(57)【要約】 【課題】  遠隔操作可能な飛行体に探査装置を搭載し、太陽光パネルと検出手段の距離を常に一定に保ち、故障検出手段の角度を常に最適角度に保つことが可能な太陽光発電パネルの故障検出探査システムを提供する。【解決手段】  飛行体に探査装置を搭載し、航路と飛行角度を制御する制御手段および検出手段の角度を制御調節する制御手段、ならびに、受信手段と解析手段とからなる制御装置を備え、角度センサと検出手段と検出手段の調整手段と撮影手段からなる探査装置と、探査結果情報の送信手段で構成された太陽光発電パネルの故障検出探査システムにより、一定の角度を保った状態で太陽光発電パネルの異常または故障箇所を検出探査する構造である。【選択図】  図１
2015162637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルの異常または故障箇所の検出を、遠隔操作可能な飛行体に搭載された探査装置によって行う太陽光発電パネルの探査システムであって、
探査装置を搭載して空中を遠隔操作により滑空および／または停空飛翔する飛行制御機構を備えた飛行体と、
飛行体の航路と飛行角度を制御する制御手段と、飛行体に搭載された検出手段の角度を制御調節する制御手段と、探査結果情報を受信する受信手段と、測定結果を分析処理する解析手段とを装備した地上に設けられた制御装置と、
太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面と検出手段との角度を検知する角度センサと、探査時に検出手段が太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面に対して一定の角度を保つように検出手段および／または飛行体の角度を変更する調整手段と、太陽光発電パネルのモジュールおよび／またはセルの熱量を測定検出する検出手段と、太陽光発電パネルの状態を撮影するカメラからなる撮影手段と、を装備した探査装置と、
測定検出値および画像情報を含む探査結果情報を地上の制御装置に送信する送信手段と、
からなることを特徴とする太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項２】
前記探査装置は、超音波および／またはレーザで太陽光発電パネルを構成する各モジュールおよび／またはセルの発熱量を個々に測定検出することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項３】
前記探査装置は、超音波および／またはレーザで太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との距離を測定するとともに、太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との角度を測定し最適探査状態を保って探査を行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項４】
前記カメラは、サーモグラフィーカメラであることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項５】
前記探査装置は、異常または故障した太陽光発電パネルを構成するモジュールおよび／またはセルの位置を特定する為に、制御装置の解析結果に基づきレーザーポインタで該当箇所を照準照射するとともに、マーキング用カラーボールを発射する発射装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項６】
前記飛行体は、複数箇所に超音波センサおよび／またはレーザからなる障害物検出装置を装備し、障害物（太陽光発電パネルを含む）に一定距離以上接近すると、警告音を発し、自動的に飛行位置の修正を行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項７】
前記飛行体は、飛行制御機構の故障等による墜落の衝撃から太陽光発電パネルおよび飛行体を保護するため、飛行不能状態となった際に、非常用のパラシュートおよび／またはエアーバッグが自動的に作動展開する自動事故回避機構ことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネルの異常または故障箇所を検出する探査システムに関するものであって、飛行体により上空から不具合が発生している箇所を、空撮および／または超音波探査機等により検出する探査システムに関するものであり、特に地上に設置された制御装置により飛行体の飛行航路および飛行角度を制御し、飛行体に搭載した探査装置により、探査装置から発せられる超音波および／またはレーザと太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面を一定の距離・角度に保つことにより、最適な位置から太陽光パネルの異常または故障箇所を検出することが可能な太陽光パネルの故障検出探査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電パネルは、太陽エネルギーを光起電力効果により直接電力に変換する発電機であり、自然の力で定常的に発電する再生可能エネルギーによる電力供給源として注目され、旧来から幅広い産業分野で採用されている。変換効率の向上と生産コストの低下により、現在では一般家庭にまで広く普及すると同時に、メンテナンスの需要も高まり、目視によるものから固定機械式によるもの、また、空撮により故障箇所を検出するものなど、様々な検出システムが開発されている。【０００３】
太陽光発電パネルは、各モジュールおよび／またはセルが、電気的に相互に接続された複数の各モジュールおよび／またはセルの集合体からなる。太陽光発電パネルは、モジュールおよび／またはセルの温度が上昇するほど変換効率が低下するという現象が現れるので、発電および蓄電機構が故障していなくても、変換効率が低下するという問題がある。そこで、各モジュールおよび／またはセルの故障等による発熱は勿論のこと、経年劣化等を原因とする発熱などによるモジュールおよび／またはセルの温度の上昇をサーモグラフィーカメラで検出し、修理を行う異常検出システム等が開発されている。【０００４】
