(57)【要約】【課題】  個々のＰＶモジュールの発電状態を把握可能な発電データを収集することを可能にする発電データ収集システムを提供する。【解決手段】  発電データ収集システム１は、少なくとも１つの光発電素子をパッケージ化して構成されるＰＶモジュールＭが発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータＡに付随して設けられ直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して送信するデータ収集部１０と、データ収集部１０が送信した発電データを受信するデータ受信部１１と、データ受信部１１が受信した発電データを記録するデータベース１２と、を備える。データ収集部１０は、発電情報の他に、直流電力を測定するＰＶモジュールＭを識別するための識別情報を含む発電データを生成して送信する。【選択図】  図１
2017103920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光発電素子をパッケージ化して構成されるＰＶモジュールが発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータに付随して設けられ、前記直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して送信するデータ収集部と、
前記データ収集部が送信した前記発電データを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部が受信した前記発電データを記録するデータベースと、を備え、
前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、１または複数の前記ＰＶモジュールで構成される複数の電力変換単位に対して１対１で対応するように、複数組設けられており、
前記データ収集部は、前記発電情報の他に、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールを識別するための識別情報を含む前記発電データを生成して送信することを特徴とする発電データ収集システム。
【請求項２】
前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、前記ＰＶモジュールに対して１対１で対応するように、複数組設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電データ収集システム。
【請求項３】
前記データベースが記録している前記発電データを用いて、利用者に提供するための利用者提供データを生成する利用者提供データ生成部を、さらに備え、
前記利用者提供データ生成部が、前記利用者に提供する前記利用者提供データを生成するために、少なくとも、当該利用者以外の第三者が運用する前記ＰＶモジュールから得られた前記発電データを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の発電データ収集システム。
【請求項４】
前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、特定の機種である前記ＰＶモジュールの発電性能を評価し、その評価結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項３に記載の発電データ収集システム。
【請求項５】
前記利用者提供データ生成部が、
前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記ＰＶモジュールの機種毎に使用状態と発電性能との関係を表す劣化判定基準を生成し、
特定の中古のＰＶモジュールの機種及び使用状態が指定されると、当該中古のＰＶモジュールと同じ機種の前記劣化判定基準に対して、当該中古のＰＶモジュールの使用状態を照合することで、当該中古のＰＶモジュールの発電性能を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項３または４に記載の発電データ収集システム。
【請求項６】
前記利用者提供データ生成部が、
前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記ＰＶモジュールの機種毎に発電性能を評価し、
特定の設置条件が指定されると、評価した前記ＰＶモジュールの機種毎の発電性能に基づいて、前記設置条件を満たす１または複数の前記ＰＶモジュールの機種を選択し、その選択結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項７】
前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの機種の情報を含む前記発電データを生成し、
前記利用者提供データ生成部が、前記発電データに含まれる前記ＰＶモジュールの機種の情報に基づいて、前記発電データが得られた前記ＰＶモジュールの機種を認識することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項８】
前記利用者提供データ生成部が、複数の前記ＰＶモジュールの前記発電データを比較することで、前記ＰＶモジュールの異常の有無を判定し、その判定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項９】
前記利用者提供データ生成部が、複数の前記ＰＶモジュールの前記発電データを比較することで、過去、現在及び未来の少なくとも１つの時点における日射量を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１０】
前記データベースが、それぞれの前記ＰＶモジュールの設置環境に起因する差異が抑制されるように補正された前記発電情報が含まれる前記発電データを記録することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１１】
前記発電データに含まれる前記発電情報の補正を行う発電情報補正部を、さらに備え、
前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの設置環境の情報を含む前記発電データを生成し、
前記発電情報補正部が、前記発電データに含まれる設置環境の情報に基づいて、前記発電データが得られた前記ＰＶモジュールの設置環境を認識することを特徴とする請求項１０に記載の発電データ収集システム。
【請求項１２】
複数の前記発電情報が、所定の条件を満たしているために近似しているとみなされる場合、
