(57)【要約】【課題】太陽光発電システム設置現場での日射量と太陽電池セルの温度とを同時に簡便な装置で精度よく計測する。【解決手段】太陽電池セル２の基準となる温度における日射量と短絡電流との関係を示す第１のデータと、短絡電流と太陽電池セル２の温度との関係を示す短絡電流の温度係数と、日射量との関係を示す第２のデータとを与えられて記憶する記憶部５ａと、太陽電池セル２からの出力、及び測定された太陽電池セル２の温度を与えられ、記憶部５ａに記憶された第１のデータ及び第２のデータに基づいて日射量の値を算出し、算出した日射量の値と測定された太陽電池セル２の温度とを出力する演算部５ｂと、演算部５ｂから出力された日射量の値と太陽電池セル２の温度の値とを与えられて表示する表示部６とを備える。【選択図】図３
2017051057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測用に設けられた太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの基準となる温度における日射量と短絡電流との関係を示す第１のデータと、短絡電流と前記太陽電池セルの温度との関係を示す短絡電流の温度係数と、日射量との関係を示す第２のデータとを与えられて記憶する記憶部と、
前記太陽電池セルからの出力、及び測定された前記太陽電池セルの温度の値を与えられ、前記記憶部に記憶された前記第１のデータ及び前記第２のデータに基づいて日射量の値を算出し、算出した前記日射量の値と測定された前記太陽電池セルの温度の値とを出力する演算部と、
前記演算部から出力された前記日射量の値と前記太陽電池セルの温度の値とを与えられて表示する表示部と、
を備えることを特徴とする太陽電池式センサーユニット。
【請求項２】
前記演算部は、
前記太陽電池セルからの出力に基づいて、短絡電流を計測し、
前記記憶部に記憶された前記第１のデータに基づいて、前記太陽電池セルの前記基準となる温度における各日射量における短絡電流の値を求め、
前記記憶部に記憶された前記第２のデータに基づいて、各日射量における短絡電流の温度係数を求め、
前記太陽電池セルの前記基準となる温度と、測定された前記太陽電池セルの温度との間で変化したときに、短絡電流が変化する値を求めることで、各日射量における測定された前記太陽電池セルの温度に対応する短絡電流を求めて、測定された前記太陽電池セルの温度における日射量と短絡電流との関係を示すグラフデータを作成し、
前記日射量と短絡電流との関係を示すグラフデータに基づいて、計測した前記短絡電流に対応する前記日射量の値を算出することを特徴とする請求項１に記載された太陽電池式センサーユニット。
【請求項３】
計測用に設けられた太陽電池セルと、
日射量と最大出力動作電流の関係を示す第１のデータと、前記太陽電池セルの基準となる温度における日射量と開放電圧との関係を示す第２のデータと、開放電圧と前記太陽電池セルの温度との関係を示す開放電圧の温度係数と、日射量との関係を示す第３のデータとを与えられて記憶する記憶部と、
前記太陽電池セルからの出力を与えられ、前記記憶部に記憶された前記第１のデータ、前記第２のデータ及び前記第３のデータに基づいて前記太陽電池セルの温度の値と日射量の値とを算出し、算出した前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを出力する演算部と、
前記演算部から出力された前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを与えられて表示する表示部と、
を備えることを特徴とする太陽電池式センサーユニット。
【請求項４】
前記演算部は、
前記太陽電池セルからの出力に基づいて、最大出力動作電流、開放電圧を計測し、
前記記憶部に記憶された前記第１のデータに基づいて、測定された前記最大出力動作電流に対応する日射量を算出し、
前記記憶部に記憶された前記第２のデータに基づいて、算出された前記日射量における、前記太陽電池セルの温度と開放電圧との関係を示す第１のグラフデータを作成し、
前記第１のグラフデータを用いて、前記太陽電池セルの前記基準となる温度における開放電圧を求め、
前記記憶部に記憶された前記第３のデータに基づいて、算出された前記日射量に対応する開放電圧の温度係数を求めることで、算出された前記日射量における前記太陽電池セルの温度と開放電圧との関係を示す第２のグラフデータを作成し、
前記第２のグラフデータに基づいて、測定された前記開放電圧に対応する前記太陽電池セルの温度を求めることを特徴とする請求項３に記載された太陽電池式センサーユニット。
【請求項５】
計測用に設けられた太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの仮の基準となる温度における日射量と短絡電流との関係を示す第１のデータと、前記太陽電池セルの基準となる温度における日射量と開放電圧との関係を示す第２のデータと、開放電圧と前記太陽電池セルの温度との関係を示す開放電圧の温度係数と、日射量との関係を示す第３のデータとを与えられて記憶する記憶部と、
