(57)【要約】【課題】  劣化或は故障した太陽電池パネルの特定方法及び特定する為のシステムで消費される電力の低減を図り、そして太陽電池パネルが故障又は極度に発電置が少ない状態であっても動作する太陽電池パネルの発電量監視システムを実現する必要がある。【解決手段】  直列に接続された太陽電池出力部に電圧検知回路用及び通信回路用電源を配し、各太陽電池パネルの電圧検知回路及び通信回路に供給する事により、故障し発電が出来ない太陽電池パネルの発電電圧を通信回線を通じて集中監視システムへ送信することが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の太陽電池パネル夫々の出力電圧と、太陽電池出力部における電流を測定する事により、個々の太陽電池パネルの発電量を求め、正常に発電をしている太陽電池パネル、劣化或は故障した太陽電池パネルを特定する事の出来る太陽電池監視システム
【請求項２】
上記太陽電池パネル夫々の出力電圧を測定し、其のデータを送出する為の回路用電源を太陽電池出力部で作り、個々の太陽電池パネルに供給する事を特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネルの発電量監視システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、太陽電池パネル監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】太陽電池パネルは屋外に設置されるため、受光面に木の葉などの遮光物が覆い被さったり、受光面が汚れたりすると発電量が低下又は発電しなくなるといった障害が発生する。こうした障害を除去し、発電量を維持するためには適宜見回りを行い、遮光物の除去或は受光面の清掃が不可欠である。【０００３】太陽電池パネルは、経年変化等に因る性能劣化又は断線等による故障の発生が報告されているが、発電量を維持するためには性能劣化又は故障した太陽電池パネルを交換する事が必要となる。【０００４】其の為には、設置された太陽電池パネルを定期的に巡回し点検する心要があるが、太陽電池パネルは高所又は郊外の広大な地などに設置される場合が殆どであり、その点検作業は危険を伴う等大変な作業である。従って、交換、清掃或は遮光物の除去が心要な太陽電池パネルを容易に特定できる太陽電池パネル自動監視システムが求められている。【０００５】前記点検作業を軽減する太陽電池パネル自動監視システムは図２に示すような複数の太陽電池パネル及びこれら複数の太陽電池パネルによって発電された直流電源を交流電源に変換する為のインバータで構成される系統単位の自動監視システムでは、性能の劣化又は故障した太陽電池パネルが存在する事は予測できるが、系統を構成する複数の太陽電池パネルの内のどの太陽電池パネルが劣化或は故障したものなのか特定する事ができないという課題がある。【０００６】又個々の太陽電池パネルに発電量監視システムを装備することにより、太陽電池パネル毎の発電量を監視することが可能となるが、各太陽電池パネルを流れる電流を測定する為の発電量監視に要する電力は当該太陽電池パネルが発電する電力に対し無視できない電力になるという課題がある。【０００７】更には、個々の太陽電池パネルに発電董監視システムを装備する場合太陽電池パネルが故障又は極度に発電量が少ない状態にあるとき、当該太陽電池パネルの発電置監視システムが動作しないという問題がある。
【先行技術文献】
【０００８】
【特許文献】
【特許文献】特開２０００−２６９５３１  特開２００４−２２１４７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】劣化或は故障した太陽電池パネルの特定方法及び特定する為のシステムで消費される電力の軽減を図り、そして太陽電池パネルが故障又は極度に発電量が少ない状態であっても動作する太陽電池パネルの発電量監視システムを実現する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】図４に示すような複数の太陽電池パネルを直列に接続し、インバータで交流に変換する場合について説明する。【００１１】直列に接続された太陽電池パネルの最終出力部（太陽電池出力部）の電流及び個々の太陽電池パネルの電圧を測定し、その電圧と電流から個々の太陽電池パネルの発電電力量を算出する。【００１２】直列に接続された太陽電池出力部に電圧検知回路用及び通信回路用電源を配し、各太陽電池パネルの電圧検知回路及び通信回路に供給する事により、故障し発電が出来ない太陽電池パネルの発電電圧を測定し、１４データ通信線を介して後方システムへ送信する事が可能となる。【００１３】そして例えば発電電力が少ない太陽電池パネルについては故障又は木の葉等の遮蔽物によるものかどうか確認が必要といった判断が可能になる。
