(57)【要約】【課題】太陽光発電パネル、及び／又はパワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断する。【解決手段】リアルタイム診断装置３１は、パワーコンディショナ装置１７に係る実際の出力電力量Ｐｒを取得する制御部３５と、パイロットパネル２３に係るパイロット電力量Ｐａを取得する制御部３５と、パイロット電力量Ｐａと、パイロット電力量Ｐａの変化に連動して変化する閾値Ｐｂ２とを関連付けて予め記憶する記憶部３７と、パイロット電力量Ｐａに対応する閾値Ｐｂ２を記憶部３７から取得する制御部３５と、パワーコンディショナ装置３１の実際の出力電力量Ｐｒが閾値Ｐｂ２以下か否かを判定することで故障の有無及び予兆についての判定を行う制御部３５と、を備える。【選択図】図１
2016208567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電セルを配置した太陽光発電パネルと、
前記太陽光発電パネルにより発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ装置と、
前記太陽光発電パネルに配置された前記各発電セルと略同一の発電特性を有する発電セルを配置したパイロットパネルと、
前記太陽光発電パネル、及び／又は前記パワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断するリアルタイム診断装置と、を備え、
前記リアルタイム診断装置は、
前記パワーコンディショナ装置に係る実際の出力電力量を取得する電力量取得手段と、
前記パイロットパネルに係るパイロット電力量を取得するパイロット電力量取得手段と、
前記パイロット電力量と、前記パイロット電力量の変化に連動して変化する閾値とを関連付けて予め記憶する記憶手段と、
前記パイロット電力量に対応する閾値を前記記憶手段から取得する閾値取得手段と、
前記パワーコンディショナ装置の実際の出力電力量が前記閾値以下か否かを判定することで前記故障の有無及び予兆についての判定を行う判定手段と、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記パイロット電力量と、前記パワーコンディショナ装置の推定電力量とを関連付けて記憶し、前記閾値は前記推定電力量よりも小さい値であることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記パイロット電力量の経年変化に応じて、前記パワーコンディショナ装置の推定電力量、前記閾値を関連付けて記憶することを特徴とする請求項２記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記パイロットパネルの出力電力を消費する模擬負荷を備え、
前記パイロット電力量取得手段は、
前記模擬負荷から取得した直流電圧値と直流電流値を乗算して積算することにより、前記パイロットパネルのパイロット電力量を算出することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
前記パイロットパネルの受光面の一部に環境温度を測定する温度センサを備え、
前記推定電力量算出手段は、
前記温度センサから取得した前記環境温度値に基づいて、前記パワーコンディショナ装置に係る推定電力量を補正することを特徴とする請求項１又は２記載の太陽光発電システム。
【請求項６】
前記パイロットパネルは、当該パネルの受光面を洗浄するワイパー装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【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の故障兆候を診断するのに好適なリアルタイム診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大規模な太陽光発電システムにあっては、システムの故障に備えて、高機能な保護装置や診断装置が設置されている。
しかし、一般家庭に導入されている低圧配電線に連系された太陽光発電システムや、比較的規模の小さい高圧配電線に連系された太陽光発電システムでは、配電線用遮断器の動作やパワーコンディショナ装置の故障表示を利用してシステムの不具合や故障を確認できるように構成されている。
また、故障に至る前段階では、ユーザが表示器などに表示される発電量や電圧電流の数値を参照することで、太陽光発電システムの故障兆候を推定している。
【０００３】
特許文献１には、発電に使用する太陽電池の他に、容量の小さな同種のモニタ用太陽電池を設置し、パワーコンディショナ内において、常時発電できるような状態で設置しているモニタ用太陽電池の発電電力を常時監視することにより、発電に使用する太陽電池から十分な発電出力が得られる状態（日射量が十分にある状態）かどうかを判定するように構成されている。特許文献１にあっては、特に、モニタ用太陽電池を用いて、常時日射量を測定し、パワーコンディショナ及び制御電源の起動・停止を自動的にスムーズに行うという技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、複数の太陽電池アレイについて所定の日照時刻における各標準出力電力値を予め記憶する記憶部と、日照時刻の各アレイの実際の出力電力値の標準出力電力値に対する比を算出する演算部と、算出された比をアレイ間で比較してアレイの出力の正常・異常を判定するという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９５５５号公報
【特許文献２】特開２００５−３４０４６４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、（１）従来のシステムでは、太陽光パネルの一部が破損してパネルの発電出力が低下しても、故障検出が難しかった。また、大規模破損や、故障部位や、故障状態によっては保護装置で検出できなかった。
