(57)【要約】【課題】太陽電池発電システムの異常を精度良く診断することが可能な太陽電池異常診断システムを提供する。【解決手段】この太陽電池異常診断システム１は、診断単位３１、診断単位３１の発電量を計測する電力量検出器２２、および、日射量を計測する日射計３３を含む太陽電池発電システム３０と、電力量検出器２２が計測した発電量、および、日射計３３が計測した日射量に基づいて算出された診断単位３１の理論発電量の比率を算出する制御部６２とを備える。制御部６２は、算出された比率を用いて、診断単位３１の異常診断を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールを有する診断単位、前記診断単位の発電量を計測する発電量計測部、および、日射量を計測する日射計を含む太陽電池発電システムと、
前記発電量計測部が計測した発電量、および、前記日射計が計測した前記日射量に基づいて算出された前記診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部と、
算出された前記比率を用いて、前記診断単位の異常診断を行う診断部とを備えることを特徴とする太陽電池異常診断システム。
【請求項２】
前記診断部は、前記日射量が所定値未満の場合には、前記診断単位に異常が発生していると診断しないことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項３】
前記診断部は、第１期間の前記比率と、前記第１期間よりも過去の第２期間の前記比率とを比較することにより、前記診断単位の異常診断を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項４】
前記比率は、前記発電量計測部が計測した発電量を、前記理論発電量で除した値であることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項５】
前記第２期間の比率から前記第１期間の比率を減じた値、または、前記第２期間の比率を前記第１期間の比率で除した値が、所定の回数連続で所定値以上である場合に、前記診断部は、前記診断単位に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項６】
前記第２期間は、前記第１期間からｐ日以上前の期間であり、
前記減じた値、または、前記除した値が、前記ｐ日以下のｑ日間連続で所定値以上である場合に、前記診断部は、前記診断単位に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項７】
前記診断単位は、ｎ個の下層単位により構成されており、
前記第１期間の比率が、前記第２期間の比率に「１−１／ｎ」を乗じた値以下の場合に、前記診断部は、前記診断単位に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項８】
前記第２期間の比率から前記第１期間の比率を減じた値、または、前記第２期間の比率を前記第１期間の比率で除した値が、所定値以下である場合に、前記診断部は、前記日射計に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項９】
前記第２期間の比率は、複数日間の前記比率の平均値であることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項１０】
前記診断単位は、第１診断単位および第２診断単位を含み、
前記診断部は、前記第１診断単位の前記比率と、前記第２診断単位の前記比率とを比較することにより、前記第１診断単位の異常診断を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項１１】
前記比率は、前記発電量計測部が計測した発電量を、前記理論発電量で除した値であることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項１２】
前記第１診断単位は、ｎ個の下層単位により構成されており、
前記第１診断単位の前記比率が、前記第２診断単位の前記比率に「１−１／ｎ」を乗じた値以下の場合に、前記診断部は、前記第１診断単位に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項１３】
前記診断部は、前記日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満の場合には、前記診断単位に異常が発生していると診断しないことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項１４】
前記診断単位は、前記太陽電池モジュールであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項１５】
算出した前記比率を格納する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の太陽電池異常診断システム。
【請求項１６】
太陽電池モジュールを有する診断単位の発電量、および、前記診断単位を含む太陽電池発電システムに設けられた日射計が計測した日射量に基づいて算出された前記診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部と、
算出された前記比率を用いて、前記診断単位の異常診断を行う診断部とを備えることを特徴とする太陽電池異常診断装置。
【請求項１７】
前記診断部は、前記日射量が所定値未満の場合には、前記診断単位に異常が発生していると診断しないことを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池異常診断装置。
【請求項１８】
太陽電池モジュールを有する診断単位の発電量を計測するステップと、
前記診断単位を含む太陽電池発電システムに設けられた日射計により、日射量を計測するステップと、
計測された日射量に基づいて前記診断単位の理論発電量を算出するステップと、
計測された前記発電量、および、算出された前記理論発電量の比率を算出するステップと、
算出された前記比率を用いて、前記診断単位の異常診断を行うステップとを備えることを特徴とする太陽電池異常診断方法。
【請求項１９】
前記診断単位の異常診断を行うステップは、前記日射量が所定値未満の場合には、前記診断単位に異常が発生していると診断しないステップを含むことを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池異常診断方法。
【請求項２０】
前記診断単位の異常診断を行うステップは、第１期間の前記比率と、前記第１期間よりも過去の第２期間の前記比率とを比較することにより、前記診断単位の異常診断を行うステップを含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の太陽電池異常診断方法。
【請求項２１】
前記診断単位は、第１診断単位および第２診断単位を含み、
前記診断単位の異常診断を行うステップは、前記第１診断単位の前記比率と、前記第２診断単位の前記比率とを比較することにより、前記第１診断単位の異常診断を行うステップを含むことを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の太陽電池異常診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法に関し、特に、日射計が計測した日射量を用いて、太陽電池発電システムの異常を診断する太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、地球環境問題への関心の高まりから、環境負荷の小さなクリーンなエネルギー源として注目が高まっている。
【０００３】
太陽電池発電システムは、太陽電池モジュールの出力を交流電力に変換し、太陽電池発電システムが設置された施設（住宅や工場など）に電力を供給する。また、太陽電池発電システムは、発電量（発電電力量）が施設の消費電力量を上回った場合、太陽電池発電システムに連系された商用電力系統に電力を供給（売電）する。その一方、発電量が施設の消費電力量よりも少ない場合、商用電力系統から施設に電力が供給される。このため、太陽電池発電システムに異常が発生し、発電量が減少した場合であっても、商用電力系統から施設に電力が供給されるので、太陽電池発電システムの異常に気付かないことがある。
【０００４】
そこで、太陽電池発電システムの異常を検出する種々のシステムが提案されている。例えば、（i）近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムの発電量と比較するシステム、（ii）過去の日射量データから予想される理論発電量と比較するシステム、（iii）過去の発電量と比較するシステム、（iv）実測した日射量から予想される理論発電量と比較するシステム、などが提案されている。
【０００５】
具体的には、上記（i）のシステムは、異常診断を行う対象となる太陽電池発電システムの発電量と、近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムの発電量とを比較する。そして、上記（i）のシステムは、異常診断を行う対象の太陽電池発電システムの発電量が別の太陽電池発電システムの発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。
【０００６】
なお、異常診断を行う対象となる太陽電池発電システムの発電量と、近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムの発電量と比較するシステムは、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００７】
上記（ii）のシステムは、例えばＮＥＤＯ（新エネルギー・産業技術総合開発機構）などが蓄積している過去の日射量データを用いて、太陽電池発電システムの理論発電量を算出するとともに、理論発電量と太陽電池発電システムの実際の発電量とを比較する。そして、上記（ii）のシステムは、太陽電池発電システムの実際の発電量が理論発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。
【０００８】
上記（iii）のシステムは、太陽電池発電システムの発電量と、太陽電池発電システムの過去の発電量とを比較し、太陽電池発電システムの発電量が太陽電池発電システムの過去の発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。
