(57)【要約】【課題】屋上等に設置された太陽電池の特性の計測を容易にすること。【解決手段】太陽電池の特性計測装置と組み合わせて用いられるセンサーユニット(20)であって、表面に目盛りを有するスクリーン(29)と、表面にマークを有し、上記スクリーン上に配置された透明半球体(28)と、日射計(22)と、が第１面(21a)側に設けられた筐体(21)と、上記筐体を、当該筐体の上記第１面が水平面に対して傾く方向に回動自在に支持する台座(24)と、を備える。第１面には、水準器(27)が設けられると更に好ましい。また、センサーユニットは、上記筐体に内蔵された第１のデータ記憶部と、上記筐体に内蔵されており、上記日射計の出力信号に基づいて日射強度を計測し、当該日射強度のデータを上記データ記憶部に格納する第１の制御部と、を更に備えることも好ましい。【選択図】図２
2008202962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の特性計測装置と組み合わせて用いられるセンサーユニットであって、
表面に目盛りを有するスクリーンと、表面にマークを有し、前記スクリーン上に配置された透明半球体と、日射計と、が第１面側に設けられた筐体と、
前記筐体を、当該筐体の前記第１面が水平面に対して傾く方向に回動自在に支持する台座と、
を備えるセンサーユニット。
【請求項２】
更に、前記筐体の第１面側に水準器が設けられた、
請求項１に記載のセンサーユニット。
【請求項３】
前記筐体に内蔵された第１のデータ記憶部と、
前記筐体に内蔵されており、前記日射計の出力信号に基づいて日射強度を計測し、当該日射強度のデータを前記データ記憶部に格納する第１の制御部と、
を更に備える、請求項１又は２に記載のセンサーユニット。
【請求項４】
前記制御部は、更に、前記センサーユニットの外部に配置された温度計の出力信号に基づいて温度を計測し、当該温度のデータを前記データ記憶部に格納する、
請求項３に記載のセンサーユニット。
【請求項５】
前記温度のデータは、外気温度のデータ又は太陽電池の裏面温度のデータの少なくとも一方を含む、
請求項４に記載のセンサーユニット。
【請求項６】
前記制御部と前記太陽電池の特性計測装置との相互間におけるデータ通信処理を行う第１の通信処理部、を更に含み、
前記第１の制御部は、前記太陽電池の特性計測装置からの要求に応じて前記日射強度のデータ及び前記温度のデータを前記第１のデータ記憶部から読み出し、当該各データを前記第１の通信処理部へ引き渡して前記太陽電池の特性計測装置へ送信させる、
請求項４に記載のセンサーユニット。
【請求項７】
現在時刻を計時する第１の時計、を更に備え、
前記第１の制御部は、前記日射強度のデータ及び前記温度のデータを計測した時刻を前記第１の時計から取得し、当該取得した時刻のデータを前記日射強度のデータ及び前記温度のデータと関連付けて前記第１のデータ格納部へ格納する、
請求項４に記載のセンサーユニット。
【請求項８】
前記第１の制御部は、前記太陽電池の特性計測装置からの要求に応じて前記時計が計時する現在時刻を修正する、
請求項７に記載のセンサーユニット。
【請求項９】
前記スクリーン及び前記透明半球体が一体化されてアダプタを構成し、当該アダプタが前記筐体と着脱自在に設けられた、
請求項１に記載のセンサーユニット。
【請求項１０】
前記スクリーン、前記透明半球体及び前記水準器が一体化されてアダプタを構成し、当該アダプタが前記筐体と着脱自在に設けられた、
請求項２に記載のセンサーユニット。
【請求項１１】
前記透明半球体の前記マークは、少なくとも１つが前記半球体のほぼ頂上に設けられる、
請求項１に記載のセンサーユニット。
【請求項１２】
前記透明半球体の前記マークは、更に前記半球体の端部に設けられる、
請求項１１に記載のセンサーユニット。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載のセンサーユニットと、太陽電池の特性計測装置と、を含んで構成される太陽電池の特性計測システムであって、
前記太陽電池の特性計測装置が、
計測対象となる太陽電池と接続されて、当該太陽電池の特性のうち少なくとも電流−電圧特性を計測する計測部と、
現在時刻を計時する第２の時計と、
第２のデータ記憶部と、
前記計測部によって計測された前記電流−電圧特性のデータを取得するとともに当該データが計測された時刻を前記第２の時計から取得し、当該時刻のデータと前記電流−電圧特性のデータとを関連付けて前記データ記憶部に格納する第２の制御部と、
前記制御部から出力される制御信号に基づいて画像を表示する表示部と、
前記第２の制御部と前記センサーユニットとの相互間におけるデータ通信処理を行う第２の通信処理部と、
を含み、
前記第２の制御部は、前記センサーユニットから送信され、前記第２の通信処理部によって受信された前記日射強度のデータ及び前記温度のデータを前記第２のデータ記憶部へ格納する、
太陽電池の特性計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の電流−電圧特性等の諸特性を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題が注目される中、無尽蔵でクリーンなエネルギーである太陽エネルギーを利用した太陽光発電システムの普及が進んでいる。日本は世界の太陽光発電システムの市場で第一位のシェアを持っており、国内においては、地球温暖化対策の一環として２０１０年に４８２万ｋＷの発電量に相当する太陽光システムの導入が目標とされている。太陽光発電システムが一般家庭へ普及するにつれて、システムの保守・管理技術が重要になってくる（非特許文献１参照）。例えば、システムを構成する個々の太陽電池の中には、施工時の配線ミス、近隣の樹木や構造物等による影の影響、あるいは経時劣化など様々な要因により、当初目論んでいた規定の出力が得られない場合がある。ところが、一般に太陽光発電システムの設置場所は屋上であるために、太陽電池の特性を計測し、評価することには困難が伴う。例えば、太陽電池の設置場所である屋上に登り、日射計、リファレンス用太陽電池セル、温度センサなどを太陽電池の近隣に配置するとともに、これらの日射計等に接続された配線を太陽電池の特性計測装置（Ｉ−Ｖカーブトレーサ）まで引き回す必要があり、非常に煩わしいという不都合がある。
【０００３】
【非特許文献１】西澤，他：「太陽光発電の初歩と住宅への応用」，理工図書株式会社，ｐ１５９（１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、屋上等に設置された太陽電池の特性の計測を容易にすることが可能な技術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】
【０００５】
本発明に係るセンサーユニットは、太陽電池の特性計測装置と組み合わせて用いられるセンサーユニットであって、
表面に目盛りを有するスクリーンと、表面にマークを有し、上記スクリーン上に配置された透明半球体と、日射計と、が第１面側に設けられた筐体と、
上記筐体を、当該筐体の上記第１面が水平面に対して傾く方向に回動自在に支持する台座と、
を備える。
【０００６】
上記構成によれば、計測対象となる太陽電池の近くへセンサーユニットだけを持っていき、筐体を適宜回転させることによりスクリーンの傾きを太陽電池パネルとほぼ平行になるように上記筐体の第１面の向きを調整し、定めることができる。また、このようにして太陽電池に対応して定めたセンサーユニットの配置状態を、透明半球体の表面に設けられたマークに太陽光線が照射されることによって形成されるマークの影のスクリーン上での位置を視認することにより簡易に記録することができる。このようにスクリーン上での影の位置を記録することにより、センサーユニットの配置を太陽電池パネルの表面近傍で定め、その後センサーユニットの設置に適した場所（例えば、太陽電池パネル付近の屋根上或いは当該屋根に近接したベランダ等）へ移動させた場合であっても、センサーユニットの配置を容易に再現して日射強度（日射量）を計測できる。したがって、本発明に係るセンサーユニットを用いることにより、屋上等に設置された太陽電池の特性の計測を容易にすることが可能となる。
