(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールに生じた欠陥に関する情報を、より詳細に得ることのできる太陽電池モジュールのモニタリング方法を提供する。【解決手段】複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールのモニタリング方法は、前記太陽電池モジュールの受光面の画像を、無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求めることと、前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定することとを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールのモニタリング方法であって、
前記太陽電池モジュールの受光面の画像を、無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求めることと、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定することとを含む太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項２】
前記複数の太陽電池セルの配置を求めることは、前記複数の太陽電池セルの外周により画成される格子に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求めることを含む請求項１に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項３】
前記格子の交点の位置及び／又は数に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求める請求項２に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項４】
前記欠陥を太陽電池セル単位で特定することは、前記複数の太陽電池セルから、前記欠陥の影響を受けて前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう太陽電池セルを特定することを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項５】
更に、前記太陽電池セル単位で特定された欠陥と前記複数の太陽電池セルの配線パターンとに基づいて、前記欠陥に対処する必要性の程度を判定することを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項６】
前記欠陥を、前記画像と参照画像との比較により特定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項７】
更に、一群の太陽電池モジュール内における前記欠陥を有する太陽電池モジュールの位置を示す状態マップを作成することを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項８】
更に、前記無人飛行体の位置情報を前記撮像装置が取得した前記画像に関連付けることを含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項９】
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールモニタリングシステムであって、
無人飛行体に搭載された撮像装置により取得された前記太陽電池モジュールの受光面の画像を解析する画像解析部を備え、
前記画像解析部は、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求め、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定する太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１０】
前記画像解析部は、前記複数の太陽電池セルの外周により画成される格子に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求める請求項９に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１１】
前記画像解析部は、前記格子の交点の位置及び／又は数に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求める請求項１０に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１２】
前記欠陥を太陽電池セル単位で特定することは、前記複数の太陽電池セルから、前記欠陥の影響を受けて前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう太陽電池セルを特定することを含む請求項９〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１３】
更に、前記太陽電池セル単位で特定された欠陥と前記複数の太陽電池セルの配線パターンとに基づいて、前記欠陥に対処する必要性の程度を判定する判定部を備える請求項９〜１２のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１４】
前記画像解析部は、前記欠陥の特定を、前記画像と参照画像との比較により行う請求項９〜１３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１５】
更に、一群の太陽電池モジュール内における前記欠陥を有する太陽電池モジュールの位置を示す状態マップを作成するマップ作成部を備える請求項９〜１４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１６】
更に、前記無人飛行体に搭載され、且つ前記無人飛行体の位置情報を取得して該位置情報を前記撮像装置が取得した前記画像に関連付ける位置情報取得部を備える請求項９〜１５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１７】
複数の太陽電池モジュールを備える太陽光発電設備のメンテナンス方法であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法、又は請求項９〜１６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステムのモニタ結果に基づいて、前記複数の太陽電池モジュールから、洗浄及び／又は補修が必要な太陽電池モジュールを選択することと、
前記選択された太陽電池モジュールを洗浄及び／又は補修することとを含むメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールのモニタリング方法、及び太陽電池モジュールモニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電所等の太陽光発電設備に配置される太陽電池モジュール（太陽電池パネル）は、多数の太陽電池セルを含むセル層と、セル層を覆ってこれを保護するカバーガラスとを有する。
【０００３】
ここで、セル層の太陽電池セルは太陽光を受けて発電するため、カバーガラスはできるだけ多くの太陽光を透過させることが望ましい。しかしながら、太陽電池モジュールは屋外に設置されるため、カバーガラスの上面が塵、雨水、鳥の糞等により汚染し、太陽光の入射効率が低下することがある。
【０００４】
そのため、太陽電池モジュールの汚染状態を検知して、洗浄等の対策を取ることが求められるが、メガソーラー等の大規模な太陽光発電設備においては、全ての太陽電池モジュールについてその汚染状態を検知することは多大な人手と時間を要する作業である。
【０００５】
特許文献１は、飛行体に設けられた撮影手段により太陽電池モジュールを撮影して得られた検査画像を、当該撮影手段により撮影して得られた基準画像と比較して、当該太陽電池モジュールに生じた異常を検出する太陽電池検査システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−２１５２３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された太陽電池検査システムによれば、太陽電池モジュールに汚れ等が生じていることは検出し得る。しかしながら、太陽電池モジュールに生じた汚染等の欠陥について、より詳細な情報を得ることが望ましい。
【０００８】
