処理部は、更に入力手段と現地確認要否判定手段とを含み、
前記現地確認要否判定手段では、各々の太陽光発電装置についての複数の異なる単位時間長毎の発電指数がそれに対応する前年の発電指数に対する比率を判定値として、前記複数の各単位時間長において、前記判定値がそれぞれ所定の判定範囲外となる場合には、現地を確認する必要ありとの判定がされ、
前記判定範囲外となった太陽光発電装置の現地の状況を確認することによって、該太陽光発電装置の前記想定発電能力を補正する必要がある場合には、
前記入力手段で、後発的に日影の影響が出ている太陽光発電アレイとその時間帯が入力され、
前記発電情報演算手段により、前記日影の影響が反映された補正想定発電能力が取得され、前記想定発電能力から前記補正想定発電能力に変更される、
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記情報処理部は、複数の太陽光発電装置を含む第１のグループを構成させるグループ構成手段と、第１異常判定手段とを含み、
前記記憶手段には各々の太陽光発電装置の固有異常判定値が記憶され、
前記発電情報演算手段では、前記第１グループに含まれる複数の太陽光発電装置の前記単位時間長の発電指数の標準値である第１指標と、第１グループに含まれる各々の太陽光発電装置の前記発電指数の前記第１指標に対する比率を基に第１異常判定値とが取得され、
前記第１異常判定手段では、前記第１異常判定値と前記固有異常判定値とを比較し、各々の太陽光発電装置の異常の可能性が判定され、異常可能性のある太陽光発電装置が特定装置とされ、
前記中央監視装置表示部には、異常可能性表示がされる、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記情報処理部において、前記グループ構成手段は、前記特定装置を含み、請求項４に記載の太陽光発電装置とは異なる太陽光発電装置を含んで第２グループを構成させ、
前記発電情報演算手段では、第２グループに含まれる複数の太陽光発電装置の前記単位時間長の発電指数の標準値である第２指標と、前記特定装置の発電指数の前記第２指標に対する比率を基に第２異常判定値とが取得され、
第２異常判定手段では、前記第２異常判定値と前記固有異常判定値とを比較し、前記特定装置の異常発生が判定され、前記中央監視装置表示部に異常発生表示がされる、
ことを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
太陽光発電システムに含まれる前記太陽光発電装置のいずれかには、前記発電指数を前記中央監視装置通信部から受信する表示装置通信部と、前記発電指数を表示する表示装置表示部とを備えた発電状態表示装置が含まれている、
ことを特徴とする請求項３に記載された太陽光発電システム。
【請求項７】
太陽光発電システムに含まれる前記太陽光発電装置のいずれかには、表示装置通信部と表示装置表示部を備えた発電状態表示装置が含まれ、前記表示装置通信部は、前記中央監視装置通信部から前記特定装置であるとの情報を受信し、前記表示装置表示部では、前記異常可能性表示が表示される、
ことを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電システム。
【請求項８】
太陽光発電システムに含まれる前記太陽光発電装置のいずれかには、表示装置通信部と表示装置表示部を備えた発電状態表示装置が含まれ、前記表示装置通信部は、前記中央監視装置通信部から前記異常発生判定の情報を受信し、前記表示装置表示部では、前記異常発生表示が表示される、
ことを特徴とする請求項５に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、複数の太陽光発電装置の設置位置を示す表示画面に、各々の太陽光発電装置の発電能力を示す発電指数が、その設置された位置に表示される太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素発生量の増大とともに、地球の温暖化が進みつつある。二酸化炭素の抑制策として、自然エネルギーが活用され、その中でも無尽蔵の太陽光をエネルギー源とする太陽光発電がクリーンエネルギーとして脚光を浴びている。太陽光発電システムは、大規模なものでは、数メガワットのものが広い敷地に設置されている。一方、小規模発電装置は、一般住宅の屋上などに２〜５キロワットのものが設置されている。こうした小規模発電装置を数多く普及するために、発電装置を構成する部品点数を削減し、コストを縮減するとともに、速やかに異常を発見し復旧できる安定したシステムの開発が求められている。
【０００３】
太陽光発電装置に関する異常を検出する技術として、直列に接続された各太陽電池モジュール(以下「ストリングアレイ」という。)毎に、識別情報と発電量データを記憶可能にし、太陽電池を管理する太陽光発電システムの技術が開示されている（特開２００９−６４８０９号公報）。また、複数のストリングアレイのいずれか一つを指標用ストリングアレイとし、それ以外のストリングアレイと比較して異常を検出する技術が開示されている（特開２００８−２７１６９３号公報）。これらの技術によれば、ストリングアレイ毎の発電量データを検出し、記憶するために、多くの検出部が必要になり、ストリングアレイの配線が複雑になり、検出部自体でも異常が発生する可能性があった。
【０００４】
また、計測された発電電力に基づく積算発電電力量と想定発電電力量とから気象状況を判定し、その気象状況を判断要素として太陽光発電システムの異常を判断する技術が開示されている（特開２００６−６７７３８号公報）。更に、同特許文献では、気象状況判定用のパイロット太陽電池を設けて、パイロット太陽電池が発生させた電力により予測発電量を求め、発電電力実績と比較して異常を検知する技術が紹介されている。
【０００５】