（２）パワーコンディショナ装置が不調となった場合でも、故障が進展して装置が故障と検出するまで不具合の兆候が掴めなかった。
（３）発電状態を表示している発電電力量や電圧電流の数値では、日照状況によって連続的に数値が変化しており、数値だけからシステムの状態を判定することは困難であった。
（４）売電電力量を前月や前年同期と比較することでシステムの不調を把握することはできるが、不調が判明するには一定の期間（月間や週間）が必要であり、売電収入が長期間低下することがあった。
（５）目視により太陽光発電パネルの診断を行うことも可能であるが、一般家庭では屋根にパネルが設置されており、簡単にパネルの確認ができない。また、大規模発電ではパネル数も多く、目視による診断は不可能に近い。
（６）当初設計どおりの発電性能を発揮しているのか判定が難しい。
（７）連系している系統側の電圧が高い場合は、発電システムが正常であっても設計どおりの売電ができない状況（売電量の低下）にあるが、このことを確認することができなかった。
（８）太陽光発電パネルが汚損して発電能力が低下している場合でも、目視による定量的な判定ができず、不調の把握ができない。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、太陽光発電パネル、及び／又はパワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するたに、請求項１記載の発明は、複数の発電セルを配置した太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルにより発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ装置と、前記太陽光発電パネルに配置された前記各発電セルと略同一の発電特性を有する発電セルを配置したパイロットパネルと、前記太陽光発電パネル、及び／又は前記パワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断するリアルタイム診断装置と、を備え、前記リアルタイム診断装置は、前記パワーコンディショナ装置に係る実際の出力電力量を取得する電力量取得手段と、前記パイロットパネルに係るパイロット電力量を取得するパイロット電力量取得手段と、前記パイロット電力量と、前記パイロット電力量の変化に連動して変化する閾値とを関連付けて予め記憶する記憶手段と、前記パイロット電力量に対応する閾値を前記記憶手段から取得する閾値取得手段と、前記パワーコンディショナ装置の実際の出力電力量が前記閾値以下か否かを判定することで前記故障の有無及び予兆についての判定を行う判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽光発電パネル、及び／又はパワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システム１の基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す記憶部３７に記憶されている電力テーブルをグラフ化した図である。
【図３】本発明の実施形態に係るリアルタイム診断装置の動作を示すメインルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るリアルタイム診断装置３１の動作の一部を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図５】（ａ）は太陽光発電システムが正常な良好状態を示す画面例であり、（ｂ）は要注意状態や不良状態を示す画面例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜システム構成＞
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、太陽光発電パネル、及び／又はパワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断するために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の太陽光発電システムは、複数の発電セルを配置した太陽光発電パネルと、太陽光発電パネルにより発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ装置と、太陽光発電パネルに配置された各発電セルと略同一の発電特性を有する発電セルを配置したパイロットパネルと、太陽光発電パネル、及び／又はパワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断するリアルタイム診断装置と、を備え、リアルタイム診断装置は、パワーコンディショナ装置に係る実際の出力電力量を取得する電力量取得手段と、パイロットパネルに係るパイロット電力量を取得するパイロット電力量取得手段と、パイロット電力量と、パイロット電力量の変化に連動して変化する閾値とを関連付けて予め記憶する記憶手段と、パイロット電力量に対応する閾値を記憶手段から取得する閾値取得手段と、パワーコンディショナ装置の実際の出力電力量が閾値以下か否かを判定することで故障の有無及び予兆についての判定を行う判定手段と、を備えることを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、太陽光発電パネル、及び／又はパワーコンディショナ装置についての故障の有無及び予兆を診断することができる。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施形態に係る太陽光発電システム１の基本的な構成を示すブロック図である。