本発明は、太陽電池モジュールに生じた欠陥に関する情報を、より詳細に得ることのできる太陽電池モジュールのモニタリング方法及び太陽電池モジュールモニタリングシステム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】
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールのモニタリング方法であって、
前記太陽電池モジュールの受光面の画像を、無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求めることと、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定することとを含む太陽電池モジュールのモニタリング方法が提供される。
【００１０】
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法において、前記複数の太陽電池セルの配置を求めることは、前記複数の太陽電池セルの外周により画成される格子に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求めることを含んでもよい。
【００１１】
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法において、前記格子の交点の位置及び／又は数に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求めてもよい。
【００１２】
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法において、前記欠陥を太陽電池セル単位で特定することは、前記複数の太陽電池セルから、前記欠陥の影響を受けて前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう太陽電池セルを特定することを含んでもよい。
【００１３】
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法は、更に、前記太陽電池セル単位で特定された欠陥と前記複数の太陽電池セルの配線パターンとに基づいて、前記欠陥に対処する必要性の程度を判定することを含んでもよい。
【００１４】
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法において、前記欠陥を、前記画像と参照画像との比較により特定してもよい。
【００１５】
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法は、更に、一群の太陽電池モジュール内における前記欠陥を有する太陽電池モジュールの位置を示す状態マップを作成することを含んでもよい。
【００１６】
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法は、更に、前記無人飛行体の位置情報を前記撮像装置が取得した前記画像に関連付けることを含んでもよい。
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールモニタリングシステムであって、
無人飛行体に搭載された撮像装置により取得された前記太陽電池モジュールの受光面の画像を解析する画像解析部を備え、
前記画像解析部は、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求め、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定する太陽電池モジュールモニタリングシステムが提供される。
【００１８】
第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムにおいて、前記画像解析部は、前記複数の太陽電池セルの外周により画成される格子に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求めてもよい。
【００１９】
第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムにおいて、前記画像解析部は、前記格子の交点の位置及び／又は数に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求めてもよい。
【００２０】
第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムにおいて、前記欠陥を太陽電池セル単位で特定することは、前記複数の太陽電池セルから、前記欠陥の影響を受けて前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう太陽電池セルを特定することを含んでもよい。
【００２１】
第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムは、更に、前記太陽電池セル単位で特定された欠陥と前記複数の太陽電池セルの配線パターンとに基づいて、前記欠陥に対処する必要性の程度を判定する判定部を備えてもよい。
【００２２】
第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムにおいて、前記画像解析部は、前記欠陥の特定を、前記画像と参照画像との比較により行ってもよい。
【００２３】
第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムは、更に、一群の太陽電池モジュール内における前記欠陥を有する太陽電池モジュールの位置を示す状態マップを作成するマップ作成部を備えてもよい。
【００２４】
第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムは、更に、前記無人飛行体に搭載され、且つ前記無人飛行体の位置情報を取得して該位置情報を前記撮像装置が取得した前記画像に関連付ける位置情報取得部を備えてもよい。
【００２５】
本発明の第３の態様に従えば、
複数の太陽電池モジュールを備える太陽光発電設備のメンテナンス方法であって、
第１の態様の太陽電池モジュールのモニタリング方法、又は第２の態様の太陽電池モジュールモニタリングシステムのモニタ結果に基づいて、前記複数の太陽電池モジュールから、洗浄及び／又は補修が必要な太陽電池モジュールを選択することと、
前記選択された太陽電池モジュールを洗浄及び／又は補修することとを含むメンテナンス方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の太陽電池モジュールのモニタリング方法及び太陽電池モジュールモニタリングシステムによれば、太陽電池モジュールに生じた欠陥に関する情報を、より詳細に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールモニタリングシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、太陽電池モジュールの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の太陽電池モジュールのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、太陽光発電所における太陽電池モジュールの配置の一例を示す。
【図４】図４は、図３のうちの任意の２つのストリングを示す拡大図である。
【図５】図５は、太陽光発電所における電気的接続の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールのモニタリング方法、及び太陽光発電設備のメンテナンス方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、無人飛行体の飛行経路を示す説明図である。
【図８】図８は、画像解析部が行う画像解析工程の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）は、画像解析工程における画像処理の内容を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、画像解析工程における画像処理の内容を説明するための説明図である。
【図１１】図１１（ａ）は、太陽電池モジュールが備える複数の太陽電池セルの電気的接続の一例を示す説明図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す太陽電池モジュールについて、高さ方向に連続する３つの太陽電池セルが故障した場合における発電量の低下について説明するための説明図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示す太陽電池モジュールについて、幅方向に連続する３つの太陽電池セルが故障した場合における発電量の低下について説明するための説明図である。