しかし、この技術によっても、パイロット太陽電池と判定対象の太陽電池が遠方に設置されている場合には、設置場所の天気の違いにより異常の検出が困難となり、近接して設置される場合でも、パイロット太陽電池を増設する必要があることや、パイロット太陽電池に異常が発生した場合には誤判定につながるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６４８０９号公報
【特許文献２】特開２００８−２７１６９３号公報
【特許文献３】特開２００６−６７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さて、太陽光発電装置のコストを縮減するためには、発電システムを構成する部品点数を削減し、太陽光発電装置の機構を簡素化する事に加えて、異なる製造者から必要な機能を満たす部品を調達して太陽光発電装置を構成することが必要になる。しかし、これまでは、同一の製造者が太陽光発電素子からインバータまで一貫して製造し、太陽光発電装置の異常を装置の内部で検知する技術開発が進められてきた。
【０００８】
一方、住宅用の小規模太陽光発電装置は、２〜５キロワットの発電容量のものが普及しており、それは２〜８組程度の太陽電池ストリングアレイ（以下、「アレイ」という。）で構成されている。したがって、アレイが同じ大きさのものであるとすれば、こうしたアレイのいずれかに故障が発生して発電が不能になった場合には、２組のアレイであれば５０％、８組のアレイであれば１２．５％と、明らかな発電能力の低下が認められることになる。
【０００９】
住宅用の太陽光発電装置のアレイのいずれかに異常が発生した場合には、発電能力の低下率が上述のように１０％以上となり、判定し易い大きさの数値となる。このため、太陽光発電装置に含まれるアレイの面積の合計から最小のアレイの面積を除き、その面積をアレイ面積の総合計で除算した割合（以下、「基準割合」という。）を基準にして、太陽光発電装置の異常を判定することにすれば、個別のアレイごとに検出部を設けなくても太陽光発電装置の異常の判定ができることになる。
【００１０】
こうしたアレイの異常は、飛散物によってアレイ本体が破損した場合や、アレイの配線が破損した場合のほか、鳥の糞や枯葉が太陽電池パネルに固着した場合、太陽電池パネル表面に堆積したわずかな砂から雑草が生えた場合、又は太陽光発電装置の発電モジュールが全体的に劣化した場合等によって、太陽電池パネル全体の発電能力が低下した場合にも発生することが考えられる。異常が早期に発見できれば、アレイ自体の故障であれば修理し、太陽電池のパネル表面の汚れであれば清掃し、近隣に建造物が建設されたことによる発電能力の低下であれば、アレイの設置場所を変更する等、異常の状況に応じた対応が可能となる。
【００１１】
また、太陽光発電装置自体の異常ではないが、太陽光発電装置が設置された後に、太陽光発電パネルに日影を及ぼす建造物が近隣に建設された場合等、後発的にも発電能力の異常が発生することがある。こうした、後発的に発生する異常は、前述した先行特許文献に開示されているストリングアレイに異常検出部を設ける技術では発見が困難である。
【００１２】
また、太陽光発電装置は天候や日影の影響を受け、前記基準割合程度の発電量の変動は日中において頻繁に発生し、基準割合以下に発電量が低下したことのみでは、太陽光発電装置の異常と判定することはできない。
【００１３】
しかし、太陽光発電装置を設置した地域の上空が雲で覆われた場合には、その地域に設置された複数の太陽光発電装置の全ての発電能力が一様に低下することになる。そして、太陽光発電装置の設置位置を示す表示画面で、同一の天気状態の下でそれらの複数の太陽光発電装置の発電能力を対比して比較すれば、異常が発生している太陽光発電装置を発見することが容易になる。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、個別のストリングアレイごとに異常検出部を設けなくても太陽光発電装置の異常が判定できる太陽光発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の発明は、複数の太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置と通信手段を介して接続され前記太陽光発電装置の発電状態を監視する中央監視装置とを含む太陽光発電システムであって、前記太陽光発電装置は、直列に接続された複数の太陽電池モジュールからなる発電ストリングを並列に複数接続して構成された複数の太陽光発電アレイと、前記太陽光発電装置の発電電力を測定する電力測定部と、前記太陽光発電装置の発電電力を含む発電に関する情報を送受信する発電装置通信部とを含み、前記中央監視装置は、前記発電装置通信部が送信した発電に関する情報を受信する中央監視装置通信部と、前記発電電力を各々の太陽光発電装置の発電能力を示す発電指数に処理する情報処理部と、各々の太陽光発電装置の前記発電指数を各々の太陽光発電装置が設置された位置に表示する中央監視装置表示部とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
第１の発明によれば、電力測定部で測定された発電電力が、中央監視装置の情報処理部で発電能力を示す発電指数に換算される。そして複数の太陽光発電装置の発電指数が、中央監視装置表示部でその設置された位置に表示され、近くに設置された複数の太陽光発電装置の発電指数と対比して確認できる。発電に関する情報には、太陽光発電装置の識別番号、位置情報、発電電力、アレイに関する情報等が含まれる。特定の地域に設置されている複数の太陽光発電装置の発電能力が全体的に低下している場合は、その地域の上空を雲が覆い日射量が少ないと判断できる。
【００１７】
しかし、表示されている複数の太陽光発電装置と対比して、特定の太陽光発電装置の発電能力が変動している場合には、その装置のみに異常が発生していると推定することができる。これにより、太陽電池ストリングやストリングアレイごとに検出部を設けないで、必要な機能を満たす部品を異なるメーカーから調達して、太陽光発電装置を構成しても、太陽光発電装置の異常が判断できるようになる。
