(57)【要約】 【課題】経時的データによらずに不具合のある太陽電池ストリングを特定することができる、太陽電池ストリング検査装置を提供する。【解決手段】検査対象となる太陽電池ストリング２の出力電力からＩ−Ｖ特性を測定する特性測定手段８と、特性測定手段８で測定した特性から指標を演算する信号処理手段９と、演算された指標と予め設定した閾値Ｈ、Ｌとを比較する比較監視手段１０と、指標と閾値Ｈ、Ｌとの比較結果を表示記録する表示記録手段１１とを有する太陽電池ストリング検査装置６。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となる太陽電池ストリングの出力電力からＩ−Ｖ特性を測定する特性測定手段と、
前記特性測定手段で測定した特性から指標を演算する信号処理手段と、
演算された指標と予め設定した閾値とを比較する比較監視手段と、
指標と閾値との比較結果を表示記録する表示記録手段とを有する太陽電池ストリング検査装置。
【請求項２】
前記指標は、前記太陽電池ストリングの最大出力を、前記太陽電池ストリングの短絡電流と開放電圧との積で除した値である請求項１記載の太陽電池ストリング検査装置。
【請求項３】
日射強度を測定する日射計をさらに備え、
前記指標は、前記太陽電池ストリングの最大出力を前記日射計で測定された日射強度で除した値である請求項１記載の太陽電池ストリング検査装置。
【請求項４】
日射強度を測定する日射計をさらに備え、
前記指標は、前記太陽電池ストリングの最大出力を前記日射計で測定された日射強度で除した値に、前記太陽電池ストリングの最大出力を、前記太陽電池ストリングの短絡電流と開放電圧との積で除した値を１回以上乗じた値である請求項１記載の太陽電池ストリング検査装置。
【請求項５】
前記特性測定手段と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれとの接続を切替える複数の切替スイッチをさらに備える請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の太陽電池ストリング検査装置。
【請求項６】
前記特性測定手段は、前記太陽電池ストリングの特性を２回以上測定し、前記信号処理手段は２以上の指標を演算する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の太陽電池ストリング検査装置。
【請求項７】
前記比較監視手段は、前記太陽電池ストリングの初期特性を備え、前記特性測定手段で測定された特性と前記初期特性とを比較する請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の太陽電池ストリング検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、太陽電池ストリング検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脱石油エネルギーの流れを受け、世界的に太陽光発電システムの導入が急増している。発電出力が１ＭＷを超えるメガソーラーといわれる大規模な太陽光発電システムも各国に建設されている。このメガソーラーでは、数万枚の太陽電池モジュールが使用されることがあり、故障検出技術やメンテナンス技術が必要とされている。
【０００３】
ところで、太陽光発電システムの出力特性は日射強度などの環境条件によって大きく変動する。このため、太陽電池パネルを構成する太陽電池モジュールの故障や劣化、太陽電池モジュール表面の汚れなどによって本来の出力が得られていない場合でも、出力低下を環境条件の影響によるものと誤認してしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６４６５３号公報
【特許文献２】特開２００１−２４２０４号公報
【特許文献３】特開２００４−２８７７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、太陽電池ストリング（複数の太陽電池モジュールが直列に接続された一群）中に故障モジュールなどの出力異常モジュールが存在していると、期待される発電量が得られず、投資回収に要する期間が長引くという問題や、太陽電池モジュールの発熱といった安全上の問題が発生することがあった。
【０００６】
