(57)【要約】【課題】太陽光発電における発電量低下の要因を分析して経時的に発電量を低下させる要因についても把握でき、太陽光発電の管理が好適に行える太陽光発電管理装置等を提供する。【解決手段】太陽光発電管理装置１６は、太陽光発電パネル２１が発電した電力量を用いて発電効率Ｅｒ（ｔ）を算出する発電効率算出部５１と、日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値Ｅ（ｔ）を算出し、発電効率算出部５１で算出した発電効率Ｅｒ（ｔ）と理想値Ｅ（ｔ）との比を理想度αとして算出する理想度算出部５２と、理想度αが経時的に低下しているか否かを判定する判定部５３と、を有する。【選択図】図３
2015047030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出部と、
日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出部で算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出部と、
前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする太陽光発電管理装置。
【請求項２】
前記判定部は、降雨量の時間変化を示す降雨量データと前記理想度を用いて、前記理想度が降雨後に上昇しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電管理装置。
【請求項３】
前記理想度の変化を用いて将来の発電量の予測値を算出する発電量予測部を更に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽光発電管理装置。
【請求項４】
前記理想度の変化を用いて、所定間隔のメンテナンスにより前記理想度が回復する場合の将来の発電量の予測値を算出し、前記発電量予測部で算出した予測値との差を求め、前記差と１回のメンテナンスに掛かる費用を用いてメンテナンス時期の最適値を算出するメンテナンス時期算出部を更に有することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電管理装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記理想度が経時的に低下していると判定されない場合、前記理想度が一定時間の間所定値以下であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の太陽光発電管理装置。
【請求項６】
太陽光発電パネルが発電した電力量を計測する電力量計測装置と、
日射量を計測する日射量計測装置と、
前記太陽光発電パネルのパネル温度を計測する温度計測装置と、
太陽光発電管理装置と、
を有し、
前記太陽光発電管理装置は、
前記電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出部と、
前記日射量と前記パネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出部で算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出部と、
前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする太陽光発電管理システム。
【請求項７】
コンピュータが、
太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出ステップと、
日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出ステップで算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出ステップと、
前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定ステップと、
を実行することを特徴とする太陽光発電管理方法。
【請求項８】
コンピュータに、
太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出ステップと、
日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出ステップで算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出ステップと、
前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項９】
コンピュータに、
太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出ステップと、
日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出ステップで算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出ステップと、
前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定ステップと、
を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電の管理を行う太陽光発電管理装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷の少ないクリーンな発電方法として、太陽光を直接電力に変換する太陽光発電システムが知られている。太陽光発電システムは、昼間は電力会社からの送電がなくとも電力供給が行えるので、電力会社に支払う電力使用料を低減できる。また、余剰な電力は電力会社の送電線へ送り返して売電し、電力量に応じた金額を電力使用料から相殺することもできる。そのため、発電量や売電量等の把握を目的としたモニタリングシステムが普及している。