【００１８】
本発明の第２の発明は、第１の発明に記載された太陽光発電システムであって、前記情報処理部は、発電情報演算手段と、記憶手段とを含み、前記発電指数は、前記発電情報演算手段によって、各々の太陽光発電装置について、異なる単位時間長毎に、電力測定部が取得した発電電力を積算した単位時間積算発電量の前記想定発電能力に対する比率を基に取得され、前記記憶手段には、各々の太陽光発電装置の想定発電能力と地図情報とが記憶されているとともに、前記発電指数が記憶され、前記中央監視装置表示部では、前記単位時間長毎に前記発電指数が表示可能とされていることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第２の発明において、想定発電能力とは、晴天時における正常な状態のアレイが発電可能な単位時間あたりの最大発電能力を示し、地図情報とは、その太陽光発電装置が設置されている場所を示す情報である。発電指数は、単位時間長における発電電力量の想定発電能力に対する比率であり、その単位時間長あたりで発電可能な最大発電能力に対して、どれだけ発電能力を発揮したかを示す。
【００２０】
ここで、単位時間長とは、１時間、１日、１週間、１月、１年等の期間を単位とする時間長をいう。しかし、これを変更して適用してもよい。単位時間は発電開始を起算点としてもよいし、各零分を起算点として単位時間を開始してもよい。単位時間長を変えて発電指数を表示することにより、異なる時間区分での発電能力が判断できる。これにより、短時間において日照の変動が大きい場合でも、単位時間を長くすることにより日照の影響を低減して、近くに設置された複数の太陽光発電装置を対比することができる。
【００２１】
本発明の第３の発明は、第２の発明に記載された太陽光発電システムであって、前記情報処理部は、更に入力手段と現地確認要否判定手段とを含み、前記現地確認要否判定手段では、各々の太陽光発電装置についての複数の異なる単位時間長毎の発電指数がそれに対応する前年の発電指数に対する比率を判定値として、前記複数の各単位時間長において、前記判定値がそれぞれ所定の判定範囲外となる場合には、現地を確認する必要ありとの判定がされ、前記判定範囲外となった太陽光発電装置の現地の状況を確認することによって、該太陽光発電装置の前記想定発電能力を補正する必要がある場合には、前記入力手段で、後発的に日影の影響が出ている太陽光発電アレイとその時間帯が入力され、前記発電情報演算手段により、前記日影の影響が反映された補正想定発電能力が取得され、前記想定発電能力から前記補正想定発電能力に変更されることを特徴としている。
【００２２】
第３の発明によって、後発的に太陽電池アレイに日影を増減させた建造物の建設又は取壊しなどの影響を太陽光発電装置の想定発電能力に反映させる。所定の判定範囲を広くすれば異常判定の件数が減り、所定の判定範囲を狭くすれば異常判定の件数が増える。
【００２３】
第３の発明では、現地確認要否判定手段において、単位時間長を時間単位、日単位、週単位、月単位等の異なる複数の長さとして取得された発電指数を、それに対応する前年の発電指数と順に比較して、それぞれ所定の範囲外となるか否かを判定する。これにより日単位で判定基準の範囲外であっても、週単位で判定することにより、日毎に発生する天気変動の影響が排除され、週単位で判定基準の範囲外であっても、月単位で判定することにより、更に天気の影響を受けることがなくなり、現地点検の要否の判断に誤りが少なくなる。また、日単位、週単位、月単位と順に判定することにより、どの日に後発的な影響が発生するかを認定できる。また、時間単位の発電指数を取得して、発電指数の変動を確認することにより、後発的なアレイへの影響を現地において効率的に確認することができる。
【００２４】
更に、太陽光発電装置の設置場所で後発的な日影の影響が確認された場合には、その日影の影響を受けるアレイ、時間帯を入力手段により入力して、情報処理部の発電情報演算手段により補正想定発電能力を取得する。そして、想定発電能力から補正想定発電能力に変更する。これにより、後発的に日影の影響を受けている太陽光発電装置の発電指数が、他の太陽光発電装置の発電指数と対比可能となる。
【００２５】
本発明の第４の発明は、第２又は第３の発明に記載された太陽光発電システムであって、前記情報処理部は、複数の太陽光発電装置を含む第１のグループを構成させるグループ構成手段と、第１異常判定手段とを含み、前記記憶手段には各々の太陽光発電装置の固有異常判定値が記憶され、前記発電情報演算手段では、前記第１グループに含まれる複数の太陽光発電装置の前記単位時間長の発電指数の標準値である第１指標と、第１グループに含まれる各々の太陽光発電装置の前記発電指数の前記第１指標に対する比率を基に第１異常判定値とが取得され、前記第１異常判定手段では、前記第１異常判定値と前記固有異常判定値とを比較し、各々の太陽光発電装置の異常の可能性が判定され、異常可能性のある太陽光発電装置が特定装置とされ、前記中央監視装置表示部には、異常可能性表示がされることを特徴としている。
【００２６】
第４の発明によって、太陽光発電装置を、近くに設置されている他の複数の太陽光発電装置の発電状況と比較して異常可能性を判定する。第１のグループ構成は、近くに設けられている複数の太陽光発電装置を含んで構成される。また、固有異常判定値は、全体のアレイ面積から一番小さなアレイの面積を除いた面積が全てのアレイ面積の合計に占める割合に近く、それより大きい数とすることが好適である。また、発電指数は、１時間、１日、１週、１月のいずれの時間長の発電指数を用いてもよい。
【００２７】
また、標準値である第１指標は、前記グループに属する太陽光発電装置全ての平均値としてもよいし、グループ内の大・小の発電指数を除外した中間値の平均値としてもよい。グループに含まれる太陽光発電装置の数が少ない場合には、最小の太陽光発電装置を除いて平均値とすることが好適である。