したがって、出力異常モジュールを早期に検出し、交換などのメンテナンスを行う必要があり、太陽電池モジュールの交換に当たっては、出力異常モジュールがどのストリングに存在するかを特定することが第一ステップといえる。
【０００７】
一方、従来の太陽電池システムの検査方法では、日射強度などの環境条件によって出力特性が大きく変動するため、太陽電池モジュールの故障や劣化、太陽電池モジュール表面の汚れなどによる太陽電池ストリングの出力異常を判断することができなかった。
【０００８】
また、太陽電池ストリング毎に経時的にデータを検出して監視する場合、長期間に渡ってデータを検出しなければ異常があるかどうか判断することができず、投資回収に要する期間を短くすることが困難であるとともに、安全上の問題が発生する可能性があった。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、経時的データによらずに不具合のある太陽電池ストリングを特定することができる、太陽電池ストリング検査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】
【００１０】
実施形態の態様による太陽電池ストリング検査装置は、検査対象となる太陽電池ストリングの出力電力からＩ−Ｖ特性を測定する特性測定手段と、前記特性測定手段で測定した特性から指標を演算する信号処理手段と、演算された指標と予め設定した閾値とを比較する比較監視手段と、指標と閾値との比較結果を表示記録する表示記録手段とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の検査装置および検査対象の一構成例を示す図である。
【図２】太陽電池ストリングのＩ−Ｖ特性およびＰ−Ｖ特性の一例を示す図である。
【図３】同じ日射強度で良品の太陽電池ストリングと、不具合品モジュールを含む太陽電池ストリングとの特性の一例を示す図である
【図４】特性測定器で測定された特性と日射強度とに基づいて演算された指標（最大出力／日射強度）の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態の検査装置および検査対象の一構成例を示す図である。
【図６】特性測定器で測定された特性に基づいて演算された指標（Ｆ．Ｆ．）の一例を示す図である。
【図７】特性測定器で測定された特性と日射強度とに基づいて演算された指標（（最大出力／日射強度）×Ｆ．Ｆ．^ｎ）の一例を示す図である。
【図８】太陽電池モジュール検査装置の一構成例を説明するための図である。
【図９】太陽電池モジュール検査装置の他の構成例を説明するための図である。
【図１０】太陽電池モジュール検査装置の信号入力装置から出力される計測信号の一例を示す図である。
【図１１】太陽電池モジュール検査装置の波形観測装置で検出される反射信号あるいは透過信号の一例を示す図である。
【図１２】太陽電池モジュール検査装置の波形観測装置で検出される反射信号あるいは透過信号の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。  
本実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置は、日射強度を測定する手段と、検査対象となる太陽電池ストリングのＩ−Ｖ特性等を測定する特性測定手段と、特性測定手段で測定した特性から指標を演算する信号処理手段と、演算された指標と予め設定した閾値とを比較する比較監視手段と、指標と閾値との比較結果を表示記録する手段とを有し、経時的データによらず太陽電池ストリングに不具合モジュールがあるか否か即時判定する。
【００１３】
図１に、第１実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置６および検査対象の一構成例を示す。本実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置６は、太陽光の日射強度を測定する日射計７と、太陽電池ストリング２の特性を測定する特性測定器８と、測定された特性から指標を演算する信号処理部９と、演算された指標と閾値とを比較して良品か否か判断する比較監視部１０と、比較監視部１０での比較結果を表示記録する表示記録部１１と、を備える。
【００１４】