【図１２】図１２（ａ）は、太陽電池モジュールが備える複数の太陽電池セルの電気的接続の他の一例を示す説明図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す太陽電池モジュールについて、高さ方向に連続する３つの太陽電池セルが故障した場合における発電量の低下について説明するための説明図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）に示す太陽電池モジュールについて、幅方向に連続する３つの太陽電池セルが故障した場合における発電量の低下について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜実施形態＞
本発明の実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００（図１）、太陽電池モジュールのモニタリング方法、及び太陽光発電設備のメンテナンス方法について、これらを用いて太陽光発電所ＳＦ（図３）のモニタリング及びメンテナンスを行う場合を例として説明する。
【００２９】
まず、モニタリング及びメンテナンスの対象である、太陽電池モジュール（太陽電池パネル）Ｍ（図２）、及び太陽電池モジュールＭを多数含む太陽光発電所ＳＦについて説明する。
【００３０】
太陽電池モジュールＭは、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す通り、行列状に配列された複数の太陽電池セル（セル）Ｃを含むセル層ＣＬと、セル層ＣＬの下側に設けられた矩形のバックシートＢＳと、セル層ＣＬを上側から覆う矩形のカバーガラスＣＧと、これらの四辺を囲むフレームＦＲとを主に備える。以下の説明においては、太陽電池モジュールＭの長辺方向を幅方向、短辺方向を高さ方向と呼ぶ。
【００３１】
セル層ＣＬを構成する太陽電池セルＣは、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換素子であり、シリコン等の半導体で形成されている。太陽電池セルＣは、太陽光を受光する、正方形或いは矩形の受光面ＣＳを有する。
【００３２】
図２（ａ）に示す太陽電池モジュールＭにおいては、セル層ＣＬは、６行×１０列で配列された計６０個の太陽電池セルＣを含む。しかしながら、セル層ＣＬが含む太陽電池セルＣの数、およびその配列方法はメーカーや型式に応じて異なる。隣接する太陽電池セルＣの間にはわずかな隙間が存在するため、図２（ａ）に示すように、太陽電池モジュールＭの平面視においては、複数の太陽電池セルＣの間の隙間が格子形状を呈している。即ち、複数の太陽電池セルＣの間には、複数の太陽電池セルの外周（受光面ＣＳの外周又は外縁）により格子が画成されている。
【００３３】
セル層ＣＬにおいて、複数の太陽電池セルＣは、互いに直列及び／又は並列に接続されている。太陽電池セルＣの電気的接続については後述する。
【００３４】
バックシートＢＳは、セル層ＣＬの太陽電池セルＣを周囲環境から絶縁し、且つ周囲環境の湿気等から保護するために設けられている。バックシートＢＳは、一例として、アルミニウム、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を積層して得られるシートにより構成されている。
【００３５】
カバーガラスＣＧは、セル層ＣＬの上方に設けられて、セル層ＣＬを構成する太陽電池セルＣの受光面ＣＳを覆っている。カバーガラスＣＧの上面（セル層ＣＬと対向する面とは反対側の面）には、不図示の反射防止膜が形成されている。以下の説明においては、太陽電池モジュールＭのカバーガラスＣＧの上面を、太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳと呼ぶ。
【００３６】
フレームＦＲは、セル層ＣＬが、バックシートＢＳ、カバーガラスＣＧ、及びフレームＦＲにより形成される空間に密閉されるように、バックシートＢＳ及びカバーガラスＣＧの四方を囲んでいる。
【００３７】
バックシートＢＳ、カバーガラスＣＧ、フレームＦＲにより密閉された空間には、セル層ＣＬを包むように充填剤ＦＩが充填されている。充填剤ＦＩは、太陽電池セルＣを保護するとともに、バックシートＢＳ、セル層ＣＬ、カバーガラスＣＧを互いに対して固定する。充填剤ＦＩとして、具体的には例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、シリコーン樹脂等が用いられている。
【００３８】
太陽光発電所ＳＦは、図３に示す通り、複数の区画ＳＥＣに分割して配置された多数の太陽電池モジュールＭを備える。図３に示す太陽光発電所ＳＦにおいては、区画ＳＥＣごとに、横方向に１２枚、縦方向に２枚の太陽電池モジュールＭが配置されている。各太陽電池モジュールＭは、受光面ＭＳを介して太陽光をより効率よく受けることができるように、架台Ｆ（図４）によって、地表に対して所定の傾きで保持されている。なお、図３は太陽光発電所ＳＦの一部のみを示しており、太陽光発電所ＳＦは実際には更に多くの太陽電池モジュールＭ及び区画ＳＥＣを有している。
【００３９】
太陽光発電所ＳＦにおける電気的接続は次の通りである。まず、区画ＳＥＣ内に横一列に配置された１２枚の太陽電池モジュールＭが直列に接続され、ストリングＳＴが形成されている（図４）。そして、図５に示す通り、複数のストリングＳＴは接続箱ＪＢで並列に接続され、接続箱ＪＢも同様に集電箱ＣＢで並列に接続されている。集電箱ＣＢは、パワーコンディショナＰＣに接続されている。
【００４０】
以上の構成により、各太陽電池モジュールＭの太陽電池セルＣにおいて発電された直流電力は、接続箱ＪＢ及び集電箱ＣＢを介して集約されたのち、パワーコンディショナＰＣに送電される。そして、パワーコンディショナＰＣにおいて交流電力に変換され、外部に送電される。
【００４１】
なお、太陽光発電所ＳＦは集電箱ＣＢ及びパワーコンディショナＰＣを一つのみ有するものとして説明したが、メガソーラ等の出力の大きい太陽光発電所は、集電箱ＣＢ及びパワーコンディショナＰＣを複数備えている。
【００４２】
本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００は、図１に示す通り、撮像装置１１を備える飛行体１０と、撮像装置１１により撮像された画像に基づいて太陽電池モジュールのモニタリングを行うモニタ部（モニタリング部）２０とを備える。
【００４３】
飛行体１０は、太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳを撮像（撮影）する撮像装置１１と、飛行体１０の位置情報を取得する位置情報取得部１２と、撮像装置１１により撮像された画像（画像情報）をモニタ部２０に無線送信する通信部１３とを主に備える。
【００４４】
本実施形態の飛行体１０は、無線操作の可能な任意の無人飛行体（ラジコンヘリ、ドローン等）である。
【００４５】
撮像装置１１は可視光画像の動画を撮影可能な任意の撮像装置（ビデオカメラ等）であり、飛行体１０の底部に、パン及びチルト可能に取り付けられている。撮像装置１１は、飛行体１０の飛行中に、モニタリング対象である太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳを撮像して、画像情報を生成する。
【００４６】
位置情報取得部１２は、飛行体１０の位置情報を逐次取得するように構成されており、一例としてＧＰＳ受信機を含む。
【００４７】
本実施形態の位置情報取得部１２はまた、取得した位置情報を、撮像装置１１が生成する画像情報に関連付けるように構成されている。具体的には、逐次取得する飛行体１０の位置情報を、撮像装置１１が逐次生成する画像情報と同期させて、両者を関連付ける。これにより、後述する画像解析工程Ｓ２等において、解析対象となっている太陽電池モジュールＭが太陽光発電所ＳＦ内のどの位置に存在するかを、容易に把握することが可能となる。
【００４８】
通信部１３は、撮像装置１１により生成された画像情報を、モニタ部２０に向けて無線送信するように構成されている。
【００４９】
飛行体１０の操縦及び／又は撮像装置１１のパン・チルト操作、ズーム・フォーカス操作等は、手動又は自動で行い得る。即ち、太陽電池モジュールモニタリングシステム１００の使用者がこれらを手動で行ってもよく、モニタ部２０に自動制御部（不図示）を設けて、飛行体１０の操縦、及び／又は撮像装置１１の操作を自動で行わせてもよい。
【００５０】