図１に示すように、系統連系が可能な状態に接続されている配電線１１が各地域に配置された電柱に布設されおり、配電線１１には遮断器ＣＢ１、引き込み線１３、配線１５を経由して需要家宅の外部に設けられた遮断器ＣＢ２、ＣＢ３を介して夫々にパワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂに接続されている。
太陽光パネル１９ａ、１９ｂには、単要素の発電セルを複数搭載しており、家屋の屋根や、屋上に傾斜角を取って設置されている。
パワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂは、直流交流変換器であり、太陽光パネル１９ａ、１９ｂにおいて発電された直流電力量を商用電源の交流電力量に変換して配電線１１（系統連系）に供給することにより、交流電力を電力会社に売電する。
パイロットパネル２３は、太陽光パネル１９ａ、１９ｂの発電セルとほぼ同一の特性（例えば、太陽光パネルとパイロットパネルとは同一生産ロットの発電セルを有している）に近い単要素の発電セルを１つ搭載しており、かつ太陽光パネル１９ａ、１９ｂの受光面とほぼ同一角度の傾斜角を有している。
【００１２】
ＣＴ１、ＣＴ２、ＣＴ３は、計器用変流器（Current Transformer）であり、直流または交流電流計の測定範囲を拡大するため使われる計器用変成器であり、夫々の出力信号はＡ／Ｄ変換部３３に出力される。
ＣＴ１、ＣＴ２に隣接して設けられたＶＴ１、ＶＴ２（図示しない）は、計器用変圧器（Voltage Transformer）であり、交流電圧計の測定範囲拡大に使われる計器用変成器であり、夫々の出力信号はＡ／Ｄ変換部３３に出力される。
模擬負荷Ｒ１は、パイロットパネル２３の出力端子に接続されており、パイロットパネル２３の出力電力を消費する負荷の役割を果たす。また、模擬負荷Ｒ１の両端に発生する電圧成分は、リアルタイム診断装置３１に設けられたＡ／Ｄ変換部３３に出力される。
【００１３】
＜リアルタイム診断装置の構成＞
図１に示すリアルタイム診断装置３１は、Ａ／Ｄ変換部３３、制御部３５、記憶部３７、Ｉ／Ｆ部３９、操作部４１、表示部４３、スイッチＳＷ１を備えている。
Ａ／Ｄ変換部３３は、アナログ／ディジタル変換器であり、アナログ信号をサンプリングして多値のデジタルデータに変換して出力する。
制御部３５は、マイクロプロセッサであり、内部にＲＡＭ及びＣＰＵを有し、記憶部３７からオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ上に展開してＯＳを起動し、ＯＳ管理下において、記憶部３７からプログラムを読み出し、データ処理を実行する。
記憶部３７は、後述するフローチャートで表現されたプログラムや電力テーブルのデータを記憶する。
Ｉ／Ｆ部３９は、入出力インターフェースであり、制御部３５と、操作部４１、表示部４３、スイッチＳＷ１との間のデータの入出力を行う。
操作部４１は、操作ボタンや、キーボード、マウス等であり、これらの何れかから受け付けた操作情報はＩ／Ｆ部３９を介して制御部３５に取得される。
表示部４３は、例えばディスプレイや液晶表示器であり、制御部３５からＩ／Ｆ部３９を介して出力されたデータをグラフや、メッセージとして表示する。
スイッチＳＷ１は、制御部３５からＩ／Ｆ部３９を介して出力された警報指令に応じて当該スイッチに設けられた接点を閉結し、この閉結状態を外部に設けられた警報器５１に取得することでスピーカ５３から警報音を発生する。
【００１４】
図１を参照して、リアルタイム診断装置３１の概略的な動作について説明する。
パイロットパネル２３の出力端子には、模擬負荷Ｒ１が接続されており、模擬負荷Ｒ１に流れる電流、及び模擬負荷Ｒ１に印加される電圧、パワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂの出力電流および出力電圧をＡ／Ｄ変換部３３に取り込み、Ａ／Ｄ変換部３３により電圧及び電流をデジタルデータに変換して制御部３５に出力する。
制御部３５では、それぞれの電圧値及び電流値に基づいて、パイロットパネル２３のパイロット電力量とパワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂの出力電力量を算出し、記憶部３７に記録された電力テーブル（図２）（パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａと、太陽光システムの推定電力量Ｐｂ１との関連性を示すデータ）に基づいて、太陽光システムの実際の出力電力量Ｐｒの正確度を確認し、表示部４３に結果を表示するとともに一定の条件を外れる場合は、警報を出力する。
【００１５】
また、パイロットパネル２３に設置されたワイパー装置２７に対して、タイマ（図示しない）を用いて一定間隔（例えば毎日、深夜の０時に動作させる）で動作させることにより、パイロットパネル２３の受光面を清掃させる機能を有する。
リアルタイム診断装置３１には、リアルタイム診断装置３１の動作状態や停止状態を表示させるための指令を入力する操作部４１（キーボードや押しボタンスイッチ等）と、液晶表示器（ＬＥＤランプ等を含む）が設置されており、制御部３５からＩ／Ｆ部３９を介して入力や表示を行う。
なお、記憶部３７には、本装置の各部の動作を制御するためのプログラムと電力テーブルデータが記憶されており、本装置の起動時に記憶部３７から制御プログラムを読み出して動作準備を完了する。
【００１６】
パイロットパネル２３は、太陽光発電パネル１９ａ、１９ｂの発電セルの発電特性に近い単要素の発電セル（後述の電力テーブルデータを使用する場合は発電セルの特性が異なっていてもよい）と、パネル表面を洗浄可能なワイパー装置２７を備え、太陽光発電パネル１９ａ、１９ｂに入射する太陽光の入射角と同じ条件にパイロットパネル２３の受光面を設置する必要がある。