前記太陽電池セルからの出力を与えられ、前記記憶部に記憶された前記第１のデータ、前記第２のデータ及び前記第３のデータに基づいて前記太陽電池セルの温度の値と日射量の値とを算出し、算出した前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを出力する演算部と、
前記演算部から出力された前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを与えられて表示する表示部と、
を備えることを特徴とする太陽電池式センサーユニット。
【請求項６】
前記演算部は、
前記太陽電池セルからの出力に基づいて、短絡電流、開放電圧を計測し、
前記記憶部に記憶された前記第１のデータに基づいて、測定された前記短絡電流に対応する日射量を算出し、
前記記憶部に記憶された前記第２のデータに基づいて、算出された前記日射量における、前記太陽電池セルの温度と開放電圧との関係を示す第１のグラフデータを作成し、
前記第１のグラフデータを用いて、前記太陽電池セルの前記基準となる温度における開放電圧を算出し、
前記記憶部に記憶された前記第３のデータに基づいて、算出された前記日射量に対応する開放電圧の温度係数を求めることで、算出された前記日射量における前記太陽電池セルの温度と開放電圧との関係を示す第２のグラフデータを作成し、
前記第２のグラフデータに基づいて、測定された前記開放電圧に対応する前記太陽電池セルの温度を算出し、
算出した前記太陽電池セルの温度と、前記太陽電池セルの前記仮の基準となる温度とを比較し、所定の範囲内で一致するまでの間、算出した前記太陽電池セルの温度を前記太陽電池セルの前記仮の基準となる温度と仮定し直して、前記日射量の算出、前記第１のグラフデータの作成、前記開放電圧の算出、前記第２のグラフデータの作成、前記太陽電池セルの温度の算出を繰り返して行い、
算出した前記太陽電池セルの温度と、前記太陽電池セルの前記仮の基準となる温度とが所定の範囲内で一致したときの前記太陽電池セルの温度と、算出された前記日射量とを出力することを特徴とする請求項５に記載された太陽電池式センサーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池式センサーユニットに係わり、特に太陽光発電システムにおける太陽電池の電流電圧特性等の出力性能を測定評価する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クリーンで無尽蔵なエネルギーである太陽光発電システムの普及が進んでおり、太陽光パネルの国内設置量は２０１３年末において既に１４．３ＧＷであり、パネル枚数の設置量は５，７００万枚以上に及んでいる。
【０００３】
太陽電池モジュールの寿命は、通常２０年程度といわれている。しかし、環境等の影響により、それよりも短い段階で期待した発電量が得られなくなることもある。さらに太陽光発電システムにおいて、モジュールの一部、あるいはモジュール等により構成されたモジュールストリングの一部等に異常や故障が生じた場合、システム全体としての発電出力が低下することは避けられない。
【０００４】
このため、発電出力等の検査によりシステムの状態を把握し、その結果に応じてメンテナンスを行う必要がある。一般的な発電出力測定の基本的な方法として、モジュールストリングの出力側の電流、電圧の値を測定し、同時に日射  計と温度センサとを使用して、太陽の日射量と太陽電池モジュールのセル温度を測定して補正し、測定した最大出力値と理論出力値とを比較して太陽電池としての評価判定をすることが行われている。
【０００５】
上記太陽電池モジュールのセル温度の測定では、パネル化するために真空封止された太陽電池セル自体の温度測定をパネルごとに行うことは不可能である。そこで、現地に多数設置された太陽電池パネルのうち代表する太陽電池パネルを選定し、そのパネルの裏面に温度センサを取り付けて温度を測定し太陽電池セルの温度として代用している。
【０００６】
また、太陽電池パネル付近に日射計を設置して日射量を測定する等の各測定のために、接続配線を引き回す必要がある。さらに太陽電池パネルが屋上等に設置されているような場合、センサの取り付けや接続配線の引き回しが困難な場合があり、このような環境の場所は測定には不都合となる。
【０００７】
以下に示す特許文献1には、日射計を内蔵しており、太陽電池パネルの近くへ持っていくことで温度センサからのデータを記憶処理する持ち運びが容易なセンサーユニットが開示されている。また現在提供されている多くの日射計はCdS素子を用いており、CdS素子から十分な起電力が得られず変換回路を用いる必要があり、これを駆動するための電源が別途必要となる。さらに、CdS素子はカドミウム化合物を用いているため、環境に影響を及ぼさないように廃棄処理を行う必要があり手間と費用がかかる。
