(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの表面を撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した前記太陽電池モジュールの表面画像データに応じて当該太陽電池モジュールの異常を監視する監視装置と、を具備する太陽電池モジュール監視システムであって、
前記撮像装置は、撮像レンズ及び撮像素子を備え、前記太陽電池モジュールの表面で構成される被写体面、前記撮像レンズのレンズ面及び前記撮像素子の結像面がシャインフルークの条件を満たすように前記撮像レンズの角度を調整する撮像部と、前記撮像部で撮像した前記太陽電池モジュールの表面画像データを前記監視装置に送信する送信部とを有し、
前記監視装置は、前記撮像装置から前記太陽電池モジュールの表面画像データを受信する受信部と、前記太陽電池モジュールの表面画像データを分析して当該太陽電池モジュールの異常を判定する判定部とを有することを特徴とする太陽電池モジュール監視システム。
【請求項２】
前記撮像部は、前記撮像装置が前記太陽電池モジュールを撮像するための撮像予定位置に配置されることで特定される前記被写体面及び前記結像面の角度に基づいて前記撮像レンズの角度を調整することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール監視システム。
【請求項３】
前記撮像装置は、当該撮像装置の現在位置を判定する位置判定部と、前記位置判定部の判定結果に基づいて前記撮像装置を前記撮像予定位置に移動する移動部とを有することを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール監視システム。
【請求項４】
前記撮像部は、赤外域又は紫外域の光線を利用して前記太陽電池モジュールの表面を撮像することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール監視システム。
【請求項５】
前記撮像部は、赤外域又は紫外域の光線に加え、可視域の光線を利用して前記太陽電池モジュールの表面を撮像することを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュール監視システム。
【請求項６】
前記撮像部は、複数の前記太陽電池モジュールを一括的に撮像し、前記送信部は、複数の前記太陽電池モジュールを含む表面画像データを前記監視装置に送信することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール監視システム。
【請求項７】
前記監視装置は、判定対象となる前記太陽電池モジュールの正常状態の比較画像データを記憶する記憶部を有し、前記判定部は、前記比較画像データと前記撮像装置からの前記太陽電池モジュールの表面画像データとの差異を分析することで当該太陽電池モジュールの異常を判定することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール監視システム。
【請求項８】
前記撮像装置は、前記太陽電池モジュールの表面の温度分布を検出する検出部を有し、前記送信部は、前記検出部で検出された温度分布データを前記監視装置に送信し、
前記監視装置の前記判定部は、前記撮像装置から受信した前記温度分布データに応じて前記太陽電池モジュールの異常を判定することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール監視システム。
【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で使用される太陽電池モジュールの異常を監視する太陽電池モジュール監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーの買い取り価格（タリフ）を法律により定めるフィードインタリフの導入が世界的に進んでいる。これに伴い、企業のみならず一般家庭でも太陽光発電システムが導入され始めている。特に、広大な敷地に多数の太陽電池モジュールを敷き詰めたメガソーラーシステムが普及し始めている。このメガソーラーシステムでは、補助的な役割であった太陽光発電システムが基幹発電の一役を担い、地域の電力を賄うことが期待されている。
【０００３】
太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールにおいては、鳥類の糞などによってモジュール表面が汚染し、或いは、飛来物の衝突などによってモジュール表面が破損すると、その発電出力が低下する。このような太陽電池モジュールの異常を検出する方法として、目視による検査、サーモメーターによる発熱の検査、テスターによる電気的特性の検査が行われている。これらの検査は、原則として太陽電池モジュール単位で行われる。このため、太陽電池モジュールの数が増大すると、検査に要する労力及びコストが増大するという課題がある。
【０００４】
このような課題に対し、太陽電池モジュール毎に計測手段及び通信手段を設け、通信手段から送信された計測結果と所定の閾値とを比較することで太陽電池モジュールにおける不具合の発生の有無を判定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、計測手段に要するコスト低減を図るべく、太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリング毎に計測手段を接続し、太陽電池モジュールの不具合を判定する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２３８８０号公報
【特許文献２】特開２００５−３４０４６４号公報
【特許文献３】特開２００３−３０４４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような特許文献１、２においては、太陽電池モジュール１つ１つを計測する労力を軽減することができる。しかしながら、太陽電池モジュール毎や太陽電池ストリーム毎に計測手段及び通信手段を設けなければならず、コストの増大を解決するまでには至っていない。特に、メガソーラーシステムでは、膨大な数の太陽電池モジュールが組み込まれており、コストの増大が顕著になる。
【０００７】
一方、太陽電池モジュールは、セルの直列回路で構成されている。一般的にモジュール内の部分的な陰や不具合の影響を抑制することを目的として複数のブロックに分割されている。そして、これらのブロック毎に電流の遮断を防止するためにバイパスダイオードが組み込まれている。このバイパスダイオードの作用により、太陽電池モジュールの部分的な不具合等の影響が吸収される。この結果、太陽電池モジュールから安定した発電出力の供給が確保される。
【０００８】
しかしながら、太陽電池モジュールの一部に汚染や破損などの不具合が生じている場合においては、陰や木々の飛散などの出力低下要因が重複すると、複数のバイパスダイオードが作動することにより急激に発電出力が低下する事態が発生し得る。このような事態の発生を未然に防止するためには、太陽電池モジュールの部分的な不具合を検出し、メンテナンスを実施することが好ましい。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、コストの増大を抑制しつつ、急激に発電出力が低下する事態を未然に防止することができる太陽電池モジュール監視システム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】