このパイロットパネル２３の出力端子に模擬負荷Ｒ１を接続しておき、パイロットパネル２３が発電した電圧及び電流（電力量を含む）と、太陽光発電システムの交流出力の電圧及び電流（電力量を含む）をリアルタイム診断装置３１へ出力する。
【００１７】
このシステムは、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａと太陽光発電システムの出力電力量を常時取り込み、一定のサンプリング間隔（例えば１分間隔）において、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａから求めた閾値と太陽光発電システムの実際の出力電力量Ｐｒとの間の大小関係を比較することで、リアルタイムに太陽光発電システムの良否状態について監視することができる。
また、パイロットパネル２３には洗浄可能なワイパー装置２７を備えており、常にパイロットパネル２３の受光面を綺麗な状態に保てることから、太陽光発電パネル１９ａ、１９ｂが汚損して出力電力量が低下していることや、系統側電圧が高めになって系統側への電力供給が低下していることも容易に判定することが可能となる。
【００１８】
＜電力テーブル＞
図２は、図１に示す記憶部３７に記憶されている電力テーブルをグラフ化した図である。
図２において、縦軸は太陽光発電パネル１９の推定電力量Ｐｂ１、横軸はパイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａを夫々に示している。
図２に示すように、電力テーブルには、パイロット電力量Ｐａと、パイロット電力量Ｐａの変化に連動して変化する閾値Ｐｂ２とを関連付けて予め記憶している。
図２に示す出力関連カーブ７１は、太陽光発電システムを新たに設置した時や、パイロットパネル２３の設計上の出力と太陽光発電パネルの推定電力量Ｐｂ１の関係を示したものである。
例えば、パイロットパネル２３の出力が電力量Ｐａである場合、太陽光発電パネル１９の出力の推定値は、正常な状態なら電力量Ｐｂ１の出力となる。
しかし、太陽光発電パネルの実際の出力電力量Ｐｒが電力量Ｐｂ２まで低下している場合は、太陽光発電パネル１９が汚損状態となっていたり、一部破損等による発電能力の低下になっていたり、パワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂが経年劣化により能力低下状態となっていたりすることを推定できる。
そして、太陽光発電パネルの実際の出力電力量Ｐｒが、一定の範囲以下（図２では良否判定ライン７３）に低下した場合に、警報を出力するように構成すれば、ユーザが容易に故障や能力低下の判定が可能となる。
【００１９】
図２に示すように、良否判定ライン７３は、パイロットパネルのパイロット電力量Ｐａに対応して変動するように設定されており、制御部３５は、パイロット電力量Ｐａに基づいて、記憶部３７に記憶されている電力テーブル（図２）から良否判定ライン７３上の電力量Ｐｂ２を読み出して取得する。
【００２０】
＜推定係数ｋ＞
太陽光発電パネルとパイロットパネル２３への太陽光入射条件は同一となるため、パイロットパネル２３のパイロット電力量と太陽光発電システムの出力電力量との間には一定の関連性がある。そこで、事前にパイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａと太陽光システムの出力電力量と間の関係を表す電力テーブル（図２）を記憶部３７に記憶しておき、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａに推定係数ｋを乗算することにより、容易に太陽光発電システムの推定電力量Ｐｂ１を算出することが可能となる。
例えば、パイロットパネル２３に入射する太陽光と同じ条件下で太陽光発電パネル１９ａ、１９ｂに太陽光が入射した場合に、パイロットパネル２３から模擬負荷Ｒ１に供給される電力量（直流電力量）に対するパワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂから電力系統に送り出す電力量（交流の有効電力量Ｐｕ）の割合を推定係数ｋとして表すこととする。
交流の有効電力量Ｐｕは、電気エネルギーの消費に伴う電流を表す有効電流を用いて、（電圧）×（電圧と同相分の電流）＝有効電力を算出して求める。電圧と電流の実効値を乗算したものであり、いわゆる消費電力である。
【００２１】
例えば、システムを工場から出荷する当初、またはシステムを現地に設置した当初において、パイロットパネル２３から模擬負荷Ｒ１に供給される電力量が１Ｗ（直流電圧５Ｖ、直流電流０．２Ａ）であり、パワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂから電力系統に送り出す有効電力量Ｐｕが５ｋＷとすれば、推定係数ｋ＝５０００（５ｋＷ／１Ｗ）となる。この推定係数ｋは、上述したように設備を新設して運転を開始した時の値、もしくは設計上の値でも良い。
また、パイロットパネル２３と太陽光発電パネル１９ａ、１９ｂが同じ特性の物ではない場合や、精密に太陽光発電出力を算出する場合は、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａに応じて推定係数ｋを補正することで精度を上げることが可能である。上述した例でいえば、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａが１Ｗの時は、推定係数ｋが５０００となるが、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａが１Ｗから徐々に低下するほど推定係数ｋも徐々に低下する。
【００２２】