上記太陽電池ストリング検査装置６は、検査対象である太陽電池ストリング２を含む太陽光発電装置に接続されている。太陽光発電装置は、複数の太陽電池ストリング２と、複数の太陽電池ストリング２が解除手段１２を介して接続された接続箱３と、を備えている。
【００１５】
太陽電池ストリング２は、直列に接続された複数の太陽電池モジュール１を備えている。複数の太陽電池モジュール１の高電位側と低電位側とがそれぞれ解除手段１２を介して接続箱３に接続されている。接続箱３に取り付けられた太陽電池ストリング２は解除手段１２により接続を解除して、ストリング単位で太陽電池装置から取り外すことが可能となっている。
【００１６】
接続箱３は、複数の太陽電池ストリング２から出力された電力を電力系統あるいは負荷（図示せず）へ出力する。接続箱３は、太陽電池ストリング２の一方の極に接続された第1電力線Ｗ１と、太陽電池ストリング２の他方の極に接続された第２電力線Ｗ２とを備えている。第１電力線Ｗ１と第２電力線Ｗ２とのそれぞれから、電力系統あるいは負荷へ電力が出力される。
【００１７】
太陽電池ストリング２の他方の極と第２電力線Ｗ２とは切替スイッチ５および逆流防止ダイオード４を介して接続されている。切替スイッチ５は、太陽電池ストリング２の高電位側と第２電力線Ｗ２との電気的接続を切り替える。逆流防止ダイオード４は、太陽電池ストリング２から電力を出力する方向に取り付けられ、電力系統や負荷側から太陽電池ストリング２へ電力が逆流することを防止する。
【００１８】
太陽電池ストリング検査装置６の特性測定器８には、接続箱３から延びた第１電力線Ｗ１および第２電力線Ｗ２が接続されている。特性測定器８はさらに、日射計７から太陽光の日射強度を受信する。特性測定器８は、日中の発電中に、切替スイッチ５を操作して複数の太陽電池ストリング２の１つを第１電力線Ｗ１および第２電力線Ｗ２に接続して、接続箱３から所望の太陽電池ストリング２の出力電力を受信する。特性測定器８は、接続箱３から受信した出力電力から太陽電池ストリング２のＩ−Ｖ特性およびＰ−Ｖ特性を演算することができる。特性測定器８は、複数の太陽電池ストリング２の全てについて、Ｉ−Ｖ特性を測定し、特性測定器８は測定した特性と日射強度とを信号処理部９に供給する。なお、日射計７の出力は信号処理部９に直接入力されてもよい。
【００１９】
図２に、太陽電池ストリング２のＩ−Ｖ特性およびＰ−Ｖ特性の一例を示す。特性測定器８はＩ−Ｖ特性を測定することにより、太陽電池ストリング２の最大出力Ｐｍａｘ、最大動作電圧Ｖｐｍ、最大動作電流Ｉｐｍ、開放電圧Ｖｏｃ、および、短絡電流Ｉｓｃを測定することができる。
【００２０】
図３に、同じ日射強度で良品の太陽電池モジュール１のみからなる太陽電池ストリング２と、不具合品の太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング２との、Ｉ−Ｖ特性およびＰ−Ｖ特性の一例を示す。図３では、良品のみからなる太陽電池ストリング２の特性を実線で、不具合品を含む太陽電池ストリング２の特性を破線で示している。
【００２１】
良品のみからなる太陽電池ストリング２の特性と、不具合品を含む太陽電池ストリング２の特性とを比較すると、不具合品を含む太陽電池ストリング２の最大出力Ｐｍａｘは、良品のみからなる太陽電池ストリング２の最大出力Ｐｍａｘよりも低い。
【００２２】
ただし、屋外で太陽電池ストリング２の特性を測定した場合、日射強度が変化することが通常であり、単純に太陽電池ストリング２の最大出力Ｐｍａｘを比較することで検査することは困難である。
【００２３】
ここで、結晶シリコン系太陽電池では、短絡電流Ｉｓｃが日射強度に正比例することが知られており、したがって最大動作電流Ｉｐｍも日射強度に相関があると類推することができる。そこで、本実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置では、日射強度の影響を軽減するため、最大出力（Ｐｍａｘ＝Ｉｐｍ×Ｖｐｍ）を日射強度で除した値を指標として、太陽電池ストリング２が良品であるか否か判断することとしている。
【００２４】
信号処理部９では、特性測定器８で測定された太陽電池ストリング２の特性および日射強度から、上記指標（最大出力／日射強度）を演算する。
【００２５】