【０００７】
好ましくは、上記センサーユニットの上記筐体の第１面側には更に水準器が設けられる。
【０００８】
水準器を用いることにより、スクリーンの姿勢をよりよい状態に定めることが可能となる。
【０００９】
上記センサーユニットは更に、
上記筐体に内蔵された第１のデータ記憶部と、
上記筐体に内蔵されており、上記日射計の出力信号に基づいて日射強度を計測し、当該日射強度のデータを上記データ記憶部に格納する第１の制御部と、
を備えることも好ましい。
【００１０】
センサーユニット自体が日射強度を計測し、記憶する機能を備えることにより、従来のように日射強度計測用センサを太陽電池パネルの付近に設置し、このセンサに繋がった配線ケーブルを屋内等に設置された太陽電池の特性計測装置まで引き回すといった煩雑な準備が不要となる。したがって、本発明に係るセンサーユニットを用いることにより、屋上等に設置された太陽電池の特性の計測を容易にすることが可能となる。
【００１１】
好ましくは、上記制御部は、更に、上記センサーユニットの外部に配置された温度計の出力信号に基づいて温度を計測し、当該温度のデータを上記データ記憶部に格納する。ここで「温度のデータ」とは、外気温度のデータ又は太陽電池の裏面温度のデータの少なくとも一方を含むことが好ましい。外気温度とは、計測対象となる太陽電池が設置されている場所（一般には屋外）又はその近隣における温度をいう。太陽電池の裏面温度とは、計測対象となる太陽電池の裏面側（太陽光線を受ける主面の裏側）又はその近隣における温度をいう。また「外部の」とは、温度計自体はセンサーユニットに備わっていない（構成要件ではない）場合、ということを意味する。
【００１２】
これによれば、日射強度とともに外気温度等の温度データをもセンサーユニット単体で計測し、記憶可能となるので、太陽電池の特性計測が一層容易になる。すなわち、例えば太陽電池パネル付近に設置された外部の温度計を用いるにしても、その温度計からの配線ケーブルを上記のように太陽電池の特性計測装置まで引き回す必要がなく、同じく太陽電池パネル付近に設置されたセンサーユニットまでの短距離だけ引き回せばよいため、従来に比べて計測のための準備が非常に容易となる。
【００１３】
なお、温度計をセンサーユニットに内蔵させてもよい。その場合には、温度計は筐体の任意の場所に設置すればよいが、特に太陽電池の裏面温度を計測するための温度計については、筐体の第１面と背あわせに配置される第２面側に設置することが好ましい。それにより、第１面の日射計に日射が当たる状態とした際に、第２面側には直接的に日射が当たらない状態となるため、太陽電池の裏面温度を擬似的に再現し、より精度の高い温度計測が可能となる。また、温度計をセンサーユニットに内蔵させた場合であれば、配線ケーブルの引き回し等の準備が不要となり、更に計測作業が容易となる。
【００１４】
また、上記センサーユニットは、上記制御部と上記太陽電池の特性計測装置との相互間におけるデータ通信処理を行う第１の通信処理部、を更に含むことが好ましい。そしてこの場合に、上記第１の制御部は、上記太陽電池の特性計測装置からの要求に応じて上記日射強度のデータ及び上記温度のデータを上記第１のデータ記憶部から読み出し、当該各データを上記第１の通信処理部へ引き渡して上記太陽電池の特性計測装置へ送信させることが好ましい。
【００１５】
これにより、センサーユニット単体で計測、記憶された日射強度や温度の各データを計測終了後の適宜のタイミングで太陽電池の特性計測装置へ取り込むことが可能となる。センサーユニットによる計測時には、センサーユニットと太陽電池の特性計測装置との間に配線ケーブルや通信用ケーブルを引き回す必要がないため、計測が容易になる。
【００１６】
また、上記センサーユニットは、現在時刻を計時する第１の時計、を更に備えることが好ましい。そしてこの場合に、上記第１の制御部は、上記日射強度のデータ及び上記温度のデータを計測した時刻を上記第１の時計から取得し、当該取得した時刻のデータを上記日射強度のデータ及び上記温度のデータと関連付けて上記第１のデータ格納部へ格納することが好ましい。
【００１７】
これにより、各計測データをその計測時刻とともに記録できるので、その後に当該各計測データを用いたデータ処理（分析、グラフ化等）が一層容易となる。また、例えば太陽電池の特性計測装置の側で計測された電流−電圧特性等についてもその計測時刻が記録されていたとすれば、計測時刻を媒介にして、センサーユニットによって計測された日射強度等のデータと電流−電圧特性等とを容易にリンクさせることが可能となる。
【００１８】
上記のようにセンサーユニットが時計を備える場合において、上記第１の制御部は、上記太陽電池の特性計測装置からの要求に応じて上記時計が計時する現在時刻を修正することも好ましい。
【００１９】
それにより、例えば太陽電池の特性計測装置側で計時している現在時刻とセンサーユニット側で計時している現在時刻との間にズレがある場合に、これを容易に修正することが可能となる。特に、上記のように各データをリンクさせる場合に好適である。
【００２０】
上記センサーユニットにおいては、更に、上記スクリーン及び上記透明半球体が一体化されてアダプタを構成し、当該アダプタが上記筐体と着脱自在に設けられていることが好ましい。上記の水準器が更に一体化されることも好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、センサーユニット本体からアダプタだけを取り外し、当該アダプタだけを計測対象となる太陽電池の近くへ持っていくことにより、太陽電池の配置状態（向き、傾き）を、マークの影のスクリーン上での位置に対応付けて簡易に記録できる。このようにスクリーン上での影の位置を記録した後、アダプタをセンサーユニットに取り付けることにより、上記のマークの影の位置を目印にしてセンサーユニットを太陽電池の配置に対応付けて配置することが可能となる。したがって、太陽電池の近傍へはアダプタを持参すれば十分となり、より一層計測作業が容易になる。
【００２２】
上述の透明半球体の上記マークは、少なくとも１つが上記透明半球体のほぼ頂上に設けられることが望ましい。
【００２３】
それにより、太陽高度が比較的に高い時間帯において、当該マークによって形成される影のスクリーン上における位置が視認しやすくなる。
【００２４】
また、透明半球体の上記マークは、更に上記透明半球体の端部に設けられることも望ましい。
【００２５】
それにより、太陽高度が比較的に低い時間帯において、当該マークによって形成される影のスクリーン上における位置が視認しやすくなる。
【００２６】
本発明に係る太陽電池の特性計測システムは、上記のセンサーユニットと、太陽電池の特性計測装置と、を含んで構成される。そして、この太陽電池の特性計測システムにおいて、上記太陽電池の特性計測装置は、
計測対象となる太陽電池と接続されて、当該太陽電池の特性のうち少なくとも電流−電圧特性を計測する計測部と、
現在時刻を計時する第２の時計と、
第２のデータ記憶部と、
上記計測部によって計測された上記電流−電圧特性のデータを取得するとともに当該データが計測された時刻を上記第２の時計から取得し、当該時刻のデータと上記電流−電圧特性のデータとを関連付けて上記データ記憶部に格納する第２の制御部と、
上記制御部から出力される制御信号に基づいて画像を表示する表示部と、
上記第２の制御部と上記センサーユニットとの相互間におけるデータ通信処理を行う第２の通信処理部と、
を含み、
上記第２の制御部は、上記センサーユニットから送信され、上記第２の通信処理部によって受信された上記日射強度のデータ及び上記温度のデータを上記第２のデータ記憶部へ格納する。
