(57)【要約】【課題】太陽電池のバイパスダイオードに等価的に接続されている直列抵抗の抵抗値を発電状態において求める。【解決手段】発電状態の太陽電池ストリング１２から出力される電流Ｉの通過を許容する極性で太陽電池ストリング１２の正極および負極間に接続されて太陽電池ストリング１２を短絡させるダイオード２と、短絡状態の太陽電池ストリング１２の正極および負極間に、正極の電位を基準として負極の電位が高電位となる電圧であって、複数のバイパスダイオード２４の順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧Ｖｔｓｔを印加可能な電圧印加部３と、電流Ｉを検出する電流検出部５と、試験電圧Ｖｔｓｔが第１電圧値Ｖ１のときの電流Ｉの第１電流値Ｉ１および第１電圧値Ｖ１、並びに第２電圧値Ｖ２のときの第２電流値Ｉ２および第２電圧値Ｖ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出する処理部６とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池およびバイパスダイオードを有する複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングに光起電力が発生している発電状態のときに当該太陽電池ストリングから出力される出力電流の通過を許容する極性で当該太陽電池ストリングの正極および負極間に接続されて当該太陽電池ストリングを短絡させる一方向性素子と、
前記一方向性素子で短絡されている前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間に、当該正極の電位を基準として当該負極の電位が高電位となる電圧であって、複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加可能な電圧印加部と、
前記太陽電池ストリングに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記試験電圧の前記電圧値が第１電圧値Ｖ１のときに前記電流検出部で検出される前記電流の第１電流値Ｉ１および当該第１電圧値Ｖ１、並びに前記試験電圧の前記電圧値が前記第１電圧値Ｖ１とは異なる第２電圧値Ｖ２のときに前記電流検出部で検出される前記電流の第２電流値Ｉ２および当該第２電圧値Ｖ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出する処理部とを備えている太陽電池検査装置。
【請求項２】
太陽電池およびバイパスダイオードを有する複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングに光起電力が発生している発電状態のときに当該太陽電池ストリングから出力される出力電流の通過を許容する極性で当該太陽電池ストリングの正極および負極間に接続されて当該太陽電池ストリングを短絡させる一方向性素子と、
前記一方向性素子で短絡されている前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間に、当該正極の電位を基準として当該負極の電位が高電位となる電圧であって、複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加可能な電圧印加部と、
前記太陽電池ストリングに流れる電流を設定された電流値に制限する電流制限部と、
前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間の電圧を測定する電圧測定部と、
前記試験電圧の印加時に流れる電流が前記電流制限部に設定された第１電流値Ｉ１に制限されているときに前記電圧測定部で測定される第１電圧値Ｖ１および当該第１電流値Ｉ１、並びに前記試験電圧の印加時に流れる電流が前記電流制限部に設定された前記第１電流値Ｉ１とは異なる第２電流値Ｉ２に制限されているときに前記電圧測定部で測定される第２電圧値Ｖ２および当該第２電流値Ｉ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出する処理部とを備えている太陽電池検査装置。
【請求項３】
前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる短絡電流の電流値を検出する電流検出部を備え、
前記処理部は、前記検出された短絡電流の電流値に１を超える第１の係数を乗算して得られる電流値を前記第１電流値Ｉ１として前記電流制限部に設定すると共に、当該短絡電流の電流値に１を超え、かつ前記第１の係数とは異なる第２の係数を乗算して得られる電流値を前記第２電流値Ｉ２として前記電流制限部に設定する請求項２記載の太陽電池検査装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記算出した抵抗値Ｒに基づいて前記バイパスダイオードの劣化状態を検査する請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池検査装置。
【請求項５】
前記電圧印加部は、コンデンサと、前記一方向性素子による前記太陽電池ストリングの短絡が解除されると共に前記コンデンサが当該太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間に接続されて前記光起電力で充電される充電接続状態と当該一方向性素子で当該太陽電池ストリングが短絡されると共に当該充電されたコンデンサが当該負極から当該正極に向けて電流を放電するように当該正極および当該負極間に接続される放電接続状態とを切り替える切替部とを備えている請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池検査装置。
【請求項６】
前記処理部は、
前記電流検出部による前記第１電流値Ｉ１の検出の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を１回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、
前記電流検出部による前記第２電流値Ｉ２の検出の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を２回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、
検出された前記１回目短絡電流の電流値と検出された前記２回目短絡電流の電流値の差分が許容範囲内でないときに、エラー処理を実行する請求項１記載の太陽電池検査装置。
【請求項７】
前記処理部は、
前記電圧測定部による前記第１電圧値Ｖ１の測定の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を１回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、
前記電圧測定部による前記第２電圧値Ｖ２の測定の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を２回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、
検出された前記１回目短絡電流の電流値と検出された前記２回目短絡電流の電流値の差分が許容範囲内でないときに、エラー処理を実行する請求項３記載の太陽電池検査装置。
【請求項８】
太陽電池およびバイパスダイオードを有する複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングにおける前記バイパスダイオードの劣化状態を検査する太陽電池検査方法であって、
前記太陽電池ストリングに光起電力が発生している発電状態のときに当該太陽電池ストリングから出力される出力電流の通過を許容する極性で当該太陽電池ストリングの正極および負極間に一方向性素子を接続した状態において、
前記正極の電位を基準として前記負極の電位が高電位となる電圧であって複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加することにより、前記バイパスダイオードに電流を流し、
