(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオードと、１つ以上のセルとが並列に接続されたクラスタが直列に複数接続されたストリングを複数含むアレイを撮像して、前記アレイの表面の温度分布情報を示す温度画像を生成する撮像部と、
前記アレイの特定の箇所である検査対象領域の、前記アレイの電力出力端に、前記アレイが発電により生じさせる電圧とは逆方向に電源電圧が印加されることに伴う温度変化を示す複数の画像であって、互いに異なる時刻において前記撮像部が撮像した第１温度画像と、第２温度画像とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記第１温度画像と、前記第２温度画像とに示される温度分布情報の差に基づいて、前記アレイの前記検査対象領域のうち、高温領域を抽出する高温領域抽出部と
を備えることを特徴とする高温領域抽出装置。
【請求項２】
前記第１温度画像は、
前記アレイの前記電力出力端に前記電源電圧が印加される前、または印加された直後の画像であり、
前記第２温度画像は、
前記アレイの前記電力出力端に前記電源電圧が印加中、または所定の時間印加された後の画像であって、
前記取得部は、
前記第２温度画像が撮像された時刻より以前に前記第１温度画像を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の高温領域抽出装置。
【請求項３】
前記撮像部は、
前記アレイのうち、少なくとも２つのクラスタを撮像し、前記温度画像を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高温領域抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温領域抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光パネルの故障を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１には、感熱紙等の温度検出手段を太陽光パネルに面的に設置することにより、当該太陽光パネルの温度を取得し、バイパス回路の開放故障に伴う異常に発熱（以下、ホットスポット熱）が生じているか否かを検査する方法が記載されている。
また、特許文献２には、太陽光パネルが備えるバイパス回路とは異なる追加バイパス回路を設け、追加バイパス回路に温度センサを付加することにより、太陽光パネルが備えるバイパス回路が開放故障したことに伴う追加バイパス回路に付加された温度センサの温度上昇に基づいて、バイパス回路の開放故障の有無を検出する技術が知られている。
また、特許文献３には、太陽光パネルに充電したコンデンサを接続し、夜間に放電させることにより、放電時の電圧、及び電流の電圧―電流特性の変化からバイパス回路の開放故障の有無を検出する技術が記載されている。
また、特許文献４には、夜間に太陽光パネルに電流源回路より電流を流し、太陽光パネルの正極と、負極との電位差を測定することにより、バイパス回路の開放故障の有無を検出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４２０４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５７４５６号公報
【特許文献３】特開２０１１−６６３２０号公報
【特許文献４】特開２０１４−１１４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、および特許文献２に記載される従来の技術は、既に設置されている太陽光パネルに対して、バイパス回路の開放故障を検出する場合には、太陽光パネル毎に温度検出手段を設置しなければならないことがあった。例えば、従来の技術では、検出対象の太陽光パネルが多数設置されるメガソーラー等においてバイパス回路の開放故障を検出する場合には、多数の太陽光パネル毎に温度検出手段を設置しなければならない場合があった。この場合、太陽光パネルが備えるバイパス回路の開放故障を検出する手間を低減することが難しい場合があった。
また、特許文献３、および特許文献４に記載される従来の技術では、太陽光パネルのバイパス回路の開放故障の有無を検出するに際して、夜間に検査を行うことが求められる場合があった。この場合、夜間の検査の方が昼間の検査より作業が困難であることから、これら従来の技術では、太陽光パネルが備えるバイパス回路の開放故障を検出する手間を低減することが難しい場合があった。
また、特許文献３、および特許文献４に記載される従来の技術では、太陽光パネルの故障の有無を検出することができても、故障が生じていることが検出された太陽光パネルの故障が生じている位置を検出することが難しい場合があった。
本発明は、太陽光パネルが備えるバイパス回路の故障を検出する手間を低減することができる高温領域抽出装置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】
本発明の一容態は、ダイオードと、１つ以上のセルとが並列に接続されたクラスタが直列に複数接続されたストリングを複数含むアレイを撮像して、前記アレイの表面の温度分布情報を示す温度画像を生成する撮像部と、前記アレイの特定の箇所である検査対象領域の、前記アレイの電力出力端に、前記アレイが発電により生じさせる電圧とは逆方向に電源電圧が印加されることに伴う温度変化を示す複数の画像であって、互いに異なる時刻において前記撮像部が撮像した第１温度画像と、第２温度画像とを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第１温度画像と、前記第２温度画像とに示される温度分布情報の差に基づいて、前記アレイの前記検査対象領域のうち、高温領域を抽出する高温領域抽出部とを備える高温領域抽出装置である。
【０００６】
また、本発明の一容態の高温領域抽出装置は、前記第１温度画像は、前記アレイの前記電力出力端に前記電源電圧が印加される前、または印加された直後の画像であり、前記第２温度画像は、前記アレイの前記電力出力端に前記電源電圧が印加中、または所定の時間印加された後の画像であって、前記取得部は、前記第２温度画像が撮像された時刻より以前に前記第１温度画像を取得する。
【０００７】
また、本発明の一容態の高温領域抽出装置は、前記撮像部は、前記アレイのうち、少なくとも２つのクラスタを撮像し、前記温度画像を生成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽光パネルが備えるバイパス回路の故障を検出する手間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の高温領域抽出装置の観測対象である太陽光発電システムの一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態の高温領域抽出装置の観測対象である太陽光発電システムの構成の一例を示す構成図である。
【図３】太陽光発電システムのストリングの構成の一例を示す模式図である。
【図４】太陽光発電システムのストリングの構成の詳細な一例を示す構成図である。
【図５】太陽光発電システムの接続箱の一例を示す模式図である。
【図６】太陽光発電システムの晴天時のクラスタの動作の一例を示す構成図である。
【図７】太陽光発電システムの晴天時のストリングの動作の一例を示す構成図である。
【図８】太陽光発電システムの影が生じている時のクラスタの動作の一例を示す構成図である。
【図９】太陽光発電システムの影が生じている時のストリングの動作の一例を示す構成図である。
【図１０】太陽光発電システムのバイパスダイオードが開放故障しており、かつクラスタの影が生じている時の動作の一例を示す構成図である。
【図１１】本実施形態における高温領域抽出装置の一例を示す模式図である。
【図１２】本実施形態における直流電源と、接続箱との構成の一例を示す構成図である。
【図１３】本実施形態における直流電源がアレイに電圧を印加した場合のストリングの構成の詳細な一例を示す構成図である。
【図１４】本実施形態における直流電源が接続箱を介してアレイに電圧を印加した場合のストリングの構成の詳細な一例を示す構成図である。
【図１５】本実施形態における高温領域抽出装置の構成の一例を示す構成図である。
【図１６】本実施形態における第１温度画像の一例を示す模式図である。
【図１７】本実施形態における差分領域の一例を示す模式図である。
【図１８】本実施形態における高温領域の一例を示す模式図である。
【図１９】本実施形態における高温領域抽出装置の動作の一例を示す流れ図である。
【図２０】本実施形態におけるアレイに直流電源が電圧を印加した場合の影が生じている時のストリングの構成の詳細な一例を示す構成図である。
【図２１】変形例の差分領域の一例を示す第１の画像である。
【図２２】変形例の差分領域の一例を示す第２の画像である。
【図２３】変形例の差分領域の一例を示す第３の画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態］
以下、図を参照して本実施形態の高温領域抽出装置１の構成について説明する。
本実施形態の高温領域抽出装置１は、撮像部１１０を備える。撮像部１１０は、アレイＡＲの表面の温度分布を撮像し、画像を生成する。アレイＡＲとは、複数のストリングＳＴを接続した構成の名称である。ストリングＳＴとは、複数の太陽電池パネルを接続した構成の名称である。太陽電池パネルは、日射光等の光の照射に伴い、発電する装置である。高温領域抽出装置１は、撮像部１１０が生成した画像に基づいて、アレイＡＲの故障を検出する。
まず、高温領域抽出装置１の観測対象であるアレイＡＲについて図を参照して説明する。
【００１１】
［太陽光発電システムＳＰＳの構成］
まず、図を参照して太陽光発電システムＳＰＳの構成について説明する。図１は、本実施形態の高温領域抽出装置１の観測対象である太陽光発電システムＳＰＳの一例を示す模式図である。
図１に示す通り、太陽光発電システムＳＰＳは、アレイＡＲと、接続箱ＪＢと、パワーコンディショナＰＣとを備える。アレイＡＲには、複数のストリングＳＴが含まれる。この一例では、３つのストリングＳＴが架台Ｍに設置される場合について説明する。具体的には、ストリングＳＴ１、ストリングＳＴ２およびストリングＳＴ３が架台Ｍに設置される場合について説明する。
【００１２】
図１に示す通り、アレイＡＲと、接続箱ＪＢとは、配線ＷＲ１によって接続される。また、接続箱ＪＢと、パワーコンディショナＰＣとは、配線ＷＲ２によって接続される。接続箱ＪＢとは、ストリングＳＴと、パワーコンディショナＰＣとを接続する配線を集約する機器である。これにより、ストリングＳＴが発電した接続箱ＪＢを介してパワーコンディショナＰＣへ供給される。以降の説明において、配線ＷＲ１と、配線ＷＲ２とを特に区別しない場合には、総称して配線ＷＲと記載する。
パワーコンディショナＰＣとは、アレイＡＲが発電した直流電力を交流電力に変換する装置である。例えば、パワーコンディショナＰＣは、アレイＡＲが発電した電力を家庭等で使用される商用１００Ｖに変換する。つまり、アレイＡＲが発電した電力は、パワーコンディショナＰＣを介して調整され、家庭等で使用される電力に変換される。