当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部が前記データベースに記録されない、あるいは、当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部については当該発電情報の一部または全部が削除された状態で前記データベースに記録されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１３】
前記ＰＶモジュールを運用する発電家に提供するための発電家提供データを生成する発電家提供データ生成部を、さらに備え、
前記発電家提供データ生成部が、前記発電家に提供する前記発電家提供データを生成するために、少なくとも、当該発電家が運用する前記ＰＶモジュールから得られた前記発電データを用いることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１４】
前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの機種の情報及び設置環境の情報の少なくとも一方を含む前記発電データを生成することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１５】
前記データ収集部は、生成した前記発電データを一時的に記録する発電データ一時記録部を備えており、
前記データ収集部は、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できない状況であると、生成した前記発電データを前記発電データ一時記録部に記録し、その後、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できる状況になると、前記発電データ一時記録部に記録していた前記発電データを前記データ受信部に対して送信することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１つに記載の発電データ収集システムと、
複数の前記ＰＶモジュールと、
複数の前記マイクロインバータと、を備え、
複数の機種の前記ＰＶモジュールが、所定の範囲の敷地内に、設置環境が等しくなるように設置されていることを特徴とする太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電の発電データを収集する発電データ収集システムと、当該発電データ収集システムを用いた太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、企業や個人によって、様々な場所に太陽光発電装置が設置されている。太陽光発電装置は、日光のエネルギーを電力に変換する装置であり、二酸化炭素などを排出しないクリーンな発電装置として注目されている。
【０００３】
一般的な太陽光発電装置の構成について、図面を参照して説明する。図７は、一般的な太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。図７に示すように、一般的な太陽光発電装置１０００は、ＰＶ（photovoltaic）アレイ１０１０と、接続箱１０２０と、パワーコンディショナ１０３０と、を備える。
【０００４】
ＰＶアレイ１０１０は、複数のＰＶモジュール１０１１によって構成され、ＰＶモジュール１０１１は複数のＰＶセル１０１２によって構成されている。ＰＶセル１０１２は、例えばｐｎ接合したシリコンなどの半導体によって構成される光発電素子である。ＰＶモジュール１０１１は、直列または並列に接続された複数のＰＶセル１０１２をパッケージ化（例えば、薄板状のフレーム上に整列配置して接続した複数のＰＶセル１０１２を、樹脂またはガラスなどのカバーで封止するなどして一体化）したものである。
【０００５】
ＰＶアレイ１０１０を構成する複数のＰＶモジュール１０１１は、接続箱１０２０によって直列または並列に接続される。また、接続箱１０２０を介して電気的に接続された複数のＰＶモジュール１０１１の発電によって得られる直流電力（換言すると、ＰＶアレイ１０１０の全体の発電によって得られる直流電力）は、コンバータやインバータ等を有するパワーコンディショナ１０３０によって、様々な機器での消費や電送に適した交流電力に変換されて出力される。
【０００６】
図７に示すような一般的な太陽光発電装置１０００の場合、屋根などの設置場所の状態や要求される発電量に応じて、ＰＶモジュール１０１１の枚数や接続方法を適宜決定することによって、ＰＶアレイ１０１０が構成される。例えば、企業が運営する大規模な太陽発電施設（いわゆる、メガソーラー）では、複数のＰＶモジュール１０１１を直列接続してＰＶストリングスを構成し、さらにこのＰＶストリングスを並列接続することによって、大規模なＰＶアレイ１０１０が構成される。また例えば、個人が使用する家庭用の太陽光発電装置では、数枚のＰＶモジュール１０１１を適宜直列接続または並列接続することによって、小規模なＰＶアレイ１０１０が構成される。
【０００７】
このような太陽光発電装置１０００において、継続的に安定した発電を行うためには、ＰＶアレイ１０１０における異常の有無を定期的に検査することが重要である。そして、この検査によって、ＰＶアレイ１０１０内で異常が発見された場合は、当該異常が生じている箇所を特定し、必要に応じて修理や交換を行うことによって、太陽光発電装置１０００の発電性能を回復することができる。
【０００８】
上記のようなＰＶアレイ１０１０の検査において、ＰＶアレイ内で異常が生じている箇所を具体的に特定できれば、修理や交換を迅速に行うことができるため、好ましい。そこで、例えば特許文献１では、ＰＶアレイを構成するそれぞれのＰＶストリングスに対してインピーダンスを変化させるためのインピーダンス調節回路をそれぞれ設けるとともに、ＰＶストリングスのインピーダンスを変化させながら当該ＰＶストリングスの全体の電圧値及び電流値を計測することによって、当該ＰＶストリングスにおける異常の有無を判定可能にした診断装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−１５６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１で提案されている診断装置は、ＰＶストリングスの全体の電圧値及び電流値を計測するものであるため、当該電圧値及び電流値を参照したとしても、当該ＰＶストリングスを構成するＰＶモジュールの発電状態を把握することは困難である。したがって、この診断装置では、ＰＶストリングスが多数のＰＶモジュールで構成されている場合、ＰＶストリングス内における劣化したＰＶモジュールを特定することは困難である。
【００１１】
また、太陽光発電装置において継続的に安定した発電を行うためには、特許文献１で提案されているような診断装置を用いた異常の検出も重要であるが、ＰＶアレイやＰＶストリングスを構成する個々のＰＶモジュールにおいて異常の発生を抑制することや、異常の発生を予測することなども重要である。そして、これらの目的を実現するためには、ＰＶモジュールの基礎的な研究が必要であり、特にＰＶモジュールの動作試験が必要である。