【００２８】
第１異常判定値が固有異常判定値よりも小さい場合には、いずれかのアレイが発電していないか、太陽光発電装置のいずれかの部分に発電能力を低下させる異常可能性があることが判定できる。これにより、天候の影響を受けることなく、その地域に設置されている複数の太陽光発電装置を比較することが可能になり、グループに含まれている太陽光発電装置の異常可能性を判定することができる。
【００２９】
本発明の第５の発明は、第４の発明に記載された太陽光発電システムであって、前記情報処理部において、前記グループ構成手段は、前記特定装置を含み、第４の発明に記載の太陽光発電装置とは異なる太陽光発電装置を含んで第２グループを構成させ、前記発電情報演算手段では、第２グループに含まれる複数の太陽光発電装置の前記単位時間長の発電指数の標準値である第２指標と、前記特定装置の発電指数の前記第２指標に対する比率を基に第２異常判定値とが取得され、第２異常判定手段では、前記第２異常判定値と前記固有異常判定値とを比較し、前記特定装置の異常発生が判定され、前記中央監視装置表示部に異常発生表示がされることを特徴としている。
【００３０】
第５の発明によれば、第４の発明による特定装置について、第１グループとは異なる第２グループ構成によって第４の発明と同様に異常があるか否かを判定し、第２グループ構成によっても異常と判定される場合には異常発生判定をする。標準値である第２指標は、第２グループに属する太陽光発電装置全ての平均値としてもよいし、第２グループ内の大きな発電指数及び小さな発電指数を除外した中間値の平均値としてもよい。第２グループに含まれる太陽光発電装置の数が少ない場合には、最小の太陽光発電装置を除いて平均値とすることが好適である。
【００３１】
ここで第１のグループ構成と第２のグループ構成は、異なる方針でグループ構成されるのが好適である。例えば、第１グループを画面上で横方向に広い範囲とし、第２グループを画面上で縦方向に広い範囲とする。また、第１グループを狭い範囲とすれば、第２グループを広い範囲としてもよい。これにより、異常判定の精度が向上し、異常発生表示が信頼できるものとなる。
【００３２】
本発明の第６の発明は、第３の発明に記載された太陽光発電システムであって、該システムに含まれる前記太陽光発電装置のいずれかには、前記発電指数を前記中央監視装置通信部から受信する表示装置通信部と、前記発電指数を表示する表示装置表示部とを備えた発電状態表示装置が含まれていることを特徴としている。
【００３３】
第６の発明によれば、太陽光発電装置側に含まれている発電状態表示装置に、発電指数が表示される。これにより、発電状態表示装置を管理している人は、太陽光発電装置の設置場所でその時の気象状況の下で発電状態がどのような状態であるかを判断することができるようになる。
【００３４】
本発明の第７の発明は、第４の発明に記載された太陽光発電システムであって、該システムに含まれる前記太陽光発電装置のいずれかには、表示装置通信部と表示装置表示部を備えた発電状態表示装置が含まれ、前記表示装置通信部は、前記中央監視装置通信部から前記特定装置であるとの情報を受信し、前記表示装置表示部では、前記異常可能性表示が表示されることを特徴としている。
【００３５】
第７の発明によれば、発電状態表示装置に異常可能性発生との表示がされる。これにより、発電状態表示装置を管理している人は、太陽光発電装置の設置場所で太陽光発電装置の異常可能性を知ることができる。
【００３６】
本発明の第８の発明は、第５の発明に記載された太陽光発電システムであって、該システムに含まれる前記太陽光発電装置のいずれかには、表示装置通信部と表示装置表示部を備えた発電状態表示装置が含まれ、前記表示装置通信部は、前記中央監視装置通信部から前記異常発生判定の情報を受信し、前記表示装置表示部では、前記異常発生表示が表示されることを特徴としている。
【００３７】
第８の発明によれば、発電状態表示装置に異常発生との表示がされる。これにより、発電状態表示装置を管理している人は、太陽光発電装置の設置場所で異常発生を知り、速やかに太陽光発電装置を商用電力系統から切離し、配電系統に影響が及ぶことを回避できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の第１の発明によれば、太陽電池ストリングやストリングアレイごとに検出部を設けなくても、太陽光発電装置の異常が判断できる。これにより、一つの製造者が一貫して製造した太陽光発電装置に限らず、異なる製造者から必要な機能を満たす簡素化された部品を調達して太陽光発電装置を構成しても、太陽光発電装置の異常の判断ができるようになる。
第２の発明によれば、異なる単位時間長で、近くに設置された複数の太陽光発電装置を対比し、発電能力の低下している太陽光発電装置の発見が容易になる。
【００３９】
第３の発明によれば、後発的に日影の影響を受けた太陽光発電装置の想定発電能力の補正の要否が判断できる。また、想定発電能力の補正により、後発的に日影の影響を受けている太陽光発電装置の発電指数が他の太陽光発電装置の発電指数と地図上で対比可能になる。
第４の発明によれば、太陽光発電装置に異常可能性があることが判定できる。
第５の発明によれば、異常判定の精度が向上し、異常発生表示が信頼できるものとなる。
【００４０】
第６の発明によれば、太陽光発電装置が設置された場所の気象状況の下で発電状態がどのような状態であるかを判断することができるようになる。
第７の発明によれば、太陽光発電装置の設置場所で太陽光発電装置の異常可能性を知ることができる。
第８の発明によれば、太陽光発電装置の設置場所で異常発生を知ることができ、速やかに太陽光発電装置を商用電力系統から切離すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】太陽光発電装置を設置した複数の住宅のイメージ図（実施例１）