【００１３】
次に、図２を参照して太陽光発電システムＳＰＳの詳細な構成について説明する。図２は、本実施形態の高温領域抽出装置１の観測対象である太陽光発電システムＳＰＳの構成の一例を示す構成図である。この一例では、太陽光発電システムＳＰＳがパワーコンディショナＰＣと、接続箱ＪＢと、アレイＡＲとを備える場合について説明する。
図２に示す通り、パワーコンディショナＰＣと、接続箱ＪＢと、アレイＡＲとは、配線ＷＲを介して接続される。具体的には、パワーコンディショナＰＣの正極の端子である端子ＴＰＣＰと、接続箱ＪＢの正極の端子である端子ＴＪＢＰとが配線ＷＲＰを介して接続される。また、パワーコンディショナＰＣの負極の端子である端子ＴＰＣＮと、接続箱ＪＢの負極の端子である端子ＴＪＢＮとが配線ＷＲＮを介して接続される。これにより、接続箱ＪＢにおいて集約された電力は、パワーコンディショナＰＣへ供給される。
以降の説明において、配線ＷＲＰと、配線ＷＲＮとを特に区別しない場合には、配線ＷＲ２と記載する。また、以降の説明において、接続箱ＪＢの正極の端子である端子ＴＪＢＰと、負極の端子である端子ＴＪＢＮとを総称して電力出力端ＴＳＰと記載する。
【００１４】
［アレイＡＲの構成］
以下、図２、図３、および図４を参照してアレイＡＲの構成について説明する。
図２に示す通り、この一例では、アレイＡＲが、複数のストリングＳＴを備える。具体的には、アレイＡＲは、ストリングＳＴ１と、ストリングＳＴ２と、ストリングＳＴ３とを備える。以降の説明において、ストリングＳＴ１、ストリングＳＴ２、およびストリングＳＴ３を特に区別しない場合には、総称してストリングＳＴと記載する。
図２に示す通り、ストリングＳＴが発電した電力は、接続箱ＪＢを介してパワーコンディショナＰＣへ供給される。
まず、図３を参照してストリングＳＴについて説明し、接続箱ＪＢについては後述する。
【００１５】
図３は、太陽光発電システムＳＰＳのストリングＳＴの構成の一例を示す模式図である。図３に示す通り、この一例では、ストリングＳＴが３つのクラスタＣＳを備える。具体的には、ストリングＳＴは、クラスタＣＳ１、クラスタＣＳ２、およびクラスタＣＳ３を備える。つまり、ストリングＳＴとは、複数のクラスタＣＳが直列に接続された構成の名称である。
また、この一例では、図２に示すストリングＳＴ１、ストリングＳＴ２、およびストリングＳＴ３が図３に示すストリングＳＴと同一の構成を有する。
以下、図４を参照してストリングＳＴの詳細について説明する。
【００１６】
図４は、太陽光発電システムＳＰＳのストリングＳＴの構成の詳細な一例を示す構成図である。図４に示す通り、クラスタＣＳ１は、複数のセルＣＬが直列に接続された集合セルＣＬＳ１と、バイパスダイオードＤｐ１とを備える。また、クラスタＣＳ２は、複数のセルＣＬが直列に接続された集合セルＣＬＳ２と、バイパスダイオードＤｐ２とを備える。また、クラスタＣＳ３は、複数のセルＣＬが直列に接続された集合セルＣＬＳ３と、バイパスダイオードＤｐ３とを備える。以降の説明において、クラスタＣＳ１、クラスタＣＳ２、およびクラスタＣＳ３を特に区別しない場合には、総称してクラスタＣＳと記載する。また、バイパスダイオードＤｐ１、バイパスダイオードＤｐ２、およびバイパスダイオードＤｐ３を特に区別しない場合には、総称してバイパスダイオードＤｐと記載する。つまり、クラスタＣＳとは、複数のセルＣＬとバイパスダイオードＤｐとを含む構成の名称である。
【００１７】
セルＣＬとは、太陽電池素子である。セルＣＬは、日射光等の照射光の量に応じた量の電力を発生させる。また、セルＣＬは、日射光等の照射光が少ない場合、その抵抗が高くなる。バイパスダイオードＤｐとは、セルＣＬの抵抗が日射光等の照射光が少ないことにより高い場合、他のクラスタＣＳから当該セルＣＬへ電流が流れること防ぐため、電流をバイパスするダイオードである。
【００１８】
クラスタＣＳ１は、バイパスダイオードＤｐ１と、複数のセルＣＬが直列で接続された集合セルＣＬＳ１とが並列に接続される。より具体的には、バイパスダイオードＤｐ１のカソード端子である端子ＴＤ１ｋと、集合セルＣＬＳ１の端子ＴＣＬＳ１Ｐとが接続される。また、バイパスダイオードＤｐ１のアノード端子である端子ＴＤ１ａと、集合セルＣＬＳ１の端子ＴＣＬＳ１Ｎとが接続される。
【００１９】
また、クラスタＣＳ２は、バイパスダイオードＤｐ２と、複数のセルＣＬが直列で接続された集合セルＣＬＳ２とが並列に接続される。より具体的には、バイパスダイオードＤｐ２のカソード側の端子ＴＤ２ｋと、集合セルＣＬＳ２の端子ＴＣＬＳ２Ｐとが接続される。また、バイパスダイオードＤｐ２のアノード側の端子ＴＤ２ａと、集合セルＣＬＳ２の端子ＴＣＬＳ２Ｎとが接続される。
また、クラスタＣＳ３は、バイパスダイオードＤｐ３と、複数のセルＣＬが直列で接続された集合セルＣＬＳ３とが並列に接続される。より具体的には、バイパスダイオードＤｐ３のカソード側の端子ＴＤ３ｋと、集合セルＣＬＳ３の端子ＴＣＬＳ３Ｐとが接続される。また、バイパスダイオードＤｐ３のアノード側の端子ＴＤ３ａと、集合セルＣＬＳ３の端子ＴＣＬＳ３Ｎとが接続される。
【００２０】
図４に示す通り、クラスタＣＳ１、クラスタＣＳ２、およびクラスタＣＳ３とは、直列に接続される。具体的には、図４に示すクラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１Ｎと、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｐとが接続される。また、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｎと、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｐとが接続される。
すなわち、ストリングＳＴには、バイパスダイオードＤｐと、１つ以上のセルＣＬとが並列に接続されたクラスタＣＳが直列に複数接続される。
【００２１】
図３に戻り、クラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１Ｐと、ストリングＳＴの端子ＴＳＴＰとは、接続される。また、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎと、ストリングＳＴの端子ＴＳＴＮとは、接続される。
図２に戻り、ストリングＳＴ１の端子ＴＳＴ１Ｐと、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢ１とは、配線ＷＲ１１を介して接続される。また、ストリングＳＴ２の端子ＴＳＴ２Ｐと、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢ２とは、配線ＷＲ１２を介して接続される。また、ストリングＳＴ３の端子ＴＳＴ３Ｐと、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢ３とは、配線ＷＲ１３とを介して接続される。また、ストリングＳＴ１の端子ＴＳＴ１Ｎと、ストリングＳＴ２の端子ＴＳＴ２Ｎと、ストリングＳＴ３の端子ＴＳＴ３Ｎと、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢＣＮとは、配線ＷＲ１４を介して接続される。以降の説明において、配線ＷＲ１１と、配線ＷＲ１２と、配線ＷＲ１３と、配線ＷＲ１４とを特に区別しない場合には、配線ＷＲ２と記載する。
【００２２】
以下、図５を参照して接続箱ＪＢについて説明する。
図５は、太陽光発電システムＳＰＳの接続箱ＪＢの一例を示す模式図である。図５に示す通り、この一例では、接続箱ＪＢは、出力開閉器ＯＳＷと、逆流防止用ダイオードＤｂと、アレイＡＲが備えるストリングＳＴの数に応じたストリング開閉器ＳＳＷとを備える。
出力開閉器ＯＳＷとは、ストリングＳＴが発電した電力をパワーコンディショナＰＣへ接続するスイッチである。出力開閉器ＯＳＷが開閉されることにより、ストリングＳＴが発電した電力のパワーコンディショナＰＣへの供給が制御される。例えば、出力開閉器ＯＳＷとは、落雷やアレイＡＲの破損に伴い、パワーコンディショナＰＣが破損することを防ぐブレーカーである。
【００２３】
ストリング開閉器ＳＳＷとは、ストリングＳＴと、出力開閉器ＯＳＷとを接続するスイッチである。ストリング開閉器ＳＳＷが開閉されることにより、ストリングＳＴが発電した電力の出力開閉器ＯＳＷへの供給が制御される。例えば、ストリング開閉器ＳＳＷとは、ストリングＳＴの破損に伴い、パワーコンディショナＰＣが破損することを防ぐブレーカーである。接続箱ＪＢは、アレイＡＲが備えるストリングＳＴと同数のストリング開閉器ＳＳＷを備える。すなわち、この一例では、接続箱ＪＢは、３つのストリング開閉器ＳＳＷを備える。具体的には、接続箱ＪＢは、ストリング開閉器ＳＳＷ１、ストリング開閉器ＳＳＷ２、およびストリング開閉器ＳＳＷ３を備える。以降の説明において、ストリング開閉器ＳＳＷ１、ストリング開閉器ＳＳＷ２、およびストリング開閉器ＳＳＷ３を特に区別しない場合には、総称してストリング開閉器ＳＳＷと記載する。
【００２４】
ストリング開閉器ＳＳＷと、ストリングＳＴとは、逆流防止用ダイオードＤｂｆを介して接続される。逆流防止用ダイオードＤｂｆとは、逆流防止用ダイオードＤｂｆと接続されるストリングＳＴが短絡すること等によって生じる過電流保護として機能するダイオードである。
【００２５】
図５に示す通り、出力開閉器ＯＳＷの端子ＴＯＳＷ１は、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢＰと接続される。これにより、出力開閉器ＯＳＷの端子ＴＯＳＷ１は、配線ＷＲＰを介してパワーコンディショナＰＣの端子ＴＰＣＰと接続される。また、出力開閉器ＯＳＷの端子ＴＯＳＷ２は、端子ＴＪＢＮと接続される。これにより、出力開閉器ＯＳＷの端子ＴＯＳＷ２は、配線ＷＲＮを介してパワーコンディショナＰＣの端子ＴＰＣＮと接続される。
【００２６】
また、出力開閉器ＯＳＷの端子ＴＯＳＷ４は、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢＣＮと接続される。これにより、出力開閉器ＯＳＷの端子ＴＯＳＷ４は、配線Ｗ１４を介してアレイＡＲが備える各ストリングＳＴの端子ＴＳＴＮに接続される。具体的には、図５に示す通り、端子ＴＯＳＷ４と、端子ＴＳＴ１Ｎと、端子ＴＳＴ２Ｎと、端子ＴＳＴ３Ｎとは、接続される。これにより、ストリングＳＴの端子ＴＳＴＮは、接続箱ＪＢを介してパワーコンディショナＰＣの端子ＴＰＣＮと接続される。
【００２７】
図５に示す通り、ストリング開閉器ＳＳＷ１の端子ＴＳＳＷ１１と、ストリング開閉器ＳＳＷ２の端子ＴＳＳＷ２１と、ストリング開閉器ＳＳＷ３の端子ＴＳＳＷ３１とは、出力開閉器ＯＳＷの端子ＴＯＳＷ３と接続される。
また、ストリング開閉器ＳＳＷ１の端子ＴＳＳＷ１２と、ストリングＳＴ１とは、逆流防止用ダイオードＤｂｆ１を介して接続される。具体的には、ストリング開閉器ＳＳＷ１の端子ＴＳＳＷ１２と、逆流防止用ダイオードＤｂｆ１のカソード端子である端子ＴＤｂｆ１ｋとが接続される。また、逆流防止用ダイオードＤｂｆ１のアノード端子である端子ＴＤｂｆ１ａと、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢ１とが接続される。