【００１２】
ＰＶモジュールの動作試験は、例えば、屋外の実験場に多数のＰＶモジュールを設置して、当該ＰＶモジュールが発電する直流電力を測定することによって行われる。ただし、ＰＶモジュールは、長期間（例えば、十数年間）にわたって使用されることを前提としており、経年劣化や腐食などの異常に起因する発電状態の変化はゆるやかに生じる。そのため、ＰＶモジュールの動作試験も長期間にわたって行うことが必要になるが、多数のＰＶモジュールが設置された実験場を長期間にわたって維持することは、容易なことではない。
【００１３】
一方、ＰＶモジュールの動作試験として、現実よりも過酷な環境を人工的に作出した実験室内にＰＶモジュールを設置することによって、ＰＶモジュールの劣化を速めて短期間で実験結果を得るという動作試験が広く行われている。しかしながら、このような動作試験はシミュレーションに過ぎないため、真実から乖離した結果が導かれることがあり得る。
【００１４】
したがって、実験場を長期間維持するなどの困難性を伴うことなく、現実的な使用環境下に設置されているＰＶモジュールの発電状態の変化を把握可能な発電データを容易かつ継続的に収集することが可能な装置が必要である。また、このような装置を使用して、ＰＶモジュールの発電状態の変化を把握可能な発電データを継続的に収集することができれば、特許文献１で提案されている診断装置では困難な、劣化したＰＶモジュールの特定も容易になる。
【００１５】
さらに、このような装置を使用して収集される発電データは、ＰＶモジュールの基礎的な研究や劣化したＰＶモジュールの特定に限らず、様々な用途に利用することができるため、利用価値の高いデータであると言える。
【００１６】
そこで、本発明は、現実的な使用環境下に設置されているＰＶモジュールの発電状態の変化を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することを可能にする発電データ収集システム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】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも１つの光発電素子をパッケージ化して構成されるＰＶモジュールが発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータに付随して設けられ、前記直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して送信するデータ収集部と、前記データ収集部が送信した前記発電データを受信するデータ受信部と、前記データ受信部が受信した前記発電データを記録するデータベースと、を備え、前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、１または複数の前記ＰＶモジュールで構成される複数の電力変換単位に対して１対１で対応するように、複数組設けられており、前記データ収集部は、前記発電情報の他に、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールを識別するための識別情報を含む前記発電データを生成して送信することを特徴とする発電データ収集システムを提供する。
【００１８】
この発電データ収集システムによれば、データ収集部が付随するマイクロインバータを、現実に使用されるＰＶモジュールに適用するだけで、当該ＰＶモジュールの発電情報を含む発電データをデータベースに記録することができる。そして、データベースに記録された発電データは、データ収集部が直流電力を測定するＰＶモジュールを識別するための識別情報を含むため、当該発電データを参照することで、ＰＶモジュールの発電状態の変化を把握することが可能になる。
【００１９】
特に、上記の発電データ収集システムにおいて、前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、前記ＰＶモジュールに対して１対１で対応するように、複数組設けられているようにすると、好ましい。
【００２０】
この発電データ収集システムによれば、ＰＶモジュールが発電する直流電力を個別的に交流電力に変換するマイクロインバータの各別に付随してデータ収集部を設けることによって、個々のＰＶモジュールの発電状態の変化を個別的に表した発電情報を含む特に利用価値の高い発電データを収集することができる。
【００２１】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データベースが記録している前記発電データを用いて、利用者に提供するための利用者提供データを生成する利用者提供データ生成部を、さらに備え、前記利用者提供データ生成部が、前記利用者に提供する前記利用者提供データを生成するために、少なくとも、当該利用者以外の第三者が運用する前記ＰＶモジュールから得られた前記発電データを用いてもよい。
【００２２】
この発電データ収集システムによれば、利用者以外の第三者が運用するＰＶモジュールの発電データを含めて発電データを広く用いた利用者提供データが生成される。そのため、母数が多く一般化された発電データに基づいた、偏りが小さく真実に近い情報を含む利用者提供データを生成することができる。
【００２３】
なお、ＰＶモジュールを運用して発電データを提供する者が「発電家」であり、発電データ収集システムが発電データを用いて生成する利用者提供データを提供する相手が「利用者」であり、この点において両者は区別される。ただし、例えば発電事業者など、「発電家」であって「利用者」である者も存在し得る。
【００２４】
さらに、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、特定の機種である前記ＰＶモジュールの発電性能を評価し、その評価結果を含む前記利用者提供データを生成すると、好ましい。
【００２５】
この発電データ収集システムによれば、発電データをＰＶモジュールの機種毎に区別して用いて発電性能を評価することで、通常は長期間の動作試験が必要なＰＶモジュールの機種毎の発電性能の評価を、発電家のＰＶモジュールを利用して行うことが可能になる。
【００２６】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記ＰＶモジュールの機種毎に使用状態と発電性能との関係を表す劣化判定基準を生成し、特定の中古のＰＶモジュールの機種及び使用状態が指定されると、当該中古のＰＶモジュールと同じ機種の前記劣化判定基準に対して、当該中古のＰＶモジュールの使用状態を照合することで、当該中古のＰＶモジュールの発電性能を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成するようにしてもよい。