【０００８】
特許文献２には、太陽電池を用いた携帯用日射計が開示されている。太陽電池は照度に応じて起電力を生じるため別の電源が不要であり、部品点数も少なく安価に日射計を構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５１５６９０８号公報
【特許文献２】特開昭５８−２０１０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記特許文献1に記載されたセンサーユニットでは、温度センサを太陽電池パネルに取り付ける必要がある。このため、接続配線の引き回しという煩わしさがあり、さらに温度センサの取り付けが困難な環境では測定に支障をきたすおそれがある。また、パネル付近の雰囲気温度を計測して補正し、太陽電池の温度として代用する場合は、太陽電池に温度センサを接触させて温度を直接測定する場合と比較し、測定精度が低下すると考えられる。
【００１１】
また、上記特許文献２に記載されたような太陽電池を用いた携帯用日射計では、太陽電池の短絡電流値を測定して照度に換算して日射量を計測する。しかし従来は、温度変化を考慮することなく使用する場合があった。太陽光発電システムが設置された現場では太陽電池の温度は、一般に外気温に比べて２０から４０℃程度高く、夏場では７０℃近くまで高くなるとされている。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、異なる地理的環境、季節、測定時間にかかわらず、太陽光発電システム設置現場での日射量と太陽電池セルの温度とを同時に簡便な装置で精度よく計測することができる太陽電池式センサーユニット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】
【００１３】
本発明の太陽電池式センサーユニットは、
計測用に設けられた太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの基準となる温度における日射量と短絡電流との関係を示す第１のデータと、短絡電流と前記太陽電池セルの温度との関係を示す短絡電流の温度係数と、日射量との関係を示す第２のデータとを与えられて記憶する記憶部と、
前記太陽電池セルからの出力、及び測定された前記太陽電池セルの温度の値を与えられ、前記記憶部に記憶された前記第１のデータ及び前記第２のデータに基づいて日射量の値を算出し、算出した前記日射量の値と測定された前記太陽電池セルの温度の値とを出力する演算部と、
前記演算部から出力された前記日射量の値と前記太陽電池セルの温度の値とを与えられて表示する表示部と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の太陽電池式センサーユニットは、
計測用に設けられた太陽電池セルと、
日射量と最大出力動作電流の関係を示す第１のデータと、前記太陽電池セルの基準となる温度における日射量と開放電圧との関係を示す第２のデータと、開放電圧と前記太陽電池セルの温度との関係を示す開放電圧の温度係数と、日射量との関係を示す第３のデータとを与えられて記憶する記憶部と、
前記太陽電池セルからの出力を与えられ、前記記憶部に記憶された前記第１のデータ、前記第２のデータ及び前記第３のデータに基づいて前記太陽電池セルの温度の値と日射量の値とを算出し、算出した前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを出力する演算部と、
前記演算部から出力された前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを与えられて表示する表示部と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の太陽電池式センサーユニットは、
計測用に設けられた太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの仮の基準となる温度における日射量と短絡電流との関係を示す第１のデータと、前記太陽電池セルの基準となる温度における日射量と開放電圧との関係を示す第２のデータと、開放電圧と前記太陽電池セルの温度との関係を示す開放電圧の温度係数と、日射量との関係を示す第３のデータとを与えられて記憶する記憶部と、
前記太陽電池セルからの出力を与えられ、前記記憶部に記憶された前記第１のデータ、前記第２のデータ及び前記第３のデータに基づいて前記太陽電池セルの温度の値と日射量の値とを算出し、算出した前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを出力する演算部と、