【０００９】
上記（iv）のシステムは、地域毎に設置された日射計により実測した日射量を用いて、太陽電池発電システムの理論発電量を算出するとともに、理論発電量と太陽電池発電システムの実際の発電量とを比較する。そして、上記（iv）のシステムは、太陽電池発電システムの発電量が理論発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。
【００１０】
なお、実測した日射量から算出した理論発電量と、実際の発電量とを比較するシステムは、例えば、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１７４６０９号公報（段落００５９）
【特許文献２】特開２０００−４０８３８号公報（段落０００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、異常診断を行う対象となる太陽電池発電システムと、近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムとは、設置環境が異なる。具体的には、太陽電池発電システムを構成する太陽電池モジュールの設置方位および設置角度や、近くに高い建物があるか否かなどの環境が異なる。このため、上記（i）のシステムでは、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断することが困難であるという問題点がある。また、近隣地域に別の太陽電池発電システムが存在しない場合、太陽電池発電システムの異常を診断することができないという問題点もある。
【００１３】
また、日射量は、天候などに影響されやすく日単位（または時間単位など）で大きく変動し、発電量も、日単位（または時間単位など）で大きく変動する。すなわち、異常に起因する発電量の変動に比べて、天候に起因する発電量の変動の方が大きくなる場合がある。具体的には、日射量および発電量は、天候により、前日比で、例えば４０％程度に減少することが多々ある。このため、実際の発電量を過去の日射量データから算出した理論発電量と比較する上記（ii）のシステムでは、異常の判断の閾値を、例えば前日比で４０％以下にする必要がある。その結果、上記（ii）のシステムでは、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断するのが困難であるという問題点がある。
【００１４】
また、上記（iii）のシステムでは、上記（ii）のシステムと同様の理由により、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断するのが困難であるという問題点がある。
【００１５】
また、上記（iv）のシステムでは、太陽電池発電システムと、地域毎に設置された日射計との設置環境が異なる。このため、上記（iv）のシステムでは、上記（i）のシステムと同様、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断するのが困難であるという問題点がある。
【００１６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断することが可能な太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による太陽電池異常診断システムは、太陽電池モジュールを有する診断単位、診断単位の発電量を計測する発電量計測部、および、日射量を計測する日射計を含む太陽電池発電システムと、発電量計測部が計測した発電量、および、日射計が計測した日射量に基づいて算出された診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部と、算出された比率を用いて、診断単位の異常診断を行う診断部とを備える。
【００１８】
なお、本明細書中において、「比率」とは、実際の発電量を理論発電量で除した値、または、理論発電量を実際の発電量で除した値のみならず、これら除した値に各種係数を乗じ（または減じ）た値を含む概念である。
【００１９】
この第１の局面による太陽電池異常診断システムでは、上記のように、診断単位の発電量を計測する発電量計測部と、日射量を計測する日射計と、発電量計測部が計測した発電量、および、日射計が計測した日射量に基づいて算出された診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部とを設ける。日射量の増減に起因して発電量が増減した場合には理論発電量も増減するので、理論発電量に対する実際の発電量の比率の増減を抑制することができる。すなわち、天候に起因する発電量の変動に比べて、理論発電量に対する実際の発電量の比率の変動を小さくすることができる。これにより、上記のように、診断部により、上記比率を用いて、診断単位の異常診断を行うことによって、日射量を計測せず発電量のみを用いて診断単位（太陽電池発電システム）の異常を診断する場合に比べて、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を精度良く診断することができる。
【００２０】
また、第１の局面による太陽電池異常診断システムでは、上記のように、太陽電池発電システムに日射計を設けることによって、診断単位と日射計との設置環境が異なるのを抑制することができる。これにより、診断単位に入射する日射量を容易に精度良く算出できるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を容易に精度良く診断することができる。
【００２１】
また、第１の局面による太陽電池異常診断システムでは、異常診断の対象となる診断単位以外に別の診断単位が存在しない場合であっても、算出した比率と、過去に算出した比率とを比較すれば、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を診断することができる。
【００２２】
上記第１の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断部は、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しない。日射量が所定値未満の場合、日射量が減少するにしたがって、上記比率が減少する（または増加する）傾向がある。このため、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないように、診断部を構成することによって、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００２３】
上記第１の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断部は、第１期間の比率と、第１期間よりも過去の第２期間の比率とを比較することにより、診断単位の異常診断を行う。このように構成すれば、同一の診断単位の比率同士（第１期間の比率および第２期間の比率）を比較して、異常診断を行うことができるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００２４】
上記診断部は第１期間の比率と第２期間の比率とを比較することにより診断単位の異常診断を行う太陽電池異常診断システムにおいて、比率は、発電量計測部が計測した発電量を、理論発電量で除した値であってもよい。
【００２５】
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第２期間の比率から第１期間の比率を減じた値、または、第２期間の比率を第１期間の比率で除した値が、所定の回数連続で所定値以上である場合に、診断部は、診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、何らかの原因で突発的に比率が低下した場合に、診断単位（太陽電池発電システム）に異常が発生している、と診断部が誤った診断を行うのを抑制することができる。これにより、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００２６】
この場合、好ましくは、第２期間は、第１期間からｐ日以上前の期間であり、減じた値、または、除した値が、ｐ日以下のｑ日間連続で所定値以上である場合に、診断部は、診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、診断単位に異常が発生する以前の第２期間の比率を用いて、診断単位に異常が発生しているか否かを診断することができるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００２７】
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断単位は、ｎ個の下層単位により構成されており、第１期間の比率が、第２期間の比率に「１−１／ｎ」を乗じた値以下の場合に、診断部は、診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、下層単位の少なくとも１つに異常が発生しているか否かを、容易に診断することができる。
【００２８】
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第２期間の比率から第１期間の比率を減じた値、または、第２期間の比率を第１期間の比率で除した値が、所定値以下である場合に、診断部は、日射計に異常が発生していると診断する。日射計に異常が発生した場合、理論発電量が少なくなり、算出する比率が高くなる。これにより、減じた値、または、除した値は、日射計に異常が発生していない場合に比べて、小さくなる。このため、上記のように、減じた値、または、除した値が所定値以下である場合に日射計に異常が発生していると診断するように、診断部を構成することによって、日射計に異常が発生しているか否かを、容易に診断することができる。
【００２９】
上記診断部が第１期間の比率と第２期間の比率とを比較する太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第２期間の比率は、複数日間の比率の平均値である。このように構成すれば、第２期間の比率のばらつきを抑制することができるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００３０】