図４に、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、特性測定器８で測定された特性と日射強度とに基づいて演算された指標（最大出力／日射強度）の一例を示す。なお、以下の説明において、複数の太陽電池ストリング２それぞれを区別するために太陽電池ストリングに異なる符合Ａ〜Ｄを付して説明するが、複数の太陽電池ストリング２の検査に適用可能であることは言うまでもない。
【００２６】
この例では、太陽電池ストリングＢに不具合品の太陽電池モジュールが含まれ、太陽電池ストリングＡ，Ｃ、Ｄは良品のみからなる。信号処理部９は、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、指標（最大出力／日射強度）を複数回演算して、比較監視部１０へ供給する。図４に示す例では、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて指標を３回演算している。
【００２７】
比較監視部１０は、信号処理部９から受信した複数の指標が、予め設定された閾値の範囲に含まれるか否かにより、太陽電池ストリングＡ〜Ｄが良品か否か判断する。具体的には、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、３つの指標が第１閾値Ｈ１以下であって第２閾値Ｌ１（第１閾値Ｈ１＞第２閾値Ｌ１）以上であるか否か判断する。
【００２８】
図４に示す例については、比較監視部１０は、太陽電池ストリングＢの３つの指標の全てが第２閾値Ｌ１以下であるため、太陽電池ストリングＢが不具合品の太陽電池モジュール１を含むと判断する。比較監視部１０は、太陽電池ストリングＡ、Ｃ、Ｄの３つの指標は、全て第１閾値Ｈ１以下であって第２閾値Ｌ１以上であるため、太陽電池ストリングＡ、Ｃ、Ｄは良品の太陽電池モジュール１のみからなると判断する。
【００２９】
なお、比較監視部１０は、例えば、３つの指標のうちの１つだけが第１閾値Ｈ１よりも大きい場合や第２閾値Ｌ１よりも小さい場合には、その１つの指標の信頼性が低いと判断して、そのような太陽電池ストリングは不具合品の太陽電池モジュール１を含まないと判断してもよい。
【００３０】
また、比較監視部１０は、例えば３つの指標のうちの１つだけが第１閾値Ｈ１以下第２閾値Ｌ１以上である場合には、その１つの指標の信頼性が低いと判断して、そのような太陽電池ストリングは不具合品の太陽電池モジュール１を含むと判断してもよい。
【００３１】
比較監視部１０は、太陽電池ストリングＡ〜Ｄについて良品か否か判断した結果を表示記録部１１へ出力する。表示記録部１１は、受信した判断結果をメモリ（図示せず）に記録し、判断結果をディスプレイ等の表示手段に表示可能に処理を行う。メモリや表示手段は、太陽電池ストリング検査装置６内に搭載されても良く、外部に接続されてもよい。利用者は、表示記録部１１により記録された判断結果や表示手段に表示された判断結果を確認して、太陽電池ストリングＡ〜Ｄが不具合品の太陽電池モジュール１を含むか否かを知ることができる。
【００３２】
上記のように本実施形態によれば、経時的データによらずに異常のある太陽電池ストリング２を特定することができる検査装置を提供することができる。すなわち、本実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置によれば、故障や劣化、表面の汚れなどによって出力が低下した太陽電池モジュールを含む太陽電池ストリングを容易に特定することができる。さらに、上記のように複数回指標を演算して良品か否かを判断することによって、信頼性の低い指標により誤った判断が成されることを回避し、信頼性の高い検査を行うことができる。
【００３３】
次に、第２実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置について図面を参照して説明する。  
本実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置は、検査対象となる太陽電池ストリングの特性を測定する特性測定手段と、特性測定手段で測定した特性から指標としてＦ．Ｆ．（フィルファクター、曲線因子）を演算する信号処理手段と、あらかじめ設定した閾値と指標とを比較する比較監視手段と、指標と閾値との比較結果を表示記録する表示記録手段とを有し、経時的データによらず太陽電池ストリングに不具合品の太陽電池モジュールがあるかどうか即時判定する。