従来の故障箇所検出方法は、モジュールを直列に接続したストリングまたはストリングを並列に接続したアレイ毎に検出器を装置して発電状態を監視することにより異常の検出を行っているが、どのモジュールのどのセルに故障が起こっているかを検知するまでに手間と時間を要していた。そこで、検査員がサーモグラフィーカメラ等の測定器を現場に持って行って直接太陽光発電パネルを撮影するものや、定点にサーモグラフィーカメラ等を設置しておいて定期的に表面温度の異常を検出するものや、検査の都度サーモグラフィーカメラ等の機械制御検出機を直接太陽光発電パネルに取付けて機械制御で表面上に一定の間隔を設けてスライドさせて一定角度で異常を検出する取付式のものなど各種のシステムが開発されている。【０００５】
産業上利用可能なサイズの太陽光パネルは、一定以上の大きさが必要となり、また、太陽光を利用する関係上、設置場所が広範囲におよび、容易に検査を行うことが出来ない場所に設置されていることが多いのが実情である。上記の従来の探査検出方法による、手動または定点固定のサーモグラフィーカメラ等では、探査検出時に、太陽光パネルに対してサーモグラフィーカメラ等の検出機械を最適の角度または一定の距離に保つことが出来ないという問題が発生していた。一方、取付式のものにあっては、太陽光発電パネルから一定の角度と距離を保つことは可能であるが、探査検出前に検出機の取付が必要となり、規模の大きな太陽光発電パネルになると、機器の設置に多額の費用と時間を要するという問題が発生していた。【０００６】
また、太陽光発電パネルは、同一形状の複数枚のモジュール（またはセル）を電気的に連続的に接続した構成であるため、太陽光発電パネルの規模が大きい場合には、検出データから異常を発見できたとしても、後のモジュール（またはセル）単位での部品交換作業時に、故障したモジュール（またはセル）の正確な位置を特定するのに時間を要するという問題も発生していた。【０００７】
そこで、多くの人員の派遣を要さず、現場で太陽光発電パネルに探査装置を設置する必要が無く、探査装置と太陽光パネルの距離を常に一定に保つことが可能であり、また、探査装置から発せられる超音波またはレーザが、太陽光パネルに対して常に一定の最適角度を保つことが可能であり、更に、検出した異常または故障箇所を交換作業時に瞬時に正確かつ的確に把握することが可能な太陽光発電パネルの故障を検出する探査システムの開発が望まれていた。【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２０５０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題を解決するため、遠隔操作可能な飛行体に探査装置を搭載した太陽光発電パネルの探査システムであって、飛行制御機構を備えた飛行体を、地上の制御装置により滑空または停空飛行させ、飛行体の角度制御機構と、飛行体に搭載された探査装置のカメラと角度センサにより、太陽光パネルと検出手段の距離を常に一定に保ち、故障検出手段の角度を常に最適角度に保つことが可能であり、更に、異常発見箇所を特定するためのマーキング手段も兼ね備えた、太陽光発電パネルの故障検出探査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】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明に係る太陽光発電パネルの故障検出探査システムは、太陽光発電パネルの異常または故障箇所の検出を、遠隔操作可能な飛行体に搭載された探査装置によって行う太陽光発電パネルの探査システムにおいて
探査装置を搭載して空中を遠隔操作により滑空および／または停空飛翔する飛行制御機構を備えた飛行体と、
飛行体の航路と飛行角度を制御する制御手段と、飛行体に搭載された検出手段の角度を制御調節する手段と、探査結果情報を受信する受信手段と、測定結果を分析処理する解析手段とを装備した地上に設けられた制御装置と、
太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面と検出手段との角度を検知する角度センサと、探査時に検出手段が太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面に対して一定の角度を保つように検出手段および／または飛行体の角度を変更する調整手段と、太陽光発電パネルのモジュールおよび／またはセルの熱量を測定検出する検出手段と、太陽光発電パネルの状態を撮影するカメラからなる撮影手段を装備した探査装置と、
測定検出値および画像情報を含む探査結果情報を地上の制御装置に送信する送信手段と、
からなる構成である。【００１１】
また、前記探査装置は、超音波および／またはレーザで太陽光発電パネルを構成する各モジュールおよび／またはセルの発熱量を個々に測定検出する構成である。【００１２】
また、前記探査装置は、超音波および／またはレーザで太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との距離を測定するとともに、太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との角度を測定し最適探査状態を保って探査を行う構成である。【００１３】
また、前記カメラは、サーモグラフィーカメラからなる構成である。【００１４】
また、前記探査装置は、異常または故障した太陽光発電パネルを構成するモジュールおよび／またはセルの位置を特定する為に、制御装置の解析結果に基づきレーザーポインタで該当箇所を照準照射するとともに、マーキング用カラーボールを発射する発射装置を備えた構成である。【００１５】