前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間の電圧値が第１電圧値Ｖ１のときに前記太陽電池ストリングに流れる電流の第１電流値Ｉ１および当該第１電圧値Ｖ１、並びに前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間の電圧値が前記第１電圧値Ｖ１とは異なる第２電圧値Ｖ２のときに前記太陽電池ストリングに流れる電流の第２電流値Ｉ２および当該第２電圧値Ｖ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出すると共に当該算出した抵抗値Ｒに基づいて前記バイパスダイオードの劣化状態を検査する太陽電池検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に使用されているバイパスダイオードの検査を実行する太陽電池検査装置および太陽電池検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の太陽電池検査装置の一例として、下記の特許文献１に開示された太陽電池検査装置（パワーコンディショナ）が知られている。この太陽電池検査装置は、太陽電池アレイと接続されており、太陽電池アレイを流れる電流の電流値を検出して検出値を出力する電流センサ、太陽電池アレイの両端子間の電圧を検出して検出値を出力する電圧センサ、入力コンデンサ、電流センサ及び電圧センサの検出値に基づいて、太陽電池アレイの出力電力が最大になる点を追従するＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行うＭＰＰＴ制御部、太陽電池アレイから出力された直流電流を交流電流に変換して負荷へ出力するためのＤＣ−ＡＣインバータ、商用電源からの交流電流を直流電流に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ、発電時と診断時とで配線の切り替えを行うための２つのスイッチ、太陽電池アレイおよび太陽電池アレイのバイパスダイオードの診断処理の制御を行うＣＰＵ、及び各種情報を記憶したメモリを含んで構成されている。
【０００３】
この場合、入力コンデンサは、発電時の入力コンデンサとして機能するだけでなく、診断時には、太陽電池アレイのＩ−Ｖ特性およびバイパスダイオードのＩ−Ｖ特性を取得するために、その放電特性が利用される。また、電流センサ及び電圧センサは、ＭＰＰＴ制御に用いられる電流及び電圧を検出する機能だけでなく、診断時には、太陽電池アレイのＩ−Ｖ特性を取得するための電流及び電圧を検出するためのセンサとしても用いられる。
【０００４】
この特許文献１に開示された太陽電池検査装置では、太陽光発電システムが発電していない時間帯（太陽電池アレイに太陽光が照射されておらず、太陽電池アレイが光起電力を発生させていない時間帯）に予め定められた診断時期において、発電用配線側に接続されていた一方のスイッチを中立にして太陽電池アレイと太陽電池検査装置（パワーコンディショナ）との接続を切り、ＤＣ−ＡＣインバータ側に接続されていた他方のスイッチをＡＣ−ＤＣコンバータ側に切り替える。そして、商用電源からの交流電流をＡＣ−ＤＣコンバータで変換した直流電流で入力コンデンサを充電する。この充電に際して、特にバイパスダイオードのＩ−Ｖ特性を取得する場合には、放電時にバイパスダイオードの順方向へ放電されるように充電する。充電完了後は、他方のスイッチを中立にして入力コンデンサとＡＣ−ＤＣコンバータとを切り離す。
【０００５】
次に、検査対象とするバイパスダイオードを含む太陽電池ストリングスを発電用配線側から診断用配線側に切り替える。次いで、一方のスイッチを診断用配線側へ接続し、充電された入力コンデンサを放電させる。そして、この放電時の電流値及び電圧値を電流センサ及び電圧センサから取得して、取得した電流値及び電圧値から検査対象とする太陽電池ストリングスについてのＩ−Ｖ特性を計測する。この場合、入力コンデンサを放電させた際の電流はバイパスダイオードの順方向に流れる電流であるため、太陽電池ストリングスに含まれているバイパスダイオードがすべて正常であるときのＩ−Ｖ特性と、太陽電池ストリングスに含まれているバイパスダイオードのいずれかがオープン状態で故障しているときのＩ−Ｖ特性とは相違する。
【０００６】
したがって、この特許文献１に開示された太陽電池検査装置によれば、メモリに記憶させる各種情報の１つとして、バイパスダイオードがすべて正常であるときのＩ−Ｖ特性を記憶させておき、メモリに記憶させたこの正常時のＩ−Ｖ特性と計測されたＩ−Ｖ特性とを比較することにより、バイパスダイオードのいずれかがオープン状態で故障しているか否かを診断することが可能となっている。
【０００７】
しかしながら、この太陽電池検査装置には、太陽電池が発電していないとき（または、発電量が極めて少ないとき）にしか診断が行えないという課題が存在している。そこで、本願出願人は、太陽電池が発電しているときでも、バイパスダイオードがオープン状態で故障しているか否かを診断（検査）し得る太陽電池検査装置（特願２０１５−９５３５１）を開発した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−６６３２０号公報（第７−９頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、本願出願人が開発した上記の太陽電池検査装置には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、バイパスダイオードは、オープン状態での故障に至る際に、正常状態から短時間でオープン状態となる場合があるものの、その抵抗値（等価的に入っている直列抵抗の抵抗値）が時間の経過と共に徐々に増加して最終的にオープン状態となる場合もある。このため、バイパスダイオードに等価的に直列接続されている抵抗の抵抗値を算出できれば、この検出した抵抗値に基づいてバイパスダイオードが劣化しているか否かを早期に（オープン状態に至る前段階で）診断することができて、より好ましい。しかしながら、この太陽電池検査装置ではこのような診断はできないため、この点での改善が望まれている。
【００１０】
本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、太陽電池が発電状態にあるときにおいてもバイパスダイオードに等価的に接続されている直列抵抗の抵抗値を求め得る太陽電池検査装置および太陽電池検査方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく請求項１記載の太陽電池検査装置は、太陽電池およびバイパスダイオードを有する複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングに光起電力が発生している発電状態のときに当該太陽電池ストリングから出力される出力電流の通過を許容する極性で当該太陽電池ストリングの正極および負極間に接続されて当該太陽電池ストリングを短絡させる一方向性素子と、前記一方向性素子で短絡されている前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間に、当該正極の電位を基準として当該負極の電位が高電位となる電圧であって、複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加可能な電圧印加部と、前記太陽電池ストリングに流れる電流を検出する電流検出部と、前記試験電圧の前記電圧値が第１電圧値Ｖ１のときに前記電流検出部で検出される前記電流の第１電流値Ｉ１および当該第１電圧値Ｖ１、並びに前記試験電圧の前記電圧値が前記第１電圧値Ｖ１とは異なる第２電圧値Ｖ２のときに前記電流検出部で検出される前記電流の第２電流値Ｉ２および当該第２電圧値Ｖ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出する処理部とを備えている。
【００１２】
請求項２記載の太陽電池検査装置は、太陽電池およびバイパスダイオードを有する複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングに光起電力が発生している発電状態のときに当該太陽電池ストリングから出力される出力電流の通過を許容する極性で当該太陽電池ストリングの正極および負極間に接続されて当該太陽電池ストリングを短絡させる一方向性素子と、前記一方向性素子で短絡されている前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間に、当該正極の電位を基準として当該負極の電位が高電位となる電圧であって、複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加可能な電圧印加部と、前記太陽電池ストリングに流れる電流を設定された電流値に制限する電流制限部と、前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間の電圧を測定する電圧測定部と、前記試験電圧の印加時に流れる電流が前記電流制限部に設定された第１電流値Ｉ１に制限されているときに前記電圧測定部で測定される第１電圧値Ｖ１および当該第１電流値Ｉ１、並びに前記試験電圧の印加時に流れる電流が前記電流制限部に設定された前記第１電流値Ｉ１とは異なる第２電流値Ｉ２に制限されているときに前記電圧測定部で測定される第２電圧値Ｖ２および当該第２電流値Ｉ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出する処理部とを備えている。