【００２７】
上記構成においては、太陽電池の特性計測装置は、例えば屋内等に設置されるパワーコンディショナー（発電量の監視機能や太陽電池の直流出力を一般的に利用可能な交流出力に変換する機能等を備える装置）と接続して太陽電池の電流−電圧特性等の計測を行う。その際に、上述した本発明に係るセンサーユニットと組み合わせたことにより、太陽電池の特性計測装置は、電流−電圧特性等を計測している際にはセンサーユニットやその他適宜のセンサ類と接続することが不要となるので、配線ケーブルの設置等の煩わしい作業が不要となる。日射強度等のデータについては、センサーユニットが単体で収集したものをその後に適宜取り込めばよいからである。すなわち、太陽電池の特性計測装置（いわゆる親機側）では太陽電池の電流−電圧特性等を、センサーユニット（いわゆる子機側）では日射強度等をそれぞれ独立に計測することが可能となる。したがって、本システムによれば、屋上等に設置された太陽電池の特性の計測を容易にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る一実施形態の太陽電池の特性計測装置の外観を示す斜視図である。本実施形態の太陽電池の特性計測装置１は、装置本体（親機）１０と、センサーユニット（子機）２０と、を含んで構成されている。装置本体１０は、収容部１１、カバー（蓋）１２、操作部１３、表示部１４、を含んで構成されている。本実施形態に係る太陽電池の特性計測装置１は、手に持つことができる程度の大きさであり、電池（バッテリー）を装填することにより、外部からの電源供給を受けることなく動作可能である。また、太陽電池の特性計測装置１は、その大きさが例えば２３ｃｍ×３０ｃｍ×１６ｃｍ程度であり、可搬性に富む。
【００３０】
収容部１１は、センサーユニット２０を収容するための空間（凹部）を有する。センサーユニット２０は、非使用時にはこの収容部１１に収められ、使用時にはこの収容部１１から取り出して用いられる。
【００３１】
カバー１２は、開閉可能に構成されている。装置本体１０を使用しない際にはこのカバー１２を閉じることにより、収容部１１、操作部１３、表示部１４がカバー１２によって覆われる。それにより、収容部１１に収容されたセンサーユニット２０や、操作部１３、表示部１４が保護される。
【００３２】
操作部１３は、複数の操作ボタンを含み、利用者が装置本体１０に対して各種の操作指示を与えるために用いられる。複数の操作ボタンとは、例えば数字ボタン（テンキー）、電源ボタン、上下左右を任意に指示する方向指示ボタンなどである。この操作部１３を用いて与えられた操作指示は装置本体１０の内部に備わったＣＰＵに入力される。
【００３３】
表示部１４は、例えば液晶表示装置等の表示装置を用いて構成されており、装置本体１０の使用に必要な各種情報を表示する。表示内容は、例えば計測メニュー、各種計測条件の設定画面、計測結果（グラフや数値データ等）などである。
【００３４】
図２は、センサーユニット２０の外観を示す斜視図である。本実施形態のセンサーユニット２０は、筐体２１、日射計２２、ノブ（調整用つまみ）２３、台座２４、電源スイッチ２５、アングルキャプチャー（角度計測器）２６、水準器２７、ドーム（半球体）２８、スクリーン（目盛り板）２９、を含んで構成されている。また、図３は、アングルキャプチャー２６の構成を示す平面図である。
【００３５】
筐体２１は、例えばプラスチック等の素材を用いて形成された箱状体であり、後述するＣＰＵ等の構成を内蔵している。この筐体２１は、図示のように日射計２２などが配置された面２１ａを有する。ここでいう「面」とは必ずしも平坦な面（平面）のみを意味するものではなく、曲面でもよく、部分的に窪み或いは突起を有する面であってもよい。また、筐体２１は、面２１ａが水平面に対して傾く方向に回動自在となるように台座２４に支持されており、ノブ２３を調整することにより、台座２４に対する相対的な配置状態（角度）を自在に設定できる。本実施形態の筐体２１は、その大きさが２１ｃｍ×８．５ｃｍ×５．５ｃｍ程度、重量が５００ｇ弱と非常に持ち運びがしやすい。
【００３６】
日射計２２は、日射強度を計測するためのセンサ（検出器）であり、上記のように筐体２１の面（第１面）２１ａに配置されている。本例では、日射計２２は、センサ面（検出面）が透明なドーム（半球体）によって覆われ、外界から保護されている。この日射計２２は、日射強度に応じた大きさの電気信号を出力する。日射計２２としては、例えば全天日射計が用いられる。日射計２２による検出信号（日射検出結果）はＣＰＵ（後述する）に入力される。
【００３７】
アングルキャプチャー（アダプタ）２６は、筐体２１の凹部２１ｂに取り付け可能に構成され（図１参照）、かつ凹部２１ｂから取り外してセンサーユニット２０とは独立して使用可能に構成されている。このアングルキャプチャー２６は、図２に示すように水準器２７、ドーム２８、スクリーン２９が配置される面２６ａを有し、これらを一体化する機能を担う。ここでいう「面」の意味は上記の面２１ａの場合と同様である。アングルキャプチャー２６は、本実施形態の太陽電池の特性計測装置１による特性計測の対象となる太陽電池パネルの設置状態（方位角および水平面に対する傾斜角度）を簡易に計測するために用いられる。詳細については更に後述する。
【００３８】
水準器２７は、アングルキャプチャーの面２６ａの一端側（本例では上端側；図３参照）に取り付けられている。この水準器２７は、例えばガラス管にエーテルまたはアルコール等の液体を封入し、かつわずかに気泡を残しておくことにより、ガラス管が水平になった時にその気泡が中央に来るように構成されたものである。
【００３９】
ドーム（透明半球体）２８は、半球状の透明体であり、アングルキャプチャー２６の面２６ａに取り付けられている。このドーム２８は、図２及び図３にそれぞれ示すように、スクリーン２９を覆うようにしてスクリーン２９上に配置されている。また、図３に示すように、ドーム２８の表面には、マーク２８ａ、２８ｂが設けられている。マーク２８ａは、例えば図示のように円形であり、ドーム２８の天頂部に設けられている。他のマーク２８ｂは、例えばＸ字形であり、ドーム２８の端部（縁部）近くに設けられている。このように、天頂部に設けるマーク２８ａと端部近くに設けるマーク２８ｂとを互いに異なる形状にすることはより好ましい態様である。その理由は後述する。
【００４０】
スクリーン２９は、図２及び図３にそれぞれ示すように、表面に任意の目盛りが設けられた板状体である。本実施形態では、図３に示すようにこのスクリーン２９には、複数の同心円と、これらの円の中心から放射状に伸びる複数の直線と、を含む目盛りが設けられている。更に、これらの目盛りには、方角を表す記号（Ｓ、ＳＳＷ、Ｎなど）と、角度を示す数字（０、１５、３０など）が設けられている。なお、これらの目盛りの具体的態様は上記のように任意であり、相互に直交する複数の直線からなる方眼目盛りであってもよい。記号は数値を含めるか否かも任意であるが、これらも設けたほうが計測がより容易になる。
【００４１】
図４は、ドームの断面図である。この図４を用いて、ドーム２８上の各マーク２８ａ、２８ｂとスクリーン２９との関係を説明する。上記のように、ドーム２８は、その表面にマーク２８ａおよびマーク２８ｂがそれぞれ設けられている。このようなドーム２８を有するアングルキャプチャー２６に太陽光線が入射すると、マーク２８ａやマーク２８ｂによって太陽光線が遮られることにより、スクリーン２９上に各マーク２８ａ、２８ｂに応じた影が生じる。このとき、ドーム２８に設けられたマーク２８ａやマーク２８ｂによって生じる影のスクリーン２９上における位置は、太陽の位置（太陽高度）に応じて決まる。ドーム２８の頂上部に設けられたマーク２８ａは、太陽高度がより高い場合（特に、正午やその前後）において使い勝手がよい。マーク２８ａに対して直角またはそれに近い角度で太陽光線が入射するので、マーク２８ａによってスクリーン２９上に形成される影がより鮮明になり、影の位置が視認しやすくなるからである。反対に、ドーム２８の周縁部に設けられたマーク２８ｂは、太陽高度が低い場合（夕刻など）において使い勝手がよい。マーク２８ｂに対して直角またはそれに近い角度で太陽光線が入射するので、マーク２８ｂによって発生する影がより鮮明になり、影の位置が視認しやすくなるからである。また、このときに上記のように各マーク２８ａとマーク２８ｂの形状を相違させておくことにより、スクリーン２９上に形成された影がいずれのマークに起因するものであるかの識別がより容易になる。