【０００３】
太陽光発電システムは、システム故障等によって発電量が低下する場合がある。そこで、上記のようなモニタリングシステムにおいて、発電量が大幅に低下した際に異常を検知する装置や、発電量と併せて時刻、気象条件等をモニタリングしてデータベース化し、得られるべき理想的な発電量と実発電量を比較することで異常の検知・アナウンスを行うシステムなどが考案されている（例えば、特許文献１、２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８０２０４６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような既存のシステムでは、システム構成要素のいずれかの故障もしくは落ち葉等による局所的な日陰の発生によって発電量が大幅に低下した際に、異常が検知されることが多い。
【０００６】
しかし、埃や火山灰等の汚れのパネルへの堆積など、発電量を経時的に低下させる要因を随時評価することは成されておらず、発電量がある値以下になって始めて異常として検知される。このような堆積汚れについては、火山灰のように雨で落ちにくい物が存在するにも関わらず、一般的にはいずれ降雨により落ちると考えられており、メンテナンスの必要性の有無や適切なメンテナンス時期をシステムでは判断することはなく、費用対効果の面で適切なメンテナンス時期にメンテナンスを行うことが難しかった。
【０００７】
本発明は、前述した目的を鑑みてなされたもので、太陽光発電における発電量低下の要因を分析して経時的に発電量を低下させる要因についても把握でき、太陽光発電の管理が好適に行える太陽光発電管理装置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】
前述した課題を解決するための第１の発明は、太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出部と、日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出部で算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出部と、前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定部と、を有することを特徴とする太陽光発電管理装置である。
【０００９】
本発明により、発電効率の理想度を算出し、その推移から、パネル汚れの堆積等経時的に理想度（即ち、発電量）を低下させる要因を定量的に評価でき、これをユーザに通知して適切な対処を促すなど、太陽光発電の管理が好適に行えるようになる。
【００１０】
前記判定部は、降雨量の時間変化を示す降雨量データと前記理想度を用いて、前記理想度が降雨後に上昇しているか否かを判定することが望ましい。
これにより、理想度低下の原因として、雨で落ちるような軽微なパネル汚れの堆積と、メンテナンスの必要性の高い雨で落ちない汚れの堆積等を判別でき、ユーザに通知等を行うことで、適切な対処が可能になる。
【００１１】
第１の発明の太陽光発電管理装置は、前記理想度の変化を用いて将来の発電量の予測値を算出する発電量予測部を更に有することが望ましい。
これにより、理想度の低下を考慮した上で将来的な発電量が把握でき、メンテナンスの必要性その他の管理を効率よく行える。
【００１２】
また、第１の発明の太陽光発電管理装置は、前記理想度の変化を用いて、所定間隔のメンテナンスにより前記理想度が回復する場合の将来の発電量の予測値を算出し、前記発電量予測部で算出した予測値との差を求め、前記差と１回のメンテナンスに掛かる費用を用いてメンテナンス時期の最適値を算出するメンテナンス時期算出部を更に有することが望ましい。
これにより、費用対効果を最適化するようなメンテナンス時期を算出でき、ユーザに通知等を行うことができる。
【００１３】
前記判定部は、前記理想度が経時的に低下していると判定されない場合、前記理想度が一定時間の間所定値以下であるか否かを判定することが望ましい。
これにより、システム故障などによって理想度が一定時間の間所定値以下となるような状況を把握でき、ユーザに通知等を行うことで、適切な対処が可能になる。
【００１４】
第２の発明は、太陽光発電パネルが発電した電力量を計測する電力量計測装置と、日射量を計測する日射量計測装置と、前記太陽光発電パネルのパネル温度を計測する温度計測装置と、太陽光発電管理装置と、を有し、前記太陽光発電管理装置は、前記電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出部と、前記日射量と前記パネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出部で算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出部と、前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定部と、を有することを特徴とする太陽光発電管理システムである。
【００１５】
第３の発明は、コンピュータが、太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出ステップと、日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出ステップで算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出ステップと、前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定ステップと、を実行することを特徴とする太陽光発電管理方法である。
【００１６】