【００１３】
請求項３記載の太陽電池検査装置は、請求項２記載の太陽電池検査装置において、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる短絡電流の電流値を検出する電流検出部を備え、前記処理部は、前記検出された短絡電流の電流値に１を超える第１の係数を乗算して得られる電流値を前記第１電流値Ｉ１として前記電流制限部に設定すると共に、当該短絡電流の電流値に１を超え、かつ前記第１の係数とは異なる第２の係数を乗算して得られる電流値を前記第２電流値Ｉ２として前記電流制限部に設定する。
【００１４】
請求項４記載の太陽電池検査装置は、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池検査装置において、前記処理部は、前記算出した抵抗値Ｒに基づいて前記バイパスダイオードの劣化状態を検査する。
【００１５】
請求項５記載の太陽電池検査装置は、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池検査装置において、前記電圧印加部は、コンデンサと、前記一方向性素子による前記太陽電池ストリングの短絡が解除されると共に前記コンデンサが当該太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間に接続されて前記光起電力で充電される充電接続状態と当該一方向性素子で当該太陽電池ストリングが短絡されると共に当該充電されたコンデンサが当該負極から当該正極に向けて電流を放電するように当該正極および当該負極間に接続される放電接続状態とを切り替える切替部とを備えている。
【００１６】
請求項６記載の太陽電池検査装置は、請求項１記載の太陽電池検査装置において、前記処理部は、前記電流検出部による前記第１電流値Ｉ１の検出の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を１回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、前記電流検出部による前記第２電流値Ｉ２の検出の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を２回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、検出された前記１回目短絡電流の電流値と検出された前記２回目短絡電流の電流値の差分が許容範囲内でないときに、エラー処理を実行する。
【００１７】
請求項７記載の太陽電池検査装置は、請求項３記載の太陽電池検査装置において、前記処理部は、前記電圧測定部による前記第１電圧値Ｖ１の測定の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を１回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、前記電圧測定部による前記第２電圧値Ｖ２の測定の直前または直後に、前記発電状態でかつ前記試験電圧の非印加状態において、前記一方向性素子によって短絡されているときの前記太陽電池ストリングに流れる前記電流を２回目短絡電流として前記電流検出部に検出させ、検出された前記１回目短絡電流の電流値と検出された前記２回目短絡電流の電流値の差分が許容範囲内でないときに、エラー処理を実行する。
【００１８】
請求項８記載の太陽電池検査方法は、太陽電池およびバイパスダイオードを有する複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングにおける前記バイパスダイオードの劣化状態を検査する太陽電池検査方法であって、前記太陽電池ストリングに光起電力が発生している発電状態のときに当該太陽電池ストリングから出力される出力電流の通過を許容する極性で当該太陽電池ストリングの正極および負極間に一方向性素子を接続した状態において、前記正極の電位を基準として前記負極の電位が高電位となる電圧であって複数の前記バイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加することにより、前記バイパスダイオードに電流を流し、前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間の電圧値が第１電圧値Ｖ１のときに前記太陽電池ストリングに流れる電流の第１電流値Ｉ１および当該第１電圧値Ｖ１、並びに前記太陽電池ストリングの前記正極および前記負極間の電圧値が前記第１電圧値Ｖ１とは異なる第２電圧値Ｖ２のときに前記太陽電池ストリングに流れる電流の第２電流値Ｉ２および当該第２電圧値Ｖ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出すると共に当該算出した抵抗値Ｒに基づいて前記バイパスダイオードの劣化状態を検査する。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の太陽電池検査装置では、複数のバイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加可能な電圧印加部と、太陽電池ストリングに流れる電流を検出する電流検出部と、第１電圧値Ｖ１および第１電流値Ｉ１、並びに第１電圧値Ｖ１とは異なる第２電圧値Ｖ２および第２電流値Ｉ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出する処理部とを備えている。
【００２０】
また、請求項２記載の太陽電池検査装置では、複数のバイパスダイオードの順方向電圧の総和を上回る電圧値の試験電圧を印加可能な電圧印加部と、太陽電池ストリングに流れる電流を設定された電流値に制限する電流制限部と、太陽電池ストリングの正極および負極間の電圧を測定する電圧測定部と、第１電圧値Ｖ１および第１電流値Ｉ１、並びに第１電圧値Ｖ１とは異なる第２電圧値Ｖ２および第２電流値Ｉ２から抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））を算出する処理部とを備えている。
【００２１】
したがって、これらの太陽電池検査装置によれば、太陽電池ストリングが発電状態のときに、太陽電池ストリング内の複数のバイパスダイオードに等価的に接続されている直列抵抗の抵抗値を算出することができる。このため、この抵抗値に基づいて、バイパスダイオードの劣化状態を検査することができる。
【００２２】
請求項３記載の太陽電池検査装置によれば、処理部が、電流検出部で検出された短絡電流の電流値に基づいて第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２を算出して電流制限部に設定するため、より適切な値の第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２を自動的に算出して太陽電池ストリング１２の検査に使用することができる。
【００２３】
請求項４記載の太陽電池検査装置によれば、処理部は、算出した抵抗値に基づいてバイパスダイオードの劣化状態を検査するため、バイパスダイオードの劣化状態についての検査の自動化を図ることができる。
【００２４】
請求項５記載の太陽電池検査装置によれば、検査対象の太陽電池ストリングに試験電圧を印加するためのコンデンサを、この太陽電池ストリングの光起電力で充電する構成を採用したことにより、コンデンサを充電するための専用の電源を不要にすることができるため、装置の簡略化、および装置コストの低減を図ることができる。
【００２５】
請求項６，７記載の太陽電池検査装置によれば、１回目短絡電流の電流値と２回目短絡電流の電流値の差分が許容範囲内でないとき、つまり、検査時における短絡電流は一定である（言い換えれば、太陽電池ストリングへの日射量が一定である）との前提条件が崩れたときに、抵抗値Ｒの算出を中止したり、バイパスダイオードの劣化状態についての検査を再度行ういわゆるリトライ処理を実行したり、正確な抵抗値Ｒの算出が行えない旨を出力したりするなどのエラー処理を実行するため、誤った抵抗値Ｒの算出に起因する誤判定を回避することができる。
【００２６】
請求項８記載の太陽電池検査方法によれば、太陽電池ストリングが発電状態のときに、太陽電池ストリング内の複数のバイパスダイオードに等価的に接続されている直列抵抗の抵抗値を算出すると共にこの抵抗値に基づいてバイパスダイオードの劣化状態を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】太陽電池検査装置１および太陽電池ストリング１２の各構成図である。
