(57)【要約】【課題】  故障箇所のない太陽電池ストリングの情報を必要とせずに、太陽電池ストリングの故障箇所を特定可能な故障診断システム等を提供する。【解決手段】  複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングの故障箇所を推定して診断する故障診断システムであって、太陽電池ストリングの正極又は負極に入力信号を印加する信号発生装置と、入力信号に対する出力信号を観測する波形観測装置と、各出力信号により故障箇所を推定する診断装置とを備える。診断装置は、正極から負極までの距離であるストリング長を記憶する記憶手段と、各出力信号を評価して入力信号の印加から出力信号の観測までの時間である反射波到達時間をそれぞれ決定して記憶手段に記憶させる反射波評価手段と、ストリング長の情報に加え、各反射波到達時間に基づいて故障箇所を推定する演算手段とを備える。【選択図】  図３
2011124401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムであって、
前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、
前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、
前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、
前記診断装置は、
前記太陽電池ストリングの前記正極から前記負極までの距離であるストリング長を記憶する記憶手段と、
前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる反射波評価手段と、
前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定する演算手段とを備える、故障診断システム。
【請求項２】
前記太陽電池ストリングに接続可能であり、前記太陽電池ストリングにより伝達された信号を減衰して反射させない減衰器と、
前記正極又は前記負極と前記信号発生装置又は前記減衰器との接続を切り替える切替部と、
前記切替部の接続動作を制御する切替制御部を備え、
前記切替制御部が前記切替部に前記正極又は前記負極のいずれか一方の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とし、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、及び、前記切替制御部が前記切替部に前記一方の極とは反対側の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とし、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間を決定し、
前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が異なると判断される場合に、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、
前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が等しいと判断される場合には、
前記切替制御部は、前記信号発生装置を接続させた極とは反対側の極と前記減衰器とを接続させ、
前記波形観測装置は、前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を観測し、
前記反射波評価手段は、反射波の有無を判断し、
反射波があると判断された場合には、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、
反射波がないと判断された場合には、前記診断装置は、前記太陽電池ストリングが正常であると推定して診断する、請求項１記載の故障診断システム。
【請求項３】
前記太陽電池ストリングに接続可能であり、前記太陽電池ストリングにより伝達された信号を減衰して反射させない減衰器と、
前記正極又は前記負極と前記信号発生装置又は前記減衰器との接続を切り替える切替部と、
前記切替部の接続動作を制御する切替制御部を備え、
前記切替制御部は、前記切替部に前記正極又は前記負極のいずれか一方の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記一方の極とは反対側の極と前記減衰器とを接続させ、
前記反射波評価手段は、前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波の有無を判断し、
反射波がないと判断された場合には、前記診断装置は、前記太陽電池ストリングが正常であると推定して診断し、
反射波があると判断された場合には、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、及び、前記切替制御部が前記切替部に接続を切り替えさせることにより前記反対側の極と前記信号発生装置とを接続させ、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間を決定し、前記診断装置は、前記故障箇所を推定する、請求項１記載の故障診断システム。
【請求項４】
複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断装置であって、
前記太陽電池ストリングの正極から負極までの距離であるストリング長又は前記太陽電池モジュールの枚数を記憶する記憶手段と、
前記ストリング長又は前記太陽電池モジュールの枚数の情報に加え、信号発生装置が前記太陽電池ストリングの正極又は負極のいずれか一方の極に順に接続される度に入力信号を生成して前記太陽電池ストリングに印加したときに波形観測装置により観測された２つの反射波を比較して得られた情報に基づいて、前記太陽電池ストリングの故障箇所を推定する演算手段とを備える故障診断装置。
【請求項５】
複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムにおける故障診断方法であって、
前記故障診断システムは、
前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、
前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、