上記第１の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断単位は、第１診断単位および第２診断単位を含み、診断部は、第１診断単位の比率と、第２診断単位の比率とを比較することにより、第１診断単位の異常診断を行う。このように構成すれば、略同じ設置環境下の診断単位同士を比較することができるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００３１】
上記診断単位は第１診断単位および第２診断単位を含む太陽電池異常診断システムにおいて、比率は、発電量計測部が計測した発電量を、理論発電量で除した値であってもよい。
【００３２】
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第１診断単位は、ｎ個の下層単位により構成されており、第１診断単位の比率が、第２診断単位の比率に「１−１／ｎ」を乗じた値以下の場合に、診断部は、第１診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、第１診断単位の下層単位の少なくとも１つに異常が発生しているか否かを、容易に診断することができる。
【００３３】
上記診断部は日射量が所定値未満の場合には診断単位に異常が発生していると診断しない太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断部は、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しない。日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満の場合、日射量が減少するにしたがって、比率が減少する（または増加する）傾向がある。このため、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満の場合に、診断単位に異常が発生していると診断しないように、診断部を構成することによって、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００３４】
上記第１の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断単位は、太陽電池モジュールである。このように構成すれば、太陽電池モジュール毎に、異常の診断を行うことができるので、例えば、複数の太陽電池モジュールにより構成された太陽電池ストリング毎に異常の診断を行う場合に比べて、太陽電池発電システムの異常をより精度良く診断することができる。
【００３５】
上記第１の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、算出した比率を格納する記憶部をさらに備える。このように構成すれば、例えば、第１期間の比率と第１期間よりも過去の第２期間の比率とを比較するように診断部を構成した場合、異常診断の度に過去の比率を算出し直す必要がないので、特に有効である。
【００３６】
この発明の第２の局面による太陽電池異常診断装置は、太陽電池モジュールを有する診断単位の発電量、および、診断単位を含む太陽電池発電システムに設けられた日射計が計測した日射量に基づいて算出された診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部と、算出された比率を用いて、診断単位の異常診断を行う診断部とを備える。このように構成すれば、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を精度良く診断することが可能な太陽電池異常診断装置を得ることができる。
【００３７】
上記第２の局面による太陽電池異常診断装置において、好ましくは、診断部は、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しない。日射量が所定値未満の場合、日射量が減少するにしたがって、上記比率が減少する（または増加する）傾向がある。このため、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないように、診断部を構成することによって、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００３８】
この発明の第３の局面による太陽電池異常診断方法は、太陽電池モジュールを有する診断単位の発電量を計測するステップと、診断単位を含む太陽電池発電システムに設けられた日射計により、日射量を計測するステップと、計測された日射量に基づいて診断単位の理論発電量を算出するステップと、計測された発電量、および、算出された理論発電量の比率を算出するステップと、算出された比率を用いて、診断単位の異常診断を行うステップとを備える。
【００３９】
この第３の局面による太陽電池異常診断方法では、上記のように、診断単位の発電量を計測するステップと、日射量を計測するステップと、計測された日射量に基づいて診断単位の理論発電量を算出するステップと、計測された発電量、および、算出された理論発電量の比率を算出するステップとを設ける。日射量の増減に起因して発電量が増減した場合には理論発電量も増減するので、理論発電量に対する実際の発電量の比率の増減を抑制することができる。すなわち、天候に起因する発電量の変動に比べて、理論発電量に対する実際の発電量の比率の変動を小さくすることができる。これにより、上記のように、上記比率を用いて、診断単位の異常診断を行うステップを設けることによって、日射量を計測せず発電量のみを用いて診断単位（太陽電池発電システム）の異常を診断する場合に比べて、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を精度良く診断することができる。
【００４０】
また、第３の局面による太陽電池異常診断方法では、上記のように、太陽電池発電システムに日射計を設けることによって、診断単位と日射計との設置環境が異なるのを抑制することができる。これにより、診断単位に入射する日射量を容易に精度良く算出できるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を容易に精度良く診断することができる。
【００４１】
また、第３の局面による太陽電池異常診断方法では、異常診断の対象となる診断単位以外に別の診断単位が存在しない場合であっても、算出した比率と、過去に算出した比率とを比較すれば、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を診断することができる。
【００４２】
上記第３の局面による太陽電池異常診断方法において、好ましくは、診断単位の異常診断を行うステップは、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないステップを含む。日射量が所定値未満の場合、日射量が減少するにしたがって、上記比率が減少する（または増加する）傾向がある。このため、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないようにすることによって、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００４３】
上記第３の局面による太陽電池異常診断方法において、好ましくは、診断単位の異常診断を行うステップは、第１期間の比率と、第１期間よりも過去の第２期間の比率とを比較することにより、診断単位の異常診断を行うステップを含む。このように構成すれば、同一の診断単位の比率同士（第１期間の比率および第２期間の比率）を比較して、異常診断を行うことができるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【００４４】
上記第３の局面による太陽電池異常診断方法において、好ましくは、診断単位は、第１診断単位および第２診断単位を含み、診断単位の異常診断を行うステップは、第１診断単位の比率と、第２診断単位の比率とを比較することにより、第１診断単位の異常診断を行うステップを含む。このように構成すれば、略同じ設置環境下の診断単位同士を比較することができるので、診断単位（太陽電池発電システム）の異常をより精度良く診断することができる。
【発明の効果】
【００４５】
以上のように、本発明によれば、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断することが可能な太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システムの構成を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示した本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システムの異常診断の処理フローを説明するための図であり、管理サーバの記憶部に格納された各種データを示した図である。
【図３】図１に示した本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システムの異常診断の処理フローを説明するための図であり、システム効率の変動を示した図である。
【図４】図１に示した本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システムの異常診断の処理フローを説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示した本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システムの異常診断の処理フローを説明するためのフローチャートである。
【図６】図１に示した本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システムの異常診断の処理フローを説明するための図であり、日射量とシステム効率との関係を示した図である。
【図７】図１に示した本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システムの異常診断の処理フローを説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態による太陽電池異常診断システムの構成を説明するためのブロック図である。
【図９】本発明の変形例による制御部の異常診断方法の効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の変形例による制御部の異常診断方法の効果を説明するための図である。
