(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の検査信号を生成する検査信号生成部と、
直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極に前記検査信号が印加される検査信号正極印加、および前記太陽電池ストリングの負極に前記検査信号が印加される検査信号負極印加が順次行われるように、前記検査信号生成部の接続を切り替える接続切替部と、
前記検査信号正極印加の場合と前記検査信号負極印加の場合とについて、前記検査信号が印加された極から故障位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測部と、
前記検査信号正極印加の場合に得られた前記指標値と前記検査信号負極印加の場合に得られた前記指標値との比から、前記故障位置を求める故障位置判定部とを備えていることを特徴とする太陽光発電システムの検査装置。
【請求項２】
前記太陽電池ストリングが発電状態であるかどうかを検出する状態検出部と、
前記状態検出部にて太陽電池ストリングが発電状態であることが検出されたときに、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査が行われるように、これら各部を制御する第１制御部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールは、バイパスダイオードが並列に接続され、
前記検査信号の電圧は、前記バイパスダイオードの順方向電圧以下の電圧に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項４】
前記太陽電池ストリングにおける地絡の有無を検査する地絡検査部を備え、
前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査に先立って、前記地絡検査部による検査が行われ、前記地絡検査部にて前記地絡が検出された場合に、前記故障検査を中止させる第２制御部とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項５】
前記太陽電池ストリングの出力電流を計測する電流計測部と、
前記太陽電池ストリングの出力経路を、電力供給経路と前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査が行われる検査経路との間にて切替える経路切替部と、
前記太陽電池ストリングに対して前記故障検査が行われる場合、かつ前記電流計測部にて計測される前記出力電流が所定の閾値以下の場合に、前記太陽電池ストリングの出力経路が前記電力供給経路から前記検査装置に切り替えられるように経路切替部を制御する第３制御部とを備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項６】
太陽電池ストリングの正極と負極との間の極間電圧、または前記正極と前記負極との間の極間電流を計測する極間計測部と、
前記極間電流または前記極間電圧が前記太陽電池ストリングのケーブル断線を示すものであった場合に、前記太陽電池ストリングを断線有りと判定する断線判定部とを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項７】
前記指標値計測部は、前記検査信号を前記太陽電池ストリングの正極に印加した場合と負極とに印加した場合との各々の場合に計測される電流、または電流および電圧から前記指標値を取得し、前記電流、または前記電流および前記電圧に対してノイズ成分を除去するフィルタ処理を行うフィルタ処理部を含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項８】
前記指標値計測部は、終端インピーダンスを備え、前記太陽電池ストリングの正極と負極とに前記検査信号を順次印加する場合、前記検査信号を印加する極と反対側の極を前記終端インピーダンスを介してグランドに接続することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項９】
前記太陽電池ストリングを複数の小ストリングに分断された状態と分断されていない状態とに切り替えるストリング分断切替部を備え、
前記接続切替部は、前記の各小ストリングに対して、前記検査信号正極印加および前記検査信号負極印加が順次行われるように、前記検査信号生成部の接続を切り替え、
前記第１制御部は、前記の各小ストリングに対して、前記ストリング分断切替部、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による故障検査が行われるように、これら各部を制御することを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１０】
太陽電池ストリングの太陽電池モジュールに含まれる、隣り合う太陽電池モジュール同士にて直列接続の状態に存在する直列抵抗の抵抗値を測定する抵抗値測定部と、
前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査が、前記直列抵抗の抵抗値が所定の閾値よりも小さい状態にて行われる場合に、前記直列抵抗の抵抗値が所定の閾値よりも大きい状態にて前記故障検査が行われる場合よりも、前記検査信号の周波数を高くする周波数調整部とを備えていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１１】
前記検査信号生成部は、一端側がグランドに接続され、他端側が前記正極と前記負極とに順次接続される線路に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子にオンオフ動作を繰り返し行わせるオンオフ駆動部とを備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１２】
前記指標値計測部は付加インピーダンスを備え、
前記故障位置判定部による前記故障位置を求める第１の判定動作にて故障位置無しと判定された場合に、前記太陽電池ストリングの正極または負極のみが前記付加インピーダンスを介してグランドに接続され、この状態にて前記検査信号正極印加および前記検査信号負極印加が順次行われた後、前記故障位置判定部による第２の判定動作が行われるように、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を制御する第４制御部を備え、
前記故障位置判定部は、前記第２の判定動作にて、前記検査信号正極印加の場合の前記指標値と前記検査信号負極印加の場合の前記指標値とを比較し、これら両指標値が異なる場合に、前記太陽電池ストリングの故障位置を太陽電池ストリングの中央の位置と判定することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１３】
前記太陽電池ストリングの正極と負極とを短絡した両極短絡状態と正極と負極とが短絡していない両極非短絡状態とを切り替える短絡非短絡切替部と、
前記指標値は、インピーダンス、または前記検査信号を印加することにより前記太陽電池ストリングを流れる電流であり、
前記指標値計測部による、前記検査信号正極印加の場合および前記検査信号負極印加の場合に前記指標値を計測する第１の指標値計測動作が行われ、前記故障位置判定部による前記故障位置を求める第１の判定動作にて故障位置無しと判定された場合に、前記太陽電池ストリングが前記両極短絡状態となり、この状態にて前記検査信号正極印加または前記検査信号負極印加により前記指標値が計測され、その後、前記故障位置判定部による第２の判定動作が行われるように、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部、前記故障位置判定部および前記短絡非短絡切替部を制御する第５制御部を備え、
前記故障位置判定部は、前記第２の判定動作にて、前記第１の指標値計測動作による前記検査信号正極印加の場合または前記検査信号負極印加の場合の前記指標値と前記両極非短絡状態の場合の前記指標値とを比較し、これら両指標値が異なる場合に、前記太陽電池ストリングの故障位置を太陽電池ストリングの中央の位置と判定することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１４】
前記指標値はインピーダンスであることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１５】
前記指標値は前記検査信号を印加することにより前記太陽電池ストリングを流れる電流であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１６】
前記指標値は定在波比であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の太陽光発電システムの検査装置。
【請求項１７】
直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極と負極とに交流の検査信号を順次印加し、各々の場合について、前記検査信号を印加した極から故障位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測工程と、
前記検査信号を正極に印加した場合に得た前記指標値と負極に印加した場合に得た前記指標値との比から、前記故障位置を求める判定工程とを備えていることを特徴とする太陽光発電システムの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムの故障の有無を検査する太陽光発電システムの検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続された太陽電池ストリングを備えている。このような太陽電池ストリングでは、太陽電池モジュールの故障や太陽電池モジュール同士を接続するケーブルの断線などの故障を生じることがある。このため、太陽光発電システムでは、安定した電力供給を行うため、太陽電池ストリングの故障の有無を適宜調べる必要がある。太陽電池ストリングの故障の有無を調べる技術としては、例えば特許文献１，２に開示されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に開示された構成では、ｎ個の太陽電池モジュールを直列接続し、第１番目の太陽電池モジュールの開放端にＬＣＲメータを接続し、第ｎ番目の太陽電池モジュールの開放端を開放状態のままとし、第１番目から第ｎ番目までの太陽電池モジュールの金属製フレーム間を電気的に接続した状態を第１の接続形態とする。また、第１の接続形態において、いずれかの隣接する太陽電池モジュール間が断線した状態を第２の接続形態とする。さらに、これら第１および第２の接続形態のものを屋内に配置し、ＬＣＲメータによって、第１の接続形態で測定された静電容量と、第２の接続形態で測定された静電容量とから、断線箇所までの太陽電池モジュール枚数を求める。
【０００４】
あるいは、直列接続された上記ｎ個の太陽電池モジュールを一つの金属製架台に設置し、この金属製架台をアースに接地し、ＬＣＲメータの他方の入力端をアースに接地した状態を第１の接続形態とする。さらに、この第１の接続形態および上記第２の接続形態のものを屋外に配置し、同様にして、断線箇所までの太陽電池モジュール枚数を求める。
【０００５】
特許文献２に開示された構成は、ｎ個の太陽電池モジュールを直列接続し、第１番目の太陽電池モジュールの開放端に信号発生器の一方の出力端および波形観測装置の一方の入力端を接続し、第ｎ番目の太陽電池モジュールの開放端を開放状態のままとし、第１番目から第ｎ番目までの太陽電池モジュールの金属製フレーム間を電気的に接続し、信号発生器の他方の出力端および波形観測装置の他方の入力端を金属製フレームに接続した状態を第１の接続形態とする。また、第１の接続形態において信号発生器から開放端までのいずれかの箇所において故障ないし劣化状態にある状態を第２の接続形態とする。さらに、第１および第２の接続形態を屋内に配置し、第１および第２の接続形態において、信号発生器から出力された計測信号に対する波形観測装置で観測された観測信号から、信号発生器から故障ないし劣化状態にある箇所までの距離Ｌｘを求める。