前記太陽電池ストリングの前記正極から前記負極までの距離であるストリング長Ｌ1を記憶する記憶手段を有し、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、
前記診断装置が有する反射波評価手段が、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間Ｔ1及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間Ｔ2をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる評価ステップと、
前記診断装置が有する演算手段が、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離Ｌxを式（１）により演算して前記太陽電池ストリングの前記故障箇所を推定する推定ステップを含む、故障診断方法。
【数１】
2011124401.tif 000006
【請求項６】
複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムにおける故障診断方法であって、
前記故障診断システムは、
前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、
前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、
前記太陽電池ストリングの枚数Ｎ1を記憶する記憶手段を有し、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、
前記診断装置が有する反射波評価手段が、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間Ｔ1及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間Ｔ2をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる評価ステップと、
前記診断装置が有する演算手段が、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの太陽電池モジュールの枚数Ｎxを式（２）により演算して前記太陽電池ストリングの前記故障箇所を推定する推定ステップを含む、故障診断方法。
【数２】
2011124401.tif 000007
【請求項７】
コンピュータに請求項５又は６記載の故障診断方法を実行させるためのプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システム、故障診断装置、故障診断方法、プログラム及び記憶媒体に関し、特に、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、経年劣化による太陽電池の出力低下などの故障や不具合などの事例が報告されている。そこで、例えば、太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングにおける太陽電池パネルの故障箇所を発見する手法が開発されてきている。
【０００３】
特許文献１記載の手法は、故障箇所のない太陽電池ストリングの一方の端に信号発生器及び波形観測装置を接続し、太陽電池ストリングの他方の端は開放端とする第１接続形態と、故障箇所診断対象である太陽電池ストリングの一方の端に信号発生器及び波形観測装置を接続する第２接続形態において、第１接続形態における波形観測装置による観測信号（太陽電池ストリングから反射される出力信号）と第２接続形態における波形観測装置による観測信号との差信号波形の立ち上がり及び立ち下がりが閾値を越える時間をそれぞれＴa及びＴbとし、第２接続形態において、信号発生器から開放端までの距離をＬAとし、信号発生器から故障箇所までの距離Ｌcを、Ｌc＝（Ｔa／Ｔb）×ＬAにより求めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の手法では、第２接続形態における故障箇所診断対象である太陽電池ストリングからの観測信号だけでなく、第１接続形態における故障箇所のない太陽電池ストリングからの観測信号も必要となる。故障診断にあたっては、現場に存在する故障箇所診断対象の太陽電池ストリングからの（第２接続形態での）観測信号を得ることは容易である。
【０００６】
しかしながら、一般に、実際に設置されている太陽電池ストリングの観測信号は、設置環境に大きく影響される。例えば、信号発生器から太陽電池ストリングまでのケーブルの長さだけでも、太陽電池ストリングの観測信号は大きく影響される。そのため、特許文献１に記載されているように、故障箇所のない太陽電池ストリングからの（第１接続形態での）出力信号を得ることも前提とした故障診断では、故障箇所を特定するための情報を取得することが困難であり、簡便に故障診断を実行するための前提条件が十分に考慮されているとは言い難い。
【０００７】
よって、本願発明は、故障箇所のない太陽電池ストリングの情報を必要とせずに、太陽電池ストリングの故障箇所を特定可能な故障診断システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムであって、前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、前記診断装置は、前記太陽電池ストリングの前記正極から前記負極までの距離であるストリング長を記憶する記憶手段と、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる反射波評価手段と、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定する演算手段とを備える。