【図２】太陽光発電システムの構成図（実施例１）
【図３】中央監視装置ブロック図（実施例１）
【図４】発電状態表示装置ブロック図（実施例１）
【図５】太陽光発電装置を備えた住宅の地図情報（実施例１）
【図６】発電能力補正フロー図（実施例１）
【図７】異常可能性判定フロー図（実施例１）
【図８】異常発生判定フロー図（実施例１）
【図９】異常判定のグループ構成の説明図（実施例１）
【図１０】異常判定のグループ構成の説明図（実施例２）
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［実施例１］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。
【００４３】
図１は、本実施の形態に係る太陽光発電装置を設置した複数の住宅のイメージを示す図である。本実施の形態に係る太陽光発電装置は、複数の住宅００１，００２，００３の屋根に設置されている。近くには、太陽光発電装置を設置していない住宅０００も建設されている。
【００４４】
住宅００１には、３組のアレイ２１１，２１２，２１３を備える太陽光発電装置２１が設置されている。住宅００２と住宅００３には、４組のアレイが設置されている。アレイに用いられている発電素子としては、単結晶シリコン系、多結晶シリコン系、化合物系、有機系など様々な種類の発電素子が開発され、太陽光のエネルギーを電気へ変換する変換効率もその種類に応じて１８％〜４％程度と異なる性能のものが用いられている。
【００４５】
各住宅の太陽光発電装置２１，２２，２３の発電能力は、前記発電素子の変換効率と、アレイの面積とそのアレイを設置する屋根の方位と傾斜角度、素子温度、パワーインバータの変換効率等の要素により定まる。屋根の方位と傾斜角度について説明すると、アレイが真南に向き傾斜角度３０度の場合の変換効率を１００とすると、アレイが東又は西に向き傾斜角度が４０度の場合には変換効率が７８．９となる。素子温度の上昇によっても２０％程度までの変換効率の低下があり、パワーインバータによっても数％までの変換効率の低下が発生する。更に日照の状況に応じて、変換効率も変動する。上述した変換効率に影響を及ぼすパラメータに応じて想定発電能力が定まる。
【００４６】
図２は、本実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る太陽光発電システムは、複数の太陽光発電装置ＩＤ００１（以下、ＩＤと数字のみで太陽光発電装置を識別して表わす。）と、ＩＤ００２と、ＩＤ００ｍと中央監視装置８０とからなっている。ＩＤ００１は、発電素子である太陽電池モジュール１００を直列に接続した複数の発電ストリング１１０を並列に接続した複数のアレイ２１１と、パワーインバータ３１と、電力測定部４１と、発電装置通信部５１とを含んでいる。
【００４７】
アレイ２１１で発電された直流電力は、直流集電盤（図省略）に集電され、パワーインバータ３１により、直流電力から交流電力に変換され、商用電力６０を含む配電用の系統に連系され、住宅内の配電系統の負荷７１，７２に供給される。
【００４８】
パワーインバータ３１には、発電した電力を測定する電力測定部４１と発電装置通信部５１が付設されている。電力測定部４１は、パワーインバータ３１が変換した発電電力を測定する。発電装置通信部５１は、電力測定部４１が測定した発電電力を取得し、中央監視装置８０に送信する。中央監視装置８０との通信プロトコルは特に限定されず、一例としてインターネットプロトコルによりＷｅｂ通信される。なお、電力測定部４１と発電装置通信部５１が、パワーインバータ３１に含まれるようにしてもよい。
【００４９】
なお、ＩＤ００２では、パワーインバータ３１に発電状態表示装置９０を付設している。発電装置通信部５１から送信された発電電力は、発電状態表示装置９０を経由して、中央監視装置８０に送信される。
【００５０】
図３を参照して、中央監視装置８０の構成を説明する。中央監視装置８０は、中央監視装置通信部８１と中央監視装置表示部８２と情報処理部８３とからなっている。中央監視装置通信部８１は、発電装置通信部５１又は発電状態表示装置９０から送信された発電電力量を受信し、発電状態表示装置９０に発電指数、発電異常に関する情報を送信する。中央監視装置表示部８２は、地図情報とともに発電指数が表示される。情報処理部８３には、マイクロコンピュータが搭載され、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）、キーボードが備えられている。
【００５１】
ここで、図４を参照して、発電状態表示装置９０の構成を説明する。発電状態表示装置９０は、表示装置通信部９１と表示装置表示部９２とからなっている。表示装置通信部９１は、発電装置通信部５１から受信した発電電力を中央監視装置通信部８１に送信するとともに、中央監視装置通信部８１から、発電指数、発電異常に関する情報を受信する。表示装置表示部９２では、少なくとも中央監視装置通信部８１から受信した発電異常に関する情報が表示可能になっている。
【００５２】
なお、発電装置通信部５１及び表示装置通信部９２のいずれかを省略し、設けられている通信部（５１又は９２）が電力測定部４１からの発電電力を取得して、その通信部（５１又は９２）が中央監視装置通信部８１との間で通信するようにしてもよい。
【００５３】
図３を参照して、情報処理部８３を具体的に説明する。情報処理部８３は、記憶手段８３１と、発電情報演算手段８３２と、入力手段８３３と、グループ構成手段８３４と、判定手段８３５とを備えている。
【００５４】
記憶手段８３１には、前記ＲＡＭと前記ＲＯＭが含まれている。前記ＲＡＭには、予め太陽光発電装置の識別番号に応じて、各アレイを構成する発電素子の変換効率と、各アレイの面積と、各アレイが設置された方位及び傾斜等の発電パラメータと、晴天時の想定発電能力と、太陽光発電装置が設置された経度・緯度を表わす地図情報と、各時の発電電力と、発電情報演算手段８３２が演算した発電指数が記憶され、前記ＲＯＭには、中央演算処理装置が実行するプログラムが記憶されている。
