(57)【要約】【課題】急激な気象変化により太陽光発電装置から出力される電力量に過渡的な変化が生じた場合においても、安価なシステムにより常に正確な発電量を計測することができる太陽光発電装置、および太陽光発電装置の制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】太陽光発電装置１は、計測された発電状況データの時系列データが第１の記憶部５に記憶される。第１の記憶部５の任意の時間における現在の発電状況データＰ２と、１つ前の発電状況データＰ１の差分を演算し、絶対値Ｓとして比較部６ｃに出力する。比較部６ｃに入力された演算結果は、閾値Ｔと比較し、絶対値Ｓが閾値Ｔ以下の場合には、発電状況データの第１の記憶部５から第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を長くする。一方、絶対値Ｓが閾値Ｔを超える場合には、発電状況データの第１の記憶部５から第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を短くする。【選択図】図１
2019022347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールの発電状況に関する所定の発電状況データを計測する発電状況データ計測部と、
該発電状況データ計測部で計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器から出力される前記発電状況データが記憶される記憶部と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力される前記発電状況データについて、前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分値を演算する差分演算部と、
所定の閾値が記憶された閾値記憶部と、
前記差分演算部からの出力値と前記閾値記憶部に記憶された閾値を比較する比較部と、
前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を前記比較部における比較結果に応じて調整する時間間隔調整部と、を備える
太陽光発電装置。
【請求項２】
前記時間間隔調整部は、前記差分値と前記閾値を比較して、差分値が前記閾値以下の場合には、前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を所定に長くするか、または変更せず、差分値が前記閾値を超える場合には前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を所定に短くする
請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記時間間隔調整部は、差分値が前記閾値を超える場合には、前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を好ましくは１０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間、より好ましくは２０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間で任意に設定する
請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記発電状況データは、日射量である
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールの発電状況に関する所定の発電状況データを計測するステップと、
該発電状況データ計測部で計測された前記発電状況データのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換するステップと、
該Ａ／Ｄ変換器から出力される前記発電状況データを記憶部に記憶するステップと、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分値を演算するステップと、
前記差分値と予め定められた閾値を比較するステップと、
前記差分値と前記閾値の比較結果に応じて前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を調整するステップと、を備える
太陽光発電装置の制御方法。
【請求項６】
前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を調整するステップは、
前記差分値が前記閾値以下の場合には、前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を所定に長くするか、または変更せず、前記差分値が前記閾値を超える場合には、前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を所定に短くする、
請求項５に記載の太陽光発電装置の制御方法。
【請求項７】
前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を調整するステップは、
差分値が前記閾値を超える場合には、前記発電状況データの前記記憶部に記憶する時間間隔を１０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間、より好ましくは２０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間で任意に設定する
