(57)【要約】【課題】作業に要する労力及びコストの増大を抑制しつつ、部分的に不具合を有する太陽電池モジュールを容易に検出すること。【解決手段】太陽電池モジュール（２０）に対する入射光を太陽電池モジュールに含まれるサブストリング単位で遮光可能な遮光板（４１）を、複数のサブストリングの配列方向に太陽電池モジュールに沿って駆動する遮光機構（４０）と、遮光部材の駆動に伴って変化するストリング電流の波形パターンを検出する測定装置（１５）と、検出手段による検出結果に基づいて太陽電池モジュールの異常を判定する診断装置（１７）と、を具備する構成とした。【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に対する入射光を前記太陽電池モジュールに含まれるサブストリング単位で遮光可能な遮光部材を、複数の前記サブストリングの配列方向に前記太陽電池モジュールに沿って駆動する遮光手段と、
前記遮光部材の駆動に伴って変化するストリング電流の波形パターンを検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記太陽電池モジュールの異常を判定する判定手段と、を具備することを特徴とする太陽電池モジュール診断システム。
【請求項２】
前記判定手段は、予め保持された標準ストリング電流波形パターンとの比較により前記太陽電池モジュールの異常を判定することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール診断システム。
【請求項３】
前記判定手段は、前記標準ストリング電流波形パターンとの不一致の箇所に応じて前記太陽電池モジュールに含まれる特定のサブストリングの異常を判定することを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール診断システム。
【請求項４】
前記判定手段は、前記標準ストリング電流波形パターンとの不一致の箇所に応じて前記太陽電池モジュールに含まれる特定のバイパスダイオードの異常を判定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の太陽電池モジュール診断システム。
【請求項５】
前記検出手段は、前記太陽電池モジュールに接続されるパワーコンディショナによるＭＰＰＴ（Maximum  Power  Point  Tracking）制御の電圧更新時に変化する前記ストリング電流の値に応じて前記ストリング電流の波形パターンを検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽電池モジュール診断システム。
【請求項６】
太陽電池モジュールに対する入射光を前記太陽電池モジュールに含まれるサブストリング単位で遮光する遮光部材を、複数の前記サブストリングの配列方向に前記太陽電池モジュールに沿って駆動する遮光ステップと、
前記遮光部材の駆動に伴って変化するストリング電流の波形パターンを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された検出結果に基づいて前記太陽電池モジュールの異常を判定する判定ステップと、を具備することを特徴とする太陽電池モジュール診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムで使用される太陽電池モジュールの異常を診断する太陽電池モジュール診断システム及び太陽電池モジュール診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーの買い取り価格（タリフ）を法律により定めるフィードインタリフの導入が世界的に進んでいる。これに伴い、企業のみならず一般家庭でも太陽光発電システムが導入され始めている。特に、広大な敷地に多数の太陽電池モジュールを敷き詰めたメガソーラーシステムが普及し始めている。このメガソーラーシステムでは、補助的な役割であった太陽光発電システムが基幹発電の一役を担い、地域の電力を賄うことが期待されている。
【０００３】
太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールにおいては、鳥類の糞などによってモジュール表面が汚染し、或いは、飛来物の衝突などによってモジュール表面が破損すると、その発電出力が低下する。このような太陽電池モジュールの異常を検出する方法として、例えば、目視による検査、サーモメーターによる発熱の検査、テスターによる電気的特性の検査などが行われている。
【０００４】
一方、太陽電池モジュールは、太陽電池セルの直列回路で構成されている。また、モジュール内の部分的な陰や不具合の影響を抑制することを目的として複数のブロックに分割されている。そして、これらのブロック毎に電流の遮断を防止するためにバイパスダイオードが組み込まれている。このバイパスダイオードの作用により、太陽電池モジュールの部分的な不具合等の影響が吸収される。この結果、太陽電池モジュールから安定した発電出力の供給が確保される。
【０００５】
しかしながら、太陽電池モジュールの一部に汚染や破損などの不具合が生じている場合においては、陰や木々の飛散などの出力低下要因が重複すると、複数のバイパスダイオードが作動することにより急激に発電出力が低下する事態が発生し得る。このような事態の発生を未然に防止するためには、部分的に不具合を有する太陽電池モジュールを早期に検出し、メンテナンスを実施することが好ましい。
【０００６】
本出願人は、このような実情に鑑み、太陽電池モジュールのサブストリング単位で入射光を遮光する遮光機構を備え、遮光前後のストリング電流変化の測定結果に基づいて太陽電池モジュールの異常を判定する太陽電池モジュール診断システムを提案している（例えば、特許文献１参照）。この太陽モジュール診断システムでは、サブストリング単位で太陽電池モジュールの異常を判定でき、セル単位で太陽電池モジュールの異常を判定する場合と比べて診断作業に要する労力及びコストを低減できる。また、サブストリング単位での入射光の調整の前後におけるストリング電流の変化を測定することから、バイパスダイオードを外すことなく、実際の利用環境にて部分的な不具合を有する太陽電池モジュールを検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−２２０４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述したような太陽電池モジュール診断システムにおいては、更に診断作業に要する労力及びコストを低減することが要請されている。このように太陽電池モジュールの異常を低労力及び低コストで実現することは、メガソーラーシステムを含む太陽光発電システムを健全に運営する上で重要な技術課題となっている。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、作業に要する労力及びコストの増大を抑制しつつ、部分的に不具合を有する太陽電池モジュールを容易に検出することができる太陽電池モジュール診断システム及び太陽電池モジュール診断方法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】