【０００６】
あるいは、直列接続された上記ｎ個の太陽電池モジュールを一つの金属製架台に設置し、この金属製架台をアースに接地し、信号発生器の他方の出力端および波形観測装置の他方の入力端をアースに接地した状態を第１の接続形態とする。さらに、この第１の接続形態および上記第２の接続形態のものを屋外に配置し、同様にして信号発生器から故障ないし劣化状態にある箇所までの距離Ｌｘを求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６０４２５０号（２０１０年１０月１５日登録）
【特許文献２】特開２００９−０２１３４１号公報（２００９年１月２９日公開）
【特許文献３】特開２０１２−１１９３８２号公報（２０１２年６月２１日公開）
【特許文献４】特表２０１３−５２７６１３号公報（２０１３年６月２７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成では、ｎ個の太陽電池モジュールが直列接続されている太陽電池ストリングに故障がない状態（第１の状態）の静電容量Ｃｄあるいは観測信号を予め測定しておく構成となっている。このため、予め静電容量Ｃｄあるいは観測信号を測定していなければ、太陽電池ストリングが故障した場合に対応することができず、太陽電池ストリングの故障の有無を容易に検出ことができない。
【０００９】
また、特許文献１にて測定している対地間静電容量は、天候などにより日々変化するものであるため、予め測定した対地間静電容量を使用した場合には、太陽電池ストリングの故障（故障位置）を高精度に検出することができない。
【００１０】
したがって、本発明は、太陽電池ストリングの故障検査を高精度かつ容易に行うことができる太陽光発電システムの検査方法および検査装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の太陽光発電システムの検査装置は、交流の検査信号を生成する検査信号生成部と、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極に前記検査信号が印加される検査信号正極印加、および前記太陽電池ストリングの負極に前記検査信号が印加される検査信号負極印加が順次行われるように、前記検査信号生成部の接続を切り替える接続切替部と、前記検査信号正極印加の場合と前記検査信号負極印加の場合とについて、前記検査信号が印加された極から故障位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測部と、前記検査信号正極印加の場合に得られた前記指標値と前記検査信号負極印加の場合に得られた前記指標値との比から、前記故障位置を求める故障位置判定部とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、検査信号生成部は交流の検査信号を生成する。接続切替部は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極に検査信号が印加される検査信号正極印加、および太陽電池ストリングの負極に検査信号が印加される検査信号負極印加が順次行われるように、検査信号生成部の接続を切り替える。指標値計測部は、検査信号正極印加の場合と検査信号負極印加の場合とについて、検査信号が印加された極から故障位置までの太陽電池モジュールの数により変化する指標値、例えばインピーダンス、検査信号を印加することにより太陽電池ストリングを流れる電流、あるいは定在波比等を計測する。故障位置判定部は、検査信号正極印加の場合に得られた指標値と検査信号負極印加の場合に得られた指標値との比から、故障位置を求める。
【００１３】
これにより、検査対象の太陽電池ストリングについて、故障が発生していない状態の指標値（例えばインピーダンス）を予め計測しておく必要がなく、また、天候などにより日々変化する、予め計測した指標値（例えばインピーダンス）を使用することなく、太陽電池ストリングの故障位置を求めることができる。これにより、太陽電池ストリングの故障検査を高精度かつ容易に行うことができる。
【００１４】
上記の太陽光発電システムの検査装置は、前記太陽電池ストリングが発電状態であるかどうかを検出する状態検出部と、前記状態検出部にて太陽電池ストリングが発電状態であることが検出されたときに、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査が行われるように、これら各部を制御する第１制御部とを備えている構成としてもよい。
【００１５】
上記の構成において、太陽電池ストリングが発電状態であるときには、太陽電池モジュールに含まれる抵抗や静電容量等のインピーダンスは、小さくなり、検査信号を正極に印加した場合に得た指標値と負極に印加した場合に得た指標値とに及ぼす影響が小さくなる。この結果、インピーダンス（指標値）から見た太陽電池ストリングの回路は、主として例えば対地間静電容量のみの回路となり、単純化される。したがって、上記の構成によれば、検査信号を正極に印加した場合に得た指標値と負極に印加した場合に得た指標値との比から、太陽電池ストリングの故障検査をさらに高精度に行うことができる。
【００１６】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記太陽電池モジュールは、バイパスダイオードが並列に接続され、前記検査信号の電圧は、前記バイパスダイオードの順方向電圧以下の電圧に設定されている構成としてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、検査信号の電圧は、太陽電池モジュールのバイパスダイオードの順方向電圧以下の電圧に設定されているので、バイパスダイオードにはほとんど電流が流れない。これにより、太陽電池ストリングの正極および負極に検査信号を印加したそれぞれの場合において、太陽電池ストリングの故障位置に対応した適正な指標値を得ることができ、太陽電池ストリングの故障検査を高精度に行うことができる。
【００１８】
上記の太陽光発電システムの検査装置は、前記太陽電池ストリングにおける地絡の有無を検査する地絡検査部を備え、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査に先立って、前記地絡検査部による検査が行われ、前記地絡検査部にて前記地絡が検出された場合に、前記故障検査を中止させる第２制御部とを備えている構成としてもよい。
【００１９】
太陽電池ストリングに地絡が発生している場合には、太陽電池ストリングの故障検査において、太陽電池ストリングの正極および負極に検査信号を印加したそれぞれの場合に得られる指標値が不正確なものとなる。このため、太陽電池ストリングの故障検査を高精度に行うことができない。
【００２０】
したがって、太陽電池ストリングの故障検査においては、まず、太陽電池ストリングにおける地絡の有無を検査し、地絡が発生している場合には、故障検査を中止することが好ましい。これにより、太陽電池ストリングが無駄に行われる事態を防止することができる。
【００２１】
上記の太陽光発電システムの検査装置は、前記太陽電池ストリングの出力電流を計測する電流計測部と、前記太陽電池ストリングの出力経路を、電力供給経路と前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査が行われる検査経路との間にて切替える経路切替部と、前記太陽電池ストリングに対して前記故障検査が行われる場合、かつ前記電流計測部にて計測される前記出力電流が所定の閾値以下の場合に、前記太陽電池ストリングの出力経路が前記電力供給経路から前記検査装置に切り替えられるように経路切替部を制御する第３制御部とを備えている構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、電流計測部は太陽電池ストリングの出力電流を計測し、第３制御部は、太陽電池ストリングに対して故障検査が行われる場合、かつ電流計測部にて計測される前記出力電流が所定の閾値以下の場合に、太陽電池ストリングの出力経路が電力供給経路から検査装置に切り替えられるように経路切替部を制御する。
【００２３】
これにより、太陽電池ストリングの出力経路を切り替える場合に、アーク発生による悪影響を受けることがなく、また、例えば切替えリレーとして廉価な低耐圧のものを使用可能であり、容易かつ安全に切り替え動作を行うことができる。
【００２４】
上記の太陽光発電システムの検査装置は、太陽電池ストリングの正極と負極との間の極間電圧、または前記正極と前記負極との間の極間電流を計測する極間計測部と、
前記極間電流または前記極間電圧が前記太陽電池ストリングのケーブル断線を示すものであった場合に、前記太陽電池ストリングを断線有りと判定する断線判定部とを備えている構成としてもよい。
【００２５】
上記の構成によれば、極間計測部は、太陽電池ストリングの正極と負極との間の極間電圧、または正極と負極との間の極間電流を計測する。断線判定部は、極間電流または極間電圧が太陽電池ストリングのケーブル断線を示すものであった場合に、太陽電池ストリングを断線有りと判定する。これにより、太陽電池ストリングのケーブル断線を容易かつ高精度に検出することができる。
【００２６】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記指標値計測部は、前記検査信号を前記太陽電池ストリングの正極に印加した場合と負極とに印加した場合との各々の場合に計測される電流、または電流および電圧から前記指標値を取得し、前記電流、または前記電流および前記電圧に対してノイズ成分を除去するフィルタ処理を行うフィルタ処理部を含んでいる構成としてもよい。
【００２７】
上記の構成によれば、フィルタ処理部は、指標値計測部において指標値を求めるのに使用する、検査信号を太陽電池ストリングの正極に印加した場合と負極とに印加した場合との各々の場合に計測される電流、または電流および電圧に対して、ノイズ成分を除去するフィルタ処理を行う。
【００２８】
これにより、前記指標値計測部は正確な指標値を取得することができ、この結果、太陽電池ストリングの故障検査を高精度に行うことができる。
【００２９】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記指標値計測部は、終端インピーダンスを備え、前記太陽電池ストリングの正極と負極とに前記検査信号を順次印加する場合、前記検査信号を印加する極と反対側の極を前記終端インピーダンスを介してグランドに接続する構成としてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、太陽電池ストリングの検査信号を印加する極とは反対側の極をインピーダンスを介してグランドに接続することにより、検査信号、すなわち検査信号を印加して得られる指標値はノイズの影響を受け難いものとなる。これにより、正確な指標値を得ることができ、太陽電池ストリングの故障検査を高精度に行うことができる。
【００３１】
上記の太陽光発電システムの検査装置は、前記太陽電池ストリングを複数の小ストリングに分断された状態と分断されていない状態とに切り替えるストリング分断切替部を備え、前記接続切替部は、前記の各小ストリングに対して、前記検査信号正極印加および前記検査信号負極印加が順次行われるように、前記検査信号生成部の接続を切り替え、前記第１制御部は、前記の各小ストリングに対して、前記ストリング分断切替部、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による故障検査が行われるように、これら各部を制御する構成としてもよい。
【００３２】