【００２７】
この発電データ収集システムによれば、これまでに詳細な発電データを記録していない（例えば、設置年数やＰＶアレイの総発電量ぐらいしか分からない）中古のＰＶモジュールであっても、劣化判定基準に使用状態を照合することによって、発電性能を高精度に推定することができる。
【００２８】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記ＰＶモジュールの機種毎に発電性能を評価し、特定の設置条件が指定されると、評価した前記ＰＶモジュールの機種毎の発電性能に基づいて、前記設置条件を満たす１または複数の前記ＰＶモジュールの機種を選択し、その選択結果の情報を含む前記利用者提供データを生成するようにしてもよい。
【００２９】
この発電データ収集システムによれば、現実に設置されているＰＶモジュールの発電性能を踏まえた上で、指定された設置条件を満たす適切なＰＶモジュールの機種を選択して提案することができる。
【００３０】
さらに、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの機種の情報を含む前記発電データを生成し、前記利用者提供データ生成部が、前記発電データに含まれる前記ＰＶモジュールの機種の情報に基づいて、前記発電データが得られた前記ＰＶモジュールの機種を認識すると、好ましい。
【００３１】
この発電データ収集システムによれば、利用者提供データ生成部が、発電データを参照するのみで、当該発電データが得られたＰＶモジュールの機種を認識することが可能になる。
【００３２】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、複数の前記ＰＶモジュールの前記発電データを比較することで、前記ＰＶモジュールの異常の有無を判定し、その判定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成してもよい。
【００３３】
この発電データ収集システムによれば、悪天候や影による発電不良や、接続箱や出力制御装置などの共通部分の異常と区別して、ＰＶモジュールの固有の異常を精度良く判定することが可能になる。
【００３４】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記利用者提供データ生成部が、複数の前記ＰＶモジュールの前記発電データを比較することで、過去、現在及び未来の少なくとも１つの時点における日射量を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成してもよい。
【００３５】
この発電データ収集システムによれば、各地に無数に設置されている日射計とみなすことができるＰＶモジュールから得られる発電データを利用することによって、日射量を精度良く推定することが可能になる。
【００３６】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データベースが、それぞれの前記ＰＶモジュールの設置環境に起因する差異が抑制されるように補正された前記発電情報が含まれる前記発電データを記録してもよい。
【００３７】
この発電データ収集システムによれば、ＰＶモジュールの発電性能を評価する際の障害になり得るＰＶモジュールの設置環境に起因する差異を抑制した発電情報を含む発電データを、データベースに記録することができる。
【００３８】
さらに、上記の発電データ収集システムにおいて、前記発電データに含まれる前記発電情報の補正を行う発電情報補正部を、さらに備え、前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの設置環境の情報を含む前記発電データを生成し、前記発電情報補正部が、前記発電データに含まれる設置環境の情報に基づいて、前記発電データが得られた前記ＰＶモジュールの設置環境を認識すると、好ましい。
【００３９】
この発電データ収集システムによれば、発電情報の補正を行う発電情報補正部が、発電データを参照するのみで、当該発電データが得られたＰＶモジュールの設置環境を認識することが可能になる。
【００４０】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、複数の前記発電情報が、所定の条件を満たしているために近似しているとみなされる場合、当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部が前記データベースに記録されない、あるいは、当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部については当該発電情報の一部または全部が削除された状態で前記データベースに記録されるようにしてもよい。
【００４１】
この発電データ収集システムによれば、データベースが記録する発電データのデータ量を、可能な限り削減することが可能になる。
【００４２】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記ＰＶモジュールを運用する発電家に提供するための発電家提供データを生成する発電家提供データ生成部を、さらに備え、前記発電家提供データ生成部が、前記発電家に提供する前記発電家提供データを生成するために、少なくとも、当該発電家が運用する前記ＰＶモジュールから得られた前記発電データを用いてもよい。
【００４３】
この発電データ収集システムによれば、発電家に対して有益な発電家提供データを提供することができる。そのため、それぞれの発電家による発電データの提供の協力を見込むことが可能になる。
【００４４】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの機種の情報及び設置環境の情報の少なくとも一方を含む前記発電データを生成してもよい。
【００４５】
この発電データ収集システムによれば、発電したＰＶモジュールの素性や発電時の状況に関する情報を含んでいるために、種々の目的で容易に活用することが可能な発電データを、データベースに記録することができる。
【００４６】
また、上記の発電データ収集システムにおいて、前記データ収集部は、生成した前記発電データを一時的に記録する発電データ一時記録部を備えており、前記データ収集部は、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できない状況であると、生成した前記発電データを前記発電データ一時記録部に記録し、その後、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できる状況になると、前記発電データ一時記録部に記録していた前記発電データを前記データ受信部に対して送信するようにしてもよい。
【００４７】