モニタ部２０は、飛行体１０の通信部１３から送信された画像情報を受信する通信部２１と、当該画像情報を解析して太陽電池モジュールＭに生じた欠陥（傷、汚れ等。詳細後述）に関する情報を求める画像解析部２２と、画像解析部２２により求めた情報と太陽電池モジュールＭの電気的接続に関する情報とに基づいて太陽電池モジュールＭに生じた欠陥の程度（深刻度）を判定する判定部２３と、判定部２３の判定結果を用いて太陽光発電所ＳＦの状態マップを作成するマップ作成部２４とを主に備える。また、モニタ部２０は、記憶部２５と出力部２６を備える。
【００５１】
通信部２１は、通信部１３から無線送信された画像情報を受信するように構成されている。画像解析部２２、判定部２３、マップ作成部２４の動作については後述する。記憶部２５は、太陽電池モジュールモニタリングシステム１００において使用されるデータを記憶する記憶装置であり、例えばハードディスク（磁気ディスク）を用いることができる。出力部２６は、モニタ部２０において生成された各種情報を出力するプリンタやモニタ等である。
【００５２】
本実施形態の太陽電池モジュールのモニタリング方法は、図６のフローチャートに示す通り、太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳを撮像して画像情報を生成する撮像工程Ｓ１と、生成された画像情報を解析して太陽電池モジュールＭに生じた欠陥に関する情報を求める画像解析工程Ｓ２と、画像解析工程Ｓ２において求めた情報と太陽電池モジュールＭの電気的接続に関する情報とに基づいて太陽電池モジュールＭに生じた欠陥の程度（深刻度）を判定する判定工程Ｓ３と、判定工程Ｓ３における判定結果を用いて太陽光発電所ＳＦの状態マップを作成するマップ作成工程Ｓ４と、作成された状態マップをモニタ等に、或いはプリンタ等を介して出力する出力工程Ｓ５とを含む。
【００５３】
本実施形態の太陽光発電設備のメンテナンス方法は、上記の工程に加えて、出力工程Ｓ５において出力された状態マップに基づいて、洗浄及び／又は補修が必要な太陽電池モジュールＭの洗浄及び／又は補修を行う、洗浄／補修工程Ｓ６を含む。
【００５４】
［撮像工程］
撮像工程Ｓ１では、まず、飛行体１０の撮像装置１１を用いて太陽光発電所ＳＦの太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳを順次撮影（撮像）し、多数の太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳの画像を含む画像情報を生成する。
【００５５】
太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳの撮像は、ストリングＳＴ単位で動画撮影が行われるように飛行体１０を移動させて行い得る。具体的には例えば、図７の経路Ｒ１で示す通り無人飛行体を蛇行させて、縦方向に隣接するストリングＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４の表面（各ストリングを構成する太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳ）をそれぞれひとまとまりの動画として撮影する。或いは、図７の経路Ｒ２で示す通り無人飛行体を直線的に飛行させて、横方向に隣接するストリングＳＴ５、ＳＴ６の表面（各ストリングを構成する太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳ）をそれぞれひとまとまりの動画として撮影する。
【００５６】
また撮像工程Ｓ１においては、撮像装置１１による太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳの撮像と同期して、位置情報取得部１２により飛行体１０の位置情報の取得が行われ、撮像装置１１により生成される画像情報に関連付けられる。位置情報が関連付けられた画像情報は、飛行体１０の通信部１３、モニタ部２０の通信部２１を介してモニタ部２０に送られる。
【００５７】
［画像解析工程］
画像解析工程Ｓ２では、モニタ部２０の画像解析部２２が、通信部２１より受け取った画像情報を解析して、太陽電池モジュールＭに生じた欠陥に関する情報を求める。
【００５８】
本明細書及び本発明において、太陽電池モジュールの欠陥とは、太陽電池モジュールの異常（例えば出力低下等）を引き起こすであろう現象を意味し、具体的には例えば、カバーガラスの汚染や傷、セル層に生じるスネイルトレイルを意味する。カバーガラスの汚染は、塵、雨水、鳥の糞等により、カバーガラスの傷は石等の異物の衝突により生じ得る。
【００５９】
カバーガラスの汚染や傷を放置すると、当該汚染や傷の下側に位置する太陽電池セルにおいて、受光量が低下して発電量が低下した状態（換言すれば、当該太陽電池セルが抵抗化した状態）が続き、当該太陽電池セルに発熱が生じる。この太陽電池セルの発熱は、いわゆるホットスポット現象として知られている。そして、発熱した太陽電池セルを更に放置すれば、当該太陽電池セルは故障して発電を行わなくなり、場合によっては発火し得る。同様に、スネイルトレイルも、これを放置すると、太陽電池モジュールの出力低下や故障に繋がり得る。
【００６０】
画像解析工程Ｓ２は、図８に示すように、斜め補正工程Ｓ２１、セル配置取得工程Ｓ２２、欠陥特定工程Ｓ２３、セル特定工程Ｓ２４を含む。
【００６１】
画像情報は、太陽電池モジュールＭの上空を飛行する飛行体１０に設けられた撮像装置１１により取得されているため、撮像装置１１の視野において、太陽電池モジュールＭの幅方向が水平となっていないことが多い。そのため、画像解析部２２は、まず斜め補正工程Ｓ２１を行い、受光面ＭＳの画像の傾きを補正する。
【００６２】
具体的には例えば、まず、幅方向に延びるフレームＦＲにより呈される直線をハフ変換により検出してこれを基準線Ｈ０とし（図９（ａ））、基準線Ｈ０が水平となるように画像情報の補正を行う（図９（ｂ））。斜め補正を行うことで、傾きの影響による画像処理精度の低下を抑制することができる。
【００６３】
なお、太陽電池モジュールＭが設置される地表の凹凸や、太陽電池モジュールＭを支持する架台Ｆの形状、寸法のばらつき等の影響により、所定方向に並べられた複数の太陽電池モジュールＭであっても、その幅方向は必ずしも完全に一致している訳ではない。したがって、上述した基準線Ｈ０の設定及び斜め補正は、太陽電池モジュールＭごとに個別に行うことが好ましい。しかしながらこれには限られず、処理負荷を軽減するため、所定の太陽電池モジュールＭの基準線Ｈ０に基づいて、その周辺の一つ又は複数の太陽電池モジュールＭの画像の斜め補正を一括して行っても良い。
【００６４】
セル配置取得工程Ｓ２２において、画像解析部２２は、複数の太陽電池セルＣの間（隙間）に、複数の太陽電池セルの外周により画成された格子に基づいて、太陽電池セルＣの配置を求める。具体的には、画像解析部２２は、任意の特徴点抽出アルゴリズムを用いて、セル層ＣＬの太陽電池セルＣの間（隙間）に画成される格子（格子形状）の交点を特徴点として検出（抽出）する。そして、検出した特徴点の配置（位置及び／又は数）に基づいて、セル層ＣＬにおける太陽電池セルＣの配置（幅方向及び高さ方向の配列数、及び各太陽電池セルＣの位置）を求める。
【００６５】
特徴点抽出の具体例を図１０に示す。図１０においては、検出された交点を、点線による丸ｃ１で囲んで明示している。画像解析部２２は、これらの交点を検出した後、交点の配置に基づいて、太陽電池セルＣの幅方向及び高さ方向の数、及び各太陽電池セルＣの位置を求める。
【００６６】
具体的には例えば、交点が、基準線Ｈ０の方向にｍ個、基準線Ｈ０に直交する方向にｎ個並んで検出されたことに基づいて、太陽電池セルＣが、太陽電池モジュールＭの幅方向にｍ＋１個、高さ方向にｎ＋１個並んでいると決定することができる。また、各交点の位置から太陽電池セルＣの間に太陽電池セルＣの外周により画成される格子の形状及び位置を決定でき、格子の形状及び位置に基づいて複数の太陽電池セルＣの各々の位置を決定することができる。
【００６７】
交点の検出には、具体的には例えば、ＳＵＲＦ特徴点抽出を用いることができる。
【００６８】
欠陥特定工程Ｓ２３において、画像解析部２２は、まず、任意の特徴点抽出アルゴリズムを用いて、太陽電池モジュールＭのフレームＦＲの頂点（四隅の角部）を特徴点として検出（抽出）し、検出された４つの特徴点により囲まれた部分の画像を、太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳの画像として抽出する。
【００６９】
図１０においては、検出されたフレームＦＲの頂点を、一点鎖線による丸ｃ２で囲んで明示している。フレームＦＲの頂点の検出には、具体的には例えば、ＢＲＩＳＫ特徴点抽出を用いることができる。
【００７０】
次に、画像解析部２２は、抽出した太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳの画像を参照画像と比較して、太陽電池モジュールＭに存在する欠陥を、太陽電池セルＣ単位で特定する。ここで、「太陽電池セル単位」での特定とは、各太陽電池セルが存在する区画を単位としての特定を意味する。