パイロットパネル２３のセル数に限定は特になく、セル数が多くなればパイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａが大きくなり、推定係数ｋが小さくなる。逆にセル数が少なくなれば、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａが小さくなり、推定係数ｋが大きくなることになる。セル数が少なくなれば、推定係数ｋが大きくなることからパイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａから計算する太陽光発電の出力電力量の誤差が大きくなるので、ある程度のセル数（あまり多すぎるとワイパーで自動清掃が困難になる）が必要である。例えば、１０セル位（セルの出力端子が開放状態で６〜７Ｖ程度）が想定される。
【００２３】
パワーコンディショナ装置１７が系統に送り出す電力量（交流の有効電力量Ｐｕ）の発生源は、太陽光発電パネル１９から供給される直流電力量であり、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａと一定の関連がある。
しかし、太陽光発電パネル１９の出力は直流であるため、系統に送り出す交流電力量に変換されるまでには、太陽光パネル内に設けられた発電セル間を接続する電線によるロスや、パワーコンディショナ装置１７による直流−交流変換ロスや、パワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂの性能（太陽光パネルから電力を取り出す制御方法：大電流を取り出せば電圧が低下して得られる電力量が低下し、取り出す電流を絞れば電圧は高めとなるが、電流が少なくなり得られる電力量が低下する）や、パワーコンディショナ装置１７ａ、１７ｂの個体差、太陽光発電パネルの受光面の傾斜角に差があること等から、新設運転開始時のデータを初期値とする方が好ましい。
【００２４】
＜リアルタイム診断装置の動作＞
図３は本発明の実施形態に係るリアルタイム診断装置３１の動作を示すメインルーチンのフローチャートである。
図３に示すフローチャートは、太陽光発電システム１の構成として発電系統である太陽光発電パネル１９ａとパワーコンディショナ装置１７ａが１系統である場合の基本動作を説明するものであり、太陽光発電パネルの良否状態を診断する際に、その出力電力量と閾値を比較して診断するものである。
まず、ステップＳ５では、制御部３５は、記憶部３７からプログラムや基本データを読み込む。すなわち、制御部３５は、プログラム（制御処理、診断処理）、基本データとして、ＣＴ１〜ＣＴ３についてのＣＴレシオ、ＶＴ１及びＶＴ２についてのＶＴレシオ、電力テーブルデータ、過去診断データを記憶部３７からＲＡＭに読み込む。
【００２５】
次いで、ステップＳ１０では、制御部３５は、データ測定を行う。すなわち、制御部３５は、測定項目として、パイロットパネル２３の電圧値Ｖｐ及び電流値Ｉｐ、パワーコンディショナ装置１７の電圧値Ｖ及び電流値ＩをＡ／Ｄ変換部３３から読み取り、これら電圧値及び電流値に対して、ステップＳ５により取得したＣＴレシオ、ＶＴレシオを夫々に乗算して正確な電圧値及び電流値に補正する。
次いで、ステップＳ１５では、制御部３５は、上述した補正後の電圧値及び電流値を乗算して、パイロットパネル２３の実際の出力電力値、及びパワーコンディショナ装置１７の実際の出力電力値を算出する。
【００２６】
次いで、ステップＳ２０では、制御部３５は、パイロットパネル２３の出力電力値をサンプリング時間において積算することでパイロット電力量Ｐａを算出し、パワーコンディショナ装置１７の出力電力値を積算することで出力電力量Ｐｒを算出する。なお、サンプリング時間は１分程度が好ましい。
次いで、ステップＳ２５では、制御部３５は、サンプリング時間が経過したか否かを判定する。サンプリング時間が経過していない場合（Ｓ２５、Ｎｏ）はステップＳ１０に戻り、上述した処理（測定処理、電力算出処理、積算処理）を繰り返す。
一方、サンプリング時間（例えば、１分）が経過した場合（Ｓ２５、Ｙｅｓ）は、ステップＳ３０に進む。この場合（Ｓ２５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０〜Ｓ２５に示す各処理を何回も通過するので、適切な積算値であるパイロット電力量Ｐａ、出力電力量Ｐｒを算出することができる。
【００２７】
ステップＳ３０では、制御部３５は、パワーコンディショナ装置１７の出力について推定可能な推定電力量Ｐｂ１を算出する。また、制御部３５は、ステップＳ２０において求めた、電力量の積算値を次の測定（サンプリング）に備えてリセットする。
まず、推定係数ｋは、パイロットパネル２３から模擬負荷Ｒ１に供給されるパイロット電力量Ｐａ、パワーコンディショナ装置１７から電力系統に送り出す有効電力量Ｐｕから、
ｋ＝Ｐｕ／Ｐａ                    （１）
となる。
例えば、パイロットパネル２３から模擬負荷Ｒ１に供給されるパイロット電力量が１Ｗ（直流電圧５Ｖ、直流電流０．２Ａ）であり、パワーコンディショナ装置１７から電力系統に送り出す有効電力量Ｐｕが５ｋＷとすれば、推定係数ｋ＝５０００（５ｋＷ／１Ｗ）となる。
【００２８】
パワーコンディショナ装置１７の推定電力量Ｐｂ１は、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａ、推定係数ｋから、
Ｐｂ１＝Ｐａ×ｋ                    （２）
となる。
詳しくは、上述した例において説明すると、パイロットパネル２３の出力電圧が５Ｖ、電流が０．２Ａである場合にパイロット電力量Ｐａが１Ｗとなる。さらに、図２に示す電力テーブルを参照して、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａが１Ｗの時の推定係数ｋが５０００であるため、パワーコンディショナ装置１７ａの推定電力量Ｐｂ１が１Ｗ×５０００＝５ｋＷとなる。