この発電データ収集システムによれば、発電データ一時記録部を備えて、未送信の発電データを一時的に記録することによって、発電データの送信機会が少なかったとしても、データ収集部からデータ受信部に対して確実に発電データを送信することが可能になる
【００４８】
また、本発明は、上記の発電データ収集システムと、複数の前記ＰＶモジュールと、複数の前記マイクロインバータと、を備え、複数の機種の前記ＰＶモジュールが、所定の範囲の敷地内に、設置環境が等しくなるように設置されていることを特徴とする太陽光発電装置を提供する。
【００４９】
この太陽光発電装置によれば、ＰＶモジュールが発電する電力を得ると同時に、設置環境に起因する差異を抑制することによってＰＶモジュールの機種による発電性能の差異を表した発電情報を含む発電データを生成することが可能になる。即ち、発電しながら、ＰＶモジュールの機種毎の動作試験及び発電性能評価試験を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００５０】
上記特徴の発電データ収集システムによれば、データ収集部が付随するマイクロインバータを、現実に使用されるＰＶモジュールに適用するだけで、ＰＶモジュールの発電状態を把握可能な発電データを収集することができる。したがって、現実的な使用環境下に設置されているＰＶモジュールの発電状態を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る発電データ収集システムの構成の一例について示すブロック図。
【図２】データ収集部の構成の一例について示すブロック図。
【図３】直流電力測定部の構成の一例について示す回路図。
【図４】発電データ生成部が生成する発電データの構成の一例について示す概念図。
【図５】データ処理部が生成する利用者提供データの具体例について示す概念図。
【図６】本発明の別実施形態に係る発電データ収集システムの構成の一例について示すブロック図。
【図７】一般的な太陽光発電装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
＜＜発電データ収集システムの構成＞＞
最初に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システムの構成について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る発電データ収集システムの構成の一例について示すブロック図である。
【００５３】
本発明の実施形態に係る発電データ収集システムについて説明する前に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システムが適用される太陽光発電装置について説明する。図１に示すように、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム１が適用される太陽光発電装置は、少なくとも１つのＰＶモジュールＭと、当該ＰＶモジュールに対して１対１で設けられるマイクロインバータＡと、を備える。
【００５４】
ＰＶモジュールＭは、少なくとも１つの光発電素子Ｅをパッケージ化して構成されたものであり、図７に例示したＰＶモジュール１０１１と同様の構成である。また、マイクロインバータＡは、ＰＶモジュールＭの発電によって得られる直流電力を交流電力に変換して出力する機器である。一般的に、マイクロインバータは、１または複数のＰＶモジュールで構成される電力変換単位に対して１対１で設けられ、電力変換単位を構成するＰＶモジュールが発電する全体的な直流電力を交流電力に変換する。ただし、図１では、全ての電力変換単位が１つのＰＶモジュールＭで構成されている場合、即ち、ＰＶモジュールＭのそれぞれに対して１対１でマイクロインバータＡが設けられている場合について例示している。なお、以下では、特に言及しない限り、図１に例示した構成の発電データ収集システム１について説明しているものとする。
【００５５】
１人の発電家が運用する１つの太陽光発電装置には、１または複数のＰＶモジュールＭと、ＰＶモジュールＭと同数のマイクロインバータＡが設けられる。なお、１つの太陽光発電装置が、複数のＰＶモジュールＭ及びマイクロインバータＡを備える場合、マイクロインバータＡの出力段を接続して１つにまとめることができる。これは、マイクロインバータＡが、出力段の交流電力の状態を監視して同期する制御装置を備えているためである。また、この場合、複数のマイクロインバータＡの接続された出力段から外部に出力される交流電力を制御するために、出力制御装置（例えば、図７に例示したパワーコンディショナ１０３０からインバータを除外した装置）を設けてもよい。
【００５６】
次に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム１の構成について説明する。図１に示すように、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム１は、データ収集部１０と、データ受信部１１と、データベースに１２と、データ処理部１３と、データ出力部１４と、バス１５と、を備える。
【００５７】
データ収集部１０は、マイクロインバータＡに付随して、マイクロインバータＡに対して１対１で対応するように設けられる。例えば、データ収集部１０は、マイクロインバータＡの筐体内に収容されるように構成されていてもよいし、マイクロインバータＡとは別体となるように構成されていてもよい。また、データ収集部１０の一部が、マイクロインバータＡの一部と共通であってもよい。なお、マイクロインバータＡがＰＶモジュールＭに対して１対１で設けられるため、データ収集部１０もＰＶモジュールＭに対して１対１で設けられる。
【００５８】
また、データ収集部１０は、ＰＶモジュールＭが発電した直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して、無線または有線で送信する装置である。なお、データ収集部１０の詳細については、後述する＜データ収集部の構成＞において説明する。
【００５９】
データ受信部１１は、例えば無線または有線でデータを受信する通信機器で構成され、データ収集部１０が送信する発電データを受信する。なお、データ収集部１０及びデータ受信部１１は、無線または有線で直接的に発電データの送受信を行ってもよいが、例えばインターネット等のネットワークを介して発電データの送受信を行うと、ＰＶモジュールＭの設置場所（データ収集部１０の設置場所）とデータ受信部１１の設置場所との距離が大きく離れていたとしても、容易に発電データの送受信を行うことができるため、好ましい。
【００６０】