【００７１】
参照画像は、具体的には例えば、解析対象である太陽電池モジュールＭと同一の太陽電池モジュールＭを、当該太陽電池モジュールＭに欠陥が生じていない時点（例えば施工時）に撮像して得られた画像である。参照画像の撮像は、本実施形態の撮像工程Ｓ１と同様に飛行体１０の撮像装置１１によって行い得るが、これには限られない。本実施形態では、参照画像は、記憶部２５に記憶されている。太陽光発電所ＳＦ内の全ての太陽電池モジュールＭに対して同一の参照画像を用いても良い。
【００７２】
画像解析部２２は、抽出した太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳの画像と参照画像とを比較し、抽出した受光面ＭＳの画像に、参照画像には含まれない特徴が含まれる場合には、これを欠陥として特定（検知）する。画像の比較は、任意の画像比較アルゴリズムを用いて行い得る。
【００７３】
欠陥特定工程Ｓ２３において特定され得る欠陥の具体例として、図１０に、汚れｆ１、傷ｆ２、スネイルトレイルｆ３を示す。
【００７４】
セル特定工程Ｓ２４において、画像解析部２２は、欠陥特定工程Ｓ２３で特定した太陽電池モジュールＭの欠陥の影響を受け、出力低下等の太陽電池モジュールＭの異常を引き起こすであろう太陽電池セルＣを特定する（特定された太陽電池セルＣを、適宜「被特定セル」と呼ぶ）。
【００７５】
セルの特定は、セル配置取得工程Ｓ２２において求められた太陽電池セルＣの配置と、欠陥特定工程Ｓ２３において特定された欠陥の位置とに基づいてなされる。上述の通り、太陽電池モジュールＭの受光面に傷、汚染等が生じた場合には、その下に位置する太陽電池セルに、発電量低下、発熱、故障等が生じる恐れがある。したがって、本実施形態の画像解析部２２は、特定した欠陥に対応する位置にある（画像において、特定した欠陥と同じ位置にある）太陽電池セルＣを特定して被特定セルとする。欠陥の大きさや配置に応じて、被特定セルは一つの場合もあれば、複数の場合もある。
【００７６】
セル特定工程Ｓ２４においては、例えば、特定した欠陥とわずかでも重なる太陽電池セルＣ、及び特定した欠陥をわずかでも含む太陽電池セルＣを、被特定セルとし得る。この場合、図１０の具体例においては、灰色で示された太陽電池セルＣが被特定セルとされる。或いは、特定した欠陥が所定の割合を越えて受光面ＣＳと重なっている太陽電池セルＣ、及び特定した欠陥が所定の割合を越えて受光面ＣＳに存在している太陽電池セルＣを被特定セルとしてもよい。
【００７７】
［判定工程］
判定工程Ｓ３では、モニタ部２０の判定部２３が、画像解析部２２の解析結果に基づいて、太陽電池モジュールＭに生じた欠陥の程度（深刻度、即ち、直ちに洗浄、補修等の対処を行う必要性の程度）を判定する。
【００７８】
欠陥の程度の判定は、画像解析工程Ｓ２において求められた太陽電池セルＣの配置、被特定セルの位置、及び記憶部２５に記憶された太陽電池セルＣの電気的接続に関する情報に基づいて、次の原理により行われる。
【００７９】
太陽電池モジュールＭにおける太陽電池セルＣの電気的接続には、いくつかの態様があることが知られている。６０個のセルＣｘ，ｙ（ｘ＝１〜６、ｙ＝１〜１０）を含む太陽電池モジュールＭを例に説明すると、例えば、図１１（ａ）に示すように、幅方向に隣接する太陽電池セルＣｘ，ｙを直列に接続し、且つ幅方向の端部に位置する太陽電池セルＣ１，１、Ｃ２，１、太陽電池セルＣ２，１０、Ｃ３，１０、太陽電池セルＣ３，１、Ｃ４，１、太陽電池セルＣ４，１０、Ｃ５，１０、太陽電池セルＣ５，１、Ｃ６，１を直列に接続することにより、行列状に配置された太陽電池セルＣの全てを直列接続する態様が知られている。
【００８０】
この態様においては、負極近傍の接続点ｎ１と太陽電池セルＣ４，１０、Ｃ５，１０の間の接続点ｎ２との間、接続点ｎ２と太陽電池セルＣ２，１０、Ｃ３，１０の間の接続点ｎ３との間、接続点ｎ３と正極近傍の接続点ｎ４との間に、それぞれバイパスダイオードｄが設けられている。
【００８１】
このような太陽電池モジュールＭを用いて発電を行った場合には、太陽電池セルＣｘ，ｙにおいて生じた電気は、図１１（ａ）における負極から、太陽電池セルＣ６，１に向かって延びた後、折り返して太陽電池セルＣ５，１から太陽電池セルＣ５，１０に向かって延び、同様に幅方向の端部で折返しながら蛇行して正極へと至る配線に沿って流れる。このように、太陽電池モジュールＭが備える全ての太陽電池セルＣが発電を行った場合には、太陽電池モジュールＭの出力が定格容量に一致することが期待される。
【００８２】
ここで、図１１（ａ）に示す太陽電池モジュールＭにおいて、図１１（ｂ）に示すように、高さ方向に並ぶ太陽電池セルＣ１，１、Ｃ２，１、Ｃ３，１が、故障により発電を行わない状態となった場合を考える。この場合、太陽電池セルＣ１，１、Ｃ２，１、Ｃ３，１には電流が流れないため、結果として、太陽電池セルＣ４，１０、Ｃ５，１０間の接続点ｎ５から、１〜４行目の太陽電池セルＣｘ，ｙを経て正極に至る配線にも電流は流れない。
【００８３】
図１１（ａ）に示す太陽電池モジュールＭがこのような状態に至った場合、太陽電池モジュールＭは、５、６行目の太陽電池セルＣｘ，ｙのみが発電を行い、生じた電気は、図１１（ｂ）に太線で示す通り、負極から５、６行目の太陽電池セルＣｘ，ｙを経て接続点ｎ５に至り、その後、接続点ｎ２、２つのバイパスダイオードｄ、接続点ｎ４を通る配線に沿って流れる。この時、発電に寄与する太陽電池セルＣは、全６０個の１／３の２０個に過ぎないため、太陽電池モジュールＭの出力は定格容量の１／３に低下する。
【００８４】
また、図１１（ａ）に示す太陽電池モジュールＭにおいて、図１１（ｃ）に示すように、幅方向に並ぶ太陽電池セルＣ２，１、Ｃ２，２、Ｃ２，３が、故障により発電を行わない状態となった場合を考える。この場合、太陽電池セルＣ２，１、Ｃ２，２、Ｃ２，３には電流が流れないため、結果として、太陽電池セルＣ２，１０、Ｃ３，１０間の接続点ｎ６から、１、２行目の太陽電池セルＣｘ，ｙを経て正極に至る配線にも電流は流れない。
【００８５】
図１１（ａ）に示す太陽電池モジュールＭがこのような状態に至った場合、太陽電池モジュールＭは、３〜６行目の太陽電池セルＣｘ，ｙのみが発電を行い、生じた電気は、図１１（ｃ）に太線で示す通り、負極から３〜６行目の太陽電池セルＣｘ，ｙを経て接続点ｎ６に至り、その後、接続点ｎ３、バイパスダイオードｄ、接続点ｎ４を通る配線に沿って流れる。この時、発電に寄与する太陽電池セルＣは、全６０個の２／３の４０個に過ぎないため、太陽電池モジュールＭの出力は定格容量の２／３に低下する。
【００８６】
太陽電池モジュールＭにおける太陽電池セルＣの電気的接続の他の態様として、図１２（ａ）に示すように、高さ方向に隣接する太陽電池セルＣｘ，ｙを直列に接続し、且つ高さ方向の端部に位置する太陽電池セルＣ１，１、Ｃ１，２、太陽電池セルＣ６，２、Ｃ６，３、太陽電池セルＣ１，３、Ｃ１，４、太陽電池セルＣ６，４、Ｃ６，５、太陽電池セルＣ１，５、Ｃ１，６、太陽電池セルＣ６，６、Ｃ６，７、太陽電池セルＣ１，７、Ｃ１，８、太陽電池セルＣ６，８、Ｃ６，９、太陽電池セルＣ１，９、Ｃ１，１０を直列に接続することにより、行列状に配置された太陽電池セルＣの全てを直列接続する態様が知られている。
【００８７】
この態様においては、負極近傍の接続点ｎ１と太陽電池セルＣ６，２、Ｃ６，３の間の接続点ｎ２との間、接続点ｎ２と太陽電池セルＣ６，４、Ｃ６，５の間の接続点ｎ３との間、接続点ｎ３と太陽電池セルＣ６，６、Ｃ６，７の間の接続点ｎ４との間、
接続点ｎ４と太陽電池セルＣ６，８、Ｃ６，９の間の接続点ｎ５との間、接続点ｎ５と正極近傍の接続点ｎ６との間に、それぞれバイパスダイオードｄが設けられている。
【００８８】
このような太陽電池モジュールＭを用いて発電を行った場合には、太陽電池セルＣｘ，ｙにおいて生じた電気は、図１２（ａ）における負極から、太陽電池セルＣ１，１に向かって延びた後、折り返して太陽電池セルＣ１，２から太陽電池セルＣ６，２に向かって延び、同様に高さ方向の端部で折返しながら蛇行して正極へと至る配線に沿って流れる。このように、太陽電池モジュールＭが備える全ての太陽電池セルＣが発電を行った場合には、太陽電池モジュールＭの出力が定格容量に一致することが期待される。
【００８９】
ここで、図１２（ａ）に示す太陽電池モジュールＭにおいて、図１２（ｂ）に示すように、高さ方向に並ぶ太陽電池セルＣ１，１、Ｃ２，１、Ｃ３，１が、故障により発電を行わない状態となった場合を考える。この場合、太陽電池セルＣ１，１、Ｃ２，１、Ｃ３，１には電流が流れないため、結果として、負極から、１、２列目の太陽電池セルＣｘ，ｙを経て太陽電池セルＣ６，２、Ｃ６，３間の接続点ｎ７に至る配線にも電流は流れない。