【図１１】本発明の変形例による制御部の異常診断方法の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４８】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システム１の構成について説明する。
【００４９】
本発明の第１実施形態による太陽電池異常診断システム１は、図１に示すように、複数の太陽電池１０および複数のパワーコンディショナ（以下、パワコンという）２０を含む太陽電池発電システム３０と、太陽電池発電システム３０からのデータを受信するデータ収集ユニット４０と、ネットワーク５０と、ネットワーク５０を介して太陽電池発電システム３０およびデータ収集ユニット４０との間で通信を行う管理サーバ６０とによって構成されている。また、太陽電池１０およびパワコン２０によって、診断単位３１が構成されている。
【００５０】
太陽電池１０は、太陽光エネルギーを電力に変換する機能を有するとともに、電力をパワコン２０に供給するように構成されている。
【００５１】
具体的には、第１実施形態では、太陽電池１０は、複数（例えば４つ）の太陽電池ストリング１１を含んでいる。この太陽電池ストリング１１は、直列に接続された複数（例えば５つ）の太陽電池モジュール１２を含んでいる。また、太陽電池モジュール１２は、複数（例えば数十枚）の太陽電池セル（図示せず）を含んでいる。なお、１つの太陽電池１０に含まれる太陽電池ストリング１１の数、１つの太陽電池ストリング１１に含まれる太陽電池モジュール１２の数、および、１つの太陽電池モジュール１２に含まれる太陽電池セルの数は、それぞれ任意の数に設定することが可能である。また、太陽電池ストリング１１は、本発明の「下層単位」の一例である。
【００５２】
また、太陽電池ストリング１１は、パワコン２０に電気的に接続されており、発電した電力をパワコン２０に供給する。
【００５３】
パワコン２０は、１つ（または複数）の太陽電池１０に電気的に接続されている。また、複数のパワコン２０は、集電装置３２に電気的に接続されている。この集電装置３２には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ３２ａが、パワコン２０（診断単位３１）毎に設けられている。
【００５４】
また、集電装置３２は、商用電力系統２と、太陽電池発電システム３０が設置された施設（工場や住宅など）の負荷３とに電気的に接続されている。そして、太陽電池発電システム３０は、太陽電池１０で発電した電力を、負荷３や商用電力系統２に供給するように構成されている。
【００５５】
具体的には、太陽電池発電システム３０のパワコン２０には、太陽電池１０からの直流電圧を昇圧する昇圧回路部（図示せず）、および、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路部（図示せず）などが設けられている。
【００５６】
また、太陽電池発電システム３０は、負荷３に電力を供給するように構成されているとともに、発電量（発電電力量）が負荷３の消費電力量を上回った場合、商用電力系統２に電力を供給（売電）するように構成されている。その一方、太陽電池発電システム３０の発電量が負荷３の消費電力量よりも少ない場合、商用電力系統２から負荷３に電力が供給される。
【００５７】
また、パワコン２０には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ２１が、太陽電池ストリング１１毎に設けられている。また、パワコン２０には、パワコン２０に接続された太陽電池１０の発電量を計測するための電力量検出器２２が設けられている。この電力量検出器２２は、計測した発電量のデータ（発電量データ）をデータ収集ユニット４０に送信する機能を有する。なお、電力量検出器２２とデータ収集ユニット４０との間のデータの送受信は、有線回線を用いて行ってもよいし、無線回線を用いて行ってもよい。また、電力量検出器２２は、本発明の「発電量計測部」の一例である。
【００５８】
また、パワコン２０の少なくとも１つには、記憶部２３および通信部２４が設けられている。
【００５９】
記憶部２３は、日射量を計測するための日射計３３により計測された日射量のデータ（日射量データ）と、気温を計測するための温度計３４により計測された気温のデータ（気温データ）とを格納するように構成されている。なお、日射計３３および温度計３４とパワコン２０との間のデータの送受信は、有線回線を用いて行ってもよいし、無線回線を用いて行ってもよい。
【００６０】
また、日射計３３および温度計３４は、例えば、パワコン２０の周辺に配置されている。なお、日射計３３および温度計３４は、太陽電池１０の周辺に設けられていてもよいし、太陽電池１０に一体的に設けられていてもよい。日射計３３を太陽電池１０に一体的に設けた場合、太陽電池１０（太陽電池セル）の設置方位および設置角度と、日射計３３の設置方位および設置角度とを容易に一致させることが可能であるので、日射計３３により計測された日射量を用いて太陽電池１０（診断単位３１）の後述する理論発電量を容易に算出することが可能である。
【００６１】
通信部２４は、ネットワーク５０を介して管理サーバ６０との間で通信を行う機能を有し、記憶部２３に格納されたデータを管理サーバ６０に送信するように構成されている。なお、記憶部２３に格納されたデータをデータ収集ユニット４０を経由して管理サーバ６０に送信することも可能である。
【００６２】
また、パワコン２０には、記憶部２３や通信部２４を制御する制御部（図示せず）が設けられていてもよい。
【００６３】
データ収集ユニット４０は、太陽電池発電システム３０の、例えば周辺部に配置されている。このデータ収集ユニット４０は、電力量検出器２２からの発電量データを収集する機能を有する。また、データ収集ユニット４０は、ネットワーク５０を介して管理サーバ６０との間で通信を行う機能を有し、電力量検出器２２からの発電量データを管理サーバ６０に送信するように構成されている。なお、データ収集ユニット４０は、太陽電池発電システム３０に含まれていてもよく、例えば集電装置３２やパワコン２０に設けられていてもよい。また、データ収集ユニット４０には、収集した発電量データを格納する記憶部（図示せず）が設けられていてもよい。
【００６４】
ネットワーク５０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式、電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式、または、ＲＳ−４８５方式や、その他の種々の通信方式を用いることが可能である。
【００６５】
管理サーバ６０には、通信部６１と、通信部６１に接続されるとともに管理サーバ６０全体を制御する制御部６２と、制御部６２に接続された記憶部６３とが設けられている。なお、制御部６２は、本発明の「演算部」および「診断部」の一例である。
【００６６】
通信部６１は、ネットワーク５０を介して、パワコン２０の通信部２４との間や、データ収集ユニット４０との間で通信を行う機能を有し、受信したデータを制御部６２に送信するように構成されている。
【００６７】
制御部６２は、太陽電池１０（診断単位３１）で発電した実際の発電量のデータ（発電量データ）などを用いて、太陽電池発電システム３０（診断単位３１）に異常が発生しているか否かを判断するように構成されている。
【００６８】
なお、制御部６２の詳細な動作については、後述する。
【００６９】
記憶部６３は、通信部６１が受信したデータ（発電量データ、日射量データ、気温データなど）、制御部６２が算出した後述するシステム効率のデータ、および、太陽電池発電システム３０（診断単位３１）に異常が発生しているか否かの診断結果のデータなどが格納されている。
【００７０】
また、制御部６２（管理サーバ６０）には、出力部６０ａが接続されている。この出力部６０ａは、制御部６２が行った太陽電池発電システム３０（診断単位３１）の異常の診断結果を太陽電池発電システム３０の管理者に知らせることが可能なように構成されている。例えば、出力部６０ａは、表示装置であってもよいし、管理者の聴覚や視覚に訴える報知器などであってもよい。
【００７１】
次に、制御部６２の動作（異常診断方法）について詳細に説明する。
【００７２】
制御部６２は、各診断単位３１単体で異常の発生の有無を診断するとともに、他の診断単位３１との間で算出値（後述するシステム効率）を比較することにより異常の発生の有無を診断するように構成されている。
【００７３】
まず、制御部６２が診断単位３１単体で異常の発生の有無を診断する方法について説明する。
【００７４】
制御部６２は、通信部６１が受信した日射量データおよび気温データを用いて、診断単位３１の理論発電量を算出する。ここで、理論発電量は、以下の式（１）を用いて算出される。
【００７５】
理論発電量［ｋＷｈ］＝システム出力量［ｋＷｈ］×（日射量［ｋＷｈ／ｍ2］／標準状態における日射量［ｋＷｈ／ｍ2］）×温度補正係数Ｋｔ１・・・（１）
【００７６】
なお、システム出力量［ｋＷｈ］は、システム出力（システム容量ともいう）［ｋＷ］×時間［ｈ］のことである。また、システム出力は、以下の式（２）を用いて算出される。
【００７７】
システム出力［ｋＷ］＝太陽電池モジュール１枚当たりの出力［ｋＷ］×太陽電池モジュールの枚数×パワコンの変換効率×補正係数Ｋα・・・（２）
【００７８】
パワコン２０の変換効率は、パワコン２０の構造により定められる値であり、例えば、０．９５前後の値である。また、補正係数Ｋαは、例えば、太陽電池１０（太陽電池モジュール１２）の設置方位および設置角度や、太陽電池１０の発電量に影響を与えるその他の条件を加味した係数である。
【００７９】
また、上記式（１）の日射量は、通信部６１が受信した日射量データから得られる値である。
【００８０】
また、上記式（１）の標準状態における日射量は、標準状態（エアマス（Ａｉｒ  Ｍａｓｓ）＝１．５、太陽電池セルの温度＝２５度）における日射強度［ｋＷ／ｍ2］×時間［ｈ］のことであり、１０００［ｋＷｈ／ｍ2］である。
【００８１】
また、上記式（１）の温度補正係数Ｋｔ１は、以下の式（３）を用いて算出される。
【００８２】
Ｋｔ１＝｛１００−（Ｔ＋加重温度上昇係数−２５）×温度補正係数Ｋｔ２｝／１００・・・（３）
【００８３】
なお、Ｔは、通信部６１が受信した気温データから得られる値であり、温度計３４が計測した例えば日中の平均気温である。なお、上記式（１）を用いて理論発電量を算出する際に、例えば１時間毎や１分毎の理論発電量を算出し、それらを合計することにより、１日の理論発電量を算出してもよい。この場合、Ｔを、例えば１時間毎や１分毎の平均気温とすれば、理論発電量の算出の精度を向上させることが可能である。