データ収集部１０がネットワークを介して発電データを送信する場合、ネットワークに接続可能なアクセスポイントに無線で接続して発電データを送信すると、配線や装置の構成を簡略化することができるため、好ましい。ただし、データ収集部１０は、屋外に設置されるＰＶモジュールＭの付近に設置されたマイクロインバータＡに付随して設けられるため、屋内に設置されることが大半である個人のアクセスポイントや、街中に設置される公共のアクセスポイントに接続することが難しい場合が生じ得る。そこで、例えばＰＶモジュールＭを運用する個人の携帯端末（例えば、スマートフォン）を、データ収集部１０のアクセスポイントとして利用可能な構成にしてもよい。
【００６１】
データベース１２は、例えばハードディスクなどの大容量のデータを記録可能な記録装置で構成され、データ受信部１１が受信する発電データを記録する。なお、データベース１２は、データ受信部１１によって受信した発電データをそのまま記録し得るし、データ処理部１３によって処理された発電データも記録し得る。
【００６２】
データ処理部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と半導体メモリなどの記憶装置とで構成され、演算装置が所定のプログラムを実行することによって所定の処理を行う。具体的に、データ処理部１３（利用者提供データ生成部に相当）は、データベース１２から読み出した発電データを用いて、利用者に対して提供する利用者提供データを生成する処理を行う。
【００６３】
データ出力部１４は、例えば無線または有線でデータを送信する通信機器で構成され、データ処理部１３が生成した利用者提供データを利用者に対して送信する。なお、データ出力部１４及びデータ受信部１１を、共通の通信機器で構成してもよい。また、データ出力部１４を、利用者提供データを文字や画像として表示する表示装置として構成してもよいし、利用者提供データを文字や画像として印刷する印刷装置として構成してもよい。
【００６４】
バス１５は、データ受信部１１、データベース１２、データ処理部１３及びデータ出力部１４のそれぞれが各種データをやり取りする際に使用される、データの通信路である。
【００６５】
＜データ収集部の構成＞
次に、上述したデータ収集部１０の構成について、図面を参照して説明する。図２は、データ収集部の構成の一例について示すブロック図である。
【００６６】
図２に示すように、データ収集部１０は、直流電力測定部１０１と、付加情報記録部１０２と、付加情報取得部１０３と、計時部１０４と、発電データ生成部１０５と、発電データ送信部１０６と、発電データ一時記録部１０７と、を備える。
【００６７】
直流電力測定部１０１は、ＰＶモジュールＭが発電した直流電力を測定するための測定機器である。この直流電力測定部１０１として、ＰＶアレイ、ＰＶストリングス、ＰＶモジュールなどが出力する直流電力を測定するための周知の測定機器を利用することが可能であるが、その一例について、図面を参照して説明する。図３は、直流電力測定部の構成の一例について示す回路図である。
【００６８】
図３に示すように、直流電力測定部１０１は、ＰＶモジュールＭに対して並列に接続される電圧計１０１ａと、ＰＶモジュールＭに対して直列に接続される電流計１０１ｂ及び可変負荷１０１ｃとを備える。なお、可変負荷１０１ｃは、可変抵抗や可変電圧源、容量などの負荷の大きさが可変である素子である。
【００６９】
図３に示す直流電力測定部１０１において、可変負荷１０１ｃの負荷の大きさを変動させながら、電圧計１０１ａ及び電流計１０１ｂで測定される値を取得することで、ＰＶモジュールＭのＩ−Ｖ特性（電流電圧特性）を測定することができる。そして、直流電力測定部１０１の測定によって得られる情報が、発電情報となる。なお、直流電力測定部１０１は、Ｉ−Ｖ特性に加えて（または代えて）、他の変量の測定を行ってもよい。
【００７０】
直流電力測定部１０１は、数分毎や数時間毎、数日毎などの所定のタイミングで、直流電力を測定する。なお、直流電力測定部１０１が直流電力を測定するタイミングは、例えば発電データ生成部１０５によって制御される。
【００７１】
付加情報記録部１０２は、例えば半導体メモリのようなデータを記録可能な記録装置で構成され、発電データに含めるべき情報を記録している。付加情報記録部１０２が記録している情報は、データ収集部１０（特に、直流電力測定部１０１）が直流電力を測定するＰＶモジュールＭに関する情報である。例えば、ＰＶモジュールＭのＩＤ（Identification）などの識別情報や、ＰＶモジュールＭの機種の情報（例えば、メーカー、型式、光発電素子を構成する材料や受光面積等の各種仕様、価格などの情報）、ＰＶモジュールＭの設置環境の情報（例えば、緯度及び経度などで表される設置位置、受光面の方位である設置方位、水平面に対する受光面の角度である設置角度などの情報）などであり、原則として時間が経過しても変動しない情報である。これらの情報は、例えば、ＰＶモジュールＭ、マイクロインバータＡ及びデータ収集部１０を設置する際に、付加情報記録部１０２に記録される。なお、ＰＶモジュールＭの識別情報が、ＰＶモジュールＭそのものを表すだけでなく、当該ＰＶモジュールＭが構成する太陽光発電装置をも表すものであってもよい。
【００７２】
付加情報取得部１０３は、例えば温度センサなどの測定機器で構成され、発電データに含めるべき情報を取得する。付加情報取得部１０３が測定する情報は、データ収集部１０（特に、直流電力測定部１０１）が直流電力を測定するＰＶモジュールＭに関する情報である。例えば、ＰＶモジュールＭの設置環境の情報（例えば、ＰＶモジュールＭの温度であって、具体的に例えば、ＰＶモジュールＭの受光面または裏面の温度、あるいは周囲の気温など）であり、時間の経過に伴い変動し得る情報である。
【００７３】
計時部１０４は、例えばタイマーなどの日時を計測する計時機器で構成され、日時の情報を生成する。この日時の情報は、例えば、発電データ生成部１０５が直流電力測定部１０１の動作タイミングを制御する際に利用される。
【００７４】
発電データ生成部１０５は、例えばＣＰＵなどの演算装置と半導体メモリなどの記憶装置とで構成され、演算装置が所定のプログラムを実行することによって所定の処理を行う。具体的に、発電データ生成部１０５は、直流電力測定部１０１によるＰＶモジュールＭの直流電力の測定によって得られる発電情報に対して、付加情報記録部１０２が記録している当該ＰＶモジュールの情報（例えば、メーカー、型式、受光面積等の各種仕様、設置位置、設置角度などの情報）や、付加情報取得部１０３が取得する当該ＰＶモジュールの情報（例えば、ＰＶモジュールＭの温度などの情報）、発電データ生成部１０５が生成する情報（例えば、直流電力測定部１０１によるＰＶモジュールＭの直流電力の測定が行われた日時などの情報）を付加することで、発電データを生成する処理を行う。
【００７５】
ここで、発電データ生成部１０５が生成する発電データのデータ構成の一例について、図面を参照して説明する。図４は、発電データ生成部が生成する発電データの構成の一例について示す概念図である。
【００７６】
図４に示すように、発電データは、識別情報と、機種情報と、設置環境情報と、測定日時情報と、発電情報と、を含む構成になっている。