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の故障診断システムであって、前記太陽電池ストリングに接続可能であり、前記太陽電池ストリングにより伝達された信号を減衰して反射させない減衰器と、前記正極又は前記負極と前記信号発生装置又は前記減衰器との接続を切り替える切替部と、前記切替部の接続動作を制御する切替制御部を備え、前記切替制御部が前記切替部に前記正極又は前記負極のいずれか一方の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とし、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、及び、前記切替制御部が前記切替部に前記一方の極とは反対側の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記減衰器は前記正極にも前記負極にも非接続とし、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間を決定し、前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が異なると判断される場合に、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、前記正極反射波到達時間と前記負極反射波到達時間が等しいと判断される場合には、前記切替制御部は、前記信号発生装置を接続させた極とは反対側の極と前記減衰器とを接続させ、前記波形観測装置は、前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を観測し、前記反射波評価手段は、反射波の有無を判断し、反射波があると判断された場合には、前記診断装置は、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離を、前記ストリング長の情報に加え、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間に基づいて推定し、反射波がないと判断された場合には、前記診断装置は、前記太陽電池ストリングが正常であると推定して診断する。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の故障診断システムであって、前記太陽電池ストリングに接続可能であり、前記太陽電池ストリングにより伝達された信号を減衰して反射させない減衰器と、前記正極又は前記負極と前記信号発生装置又は前記減衰器との接続を切り替える切替部と、前記切替部の接続動作を制御する切替制御部を備え、前記切替制御部は、前記切替部に前記正極又は前記負極のいずれか一方の極と前記信号発生装置とを接続させると共に前記一方の極とは反対側の極と前記減衰器とを接続させ、前記反射波評価手段は、前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波の有無を判断し、反射波がないと判断された場合には、前記診断装置は、前記太陽電池ストリングが正常であると推定して診断し、反射波があると判断された場合には、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、及び、前記切替制御部が前記切替部に接続を切り替えさせることにより前記反対側の極と前記信号発生装置とを接続させ、前記反射波評価手段が前記信号発生装置により印加された入力信号の反射波を評価することにより、前記正極反射波到達時間及び前記負極反射波到達時間を決定し、前記診断装置は、前記故障箇所を推定する。
【００１１】
請求項４に係る発明は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断装置であって、前記太陽電池ストリングの正極から負極までの距離であるストリング長又は前記太陽電池モジュールの枚数を記憶する記憶手段と、前記ストリング長又は前記太陽電池モジュールの枚数の情報に加え、信号発生装置が前記太陽電池ストリングの正極又は負極のいずれか一方の極に順に接続される度に入力信号を生成して前記太陽電池ストリングに印加したときに波形観測装置により観測された２つの反射波を比較して得られた情報に基づいて、前記太陽電池ストリングの故障箇所を推定する演算手段とを備える。
【００１２】
請求項５に係る発明は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムにおける故障診断方法であって、前記故障診断システムは、前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、前記太陽電池ストリングの前記正極から前記負極までの距離であるストリング長Ｌ1を記憶する記憶手段を有し、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、前記診断装置が有する反射波評価手段が、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間Ｔ1及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間Ｔ2をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる評価ステップと、前記診断装置が有する演算手段が、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの距離Ｌxを式（１）により演算して前記太陽電池ストリングの前記故障箇所を推定する推定ステップを含む。
【００１３】
請求項６に係る発明は、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイの故障箇所を推定して診断する故障診断システムにおける故障診断方法であって、前記故障診断システムは、前記太陽電池ストリングの正極に接続されて負極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である正極入力信号及び前記負極に接続されて前記正極には接続されないときの前記太陽電池ストリングへの入力信号である負極入力信号を発生させて印加することが可能な信号発生装置と、前記正極入力信号に対する反射波であって前記正極から出力される出力信号である正極出力信号及び前記負極入力信号に対する反射波であって前記負極から出力される出力信号である負極出力信号を観測することが可能な波形観測装置と、前記太陽電池ストリングの枚数Ｎ1を記憶する記憶手段を有し、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号により前記故障箇所を推定する診断装置とを備え、前記診断装置が有する反射波評価手段が、前記波形観測装置により観測された前記正極出力信号及び前記負極出力信号を評価して、前記正極入力信号の印加から前記正極出力信号の観測までの時間である正極反射波到達時間Ｔ1及び前記負極入力信号の印加から前記負極出力信号の観測までの時間である負極反射波到達時間Ｔ2をそれぞれ決定して、前記記憶手段に記憶させる評価ステップと、前記診断装置が有する演算手段が、前記正極又は前記負極から前記故障箇所までの太陽電池モジュールの枚数Ｎxを式（２）により演算して前記太陽電池ストリングの前記故障箇所を推定する推定ステップを含む。