【００５５】
発電情報演算手段８３２は、前記中央演算処理装置で処理される。発電情報演算手段８３２は、取得した発電電力量を基に単位時間長あたりの積算発電量を演算する。ここで単位時間長とは、１時間、１日、１週間、１月、１年の期間を単位とする時間の長さをいう。また、単位時間長あたりの積算発電量を前記想定発電能力で除して、発電能力を示す各単位時間長あたりの発電指数を取得する。
【００５６】
また、後発的に太陽光発電装置に他の日影の影響が出ている場合には、発電情報演算手段８３２にて、補正後の想定発電能力が取得される。
【００５７】
また、発電情報演算手段８３２では、後述する第１グループ又は第２グループに構成された複数の太陽光発電装置の発電指数を基にして、グループの標準的な発電能力を示す第１指標及び第２指標が取得される。グループ構成された太陽光発電装置の数が少ない場合には、第１指標又は第２指標は、最小の発電指数を除いた平均値とする。また、グループ構成された太陽光発電装置の数が多い場合には、前記全ての発電指数の平均値としてもよい。また、各々の太陽光発電装置の発電指数について、前記第１指標に対する比率を基に第１異常判定値、及び前記第２指標に対する比率を基にして第２異常判定値が取得される。
【００５８】
入力手段８３３では、各々の太陽光発電装置についての識別番号、地図情報、アレイの面積等の初期情報や、後発的に日影の影響が出ているアレイ面積や時間等であって想定発電能力の初期情報を補正する情報が入力される。
【００５９】
グループ構成手段８３４は、少なくとも３以上の複数の太陽光発電装置が含まれるグループを構成する。グループ構成手段では、地図情報を基に表示される複数の太陽光発電装置が、それらの相互間の距離と位置を基にグループ構成される。
【００６０】
判定手段８３５では、記憶手段８３１に記憶されている判定プログラムが中央演算処理装置にて実行され、各々の太陽光発電装置について、現地を確認する必要があるか否か、異常の可能性があるか否か、また異常が発生しているか否かを判定する。
【００６１】
次にフローチャートを参照して本発明の処理について説明する。まず、想定発電能力の補正を判定する場合について説明する。太陽光発電装置が数多く設置されると、それらの太陽光発電装置の中には、後発的に建設された建造物の日影の影響を受けるものが発生することが考えられる。また、日影を及ぼしていた建造物が撤去され、後発的に発電環境が向上することもある。
【００６２】
しかし、屋根の上に設置された太陽光発電装置が太陽光を受けている状況を、日常的に点検することは困難である。そこで、事後的ではあるが、こうした状態を早期に発見し、太陽光発電装置に異常が発生している場合には、それを発見し、想定発電能力を補正し更新する。
【００６３】
更に具体的には、例えば、図１の住宅００２において、近隣に建設された建物の影響により、アレイ２２４に太陽光があたらなくなり、日照不足によって発電異常が発生している場合に、発電不能なアレイ２２４が所定の時間帯の間において発電不能であることを、住宅００２の予想発電能力に反映させるものである。
【００６４】
図５のフローチャートを参照して、想定発電能力の初期値を補正する場合の補正フローについて具体的に説明する。補正処理は、日没により太陽光発電装置が発電を終了した後に処理が開始される。
【００６５】
まず、日単位の発電指数を取得する。日単位の発電指数は、前記情報処理部の記憶手段に記憶されている各時の発電電力を積算し求められる（ステップＳ３１０）。あわせて、日単位の発電指数を記憶部に記憶する。なお、本フローでは、省略したが、時間単位の発電指数を求めた後に、日単位の発電指数を求めることにしてもよい。
【００６６】
次に、その発電指数を記憶部に記憶されている前年の対応する日の発電指数で除算して日単位の判定値を求め、判定基準値の範囲外か否かを判定する（ステップＳ３１２）。判定基準値は、例えば「０．７以上１．３以下」とする。この判定基準値の幅を小さくすれば、天気の影響を受けやすくなるため頻繁な検討が必要になり、この判定基準値の幅を大きくすれば天気の影響を受けにくくなるが、小さな異常の発見が困難になる。ここで判定値が判定基準の範囲内となった場合には、異常の検討を不要として判定を終了する。判定値が判定基準の範囲外となった場合には、ステップＳ３１４に進む。
【００６７】
ステップＳ３１４では、記憶部に記憶されている日単位の発電指数を積算し、週単位の発電指数を取得し、記憶部に記憶する（ステップＳ３１４）。
【００６８】
次に、週単位の発電指数を記憶部に記憶されている前年の対応する週の発電指数で除算して判定値を求め、判定基準値の範囲外か否かを判定する（ステップＳ３１６）。週単位の判定基準値も、例えば「０．７以上１．３以下」とする。日単位で、判定基準の範囲外であっても、週単位で判定することにより、日毎の天気の影響を受けにくくなり、現地確認の要否の判断に誤りが少なくなる。週単位の第１の発電指数が判定範囲外である場合には、ステップＳ３１８に進む。ここで、判定値が判定基準の範囲内となった場合には、異常の判定を不要として判定を終了する。
【００６９】
ステップＳ３１８では、記憶部に記憶されている週単位の発電指数を積算し、月単位の発電指数を取得し、記憶部に記憶する（ステップＳ３１８）。
【００７０】
次に、月単位の発電指数を記憶部に記憶されている前年の対応する月の発電指数で除して判定値を得て、判定基準値の範囲外か否かを判定する（ステップＳ３２０）。月単位の判定基準値も、例えば「０．７以上１．３以下」とする。週単位で、判定基準の範囲外であっても、月単位で判定することにより、天気の影響が小さくなるため、現地点検の要否の判断の精度が向上する。月単位で判定値が判定範囲内である場合には、補正処理を終了する。月単位で判定値が判定基準の範囲外となる場合には、ステップＳ３２２に進む。