また、前記飛行体は、複数箇所に超音波センサおよび／またはレーザからなる障害物検出装置を装備し、障害物（太陽光発電パネルを含む）に一定距離以上接近すると、警告音を発し、自動的に飛行位置の修正を行う構成である。【００１６】
また、前記飛行体は、飛行制御機構の故障等による墜落の衝撃から太陽光発電パネルおよび飛行体を保護するため、飛行不能状態となった際に、非常用のパラシュートおよび／またはエアーバッグが自動的に作動展開する自動事故回避機構を備えた構成である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る太陽光発電パネルの故障検出探査システムは、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．どのような規模または地形に設置された太陽光発電パネルであっても、飛行体の遠隔飛行制御機構により、飛行体と太陽光発電パネルの距離を一定に保つことが可能であり、また、飛行体の飛行角度制御手段と、飛行体に搭載された検出手段の角度センサにより、検出手段を太陽光パネルに対して一定の角度に保った状態で測定検出することが可能であり、更に、送信手段により、探索結果情報を地上の制御装置に送信することが可能となった。
２．探査装置に搭載された検出手段から発せられる超音波および／またはレーザで太陽光パネルの各モジュール（またはセル）の発熱量を個々に測定検出することが可能である。
３．探査装置に搭載された検出手段の超音波および／またはレーザのセンサで、太陽光発電パネルとの距離または角度を測定することにより、直角に限りなく近い角度で正確な測定が可能となり、飛行体の航路と飛行角度も制御することが可能となる。
４．探査装置に搭載されたサーモグラフィーカメラにより、モジュール（またはセル）の異常または故障による表面の発熱を検出することが可能である。
５．レーザポインタ照準器を備えたマーキング用カラーボール発射装置でマーキングを行うことにより、故障箇所を検出した後のモジュール（またはセル）交換作業時に、故障箇所を瞬時に明確に判別することが可能となる。 
６．飛行体に搭載された自動飛行位置修正システムにより、飛行体が障害物に接近すると警告音を発するとともに、自動的に航路または飛行角度を修正するため、飛行体が障害物に接触するのを回避して安全な飛行を行うことが可能となる。
７．飛行体が故障などにより飛行不能状態となっても、非常用のパラシュートおよび／またはエアーバッグが自動的に作動して広く拡幅するため、太陽光発電パネルなどの障害物および飛行体自体と搭載されている機器等を破損から保護し、被害を最小限に抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る太陽光発電パネルの故障検出探査システムのブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る太陽光発電パネルの故障検出探査システムを図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
本発明にかかる太陽光発電パネルの故障検出探査システムは、飛行体１０と、制御装置２０と、探査装置３０と、探査結果情報等を送信する送信手段４０と、からなり、探査装置３０と、探査結果情報送信手段４０とは、飛行体１０に搭載される構成である。【００２０】
図１は、本発明に係る太陽光発電パネルの故障検出探査システムのブロック図であり、地上の制御装置２０により、遠隔地の飛行体１０の飛行と探査を制御するシステムからなる。【００２１】
飛行体１０は、本体の飛行機構に加えて、飛行制御機構１２を装備しており、更に、探査装置３０を搭載し、同時に、探査結果情報送信手段４０を備えており、遠隔操によって滑空または停空飛翔することが可能である。滑空するだけでも故障または劣化による発熱箇所の検出と、その空撮は可能ではあるが、より的確に異常または故障を発見して、明確な探査結果（サーモグラフィー画像）を得るために、飛行体１０は、停空飛翔・垂直移動・平行移動することが可能な無人ヘリコプター等の回転翼機であることが望ましい。【００２２】
飛行制御機構１２は、地上の制御装置２０から発信される信号を受信することにより、飛行体の航路と飛行角度を制御する装置であり、自動飛行位置修正機構２１２と、自動事故回避機構３１２を付加装備した構成とすることも可能である。飛行制御機構１２は、従来技術による飛行制御手段からなり、探査する太陽発電パネルの範囲を安定した状態で飛行可能であり、探査装置３０と探査結果情報送信手段４０を搭載できる程度の出力が確保できればよい。【００２３】
制御装置２０は、航路・飛行角度制御手段２２と、探査装置制御手段２４と、探査結果情報受信手段２６と、測定結果解析手段２８とからなり、地上に設けられて、地上から遠隔操作で上空の飛行体１０と探査装置３０の制御を行い、データの解析を行う構成である。【００２４】
航路・飛行角度制御手段２２は、制御装置２０に組み込まれた飛行体１０の遠隔操作システムである。後述する撮影手段３７により空撮された飛行中の映像を基に、飛行制御機構１２により手動（または自動）で飛行体１０の飛行航路および角度を制御することが可能であり、また、予め飛行体１０の飛行速度・範囲・高度・角度などのプログラムを入力しておき、それに基づき自動遠隔操作で飛行させることも可能である。【００２５】
探査装置制御手段２４は、後述する探査装置３０に搭載された、角度検知センサ３２と、角度調整手段３３と、検出手段３４と、撮影手段３７とを制御するシステムである。飛行位置や飛行角度から、検出手段の超音波および／またはレーザが太陽光パネルに対して探査に適した一定角度を保つように地上から遠隔操作する構成である。カラーボールを発射させる発射装置１３５を付加したり、更に、発熱箇所をレーザーポインタ照準器１３５ａで照準を定め、カラーボール発射装置１３５からマーキング用カラーボール弾を発射させる指示信号を発信するという構成である。映像やデータに基づき、手動で探査装置３０を制御することも可能であり、また、予め与えられた制御指示による自動探査を行うことも可能である。【００２６】