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュール診断システムは、太陽電池モジュールに対する入射光を前記太陽電池モジュールに含まれるサブストリング単位で遮光可能な遮光部材を、複数の前記サブストリングの配列方向に前記太陽電池モジュールに沿って駆動する遮光手段と、前記遮光部材の駆動に伴って変化するストリング電流の波形パターンを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記太陽電池モジュールの異常を判定する判定手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る太陽電池モジュール診断方法は、太陽電池モジュールに対する入射光を前記太陽電池モジュールに含まれるサブストリング単位で遮光する遮光部材を、前記太陽電池モジュールに沿って複数の前記サブストリングの配列方向に駆動する遮光ステップと、前記遮光部材の駆動に伴って変化するストリング電流の波形パターンを検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された検出結果に基づいて前記太陽電池モジュールの異常を判定する判定ステップと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、作業に要する労力及びコストの増大を抑制しつつ、部分的に不具合を有する太陽電池モジュールを容易に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムに適用される太陽電池モジュールの拡大図である。
【図３】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムで利用される遮光機構の説明図である。
【図４】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムが有する遮光機構による遮光位置を説明するための模式図である。
【図５】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムが有する遮光板の駆動に伴って検出されるストリング電流の波形パターンの説明図である。
【図６】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムにおける太陽電池モジュールの診断方法について説明するためのフロー図である。
【図７】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムにおいて検出される、不具合を有する太陽電池モジュールのストリング電流の波形パターンの一例の説明図である。
【図８】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムにおいて検出される、不具合を有する太陽電池モジュールのストリング電流の波形パターンの一例の説明図である。
【図９】本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システムにおいて検出される、不具合を有する太陽電池モジュールのストリング電流の波形パターンの一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システム（以下、適宜「診断システム」という）は、例えば、メガソーラーシステムにおける太陽電池モジュールの診断に好適に利用される。以下においては、本実施の形態に係る診断システムがメガソーラーシステムに適用される場合を例として説明する。しかしながら、本実施の形態に係る診断システムが適用される対象はメガソーラーシステムに限定されるものではなく、より小規模な太陽光発電システムに適用することができる。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール診断システム（診断システム）１０の構成を示すブロック図である。なお、図１においては、メガソーラーシステムを構成する多数の太陽電池アレイのうち、説明の便宜上、３個の太陽電池アレイ１１〜１３のみを示している。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係る診断システム１０は、複数の太陽電池アレイ１１〜１３、パワーコンディショナ１４、ストリング電気特性測定装置（測定装置）１５、ストリング電気特性受信サーバ（受信サーバ）１６、診断装置１７及び監視装置１８を含んで構成される。診断システム１０では、敷地内に設置された太陽電池アレイ１１〜１３におけるストリング電流の波形パターンを検出し、その検出結果に基づいて太陽電池アレイ１１〜１３を構成する太陽電池モジュール２０の異常を診断するものである。
【００１７】
それぞれの太陽電池アレイ１１〜１３は、例えば、最大出力２５０Ｗの太陽電池モジュール２０が直列に９枚接続されることにより最大出力２２５０Ｗの太陽電池アレイとして構成される。太陽電池モジュール２０は、太陽光を表面（モジュール表面）に受光し、太陽光エネルギーを電気エネルギー（直流）に変換する。なお、これらの太陽電池モジュール２０は、太陽電池パネルと呼ぶこともできる。
【００１８】
太陽電池アレイ１１〜１３は、診断システム１０が設けられる敷地内に整列して配置されている。それぞれの太陽電池アレイ１１〜１３においては、太陽電池モジュール２０が整列して配置されている。図１では、同図に示す上下方向に一定間隔で配置された３枚の太陽電池モジュール２０が同図に示す左右方向に３列配置された場合について示している。それぞれの太陽電池アレイ１１〜１３における太陽電池モジュール２０の位置は、互いに一致した状態となっている。太陽電池アレイ１１〜１３は、それぞれ逆流防止ダイオード（ブロッキングダイオード）２１〜２３を介してパワーコンディショナ１４に接続されている。
【００１９】
図２は、本実施の形態に係る診断システム１０に適用される太陽電池モジュール２０の拡大図である。図２に示すように、太陽電池モジュール２０は、複数の太陽電池セル２０１を含んでいる。太陽電池モジュール２０内の太陽電池セル２０１は、インターコネクタのはんだ接続によって全て直列に配線された電気回路となっている。太陽電池モジュール２０は、太陽電池モジュール２０内の部分的な陰や故障・不具合の影響を抑えることを目的として複数の並列回路に分割されている。これらの並列回路には、電流の逆流を防ぐためのバイパスダイオード２０２が組み込まれている。なお、これらのバイパスダイオード２０２で分割された部分的な太陽電池セル群は、サブストリングやクラスタと呼ばれることがある。本明細書においては、これらの太陽電池セル群をサブストリング２０３と呼ぶものとする。
【００２０】
パワーコンディショナ１４は、太陽電池アレイ１１〜１３の挙動を制御する。また、パワーコンディショナ１４は、太陽電池アレイ１１〜１３によって生成された直流電力を交流電力に変換する。例えば、パワーコンディショナ１４は、図示しない商用電源や負荷に接続される。このような場合、太陽電池アレイ１１〜１３で発電された電力は、負荷で消費され、或いは、商用電源に売電される。
【００２１】
また、パワーコンディショナ１４は、メガソーラーシステム（太陽光発電システム）における発電量を最大化する制御を行う。例えば、パワーコンディショナ１４は、太陽電池アレイ１１〜１３（太陽電池モジュール２０）の特性に合わせ、発電できる電力を最大化する最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum  Power  Point  Tracking）制御を行う。ＭＰＰＴ制御では、太陽電池モジュール２０の出力を常に最大化できるように、太陽電池モジュール２０から最大の電力を引き出せる電圧（最大電力点）を求め、その電圧で太陽電池モジュール２０を発電させる。
【００２２】
メガソーラーシステムでは、一般にＭＰＰＴ制御として山登り法が適用されている。山登り法では、一定の更新間隔で電圧（ストリング電圧）を一定量だけ変化（増加又は減少）させると共に、変化後の電力を求める。そして、変化後の電力と、電圧を変化させる前の電力とを比較し、電力が大きい電圧を選択する。このようなＭＰＰＴ制御（山登り法）により、メガソーラーシステムでは、気象条件等の変化で常に変動する最大電力点に追従しながら最大の発電量を確保することができる。