第４の発明は、コンピュータに、太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出ステップと、日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出ステップで算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出ステップと、前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【００１７】
第５の発明は、コンピュータに、太陽光発電パネルが発電した電力量を用いて発電効率を算出する発電効率算出ステップと、日射量と前記太陽光発電パネルのパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、前記発電効率算出ステップで算出した発電効率と前記理想値との比を理想度として算出する理想度算出ステップと、前記理想度が経時的に低下しているか否かを判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、太陽光発電における発電量低下の要因を分析して経時的に発電量を低下させる要因についても把握でき、太陽光発電の管理が好適に行える太陽光発電管理装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】太陽光発電管理システム１を示す図
【図２】太陽光発電管理装置１６のハードウェア構成を示す図
【図３】太陽光発電管理装置１６の機能構成を示す図
【図４】パネル温度、日射量と発電効率の関係を示す図
【図５】太陽光発電管理方法の流れを示すフローチャート
【図６】理想度αの変化の例を模式的に示す図
【図７】予測発電量の算出処理を示すフローチャート
【図８】メンテナンス時期の算出処理を示すフローチャート
【図９】メンテナンス時期の算出について示す図
【図１０】メンテナンス時期の算出について示す図
【図１１】メンテナンス時期の算出について示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
（１．太陽光発電管理システム１）
図１を参照して本発明の実施形態に係る太陽光発電管理システム１について説明する。この太陽光発電管理システム１は、太陽光発電システム２の管理を行うために設けられる。
【００２２】
太陽光発電システム２は、太陽光を電気に変換し家庭用電力などとして用いるもので、太陽光発電パネル２１、電力線２３、パワーコンディショナー２５等を有する。
【００２３】
太陽光発電パネル２１は、複数の太陽電池セルをパネル状に配置し、これにより太陽光の光エネルギーを電気に変換する。太陽電池セルには例えばシリコンや各種の無機化合物による半導体が用いられる。太陽光発電パネル２１の設置方位や設置角度は、立地条件などに応じて様々に定められる。
【００２４】
本実施形態では、太陽光発電パネル２１が直列、並列に接続され、これらの太陽光発電パネル２１により発電した直流電力が電力線２３によりパワーコンディショナー２５に送られる。
【００２５】
パワーコンディショナー２５は直流電力を交流電力に変換する。変換後の電気は、分電盤（不図示）等を介して家庭用電力として供給されたり、電力会社へ送電されたりする。
【００２６】
太陽光発電システム２では、その他、必要があればアイソレーターや各種の変換機など適当な機器を付加することも可能である。
【００２７】
太陽光発電管理システム１は、以上のような太陽光発電システム２の管理を行うために設けられる。太陽光発電システム１は、電力量計１１、日射計１２、温度計１３、降雨計１４、データロガー１５、太陽光発電管理装置１６等を有する。
【００２８】
電力量計１１は、太陽光発電パネル２１が発電した電力量（発電量）を計測する電力量計測装置である。電力量計１１は電力線２３に設けられ、電力量を計測できるものであれば特に限定されない。
【００２９】
日射計１２は、太陽光の光エネルギーの量として日射量（単位面積当たりの日射量）を計測する日射量計測装置である。日射計１２は、太陽光発電パネル２１の近傍に設けられ、設置角度や設置方位が太陽光発電パネル２１に合わせられる。日射計１２には例えば全天日射計が用いられるが、これに限ることはない。
【００３０】
温度計１３は、太陽光発電パネル２１のパネル温度を計測する温度計測装置であり、パネル温度が計測できれば特に限定されない。ここでは太陽光発電パネル２１の表面温度を計測するものとするが、これに限ることもない。
【００３１】
降雨計１４は、降雨量を計測する降雨量計測装置である。降雨計１４は太陽光発電パネル２１の近傍に設けられ、降雨量を計測できれば特に限定されない。
【００３２】
電力量計１１、日射計１２、温度計１３、降雨計１４は、所定間隔で経時的に計測を行い、計測したデータをデータロガー１５に送信する。データロガー１５はこれらのデータを取得し、経時変化を記録する。
【００３３】
なお、本実施形態では、電力量計１１、日射計１２、温度計１３、降雨計１４によって太陽光発電パネル２１全体に対応するデータを計測するようにしている。例えば、電力量計１１では全てのパネルで生成された電力を計測し、また温度計１３は全パネルのパネル温度の平均値を計測する。また日射計１２や降雨計１４はパネル近傍に１つ設け、これにより太陽光発電パネル２１全体に関する値を代表させている。
【００３４】
ただし、これに限らず、例えば電力量計１１、日射計１２、温度計１３、降雨計１４のそれぞれで、太陽光発電パネル２１を直列に接続した一群（ストリングとも呼ばれる）に対応するデータを計測することも可能であるし、個々の太陽光発電パネル２１に対応するデータを計測することも可能である。これらの場合、例えば電力量計１１や温度計１３であれば、ストリング毎の値を計測したり、太陽光発電パネル２１毎の値を計測することになる。日射計１２や降雨計１４の場合では各ストリングあるいは各パネルの近傍に設置する。
【００３５】