前記演算部から出力された前記太陽電池セルの温度の値と前記日射量の値とを与えられて表示する表示部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の太陽電池式センサーユニットによれば、異なる地理的環境、季節、測定時間にかかわらず、太陽光発電システム設置現場での日射量と太陽電池セルの温度とを同時に簡便な装置で精度よく計測することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】太陽電池セルの出力特性としてのＩ−Ｖ曲線、及びＰ−Ｖ曲線を表すグラフである。
【図２】日射量１kW/ｍ2、太陽電池セルの温度２５℃における短絡電流Isc、開放電圧Voc及び最大出力Pmppのそれぞれの値を１００とした場合の太陽電池セルの各温度におけるそれぞれの値をパーセント表示したグラフである。
【図３】本発明の実施の形態１による太陽電池式センサーユニットの構成を示したブロック図である。
【図４】同実施の形態１による太陽電池式センサーユニットにおいて、セル温度Tsと日射量 Psとを求める処理の過程を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２による太陽電池式センサーユニットの構成を示したブロック図である。
【図６】同実施の形態２による太陽電池式センサーユニットにおいて、セル温度Tsと日射量 Psとを求める処理の過程を示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１による太陽電池式センサーユニットの構成を示したブロック図である。
【図８】同実施の形態１による太陽電池式センサーユニットにおいて、セル温度Tsと日射量 Psとを求める処理の過程を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態による太陽電池式センサーユニットについて図面を参照して説明する。
【００１９】
図１に、一般的な太陽電池セルの出力特性を表すものとして、電流Ｉ、電圧Ｖから成るＩ−Ｖ曲線、及び電力Ｐ、電圧Ｖから成るＰ−Ｖ曲線を示す。
【００２０】
Ｉ−Ｖ曲線において、電圧Ｖが零の点を短絡電流Isc、電流Ｉが零の点を開放電圧Vocとする。また、Ｐ−Ｖ曲線において、極大点を最大出力Pmpp、この時の電流、電圧をそれぞれ最大出力動作電流Impp、最大出力電圧Vmppとする。
【００２１】
図２に、基準条件として規定されている日射量１kW/ｍ2、太陽電池セルの温度２５℃における短絡電流Isc、開放電圧Voc及び最大出力Pmppの値をそれぞれ１００として、多結晶太陽電池セルの各温度における値をパーセント表示したグラフを示す。このグラフにおける値は、太陽電池セルの種類により異なり、また同一種類であっても個々のセルにより異なるが、傾向は同様である。
【００２２】
即ち、開放電圧Vocの値及び最大出力Pmppの値は、セル温度Tsの上昇に従いほぼ直線的に下降する。一方、短絡電流Iscの値は、開放電圧Vocの値及び最大出力Pmppの値よりも変化率が小さいが、セル温度Tsの上昇と共にほぼ直線的に上昇する。このように、セル温度Tsにより開放電圧Voc、最大出力Pmpp、短絡電流Iscの値は大きく変化する。従って、より精密な計測を行うためには、太陽光発電システムの設置現場では、太陽電池セル自体の温度が大きく変化する場合に対する考慮が必要である。この短絡電流Iscとセル温度Tsとの関係を示す直線の傾きを、短絡電流Ｉscの温度係数（Isc）と称する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態１〜３による太陽電池式センサーユニットについて詳細に説明する。
【００２４】
（１）実施の形態１
本発明の実施の形態１による太陽電池式センサーユニットについて、その構成を示した図３を用いて説明する。
【００２５】
本実施の形態１による太陽電池式センサーユニット１は、太陽電池セル２、端子部３、インターフェイス部４、記憶部５ａ、演算部５ｂ、表示部６、操作キー７、温度センサ８を備える。
【００２６】
太陽電池セル２は計測用に設けられ、標準的に使用されているものである。
【００２７】
また、セル２は設置パネルと熱的条件が同じになるように同様な構成がなされていることが望ましい。
【００２８】
温度センサ８は、太陽電池セル２の温度を測定して測定値を出力する。
【００２９】
端子部３は、計測用の太陽電池セル２の出力端子２ａ（＋側）、２ｂ（−側）とそれぞれ接続する入力端子３ａ、３ｂを有し、太陽電池セル２からの出力として電流Ｉ及び端子間の電圧Ｖを与えられる。
【００３０】
なお、端子部３は、図示された入力端子３ａ、３ｂの他に、表示部６と接続される出力端子を有し、記憶部５ａの記憶データや、演算部５ｂの演算結果を出力して表示することができる。また端子部３は、図示されない外部のコンピュータ等に接続可能な出力端子を有することも可能であり、この場合は１回の測定結果あるいは複数回の測定経過を出力することができる。