【００９０】
図１２（ａ）に示す太陽電池モジュールＭがこのような状態に至った場合、太陽電池モジュールＭは、３〜１０列目の太陽電池セルＣｘ，ｙのみが発電を行い、生じた電気は、図１２（ｂ）に太線で示す通り、負極から接続点ｎ１、バイパスダイオードｄ、接続点ｎ２を経て接続点ｎ７に至り、その後、３〜１０行目の太陽電池セルＣｘ，ｙに沿って流れる。この時、発電に寄与する太陽電池セルＣは、全６０個の４／５の４８個となるため、太陽電池モジュールＭの出力は定格容量の４／５に低下する。
【００９１】
また、図１２（ａ）に示す太陽電池モジュールＭにおいて、図１２（ｃ）に示すように、幅方向に並ぶ太陽電池セルＣ２，１、Ｃ２，２、Ｃ２，３が、故障により発電を行わない状態となった場合を考える。この場合、太陽電池セルＣ２，１、Ｃ２，２、Ｃ２，３には電流が流れないため、結果として、負極から、１〜４列目の太陽電池セルＣｘ，ｙを経て太陽電池セルＣ６，４、Ｃ６，５間の接続点ｎ８に至る配線にも電流は流れない。
【００９２】
図１２（ａ）に示す太陽電池モジュールＭがこのような状態に至った場合、太陽電池モジュールＭは、５〜１０列目の太陽電池セルＣｘ，ｙのみが発電を行い、生じた電気は、図１２（ｃ）に太線で示す通り、負極から接続点ｎ１、２つのバイパスダイオードｄ、接続点ｎ３を経て接続点ｎ８に至り、その後、５〜１０行目の太陽電池セルＣｘ，ｙに沿って流れる。この時、発電に寄与する太陽電池セルＣは、全６０個の３／５の３６個となるため、太陽電池モジュールＭの出力は定格容量の３／５に低下する。
【００９３】
本発明の発明者は、上記の事実に基づいて、次の知見を得た。
【００９４】
（１）同一の太陽電池モジュールにおいて、同数の太陽電池セルが発電を行わなくなった場合でも、発電を行わなくなった太陽電池セルの位置に応じて、太陽電池モジュールの出力低下の程度は異なる。
（２）発電を行わなくなった太陽電池セルの数及び位置が同じであっても、太陽電池モジュールの配線パターンが異なれば、太陽電池モジュールの出力低下の程度は異なる。
【００９５】
知見（１）の具体例として、図１１（ｂ）と図１１（ｃ）は、いずれも太陽電池モジュールＭの３個の太陽電池セルＣが発電を行わなくなった状態を示しているが、図１１（ｂ）に示す状態では発電量が１／３に低下しているのに対し、図１１（ｃ）に示す状態では発電量は２／３に低下している。
【００９６】
知見（２）の具体例として、図１１（ｂ）と図１２（ｂ）は、同一のセル配置を有する太陽電池モジュールＭにおいて同一位置の３個の太陽電池セルＣが発電を行わなくなった状態を示しているが、図１１（ｂ）に示す太陽電池モジュールＭでは発電量が１／３に低下しているのに対し、図１２（ｂ）に示す太陽電池モジュールＭでは発電量は４／５に低下しているに過ぎない。
【００９７】
判定部２３は、記憶部２５に記憶された太陽電池セルＣの配線パターン情報と、画像解析工程Ｓ２で特定した被特定セルの位置とを照らし合わせることで、被特定セルが実際に故障し、発電を行わなくなった場合に、モニタリング対象の太陽電池モジュールにどの程度の出力低下が生じ得るかを推定する。そして、推定した出力低下の程度に応じて、特定した欠陥の程度を判定する。
【００９８】
具体的には例えば、推定される出力低下が３０％未満であれば程度（深刻度）は低いと判定し、推定される出力低下が３０％以上且つ６０％未満であれば程度（深刻度）は中程度であると判定し、推定される出力低下が６０％以上であれば程度（深刻度）は高いと判定する。ここに示した閾値は一例であり、実際の使用状況に鑑みて適宜設定し得る。
【００９９】
［マップ作成工程］
マップ作成工程Ｓ４では、マップ作成部２４が、判定部２３の判定結果に基づいて、欠陥の生じた太陽電池モジュールＭの、太陽光発電所ＳＦ内での配置（分布）を示す状態マップを作成する。
【０１００】
本実施形態のマップ作成部２４は、予め記憶部２５に記憶された太陽光発電所ＳＦの太陽電池モジュール配置図に、画像解析工程Ｓ２の解析結果、及び判定工程Ｓ３の判定結果を明示することにより状態マップを作成する。具体的には例えば、太陽光発電所ＳＦの太陽電池モジュール配置図において、欠陥が生じている太陽電池モジュールＭを赤色で強調表示し、更に欠陥の程度を示す記号（低は「Ｌ」、中は「Ｍ」、高は「Ｈ」等）を付す。なお、画像解析工程Ｓ２の解析結果を示すのみでもよい。
【０１０１】
モニタ部２０で解析される画像情報には、上述の通り、飛行体１０の位置情報取得部１２によって位置情報が関連付けられている。そのため、画像解析部２２、判定部２３、マップ作成部２４は、解析、判定の対象となっている太陽電池モジュールＭが太陽光発電所ＳＦ内のどこに位置しているかを容易に把握することができる。
【０１０２】
［出力工程］
出力工程Ｓ５においては、マップ作成部２４において作成された状態マップを、出力部２６を構成するモニタに表示する。モニタには更に、画像解析部２２の解析結果、即ち、太陽電池モジュールＭの受光面ＭＳの各々における太陽電池セルＣの配置、及び発生した欠陥の位置及び形状を画像（静止画又は動画）として表示してもよい。
【０１０３】
［洗浄／補修工程］
洗浄／補修工程Ｓ６においては、出力部２６に表示された状態マップに基づいて、必要な洗浄作業及び／又は補修作業を行う。洗浄作業及び／又は補修作業は、状態マップにおいて欠陥が生じていると示されている太陽電池モジュールＭに作業員を派遣して行う。このように、汚れの除去や傷の補修を適切なタイミングで行うことにより、ホットスポットの発生、ひいては太陽電池セルや太陽電体モジュールの故障や発火を未然に防ぐことができる。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、判定工程Ｓ３において、太陽電池モジュールＭに生じた欠陥の程度を判定しているため、洗浄作業及び／又は補修作業は、程度の高い欠陥が生じている太陽電池モジュールＭについてのみ行うこととしてもよい。このようにして、洗浄作業及び／又は補修作業を行う太陽電池モジュールＭを限定することにより、太陽光発電所ＳＦのメンテナンスをより効率よく行うことができる。
【０１０５】
本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法、及び太陽光発電設備のメンテナンス方法の効果を以下にまとめる。
【０１０６】
本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、及び太陽電池モジュールのモニタリング方法においては、画像解析工程Ｓ２において、画像解析部２２が、太陽電池セルＣの配置を求め、太陽電池モジュールＭの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セルＣ単位で特定する。したがって、本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、及び太陽電池モジュールのモニタリング方法によれば、太陽電池モジュールＭに生じた欠陥に関する情報を、より詳細に得て、欠陥の程度（深刻度）の判定、太陽電池モジュールに引き起こされ得る異常の内容の予測、推定故障予測等に役立てることができる。
【０１０７】
本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、及び太陽電池モジュールのモニタリング方法においては、画像解析工程Ｓ２において、画像解析部２２が、撮像工程Ｓ１において撮像装置１１が生成した画像情報に基づいて、太陽電池セルＣの配置を求めている。このように、予め準備した情報ではなく、撮像装置１１により新たに取得、生成する情報に基づいて太陽電池セルＣの配置を求めているため、太陽電池セルＣの配置を高精度に求めることが可能であり、且つ装置、方法の汎用性が高い。汎用性について、本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、及び太陽電池モジュールのモニタリング方法によれば、例えば、太陽電池モジュールの寸法、太陽電池セルの配列及び電気的接続が異なる多種類の太陽電池モジュールを備える太陽光発電設備のモニタリングを、どの種類の太陽電池モジュールがどこに配置されているかを予め調べることなく開始することができる。
【０１０８】
本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、及び太陽電池モジュールのモニタリング方法においては、画像解析工程Ｓ２において、画像解析部２２が、複数の太陽電池セルＣの外周により画成される格子、より具体的には格子の交点の位置及び数に基づいて複数の太陽電池セルＣの配置を求めている。したがって、複数の太陽電池セルＣの配置を容易に且つ高精度に求めることができる。
【０１０９】