【００８４】
加重温度上昇係数は、第１実施形態では、例えば１８．４である。この加重温度上昇係数は、太陽電池１０の設置構造により定められる値であり、裏面開放型では、例えば１８．４、屋根置き型では、例えば２１．５、裏面密閉型では、例えば２８．０などといった値にすることが可能である。温度補正係数Ｋｔ２は、太陽電池セルの結晶構造などにより定められる値であり、例えば０．４８５である。
【００８５】
また、制御部６２は、通信部６１が受信した診断単位３１の発電量データを用いて、診断単位３１のシステム効率を算出する。ここで、システム効率は、以下の式（４）を用いて算出される。なお、システム効率は、本発明の「比率」の一例である。
【００８６】
システム効率［％］＝（実際の発電量［ｋＷｈ］／理論発電量［ｋＷｈ］）×１００・・・（４）
【００８７】
なお、実際の発電量は、通信部６１が受信した発電量データから得られる、診断単位３１の実際の発電量である。
【００８８】
そして、制御部６２は、ある日付（異常の診断を行う対象の日付）ｄのシステム効率と過去に算出したシステム効率とを比較することにより、診断単位３１に異常が発生しているか否かを判断する。
【００８９】
具体的には、制御部６２は、異常の診断を行う対象の日付ｄのシステム効率Ｊ（ｄ）を算出する。また、制御部６２は、異常の診断を行う対象の日付ｄからｐ日以上前のｑ日間のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）を算出する。ここで、異常の診断を行う対象の日付ｄからｐ日以上前のｑ日間のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）は、以下の式（５）を用いて算出される。なお、ｑはｐ以下の値（ｐ≧ｑ）である。また、システム効率Ｊ（ｄ）は、本発明の「第１期間のシステム効率」および「第１診断単位のシステム効率」の一例である。また、システム効率の平均値Ｊ（Ｄ）は、本発明の「第２期間のシステム効率」の一例である。
【００９０】
Ｊ（Ｄ）＝｛Ｊ（ｄ−ｐ）＋Ｊ（ｄ−（ｐ＋１））＋・・・＋Ｊ（ｄ−（ｐ＋ｑ−２））＋Ｊ（ｄ−（ｐ＋ｑ−１））｝／ｑ・・・（５）
【００９１】
また、制御部６２は、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）から日付ｄのシステム効率Ｊ（ｄ）を減じた値Ｌ（ｄ）が所定値以上であるか否かを判断する。そして、制御部６２は、値Ｌ（ｄ）が所定値以上であることがｐ日以上連続で発生した場合、診断単位３１に異常が発生していると診断する。
【００９２】
なお、第１実施形態では、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以下の日付については異常の診断を行わないように、制御部６２が構成されている。この理由については、後述する。また、平均値Ｊ（Ｄ）を算出する場合、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以下の日付のシステム効率の値を用いないように、制御部６２が構成されていてもよい。
【００９３】
次に、制御部６２が、他の診断単位３１と間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を判断する方法について説明する。なお、ここでは、異常診断の対象となる診断単位３１を診断単位３１ａとし、それ以外の診断単位３１を診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄとして説明する。
【００９４】
制御部６２は、上記式（４）を用いて、全ての診断単位３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄ）についてシステム効率Ｊ（ｄ）を算出する。また、制御部６２は、異常診断の対象となる診断単位３１ａ以外の診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄのシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）を算出する。ここで、診断単位３１ａ以外の診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄのシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）は、以下の式（６）を用いて算出される。なお、診断単位３１ａは、本発明の「第１診断単位」の一例であり、診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄは、本発明の「第２診断単位」の一例である。また、システム効率の平均値ＪＡ（ｄ）は、本発明の「第２診断単位のシステム効率」の一例である。
【００９５】
ＪＡ（ｄ）＝｛Ｊｂ（ｄ）＋Ｊｃ（ｄ）＋Ｊｄ（ｄ）｝／ｍ・・・（６）
【００９６】
なお、Ｊｂ（ｄ）、Ｊｃ（ｄ）およびＪｄ（ｄ）は、それぞれ、診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄのシステム効率である。また、ｍは、診断単位３１ａ以外の診断単位３１（３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄ）の数であり、第１実施形態では、ｍ＝３である。
【００９７】
また、制御部６２は、システム効率の平均値ＪＡ（ｄ）から診断単位３１ａのシステム効率Ｊａ（ｄ）を減じた値Ｍａ（ｄ）が所定値以上であるか否かを判断する。そして、制御部６２は、値Ｍａ（ｄ）が所定値以上である場合、診断単位３１ａに異常が発生していると診断する。
【００９８】
なお、第１実施形態では、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以下の日付については異常の診断を行わないように、制御部６２が構成されている。また、システム効率の平均値ＪＡ（ｄ）を算出する場合、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以下の日付のシステム効率の値を用いないように、制御部６２が構成されていてもよい。
【００９９】
以上のように、第１実施形態では、制御部６２は、過去データを用いて診断単位３１単体で異常の発生の有無を診断するとともに、他の診断単位３１（３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄ）との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断する。そして、制御部６２は、いずれか一方の診断において診断単位３１に異常が発生していると診断した場合に、出力部６０ａにその旨を例えば表示する。
【０１００】
次に、図１〜図７を参照して、太陽電池異常診断システム１の異常診断の処理フローについて説明する。
【０１０１】
ここでは、図２および図３に示すように、例えば、６月１日に太陽電池発電システム３０（図１参照）が稼働を開始し、６月２６日に診断単位３１ａに異常が発生した場合（診断単位３１ａの太陽電池ストリング１１のいずれか１つに異常電流が流れ、異常電流が流れた太陽電池ストリング１１に接続されたブレーカ２１が遮断された場合）について説明する。なお、図２は、管理サーバ６０の記憶部６３に格納された各種データ（パワコン２０の通信部２４からのデータ、データ収集ユニット４０からのデータ、および、制御部６２が算出したデータなど）を示した図である。また、図２中、日射量および発電量は、２４時間の累積値であり、気温は、例えば日中の平均気温である。また、図２の過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）は、上記式（５）において、例えばｐ＝３、ｑ＝３とした場合の値である。
【０１０２】
まず、６月１日に太陽電池発電システム３０が稼働を開始する。そして、太陽電池発電システム３０を設置した設置業者等が、設置初期（例えば、６月１日〜６月５日）における太陽電池発電システム３０の稼働状況が正常であるか否かを診断する。この設置初期における診断作業は、従来から一般的に行われている方法を用いることが可能である。また、設置業者等は、６月１日〜６月５日までのシステム効率が所望の値（例えば７０％）以上であるか否かを確認することによって、設置初期における太陽電池発電システム３０の診断を行ってもよい。
【０１０３】
次に、管理サーバ６０の制御部６２が行う異常診断の処理フローについて説明する。
【０１０４】
図４に示すように、管理サーバ６０の制御部６２が行う異常診断の処理フローは、上述したように、過去データを用いて診断単位３１単体で異常の発生の有無を診断するステップＳ１と、他の診断単位３１との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断するステップＳ２と、診断単位３１に異常が発生していると診断した場合に、出力部６０ａにその旨を出力（例えば表示）するステップＳ３とを備えている。
【０１０５】
ここで、ステップＳ１およびＳ２において、制御部６２が、発電量を比較することにより診断単位３１の異常の発生の有無を診断するのではなく、実際の発電量を理論発電量で除することにより得られるシステム効率を用いて診断単位３１の異常の発生の有無を診断する理由について説明する。
【０１０６】
図２に示すように、例えば、６月１日と６月１０日とを比較した場合、診断単位３１ａの６月１日の発電量（６２４．４［ｋＷｈ］）に対して６月１０日の発電量（１３８．８［ｋＷｈ］）は、約７８％低下している。すなわち、診断単位３１ａに異常が発生していないにもかかわらず、発電量の低下（変動）は大きい。このため、発電量を比較することにより異常の診断を行う場合、診断単位３１の発電量がゼロ近くにならないと、異常を検出することができない。
【０１０７】
その一方、例えば、診断単位３１ａの６月１日のシステム効率（７８．３［％］）に対して６月１０日のシステム効率（７６．７［％］）は、約２％低下しているだけである。また、診断単位３１ａの６月２６日以降（診断単位３１ａに異常が発生している場合）のシステム効率は、６月２５日以前（診断単位３１ａに異常が発生していない場合）のシステム効率に対して、約２５％低下している。すなわち、診断単位３１ａに異常が発生していない場合、システム効率の変動は小さく、診断単位３１ａに異常が発生している場合、システム効率の変動は大きくなる。
【０１０８】