これらの装置を複数配置することで、システムの発電量低下の異常発生箇所の特定が可能になる。ただしコストも大きくなるので、これらのバランスを考慮した上で決定するとよい。その他、パワーコンディショナー１５の異常を検知するために、パワーコンディショナー１５から分電盤等に至る電力線に電力量計を余分に設置することなども可能である。
【００３６】
太陽光発電管理装置１６は、電力量計１１、日射計１２、温度計１３、降雨計１４で計測したデータに基づいて、システムの発電量低下の異常検知を行ったり、メンテナンス時期の算出を行う。
【００３７】
（２．太陽光発電管理装置１６）
図２に太陽光発電管理装置１６のハードウェア構成の例を示す。太陽光発電管理装置１６は、例えば、制御部１６１、記憶部１６２、メディア入出力部１６３、通信制御部１６４、入力部１６５、表示部１６６、周辺機器インタフェース部１６７等がバス１６８を介して接続された一般的なコンピュータで実現できる。
【００３８】
制御部１６１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される。
ＣＰＵは、記憶部１６２、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１６８を介して接続された各部を駆動制御し、太陽光発電管理装置１６の処理を実行する。ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部１６２、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部１６１が各種処理を行うために使用するワークエリアを備える。
【００３９】
記憶部１６２は、ハードディスクドライブ等であり、制御部１６１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ等が格納される。プログラムとしては、例えば、後述する手順でシステムの発電量低下の異常検知を行ったり、メンテナンス時期の算出を行うプログラムが格納される。
【００４０】
メディア入出力部１６３はデータの入出力を行うものであり、例えばＤＶＤドライブ等のメディア入出力装置を有する。
通信制御部１６４は、通信制御装置、通信ポート等を有し、ネットワークを介して他の装置との通信制御を行う。ネットワークは、有線、無線を問わない。
【００４１】
入力部１６５はデータの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
表示部１６６は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置である。
【００４２】
周辺機器インタフェース部１６７は、周辺機器を接続するポートなどである。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
バス１６８は、各部間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００４３】
図３（ａ）は太陽光発電管理装置１６の機能構成を示す図である。太陽光発電管理装置１６は、発電効率算出部５１、理想度算出部５２、判定部５３、発電量予測部５４、メンテナンス時期算出部５５を有する。
【００４４】
発電効率算出部５１は、太陽光発電パネル２１が発電した電力量を用いて発電効率を算出する。
【００４５】
理想度算出部５２は、太陽光発電パネル２１近傍の日射量とパネル温度を用いて発電効率の理想値を算出し、発電効率算出部５１が算出した発電効率と理想値との比を理想度として算出する。
【００４６】
判定部５３は、理想度が経時的に低下しているか否か、理想度が降雨後に上昇しているか否か、理想度が経時的に所定値以下であるか否か等により、システムの理想度（即ち、発電量）低下の異常検知とその原因の切り分けを行うものである。ここで、理想度が経時的に低下するとは、予め定めた一定時間理想度が低下し続けることをいうものとする。同じく、理想度が経時的に所定値以下であるとは、予め定めた一定時間の間理想度が所定値以下であることをいう。
【００４７】
発電量予測部５４は、理想度の変化を用いて将来の発電量の予測値を算出するものである。
【００４８】
メンテナンス時期算出部５５は、理想度の変化を用いて、所定間隔のメンテナンスにより理想度が回復する場合の将来の発電量の予測値を算出して、発電量予測部５４で算出した予測値との差を求め、この差と１回のメンテナンスに掛かる費用を用いてメンテナンス時期の最適値を算出する。
【００４９】
また本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、記憶部１６２に、パネル面積１６２１、対応関係１６２２、過去の日射量１６２３、過去の降雨量１６２４、パネル温度の予測値１６２５、メンテナンス費１６２６、単位発電量当たりの金額１６２７等が予め記憶されている。
【００５０】
パネル面積１６２１は、太陽光発電パネル２１で太陽光を受光する面積である。本実施形態では太陽光発電パネル２１全体についての管理を行うので、パネル面積として各太陽光発電パネル２１のパネル面積の総和を用いることができる。
【００５１】
対応関係１６２２は、日射量、パネル温度と太陽光発電パネル２１の発電効率の関係を示すデータである。一般的に、太陽光発電パネル２１の発電効率Ｅは図４（ａ）に示すようにパネル温度Ｔｐが高い程低下し、日射量Ｓについては図４（ｂ）に示すように所定値をピークとしてそれより多くても少なくても発電効率が低下することが知られている。従って、このような対応関係を、パネルの製品仕様などを基にして下記のようにパネル温度Ｔｐ、日射量Ｓを変数とする発電効率Ｅの関係式（１）として予め定めておき、記憶部１６２に記憶しておく。
Ｅ＝ｆ（Ｔｐ、Ｓ）…（１）
【００５２】
過去の日射量１６２３は、例えば、その地域における過去の日射量の時間変化を示すデータであり、地域や季節ごとに定めることができる。
【００５３】
過去の降雨量１６２４は、例えば、その地域における過去の降雨量の時間変化を示すデータであり、特に本実施形態では一定量の降雨があった降雨間隔が記録される。過去の降雨量１６２４も地域や季節ごとに定めることができる。