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュール監視システムは、太陽電池モジュールの表面を撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した前記太陽電池モジュールの表面画像データに応じて当該太陽電池モジュールの異常を監視する監視装置と、を具備する太陽電池モジュール監視システムであって、前記撮像装置は、撮像レンズ及び撮像素子を備え、前記太陽電池モジュールの表面で構成される被写体面、前記撮像レンズのレンズ面及び前記撮像素子の結像面がシャインフルークの条件を満たすように前記撮像レンズの角度を調整する撮像部と、前記撮像部で撮像した前記太陽電池モジュールの表面画像データを前記監視装置に送信する送信部とを有し、前記監視装置は、前記撮像装置から前記太陽電池モジュールの表面画像データを受信する受信部と、前記太陽電池モジュールの表面画像データを分析して当該太陽電池モジュールの異常を判定する判定部とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記太陽電池モジュール監視システムによれば、撮像装置にて、シャインフルークの条件を満たすように撮像レンズの角度が調整された状態で太陽電池モジュールの表面が撮像される。これにより、太陽電池モジュールの表面全体にピントを合わせることができるので、太陽電池モジュールの表面を鮮明に撮像することができる。そして、監視装置にて、撮像装置から送信された鮮明な太陽電池モジュールの表面画像データを分析して太陽電池モジュールの異常が判定される。このため、太陽電池モジュールの表面に部分的に発生した異常を判定することができ、作業者等によるメンテナンスを促すことができる。これにより、陰や木々の飛散などの出力低下要因に応じて急激に発電出力が低下する事態を未然に防止することができる。また、太陽電池モジュールの異常の判定には、撮像装置で撮像され、監視装置に送信された太陽電池モジュールの表面画像データが利用される。このため、太陽電池モジュール毎に計測手段や通信手段等を設ける必要がなく、これらに要するコストを低減することができる。この結果、コストの増大を抑制しつつ、急激な発電出力の低下を未然に防止することが可能となる。
【００１２】
例えば、上記太陽電池モジュール監視システムにおいて、前記撮像部は、前記撮像装置が前記太陽電池モジュールを撮像するための撮像予定位置に配置されることで特定される前記被写体面及び前記結像面の角度に基づいて前記撮像レンズの角度を調整する。この構成によれば、撮像レンズの角度を調整する際の基準となる被写体面及び結像面の角度を検出するための制御を省略することができる。これにより、複雑な制御を必要とすることなく撮像レンズの角度を調整することが可能となる。
【００１３】
また、上記太陽電池モジュール監視システムにおいて、前記撮像装置は、当該撮像装置の現在位置を判定する位置判定部と、前記位置判定部の判定結果に基づいて前記撮像装置を前記撮像予定位置に移動する移動部とを有することが好ましい。この構成によれば、位置判定部の判定結果に基づいて撮像装置が撮像予定位置に移動されることから、自動的に撮像予定位置に撮像装置を配置することができる。これにより、作業者が撮像装置を撮像予定位置まで移動する作業を省略でき、太陽電池モジュールを検査するための労力を軽減することが可能となる。
【００１４】
さらに、上記太陽電池モジュール監視システムにおいて、前記撮像部は、赤外域又は紫外域の光線を利用して前記太陽電池モジュールの表面を撮像することが好ましい。この構成によれば、可視域の光線を利用して太陽電池モジュールの表面を撮像する場合と比較して、太陽電池モジュールの表面に存在する不具合を判別し易い表面画像データを得ることができる。これにより、可視域の光線を利用する場合と比較して効果的に太陽電池モジュールの異常を判定することが可能となる。
【００１５】
特に、上記太陽電池モジュール監視システムにおいて、前記撮像部は、赤外域又は紫外域の光線に加え、可視域の光線を利用して前記太陽電池モジュールの表面を撮像することが好ましい。この構成によれば、赤外域又は紫外域の光線だけでなく、可視域の光線を利用して太陽電池モジュールの表面を撮像することから、複数種類の太陽電池モジュールの表面画像データから太陽電池モジュールの異常を判定することができる。これにより、それぞれの光線を単独で利用する場合と比較してより効果的に太陽電池モジュールの異常を検出することが可能となる。
【００１６】
また、上記太陽電池モジュール監視システムにおいて、前記撮像部は、複数の前記太陽電池モジュールを一括的に撮像し、前記送信部は、複数の前記太陽電池モジュールを含む表面画像データを前記監視装置に送信することが好ましい。この構成によれば、監視装置にて、複数の太陽電池モジュールを含む表面画像データに基づいて太陽電池モジュールの異常が判定されることから、太陽電池モジュールの異常の判定に要する時間を短縮することができる。これにより、膨大な数の太陽電池モジュールを含むメガソーラーシステム等における太陽電池モジュールの監視処理を効率化することが可能となる。
【００１７】
さらに、上記太陽電池モジュール監視システムにおいて、前記監視装置は、判定対象となる前記太陽電池モジュールの正常状態の比較画像データを記憶する記憶部を有し、前記判定部は、前記比較画像データと前記撮像装置からの前記太陽電池モジュールの表面画像データとの差異を分析することで当該太陽電池モジュールの異常を判定することが好ましい。この構成によれば、太陽電池モジュールの正常状態の比較画像データとの差異が分析されることから、撮像装置からの太陽電池モジュールの表面画像データにおける異常箇所を適切に検出することができる。これにより、太陽電池モジュールの異常を高精度に判定することが可能となる。
【００１８】
さらに、上記太陽電池モジュール監視システムにおいて、前記撮像装置は、前記太陽電池モジュールの表面の温度分布を検出する検出部を有し、前記送信部は、前記検出部で検出された温度分布データを前記監視装置に送信し、前記監視装置の前記判定部は、前記撮像装置から受信した前記温度分布データに応じて前記太陽電池モジュールの異常を判定するようにしてもよい。この構成によれば、監視装置にて、撮像装置から受信した温度分布データに応じて太陽電池モジュールの異常が判定されることから、太陽電池モジュールの表面画像データのみから検出できない太陽電池モジュールの異常を判定することが可能となる。これにより、太陽電池モジュールの異常を多面的に判定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コストの増大を抑制しつつ、急激に発電出力が低下する事態を未然に防止することすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムに適用される太陽電池モジュールの拡大図である。
【図３】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムの太陽電池アレイと撮像装置との位置関係を示す模式図である。
【図４】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムが有する撮像装置の機能ブロック図である。
【図５】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムが有する監視装置の機能ブロック図である。
【図６】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムの監視装置が保持する太陽電池モジュールの比較画像データの模式図である。
【図７】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムの撮像装置で複数の太陽電池モジュールを撮像する際の撮像条件を説明するための模式図である。