【００３１】
インターフェイス部４は、端子部３を介して入力された電流Ｉ、電圧Ｖを記憶部５ａ、演算部５ｂに与える。
【００３２】
記憶部５ａは、演算部５ｂが日射量Ps、セル温度Tsを算出するために必要なデータを予め与えられて記憶する。ここで、記憶部５ａに記憶させるデータについて説明する。
【００３３】
セル温度Tsの各温度における日射量Psとその時の短絡電流Iscの値の関係を示すグラフデータ、例えば０〜１００℃の範囲で、セル温度Tsの１℃毎のグラフデータを考えると、合計１００枚のグラフデータを記憶させる必要がある。このグラフデータのなかから、測定されたセル温度Tsの値に該当するグラフデータを１枚選び出し、測定された短絡電流Iscに対応する日射量Psの値を求めることができる。
【００３４】
しかし、この手法ではグラフデータのデータ量が増加する。そこで、上述した１００枚のグラフデータのうち、基準となるセル温度Ts、例えば一般に基準とされデータが多く存在する２５℃における日射量Psと短絡電流Isc との関係を示す１枚のグラフデータを予め用意し、第１のデータとして記憶部５ａに記憶させておく。
【００３５】
さらに、ある日射量Ps、例えば１kW/ｍ2における短絡電流Iscとセル温度Tsとの関係は、図２に示されたように直線関係にあり、その直線の傾きが短絡電流Iscの温度係数（Isc）（％／℃）として表される。そこで、各日射量Psと温度係数（Isc）との関係を示す１枚に集約されたグラフデータを予め用意し、第２のデータとして記憶部５ａに記憶させておく。なお、各日射量Psにおける温度係数（Isc）はほぼ変化しないと考えられる。
【００３６】
このような手法を用いることで、１００枚のグラフデータを１枚ずつ作成していく手間が省け、さらに記憶部５ａの記憶容量を削減することができる。
【００３７】
演算部５ｂは、温度センサ８から出力された太陽電池セル２の温度の測定値を与えられ、また太陽電池セル２からの出力を与えられて短絡電流Ｉscを測定し、さらに記憶部５ａが記憶する第１、第２のデータに基づいて以下に説明するような演算を行い、日射量Pを算出して日射量Ps、セル温度Tsを出力する。
【００３８】
表示部６は、演算部５ｂから出力された日射量Ps、セル温度Tsを与えられて表示する。
【００３９】
操作キー７は、太陽電池セル２から出力された電流Ｉ、電圧Ｖをインターフェイス部４を介して演算部５ｂに入力する操作、記憶部ａに所望の情報を記憶させる操作、表示部６に所望の情報を表示させる操作等を操作者が行うためのものである。
【００４０】
このような構成を備えた本実施の形態１による太陽電池式センサーユニット１を用いて、セル温度Tsと短絡電流Iscを計測し、日射量 Psを算出する方法について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
ステップＳ１１として、太陽電池セル２に取り付けた温度センサ８によりセル温度Tsを計測し、記憶部５ａに記憶する。また、太陽電池セル２の出力から、演算部５ｂが短絡電流値Iscを計測する。
【００４２】
ステップＳ１２として、演算部５ｂが日射量Psの算出を行う。この日射量Psの算出を行う手順について説明する。
【００４３】
予め記憶部５ｂに記憶させておいた第１、第２のデータを用いて、測定されたセル温度Tsにおける日射量Psと短絡電流Iscとの関係を示す１枚のグラフデータを、演算部５ａが演算を行って作成する。
【００４４】
先ず、第１のデータとしての１枚のグラフデータより、基準となるセル温度、例えば２５℃における各日射量Psでの短絡電流Iscの値を求める。
【００４５】
次に、第２のデータとしての１枚のグラフデータに基づいて、各日射量Psにおける図２のような短絡電流Iscの値とセル温度Tsとの関係を示す直線（傾きが温度係数（Isc））を一意的に描き、セル温度２５℃から測定されたセル温度Tsの値、即ち（Ts−２５℃、又は２５℃−Ts）の温度差で変化したとき、短絡電流Iscの値が２５℃での値からどれだけ直線的に変化するかを求める。このようにして、各日射量Psにおける、セル温度Tsの測定値における短絡電流Iscの値を算出する。これにより、求めるセル測定温度Tsにおける日射量Psと短絡電流Iscとの関係を示す１枚のグラフデータを演算により作成する。このグラフデータを用いて、測定された短絡電流Isc値が計測された時の日射量Psを求める。
【００４６】
ステップＳ１３において、計測されたセル温度Ts（℃）、並びに算出された日射量Ps（kW/ｍ2）の値を表示部６において表示する。
【００４７】
ここで、記憶部５ａに予め記憶させる第１のデータは、ソーラシュミレータ等、検定装置を用いて検定して得られた値を用いればよい。データとしては、セル温度Tsをパラメータとして日射量Psとその時出力される短絡電流Iscの関係を、内挿法あるいは外挿法を用いる際の補間を前提に、個々のデータあるいは近似線データとしての全データを記憶部５ａに記憶させてもよい。しかし、本実施の形態１では、上述した手法で演算することにより、記憶部５ａに記憶させるデータ量を少なくすることができる。