上記の構成によれば、ストリング分断部により太陽電池ストリングが複数の小ストリングに分断され、各小ストリングに対してそれぞれ故障検査が行われる。これにより、各小ストリングにそれぞれ故障位置が存在し、太陽電池ストリング全体として複数の故障位置が存在する場合であっても、そこら故障位置を適切に検出することができる。
【００３３】
上記の太陽光発電システムの検査装置は、太陽電池ストリングの太陽電池モジュールに含まれる、隣り合う太陽電池モジュール同士にて直列接続の状態に存在する直列抵抗の抵抗値を測定する抵抗値測定部と、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を含む各部の動作による前記太陽電池ストリングの故障検査が、前記直列抵抗の抵抗値が所定の閾値よりも小さい状態にて行われる場合に、前記直列抵抗の抵抗値が所定の閾値よりも大きい状態にて前記故障検査が行われる場合よりも、前記検査信号の周波数を高くする周波数調整部とを備えている構成としてもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、抵抗値測定部は、太陽電池ストリングの太陽電池モジュールに含まれる、隣り合う太陽電池モジュール同士にて直列接続の状態に存在する直列抵抗の抵抗値を測定する。周波数調整部は、太陽電池モジュールの故障検査において、太陽電池モジュールの直列抵抗の抵抗値が所定の閾値よりも小さい場合には、太陽電池モジュールの直列抵抗の抵抗値が所定の閾値よりも大きい場合よりも検査信号の周波数を高くする。
【００３５】
太陽電池モジュールに含まれる直列抵抗は、劣化することにより抵抗値が徐々に大きくなる。したがって、太陽電池モジュールの劣化が初期の場合には、正常な太陽電池モジュールと故障した太陽電池モジュールでの直列抵抗の抵抗値の差は小さい。このため、故障した太陽電池モジュールの検出が困難である。そこで、太陽電池ストリングの故障検査を直列抵抗の抵抗値が小さい状態において行う場合には、検査信号の周波数を高くする。これにより、太陽電池ストリングのインピーダンスにおいて、相対的に、静電容量のインピーダンスの影響が小さくなり、直列抵抗のインピーダンスの影響が大きくなる。この結果、太陽電池モジュールの直列抵抗の抵抗値が小さい場合であっても、太陽電池ストリングの故障位置を高精度に検出することができる。
【００３６】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記検査信号生成部は、一端側がグランドに接続され、他端側が前記正極と前記負極とに順次接続される線路に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子にオンオフ動作を繰り返し行わせるオンオフ駆動部とを備えている構成としてもよい。
【００３７】
上記の構成によれば、検査信号は太陽電池ストリングの電力を利用して生成される。したがって、検査信号を生成するための別途電源が不要となっている。これにより、検査信号を印加する検査信号生成部の構成の小型化および低コスト化が可能となる。
【００３８】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記指標値計測部は付加インピーダンスを備え、前記故障位置判定部による前記故障位置を求める第１の判定動作にて故障位置無しと判定された場合に、前記太陽電池ストリングの正極または負極のみが前記付加インピーダンスを介してグランドに接続され、この状態にて前記検査信号正極印加および前記検査信号負極印加が順次行われた後、前記故障位置判定部による第２の判定動作が行われるように、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部および前記故障位置判定部を制御する第４制御部を備え、前記故障位置判定部は、前記第２の判定動作にて、前記検査信号正極印加の場合の前記指標値と前記検査信号負極印加の場合の前記指標値とを比較し、これら両指標値が異なる値である場合に、前記太陽電池ストリングの故障位置を太陽電池ストリングの中央の位置と判定する構成としてもよい。
【００３９】
上記の構成によれば、故障位置判定部による故障位置を求める第１の判定動作にて故障位置無しと判定された場合には、太陽電池ストリングの正極または負極のみが付加インピーダンスを介してグランドに接続され、この状態にて検査信号正極印加および検査信号負極印加が順次行われ、その後、故障位置判定部による第２の判定動作が行われる。故障位置判定部は、第２の判定動作にて、検査信号正極印加の場合の指標値と検査信号負極印加の場合の指標値とを比較し、これら両指標値が異なる場合に、太陽電池ストリングの故障位置を太陽電池ストリングの中央の位置と判定する。
【００４０】
これにより、太陽電池ストリングの故障位置が太陽電池ストリングの中央位置であっても、故障位置を高精度に検出することができる。
【００４１】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記指標値は、インピーダンス、または前記検査信号を印加することにより前記太陽電池ストリングを流れる電流であり、前記太陽電池ストリングの正極と負極とを短絡した両極短絡状態と正極と負極とが短絡していない両極非短絡状態とを切り替える短絡非短絡切替部と、前記指標値計測部による、前記検査信号正極印加の場合および前記検査信号負極印加の場合に前記指標値を計測する第１の指標値計測動作が行われ、前記故障位置判定部による前記故障位置を求める第１の判定動作にて故障位置無しと判定された場合に、前記太陽電池ストリングが前記両極短絡状態となり、この状態にて前記検査信号正極印加または前記検査信号負極印加により前記指標値が計測され、その後、前記故障位置判定部による第２の判定動作が行われるように、前記検査信号生成部、前記接続切替部、前記指標値計測部、前記故障位置判定部および前記短絡非短絡切替部を制御する第５制御部とを備え、前記故障位置判定部は、前記第２の判定動作にて、前記第１の指標値計測動作による前記検査信号正極印加の場合または前記検査信号負極印加の場合の前記指標値と前記両極非短絡状態の場合の前記指標値とを比較し、これら両指標値が異なる場合に、前記太陽電池ストリングの故障位置を太陽電池ストリングの中央の位置と判定する構成としてもよい。
【００４２】
上記の構成によれば、指標値は、インピーダンス、または前記検査信号を印加することにより前記太陽電池ストリングを流れる電流である。第５制御部は、指標値計測部による、検査信号正極印加の場合および検査信号負極印加の場合に指標値を計測する第１の指標値計測動作が行われ、故障位置判定部による故障位置を求める第１の判定動作にて故障位置無しと判定された場合に、太陽電池ストリングが両極短絡状態となり、この状態にて検査信号正極印加または検査信号負極印加により指標値が計測され、その後、故障位置判定部による第２の判定動作が行われるように、検査信号生成部、接続切替部、指標値計測部、故障位置判定部および短絡非短絡切替部を制御する。故障位置判定部は、第２の判定動作にて、第１の指標値計測動作による検査信号正極印加の場合または検査信号負極印加の場合の指標値と両極非短絡状態の場合の指標値とを比較し、これら両指標値が異なる場合に、太陽電池ストリングの故障位置を太陽電池ストリングの中央の位置と判定する。
【００４３】
これにより、太陽電池ストリングの故障位置が太陽電池ストリングの中央位置であっても、故障位置を高精度かつ容易に検出することができる。
【００４４】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記指標値はインピーダンスであってもよい。
【００４５】
上記の構成によれば、太陽電池ストリングの正極と負極とに交流の検査信号を順次印加した場合の検査信号の電圧および電流からインピーダンスを求め、このインピーダンスにより、太陽電池ストリングの故障検査を高精度かつ容易に行うことができる。
【００４６】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記指標値は前記検査信号を印加することにより前記太陽電池ストリングを流れる電流であってもよい。
【００４７】
太陽電池ストリングの正極および負極に検査信号を印加した場合、検査信号の電圧は一定であり電流のみが変化する。そこで、指標値を電流のみとすることができる。
【００４８】
上記の構成によれば、太陽電池ストリングの正極と負極とに交流の検査信号を順次印加した場合の検査信号の電流により、太陽電池ストリングの故障検査を高精度かつ容易に行うことができる。また、太陽電池ストリングの故障検査に検査信号の電流のみを使用するので、太陽電池ストリングの故障検査を簡素化することができる。
【００４９】
上記の太陽光発電システムの検査装置において、前記指標値は定在波比であってもよい。
【００５０】
上記の構成によれば、太陽電池ストリングの正極と負極とに交流の検査信号を順次印加した場合の定在波比を求め、この定在波比により、太陽電池ストリングの故障検査を高精度かつ容易に行うことができる。
【００５１】
本発明の太陽光発電システムの検査方法は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングの正極と負極とに交流の検査信号を順次印加し、各々の場合について、前記検査信号を印加した極から故障位置までの前記太陽電池モジュールの数により変化する指標値を計測する指標値計測工程と、前記検査信号を正極に印加した場合に得た前記指標値と負極に印加した場合に得た前記指標値との比から、前記故障位置を求める判定工程とを備えていることを特徴としている。
【００５２】
上記の構成によれば、前記太陽光発電システムの検査装置と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の構成によれば、検査対象の太陽電池ストリングについて、故障が発生していない状態の指標値（例えばインピーダンス）を予め計測しておく必要がなく、また、天候などにより日々変化する、予め計測した指標値（例えばインピーダンス）を使用することなく、太陽電池ストリングの故障位置を求めることができる。これにより、太陽電池ストリングの故障検査を高精度かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態の太陽光発電システムの検査装置を備えた太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２の(ａ)は、図１に示した太陽電池ストリングに設けられた地絡検査回路の構成を示す回路図である。図２の(ｂ)は、図２の(ａ)に示した回路図を簡略化して示す回路図である。
【図３】図３の(ａ)は、図２の(ａ)に示した回路において地絡が発生している状態を示す回路図である。図３の(ｂ)は、図３の(ａ)に示した回路図を簡略化して示す回路図である。
【図４】図１に示した太陽電池ストリングが非発電状態である場合の、太陽電池ストリングをＲ，Ｌ，Ｃにて表した等価回路を示す回路図である。
【図５】図４に対応した、図１に示した太陽電池ストリングが発電状態である場合の太陽電池ストリングの等価回路の回路図である。
【図６】図１に示した検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図６のＳ１７での太陽電池ストリングの故障の有無の検査の流れを示すフローチャートである。
【図８】図１に示した太陽電池ストリングの検査装置による故障検査の状態の一例を示す概略の回路図である。
【図９】図９の(ａ)は、図１に示した太陽電池ストリングに故障が発生していない場合の図５の等価回路を簡略化した回路図である。図９の(ｂ)は、検査信号Ｐ端子印加の場合の図８の等価回路を示す回路図である。図９の(ｃ)は、検査信号Ｎ端子印加の場合の図８の等価回路を示す回路図である。
【図１０】図１に示した太陽電池ストリングの内部において、太陽電池モジュール同士を接続するケーブルが断線している状態の一例を示す説明図である。