【００２８】
また、ストリング開閉器ＳＳＷ２の端子ＴＳＳＷ２２と、ストリングＳＴ２とは、逆流防止用ダイオードＤｂｆ２を介して接続される。具体的には、ストリング開閉器ＳＳＷ２の端子ＴＳＳＷ２２と、逆流防止用ダイオードＤｂｆ２のカソード端子である端子ＴＤｂｆ２ｋとが接続される。また、逆流防止用ダイオードＤｂｆ２のアノード端子である端子ＴＤｂｆ２ａと、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢ２とが接続される。
【００２９】
また、ストリング開閉器ＳＳＷ３の端子ＴＳＳＷ３２と、ストリングＳＴ３とは、逆流防止用ダイオードＤｂｆ３を介して接続される。具体的には、ストリング開閉器ＳＳＷ３の端子ＴＳＳＷ３２と、逆流防止用ダイオードＤｂｆ３のカソード端子である端子ＴＤｂｆ３ｋとが接続される。また、逆流防止用ダイオードＤｂｆ３のアノード端子である端子ＴＤｂｆ３ａと、接続箱ＪＢの端子ＴＪＢ３とが接続される。
【００３０】
［アレイＡＲの発電時の正常動作］
以下、図６、および図７を参照してアレイＡＲの具体的な動作について説明する。図６は、太陽光発電システムＳＰＳの晴天時のクラスタＣＳの動作の一例を示す構成図である。図６に示す通り、この一例では、ストリングＳＴが正常に動作しており、かつストリングＳＴが備える各セルＣＬが日射光等の光の照射に伴い、電力を発電している場合の動作の一例を示す模式図である。
クラスタＣＳが備える集合セルＣＬＳが発電する発電量は、日射強度により大きく左右される。この一例では、集合セルＣＬＳには、集合セルＣＬＳが発電するために十分な日射光が照射されている。
【００３１】
集合セルＣＬＳ３が発電することに伴い、集合セルＣＬＳ３には、電流Ｉ３２が流れる。具体的には、集合セルＣＬＳ３の端子ＴＣＬＳ３Ｎから複数のセルＣＬを介して端子ＴＣＬＳ３Ｐ方向へ電流Ｉ３２が流れる。すなわち、図６に示す通り、クラスタＣＳ３には、電圧Ｖ１３が生じる。具体的には、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎから端子ＴＣＳ３Ｐ方向へ電圧Ｖ１３が生じる。より具体的には、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎと、端子ＴＣＳ３Ｐとでは、端子ＴＣＳ３Ｐの方が電位が高い。
【００３２】
この場合、バイパスダイオードＤｐ３には、逆電源電圧が印加される。そのため、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎから流入する電流Ｉ３１は、バイパスダイオードＤｐ３の端子ＴＤ３ａから端子ＴＤ３ｋへわずかに流れる漏れ電流を除いて、集合セルＣＬＳ３へ流れる。ただし、バイパスダイオードＤｐ３の端子ＴＤ３ａから端子ＴＤ３ｋへわずかに流れる漏れ電流は、集合セルＣＬＳ３へ流れる電流と比較して十分に小さい。このため、電流Ｉ３１は、ほとんどが集合セルＣＬＳ３へ流れる。
【００３３】
また、集合セルＣＬＳ２が発電することに伴い、集合セルＣＬＳ２には、電流Ｉ２２が流れる。具体的には、集合セルＣＬＳ２の端子ＴＣＬＳ２Ｎから複数のセルＣＬを介して端子ＴＣＬＳ２Ｐ方向へ電流Ｉ２２が流れる。すなわち、図６に示す通り、クラスタＣＳ２には、電圧Ｖ１２が生じる。具体的には、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｎから端子ＴＣＳ２Ｐ方向へ電圧Ｖ１２が生じる。より具体的には、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｎと、端子ＴＣＳ２Ｐとでは、端子ＴＣＳ２Ｐの方が電位が高い。
【００３４】
この場合、バイパスダイオードＤｐ２には、逆電源電圧が印加される。そのため、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｎから流入する電流Ｉ２１は、バイパスダイオードＤｐ２の端子ＴＤ２ａから端子ＴＤ２ｋへわずかに流れる漏れ電流を除いて、集合セルＣＬＳ２へ流れる。ただし、バイパスダイオードＤｐ２の端子ＴＤ２ａから端子ＴＤ２ｋへわずかに流れる漏れ電流は、集合セルＣＬＳ２へ流れる電流と比較して十分に小さい。このため、電流Ｉ２１は、ほとんどが集合セルＣＬＳ２へ流れる。
【００３５】
また、集合セルＣＬＳ１が発電することに伴い、集合セルＣＬＳ１には、電流Ｉ１２が流れる。具体的には、集合セルＣＬＳ１の端子ＴＣＬＳ１Ｎから複数のセルＣＬを介して端子ＴＣＬＳ１Ｐ方向へ電流Ｉ１２が流れる。すなわち、図６に示す通り、クラスタＣＳ１には、電圧Ｖ１１が生じる。具体的には、クラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１Ｎから端子ＴＣＳ１Ｐ方向へ電圧Ｖ１１が生じる。より具体的には、クラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１Ｎと、端子ＴＣＳ１Ｐとでは、端子ＴＣＳ１Ｐの方が電位が高い。
【００３６】
この場合、バイパスダイオードＤｐ１には、逆電源電圧が印加される。そのため、クラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１Ｎから流入する電流Ｉ１１は、バイパスダイオードＤｐ１の端子ＴＤ１ａから端子ＴＤ１ｋへわずかに流れる漏れ電流を除いて、集合セルＣＬＳ１へ流れる。ただし、バイパスダイオードＤｐ１の端子ＴＤ１ａから端子ＴＤ１ｋへわずかに流れる漏れ電流は、集合セルＣＬＳ１へ流れる電流と比較して十分に小さい。このため、電流Ｉ１１は、ほとんどが集合セルＣＬＳ１へ流れる。
【００３７】
次に、図７を参照して、ストリングＳＴ全体の動作について説明する。図７は、太陽光発電システムＳＰＳの晴天時のストリングＳＴの動作の一例を示す構成図である。上述したように、この一例では、ストリングＳＴは、直列に接続されたクラスタＣＳ１と、クラスタＣＳ２と、クラスタＣＳ３とが含まれる。つまり、ストリングＳＴの両端である端子ＴＳＴＮから端子ＴＳＴＰには、クラスタＣＳ１と、クラスタＣＳ２と、クラスタＣＳ３とにかかる電圧を足した電圧を生成する。具体的には、ストリングＳＴには、クラスタＣＳ３に印加される電圧Ｖ１３と、クラスタＣＳ２に印加される電圧Ｖ１２と、クラスタＣＳ１に印加される電圧Ｖ１１とを足し合わせた電圧Ｖ１を生成する。
すなわち、電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ１１＋Ｖ１２＋Ｖ１３によって示される。ここで、この一例では、クラスタＣＳ１と、クラスタＣＳ２と、クラスタＣＳ３とは、同一の構成を有しており、電圧Ｖ１１と、電圧Ｖ１２と、電圧Ｖ１３とは同じ電圧である。これにより、電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ１１×３によって示される。
【００３８】
なお、上述では、ストリングＳＴには、３つのクラスタＣＳが接続される場合について説明したが、これに限られない。ストリングＳＴには、１つ以上のクラスタＣＳが含まれていればよい。つまり、ストリングＳＴが生成する電圧Ｖ１はＶ１＝発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳの数×発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳが生成する電圧によって示される。
【００３９】
［アレイＡＲに影が生じている時の正常動作］
以下、図８、および図９を参照してアレイＡＲの具体的な動作について説明する。図８は、太陽光発電システムＳＰＳの影が生じている時のクラスタＣＳの動作の一例を示す構成図である。図８に示す通り、この一例では、ストリングＳＴ１、ストリングＳＴ２、およびストリングＳＴ３が正常に動作している。また、この一例では、ストリングＳＴ２が備える各セルＣＬのうち、一部が日射光等の光の照射に伴い発電しており、一部が曇天、または遮蔽物等によって影が生じることにより、発電していない場合の動作の一例を示す模式図である。
【００４０】
図８に示す通り、この一例では、クラスタＣＳ１と、クラスタＣＳ３とには、発電するに際して必要な光の照射が十分に得られている。また、この一例では、集合セルＣＬＳ２のセルＣＬの一部には、影の影響により、発電するに際して必要な光の照射が十分に得られていない。これにより、集合セルＣＬＳ２のうち、一部のセルＣＬは発電しない。以降の説明において、影の影響により発電しないセルＣＬを非発電セルＳＣＬと記載する。
【００４１】
図８に示す通り、集合セルＣＬＳ２には、セルＣＬと、非発電セルＳＣＬとが含まれる。これにより、集合セルＣＬＳ２に流れる電流Ｉ２２が制限される。すなわち、集合セルＣＬＳ２は、発電するに際して必要な光の照射が十分に得られていない場合、抵抗が大きくなる。したがって、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｐと、端子ＴＣＳ２Ｎとでは、端子ＴＣＳ２Ｐの方が電位が低くなる。具体的には、図８に示す通り、クラスタＣＳ２には、端子ＴＣＳ２Ｐから端子ＴＣＳ２Ｎ方向へ電圧Ｖ１２が生じる。
【００４２】
この場合、バイパスダイオードＤｐ２には、順電源電圧が印加される。そのため、バイパスダイオードＤｐ２がＯＮ状態となり、クラスタＣＳ３からクラスタＣＳ２へ流入する電流Ｉ３３は、バイパスダイオードＤｐ２を通過する。つまり、図８に示す通り、バイパスダイオードＤｐ２を通過する電流ＩＤｐ２と、集合セルＣＬＳ２に流れる電流Ｉ２２との和によって示される電流と、電流Ｉ２１と、電流Ｉ２３とは、同じ大きさの電流である。
また、バイパスダイオードＤｐ２がＯＮ状態となることにより、クラスタＣＳ２が生成する電圧Ｖ１２は、バイパスダイオードＤｐのＯＮ電圧とほぼ同じ大きさの電圧である。つまり、電圧Ｖ１２は、Ｖ１２≒１Ｖである。
【００４３】
次に、図９を参照して、ストリングＳＴ全体の動作について説明する。図９は、太陽光発電システムＳＰＳの影が生じている時のストリングＳＴの動作の一例を示す構成図である。
上述したように、影が生じている場合、ストリングＳＴが生成する電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ１１＋Ｖ１３−Ｖ１２によって示される。ここで、この一例では、クラスタＣＳ１と、クラスタＣＳ２と、クラスタＣＳ３とは、同一の構成を有しており、電圧Ｖ１１と、電圧Ｖ１３とは同じ電圧値である。ここで、電圧Ｖ１の大きさをＶ１とし、電圧Ｖ１１の大きさをＶ１１とし、電圧Ｖ１２の大きさをＶ１２とした場合、Ｖ１と、Ｖ１１と、Ｖ１２との関係は式（１）によって示される。
【００４４】
Ｖ１＝Ｖ１１×２−Ｖ１２…（１）
【００４５】