このため、システム効率を用いて診断単位３１の異常の発生の有無を診断することによって、異常診断の精度を向上させることが可能である。
【０１０９】
以下、ステップＳ１、Ｓ２およびＳ３について詳細に説明する。
【０１１０】
ステップＳ１は、図５に示すように、ステップＳ１１〜Ｓ１７を含んでいる。ステップＳ１１において、管理サーバ６０の制御部６２により、過去のデータ数が所定値（例えば５日分）以上存在するか否かが判断される。制御部６２により、過去のデータ数が５日分以上存在しないと判断された場合（異常診断を行う対象の日付が６月１日〜６月５日の場合）、ステップＳ２に進む。一方、制御部６２により、過去のデータ数が所定値（例えば５日分）以上存在すると判断された場合（異常診断を行う対象の日付が６月６日以降の場合）、ステップＳ１２に進む。
【０１１１】
ステップＳ１２において、制御部６２により、異常診断を行う対象の日付の日射量が所定値（例えば１．５［ｋＷｈ／ｍ2］）以上であるか否かが判断される。制御部６２により、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満であると判断された場合、ステップＳ２に進む。一方、制御部６２により、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以上であると判断された場合、ステップＳ１３に進む。
【０１１２】
ここで、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以上であるか否かを判断する理由について説明する。図６に示すように、日射量が約１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以上の場合、上記式（４）で算出されるシステム効率は、約７０［％］〜約８１［％］の範囲で略一定に推移する。その一方、日射量が約１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満の場合、日射量が減少するにしたがって、システム効率が低下する傾向がある。
【０１１３】
すなわち、日射量が約１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以上ない場合（異常診断を行う対象の日付が６月１１日の場合）、システム効率が低くなり、太陽電池発電システム３０（診断単位３１）に異常が発生していると誤った診断がなされる可能性が高くなる。このため、太陽電池異常診断システム１では、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満の場合（例えば極端に曇っている場合）は、異常の診断を行わない。
【０１１４】
なお、日射量が約１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以上ない場合にシステム効率が低くなるのは、日射計３３が計測する光の波長と、太陽電池１０が電力に変換する光の波長とは必ずしも一致しておらず、太陽電池１０が電力に変換する光は、雲などに吸収（または反射）されやすいためであると考えられる。
【０１１５】
そして、図５に示すように、ステップＳ１３において、制御部６２により、上記式（５）で算出された過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）から、異常の診断を行う対象の日付ｄのシステム効率Ｊ（ｄ）を減じた値Ｌ（ｄ）が所定値Ｅ１（例えば１０［％］）以上であるか否かが判断される。なお、判断の閾値である所定値Ｅ１は、１０［％］以外の値であってもよい。
【０１１６】
例えば、第１実施形態では、診断単位３１は４つの太陽電池ストリング１１を含んでいるので、１つの太陽電池ストリング１１に異常が発生した場合（１つのブレーカ２１が遮断された場合）に診断単位３１の異常を検出できるように、所定値Ｅ１を設定してもよい。すなわち、システム効率Ｊ（ｄ）が過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）に「１−１／ｎ」を乗じた値以下であるか否かを判断するように、所定値Ｅ１を設定してもよい。なお、ｎは、異常診断の対象となる診断単位３１に含まれる太陽電池ストリング１１の数であり、第１実施形態では４である。
【０１１７】
具体的には、１−１／ｎ＝０．７５であるので、Ｊ（Ｄ）×０．７５≧Ｊ（ｄ）であり、Ｌ（ｄ）＝Ｊ（Ｄ）−Ｊ（ｄ）≧Ｊ（Ｄ）×０．２５である。また、Ｊ（Ｄ）は、約７０［％］〜約８１［％］であるので、Ｊ（Ｄ）×０．２５＝約１７．５［％］〜約２０．３［％］である。このため、判断の閾値である所定値Ｅ１を約１７．５［％］〜約２０．３［％］に設定してもよい。なお、第１実施形態では、所定値Ｅ１を、約１７．５［％］〜約２０．３［％］よりも小さい、例えば１０［％］に設定するので、１つの太陽電池ストリング１１に異常が発生した場合、診断単位３１の異常を確実に検出することが可能である。
【０１１８】
ステップＳ１３において、制御部６２により、値Ｌ（ｄ）が所定値Ｅ１（例えば１０［％］）以上であると判断された場合（パワコン２０ａの６月２６日〜２９日の場合）、ステップＳ１４に進む。その後、ステップＳ１４において、値Ｌ（ｄ）が所定値Ｅ１（例えば１０［％］）以上であると判断された回数を示すカウンタ値ｆを、ｆ＝ｆ＋１にしてステップＳ１５に進む。なお、ステップＳ１３において、制御部６２により、値Ｌ（ｄ）が所定値Ｅ１（例えば１０［％］）未満であると判断された場合、ステップＳ１６に進み、カウンタ値ｆを、ｆ＝０にしてステップＳ２に進む。この場合、カウンタ値ｆがｆ≧３である場合には、カウンタ値ｆをｆ＝０にしなくてもよい。
【０１１９】
そして、ステップＳ１５において、制御部６２により、カウンタ値ｆが３以上であるか否かが判断される。カウンタ値ｆが３以上ではないと判断された場合、ステップＳ２に進む。一方、カウンタ値ｆが３以上であると判断された場合（診断単位３１ａの６月２８日および２９日の場合）、ステップＳ１７に進む。
【０１２０】
すなわち、ステップＳ１では、制御部６２により、６月２６日（診断単位３１ａに異常が発生した日）および２７日は、診断単位３１ａに異常が発生している可能性が高いと判断される一方で、診断単位３１ａに異常が発生していると診断されない。そして、制御部６２により、６月２８日および２９日に診断単位３１ａに異常が発生していると診断される。なお、図２において、制御部６２により、６月３０日以降診断単位３１ａに異常が発生していると診断されていないのは、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）を算出する際に、異常が発生している日付のシステム効率が用いられているためである。
【０１２１】
その後、ステップＳ１７において、制御部６２により、太陽電池発電システム３０（診断単位３１ａ）に異常が発生していると診断されるとともに、診断結果が記憶部６３に格納され、ステップＳ２に進む。
【０１２２】
ステップＳ２は、図７に示すように、ステップＳ２１〜Ｓ２３を含んでいる。ステップＳ２１において、制御部６２により、上記ステップＳ１２と同様、異常診断を行う対象の日付の日射量が所定値（例えば１．５［ｋＷｈ／ｍ2］）以上であるか否かが判断される。ステップＳ２１において、制御部６２により、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満であると判断された場合、ステップＳ３に進む。一方、制御部６２により、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以上であると判断された場合、ステップＳ２２に進む。
【０１２３】
なお、第１実施形態では、ステップＳ２に、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］以上であるか否かを判断するステップＳ２１を設けたが、上記ステップＳ１２と重複するので、ステップＳ２１を設けなくてもよい。
【０１２４】
そして、ステップＳ２２において、制御部６２により、異常診断の対象となる診断単位３１（例えば診断単位３１ａ）のシステム効率Ｊａ（ｄ）を、他の診断単位３１（例えば診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄ）のシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）から減じた値Ｍａ（ｄ）が所定値Ｅ２（例えば１２［％］）以上であるか否かが判断される。なお、判断の閾値である所定値Ｅ２は、１２［％］以外の値であってもよい。
【０１２５】
例えば、第１実施形態では、上記所定値Ｅ１と同様、１つの太陽電池ストリング１１に異常が発生した場合（１つのブレーカ２１が遮断された場合）に診断単位３１ａの異常を検出できるように、所定値Ｅ２を設定してもよい。すなわち、システム効率Ｊ（ｄ）が他の診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄのシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）に「１−１／ｎ」を乗じた値以下であるか否かを判断するように、所定値Ｅ２を設定してもよい。
【０１２６】
具体的には、１−１／ｎ＝０．７５であるので、ＪＡ（ｄ）×０．７５≧Ｊ（ｄ）であり、Ｍａ（ｄ）＝ＪＡ（ｄ）−Ｊ（ｄ）≧ＪＡ（ｄ）×０．２５である。また、ＪＡ（ｄ）は、約７０［％］〜約８１［％］であるので、ＪＡ（ｄ）×０．２５＝約１７．５［％］〜約２０．３［％］である。このため、判断の閾値である所定値Ｅ２を約１７．５［％］〜約２０．３［％］に設定してもよい。なお、第１実施形態では、所定値Ｅ２を、約１７．５［％］〜約２０．３［％］よりも小さい、例えば１２［％］に設定するので、１つの太陽電池ストリング１１に異常が発生した場合、診断単位３１の異常を確実に検出することが可能である。
【０１２７】
ステップＳ２２において、制御部６２により、値Ｍａ（ｄ）が所定値Ｅ２（例えば１２［％］）未満であると判断された場合、ステップＳ３に進む。一方、制御部６２により、値Ｍａ（ｄ）が所定値Ｅ２（例えば１２［％］）以上であると判断された場合（診断単位３１ａの６月２６日〜７月２日の場合）、ステップＳ２３に進む。
【０１２８】
その後、ステップＳ２３において、制御部６２により、診断単位３１ａに異常が発生していると診断されるとともに、診断結果が記憶部６３に格納され、ステップＳ３に進む。
【０１２９】