【００２３】
ストリング電気特性測定装置（以下、適宜「測定装置」という）１５は、メガソーラーシステムの太陽電池アレイ１１〜１３におけるストリング単位での電気特性を測定する。ここでいう電気特性とは、ストリング単位での発電電圧や発電電流である。また、測定装置１５は、測定したストリング単位での発電電流の波形パターンを検出する。すなわち、測定装置１５は、検出手段の一例を機能するものであり、太陽電池アレイ１１〜１３におけるストリング電流の波形パターンを検出する。なお、ここでは、測定装置１５を独立した構成として説明しているが、測定装置１５を後述する診断装置１７のアナログ入力部として構成してもよい。
【００２４】
より具体的にいうと、測定装置１５は、後述する診断装置１７の遮光制御部１７１による入射光の遮光制御時に変化するストリング電流の波形パターンを検出する。測定装置１５は、太陽電池モジュール２０に接続されるパワーコンディショナ１４によるＭＰＰＴ制御の電圧更新時に変化するストリング電流の値に応じてストリング電流の波形パターンを検出する。このストリング電流の波形パターンの詳細については後述する。なお、測定装置１５は、ストリング監視ユニットと呼ばれることもある。
【００２５】
ストリング電気特性受信サーバ（以下、適宜「受信サーバ」という）１６は、測定装置１５に接続される。受信サーバ１６は、測定装置１５で測定されたストリング単位での電気特性データや、測定装置１５で検出されたストリング電流の波形パターンを保存する。例えば、受信サーバ１６は、ストリング単位の電流値や電圧値、ストリング電流の波形パターンをデータとして保存する。また、上記以外のデータとして、受信サーバ１６は、後述する診断装置１７の判定部１７３による太陽電池モジュール２０の判定結果（正常／異常の判定結果）を保存する。受信サーバ１６は、これらのストリング単位の電流や電圧の測定値等のデータを、一定期間（例えば、１か月）保存することができる。
【００２６】
診断装置１７は、例えば、遮光制御部１７１、記憶部１７２、判定部１７３、表示部１７４及び通信部１７５を含んで構成される。遮光制御部１７１は、遮光手段の一部を構成するものであり、後述する遮光機構４０を制御することで、太陽電池モジュール２０に対する入射光を、太陽電池モジュール２０に含まれるサブストリング２０３単位で遮光可能に構成される。なお、この遮光機構４０の詳細な構成については後述する。
【００２７】
記憶部１７２は、太陽電池モジュール２０の正常／異常の判定に必要となる各種の情報を記憶する。例えば、記憶部１７２は、標準ストリング電流波形パターン（以下、適宜「標準波形パターン」という）を記憶する。標準波形パターンは、測定装置１５で検出されたストリング電流の波形パターン（以下、適宜「検出波形パターン」という）と比較されるものである。例えば、標準波形パターンには、太陽電池モジュール２０が正常な状態において、想定される日射量毎に太陽電池モジュール２０のモジュール表面の一定領域を遮光しながらスライドさせた場合のストリング電流の波形パターンが設定される。
【００２８】
また、記憶部１７２は、これらの標準波形パターンとの比較により、太陽電池モジュール２０が、どんな要因により異常であるかを判定するための複数の異常ストリング電流波形パターン（以下、適宜「異常波形パターン」という）を記憶することができる。これらの異常波形パターンには、太陽電池モジュール２０に含まれる特定のサブストリングの異常を判定するための波形パターンや、特定のバイパスダイオード２０２の異常を判定するための波形パターンが設定される。さらに、記憶部１７２は、判定部１７３による太陽電池モジュール２０の判定結果を記憶する。
【００２９】
判定部１７３は、判定手段の一例を構成するものであり、測定装置１５によるストリング電流の波形パターンの検出結果に基づいて太陽電池モジュール２０の正常／異常を判定する。例えば、判定部１７３は、測定装置１５で検出された検出波形パターンと、記憶部１７２内の標準波形パターンとの比較結果に基づいて太陽電池モジュール２０の正常／異常を判定する。より具体的には、判定部１７３は、両者が一致するか否かによって太陽電池モジュール２０の正常／異常を判定する。また、判定部１７３は、検出波形パターンと標準波形パターンとの不一致の状態に応じて、特定のサブストリングやバイパスダイオードの異常を判定することができる。判定部１７３は、太陽電池モジュール２０の正常／異常を示す画像データ（モジュール状態診断画像データ）を生成することができる。
【００３０】
表示部１７４は、液晶ディスプレイなどの出力手段で構成され、判定部１７３による判定結果を表示する。例えば、表示部１７４は、判定部１７３により生成されたモジュール状態診断画像データを表示する。このモジュール状態診断画像データには、太陽電池アレイ１１〜１３における正常／異常と判定された太陽電池モジュール２０の位置を特定する情報が含まれることが好ましい。例えば、太陽電池アレイ１１〜１３に含まれる全ての太陽電池モジュール２０の位置を示すと共に、正常又は異常と判定された太陽電池モジュール２０をそれぞれ異なる色で表示することは実施の形態として好ましい。
【００３１】
通信部１７５は、有線又は無線により接続された監視装置１８との間で通信を行う。例えば、通信部１７５は、判定部１７３による判定結果（太陽電池モジュール２０の正常／異常の診断結果）を監視装置１８に送信する。監視装置１８では、通信部１７５から受け取った判定結果を管理する。例えば、監視装置１８は、この判定結果を太陽電池モジュール２０又は太陽電池アレイ１１〜１３の経年劣化の診断に利用することができる。
【００３２】
ここで、このような診断システム１０で利用される遮光機構の構成について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係る診断システム１０で利用される遮光機構４０の説明図である。図３においては、太陽電池アレイ１１を斜め前方側から見た場合について示している。なお、太陽電池アレイ１２、１３における遮光機構の構成については、太陽電池アレイ１１における遮光機構４０と共通するため、その説明を省略する。
【００３３】
図３に示すように、太陽電池アレイ１１は、例えば、水平面から１０〜２０度傾斜した状態の架台３０の上面に設置される。この場合において、太陽電池アレイ１１を構成する太陽電池モジュール２０は、日光の差し込む方向に受光部（モジュール表面）を向けて架台３０に設置されている。
【００３４】
遮光機構４０は、太陽電池モジュール２０の受光部に対向して配置される。遮光機構４０は、遮光手段の一部を構成するものであり、太陽電池モジュール２０の受光部に対する太陽光（自然光）を遮光（遮蔽）する役割を果たす。例えば、遮光機構４０は、架台３０の外側に配置されたガイド枠５０に支持された状態で配置される。ガイド枠５０は、架台３０の一部（図３においては、架台３０に配置された一列の太陽電池モジュール２０a、２０ｂ、２０ｃ）に対応する位置に設置されている。ガイド枠５０は、遮光機構４０が有する遮光板４１を太陽電池モジュール２０の表面に沿って移動可能にガイドする役割を果たす。なお、ガイド枠５０は、図示しない移動機構により架台３０（太陽電池モジュール２０）の表面に沿って移動可能に構成することができる。
【００３５】
ガイド枠５０は、長手方向に延びる一対の枠体部５１と、これらの枠体部５１と直交して短手方向に延びる一対の枠体部５２と、枠体部５１と枠体部５２との交差部から下方側に延びる４本の脚部５３とを有する。ガイド枠５０は、架台３０の傾斜に合わせた形状を有しており、枠体部５１と枠体部５２とを含む平面が、架台３０（より具体的には、太陽電池モジュール２０が設置される設置面）と平行になるように構成されている。
【００３６】