【００４２】
図５は、上記の太陽電池の特性計測装置１を含んで構成される太陽電池の特性計測システムの全体構成を示すブロック図である。図５に示す太陽電池の特性計測システム１００は、例えば住宅の屋上等に設置さえた太陽電池パネル（太陽電池モジュール）２００の諸特性を計測するものであり、太陽電池の特性計測装置１、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２、太陽電池の裏面用の温度計（温度センサ）４、外気温用の温度計（温度センサ）５、基準セル（リファレンスセル）６、外部日射計６、を含んで構成されている。図示に示す例では、太陽電池の特性計測装置１と計測対象たる太陽電池パネル２００との間は、接続ボックス（インバータ）３を介して接続されている。これは、多くの場合、太陽電池パネル２００の発電量等を監視し、あるいは余剰電力を外部へ取り出すための接続ボックス３が屋内に配置されているため、この接続ボックス３を介して太陽電池の特性計測装置１と太陽電池パネル２００とを接続した方が容易だからである。なお、太陽電池の特性計測装置１と太陽電池パネル２００とを任意の配線ケーブルを介して直接的に接続してもよい。
【００４３】
太陽電池の特性計測装置１は、上記のように装置本体１０とセンサーユニット２０とを含んで構成されており、装置本体１０が接続ボックス３を介して太陽電池パネル２００と接続されている。この太陽電池の特性計測装置１は、装置本体１０がＵＳＢ（universal Serial Bus）などの有線又は無線の通信手段を用いてコンピュータ２と接続されており、計測した特性値や評価結果などをコンピュータ２へ転送することができる。太陽電池の特性計測装置１は、上記のように操作部１３や表示部１４を備えており、コンピュータ２（或いはそのほかの外部装置）による動作制御を受けることなく、単独で太陽電池パネル２００の特性値の計測、評価及び表示を行うことができる。なお、コンピュータ２によってリモート制御されてもよい。
【００４４】
コンピュータ２は、例えば汎用的なパーソナルコンピュータであり、太陽電池の特性計測装置１から取得したデータの集計、分析、表示等の情報処理を行う。なお、コンピュータ２を用いて太陽電池の特性計測装置１の動作を制御してもよい。また、コンピュータ２に備わった表示部を用いて、太陽電池の特性計測装置１による特性評価結果の内容を表示してもよい。このコンピュータ２による情報処理は、当該情報処理に適した動作プログラムを予めコンピュータにインストールしておき、当該動作プログラムを実行することによって実現される。
【００４５】
温度計４は、太陽電池パネル２００の裏面側に配置され、当該裏面側の温度を検出する。ここで「裏面側」とは、太陽電池パネル２００の受光面（太陽光を受けるべき面）と反対側の面である。温度計４としては、例えば熱電対型センサや放射温度計等が適宜用いられる。温度計４は、例えば太陽電池パネル２００の裏面の中央付近に設置される。温度計４による検出信号（温度検出結果）は配線を介して太陽電池の特性計測装置１に入力される。
【００４６】
温度計５は、太陽電池パネル２００に近接する位置に設置され、外気温の検出に用いられる。温度計５としては、例えば熱電対型センサや白金測温抵抗体等が適宜用いられる。温度計５による検出信号（温度検出結果）は配線を介して太陽電池の特性計測装置１に入力される。
【００４７】
なお、上記の温度計４および（又は）温度計５をセンサーユニット２０の裏面２１ｃ（図２参照）に設けてもよい。ここで「裏面」とは、センサーユニット２０が面２１ａ（より詳細には日射計２２が配置された面）に日射（太陽光線）が当たる状態に設置された際に、日射が当たらずに日陰となる面をいう。この面２１ｃが必ずしも平坦な面に限定されないのは上述した面２１ａの場合と同様である。センサーユニット２０の裏面２１ｃに温度計４を設けることで、センサーユニット２０を太陽電池パネル２００に近い距離で配置した際に、太陽電池パネル２００の裏面側に温度計４を配置した場合に近似した状態を再現し、裏面温度を擬似的に計測することができる。温度計４を太陽電池パネル２００の裏面に実際に配置した場合に比較して裏面温度の精度の点で劣る可能性はあるが、太陽電池パネル２００の裏面に温度計４を設置し、太陽電池の特性計測装置１まで配線ケーブルを引き回す場合に比較して、特性計測が容易になる利点がある。同様に、センサーユニット２０の裏面２１ｃに温度計５を設けることで、センサーユニット２０を太陽電池パネル２００に近い距離で配置した際に、太陽電池パネル２００の近隣に温度計５を配置した場合に近似した状態を再現し、外気温度を擬似的に計測することができる。温度計５を太陽電池パネル２００の近隣に実際に配置した場合に比較して外気温度の精度の点で劣る可能性はあるが、太陽電池パネル２００の近隣に温度計５を設置し、太陽電池の特性計測装置１まで配線ケーブルを引き回す場合に比較して、特性計測が容易になる利点がある。
【００４８】
外部日射計６は、太陽光の入射状態が太陽電池パネル２００と同条件になるように、例えば、太陽電池パネル２００に近接する位置に設置される。外部日射計６としては、例えば全天日射計が用いられる。この外部日射計６は、必要に応じて適宜使用されるものである。具体的には、センサーユニット２０に備わった日射計２２では計測精度が不足する場合等である。
【００４９】
基準セル７は、外部日射計６と同様に設置され、用いられる。基準セル７による検出信号は配線を介してセンサーユニット２０に入力される。基準セル７としては、特に被測定太陽電池と特性の揃ったものを使用することにより、より正確な基準状態への換算を行うことができる。
【００５０】
図６は、太陽電池の特性計測装置１を構成する装置本体１０の内部構成を示すブロック図である。装置本体１０は、上述した操作部１３及び表示部１４に加え、装置本体１０の全体の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）３０と、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）３１、３２、時計（計時手段）３３、容量素子（コンデンサ）３６、抵抗素子３８、トランジスタ４０、４２、アンプ４４、４６、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）４８、５０、メモリ５２、を含んで構成されている。なお、容量素子３６、抵抗素子３８、トランジスタ４０、４２、アンプ４４、４６、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）４８、５０が「計測部」に相当し、時計３３が「第２の時計」に相当し、メモリ５２が「第２のデータ記憶部」に相当し、ＣＰＵ３０が「第２の制御部」に相当し、インタフェース部３２が「第２の通信処理部」に相当する。
【００５１】
表示部１４は、ＣＰＵ３０から画像信号が供給され、当該画像信号に対応する画像を表示する。この表示部１４は、例えば液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス装置、電気泳動装置等を用いて構成される。
【００５２】
インタフェース部３１は、装置本体１０とコンピュータ２との相互間で通信を行うためのものであり、上記のように例えばＵＳＢなどの通信手段である。