次いで、パワーコンディショナ装置１７の推定電力量Ｐｂ１をＲＡＭに記憶する。
【００２９】
次いで、ステップＳ３５では、制御部３５は、パワーコンディショナ装置１７ａの実際の出力電力量Ｐｒが閾値Ｐｂ２（良否判定ライン７３上の値）以下か否かを判定する。
図２に示すように、良否判定ライン７３は、パイロットパネルのパイロット電力量Ｐａに対応して変動するように設定されており、制御部３５は、パイロット電力量Ｐａに基づいて、記憶部３７に記憶されている電力テーブル（図２）から良否判定ライン７３上の電力量Ｐｂ２を読み出して閾値Ｐｂ２を取得する。
一方、パワーコンディショナ装置１７ａの実際の出力電力量Ｐｒは４．５ｋＷである。
ここで、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａが１Ｗである場合、良否判定ライン７３の電力量Ｐｂ２が４．７ｋＷであるとき、パワーコンディショナ装置１７の実際の出力電力量Ｐｒが４．５ｋＷであるので、良否判定ラインの電力量Ｐｂ２より低いため、パワーコンディショナ装置１７は不良であると判定される。
【００３０】
パワーコンディショナ装置の実際の出力電力量Ｐｒが良否判定ライン７３の電力量Ｐｂ２以下である場合（Ｓ３５、Ｙｅｓ）は、ステップＳ４０に進み、制御部３５は、警報器５１に警報出力を行い、且つ表示部４３に動作表示（ＬＥＤ等）を行う。
一方、パワーコンディショナ装置の実際の出力電力量Ｐｒが良否判定ライン７３の電力量Ｐｂ２を越えている場合（Ｓ３５、Ｎｏ）は、ステップＳ４５に進み、測定値を表示部４３に表示する（グラフ表示を含む）。
【００３１】
ステップＳ５０では、制御部３５は、発電システム傾向表示処理および詳細表示処理についてのサブルーチンをコールする。このサブルーチンでは、過去の診断実績（測定値など）と比較して出力が低下傾向か、複数のパワーコンディショナ装置がある場合、どのパワーコンディショナ装置かなどの判定や表示を行わせることも可能となる。
ステップＳ５５では、制御部３５は、測定が終了したか否かを判定する。すなわち、制御部３５は、測定終了条件として、操作部４１に設けられたボタン操作による診断の中止、又は故障等による自動診断の中止か否かを判定する。
制御部３５は、測定を終了する場合（Ｓ５５、Ｙｅｓ）に、本メインルーチンによる処理を終了する。
一方、制御部３５は、測定を終了しない場合（Ｓ５５、Ｎｏ）に、ステップＳ１０に戻り、上述した処理を繰り返す。
この結果、太陽光発電パネルの一部機能低下（セル破損等）の検出が可能となる。また、電力テーブルデータの良否判定ライン７３を理想ラインに近づけるほど誤動作の可能性は高くなるが検出感度も向上する。
【００３２】
なお、図３に示す本メインルーチンのフローチャートには、パイロットパネル２３上に設置されているワイパー装置２７の定期的な動作を示すステップについて記載していない。そこで、リアルタイム診断装置３１にタイマを設け、タイマが指定時刻になった場合にワイパー起動信号をワイパー装置２７に送出し、ワイパー起動信号を受信したワイパー装置２７がワイパーを起動するように構成してもよい。これにより、ワイパー装置２７を用いて定期的にパイロットパネル２３の受光面を清掃することができ、パイロットパネル２３が出力可能な電力量の減衰を最低限に留めることができる。
【００３３】
図４は本発明の実施形態に係るリアルタイム診断装置３１の動作の一部を示すサブルーチンのフローチャートである。
図４に示す発電システム傾向表示処理についてのフローチャートは、太陽光発電システムの系統が３系統（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）あることを前提としてものである。また、傾向表示を行うためには、一定の条件において過去の記録と照合する必要があり、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａが５０％時の太陽光発電システムのパイロット電力量Ｐａｈを記憶部３７に記憶しておき、一日の平均値を半出力電力量として記憶するという点を前提にしている。
なお、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａを５０％とした理由は、季節により太陽の位置が変動（夏至から冬至の間）するため、最大出力電力量において発電できない日もあることから、パイロット電力量Ｐａが５０％であれば季節を問わずその出力電力量が期待できるからである。
【００３４】
まず、ステップＳ１０５では、制御部３５は、表示項目に対応した操作の有無を操作部４１からＩ／Ｆ部３９を介して取得する。
ステップＳ１１０では、制御部３５は、操作内容として詳細表示操作か、傾向表示操作か、操作がなかったかを判定する。
操作がなかった場合（Ｓ１１０）には、制御部３５は、メインルーチンに復帰する。
一方、システム状態を判定する。すなわち、制御部３５は、例えば、太陽光発電システムの出力電力量Ｐｒが警報出力値の１０５％以上であれば良好状態であると判定し、太陽光発電システムの出力電力量Ｐｒが警報出力値の１０５％未満から警報出力値までは要注意状態であると判定し、警報出力値以下であれば不良状態であると判定する。この際、制御部３５は、すべてのユニットに対して、ユニット毎に個別に出力電力量Ｐｒについて、上述した判定を行う。
【００３５】
ここで、システム状態が要注意状態又は不良状態である場合（Ｓ１１５）にはステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０では、制御部３５は、要注意状態のときに黄色、不良状態のときに赤色としておき、表示色を変更した画面データをＩ／Ｆ部３９を介して表示部４３に出力して表示させる。図５（ｂ）は太陽光発電システムが要注意状態や不良状態を示す画面例である。
