(57)【要約】      （修正有）【課題】膨大な数の太陽光発電パネルから故障したパネルを発見する為の安価な太陽光発電パネルの故障発見装置を提供する。【解決手段】太陽光発電パネル１の既設の接続箱１１の区分開閉器３を開き、故障発見装置１０の模擬負荷７と太陽光発電パネル１のストリング１２の電圧出力部をクリップ付コード５で接続して各太陽光発電パネルのストリング１２の電圧及び日射計８の出力電圧を同時に測定・記録し、故障した太陽光発電パネルを容易に発見する。【選択図】図２
0003186061.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルの故障を発見する為に、接続箱の区分開閉器を開き模擬
負荷を接続して各太陽光発電パネルのストリングの電圧及び日射計の出力電圧
を測定・記録し故障した太陽光発電パネルを容易に発見する、太陽光発電パネル
の故障発見装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電パネル故障発見装置において
模擬負荷を一組として選択開閉器により各ストリングの電圧測定を可能とし
模擬負荷の抵抗値を可変とした事を特徴とした太陽光発電パネルの故障発見装置
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
太陽光発電パネルの維持、保守に関する。
【背景技術】
【０００２】
類似技術としては
【特許文献１】特開2012-103082がある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
原発事故により、電力不足が顕在化し、メガソーラ等太陽光発電の普及が目覚しいが
これには、莫大な枚数のソーラーセルが使用され稼動する事になる。
ソーラーセルは半導体製品であり或る確率で故障が発生する事は良く知られている。
【０００４】
しかし、太陽光発電パネル1は日当たりの良い屋上等に設置される事が多く、
故障が発見されずに、発電能力が低下したままで運用される場合が見受けられる。
これは、発電所のオーナーにとって損失であり、国としても損失になる。
【０００５】
そこで、太陽光発電パネル1の故障を早期に発見する安いシステムを提案する。
図1は現状の一般的な太陽光発電システムの接続図を示す。
【０００６】
図1で、太陽光発電パネル1はパワーコンディショナーの定格入力電圧に合わせ
て数枚から十数枚直列に接続され、この一連をストリング12と称している。
【０００７】
図1では、太陽光発電パネル1を4枚直列に接続し、又、ストリングが3の場合
を示した。
逆流防止の為にダイオード2が接続されている。
【０００８】
図1で、接続箱11に内蔵された、区分開閉器3は、故障時等で回路を切り分ける
為に設置されている。
【０００９】
図1で、MCCB4は全体の太陽光発電電力を纏めて、パワーコンディショナーへ送る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
太陽光発電パネル1の故障モードとしては、断線、絶縁性能低下による漏洩、発電
性能低下、セルの内部抵抗の増加等がある。
又、太陽光発電パネル間を接続するコネクターの接触不良も有り得る。
実際の現場で、故障ではないが雲の影響や樹木、鉄塔、煙突、ビルの影等で
出力電圧が低下する場合がある。
台風の後等で太陽光発電パネルの表面に、木の葉が張付き影を落とす場合や
大型の鳥、烏等の糞による汚れで影を作る場合もある。
黄砂による汚れで、出力電圧が低下する事もあるが、太陽光発電パネル1が
30°程度以上傾斜して設置されていれば、降雨により洗い流され回復する。
【００１１】
従って、単に太陽光発電パネル1の出力電圧の値のみでは健否の判定は出来ない。
図2で接続箱11内の区分開閉器3を全て閉じている場合は、全てのストリング12
は並列に接続されて出力電圧は同じになる。
特に、太陽光発電パネル1が無負荷の状態では、太陽光発電パネルの内部抵抗r
が故障で増加していても、電圧は正常な太陽光発電パネルとの略同じになり、健否の
判定が困難になる。
【００１２】
図4の左側に一つのストリング12の、測定状態の等価回路を示す。  右側の図は
左側の図を更に単純化した等価回路である。
図4で、模擬負荷開閉器6を閉じると模擬負荷7に電流が流れ出力電圧が低下
するので容易に故障・劣化を判定できる。
ストリング12に発生する電圧Ｅと模擬負荷7を掛けた時の出力電圧Ｖとの差電圧
ΔＶは  (1) 式で計算できる。
【００１３】
対策としては、日射計8で同時に日射の強度も測定して、太陽光発電パネル1の
ストリング12の出力電圧と日射計8の出力との比率や傾向を比較して、総合的に
判定する。
【００１４】
次の、健否の判定手段としては、通常、各ストリング12の太陽光発電パネルの
直列枚数は 統一されているので、健全時には、太陽光発電パネルのストリング12は
略同じ出力電圧となる。
断線の場合は、そのストリング12の出力電圧が零になるので明確に判断できる。
【００１５】
よって、各ストリング12の出力電圧のバラツキを、ストリング12間で比較・評価す