【発明の効果】
【００１４】電流値については個々の太陽電池パネルの電流を測定するのではなく図６に示すように太陽電池出力部で測定するので個々の太陽電池パネル出力部で測定する場合に比べ検出抵抗により費やされる電力は大幅に低減できる。【００１５】発電中の太陽電池パネルは勿論、故障により発電していない太陽電池パネルについても監視できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】太陽電池パネルの接続図である。
【図２】集中監視システムの配置図である。
【図３】分散監視システムの配置図である。
【図４】分離分散監視システムの配置図である。
【図５】電圧検知通信回路図である。
【図６】電流検知回路図である。
【図７】通信演算回路図である。
【図８】電力供給回路図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１７】図１は太陽電池システムを構成する際に一般的に用いられている太陽電池システムの接続図である。１は太陽電池パネル、２は発電された直流電力を交流電力に変換し、出力する為のインバータ、１０は直列に接続した太陽電池列のプラス側出力、１１は直列に接続した太陽電池列のマイナス側出力、１２はインバータの交流出力である。【００１８】図２は一般的に用いられている太陽電池システムの発電状況を集中的に監視する監視システムの配置図で、３は集中監視システム、１４は後方システムと通信する為のデータ通信線である。【００１９】３集中監視システムではインバータ入力部の電圧及び電流を測定し、そのデータは１４データ通信により外部に其の測定データを送出する事ができる。【００２０】図３は一般的に用いられている分散型と言われる太陽電池システムの発電状況を監視する為の分散監視システムのブロック図である。４分散監視システムは１太陽電池パネル夫々に配置され、５制御システムの要求に沿って発電電圧値及び電流値を順次１４データ通信線を通じて後方システムへ送出する。【００２１】図４は太陽電池パネルの発電状況を監視する為に電圧値を各太陽電池パネルに配置した６電圧検知通信回路で測定、そして其の値を１５通信線を通じて７電流検知通信電力演算回路へ送出、そして７電流検知通信電力演算回路部で測定される太陽電池出力である２インバータへの入力電流の測定そして電圧値、電流値及び演算の結果得られる各太陽電池の出力電力を１４データ通信線を通して後方システムへ送出する分離分散監視システムのブロック図である。【００２２】図５は６電圧検知通信回路のウロック図である。２０は各太陽電池パネル出力である１６太陽電池パネル出力（＋）と１７太陽電池パネル出力（−）間の電圧を測定する電圧検知回路、２１内部通信回路は２０電圧検知回路が検知した電圧値を１５接続線を経由して７電流検知通信電力演算回路へ送る内部通信回路である。【００２３】図６は７電流検知通信電力演算回路の一部を構成する電流検知回路を示す。２３は検出抵抗、２２は２３検出抵抗の両端電圧から２３検出抵抗を流れている電流値を検知する電流検知回路、１８は２２電流検知回路が検知した電流値、２７は太陽電池システムの負荷である。【００２４】図７は電流検知通信電力演算回路の一部を構成する内部通信回路及び演算回路を示す図である。２１は６電圧検知通信回路内の２１内部通信回路と通信する内部通信回路、２４は内部通信回路から得た電圧値と１８電流値を演算する演算回路、２５は演算結果を１４データ通信線を通じて外部へ送出する外部通信回路である。【００２５】図８は電流検知通信電力演算回路の一部を構成する電力供給回路を示す図である。１０太陽電池出力（＋）と１１太陽電池出力（−）から６電圧検知通信回路が必要とする電力を１５接続線を経由して６電圧検知通信回路へ電力を供給する為の電源回路を示す。【００２６】直列に接続された１太陽電池パネルから発せられた電流は、１０太陽電池出力（＋）から７電流検知通信電力演算回路、２インバータ、７電流検知通信電力演算回路、１１太陽電池出力（−）を経由して１太陽電池パネル列へ還流する。