【００１４】
請求項７に係る発明は、コンピュータに請求項５又は６記載の故障診断方法を実行させるためのプログラムである。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１６】
【数１】
2011124401.tif 000003
【００１７】
なお、太陽電池ストリングの正極及び負極のそれぞれに対して、信号発生装置を１つずつ備える構成としてもよい。同様に、正極及び負極のそれぞれに対して、波形観測装置を１つずつ備える構成としてもよい。
【００１８】
また、いずれの極から印加した信号に由来する出力信号であるかを明確にするために、例えば一方の極への入力信号と異なる波形の入力信号を反対側の極に印加するとしてもよい。具体的には、一方の極には立ち上がりの入力信号を印加し、反対側の極には立ち下がりの入力信号を印加するとしてもよい。
【００１９】
さらに、太陽電池ストリングの正極又は負極と信号発生装置又は減衰器との接続を切替部及び切替制御部が切り替える代わりに、手動で切り替えるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本願の各請求項に係る発明によれば、故障箇所のない太陽電池ストリングに関する情報を必要としない。故障診断対象となる太陽電池ストリングのみから得られる情報（具体的には、ストリング長等及び正極又は負極に印加された信号に対する出力信号から得られる情報）のみによって故障診断を行うことが可能となる。
【００２１】
しかも、一般に、太陽電池ストリングの正極と負極は近接して設置されている。そのため、信号発生装置及び波形観測装置について、太陽電池ストリングの正極又は負極への接続を切り替える手間は非常に小さい。よって、本願の各請求項に係る発明によれば、故障箇所のない太陽電池ストリングからの出力信号に関する情報を用意するよりも、大幅なコスト削減が可能となる。
【００２２】
さらに、本願の各請求項に係る発明によれば、故障診断対象となる太陽電池ストリングの正極及び負極の両極から信号を印加する。少なくとも故障箇所が中心部になければ、正極及び負極で観測される反射波の情報は異なる。したがって、開放端側の正極又は負極付近で故障した太陽電池ストリングの故障診断も容易となる。故障箇所のない太陽電池ストリングからの出力信号と開放端側の正極又は負極付近で故障した太陽電池ストリングからの出力信号とは区別が難しいことを考慮すると、特筆すべき効果である。
【００２３】
さらに、請求項２に係る発明によれば、正極反射波到達時間と負極反射波到達時間に差が小さい場合も太陽電池ストリングの故障診断が容易となる。減衰器を接続したときの反射波の有無からも太陽電池ストリングが故障を有するか否かの診断を行うことが可能となるためである。したがって、故障箇所が中心部付近であっても、太陽電池ストリングの故障診断を行うことが容易となる。
【００２４】
さらに、請求項３に係る発明によれば、太陽電池ストリングの正極又は負極のいずれか一方の極から入力信号を印加して反射波が観測されない場合、その時点で故障診断対象の太陽電池ストリングが正常であると診断することが可能である。そのため、太陽電池ストリングが正常の場合、切替制御部が切替部に太陽電池ストリングと信号発生装置との接続を切り替えさせることなく、診断することが可能となる。すなわち、反対側の極から入力信号を印加する手間を省くことも可能であり、太陽電池ストリングの故障診断がさらに容易となる。
【００２５】
さらに、請求項５及び６に係る発明によれば、数式の計算結果から故障箇所を特定することが可能となり、太陽電池ストリングの故障診断がさらに容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】設置された太陽光発電システムの一般的な構成を示す図である。
【図２】太陽電池アレイの構成の概要を示す図である。
【図３】本願発明に係る故障診断システムの概要を示すブロック図である。
【図４】本願発明に係る故障診断（実施例１）の概要を示すフロー図である。
【図５】本願発明に係る故障診断（実施例２）の概要を示すフロー図である。
【図６】シミュレーションにおけるモデルの一例を示す図である。
【図７】図６のモデルにおいて減衰器モデル８３を接続しないときの正極出力信号及び負極出力信号の一例である。
【図８】図７の正極出力信号から負極出力信号を差し引いた差分波形である。
【図９】図７の正極出力信号及び負極出力信号の微分波形である。
【図１０】図６のモデルにおいて、減衰器モデル８３を接続したときの正極出力信号及び負極出力信号の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本願発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
まず、故障診断の対象となる太陽光発電システムについて説明する。図１は、設置された太陽光発電システムの一般的な構成を示す図である。図２は、太陽電池アレイの構成の概要を示す図である。
【００２９】
図１に示すように、建物に設置される太陽電池アレイ１は、一般に屋根等の屋外に設置される。通常、太陽電池アレイ１は、並列接続される複数の太陽電池ストリング３を有しており、各太陽電池ストリング３は、直列接続される複数の太陽電池モジュール５を有する。太陽電池アレイ１で発電された電気は、直流電流としてケーブル７内を流れ、中継端子箱９（本願請求項の「切替部」の一例）を経由してパワーコンディショナ１１に達する。パワーコンディショナ１１は、太陽電池アレイ１の出力レベルを表示すると共に、太陽電池アレイが出力した直流電流を交流電流に変換する。交流に変換された電流は、分電盤１３によって住宅内電気負荷１５において消費されるか、電力の売買のための電力量計１７を介して商用電力系統１９に売電される。それぞれの機器の間もケーブルによって接続されている。
【００３０】
ここで、図２に示すように、太陽電池の出力値を安定的に増大させるために、太陽電池アレイ１は、通常、複数の太陽電池モジュール５を直列に接続した太陽電池ストリング３を、中継端子箱９において並列に接続して構成されている。
【００３１】