れば、不良ストリング12を判定する事が出来る。
【００１６】
図2で接続箱11内の区分開閉器3を全て開き、クリップ5で故障発見装置10と
各ストリング12を接続する。
日射計8は太陽光発電パネル1の向きと略合わせて接続する。配設位置は
各ストリングの日当たりを代表する位置が望ましい。
ここで記録計9を起動し、各ストリング12の無負荷出力電圧及び日射量を記録する。
次に、模擬負荷開閉器6を全て閉じて模擬負荷時出力電圧及び日射量を記録する。
太陽光発電パネルの内部抵抗rが増加している場合は、そのストリング12の
出力電圧が低下するので容易に不良判定ができる。
【００１７】
更に次の、健否判定の手段としては、前回の測定結果と今回の測定結果を
比較・評価して判断する。  太陽の高度が前回と略同じである事が望ましい。
【００１８】
測定の頻度については、急激な変化がある場合は、測定頻度を日から週程度とし、
早期に異常を発見できる。  徐々に変化が進行している場合は、測定頻度を1年
程度とし、前年同月同時刻と比較すると良い。
勿論、測定日を快晴の日とし、測定時刻も正午前後が望ましい。
運用開始直後は初期不良が顕在化し易いので、測定頻度を高くするのが望ましい。
【００１９】
不良ストリング12が確定すれば、その中のどの太陽光発電パネル1が不良かの
判定が必要になるが通常セル等の不良が発生すると、部分的に過熱が発生するので
赤外線によるサーモグラフィー写真で判定できる。
【考案の効果】
【００２０】
膨大な数の太陽光発電パネル1が効率よく稼動する為には不良太陽光発電
パネル1を早期に発見し処置する必要がある。
【００２１】
これ等の維持管理を効率よく実施するには、保守作業者の教育によるレベルアップ
と共に安い試験機材、手法を提供する事が焦眉の急であると確信する。
I-V トレーサー等の試験機器が見受けられるが、数十万円と非常に高価であり普及
のブレーキになっている。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２２】
図2に示す。  模擬負荷の抵抗値については、太陽光発電パネル1のストリング12
の定格出力に合わせて切替可能とすれば、適用範囲が広くなる。
接続箱で測定できるので、屋根に上る危険な高所作業は無くなる。
【実施例１】
【００２３】
図2に示す。短時間に多数のストリング12の故障を発見できる。各ストリング12を
同時に測定・記録できる特徴がある。
【実施例２】
【００２４】
図3に示す。  ストリング12のパネル枚数の多い場合は、模擬負荷7も大きくなり、
持ち運びに不便になるので、ストリング選択開閉器13によりストリング12を選択
出来る様にした。  これにより故障発見装置10が軽くなり、コストも低下する。
しかし、測定に要する時間は、ストリング選択開閉器13操作する為に長くなる。
ストリング12の太陽光発電パネル1の直列数が異なる場合は、模擬負荷7の
抵抗値を変えて対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】現状の、太陽光発電の接続図の一例
【図２】考案した太陽光発電パネルと故障発見装置
【図３】考案した太陽光発電パネルと故障発見装置(ストリング選択方式)
【図４】内部抵抗が増加した太陽光発電パネルに模擬負荷をかけた場合の電圧低下
【符号の説明】
【００２６】
１  太陽光発電パネル
２  逆流防止ダイオード
3  区分開閉器
4  MCCB
5  クリップ
6  模擬負荷開閉器
7  模擬負荷
8  日射計
9  記録計
10  故障発見装置
11  接続箱
12  ストリング
13   ストリング選択開閉器
14  コネクター
15  セル
16  セルの内部抵抗
【図１】
0003186061.tif 000003
【図２】
0003186061.tif 000004
【図３】
0003186061.tif 000005
【図４】
0003186061.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月19日(2013.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルの故障を発見する為に、既設の接続箱 (11) の区分開閉器(3)を開き故障発見装置(10)の模擬負荷(7)と太陽光発電パネル(1)のストリング(12)の電圧出力部をクリップ付コード(5)で接続して各太陽光発電パネルのストリング(12)の電圧及び日射計(8)の出力電圧を同時に測定・記録し故障した太陽光発電パネルを容易に発見する太陽光発電パネルの故障発見装置であって、模擬負荷(7)を故障発見装置本体(10)に備えた構造の太陽光発電パネル故障発見装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電パネル故障発見装置において模擬負荷(7)を一組として選択開閉器(6)により各ストリングの電圧測定を順序測定可能とし模擬負荷(7)の抵抗値を可変とした事を特徴とする太陽光発電パネルの故障発見装置であって、選択開閉器(6)を半導体スイッチで構成したもの。