探査結果情報受信手段２６は、従来技術によるデータ通信手段から構成され、飛行している飛行体１０に搭載された探査結果情報送信手段４０から送信された、サーモグラフィーカメラ等の撮影手段３７によって撮影された太陽光パネルの画像データをオンタイムで地上で受信する構成である。また、探査結果情報受信手段２６により受信した探査結果は測定結果解析手段のスクリーンに表示させることが可能である。【００２７】
測定結果解析手段２８は、地上に設けられた制御装置２０に組み込まれた画像解析システムであり、探査結果情報受信手段２６が受信した太陽光パネルのモジュール（またはセル）のサーモグラフィーデータを解析し、画像に映し出された温度の変化により異常または故障であるか否かの判断をする。異常または故障と判断された場合には、付加された機構を有する実施例では、該当箇所にカラーボール発射装置１３５からカラーボール弾を発射させ、塗料によるマーキングが行われる。【００２８】
探査装置３０は、角度検知センサ３２と、角度調整手段３３と、検出手段３４と、カメラ等の撮影手段３７とからなる。地上の制御装置の探査装置制御手段２４から発信される信号により、探査装置に搭載された機器を地上からコントロールする構成である。探査装置３０は、太陽光発電パネルに劣化や故障で異常が発生すると、モジュール面および／またはセル面の異常箇所が熱を帯びるという特性をとらえて、サーモグラフィーカメラで温度変化を検出して異常箇所を特定している。【００２９】
角度検知センサ３２は、超音波および／またはレーザにより、太陽光発電パネルのモジュール面（またはセル面）と検出手段３４との角度を検知するセンサであり、探査時に検出手段から発せられる超音波および／またはレーザにより、モジュール面（またはセル面）と検出普段３４とを一定の角度に保つように角度を測定している。対象となる太陽光発電パネルの設置角度や使用する機器や天候などにより、発熱量を検出するのに最適な角度は多少変化するため、適宜に最適角度を設定することにより、それに合わせて角度検知センサ３２が自動的に飛行体の飛行角度を考慮して、角度調整手段３３に角度を補正するための信号を送る構成である。【００３０】
角度調整手段３３は、角度検知センサ３２の指令信号に基づき検出手段３４の角度を調整（補正）するものであり、検出手段３４から発せられる超音波および／またはレーザにより測定されたモジュール面に対する角度を最適（例えば９０度）に保つように制御する構成である。角度調整手段３３は、サーボモーターなど角度を無段階に微調整することが可能な機構であればよく、他の従来技術で代替することも可能である。【００３１】
検出手段３４は、探査装置３０に搭載され、超音波および／またはレーザを発する装置からなり、超音波および／またはレーザを太陽光パネルのモジュール（またはセル）に照射することにより、故障などで発熱している部分を検出する。検出手段３４によって特定された異常箇所の映像データを収集するために、カメラ等の撮影手段３７に検出信号（撮影信号）が送られる。【００３２】
カメラ等の撮影手段３７は、探査装置に組み込まれたサーモグラフィーカメラからなり、検出手段３４の検出結果に従い、太陽光パネルのモジュール（またはセル）の発熱箇所の写真を撮影する。【００３３】
探査結果情報送信手段４０は、従来技術によるデータ通信手段から構成され、サーモグラフィーカメラ等の撮影手段３７によって撮影された太陽光パネルの異常または故障箇所の画像データを、地上の制御装置に組み込まれた探査結果情報受信手段２６へと送信する。【００３４】
本発明の別の実施例に搭載された、カラーボール発射装置１３５は、塗料が封入された弾丸を発射する機構であり、検出手段３４が検出した太陽光発電パネルのモジュール（またはセル）の発熱部分にカラーボール弾を発射し、着弾させ、マーキングを行う。カラーボール発射装置１３５は、レーザーポインタ照準器１３５ａを備えた構成であり、レーザーポインタ照準器１３５ａで、発熱箇所に正確にピンポイントでマーキングを行うことで、異常の発生しているモジュール（またはセル）の位置を的確に示すことが可能である。さらに、カラーボールで的確にマーキングすることにより、特定したモジュール（またはセル）の中で、どの位置に故障が生じているのかも明示することが出来る。【００３５】
また、別の実施例として；自動飛行位置修正機構２１２は、障害物検出装置２１２ａと、警告音発生装置２１２ｂとからなり、飛行体１０の複数箇所に設けられた超音波センサおよび／またはレーザからなる障害物検出装置２１２ａにより、飛行中の周囲の障害物と飛行体１０との距離を常に計測することにより、飛行体が安全に航行することを可能としている。飛行体１０が、予め設定された障害物接近距離よりも障害物（太陽光パネルを含む）に接近すると、地上の制御装置の航路・飛行角度制御手段からの指令信号よりも優先的に飛行体１０の飛行位置を自動的に修正する。これにより、飛行体１０が太陽光発電パネルに接触する事故を回避でき、また、想定外の障害物および飛行体１０自体の破損を回避することが可能となる。なお、障害物接近距離は、探査対象となる太陽光パネルの種類、設置場所などに合わせて適宜変更されるものである。【００３６】
更に別の実施例では；自動事故回避機構３１２は、パラシュートおよび／またはエアーバッグ３１２ａと、自動起動機構３１２ｂとからなり、飛行体１０が事故や故障などで飛行不能となった際に、自動起動機構３１２ｂにより、飛行体１０に搭載されているパラシュートおよび／またはエアーバッグ３１２ａを、制御装置からの指令信号が無くても自動的に作動展開させる構成である。自動事故回避機構３１２を装備したことにより、飛行体１０が飛行不能に陥り太陽光パネルに墜落してしまった場合でも、非常に低速であるか、または、衝撃を吸収できる状態で太陽光パネルに着地するので、太陽光パネルを破損から守ることが出来る。【００３７】