【００５３】
インタフェース部３２は、装置本体１０とセンサーユニット２０との相互間で通信を行うためのものである。このインタフェース部３２を通じて、太陽電池裏面温度、日射強度、外気温度、基準セルの出力信号のそれぞれに対応するデジタルデータがＣＰＵ３０に入力される。インタフェース部３２としては、データ通信が可能であればいかなる形態の構成も採用し得るが、例えばＲＳ−４８５規格に則った通信デバイスを用いることが好ましい。通信可能な距離が比較的に大きい点や、バス型のマルチポイント接続に対応している点で、他の規格に比較して有利だからである。なお、ＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ−４２２あるいはその他種々の規格による通信デバイスが採用されてもよい。
【００５４】
時計（計時手段）３３は、現在時刻を計時する。ＣＰＵ３０はこの時計３３から適宜、現在時刻を取得する。具体的には、ＣＰＵ３０は、太陽電池パネル２００の特性を計測する際に、その特性が計測された時刻を時計３３から取得し、計測データとその取得時刻とを関連付けてメモリ５２に格納する。
【００５５】
容量素子３６と抵抗素子３８とは、図示のように直列に接続され、太陽電池パネル２００の出力端（＋、−）の間に接続されている。本実施形態の装置本体１０は、容量素子３６を負荷として用い、この容量素子３６の充電／放電を利用して太陽電池パネルの電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）等の各種特性を計測する。
【００５６】
トランジスタ４０は、ゲートがＣＰＵ３０と接続され、ソース、ドレインが容量素子３６の両端にそれぞれ接続されている。このトランジスタ４０は、ＣＰＵ３０からゲートに供給される制御信号を受けてオン状態とオフ状態が切り替わる。
【００５７】
トランジスタ４２は、ゲートがＣＰＵ３０と接続され、ソース−ドレイン経路が容量素子３６と抵抗素子３８との間に直列に接続されている。このトランジスタ４２は、ＣＰＵ３０からゲートに供給される制御信号を受けてオン状態とオフ状態が切り替わることにより、容量素子３６と抵抗素子３８からなる電流経路を開閉するスイッチとして機能する。
【００５８】
アンプ（オペアンプ）４４は、装置本体１０の一方の入力端（＋）に表れる電圧を増幅する。増幅された電圧信号はアナログ−デジタル変換器４８によってデジタル信号に変換され、ＣＰＵ３０に取り込まれる。
【００５９】
アンプ（オペアンプ）４６は、抵抗素子３８の一方端（装置本体１０の他方の入力端と接続されていない側の端子）に表れる電圧を増幅する。増幅された電圧信号はアナログ−デジタル変換器５０によってデジタル信号に変換され、ＣＰＵ３０に取り込まれる。
【００６０】
メモリ５２は、ＣＰＵ３０が太陽電池パネル２００の特性評価を行うために必要な各種データを格納する。このメモリ５２は、例えば動作プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、Ｉ−Ｖ特性等のデータの保持及び書き換えの可能な不揮発性ＲＡＭ或いはハードディスク装置等を含む。メモリ５２は、例えばＩ−Ｖ特性のデータを３００セット程度格納できる。
【００６１】
図７は、装置本体１０による計測対象となる太陽電池パネル２００の回路構成例について説明する図である。各太陽電池パネル２０１は、１つ又は複数の太陽電池を含んで構成される。各パネル群２０２ａ、２０２ｂは、それぞれ複数の太陽電池パネル２０１を直列に接続して構成される。これらのパネル群２０２ａ、２０２ｂを並列に接続して構成される。本実施形態の太陽電池モジュール２００は、上記のように２つのパネル群２０２ａ、２０２ｂを並列接続して構成したモジュールを１つ又は複数含んで構成される。装置本体１０はこのモジュールの両端に接続されて電圧、電流を計測する。なお、太陽電池パネル２００の回路構成はこれに限定されるものではなく、任意である。
【００６２】
図８は、装置本体１０の機能について概略的に説明する図である。図８では、特性計測装置１の表示部における表示画面例が示されている。本実施形態の装置本体１０は、太陽電池パネル２００について、（１）電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を計測する機能、（２）電力−電圧特性（Ｐ−Ｖ特性）を計測する機能、（３）電流−時間特性（Ｉ−Ｔ特性）を計測する機能、（４）電圧−時間特性（Ｖ−Ｔ特性）を計測する機能、を備えている。そして、図８（Ａ）はＩ−Ｖ特性の表示例、図８（Ｂ）はＰ−Ｖ特性の表示例、図８（Ｃ）はＩ−Ｔ特性の表示例、図８（Ｄ）はＶ−Ｔ特性の表示例、図８（Ｅ）は数値データの表示例、をそれぞれ示している。なお、複数の特性（例えば、Ｉ−Ｖ特性とＰ−Ｖ特性と数値データ）が合成して表示されてもよい。
【００６３】
図９は、太陽電池の等価回路を示す図である。ここで、電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）について詳細に説明する。太陽電池の特性評価基準の１つであるＩ−Ｖ特性とは、太陽電池に光をあて、負荷の電圧を変化させたときに、太陽電池の出力端から得られる電流と電圧の特性をいう。太陽電池の性能を評価する重要なパラメータとしては、短絡電流Ｉｓｃ、開放電圧Ｖｏｃ、最大出力電力Ｐｍａｘ、などがある。短絡電流Ｉｓｃとは、太陽電池の出力端を短絡させたときに流れる電流をいう。この短絡電流Ｉｓｃの値に基づき、その太陽電池がどれだけ電流を流す能力があるかを評価できる。開放電圧Ｖｏｃとは、太陽電池の出力端に負荷を接続しない状態（無負荷状態）にしたときの電圧をいう。この開放電圧Ｖｏｃの値に基づき、その太陽電池がどれだけ電圧を発生する能力があるかを評価できる。最大出力電力Ｐｍａｘは、Ｉ−Ｖ特性の曲線上において電流と電圧の積である電力Ｐを演算し、電力が最大となる点の出力値をいう。図９に示す太陽電池パネル２０１について、負荷（Ｚ）を変化させながら負荷の両端の電圧ｖを電流ｉを計測することによりＩ−Ｖ特性が得られる。電圧と電流の積算値が電力であるから、この電力値が最大となるところで太陽電池を動作させると、効率のよい使い方になる。本実施形態の太陽電池の特性計測装置１（装置本体１０）は、このＩ−Ｖ特性を計測し、そのデータからＰ−Ｖ特性を算出することによって最大出力電力Ｐｍａｘを算出する。
【００６４】
図１０は、太陽電池の特性計測装置１を構成するセンサーユニット２０の内部構成を示すブロック図である。センサーユニット２０は、上述した日射計２２、電源スイッチ２５等に加え、センサーユニット２０の全体動作を制御するＣＰＵ６０と、時計（計時手段）６１、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）６２、メモリ６４、不揮発性メモリ６６、フィルタ／リミッタ回路６８、マルチプレクサ（ＭＵＸ）７０、アンプ（オペアンプ）７２、フィルタ／リミッタ回路７４、マルチプレクサ（ＭＵＸ）７６、アンプ（オペアンプ）７８、電源回路８０、バッテリ８２、ＧＰＳセンサ（ＧＰＳ）８４、を内蔵して構成されている。なお、ＣＰＵ６０が「第１の制御部」に相当し、時計６１が「第１の時計」に相当し、メモリ６４及び／又は不揮発メモリ６６が「第１のデータ記憶部」に相当し、インタフェース部６２が「第１の通信処理部」に相当する。
【００６５】
時計（計時手段）６１は、現在時刻を計時する。ＣＰＵ６０はこの時計６１から適宜、現在時刻を取得する。具体的には、ＣＰＵ６０は、日射強度、太陽電池裏面温度、外気温度、基準セルの特性を計測する際に、それらのデータが計測された時刻を時計６１から取得し、計測データとその取得した時刻のデータとを関連付けて不揮発性メモリ６６に格納する。この時計６１が計時する現在時刻は、ＣＰＵ６０によって、装置本体１０の時計３３が計時する現在時刻と一致するように適宜修正される。