遮光機構４０は、平板形状を有する遮光板４１と、この遮光板４１を上下方向に駆動する駆動部４２と、駆動部４２を制御する駆動制御部４３とを含んで構成される。遮光板４１は、遮光部材の一例を構成するものであり、例えば、木材や樹脂材料等で構成される。遮光板４１は、例えば、太陽電池モジュール２０との対向面が、概して長方形状を有し、太陽電池モジュール２０に含まれる単一のサブストリング２０３を遮蔽する寸法に構成されている（図４参照）。すなわち、遮光板４１は、太陽電池モジュール２０に含まれるサブストリング２０３単位で遮光可能な構成を有する。遮光板４１の下面には、図示しない複数の車輪が設けられる。これらの車輪は、枠体部５１に沿って回転し、遮光板４１の円滑な上下移動に寄与する。
【００３７】
駆動部４２は、複数のサブストリング２０３の配列方向に太陽電池モジュール２０に沿って遮光板４１を駆動する。例えば、駆動部４２は、ステッピングモータ、減速機、プーリ及びロープを含んで構成される。ロープの一端が遮光板４１に接続される一方、ロープの他端がステッピングモータ及び減速機に接続されたプーリに接続される。駆動部４２は、駆動制御部４３の制御の下、ステッピングモータを駆動し、プーリでロープを巻き取り、或いは、引き出すことにより遮光板４１を太陽電池モジュール２０に沿って移動させる。なお、駆動部４２は、遮光板４１の自重を利用し、架台３０に沿って遮光板４１を下方移動させる構成とすることもできる。
【００３８】
駆動制御部４３は、診断装置１７の遮光制御部１７１からの指示に従い、駆動部４２を制御する。例えば、駆動制御部４３は、遮光制御部１７１からの診断開始の指示に従って、ガイド枠５０の上端部近傍に設けられた初期位置から遮光板４１を下降させる一方、ガイド枠５０の下端部近傍から遮光板４１を上昇させ、初期位置に復帰させる。例えば、駆動制御部４３は、１ｍ／１〜１０秒の速度で遮光板４１を移動させる。
【００３９】
なお、ここでは診断装置１７の遮光制御部１７１からの指示に応じて遮光板４１を駆動する場合について説明している。しかしながら、遮光板４１の駆動については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、遮光機構４０に作業者からの指示を受け付ける操作部を備え、この操作部に入力された指示内容に応じて遮光板４１を駆動する構成としてもよい。この場合には、太陽電池モジュール２０を目視しながら遮光板４１の移動状態を操作することができる。
【００４０】
ここで、本実施の形態に係る遮光機構４０による太陽電池モジュール２０の遮光位置について、図４を参照して説明する。図４は、本実施の形態に係る診断システム１０が有する遮光機構４０による遮光位置を説明するための模式図である。なお、図４では、説明の便宜上、太陽電池アレイ１１を構成する９つの太陽電池モジュール２０に符号２０ａ〜２０ｉを付している。また、図４では、太陽電池モジュール２０ａ〜２０ｃにガイド枠５０を配置した場合について示している。さらに、図４では、説明の便宜上、太陽電池モジュール２０ｃにのみ、サブストリング２０３を示している。
【００４１】
初期状態において、遮光板４１は、ガイド枠５０の上端部であって太陽電池モジュール２０ａ〜２０ｃから退避した初期位置に配置される（図４に示す状態）。この場合、遮光板４１は、駆動部４２を構成するステッピングモータでロープをプーリに巻き取ることで初期位置に配置された状態となっている。初期状態では、このように遮光板４１が太陽電池モジュール２０ａ〜２０ｃから退避しているため、遮光機構４０により入射光が遮光されることはない。
【００４２】
詳細について後述するように、診断装置１７から太陽電池モジュール２０a〜２０ｃの異常の診断指示が入ると、遮光制御部１７１の制御の下、遮光機構４０は、遮光板４１をガイド枠５０（より具体的には、枠体部５１）に沿って初期位置から下降させる（図３参照）。そして、ガイド枠５０の下端部に設けられた退避位置で一旦停止した後、ガイド枠５０に沿って退避位置から上昇させて初期位置に戻す。図４においては、説明の便宜上、太陽電池モジュール２０ｂの中央のサブストリング２０３を遮蔽した状態の遮光板４１と、退避位置で停止した状態の遮光板４１とを破線で示している。
【００４３】
このように太陽電池モジュール２０ａ〜２０ｃに沿って上下方向に移動させることにより、遮光板４１は、太陽電池モジュール２０ａ〜２０ｃに含まれるサブストリング２０３をそれぞれ遮蔽しながら移動する。なお、隣り合うサブストリング２０３間を移動する場合には、遮光板４１は、上方側のサブストリング２０３の一部と、下方側のサブストリング２０３の一部とを遮蔽した状態となる。
【００４４】
なお、太陽電池モジュール２０ｄ〜２０ｆ、並びに、太陽電池モジュール２０ｇ〜２０iに対する異常診断を行う場合には、作業者によりガイド枠５０が対応する位置に移動される。そして、上述したように、ガイド枠５０に沿って遮光板４１を初期位置から下降させた後、退避位置を経由して再び初期位置まで上昇させる。
【００４５】
次に、このような板遮光板４１の駆動に伴って検出されるストリング電流の波形パターンについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施の形態に係る診断システム１０が有する遮光板４１の駆動に伴って検出されるストリング電流の波形パターンの説明図である。図５においては、鳥類の糞などによってモジュール表面が汚染し、或いは、飛来物の衝突などによってモジュール表面が破損していない状態（正常状態）におけるストリング電流の波形パターンについて示している。図５に示すストリング電流の波形パターンは、標準波形パターンに相当する。
【００４６】
なお、説明の便宜上、図５においては、遮光板４１が２枚の太陽電池モジュール２０ａ、２０ｂ上を移動する場合について説明するものとする。また、図５においては、太陽電池モジュール２０ａに含まれるサブストリング２０３をＡ１〜Ａ３と示し、太陽電池モジュール２０ｂに含まれるサブストリング２０３をＢ１〜Ｂ３と示している。さらに、図５においては、図４に示す太陽電池モジュール２０の配置を上下反転して示している。
【００４７】
初期位置に配置された状態（図５に示す状態）の遮光板４１は、診断指示に応じて太陽電池モジュール２０ａのサブストリングＡ１、Ａ２、Ａ３上を移動した後、太陽電池モジュール２０ｂのサブストリングＢ１、Ｂ２、Ｂ３上を移動する（下方移動）。その後、遮光板４１は、太陽電池モジュール２０ｂのサブストリングＢ３、Ｂ２、Ｂ１上を移動した後、太陽電池モジュール２０ａのサブストリングＡ３、Ａ２、Ａ１上を移動する（上方移動）。
【００４８】
図５の右方には、このように初期位置から上下移動する過程における遮光板４１の位置を示している。すなわち、初期状態において、遮光板４１は、初期位置Ｐ０に配置される。下方移動に伴い、遮光板４１は、位置Ｐ１から位置Ｐ２、位置Ｐ３、…の順に位置Ｐ１２に進む。その後、遮光板４１は、上方移動に伴い、位置Ｐ１２から位置Ｐ１１、位置Ｐ１０、…の順に初期位置Ｐ０に進む。
【００４９】
上述したように、初期位置Ｐ０において、遮光板４１は、太陽電池モジュール２０ａ（より具体的には、サブストリングＡ１）から退避した状態である。位置Ｐ１において、遮光板４１は、サブストリングＡ１の一部を遮蔽した状態である。位置Ｐ２において、遮光板４１は、サブストリングＡ１のみを遮蔽した状態である。位置Ｐ３において、遮光板４１は、サブストリングＡ１、Ａ２の双方の一部を遮蔽した状態である。位置Ｐ４において、遮光板４１は、サブストリングＡ２のみを遮蔽した状態である。位置Ｐ５において、遮光板４１は、サブストリングＡ２、Ａ３の双方の一部を遮蔽した状態である。位置Ｐ６において、遮光板４１は、サブストリングＡ３のみを遮蔽した状態である。
【００５０】