【図８】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムにおける太陽電池モジュールの監視動作を説明するためのフロー図である。
【図９】本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システムの撮像装置が撮像した太陽電池モジュールの撮像画像データの一例を示す模式図である。
【図１０】本実施の形態の変形例に係る撮像装置の要部を説明するための模式図である。
【図１１】本実施の形態の変形例に係る撮像装置で使用されるフィルタの透過特性の説明図である。
【図１２】本実施の形態の変形例に係る撮像装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る太陽電池モジュール監視システム（以下、単に「監視システム」という）は、例えば、メガソーラーシステムにおける太陽電池モジュールの監視に好適に利用される。以下においては、本実施の形態に係る監視システムがメガソーラーシステムに適用される場合を例として説明する。しかしながら、本実施の形態に係る監視システムが適用される対象はメガソーラーシステムに限定されるものではなく、より小規模な太陽光発電システムに適用することができる。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る監視システム１０の構成を示すブロック図である。なお、図１においては、メガソーラーシステムを構成する多数の太陽電池アレイのうち、説明の便宜上、３個の太陽電池アレイ１１〜１３のみを示している。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態に係る監視システム１０は、複数の太陽電池アレイ１１〜１３、パワーコンディショナ１４、撮像装置１５及び監視装置１６を含んで構成される。監視システム１０では、敷地内に設置された太陽電池アレイ１１〜１３を撮像装置１５で撮像し、撮像した画像データを監視装置１６で分析することにより、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する太陽電池モジュール２０の異常を監視するものである。
【００２４】
それぞれの太陽電池アレイ１１〜１３は、例えば、最大出力２５０Ｗの太陽電池モジュール２０が直列に９枚接続されることにより最大出力２２５０Ｗの太陽電池アレイとして構成される。太陽電池モジュール２０は、太陽光を表面（モジュール表面）に受光し、太陽光エネルギーを電気エネルギー（直流）に変換する。なお、これらの太陽電池モジュール２０は、太陽電池パネルと呼ぶこともできる。
【００２５】
太陽電池アレイ１１〜１３は、監視システム１０が設けられる敷地内に整列して配置されている。また、それぞれの太陽電池アレイ１１〜１３においては、太陽電池モジュール２０が整列して配置されている。図１では、同図に示す上下方向に一定間隔で配置された３枚の太陽電池モジュール２０が同図に左右方向に３列配置された場合について示している。それぞれの太陽電池アレイ１１〜１３における太陽電池モジュール２０の位置は、互いに一致した状態となっている。太陽電池アレイ１１〜１３は、それぞれ逆流防止ダイオード（ブロッキングダイオード）２１〜２３を介してパワーコンディショナ１４に接続されている。
【００２６】
図２は、本実施の形態に係る監視システム１０に適用される太陽電池モジュール２０の拡大図である。図２に示すように、太陽電池モジュール２０は、複数の太陽電池セル２０１を含んでいる。太陽電池モジュール２０内の太陽電池セル２０１は、インターコネクタのはんだ接続によって全て直列に配線された電気回路となっている。太陽電池モジュール２０は、太陽電池モジュール２０内の部分的な陰や故障・不具合の影響を抑えることを目的として複数の直列回路群に分割されている。これらの直列回路群には、これらの影、故障、不具合により発電及び継電能力が低下した直列群を迂回して、他の直列群からの電流を通すためのバイパスダイオード２０２が組み込まれている。なお、これらのバイパスダイオード２０２で分割された部分的な太陽電池セル群は、クラスタ２０３と呼ばれることがある。
【００２７】
パワーコンディショナ１４は、太陽電池アレイ１１〜１３の挙動を制御する。また、パワーコンディショナ１４は、太陽電池アレイ１１〜１３によって生成された直流電力を交流電力に変換する。例えば、パワーコンディショナ１４は、図示しない商用電源や負荷に接続される。このような場合、太陽電池アレイ１１〜１３で発電された電力は負荷で消費され、或いは、商用電源に売電される。
【００２８】
撮像装置１５は、監視装置１６の指示の下、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する太陽電池モジュール２０の表面を撮像する。撮像処理を行う際、撮像装置１５は、太陽電池アレイ１１〜１３（より具体的には、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する全ての太陽電池モジュール２０）を撮像可能な位置まで移動する。そして、撮像装置１５は、撮像した太陽電池モジュール２０の表面の画像データ（以下、適宜「表面画像データ」という）を監視装置１６に送信する。
【００２９】
監視装置１６は、パワーコンディショナ１４に接続され、太陽電池アレイ１１〜１３からの発電電力を判定することにより、太陽光発電システム全体の発電量を監視する。また、監視装置１６は、撮像装置１５で撮像した太陽電池モジュール２０の表面画像データに基づいて太陽電池モジュール２０の異常を監視する。なお、監視装置１６における太陽電池モジュール２０の異常監視動作については後述する。
【００３０】
ここで、このような監視システム１０における太陽電池アレイ１１と、撮像装置１５との位置関係について説明する。図３は、本実施の形態に監視システム１００の太陽電池アレイ１１と撮像装置１５との位置関係を示す模式図である。図３においては、太陽電池アレイ１１を側方側から見た場合について示している。なお、太陽電池アレイ１２、１３に対する撮像装置１５の位置関係は、太陽電池アレイ１１に対する位置関係と共通するため省略する。
【００３１】
図３に示すように、太陽電池アレイ１１は、例えば、水平面から１０〜２０度傾斜した状態の架台３０の上面に設置される。この場合において、太陽電池アレイ１１を構成する太陽電池モジュール２０は、日光の差し込む方向に受光部（表面）を向けて架台３０に設置されている。
【００３２】
撮像装置１５は、架台３０の下端部側（図３に示す右端部側）であって、架台３０から一定距離だけ離間した位置に配置される。撮像装置１５は、本体部１５１と、本体部１５１を支持する支柱部１５２と、本体部１５１及び支柱部１５２を移動する移動部１５３とを含んで構成される。本体部１５１内には、後述する制御部１５４、通信部１５５、位置判定部１５６及び撮像部１５７が設けられる（図４参照）。移動部１５３は、例えば、駆動モータと、前後左右に撮像装置１５を移動可能な車輪とを有する。このような構成を有し、撮像装置１５は、本体部１５１内の撮像部１５７で架台３０の下端部側から太陽電池モジュール２０を撮像可能に構成されている。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る監視システム１０が有する撮像装置１５及び監視装置１６の構成について説明する。図４は、本実施の形態に係る監視システム１０が有する撮像装置１５の機能ブロック図である。図５は、本実施の形態に係る監視システム１０が有する監視装置１６の機能ブロック図である。図４及び図５においては、説明の便宜上、本発明と関連する構成要素のみを示している。なお、図４において、図３と共通する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図４に示すように、撮像装置１５は、撮像装置１５全体の制御を行う制御部１５４を有する。この制御部１５４には、移動部１５３、通信部１５５、位置判定部１５６及び撮像部１５７が接続されている。移動部１５３は、制御部１５４の指示の下、太陽電池モジュール２０を撮像可能な位置（後述する撮像予定位置）に撮像装置１５を移動する。