請求項６に記載の太陽光発電装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置、および太陽光発電装置の制御方法に関する。詳しくは、急激な気象変化により太陽光発電装置から出力される電力量に過渡的な変化が生じた場合においても、安価なシステムにより常に正確な発電量を計測することができる太陽光発電装置、および太陽光発電装置の制御方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の枯渇に加えて地球温暖化等の地球環境問題が深刻化していることから、自然エネルギーを利用した太陽光発電装置や風力発電装置が注目されている。特に、ＣＯ２の排出権問題やＲＰＳ（Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ  Ｐｏｒｔｆｏｌｉｏ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）制度の導入により、今後さらにその重要性が増すことが予想される。
【０００３】
その中でも太陽光発電装置は設置が容易であり、住宅や農業ハウスの屋根発電からメガソーラー発電所のような大規模設備まで簡易に設置することが可能なことから、その普及が急速に進んでいる。
【０００４】
太陽光発電装置は、複数の日射面に設置された太陽電池モジュールを並べてパネル上に構成した太陽電池アレイ、接続箱、およびパワーコンディショナを備えて構成されている。即ち、太陽電池アレイで発電される直流電力は、接続箱を介してパワーコンディショナに出力される。パワーコンディショナでは、接続箱から出力される直流電力を交流電力に変換して、商用電力として各家庭や工場等に配電される。
【０００５】
このような太陽光発電装置は、長期にわたる運用が予定されているため、充分な耐用年数を有するように設計されているが、絶えず雨風や降雪、高温や低温といった厳しい環境下に曝されることにより、複数配置された太陽電池モジュールの幾つかは故障や劣化により発電能力が低下してしまうため、早期に交換対象となる太陽電池モジュールを特定し交換する必要がある。
【０００６】
また、太陽光発電装置は、日射等の気象条件、太陽電池モジュールの温度特性によって発電性能が大きく変化することが知られている。そのため、太陽光発電装置による発電量が低下した場合、太陽電池モジュールなどの故障による発電量の低下なのか、または日射量の低下による発電量の低下なのかが容易に判断できない。
【０００７】
このような点を踏えて、太陽光発電装置の故障を正確に診断する故障診断装置について盛んに研究開発が行われている。例えば特許文献１には、太陽光発電装置の各太陽電池モジュールの設置角度、設置場所の緯度、経度、設置方位、設置された地域における季節的な要因による平均の日射量や温度などをパラメータとして予め設定することによって予測発電量を求め、この予測発電量と単位時間あたりの発電量を比較することで太陽光発電装置の故障を警告する故障診断装置が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２には、所定の時間間隔で実測された日射量および実測された温度に基づいて太陽電池モジュールでの理論発電電力を算出し、実測した発電量と算出した理論発電量とを比較して太陽電池モジュールでの異常発生の有無を検出する故障診断装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−６７７３８号公報
【特許文献２】特開２０１４−５３３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記の特許文献１、および特許文献２によれば、実測された日射量や温度などに基づいて、制御装置が太陽光発電装置の理論発電量を精度よく算出することができるため、この理論発電量に基づいて太陽電池モジュールの異常発生の有無を確実に検出することができるものとなっている。
【００１１】
一方、前記したように、太陽光発電装置は、日射等の気象条件、太陽電池モジュールの温度特性によって発電性能が大きく変化する。特に太陽からの日射量は、風の影響や雲の動きにより、急激に変化することが一般的である。この点、特許文献１、および特許文献２においては、この急激な日射量の変化に追随した発電量の計測については何ら考慮されたものとはなっていない。
【００１２】
そのため、例えば一定のサンプリング間隔で発電量を計測している場合に、急に雲がかかり太陽電池モジュールの発電量が急激に減少した場合、または雲が晴れて太陽電池モジュールの発電量が急激に増加した場合に、太陽電池モジュールから出力される急激な発電量の変化を計測器が捉えることができず、正確な時系列データを取得することができない虞がある。
【００１３】
この点、このような急激な発電量の変化を計測器が捉えるために、予め短いサンプリング間隔で発電量を計測して記憶媒体に記憶させることも考えられる。しかしながら、日射量が安定している条件下等のように、そもそも短いサンプリング間隔でのデータを必要としない場合もある。また、データの記憶媒体へ記憶するサンプリング間隔を短くするに応じて計測器に対する計算負荷や消費電力が大きくなるとともに、広域なデータ容量も必要となるため、計測器として高価なシステムが必要となり現実的ではない。