【図２】太陽電池アレイ１１および接続箱１３の各構成図である。
【図３】太陽電池検査装置１の動作および太陽電池検査方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】抵抗値Ｒを算出する式の導出手順を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、太陽電池検査装置および太陽電池検査方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２９】
最初に、太陽電池検査装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００３０】
まず、図１に示す太陽電池検査装置としての太陽電池検査装置１の構成について説明する。
【００３１】
太陽電池検査装置１は、一方向性素子（例えば、ダイオードや、ダイオード接続されたトランジスタなど。本例では一例としてダイオード）２、電圧印加部３、電圧検出部４、電流検出部５および処理部６を備えて、後述の太陽電池ストリング１２を検査対象としてその中に配設されているバイパスダイオード２４についての劣化状態を検査する。
【００３２】
ここで、太陽電池検査装置１の各構成要素についての具体的な説明の前に、太陽電池ストリング１２の概要について説明する。太陽電池ストリング１２は、例えば、ビルや住宅などの建物に設置されている図２に示すような太陽電池アレイ１１の構成単位であり、複数個で１つの太陽電池アレイ１１を構成している。また、複数の太陽電池ストリング１２は、例えば、接続箱１３内において、ブロッキングダイオード１４を介して並列接続されている。また、各太陽電池ストリング１２は、接続箱１３内に配設されたスイッチ１５により、他の太陽電池ストリング１２から切り離したり、並列接続状態に戻したりすることが可能になっている。
【００３３】
また、太陽電池ストリング１２は、図１，２に示すように、複数の太陽電池モジュール２１が直列接続されて構成され、さらに各太陽電池モジュール２１は、複数のクラスタ２２が直列接続されて構成されている。また、各クラスタ２２は、直列接続された複数の太陽電池セル（太陽電池）２３と、この直列接続された複数の太陽電池セル２３における全体としての出力端子間（クラスタ２２の出力端子間）に接続されたバイパスダイオード２４とを備えて構成されている。バイパスダイオード２４は、複数の太陽電池セル２３における全体としての正側の出力端子にカソード端子が接続され、負側の出力端子にアノード端子が接続されている。
【００３４】
この構成により、バイパスダイオード２４は、１つのクラスタ２２を構成する直列接続された複数の太陽電池セル２３内において、負側の出力端子から正側の出力端子に向かう直流電流としての出力電流Ｉ（以下、電流Ｉともいう）が流れ難くなる状況（例えば、木陰に入るなどの状況）が生じたときに、他のクラスタ２２から流れ込む電流をバイパスさせることで、太陽電池ストリング１２からの電流Ｉの出力を継続させる。
【００３５】
次いで、太陽電池検査装置１の各構成要素について個別に説明する。ダイオード２は、図１に示すように、太陽電池セル２３が太陽光を受けて光起電力を発生させている状態（太陽電池ストリング１２が光起電力を発生させている状態でもある。以下、発電状態ともいう）のときに太陽電池ストリング１２から出力される電流Ｉ（出力電流）の通過を許容する極性（電流Ｉに対して順方向となる極性）で太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に接続される。本例では一例として、ダイオード２は電流検出部５および電圧印加部３を構成する後述のスイッチ３２と直列に接続され、これらの部材で構成される直列回路が、プローブＰＬ１，ＰＬ２などを介して、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に接続される。電流検出部５は、太陽電池ストリング１２に流れる電流Ｉを検出する機能を有し、一般的な電流計と基本構成は同じであることから、理想的には内部抵抗が極めてゼロオームに近い状態となっている。したがって、スイッチ３２がオン状態に移行したときには、ダイオード２は、光起電力を発生させている状態の太陽電池ストリング１２を短絡させる。
【００３６】
電圧印加部３は、ダイオード２の両端子間に、ダイオード２のアノード端子の電位を基準としてカソード端子が高電位となる試験電圧Ｖｔｓｔを印加可能に構成されている。この構成により、電圧印加部３は、太陽電池ストリング１２に太陽電池検査装置１が接続されて、太陽電池検査装置１のダイオード２（具体的には、ダイオード２、電流検出部５およびスイッチ３２の直列回路）によって太陽電池ストリング１２が短絡されているときには、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に、正極Ｐ１の電位を基準として負極Ｐ２が高電位となる試験電圧Ｖｔｓｔを印加可能となっている。
【００３７】
この場合、試験電圧Ｖｔｓｔは、検査対象の太陽電池ストリング１２内に配設されているバイパスダイオード２４の順方向電圧をＶｆとし、またこのバイパスダイオード２４の個数をｎ個としたときに、直列に接続されたこの個数ｎのバイパスダイオード２４の順方向電圧Ｖｆの総和（電圧値：ｎ×Ｖｆ）を上回る電圧値（つまり、この個数ｎのバイパスダイオード２４を同時にオン状態にさせ得る電圧値）に規定されている。
【００３８】
具体的には、電圧印加部３は、図１に示すように、一例として、コンデンサ３１、スイッチ３２（本例では一極単投型のスイッチ）および一対のスイッチ３３，３４（本例では一極双投型のスイッチ）を備えている。この場合、スイッチ３２はダイオード２および電流検出部５と直列に接続されて、この直列回路が、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１に接続されるプローブＰＬ１と太陽電池ストリング１２の負極Ｐ２に接続されるプローブＰＬ２との間に接続されている。また、スイッチ３３，３４の各ｃ接点間にコンデンサ３１が接続され、スイッチ３３のａ接点にプローブＰＬ２が接続され、スイッチ３４のａ接点にプローブＰＬ１が接続され、スイッチ３３のｂ接点にダイオード２のアノード端子が接続され、スイッチ３４のｂ接点にダイオード２のカソード端子が接続されている。なお、スイッチ３２，３３，３４は、例えばリレーなどの有接点スイッチで構成することもできるし、オフ・オンする際におけるチャタリングの発生を回避するためにトランジスタやサイリスタなどの半導体スイッチ（無接点スイッチ）で構成することもできるが、スイッチ３２については、オフ・オンする際におけるアークの発生を確実に回避するため、半導体スイッチ（無接点スイッチ）で構成するのが好ましい。
【００３９】
各スイッチ３２，３３，３４は、処理部６によって制御されることにより、スイッチ３２についてはオン状態およびオフ状態のうちの一方の状態に選択的に切り替えられ、各スイッチ３３，３４については、ｃ接点とａ接点とが接続される接続状態（充電接続状態）、およびｃ接点とｂ接点とが接続される接続状態（放電接続状態）のうちの一方の接続状態に選択的に切り替えられる。
【００４０】
この構成により、電圧印加部３では、処理部６によってスイッチ３２がオフ状態に切り替えられ、かつ各スイッチ３３，３４が充電接続状態に切り替えられているときには、コンデンサ３１は、プローブＰＬ１，ＰＬ２を介して接続された太陽電池ストリング１２の光起電力により、スイッチ３３側の端子の電位を基準としてスイッチ３４側の端子が正電位となる状態で試験電圧Ｖｔｓｔに充電される。一方、電圧印加部３では、処理部６によってスイッチ３２がオン状態に切り替えられ、かつ各スイッチ３３，３４が放電接続状態に切り替えられているときには、コンデンサ３１に充電されている試験電圧Ｖｔｓｔを、ダイオード２の両端間（つまり、プローブＰＬ１，ＰＬ２を介して接続されると共にダイオード２によって短絡される太陽電池ストリング１２間）に印加する。なお、本例では、検査対象としている太陽電池ストリング１２の光起電力でコンデンサ３１を充電する簡易な構成を採用しているが、この構成に代えて、図示はしないが、検査対象としている太陽電池ストリング１２とは別の太陽電池ストリング１２の光起電力で充電する構成や、コンデンサ３１を充電するための専用の電源を配置する構成を採用することもできる。
【００４１】