【００３５】
通信部１５５は、監視装置１６との間で情報を無線通信する。例えば、通信部１５５は、監視装置１６から撮像処理を指示する信号（撮像指示信号）を受信する一方、撮像部１５７で撮像した画像データを監視装置１６に送信する。通信部１５５は、例えば、モバイル通信技術を利用し、基地局装置を介して監視装置１６と情報通信を行うことができる。また、通信部１５５は、無線ＬＡＮ技術を利用し、アクセスポイントを介して監視装置１６と情報通信を行うようにしてもよい。なお、この通信部１５５は、特許請求の範囲における送信部を構成する。
【００３６】
位置判定部１５６は、撮像装置１５の現在位置を判定する。例えば、位置判定部１５６は、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）機能を備え、人工衛星が発信する電波を利用し、撮像装置１５の緯度・経度・高度などを一定誤差（例えば、数ｃｍの誤差）で判定する。以下においては、位置判定部１５６がＧＰＳ機能を備える場合について説明するものとする。位置判定部１５６による判定結果は、制御部１５４による移動部１５３の制御に利用される。
【００３７】
撮像部１５７は、撮像レンズ及び撮像素子を有し、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する太陽電池モジュール２０の表面を撮像する。ここでは、撮像部１５７は、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する９枚の太陽電池モジュール２０の表面を一括的に撮像する。撮像素子には、例えば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサが使用される。例えば、撮像部１５７は、可視域の光線（可視光）を利用して太陽電池モジュール２０を撮像する。詳細について後述するように、撮像部１５７は、所定の撮像条件の下において、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する複数（本実施の形態では９枚）の太陽電池モジュール２０の表面全体にピントを合わせた状態で撮像する。なお、この場合における撮像装置１５（撮像部１５７）における撮像条件については後述する。
【００３８】
制御部１５４は、これらの構成要素を制御し、監視装置１６の指示の下、撮像装置１５を太陽電池モジュール２０が撮像可能な位置に移動させる。そして、制御部１５４は、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する太陽電池モジュール２０の表面を撮像させる。さらに、制御部１５４は、撮像した太陽電池モジュール２０の表面画像データを通信部１５５を介して監視装置１６に送信させる。
【００３９】
一方、監視装置１６は、図５に示すように、監視装置１６全体の制御を行う制御部１６１を有する。この制御部１６１には、通信部１６２、記憶部１６３及び表示部１６４が接続されている。
【００４０】
通信部１６２は、撮像装置１５との間で情報を無線通信する。例えば、通信部１６２は、撮像装置１５に対して撮像処理を指示する信号（撮像指示信号）を送信する一方、撮像装置１５から太陽電池モジュール２０の表面画像データを受信する。通信部１６２は、撮像装置１５の通信部１５５と同様に、モバイル通信技術や無線ＬＡＮ技術等を利用して撮像装置１５と情報通信を行うことができる。なお、この通信部１６２は、特許請求の範囲における受信部を構成する。
【００４１】
記憶部１６３は、撮像装置１５で撮像した太陽電池モジュール２０の表面画像データと比較するための比較画像データを保持する。この比較画像データは、異常の判定対象となる太陽電池モジュール２０の正常状態の画像データで構成される。例えば、記憶部１６３は、比較画像データとして、太陽光発電システムに設置前の状態の太陽電池モジュール２０を撮像した表面画像データを保持する。
【００４２】
図６は、本実施の形態に係る監視システム１０の監視装置１６が保持する太陽電池モジュール２０の比較画像データの模式図である。なお、図６においては、説明の便宜上、撮像装置１５と各太陽電池モジュール２０との間の距離を反映することなく平面的に示している。図９についても同様である。
【００４３】
図６に示すように、比較画像データは、９枚の太陽電池モジュール２０を含む画像データであって、それぞれの太陽電池モジュール２０の表面に汚染や破損などの不具合が生じていない画像データで構成されている。なお、比較画像データに含まれる太陽電池モジュール２０の数は、撮像対象となる太陽電池モジュール２０の数に応じて変化する。
【００４４】
表示部１６４は、監視装置１６における各種情報を表示する。例えば、表示部１６４は、太陽光発電システムにおける発電量や、システム全体に生じた不具合を表示する。また、表示部１６４は、撮像装置１５からの太陽電池モジュール２０の表面画像データと、比較画像データとの差異分析に基づく太陽電池モジュール２０の表面の異常の判定結果を表示する。
【００４５】
制御部１６１は、これらの構成要素を制御し、通信部１６２を介して撮像装置１５に対して太陽電池モジュール２０の撮像を指示する一方、撮像装置１５から太陽電池モジュール２０の表面画像データを受信する。そして、制御部１６１は、受信した太陽電池モジュール２０の表面画像データと、記憶部１６３に保持された比較画像データとの差異分析を行い、太陽電池モジュール２０の表面に発生した不具合の有無を判定する。さらに、制御部１６１は、その太陽電池モジュール２０の表面の判定結果を表示部１６４に表示させる。なお、この制御部１６１は、特許請求の範囲における判定部を構成する。
【００４６】
ここで、複数の太陽電池モジュール２０を撮像する際の撮像装置１５における撮像条件について説明する。図７は、本実施の形態に係る監視システム１０の撮像装置１５で複数の太陽電池モジュール２０を撮像する際の撮像条件を説明するための模式図である。なお、図７においては、撮像装置１５の撮像部１５７が、その構成要素として撮像レンズ１５７ａ及び撮像素子１５７ｂを有する場合について示している。また、図７においては、撮像装置１５が太陽電池モジュール２０を撮像するための所定位置（撮像予定位置）に配置された場合について示している。
【００４７】
図７に示すように、撮像部１５７においては、撮像レンズ１５７ａがレンズ中心Ｃを通過する直線を軸として傾動可能に本体部１５１に支持される（図３参照）。このため、撮像レンズ１５７ａのレンズ面ＬＰの角度は、レンズ中心Ｃを通過する直線を軸として変化する。一方、撮像素子１５７ｂは本体部１５１に固定されている。このため、撮像素子１５７ｂの結像面ＩＰの角度が変化することはない。また、太陽電池アレイ１１〜１３を構成する太陽電池モジュール２０は、架台３０の上面に固定されている。このため、被写体面ＳＰである太陽電池モジュール２０の表面の角度が変化することはない。なお、撮像レンズ１５７ａの中心Ｃと撮像素子１５７ａとの間の距離ａは、微調整可能に構成されている。なお、撮像レンズ１５７ａの角度を調整する前の初期状態では、レンズ面ＬＰは、結像面ＩＰと平行に配置されている。図７では、初期状態におけるレンズ面を「ＬＰ´」と示している。
【００４８】