位置Ｐ７において、遮光板４１は、サブストリングＡ３、Ｂ１の双方の一部を遮蔽した状態である。位置Ｐ８において、遮光板４１は、サブストリングＢ１のみを遮蔽した状態である。位置Ｐ９において、遮光板４１は、サブストリングＢ１、Ｂ２の双方の一部を遮蔽した状態である。位置Ｐ１０において、遮光板４１は、サブストリングＢ２のみを遮蔽した状態である。位置Ｐ１１において、遮光板４１は、サブストリングＢ２、Ｂ３の双方の一部を遮蔽した状態である。位置Ｐ１２において、遮光板４１は、サブストリングＢ３のみを遮蔽した状態である。
【００５１】
なお、ここでは、説明の便宜上、特定のサブストリングを遮蔽する位置（例えば、位置Ｐ２）、並びに、隣り合うサブストリング（例えば、サブストリングＡ１、Ａ２）の中間位置（例えば、位置Ｐ３）のみを示している。遮光板４１の実際の移動時には、これら以外の位置に配置され、隣り合うサブストリングの双方の一部を遮蔽する状態が存在するが、それらの位置については省略している。
【００５２】
このような遮光板４１の上下移動に伴って発生するストリング電流の波形パターンについて説明する。初期位置Ｐ０では、太陽電池モジュール２０a、２０ｂに含まれる全てのサブストリングＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３が遮蔽されていない。このため、ストリング電流は、太陽電池モジュール２０a、２０ｂが適切に発電した場合の基準値（基準電流値）Ｘを示す。
【００５３】
位置Ｐ１では、サブストリングＡ１の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１（基準値Ｘから検査波形の１単位分を引いた値）を示す。位置Ｐ２では、サブストリングＡ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ３では、サブストリングＡ１、Ａ２の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１、Ａ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２（基準値Ｘから検査波形の２単位分を引いた値）を示す。
【００５４】
上述したように、ストリング電流の波形パターンは、パワーコンディショナ１４によるＭＰＰＴ制御の電圧更新時に変化するストリング電流の値に応じて検出される。ＭＰＰＴ制御の電圧更新時において、いずれか１つのサブストリング２０３に異常が発生すると、ストリング電流値は僅かに変化する。例えば、０．４Ａ〜０．７Ａの電流値の低下が検出される。測定装置１５では、このような範囲における電流値の低下を検査波形の一単位として検出する。この場合、測定装置１５は、ストリング電流値の検出値として、基準値Ｘ−１を検出する。同様に、いずれか２つのサブストリング２０３に異常が発生すると、測定装置１５は、例えば、０．８Ａ〜１．４Ａのストリング電流値の低下を検出する。この場合、測定装置１５は、ストリング電流の検出値として基準値Ｘ−２を検出する。本実施の形態に係る診断システム１０では、このようなストリング電流の変化を、遮光板４１の移動に伴って仮想的に作り出し、その波形パターンから太陽電池モジュール２０の異常を判定する。
【００５５】
位置Ｐ４では、サブストリングＡ２の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ５では、サブストリングＡ２、Ａ３の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ６では、サブストリングＡ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。
【００５６】
位置Ｐ７では、サブストリングＡ３、Ｂ１の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ３、Ｂ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ８では、サブストリングＢ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ９では、サブストリングＢ１、Ｂ２の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ１、Ｂ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。
【００５７】
位置Ｐ１０では、サブストリングＢ２の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ１１では、サブストリングＢ２、Ｂ３の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ２、Ｂ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ１２では、サブストリングＢ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。以上は、遮光板４１の下方移動に伴うストリング電流値を示している。遮光板４１の上方移動においては、これらの逆の順番にストリング電流値が推移する。
【００５８】
このように遮光板４１の移動に伴い、ストリング電流は、位置Ｐ１に配置される場合を除き、検出値として基準値Ｘ−１と基準値Ｘ−２とを交互に繰り返す。すなわち、遮光板４１の駆動に伴って発生するストリング電流の波形パターンは、位置Ｐ２以降の一定区間において、検出値として基準値Ｘ−１と基準値Ｘ−２とを交互に繰り返す波形パターンとなる。言い換えると、ストリング電流の波形パターンは、位置Ｐ２〜Ｐ１２において、櫛歯状の波形パターンを構成する。この波形パターンは、標準波形パターンを構成する。診断装置１７の記憶部１７２は、このような標準波形パターンを記憶する。
【００５９】
次に、本実施の形態に係る診断システム１０における太陽電池モジュール２０の診断方法について、図６を参照して説明する。図６は、本実施の形態に係る診断システム１０における太陽電池モジュール２０の診断方法について説明するためのフロー図である。
【００６０】
図６に示すように、太陽電池モジュール２０の正常／異常を診断する場合、まず、診断対象となる太陽電池モジュール２０が特定される（ステップ（以下、「ＳＴ」という）６０１）。診断対象となる太陽電池モジュール２０は、例えば、定期的なメンテナンススケジュール等に応じて特定することができる。なお、測定装置１５によるストリング電流の測定結果と、測定状況下の日射量から換算されるストリング電流との乖離から診断対象となる太陽電池モジュール２０を特定してもよい。
【００６１】
診断対象となる太陽電池モジュール２０を特定する際には、作業者等により当該太陽電池モジュール２０に対応する位置にガイド枠５０が配置される（図３参照）。遮光機構４０の遮光板４１は、このガイド枠５０の初期位置に配置されている。診断対象となる太陽電池モジュール２０が特定されると、判定部１７３は、遮光制御部１７１に対して診断開始を指示する（ＳＴ６０２）。
【００６２】
診断開始の指示を受けると、遮光制御部１７１は、遮光機構４０の駆動制御部４３を介して遮光板４１の駆動制御を実行する（ＳＴ６０３）。駆動部４２は、駆動制御部４３の制御の下、サブストリング２０３の配列方向に太陽電池モジュール２０に沿って遮光板４１を駆動する。これにより、遮光板４１は、図４に示した要領で診断対象となる太陽電池モジュール２０上をスライドしながら遮光する。言い換えると、遮光板４１は、サブストリング２０３に相当する遮光領域を変更しながら太陽電池モジュール２０に沿って移動する。
【００６３】
遮光板４１が駆動されている間、測定装置１５は、診断対象となる太陽電池モジュール２０におけるストリング電流を測定する。また、測定装置１５は、測定されたストリング電流に応じて、ストリング電流の波形パターンを検出する。測定装置１５が測定したストリング電流、並びに、測定装置１５が検出したストリング電流の波形パターン（検出波形パターン）は、受信サーバ１６に出力されて保存される。