【００３４】
図５に、第２実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置および検査対象の一構成例を示す。なお、以下の説明において上述の第１実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置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。
【００３５】
本実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置６は、日射計を備えていない。特性測定器８は、上述の第１実施形態と同様に、接続箱３から受信した複数の太陽電池ストリング２の出力電力に基づいて、複数の太陽電池ストリング２の特性を演算して、その特性を信号処理部９に出力する。
【００３６】
信号処理部９は、特性測定器８から受信した特性に基づいて指標を演算する。本実施形態では、太陽電池の性能を示すＦ．Ｆ．（フィルファクター、曲線因子）を指標として採用している。Ｆ．Ｆ．は１に近いほど内部損失が少なく、優れたモジュールであると評価でき、何らかの原因でモジュールが劣化すると、その値が低下することが知られている。
【００３７】
Ｆ．Ｆ．（フィルファクター、曲線因子）は下記式（１）により算出することができる。  
Ｆ．Ｆ．＝Ｐｍａｘ／（Ｉｓｃ×Ｖｏｃ）・・・式（１）
図６に、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、特性測定器８で測定された特性に基づいて演算された指標（Ｆ．Ｆ．）の一例を示す。この例では、太陽電池ストリングＢに不具合品の太陽電池モジュールが含まれ、太陽電池ストリングＡ，Ｃ、Ｄは良品のみからなる。信号処理部９は、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、指標（Ｆ．Ｆ）を複数回演算して、比較監視部１０へ供給する。図６に示す例では、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて指標を３回演算している。
【００３８】
比較監視部１０は、信号処理部９から受信した複数の指標が、予め設定された閾値の範囲に含まれるか否かにより、太陽電池ストリングＡ〜Ｄが良品か否か判断する。具体的には、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、３つの指標が第３閾値Ｈ２以下であって第４閾値Ｌ２（第３閾値Ｈ２＞第４閾値Ｌ２）以上であるか否か判断する。
【００３９】
図６に示す例について、比較監視部１０は、太陽電池ストリングＢの３つの指標の全てが第４閾値Ｌ２以下であるため、太陽電池ストリングＢが不具合品を含むと判断する。比較監視部１０は、太陽電池ストリングＡ、Ｃ、Ｄの３つの指標は、全て第３閾値Ｈ２以下であって第４閾値Ｌ２以上であるため、太陽電池ストリングＡ、Ｃ、Ｄは良品の太陽電池モジュール１のみからなると判断する。
【００４０】
なお、上述の第１実施形態と同様に、比較監視部１０は、例えば、３つの指標のうちの１つだけが第３閾値Ｈ２よりも大きい場合や第４閾値Ｌ２よりも小さい場合には、その１つの指標の信頼性が低いと判断して、そのような太陽電池ストリングは不具合品の太陽電池モジュール１を含まないと判断してもよい。
【００４１】
また、比較監視部１０は、例えば３つの指標のうちの１つだけが第３閾値Ｈ２以下第４閾値Ｌ２以上である場合には、その１つの指標の信頼性が低いと判断して、そのような太陽電池ストリングは不具合品の太陽電池モジュール１を含むと判断してもよい。
【００４２】
上記のように本実施形態によれば、上述の第１実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置と同様の効果を得ることができ、さらに、Ｆ．Ｆ．を指標とした場合、太陽電池ストリング２を構成する太陽電池モジュール１数が少ないほど検出感度を高くすることができる。さらに、第１実施形態にかかる太陽電池ストリング検査装置よりも構成が簡易になるため、検査装置コストも削減することができる。
【００４３】
次に、第３実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置について、図面を参照して説明する。  