撮像部１５７においては、緩やかに傾斜した太陽電池モジュール２０の表面全体にピントを合わせるため、被写体面ＳＰである太陽電池モジュール２０の表面、撮像レンズ１５７ａのレンズ面ＬＰ及び撮像素子１５７ｂの結像面ＩＰがシャインフルーク（Scheimpflug）の条件を満たすように撮像レンズ１５７ａの角度が調整される。ここで、シャインフルークの条件とは、結像面ＩＰとレンズ面ＬＰとがある１つの直線で交わる場合において、被写体面ＳＰにピントを合わせるためには被写体面ＳＰも同一の直線で交わることが必要となることを示す。なお、このシャインフルークの条件は、シャインフルークの原理（Scheimpflug principle）に基づく。
【００４９】
図７においては、結像面ＩＰ、レンズ面ＬＰ及び被写体面ＳＰが紙面に垂直に延びる直線ＳＬにて交わる場合について示している。このように結像面ＩＰ、レンズ面ＬＰ及び被写体面ＳＰがシャインフルークの条件を満たす場合には、被写体面ＳＰがレンズ面ＬＰと平行でないため、撮像装置１５から近距離にある太陽電池モジュール２０及び遠距離にある太陽電池モジュール２０に同時に焦点を合わせることができる。
【００５０】
ここで、本実施の形態に係る撮像装置１５の撮像部１５７における撮像レンズ１５７ａの角度の調整方法について、図１、図３及び図７を参照しながら説明する。以下においては、説明の便宜上、撮像部１５７による撮像対象が太陽電池アレイ１１に含まれる複数の太陽電池モジュール２０であるものとする。
【００５１】
太陽電池アレイ１１に含まれる複数の太陽電池モジュール２０を撮像する際、撮像装置１５においては、まず、位置判定部１５６により現在位置を特定すると共に、太陽電池モジュール２０を撮像するための撮像予定位置を特定する。そして、現在位置から撮像予定位置まで移動部１５３により移動する。なお、撮像予定位置は、例えば、監視装置１６から送信される撮像指示信号で指定される。
【００５２】
例えば、撮像予定位置としては、撮像部１５７の撮像レンズ１５７ａの中心Ｃが、太陽電池アレイ１１の中心（より具体的には、太陽電池アレイ１１に含まれる中央列の太陽電池モジュール２０の中心）に対応する位置であって、架台３０の下端部から一定距離だけ離間した位置が想定される。なお、撮像予定位置については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００５３】
上述したように、撮像レンズ１５７ａのレンズ面ＬＰの角度は、レンズ中心Ｃを通過する直線を軸として変化する。一方、撮像素子１５７ｂの結像面ＩＰの角度が変化することはない。また、被写体面ＳＰである太陽電池モジュール２０の表面の角度が変化することはない。したがって、撮像予定位置に位置すると、撮像素子１５７ｂの結像面ＩＰ及び被写体面ＳＰの角度が特定される。また、これらの結像面ＩＰ及び被写体面ＳＰと、撮像レンズ１５ａの中心Ｃとの相対位置関係も特定される。本実施の形態に係る撮像装置１５においては、このように特定される情報を利用して撮像レンズ１５７ａの角度を調整する。
【００５４】
このように結像面ＩＰ及び被写体面ＳＰの角度が特定できる場合、これらの角度からシャインフルークの条件により求められる交線ＳＬの位置を推定できる。この交線ＳＬが推定されると、この交線ＳＬと撮像素子１５７ｂの中心ＩＣとの間の距離Ｉｈは、計算により求めることができる。
【００５５】
また、撮像素子１５７ｂと撮像レンズ１５７ａの中心Ｃとの距離ａは、撮像装置１５の模擬装置を使って実測あるいは計算により求めることができる。被写体面ＳＰ上のＳＰ１は、結像面ＩＰとレンズ面ＬＰ´とが平行に配置されている状態でピントが合う仮の目標点を示している。撮像レンズ１５７ａの中心ＣとこのＳＰ１との間の距離ｂ及び上述した距離ａは、焦点距離（ｆ）を求める際に利用される。なお、焦点距離（ｆ）は、以下に示す（式１：レンズの公式）により求められる。
（式１）
１／ｆ  ＝  １／ａ  +  １／ｂ
【００５６】
さらに、初期状態におけるレンズ面ＬＰ´における撮像レンズ１５７ａの中心Ｃから結像面ＩＰと直交し、交線ＳＬを含む平面ＳＬＰまでの距離Ｌｈ´は、撮像レンズ１５７ａ及び撮像素子１５７ｂとの位置関係から求めることができる。また、交線ＳＬと撮像レンズ１５７ａの中心Ｃとの間の距離Ｌｈは、計算により求めることができる。
【００５７】
シャインフルークの条件を満たす撮像レンズ１５７ａの角度αは、撮像レンズ１５７ａの中心Ｃから直線ＳＬまでの距離Ｌｈと、撮像レンズ１５７ａの中心Ｃから上記平面ＳＬＰまでの距離Ｌｈ´とを用いて以下の（式２）により求めることができる。
（式２）
α  ＝  ａｒｃｃｏｓ Ｌｈ´  ／  Ｌｈ
【００５８】
撮像部１５７においては、このように求めた角度αで撮像レンズ１５７ａの角度を調整する。これにより、被写体面ＳＰ、レンズ面ＬＰ及び結像面ＩＰがシャインフルークの条件を満たすように撮像レンズ１５７ａの角度が調整される。これにより、被写体面ＳＰ上に配置される全ての太陽電池モジュール２０に焦点を合すことができる。この結果、全ての太陽電池モジュール２０における鮮明な表面画像データを撮像することが可能となる。
【００５９】
さらに、より鮮明な表面画像データを撮像する場合には、上述した要領で撮像レンズ１５７ａの角度を調整した後、被写体面ＳＰ上の任意の一点に対してピントを合わせる制御を行う。この場合には、被写体面ＳＰ上の任意の一点に対してピントを合わせるだけで、複数の太陽モジュール２０の表面に対して精度良くピントを合わせることが可能となる。
【００６０】
ここで、シャインフルークの原理を適用した撮像装置を利用して複数の太陽電池モジュール２０を撮像する際の一般的な撮像レンズの角度調整方法について説明する。なお、以下においては、撮像部における撮像レンズ及び撮像素子の状態は、本実施の形態と同様であるものとする。すなわち、撮像レンズがそのレンズ中心を通過する直線を軸に傾動可能に支持される一方、撮像素子は固定されている。また、撮像レンズの角度を調整する前の初期状態においては、レンズ面ＬＰと結像面ＩＰとが平行に設定されるものとする。
【００６１】
このような撮像装置においては、撮像処理を開始する際、まず、被写体面ＳＰ（太陽電池モジュールの表面）上の撮像装置に近い点に対してピントが合うように撮像素子に対する撮像レンズの位置を調整する。撮像レンズの位置を調整した後、被写体面ＳＰ（太陽電池モジュールの表面）上の撮像装置から遠い点にピントが合うように撮像レンズの角度を調整する。この角度調整の際、光軸のずれに伴い、撮像素子と撮像レンズとの間の距離（言い換えると、レンズ面ＬＰと結像面ＩＰとの間の距離）が微妙にずれてくる。このため、再度、撮像素子に対する撮像レンズの位置を調整する。しかしながら、この撮像レンズの位置調整により、結像面ＩＰとレンズ面ＬＰとの関係が変化するため、再度、撮像レンズの角度を調整する。このような作業を繰り返すことで、複数の太陽電池モジュールの撮像に最適な角度に撮像レンズの角度を調整する。
【００６２】
このように一般的な撮像レンズの角度調整方法では、撮像素子に対する撮像レンズの位置調整と、撮像レンズの角度調整とを繰り返すことにより複数の太陽電池モジュールの撮像に最適な撮像レンズの角度に調整する。これに対し、本実施の形態に係る撮像装置１５における撮像レンズ１５７ａの角度調整方法では、撮像装置１５を撮像予定位置に配置することで特定される情報（より具体的には、被写体面ＳＰ及び結像面ＩＰの角度）を利用する。これにより、撮像レンズ１５７ａの角度を調整する際の基準となる被写体面ＳＰ及び結像面ＩＰの角度を検出するための制御を省略することができる。そして、これらの被写体面ＳＰ及び結像面ＩＰの角度に基づいて撮像レンズ１５７ａの角度を調整することから、上述したような撮像レンズの位置調整及び角度調整の反復を回避することができる。これにより、複雑な制御を必要とすることなく撮像レンズ１５７ａの角度を調整することが可能となる。