なお、上述では、ストリングＳＴには、３つのクラスタＣＳが接続される場合について説明したが、これに限られない。ストリングＳＴには、１つ以上のクラスタＣＳが含まれていればよい。つまり、ストリングＳＴに印加される電圧Ｖ１は、Ｖ１＝発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳの数×発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳが生成する電圧−非発電セルＳＣＬを含むクラスタＣＳの数×非発電セルＳＣＬを含むクラスタＣＳに生じる電圧によって示される。具体的には、電圧Ｖ１の大きさは、Ｖ１＝発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳの数×発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳが生成する電圧値−非発電セルＳＣＬを含むクラスタＣＳの数×バイパスダイオードＤｐのＯＮ電圧値によって示される。
【００４６】
また、上述では、非発電セルＳＣＬが発電しない要因が日射光等の照射光の不足による場合について説明したが、これに限られない。非発電セルＳＣＬが発電しない要因は、日射光等の照射光の不足のほか、セルＣＬ自体の破損等の故障であってもよい。
【００４７】
［バイパスダイオードＤｐ開放故障時かつ影が生じている時の動作］
以下、図１０を参照してアレイＡＲの具体的な動作について説明する。図１０は、太陽光発電システムＳＰＳのバイパスダイオードＤｐが開放故障しており、かつクラスタＣＳの影が生じている時の動作の一例を示す構成図である。
図１０に示す通り、この一例では、クラスタＣＳ２が備える各セルのうち、一部が日射光等の光の照射に伴い電力を発電しており、一部が影の影響により電力を発電していない場合の動作の一例を示す模式図である。また、この一例では、ストリングＳＴ２が備えるバイパスダイオードＤｐ２が開放故障している。つまり、バイパスダイオードＤｐ２の端子ＴＤ２ｋと、端子ＴＤ２ａとが接続されておらず、開放状態である。
【００４８】
上述したように、集合セルＣＬＳ２には、セルＣＬと、非発電セルＳＣＬとが含まれる。これにより、集合セルＣＬＳ２に流れる電流Ｉ２２が制限される。すなわち、集合セルＣＬＳ２は、発電するに際して必要な光の照射が得られない場合、抵抗が大きくなる。
この一例の場合、上述したように、端子ＴＤ２ｋと、端子ＴＤ２ａとが接続されておらず、開放状態であるため、クラスタＣＳ３からクラスタＣＳ２へ流入する電流Ｉ３３は、集合セルＣＬＳ２へ流れる。すなわち、電流Ｉ３３が抵抗である集合セルＣＬＳ２に流れることで、集合セルＣＬＳ２に含まれる各セルＣＬが高温になる。
【００４９】
以降の説明において、発熱した状態のセルＣＬを異常セルＡＣＬと記載する。集合セルＣＬＳに異常セルＡＣＬが生じると、セルＣＬ自体が破損する場合がある。具体的には、セルＣＬが長時間にわたって異常セルＡＣＬの状態であると、セルＣＬが破損、または焼損する場合がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、アレイＡＲが備えるストリングＳＴのうち、バイパスダイオードＤｐが開放故障しているクラスタＣＳを検出する手間を低減する。
【００５０】
［高温領域抽出装置１の構成］
以下、図１１から図１９までを参照して高温領域抽出装置１の構成について説明する。図１１は、本実施形態における高温領域抽出装置１の一例を示す模式図である。
図１１に示す通り、直流電源ＰＳと、各接続箱ＪＢとは、配線ＷＲによって接続される。また、図１１に示す通り、高温領域抽出装置１は、撮像部１１０を備える。撮像部１１０は、アレイＡＲを撮像し、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを生成する。第１温度画像Ｐ１とは、接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加される前のアレイＡＲの表面の温度分布を示す情報が撮像された画像である。また、第２温度画像Ｐ２とは、接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加された後のアレイＡＲの表面の温度分布を示す情報が撮像された画像である。
以下、接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに直流電源ＰＳが印加されることに伴うアレイＡＲの表面の温度の変化について図を参照して説明する。
【００５１】
次に、図１２を参照して直流電源ＰＳと、接続箱ＪＢとの接続について説明する。図１２は、本実施形態における直流電源ＰＳと、接続箱ＪＢとの構成の一例を示す構成図である。
図１２に示す通り、接続箱ＪＢと、直流電源ＰＳとは、配線ＷＲ２を介して接続される。具体的には、直流電源ＰＳの負極の端子である端子ＴＰＳＮと、接続箱ＪＢの正極の端子である端子ＴＪＢＰとが配線ＷＲＰを介して接続される。また、直流電源ＰＳの正極の端子である端子ＴＰＳＰと、アレイＡＲの負極の端子である端子ＴＪＢＮとが配線ＷＲＮを介して接続される。
【００５２】
これにより、直流電源ＰＳは、上述において説明したアレイＡＲが発電することにより生じる電圧とは逆の方向に電圧を印加する。具体的には、ストリングＳＴ１には、端子ＴＳＴ１Ｐから端子ＴＳＴ１Ｎへ電源電圧ＡｐＶが印加される。より具体的には、ストリングＳＴ１の端子ＴＳＴ１Ｐと、端子ＴＳＴ１Ｎとでは、端子ＴＳＴ１Ｎの方が電位が高い。また、ストリングＳＴ２には、端子ＴＳＴ２Ｐから端子ＴＳＴ２Ｎへ電源電圧ＡｐＶが印加される。より具体的には、ストリングＳＴ２の端子ＴＳＴ２Ｐと、端子ＴＳＴ２Ｎとでは、端子ＴＳＴ２Ｎの方が電位が高い。また、ストリングＳＴ３には、端子ＴＳＴ３Ｐから端子ＴＳＴ３Ｎへ電源電圧ＡｐＶが印加される。より具体的には、ストリングＳＴ３の端子ＴＳＴ３Ｐと、端子ＴＳＴ３Ｎとでは、端子ＴＳＴ３Ｎの方が電位が高い。
【００５３】
［直流電源ＰＳから電圧の印加：アレイＡＲ正常時の動作］
次に、図１３を参照して、直流電源ＰＳが接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに電圧を印加した場合のストリングＳＴの動作について説明する。図１３は、本実施形態における直流電源ＰＳがアレイＡＲに電圧を印加した場合のストリングＳＴの構成の詳細な一例を示す構成図である。
図１３に示す通り、この一例では、クラスタＣＳ１、クラスタＣＳ２、およびクラスタＣＳ３が備える各バイパスダイオードＤｐが正常に動作している。また、ストリングＳＴの端子ＴＳＴＰと接続されるクラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１ＰからストリングＳＴの端子ＴＳＴＮと接続されるクラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎへ直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加される。具体的には、クラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１Ｐと、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎとでは、端子ＴＣＳ３Ｎの方が電位が高い。
また、この一例では、クラスタＣＳが備える集合セルＣＬＳには、集合セルＣＬＳが発電するために十分な日射光が照射されている。
【００５４】
図１３に示す通り、直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴い、クラスタＣＳ３には、電流Ｉ３１が流入する。図１３に示す通り、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎと、端子ＴＣＳ３Ｐとでは、端子ＴＣＳ３Ｎの方が電位が高い。これにより、バイパスダイオードＤｐ３には、順電圧が印加される。すなわち、電流Ｉ３１は、バイパスダイオードＤｐ３と、集合セルＣＬＳ３とを通過する。また、上述したように、集合セルＣＬＳ３が発電することに伴い、集合セルＣＬＳ３には、電流Ｉ３２が流れる。具体的には、集合セルＣＬＳ３の端子ＴＣＬＳ３Ｎから複数のセルＣＬを介して端子ＴＣＬＳ３Ｐ方向へ電流Ｉ３２が流れる。つまり、図１３に示す通り、クラスタＣＳ３からクラスタＣＳ２へ流れる電流Ｉ３３の大きさをＩ３３とし、電流Ｉ３１の大きさをＩ３１とし、電流Ｉ３２の大きさをＩ３２とし、電流ＩＤｐ３の大きさをＩＤｐ３とした場合、Ｉ３１と、Ｉ３２と、Ｉ３３と、ＩＤｐ３との関係は、式（２）によって示される。
【００５５】
Ｉ３１＝Ｉ３３＝ＩＤｐ３＋Ｉ３２…（２）
【００５６】
図１３に示す通り、直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴い、クラスタＣＳ３には、電流Ｉ３１が流入する。図１３に示す通り、クラスタＣＳ３の端子ＴＣＳ３Ｎと、端子ＴＣＳ３Ｐとでは、端子ＴＣＳ３Ｎの方が電位が高い。これにより、バイパスダイオードＤｐ３には、順電圧が印加される。すなわち、電流Ｉ３１は、バイパスダイオードＤｐ３と、集合セルＣＬＳ３とを通過する。つまり、図１３に示す電流Ｉ３１の大きさをＩ３１とし、バイパスダイオードＤｐ３を通過する電流ＩＤｐ３の大きさをＩＤｐ３とした場合、ＩＤｐ３と、Ｉ３１との関係は、式（３）によって示される。
【００５７】
Ｉ３１＝ＩＤｐ３＋Ｉ３２…（３）
【００５８】
図１３に示す通り、直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴い、クラスタＣＳ２には、クラスタＣＳ３から電流Ｉ２１が流入する。つまり、図１３に示す通り、電流Ｉ２１の大きさをＩ２１とした場合、Ｉ２１と、Ｉ３１との関係は、式（４）によって示される。
【００５９】
Ｉ２１＝Ｉ３１…（４）
【００６０】
また、図１３に示す通り、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｎと、端子ＴＣＳ２Ｐとでは、端子ＴＣＳ２Ｎの方が電位が高い。これにより、バイパスダイオードＤｐ２には、順電圧が印加される。すなわち、電流Ｉ２１は、バイパスダイオードＤｐ２と、集合セルＣＬＳ２とを通過する。つまり、図１３に示す電流Ｉ２１の大きさをＩ２１とし、バイパスダイオードＤｐ２を通過する電流ＩＤｐ２の大きさをＩＤｐ２とした場合、Ｉ２１と、ＩＤｐ２と、Ｉ２２との関係は、式（５）によって示される。
【００６１】
Ｉ２１＝ＩＤｐ２＋Ｉ２２…（５）
【００６２】
また、上述したように、集合セルＣＬＳ２が発電することに伴い、集合セルＣＬＳ２には、電流Ｉ２２が流れる。具体的には、集合セルＣＬＳ２の端子ＴＣＬＳ２Ｎから複数のセルＣＬを介して端子ＴＣＬＳ２Ｐ方向へ電流Ｉ２２が流れる。つまり、図１３に示す通り、クラスタＣＳ２からクラスタＣＳ１へ流れる電流Ｉ２３の大きさをＩ２３とし、バイパスダイオードＤｐ２通過する電流の大きさをＩＤｐ２とした場合、Ｉ２３と、ＩＤｐ２と、Ｉ２２との関係式は、式（６）によって示される。
【００６３】
Ｉ２３＝ＩＤｐ２＋Ｉ２２…（６）
【００６４】
図１３に示す通り、直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴い、クラスタＣＳ１には、クラスタＣＳ２から電流Ｉ１１が流入する。つまり、図１３に示す通り、電流Ｉ１１の大きさをＩ１１とした場合、Ｉ１１と、Ｉ２１との関係は、式（７）によって示される。
【００６５】
Ｉ１１＝Ｉ２１…（７）
【００６６】