【００１４】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、急激な気象変化により太陽光発電装置で出力される電力量に過渡的な変化が生じた場合においても、安価なシステムにより常に正確な発電量を計測することができる太陽光発電装置、および太陽光発電装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の目的を達成するために、本発明の太陽光発電装置は、太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールの発電状況に関する所定の発電状況データを計測する発電状況データ計測部と、該発電状況データ計測部で計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器から出力される前記発電状況データが記憶される記憶部と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力される前記発電状況データについて、前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分値を演算する差分演算部と、所定の閾値が記憶された閾値記憶部と、前記差分演算部からの出力値と前記閾値記憶部に記憶された閾値を比較する比較部と、前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を前記比較部における比較結果に応じて調整する時間間隔調整部とを備える。
【００１６】
ここで、太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールの発電状況に関する所定の発電状況データを計測する発電状況データ計測部を備えることにより、例えば電流、電圧、温度、および日射量等の発電状況データを計測することができるため、太陽光電池モジュールを含む太陽光発電装置の発電状況を把握することができる。
【００１７】
また、発電状況データ計測部で計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えることにより、アナログデータとしての発電状況データをデジタルデータに変換することができるため、発電状況データを記憶媒体に記憶したり、演算処理したりすることができる。
【００１８】
また、Ａ／Ｄ変換器から出力される発電状況データが記憶される記憶部を備えることにより、発電状況データ、即ち電流、電圧、温度、および日射量等のデジタルデータについて所定の時間間隔で記憶部に記憶させることができる。
【００１９】
また、Ａ／Ｄ変換器から出力される発電状況データについて、前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分値を演算する差分演算部を備えることにより、Ａ／Ｄ変換器から出力される発電状況データについて、前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分を演算することができる。
【００２０】
また、所定の閾値が記憶された閾値記憶部を備えることにより、気象状況の変化の指標となる閾値を予め閾値記憶部に記憶しておくことができる。
【００２１】
また、差分演算部からの出力値と閾値記憶部に記憶された閾値を比較する比較部を備えることにより、発電状況データの差分値と閾値記憶部に記憶されている閾値を比較することで、気象状況の急激な変化の有無を検知することができる。
【００２２】
また、発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を比較部における比較結果に応じて調整する時間間隔調整部を備えることにより、比較部における発電状況データの差分値と閾値の比較結果に基づき、発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を調整することができる。従って、発電状況データに応じて、発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を長くしたり、または短くしたりすることができるため、記憶部の記憶容量を必要最小限としつつ、発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができる。
【００２３】
また、時間間隔調整部は、差分値と閾値を比較しながら、発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができる。具体的には、差分値が閾値以下の場合は、記憶部へ記憶する時間間隔を所定に長くするか、または変更しない。また、差分値が閾値を超える場合には、記憶部へ記憶する時間間隔を所定に短くする。例えば、発電状況データの変化が大きい場合には急激な気象変化が生じているものと推定して、記憶部へ記憶する時間間隔を短くする。このようにすることで、発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができる。一方、発電状況データの変化が小さい場合には、気象変化は少ないものと推定して、記憶部へ記憶する時間間隔を長くするか、または変更しないことにより記憶部の記憶容量を確保するとともに、計算負荷も低減することができる。
【００２４】