電圧検出部４は、コンデンサ３１の両端間電圧（スイッチ３３側の端子の電位を基準とするスイッチ３４側の端子の電圧。上記の充電接続状態では試験電圧Ｖｔｓｔ）を検出すると共に、検出したこの両端間電圧の電圧値に比例して変化する電圧信号Ｓｖを生成して処理部６に出力する。電流検出部５は、上記のように、ダイオード２およびスイッチ３２と直列に接続された状態で、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間にプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して接続される。この電流検出部５は、例えば電流電圧変換回路を備えて構成されて、通過する電流Ｉを検出すると共に電圧信号Ｓｉ（通過する電流の電流値に比例して電圧値が変化する信号）に変換して処理部６に出力する。
【００４２】
処理部６は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、メモリおよびＣＰＵ（いずれも不図示）などを備えて、電圧印加部３の切替部（各スイッチ３２，３３，３４）に対する制御処理（各スイッチ３２，３３，３４の切り替え処理）と、電圧検出部４から出力される電圧信号Ｓｖに基づいて電圧検出部４で検出しているコンデンサ３１の両端間電圧を測定する電圧測定処理と、電流検出部５から出力される電圧信号Ｓｉに基づいて電流検出部５に流れる電流Ｉの電流値を測定する電流測定処理と、太陽電池検査装置１にプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して検査対象として接続されている太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４について検査する（バイパスダイオード２４についての劣化状態を検査する）バイパスダイオード検査処理５０（図３参照）とを実行可能に構成されている。
【００４３】
また、処理部６は、バイパスダイオード検査処理５０の結果を出力する出力処理についても実行可能に構成されている。この出力処理では、太陽電池検査装置１にディスプレイ装置などの出力装置が設けられているときにはこの出力装置に検査の結果を出力し、また太陽電池検査装置１が外部に設けられた他の装置と通信可能な構成のときにはこの他の装置に検査の結果を出力する。
【００４４】
次に、太陽電池検査装置１を用いて太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４を検査する際の太陽電池検査装置１の動作を、バイパスダイオード２４の検査方法（太陽電池検査方法）と併せて図３を参照して説明する。なお、太陽電池ストリング１２の各太陽電池セル２３は、正常であり、太陽光を受けて光起電力を発生させているものとする。
【００４５】
建物に設置されている太陽電池アレイ１１を構成している複数の太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４について検査する際には、この太陽電池アレイ１１が接続されている接続箱１３内の各スイッチ１５のうちの検査対象として太陽電池検査装置１に接続する１つの太陽電池ストリング１２に対応するスイッチ１５をオン状態からオフ状態に切り替えて、他の太陽電池ストリング１２から切り離し、この切り離された状態の１つの太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間にプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して太陽電池検査装置１を接続するという操作を、全ての太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４についての検査が完了するまで繰り返す。
【００４６】
太陽電池検査装置１では、検査対象とする１つの太陽電池ストリング１２（検査対象とするバイパスダイオード２４を含む太陽電池ストリング１２）がプローブＰＬ１，ＰＬ２を介して接続されている状態において、図３に示すバイパスダイオード検査処理５０を実行する。
【００４７】
このバイパスダイオード検査処理５０では、処理部６は、まず、コンデンサ３１に対する１回目の充電処理を実行する（ステップ５１）。この充電処理では、処理部６は、スイッチ３２に対する制御処理を実行してオフ状態に切り替えると共に、スイッチ３３，３４に対する制御処理を実行して充電接続状態に切り替える。これにより、コンデンサ３１は、プローブＰＬ１，ＰＬ２を介して太陽電池ストリング１２に接続される。このため、コンデンサ３１は、太陽電池ストリング１２の光起電力により、スイッチ３３側の端子の電位を基準としてスイッチ３４側の端子が正電位となる状態で充電される。
【００４８】
処理部６は、電圧測定処理を実行して、電圧検出部４から出力される電圧信号Ｓｖに基づいて電圧検出部４で検出しているコンデンサ３１の両端間電圧の電圧値を測定しつつ、この電圧値が予め規定された第１電圧値Ｖ１に達した時点で、スイッチ３３，３４に対する制御処理を実行して放電接続状態に切り替える。これにより、コンデンサ３１に対する光起電力による１回目の充電処理（第１電圧値Ｖ１の試験電圧Ｖｔｓｔを充電する処理）が完了する。
【００４９】
次いで、処理部６は、１回目の放電処理を実行する（ステップ５２）。この放電処理では、処理部６は、スイッチ３２に対する制御処理を実行してオン状態に切り替える。これにより、発電状態（光起電力を発生させている状態）の太陽電池ストリング１２がダイオード２で短絡されると共に、コンデンサ３１に充電された試験電圧Ｖｔｓｔが太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に印加される。
【００５０】
この状態では、試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値（この場合は第１電圧値Ｖ１）は上記したように太陽電池ストリング１２内に配設されているすべて（ｎ個）のバイパスダイオード２４を同時にオン状態にさせ得る電圧値であるため、コンデンサ３１から太陽電池ストリング１２に短絡電流Ｉｓの電流値を超える電流値の電流（放電電流）Ｉが流れる。ここで、短絡電流Ｉｓとは、発電状態（光起電力を発生させている状態）の太陽電池ストリング１２がコンデンサ３１の未接続の状態においてダイオード２で短絡されたときに太陽電池ストリング１２に流れる電流である。
【００５１】
処理部６は、電流測定処理を実行して、電流検出部５から出力される電圧信号Ｓｉに基づいて電流検出部５に流れる電流Ｉの電流値を測定する。一例として、処理部６は、電圧信号Ｓｉに基づいて、放電処理の開始直後の電流Ｉのピークの電流値を、第１電圧値Ｖ１の試験電圧Ｖｔｓｔを太陽電池ストリング１２に印加したときの電流値（第１電流値Ｉ１）として測定して記憶する。これにより、この放電処理が完了する。なお、コンデンサ３１に充電されている試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値がｎ個のバイパスダイオード２４を同時にオンさせることができない電圧値（（ｎ×Ｖｆ）を下回る電圧値）まで低下した以降は、コンデンサ３１に充電されている電荷は太陽電池ストリング１２から出力される電流Ｉ（出力電流）の一部として流れる（放電される）。これにより、コンデンサ３１の電圧は、ほぼゼロボルト（実際には、ダイオード２の順方向電圧値）まで急速に低下する。
【００５２】
続いて、処理部６は、コンデンサ３１に対する２回目の充電処理を実行する（ステップ５３）。この充電処理では、処理部６は、スイッチ３２に対する制御処理を実行してオフ状態に切り替えると共に、スイッチ３３，３４に対する制御処理を実行して充電接続状態に切り替える。これにより、コンデンサ３１は、プローブＰＬ１，ＰＬ２を介して太陽電池ストリング１２に接続される。このため、コンデンサ３１は、太陽電池ストリング１２の光起電力により、スイッチ３３側の端子の電位を基準としてスイッチ３４側の端子が正電位となる状態で充電される。
【００５３】
処理部６は、上記した１回目の充電処理での電圧測定処理のときと同様にして、コンデンサ３１を第２電圧値Ｖ２（第１電圧値Ｖ１とは異なる電圧値）の試験電圧Ｖｔｓｔに充電する。
【００５４】
次いで、処理部６は、２回目の放電処理を実行する（ステップ５４）。この放電処理では、処理部６は、スイッチ３２に対する制御処理を実行してオン状態に切り替える。これにより、発電状態（光起電力を発生させている状態）の太陽電池ストリング１２がダイオード２で短絡されると共に、コンデンサ３１に充電された試験電圧Ｖｔｓｔが太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に印加される。
【００５５】
この状態においても、試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値（この場合は第２電圧値Ｖ２）は上記したように太陽電池ストリング１２内に配設されているすべて（ｎ個）のバイパスダイオード２４を同時にオン状態にさせ得る電圧値であるため、コンデンサ３１から太陽電池ストリング１２に短絡電流Ｉｓの電流値を超える電流値の電流（放電電流）Ｉが流れる。