【００５４】
パネル温度の予測値１６２５は、パネル温度の季節変動や日内変動などの時間変化を示すデータであり、過去の日射量１６２３などを考慮してシミュレーションなどから求められる。
【００５５】
メンテナンス費１６２６は、太陽光発電パネル２１のメンテナンスを１回行うのにかかる費用であり、理想度低下の原因等に応じて定められる。
【００５６】
単位発電量あたり金額１６２７は、単位発電量を金額に換算したものである。
【００５７】
（２．太陽光発電管理方法）
続いて、太陽光発電システム２の理想度低下の異常検知やメンテナンス時期の算出などを行う太陽光発電管理方法について説明する。図５は、太陽光発電管理システム１による太陽光発電管理方法について示すフローチャートであり、図の各ステップは太陽光発電管理装置１６の制御部１６１によって実行される。
【００５８】
（Ｓ１：電力量、日射量、パネル温度、降雨量の取得）
本実施形態では、太陽光発電システム２の稼働中、前記したように電力量計１１、日射計１２、温度計１３、降雨計１４によって電力量、日射量、パネル温度及び降雨量を計測する。図５に示すように、太陽光発電管理装置１６は、これらのデータをデータロガー１５を介して取得する（Ｓ１）。
【００５９】
（Ｓ２：発電効率の算出）
次いで、太陽光発電管理装置１６は、電力量と日射量に基づいて発電効率（実測値）を算出する（Ｓ２）。発電効率の実測値は、例えば下式（２）により算出することができる。
Ｅｒ（ｔ）＝ｐ（ｔ）／（Ｓ（ｔ）×Ａ）…（２）
Ｅｒ（ｔ）は時間ｔにおける発電効率の実測値である。また、ｐ（ｔ）は時間ｔにおける電力量、Ｓ（ｔ）は時間ｔにおける日射量であり、Ｓ１で計測した値が用いられる。Ａはパネル面積であり、前記のように記憶部１６２に記憶したデータを取得して用いる。
【００６０】
Ｓ２で算出した発電効率Ｅｒ（ｔ）は、Ｓ１で取得した電力量、日射量、パネル温度及び降雨量などのデータと併せて表示、記録などを行う。
【００６１】
（Ｓ３；発電効率の理想値の算出）
次に、太陽光発電管理装置１６は、発電効率の理想値を算出する（Ｓ３）。この理想値は、Ｓ１で取得した時間ｔにおける日射量Ｓ（ｔ）、パネル温度Ｔｐ（ｔ）のデータと同一条件下での太陽光発電パネル２１の発電効率の理想値であり、前記の式（１）を用いて、
Ｅ（ｔ）＝ｆ（Ｔｐ（ｔ）、Ｓ（ｔ））…（１’）
として算出できる。Ｅ（ｔ）は時間ｔにおける発電効率の理想値である。
【００６２】
（Ｓ４：理想度の算出）
次いで、太陽光発電管理装置１６は、発電効率の理想度を算出する（Ｓ４）。この理想度は、Ｓ２で算出した現在の発電効率の実測値Ｅｒ（ｔ）の、Ｓ３で算出した発電効率の理想値Ｅ（ｔ）に対する比を示すものであり、下式（３）で算出できる。
α（ｔ）＝Ｅｒ（ｔ）／Ｅ（ｔ）…（３）
ここで、α（ｔ）は時間ｔにおける発電効率の理想度である。
【００６３】
こうして発電効率の理想値と実測値の比を理想度として算出し、後述するように評価に用いることで、パネル温度や日射量が評価に与える影響を無視でき、結果として後述するパネル汚れ、故障等の異常による影響のみを評価できる。なお、発電効率の理想値としては、Ｓ１で取得した日射量やパネル温度と同一条件下での、太陽光発電システム１の稼働期間中の発電効率の実測値の最大値を用いることも可能である。
【００６４】
（Ｓ５〜Ｓ１１：異常検知と原因の切り分け）
以下、太陽光発電管理装置１６は、Ｓ４で算出した理想度αに基づいて太陽光発電システム１の理想度低下の異常検知を行う。
【００６５】
これを図６を参照して説明する。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は横軸を時間、縦軸を理想度αおよび降雨量とし、理想度αの経時変化の例を模式的に示すグラフである。
【００６６】
すなわち、図６（ａ）の例では、軽微な埃など、雨で落ちる汚れが太陽光発電パネル２１に堆積してゆき、理想度αが経時的に低下する。しかし、図のａに示すように雨が降ることにより汚れが除去されて理想度αが回復する。
【００６７】
図６（ｂ）の例では、火山灰など、雨が降っても落ちない汚れが太陽光発電パネル２１に堆積するなどして、理想度αが経時的に低下する。この場合、図のｂやｃに示すように雨が降っても理想度αは回復しない。
【００６８】
図６（ｃ）の例では、システムの故障や落ち葉等による日陰の発生により、一定時間理想度αが低い状態が継続する。
【００６９】
本実施形態では、太陽光発電管理装置１６が、理想度αの変化から、上記のような理想度低下の異常検知を行うとともに、その原因を
１．雨によって落ちるパネル汚れ等、経時的に理想度αが低下するが、雨によって回復するもの（図６（ａ）参照）
２．雨によって落ちないパネル汚れ等、経時的に理想度αが低下し、雨によっても回復しないもの（図６（ｂ）参照）
３．システムの故障や落ち葉による日陰など、理想度αが低い状態が継続するもの（図６（ｃ）参照）
に分類し、これに応じた通知をユーザに行う。
【００７０】
すなわち、太陽光発電管理装置１６は、Ｓ１で取得した降雨量のデータとＳ４で算出した理想度α（ｔ）を用いて、図６（ａ）の期間３４に示すように一定時間持続して理想度αが経時的に低下するが（Ｓ５；Ｙｅｓ）、降雨後に上昇した（Ｓ６；Ｙｅｓ）と判定した際は、雨で落ちるパネル汚れ等、雨で回復する原因によって理想度が経時的に低下しているとし（Ｓ７）、後述するＳ１２の処理に移る。
【００７１】
なお、Ｓ５、Ｓ６の判定では例えば低下幅や上昇幅の閾値を予め設定しておき、理想度が経時的に低下して全体の低下幅が閾値を超えた場合や、閾値を超える降雨後の理想度の上昇がみられた場合に、理想度が経時的に低下した、あるいは降雨後に理想度が上昇したと判定することができる。
【００７２】
一方、図６（ｂ）の期間３５に示すように一定時間持続して理想度αが経時的に低下し（Ｓ５；Ｙｅｓ）、かつ降雨があったにも関わらず理想度３１が上昇しない（Ｓ６；Ｎｏ）と判定した場合は、雨で落ちないパネル汚れ等、雨で回復しない原因によって理想度が経時的に低下しているとし（Ｓ８）、後述するＳ１２の処理に移る。