上述の構成としたことにより、飛行体１０の飛行角度制御機構と探査装置３０の角度検知センサ３２による角度調整により、検出手段３４から発する超音波および／またはレーザの角度が、太陽光パネルに対して直角に近い一定の角度を保つことが可能となった。太陽光パネルの種類や検査方法によって探査時の最適角度は異なるが、正確な探査結果を得るには、太陽光パネル面に対して直角に近い計測角度（超音波および／またはレーザの照射角度）が最適である。本発明は、その計測角度を維持しながら探索検出することを可能にしたものであり、更に、従来のような多数の人員を動員することなく、多くの機器を設置することもなく、地上からの指令信号で的確かつ正確な探査検出を行うことが可能となった。【００３８】
また、本発明に係る太陽光発電パネルの故障検出探査システムは、太陽光パネルのモジュールおよび／またはセルの故障を検出するために開発されたものであるが、様々な角度、高度、範囲に及んで飛行体１０が飛行し、探査装置３０により発熱部分を検出することが可能であるため、サーモグラフィーカメラで、太陽光発電システムの全体を検査することも可能である。接続部品や蓄電池などの周辺機器等においても、異常または故障が生じて熱を持った箇所を発見し、管理保守することで、太陽光発電システム全体の故障を未然に防ぎ、長期に亘って安全に効率よく再生可能エネルギーを利用することを可能にしたものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０      飛行体
１２      飛行制御機構
２０      制御装置
２２      航路・飛行角度制御手段
２４      探査装置制御手段
２６      探査結果情報受信手段
２８      測定結果解析手段
３０      探査装置
３２      角度検知センサ
３３      角度調整手段
３４      検出手段
３７      撮影手段
４０      探査結果情報送信手段
１３５    カラーボール発射装置
１３５ａ  レーザーポインタ照準器
２１２    自動飛行位置修正機構
２１２ａ  障害物検出装置
２１２ｂ  警告音発生装置
３１２    自動事故回避機構
３１２ａ  パラシュート・エアバッグ
３１２ｂ  自動起動機構
【図１】
2015162637.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月18日(2015.5.18)
【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】
太陽光発電パネルの異常または故障個所の検出を、遠隔操作可能な飛行体に搭載された探査装置によって行う太陽光発電パネルの探査システムであって、
探査装置を搭載して空中を遠隔操作により滑空および／または停空飛翔する飛行制御機構を備えた飛行体と、
飛行体の航路と飛行角度を制御する制御手段と、飛行体に搭載された検出手段の角度を制御調節する制御手段と、探査結果情報を受信する受信手段と、測定結果を分析処理する解析手段とを装備した地上に設けられた制御装置と、
太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面と検出手段との角度を検知する角度センサと、探査時に検出手段が太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面に対して一定の角度を保つように検出手段および／または飛行体の角度を変更する調整手段と、太陽光発電パネルのモジュールおよび／またはセルの熱量を測定検出する検出手段と、太陽光発電パネルの状態を撮影するカメラからなる撮影手段と、を装備した探査装置と、
測定検出値および画像情報を含む探査結果情報を地上の制御装置に送信する送信手段と、
からなることを特徴とする太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項２】
前記探査装置は、超音波および／またはレーザで太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との距離を測定するとともに、太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との角度を測定し最適探査状態を保って探査を行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項３】
前記カメラは、サーモグラフィーカメラであることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項４】
前記探査装置は、サーモグラフィーカメラで太陽光発電パネルを構成する各モジュールおよび／またはセルの発熱量を個々に測定検出することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項５】
前記探査装置は、異常または故障した太陽光発電パネルを構成するモジュールおよび／またはセルの位置を特定する為に、制御装置の解析結果に基づきレーザーポインタで該当箇所を照準照射するとともに、マーキング用カラーボールを発射する発射装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項６】
前記飛行体は、複数個所に超音波センサおよび／またはレーザからなる障害物検出装置を装備し、障害物（太陽光発電パネルを含む）に一定距離以上接近すると、警告音を発し、自動的に飛行位置の修正を行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【請求項７】