また、図１３に示す通り、クラスタＣＳ１の端子ＴＣＳ１Ｎと、端子ＴＣＳ１Ｐとでは、端子ＴＣＳ１Ｎの方が電位が高い。これにより、バイパスダイオードＤｐ１には、順電圧が印加される。すなわち、電流Ｉ１１は、バイパスダイオードＤｐ１を通過する。つまり、図１３に示す電流Ｉ１１の大きさをＩ１１とし、電流Ｉ１２の大きさをＩ１２とし、バイパスダイオードＤｐ１を通過する電流ＩＤｐ１の大きさをＩＤｐ１とした場合、ＩＤｐ１と、Ｉ１１との関係は、式（８）によって示される。
【００６７】
Ｉ１１＝ＩＤｐ１＋Ｉ１２…（８）
【００６８】
また、上述したように、集合セルＣＬＳ１が発電することに伴い、集合セルＣＬＳ１には、電流Ｉ１２が流れる。具体的には、集合セルＣＬＳ１の端子ＴＣＬＳ１Ｎから複数のセルＣＬを介して端子ＴＣＬＳ１Ｐ方向へ電流Ｉ１１が流れる。つまり、図１３に示す通り、クラスタＣＳ１から流出する電流Ｉ１３の大きさをＩ１３とし、クラスタＣＳ１へ流入する電流Ｉ１１の大きさをＩ１１とした場合、Ｉ１３と、Ｉ１１と、Ｉ１２との関係式は、式（９）によって示される。
【００６９】
Ｉ１３＝Ｉ１１＝ＩＤｐ１＋Ｉ１２…（９）
【００７０】
つまり、ストリングＳＴを流れる各電流の関係は、式（１０）によって示される。
【００７１】
Ｉ３１＝Ｉ３３＝Ｉ２１＝Ｉ２３＝Ｉ１１＝Ｉ１３…（１０）
【００７２】
これにより、上述した通り、ストリングＳＴが正常に動作しており、かつストリングＳＴが備える各セルＣＬが日射光等の光の照射に伴い、電力を発電している場合の動作と、各クラスタＣＳが備える各バイパスダイオードＤｐが正常に動作しており、かつストリングＳＴに直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加される場合とは、各クラスタＣＳに流れる電流Ｉ１１、電流Ｉ１２、電流Ｉ１３、電流Ｉ２１、電流Ｉ２２、電流Ｉ２３、電流Ｉ３１、電流Ｉ３２、および電流Ｉ３３の方向が同じである。これに対し、ストリングＳＴが正常に動作しており、かつストリングＳＴが備える各セルＣＬが日射光等の光の照射に伴い、電力を発電している場合の動作と、各クラスタＣＳが備える各バイパスダイオードＤｐが正常に動作しており、かつストリングＳＴに直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加される場合とは、印加される電圧Ｖ１１、電圧Ｖ１２、および電圧Ｖ１３の極性が反転する。
【００７３】
すなわち、ストリングＳＴが正常に動作しており、かつストリングＳＴが備える各セルＣＬが日射光等の光の照射に伴い、電力を発電している場合の動作では、ストリングＳＴが発電素子であることに対し、各クラスタＣＳが備える各バイパスダイオードＤｐが正常に動作しており、かつストリングＳＴに直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加される場合の動作では、ストリングＳＴは、負荷である。
【００７４】
［直流電源ＰＳから電圧の印加：バイパスダイオードＤｐ故障時の動作］
以下、図１４を参照して、直流電源ＰＳが接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに電圧を印加した場合のストリングＳＴの動作について説明する。図１４は、本実施形態における直流電源ＰＳが接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに電圧を印加した場合のストリングＳＴの構成の詳細な一例を示す構成図である。
図１４に示す通り、この一例では、クラスタＣＳ２が備えるバイパスダイオードＤｐ２が開放故障している。つまり、バイパスダイオードＤｐ２の端子ＴＤ２ｋと、端子ＴＤ２ａとが接続されておらず、開放状態である。
また、この一例では、クラスタＣＳが備える集合セルＣＬＳには、集合セルＣＬＳが発電するために十分な日射光が照射されている。
【００７５】
ここで、図１３に示すストリングＳＴの構成の一例と、図１４に示すストリングＳＴの構成の一例とでは、クラスタＣＳ２の構成のみが異なるため、クラスタＣＳ１と、クラスタＣＳ３の説明については割愛する。以下、図１４を参照してクラスタＣＳ２の動作について詳細に説明する。
【００７６】
図１４に示す通り、直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴い、クラスタＣＳ２には、クラスタＣＳ３から電流Ｉ２１が流入する。上述した通り、この一例では、端子ＴＤ２ｋと、端子ＴＤ２ａとが開放状態である。すなわち、クラスタＣＳ３から流入した電流Ｉ２１は、集合セルＣＬＳ２へ流入する。ここで、電流Ｉ２１の大きさをＩ２１とし、電流Ｉ２２の大きさをＩ２２とした場合、Ｉ２１と、Ｉ２２との関係は、式（１１）によって示される。
【００７７】
Ｉ２２＝Ｉ２１…（１１）
【００７８】
図１４に示す通り、直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴い、クラスタＣＳ２の端子ＴＣＳ２Ｎと、端子ＴＣＳ２Ｐとでは、端子ＴＣＳ２Ｎの方が電位が高くなる。これにより、集合セルＣＬＳ２の端子ＴＣＬＳ２Ｐから端子ＴＣＬＳ２Ｎ方向へ電圧Ｖ１２が印加される。
ここで、以降の説明において、集合セルＣＬＳ２が消費する電力を電力ＰＷ２と記載する。この場合、集合セルＣＬＳ２に含まれる各セルＣＬに電圧Ｖ１２が印加されるため、電力ＰＷ２の大きさをＰＷ２とし、集合セルＣＬＳ２に印加される電圧Ｖ１２の大きさをＶ１２とした場合、ＰＷ２と、Ｖ１２と、Ｉ２２との関係は、式（１２）によって示される。
【００７９】
ＰＷ２＝Ｖ１２×Ｉ２２…（１２）
【００８０】
式（１２）に示す通り、電圧Ｖ１２と、電流Ｉ２２との大きさに伴い、電力ＰＷ２が変化する。電力ＰＷ２の値が大きいほど、クラスタＣＳ２が消費する電力が大きいことを示す。つまり、電力ＰＷ２の値が大きいほど、クラスタＣＳ２が高温になる。
【００８１】
ここで、バイパスダイオードＤｐ２が接続されている場合、バイパスダイオードＤｐ２には、順方向電圧である電圧Ｖ１２が印加される。これにより、バイパスダイオードＤｐ２がＯＮ状態となる。すなわち、電圧Ｖ１２がバイパスダイオードＤｐ２のＯＮ電圧に抑制される。この一例では、バイパスダイオードＤｐ２のＯＮ電圧が１Ｖ未満である。つまり、電圧Ｖ１２が１Ｖ未満に抑制されることに伴い、電力ＰＷ２は、バイパスダイオードＤｐ２が接続されていない場合と比較して小さい値を示す。つまり、バイパスダイオードＤｐ２が接続されている場合には、クラスタＣＳ２は、高温にならない。
【００８２】
これに対し、バイパスダイオードＤｐ２が接続されていない場合、集合セルＣＬＳ２には、電圧Ｖ１２が印加される。これにより、バイパスダイオードＤｐ２が印加される場合とは異なり、電圧Ｖ１２がバイパスダイオードＤｐ２のＯＮ電圧に抑制されない。つまり、バイパスダイオードＤｐ２が接続されている場合と比較して、電力ＰＷ２は、大きい値を示す。つまり、バイパスダイオードＤｐ２が接続されていない場合には、クラスタＣＳ２は高温になる。
【００８３】
すなわち、接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶを印加することにより、アレイＡＲに照射される光の有無にかかわらず、バイパスダイオードＤｐ故障により生じるアレイＡＲの表面が温度上昇している領域を検出することができる。
【００８４】
なお、上述した直流電源ＰＳから接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに印加する電源電圧ＡｐＶは、ＡｐＶ＝発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳの数×発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳに生じる電圧＋非発電セルＳＣＬを含むクラスタＣＳの数×非発電セルＳＣＬを含むクラスタＣＳに生じる電圧の条件を満たす電圧値であれば、いずれの電圧値であってもよい。
【００８５】
以下、図１５を参照して、高温領域抽出装置１の構成について説明する。図１５は、本実施形態における高温領域抽出装置１の構成の一例を示す構成図である。
図１５に示す通り、高温領域抽出装置１は、制御部１００と、撮像部１１０と、記憶部１２０とを備える。
撮像部１１０は、直流電源ＰＳがストリングＳＴに電源電圧ＡｐＶを印可する前のアレイＡＲを撮像し、撮像したアレイＡＲの表面の温度分布情報を示す第１温度画像Ｐ１を生成する。また、撮像部１１０は、直流電源ＰＳがストリングＳＴに電源電圧ＡｐＶを印可した後のアレイＡＲを撮像し、撮像したアレイＡＲの表面の温度分布情報を示す第２温度画像Ｐ２を生成する。撮像部１１０とは、例えば、赤外線カメラである。撮像部１１０は、生成した第１温度画像Ｐ１、および第２温度画像Ｐ２を制御部１００へ供給する。以降の説明において、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを特に区別しない場合には、総称して温度画像Ｐと記載する。
【００８６】
以下、図１６を参照して温度画像Ｐに撮像されるアレイＡＲの一例について説明する。図１６は、本実施形態における第１温度画像Ｐ１の一例を示す模式図である。図１６に示す通り、温度画像Ｐには、アレイＡＲの全体が撮像される。具体的には、撮像部１１０が、クラスタＣＳ１、クラスタＣＳ２、およびクラスタＣＳ３を含むストリングＳＴの全体を撮像する。すなわち、この一例では、アレイＡＲには、ストリングＳＴが含まれ、ストリングＳＴには、クラスタＣＳ１、クラスタＣＳ２、およびストリングＳＴ３が含まれる。
この一例では、高温領域抽出装置１が温度が上昇しているか否かを抽出する検出対象の領域である検査対象領域ＣＡＲが温度画像Ｐに撮像されるアレイＡＲ全体である。
【００８７】
この一例では、撮像部１１０がアレイＡＲを撮像し、第１温度画像Ｐ１を撮像した後に、直流電源ＰＳからアレイＡＲに電源電圧ＡｐＶが印加される。つまり、この一例では、撮像部１１０が、第１温度画像Ｐ１を生成した後に、第２温度画像Ｐ２が生成される。つまり、撮像部１１０は、互いに異なる時刻において第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを生成する。
【００８８】
なお、上述では、検査対象領域ＣＡＲが温度画像Ｐに撮像されるアレイＡＲ全体である場合について説明したが、これに限られない。温度画像Ｐには、複数のアレイＡＲが撮像されていてもよい。この場合、高温領域抽出装置１は、既知の方法によって、温度画像Ｐに撮像されるアレイＡＲに基づいて、撮像されるアレイＡＲの位置や、検査対象領域ＣＡＲの位置等を検出してもよい。
【００８９】
図１５に戻り、記憶部１２０には、閾値情報ＴＨが記憶される。閾値情報ＴＨとは、バイパスダイオードＤｐが開放故障することにより、アレイＡＲの表面が温度上昇する場合、バイパスダイオードＤｐが故障していると判定する温度の値を示す情報である。
【００９０】
制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備えており、取得部１０１と、差分領域抽出部１０２と、高温領域抽出部１０３とを備える。
取得部１０１は、撮像部１１０から第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを取得する。取得部１０１は、取得した第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを差分領域抽出部１０２へ供給する。