【００６６】
インタフェース部６２は、センサーユニット２０と装置本体１０との相互間におけるデータ通信処理を行うためのものである。このインタフェース部６２を通じて、太陽電池裏面温度、日射強度、外気温度、基準セルの出力信号のそれぞれに対応するデジタルデータがＣＰＵ３０に送信される。また、装置本体１０のＣＰＵ３０からの制御信号がこのインタフェース部６２を通じてセンサーユニット２０のＣＰＵ６０に入力される。インタフェース部６２としては、装置本体１０との相互間でデータ通信が可能であればいかなる形態の構成も採用し得る。上述のように、装置本体１０が例えばＲＳ−４８５規格に則った通信デバイスを用いている場合には、これに対応してセンサーユニット２０のインタフェース部６２としてもＲＳ−４８５規格の通信デバイスが採用される。
【００６７】
メモリ６４は、ＣＰＵ６０が日射強度等の計測や当該計測結果のデータを装置本体１０へ送信する等の制御を行うために必要な制御プログラムや各種データを格納する。このメモリ６４は、例えば制御プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、日射強度等のデータの保持及び書き換えの可能なＲＡＭ或いはハードディスク装置等を含む。
【００６８】
不揮発性メモリ６６は、ＣＰＵ６０と接続されており、日射強度、太陽電池裏面温度、外気温度、基準セルの特性の各データを格納する。この不揮発性メモリ６６としては、電源回路８０による電力供給が停止した際にもデータを記憶可能なものが用いられる。なお、この不揮発性メモリ６６は、センサーユニット２０に対して着脱可能に構成された半導体メモリであってもよい。このように構成することにより、計測データの取り扱いが容易になる。
【００６９】
フィルタ／リミッタ回路６８は、高周波ノイズを遮断するためのローパスフィルタ回路と、過電圧入力をカットするためのリミッタ回路と、を含む。このフィルタ／リミッタ回路６８には、日射計２２の出力信号、外部日射計６の出力信号（外部日射計６を使用した場合のみ）、基準セル７の出力信号が入力される。
【００７０】
マルチプレクサ７０は、複数の入力チャンネルを有しており、各入力チャンネルに入力された各信号を順番に切り替えて出力側に伝達する。マルチプレクサ７０からの出力信号はアンプ７２に入力され、増幅される。アンプ７２によって増幅された信号は、ＣＰＵ６０に内蔵されるアナログ−デジタル変換器（図示省略）によってデジタル信号に変換され、ＣＰＵ６０に取り込まれる。マルチプレクサ７０はＣＰＵ６０の制御ポートと接続されており、上記のマルチプレクサ７０の動作はＣＰＵ６０によって制御される。
【００７１】
フィルタ／リミッタ回路７４は、高周波ノイズを遮断するためのローパスフィルタ回路と、過電圧入力をカットするためのリミッタ回路と、を含む。このフィルタ／リミッタ回路７４には、各温度計４、５のそれぞれの出力信号が入力される。
【００７２】
マルチプレクサ７６は、複数の入力チャンネルを有しており、各入力チャンネルに入力された各信号を順番に切り替えて出力側に伝達する。マルチプレクサ７６からの出力信号はアンプ７８に入力され、増幅される。アンプ７８によって増幅された信号は、ＣＰＵ６０に内蔵されるアナログ−デジタル変換器（図示省略）によってデジタル信号に変換され、ＣＰＵ６０に取り込まれる。マルチプレクサ７６はＣＰＵ６０の制御ポートと接続されており、上記のマルチプレクサ７６の動作はＣＰＵ６０によって制御される。
【００７３】
電源回路８０は、バッテリ８２からの電力供給を受けて、センサーユニット２０の各部へ電源電圧（例えば＋３．３Ｖ、＋５Ｖ、−５Ｖ）を供給する。バッテリ８２は、例えば乾電池からなる。電源回路８０とバッテリ８２との間は電源スイッチ２５を介して接続されている。
【００７４】
ＧＰＳセンサ８４は、ＣＰＵ６０と接続されており、現在地の位置情報（緯度経度等）を計測し、当該位置情報のデータをＣＰＵ６０へ出力する。このＧＰＳセンサ８４の出力データを参照することにより、センサーユニット２０が設置されている位置が分かる。ＣＰＵ６０は、上記の日射強度等のデータと位置情報のデータとを関連付けて不揮発性メモリ６６へ格納することも可能である。なお、このＧＰＳセンサ８４を装置本体１０側へ内蔵させてもよい。
【００７５】
本実施形態の太陽電池の特性計測装置１および太陽電池の特性計測システムは上記のような構成を備えており、次に、これらの装置およびシステムにおける太陽電池の特性計測の方法について説明する。
【００７６】
始めに、本実施形態のセンサーユニット２０に付属するアングルキャプチャー２６の使用方法について、模式的な図面を用いて説明する。まず、使用者により、アングルキャプチャー２６がセンサーユニット２０から取り外される。次に、使用者により、太陽電池パネル２００の表面（パネル面）にアングルキャプチャー２６が置かれる（図１１参照）。図示のように、アングルキャプチャー２６の表側、すなわちドーム２８が配置された側に太陽光線が当たるように配置される。また、このとき、水準器２７の気泡が所定の位置（例えば真ん中）になるように位置が合わせられる。それにより、スクリーン２９の位置が定まる。次に、アングルキャプチャー２６のドーム２８表面に設けられた各マーク２８ａ、２８ｂにより、スクリーン２９上に影が発生する（図１２参照）。図１２の例では、ドーム頂上に設けられたマーク２８ａに対応する影２９ａが最も見やすい状態でスクリーン２９上に形成されている。この影２９ａがスクリーン２９上のどの位置であるかを、スクリーン２９上に設けられた目盛りに基づいて計測する。この影２９ａの位置を使用者が記憶し、あるいは必要に応じて紙面等に記録する（メモする）。これにより、太陽電池パネル２００の水平面からの角度θ１と空間的配置（配置の方向）とが、スクリーン２９上に影２９ａの位置に置き換えて記録される。
【００７７】
次に、アングルキャプチャー２６をセンサーユニット２０に取り付け、太陽電池パネル２００の付近の影にならない適当な場所（太陽光線の当たる場所）に設置する。場合によっては、住宅のベランダ等、設置の比較的容易な場所であって、太陽電池パネル２００の受光環境と同程度の受光環境を確保できる場所にセンサーユニット２０を設置してもよい。センサーユニット２０を太陽電池パネル２００の近傍に設置する場合に比較して、厳密に言えば精度の点で劣る可能性もあるが、設置、計測の容易さの点では好ましい。
【００７８】
次に、先にアングルキャプチャー２６を用いて太陽電池パネル２００の表面で計測しておいたスクリーン２９上における影２９ａの位置（図１２参照）と同位置に影が生じるように、センサーユニット２０の空間的配置（Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向）と水平面からの角度θ２とが調整される（図１３参照）。具体的には、台座２４の位置を三方向に適宜調整することによってセンサーユニット２０の空間的配置が設定される。また、ノブ２３を緩め、センサーユニット２０の筐体２１の面２１ａと水平面とのなす角度θ２を調整することにより、当該角度θ２が上記のθ１と等しくなるように設定される。すなわち、本実施形態のセンサーユニット２０では、アングルキャプチャー２６のスクリーン２９上に各マーク２９ａ、２９ｂのいずれか（或いは両方）によって形成される影の位置を目印に使いながら、センサーユニット２０の配置と角度を調整するという極めて簡便な操作により、太陽電池パネル２００の設置状態と同様の設置状態を再現することができる。
【００７９】
上記のようにしてセンサーユニット２０の設置が完了した後に、センサーユニット２０による日射強度等の計測が開始される。このとき、より好ましくは、アングルキャプチャー２６はセンサーユニット２０の筐体２１から取り外しておく。アングルキャプチャー２６を取り付けたまま計測する場合と比較して、ドーム２８によって反射された太陽光線（日射）が日射計２２に入射し、日射強度の計測値に誤差が生じるのを抑制できるからである。