上記第２実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置ではＦ．Ｆ．を指標として採用していたが、太陽電池ストリング２を構成する太陽電池モジュール１数が増加すると、１枚の異常モジュールのＦ．Ｆ．への寄与率が低下するため、検出感度がやや低下することがある。そこで本実施形態では、太陽電池ストリング２を構成する太陽電池モジュール１数が比較的多い場合により効果的な太陽電池ストリング検査装置を提供する。
【００４４】
本実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置６は、信号処理部９で演算される指標が異なること以外は第１実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置６と同様である。特性測定器８は、上述の第１実施形態と同様に、接続箱３から受信した複数の太陽電池ストリング２の出力電力に基づいて、複数の太陽電池ストリング２の特性を演算して、その特性と日射強度とを信号処理部９に出力する。
【００４５】
信号処理部９は、最大出力を日射強度で除した値にＦ．Ｆ．のｎ乗（ｎ＝１、２、３、…）を乗じた値をストリング良否判定の指標として採用している。
【００４６】
図７に、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、特性測定器８で測定された特性に基づいて演算された指標（（最大出力／日射強度）×（Ｆ．Ｆ．）＾ｎ）の一例を示す。
【００４７】
この例では、太陽電池ストリングＢに不具合品の太陽電池モジュールが含まれ、太陽電池ストリングＡ，Ｃ、Ｄは良品のみからなる。信号処理部９は、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、指標（（最大出力／日射強度）×（Ｆ．Ｆ．）＾ｎ）を複数回演算して、比較監視部１０へ供給する。図７に示す例では、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて指標を３回演算している。
【００４８】
比較監視部１０は、信号処理部９から受信した複数の指標が、予め設定された閾値の範囲に含まれるか否かにより、太陽電池ストリングＡ〜Ｄが良品か否か判断する。具体的には、太陽電池ストリングＡ〜Ｄのそれぞれについて、３つの指標が第５閾値Ｈ３以下であって第６閾値Ｌ３（第５閾値Ｈ３＞第６閾値Ｌ３）以上であるか否か判断する。
【００４９】
図７に示す例については、比較監視部１０は、太陽電池ストリングＢの３つの指標の全てが第６閾値Ｌ３以下であるため、太陽電池ストリングＢが不具合品の太陽電池モジュール１を含むと判断する。比較監視部１０は、太陽電池ストリングＡ、Ｃ、Ｄの３つの指標は、全て第５閾値Ｈ３以下であって第６閾値Ｌ３以上であるため、太陽電池ストリングＡ、Ｃ、Ｄは良品の太陽電池モジュール１のみからなると判断する。
【００５０】
なお、上述の第１実施形態と同様に、比較監視部１０は、例えば、３つの指標のうちの１つだけが第５閾値Ｈ３よりも大きい場合や第６閾値Ｌ３よりも小さい場合には、その１つの指標の信頼性が低いと判断して、そのような太陽電池ストリングは不具合品の太陽電池モジュール１を含まないと判断してもよい。
【００５１】
また、比較監視部１０は、例えば３つの指標のうちの１つだけが第５閾値Ｈ３以下第６閾値Ｌ３以上である場合には、その１つの指標の信頼性が低いと判断して、そのような太陽電池ストリングは不具合品の太陽電池モジュール１を含むと判断してもよい。
【００５２】
上記のように本実施形態によれば、上述の第１実施形態に係る太陽電池ストリング検査装置と同様の効果を得ることができ、さらに、最大出力Ｐｍａｘを日射強度で除した値とＦ．Ｆ．とを掛け合わせているため、それぞれ単独の指標よりも検出感度を向上させることができる。また、最大出力を日射強度で除した値にＦ．Ｆ．をｎ乗した値を乗じることで、さらに検出感度を向上させることができる。
【００５３】
なお、上記第１乃至第３実施形態では、比較監視部１０は指標と閾値Ｈ１〜３、Ｌ１〜３とを比較して太陽電池ストリングが不具合品の太陽電池モジュール１を含むか否かを判断していたが、太陽電池装置を設置した直後に、複数の太陽電池ストリング２の初期Ｉ−Ｖ特性を取得して、その後、一定時間経過後に再びＩ−Ｖ特定を測定し、両者のデータを比較して良品か否かをさらに判断してもよい。