【００７３】
さらに、図６（ｃ）の期間３６に示すように一定時間持続して理想度αが経時的に低下することはないが（Ｓ５；Ｎｏ）、理想度αの値自体が一定時間の間所定値以下であると判定した場合（Ｓ９；Ｙｅｓ）、システムの構成要素の故障等、理想度が低い状態が経時的に続いているとし（Ｓ１０）、後述するＳ１２の処理に移る。
【００７４】
なお、上記以外のケース（Ｓ５；Ｎｏ、Ｓ９；Ｎｏ）では、システムに問題はなく正常であるとし（Ｓ１１）、処理を終了する。
【００７５】
（Ｓ１２：予測発電量の算出）
Ｓ１２において、太陽光発電管理装置１６は、理想度αの変化を用いて、理想度低下の原因に応じた将来の発電量の予測値を算出する（Ｓ１２）。その詳細については後述する。
【００７６】
（Ｓ１３〜Ｓ１５：メンテナンス時期の算出とユーザへの通知）
そして、太陽光発電管理装置１６は、雨で落ちないパネル汚れ等、雨で回復しない原因で理想度が経時的に低下するケース以外（Ｓ１３；Ｎｏ）では、理想度低下の原因や対処方法、将来の予測発電量等をユーザに通知し（Ｓ１５）、処理を終了する。対処方法としては、例えば雨で回復する原因であれば降雨により理想度が回復する旨の通知を行ったり、理想度が低い状態が継続する場合であれば早急にメンテナンスを促す旨を通知することが望ましい。
【００７７】
雨で落ちないパネル汚れ等、雨で回復しない原因で理想度が経時的に低下するケース（Ｓ１３；Ｙｅｓ）では、太陽光発電管理装置１６が最適なメンテナンス時期を算出する（Ｓ１４）。この詳細については後述する。そして、理想度低下の原因や最適なメンテナンス時期、将来の予測発電量等をユーザに通知し（Ｓ１５）、処理を終了する。
【００７８】
Ｓ１５における通知方法は種々考えられ、特に限定はされないが、例えば太陽光発電管理装置１６の表示部１６６に表示したり、太陽光発電管理装置１６とネットワーク（不図示）を介して接続された家庭内の端末に表示させたりする等が考えられる。これらと併せて付属のランプを点灯する等して警報を発することも可能である。あるいは、太陽光発電管理装置１６からユーザの移動端末にメールを送信したりしてもよい。
【００７９】
通知の内容としては、上記の他、現在の理想度、メンテナンス費、メンテナンスを実施することで余分に得られる予想発電量、費用対効果、及び適当なコメント等でもよい。前記のようにストリング毎あるいは太陽光発電パネル２１毎にデータを計測している場合には、理想度低下箇所も通知可能である。
【００８０】
以上により、太陽光発電管理システム２によって太陽光発電システム１の管理が行われ、理想度低下の異常検知や原因の切り分け、将来の予測発電量や最適なメンテナンス時期の算出、ユーザへの通知等が行われる。
【００８１】
（３．予測発電量の算出）
前記したように、Ｓ１２では理想度低下の原因に応じた将来の予測発電量を、理想度αの変化を用いて算出する。これを以下説明する。図７は将来の予測発電量を算出する処理を示すフローチャートである。
【００８２】
図７に示すように、Ｓ１２では、まず太陽光発電管理装置１６が、過去の日射量１６２３を記憶部１６２から取得する（Ｓ１２１）。そして、雨で落ちるパネル汚れなど、雨で回復する原因で理想度が経時的に低下するケース以外（Ｓ１２２；Ｎｏ）は後述するＳ１２４の処理に移る。
【００８３】
一方、雨で落ちるパネル汚れなど、雨で回復する原因で理想度が経時的に低下する場合（Ｓ１２２；Ｙｅｓ）は過去の降雨量１６２４を記憶部１６２から取得したうえで（Ｓ１２３）、後述するＳ１２４の処理に移る。
【００８４】
Ｓ１２４では、理想度低下の原因に応じて、将来の予測発電量を算出する。これについて以下説明する。
【００８５】
（３−１．雨で落ちるパネル汚れ等（Ｓ７）の場合）
雨で落ちるパネル汚れ等、雨で回復する原因により経時的に理想度が低下する場合、太陽光発電管理装置１６は、Ｓ１２４において、図６（ａ）に示す降雨前〜降雨時の期間３４ａにおける単位時間あたりの理想度αの低下幅Δαを算出する。
【００８６】
そして、降雨時には理想度αが回復することを考慮し、将来の降雨間隔を過去の降雨量１６２４から定まる降雨間隔Δｔrainと仮定し、将来の理想度α（ｔ）を下式（４）で算出する。
α（ｔ）＝α（ｔ１）＋ｇ（Δα、Δｔrain、ｔ）…（４）
【００８７】
なお、ｔ１は現在時間であり、α（ｔ１）は現在の理想度を示す。またｇ（Δα、Δｔrain、ｔ）は将来の理想度αの変化を示す関数であり、ここでは図６（ａ）のグラフの点線部分で示すように、傾斜Δαでの理想度αの低下とΔｔrainごとの理想度αの最大値（例えば、１）までの回復を繰り返す鋸型の関数となる。
【００８８】
そして、過去の日射量１６２３を取得し、発電量を予測するために適切な期間の日射量平均値Ｓaveを算出するとともに、パネル温度の予測値１６２５を取得して同じ期間のパネル温度平均値Ｔｐaveを算出する。
【００８９】
そして、前記の式（１）を用いて、Ｓave、Ｔｐaveから将来の発電効率の理想値Ｅを算出し、下式（５）により、将来の時間ｔにおける発電効率Ｅ（ｔ）を算出する。
Ｅ（ｔ）＝α（ｔ）×Ｅ…（５）
【００９０】
その後、式（５）で算出したＥ（ｔ）を用いて、将来の時間ｔにおける予測発電量ｐ（ｔ）を以下の式（６）で算出する。
ｐ（ｔ）＝Ｅ（ｔ）×Ｓave×Ａ…（６）
【００９１】
以上の手順では日射量やパネル温度について平均値を用いたが、これに限らず、Ｅ（ｔ）を日射量やパネル温度の日内変動など細かな変動を考慮して定めることも可能である。
【００９２】
（３−２．雨で落ちないパネル汚れ等（Ｓ８）の場合）
雨で落ちないパネル汚れ等、雨で回復しない原因によって理想度が経時的に低下している場合、太陽光発電管理装置１６は、Ｓ１２４において、図６（ｂ）に示す期間３５における単位時間あたりの理想度αの低下幅Δαを求める。ここでは降雨時〜降雨後の期間３５ａの低下幅Δαを求めるが、これに限らず、期間３５内の単位時間あたりの低下幅を求めることができればよい。