図５（ｂ）に示すように、「ユニット」の番号「Ｎｏ２」に対して、「システム出力」が「４，６２０ｋＷ」であり、その判定結果として「システム状態」が「要注意」であることを示している。
また、図５（ｂ）に示すように、「ユニット」の番号「Ｎｏ３」に対して、「システム出力」が「６，９００ｋＷ」であり、その判定結果として「システム状態」が「不良」であることを示している。
他方、システム状態が良好状態である場合場合（Ｓ１１５）にはステップＳ１２５に進む。
ステップＳ１２５では、制御部３５は、太陽光発電システムの測定値、計算値、設定値等をＩ／Ｆ部３９を介して表示部４３に出力して表示させ、メインルーチンに復帰する。図５（ａ）は太陽光発電システムが正常な良好状態を示す画面例である。
【００３６】
他方、傾向表示操作があった場合（Ｓ１１０）には、制御部３５は、ステップＳ１５０に進み、半出力電力傾向について判定する。傾向判定の一例として、過去１年間の半出力電力の変化傾向を判定する。
傾向判定として、徐々に出力電力量Ｐｒが低下している場合（Ｓ１５０）はステップＳ１５５に進み、他ユニットと同傾向にあるか否かを判定する。
他ユニットと同傾向にある場合（Ｓ１５５）はステップＳ１６０に進み、制御部３５は、太陽光パネルに汚損が進行中であることと判定する。
他ユニットと同傾向にない場合（Ｓ１５５、Ｎｏ）はステップＳ１６５に進み、制御部３５は、該当ユニットの構成部品に劣化が進行していることと判定する。
【００３７】
傾向判定として、急に出力電力量Ｐｒが低下している場合（Ｓ１５０）はステップＳ１７０に進み、制御部３５は、他ユニットと同傾向にあるか否かを判定する。
他ユニットと同傾向にある場合（Ｓ１７０、Ｙｅｓ）はステップＳ１７５に進み、制御部３５は、診断システムが不良である可能性があることと判定する。
他ユニットと同傾向にない場合（Ｓ１７０、Ｎｏ）はステップＳ１８０に進み、制御部３５は、該当ユニットの構成部品に不良があることと判定する。
傾向判定として、出力電力量Ｐｒに大きな変化がない場合（Ｓ１５０）はステップＳ１８５に進み、太陽光発電システムが正常であることと判定する。
なお、制御部３５は、ステップＳ１６０、Ｓ１６５、Ｓ１７５、Ｓ１８０、Ｓ１８５に示す判定結果をＩ／Ｆ部３９を介して表示部４３に表示してもよい。
【００３８】
＜変形例１＞
上述した実施形態にあっては、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａと、推定係数ｋに基づいて、パワーコンディショナ装置の推定電力量Ｐｂ１を算出している。
一方、実際に、太陽光発電パネルの実際の出力電力量Ｐｒは、パネル温度が影響して変化する。そこで、図１に示すパイロットパネル２３の受光面の一部に温度センサを配置し、この温度センサを用いて受光面の温度を測定しておき、制御部３５が推定電力量Ｐｂ１に対して温度補正処理を行うことで、太陽光発電パネルの推定電力量Ｐｂ１を算出する際の推定精度を向上することができる。
【００３９】
＜変形例２＞
上述した実施形態にあっては、パワーコンディショナ装置１７の推定電力量Ｐｂ１に対して所定の割合を乗算した値が閾値（良否判定ライン７３）であり、パワーコンディショナ装置の実際の出力電力量Ｐｒが良否判定ライン７３（図２）の閾値Ｐｂ２以下であるか否かを判定している。
この点については、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａがある一定の出力（例えば５０％出力の時）時におけるパワーコンディショナ装置の推定電力量Ｐｂ１を記憶部３７に記憶しており、その推定電力量Ｐｂ１の推移に基づいて、パワーコンディショナ装置の実際の出力電力量Ｐｒが低下傾向にある場合には、システム劣化の傾向にあると判定することができる。
また、パワーコンディショナ装置の出力電力量Ｐｒがある時点で急激に低下している場合は、パワーコンディショナ装置に設けられた特定箇所の部品が故障（例えば、直流−交流変換に用いる半導体素子の短絡故障や解放故障など）しいると判定することができる。
【００４０】
＜本実施形態における効果＞
（１）従来の太陽光発電システムにあっては、太陽光発電パネルの一部機能低下（セル破損等）の検出が困難であった。これに対して、本実施形態のリアルタイム診断装置３１によれば、太陽光発電パネルの一部機能低下（セル破損等）の検出が可能となる。また、リアルタイム診断装置３１では、電力テーブル（図２）の良否判定ライン７３を出力関連カーブ７１に近づけるほど誤動作の可能性は高くなる反面、検出感度を向上することができる。
（２）本実施形態のリアルタイム診断装置３１によれば、パワーコンディショナ装置１７が故障に至る前段階において、その構成部品の劣化や老朽化による機能低下を検出することができる。
（３）人間による設備状態判定は、人の固体差や連続して変化する電力量や電流値から良否判定は困難であった。これに対して、本実施形態のリアルタイム診断装置３１によれば、診断精度が一定で人間系では判定できないような不具合の前兆を把握することができる。
（４）本実施形態のリアルタイム診断装置３１によれば、リアルタイムで太陽光発電パネルからパワーコンディショナ装置まで全体の診断を行うことが可能になり、従来のように月末時の売電電力量などを確認して初めてシステムの不調がわかるような、長期間の能力低下や売電不能な状態を放置させることがない。すなわち、早期にシステムの不調を確認できるので、従来のような一定期間の収入の低下や未収入となることを防止することができる。
【００４１】
（５）本実施形態のリアルタイム診断装置３１を採用することで、建物の屋根の上にあり目視による太陽光発電パネルの確認が困難な構成や、目視による太陽光発電パネルの診断が困難な大規模な発電所（多数の太陽光発電パネルを使用した箇所）でも容易に診断することができる。
（６）本実施形態のリアルタイム診断装置３１を採用することで、本来発揮できると推定されていた当初設計値に対して実際がどのような状況にあるのか容易に確認することができる。