中継端子箱９において１つの太陽電池ストリングにのみ接続するように接続を切り替えることにより、太陽電池ストリング毎の出力レベルを、例えばパワーコンディショナ１１に表示させて得ることも可能である。また、入力信号を故障診断対象の太陽電池ストリング３に印加する際は、中継端子箱９にて故障診断対象の太陽電池ストリング３のみを接続するように接続を切り替えて入力信号を後述する入力信号装置２３から印加し、故障診断対象の太陽電池ストリング３から反射される出力信号を後述する波形観測装置２５を用いて観測する。図１に示すように、中継端子箱９は通常は地面付近に設置されている。そのため、故障対象とする太陽電池ストリング３の切り替えや信号の印加及び観測といった一連の故障診断に関する作業は地面付近で行われる。したがって、本願発明に係る故障診断手法は、設置環境における故障診断でありながら、屋根の上など足場の悪い実際の設置場所で行う故障診断の手法に比べて手間がかからない上に危険を伴わないという点で、格段に実施しやすいものである。この点は、太陽電池モジュール５がマトリクス状に電気的に接続されている中から故障した１つの太陽電池モジュール５を発見する際に優れた効果を有する。メガソーラーのような大規模な太陽光発電システムにおいては特に重要となる。
【００３２】
以下では、図３を用いて本願発明に係る故障診断システムについて説明する。図３は、本願発明に係る故障診断システムの概要を示すブロック図である。
【００３３】
本願発明に係る故障診断システム２７は、信号発生装置２３と、波形観測装置２５と、診断装置２８と、切替部３１と、切替制御部３２とを備える。信号発生装置２３は、診断対象の太陽電池ストリング３に対して入力信号を生成して印加する。波形観測装置２５は、入力信号を太陽電池ストリング３に対して印加したときに太陽電池ストリング３から反射される出力信号を観測する。診断装置２８は、波形観測装置２５が観測した出力信号から太陽電池ストリング３の故障箇所を推定して診断する。切替部３１は、信号発生装置２３と太陽電池ストリング３の端子である正極２９又は負極３０との接続を切り替える。また、切替部３１は、波形観測装置２５と正極２９又は負極３０との接続も切り替える。正極２９及び負極３０は、それぞれケーブル７１又はケーブル７２を介して切替部３１と接続される。切替制御部３２は、切替部３１の接続動作を制御する。
【００３４】
切替部３１は、減衰器３３を有する。減衰器３３は、信号発生装置２３及び波形観測装置２５が接続された正極２９又は負極３０のいずれか一方の極とは反対側の極に接続可能である。ここで、信号発生装置２３及び波形観測装置２５と減衰器３３とを同一の極に接続させないのは、印加前の入力信号や観測前の出力信号を減衰器３３で減衰させないためである。減衰器３３と太陽電池ストリング３との接続も、切替制御部３２が切替部３１を制御して切り替えさせる。
【００３５】
信号発生装置２３及び波形観測装置２５が接続された極とは反対側の極は、減衰器３３が接続されるか、又は、減衰器３３が接続されずに開放端とされる。開放端に入力信号が達した場合、反射波が生成される。故障診断システム２７において診断する故障箇所に入力信号が達した場合も、反射波が生成される。一方、減衰器３３に達した信号は、減衰されて反射波は生成されない。
【００３６】
ここで、以下の説明で使用する用語を定義する。「正極入力信号」は、信号発生装置２３を正極２９に接続したときの入力信号である。「負極入力信号」は、負極３０に接続したときの入力信号である。また、「正極出力信号」は、正極入力信号に対する反射波であって、正極２９から出力される出力信号である。「負極出力信号」は、負極入力信号に対する反射波であって、負極３０から出力される出力信号である。さらに、「正極反射波到達時間」は、正極入力信号が印加されてから正極出力信号が観測されるまでの時間である。「負極反射波到達時間」は、負極入力信号が印加されてから負極出力信号が観測されるまでの時間である。さらに、「ストリング長」とは、太陽電池ストリング３の正極２９から負極３０までの距離である。
【００３７】
診断装置２８は、記憶部３５（本願請求項の「記憶手段」の一例）と、反射波評価部３７（本願請求項の「反射波評価手段」の一例）と、演算部３９（本願請求項の「演算手段」の一例）とを備える。記憶部３５は、太陽電池ストリング３の正極２９から負極３０までの距離であるストリング長Ｌ1を記憶する。反射波評価部３７は、波形観測装置２５により観測された正極出力信号及び負極出力信号を評価する。また、反射波評価部３７は、正極反射波到達時間及び負極反射波到達時間をそれぞれ決定して、記憶部３５に記憶させる。演算部３９は、正極２９又は負極３０から故障箇所までの距離を演算して推定する。このとき、ストリング長の情報に加え、正極反射波到達時間及び負極反射波到達時間に基づいて演算が行われる。
【００３８】
ここで、正極反射波到達時間及び負極反射波到達時間を評価する際、正確を期して、ストリング長に信号発生装置２３から正極２９又は負極３０までのケーブル７の長さを含めることも考えられる。しかし、実際には、信号発生装置２３から正極２９又は負極３０までのケーブル７中において入力信号は非常に早く伝播する。一方、太陽電池ストリング３の中では入力信号は遅く伝播する。したがって、信号が信号発生装置２３から正極２９又は負極３０まで伝播するのに要する時間は、反射波到達時間全体と比較して問題にならないほど短い。
【００３９】
以下においても、入力信号又は反射波の信号が信号発生装置２３から正極２９又は負極３０までのケーブル７を伝播する時間については、無視することとする。このことにより、故障箇所を簡便に推定可能となる。
【００４０】
以下では、図４を用いて本願発明に係る故障診断の手順の一例について説明する。図４は、本願発明に係る故障診断手法の第１実施例の概要を示すフロー図である。後に説明する実施例２のフローと異なり、フロー当初は、減衰器３３を接続しない。
【００４１】
＜第１切替〜第１評価＞
第１切替ステップＳ１−１において、切替制御部３２が、切替部３１に信号発生装置２３及び波形観測装置２５を正極２９又は負極３０のいずれか一方に接続させる。ここで、信号発生装置２３及び波形観測装置が接続された太陽電池ストリングの極を「１Ａ極」とする。ステップＳ１−１においては、減衰器３３は太陽電池ストリング３のいずれの極にも接続されていない。
【００４２】
続いて、第１印加ステップＳ１−２において、信号発生装置２３が、入力信号を生成して太陽電池ストリング３に対して印加する。故障診断対象である太陽電池ストリング３が正常であれば、印加された入力信号は太陽電池ストリング３の１Ａ極とは反対側の極（以下、「１Ｂ極」とする）で反射される。太陽電池ストリング３のどこかに故障があれば、入力信号はその故障箇所で反射される。