前記飛行体は、飛行制御機構の故障等による墜落の衝撃から太陽光発電パネルおよび飛行体を保護するため、飛行不能状態となった際に、非常用のパラシュートおよび／またはエアーバッグが自動的に作動展開する自動事故回避機構ことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電パネルの故障検出探査システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネルの異常または故障個所を検出する探査システムに関するものであって、飛行体により上空から不具合が発生している箇所を、空撮および／または超音波探査機等により検出する探査システムに関するものであり、特に地上に設置された制御装置により飛行体の飛行航路および飛行角度を制御し、飛行体に搭載した探査装置により、探査装置から発せられる超音波および／またはレーザによりサーモグラフィーカメラと太陽光発電パネルの距離・角度を一定に保つことにより、最適な位置から太陽光パネルの異常または故障個所を検出することが可能な太陽光パネルの故障検出探査システムに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
そこで、多くの人員の派遣を要さず、現場で太陽光発電パネルに探査装置を設置する必要が無く、探査装置と太陽光パネルの距離を常に一定に保つことが可能であり、また、探査装置から発せられる超音波またはレーザによりサーモグラフィーカメラを、太陽光パネルに対して常に一定の最適角度を保つことが可能であり、更に、検出した異常または故障個所を交換作業時に瞬時に正確かつ的確に把握することが可能な太陽光発電パネルの故障を検出する探査システムの開発が望まれていた。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、前記探査装置は、超音波および／またはレーザで太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との距離を測定するとともに、太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面との角度を測定し最適探査状態を保って探査を行う構成である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、前記カメラは、サーモグラフィーカメラからなる構成である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、前記探査装置は、サーモグラフィーカメラで太陽光発電パネルを構成する各モジュールおよび／またはセルの発熱量を個々に測定検出する構成である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明に係る太陽光発電パネルの故障検出探査システムは、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．どのような規模または地形に設置された太陽光発電パネルであっても、飛行体の遠隔飛行制御機構により、飛行体と太陽光発電パネルの距離を一定に保つことが可能であり、また、飛行体の飛行角度制御手段と、飛行体に搭載された検出手段の角度センサにより、検出手段を太陽光パネルに対して一定の角度に保った状態で測定検出することが可能であり、更に、送信手段により、探索結果情報を地上の制御装置に送信することが可能となった。
２．探査装置に搭載された検出手段の超音波および／またはレーザのセンサで、太陽光発電パネルとの距離または角度を測定することにより、直角に限りなく近い角度で正確な測定が可能となり、飛行体の航路と飛行角度も制御することが可能となる。
３．探査装置に搭載されたサーモグラフィーカメラにより、モジュール（またはセル）の異常または故障による表面の発熱を検出することが可能である。
４．探査装置に搭載された検出手段から発せられるサーモグラフィーカメラで太陽光パネルの各モジュール（またはセル）の発熱量を個々に測定検出することが可能である。
５．レーザポインタ照準器を備えたマーキング用カラーボール発射装置でマーキングを行うことにより、故障個所を検出した後のモジュール（またはセル）交換作業時に、故障個所を瞬時に明確に判別することが可能となる。 
６．飛行体に搭載された自動飛行位置修正システムにより、飛行体が障害物に接近すると警告音を発するとともに、自動的に航路または飛行角度を修正するため、飛行体が障害物に接触するのを回避して安全な飛行を行うことが可能となる。
７．飛行体が故障などにより飛行不能状態となっても、非常用のパラシュートおよび／またはエアーバッグが自動的に作動して広く拡幅するため、太陽光発電パネルなどの障害物および飛行体自体と搭載されている機器等を破損から保護し、被害を最小限に抑えることが可能である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
探査装置制御手段２４は、後述する探査装置３０に搭載された、角度検知センサ３２と、角度調整手段３３と、検出手段３４と、撮影手段３７とを制御するシステムである。飛行位置や飛行角度から、検出手段のサーモグラフィーカメラが太陽光パネルに対して探査に適した一定角度を保つように地上から遠隔操作する構成である。カラーボールを発射させる発射装置１３５を付加したり、更に、発熱箇所をレーザーポインタ照準器１３５ａで照準を定め、カラーボール発射装置１３５からマーキング用カラーボール弾を発射させる指示信号を発信するという構成である。映像やデータに基づき、手動で探査装置３０を制御することも可能であり、また、予め与えられた制御指示による自動探査を行うことも可能である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