【００８０】
図１４は、本実施形態の太陽電池の計測システムによる特性計測の手順、より具体的には装置本体１０およびセンサーユニット２０のそれぞれの動作手順を示すフローチャートである。以下、図１４に沿って本システムによる計測について詳述する。
【００８１】
使用者により、センサーユニット２０の配置が上述のようにセッティングされ（ステップＳ１０）、電源スイッチ２５を用いて電源がオン状態にされると（ステップＳ１１）、センサーユニット２０のＣＰＵ６０等の各部が動作を開始する。また、装置本体１０についても、使用者により予め電源がオン状態にされる（ステップＳ５０）。
【００８２】
装置本体１０のＣＰＵ３０は、使用者により操作部１３を用いて入力される指示に応じて、或いは自動的に、センサーユニット２０に対して、各々の時計（計時手段）によって計時される現在時刻を一致させる処理（同期処理）を指示する（ステップＳ５１）。より具体的には、ＣＰＵ３０によって生成・出力される所定の制御信号がインタフェース部３２を通じてセンサーユニット２０へ向けて送信される。
【００８３】
センサーユニット２０のＣＰＵ６０は、装置本体１０から同期処理の指示がなされたか否かを判定しており（ステップＳ１２）、同期処理の指示がなされた場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ＣＰＵ６０は所定の同期処理を行う（ステップＳ１３）。より具体的には、ＣＰＵ６０は、装置本体１０との間でインタフェース部６２を通じて通信しており、当該インタフェース部６２を介して装置本体１０のＣＰＵ３０からの制御信号を受信する。なお、同期処理の指示がなされない間はＣＰＵ６０は待機状態となる（ステップＳ１２；ＮＯ）。
【００８４】
ここで「同期処理」について説明する。装置本体１０のＣＰＵ３０は、自装置の時計３３から現在時刻を取得し、この現在時刻の情報を含めた制御信号をセンサーユニット２０のＣＰＵ６０に向けて送信する。この制御信号を受信したセンサーユニット２０のＣＰＵ６０は、自装置の時計６１を制御し、当該時計６１によって計時される現在時刻を、装置本体１０からの制御信号に含まれる現在時刻に合わせて修正（再設定）する。なお、この同期処理は上記のように装置本体１０からの指示を受けてセンサーユニット２０側で計時される現在時刻を調整しているが、反対に、センサーユニット２０からの指示を受けて装置本体１０が現在時刻を調整してもよい。これにより、装置本体１０とセンサーユニット２０との間で相互に現在時刻が一致する。なお、ここでの「一致」とは、必ずしも厳密にミリ秒間、マイクロ秒間という精度で同じ時刻である必要はなく、一定の範囲内（例えば、±数秒間程度）で合致していればよい。その程度の相違は本実施形態の属する技術分野においてはほとんど無視できるからである。
【００８５】
上記の同期処理が完了すると、センサーユニット２０のＣＰＵ６０は、太陽電池裏面温度、外気温度、基準セルの出力、日射強度のそれぞれを日射計２２や各温度計４、６等の出力信号に基づいて計測し、各計測データを不揮発性メモリ６６に格納する（ステップＳ１４）。具体的には、上記のように、各フィルタ／リミッタ回路６８、７４、各マルチプレクサ７０、７６、各アンプ７２、７８を介して各データが順次ＣＰＵ６０に取り込まれる。このとき、ＣＰＵ６０は、時計６１から現在時刻（上記のように修正後の現在時刻）を取得し、当該取得した現在時刻のデータと各計測データとを関連付けて、不揮発性メモリ６６（或いはメモリ６４）に格納する。また、必要に応じて（例えば、使用者による操作指示がなされた場合）、ＣＰＵ６０は、ＧＰＳセンサ８４から取得した位置情報のデータを上記の現在時刻のデータ及び各計測データと関連づけて、不揮発性メモリ６６（或いはメモリ６４）に格納する。不揮発性メモリ６６はＣＰＵ６０から与えられるデータを記憶する（ステップＳ１５）。なお、装置本体１０側から所定の制御信号を送ることによってセンサーユニット２０による計測開始のタイミングを装置本体１０側から制御してもよい。
【００８６】
また、上記と並行して装置本体１０は、太陽電池パネル２００の特性（電流−電圧特性など）を計測する（ステップＳ５２）。このとき、装置本体１０のＣＰＵ３０は、時計３３から現在時刻を取得し、当該取得した現在時刻と各データとを関連付けて、メモリ５２に格納する。メモリ５２はＣＰＵ３０から与えられるデータを記憶する（ステップＳ５３）。なお、装置本体１０による計測開始のタイミングは、例えば装置本体１０の操作部１３を用いて入力される操作指示に基づいて制御される。
【００８７】
センサーユニット２０のＣＰＵ６０は、自装置が計測し、不揮発性メモリ６６によって記憶している計測データ（日射強度等）を装置本体１０へ向けて送信するように装置本体１０から指示があったか否かを判定する（ステップＳ１６）。具体的には、ＣＰＵ６０は、装置本体１０のＣＰＵ３０から所定の制御信号が送信され、これを受信したか否かを判断する。指示がない間はＣＰＵ６０は待機状態となる（ステップＳ１６；ＮＯ）。
【００８８】
また、装置本体１０のＣＰＵ３０から計測データの送信指示を表す制御信号が送信された際には（ステップＳ５４）、センサーユニット２０のＣＰＵ６０は、上記ステップ１６において肯定判断（ＹＥＳ）を行い、計測データを装置本体１０へ向けて送信する（ステップＳ１７）。具体的には、ＣＰＵ６０は、不揮発性メモリ６６（或いはメモリ６４）に記憶された各計測データを読み出し、これをインタフェース部６２に出力する。インタフェース部６２はＣＰＵ６０から受け取ったデータを装置本体１０のインタフェース部３１へ向けて送信する。装置本体１０のインタフェース部３１は、センサーユニット２０側から送信された計測データを受信し（ステップＳ５５）、これをＣＰＵ３０に出力する（引き渡す）。ＣＰＵ３０は、受信された計測データをメモリ５２に格納する。メモリ５２は、格納された計測データを記憶する（ステップＳ５６）。なお、装置本体１０側からセンサーユニット２０側への計測データの送信指示は、例えば装置本体１０の操作部１３を用いて入力される指示に基づいて実行される。
【００８９】
その後、装置本体１０のＣＰＵ３０は、自装置にて計測・記憶されたＩ−Ｖ特性等の計測データと、センサーユニット２０から取得した日射強度等の計測データとを用いて、適宜必要なデータ処理を行い、グラフや数値データ等を表示部１４に表示させる（ステップＳ５７）。また、コンピュータ２側から要求があった場合等においては、ＣＰＵ３０は、これらのデータ処理後のグラフ、数値データ等、或いはデータ処理前の各計測データをコンピュータ２へ送信する。
【００９０】
図１５は、本実施形態の太陽電池の特性計測システムによって計測されるデータの内容を模式的に示した図である。具体的には図１５（Ａ）はセンサーユニット２０において計測されるデータの内容を示す図である。この図１５（Ａ）に示すように、センサーユニット２０においては、計測された時刻のデータに関連付けて、日射強度、太陽電池の裏面温度（図中「裏面温度」と略記）、外気温度、基準セルの出力値（図中「セル出力」と略記）の各データが計測され、記憶される。図１５（Ｂ）は太陽電池の特性計測装置１において計測されるデータの内容を示す図である。この図１５（Ｂ）に示すように、太陽電池の特性計測装置１においては、計測された時刻のデータに関連付けて、少なくとも太陽電池パネル２００の出力電流（図中「電流Ｉ」と略記）および出力電圧（図中「電圧Ｖ」と略記）が計測され、記憶される。そして、センサーユニット２０において計測された各データが太陽電池の特性計測装置１へ送信されると、時刻のデータを媒介として、各データが合成される。この様子を図１５（Ｃ）に示す。
【００９１】