【００４３】
第１観測ステップＳ１−３において、波形観測装置２５が、故障箇所又は１Ｂ極で反射されて１Ａ極から出力された出力信号を観測する。第１評価ステップＳ１−４において、反射波評価部３７が、観測された出力信号を評価し、入力信号の印加から出力信号の観測までの時間である反射波到達時間Ｔ１を決定して、記憶部３５にＴ１を記憶させる。
【００４４】
＜第２切替〜第２評価＞
続いて、第２切替ステップＳ１−５において、切替制御部３２が、切替部３１に信号発生装置２３及び波形観測装置２５を１Ｂ極に接続させる。ステップＳ１−５においても、減衰器３３は太陽電池ストリング３のいずれの極にも接続されていない。続いて、第２印加ステップＳ１−６において、信号発生装置２３が、入力信号を生成して太陽電池ストリング３に対して印加する。第２観測ステップＳ１−７において、波形観測装置２５が、故障箇所又は１Ａ極で反射されて１Ｂ極から出力された出力信号を観測する。第２評価ステップＳ１−８において、反射波評価部３７が、観測された出力信号を評価し、入力信号の印加から出力信号の観測までの時間である反射波到達時間Ｔ２を決定して、記憶部３５にＴ２を記憶させる。
【００４５】
＜第１判定〜故障診断＞
第１判定ステップＳ１−９において、演算部３９が、Ｔ１及びＴ２が等しいか否かを判定する。Ｔ１とＴ２とが異なる場合、故障箇所が存在すると判断する。故障箇所推定ステップＳ１−１４において、演算部３９が、１Ａ極から故障箇所までの距離Ｌｘを、Ｌｘ＝Ｌ１×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）（本願請求項の式（１）に対応）に基づいて演算し、故障箇所を推定してフローを終了する。
【００４６】
Ｔ１とＴ２とが等しい場合には、２つのケースが考えられる。１つ目のケースは、故障診断となる太陽電池ストリング３のちょうど真ん中に故障箇所が存在するケースである。２つ目のケースは、太陽電池ストリング３に故障箇所が存在しないケースである。これら２つのケースの判定のため、以下の処理により故障診断を行う。第３切替ステップＳ１−１０において、切替制御部３２が、切替部３１に対して、信号発生装置２３及び波形観測装置２５を１Ｂ極に接続させたまま、減衰器３３を１Ａ極に接続させる。続いて、第３印加ステップＳ１−１１において、信号発生装置２３が、入力信号を生成して太陽電池ストリング３に対して印加する。第３観測ステップＳ１−１２において、波形観測装置２５が、１Ｂ極から出力された出力信号を観測する。ただし、減衰器３３を１Ａ極に接続しているため、入力信号が減衰されて出力信号が反射されないこともあり得る。第２判定ステップＳ１−１３において、反射波評価部３７が、ステップＳ１−１９において反射波が観測されたか否かを判定する。反射波が観測されれば、太陽電池ストリング３に故障が存在することになるため、故障箇所推定ステップＳ１−１４において、演算部３９がＬｘを演算し、故障箇所を推定してフローを終了する。
【００４７】
また、第２判定ステップＳ１−１３において、反射波がなければ、故障診断対象である太陽電池ストリング３に故障箇所がないと評価され、ステップＳ１−１５において、診断装置２８が、太陽電池ストリング３は正常であると診断してフローを終了する。
【００４８】
なお、反射波評価部３７は、ステップＳ１−４及びステップＳ１−８においてそれぞれＴ１及びＴ２を決定する代わりに、ステップＳ１−８で、観測後にまとめてＴ１及びＴ２を決定してもよい。
【００４９】
また、ステップＳ１−９において、Ｔ１及びＴ２が等しいか否かは、反射波評価部３７が判定してもよい。
【００５０】
さらに、ステップＳ１−１０において、信号発生装置２３を接続させる極とは反対側に減衰器３３を接続させればよく、切替制御部３２は、信号発生装置２３を１Ａ極に接続させ、減衰器３３を１Ｂ極に接続させてもよい。
【００５１】
さらに、ステップＳ１−４又はステップＳ１−８において、反射波到達時間が異常に短い場合には、ケーブル７１又は７２のうち信号発生装置２３に近い側の故障の可能性があると診断してもよい。そのため、診断装置２８は、ケーブル７１又は７２の故障と診断してもよく、又は、正極又は負極のうち信号発生装置２３に近い側の極において故障であるとの診断に併せてケーブル７１又は７２の故障の可能性があると診断してもよい。
【実施例２】
【００５２】
続いて、図５を用いて他の実施例について説明する。図５は、本願発明に係る故障診断手法の第２実施例の概要を示すフロー図であり、減衰器３３をフロー当初から接続するものである。以下、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００５３】
＜第１切替〜第１観測＞
第１切替ステップＳ２−１において、切替制御部３２が、切替部３１に信号発生装置２３及び波形観測装置２５を太陽電池ストリング３の正極２９又は負極３０のいずれかに接続させる。ここで、信号発生装置２３が接続された太陽電池ストリングの極を「２Ａ極」とする。また、切替制御部３２が、切替部３１に減衰器３３を太陽電池ストリング３の２Ａ極とは反対側の極（以下、「２Ｂ極」とする）に接続させる。続いて、第１印加ステップＳ２−２において、信号発生装置２３が、入力信号を生成して太陽電池ストリング３に対して印加する。第１観測ステップＳ２−３において、波形観測装置２５が、２Ａ極から出力された出力信号を観測し、少なくとも太陽電池ストリング３の故障箇所における反射波があれば、この反射波を観測する。
【００５４】
＜第１判定〜故障診断＞
第１判定ステップＳ２−４において、反射波評価部３７が、反射波が観測されたか否かを判定する。反射波が観測されていなければ、ステップＳ２−５において、診断装置２８が、太陽電池ストリング３は正常であると診断してフローを終了する。反射波が観測されていれば、第１評価ステップＳ２−６に進み、反射波評価部３７が、入力信号の印加から出力信号の観測までの時間である反射波到達時間Ｔ１を決定して、記憶部３５にＴ１を記憶させる。続いて、第２切替ステップＳ２−７において、切替制御部３２が、切替部３１に対して、減衰器３３を２Ｂ極とは非接続とすると共に、信号発生装置２３及び波形観測装置２５を太陽電池ストリング３の２Ｂ極に接続させる。
【００５５】