また、時間間隔調整部は、差分値が閾値を超え、かつ記憶部へ記憶する時間間隔を１０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間で任意に設定する場合には、急激な気象変化が生じた場合でも、記憶部に記憶する発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができる。また、２０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間で任意に設定することがより好ましい。なお、記憶部へ記憶する時間間隔として２０ｍｓを下回る場合にはデータ量が多くなるため、広域な保存容量が必要となるとともに、計算負荷も高くなり消費電力も多くなる。一方、記憶部へ記憶する時間間隔として６０ｓを超える場合には、発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができず、太陽光発電装置の正確な発電量を把握することができない。
【００２５】
また、発電状況データ計測部は、日射量を計測する場合には、発電状況に関するパラメータとして電流、電圧、温度、および日射量のうち、もっとも気象変化に対する追従性の高いパラメータとしての日射量を計測することで、気象変化に対する追従性を維持することができる。
【００２６】
前記の目的を達成するために、本発明の太陽光発電装置の制御方法は、太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールの発電状況に関する所定の発電状況データを計測するステップと、該発電状況データ計測部で計測された前記発電状況データのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換するステップと、該Ａ／Ｄ変換器から出力される前記発電状況データを記憶部に記憶するステップと、前記Ａ／Ｄ変換器から出力された前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分値を演算するステップと、前記差分値と予め定められた閾値を比較するステップと、前記差分値と前記閾値の比較結果に応じて前記発電状況データの前記記憶部へ記憶する時間間隔を調整するステップとを備える。
【００２７】
ここで、太陽光を受けて発電する太陽電池モジュールの発電状況に関する所定のパラメータを計測するステップを備えることにより、例えば電流、電圧、温度、および日射量等の発電状況データを計測することができるため、太陽光電池モジュールを含む太陽光発電装置の発電状況を把握することができる。
【００２８】
また、発電状況データ計測部で計測されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換するステップを備えることにより、アナログデータとしての発電状況データをデジタルデータに変換することができるため、発電状況データを記憶媒体に記憶したり、演算処理したりすることができる。
【００２９】
また、Ａ／Ｄ変換器から出力される発電状況データを記憶部に記憶するステップを備えることにより、発電状況データ、即ち電流、電圧、温度、および日射量等のデジタルデータについて所定の時間間隔で記憶部に記憶することができる。
【００３０】
また、Ａ／Ｄ変換器から出力された前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分値を演算するステップを備えることにより、Ａ／Ｄ変換器から出力される発電状況データについて、前回の発電状況データと今回の発電状況データの差分を演算することができる。
【００３１】
また、差分値と予め定められた閾値を比較するステップを備えることにより、発電状況データの差分値と気象状況の変化の指標となる閾値を比較することで、急激な気象状況の変化の有無を検知することができる。
【００３２】
また、差分値と閾値の比較結果に応じて発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を調整するステップを備えることにより、発電状況データの差分値と閾値の比較結果に基づき、発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を調整することができる。従って、発電状況データに応じて、発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を長くしたり、または短くしたりすることができるため、記憶部の記憶容量を必要最小限としつつ、発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができる。
【００３３】
また、記憶部へ記憶する時間間隔を調整するステップは、差分値が閾値以下の場合には、発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を所定に長くするか、または変更しない。また、差分値が閾値を超える場合には、発電状況データの記憶部へ記憶する時間間隔を所定に短くする。例えば発電状況データの変化が大きい場合には、急激な気象変化が生じているものと推定して記憶部へ記憶する時間間隔を短くする。このようにすることで、発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができる。一方、発電状況データの変化が小さい場合には、気象変化はすくないものと推定して記憶部へ記憶する時間間隔を長くするか、または変更しないことにより記憶部の記憶容量を確保するとともに、計算負荷も低減することができる。
【００３４】