【００６３】
次に、本実施の形態に係る監視システム１０における太陽電池モジュール２０の監視動作について説明する。図８は、本実施の形態に係る監視システム１０における太陽電池モジュール２０の監視動作を説明するためのフロー図である。なお、本実施の形態に係る監視システム１０における太陽電池モジュール２０の監視動作は、例えば、太陽光発電システムにおける発電量が所定値以下に低下した場合に実行される。なお、太陽電池モジュール２０の監視動作の実行条件については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００６４】
太陽電池モジュール２０の監視動作の実行条件となる事象が発生すると、監視装置１６は、撮像装置１５に対して太陽電池モジュール２０の表面の撮像処理を指示する（ステップ（以下、「ＳＴ」という）７０１）。この場合、制御部１６１は、通信部１６２を介して撮像処理を指示する信号（撮像指示信号）を撮像装置１５に出力する。なお、この撮像指示信号には、撮像装置１５による撮像予定位置を示す位置情報（経度／緯度情報）が指定される。
【００６５】
この撮像指示信号を受信すると、撮像装置１５は、撮像指示信号で指定される撮像位置を示す位置情報に応じて撮像予定位置へ移動する（ＳＴ７０２）。この場合、撮像装置１５は、位置判定部１５６で現在の位置情報を取得すると共に、撮像予定位置を示す位置情報との差異を判定する。制御部１５４は、位置判定部１５６の判定結果に応じて移動部１５３を制御することにより、撮像装置１５を撮像予定位置へ移動する。
【００６６】
このように本実施の形態に係る監視システム１０においては、位置判定部１５６の判定結果に基づいて撮像装置１５が撮像予定位置に移動されることから、自動的に撮像予定位置に撮像装置１５を配置することができる。これにより、作業者が撮像装置１５を撮像予定位置まで移動する作業を省略でき、太陽電池モジュール２０を検査するための労力を軽減することができる。
【００６７】
撮像予定位置に到達すると、撮像装置１５は、撮像レンズ１５７ａの角度調整処理を行う（ＳＴ７０３）。この場合、制御部１５４は、撮像部１５７に対して撮像レンズ１５７ａの角度調整を指示する。この指示に応じて、撮像部１５７は、撮像レンズ１５７ａの角度調整処理を行う。撮像部１５７は、上述したように、撮像予定位置に配置されることで特定される被写体面ＳＰ及び結像面ＩＰの角度を利用して、被写体面ＳＰ、レンズ面ＬＰ及び結像面ＩＰがシャインフルークの条件を満たすように撮像レンズ１５７ａの角度を調整する。この角度調整処理により太陽電池アレイ１１を構成する全ての太陽電池モジュール２０の表面にピントが合った状態となる。
【００６８】
次に、撮像装置１５は、太陽電池モジュール２０の撮像処理を行う（ＳＴ７０４）。この場合、制御部１５４は、撮像部１５７に対して太陽電池モジュール２０の撮像を指示する。この撮像処理では、上述した角度調整処理によってピントが調整された状態で撮像が行われる。このため、太陽電池アレイ１１を構成する全ての太陽電池モジュール２０の表面を鮮明に撮像することができる。
【００６９】
ここでは、この撮像処理によりモジュール表面に汚染及び破損の不具合が存在する太陽電池モジュール２０が撮像されたものと仮定する。図９は、本実施の形態に係る監視システム１０の撮像装置１５が撮像した太陽電池モジュール２０の表面画像データの一例を示す模式図である。図９に示す表面画像データにおいては、破損箇所を含む太陽電池モジュール２０ａ、２０ｂと、鳥類の糞等の汚染箇所を含む太陽電池モジュール２０ｃとを含む場合について示している。
【００７０】
撮像処理を完了すると、撮像装置１５は、表面画像データを監視装置１６に送信する（ＳＴ７０５）。この場合、制御部１５４は、通信部１５５を介して撮像部１５７で撮像した表面画像データを監視装置１６に送信する。ここでは、図９に示す太陽電池モジュール２０の表面画像データが監視装置１６に送信されるものとする。
【００７１】
表面画像データを受信すると、監視装置１６は、太陽電池モジュール２０の異常を判定する処理（異常判定処理）を行う（ＳＴ７０６）。この場合、制御部１６１は、撮像装置１５からの表面画像データと、記憶部１６３に保持された比較画像データとの差異分析を行い、太陽電池モジュール２０の異常を判定する。ここでは、図９に示す表面画像データと、図６に示す比較画像データとの差異分析が行われる。これにより、破損箇所を含む太陽電池モジュール２０ａ、２０ｂ及び汚染箇所を含む太陽電池モジュール２０ｃが異常を有する太陽電池モジュール２０として判定される。
【００７２】
そして、監視装置１６は、この異常判定処理の判定結果を表示部１６４に表示する（ＳＴ７０７）。この場合、制御部１６１は、モジュール表面に不具合を有する太陽電池モジュール２０の識別情報を表示部１６４に表示する。例えば、予め太陽電池モジュール２０に割り当てられている識別番号や、太陽電池モジュール２０の位置情報を表示することができる。また、複数の太陽電池アレイ１１〜１３を表示すると共に、不具合が発生した太陽電池モジュール２０ａ〜２０ｃを点滅表示することもできる。
【００７３】
このように本実施の形態に係る監視システム１０においては、撮像装置１５にて、シャインフルークの条件を満たすように撮像レンズ１５７ａの角度が調整された状態で太陽電池モジュール２０の表面が撮像される。これにより、太陽電池モジュール２０の表面全体にピントを合わせることができるので、太陽電池モジュール２０の表面を鮮明に撮像することができる。そして、監視装置１６にて、撮像装置１５から送信された鮮明な太陽電池モジュール２０の表面画像データを分析して太陽電池モジュール２０の異常が判定される。このため、太陽電池モジュール２０の表面に部分的に発生した異常を判定することができ、作業者等によるメンテナンスを促すことができる。これにより、陰や木々の飛散などの出力低下要因に応じて急激に発電出力が低下する事態を未然に防止することができる。また、太陽電池モジュール２０の異常の判定には、撮像装置１５で撮像され、監視装置１６に送信された太陽電池モジュール２０の表面画像データが利用される。このため、太陽電池モジュール２０毎に計測手段や通信手段等を設ける必要がなく、これらに要するコストを低減することができる。この結果、コストの増大を抑制しつつ、急激な発電出力の低下を未然に防止することが可能となる。
【００７４】
特に、本実施の形態に係る監視システム１０では、太陽電池モジュール２０から離間した位置に配置される撮像装置１５を利用し、この撮像装置１５の撮像部１５７にてシャインフルークの条件を満たすように撮像レンズ１５７ａの角度が調整された状態で太陽電池モジュール２０の表面を撮像する。撮像レンズのレンズ面ＬＰと撮像素子の結像面とが平行に配置される一般的な撮像装置においては、緩やかに傾斜して設置される太陽電池モジュール２０の上方側領域に配置する必要がある。したがって、このような撮像装置は、太陽モジュール２０の表面に落下する虞がある。これに対し、本実施の形態に係る撮像装置１５は、太陽電池モジュール２０から離間した位置に配置されることから、太陽電池モジュール２０の表面に落下する事態を防止することができる。
【００７５】
しかも、監視装置１６にて、撮像装置１５から送信された鮮明な太陽電池モジュール２０の表面画像データを分析して太陽電池モジュール２０の異常が判定される。このため、目視による検査、サーモメーターによる発熱の検査、テスターによる電気的特性の検査等で検出し難かった太陽電池モジュール２０の酸化被膜の剥離現象を検出することができる。これにより、太陽電池モジュール２０の酸化被膜の剥離現象に起因する発電出力の低下を未然に防止することができる。
【００７６】
