(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流または電圧を計測する複数のセンサを接続した計測部と、
この計測部の計測値をネットワークに送信する通信部と、
これらの計測部と通信部に直流電源を供給する電源部とを備えた計測装置であって、
相互に連結された複数個の計測部を備え、
前記通信部は、接続された複数の計測部の数を記憶するメモリを備え、
前記通信部は、上位監視ユニットからの通信要求に応じて、連結された各計測部に対応した複数のアドレスを、前記メモリに記録された計測部の数に応じて切替えながら応答する機能を持つことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記計測部は、計測値をＡ／Ｄ変換する変換部と、
変換した計測値を前記通信部に送る送信部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽光発電設備の太陽光接続箱に組み込んで、発電量などを上位監視ユニットに送信する機能を備えた計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在普及している大型の太陽光発電設備は、複数の太陽電池ストリングからの出力を太陽光接続箱に集約し、更に複数の太陽光接続箱からの出力を集電箱に集電したうえ、パワーコンディショナで交流に変換して電力系統に供給する構造となっている。
【０００３】
太陽光発電においては、日照の状況に応じて発電量が大幅に変動する。また何れかのストリングにおいて故障が発生する可能性がある。このため、各集電箱ごとの発電量を常時監視することが望まれる。そこで特許文献１に示すように、各太陽光接続箱の内部に計測装置を配置して発電量を計測し、上位監視ユニットに計測値を送信することが行われている。
【０００４】
図１は従来の計測装置の説明図である。この図において１は太陽光接続箱であり、その内部に計測部２と通信部３とが一体構造となった計測装置が収納されている。図１では図面の簡略化するために計測部２に４つのセンサ４を接続し、４つのストリングの発電量を計測しているが、実際には更に多数のセンサ４が接続されている。また５は電源部であり、計測部２と通信部３に電源を供給している。６は通信部３の制御部であり、複数の太陽光接続箱１の通信部３はバスライン７により相互に連結されている。
【０００５】
通信部３は固有のアドレスを持っており、上位監視ユニットであるフィールドサーバ８と通信を行っている。フィールドサーバ８は各太陽光接続箱１ごとに順次通信要求を発し、各太陽光接続箱１の通信部３は自己のアドレスとともに計測部２で計測された計測値をフィールドサーバ８に送信する。このようにしてフィールドサーバ８は各太陽光接続箱１の計測値を確認し、適宜のネットワークを介して更に上位のサーバ９に通信している。
【０００６】
図１のような従来技術においては、各太陽光接続箱１に計測装置を収納するスペースが必要となる。しかし既設の太陽光発電設備の太陽光接続箱１には余分のスペースがない場合が多く、計測装置を収納することができないことがあった。このため、既設の太陽光発電設備に、上記のような監視システムを後付けすることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２０５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、複数の太陽光接続箱に省スペースで組み込むことができる計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、電流または電圧を計測する複数のセンサを接続した計測部と、この計測部の計測値をネットワークに送信する通信部と、これらの計測部と通信部に直流電源を供給する電源部とを備えた計測装置であって、相互に連結された複数個の計測部を備え、前記通信部は、接続された複数の計測部の数を記憶するメモリを備え、前記通信部は、上位監視ユニットからの通信要求に応じて、連結された各計測部に対応した複数のアドレスを、前記メモリに記録された計測部の数に応じて切替えながら応答する機能を持つことを特徴とするものである。
【００１０】