【００６４】
遮光制御を実行した後、判定部１７３は、遮光板４１の駆動制御が終了したか判定する（ＳＴ６０４）。判定部１７３は、遮光制御部１７１から遮光板４１の駆動を終了した旨の通知の有無により遮光板４１の駆動制御の終了を判定する。遮光板４１の駆動終了の通知が受けるまでは（ＳＴ６０４：Ｎｏ）、遮光制御部１７１による遮光板４１の駆動制御が継続される。
【００６５】
遮光板４１の駆動制御が終了すると（ＳＴ６０４：Ｙｅｓ）、判定部１７３は、受信サーバ１６から、診断対象となる太陽電池モジュール２０のストリング電流の波形パターン（検出波形パターン）を取得する（ＳＴ６０５）。受信サーバ１６には、遮光板４１の駆動に伴って検出された検出波形パターンが保存されている。そして、判定部１７３は、記憶部１７２から標準波形パターン（図５参照）を取り込む（ＳＴ６０６）。上述したように、標準波形パターンは、予め記憶部１７２に保存されている。
【００６６】
標準波形パターンを取り込んだ後、判定部１７３は、ＳＴ６０５で取得した検出波形パターンと標準波形パターンとが一致するかを判定する（ＳＴ６０７）。この判定処理により、診断対象とされる太陽電池モジュール２０の正常／異常が特定される。
【００６７】
検出波形パターンと標準波形パターンとが一致する場合（ＳＴ６０７：Ｙｅｓ）、判定部１７３は、診断対象とされる太陽電池モジュール２０が正常である（異常なし）と判定する（ＳＴ６０８）。そして、判定部１７３は、表示部１７４に対して判定結果の出力を指示する。これに応じて、表示部１７４は、判定結果を出力する（ＳＴ６０９）。その後、判定部１７３は、通信部１７５に対して、監視装置１８に対する判定結果の送信を指示する。これに応じて、通信部１７５は、判定結果を監視装置１８に送信する（ＳＴ６１０）。
【００６８】
一方、検出波形パターンと標準波形パターンとが一致しない場合（ＳＴ６０７：Ｎｏ）、判定部１７３は、診断対象とされる太陽電池モジュール２０が異常であると判定する。この場合、判定部１７３は、異常ありと診断された場合の統計を取るために、今回の診断における測定時間及び判定結果を受信サーバ１６に保存する（ＳＴ６１１、ＳＴ６１２）。その後、太陽電池モジュール２０を正常と判定した場合と同様に、判定部１７３は、表示部１７４に判定結果を出力させると共に（ＳＴ６０９）、通信部１７５から判定結果を監視装置１８に送信する（ＳＴ６１０）。
【００６９】
ここで、図６に示すＳＴ６０７で異常ありと判定される検出波形パターンの一例について、図７〜図９を参照して説明する。図７〜図９は、本実施の形態に係る診断システム１０において検出される、不具合を有する太陽電池モジュール２０のストリング電流の波形パターンの一例の説明図である。なお、図７〜図９において、図５と共通の構成については、同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００７０】
図７においては、太陽電池モジュール２０ａに含まれるサブストリングＡ２に不具合が発生した場合について示している。サブストリングＡ２に不具合が発生すると、遮光板４１が初期位置Ｐ０に配置された場合であっても、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。これは、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２が切り離されるためである。
【００７１】
位置Ｐ１では、サブストリングＡ１の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１、Ａ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ２では、サブストリングＡ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１、Ａ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。
【００７２】
位置Ｐ３では、サブストリングＡ１、Ａ２の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１、Ａ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。サブストリングＡ２は、不具合に応じて切り離されている。このため、位置Ｐ３におけるストリング電流は、遮光板４１による遮蔽の有無に関わらず、位置Ｐ２におけるストリング電流と不変である。
【００７３】
位置Ｐ４では、サブストリングＡ２の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。不具合のあるサブストリングＡ２のみが遮光板４１によって遮蔽されることにより、位置Ｐ３に配置される場合と比べ、ストリング電流値が上昇している。
【００７４】
位置Ｐ５では、サブストリングＡ２、Ａ３の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ６では、サブストリングＡ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。
【００７５】
位置Ｐ７では、サブストリングＡ３、Ｂ１の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３、Ｂ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。位置Ｐ８では、サブストリングＢ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ｂ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ９では、サブストリングＢ１、Ｂ２の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ｂ１、Ｂ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。
【００７６】
位置Ｐ１０では、サブストリングＢ２の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ｂ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ１１では、サブストリングＢ２、Ｂ３の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ｂ２、Ｂ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。位置Ｐ１２では、サブストリングＢ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ｂ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。以上は、遮光板４１の下方移動に伴うストリング電流値を示している。遮光板４１の上方移動においては、これらの逆の順番にストリング電流値が推移する。
【００７７】
太陽電池モジュール２０ａに含まれるサブストリングＡ２に不具合が発生している場合、検出波形パターンは、図７に示すように、位置Ｐ１〜Ｐ５において標準波形パターンと異なっている。言い換えると、位置Ｐ１〜Ｐ５において、検出波形パターンは、櫛歯状の波形パターンとなっていない。このため、図６に示すＳＴ６０７では、検出波形パターンと標準波形パターン（図５参照）とが一致していないと判定され、診断対象とされた太陽電池モジュール２０ａ、２０ｂに異常が発生したことが特定される。
【００７８】