【００５６】
処理部６は、上記した１回目の充電処理での電流測定処理のときと同様にして、電流検出部５から出力される電圧信号Ｓｉに基づいて、放電処理の開始直後の電流Ｉのピークの電流値を、第２電圧値Ｖ２の試験電圧Ｖｔｓｔを太陽電池ストリング１２に印加したときの電流値（第２電流値Ｉ２）として測定して記憶する。また、処理部６は、スイッチ３２に対する制御処理を実行してオフ状態に切り替えることで、コンデンサ３１およびダイオード２を太陽電池ストリング１２から切り離す。これにより、この放電処理が完了する。
【００５７】
続いて、処理部６は、抵抗測定処理を実行する（ステップ５５）。この抵抗測定処理では、処理部６は、上記の第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２、第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２を下記式（１）に代入して、抵抗値Ｒを算出して記憶する。
抵抗値Ｒ＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２）  ・・・  （１）
この場合、抵抗値Ｒは、以下で説明するように、太陽電池ストリング１２内に配設されているすべて（ｎ個）のバイパスダイオード２４の抵抗値（各バイパスダイオード２４に等価的に入っている直列抵抗の抵抗値）の総和Ｒｂｄと、コンデンサ３１と太陽電池ストリング１２とを接続する経路全体の抵抗値Ｒｓを加算した抵抗値（電流Ｉの経路において、各バイパスダイオード２４に等価的に接続されている直列抵抗の総抵抗値）を意味する（図４の左図参照）。
【００５８】
上記式（１）の導出手順を説明すると、上記した１回目および２回目の放電処理のときのように、コンデンサ３１から太陽電池ストリング１２に対して、太陽電池ストリング１２内に配設されているすべて（ｎ個）のバイパスダイオード２４を同時にオン状態にさせ得る電圧値（第１電圧値Ｖ１や第２電圧値Ｖ２）で試験電圧Ｖｔｓｔが印加されているときには、太陽電池ストリング１２内の直列接続された複数の太陽電池セル２３には短絡電流Ｉｓが流れ、この短絡電流Ｉｓ以外の電流（Ｉ−Ｉｓ）はバイパスダイオード２４にだけ流れる。このため、図４中の右図に示すように直列接続された各クラスタ２２の出力端子間にそれぞれ接続されているバイパスダイオード２４は、同図中の左図に示すように、等価的に、すべてが直列接続された状態で複数の太陽電池セル２３全体と並列接続された状態となる。
【００５９】
これにより、第１電圧値Ｖ１と第１電流値Ｉ１との間には、下記式（２）が成り立つ。
Ｖ１＝Ｉ１×Ｒｓ＋（Ｉ１−Ｉｓ）×Ｒｂｄ＋ｎ×Ｖｆ  ・・・  （２）
また、第２電圧値Ｖ２と第２電流値Ｉ２との間には、下記式（３）が成り立つ。
Ｖ２＝Ｉ２×Ｒｓ＋（Ｉ２−Ｉｓ）×Ｒｂｄ＋ｎ×Ｖｆ  ・・・  （３）
【００６０】
なお、太陽電池ストリング１２への日射量に応じて太陽電池ストリング１２全体での光起電力が時間と共に変化し、これにより短絡電流Ｉｓの電流値も時間と共に変化するが、上記したステップ５１からステップ５４までの処理を短い時間内（例えば、数十ｍｓ程度や数百ｍｓ程度の時間内。約１秒未満の時間内）に実行することで、日射量は一定であるとみなすことができ、この結果として短絡電流Ｉｓも一定であるとみなすことができる。
【００６１】
したがって、上記式（２）の左辺から上記式（３）の左辺を減算すると共に、上記式（２）の右辺から上記式（３）の右辺を減算し、得られた式を整理することにより、短絡電流Ｉｓについての項、およびバイパスダイオード２４の順方向電圧Ｖｆについての項が消去されて、上記式（１）が導出される。
【００６２】
次いで、処理部６は、判定処理を実行する（ステップ５６）。算出された抵抗値Ｒは、上記したように、すべてのバイパスダイオード２４の抵抗値の総和Ｒｂｄと、コンデンサ３１と太陽電池ストリング１２とを接続する経路全体の抵抗値Ｒｓとの加算値であることから、すべてのバイパスダイオード２４のうちの少なくとも１つのバイパスダイオード２４が劣化してその抵抗値が正常なときの抵抗値よりも増加しているときには、抵抗値Ｒもその分だけ増加する。したがって、すべてのバイパスダイオード２４が正常であるときの抵抗値Ｒが含まれる範囲の上限値を予め測定しておき、算出された抵抗値Ｒと上限値とを比較することで、検査対象となっている太陽電池ストリング１２において、バイパスダイオード２４が劣化しているか否か（劣化状態）を判定することが可能となる。
【００６３】
この太陽電池検査装置１では、この判定処理において、処理部６は、算出された抵抗値Ｒと上記の上限値とを比較して、この抵抗値Ｒが上限値以下のときには、太陽電池ストリング１２のすべてのバイパスダイオード２４は劣化していないと判定し、この抵抗値Ｒが上限値を超えているときには、太陽電池ストリング１２のいずれかのバイパスダイオード２４が劣化していると判定する。また、処理部６は、判定の結果を記憶する。
【００６４】
最後に、処理部６は、出力処理を実行して、算出した抵抗値Ｒと判定の結果とを出力する（ステップ５７）。これにより、バイパスダイオード検査処理５０が完了する。
【００６５】
このように、この太陽電池検査装置１および太陽電池検査方法では、発電状態の太陽電池ストリング１２をダイオード２で短絡した状態において、太陽電池ストリング１２の正極の電位を基準としてその負極の電位が高電位となる試験電圧Ｖｔｓｔを印加しつつ、太陽電池ストリング１２に流れる電流Ｉを検出し、試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値が第１電圧値Ｖ１のときの電流Ｉの第１電流値Ｉ１およびこの第１電圧値Ｖ１、並びに試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値が第２電圧値Ｖ２のときの電流Ｉの第２電流値Ｉ２およびこの第２電圧値Ｖ２から算出される抵抗値Ｒ（＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２））に基づいてバイパスダイオード２４の劣化状態を検査する。
【００６６】
太陽電池ストリング１２では、バイパスダイオード２４は、オープン故障に至る前であっても、劣化したときにはその抵抗値が正常なときの抵抗値よりも増加する。これにより、この太陽電池検査装置１および太陽電池検査方法において算出される抵抗値Ｒも、太陽電池ストリング１２内の複数のバイパスダイオード２４のうちの少なくとも１つが劣化したときには、すべてのバイパスダイオード２４が正常なときの抵抗値Ｒよりも増加する。したがって、この太陽電池検査装置１および太陽電池検査方法によれば、発電状態の太陽電池ストリング１２を検査対象としつつ、算出した抵抗値Ｒに基づいて、内部に配置された複数のバイパスダイオード２４のいずれかが劣化しているか否かをオープン故障に至る前段階であっても（オープン故障のときにも）検査することができる。また、この太陽電池検査装置１によれば、処理部６がこの抵抗値Ｒの算出から抵抗値Ｒに基づく上記の検査までを実行するため、バイパスダイオード２４の劣化状態の検査についての自動化を図ることができる。
【００６７】
また、この太陽電池検査装置１によれば、検査対象の太陽電池ストリング１２に試験電圧Ｖｔｓｔを印加するためのコンデンサ３１を、この太陽電池ストリング１２の光起電力で充電する構成を採用したことにより、コンデンサ３１を充電するための専用の電源を不要にすることができるため、装置の簡略化、および装置コストの低減を図ることができる。
【００６８】
なお、上記の太陽電池検査装置１では、コンデンサ３１を第１電圧値Ｖ１や第２電圧値Ｖ２の試験電圧Ｖｔｓｔに充電する際に、処理部６が電圧検出部４から出力される電圧信号Ｓｖに基づいてコンデンサ３１の両端間電圧の電圧値を測定しつつ、この電圧値が第１電圧値Ｖ１や第２電圧値Ｖ２に達した時点で、スイッチ３３，３４に対する制御処理を実行して放電接続状態に切り替える（太陽電池ストリング１２の光起電力による充電を停止させる）構成を採用しているが、これ以外の構成を採用して、コンデンサ３１を第１電圧値Ｖ１や第２電圧値Ｖ２の試験電圧Ｖｔｓｔに充電することもできる。例えば、図示はしないが、太陽電池ストリング１２の光起電力を入力して試験電圧Ｖｔｓｔを出力する電源であって、この試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値を処理部６からの制御によって調整可能な電源を設け、処理部６が、この電源から出力される試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値を第１電圧値Ｖ１に設定してコンデンサ３１を充電して太陽電池ストリング１２に印加し、また、この電源から出力される試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値を第２電圧値Ｖ２に設定してコンデンサ３１を充電して太陽電池ストリング１２に印加するという構成を採用することもできる。