また、記憶部へ記憶する時間間隔を調整するステップは、差分値が前記閾値を超える場合には記憶部に記憶する時間間隔を１０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間で任意に設定する場合には、急激な気象変化が生じた場合でも、記憶部へ記憶する発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができる。また、２０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間で任意に設定することがより好ましい。なお、記憶部へ記憶する時間間隔として２０ｍｓを下回る場合にはデータ量が多くなるため、広域な保存容量が必要となるとともに、計算負荷も高くなり消費電力も多くなる。一方、記憶部へ記憶する時間間隔として６０ｓを超える場合には、発電状況データの気象変化に対する追従性を維持することができず、太陽光発電装置の正確な発電量を把握することができない。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る太陽光発電装置、および太陽光発電装置の制御方法は、急激な気象変化により太陽光発電装置から出力される電力量に過渡的な変化が生じた場合においても、安価なシステムにより常に正確な発電量を計測することができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るフローチャートである。
【図３】計測周期を変更した場合における出力電力の時系列データである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置の概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、太陽光発電装置、および太陽光発電装置の制御方法に関する本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００３８】
まず、本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置１のシステム構成ついて図１を用いて説明する。太陽光発電装置１は、図１に示すように、複数の太陽電池アレイ２、接続箱３、パワーコンディショナ４、第１の記憶部５、処理部６、および第２の記憶部７から構成されている。
【００３９】
太陽電池アレイ２は、家屋の屋根や遊休地等に設置され、複数枚の太陽電池モジュール２１が直並列に接続されてパネル状に構成されている。このような太陽電池モジュール２１は太陽光のエネルギーを吸収して電気的なエネルギーに変換するものであり、年間を通じて高効率な充電能力が要求されるため、主として半導体であるアモルファスシリコンや結晶シリコン、またはこれらのハイブリッド型としてのシリコン系の材料から構成されている。
【００４０】
ここで、必ずしも、太陽電池モジュール２１として、アモルファスシリコンや結晶シリコン、またはこれらのハイブリッド型としてのシリコン系の太陽電池モジュール２１を使用する必要はない。例えば、ＧａＡｓやＣＩＧＳ系といった化合物系、さらには有機系の材料から構成される太陽電池モジュール２１を使用することもできる。
【００４１】
接続箱３は各太陽電池アレイ２から出力される直流電力を１つに集めて、複数の太陽電池アレイ２全体での直流電力として、ケーブルを通じてパワーコンディショナ４に出力するものである。
【００４２】
パワーコンディショナ４は、接続箱３から流れてくる直流電力を交流電力に変換するインバータ装置であり、入力電力を昇圧する図示しないＤＣ／ＤＣコンバータと、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力をＤＣ／ＡＣ変換して商用系統電力に系統連系する交流電力を出力する図示しないＤＣ／ＡＣインバータとを備えている。
【００４３】
電流センサＳｃ、および電圧センサＳｐは、太陽電池アレイ２から出力される直流電流、および直流電圧を瞬時に計測するものである。これら電流センサＳｃ、および電圧センサＳｐで計測されたアナログデータは、Ａ／Ｄ変換器８において所定のサンプリング周期でサンプリングされ、デジタルデータとして第１の記憶部５に入力されるようになっている。
【００４４】
ここで、必ずしも、電流センサＳｃ、および電圧センサＳｐは太陽電池アレイ２から出力される直流電流、および直流電圧を計測するものである必要はない。例えば、パワーコンディショナ４から出力される交流電流、および交流電圧を計測するように構成されていてもよい。
【００４５】
日射センサＳｉは、日射量を計測するセンサであり、太陽光の入射状態が太陽電池モジュール２１と同条件となるように、例えば太陽電池モジュール２１に近接する位置に設置されている。日射センサＳｉとしては、全天日射センサが用いられ、日射センサＳｉにより計測されたアナログデータはＡ／Ｄ変換器８において所定のサンプリング周期でサンプリングされ、デジタルデータとして第１の記憶部５に入力される。
【００４６】
ここで、必ずしも、日射センサＳｉとして全天日射センサを用いる必要はない。例えば、直達日射センサを用いて日射量を計測してもよい。
【００４７】
温度センサＳｔは、太陽の直射日光による影響を避けるために、例えば太陽電池モジュール２１の裏面側（太陽光の受光面と反対側の面）に配置され、太陽電池モジュール２１の裏面側の温度を直接計測するためのものである。温度センサＳｔとしては、例えば熱電対が使用され、温度センサＳｔで計測されたアナログデータは、Ａ／Ｄ変換器８により所定のサンプリング周期でサンプリングされ、デジタルデータとして第１の記憶部５に入力される。