【図１１】図１に示した検査装置による検査信号Ｐ端子印加の場合において、印加点にて測定した検査信号電圧（上段）、および終点にて検出した検査信号電圧（下段）の波形図である。
【図１２】図１に示した検査装置による検査信号Ｎ端子印加の場合において、印加点にて測定した検査信号電圧（上段）、および終点にて検出した検査信号電圧（下段）の波形図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態の検査装置における太陽電池ストリングの故障検査の状態を示す概略の回路図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施の形態の検査装置における太陽電池ストリングの故障検出の状態を示す概略の回路図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施の形態の検査装置における太陽電池ストリングの故障位置の検出状態を示す概略の回路図である。
【図１６】図１６の(ａ)は、図１に示した太陽電池モジュールを太陽電池セルおよびバイパスダイオードによって示した回路図である。図１６の(ｂ)は、図４にバイパスダイオードを追加して示した回路図である。図１６の(ｃ)は、図５にバイパスダイオードを追加して示した回路図である。
【図１７】図１６に示したバイパスダイオードの順方向電圧を示すグラフである。
【図１８】本発明のさらに他の実施の形態の検査装置における、太陽電池ストリングへ検査信号を印加する構成を示す回路図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施の形態の検査装置の要部の構成を示す回路図である。
【図２０】本発明のさらに他の実施の形態の検査装置の要部の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
[実施の形態１]
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態の検査装置１１を備えた太陽光発電システム１の構成を示すブロック図である。
【００５６】
〔太陽光発電システム１の構成〕
図１に示すように、太陽光発電システム１は、複数の太陽電池モジュール２が直列接続されて構成された太陽電池ストリング３を備えている。太陽電池モジュール２は、直列接続された複数の太陽電池セルを備え、パネル状に形成されている。太陽電池ストリング３にて発電された電力は、電力線路である電力通電路４ａ，４ｂを通じてＰＣＳ（パワーコンディショニングシステム）５に供給される。例えば、通電路４ａには、逆流防止用のダイオード６が設けられている。なお、図１では、太陽電池ストリング３は、１０個の太陽電池モジュール２が直列接続されている場合を示している。各太陽電池モジュール２とグランドとの間には対地間静電容量Ｃｇが生じている。
【００５７】
〔検査装置１１の構成〕
検査装置１１は、例えば、毎日あるいは数日毎といった所定の周期にて、または所定の条件が満たされたときに、太陽電池ストリング３の故障の有無を検査する。このために、検査装置１１は、ＰＶ電圧計測回路（状態検出部、極間計測部）２１、ＰＶ電流計測回路（状態検出部、極間計測部）２２、切替えリレー（経路切替部）２３Ｐ，２３Ｎ、検査通電路２４、切替えリレー（接続切替部）２５、信号電流計測回路（指標値計測部）２６、信号注入回路（検査信号生成部、周波数調整部）２７、発振回路（検査信号生成部）２８、フィルタ回路（フィルタ処理部）２９、信号電圧計測回路（指標値計測部）３０、フィルタ回路（フィルタ処理部）３１、演算制御装置３２および地絡検査回路３３を備えている。
【００５８】
（ＰＶ電圧計測回路２１、ＰＶ電流計測回路２２）
ＰＶ電圧計測回路２１は、太陽電池ストリング３のＰ端子とＮ端子との間の電圧、すなわち太陽電池ストリング３の出力電圧を計測する。この計測結果は演算制御装置３２へ入力される。ＰＶ電流計測回路２２は、電力通電路４ａ，４ｂに設けられ、電力通電路４ａ，４ｂを流れる電流、すなわち太陽電池ストリング３の出力電流を計測する。この計測結果は演算制御装置３２へ入力される。
【００５９】
（切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎ）
切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎは、電力通電路４ａ，４ｂに設けられ、太陽電池ストリング３から出力される電力の供給経路を、ＰＣＳ５側と検査通電路２４側との間で切り替える。具体的には、切替えリレー２３Ｐの可動接点２３Ｐａは太陽電池ストリング３のＰ端子と接続され、固定接点２３ＰｂはＰＶ電流計測回路２２を介してＰＣＳ５と接続され、固定接点２３Ｐｃは検査通電路２４と接続されている。同様に、切替えリレー２３Ｎの可動接点２３Ｎａは太陽電池ストリング３のＮ端子と接続され、固定接点２３ＮｂはＰＶ電流計測回路２２を介してＰＣＳ５と接続され、固定接点２３Ｎｃは検査通電路２４と接続されている。
【００６０】
（切替えリレー２５）
切替えリレー２５は、検査通電路２４に設けられ、信号電流計測回路２６の入力端子の接続を太陽電池ストリング３のＰ端子側とＮ端子側との間で切り替える。具体的には、切替えリレー２５の可動接点２５ａは信号電流計測回路２６の入力端子と接続され、固定接点２５ｂは検査通電路２４を介して切替えリレー２３Ｐの固定接点２３Ｐｃと接続され、固定接点２５ｃは検査通電路２４を介して切替えリレー２３Ｎの固定接点２３Ｎｃと接続されている。
【００６１】
（発振回路２８、信号注入回路２７）
発振回路２８は、信号注入回路２７にて使用される信号を発振して信号注入回路２７へ供給する。信号注入回路２７は、発振回路２８から供給された信号に基づいて、太陽電池ストリング３へ注入する交流の検査信号を生成し、生成した検査信号を、切替えリレー２５および切替えリレー２３Ｐを介して、太陽電池ストリング３のＰ端子へ供給する。また、上記検査信号を、切替えリレー２５および切替えリレー２３Ｎを介して、太陽電池ストリング３のＮ端子へ供給する。
【００６２】
（検査信号）
なお、検査信号は、正弦波の交流信号であることが好ましいものの、これに限定されることなく、どのような交流信号であってもよい。また、検査信号５１の周波数は、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚとすることができる。検査信号５１は、上記範囲から適当な周波数のものを選択して使用すればよい。
【００６３】
（信号電流計測回路２６、フィルタ回路２９，３１、信号電圧計測回路３０）
信号電流計測回路２６は、信号注入回路２７から太陽電池ストリング３のＰ端子へ上記検査信号が供給されている状態（以下、検査信号Ｐ端子印加と称する）において、太陽電池ストリング３を流れる検査信号電流を計測する。また、信号注入回路２７から太陽電池ストリング３のＮ端子へ上記検査信号が供給されている状態（以下、検査信号Ｎ端子印加と称する）において、太陽電池ストリング３を流れる検査信号電流を計測する。
【００６４】
フィルタ回路２９は、ローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、信号電流計測回路２６にて計測された検査信号電流からノイズ成分を除去する。フィルタ回路２９にて処理された検査信号電流は、演算制御装置３２へ入力される。
【００６５】
信号電圧計測回路３０は、検査信号Ｐ端子印加の場合において、上記検査信号の電圧を計測する。また、検査信号Ｎ端子印加の場合において、上記検査信号（検査信号電圧）の電圧を計測する。
【００６６】
フィルタ回路３１は、ローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、信号電圧計測回路３０にて計測された検査信号電圧からノイズ成分を除去する。フィルタ回路３１にて処理された検査信号電圧は、演算制御装置３２へ入力される。
【００６７】
なお、検査装置１１は、フィルタ回路２９，３１を備えずに、フィルタ回路２９，３１が行う処理を演算制御装置３２がデジタル信号処理（フィルタ処理）により行う構成としてもよい。また、ＰＶ電圧計測回路２１、ＰＶ電流計測回路２２、フィルタ回路２９およびフィルタ回路３１から演算制御装置３２へ入力される電流および電圧等は、ＡＤコンバータ（図示せず）にてＡＤ変換した後、演算制御装置３２へ入力するようにしてもよい。あるいは、上記ＡＤを演算制御装置３２の内部にて行ってもよい。
【００６８】
（演算制御装置３２）
演算制御装置３２は、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータにて構成され、ＰＶ電圧演算部４１、ＰＶ電流演算部４２、ＰＷＭ可変部（検査信号生成部、周波数調整部）４３、信号電流演算部４４、信号電圧演算部４５、インピーダンス演算部（故障位置判定部）４６および制御部（接続切替部、故障位置判定部、第１〜第５制御部、断線判定部、抵抗値測定部）４７を備えている。
【００６９】
ＰＶ電圧演算部４１は、ＰＶ電圧計測回路２１にて計測された太陽電池ストリング３の出力電圧を制御部４７での処理に適したデータに変換する。ＰＶ電流演算部４２は、ＰＶ電流計測回路２２にて計測された太陽電池ストリング３の出力電流を制御部４７での処理に適したデータに変換する。
【００７０】
ＰＷＭ可変部４３は、発振回路２８を制御し、発振回路２８が発振する信号の周波数を検査信号として好適な周波数に調整する。
【００７１】
信号電流演算部４４は、信号電流計測回路２６にて計測され、フィルタ回路２９にて処理された検査信号電流をインピーダンス演算部４６での処理に適したデータに変換する。信号電圧演算部４５は、信号電圧計測回路３０にて計測され、フィルタ回路３１にて処理された検査信号電圧をインピーダンス演算部４６での処理に適したデータに変換する。
【００７２】
インピーダンス演算部４６は、信号電流演算部４４および信号電圧演算部４５から提供されるデータに基づいて、太陽電池ストリング３における、検査信号Ｐ端子印加の場合のインピーダンス、および検査信号Ｎ端子印加の場合のインピーダンスと求める。
【００７３】
制御部４７は、ＰＶ電圧演算部４１から供給される太陽電池ストリング３の出力電圧を示すデータ、およびＰＶ電流演算部４２から供給される太陽電池ストリング３の出力電流を示すデータから、太陽電池ストリング３が後述の検査可能状態かどうかを判定する。また、この判定の結果、太陽電池ストリング３が検査可能状態であると判定した場合に、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎの切り替えを制御し、太陽電池ストリング３を検査通電路２４に接続させる。
【００７４】
また、制御部４７は、インピーダンス演算部４６から得た、太陽電池ストリング３における検査信号Ｐ端子印加の場合のインピーダンス、および検査信号Ｎ端子印加の場合のインピーダンスから、太陽電池ストリング３の故障（ケーブル断線および太陽電池モジュール２の故障）の有無、および故障がある場合の故障の位置を検出する。
【００７５】
（地絡検査回路３３）
地絡検査回路３３は、太陽電池ストリング３における地絡の有無を検査するものであり、例えば検査通電路２４において、切替えリレー２５と並列に設けられている。太陽電池ストリング３に地絡が発生している場合には、太陽電池ストリング３の故障検査において、インピーダンスＺｐ，Ｚｎ（指標値）を正確に得ることができない。このため、太陽電池ストリング３の故障検査を高精度に行うことができない。したがって、太陽電池ストリング３の故障検査においては、まず、太陽電池ストリング３における地絡の有無を検査し、地絡が発生している場合には、故障検査を中止することが好ましい。
【００７６】
地絡検査回路３３には、従来周知の方法によるもの、例えば特許文献３に記載のもの使用することができる。あるいは、地絡検査回路３３は、図２の(ａ)に示す構成のものであってもよい。
【００７７】