【００６９】
また、上記の太陽電池検査装置１では、処理部６が、判定処理（上記のステップ５６の処理）を実行して、算出した抵抗値Ｒと上記の上限値とを比較することでバイパスダイオード２４の劣化の有無を自動的に判定する構成を採用しているが、この判定処理を実行せずに、算出した抵抗値Ｒを出力する出力処理を実行するだけの構成を採用することもできる。この構成の太陽電池検査装置においても、算出した抵抗値Ｒが出力されるため、作業者が、この抵抗値Ｒを上記の上限値（既知）と比較したり、または複数の太陽電池ストリング１２についての抵抗値Ｒ同士を比較したりすることができ、この比較の結果、前者の場合には抵抗値Ｒが上限値を超えているとき、また後者の場合には他の太陽電池ストリング１２についての抵抗値Ｒよりも突出して大きな抵抗値Ｒとなっているときには、この太陽電池ストリング１２のバイパスダイオード２４に劣化するものが含まれていると判定することができる。
【００７０】
また、上記の太陽電池検査装置１では、試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値を第１電圧値Ｖ１に規定したときに流れる電流Ｉの電流値（第１電流値Ｉ１）を測定し、かつ試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値を第２電圧値Ｖ２に規定したときに流れる電流Ｉの電流値（第２電流値Ｉ２）を測定する構成を採用しているが、この構成に限定されない。例えば、太陽電池ストリング１２に流れる電流Ｉの電流値を第１電流値Ｉ１に規定したときの太陽電池ストリング１２の正極および負極間の電圧値を第１電圧値Ｖ１として測定し、太陽電池ストリング１２に流れる電流Ｉの電流値を第１電流値Ｉ１とは異なる第２電流値Ｉ２に規定したときの太陽電池ストリング１２の正極および負極間の電圧値を第２電圧値Ｖ２として測定し、この第１電流値Ｉ１、第１電圧値Ｖ１、第２電流値Ｉ２および第２電圧値Ｖ２を上記の式（１）に代入して抵抗値Ｒを算出する構成を採用することもできる。
【００７１】
この構成を採用した太陽電池検査装置１Ａは、図１において破線で示すように、太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間の電圧値を測定して処理部６に出力する電圧測定部７を有すると共に、上記の電流検出機能と共に電流制限機能を有する電流検出部５（つまり、電流制限部としても機能する電流検出部）を備えている。なお、図示はしないが、電流検出機能を有する電流検出部５とは別に、電流制限機能を有する電流制限部を電流Ｉの経路に配設する構成を採用してもよい。また、この電流制限機能とは、試験電圧Ｖｔｓｔの印加時に電流検出部５に流れる電流Ｉ（太陽電池ストリング１２に流れる電流でもある）の電流値を、処理部６によって設定された電流値に制限する機能である。また、この例での電流検出部５は、処理部６からの制御により、電流制限機能をオフにすることが可能に構成されている。また、太陽電池検査装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７２】
この太陽電池検査装置１Ａでは、バイパスダイオード検査処理において、処理部６は、まず、上記したステップ５１での充電処理の前処理として、太陽電池ストリング１２の短絡電流を測定する短絡電流測定処理を実行する。この短絡電流測定処理では、処理部６は、電流検出部５に対する制御を実行して電流制限機能をオフにさせ、かつスイッチ３３，３４に対する制御を実行してコンデンサ３１をダイオード２から切り離すと共に、スイッチ３２に対してオン状態に移行させる制御を実行することにより、ダイオード２で短絡される短絡状態に太陽電池ストリング１２を移行させる。また、処理部６は、この短絡状態であって、かつこの試験電圧Ｖｔｓｔが印加されていない状態（非印加状態）において、電流検出部５から出力される電圧信号Ｓｉに基づいて電流検出部５に流れる電流Ｉの電流値を測定し、この測定した電流値を短絡電流Ｉｓの電流値として記憶する。
【００７３】
次いで、処理部６は、上記したステップ５１での充電処理と同様にして、コンデンサ３１を試験電圧Ｖｔｓｔに充電する１回目の充電処理を実行する。この場合、ステップ５１での充電処理とは異なり、試験電圧Ｖｔｓｔを規定の電圧値（第１電圧値Ｖ１）に充電する必要はなく、個数ｎのバイパスダイオード２４を同時にオン状態にさせ得る電圧値であればよい。
【００７４】
続いて、処理部６は、電流検出部５に対して、電流制限値を第１電流値Ｉ１に設定する処理を実行する。この第１電流値Ｉ１は、測定した上記の短絡電流Ｉｓの電流値（太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間をダイオード２で短絡させることで予め測定し得る電流値）を超え、かつバイパスダイオード２４の最大定格電流値未満の電流値であって予め規定された電流値（例えば、短絡電流Ｉｓの電流値に予め規定された第１の係数（１を超える値の係数）を乗算して得られる電流値）に規定する。なお、この処理は、上記した１回目の充電処理の前に実行するようにすることもできる。
【００７５】
次いで、処理部６は、上記したステップ５２での放電処理と同様にして、コンデンサ３１に充電された試験電圧Ｖｔｓｔを太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に印加する処理を実行する。この試験電圧Ｖｔｓｔの印加により、コンデンサ３１から太陽電池ストリング１２に短絡電流Ｉｓの電流値を超える電流値の電流（放電電流）Ｉが流れるが、この太陽電池検査装置１Ａでは、電流検出部５がこの電流Ｉの電流値を第１電流値Ｉ１に制限する（第１電流値Ｉ１を超えて増加しようとする電流Ｉの電流値を第１電流値Ｉ１に維持する）。処理部６は、電流Ｉの電流値が第１電流値Ｉ１に維持されているときの太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間の電圧値を電圧測定部７を介して測定して第１電圧値Ｖ１として記憶する。
【００７６】
続いて、処理部６は、上記したステップ５３での充電処理と同様にして、コンデンサ３１を試験電圧Ｖｔｓｔに充電する２回目の充電処理を実行する。この場合、ステップ５３での充電処理とは異なり、試験電圧Ｖｔｓｔを規定の電圧値（第２電圧値Ｖ２）に充電する必要はなく、個数ｎのバイパスダイオード２４を同時にオン状態にさせ得る電圧値であればよい。また、１回目の充電処理での試験電圧Ｖｔｓｔの電圧値と同じ電圧値であってもよい。
【００７７】
次いで、処理部６は、電流検出部５に対して、電流制限値を第２電流値Ｉ２に設定する処理を実行する。この第２電流値Ｉ２は、上記した第１電流値Ｉ１のときと同様にして、短絡電流Ｉｓの電流値を超え、かつバイパスダイオード２４の最大定格電流値未満の電流値であって予め規定された電流値（例えば、短絡電流Ｉｓの電流値に、第１の係数とは異なる値であって、１を超える値に予め規定された第２の係数を乗算して得られる電流値）に規定する。なお、この処理は、上記した２回目の充電処理の前に実行するようにすることもできる。
【００７８】
続いて、処理部６は、上記したステップ５４での放電処理と同様にして、コンデンサ３１に充電された試験電圧Ｖｔｓｔを太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間に印加する処理を実行する。この試験電圧Ｖｔｓｔの印加により、コンデンサ３１から太陽電池ストリング１２に短絡電流Ｉｓの電流値を超える電流値の電流（放電電流）Ｉが流れるが、この太陽電池検査装置１Ａでは、電流検出部５がこの電流Ｉの電流値を第２電流値Ｉ２に制限する（第２電流値Ｉ２を超えて増加しようとする電流Ｉの電流値を第２電流値Ｉ２に維持する）。処理部６は、電流Ｉの電流値が第２電流値Ｉ２に維持されているときの太陽電池ストリング１２の正極Ｐ１および負極Ｐ２間の電圧値を電圧測定部７を介して測定して第２電圧値Ｖ２として記憶する。
【００７９】
次いで、処理部６は、上記したステップ５５での抵抗測定処理と同様にして、測定した第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２と、既知の第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２とを上記の式（１）に代入して抵抗値Ｒを算出して記憶し、上記したステップ５６での判定処理と同様にして、算出した抵抗値Ｒに基づいてバイパスダイオード２４が劣化しているか否か（劣化状態）を判定し、上記したステップ５７での出力処理と同様にして、算出した抵抗値Ｒと判定の結果とを出力する。これにより、この太陽電池検査装置１Ａでのバイパスダイオード検査処理が完了する。