【００９３】
この場合は将来の理想度α（ｔ）が下式（７）で算出できる。式（７）のｇ（Δα、ｔ）は図６（ｂ）のグラフの点線部分で示すような傾斜Δαの単調減少の関数である。
α（ｔ）＝α（ｔ１）＋ｇ（Δα、ｔ）…（７）
【００９４】
その後、前記と同様、ＳaveとＴｐaveから将来の発電効率の理想値Ｅを算出し、前記の式（５）、（６）によって将来の時間ｔにおける予測発電量ｐ（ｔ）を算出する。
【００９５】
（３−３．システム故障等（Ｓ１０）の場合）
システム故障等によって理想度が低い状態が経時的に続いている場合、太陽光発電管理装置１６は、図６（ｃ）の点線部分に示すように、期間３６における理想度αがこの後も継続すると仮定し、また前記と同様ＳaveとＴｐaveから将来の発電効率の理想値Ｅを算出する。そして、将来の時間ｔにおける発電効率Ｅ（ｔ）を前記の式（５）と同様の下式（５’）
Ｅ（ｔ）＝α・Ｅ…（５’）
により算出する。なお、αの値としては期間３６における平均値を用いることができるが、これに限らない。例えば期間３６の終了時点での値を用いてもよい。
【００９６】
そして、前記の式（６）によって将来の時間ｔにおける予測発電量ｐ（ｔ）を算出する。
【００９７】
（４．メンテナンス時期の算出）
前記したように、雨で落ちないパネル汚れ等、雨で回復しない原因によって理想度が経時的に低下している場合は、Ｓ１４において最適なメンテナンス時期の算出を行う。これを以下説明する。図８はメンテナンス時期の算出について示すフローチャートである。
【００９８】
図８に示すように、Ｓ１４では、まず太陽光発電管理装置１６が、メンテナンス一回あたりのメンテナンス費１６２６を記憶部１６２から取得する（Ｓ１４１）。そして、所定間隔でメンテナンスを行う場合の将来の発電量の予測値とメンテナンス費１６２６から、費用対効果が最大となる最適なメンテナンス時期を算出する（Ｓ１４２）。
【００９９】
Ｓ１４２では様々な方法が考えられるが、ここではまず、図９の点線４１で示す、所定間隔でメンテナンスを行う場合の将来の時間ｔにおける理想度αm（ｔ）を算出する。なお、図９の実線４１ａはメンテナンスを行わなかった場合の理想度α（ｔ）を示し、図６（ｂ）のグラフの点線部分と同様の推移である。
【０１００】
本実施形態では、図９に示すように、現在時間ｔ１（図の４２に示す）から時間間隔Δｔで訪れるメンテナンス時間４３ごとにメンテナンスを行うことで、理想度αmが最大値（例えば、１）まで回復するものとして以下の式（８）によってαm（ｔ）を算出する。
αm（ｔ）＝α（ｔ１）＋ｇm（Δα、Δｔ、ｔ）…（８）
【０１０１】
ｇm（Δα、Δｔ、ｔ）はメンテナンスを行った場合の将来の理想度αの変化を示す関数であり、ここでは図９のグラフの点線４１で示すような、Ｓ１２で算出した傾斜Δαでの理想度αの低下とΔｔごとの理想度αの回復を繰り返す鋸型の関数となる。
【０１０２】
その後、前記と同様、ＳaveとＴｐaveから将来の発電効率の理想値Ｅを算出し、前記の式（５）と同様の下式（５”）により、メンテナンスを行う場合の将来の時間ｔにおける発電効率Ｅm（ｔ）を算出する。
Ｅm（ｔ）＝αm（ｔ）×Ｅ…（５”）
【０１０３】
そして、前記の式（６）と同様の下式（６’）によって、メンテナンスを行う場合の将来の時間ｔにおける予測発電量ｐm（ｔ）を算出する。
ｐm（ｔ）＝Ｅm（ｔ）×Ｓave×Ａ…（６’）
【０１０４】
そして、メンテナンスを行わない場合と、メンテナンスを行う場合の、所定時間Ｔ経過後までの総発電量の差ΔＰ（Ｔ）を、下式（９）によって算出する。このΔＰ（Ｔ）は、図９の斜線部４５の面積に対応する。所定時間Ｔは予め定めて太陽光発電管理装置１６に入力しておく。
【数１】
2015047030.tif 000003
【０１０５】
次いで、ΔＰ（Ｔ）に、記憶部１６２から取得した単位発電量あたり金額１６２８（金額ｍ）を掛けたものと、メンテナンス回数［Ｔ／Δｔ］に１回あたりのメンテナンス費Ｍを掛けたものを比較し、下式（１０）に示す差
ｍ×ΔＰ（Ｔ）−Ｍ×［Ｔ／Δｔ］…（１０）
が最大になるようにΔｔを定めれば、最適なメンテナンス時期の算出ができる。［Ｔ／Δｔ］はＴをΔｔで割った商を示す。
【０１０６】
（５．経年劣化の影響について）
なお、雨で回復しない理想度の経時的な低下の要因としては、パネル汚れの堆積のほか、経年劣化の影響もある。その影響は雨で落ちない汚れによるものと比べそれほど大きくないので上記では考慮しなかったが、これを踏まえてメンテナンス時期の算出を行うことも可能である。この場合は、経年劣化による理想度αの低下について、理想度αの単位時間当たり低下幅Δα経年劣化を予め定めて記憶部１６２等に記憶しておく。
【０１０７】
そして、Ｓ１４では、前記の式（８）と同様の下式（８’）にて、雨で落ちるパネル汚れに対するメンテナンスを行う場合の将来の時間ｔにおける理想度αm（ｔ）を算出する。
αm（ｔ）＝α（ｔ１）＋ｇm（Δα、Δｔ、ｔ、Δα経年劣化×ｔ）…（８’）
【０１０８】
ｇm（Δα、Δｔ、ｔ、Δα経年劣化×ｔ）は雨で落ちるパネル汚れに対するメンテナンスを行う場合の将来の理想度αの変化を示す関数であり、図１０のグラフの点線４１で示すように、図９の点線４１と同様の鋸型の関数であるが、Δｔごとに理想度αが１−Δα経年劣化×ｔまで回復する（すなわち、経年劣化による理想度の低下分は回復しないとする）点で異なる。
【０１０９】
その後の処理は上記と同様、式（５”）、（６’）、（９）によって、メンテナンスを行わない場合とメンテナンスを行う場合の、所定時間Ｔ経過後までの総発電量の差ΔＰ（Ｔ）を算出する。ΔＰ（Ｔ）は、図１０の斜線部４５の面積に対応する。そして、式（１０）に示す差が最大になるようにΔｔを定める。式（１０）のメンテナンス費Ｍとしては、パネル清掃など、雨で落ちないパネル汚れに対するメンテナンスの費用を予め定めてこれを用いればよい。
【０１１０】