【００４８】
ここで、必ずしも、温度センサＳｔは太陽電池モジュール２１の裏面側に配置されている必要はない。例えば、直射日光による直接の影響が少ないときには、太陽電池モジュール２１の表面側（太陽光の受光面側）に温度センサＳｔを配置して、温度センサＳｔで計測された温度を太陽電池モジュール２１の温度として出力するようにしてもよい。
【００４９】
第１の記憶部５は、前記の通り各種センサで計測されたアナログデータについてＡ／Ｄ変換された時系列のサンプリングデータを所定のサンプリング間隔（本発明の実施形態においては１０ｍｓ）で一時的に記憶させるための装置であり、本発明の実施形態においてはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）が用いられる。
【００５０】
ここで、必ずしも、サンプリングデータの第１の記憶部５へ記憶するサンプリング間隔として１０ｍｓである必要はない。１０ｍｓよりもサンプリン間隔を短く（または長く）してもよい。但し、第１の記憶部５に記憶されたサンプリングデータは、その後の処理部６での演算処理に使用するものであるため、可能な限りサンプリング間隔を短めに設定することが好ましい。
【００５１】
処理部６は、第１の記憶部５に一時的に記憶されたサンプリングデータが入力され解析処理するものであり、差分演算部６ａ、閾値記憶部６ｂ、比較部６ｃ、および時間間隔調整部６ｄから構成されている。
【００５２】
差分演算部６ａは、第１の記憶部５に一時的に保存されている各センサで計測された時系列のサンプリングデータについて、現在のサンプリングデータＰ２と前回のサンプリングデータＰ１の差分（絶対値Ｓ）を演算して比較部６ｃに出力される。
【００５３】
比較部６ｃは、差分演算部６ａから入力された絶対値Ｓと、閾値記憶部６ｂに記憶されている閾値を比較演算して時間間隔調整部６ｄに出力される。
【００５４】
閾値記憶部６ｂは、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等に予め定められた任意の閾値Ｔが記憶されており、比較部６ｃに出力される。
【００５５】
時間間隔調整部６ｄは、比較部６ｃの演算結果に基づいて、サンプリングデータの第２の記憶部７への出力間隔を調整する。
【００５６】
第２の記憶部７は、第１の記憶部５に一次的に記憶されたサンプリングデータについて、処理部６により演算処理されたサンプリングデータを記憶させるための装置であり、本発明の実施形態においては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）が用いられる。
【００５７】
ここで、必ずしも、第１の記憶部５、第２の記憶部７、および閾値記憶部６ｂとして、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＲＯＭから構成されている必要はない。例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどの公知の記憶媒体から適宜選択することができる。なお、第２の記憶部７に記憶されたサンプリングデータを、太陽光発電装置１の発電能力を評価するための最終的なデータとして使用するため、第２の記憶部７としては、データ保存が長期において可能な記憶媒体を使用することが好ましい。
【００５８】
次に、本発明の第１の実施形態に係る処理部６の動作を含む太陽光発電装置１の具体的な制御内容について図２に基づき説明する。
【００５９】
＜発電状況データを計測するステップ：Ｓ１１＞
まず、電流センサＳｃ、電圧センサＳｐ、温度センサＳｔ、および日射センサＳｉにより、発電状況データとしての直流電流、直流電圧、太陽電池モジュール２１の温度、および日射量をそれぞれ計測する。
【００６０】
＜発電状況データの第１の記憶部５へ記憶するステップ：Ｓ１２＞
各センサで計測された発電状況データについて、Ａ／Ｄ変換器８により所定の時間間隔（例えば１０ｍｓ間隔）でサンプリングされた時系列データについては、計測時刻に関連付けて第１の記憶部５に記憶される。
【００６１】
＜発電状況データの差分値を演算するステップ：Ｓ１３＞
第１の記憶部５に記憶された時系列の発電状況データに関するサンプリングデータについて、任意の時刻におけるサンプリングデータを処理部６の差分演算部６ａに出力する。差分演算部６ａに入力された発電状況データのうち、日射量のサンプリングデータについて、現在入力されたサンプリングデータＰ２と１つ前のサンプリングデータＰ１との差分（変化量）を演算し、絶対値Ｓとして比較部６ｃに出力する。
【００６２】
ここで、必ずしも、差分演算部６ａにより演算されるサンプリングデータとして日射量に関するサンプリングデータである必要はない。例えば、直流電流、直流電圧、温度に関するサンプリングデータを処理部６に出力して演算処理してもよい。但し、日射量は気象変化に対する追従性が最も高いパラメータであるため、気象変化に対する追従性を高めるという観点では、処理部６に出力するパラメータとしては日射量であることが好ましい。
【００６３】
＜差分値と予め定められた閾値を比較するステップ：Ｓ１４＞
絶対値Ｓが比較部６ｃに入力されると、閾値記憶部６ｂに記憶されている任意の閾値Ｔを読み出し、閾値Ｔと絶対値Ｓを比較する。