ここで、以下の処理は故障箇所からの反射波を観測するためのものであり、減衰器３３は、２Ａ極に接続させてもよいし、接続させずともよい。第２印加ステップＳ２−８において、信号発生装置２３が、入力信号を生成して２Ｂ極に印加する。第２観測ステップＳ２−９において、波形観測装置２５が、太陽電池ストリング３の２Ｂ極から出力された出力信号を観測する。第２評価ステップＳ２−１０において、反射波評価部３７が、観測された出力信号を評価し、入力信号の印加から出力信号の観測までの時間である反射波到達時間Ｔ２を決定して、記憶部３５にＴ２を記憶させる。故障箇所推定ステップＳ２−１１において、演算部３９が、信号発生装置２３から故障箇所までの距離ＬｘをＬｘ＝Ｌ１×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）（本願請求項の式（１）に対応）に基づいて演算し、故障箇所を推定してフローを終了する。
【００５６】
ここで、実施例１及び実施例２のフローを比較する。
【００５７】
図４に示す実施例１のフローにおいては、太陽電池ストリング３に故障箇所が存在する場合は、Ｔ１及びＴ２が等しくない限り、減衰器３３を用いずに故障診断が行われる。一般的に、故障が存在してＴ１及びＴ２が等しいケースは少ない。また、通常、信号発生装置２３の接続を切り替えること手間は、新たに減衰器３３を太陽電池ストリング３に接続する手間に比べると小さいものである。したがって、例えば太陽電池ユーザーからの依頼で特定の太陽電池ストリング３の故障診断を行う場合等、故障診断対象である太陽電池ストリング３が故障している可能性が高い場合には、実施例１のフローが有用である。
【００５８】
一方、図５に示す実施例２のフローにおいては、太陽電池ストリング３にフロー当初から減衰器３３を接続させる。太陽電池ストリング３が故障箇所を有しない場合、切替動作は第１切替ステップＳ２−１のみで済む。したがって、例えば定期診断を行う場合等、故障診断対象の太陽電池ストリングが正常である可能性が高い場合には、実施例２のフローが有用である。
【実施例３】
【００５９】
続いて、よりシンプルな故障診断の方式として、何枚目の太陽電池モジュール５が故障しているかについて判断する処理について説明する。
【００６０】
すなわち、図３の記憶部３５には、ストリング長Ｌ１に代えて、太陽電池ストリング３が有する太陽電池モジュール５の全枚数Ｎ１を記憶させる。そして、演算部３９は、図４の故障箇所推定ステップＳ１−１４又は図５の故障箇所推定ステップＳ２−１１において、正極又は負極から故障位置までの太陽電池モジュール５の枚数ＮｘをＮｘ＝Ｎ１×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）（本願請求項の式（２）に対応）に基づいて演算し、故障箇所を推定して診断する。
【００６１】
実施例３の処理は、実施例１及び実施例２の処理と比較して、故障した太陽電池モジュールを容易に特定できる。そのため、例えば故障した太陽電池モジュールの交換を目的とする場合のように、故障している太陽電池モジュールを特定すれば十分な場合、実施例３の故障診断フローが特に有効であると考えられる。
【００６２】
以下では、太陽電池ストリング３のモデルに対して、本願実施の形態に係るフローを適用したシミュレーションについて説明する。
【００６３】
まず、図６及び図７を参照して、シミュレーションに用いたモデルの一例について説明する。図６は、シミュレーションモデル５１の一例を示す図である。
【００６４】
図６に示すシミュレーションモデル５１において、信号発生装置２３と、抵抗５３と、ケーブル７１のモデルであるケーブルモデル５５1と、太陽電池ストリング３のモデルである太陽電池ストリングモデル５７と、ケーブル７２のモデルであるケーブルモデル５５2が順に直列に接続される。ケーブル５５2の接続されていない側の端は、接続端子８１により減衰器３３のモデルである減衰器モデル８３が接続され、又は、接続せずに開放端とされる。
【００６５】
信号発生装置２３から印加された入力信号は、太陽電池ストリング５７の故障箇所又は開放端で反射され、図示を省略する波形観測装置２５によって観測される。
【００６６】
図６の太陽電池ストリングモデル５７において、１２枚の太陽電池モジュール５のモデルが直列に接続されている。太陽電池モジュール５のモデルは、故障箇所のない太陽電池モジュールのモデルである正常モデル５８と故障している太陽電池モジュールのモデルである故障モデル５９が区別されている。図６では、太陽電池ストリングモデル５７の正極２９が信号発生装置２３側に接続されており、正極２９側から数えて３枚目の太陽電池モジュールが故障しているとする。太陽電池ストリングモデル５７の負極３０から入力信号を印加する際には、負極３０を信号発生装置２３側に接続する。
【００６７】
図６のケーブルモデル５５1において、抵抗６１並びに直列に接続された抵抗６３及びコイル６５が並列に接続されて部分回路６７を形成している。３つの部分回路６７1、６７2及び６７3が順に直列に接続されている。また、３つの部分回路６７1、６７2及び６７3の間をつなぐ２つの経路はそれぞれ分岐しており、それぞれコンデンサ６９1及び６９2を介して接地されている。
【００６８】
図６の正常モデル５８において、コンデンサ７１及び抵抗７３が並列に接続されて部分回路７４を形成しており、コイル７５、部分回路７４、コイル７６が順に直列に接続されている。また、コイル７５、部分回路７４、コイル７６の間をつなぐ２つの経路はそれぞれ分岐しており、それぞれコンデンサ７７1及び７７2を介して接地されている。
【００６９】
図６の故障モデル５９は、正常モデル５８において、正極側に故障による高抵抗化が生じたものである。すなわち、故障モデル５９において、正極側正常モデルとコイル７９（正常モデル５８のコイル７５に対応）との間に抵抗８０が接続されている。抵抗８０によって、故障による高抵抗化が表現されている。
【００７０】
図６の減衰器モデル８３は、接続端子８１と抵抗８４が直列に接続され、接続端子８１とは反対の端子が開放端である。接続端子８１、抵抗８４及び開放端の間をつなぐ２つの経路はそれぞれ分岐しており、それぞれ抵抗８５1及び８５2を介して接地されている。減衰器に入力された信号は、接地された分岐へと流れて反射されない。
【００７１】
続いて、図７を参照して、波形観測装置２５が観測した出力信号から故障箇所を診断する流れについて説明する。図７は、減衰器モデル８３を接続しない場合の太陽電池ストリングモデル５７の（ａ）正極出力信号及び（ｂ）負極出力信号の一例を示す図である。
【００７２】