（７）本実施形態のリアルタイム診断装置３１を採用することで、連系している系統側の電圧が高い場合の売電ができない状況も容易に判定でき、１日のうちのどの時間帯に売電量が低下しているのか容易に判定することができる。
（８）本実施形態のリアルタイム診断装置３１を採用することで、太陽光発電パネルが汚損して発電能力が低下していることや、どの程度の汚損により能力が低下しているのかを容易に判定することができる。
（９）本実施形態のリアルタイム診断装置３１を採用することで、記憶部３７に記憶された過去の診断実績データと比較することができ、不調の進展状況を判定することができる。
【００４２】
＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様の太陽光発電システム１は、複数の発電セル２１を配置した太陽光発電パネル１９と、太陽光発電パネル１９により発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ装置１７と、太陽光発電パネル１９に配置された各発電セル２１と略同一の発電特性を有する発電セルを配置したパイロットパネル２３と、太陽光発電パネル１９、及び／又はパワーコンディショナ装置１７についての故障の有無及び予兆を診断するリアルタイム診断装置３１と、を備え、リアルタイム診断装置３１は、パワーコンディショナ装置１７に係る実際の出力電力量Ｐｒを取得する制御部３５（電力量取得手段）と、パイロットパネル２３に係るパイロット電力量Ｐａを取得する制御部３５（パイロット電力量取得手段）と、パイロット電力量Ｐａと、パイロット電力量Ｐａの変化に連動して変化する閾値Ｐｂ２（良否判定ライン７３）とを関連付けて予め記憶する記憶部３７（記憶手段）と、パイロット電力量Ｐａに対応する閾値Ｐｂ２を記憶部３７から取得する制御部３５（閾値取得手段）と、パワーコンディショナ装置３１の実際の出力電力量Ｐｒが閾値Ｐｂ２以下か否かを判定することで故障の有無及び予兆についての判定を行う制御部３５（判定手段）と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、パワーコンディショナ装置１７に係る実際の出力電力量を取得し、パイロットパネル２３に係るパイロット電力量Ｐａを取得し、パイロット電力量Ｐａと、パイロット電力量Ｐａの変化に連動して変化する閾値Ｐｂ２とを関連付けて予め記憶しておき、パイロット電力量Ｐａに対応する閾値を取得しておき、パワーコンディショナ装置３１の実際の出力電力量Ｐｒが閾値Ｐｂ２以下か否かを判定することで故障の有無及び予兆についての判定を行うので、太陽光発電パネル１９、及び／又はパワーコンディショナ装置１７についての故障の有無及び予兆を診断することができる。
【００４３】
＜第２態様＞
本態様の記憶部３７（記憶手段）は、パイロット電力量Ｐａと、パワーコンディショナ装置１７の推定電力量Ｐｂ１とを関連付けて記憶し、閾値Ｐｂ２は推定電力量Ｐｂ１よりも小さい値であることを特徴とする。
本態様によれば、閾値Ｐｂ２は推定電力量Ｐｂ１よりも小さい値であるので、実際の出力電力量Ｐｒと閾値Ｐｂ２との大小関係を判定することで、故障の有無及び予兆についての判定を行うことができる。
【００４４】
＜第３態様＞
本態様の記憶部３７（記憶手段）は、パイロット電力量Ｐａの経年変化に応じて、パワーコンディショナ装置１７の推定電力量Ｐｂ１、閾値Ｐｂ２を関連付けて記憶することを特徴とする。
本態様によれば、経年変化があった場合でも、パイロット電力量Ｐａに応じて、パワーコンディショナ装置１７の推定電力量Ｐｂ１、閾値Ｐｂ２を求めることができ、経年変化があっても、故障の有無及び予兆についての判定を行うことができる。
【００４５】
＜第４態様＞
本態様の太陽光発電システム１は、パイロットパネル２３の出力電力を消費する模擬負荷Ｒ１を備え、制御部３５（パイロット電力量取得手段）は、模擬負荷Ｒ１から取得した直流電圧値と直流電流値を乗算して積算することにより、パイロットパネル２３のパイロット電力量Ｐａを算出することを特徴とする。
本態様によれば、模擬負荷Ｒ１により消費されたパイロット電力量Ｐａをリアルタイム診断装置３１の基準電力量として利用することができる。
【００４６】
＜第５態様＞
本態様の太陽光発電システム１は、パイロットパネル２３の受光面の一部に環境温度を測定する温度センサを備え、制御部３５（推定電力量算出手段）は、温度センサから取得した環境温度値に基づいて、パワーコンディショナ装置１７に係る推定電力量Ｐｂ１を補正することを特徴とする。
本態様によれば、温度センサから取得した環境温度値に基づいて、パワーコンディショナ装置１７に係る推定電力量Ｐｂ１を補正することで、太陽光発電パネルの推定電力量Ｐｂ１を算出する際の推定精度を向上することができる。
【００４７】
＜第６態様＞
本態様のパイロットパネル２３は、当該パネルの受光面を洗浄するワイパー装置２７を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、パイロットパネル２３の受光面をワイパー装置２７を用いて洗浄するので、パイロットパネル２３が出力可能なパイロット電力量の減衰を最低限に留めることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…太陽光発電システム、１７…パワーコンディショナ装置、１９…太陽光発電パネル、２１…発電セル、２３…パイロットパネル、２７…ワイパー装置、３１…リアルタイム診断装置、３３…Ａ／Ｄ変換部、３５…制御部、３７…記憶部、３９…Ｉ／Ｆ部、４１…操作部、４３…表示部、５１…警報器、５３…スピーカ
【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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