【００４８】
本発明の実施の形態１による太陽電池センサーユニット１によれば、異なる地理的環境、季節、測定時間にかかわらず、太陽光発電システム設置現場での日射量と太陽電池セルの温度とを同時に簡便な装置で精度よく計測することができる。
【００４９】
（２）実施の形態２
本発明の実施の形態２による太陽電池式センサーユニットについて、その構成を示した図５を用いて説明する。
【００５０】
本実施の形態２による太陽電池式センサーユニット２１は、太陽電池セル２２、端子部２３、最大電力点追従電子負荷部２４、インターフェイス部２５、記憶部２６ａ、演算部２６ｂ、表示部２７、操作キー２８を備える。
【００５１】
太陽電池セル２２、端子部２３、インターフェイス部２５、表示部２７、操作キー２８は、上記実施の形態１における太陽電池セル２、端子部３、インターフェイス部４、表示部６、操作キー７と同様に動作するので、説明を省略する。
【００５２】
最大電力点追従電子負荷部２４は、太陽電池セル２２から出力された電圧と電流の積である電力が最大になる出力電圧で、最大出力動作電流Imppを取り出すものである。このような最大電力点追従電子負荷部２４を備えることで、最大電力点における最大出力動作電流Imppを簡易に応答よく計測することが可能となる。
【００５３】
但し、最大電力点追従電子負荷部２４を必ずしも備える必要はない。計測時における最大電力点で、最大出力動作電流Imppを計測することができればよい。
【００５４】
記憶部２６ａは、日射量Psと最大出力動作電流Imppとの関係を示す第１のデータ、基準となるセル温度Ts（例えば、２５℃）における日射量Psと開放電圧Vocとの関係を示す第２のデータ、開放電圧Vocの温度係数（Voc）と日射量Psとの関係を示す第３のデータを予め与えられて記憶する。
【００５５】
演算部２６ｂは、太陽電池セル２２からの出力を与えられて最大出力動作電流Impp、開放電圧Vocを測定し、記憶部２６ａが記憶する第１、第２及び第３のデータに基づいて以下に説明するような演算を行い、日射量Ps、セル温度Tsを算出する。
【００５６】
このような構成を備えた本実施の形態２による太陽電池式センサーユニット２１を用いて、最大出力動作電流Impp、開放電圧Vocを計測し、日射量 Ps及びセル温度Tsを算出する方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
従来、日射量の計測において注目されることのなかった最大出力動作電流Imppについて検討すると、最大出力動作電流Imppの値はセル温度Tsに対して直線的に変化する傾向を示す。
【００５８】
基準条件として規定されている日射量１kW/ｍ2における最大出力動作電流Imppとセル温度Tsとの関係を示す直線の傾きを、最大出力動作電流Imppの温度係数（Impp）と称する。
【００５９】
同様に、同一条件下における短絡電流Iscとセル温度Tsとの関係を示す直線の傾きを短絡電流Iscの温度係数（Isc）、開放電圧Vocとセル温度Tsとの関係を示す直線の傾きを開放電圧Vocの温度係数（Voc）、最大出力Pmppとセル温度Tsとの関係を示す直線の傾きを最大電力Pmppの温度係数（Pmpp）、最大出力電圧Vmppとセル温度Tsとの関係を示す直線の傾きを最大出力電圧Vmppの温度係数（Vmpp）と称する。
【００６０】
最大出力動作電流Imppの温度係数（Impp）の値は、短絡電流Iscの温度係数（Isc）値、例えば約＋０．０５％／℃の値に比べて−０．０１％／℃以下の値というように一桁小さく、セル温度Tsの数十度の変化に対しても最大出力動作電流Imppの温度係数（Impp）の値の変化は１％にも満たず非常に小さく精度上無視することができる。
【００６１】
しかしながら従来、Ｉ−Ｖ曲線の計測に代表されるように、最大出力Pmpp（最大出力動作電流Impp×最大出力電圧Vmpp）点を求めるためには可変負荷を用いて計測することが必要であり、装置の構成も複雑化し、計測に手間がかかり簡易に行うことはできなかった。
【００６２】
これに対し、近年パワーコンディショナー、最大電力点追従電子負荷装置等、最大出力（電力）追従(MPPT)機能が発展しており、電子化された最大出力追従部品を内蔵したパワーオプティマイザ等、小型で安価で簡易な装置も存在するようになった。
【００６３】
また、図２に示されるように、開放電圧Vocの値は、セル温度Tsの上昇と共にほぼ直線的に小さくなっていく。最大出力電圧Vmppも同様に、セル温度Tsの上昇と共にほぼ直線的に小さくなっていく傾向を示す。直線の傾きに相当する開放電圧Vocの温度係数（Voc）、最大出力電圧Vmppの温度係数（Vmpp）の値は、同程度であると考えられる。
【００６４】