最後に、ステップＳ３（図４参照）において、制御部６２により、記憶部６３に格納された診断結果が、出力部６０ａに、例えば表示される。このとき、太陽電池発電システム３０（診断単位３１）に異常が発生していると診断された場合にのみ出力部６０ａにその旨を表示してもよいし、診断結果だけでなく、日射量、電力量、システム効率なども合わせて表示してもよい。
【０１３０】
以上のようにして、太陽電池発電システム３０の管理者に、太陽電池発電システム３０の異常の発生を知らせることが可能となる。これにより、異常が発生した太陽電池発電システム３０に修理業者等が派遣され、異常発生箇所の調査や修理などが行われる。
【０１３１】
第１実施形態では、上記のように、電力量検出器２２が計測した発電量を、日射計３３が計測した日射量に基づいて算出された診断単位３１の理論発電量で除することにより、診断単位３１のシステム効率を算出する制御部６２を設ける。日射量の増減に起因して発電量が増減した場合には理論発電量も増減するので、理論発電量に対する実際の発電量の比率（システム効率）の増減を抑制することができる。すなわち、天候に起因する発電量の変動に比べて、理論発電量に対する実際の発電量の比率（システム効率）の変動を小さくすることができる。これにより、上記のように、制御部６２により、システム効率を用いて、診断単位３１の異常診断を行うことによって、日射量を計測せず発電量のみを用いて診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常を診断する場合に比べて、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常を精度良く診断することができる。
【０１３２】
また、第１実施形態では、上記のように、日射計３３を、診断単位３１やパワコン２０の周辺に配置することによって、診断単位３１と日射計３３との設置環境が異なるのを抑制することができる。これにより、診断単位３１に入射する日射量を容易に精度良く算出できるので、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常を容易に精度良く診断することができる。
【０１３３】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部６２は、日射量が１．５［ｋＷｈ／ｍ2］未満の場合には、診断単位３１に異常が発生していると診断しない。これにより、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常をより精度良く診断することができる。
【０１３４】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部６２は、異常の診断を行う対象の日付ｄのシステム効率Ｊ（ｄ）と、日付ｄよりも過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）とを比較することにより、診断単位３１の異常診断を行う。これにより、同一の診断単位３１のシステム効率同士（システム効率Ｊ（ｄ）および過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ））を比較して、異常診断を行うことができるので、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常をより精度良く診断することができる。
【０１３５】
また、第１実施形態では、上記のように、システム効率の平均値Ｊ（Ｄ）からシステム効率Ｊ（ｄ）を減じた値Ｌ（ｄ）が、例えば３日連続で所定値Ｅ１以上である場合に、制御部６２は、診断単位３１に異常が発生していると診断する。これにより、何らかの原因で突発的にシステム効率Ｊ（ｄ）が低下した場合に、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）に異常が発生している、と制御部６２が誤った診断を行うのを抑制することができる。これにより、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常をより精度良く診断することができる。
【０１３６】
また、第１実施形態では、上記のように、異常の診断を行う対象の日付ｄから３日以上前のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）からシステム効率Ｊ（ｄ）を減じた値Ｌ（ｄ）が、３日間連続で所定値Ｅ１以上である場合に、制御部６２は、診断単位３１に異常が発生していると診断する。これにより、診断単位３１に異常が発生する以前のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）を用いて、診断単位３１に異常が発生しているか否かを診断することができるので、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常をより精度良く診断することができる。
【０１３７】
また、第１実施形態では、上記のように、システム効率の平均値Ｊ（Ｄ）は、複数日間（例えば３日間）のシステム効率の平均値である。これにより、過去のシステム効率のばらつきを抑制することができるので、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常をより精度良く診断することができる。
【０１３８】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部６２は、診断単位３１ａのシステム効率Ｊａ（ｄ）と、診断単位３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄのシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）とを比較することにより、診断単位３１ａの異常診断を行う。これにより、略同じ設置環境下の診断単位３１同士を比較することができるので、診断単位３１（太陽電池発電システム３０）の異常を精度良く診断することができる。
【０１３９】
また、第１実施形態では、上記のように、算出したシステム効率を格納する記憶部６３を備える。これにより、異常診断の度に過去のシステム効率を算出し直す必要がないので、特に有効である。
【０１４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態では、図８を参照して、上記第１実施形態と異なり、太陽電池１１０とパワコン２０との間に接続箱１４０および集電箱１５０を設ける場合について説明する。
【０１４１】
本発明の第２実施形態による太陽電池発電システム１３０は、図８に示すように、太陽電池１１０と、複数の太陽電池１１０が電気的に接続される接続箱１４０と、複数の接続箱１４０が電気的に接続される集電箱１５０と、複数の集電箱１５０が電気的に接続されるパワコン２０と、複数のパワコン２０が電気的に接続される集電装置１３２とを含んでいる。なお、図８では、図面簡略化のため、太陽電池１１０、接続箱１４０、集電箱１５０およびパワコン２０は、１つずつ図示している。
【０１４２】
太陽電池１１０は、複数の太陽電池ストリング１１１を含んでいる。
【０１４３】
ここで、第２実施形態では、太陽電池ストリング１１１は、直列に接続された複数の太陽電池モジュール１２と、各太陽電池モジュール１２の発電量を計測するための複数の電力量検出器１１２と、太陽電池ストリング１１１の発電量（５つの太陽電池モジュール１２の合計の発電量）を計測するため電力量検出器１１３とを含んでいる。
【０１４４】
また、第２実施形態では、接続箱１４０には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ１４１が、太陽電池ストリング１１１毎に設けられている。また、接続箱１４０には、接続箱１４０に接続された太陽電池１１０の発電量を計測するための電力量検出器１４２が設けられている。
【０１４５】
また、第２実施形態では、集電箱１５０には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ１５１が、接続箱１４０毎に設けられている。また、集電箱１５０には、複数の接続箱１４０からの合計の発電量を計測するための電力量検出器１５２が設けられている。
【０１４６】
また、第２実施形態では、集電装置１３２には、太陽電池発電システム１３０全体の発電量（複数のパワコン２０からの合計の発電量）を計測するための電力量検出器１３１が設けられている。
【０１４７】
電力量検出器１１２、１１３、１３１、１４２および１５２は、上記第１実施形態の電力量検出器２２と同様、計測した発電量のデータ（発電量データ）をデータ収集ユニット４０に送信する機能を有する。なお、電力量検出器１１２、１１３、１３１、１４２および１５２は、本発明の「発電量計測部」の一例である。
【０１４８】
第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【０１４９】
第２実施形態では、上記のように、太陽電池モジュール１２毎に電力量検出器１１２を設けることによって、診断単位を太陽電池モジュール１２とし、太陽電池モジュール１２毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、太陽電池セルが本発明の「下層単位」である。
【０１５０】
また、第２実施形態では、上記のように、太陽電池ストリング１１１毎に電力量検出器１１３を設けることによって、診断単位を太陽電池ストリング１１１とし、太陽電池ストリング１１１毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、太陽電池モジュール１２が本発明の「下層単位」である。
【０１５１】
また、第２実施形態では、上記のように、接続箱１４０毎に電力量検出器１４２を設けることによって、診断単位を接続箱１４０および太陽電池１１０により構成し、接続箱１４０毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、太陽電池ストリング１１１が本発明の「下層単位」である。
【０１５２】
また、第２実施形態では、上記のように、集電箱１５０毎に電力量検出器１５２を設けることによって、診断単位を集電箱１５０、複数の接続箱１４０および複数の太陽電池１１０により構成し、集電箱１５０毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、接続箱１４０が本発明の「下層単位」である。
【０１５３】