【００７７】
識別情報は、例えば、ＰＶモジュールＭのＩＤなどの情報である。機種情報は、例えば、ＰＶモジュールＭのメーカー、型式、受光面積等の各種仕様などの情報である。なお、ＰＶモジュールＭの型式から各種仕様が認識可能であれば、機種情報に各種仕様の情報を含めなくてもよい。設置環境情報は、例えば、ＰＶモジュールＭの設置位置、設置方位、設置角度、ＰＶモジュールＭの温度などの情報である。測定日時情報は、例えば、直流電力測定部１０１がＰＶモジュールＭの直流電力を測定した日時の情報である。発電情報は、例えば、ＰＶモジュールＭのＩ−Ｖ特性である。
【００７８】
発電データ送信部１０６は、例えば無線または有線でデータを受信する通信機器で構成され、発電データ生成部１０５が生成した発電データを送信する。発電データ一時記録部１０７は、例えば半導体メモリのようなデータを記録可能な記録装置で構成され、発電データ送信部１０６がデータ受信部１１に対して送信できなかった発電データを、その後に発電データ送信部１０６がデータ受信部１１に対して当該発電データを送信できるようになるまで、一時的に記録する。なお、付加情報記録部１０２及び発電データ一時記録部１０７を、共通の記録装置で構成してもよい。
【００７９】
上述のように、データ収集部１０とデータ受信部１１がインターネット等のネットワークを介して発電データの送受信を行う場合、データ収集部１０がアクセスポイント（個人の携帯端末を含む）と通信することができずに、データ収集部１０からデータ受信部１１に対して発電データが送信されない事態が生じ易くなる。また、個人の携帯端末をデータ収集部１０のアクセスポイントとして利用したとしても、当該携帯端末が、常にデータ収集部１０と通信可能な位置に存在するわけではない。そこで、発電データ一時記録部１０７を備えて、未送信の発電データを一時的に記録可能な構成にすることによって、発電データの送信機会が少なかったとしても、データ収集部１０からデータ受信部１１に対して確実に発電データを送信することを可能にしている。
【００８０】
なお、データ収集部１０が、付加情報記録部１０２及び付加情報取得部１０３の一方または両方を備えていなくてもよい。また、発電データが、機種情報、設置環境情報及び測定日時情報の少なくとも１つを含まなくてもよい。ただし、少なくとも、データ処理部１３がどのＰＶモジュールＭで得られた発電データであるのかを識別可能にする必要があるから、データ収集部１０が識別情報を記録している付加情報記録部１０２を備えるとともに、発電データが識別情報を含むようにすると、好ましい。
【００８１】
＜＜発電データ収集システムの動作＞＞
次に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム１の動作について説明する。なお、以下では、ＰＶモジュールＭを運用して発電データを提供する者を「発電家」と称し、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム１が発電データを用いて生成する利用者提供データを提供する相手を「利用者」と称して、両者を区別する。ただし、例えば発電事業者など、「発電家」であって「利用者」である者も存在し得る。また、以下では、データ収集部１０が、多数の発電家が運用するＰＶモジュールＭに対して設けられているマイクロインバータＡの各別に付随して設置されているものとする。
【００８２】
データ収集部１０は、数分毎や数時間毎、数日毎などの所定のタイミングで、発電データを生成して送信する。そして、データ受信部１１が、データ収集部１０から送信される発電データを受信し、データベース１２が、データ受信部１１が受信した発電データを記録する。これにより、データベース１２において、発電データが蓄積される。
【００８３】
データ処理部１３は、データベース１２に記録されている発電データを用いて、利用者提供データを生成する。このとき、データ処理部１３は、少なくとも、利用者以外の第三者が運用するＰＶモジュールＭから得られた発電データを用いて、利用者提供データを生成する。即ち、データ処理部１３が生成する利用者提供データとは、個々の発電家に対して当該発電家が運用するＰＶモジュールＭの発電状況などを報知するデータとは異なるデータである。
【００８４】
例えば、データ処理部１３は、データベース１２に記録されている発電データの中から利用者の要求に合致するものを選択的に抽出し、抽出した発電データを利用者提供データとする。また例えば、データ処理部１３は、データベース１２に記録されている発電データの中から利用者の要求に合致するものを選択的に抽出し、さらに抽出した発電データに含まれる発電情報に対して所定の処理（例えば、統計処理）を施すことによって、利用者提供データを生成する。
【００８５】
このとき、データ処理部１３は、発電データに含まれる識別情報を参照することで、当該発電データが得られたＰＶモジュールＭを識別する。また、データ処理部１３は、発電データに含まれる機種情報を参照することで、当該発電データが得られたＰＶモジュールＭの機種を認識する。また、データ処理部１３は、発電データに含まれる設置環境情報を参照することで、当該発電データが得られたＰＶモジュールＭの設置環境を認識する。また、データ処理部１３は、発電データに含まれる測定日時情報を参照することで、当該発電データが得られたＰＶモジュールＭにおいて直流電力が測定された日時を認識する。
【００８６】
ここで、データ処理部１３が生成する利用者提供データの具体例について、図面を参照して説明する。図５は、データ処理部が生成する利用者提供データの具体例について示す概念図である。
【００８７】
図５に示すように、データ処理部１３は、利用者に応じて様々な利用者提供データを生成する。例えば、データ処理部１３は、設計・施工事業者や製造事業者のようなＰＶモジュールＭの発電性能に関心がある利用者に対して、ＰＶモジュールＭの発電性能に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部１３は、発電データをＰＶモジュールの機種毎に区別して用いる（例えば、特定の機種であるＰＶモジュールＭの発電データのみを選択的に用いる、または、特定の機種であるＰＶモジュールＭの発電データと比較用の少なくとも１つの機種であるＰＶモジュールＭの発電データとを用いる）ことで、特定の機種であるＰＶモジュールＭの発電性能を評価し、その評価結果を含む利用者提供データを生成する。このように、発電データをＰＶモジュールの機種毎に区別して用いて発電性能を評価することで、通常は長期間の動作試験が必要になるＰＶモジュールＭの機種毎の発電性能の評価結果を、容易に得ることができる。
【００８８】