なお、経年劣化に対するメンテナンス時期は、太陽光発電パネル２１の仕様などから上記とは別に定めることもできるが、この他、例えばＳ８において、さらにユーザに太陽光発電パネル２１の状況を確認して雨で落ちないパネル汚れが生じているか否かの入力を促す旨の通知を行い、Ｓ１４ではその入力結果に応じて、雨で落ちないパネル汚れが生じていない場合は理想度の低下が経年劣化によるものとしてメンテナンス時期の算出を行うこともできる。メンテナンス時期の算出は、「４．メンテナンス時期の算出」で説明したものと同様の手順で行うことができる。式（１０）のメンテナンス費Ｍとしては、部品交換など、経年劣化に対するメンテナンスの費用を予め定めてこれを用いればよい。
【０１１１】
なお、雨で落ちないパネル汚れが生じている旨が入力された場合は「４．メンテナンス時期の算出」で説明した処理を行えばよい。式（１０）のメンテナンス費Ｍとしては、パネル清掃など、雨で落ちないパネル汚れに対するメンテナンスの費用を予め定めてこれを用いることができる。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態によれば、発電効率の理想度を算出し、その推移から、パネル汚れの堆積等、経時的に理想度（発電量）を低下させる要因を定量的に評価でき、これをユーザに通知して適切な対処を促すなど、太陽光発電の管理が好適に行えるようになる。特に、雨でも落ちない汚れとして火山灰が降る地域等、過酷な環境に設置された太陽光発電システムにおいて有用な機能であると考えられる。
【０１１３】
また、本実施形態では、理想度が降雨後に上昇しているか否かを判定するので、理想度低下の原因として、雨で落ちるような軽微なパネル汚れの堆積と、メンテナンスの必要性の高い雨で落ちない汚れの堆積等を判別でき、ユーザに通知等を行うことで、適切な対処が可能になる。
【０１１４】
さらに、本実施形態では、理想度の変化を用いて将来の発電量の予測値を算出するので、理想度の低下を考慮した上で将来的な発電量が把握でき、メンテナンスの必要性その他の管理を効率よく行える。
【０１１５】
また、上記算出した発電量の予測値と、所定間隔のメンテナンスにより理想度が回復する場合の将来の発電量の予測値との差を求め、これとメンテナンス費を用いてメンテナンス時期の最適値を算出するので、費用対効果を最適化するようなメンテナンス時期を算出してユーザに通知等を行うことができる。
【０１１６】
加えて、理想度が経時的に低下していると判定されない場合、理想度が一定時間の間所定値以下であるか否かを判定するので、システム故障などによって理想度が一定時間の間所定値以下となるような状況を把握でき、ユーザに通知等を行うことで、適切な対処が可能になる。
【０１１７】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、理想度の低下が雨で落ちる汚れ等によるものと判定される場合、雨により理想度が回復することからメンテナンスの必要性は低いとし、最適なメンテナンス時期の算出を行わなかったが、例えば極端に降雨が少ない地域や季節などでは、Ｓ１４と同様にして最適なメンテナンス時期を算出し、これを通知することが可能である。以下この例を第２の実施形態として説明する。
【０１１８】
すなわち、第２の実施形態では、図５等で説明した第１の実施形態と同様のフローにおいて、雨で落ちるパネル汚れ等、雨で回復する原因によって理想度が経時的に低下している（Ｓ７）場合も、Ｓ１４でメンテナンス時期の算出を行う。
【０１１９】
この場合、図１１の実線４１ａで示すように、降雨間隔Δｔrainごとに理想度αが回復するのに加え、点線４１に示すように、現在時間ｔ１から時間間隔Δｔで訪れるメンテナンス時間４３ごとにメンテナンスを行うことでも理想度αが最大値（例えば、１）まで回復するとして、メンテナンスを行う場合の将来の時間ｔにおける理想度αm（ｔ）を、下式（１１）で算出する。
αm（ｔ）＝α（ｔ１）＋ｇm（Δα、Δｔrain、Δｔ、ｔ）…（１１）
【０１２０】
ｇm（Δα、Δｔrain、Δｔ、ｔ）はメンテナンスを行う場合の将来の理想度αの変化を示す関数であり、ここでは図１１のグラフの実線４１ａに点線４１の推移を合わせた、Ｓ１２で算出した傾斜Δαでの理想度αの低下とΔｔ、Δｔrainごとの理想度αの回復を繰り返す鋸型の関数となる。ここでは理想度αが最大値（例えば、１）まで回復するものとしているが、前記と同様経年劣化による影響を考慮し、（１−Δα経年劣化×ｔ）までしか回復しないとして計算を行うことも可能である。
【０１２１】
その後の処理は前記と同様、式（５”）、（６’）、（９）によって、メンテナンスを行わない場合とメンテナンスを行う場合の、所定時間Ｔ経過後までの発電量の差ΔＰ（Ｔ）を算出する。ΔＰ（Ｔ）は、図１１の斜線部４５の面積に対応する。そして、式（１０）に示す差が最大になるようにΔｔを定めればよい。
【０１２２】
これにより、第１の実施形態の効果に加え、雨で落ちる汚れ等が生じている場合でも、最適なメンテナンス時期を算出し、これを通知することが可能となる。
【０１２３】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１２４】
１：太陽光発電管理システム
２：太陽光発電システム
１１：電力量計
１２：日射計
１３：温度計
１４：降雨計
１５：データロガー
１６：太陽光発電管理装置
２１：太陽光発電パネル
【図１】
2015047030.tif 000004
【図２】
2015047030.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015047030.tif 000009
【図７】
2015047030.tif 000010
【図８】
2015047030.tif 000011
【図９】
2015047030.tif 000012
【図１０】
2015047030.tif 000013
【図１１】
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