図２の(ａ)は、太陽電池ストリング３に設けられた地絡検査回路（地絡検査部）３３の構成を示す回路図である。図２の(ｂ)は、図２の(ａ)に示した回路図を簡略化して示す回路図である。図３の(ａ)は、図２の(ａ)に示した回路において地絡が発生している状態を示す回路図である。図３の(ｂ)は、図３の(ａ)に示した回路図を簡略化して示す回路図である。
【００７８】
図２の(ａ)および図２の(ｂ)に示すように、地絡検査回路３３は、抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２および電流センサ６１を備えている。抵抗Ｒ１１の一端は太陽電池ストリング３のＰ端子に接続されている。抵抗Ｒ１２の一端は太陽電池ストリング３のＮ端子に接続されている。抵抗Ｒ１１の他端と抵抗Ｒ１２の他端とは互いに接続され、接地されている。電流センサ６１は、抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２の接地経路に設けられている。
【００７９】
なお、図２の(ａ)および(ｂ)の回路において、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を太陽電池ストリング３の地絡検査および故障検査を通してグランドに接続しておく場合には、故障検査に影響のない大きいインピーダンスに設定する。あるいは、故障検査の場合に、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を太陽電池ストリング３から切り離すことができるように、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２はスイッチを介して太陽電池ストリング３に接続しておく構成としてもよい。
【００８０】
電流センサ６１により検出された電流は演算制御装置３２へ入力される。演算制御装置３２の制御部４７は、電流センサ６１の検出結果、すなわち電流センサ６１にて検出される電流に基づいて、太陽電池ストリング３の地絡の発生の有無を監視する。
【００８１】
図２の(ａ)および図２の(ｂ)に示すように、太陽電池ストリング３に地絡が発生していない正常時には、地絡検査回路３３に地絡電流が流れず、電流センサ６１は電流を検出しない。一方、図３の(ａ)および図３の(ｂ)に示すように、太陽電池ストリング３に地絡が発生すると、地絡検査回路３３に地絡電流Ｉ１１が流れ、電流センサ６１は地絡電流Ｉ１１を検出する。したがって、演算制御装置３２の制御部４７は、電流センサ６１の検出結果を受けて、地絡が発生と判定する。
【００８２】
〔太陽光発電システム１の動作〕
上記の構成において、太陽光発電システム１では、太陽電池ストリング３の発電した電力をＰＣＳ５へ供給している場合、切替えリレー２３Ｐは可動接点２３Ｐａが固定接点２３Ｐｂ側に切り替えられ、切替えリレー２３Ｎは可動接点２３Ｎａが固定接点２３Ｎｂ側に切り替えられている。
【００８３】
〔検査装置１１の動作〕
（検査装置１１の動作の概要）
検査装置１１は、太陽電池ストリング３の状態が太陽電池ストリング３の検査が可能な所定の条件下にある状態（以下、検査可能状態と称する）おいて、太陽電池ストリング３の検査を行う。この場合、制御部４７は太陽電池ストリング３が検査可能状態であるかどうかを判断するため、太陽電池ストリング３を監視する。具体的には、制御部４７は、ＰＶ電圧計測回路２１にて計測され、ＰＶ電圧演算部４１から提供される太陽電池ストリング３の出力電圧、およびＰＶ電流計測回路２２にて計測され、ＰＶ電流演算部４２から提供される太陽電池ストリング３の出力電流を監視する。
【００８４】
検査装置１１は、太陽電池ストリング３の地絡発生の有無の検査、並びに太陽電池ストリング３の故障検査を行う。ここで故障検査の対象は、太陽電池ストリング３におけるケーブル断線および太陽電池モジュール２の故障である。検査装置１１は、太陽電池ストリング３の故障検査において、検査信号Ｐ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐと、検査信号Ｎ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｎとを求める。そして、これらインピーダンスＺｐ，Ｚｎの比から、太陽電池ストリング３のケーブル断線の有無および太陽電池モジュール２の故障の有無、並びにケーブル断線の位置および故障している太陽電池モジュール２の位置を検出する。
【００８５】
(太陽電池ストリング３の検査可能状態)
本実施の形態において、太陽電池ストリング３の上記検査可能状態は、太陽電池ストリング３が発電しており、かつ発電量（出力電流）が所定の閾値以下である状態としている。そこで、制御部４７は、太陽電池ストリング３が検査可能状態になり、かつ規定の検査時期が到来していれば、切替えリレー２３Ｐの可動接点２３Ｐａが固定接点２３Ｐｃ側に切り替えられ、切替えリレー２３Ｎの可動接点２３Ｎａが固定接点２３Ｎｃ側に切り替えられるように、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎを制御する。これにより、太陽電池ストリング３のＰ端子およびＮ端子が検査通電路２４と接続される。
【００８６】
ここで、検査可能状態を太陽電池ストリング３が発電しており、かつ発電量が所定の閾値以下である状態としているのは次の理由よる。図４は、太陽電池ストリング３が非発電状態である場合の、太陽電池ストリング３をＲ，Ｌ，Ｃにて表した等価回路の回路図である。図５は、図４に対応した、太陽電池ストリング３が発電状態である場合の太陽電池ストリング３の等価回路の回路図である。
【００８７】
太陽電池ストリング３が非発電状態である場合、図４に示すように、太陽電池モジュール２は、直列抵抗Ｒｓ、ｐｎ接合における接合容量Ｃｄおよび並列抵抗Ｒｐを含んだ状態となる。また、Ｌは太陽電池モジュール２間の結線のインダクタンス、Ｃｇは太陽電池モジュール２の対地間静電容量Ｃｇである。
【００８８】
一方、太陽電池ストリング３が発電状態である場合、図５に示すように、太陽電池モジュール２は、直列抵抗Ｒｓのみを含んだ状態となる。この場合の直列抵抗Ｒｓは、例えば１Ω以下といった非常に小さい値となる。また、インダクタンスＬに関しても対地間容量Ｃｇに対して非常に小さい値となる。したがって、太陽電池ストリング３が発電状態である場合には、検査信号Ｐ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐと、検査信号Ｎ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｎとを正確に求めることができる。
【００８９】
また、太陽電池ストリング３の発電量が所定の閾値以下である状態は、太陽電池ストリング３がＰＣＳ５に接続されている状態から検査通電路２４に接続される状態に、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎを切り替える場合に、アーク発生による悪影響を受けることがない程度に発電量が低い状態である。したがって、検査可能状態の条件としてこのような条件が設定されていることにより、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎは、廉価な低耐圧のものを使用可能であり、かつ容易かつ安全に切り替え動作を行うことができる。
【００９０】
（検査装置１１の動作の流れ）
図６は、検査装置１１の動作を示すフローチャートである。検査装置１１は、太陽電池ストリング３を検査する場合、太陽電池ストリング３が検査可能状態（太陽電池ストリング３が発電しており、かつ発電量が所定の閾値以下である状態）であるかどうかを判定する(Ｓ１１)。太陽電池ストリング３が検査可能状態であるかどうかは、演算制御装置３２の制御部４７が、ＰＶ電圧計測回路（状態検出部）２１にて検出される太陽電池ストリング３の出力電圧、およびＰＶ電流計測回路（状態検出部）２２にて検出される太陽電池ストリング３の出力電流に基づいて判定する。
【００９１】
この判定の結果、太陽電池ストリング３が検査可能状態であれば (Ｓ１２)、制御部４７は、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎを制御して、太陽電池ストリング３を検査通電路２４に接続させる(Ｓ１３)。
【００９２】
次に、検査装置１１は、地絡検査回路３３により、太陽電池ストリング３における地絡の発生の有無を検査する(Ｓ１４)。Ｓ１４での検査の結果、地絡が発生していれば(Ｓ１５)、検査装置１１は、太陽電池ストリング３において地絡が発生していることを、例えば太陽光発電システム１の管理装置（図示せす）に知らせる(Ｓ１６)。その後、検査装置１１は、太陽電池ストリング３の故障検査を行うことなく、動作を終了する。一方、Ｓ１４での検査の結果、地絡が発生していなければ(Ｓ１５)、検査装置１１は、太陽電池ストリング３の故障検査（故障の有無の検査）を行う(Ｓ１７)。
【００９３】
検査装置１１は、Ｓ１７での故障検査の結果、太陽電池ストリング３に故障がなければその旨を上記管理装置に知らせた後(Ｓ１９)、処理を終了する。一方、Ｓ１７での故障検査の結果、太陽電池ストリング３に故障があれば、その旨を上記管理装置に知らせた後(Ｓ２０)、処理を終了する。
【００９４】
（故障検査の流れ）
図７は、検査装置１１によるＳ１７での太陽電池ストリング３の故障検査の流れを示すフローチャートである。
【００９５】
検査装置１１は、太陽電池ストリング３の故障検査において、検査信号Ｐ端子印加と検査信号Ｎ端子印加とを順次行う(Ｓ３１，Ｓ３３)。この処理は順不動である。信号電流計測回路２６は、それぞれの場合について、太陽電池ストリング３を流れる検査信号電流を計測する(Ｓ３２，Ｓ３４)。同様に、信号電圧計測回路３０は、それぞれの場合について、検査信号電圧を計測する(Ｓ３２，Ｓ３４)。
【００９６】
次に、演算制御装置３２のインピーダンス演算部４６は、Ｓ３２にて得られた検査信号Ｐ端子印加の場合の検査信号電流および検査信号電圧から、検査信号Ｐ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐを求める。また、インピーダンス演算部４６は、Ｓ３４にて得られた検査信号Ｎ端子印加の場合の検査信号電流および検査信号電圧から、検査信号Ｎ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｎを求める(Ｓ３５)。なお、インピーダンスの計測には、インピーダンスアナライザを使用してもよい。
【００９７】
次に、演算制御装置３２の制御部４７は、Ｓ３５にて得られたインピーダンスＺｐとインピーダンスＺｎとの比から、太陽電池ストリング３における故障の有無（ケーブル断線の有無、太陽電池モジュール２の故障の有無）および故障の位置（ケーブル断線の位置、故障している太陽電池モジュール２の位置）を求める(Ｓ３６)。
【００９８】
（故障位置の検出動作）
図８は、検査装置１１による太陽電池ストリング３の故障検査の状態の一例を示す概略の回路図である。図８の例では、Ｐ端子側から見て第７番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ７）に故障が発生している。図８において、検査信号Ｐ端子印加の場合には、切替えリレー２５を切り替えて、検査信号５１を太陽電池ストリング３のＰ端子に印加する。同様に、検査信号Ｎ端子印加の場合には、切替えリレー２５を切り替えて、検査信号５１を太陽電池ストリング３のＮ端子に印加する。
【００９９】
図８の例に基づいて、演算制御装置３２のインピーダンス演算部４６によるインピーダンスの演算結果、および制御部４７による太陽電池ストリング３の故障の判定結果を示すと次のとおりである。
【０１００】
検査信号Ｐ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐ、検査信号Ｎ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｎは、
Ｚｐ＝９４９Ω、Ｚｎ＝１５４２Ω