また、本実施の形態に係る監視システム１０においては、撮像装置１５にて複数の太陽電池モジュール２０を一括的に撮像し、監視装置１６にて複数の太陽電池モジュール２０を含む表面画像データに基づいて太陽電池モジュール２０の異常を判定する。これにより、太陽電池モジュール２０の異常の判定に要する時間を短縮することができる。この結果、膨大な数の太陽電池モジュール２０を含むメガソーラーシステム等における太陽電池モジュール２０の監視処理を効率化することが可能となる。
【００７７】
また、本実施の形態に係る監視システム１０においては、監視装置１６にて、判定対象となる太陽電池モジュール２０の正常状態の比較画像データとの差異が分析されることから、撮像装置１５からの太陽電池モジュール２０の表面画像データにおける異常箇所を適切に検出することができる。これにより、太陽電池モジュール２０の異常を高精度に判定することが可能となる。
【００７８】
なお、上記実施の形態に係る撮像装置１５においては、可視光を利用して複数の太陽電池モジュール２０を撮像する場合について説明している。しかしながら、太陽電池モジュール２０の表面の異常を判定する精度を向上することを目的として、可視光以外の波長を有する光線（例えば、赤外域や紫外域の光線）を利用して太陽電池モジュール２０を撮像することは実施の形態として好ましい。この場合には、可視光を利用して太陽電池モジュール２０の表面を撮像する場合と比較して、太陽電池モジュール２０の表面に生じた不具合（破損や汚染）を判別し易い表面画像データを得ることができる。この結果、可視域の光線を利用する場合と比較して効果的に太陽電池モジュールの異常を判定することが可能となる。
【００７９】
また、上記実施の形態に係る撮像装置１５においては、単一の撮像レンズ１５７ａ及び撮像素子１５７ｂを備えることを前提として複数の太陽電池モジュール２０を撮像する場合について説明している。しかしながら、太陽電池モジュール２０の表面の異常を判定する精度を向上することを目的として複数の撮像レンズ及び撮像素子を備えることは実施の形態として好ましい。特に、複数の撮像レンズ及び撮像素子を備える場合において、異なる波長を有する光線（例えば、可視域の波長と赤外域の波長）を利用することは実施の形態として好ましい。この場合には、それぞれの波長の光線を単独で利用する場合と比較してより効果的に太陽電池モジュール２０の異常を検出することが可能となる。
【００８０】
以下、本実施の形態に係る監視システム１０の撮像装置１５の変形例について説明する。図１０は、変形例に係る撮像装置の要部を説明するための模式図である。なお、図１０においては、上記実施の形態に係る撮像装置１５の本体部１５１に相当する部分のみを示している。
【００８１】
図１０に示すように、変形例に係る撮像装置２５の本体部２５１は、本体部２５１を構成する筐体内に２個の撮像レンズ２５２（２５２ａ、２５２ｂ）と、２個の撮像素子２５３（２５３ａ、２５３ｂ）とを有する。また、本体部２５１を構成する筐体は、撮像レンズ２５２の光軸方向に分割された構成を有する。これらの筐体は、撮像素子２５３に対する撮像レンズ２５２の位置調整の際に伸縮する蛇腹部２５４を介して連結されている。
【００８２】
撮像レンズ２５２ａ、２５２ｂは、光軸を平行にした状態で本体部２５１内に並べて配置されている。撮像素子２５３ａ、２５３ｂは、それぞれ撮像レンズ２５２ａ、２５２ｂに対応する位置に並べて配置されている。撮像レンズ２５２ａ、２５２ｂは、これらのレンズの中心を通過する直線Ｔを軸として傾動可能に本体部２５１に支持されている。なお、撮像レンズ２５２ａ、２５２ｂは、直線Ｔを軸として同一角度で傾動可能に構成されている。一方、撮像素子２５３ａ、２５３ｂは、本体部２５１内に固定されている。
【００８３】
撮像レンズ２５２ａ、２５２ｂは、上記実施の形態に係る撮像レンズ１５７ａと同様に、そのレンズ面ＬＰ、撮像素子２５３ａ、２５３ｂの結像面ＩＰ及び太陽電池モジュール２０の表面に構成される被写体面ＳＰがシャインフルークの条件を満たすように、その角度が調整可能に構成される（図７参照）。このため、この撮像装置２５においては、撮像レンズ２５２ａ、２５２ｂの双方で撮像装置２５から近距離にある太陽電池モジュール２０及び遠距離にある太陽電池モジュール２０に同時に焦点を合わせることができる。
【００８４】
撮像装置２５において、撮像レンズ２５２ａ及び撮像素子２５３ａは、上記実施の形態の撮像レンズ１５７ａ及び撮像素子１５７ｂと同様に、可視光を利用して太陽電池モジュール２０を撮像可能に構成される。例えば、撮像素子２５３ａの前面に可視光を透過し、赤外域や紫外域の光線をカットするフィルタを装着することにより、可視光を利用して太陽電池モジュール２０を撮像することができる。
【００８５】
一方、撮像レンズ２５２ｂ及び撮像素子２５３ｂは、赤外域の光線を利用して太陽電池モジュール２０を撮像可能に構成される。例えば、撮像素子２５３ｂの前面に可視光を吸収し、波長の長い近赤外域の光線のみを透過させるフィルタを装着することにより、赤外域の光線を利用して太陽電池モジュール２０を撮像することができる。
【００８６】
一般に赤外域の光線は、散乱（レイリー散乱やミー散乱）が発生し難い。このため、撮像レンズ２５２ｂ及び撮像素子２５３ｂにより撮像された表面画像データは、通常の画像データよりも背景が暗くなる。したがって、撮像レンズ２５２ｂ及び撮像素子２５３ｂを、赤外域の光線を利用して撮像可能に構成することにより、太陽電池モジュール２０の表面に存在する破損箇所を明瞭に浮き出させることができる。この結果、モジュール表面に破損箇所が存在する太陽電池モジュール２０を効果的に判別することが可能となる。
【００８７】
また、撮像レンズ２５２ｂ及び撮像素子２５３ｂは、紫外域の光線を利用して太陽電池モジュール２０を撮像可能に構成してもよい。例えば、撮像素子２５３ｂの前面に可視光を吸収し、波長の短い紫外域の光線のみを透過させるフィルタを装着することにより、紫外域の光線を利用して太陽電池モジュール２０を撮像することができる。
【００８８】
一般に紫外域の光線を利用した撮像は、ガラス基板上の埃の認識に効果的であることが知られている。太陽電池モジュールの表面はガラス層で覆われており、表面の破断や傷に埃が付着し易くなり、紫外域の光線でこの破断や傷を認識する上で有効となる。したがって、撮像レンズ２５２ｂ及び撮像素子２５３ｂを、紫外域の光線を利用して撮像可能に構成することにより、太陽電池モジュール２０の表面の不具合（破損箇所や汚染箇所）に起因する光り方の変化を判別することができる。この結果、モジュール表面に不具合が発生した太陽電池モジュール２０を効果的に判別し易くできる。
【００８９】
さらに、撮像レンズ２５２ｂ及び撮像素子２５３ｂは、赤外域及び紫外域を利用して太陽電池モジュール２０を撮像可能に構成してもよい。例えば、撮像素子２５３ｂの前面に可視光を吸収し、赤外域及び紫外域の光線のみを透過させるフィルタを装着することにより、赤外域及び紫外域の光線を利用して太陽電池モジュール２０を撮像することができる。
【００９０】
図１１は、赤外域及び紫外域を利用して太陽電池モジュール２０を撮像する際に使用されるフィルタの透過特性の説明図である。図１１に示すように、このフィルタにおいては、可視光（約４２０ｎｍ〜７２０ｎｍ）を吸収し、紫外域（約２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）及び赤外域（約７８０ｎｍ〜）の光線のみを透過させる特性を有する。このような特性を有するフィルタを撮像素子２５３ｂの前面に装着することにより、可視光を吸収し、赤外域及び紫外域の光線のみを透過させることが可能となる。
【００９１】