【００６４】
＜第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を調整するステップ：Ｓ１５、Ｓ１６＞
比較部６ｃによる演算の結果、絶対値Ｓが閾値Ｔ以下の場合には、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を長くする。即ち、絶対値Ｓが閾値Ｔ以下の場合には、急激な気象変化はなく、太陽電池モジュール２１による発電量の変化も少ないものと推定できる。そのため、第１の記憶部５に記憶されている発電状況データの全てを第２の記憶部７に記憶する必要はなく、間引いたデータを第２の記憶部７に記憶させることができる。従って、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を長くしたとしても、正確な発電量を記憶することができるとともに、第２の記憶部７の記憶容量を確保することができる。
【００６５】
ここで、必ずしも、絶対値Ｓが閾値Ｔ以下の場合には、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を長くする必要はない。例えば、初期の設定として、第１の記憶部５から第２の記憶部７への発電状況データの出力間隔を長めの時間間隔（例えば３００ｓ程度の間隔）としている場合には、それ以上に時間間隔を長くする必要はなく、初期の設定のまま（時間間隔を変更しない）とするようにしてもよい。
【００６６】
一方、比較部６ｃによる演算の結果、絶対値Ｓが閾値Ｔを超える場合には、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を短くする。即ち、絶対値Ｓが閾値Ｔを超える場合には、急激な気象変化により、太陽電池モジュール２１による発電量の時間変化が激しいものと推定できる。そのため、第１の記憶部５に記憶されている発電状況データを、可能な範囲で間引くことなく第２の記憶部７に記憶することで、気象変化に追従した発電量を記憶することができる。
【００６７】
ここで、発明者らが検討した結果、絶対値Ｓが閾値Ｔを超える場合においては、第１の記憶部５から第２の記憶部７への発電状況データの出力間隔が１０ｍｓ以上、かつ６０ｓ以下の間の任意の間隔であれば、急激な気象変化が生じたとしても、追従して発電量を記憶することができる。
【００６８】
図３は、急激な気象変化が生じた場合における出力電力の変化を所定の周期で計測した結果を示すグラフであり、図３（ａ）乃至図３（ｆ）は計測周期をそれぞれ１０ｍｓ、２０ｍｓ、１００ｍｓ、６０ｓ、１２０ｓ、３００ｓに設定したものである。これらのグラフより、急激な気象変化において、発電状況データの出力間隔を適切に選択することで発電量を記憶することが可能なものとなっている。また、発電状況データの出力間隔が１０ｍｓと２０ｍｓを比較すると、ほとんど変わらないことがわかる。また、急激な気象変化が無い場合、即ち日射が安定しているときには、６０ｓの出力間隔でも発電量の変化が見られず安定していることを確認した。
【００６９】
従って、これらのグラフと、日射量が安定したときの発電量の変化より、計測周期として１０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下に設定すると、急激な気象変化が生じた場合においても、ピーク時の発電量を含め、定性的には気象変化に追従した発電量の計測が可能なものとなっている。
【００７０】
一方で、日射量が安定していないとき、例えば、急激な気象変化がある時は、図３に示した例のように、追従できる範囲が限られることがわかる。従って、計測周期として６０ｓを超えると、ピーク時の発電量に誤差が生じはじめ、気象変化に対して発電量の計測が追従できないことがわかる。
【００７１】
以上の結果より、急激な気象変化が生じた場合におけるサンプリングデータの第１の記憶部５から第２の記憶部７へ記憶する時間間隔としては、１０ｍｓ以上かつ６０ｓ以下の間の任意の周期に設定することにより、気象変化に追従した発電量の計測が可能なものとなっている。
【００７２】
なお、発明者らが更に検討した結果では、１０ｍｓと２０ｍｓの計測周期での計測結果では、データ誤差に大きな相違がないことが判明した。そのため、急激な気象変化が生じた場合における第２の記憶部７へ記憶する時間間隔の下限として２０ｍｓとしても、太陽光発電装置１としての発電量の評価に対する誤差は生じないものと考えられる。
【００７３】
また、絶対値Ｓが閾値Ｔを超える場合の時間間隔調整部６ｄにおける、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔については、例えば以下の表１に示すようなテーブルデータを事前に準備しておき、このテーブルデータに基づいて時間間隔を調整するようにしてもよい。
【００７４】
【表１】
2019022347.tif 000003
【００７５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置１について図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と共通する部分については同一符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００７６】