図８においては、太陽電池モジュール２０ａに含まれるサブストリングＡ２、Ａ３に不具合が発生した場合について示している。サブストリングＡ２、Ａ３に不具合が発生すると、遮光板４１が初期位置Ｐ０に配置された場合であっても、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。これは、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３が切り離されるためである。
【００７９】
位置Ｐ１では、サブストリングＡ１の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１〜Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。位置Ｐ２では、サブストリングＡ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１〜Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。位置Ｐ３では、サブストリングＡ１、Ａ２の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１〜Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。
【００８０】
位置Ｐ４では、サブストリングＡ２の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。不具合のあるサブストリングＡ２のみが遮光板４１によって遮蔽されることにより、位置Ｐ３に配置される場合と比べ、ストリング電流値が上昇している。位置Ｐ５では、サブストリングＡ２、Ａ３の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ６では、サブストリングＡ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。
【００８１】
位置Ｐ７では、サブストリングＡ３、Ｂ１の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３、Ｂ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。位置Ｐ８では、サブストリングＢ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３、Ｂ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。位置Ｐ９では、サブストリングＢ１、Ｂ２の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−４を示す。
【００８２】
位置Ｐ１０では、サブストリングＢ２の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３、Ｂ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。位置Ｐ１１では、サブストリングＢ２、Ｂ３の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３、Ｂ２、Ｂ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−４を示す。位置Ｐ１２では、サブストリングＢ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ２、Ａ３、Ｂ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−３を示す。以上は、遮光板４１の下方移動に伴うストリング電流値を示している。遮光板４１の上方移動においては、これらの逆の順番にストリング電流値が推移する。
【００８３】
太陽電池モジュール２０ａに含まれるサブストリングＡ２、Ａ３に不具合が発生している場合、検出波形パターンは、図８に示すように、位置Ｐ１〜Ｐ８において標準波形パターンと異なっている。言い換えると、位置Ｐ１〜Ｐ８において、検出波形パターンは、櫛歯状の波形パターンとなっていない。このため、図６に示すＳＴ６０７では、検出波形パターンと標準波形パターン（図５参照）とが一致していないと判定され、診断対象とされた太陽電池モジュール２０ａ、２０ｂに異常が発生したことが特定される。
【００８４】
図９においては、太陽電池モジュール２０ａに含まれる、サブストリングＡ２バイパスするバイパスダイオード２０２Ａに不具合が発生した場合について示している。なお、図９においては、バイパスダイオード２０２Ａの不具合として、バイパスダイオード２０２Ａにおけるオープン故障時における異常診断の例を示している。図９に示すように、バイパスダイオード２０２Ａに不具合が発生している場合であっても、遮光板４１が初期位置Ｐ０に配置されていると、ストリング電流に影響はなく、検出値として基準値Ｘを示す。これは、サブストリングＡ２に不具合がなく、バイパスダイオード２０２Ａが作用していないためである。
【００８５】
位置Ｐ１では、サブストリングＡ１の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ２では、サブストリングＡ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。
【００８６】
位置Ｐ３では、サブストリングＡ１、Ａ２の双方の一部が遮蔽される。このとき、サブストリングＡ２をバイパスするバイパスダイオード２０２Ａに不具合が発生していることから、太陽電池モジュール２０ａのストリング電流は０となる。同様に、位置Ｐ４、Ｐ５でも、サブストリングＡ２の全部又は一部が遮蔽されることから、太陽電池モジュール２０ａのストリング電流は０となる。
【００８７】
位置Ｐ６では、サブストリングＡ２を越え、サブストリングＡ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ７では、サブストリングＡ３、Ｂ１の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＡ３、Ｂ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ８では、サブストリングＢ１の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ１が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ９では、サブストリングＢ１、Ｂ２の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ１、Ｂ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。
【００８８】
位置Ｐ１０では、サブストリングＢ２の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ２が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。位置Ｐ１１では、サブストリングＢ２、Ｂ３の双方の一部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ２、Ｂ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−２を示す。位置Ｐ１２では、サブストリングＢ３の全部が遮蔽されることから、バイパスダイオード２０２の作用によりサブストリングＢ３が切り離され、ストリング電流は、検出値として基準値Ｘ−１を示す。以上は、遮光板４１の下方移動に伴うストリング電流値を示している。遮光板４１の上方移動においては、これらの逆の順番にストリング電流値が推移する。