そこで、開放電圧Vocとセル温度Tsとの関係、あるいは最大出力電圧Vmppとセル温度Tsとの関係を、日射量Psをパラメータとして検定しておく。これにより、計測された最大出力動作電流Imppから、セル温度Tsの補正を必要とすることなく日射量Psを算出することができ、得られた日射量Psの値と、計測された開放電圧Vocあるいは最大出力電圧Vmppの値からセル温度Tsを算出することができる。
【００６５】
先ず、記憶部２６ａには第１のデータとして、上述したように、日射量Psと最大出力動作電流Imppの値の関係を示す第１のデータを予め記憶させておく。なお、温度補正は不要であるので、例えば一般にデータ数が多く存在する基準温度として、例えば２５℃におけるデータでよい。即ち、基準となるセル温度２５℃における日射量Psとその時出力される最大出力動作電流Imppの関係を示す第１のデータを記憶させておく。
【００６６】
さらに記憶部２６ａに第２のデータとして、日射量Psの各値におけるセル温度Tsとその時の開放電圧Vocの値の関係を示すグラフデータを、日射量Psの値毎に記憶させておく。
【００６７】
そして、このグラフデータのなかから、後述するようにステップＳ２２において算出された日射量Psの値に該当する１枚のグラフデータを選び出す。これにより、測定された開放電圧Vocの値に対応するセル温度Tsの値を求めることができる。
【００６８】
あるいは記憶部２６ａに第２のデータとして、図６に示されたように、例えば一般に基準とされデータが多く存在する２５℃における日射量Psと開放電圧Voc との関係を示す１枚のグラフデータを記憶させてもよい。
【００６９】
さらに記憶部２６ａに第３のデータとして、各日射量Psと、開放電圧Vocの温度係数（Voc）との関係を示す１枚のグラフデータを記憶させる。ここで、各日射量Psにおける温度係数（Voc）はあまり変化しないと考えられる。なお、この第３のデータは、上記実施の形態１における第１のデータ、即ち基準となるセル温度Tsにおける日射量Psと短絡電流Iscとの関係を示すグラフデータと同時に収集することが可能である。
【００７０】
ステップＳ２１として、太陽電池セル２２の出力から最大出力動作電流Impp、開放電圧Vocを計測する。
【００７１】
ステップＳ２２として、記憶部２６ａに記憶された第１のデータと、測定した最大出力動作電流Imppを用いて日射量Psの算出を行う。
【００７２】
即ち、記憶部５ａに予め記憶させておいた第１のデータとして、基準となる２５℃のセル温度Tsにおける日射量Psと最大出力動作電流Imppとの関係を示すグラフデータと、測定した最大出力動作電流Imppを用いて、日射量Psを算出する。
【００７３】
ステップＳ２３として、記憶部２６ａに記憶された第２、第３のデータに基づいて、ステップＳ２２で算出した日射量Psにおけるセル温度Tsと開放電圧Vocとの関係を演算して求め、ステップＳ２１で計測された開放電圧Vocにおけるセル温度Tsを算出する。
【００７４】
先ず、第２のデータを用いて、ステップＳ２２において算出された日射量Psにおける、図２に示されたようなセル温度Tsと開放電圧Vocとの関係を示す１枚のグラフデータを、演算部２６ｂにより演算を行って作成する。このグラフデータから、セル温度Tsが２５℃である時の開放電圧Vocの値を求める。
【００７５】
さらに、第３のデータを用いて、ステップＳ２２において算出された日射量Psの値から、その直線の傾きに相当する開放電圧Vocの温度係数（Voc）を求める。このようにして、測定された日射量Psの値における、図２に示されたようなセル温度Tsと開放電圧Vocとの関係を示す１枚のグラフデータを演算により作成する。
【００７６】
そして、このグラフデータにおいて、ステップＳ２１において測定された開放電圧Vocに対応するセル温度Tsを求める。
【００７７】
ステップＳ２４において、算出された日射量Psとセル温度Tsとを、表示部２７において表示する。
【００７８】
本発明の実施の形態２による太陽電池センサーユニット２１によれば、異なる地理的環境、季節、測定時間にかかわらず、太陽光発電システム設置現場での日射量と太陽電池セルの温度とを同時に簡便な装置で精度よく計測することができる。
【００７９】
（３）実施の形態３
本発明の実施の形態３による太陽電池式センサーユニットについて、その構成を示した図７を用いて説明する。本実施の形態３による太陽電池式センサーユニット４１は、限られた環境でセル温度Tsが大きく変化しない場合に、短絡電流Iscと開放電圧Vocの値を計測することにより、セル温度Tsと日射量の値を簡易に取得することができるものである。
【００８０】
本実施の形態３による太陽電池式センサーユニット４１は、太陽電池セル４２、端子部４３、インターフェイス部４４、記憶部４５ａ、演算部４５ｂ、表示部４６、操作キー４７を備える。
【００８１】