【００５４】
このとき、太陽電池ストリング２の良否判定の指標は、第１実施形態で用いた最大出力を日射強度で除した値、第２実施形態で用いたＦ．Ｆ．、および、第３実施形態で用いた日射強度で除した最大出力にＦ．Ｆ．のｎ乗を乗じた値のいずれでもよい。このように検査を行うと、太陽電池ストリング２の故障だけでなく、太陽電池ストリング２の経年劣化（出力低下）を検出することが可能である。
【００５５】
上記のように、第１乃至第３実施形態に係る検査装置によれば、故障や劣化、表面の汚れなどによって出力が低下した太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング２を容易に特定して、経時的データによらずに不具合のある太陽電池ストリング２を特定することができる、太陽電池ストリング検査装置を提供することができる。
【００５６】
続いて、上記第１乃至第３実施形態の検査装置により、不具合品を含むと判断された太陽電池ストリング２について、不具合のある太陽電池モジュール１を検出する太陽電池モジュール検査装置について説明する。
【００５７】
図８は太陽電池モジュール検査装置の構成の一例を示す図である。太陽電池モジュール検査装置は、太陽電池ストリング２の一方の極に接続された信号入力装置２０と、信号入力装置２０が接続された極に接続された波形観測装置３０と、を備えている。太陽電池ストリング２の他方の極にはインバータＩＮＶが接続されている。
【００５８】
不具合のある太陽電池モジュール１の検出に先立って、照度が１０００Ｌｘ以下の検査環境を用意し、対象となる太陽電池ストリング２の回路を開放する。照度を１０００Ｌｘ以下とすると、日射量変動を抑制した条件で測定することができるため、ノイズの影響を抑えて精度良く測定することが出来る。また、太陽電池ストリング２の回路を開放すると、開放端を形成することで、複数の太陽電池モジュールからなる回路のインピーダンスを安定させることが出来るため、精度良く測定することができる。
【００５９】
信号入力装置２０は、デューティ比が異なる計測信号を太陽電池ストリング２の一方の極側に出力する。信号入力装置２０から出力された計測信号は、太陽電池ストリング２の一方の極から他方の極へ伝送され、インバータＩＮＶで反射されて太陽電池ストリング２の他方の極から一方の極へと伝送され、波形観測装置３０で検出される。
【００６０】
図１０に、信号入力装置２０から出力される計測信号の波形の一例を示す。信号入力装置２０から出力される計測信号は、１サイクルＴ１において少なくとも波形がフラットになる部分が生じるように所定のデューティ比Ｔｗ／Ｔ１（＜１）に設定される。
【００６１】
図１１に、波形観測装置３０で検出された反射信号の波形の一例を示す。この例では、太陽電池ストリング２に不具合品モジュールが含まれている場合の例を示している。不具合のある太陽電池モジュール１は、良品の太陽電池モジュール１とインピーダンスが異なるため、不具合品を含む太陽電池ストリング２を介して反射される反射信号には、遅延した信号波形が検出される。
【００６２】
図１２に、波形観測装置３０で検出された反射信号の波形の他の例を示す。この例も、太陽電池ストリング２に不具合品モジュールが含まれている場合の例を示している。この場合には、計測信号の周波数を調整することにより、不具合のある太陽電池モジュール１で干渉により増幅された信号波形が遅延して検出されている。このように遅延した信号が増幅されると、遅延した信号の検出が容易となり、測定誤差が減少して検査精度を向上させることができる。
【００６３】
図１１および図１２に示すような反射信号が検出された場合は、波形観測装置３０で反射信号の遅延した信号の時間差Ｔdelayを計測し、１サイクルＴ１に対する時間差Ｔdelayの割合（Ｔdelay／Ｔ１）を、太陽電池ストリング２の全体長ＬＳに乗じて得られた値Ｌｘ（Ｌｘ＝（Ｔdelay/Ｔ１）×ＬＳ）に基づいて、不具合品モジュールを特定することができる。なお、値Ｌｘは、不具合品モジュールの位置が、信号入力装置２０に近いほど小さくなり、信号入力装置２０から遠いほど大きくなる。
【００６４】
また、太陽電池装置を設置する際に、検査を行った際に検出された反射信号と、比較することにより、太陽電池モジュールの故障を診断することも可能である。
【００６５】