角度検知センサ３２は、超音波および／またはレーザにより、太陽光発電パネルのモジュール面（またはセル面）と検出手段３４との角度を検知するセンサであり、探査時に検出手段から発せられる超音波および／またはレーザにより、モジュール面（またはセル面）と検出手段３４との角度を測定している。対象となる太陽光発電パネルの設置角度や使用する機器や天候などにより、発熱量を検出するのに最適な角度は多少変化するため、適宜に最適角度を設定することにより、それに合わせて角度検知センサ３２が自動的に飛行体の飛行角度を考慮して、角度調整手段３３に角度を補正するための信号を送る構成である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
検出手段３４は、探査装置３０に搭載されたサーモグラフィーカメラからなり、太陽光パネルのモジュール（またはセル）の故障などで発熱している部分を検出する。検出手段３４によって特定された異常箇所の映像データを収集するために、カメラ等の撮影手段３７に検出信号（撮影信号）が送られる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上述の構成としたことにより、飛行体１０の飛行角度制御機構と探査装置３０の角度検知センサ３２による角度調整により、検出手段３４から発する超音波および／またはレーザによる角度検出によりサーモグラフィーカメラの角度が、太陽光パネルに対して直角に近い一定の角度を保つことが可能となった。太陽光パネルの種類や検査方法によって探査時の最適角度は異なるが、正確な探査結果を得るには、太陽光パネル面に対して直角に近い計測角度（サーモグラフィーカメラの角度）が最適である。本発明は、その計測角度を維持しながら探索検出することを可能にしたものであり、更に、従来のような多数の人員を動員することなく、多くの機器を設置することもなく、地上からの指令信号で的確かつ正確な探査検出を行うことが可能となった。
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月29日(2016.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
探査装置制御手段２４は、後述する探査装置３０に搭載された、角度検知センサ３２と、角度調整手段３３と、検出手段３４と、撮影手段３７とを制御するシステムである。飛行位置や飛行角度から、撮影手段３７のサーモグラフィーカメラが太陽光パネルに対して探査に適した一定角度を保つように地上から遠隔操作する構成である。カラーボールを発射させる発射装置１３５を付加したり、更に、発熱箇所をレーザーポインタ照準器１３５ａで照準を定め、カラーボール発射装置１３５からマーキング用カラーボール弾を発射させる指示信号を発信するという構成である。映像やデータに基づき、手動で探査装置３０を制御することも可能であり、また、予め与えられた制御指示による自動探査を行うことも可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
角度検知センサ３２は、超音波および／またはレーザにより、太陽光発電パネルのモジュール面（またはセル面）と検出手段３４との角度を検知するセンサであり、探査時に検出手段３４から発せられる超音波および／またはレーザにより、モジュール面（またはセル面）と検出手段３４との角度を測定している。対象となる太陽光発電パネルの設置角度や使用する機器や天候などにより、発熱量を検出するのに最適な角度は多少変化するため、適宜に最適角度を設定することにより、それに合わせて角度検知センサ３２が自動的に飛行体の飛行角度を考慮して、角度調整手段３３に角度を補正するための信号を送る構成である。なお、本実施例では、検出手段３４から発せられる超音波および／またはレーザによって太陽光発電パネルのモジュール面と検出手段３４との角度を検知しているが、この構成に限定されることはなく、ＬＥＤ光など他の指向性の高い光線などを検知手段として適宜選択して使用する構成とすることも可能である。また、熟練した飛行体等の操縦者である場合には、角度検知センサ３２を使用しない方が精確な発熱量の検出が可能となる場合もあるため、角度検知センサ３２を無効となるように切り換える構成とすることも可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
検出手段３４は、探査装置３０に搭載され、超音波および／またはレーザを発する装置からなり、超音波および／またはレーザを太陽光パネルのモジュール（またはセル）に照射することにより、角度検知センサ３２が太陽光発電パネルのモジュール面（またはセル面）と検出手段３４との角度を検知する。なお、超音波および／またはレーザに限定されることはなく、ＬＥＤ光など他の指向性の高い光線などを適宜選択して使用する構成とすることが可能であることは前述の通りである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
カメラ等の撮影手段３７は、探査装置に組み込まれたサーモグラフィーカメラからなり、太陽光パネルのモジュール（またはセル）の発熱箇所の検出を行い、写真を撮影する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上述の構成としたことにより、飛行体１０の飛行角度制御機構と探査装置３０の角度検知センサ３２による角度調整により、検出手段３４から発する超音波および／またはレーザによる角度検出によりサーモグラフィーカメラの角度が、太陽光パネルに対して直角に近い一定の角度を保つことが可能となった。太陽光パネルの種類や検査方法によって探査時の最適角度は異なるが、正確な探査結果を得るには、太陽光パネル面に対して直角に近い計測角度（サーモグラフィーカメラの角度）が最適である。また、太陽光発電パネルから太陽光が反射（乱反射を含む）することで探索結果を誤検知する可能性があるため、反射光の影響を受けない角度を選択する事ももちろん可能である。