このように変形した撮像装置２５においては、赤外域及び／又は紫外域の光線を利用して太陽電池モジュール２０の表面を撮像すると共に、可視光を利用して太陽電池モジュール２０の表面を撮像することができる。これにより、複数種類の太陽電池モジュール２０の表面画像データから太陽電池モジュール２０の異常を判定することができる。このため、それぞれの波長の光線を単独で利用する場合と比較してより効果的に太陽電池モジュール２０の異常を検出することが可能となる。
【００９２】
また、上記実施の形態に係る監視システム１０においては、撮像装置１５にて可視光（赤外域又は紫外域の光線）を利用して太陽電池モジュール２０の表面を撮像し、監視装置１６にて表面画像データを分析して太陽電池モジュール２０の異常を判定する場合について説明している。一方で、太陽電池モジュール２０には、モジュール内のセルの不具合や性能低下に起因して局部的に高温になるホットスポットが現れる場合がある。
【００９３】
このようなホットスポットは、太陽電池モジュール２０の表面に異常が検出される場合と、検出されない場合とが存在する。前者は、上記実施の形態に係る監視システム１０における太陽電池モジュール２０の表面画像データによる判定で検出することができる。一方、後者は、上記実施の形態に係る監視システム１０における太陽電池モジュール２０の表面画像データによる判定で直接的に検出することはできない。
【００９４】
このようなホットスポットが発生する場合においては、太陽電池モジュールの一部に生じた汚染や破損などの不具合と同様に、陰や木々の飛散などの出力低下要因が重複すると、急激に発電出力が低下する事態が発生し得る。このような事態の発生を未然に防止するためには、太陽電池モジュールに発生したホットスポットを検出し、メンテナンスを実施することが好ましい。
【００９５】
以下、このようなホットスポットを検出可能な変形例に係る撮像装置について説明する。図１２は、本実施の形態の変形例に係る撮像装置の機能ブロック図である。図１２において、図４と共通の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。図１２に示すように、変形例に係る撮像装置３５は、制御部１５４に検出部１５８が接続されている点で、図４に示す撮像装置１５と相違する。
【００９６】
検出部１５８は、太陽電池モジュール２０の表面の温度分布を検出する。例えば、検出部１５８は、検出対象物である太陽電池モジュール２０の表面から出ている赤外線放射エネルギーを検出する。検出部１５８で検出された温度分布データは、通信部１５５を介して監視装置１６に送信される。そして、監視装置１６にて、太陽電池モジュール２０の異常判定処理に利用される。
【００９７】
このような撮像装置３５においては、上記実施の形態に係る撮像装置１５（２５）における撮像処理（図８：ＳＴ７０４参照）と同等のタイミングで温度分布検出処理を行う。この温度分布検出処理では、太陽電池モジュール２０の表面の温度分布を検出する。この温度分布検出処理を完了すると、撮像装置１５は、温度分布データを監視装置１６に送信する。例えば、この温度分布データは、撮像部１５７で撮像した表面画像データと同時に送信することができる。
【００９８】
温度分布データを受信すると、監視装置１６は、太陽電池モジュール２０の異常を判定する処理（異常判定処理）を行う。この場合、制御部１６１は、温度分布データから太陽電池モジュール２０において局部的に温度が上昇している箇所（ホットスポット）の有無を判定する。この異常判定処理は、図８（ＳＴ７０６）に示す表面画像データを用いた異常判定処理と並行して行うことが好ましい。
【００９９】
そして、監視装置１６は、この異常判定処理の判定結果を表示部１６４に表示する。この判定結果の表示は、図８（ＳＴ７０７）に示す表面画像データを用いた判定結果と重ねて表示することが好ましい。この場合には、太陽電池モジュール２０における汚染箇所や破損箇所と、ホットスポットの発生箇所とを一括的に表示することができる。これにより、メンテナンスが必要な太陽電池モジュール２０を容易に特定することができる。
【０１００】
このように変形例に係る撮像装置３５を有する監視システム１０においては、監視装置１６にて、撮像装置３５から受信した温度分布データに応じて太陽電池モジュール２０の異常を判定する。このため、太陽電池モジュール２０の表面画像データのみから検出できない太陽電池モジュール２０の異常（例えば、ホットスポット）を判定することができる。これにより、太陽電池モジュール２０に発生している異常を多面的に判定することが可能となる。
【０１０１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【０１０２】
例えば、上記実施の形態においては、撮像装置１５が位置判定部１５６で現在位置を特定し、その判定結果に基づいて移動部１５３により撮像予定位置に自動的に移動する場合について説明している。しかしながら、撮像予定位置に対する撮像装置１５の移動については、自動的に移動する場合に限定されるものではなく、作業者が手動で撮像装置１５を撮像予定位置まで移動するようにしてもよい。このように作業者が手動で撮像装置１５を撮像予定位置まで移動する場合においては、撮像装置１５を移動する作業は発生するものの、コストの増大を抑制しつつ、急激な発電出力の低下を未然に防止するという上記実施の形態で奏する効果を得ることができる。
【０１０３】
また、上記実施の形態においては、撮像装置１５の位置判定部１５６がＧＰＳ機能を備え、人工衛星が発信する電波を利用して撮像予定位置に移動する場合について説明している。しかしながら、撮像予定位置に対する撮像装置１５の移動については、このようなＧＰＳ機能を利用する場合に限定されない。例えば、太陽電池アレイ１１〜１３が設置される敷地内に撮像装置１５の自走用の識別ラインや識別マーカを埋設しておき、撮像装置１５でこれらの識別ラインや識別マーカを読み取って撮像予定位置に移動するようにしてもよい。
【０１０４】
さらに、上記実施の形態においては、撮像装置１５が単一の撮像予定位置で太陽電池モジュール２０の表面を撮像し、監視装置１６にてその太陽電池モジュール２０の表面画像データに対応する比較画像データとの差異を分析することで太陽電池モジュール２０の異常を判定する場合について説明している。しかしながら、撮像装置１５が撮像する撮像予定位置の数については、これに限定されるものでなく、同一の太陽電池モジュール２０に対して複数設けるようにしてもよい。この場合には、複数の角度から太陽電池モジュール２０を撮像することができるので、より高精度に太陽電池モジュール２０の異常を判定することができる。なお、この場合には、監視装置１６にて、撮像予定位置の数に応じた比較画像データを保持しておき、これらとの差異を分析する必要がある。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  太陽電池モジュール監視システム（監視システム）
１１〜１３  太陽電池アレイ
１４  パワーコンディショナ
１５、２５、３５  撮像装置
１５１、２５１  本体部
１５２  支柱部
１５３  移動部
１５４  制御部
１５５  通信部
１５６  位置判定部
１５７  撮像部
１５７ａ  撮像レンズ
１５７ｂ  撮像素子
１５８  検出部
１６  監視装置
１６１  制御部
１６２  通信部
１６３  記憶部
１６４  表示部
２０、２０ａ〜２０ｃ  太陽電池モジュール
２０１  太陽電池セル
２０２  バイパスダイオード
２１〜２３  逆流防止ダイオード（ブロッキングダイオード）
２５  撮像装置
２５１  本体部
２５２ａ、２５２ｂ  撮像レンズ
２５３ａ、２５３ｂ  撮像素子
２５４  蛇腹部
３０  架台
【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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