【００７１】
ステップＳ３２２では、現地を視認し確認して、後発的な日照不足の要因の有無、発電装置の異常を確認する。具体的には、太陽光発電装置の周辺に新しく建設された建物の有無、新しい建物がある場合には日影が影響を及ぼしているか否か、日影の影響を受けているアレイとその時間帯、アレイ表面の汚損等を確認し、太陽光発電装置の想定発電能力の補正が必要である場合にはステップＳ３２４に進み、補正の必要がない場合には、補正処理を終了する。
【００７２】
次に、新しく日影の影響が出ているアレイ、時間帯など現地の状況を想定発電能力に反映させる情報を入力手段８３３により入力する（ステップＳ３２４）。次に、発電情報演算手段８３４により、新しく日影の影響が出ているアレイ、時間帯など現地の状況に応じた、想定発電能力の補正値を取得する（ステップＳ３２６）。そして、その想定発電能力を記憶部に記憶されていた補正前の想定発電能力に置き換えて記憶し（ステップＳ３２８）、補正処理を終了する。
【００７３】
次に、図６から図９を参照して、具体的に本発明の太陽光発電システムの異常判定の動作について説明する。図６Ａ図は、天気がくもりの状態のときの中央監視装置表示部８２の表示状態を示し、図６Ｂ図は、天気が晴れの状態のときの中央監視装置表示部８２の表示状態を示している。また、図７は、異常可能性があるか否かを判定するフロー、図８は、異常発生か否かを判定するフローを示している。
【００７４】
図６において、各々の太陽光発電装置の発電指数は、識別番号に応じて設置されている緯度・経度の位置に、発電指数に応じた大きさの円表示で、表示画面に表示されている。
【００７５】
図６Ａでは、各太陽光発電装置の発電指数を示すいずれの円表示も、図６Ｂと比較して小さく表示され、天気がくもった状態であることがわかる。しかし、図６Ａにおいても図６Ｂにおいても、ＩＤ００２は、周辺のＩＤ００１，ＩＤ００３，ＩＤ００４，ＩＤ００５と比較して、小さく表示され、ＩＤ００２は天気の状態にかかわらず、想定発電能力に対して十分な発電能力が発揮されていないことが判断できる。
【００７６】
ここで、くもりエリアにおいて、例えばＩＤ００２があるとして、ＩＤ００２の異常を判定するフローを説明する。
【００７７】
さて、異常の可能性があるか否かを判定するフローは、定期的に又は任意の時に、異常判定が開始される。ステップＳ３５０では、小さな円表示となっていたＩＤ００２を判定対象として選択する。ＩＤ００２は、入力手段８３３で、太陽光発電装置の識別番号を入力して選択する。また、画面に表示されている全ての太陽光発電装置を、順次、判定対象とするようにプログラム化することも可能である。
【００７８】
次に、情報処理部８３に含まれているグループ構成手段８３４では、画面上、縦方向に近接したＩＤ００３とＩＤ００４が第１グループ構成の対象として選定され、ＩＤ００２を含み第１グループ構成がされる（ステップＳ３５２）（図９参照）。
【００７９】
次に情報処理部８３に含まれている発電情報演算手段８３２では、ＩＤ００２〜ＩＤ００４の時間単位の発電指数を、前記情報処理部の記憶手段８３１に記憶されている各時の発電電力を積算して取得し、ＩＤ００３とＩＤ００４の発電指数の平均値である第１指標が演算される（ステップＳ３５４）。ここでは、例えばＩＤ００３とＩＤ００４は良好に発電能力を発揮しているものの、くもりエリアにあるため発電指数はいずれも０．７となっている。また、ＩＤ００２は、４つのアレイの１つのアレイに異常が発生しているため発電指数は、例えば０．５５となっている。この実施例の場合には、グループ構成する発電装置数が３つであり数が少ないため、最小のＩＤ００２を除いた平均値を第１指標としている。
【００８０】
次に、ＩＤ００２の発電指数を前記第１指標で除算し第１異常判定値（ここでは０．７９となる。）を取得する（ステップＳ３５６）。
【００８１】
次に、ＩＤ００２の固有異常判定値が記憶部から読み出される（ステップＳ３５８）。ここで固有異常判定値を具体的に説明すれば、例えばＩＤ００２のアレイの合計面積が２０平方メートルであり、最も小さなアレイの面積が５平方メートルとする。ＩＤ００２の固有異常判定値は、アレイの合計面積から最も小さなアレイの面積を減じ、それをアレイの合計面積で割った値０．７５を、少数点１桁に切上げた値０．８とされる。
【００８２】
次に、ＩＤ００２の前記第１異常判定値（０．７９）と前記固有異常判定値（０．８）とを比較する。第１異常判定値が前記固有異常判定値よりも小さく、いずれかのアレイに発電異常の可能性があると判定され（ステップＳ３６０）、ステップＳ３６２に進む。ここで、第１異常判定値が前記固有異常判定値よりも大きい場合には、異常が無いとして異常可能性判定フローが終了する。
【００８３】
ステップＳ３６２では、中央監視装置表示部８２の画面に、識別番号に基づき特定装置の位置に太陽光発電装置の異常可能性表示をする。また、発電状態表示装置９０が設けられている場合には、異常可能性情報が、特定装置の識別番号とともに、中央監視装置通信部８１から表示装置通信部９１に送信され、表示装置表示部９２にも前記表示がされ、異常可能性判定フローが終了する。
【００８４】
異常可能性ありと判定された場合には、次に異常発生判定を行う。図８のフロー図を参照して異常発生判定の動作を説明する。グループ構成手段では、異常可能性判定情報が送信されるのを待ち受けている（ステップＳ４００）。
【００８５】
異常可能性情報が特定装置の識別番号とともに受信されて取得された場合には、前記特定装置を含み、前記特定装置の近くの発電装置を含む第２グループを構成する（ステップＳ４０２）。ここでは、特定装置であるＩＤ００２と、画面上、横方向に近接したＩＤ００１とＩＤ００５とが第２グループに含められる太陽光発電装置として選択され、第２グループが構成される（図９参照）。ＩＤ００１とＩＤ００５は、特定装置との方向と距離を基準に選択される。
【００８６】