となる。インピーダンスＺｐ，Ｚｎが互いに異なる値となるのは、太陽電池ストリング３に故障が発生しているからであり、故障が発生していなければ、インピーダンスＺｐ，Ｚｎは同じ値となる。
【０１０１】
また、インピーダンスＺｐ，Ｚｎは、故障している太陽電池モジュール２の位置に対応した数値となる。この場合、太陽電池ストリング３の故障位置を示すインピーダンスは、故障している太陽電池モジュール２の位置が検査信号５１を印加する端子（Ｐ端子、Ｎ端子）の位置から遠いほど小さくなる。したがって、故障位置は、Ｚｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）とＺｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）との比を計算することにより求める。すなわち、Ｚｐ＋Ｚｎ＝２４９１Ωであるから、Ｚｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）：Ｚｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）は、
Ｚｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）：Ｚｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）＝１５４２／２４９１：９４９／２４９１
＝０．６２：０．３８
となる。また、太陽電池モジュール２の数は１０枚であるから、
Ｚｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）：Ｚｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）＝０．６２×１０：０．３８×１０
＝６．２：３．８
となる。Ｐ端子側から見れば６．２なので、太陽電池ストリング３の故障位置は、６枚番目と７番目との間となる。一方、Ｎ端子側から見れば３．８なので、太陽電池ストリング３の故障位置は、８番目と７番目との間となる。よって、故障位置は、Ｐ端子側から７番目の太陽電池モジュール２と判定する。
【０１０２】
（太陽電池ストリング３の発電中に故障検査することの利点）
図９の(ａ)は、太陽電池ストリング３に故障が発生していない場合の図５の等価回路（太陽電池ストリング３が発電中の等価回路）を簡略化した回路図である。すなわち、図５に示した等価回路は、太陽電池ストリング３に故障が発生していない場合、抵抗値が低い直列抵抗Ｒｓ、およびインピーダンスが低いインダクタンスＬを無視して、図９の(ａ)のように示すことができる。なお、図９の(ａ)において、太陽電池ストリング３の対地間静電容量Ｃｇは、ｍ０（ｍ０＝１０）×Ｃｇである。
【０１０３】
一方、図８の例のように、太陽電池ストリング３において、Ｐ端子側から７番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ７）が故障している場合、図５に示した等価回路は、図９の(ｂ)および図９の(ｃ)のように示すことができる。図９の(ｂ)は、検査信号Ｐ端子印加の場合の図８の等価回路を示す回路図である。図９の(ｃ)は、検査信号Ｎ端子印加の場合の図８の等価回路を示す回路図である。
【０１０４】
なお、図９の(ｂ)において、ＣｇＰ１は、Ｐ端子側から見た場合の第１番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ７）から故障している太陽電池モジュール２（ＰＶ７）の手前の太陽電池モジュール２（ＰＶ６）までの対地間静電容量Ｃｇであり、ＣｇＰ１＝ｍ１（ｍ１＝６）×Ｃｇである。ＣｇＰ２は、Ｐ端子側から見た場合の故障している太陽電池モジュール２（ＰＶ７）の次の太陽電池モジュール２（ＰＶ８）から最後の太陽電池モジュール２（ＰＶ１０）までの対地間静電容量Ｃｇであり、ＣｇＰ２＝ｍ２（ｍ２＝３）×Ｃｇである。
【０１０５】
また、図９の(ｃ)において、ＣｇＮ１は、Ｎ端子側から見た場合の第１番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ１０）から故障している太陽電池モジュール２（ＰＶ７）の手前の太陽電池モジュール２（ＰＶ８）までの対地間静電容量Ｃｇであり、ＣｇＮ１＝ｍ１（ｍ１＝３）×Ｃｇである。ＣｇＮ２は、Ｎ端子側から見た場合の故障している太陽電池モジュール２（ＰＶ７）の次の太陽電池モジュール２（ＰＶ６）から最後の太陽電池モジュール２（ＰＶ１）までの対地間静電容量Ｃｇであり、ＣｇＮ２＝ｍ２（ｍ２＝６）×Ｃｇである。
【０１０６】
図９の(ｂ)において、太陽電池モジュール２が故障している場合、その太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓの抵抗値は、例えば数百Ω〜数千Ωといった大きな値となる。したがって、検査信号５１により太陽電池ストリング３を流れる電流は、ほとんどＣｇＰ１を流れる電流Ｉｐ１となり、ＣｇＰ２を流れる電流Ｉｐ２は僅かなものとなる。同様に、図９の(ｃ)において、検査信号５１により太陽電池ストリング３を流れる電流は、ほとんどＣｇＮ１を流れる電流Ｉｎ１となり、Ｃｇｎ２を流れる電流Ｉｎ２は僅かなものとなる。
【０１０７】
したがって、インピーダンスＺｐはＣｇＰ１のみによるものと見なすことができ、インピーダンスＺｎはＣｇＮ１のみによるものと見なすことができる。これにより、太陽電池ストリング３の故障検査を太陽電池ストリング３の発電中に行った場合には、太陽電池ストリング３の故障の有無、および太陽電池ストリング３の故障位置を高精度に検出することができる。
【０１０８】
（太陽電池モジュール２のケーブル断線の検出動作）
図１０は、太陽電池ストリング３の内部において、太陽電池モジュール２同士を接続するケーブルが断線している状態の一例を示す回路図である。
【０１０９】
図１０に示すように、太陽電池ストリング３においてケーブル断線が生じている場合、ＰＶ電圧計測回路２１にて計測される太陽電池ストリング３のＰ端子とＮ端子との間の端子間電圧（太陽電池ストリング３の出力電圧）はほぼ０Ｖとなる。同様に、ＰＶ電流計測回路２２にて計測される太陽電池ストリング３の出力電流はほぼ０Ａとなる。
【０１１０】
したがって、太陽電池モジュール２のケーブル断線は、太陽電池ストリング３の端子間電圧、または太陽電池ストリング３の出力電流を計測し、計測値がケーブル断線を示すものであった場合に、演算制御装置３２の制御部４７は、太陽電池ストリング３にケーブル断線有りと判定することができる。具体的には、制御部４７は、例えば上記計測値を所定の閾値と比較し、上記計測値が閾値を一定期間下回った場合に、ケーブル断線有り判定する。
【０１１１】
なお、上記閾値としては、例えばケーブル断線ではないと見なし得る上記計測値の下限値を設定することができる。また、閾値を一定期間下回った場合としているのは、計測値がなんらかの事情により瞬間的に閾値を下回った場合を排除し、ケーブル断線の検出を確実にするためである。
【０１１２】
また、太陽電池ストリング３の出力電流によりケーブル断線を検出する場合には、切替えリレー２３Ｐ，２３Ｎを太陽電池ストリング３がＰＣＳ５に接続されている状態から検査通電路２４に接続される状態に切り替える前に、ＰＶ電流計測回路２２による検出を行う。
【０１１３】
（太陽電池モジュール２のケーブル断線位置の検出動作）
太陽電池モジュール２のケーブル断線の検出動作により、太陽電池モジュール２のケーブル断線が検出された場合には、太陽電池モジュール２のケーブル断線位置の検出動作を行う。
【０１１４】
この場合の検出動作は、上述した太陽電池ストリング３の故障位置（故障している太陽電池モジュール２）の検出動作と同様である。すなわち、太陽電池ストリング３に対して、検査信号Ｐ端子印加および検査信号Ｎ端子印加を行ってそれぞれの場合のインピーダンスＺｐ，Ｚｎを求め、Ｚｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）：Ｚｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）を計算することにより、ケーブル断線の位置を検出する。
【０１１５】
（検査信号電流および検査信号電圧をフィルタ処理することの利点）
図１１は、検査信号Ｐ端子印加の場合において、印加点にて測定した検査信号電圧（上段）、および終点にて検出した検査信号電圧（下段）の波形図である。図１２は、検査信号Ｎ端子印加の場合において、印加点にて測定した検査信号電圧（上段）、および終点にて検出した検査信号電圧（下段）の波形図である。
【０１１６】
図１１および図１２に示すように、印加点の検査信号の電圧波形に対して終点の検査信号の電圧波形は、ノイズが付加されたものとなっている。そこで、終点から得られる検査信号電流（検査信号電流）および電圧（検査信号電圧）は、フィルタ処理によりノイズ成分を除去した後に、インピーダンス演算部４６でのインピーダンスの演算に使用することが好ましい。これにより、インピーダンスＺｐ，Ｚｎを正確に求めることができる。この結果、検査装置１１での太陽電池ストリング３の故障検査を高精度に行うことができる。
【０１１７】
なお、例えば図８および図９では、検査信号５１（検査信号源）と太陽電池モジュール２とが同じ対象に接地されているように示している。しかしながら、太陽電池モジュール２は、検査信号５１と同じ対象に接地されている必要はない。すなわち、太陽光発電システム１には種々の形態（種々の接地形態）が存在し、本実施の形態の検査装置１１、および以下の実施の形態に示す検査装置１１は、どのような形態の太陽光発電システム１の太陽電池ストリング３の故障検査にも対応可能である。例えば、太陽電池ストリング３の太陽電池モジュール２の接地形態は、例えばフレームへの接地、大地への接地、あるいは空気中の容量に対する接地であってもよく、検査装置１１は、太陽光発電システム１の接地形態に影響されることなく、太陽電池ストリング３の故障検査を行うことができる。
【０１１８】
[実施の形態２]
（ノイズ対策の終端インピーダンスを配置した構成）
本発明の他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１３は、本実施の形態の検査装置１１における太陽電池ストリング３の故障検査の状態を示す概略の回路図である。
【０１１９】
図１３は、検査信号Ｐ端子印加の場合を示しており、Ｎ端子が終端インピーダンスＺｔ１を介して接地されている。同様に、検査信号Ｎ端子印加の場合には、終端のＰ端子が終端インピーダンスＺｔ１介して接地される（図示せず）。
【０１２０】
上記の構成によれば、太陽電池ストリング３の故障検査の場合において、太陽電池ストリング３のＰ端子とＮ端子とのうち、検査信号が印加される端子と反対側の端子が終端インピーダンスＺｔ１を介して接地されるので、検査信号にノイズが付加され難くなる。これにより、検査信号電流および検査信号電圧を計測して求めるインピーダンスＺｐ，Ｚｎは正確なものとなる。
【０１２１】
なお、終端インピーダンスＺｔ１には、インピーダンスを生じるコンデンサ、抵抗あるいはインダクタンス等のインピーダンス素子を使用することができる。
【０１２２】
[実施の形態３]
（真ん中故障対策の終端インピーダンスを配置した構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１４は、本実施の形態の検査装置１１における太陽電池ストリング３の故障検査の状態（故障している太陽電池モジュール２の検出状態）を示す概略の回路図である。なお、図１４は、検査信号Ｐ端子印加の場合、および太陽電池ストリング３のＰ端子側およびＮ端子側から見て、真ん中位置の太陽電池モジュール２が故障している場合を示している。
【０１２３】
前述のように、太陽電池ストリング３にケーブル断線および故障が無い場合、検査信号Ｐ端子印加の場合のインピーダンスＺｐと検査信号Ｎ端子印加の場合のインピーダンスＺｎは同じ値となる。
【０１２４】