【００９１】
差分領域抽出部１０２は、取得した第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とに基づいて、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とに示されるアレイＡＲの表面温度の温度分布に差が生じて領域である差分領域ＤＡＲを抽出する。
【００９２】
次に、図１７を参照して、差分領域抽出部１０２が抽出する差分領域ＤＡＲの一例について説明する。図１７は、本実施形態における差分領域ＤＡＲの一例を示す模式図である。
この一例では、アレイＡＲに含まれるストリングＳＴのうち、クラスタＣＳ２のバイパスダイオードＤｐ２が開放故障している。すなわち、バイパスダイオードＤｐ２が開放故障していることに伴い、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とでは、第２温度画像Ｐ２に示されるアレイＡＲの表面の温度分布情報の方が高い。すなわち、図１６に示す通り、差分領域抽出部１０２は、第１温度画像Ｐ１、および第２温度画像Ｐ２に撮像されるアレイＡＲの全体を差分領域ＤＡＲとして抽出する。
図１５に戻り、差分領域抽出部１０２は、抽出した差分領域ＤＡＲを示す情報を高温領域抽出部１０３へ供給する。
【００９３】
高温領域抽出部１０３は、差分領域抽出部１０２から差分領域ＤＡＲを示す情報を取得する。高温領域抽出部１０３は、差分領域ＤＡＲと、閾値情報ＴＨとに基づいて、高温領域ＨＡＲを抽出する。高温領域ＨＡＲとは、検査対象領域ＣＡＲのうち、バイパスダイオードＤｐの開放故障によって、アレイＡＲの表面の温度が閾値情報ＴＨが示す温度よりも高い温度の領域である。例えば、高温領域抽出部１０３は、第２温度画像Ｐ２に示される温度分布のうち、差分領域ＤＡＲによって示されるアレイＡＲの領域の温度分布が、記憶部１２０に記憶される閾値情報ＴＨより高い領域を高温領域ＨＡＲとして抽出する。
【００９４】
なお、この一例では、高温領域抽出部１０３が、第２温度画像Ｐ２に示される温度分布情報と、閾値情報ＴＨとを比較することにより高温領域ＨＡＲを抽出する場合について説明したが、これに限られない。高温領域抽出部１０３は、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とに示される温度分布情報の差分を示した差分画像に基づいて、高温領域ＨＡＲを抽出してもよい。
【００９５】
以下、図１８を参照して、高温領域ＨＡＲの一例について説明する。図１８は、本実施形態における高温領域ＨＡＲの一例を示す模式図である。
上述したように、この一例では、ストリングＳＴに含まれるクラスタＣＳ２のバイパスダイオードＤｐ２が開放故障している。これにより、クラスタＣＳ１、およびクラスタＣＳ３と比較してクラスタＣＳ２の温度が高くなる。高温領域抽出部１０３は、差分領域ＤＡＲが示すアレイＡＲの領域のうち、閾値情報ＴＨより高い温度を示す領域を高温領域ＨＡＲとして抽出する。すなわち、この一例では、高温領域抽出部１０３は、図１８に示すクラスタＣＳ２の領域を高温領域ＨＡＲとして抽出する。
【００９６】
以下、図１９を参照して高温領域抽出装置１の動作について説明する。図１９は、本実施形態における高温領域抽出装置１の動作の一例を示す流れ図である。
撮像部１１０は、直流電源ＰＳがアレイＡＲに電源電圧ＡｐＶを印加する前のアレイＡＲを撮像し、第１温度画像Ｐ１を生成する（ステップＳ１００）。撮像部１１０は、第１温度画像Ｐ１を取得部１０１へ供給する（ステップＳ１１０）。また、撮像部１１０は、直流電源ＰＳがアレイＡＲに電源電圧ＡｐＶを印加した後のアレイＡＲを撮像し、第２温度画像Ｐ２を生成する（ステップＳ１２０）。撮像部１１０は、生成した第２温度画像Ｐ２を取得部１０１へ供給する（ステップＳ１３０）。
【００９７】
取得部１０１は、撮像部１１０から第１温度画像Ｐ１を取得する（ステップＳ１４０）。また、取得部１０１は、撮像部１１０から第２温度画像Ｐ２を取得する（ステップＳ１５０）。取得部１０１は、取得した第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを差分領域抽出部１０２へ供給する（ステップＳ１６０）。
【００９８】
差分領域抽出部１０２は、取得部１０１から第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを取得する（ステップＳ１７０）。差分領域抽出部１０２は、温度画像Ｐ撮像される検査対象領域ＣＡＲから差分領域ＤＡＲを抽出する（ステップＳ１８０）。差分領域抽出部１０２は、抽出した差分領域ＤＡＲを高温領域抽出部１０３へ供給する（ステップＳ１９０）。
【００９９】
高温領域抽出部１０３は、差分領域抽出部１０２から検査対象領域ＣＡＲのうち、差分領域ＤＡＲを示す情報を取得する（ステップＳ２００）。高温領域抽出部１０３は、記憶部１２０から閾値情報ＴＨを読み出す（ステップＳ２１０）。高温領域抽出部１０３は、差分領域ＤＡＲと、閾値情報ＴＨとに基づいて、高温領域ＨＡＲを抽出する（ステップＳ２２０）。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態の高温領域抽出装置１は、制御部１００と、撮像部１１０と、記憶部１２０とを備える。
撮像部１１０は、バイパスダイオードＤｐと、１つ以上のセルＣＬとが並列に接続されたクラスタＣＳが直列に複数接続されたアレイＡＲを撮像して、アレイＡＲの表面の温度分布情報を示す温度画像Ｐを生成する。撮像部１１０は、生成した温度画像Ｐを制御部１００へ供給する。
制御部１００は、取得部１０１と、差分領域抽出部１０２と、高温領域抽出部１０３とをその機能部として備える。取得部１０１は、アレイＡＲの特定の箇所である検査対象領域ＣＡＲの、接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴う温度変化を示す複数の画像であって、互いに異なる時刻において撮像部１１０が撮像した第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを取得する。取得部１０１は、取得した第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを差分領域抽出部１０２へ供給する。
【０１０１】
差分領域抽出部１０２は、取得部１０１が取得した第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とに示される温度分布情報の差に基づいて、差分領域ＤＡＲを抽出する。差分領域抽出部１０２は、抽出した差分領域ＤＡＲを高温領域抽出部１０３へ供給する。
高温領域抽出部１０３は、アレイＡＲの検査対象領域ＣＡＲに含まれる差分領域ＤＡＲのうち、閾値情報ＴＨに基づいて高温領域ＨＡＲを抽出する。
【０１０２】
これにより、本実施形態の高温領域抽出装置１は、アレイＡＲが撮像された温度画像Ｐに基づいて、バイパスダイオードＤｐの故障に伴うアレイＡＲの表面温度が上昇している領域を抽出することができる。
従来の技術では、クラスタＣＳが備えるバイパスダイオードＤｐが開放故障することに伴い、接続箱ＪＢが備える逆流防止用ダイオードＤｂｆの電流値の上昇、または逆流防止用ダイオードＤｂｆ自体の温度の上昇を検出することにより、アレイＡＲの故障をストリングＳＴ毎に検出していた。
【０１０３】
しかしながら、従来の技術では、アレイＡＲに含まれる複数のストリングＳＴのうち、いずれのストリングＳＴが故障しているかを検出することができても、ストリングＳＴのうち、いずれのクラスタＣＳが故障しているかを検出する手間を低減することができない場合があった。特に、メガソーラー等のように、１つのストリングＳＴに多数のクラスタＣＳが含まれているアレイＡＲが多数設置されている場合には、バイパスダイオードＤｐの故障を検出する手間を低減することができない場合があった。
【０１０４】
また、従来の技術では、バイパスダイオードＤｐの故障を逆流防止用ダイオードＤｂｆの状態によって検出するため、アレイＡＲと接続される接続箱ＪＢの回路と、アレイＡＲの位置の対応を示す情報が求められる場合があった。
【０１０５】
本実施形態の高温領域抽出装置１よれば、撮像部１１０が直流電源ＰＳが電源電圧ＡｐＶを接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに印加する前の第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とを撮像する。これにより、高温領域抽出装置１は、検査対象領域ＣＡＲを面的に検出することができる。
検査対象領域ＣＡＲを面的に検出することにより、アレイＡＲの故障領域を、ストリングＳＴ等の回路毎ではなく、検査対象領域ＣＡＲに含まれる高温領域ＨＡＲとして面的に抽出することができる。
つまり、本実施形態の高温領域抽出装置１によれば、温度画像Ｐに基づいて高温領域ＨＡＲを面的に抽出することにより、バイパスダイオードＤｐの開放故障を検出するに際して、従来の技術で必要であった、逆流防止用ダイオードＤｂｆの電流値、または温度を検出するセンサを設置する手間を低減することができる。
【０１０６】
また、本実施形態の高温領域抽出装置１によれば、温度画像Ｐに基づいて高温領域ＨＡＲを面的に抽出することにより、高温領域ＨＡＲが抽出されるアレイＡＲの領域のうち、いずれのクラスタＣＳにバイパスダイオードＤｐの開放故障が生じているかを抽出することができる。
つまり、本実施形態の高温領域抽出装置１は、温度画像Ｐに基づいて高温領域ＨＡＲを抽出することにより、バイパスダイオードＤｐの開放故障を検出するに際して、接続箱ＪＢの回路と、アレイＡＲの位置の対応を示す情報を用いる手間を低減することができる。
すなわち、本実施形態の高温領域抽出装置１によれば、バイパスダイオードＤｐの開放故障を検出する手間を低減することができる。
【０１０７】
なお、上述では、第１温度画像Ｐ１がアレイＡＲの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加される前に撮像部１１０が撮像した温度画像Ｐである場合について説明したが、これに限られない。第１温度画像Ｐ１は、アレイＡＲの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加された直後の温度画像Ｐであってもよい。具体的には、第１温度画像Ｐ１は、電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴う、アレイＡＲの温度の上昇が少ないアレイＡＲが撮像された温度画像Ｐであれば、いずれの時刻に撮像された温度画像Ｐであってもよい。
すなわち、第１温度画像Ｐ１が、電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴う、アレイＡＲの温度の上昇が少ないアレイＡＲが撮像された温度画像Ｐであれば、アレイＡＲの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加される回数が複数回であってもよい。