本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、及び太陽電池モジュールのモニタリング方法においては、撮像工程Ｓ１において撮像装置１１が生成した可視光画像に基づいて欠陥を特定（検知）している。したがって、赤外線画像に基いて異常検出を行う場合とは異なり、ホットスポットが発生する前に、太陽電池モジュールの欠陥を特定することができる。このような早期発見は、出力低下の防止、メンテナンス作業の負担軽減等の点で好ましい。
【０１１０】
本実施形態の太陽光発電設備のメンテナンス方法によれば、本実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、又は太陽電池モジュールのモニタリング方法に基づき、洗浄、補修が必要であると判断した太陽電池モジュールのみに作業員を派遣して、洗浄、補修を行う。したがって、作業員数、作業時間を削減して効率よくメンテナンスを行うことができる。
【０１１１】
＜変形例＞
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法、太陽光発電設備のメンテナンス方法において、次の変形態様を用いることもできる。
【０１１２】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法では、画像解析部２２は、画像解析工程Ｓ２において、通信部２１から受け取った画像情報についてピーク検出を行い、太陽電池モジュールＭが存在すると予測される範囲を絞りこんでも良い。具体的には例えば、画像情報についてノイズ除去、コントラスト・明るさ調整を行った後、当該画像の垂直周波数成分、水平周波数成分のピークを検出する。これにより、検出されたピークの位置の近傍に、１つの太陽電池モジュールＭと、隣接する太陽電池モジュールＭとの境界が存在すると推定することができる。この推定に基づいて、セル配置取得工程Ｓ２２や欠陥特定工程Ｓ２３を行うことで、画像解析工程Ｓ２を効率化することができる。
【０１１３】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法では、画像解析部２２は、セル配置取得工程Ｓ２２において、特徴点抽出アルゴリズムを用いて太陽電池セルＣの配置を決定していたが、これには限られない。具体的には例えば、太陽電池モジュールＭのフレームＦＲの上面に、太陽電池モジュールＭにおける太陽電池セルＣの配置を示す情報を埋め込んでもよい。この方法によれば、画像解析部２２は、特徴点抽出アルゴリズムを用いることなく、フレームＦＲに埋め込まれた情報を読み取ることにより太陽電池セルＣの配置を示す情報を取得する。
【０１１４】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法では、画像解析部２２が欠陥特定工程Ｓ２３で用いる参照画像として、当該太陽電池モジュールＭに欠陥が生じていない時点（例えば施工時）に撮像して得られた画像を用いていたが、これには限られない。具体的には例えば、前回のモニタ時に撮像した画像を用い得る。参照画像として、場合によっては欠陥を既に含みうるこのような画像を用いることにより、当該太陽電池モジュールＭについて、欠陥が新たに生じたことのみならず、前回生じていた欠陥が解消されたことや、或いは前回生じた欠陥が引き続き存在していることを検知できる。また、この変形例の欠陥特定工程Ｓ２３をモニタリングを実行する度に行うことで、太陽電池モジュールＭにおける欠陥の発生、解消の履歴情報を蓄積することができる。
【０１１５】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法では、画像解析部２２は、欠陥特定工程Ｓ２３において画像比較に基づいて欠陥を特定していたが、これには限られない。具体的には例えば、セル配置取得工程Ｓ２２において、特徴点抽出アルゴリズム（具体的には例えばＳＵＲＦ特徴点抽出）を用いて太陽電池セルＣの間の格子の交点を検出する際に、これに平行して、欠陥の特定を行い得る。
【０１１６】
この場合、画像解析部２２は、交点が一定のパターンで配置されているとの予測に基づき、交点が検出されるはずの場所において交点が検出されなかった場合に、当該箇所、及びその周辺に汚れが生じていると特定する（汚れにより交点が隠されていると考え、このように特定する）。また、交点が検出されないはずの場所において交点が検出された場合、当該箇所、及びその周辺に傷やスネイルトレイルが生じていると特定する（セル間の隙間と、傷又はスネイルトレイルとの交点が検出されたと考え、このように特定する）。
【０１１７】
その他の変形例として、画像解析部２２は、セル配置取得工程Ｓ２２で求められた太陽電池セルＣの配置に基づき、いずれか１つの太陽電池セルＣの画像情報を抽出し、これを隣接する周囲の太陽電池セルＣの画像と比較する。この場合、複数の太陽電池セルＣに同一形状の欠陥が生じていることは稀であるため、両画像が一致した場合には、両画像に対応する太陽電池セルＣには汚れが生じていない場合が多い。
【０１１８】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法では、判定部２３は、判定工程Ｓ３において、予め記憶部２５に記憶された太陽電池セルＣの配線パターン情報を用いていたが、これには限られない。具体的には例えば、画像解析工程Ｓ２において特徴点抽出アルゴリズムにより検出されるフレームＦＲの角部の位置に基づいてフレームＦＲの寸法を求める。また、記憶部２５には、市場に存在する多種の太陽電池モジュールについて、フレームＦＲの寸法及び太陽電池セルＣの配置と、配線パターン情報とを関連づけたテーブルを記憶しておく。判定部２３は、画像解析部２２が求めるフレームＦＲの寸法及び太陽電池セルＣの配置と、当該テーブルとを用いて、モニタリング対象の太陽電池モジュールの配線パターン情報を得てこれを使用する。
【０１１９】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールのモニタリング方法では、判定部２３は、判定工程Ｓ３において、特定された欠陥の状態、例えば汚染の程度（太陽光の透過量低下の程度）をも考慮して、欠陥の程度を判定してもよい。例えば、汚染の程度がひどければ、被特定セルの受光量は大きく低下しており、発電量も大きく低下していると推定される。このような場合は、仮に当該被特定セルが故障に至った場合に生じ得る出力低下の割合は小さくても、現時点で既に出力低下が生じているため、早期に対処することが望ましい。したがって、汚染がひどい場合には、欠陥の程度（深刻度）を高めに判定する。汚染の程度は、様々なレベルの汚染を示す参照画像を準備しておき、モニタリング対象の太陽電池モジュールＭの画像と、各参照画像との比較により行い得る。
【０１２０】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００は、判定部２３及び／又はマップ作成部２４等を有さない構成であってもよい。この場合、出力部２５は、画像解析部２２の解析結果、即ち、特定された欠陥の位置や形状、被特定セルの位置等を出力する。また、飛行体１０をシステムの外部とし、モニタ部２０のみにより太陽電池モジュールモニタリングシステムを構成してもよい。
【０１２１】
上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００は、撮像装置１１として、可視光画像の動画を撮影可能な撮像装置に代えて、光沢計や反射率計を用いてもよい。光沢度や反射率の２次元分布を示す画像も、本発明の「画像」に含まれる。太陽電池モジュールＭのフレームＦＲ及び受光面ＭＳ、並びに受光面ＭＳに生じた欠陥とは互いに光沢度や反射率が異なる。また、太陽電池セルＣの間の隙間はその周囲に比べて光沢度や反射率が小さいため、太陽電池モジュールＭの太陽電池セルＣの間の格子は、光沢度や反射率の２次元分布を示す画像にも現れる。したがって、上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００と同様の画像解析により、セル層ＣＬにおける複数の太陽電池セルＣの配置を求め、太陽電池モジュールに生じた欠陥を太陽電池セル単位で特定することができる。
【０１２２】
なお、上記実施形態の太陽電池モジュールモニタリングシステム１００、太陽電池モジュールモニタリング方法、太陽光発電設備のメンテナンス方法の適用対象は大規模な発電設備には限られない。
【０１２３】
本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明の太陽電池モジュールモニタリングシステム、太陽電池モジュールのモニタリング方法、太陽光発電設備のメンテナンス方法によれば、太陽光発電設備、特にメガソーラ等の大規模な太陽光発電所をより詳細にモニタリングして、より効率よくメンテナンスすることが可能となる。これにより、太陽光発電のより一層の普及が促進される。