一方、例えば太陽電池ストリング３が直列接続された奇数枚の太陽電池モジュール２を備えている場合において、Ｐ端子側およびＮ端子側から見て真ん中位置の太陽電池モジュール２が故障している場合にも、同様に、検査信号Ｐ端子印加の場合のインピーダンスＺｐと検査信号Ｎ端子印加の場合のインピーダンスＺｎは同じ値となる。
【０１２５】
そこで、このような場合には、Ｐ端子とＮ端子とのうち、検査信号を印加する端子と反対側の端子に付加インピーダンスＺｔ２を接続し、その端子を付加インピーダンスＺｔ２を介して接地する。これにより、インピーダンスＺｐ，Ｚｎは、付加インピーダンスＺｔ２の分だけバランスが崩れ、異なる値となる。すなわち、付加インピーダンスＺｔ２を接続してインピーダンスＺｐ，Ｚｎが互いに異なる値となった場合には、Ｐ端子側およびＮ端子側から見て真ん中位置の太陽電池モジュール２が故障していることを検出することができる。
【０１２６】
なお、終端インピーダンスＺｔ２には、インピーダンスを生じるコンデンサ、抵抗あるいはインダクタンス等のインピーダンス素子を使用することができる。
【０１２７】
[実施の形態４]
（複数個所の故障に対応した構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１５は、本実施の形態の検査装置１１における太陽電池ストリング３の故障検査の状態（故障している太陽電池モジュール２の検出状態）を示す概略の回路図である。
【０１２８】
本実施の形態の検査装置１１は、太陽電池ストリング３における複数個所の故障を検出できるようになっている。このために、太陽電池ストリング３には、図１５に示すように、太陽電池モジュール２同士を接続するケーブルのうち、例えば中間位置のケーブルに、ケーブルの遮断と導通とを切り替える遮断リレー（ストリング分断切替部）６３が設けられている。すなわち、遮断リレー６３は、例えば１０枚の太陽電池モジュール２が直列接続されている太陽電池ストリング３において、Ｐ側から見て５番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ５）のＮ端子である中間Ｎ端子（Ｎ１端子）と６番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ６）のＰ端子である中間Ｐ端子（Ｐ２端子）との遮断と導通とを切り替えるようになっている。
【０１２９】
なお、遮断リレー６３を設ける位置は、太陽電池ストリング３の中間位置に限定されず、太陽電池ストリング３の中途の適当な位置であればよい。
【０１３０】
また、上記のような太陽電池ストリング３の構成に対応し、検査装置１１は、切替えリレー２５に代えて、切替えリレー（接続切替部）６４，６５を備えている。切替えリレー６４は、検査信号５１を太陽電池ストリング３の本来のＰ端子であるＰ１端子に印加する検査信号Ｐ１端子印加と、検査信号５１を本来のＮ端子であるＮ２端子に印加する検査信号Ｎ２端子印加とに切り替える。切替えリレー６５は、検査信号５１を太陽電池ストリング３の中間Ｐ端子であるＰ１端子に印加する検査信号Ｐ２端子印加と、検査信号５１を中間Ｎ端子であるＮ１端子に印加する検査信号Ｎ１端子印加とに切り替える。
【０１３１】
（検査装置１１の動作）
上記の構成において、図１５に示した太陽電池ストリング３は、Ｐ側から見て第１番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ１）から第５番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ５）を一つの太陽電池ストリング（第１小ストリング）と見なすことができ、第６番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ６）から第１０番目の太陽電池モジュール２（ＰＶ１０）を一つの太陽電池ストリング（第２小ストリング）と見なすことができる。これら第１および第２小ストリングに対しては、太陽電池ストリング３に対して行った前述の故障検査を同様にして行う。これにより、第１および第２小ストリングのそれぞれに故障個所が存在していても、それら故障個所を検出することができる。
【０１３２】
なお、第１小ストリングを検査する場合において、検査信号Ｐ１端子印加の場合には、切替えリレー６４をＰ１端子に切り替え、切替えリレー６５を非接続端子６５ａに切り替える。また、検査信号Ｎ１端子印加の場合には、切替えリレー６５をＮ１端子に切り替え、切替えリレー６４を非接続端子６５ａに切り替える。同様に、第２小ストリングを検査する場合において、検査信号Ｐ２端子印加の場合には、切替えリレー６５をＰ２端子に切り替え、切替えリレー６４を非接続端子６４ａに切り替える。また、検査信号Ｎ２端子印加の場合には、切替えリレー６４をＮ２端子に切り替え、切替えリレー６５を非接続端子６５ａに切り替える。
【０１３３】
[実施の形態５]
（検査信号５１の電圧を故障検査に好適な電圧に設定する構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１６の(ａ)は、図１に示した太陽電池モジュール２を太陽電池セル７１およびバイパスダイオード７２によって示した回路図である。
【０１３４】
本実施の形態において、検査装置１１は、信号注入回路２７から太陽電池ストリング３に供給する検査信号として、太陽電池モジュール２が備えるバイパスダイオードの影響を受けない微小な電圧の信号を印加するようになっている。
【０１３５】
太陽電池モジュール２は、図１６の（ａ）に示すように、複数の太陽電池セル７１が直列接続されたものであり、直列接続された複数の太陽電池セル７１に対して、バイパスダイオード７２が並列に接続されている。バイパスダイオード７２は、アノードが太陽電池モジュール２の負極に接続され、カソードが太陽電池モジュール２の正極に接続されている。
【０１３６】
図１６の(ｂ)は、図４（太陽電池ストリング３が非発電状態である場合の、太陽電池ストリング３をＲ，Ｌ，Ｃにて表した等価回路）にバイパスダイオード７２を追加して示した回路図である。図１６の(ｃ)は、図５（図４に対応した、太陽電池ストリング３が発電状態である場合の太陽電池ストリング３の等価回路）にバイパスダイオード７２を追加して示した回路図である。図１７は、図１６に示したバイパスダイオード７２の順方向電圧Ｖｆを示すグラフである。
【０１３７】
図１７に示すように、バイパスダイオード７２は、順方向電圧Ｖｆよりも小さい電圧を印加した場合、ほとんど電流が流れない。そこで、検査装置１１は、検査信号５１として、バイパスダイオード７２の順方向電圧Ｖｆよりも小さい電圧のものを使用する。これにより、検査信号Ｐ端子印加の場合および検査信号Ｎ端子印加の場合のインピーダンスＺｐ，Ｚｎを正確に求めることができ、太陽電池ストリング３の故障検査を高精度に行うことができる。
【０１３８】
[実施の形態６]
（太陽電池ストリング３の電力を利用して検査信号５１を生成する構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。本実施の形態の検査装置１１は、太陽電池ストリング３が発電する電力を利用して、検査信号５１を生成するようになっている。図１８は、本実施の形態の検査装置１１における、太陽電池ストリング３へ検査信号５１を印加する構成を示す回路図である。
【０１３９】
図１８に示すように、本実施の形態の検査装置１１は、検査信号生成回路８１を備えている。検査信号生成回路８１は、演算制御装置３２のＰＷＭ可変部４３、発振回路（オンオフ駆動部）２８およびＳＳＲ（Solid State Relay：ソリッドステートリレー）８２により構成されている。
【０１４０】
ＰＷＭ可変部４３は、前述のように、発振回路２８を制御し、発振回路２８が発振する信号の周波数を検査信号として好適な周波数に調整する。発振回路２８は、ＳＳＲ８２へ供給するＰＷＭ信号を発振する。ＳＳＲ３５は、太陽電池ストリング３のＰ端子（図１８の場合）とグランドとの間の通電路に設けられ、発振回路２８から出力されるＰＷＭ信号に基づいて、通電路を開閉する。これにより、太陽電池ストリング３のＰ端子に交流の検査信号５１が印加された状態とすることができる。
【０１４１】
なお、図１８は、検査信号Ｐ端子印加の場合であり、検査信号Ｎ端子印加の場合とする場合には、検査信号生成回路８１を太陽電池ストリング３のＮ端子に接続する。また、ＳＳＲ８２は、スイッチング素子であり、これに代えて他のスイッチング素子を使用してもよい。
【０１４２】
上記の構成によれば、太陽電池ストリング３の電力を利用して、太陽電池ストリング３へ印加する検査信号５１を生成するので、検査信号５１を生成するための別途電源が不要となっている。これにより、検査装置１１の小型化および低コスト化が可能となる。
【０１４３】
[実施の形態７]
（検査信号５１を印加した場合の定在波比により故障検査を行う構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。本実施の形態の検査装置１１は、太陽電池ストリング３に検査信号５１を印加した場合の定在波比（ＳＷＲ：Standing Wave Ratio）を計測し、得られたＳＷＲ（指標値）に基づいて、太陽電池ストリング３の故障検査を行うようになっている。図１９は、本実施の形態の検査装置１１における要部の構成を示す回路図である。
【０１４４】
以上の実施の形態では、検査装置１１は、検査信号Ｐ端子印加の場合および検査信号Ｎ端子印加の場合の太陽電池ストリング３のインピーダンスＺｐ，Ｚｎを求め、これらインピーダンスＺｐ，Ｚｎに基づいて太陽電池ストリング３の故障検査を行う構成としている。本実施の形態の検査装置１１は、これに代えて、検査信号Ｐ端子印加の場合および検査信号Ｎ端子印加の場合の定在波比（あるいはリターンロス）を求め、求めた定在波比（あるいはリターンロス）に基づいて太陽電池ストリング３の故障検査を行う構成としている。
【０１４５】
すなわち、複数の太陽電池モジュール２を含む太陽電池ストリング３の線路は、モノポールアンテナと見なすことができる。したがって、太陽電池ストリング３に故障がある場合、検査信号Ｐ端子印加の場合と検査信号Ｎ端子印加の場合とではＳＷＲが異なる。そこで、本実施の形態の検査装置１１では、上記のＳＷＲの相違を利用して、太陽電池ストリング３の故障検査を行う。
【０１４６】
この場合、検査装置１１は、図１９に示すように、図１に示した構成において、例えば信号電流計測回路２６に代えてＳＷＲ計測器８５を備えていればよい。演算制御装置３２は、ＳＷＲ計測器（例えばＷＲメータ）８５にて計測された、Ｐ端子に検査信号５１を印加した場合のＳＷＲとＮ端子に検査信号５１を印加した場合のＳＷＲとから、太陽電池ストリング３におけるケーブル断線の有無、および太陽電池ストリング３における故障位置を求める。
【０１４７】
また、検査信号５１の周波数は、例えば前述した１ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲において、高い周波数に設定しておくことが好ましい。また、検査信号５１の周波数は、モノポールアンテナと見なされる太陽電池ストリング３の線路に共振するように設定しておくことが好ましい。この場合、検査信号５１の波長は、太陽電池ストリング３の線路長に対して、例えば１／４波長もしくは１／２波長等とする。このような構成では、太陽電池ストリング３に故障が無い場合、ＳＷＲは小さい値（例えば１）となる一方、太陽電池ストリング３に故障が有る場合、ＳＷＲは大きい値となるので、故障検査が容易である。
【０１４８】
なお、太陽電池ストリング３において、ケーブル断線が生じている場合、印加した検査信号５１は、断線位置から印加位置に戻ってくる。一方、断線せずに太陽電池モジュール２が故障して高抵抗となっている場合、印加した検査信号５１は一部が故障位置から戻り、残りの一部は故障位置をすり抜ける。故障検査においては、太陽電池ストリング３の終端（検査信号５１を印加する端子とは反対側の端子）をシャント抵抗を介してグランドに接続しておくことが好ましい。これにより、太陽電池ストリング３のケーブル断線を確実に検出することができる。