【０１０８】
また、上述では、クラスタＣＳが備える集合セルＣＬＳには、集合セルＣＬＳが発電するために十分な日射光が照射されている場合であって、かつクラスタＣＳ２が備えるバイパスダイオードＤｐ２が開放故障している場合について説明したが、これに限られない。
本実施形態の高温領域抽出装置１は、クラスタＣＳが備える各セルに対して日射光等の光の照射の有無にかかわらず、バイパスダイオードＤｐが故障していることに伴い、アレイＡＲの表面が温度上昇している領域を検出することができる。つまり、高温領域抽出装置１は、高温領域抽出装置１が備えるクラスタＣＳの一部が影の影響により、電力を発電していない場合であっても、バイパスダイオードＤｐが開放故障してアレイＡＲの表面が温度上昇している領域を検出することができる。
【０１０９】
［直流電源ＰＳから電圧の印加：バイパスダイオードＤｐ故障時および影が生じている時の動作］
以下、図２０を参照して、直流電源ＰＳが接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに電圧を印加した場合のストリングＳＴの動作について説明する。図２０は、本実施形態におけるアレイＡＲに直流電源ＰＳが電圧を印加した場合の影が生じている時のストリングＳＴの構成の詳細な一例を示す構成図である。
図２０に示す通り、この一例では、クラスタＣＳ２が備える各セルのうち、一部が日射光等の光の照射に伴い電力を発電しており、一部が影の影響により、電力を発電していない場合の動作の一例を示す模式図である。また、この一例ではクラスタＣＳ２が備えるバイパスダイオードＤｐ２が開放故障している。つまり、バイパスダイオードＤｐ２の端子ＴＤ２ｋと、端子ＴＤ２ａとが接続されておらず、開放状態である。
【０１１０】
上述したように、集合セルＣＬＳ２には、セルＣＬと、非発電セルＳＣＬとが含まれる。これにより、集合セルＣＬＳ２に流れる電流Ｉ２２が制限される。すなわち、集合セルＣＬＳ２は、発電するに際して必要な光の照射が得られない場合、抵抗が大きくなる。
この一例の場合、上述したように、端子ＴＤ２ｋと、端子ＴＤ２ａとが接続されておらず、開放状態であるため、クラスタＣＳ３からクラスタＣＳ２へ流入する電流Ｉ３３は、集合セルＣＬＳ２へ流れる。すなわち、電流Ｉ３３が抵抗である集合セルＣＬＳ２に流れることで、集合セルＣＬＳ２に含まれる各セルＣＬが高温になる。
【０１１１】
つまり、接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに直流電源ＰＳから電源電圧ＡｐＶを印加することにより、アレイＡＲに照射される光の有無にかかわらず、バイパスダイオードＤｐ故障により生じるアレイＡＲの表面が温度上昇している領域を検出することができる。
【０１１２】
なお、上述した直流電源ＰＳから接続箱ＪＢを介してアレイＡＲに印加する電源電圧ＡｐＶは、ＡｐＶ＝発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳの数×発電可能なセルＣＬを含むクラスタＣＳに生じる電圧＋非発電セルＳＣＬを含むクラスタＣＳの数×非発電セルＳＣＬを含むクラスタＣＳに生じる電圧の条件を満たす電圧値であれば、いずれの電圧値であってもよい。
【０１１３】
上述したように、集合セルＣＬＳ２には、セルＣＬと、非発電セルＳＣＬとが含まれる。これにより、集合セルＣＬＳ２に流れる電流Ｉ２２が制限される。すなわち、集合セルＣＬＳ２は、発電するに際して必要な光の照射が得られない場合、抵抗が大きくなる。
この一例の場合、上述したように、端子ＴＤ２ｋと、端子ＴＤ２ａとが接続されておらず、開放状態であるため、クラスタＣＳ３からクラスタＣＳ２へ流入する電流Ｉ３３は、集合セルＣＬＳ２へ流れる。すなわち、電流Ｉ３３が抵抗である集合セルＣＬＳ２に流れることで、集合セルＣＬＳ２に含まれる各セルＣＬが高温になる。
【０１１４】
また、上述では、第２温度画像Ｐ２が接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加された後に撮像部１１０が撮像した温度画像Ｐである場合について説明したが、これに限られない。第２温度画像Ｐ２は、接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加中の温度画像Ｐであってもよい。また、第２温度画像Ｐ２は、接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが所定の時間印加された後の温度画像Ｐであってもよい。具体的には、第２温度画像Ｐ２は、電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴うアレイＡＲの温度の上昇の経過があるアレイＡＲが撮像された温度画像Ｐであれば、いずれの時刻に撮像された温度画像Ｐであってもよい。
すなわち、第２温度画像Ｐ２は、電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴うアレイＡＲの温度の上昇の経過があるアレイＡＲが撮像された温度画像Ｐであれば、アレイＡＲの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加される回数が複数回であってもよい。
【０１１５】
また、上述では、撮像部１１０が、第１温度画像Ｐ１を撮像した後、第２温度画像Ｐ２を撮像する場合について説明したが、これに限られない。第１温度画像Ｐ１が、電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴う、アレイＡＲの温度の上昇が少ないアレイＡＲが撮像された温度画像Ｐであって、かつ第２温度画像Ｐ２は、電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴うアレイＡＲの温度の上昇の経過があるアレイＡＲが撮像された温度画像Ｐであれば、第１温度画像Ｐ１より以前に第２温度画像Ｐ２が撮像されていてもよい。
【０１１６】
以上説明したように、第１温度画像Ｐ１は、接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加される前、または印加された直後の温度画像Ｐである。また、第２温度画像Ｐ２は、接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加中、または所定の時間印加された後の温度画像Ｐである。取得部１０１は、第２温度画像Ｐ２が撮像された時刻より以前に第１温度画像Ｐ１を取得する。
【０１１７】
これにより、本実施形態の高温領域抽出装置１は、接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴う温度の上昇が少ない第１温度画像Ｐ１を撮像する。また、本実施形態の高温領域抽出装置１は、第１温度画像Ｐ１を撮像した後、接続箱ＪＢの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴うアレイＡＲの温度の上昇の経過がある第２温度画像Ｐ２を撮像する。
【０１１８】
ここで、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２を撮像するに際して、第２温度画像Ｐ２を先に撮像した場合を一例に説明する。この場合、第２温度画像Ｐ２を撮像した直後では、アレイＡＲの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴うアレイＡＲの温度の上昇が生じている。つまり、第１温度画像Ｐ１を撮像するに際して、アレイＡＲの温度の上昇が少ない状態となるまで時間を要する場合がある。
【０１１９】
すなわち、本実施形態の高温領域抽出装置１によれば、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とのうち、第１温度画像Ｐ１を撮像することにより、アレイＡＲの温度の上昇が少ない状態となるまで要する時間を低減することができる。つまり、本実施形態の高温領域抽出装置１によれば、第１温度画像Ｐ１と、第２温度画像Ｐ２とのうち、第１温度画像Ｐ１を撮像することにより、バイパスダイオードＤｐの開放故障を検出する時間を低減することができる。
【０１２０】
また、上述では、撮像部１１０が検査対象領域ＣＡＲであるアレイＡＲ全体を撮像する場合について説明したが、これに限られない。撮像部１１０がアレイＡＲを撮像し、生成される温度画像Ｐには、少なくとも２つのクラスタＣＳが撮像されていればよい。
【０１２１】
以上説明したように、撮像部１１０は、アレイＡＲのうち、少なくとも２つのクラスタＣＳを撮像し、温度画像Ｐを生成する。
これにより、本実施形態の高温領域抽出装置１は、２つのクラスタＣＳの温度画像Ｐを撮像する。したがって、本実施形態の高温領域抽出装置１は、アレイＡＲの電力出力端ＴＳＰに電源電圧ＡｐＶが印加されることに伴う２つのクラスタＣＳの温度の変化を比較することができる。つまり、本実施形態の高温領域抽出装置１は、少なくとも２つのクラスタＣＳが撮像されていれば、温度の変化を比較することにより、バイパスダイオードＤｐの開放故障の有無を検出することができる。すなわち、本実施形態の高温領域抽出装置１は、多数のアレイＡＲが撮像された画像であっても、少なくとも２つのクラスタＣＳが検出できる温度画像Ｐであれば、バイパスダイオードＤｐの開放故障の有無を検出することができる。
つまり、本実施形態の高温領域抽出装置１によれば、バイパスダイオードＤｐの開放故障を検出する手間を低減することができる。
【０１２２】
＜変形例＞
以下、実施形態に係る変形例について説明する。
上述した実施形態では、差分領域抽出部１０２は、撮像部１１０が撮像し、生成する温度画像Ｐに基づいて、差分領域ＤＡＲを抽出する場合について説明した。変形例では、差分領域抽出部１０２は、温度画像Ｐの二値化画像に基づいて、差分領域ＤＡＲを抽出する場合について説明する。
なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２３】
差分領域抽出部１０２は、取得部１０１から撮像部１１０が生成した第１温度画像Ｐ１及び第２温度画像Ｐ２を取得する。差分領域抽出部１０２は、取得した第１温度画像Ｐ１及び第２温度画像Ｐ２の差分に基づいて、二値化画像ＰＢを生成する。具体的には、差分領域抽出部１０２は、第２温度画像Ｐ２の画素と、当該画素に対応する第１温度画像Ｐ１の画素との温度差を算出する。第２温度画像Ｐ２の画素と、当該画素に対応する第１温度画像Ｐ１の画素とは、第２温度画像Ｐ２に撮像されるアレイＡＲのある位置と同じ位置を示す第１温度画像Ｐ１の画素である。差分領域抽出部１０２は、算出した温度差が所定の閾値以上である場合、当該画素を「２５５」とし、所定の閾値より小さい場合、当該画素を「１」して、二値化画像ＰＢを生成する。所定の閾値とは、撮像部１１０がアレイＡＲを撮像し、第１温度画像Ｐ１を生成してから、次にアレイＡＲを撮像し第２温度画像Ｐ２を生成するまでの時間に生じる温度変化を示す値であって、アレイＡＲが高温に変化したことを示す温度変化の値である。差分領域抽出部１０２は、二値化画像ＰＢのうち、値が「２５５」である画素が複数隣接する領域を差分領域ＤＡＲとして抽出する。差分領域抽出部１０２は、抽出した差分領域ＤＡＲを高温領域抽出部１０３に供給する。