【符号の説明】
【０１２５】
１０  飛行体
１１  撮像装置
１２  位置情報取得部
１３、２１  通信部
２０  モニタ部
２２  画像解析部
２３  判定部
２４  マップ作成部
２５  記憶部
２６  出力部
ＢＳ  バックシート
Ｃ  太陽電池セル
ＣＢ  集電箱
ＣＧ  カバーガラス
ＣＬ  セル層
Ｆ  架台
ＦＲ  フレーム
ＪＢ  接続箱
Ｍ  太陽電池モジュール
ＭＳ、ＣＳ  受光面
ＰＣ  パワーコンディショナ
ＳＥＣ  区画
ＳＦ  太陽光発電所
【図１】
2019180120.tif 000003
【図２】
2019180120.tif 000004
【図３】
2019180120.tif 000005
【図４】
2019180120.tif 000006
【図５】
2019180120.tif 000007
【図６】
2019180120.tif 000008
【図７】
2019180120.tif 000009
【図８】
2019180120.tif 000010
【図９】
2019180120.tif 000011
【図１０】
2019180120.tif 000012
【図１１】
2019180120.tif 000013
【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月12日(2018.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールのモニタリング方法であって、
前記太陽電池モジュールの受光面の画像を、無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求めることと、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定することと、
前記太陽電池セル単位で特定された欠陥と前記複数の太陽電池セルの配線パターンとに基づいて、前記欠陥に対処する必要性の程度を判定することを含む太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項２】
前記欠陥を、前記画像と参照画像との比較により特定する請求項１に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項３】
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールのモニタリング方法であって、
前記太陽電池モジュールの受光面の画像を、無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求めることと、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定することを含み、
前記欠陥を、前記画像と参照画像との比較により特定する太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項４】
前記複数の太陽電池セルの配置を求めることは、前記複数の太陽電池セルの外周により画成される格子に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求めることを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項５】
前記格子の交点の位置及び／又は数に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求める請求項４に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項６】
前記欠陥を太陽電池セル単位で特定することは、前記複数の太陽電池セルから、前記欠陥の影響を受けて前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう太陽電池セルを特定することを含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項７】
更に、一群の太陽電池モジュール内における前記欠陥を有する太陽電池モジュールの位置を示す状態マップを作成することを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項８】
更に、前記無人飛行体の位置情報を前記撮像装置が取得した前記画像に関連付けることを含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法。
【請求項９】
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールモニタリングシステムであって、
無人飛行体に搭載された撮像装置により取得された前記太陽電池モジュールの受光面の画像を解析する画像解析部を備え、
前記画像解析部は、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求め、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定し、
前記太陽電池モジュールモニタリングシステムは、更に、前記太陽電池セル単位で特定された欠陥と前記複数の太陽電池セルの配線パターンとに基づいて、前記欠陥に対処する必要性の程度を判定する判定部を備える太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１０】
前記画像解析部は、前記欠陥の特定を、前記画像と参照画像との比較により行う請求項９に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１１】
複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールをモニタする太陽電池モジュールモニタリングシステムであって、
無人飛行体に搭載された撮像装置により取得された前記太陽電池モジュールの受光面の画像を解析する画像解析部を備え、
前記画像解析部は、
前記画像に基づいて前記太陽電池モジュールにおける前記複数の太陽電池セルの配置を求め、
前記複数の太陽電池セルの配置と前記画像とに基づいて、前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう欠陥を太陽電池セル単位で特定し、
前記画像解析部は、前記欠陥の特定を、前記画像と参照画像との比較により行う太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１２】
前記画像解析部は、前記複数の太陽電池セルの外周により画成される格子に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求める請求項９〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１３】
前記画像解析部は、前記格子の交点の位置及び／又は数に基づいて前記複数の太陽電池セルの配置を求める請求項１２に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１４】
前記欠陥を太陽電池セル単位で特定することは、前記複数の太陽電池セルから、前記欠陥の影響を受けて前記太陽電池モジュールの異常を引き起こすであろう太陽電池セルを特定することを含む請求項９〜１３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１５】
更に、一群の太陽電池モジュール内における前記欠陥を有する太陽電池モジュールの位置を示す状態マップを作成するマップ作成部を備える請求項９〜１４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１６】
更に、前記無人飛行体に搭載され、且つ前記無人飛行体の位置情報を取得して該位置情報を前記撮像装置が取得した前記画像に関連付ける位置情報取得部を備える請求項９〜１５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステム。
【請求項１７】
複数の太陽電池モジュールを備える太陽光発電設備のメンテナンス方法であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのモニタリング方法、又は請求項９〜１６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールモニタリングシステムのモニタ結果に基づいて、前記複数の太陽電池モジュールから、洗浄及び／又は補修が必要な太陽電池モジュールを選択することと、
前記選択された太陽電池モジュールを洗浄及び／又は補修することとを含むメンテナンス方法。