なお請求項２のように、前記計測部は、計測値をＡ／Ｄ変換する変換部と、変換した計測値を前記通信部に送る送信部と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の計測装置は、連結された複数個の計測部を備え、前記通信部は、上位監視ユニットからの通信要求に応じて、連結された各計測部に対応した複数のアドレスを切替えながら応答する機能を持つものである。このため一つの太陽光接続箱に通信部を収納し、他の太陽光接続箱には計測部のみを収納すればよく、他の太陽光接続箱の必要スペースを小さくすることができる。しかも監視システムは従来と同一プロトコルで対処可能である。このため既設の太陽光発電設備に監視システムを容易に後付けすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術を示す回路構成図である。
【図２】本発明の計測装置が組み込まれた太陽光発電設備の全体図である。
【図３】通信部の構成説明図である。
【図４】実施形態の構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を説明する。
図２は本発明の計測装置が組み込まれた太陽光発電設備の全体図であり、１０は多数の太陽電池セルが連結されたストリング、１１は複数のストリング１０が接続された太陽光接続箱、１２は各太陽光接続箱１１から電力を集める集電箱、１３は直流を交流に変換するとともに電圧調整や位相調整を行い、電力系統に給電するパワーコンディショナである。
【００１４】
第１の太陽光接続箱１１には、計測部１４と、通信部１５と、これらの計測部１４と通信部１５に直流電源を供給する電源部１６とが収納されている。またその他の太陽光接続箱１１には、計測部１４のみが収納されている。なお電源部１６の直流電源はストリング１０から得ることができるが、小型バッテリや電池を用いることもできる。
【００１５】
計測部１４の構成を図３に示す。１７はストリング１０で発電された電流または電圧を計測するためのセンサであり、この実施形態では電流値を計測するＣＴであるが、ホール素子等のその他のセンサであってもよい。図３には図面を簡略するために４つのセンサ１７のみが示されているが、実際には１２個、１６個などの多数のセンサ１７が設けられている。各センサ１７の計測値は変換部１８においてＡ／Ｄ変換され、変換した計測値は一時的に記録部１９に保持される。
【００１６】
送信部２０は計測部１４毎に割り振られた固有のアドレスを持つ。例えば第１の太陽光接続箱１１に収納された計測部１４は０１番地、２番目の太陽光接続箱１１に収納された計測部１４は０２番地などである。送信部２０は入力側と出力側にそれぞれ接続用の端子部２１を備えており、図４に示すように隣接する他の太陽光接続箱１１の計測部１４と直列に接続されている。接続は電源ラインと通信ラインを並列させたＵＳＢ等のバスライン２２を用いて行なうことができ、電源部１６のない他の太陽光接続箱１１の計測部１４にも給電することができる。この送信部２０は前記した通信部１５からの要求を受けたときに記録部１９に保持されていた計測値を出力し、出力後は記録部１９の記録を消去する。
【００１７】
図４に示すように、通信部１５は第１の太陽光接続箱１１のみに収納されており、上位監視ユニットであるフィールドサーバ２３との間で通信を行なう。この実施形態ではフィールドサーバ２３は管理室２６に設置されているが、その設置場所はこれに限定されるものではなく、任意である。フィールドサーバ２３を制御するプログラムと、通信部１５を制御するプログラムは別であり、フィールドサーバ２３は接続箱単位で、通信部１５に対して順次計測データを要求する。フィールドサーバ２３を制御するプログラムでは、各接続箱に例えばＳ０１番地、Ｓ０２番地・・・等のアドレスが付されており、フィールドサーバ２３が第１の太陽光接続箱１１のデータを要求する場合には、Ｓ０１番地に対して計測データを要求する。通信部１５は、接続された複数の計測部１４の数を記憶するメモリを備える。上記した複数のアドレスの切替えは、このメモリに記録された計測部１４の数に応じて行う。図２の例では、メモリに記録された計測部１４の数は４である。
【００１８】
通信部１５はフィールドサーバ２３からのＳ０１番地のデータ要求にもＳ０２番地のデータ要求にも対応する。すなわち、フィールドサーバ２３からの要求を受けた通信部１５は、その要求に対応する太陽光接続箱１１の計測部１４のアドレスを特定する。例えばフィールドサーバが接続箱１（Ｓ０１番地）のデータを要求すると、通信部１５は対応する０１番地のデータを計測部１４に要求する。０１番地の計測部１４は計測データを通信部１５に送信し、通信部１５は受信したデータにＳ０１番地のアドレスを付加してフィールドサーバ２３に送信する。