【０１２４】
［二値化画像の差分領域について（直流電源印加から３０秒経過時）］
以下、図２１〜図２３を参照し、差分領域抽出部１０２が二値化画像に基づいて、差分領域ＤＡＲを抽出する詳細について説明する。
図２１は、変形例の差分領域ＤＡＲの一例を示す第１の画像である。
図２１（ａ）は、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加される前に撮像した第１温度画像Ｐ１と、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加されてから３０秒が経過した後の第２温度画像Ｐ２とに基づいて生成された二値化画像ＰＢ１の一例を示す画像Ｇ１である。図２１（ｂ）は、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加されてから３０秒が経過した後の第２温度画像Ｐ２の一例を示す画像Ｇ２である。
この一例では、図２１（ｂ）、図２２（ｂ）及び図２３（ｂ）に示される領域ＦＤ９９がアレイＡＲの故障している領域を示す場合について説明する。
図２１（ａ）に示す通り、差分領域抽出部１０２は、第１温度画像Ｐ１及び第２温度画像Ｐ２に基づいて、二値化画像ＰＢ１を生成し、領域ＦＤ９９に対応する領域である領域ＦＤ１を差分領域ＤＡＲとして抽出する。
高温領域抽出装置１は、二値化画像ＰＢに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合、直流電源ＰＳをアレイＡＲに印加してから短時間（この一例では、３０秒）であっても、アレイＡＲの故障に対応する領域を差分領域ＤＡＲとして抽出することができる。
【０１２５】
［二値化画像の差分領域について（直流電源印加から６０秒経過時）］
図２２は、変形例の差分領域ＤＡＲの一例を示す第２の画像である。
図２２（ａ）は、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加される前に撮像した第１温度画像Ｐ１と、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加されてから６０秒が経過した後の第２温度画像Ｐ２とに基づいて生成された二値化画像ＰＢ２の一例を示す画像Ｇ３である。図２２（ｂ）は、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加されてから６０秒が経過した後の第２温度画像Ｐ２の一例を示す画像Ｇ４である。
図２２（ａ）に示す通り、差分領域抽出部１０２は、第１温度画像Ｐ１及び第２温度画像Ｐ２に基づいて、二値化画像ＰＢ２を生成し、領域ＦＤ９９に対応する領域である領域ＦＤ２を差分領域ＤＡＲとして抽出する。
【０１２６】
［二値化画像の差分領域について（直流電源印加から１２０秒経過時）］
図２３は、変形例の差分領域ＤＡＲの一例を示す第３の画像である。
図２３（ａ）は、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加される前に撮像した第１温度画像Ｐ１と、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加されてから１２０秒が経過した後の第２温度画像Ｐ２とに基づいて生成された二値化画像ＰＢ３の一例を示す画像Ｇ５である。図２３（ｂ）は、アレイＡＲに直流電源ＰＳが印加されてから１２０秒が経過した後の第２温度画像Ｐ２の一例を示す画像Ｇ６である。
図２３（ａ）に示す通り、差分領域抽出部１０２は、第１温度画像Ｐ１及び第２温度画像Ｐ２に基づいて、二値化画像ＰＢ２を生成し、領域ＦＤ９９に対応する領域である領域ＦＤ３を差分領域ＤＡＲとして抽出する。
【０１２７】
差分領域抽出部１０２は、抽出した差分領域ＤＡＲを高温領域抽出部１０３へ供給する。
変形例では、高温領域抽出部１０３は、差分領域抽出部１０２から取得した差分領域ＤＡＲを高温領域ＨＡＲとして抽出する。
【０１２８】
以上説明したように、変形例の高温領域抽出装置１は、撮像部１１０が撮像し、生成した温度画像Ｐに基づいて、二値化画像ＰＢを生成し、差分領域ＤＡＲを抽出する。
ここで、変形例の高温領域抽出装置１の二値化画像ＰＢでは、所定の閾値よりも高い温度の画素が「２５５」によって示され、所定の閾値よりも低い温度の画素が「１」によって示される。これにより、同じ撮像範囲の温度画像Ｐと、二値化画像ＰＢとでは、二値化画像ＰＢの方が画像の情報量が少ない。高温領域抽出装置１は、画像の情報量が少ない二値化画像ＰＢに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合には、温度画像Ｐに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合と比較して処理にかかる負荷を低減することができる。
【０１２９】
また、変形例の高温領域抽出装置１は、二値化画像ＰＢに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合には、温度画像Ｐに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合と比較して短時間でアレイＡＲの故障に対応する領域を差分領域ＤＡＲとして抽出することができる。したがって、変形例の高温領域抽出装置１によれば、高温領域ＨＡＲを抽出するまでに要する時間を短縮することができる。
【０１３０】
また、上述したように、温度画像Ｐと、二値化画像ＰＢとでは、二値化画像ＰＢの方が画像の情報量が少ない場合がある。また、差分領域抽出部１０２は、二値化画像ＰＢのうち、値が一致する画素が複数隣接する領域のうち、閾値よりも高い温度を示す画素（この一例では、「２５５」の画素）が複数隣接する領域を差分領域ＤＡＲとして抽出する。変形例の高温領域抽出装置１は、二値化画像ＰＢに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出することにより、温度画像Ｐに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合と比較して、差分領域ＤＡＲを抽出する処理が容易である。
これにより、変形例の高温領域抽出装置１は、高温領域ＨＡＲを抽出するために要する時間を低減することができる。
【０１３１】
また、上述したように、温度画像Ｐと、二値化画像ＰＢとでは、二値化画像ＰＢの方が画像の情報量が少ない場合がある。また、画像等を記憶する記憶媒体は、記憶する情報の量が少ない方が記憶媒体の体積を低減できる場合がある。したがって、変形例の高温領域抽出装置１は、二値化画像ＰＢに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合には、高温領域抽出装置１を小型化することができる。
【０１３２】
また、上述したように、温度画像Ｐと、二値化画像ＰＢとでは、二値化画像ＰＢの方が直流電源ＰＳをアレイＡＲに印加してから短時間でアレイＡＲの故障に対応する領域を差分領域ＤＡＲとして抽出することができる。つまり、温度画像Ｐに基づいて、差分領域ＤＡＲを抽出する場合と、二値化画像ＰＢに基づいて差分領域ＤＡＲを抽出する場合とでは、後者の方がアレイＡＲに直流電源ＰＳを印加する時間を短縮することができる。ここで、アレイＡＲに直流電源ＰＳを印加する時間を短縮することができる場合には、直流電源ＰＳが出力する電力を低減することができる場合がある。この場合、直流電源ＰＳの体積を低減できる場合がある。
これにより、変形例の高温領域抽出装置１は、二値化画像ＰＢに基づいて高温領域ＨＡＲを抽出する場合には、温度画像Ｐに基づいて高温領域ＨＡＲを抽出する場合と比較して高温領域抽出装置１を小型化することができる。
【０１３３】
なお、上記の各実施形態における高温領域抽出装置１が備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【０１３４】
なお、高温領域抽出装置１が備える各部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、高温領域抽出装置１が備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【０１３５】
また、高温領域抽出装置１が備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１３６】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【０１３７】
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１…高温領域抽出装置、１００…制御部、１０１…取得部、１０２…差分領域抽出部、１０３…高温領域抽出部、１１０…撮像部、１２０…記憶部、ＡＣＬ…異常セル、ＡｐＶ…電源電圧、ＡＲ…アレイ、ＣＡＲ…検査対象領域、ＣＬ…セル、ＣＬＳ、ＣＬＳ１、ＣＬＳ２、ＣＬＳ３…集合セル、ＣＳ、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３…クラスタ、ＤＡＲ…差分領域、Ｄｂ、Ｄｂｆ、Ｄｂｆ１、Ｄｂｆ２、Ｄｂｆ３…逆流防止用ダイオード、Ｄｐ、Ｄｐ１、Ｄｐ２、Ｄｐ３…バイパスダイオード、ＨＡＲ…高温領域、ＪＢ…接続箱、Ｍ…架台、ＯＳＷ…出力開閉器、Ｐ、Ｐ１、Ｐ２…第２温度画像、ＰＣ…パワーコンディショナ、ＰＳ…直流電源、ＳＰＳ…太陽光発電システム、ＳＳＷ、ＳＳＷ１、ＳＳＷ２、ＳＳＷ３…ストリング開閉器、ＳＴ、ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３…ストリング、ＴＳＰ…電力出力端、ＷＲ、ＷＲ１、ＷＲ１１、ＷＲ１２、ＷＲ１３、ＷＲ１４、ＷＲ２、ＷＲＮ、ＷＲＰ…配線
【図１】
0006769607.tif 000002
【図２】
0006769607.tif 000003
【図３】
0006769607.tif 000004
【図４】
0006769607.tif 000005
【図５】
0006769607.tif 000006
【図６】
0006769607.tif 000007
【図７】
0006769607.tif 000008
【図８】
0006769607.tif 000009
【図９】
0006769607.tif 000010
【図１０】
0006769607.tif 000011
【図１１】
0006769607.tif 000012
【図１２】
0006769607.tif 000013
【図１３】
0006769607.tif 000014
【図１４】
0006769607.tif 000015
【図１５】
0006769607.tif 000016
【図１６】
0006769607.tif 000017
【図１７】
0006769607.tif 000018
【図１８】
0006769607.tif 000019
【図１９】
0006769607.tif 000020
【図２０】
0006769607.tif 000021
【図２１】
0006769607.tif 000022
【図２２】
0006769607.tif 000023
【図２３】
0006769607.tif 000024