第２の実施形態に係る太陽光発電装置１´は、主に第１の記憶部５´、および処理部６´の構成が第１の実施形態とは異なる。即ち、第１の実施形態においては、Ａ／Ｄ変換器８から出力されたサンプリングデータは、先ず第１の記憶部５に時系列データとして一時的に保存され、このサンプリングデータを処理部６で処理したデータを最終的に第２の記憶部７に記憶するようにしていた。
【００７７】
これに対して、第２の実施形態においては、第１の記憶部５´は処理部６´に組み込まれており、各センサＳｃ、Ｓｐ、Ｓｉ、Ｓｔで計測されＡ／Ｄ変換器８を介してサンプリングされたデジタルデータは、まず処理部６´に入力されて演算処理を実行し、その結果を第２の記憶部７に記憶するように構成されている。この第１の記憶部５´は第１の実施形態における第１の記憶部５とは異なり、サンプリングデータの時系列データを記憶するものではなく、差分演算に用いるための現在のサンプリングデータの１つ前のサンプリングデータを一時的に記憶するためのものである。従って、１つのサンプリングデータを一時的に記憶できればよく、最低限の記憶容量を有する記憶媒体としてのＲＯＭを準備すれば足りる。
【００７８】
なお、第２の実施形態においても、第２の記憶部７に記憶されたサンプリングデータが太陽光発電装置１´の発電能力を評価するための最終的なデータとして使用するため、第１の実施形態と同じく第２の記憶部７としては、データ保存が長期において可能な記憶媒体（例えばＨＤＤ）を使用することが好ましい。
【００７９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る処理部６´の動作を含む太陽光発電装置１´の具体的な制御内容について図６に基づき説明する。
【００８０】
＜発電状況データを計測するステップ：Ｓ２１＞
まず、電流センサＳｃ、電圧センサＳｐ、日射センサＳｉ、および温度センサＳｔにより、発電状況データとしての直流電流、直流電圧、日射量、および太陽電池モジュール２１の温度をそれぞれ計測する。
【００８１】
＜発電状況データの第１の記憶部５´へ一時的に記憶するステップ：Ｓ２２＞
各センサで計測された発電状況データについて、Ａ／Ｄ変換器８により所定の時間間隔（例えば１０ｍｓ間隔）でサンプリングされたサンプリングデータは、一旦、第１の記憶部５´に一時的に記憶される。
【００８２】
＜発電状況データの差分値を演算するステップ：Ｓ２３＞
そして、Ａ／Ｄ変換器８から出力される現在のサンプリングデータと、第１の記憶部５´に一時的に記憶されている前回のサンプリングデータの差分を演算し、絶対値Ｓとして比較部６´ｃに出力する。この時、第１の実施形態と同じく、差分演算に用いるサンプリングデータとしては気象変化に対する追従性の高い日射量に関するサンプリングデータを用いる。
【００８３】
＜差分値と予め定められた閾値を比較するステップ：Ｓ２４＞
絶対値Ｓが比較部６´ｃに入力されると、閾値記憶部６´ｂに記憶されている任意の閾値Ｔを読み出し、閾値Ｔと絶対値Ｓを比較する。
【００８４】
＜第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を調整するステップ：Ｓ２５、Ｓ２６＞
比較部６´ｃによる演算の結果、絶対値Ｓが閾値Ｔ以下の場合には、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を長くする。即ち、絶対値Ｓが閾値Ｔ以下の場合には、急激な気象変化はなく、太陽電池モジュール２１による発電量の変化も少ないものと推定できる。そのため、所定の周期でサンプリングされたサンプリングデータの全てを第２の記憶部７に記憶する必要はなく、間引いたデータを第２の記憶部７に記憶させることができる。即ち、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を長くしたとしても、正確な発電量を記憶することができるとともに、第２の記憶部７の記憶容量を確保することができる。
【００８５】
一方、比較部６´ｃによる演算の結果、絶対値Ｓが閾値Ｔを超える場合には、発電状況データの第２の記憶部７へ記憶する時間間隔を短くする。即ち、絶対値Ｓが閾値Ｔを超える場合には、急激な気象変化により、太陽電池モジュール２１による発電量の時間変化が激しいものと推定できる。そのため、第２の記憶部７に記憶されている発電状況データを、極力間引くことなく第２の記憶部７に記憶することで、気象変化に追従した発電量を記憶することができる。
【００８６】
以上、本発明に係る太陽光発電装置、および太陽光発電装置の制御方法は急激な気象変化により太陽光発電装置から出力される電力量に過渡的な変化が生じた場合においても、安価なシステムにより常に正確な発電量を計測することができるものとなっている。
【符号の説明】
【００８７】
１、１´      太陽光発電装置
２      太陽電池アレイ
２１      太陽電池モジュール
３      接続箱
４      パワーコンディショナ
５、５´      第１の記憶部
６、６´      処理部
６ａ、６´ａ      差分演算部
６ｂ、６´ｂ      閾値記憶部
６ｃ、６´ｃ      比較部
６ｄ、６´ｄ      時間間隔調整部
７      第２の記憶部
８      Ａ／Ｄ変換器
Ｓｃ      電流センサ
Ｓｐ      電圧センサ
Ｓｉ      日射センサ
Ｓｔ      温度センサ
【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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