【００８９】
太陽電池モジュール２０ａに含まれる、サブストリングＡ２、Ａ３を接続するバイパスダイオード２０２Ａに不具合が発生している場合、検出波形パターンは、図９に示すように、位置Ｐ３〜Ｐ５において標準波形パターンと異なっている。言い換えると、位置Ｐ３〜Ｐ５において、検出波形パターンは、櫛歯状の波形パターンとなっていない。このため、図６に示すＳＴ６０７では、検出波形パターンと標準波形パターン（図５参照）とが一致していないと判定され、診断対象とされた太陽電池モジュール２０ａ、２０ｂに異常が発生したことが特定される。
【００９０】
なお、図９に示すバイパスダイオード２０２Ａの不具合は、上述したように、バイパスダイオード２０２Ａにおけるオープン故障時における異常診断の例を示している。診断システム１０は、このようなオープン故障のみならず、バイパスダイオード２０２Ａの短絡故障時における異常診断を特定することも可能である。バイパスダイオード２０２Ａの短絡故障時には、遮光板４１による遮光制御の有無に関わらず、ストリング電流の波形パターンは変化しない。判定部１７３は、このように遮光制御の有無に関わらず変化しないストリング電流の波形パターンの検出に基づいて、バイパスダイオード２０２Ａの短絡故障時における異常を判定することができる。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態に係る診断システム１０においては、測定装置１５によりサブストリング２０３単位で遮光可能な遮光板４１の駆動に伴ってストリング電流の波形パターンが検出され、診断装置１７（判定部１７３）によりその検出結果に基づいて太陽電池モジュール２０の異常が判定される。このため、ストリング電流の波形パターンに基づいて太陽電池モジュール２０単位で異常判定が行われることから、サブストリング２０３単位で遮光部材を停止させ、再び駆動させるような作業が不要となる。これにより、太陽電池モジュール２０の異常判定に要する労力を低減すると共に、異常判定に要する時間を短縮することができる。この結果、作業に要する労力及びコストの増大を抑制しつつ、部分的に不具合を有する太陽電池モジュール２０を容易に検出することが可能となる。
【００９２】
特に、判定部１７３は、記憶部１７２に予め保持された標準波形パターン（図５参照）と検出波形パターンの比較により太陽電池モジュール２０の異常を判定する。これにより、太陽電池モジュール２０に含まれる太陽電池セル２０１の不具合等に伴う微小なストリング電流の変化を有ノイズ環境下でも検出することができる。この結果、検査測定期間中の日射変動等測定環境に制約されることなく、あるいは日射変動対策のための複雑な処理を要することなく部分的に不具合を有する太陽電池モジュール２０を精度良く検出することが可能となる。
【００９３】
また、判定部１７３は、検出波形パターンにおける標準波形パターンとの不一致箇所に応じて太陽電池モジュール２０に含まれる特定のサブストリング２０３の異常を判定することができる。例えば、図７に示すストリング電流の波形パターンが検出波形パターンとして検出された場合、判定部１７３は、位置Ｐ１〜Ｐ５の波形パターンを解析することにより、サブストリングＡ２の異常を特定することができる。また、図８に示すストリング電流の波形パターンが検出波形パターンとして検出された場合、判定部１７３は、位置Ｐ１〜Ｐ８の波形パターンを解析することにより、サブストリングＡ２、Ａ３の異常を特定することができる。このように、判定部１７３は、検出波形パターンにおける標準波形パターンとの不一致の箇所に応じて特定のサブストリング２０３の異常を判定できることから、太陽電池モジュール２０の不具合を分析するための作業に要する労力及びコストを低減することができる。
【００９４】
さらに、図９に示すストリング電流の波形パターンが検出波形パターンとして検出された場合、判定部１７３は、位置Ｐ３〜Ｐ５の波形パターンを解析することにより、バイパスダイオード２０２Ａの異常を特定することができる。このように、判定部１７３は、検出波形パターンにおける標準波形パターンとの不一致の箇所に応じて特定のバイパスダイオード２０２の異常を判定できることから、太陽電池モジュール２０の不具合を分析するための作業に要する労力及びコストを低減することができる。
【００９５】
なお、予め不具合の種別に応じた異常波形パターンを記憶部１７２に記憶しておき、検出波形パターンと比較することにより、太陽電池モジュール２０の不具合の種別を特定するようにしてもよい。例えば、異常波形パターンとして、図７に示すストリング電流の波形パターンを記憶部１７２に記憶する場合、判定部１７３は、図７に示す検出波形パターンと、記憶部１７２に記憶された異常波形パターンとの一致を判定することにより、サブストリングＡ２に不具合が発生していることを容易に特定することができる。
【００９６】
また、測定装置１５は、太陽電池モジュール２０に接続されるパワーコンディショナ１４によるＭＰＰＴ制御の電圧更新時に変化するストリング電流の値に応じてストリング電流の波形パターンを検出している。このようにＭＰＰＴ制御の電圧更新時に変化するストリング電流の値に応じてストリング電流の波形パターンが検出されることから、一定間隔で形成されるストリング電流の波形パターンを確実に検出することができる。
【００９７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【００９８】
例えば、上記実施の形態においては、測定装置１５で検出された検出波形パターンと、記憶部１７２に記憶された標準波形パターンとの比較結果に応じて部分的な不具合を有する太陽電池モジュール２０を判定する場合について説明している。しかしながら、太陽電池モジュール２０の異常の判定手法については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。診断システム１０は、検出波形パターンに基づいて太陽電池モジュール２０の異常を判定することを前提として任意の判定手法を適用することができる。例えば、
上述の波形形成は遮光／露光タイミングで一単位が形成されることから、検出値を基準値で０．１に変換し、シフトレジスタ機能を使って積算の上、標準積算値との比較で異常/正常をデジタル的に判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明は、作業に要する労力及びコストの増大を抑制しつつ、部分的に不具合を有する太陽電池モジュールを容易に検出することができるという効果を有し、特に、メガソーラーシステムなどの大規模な太陽光発電システムにおける太陽電池モジュールの異常診断に有用である。
【符号の説明】
【０１００】
１０  太陽電池モジュール診断システム（診断システム）
１１〜１３  太陽電池アレイ
１４  パワーコンディショナ
１５  ストリング電気特性測定装置（測定装置）
１６  ストリング電気特性受信サーバ（受信サーバ）
１７  診断装置
１７１  遮光制御部
１７２  記憶部
１７３  判定部
１７４  表示部
１７５  通信部
１８  監視装置
２０、２０ａ〜２０ｉ  太陽電池モジュール
２０１  太陽電池セル
２０２  バイパスダイオード
２０３  サブストリング
２１〜２３  逆流防止ダイオード（ブロッキングダイオード）
３０  架台
４０  遮光機構
４１  遮光板
４２  駆動部
４３  駆動制御部
５０  ガイド枠
５１、５２  枠体部
５３  脚部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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