【００８０】
また、電流検出機能と共に電流制限機能を有する電流検出部５を使用する例について説明したが、電流検出機能を有する電流検出部５とは別に、電流制限機能を有する電流制限部を電流Ｉの経路に配設する構成を採用したときには、処理部６は、第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２については電流制限部に対して設定する。
【００８１】
この太陽電池検査装置１Ａのように、太陽電池ストリング１２の短絡電流Ｉｓを自動的に測定すると共に、この測定した短絡電流Ｉｓに基づいて第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２を自動的に規定（決定）する構成を採用することにより、より適切な値の第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２を自動的に算出して太陽電池ストリング１２の検査に使用することができる。
【００８２】
なお、検査対象の太陽電池ストリング１２についての短絡電流Ｉｓが既知のときには、この電流検出部５に代えて、電流制限機能を有する電流制限部を配置する構成を採用して、短絡電流Ｉｓを測定する上記の短絡電流測定処理を省くこともできる。この場合、処理部６は、第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２については電流制限部に対して設定する。この構成においても、より適切な値の第１電流値Ｉ１および第２電流値Ｉ２を使用して、太陽電池ストリング１２の検査を実行することができる。
【００８３】
また、上記したように、太陽電池ストリング１２は一般的には複数の太陽電池モジュール２１が直列接続されて構成されているが、太陽電池ストリング１２が１つの太陽電池モジュール２１で構成されている太陽電池アレイ１１では、検査対象である太陽電池ストリング１２が太陽電池モジュール２１自体となる。
【００８４】
また、上記の太陽電池検査装置１が実行する充電処理での電流測定処理において測定する電流（放電電流）Ｉのピークの電流値については、試験電圧Ｖｔｓｔの各電圧値Ｖ１，Ｖ２を適切な値に規定することで、通常はバイパスダイオード２４の最大定格電流値を超えることはないが、バイパスダイオード２４に対するより高い保護を図るために、電流Ｉの流れる電流経路中に不図示の電流制限回路を配置する構成を採用するのが好ましい。この場合、電流制限回路は、例えば、バイパスダイオード２４の最大定格電流値未満に電流Ｉの電流値を制限する構成とすることができる。
【００８５】
また、上記の太陽電池検査装置１では、充電処理および放電処理を２回実行して、１回目の充電処理および放電処理での第１電圧値Ｖ１および第１電流値Ｉ１と、２回目の充電処理および放電処理での第２電圧値Ｖ２および第２電流値Ｉ２とに基づいて、抵抗値Ｒを算出する構成を採用しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図示はしないが、充電処理および放電処理を１回実行する構成として、この１回の放電処理の実行中における電流（放電電流）Ｉの過渡現象波形とコンデンサ３１の両端間電圧の過渡現象波形とを観測しつつ、放電開始後の第１経過時間での電流Ｉの電流値および両端間電圧の電圧値を第１電流値Ｉ１および第１電圧値Ｖ１として測定し、かつ第１経過時間とは異なる第２経過時間での電流Ｉの電流値および両端間電圧の電圧値を第２電流値Ｉ２および第２電圧値Ｖ２として測定して、この第１電流値Ｉ１、第１電圧値Ｖ１、第２電流値Ｉ２および第２電圧値Ｖ２に基づいて抵抗値Ｒを算出する構成を採用することもできる。
【００８６】
また、上記の太陽電池検査装置１，１Ａでは、上記したように、検査対象の太陽電池ストリング１２への日射量が一定であるとみなせること、つまり検査時における短絡電流Ｉｓは一定であるとみなせることを前提条件としている。このため、この前提条件が崩れたときには、抵抗値Ｒを正確に算出できず、太陽電池ストリング１２に対する検査も正しく行えない。
【００８７】
このため、太陽電池検査装置１では、次の構成を採用するのが好ましい。具体的には、処理部６が、まず、電流検出部５による第１電流値Ｉ１の検出（処理部６による第１電流値Ｉ１の測定）の直前または直後に、つまり、上記した１回目の放電処理（ステップ５２）の直前または直後に、発電状態でかつ試験電圧Ｖｔｓｔの非印加状態において、一方向性素子２によって短絡されているときの太陽電池ストリング１２に流れる電流を１回目短絡電流として電流検出部５に検出させる（処理部６がこの１回目短絡電流の電流値を測定する）。次いで、電流検出部５による第２電流値Ｉ２の検出（処理部６による第２電流値Ｉ２の測定）の直前または直後に、つまり、上記した２回目の放電処理（ステップ５４）の直前または直後に、発電状態でかつ試験電圧Ｖｔｓｔの非印加状態において、一方向性素子２によって短絡されているときの太陽電池ストリング１２に流れる電流を２回目短絡電流として電流検出部５に検出させる（処理部６がこの２回目短絡電流の電流値を測定する）。そして、処理部６は、上記した判定処理（ステップ５６）の実行前、好ましくは抵抗測定処理（ステップ５５）の実行前に、１回目短絡電流の電流値と２回目短絡電流の電流値の差分が許容範囲内であるか否か（短絡電流Ｉｓが一定であるとみなせるか否か）を判別する判別処理を実行して、この両電流値の差分が許容範囲内のとき（短絡電流Ｉｓが一定であるとみなせるとき）には、ステップ５５，５６に移行し、一方、この両電流値の差分が許容範囲内でないとき（短絡電流Ｉｓが一定であるとみなせないとき）には、不図示のエラー処理を実行する、という構成を採用するのが好ましい。このエラー処理としては、例えば、抵抗値Ｒの算出を中止する処理、上記のバイパスダイオード検査処理を再度行ういわゆるリトライ処理、正確な抵抗値Ｒの算出が行えない旨や太陽電池ストリング１２に対する正しい検査を実行できない旨を不図示の表示部に表示する表示処理、およびこれら旨を示す情報を外部装置に送出する出力処理などを採用することができる。この構成を採用することにより、太陽電池検査装置１によれば、誤った抵抗値Ｒの算出に起因する誤判定を回避することができる。
【００８８】
また、太陽電池検査装置１Ａでは、次の構成を採用するのが好ましい。具体的には、処理部６が、まず、第１電圧値Ｖ１の測定の直前または直後に、発電状態でかつ試験電圧Ｖｔｓｔの非印加状態において、一方向性素子２によって短絡されているときの太陽電池ストリング１２に流れる電流を１回目短絡電流として電流検出部５に検出させる（処理部６がこの１回目短絡電流の電流値を測定する）。次いで、第２電圧値Ｖ２の測定の直前または直後に、発電状態でかつ試験電圧Ｖｔｓｔの非印加状態において、一方向性素子２によって短絡されているときの太陽電池ストリング１２に流れる電流を２回目短絡電流として電流検出部５に検出させる（処理部６がこの２回目短絡電流の電流値を測定する）。そして、処理部６は、算出した抵抗値Ｒに基づきバイパスダイオード２４が劣化しているか否かを判定する前に、好ましくは、この抵抗値Ｒの算出の前に、１回目短絡電流の電流値と２回目短絡電流の電流値の差分が許容範囲内であるか否か（短絡電流Ｉｓが一定であるとみなせるか否か）を判別する判別処理を実行して、この両電流値の差分が許容範囲内のとき（短絡電流Ｉｓが一定であるとみなせるとき）には、抵抗値Ｒの算出やこの抵抗値Ｒに基づく劣化の有無の判定を行う処理に移行し、一方、この両電流値の差分が許容範囲内でないとき（短絡電流Ｉｓが一定であるとみなせないとき）には、上記したエラー処理を実行する、という構成を採用するのが好ましい。この構成を採用することにより、太陽電池検査装置１Ａによっても、誤った抵抗値Ｒの算出に起因する誤判定を回避することができる。なお、この太陽電池検査装置１Ａでは、１回目の充電処理の前処理として、太陽電池ストリング１２についての短絡電流を測定しているため、この測定された短絡電流の電流値を１回目短絡電流の電流値として使用することもできる。
【符号の説明】
【００８９】
１，１Ａ  太陽電池検査装置
２  ダイオード（一方向性素子）
３  電圧印加部
４  電圧検出部
５  電流検出部
６  処理部
１２  太陽電池ストリング
２１  太陽電池モジュール
２２  クラスタ
２３  太陽電池（太陽電池セル）
２４  バイパスダイオード
３１  コンデンサ
３２，３３，３４  スイッチ
Ｖｔｓｔ  試験電圧
【図１】
2017147931.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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