以上の本実施形態によれば、計測対象となる太陽電池パネル２００の近くへアングルキャプチャー２６だけを持っていき、これを適宜回転させることによりスクリーン２９の傾きを太陽電池パネル２００とほぼ平行になるように調整し、定めることができる。その際に、スクリーン２９の姿勢を水準器２７によって定めるので、スクリーン２９の姿勢をより良好な状態に定めることができる。そして、ドーム２８の表面に設けられたマーク２８ａ又は２８ｂに太陽光線が照射されることによって形成されるマークの影のスクリーン２９上での位置を視認することにより、太陽電池パネル２００の傾きや方位をスクリーン２９上の影の位置に置き換えて簡易に記録することができる。このようにスクリーン２９上での影の位置を記録した後、アングルキャプチャー２６を筐体２１へ取り付けることにより、例えば、太陽電池パネル２００付近の屋根上或いは当該屋根に近接したベランダ等に適宜設置されたセンサーユニット２０の傾きや方位（すなわち配置）を容易に太陽電池パネル２００に対応させて日射強度を計測できる。
【００９２】
また、本実施形態によれば、センサーユニット２０自体が日射強度の計測し、記憶する機能を備えているので、従来のように日射強度計測用センサを太陽電池パネル２００の付近に設置し、このセンサに繋がった配線ケーブルを屋内等に設置された太陽電池の特性計測装置１まで引き回すといった煩雑な準備が不要となる。したがって、屋上等に設置された太陽電池の特性の計測を容易にすることが可能となる。
【００９３】
また、本実施形態によれば、センサーユニット２０単体で計測、記憶された日射強度や温度の各データを計測終了後の適宜のタイミングで装置本体１０へ取り込むことが可能となる。センサーユニット２０による計測時には、センサーユニット２０と装置本体１０との間に配線ケーブルや通信用ケーブルを引き回す必要がないため、計測が容易になる。
【００９４】
また、本実施形態によれば、各計測データをその計測時刻とともに記録できるので、その後に当該各計測データを用いたデータ処理（分析、グラフ化等）が一層容易となる。また、装置本体１０で計測された電流−電圧特性等についてもその計測時刻が記録されるので、計測時刻を媒介にして、センサーユニット２０によって計測された日射強度等のデータと電流−電圧特性等とを容易にリンクさせることが可能となる。
【００９５】
また、本実施形態によれば、例えば装置本体１０側で計時している現在時刻とセンサーユニット２０側で計時している現在時刻との間にズレがある場合に、これを容易に修正することが可能となる。特に、上記のように各データをリンクさせる場合に好適である。
【００９６】
また、本実施形態によれば、装置本体１０は、例えば屋内等に設置されるパワーコンディショナー（発電量の監視等を行う装置）と接続して太陽電池の電流−電圧特性等の計測を行う。その際に、上述したセンサーユニット２０と組み合わせたことにより、装置本体１０は、電流−電圧特性等を計測している際にはセンサーユニットやその他適宜のセンサ類と接続することが不要となるので、配線ケーブルの設置等の煩わしい作業が不要となる。日射強度等のデータについては、センサーユニット２０が単体で収集したものをその後に適宜取り込めばよいからである。すなわち、装置本体１０では太陽電池の電流−電圧特性等を、センサーユニット２０では日射強度等をそれぞれ独立に計測することが可能となる。したがって、本システムによれば、屋上等に設置された太陽電池の特性の計測を容易にすることが可能となる。
【００９７】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施することが可能である。例えば、上述した実施形態においては、上記スクリーン、上記透明半球体及び上記水準器が一体化されたアダプタがセンサーユニットの筐体に対して着脱自在に構成されていたが、このようにアダプタ化されずにスクリーン等が筐体に取り付けられていてもよい。その場合でも、上述したように本実施形態のセンサーユニットは比較的に小型で可搬性に富むので、計測対象となる太陽電池パネルの近くへ持っていき、配置をセッティングすることは容易である。
【００９８】
また、上述した実施形態においては、センサーユニットにおいて計測、記憶された各計測データがデータ通信処理を介して太陽電池の特性計測装置へ引き渡されていたが、センサーユニットの不揮発性メモリを着脱自在に構成するとともに、太陽電池の特性計測装置側にはこの不揮発性メモリのデータを読み取る手段（メモリカードスロット）を設けておき、当該不揮発性メモリを介してデータを引き渡すようにしてもよい。すなわち、各計測データが記録された不揮発性メモリをセンサーユニットから取り外し、これを太陽電池の特性計測装置のメモリカードスロットに装着することにより、データの受け渡しが可能となる。それにより、センサーユニットと太陽電池の特性計測装置との間を通信ケーブルで繋ぐ必要がなくなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る一実施形態の太陽電池の特性計測装置の外観を示す斜視図である。
【図２】センサーユニットの外観を示す斜視図である。
【図３】アングルキャプチャーの構成を示す平面図である。
【図４】ドームの断面図である。
【図５】太陽電池の特性計測装置を含んで構成される太陽電池の特性計測システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】太陽電池の特性計測装置を構成する装置本体の内部構成を示すブロック図である。
【図７】装置本体による計測対象となる太陽電池パネルの回路構成例について説明する図である。
【図８】装置本体の機能について概略的に説明する図である。
【図９】太陽電池の等価回路を示す図である。
【図１０】太陽電池の特性計測装置を構成するセンサーユニットの内部構成を示すブロック図である。
【図１１】アングルキャプチャーの使用方法について模式的に示す図である。
【図１２】アングルキャプチャーの使用方法について模式的に示す図である。
【図１３】アングルキャプチャーの使用方法について模式的に示す図である。
【図１４】太陽電池の計測システムによる特性計測の手順、より具体的には装置本体およびセンサーユニットのそれぞれの動作手順を示すフローチャートである。
【図１５】本実施形態の太陽電池の特性計測システムによって計測されるデータの内容を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…特性計測装置、  ２…コンピュータ、  ３…接続ボックス、  ４…温度計、  ５…温度計、  ６…外部日射計、  ７…基準セル、  １０…装置本体、  １１…収容部、  １２…カバー、  １３…操作部、  １４…表示部、  ２０…センサーユニット、  ２１…筐体、  ２１ａ…面（第１面）、  ２１ｂ…凹部、  ２１ｃ…面（第２面）、  ２２…日射計、  ２３…ノブ、  ２４…台座、  ２５…電源スイッチ、  ２６…アングルキャプチャー、  ２６ａ…面、  ２７…水準器、  ２８…ドーム、  ２８ａ…マーク、  ２８ｂ…マーク、  ２９…スクリーン、  ２９ａ…影、  ３１…インタフェース部、  ３２…インタフェース部、  ３３…時計、  ３６…容量素子、  ３８…抵抗素子、  ４０…トランジスタ、  ４２…トランジスタ、  ４４…アンプ、  ４８…デジタル変換器、  ５０…デジタル変換器、  ５２…メモリ、  ６０…ＣＰＵ、  ６１…時計、  ６２…インタフェース部、  ６３…時計、  ６４…メモリ、  ６６…不揮発性メモリ、  ６８…リミッタ回路、  ７０…マルチプレクサ、  ７２…アンプ、  ７４…リミッタ回路、  ７６…マルチプレクサ、  ７８…アンプ、  ８０…電源回路、  ８２…バッテリ、  １００…太陽電池の特性計測システム、  ２００…太陽電池パネル（太陽電池モジュール）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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