また、建物や木の影の影響による誤検知、雲および大気の影響による誤検知、その他飛行体１０自身の影の影響による誤検知が想定され、それぞれの誤検知となり得る要因に応じて計測角度を最適化することが可能である。なお、反射（乱反射を含む）等の誤検知の要因が存在しない環境下では、サーモグラフィーカメラの計測角度の選択は不要となる場合もあるため、このような場合には最適角度を設定しないという運用方法も考えられる。本発明は、その計測角度を維持しながら探索検出することを可能にしたものであり、更に、従来のような多数の人員を動員することなく、多くの機器を設置することもなく、地上からの指令信号で的確かつ正確な探査検出を行うことが可能となった。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月15日(2016.8.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネルの異常または故障箇所を検出する探査システムに関するものであって、飛行体により上空から不具合が発生している箇所を、空撮および／または超音波探査機等により検出する探査システムに関するものであり、特に地上に設置された制御装置により飛行体の飛行航路および飛行角度を制御し、飛行体に搭載した探査装置により、探査装置から発せられる超音波および／またはレーザと太陽光発電パネルのモジュール面および／またはセル面を一定の距離・角度に保つことにより、最適な位置から太陽光パネルの異常または故障箇所を検出することが可能な太陽光パネルの故障検出探査システムに関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
そこで、多くの人員の派遣を要さず、現場で太陽光発電パネルに探査装置を設置する必要が無く、探査装置と太陽光パネルの距離を常に一定に保つことが可能であり、また、探査装置から発せられる超音波またはレーザが、太陽光パネルに対して常に一定の最適角度を保つことが可能であり、更に、検出した異常または故障箇所を交換作業時に瞬時に正確かつ的確に把握することが可能な太陽光発電パネルの故障を検出する探査システムの開発が望まれていた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
探査装置制御手段２４は、後述する探査装置３０に搭載された、角度検知センサ３２と、角度調整手段３３と、検出手段３４と、撮影手段３７とを制御するシステムである。飛行位置や飛行角度から、検出手段の超音波および／またはレーザが太陽光パネルに対して探査に適した一定角度を保つように地上から遠隔操作する構成である。カラーボールを発射させる発射装置１３５を付加したり、更に、発熱箇所をレーザーポインタ照準器１３５ａで照準を定め、カラーボール発射装置１３５からマーキング用カラーボール弾を発射させる指示信号を発信するという構成である。映像やデータに基づき、手動で探査装置３０を制御することも可能であり、また、予め与えられた制御指示による自動探査を行うことも可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
角度検知センサ３２は、超音波および／またはレーザにより、太陽光発電パネルのモジュール面（またはセル面）と検出手段３４との角度を検知するセンサであり、探査時に検出手段３４から発せられる超音波および／またはレーザにより、モジュール面（またはセル面）と検出手段３４とを一定の角度に保つように角度を測定している。対象となる太陽光発電パネルの設置角度や使用する機器や天候などにより、発熱量を検出するのに最適な角度は多少変化するため、適宜に最適角度を設定することにより、それに合わせて角度検知センサ３２が自動的に飛行体の飛行角度を考慮して、角度調整手段３３に角度を補正するための信号を送る構成である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
検出手段３４は、探査装置３０に搭載され、超音波および／またはレーザを発する装置からなり、超音波および／またはレーザを太陽光パネルのモジュール（またはセル）に照射することにより、故障などで発熱している部分を検出する。検出手段３４によって特定された異常箇所の映像データを収集するために、カメラ等の撮影手段３７に検出信号（撮影信号）が送られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
カメラ等の撮影手段３７は、探査装置に組み込まれたサーモグラフィーカメラからなり、検出手段３４の検出結果に従い、太陽光パネルのモジュール（またはセル）の発熱箇所の写真を撮影する。なお、太陽光パネルのモジュール（またはセル）の発熱箇所の検出は、上記の通りであるが、その他、前述のように前記サーモグラフィーカメラが太陽光パネルのモジュールおよび／またはセル面の異常個所の熱（温度変化）を検出して特定する構成とすることも可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上述の構成としたことにより、飛行体１０の飛行角度制御機構と探査装置３０の角度検知センサ３２による角度調整により、検出手段３４から発する超音波および／またはレーザの角度が、太陽光パネルに対して直角に近い一定の角度を保つことが可能となった。太陽光パネルの種類や検査方法によって探査時の最適角度は異なるが、正確な探査結果を得るには、太陽光パネル面に対して直角に近い計測角度（超音波および／またはレーザの照射角度）が最適である。本発明は、その計測角度を維持しながら探索検出することを可能にしたものであり、更に、従来のような多数の人員を動員することなく、多くの機器を設置することもなく、地上からの指令信号で的確かつ正確な探査検出を行うことが可能となった。
【国際調査報告】
2015162637.tif 000004
2015162637.tif 000005
2015162637.tif 000006
2015162637.tif 000007