【００１９】
次に、フィールドサーバ２３が接続箱２（Ｓ０２番地）のデータを要求すると、通信部１５は対応する０２番地のデータを計測部１４に要求する。０２番地の計測部１４はその計測データを通信部１５に送信し、通信部１５は受信したデータにＳ０２番地のアドレスを付加してフィールドサーバ２３に送信する。このように、通信部１５はフィールドサーバ２３からの通信要求に応じて、連結された各計測部１４に対応した複数のアドレスを切替えながら応答することを繰り返す。
【００２０】
ここで監視システムの通信ポーリングのプロトコルついて説明する。
従来の通信ポーリングによるプロトコルでは、図１に示すように、センサ４と通信部を含む計測部２がフィールドサーバ８に対して直接通信を行うものである。この場合には、フィールドサーバ８から各センサを透過的に指定することができており、整然、高速な通信制御ができる。つまり、図示する２つの計測部には、０１番地、０２番地・・・とアドレスが付与されたとしたならば、フィールドサーバ８からも０１番地の計測部の４番目のセンサというように、特定することが可能な場合のみ、通信ポーリングによるプロトコルによる通信制御が可能である。
【００２１】
これに対し図４に示すように、計測部１４を複数個連結すると、センサ１７は不特定数で構成されるので、フィールドサーバ２３からは従来のように各センサを透過的に指定することができない。そこで、本発明では通信部１５には、予め計測部１４の接続台数を記録する設定部（メモリ）を設け、フィールドサーバ２３からのポーリングには、仮想的に通信部が接続台数分あるかのように、複数のアドレスを切替えながら応答ことができる。例えば、計測部１４が２つ連結されている場合、フィールドサーバ２３からのポーリングに対して、通信部１５は、計測部１（Ｓ０１番地）のセンサ１として、あるいはアドレスを切替えて計測部２（Ｓ０２番地）のセンサ５として応答することができる。このようにすれば、フィールドサーバ２３は、図１に示す従来構成例と全く同一の通信ポーリングによるプロトコルで通信してセンサ情報を収集することが可能となる。
【００２２】
このようなプロトコルを用い、通信部１５は全ての太陽光接続箱１１の計測部１４に対して計測値を要求したうえ、集めた計測値を上位監視ユニットであるフィールドサーバ２３に通信する。フィールドサーバ２３に集約された各太陽光接続箱１１の計測値は、ネットワーク２４を経由して更に他のサーバ２５に送信される。
【００２３】
なお、各計測部１４から送信された計測値を通信部１５で液晶パネルやＬＥＤ等で表示し、各太陽光接続箱１１の計測値を、第１の太陽光接続箱１１で読み取れるようにしてもよい。
【００２４】
以上に説明したように、本発明によれば従来のように全ての太陽光接続箱１１に計測装置を収納する必要がなく、２番目以下の太陽光接続箱１１には計測部１４だけを収納すればよい。このため内部スペースにゆとりのない既設の太陽光接続箱１１にも組み込み易く、増設が容易である。また上位監視ユニットであるフィールドサーバ２３は、旧来と同一プロトコルで通信部１５に計測値を要求すればよいため、新旧両タイプの計測装置を一括して管理することもできる利点がある。
【００２５】
さらに監視システムを、既存の監視システムに増設する場合、本発明では接続箱の外部にはバスライン２２のみを敷設すればよく、センサ１７と計測分岐バー１４とを結ぶ信号線は短くすることができる。このため、施工ミスを防止でき、またパワーコンディショナ１３のノイズの影響を受けて計測精度が低下することを防止できる利点がある。
【符号の説明】
【００２６】
１  太陽光接続箱（従来技術）
２  計測部
３  通信部
４  センサ
５  電源部
６  制御部
７  バスライン
８  フィールドサーバ
９  サーバ
１０  ストリング（以下、本発明の実施形態）
１１  太陽光接続箱
１２  集電箱
１３  パワーコンディショナ
１４  計測部
１５  通信部
１６  電源部
１７  センサ
１８  変換部
１９  記録部
２０  送信部
２１  端子部
２２  バスライン
２３  フィールドサーバ
２４  ネットワーク
２５  サーバ
２６  管理室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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