また、第２実施形態では、上記実施形態と同様、パワコン２０毎に電力量検出器２２を設けることによって、診断単位をパワコン２０、複数の集電箱１５０、複数の接続箱１４０および複数の太陽電池１１０により構成し、パワコン２０毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、集電箱１５０が本発明の「下層単位」である。
【０１５４】
また、第２実施形態では、上記のように、集電装置１３２に電力量検出器１３１を設けることによって、診断単位を太陽電池発電システム１３０（集電装置１３２、複数の集電箱１５０、複数の接続箱１４０および複数の太陽電池１１０）により構成し、太陽電池発電システム１３０の異常診断を行うことができる。なお、この場合、パワコン２０が本発明の「下層単位」である。
【０１５５】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１５６】
なお、今回開示された実施形態は、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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１５７】
例えば、上記実施形態では、実測した発電量を理論発電量で除した比率（システム効率）を用いて、異常診断を行う例について説明したが、言うまでもなく、理論発電量を実測した発電量で除した比率（システム効率の逆数）を用いて、異常診断を行ってもよい。この場合、上記ステップＳ１３およびＳ２２において、制御部により、値Ｌ（ｄ）やＭａ（ｄ）が所定値以下であるか否かを判断させればよい。
【０１５８】
同様に、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）からシステム効率Ｊ（ｄ）を減じることにより、値Ｌ（ｄ）を算出し、他の診断単位のシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）からシステム効率Ｊａ（ｄ）を減じることにより、値Ｍａ（ｄ）を算出した例について説明したが、言うまでもなく、システム効率Ｊ（ｄ）から過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）を減じることにより、値Ｌ（ｄ）を算出し、システム効率Ｊａ（ｄ）から他の診断単位のシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）を減じることにより、値Ｍａ（ｄ）を算出してもよい。この場合、上記ステップＳ１３およびＳ２２において、制御部により、値Ｌ（ｄ）やＭａ（ｄ）が所定値以下であるか否かを判断させればよい。
【０１５９】
また、上記実施形態では、過去データを用いて診断単位３１単体で異常の発生の有無を診断するステップＳ１と、他の診断単位３１との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断するステップＳ２とを設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、過去データを用いて診断単位３１単体で異常の発生の有無を診断するステップＳ１、および、他の診断単位３１との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断するステップＳ２のいずれか一方のみを設けてもよい。過去データを用いて診断単位３１単体で異常の発生の有無を診断するように、制御部を構成すれば、異常診断の対象となる診断単位以外に別の診断単位が存在しない場合であっても、診断単位（太陽電池発電システム）の異常を診断することができる。
【０１６０】
また、上記実施形態では、ステップＳ１で異常が発生していると診断された場合にも、ステップＳ２の処理を行う例について示したが、本発明はこれに限らず、ステップＳ１で異常が発生していると診断された場合には、ステップＳ２を行わず、ステップＳ３に進んでもよい。
【０１６１】
また、上記実施形態では、異常診断を１日単位で行う例について示したが、本発明はこれに限らず、１ヶ月単位、１週間単位または１時間単位などで行ってもよい。
【０１６２】
また、上記実施形態では、演算や診断を行う制御部を管理サーバに設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、太陽電池発電システムの、例えばパワコンなどに、演算や診断を行う制御部を設けてもよい。
【０１６３】
また、上記実施形態では、制御部が、演算および診断を行うように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、演算を行う演算部と、診断を行う診断部とを別々に設けてもよい。この場合、例えば、太陽電池発電システムに演算部を設け、管理サーバに診断部を設けてもよい。
【０１６４】
また、上記実施形態では、日射量の判断の閾値（所定値）を、１．５［ｋＷｈ／ｍ2］にした例について示したが、本発明はこれに限らず、日射量の判断の閾値（所定値）を、例えば１．７５［ｋＷｈ／ｍ2］にしてもよいし、その他の値にしてもよい。
【０１６５】
また、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）からシステム効率Ｊ（ｄ）を減じた値Ｌ（ｄ）が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）をシステム効率Ｊ（ｄ）で除した値が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成してもよい。この場合、判断の閾値（所定値）を、例えば１．２程度にしてもよい。例えば、上記第１実施形態の構成において、判断の閾値（所定値）を１．２にすれば、４つの太陽電池ストリングのうちのいずれかに異常が発生した場合、太陽電池ストリング（診断単位）の異常を確実に検出することが可能である。
【０１６６】
また、上記実施形態では、他の診断単位のシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）から異常診断の対象となる診断単位のシステム効率Ｊａ（ｄ）を減じた値Ｍａ（ｄ）が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、他の診断単位のシステム効率の平均値ＪＡ（ｄ）をシステム効率Ｊａ（ｄ）で除した値が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成してもよい。この場合、判断の閾値（所定値）を、例えば１．２程度にしてもよい。例えば、上記第１実施形態の構成において、判断の閾値（所定値）を１．２にすれば、４つの太陽電池ストリングのうちのいずれかに異常が発生した場合、太陽電池ストリング（診断単位）の異常を確実に検出することが可能である。
【０１６７】
また、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）を算出する際に、ｐ＝３とした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ｐを３以外の値にしてもよい。例えば、ｐ＝３６５や、ｐ＝７３０（＝３６５×２）などにすれば、算出したシステム効率Ｊ（ｄ）を、約１年前や約２年前のシステム効率と比較することができる。これにより、診断単位が経年劣化し、診断単位のシステム効率が図９に示すように徐々に低下する場合にも、制御部により、診断単位の経年劣化（異常）を検出することができる。
【０１６８】
また、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）からシステム効率Ｊ（ｄ）を減じた値Ｌ（ｄ）が所定値Ｅ１以上であるか否かを判断するように、制御部を構成した例について説明したが、本発明はこれに限らず、制御部を、値Ｌ（ｄ）が所定値以下であるか否かも判断し、値Ｌ（ｄ）が所定値（例えば、−１０[％]）以下である場合に、日射計に異常が発生していると診断するように構成してもよい。このように構成すれば、日射計に異常が発生し、理論発電量が少なくなることに起因して、診断単位のシステム効率が図１０や図１１に示すように高くなった場合にも、制御部により、日射計の異常を検出することができる。同様に、過去のシステム効率の平均値Ｊ（Ｄ）をシステム効率Ｊ（ｄ）で除した値が所定値（例えば０．８）以下である場合に、日射計に異常が発生していると判断するように、制御部を構成してもよい。
【０１６９】
また、上記実施形態では、過去データを用いて診断単位単体で異常の発生の有無を判断する場合、過去の複数日間（例えば３日間）のシステム効率の平均値を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、過去の１日間のシステム効率の平均値を用いてもよい。
【０１７０】
また、異常の診断を行う対象の日付のシステム効率Ｊ（ｄ）として、複数日間のシステム効率の平均値を用いてもよい。
【０１７１】
また、上記実施形態では、複数のパワコンが集電装置に電気的に接続されている例について説明したが、本発明はこれに限らず、集電装置を設けなくてもよい。すなわち、パワコンを、集電装置を介することなく、商用電力系統や施設の負荷に電気的に接続させてもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
１  太陽電池異常診断システム
１１  太陽電池ストリング（下層単位）
１２  太陽電池モジュール
２２、１１２、１１３、１３１、１４２、１５２  電力量検出器（発電量計測部）
３０  太陽電池発電システム
３１  診断単位
３１ａ  診断単位（第１診断単位）
３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  診断単位（第２診断単位）
３３  日射計
６２  制御部（演算部、診断部）
６３  記憶部
Ｅ１、Ｅ３  所定値
Ｊ（ｄ）  システム効率（第１期間の比率、第１診断単位の比率）
Ｊ（Ｄ）  システム効率の平均値（第２期間の比率）
ＪＡ（ｄ）  システム効率の平均値（第２診断単位の比率）
Ｌ（ｄ）  減じた値
【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】
2011216811.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011216811.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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