【００２７】１太陽電池パネル夫々に装置された６電圧検知通信回路は、夫々の１太陽電池パネルの出力電圧を２０電圧検知回路で測定し、その値を２１内部通信回路を経由して２４演算回路に伝える。【００２８】２２電流検知回路は２３検出抵抗の両端電位を常時計測し、その値を１８電流信号として常時２４演算回路へ伝える。【００２９】１太陽電池パネルは全て直列接続されているので、この電流崎は列を構成する全ての１太陽電池パネルにおいて同一値である。【００３０】２４演算回路は、２１内部通信回路を介して２０電圧検知回路が測定した電圧饋を得ると同時に或は前後して１８電流信号から電流値を読取り、電圧値及び電流値を演算し、当該１太陽電池パネルの発電量を算出する。【００３１】２４演算回路において計算された発電量、電圧及び電流データは１４データ通信線を経由して外部へ送信される。そしてこれらデータを解析する事によって１太陽電池パネルを個々に正常に動作しているか否か等監視する事が可能になる。【００３２】１太陽電池パネル毎に設置される６電圧検地通信回路は、１太陽電池パネルの出力電圧である１６太陽電池パネル出力（＋）と１７太陽電池パネル出力（−）の電位差を２０電圧検知回路で検知しその値を３１内部通信回路から送出するが、６電圧検地通信回路の消費電力は１０ｍＷ以下である。【００３３】７電流検知通信電力演算回路は、１１太陽電池出力（−）を経由して還流する電流路に２３検出抵抗を挿入しその両端電圧を２２電流検知回路で測定し電流価とするが、家屋や発電所に通常用いられる太陽電池パネルの出力電流は大凡１０Ａであることから、２３検出抵抗の挿入による電力損は大凡１Ｗ程度である。【００３４】家庭用太陽電池システムの発電量は３ＫＷから５ＫＷが一般的であり、それに使用する太陽電池パネルは１６枚から２７枚程度である。【００３５】例えば１太陽電池パネル２０枚を直列接続する３．６ＫＷ太陽電池システムの揚合、図３に示す分散監視システムでは各太陽電池パネルに４分散監視システムを搭載するので２０台の４分散監視システムを使用する事になる。この場合夫々が大凡１Ｗの電力損失となるので電流測定の為に合計約２０Ｗの電力損失が生じる事となり、定格発電量に対する電力損失は約０．５６％となる。日射量が５００Ｗ／ｍ２の揚合の発電量に対する電力損失は約１％となり、太陽電池パネルの光電変換効率０．１％の改善を目指している事業環境においては受入れ難い。【００３６】一方、同じ枚数の１太陽電池パネルを設置する図４に示す分離分散監視システムでは２３検出抵抗を７電流検知通信電力演算回路内の１箇所に配置すればよく、従って挿入損失は系列全体で１Ｗとなり、１太陽電池パネル当りの挿入損失は定格発電量対比０．０３％、日射量が５００Ｗ／ｍ２の場合の発電量に対する挿入損失は０．０６％となり、挿入損失は４分散監視システムの約５．４％に大幅低減することができる。【００３７】図３に示す分散監視システムの場合、４分散監視システムの駆動電力は夫々の１太陽電池パネルが供給するので、当該の１太陽電池パネルが故障等して発電置が激減又は停止すると４分散監視システムは駆動電力を得ることが出来ず動作が停止する。【００３８】図４に示す分離分散監視システムの場合、２６電源回路で生成された電源は１５接続線を経由し６電圧検知通信回路へ供給するので、当該の１太陽電池パネルが故障等して発電量が激減又は停止しても６電圧検知通信回路には駆動電源が供給され動作することができる。
【符号の説明】
【００３９】  １  太陽電池パネル
２  インバータ
３  集中監視システム
４  分散監視システム
５  制御システム
６  電圧検知通信回路
７  電流検知通信電力演算回路
１０  太陽電池出力（＋）
１１  太陽電池出力（−）
１２  交流出力
１３  別系統太陽電池出力
１４  データ通信線
１５  接続線
１６  太陽電池パネル出力（＋）
１７  太陽電池パネル出力（−）
１８  電流信号
１９  通信線
２０  電圧検知回路
２１  内部通信回路
２２  電流検知回路
２３  検出抵抗
２４  演算回路
２５  外部通信回路
２６  電源回路
２７  負荷
【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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