次に情報処理部８３に含まれている発電情報演算手段８３２では、ＩＤ００１、ＩＤ００５の時間単位の発電指数を、前記情報処理部の記憶手段８３１に記憶されている各時の発電電力を積算して取得し、ＩＤ００１とＩＤ００５の平均値である第２指標が演算される（ステップＳ４０４）。ここでは、ＩＤ００１とＩＤ００５は、前述のＩＤ００３とＩＤ００４と同様に０．７となっている。また、ＩＤ００２の発電指数は、４つのアレイの1つのアレイに異常が発生しているため、前述のように０．５５となっている。
【００８７】
次に、ＩＤ００２の発電指数を前記第２指標で除算して第２異常判定値（ここでは０．７９となる。）を取得する（ステップＳ４０６）。
【００８８】
さて、異常発生判定フローでは、既に異常可能性判定フローで固有異常判定値が読み出されているので、既に読み出されている固有異常判定値（０．８）とＩＤ００２の前記第２異常判定値（０．７９）とを比較する。第２異常判定値が前記固有異常判定値よりも小さいため、特定装置に発電異常があるとして異常発生判定がされ（ステップＳ４１０）、ステップＳ４１２に進む。ここで、第２異常判定値が前記固有異常判定値よりも大きい場合には、異常が無いとして異常可能性判定フローが終了する。
【００８９】
ステップＳ４１２では、中央監視装置表示部８２の画面に、識別番号に基づき特定装置の位置に太陽光発電装置の異常発生表示をする。また、発電状態表示装置９０が設けられている場合には、異常発生情報が、特定装置の識別番号とともに、中央監視装置通信部８１から特定装置の表示装置通信部９１に送信され、特定装置の表示装置表示部９２にも前記表示がされ、異常発生判定動作が終了する。異常発生表示は、文字情報、点滅情報、音情報などのいずれの表示でもよい。
【００９０】
上記の説明は、天気がくもりの状態（図６Ａ参照）で説明したが、天気が晴れの状態（図６Ｂ参照）でも同様である。すなわち、異常が発生していないＩＤ００１、ＩＤ００３、ＩＤ００４、ＩＤ００５の発電指数も、異常が発生しているＩＤ００２の発電指数も、天気が晴れの状態の時の値は、天気がくもりの状態の時の値に対して、夫々同じ比率となる。これにより、天気にかかわらず、上記フローで太陽光発電装置の異常を判定することができる。なお、異常を判定するフローで発見された異常が、後発的に建設された建物の影響である場合には、前述した補正フローのステップＳ３２４からステップＳ３２８によって、想定発電能力を補正するとよい。
【００９１】
［第２実施例］
第２実施例では、別のグループ構成をする場合の実施例を、図１０を参照して説明する。第２実施例では、ＩＤ００２，ＩＤ００３，ＩＤ００４の第１のグループ構成によってＩＤ００２に異常発生可能性があると判定された場合には、特定装置ＩＤ００２を含み、その周辺の多くのＩＤ００６〜ＩＤ０１２を含めて第２のグループ構成をする。各太陽光発電装置の発電指数の取得以降のフローは、実施例１と同様であるので説明を省略する。多くの太陽光発電装置を含んで、異常判定をすることによって、周辺の上空の天気の影響が偏らず、誤った判定結果となることが抑制される。
【００９２】
［その他］
・上記の実施例では、アレイ数が少ない住宅用の発電装置を例として説明したが、本発明は住宅用に限定されない。アレイ数が多い大規模発電装置の場合にも、前述と同様に、最小のアレイの面積を除いたアレイの合計面積をアレイの総合計面積で除算した基準割合を基に、その太陽光発電装置の固有異常判定値を取得すればよい。
・上記の実施例では、いずれかのアレイが発電不能となる異常を説明したが、本発明は発電素子が劣化して発電能力が全体的に低下する異常が認められる場合にも適用可能である。その場合には基準割合を、劣化を判定する値に置き換えて、例えば０．９として、判定すればよい。
【００９３】
・上記の実施例では、発電測定部が測定した発電電力を中央監視装置に送信して、中央監視装置で積算発電電力量を演算したが、太陽光発電装置に積算発電電力量を演算する演算手段を含め、積算発電電力量を発電装置通信部により中央監視装置に送信してもよい。
・上記の実施例では、第１指標及び第２指標をグループ内に含まれる太陽光発電装置の発電指数の平均値としたが、平均値に限定されない。グループ内に含まれる太陽光発電装置の数が多い場合には、各々の太陽光発電装置の偏差値を求め所定の範囲となるか否かにより異常を判定することとしてもよい。
【００９４】
・本発明は、異なる部品メーカーから部品を調達して太陽光発電システムを構成する場合のほか、発電素子から中央監視装置までを一貫して製造する場合にも、当然のごとく適用される。
・今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
０００，００１，００２，００３…住宅、
２１１，２１２，２１３，２２１，２２２，２２３，２２４，２３１，２３２，２３３，２３４…発電アレイ、２１，２２，２３…太陽光発電装置、
１００…発電モジュール、１１０…発電ストリング、３１…パワーインバータ、
４１…電力測定部、５１…発電装置通信部、６０…商用電力、
７１，７２…発電負荷、８０…中央監視装置、９０…発電状態表示装置、
８１…中央監視装置通信部、８２…中央監視装置表示部、８３…情報処理部、
８３１…記憶手段、８３２…発電情報演算手段、８３３…入力手段、
８３４…グループ構成手段、８３５…判定手段、９１…表示装置通信部、
９２…表示装置表示部
【図１】
2011134862.tif 000003
【図２】
2011134862.tif 000004
【図３】
2011134862.tif 000005
【図４】
2011134862.tif 000006
【図５】
2011134862.tif 000007
【図６】
2011134862.tif 000008
【図７】
2011134862.tif 000009
【図８】
2011134862.tif 000010
【図９】
2011134862.tif 000011
【図１０】
2011134862.tif 000012