太陽電池セル４２、端子部４３、インターフェイス部４４、表示部４６、操作キー４７は、上記実施の形態１における太陽電池セル２、端子部３、インターフェイス部４、表示部６、操作キー７、並びに上記実施の形態２における太陽電池セル２２、端子部２３、インターフェイス部２５、表示部２７、操作キー２８と同様に動作するので、説明を省略する。
【００８２】
記憶部４５ａは、限られた温度範囲において仮の基準となるセル温度Teにおける日射量Psと短絡電流Iscとの関係を示す第１のデータを予め記憶する。さらに記憶部４５ａは、基準となるセル温度Tsにおける日射量Psと開放電圧Vocとの関係を示す第２のデータと、開放電圧Vocの温度係数（Voc）と日射量Psとの関係を示す第３のデータとを予め記憶する。
【００８３】
演算部４５ｂは、太陽電池セル４２からの出力を与えられて短絡電流Isc、開放電圧Vocを測定し、記憶部４５ａが記憶する第１、第２及び第３のデータに基づいて以下に説明するような演算を行い、日射量Ps、セル温度Tsを算出する。
【００８４】
このような構成を備えた本実施の形態３による太陽電池式センサーユニット４１を用いて、短絡電流Iscと開放電圧Ｖocを計測し、日射量 Psとセル温度Tsを算出する方法について、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００８５】
日射量Psを算出するためのデータとして、限られたセル温度範囲の環境における短絡電流Iscの値を用い、セル温度Tsを算出するためのデータとして、開放電圧Vocの値を用いる。
【００８６】
記憶部４５ａには、使用環境での限られたセル温度範囲におけるセル温度Teをパラメータとした日射量Psと短絡電流Iscの値の関係を示す第１のデータを予め記憶しておく。
【００８７】
さらに、セル温度算出のための記憶データとして、上記実施の形態２と同様に、基準となるセル温度における日射量Psと開放電圧Vocとの関係を示す第２のデータを予め記憶させておく。また、開放電圧Vocの温度係数（Voc）と日射量Psとの関係を示す第３のデータを予め記憶させておく。
【００８８】
この第２、第３のデータも第１のデータと同様に、使用環境が限られたセル温度範囲内におけるデータのみで良い。
【００８９】
ステップＳ３１として、太陽電池セル４２の出力から短絡電流Isc、開放電圧Vocを計測する。使用環境が限られたセル温度範囲内でセル温度と思われる温度Teの値を、操作キー操作４７を用いて仮定して入力し、記憶部４５ａに記憶させる。
【００９０】
ステップＳ３２として、記憶部４５ａに記憶された第１のデータと、測定した短絡電流Iscを用いて日射量Psの算出を行う。
【００９１】
即ち、記憶部４５ａに予め記憶させておいた第１のデータとして、仮の基準となるセル温度Teにおける日射量Psと短絡電流Iscとの関係を示すグラフデータと、測定した短絡電流Iscを用いて日射量Psを算出する。
【００９２】
ステップＳ３３として、記憶部４５ａに記憶された第２のデータに基づいて、ステップＳ３２で算出した日射量Psにおけるセル温度Tsと開放電圧Vocとの関係を演算し、ステップＳ３１で計測された開放電圧Vocにおけるセル温度Tsを算出する。この具体的な手順は、上記第２の実施の形態と同様であり説明を省略する。
【００９３】
ステップＳ３４において、算出されたセル温度Tsと、予め設定した仮の基準となるセル温度Teとを比較する。予め設定しておいた精度の温度範囲内で両者が一致するかどうかを判断し、一致しない間は、それぞれの時点で算出されたセル温度Tsの値を仮の基準となるセル温度Teの値と仮定し直して、その新たな仮の基準となるセル温度Teにおける第１のデータと、第２及び第３のデータを用いてステップＳ３２、Ｓ３３における演算処理、ステップＳ３４における比較処理を繰り返す。
【００９４】
そして、セル温度TsとTeの値が予め設定しておいた精度の温度範囲内で一致した場合、ステップＳ３５へ移行し、その時点で算出されたセル温度Ts（℃）と日射量Ps（kW/ｍ2）の値を表示部４６において表示する。
【００９５】
本発明の実施の形態３による太陽電池センサーユニット４１によれば、異なる地理的環境、季節、測定時間にかかわらず、太陽光発電システム設置現場での日射量と太陽電池セルの温度とを同時に簡便な装置で精度よく計測することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１、２１、４１  太陽電池式センサーユニット
２、２２、４２  太陽電池セル
３、２３、４３  端子部
４、２５、４４  インターフェイス部
５ａ、２６ａ、４５ａ  記憶部
５ｂ、２６ｂ、４５ｂ  演算部
６、２７、４６  表示部
７、２８、４７  操作キー
８  温度センサ
２４  最大電力点追従電子負荷部
【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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