このような太陽電池モジュール検査装置によれば、信号入力装置２０と波形観測装置３０とを同一の屋内に設置でき、デューティ比の制御を容易に行うことができる。その結果、検出精度を向上することが出来る。また、信号入力装置２０より入力された信号を反射信号として波形観測装置３０で測定することが出来るため、断線等により回路が開放していても故障検知することが出来る。
【００６６】
図９に太陽電池モジュール検査装置の他の構成例を示す。図９に示す場合では、太陽電池ストリング２の一方の極に接続された信号入力装置２０と、太陽電池ストリング２の他方の極（インバータＩＮＶ側）に接続された波形観測装置３０と、を備えている。太陽電池ストリング２の他方の極にはインバータＩＮＶが接続されている。
【００６７】
このように、波形観測装置３０をインバータＩＮＶ側に接続することで、信号入力装置２０から出力され太陽電池ストリング２を介して伝送された透過信号を容易に計測することができ、安定して太陽電池ストリング２の中の不具合品の太陽電池モジュール１を検出することができる。
【００６８】
波形観測装置３０により透過信号を検出する場合も、不具合品の太陽電池モジュール１を検出する方法は反射信号による場合と同様である。
【００６９】
図９に示す太陽電池モジュール検査装置によれば、信号入力装置２０より入力された信号を透過信号として波形観測装置３０で測定することが出来るため、太陽電池モジュール１内部での抵抗変化等を測定することができ、劣化状態の故障を検知することが可能である。
【００７０】
上記太陽電池モジュール検査装置は、メガソーラーのような大量の太陽電池モジュール１が使用されているシステムに適用すると特に有効である。即ち住宅用のような太陽電池モジュール数が少ない場合には、各太陽電池モジュール１に電力計を設置することで状態を監視することが出来るが、太陽電池モジュール数が増えるとコストの観点から実用的ではない。したがって、上記太陽電池モジュール検査装置のように複数の太陽電池モジュール１を含む太陽電池ストリング２毎に検査を行うことによって、効率よく検査を行うことができる。
【００７１】
また、デューティ比を変えた信号を入力し、反射信号、透過信号の干渉により増幅された波形を含む信号波形を観測することで、これまで分離が困難であった波形解析が容易になる。
【００７２】
すなわち、上記図８および図９に示す太陽電池モジュール検査装置によれば、デューティ比を変えた信号を入力し、反射信号および透過信号の遅延した波形、あるいは、その増幅された波形を含む信号波形を観測することで、太陽電池ストリング１内の故障箇所を検出することができ、太陽電池モジュール１を交換するメンテナンス作業が容易に行うことができる。
【００７３】
なお、上記太陽電池モジュール検査装置において、試験信号として矩形波を採用してもよい。その場合、１サイクル中に波形がフラットになる期間ができるようにデューティ比を調整して、反射信号あるいは透過信号の波形を観測することで、太陽電池ストリング内の故障箇所を検出することが可能となる。
【００７４】
また、太陽電池装置の設置時に計測信号のデューティ比を変えたものの反射信号あるいは透過信号を測定しておき、評価時に検出された波形との比較することにより故障を診断することも可能である。この場合には、個々太陽電池装置の設置形態に依存せず、初期状態との比較により、経年劣化による出力低下等の故障検知をすることができる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
Ｗ１…第１電力線、Ｗ２…第２電力線、Ｐｍａｘ…最大出力、Ｖｐｍ…最大動作電圧、Ｉｐｍ…最大動作電流、Ｖｏｃ…開放電圧、Ｉｓｃ…短絡電流、２、Ａ〜Ｄ…太陽電池ストリング、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…閾値、１…太陽電池モジュール、３…接続箱、４…逆流防止ダイオード、５…切替スイッチ、６…太陽電池ストリング検査装置、８…特性測定器、９…信号処理部、１０…比較監視部、１１…表示記録部、１２…解除手段、２０…信号入力装置、３０…波形観測装置。
【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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