図７（ａ）において、太陽電池ストリングモデル５７が有する１２枚の太陽電池モジュール５のうち、正極から見て３枚目、６枚目又は９枚目の太陽電池モジュールが故障している場合の正極出力信号と、故障箇所のない太陽電池ストリングモデルからの正極出力信号が示されている。ＴＦ３Ｐ、ＴＦ６Ｐ、ＴＦ９Ｐ及びＴＦ０Ｐは、それぞれ、正極入力信号の印加から各正極出力信号の立ち上がりの変曲点まで時間とした正極反射波到達時間を示す。図７より、ＴＦ３Ｐ＜ＴＦ６Ｐ＜ＴＦ９Ｐ＜ＴＦ０Ｐであり、入力印加後に太陽電池ストリング３で反射されて観測されるまでの信号経路の長短の順と一致している。
【００７３】
同様に、図７（ｂ）において、正極から見て３枚目、６枚目又は９枚目の太陽電池モジュールが故障している場合の負極出力信号と、故障箇所のない太陽電池ストリングモデルからの負極出力信号が示されている。同様に決定された負極反射波到達時間が、それぞれＴＦ０Ｍ、ＴＦ３Ｍ、ＴＦ６Ｍ、ＴＦ９Ｍとして示されている。図７（ｂ）より、ＴＦ９Ｍ＜ＴＦ６Ｍ＜ＴＦ３Ｍ＜ＴＦ０Ｍであり、これも入力信号印加後に太陽電池ストリング３で反射されて観測されるまでの信号経路の長短の順と一致している。
【００７４】
ここで、図８及び図９を参照して、出力信号から反射波到達時間を判断する手法を２つ説明する。図８は、正極出力信号から負極出力信号を差し引いた差分波形の一例である。図９は、（ａ）正極出力信号及び（ｂ）負極出力信号の微分波形の一例である。
【００７５】
第１に、正極出力信号から負極出力信号を差し引いた差分波形の変曲点から反射波到達時間を求める手法である。図８において、正極２９に近い太陽電池モジュールが故障した場合（３枚目及び６枚目が故障した場合）、差分波形は主に電圧が正の領域に現れている。一方、負極３０に近い太陽電池モジュール５が故障した場合（９枚目が故障した場合）、差分波形は主に電圧が負の領域に現れている。いずれの場合も、差分波形の立ち上がりにおける変曲点から正極反射波到達時間を読み取り、差分波形の立ち下がりにおける変曲点から負極反射波到達時間を読み取る。
【００７６】
第２に、出力信号の微分波形の極大値から反射波到達時間を求める手法である。出力信号波形の変曲点は、図９（ａ）及び（ｂ）に示した微分波形の極大値として現れており、それらの極大値から正極反射波到達時間及び負極反射波到達時間を読み取る。波形からは変曲点よりも極大となる点の方が読み取りやすいため、差分波形を用いるよりも微分波形を用いる方が反射波到達時間の特定に正確を期すことができる。
【００７７】
続いて、表１及び表２を参照して、太陽電池モジュールの枚数（１２枚）及び図９の出力信号波形の微分波形から求めた反射波到達時間（表１の第１計測値）を基に、実施例３にある数式（本願請求項の式（２）に対応）により故障箇所を推定した結果（表２の第１推定故障位置）について説明する。
【００７８】
表１（第１計測値）にあるように、図９の出力信号波形の微分波形から反射波到達時間が算出された。表２（第１推定故障）に示すように、推定故障位置を示す値として、期待値に対して±５％以内の値が得られた。太陽電池ストリングにおいて、何枚目の太陽電池モジュールが故障しているかを診断する上で十分な精度といえる。
【００７９】
ここで、故障診断対象の太陽電池ストリング３の真ん中付近が故障している場合、図７に例示した出力信号の波形は、正極出力信号も負極出力信号も似たものとなる。そのため、太陽電池ストリングが正常である場合との区別が困難と考えられる。
【００８０】
そこで、図１０並びに表１及び表２を参照して、減衰器モデル８３を接続させた故障診断について説明する。図１０は、減衰器モデル８３を接続した場合の太陽電池ストリングモデル５７の（ａ）正極出力信号及び（ｂ）負極出力信号の一例を示す図である。
【００８１】
図１０において、故障箇所のない太陽電池ストリング３からの出力信号は、減衰器モデル８３によって信号が減衰されたために反射波が無いことを反映し、立ち上がりが見られない。一方、３枚目、６枚目、９枚目が故障した太陽電池ストリング３からの出力波形は、図７同様に立ち上がりが見られる。
【００８２】
このように、反射がない場合の出力信号波形は、反射がある場合の出力信号波形と明確に区別して判定することが可能である。したがって、減衰器モデル８３を接続させることで、太陽電池ストリング３に故障箇所がない場合と真ん中付近が故障している場合とを明確に診断することが可能である（図４の第２判定ステップＳ１−１３及び図５の判定ステップＳ２−４参照）。また、表１（第２計測値）及び表２（第２推定故障位置）に示すように、減衰器モデル８３を接続した場合のシミュレーションからも、期待値に対して±５％以内の値が得られている。
【００８３】
以上のように、故障診断対象の太陽電池ストリング３を診断する上で、故障箇所のないな太陽電池ストリングを必要とせず、故障箇所を十分な精度で特定することが可能である。
【００８４】
【表１】
2011124401.tif 000004
【００８５】
【表２】
2011124401.tif 000005
【００８６】
なお、実施の形態（実施例１、実施例２及び実施例３）における故障診断において、太陽電池ストリング３の正極２９及び負極３０のそれぞれに対して、信号発生装置２３を１つずつ備える構成としてもよい。同様に、正極２９及び負極３０のそれぞれに対して、波形観測装置２５を１つずつ備える構成としてもよい。
【００８７】
また、いずれの極から印加した信号に由来する出力信号であるかを明確にするために、例えば一方の極への入力信号と異なる波形の入力信号を反対側の極に印加するとしてもよい。具体的には、一方の極には立ち上がりの入力信号を印加し、反対側の極には立ち下がりの入力信号を印加するとしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
３  太陽電池ストリング、２３  信号発生装置、２５  波形観測装置、２７  故障診断システム、２８  診断装置、３１  切替部、３２  切替制御部、３３  減衰器、３５  反射波制御部、３７  演算部、３９  記憶部
【図２】
2011124401.tif 000008
【図３】
2011124401.tif 000009
【図４】
2011124401.tif 000010
【図５】
2011124401.tif 000011
【図６】
2011124401.tif 000012
【図１】
2011124401.tif 000013
【図７】
2011124401.tif 000014
【図８】
2011124401.tif 000015
【図９】
2011124401.tif 000016
【図１０】
2011124401.tif 000017