【０１４９】
[実施の形態８]
（ＰＮ端子の短絡により全体のインピーダンスを計測する構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。本実施の形態の検査装置１１は、太陽電池ストリング３のＰ端子とＮ端子とを短絡させて、太陽電池ストリング３の全体のインピーダンスを計測するようになっている。図２０は、本実施の形態の検査装置１１における、検査装置１１の要部の構成を示す回路図である。
【０１５０】
図２０に示すように、検査装置１１は、太陽電池ストリング３のＰ端子とＮ端子とを、抵抗Ｒ２１およびＲ２２を介して短絡できるようになっている。このために、抵抗Ｒ２１とＰ端子との間に、これら両者の接続をオンオフするリレー９１が設けられ、抵抗Ｒ２２とＮ端子との間に、これら両者の接続をオンオフするリレー９２が設けられている。これらリレー（短絡非短絡切替部）９１，９２のオンオフ動作は、演算制御装置３２の制御部４７によって制御される。
【０１５１】
上記の構成において、太陽電池ストリング３の故障検査を行う場合には、前述のように、検査信号Ｐ端子印加および検査信号Ｎ端子印加として、インピーダンスＺｐ，Ｚｎを求める。次に、これらインピーダンスＺｐ，Ｚｎに基づいて、太陽電池モジュール２の故障位置を求める。
【０１５２】
一方、インピーダンスＺｐ，Ｚｎが互いに同じ値であれば、太陽電池ストリング３にケーブル断線または太陽電池モジュール２の故障が生じていない場合と、太陽電池ストリング３の中央位置にで、ケーブル断線または太陽電池モジュール２の故障が生じている場合とが考えられる。
【０１５３】
そこで、インピーダンスＺｐ，Ｚｎが互いに同じ値である場合には、リレー９１，９２をオンにし、Ｐ端子またはＮ端子に検査信号５１を印加することにより、太陽電池ストリング３の全体インピーダンスＺｐｎを求める。全体インピーダンスＺｐｎは、太陽電池ストリング３にケーブル断線が生じている場合、およびいずれかの太陽電池モジュール２に故障が生じている場合であっても、インピーダンスＺｐ，Ｚｎを求める場合と同様にして求めることができる。
【０１５４】
次に、全体インピーダンスＺｐｎとインピーダンスＺｐまたはＺｎとを比較し、両者が異なっていれば、制御部４７は、太陽電池ストリング３の中央位置にで、ケーブル断線または太陽電池モジュール２の故障が生じていると判定することができる。また、両者が同じ値であれば、制御部４７は、太陽電池ストリング３について故障無し、と判定することができる。
【０１５５】
[実施の形態９]
（検査信号５１の周波数を直列抵抗Ｒｓの値に応じて変化させる構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。本実施の形態の検査装置１１は、検査信号５１の周波数を直列抵抗Ｒｓの値に応じて変化させる構成となっている。
【０１５６】
太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓは、太陽電池モジュール２が劣化することにより小さくなる。直列抵抗Ｒｓの値が小さい故障でも検出しようとすると、正常な太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓと故障した太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓとの差が小さくなり、太陽電池ストリング３の故障検査において、故障した太陽電池モジュール２の検出が困難となる。
【０１５７】
そこで、検査装置１１は、太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓの値に応じて検査信号５１の周波数を変化させ、太陽電池ストリング３のインピーダンスにおいて、相対的に、静電容量のインピーダンスの影響を小さくし（０に近づけ）、直列抵抗Ｒｓのインピーダンスの影響が大きくなるようにする。具体的には、検査信号５１の周波数を直列抵抗Ｒｓの抵抗値が小さくなるほど高くする。
【０１５８】
この場合には、例えば直列抵抗Ｒｓに閾値を設定しておき、その閾値を境界として検査信号５１の周波数を複数段階に切り替えるようにしてもよい。また、検査信号５１の周波数は、図１に示した検査装置１１において、ＰＷＭ可変部４３にて発振回路２８を制御することにより可変となる。また、太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓの値は、抵抗値測定部となる従来周知の手法、例えば特許文献４に開示されている手法により求めることができる。
【０１５９】
上記の構成によれば、太陽電池モジュール２の直列抵抗Ｒｓの値が低下した場合であっても、太陽電池モジュール２の故障位置を高精度に検出することができる。
【０１６０】
[実施の形態１０]
（計測電流のみにより故障検査を行う構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。以上の実施の形態の検査装置１１では、太陽電池ストリング３の故障検査において、検査信号Ｐ端子印加の場合および検査信号Ｎ端子印加の場合にてインピーダンスＺｐ，Ｚｎを求め、これらインピーダンスＺｐ，Ｚｎに基づいて行う構成となっている。
【０１６１】
これに対し、本実施の形態の検査装置１１では、太陽電池ストリング３の故障検査において、検査信号Ｐ端子印加の場合および検査信号Ｎ端子印加の場合にてそれぞれ検査信号５１を印加した場合の計測電流（指標値）を求め、それら計測電流に基づいて行う構成としている。
【０１６２】
検査信号Ｐ端子印加の場合および検査信号Ｎ端子印加の場合では、計測される検査信号５１の電圧値は同じであり、計測される検査信号５１の電流値のみが異なる。したがって、インピーダンスＺｐ，Ｚｎに代えて、検査信号Ｐ端子印加の場合での計測電流Ｉｐおよび検査信号Ｎ端子印加の場合での計測電流Ｉｎを使用することにより、太陽電池ストリング３の故障検査を行うことができる。
【０１６３】
この場合、図１に示した検査装置１１において、演算制御装置３２のインピーダンス演算部４６は、インピーダンスＺｐ，Ｚｎの比（Ｚｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）：Ｚｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ））に代えて、計測電流Ｉｐ，Ｉｎの比（Ｉｐ／（Ｉｐ＋Ｉｎ）：Ｉｎ／（Ｉｐ＋Ｉｎ））を演算する。制御部４７は、計測電流Ｉｐ，Ｉｎの比（Ｉｐ／（Ｉｐ＋Ｉｎ）：Ｉｎ／（Ｉｐ＋Ｉｎ））に基づいて、太陽電池モジュール２の故障位置を求める。
【０１６４】
上記の構成によれば、前記実施の形態の検査装置１１と同様、太陽電池ストリング３の故障の有無、および太陽電池ストリング３の故障位置を高精度に検出することができる。なお、本実施の形態の検査装置１１の構成（太陽電池ストリング３の故障検査の手法）は、他の各実施の形態においても適用可能である。
【０１６５】
[実施の形態１１]
（太陽電池ストリング３の非発電時に故障検査を行う構成）
本発明のさらに他の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。以上の実施の形態では、検査装置１１は、太陽電池ストリング３の発電時に太陽電池ストリング３の故障検査を行う構成となっている。これに対し、本実施の形態では、検査装置１１は、太陽電池ストリング３の非発電時に故障検査を行う構成となっている。
【０１６６】
太陽電池ストリング３の非発電時の等価回路は図２に示したものとなる。この場合、静電容量Ｃｄは、検査信号Ｐ端子印加および検査信号Ｎ端子印加の場合のインピーダンスＺｐ，Ｚｎに大きく影響する。そこで、本実施の形態では、静電容量Ｃｄによるインピーダンスを小さくするため、検査信号５１として、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲において、発電時の故障検査の場合よりも高い周波数のもの（例えば１ＭＨｚ）を使用する。
【０１６７】
なお、静電容量Ｃｄは、太陽電池モジュール２の種類によって異なるものの、同一の太陽電池モジュール２を使用する太陽電池ストリング３内においては、各太陽電池モジュール２についてほぼ同一である。また、各太陽電池モジュール２の静電容量Ｃｄは、太陽電池モジュール２が直列接続された状態では、直列接続された状態となる。したがって、静電容量Ｃｄによる太陽電池ストリング３のインピーダンスは、直列接続された太陽電池モジュール２の数が多くなるほど、大きくなる。
【０１６８】
また、検査装置１１では、故障検査をインピーダンスＺｐ，Ｚｎの比（Ｚｎ／（Ｚｐ＋Ｚｎ）：Ｚｐ／（Ｚｐ＋Ｚｎ））の比を求めることにより行うので、静電容量Ｃｐによるインピーダンスが存在している場合であっても、そのインピーダンスの検査結果に及ぼす影響は小さくすることができる。
【０１６９】
また、太陽電池ストリング３の故障検査を太陽電池ストリング３の非発電時に行う検査装置１１は、太陽電池ストリング３の故障検査を太陽電池ストリング３の発電時に行う検査装置１１と比較して、静電容量Ｃｄの存在により、故障位置の検査精度において劣ることになる。しかしながら、ケーブル断線の有無については、インピーダンスＺｐ，Ｚｎを比較することにより判定できるので、太陽電池ストリング３の故障検査を発電時に行う場合と同様に、高い精度にて検出することができる。
【０１７０】
上記の構成によれば、本実施の形態の検査装置１１は、前記実施の形態の検査装置１１と同様、太陽電池ストリング３の故障の有無、および太陽電池ストリング３の故障位置を高精度に検出することができる。なお、本実施の形態の検査装置１１の構成（太陽電池ストリング３の故障検査の手法）は、他の各実施の形態においても適用可能である。
【０１７１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
本発明は、太陽光発電システムの太陽電池モジュールを直列接続して構成された太陽電池ストリングの故障検査に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１    太陽光発電システム
２    太陽電池モジュール
３    太陽電池ストリング
１１    検査装置
２１    ＰＶ電圧計測回路（状態検出部、極間計測部）
２２    ＰＶ電流計測回路（状態検出部、極間計測部）
２３Ｐ  切替えリレー（経路切替部）
２３Ｎ  切替えリレー（経路切替部）
２４    検査通電路
２５    切替えリレー（接続切替部）
２６    信号電流計測回路（指標値計測部）
２７    信号注入回路（検査信号生成部）
２８    発振回路（検査信号生成部、オンオフ駆動部）
２９    フィルタ回路（フィルタ処理部）
３１    フィルタ回路（フィルタ処理部）
３０    信号電圧計測回路（指標値計測部）
３２    演算制御装置
３３    地絡検査回路（地絡検査部）
４３    ＰＷＭ可変部（検査信号生成部、周波数調整部）
４６    インピーダンス演算部（故障位置判定部）
４７    制御部（接続切替部、故障位置判定部、第１〜第５制御部、断線判定部、抵抗
値測定部）
５１    検査信号
６１    電流センサ
６３    遮断リレー（ストリング分断切替部）
６４    切替えリレー（接続切替部）
６５    切替えリレー（接続切替部）
７１    太陽電池セル
７２    バイパスダイオード
８１    検査信号生成回路（検査信号生成部）
８２    ソリッドステートリレー（ＳＳＲ、スイッチング素子）
８５    ＳＷＲ計測器
９１    リレー（短絡非短絡切替部）
９２    リレー（短絡非短絡切替部）
Ｒｓ    直列抵抗
Ｚｔ１    終端インピーダンス
Ｚｔ２    付加インピーダンス
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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