また例えば、データ処理部１３は、メンテナンス事業者のような機器の異常に関心がある利用者に対して、機器の異常に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部１３は、複数のＰＶモジュールＭの発電データを比較する（例えば、機種や設置環境が同じか近似している複数のＰＶモジュールＭの発電データの発電情報を比較する）ことで、ＰＶモジュールＭの異常の有無を判定し、その判定結果の情報を含む利用者提供データを生成する。このように、複数のＰＶモジュールＭの発電データを比較すると、悪天候や影による発電不良や、接続箱や出力制御装置などの共通部分の異常と区別して、ＰＶモジュールＭの固有の異常を精度良く判定することができる。
【００８９】
また例えば、データ処理部１３は、営業・販売事業者のようなＰＶモジュールＭのマーケティングに関心がある利用者に対して、ＰＶモジュールＭのマーケティングに関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部１３は、地域毎のＰＶモジュールＭの発電実績や、当該発電実績から求められるＰＶモジュールＭの過去の販売実績（例えば、発電開始時点を販売時点とみなして求められる販売実績）などの情報を含む利用者提供データを生成する。
【００９０】
また例えば、データ処理部１３は、営業・販売事業者のようなＰＶモジュールＭの設置方法に関心がある利用者に対して、特定の設置条件に適したＰＶモジュールＭの設置方法に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部１３は、営業・販売事業者や発電データ収集システム１のオペレータの入力によって指定される、太陽光発電装置の導入（ＰＶモジュールＭの設置）を検討している対象者におけるＰＶモジュールＭの設置条件（例えば、設置面積、必要な発電量、日射量、予算など）を認識する。また、データ処理部１３は、発電データをＰＶモジュールＭの機種毎に区別して用いることで、ＰＶモジュールＭの機種毎に発電性能を評価する。そして、データ処理部１３は、評価した機種毎のＰＶモジュールＭの発電性能に基づいて、指定された設置条件を満たす１または複数のＰＶモジュールの機種（特に、設置条件を満たすために必要なＰＶモジュールの機種とその枚数）を選択し、その選択結果を含む利用者提供データを生成する。これにより、現実に設置されているＰＶモジュールＭの発電性能を踏まえた上で、指定された設置条件を満たす適切なＰＶモジュールの機種を選択して提案することができる。
【００９１】
また例えば、データ処理部１３は、リユース事業者のような中古のＰＶモジュールの残存する発電性能に関心がある利用者に対して、特定の中古のＰＶモジュールの発電性能に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部１３は、発電データをＰＶモジュールＭの機種毎に区別して用いることで、ＰＶモジュールＭの機種毎に使用状態と発電性能との関係を表す劣化判定基準を生成する。例えば、劣化判定基準は、ＰＶモジュールＭの機種毎に発電データを統計処理することで、設置年数や総発電量などの使用状態と経年劣化する発電性能との関係を推定したものであり、平均値や誤差範囲などを用いて表現される。また、データ処理部１３は、リユース事業者や発電データ収集システム１のオペレータの入力によって指定される、特定の中古のＰＶモジュールの機種及び使用状態を認識する。そして、データ処理部１３は、中古のＰＶモジュールと同じ機種の劣化判定基準に対して、当該中古のＰＶモジュールの使用状態を照合することで、当該中古のＰＶモジュールの発電性能を推定し、その推定結果を含む利用者提供データを生成する。これにより、これまでに詳細な発電データを記録していない（例えば、設置年数やＰＶアレイの総発電量ぐらいしか分からない）中古のＰＶモジュールであっても、使用状態を判定基準に照合することによって、発電性能を高精度に推定することができる。なお、中古のＰＶアレイの全体の使用状態は分かるが、当該ＰＶアレイを構成する複数のＰＶモジュールの個々の使用状態までは分からない場合は、当該ＰＶアレイを構成するＰＶモジュールの使用状態が等しいと仮定して、ＰＶモジュールの個々の使用状態を求めればよい。例えば、ＰＶアレイの総発電量は分かるが、当該ＰＶアレイを構成する複数のＰＶモジュールの個々の総発電量が分からない場合は、ＰＶアレイの総発電量をＰＶモジュールの数で除算して、ＰＶモジュールの個々の総発電量を求めればよい。また、劣化判定基準は、特定の機種であるＰＶモジュールＭの発電性能の評価結果としても価値がある。そのため、データ処理部１３が、劣化判定基準を含む利用者提供データを生成してもよい（上述の設計・施工事業者や製造事業者に対して生成されるとした利用者提供データの説明参照）。
【００９２】
また例えば、データ処理部１３は、新電力事業者（電力小売市場での電力の取引に基づいて電力を供給する事業者）や気象予測事業者などの日射量に関心がある利用者に対して、発電データに基づいて推定した日射量に関する情報を含む利用者提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部１３は、複数のＰＶモジュールＭ発電データを比較する（例えば、設置位置が近く測定日時が同じまたは近似している複数のＰＶモジュールＭの発電データの発電情報を比較する）ことで、過去、現在及び未来（例えば、雲の動きに起因する日射量の変動が推定可能な近い未来）の少なくとも１つの時点における日射量を推定する。
【００９３】
ＰＶモジュールＭは、各地に無数に設置されている日射計とみなすことができるため、これらから得られる発電データを利用することによって、日射量を精度良く推定することができる。ただし、設置位置が近い複数のＰＶモジュールＭから得られる複数の発電データの中に、局所的に発電量が小さくまたは大きくなっている発電データが存在する場合、このような発電データは、ＰＶモジュールＭやデータ収集部１０などの異常や、ＰＶモジュールＭの受光面上を覆う影やゴミなどの影響を受けていると考えられる。そのため、日射量を推定する際に、このような発電データを使用しないようにすると、好ましい。
【００９４】
例えば、通常、１人の発電家が複数のＰＶモジュールＭを設置する場合、気象が変動する範囲と比較すれば同地点とみなせる程度に狭い所定の敷地内に、同様の設置環境で複数のＰＶモジュールＭが設置されることになる。そこで、ＰＶモジュールＭがこのような状況で設置されているという事情を生かして、同じ敷地内に設置されている複数のＰＶモジュールＭの発電データについて、発電量が上位の所定数及び下位の所定数（または、上位の所定数のみ、あるいは、下位の所定数のみ）に含まれる発電データを除外したり、発電量を平均化したり、これらの両方を行うことなどが考えられる。そして、データ処理部１３においてこのような処理を行うことで、さらに精度良く日射量を推定することが可能になる。なお、このような発電データの除外や平均化の処理は、日射量を推定する場合に限らず、例えば特定の機種であるＰＶモジュールＭの発電性能を評価する場合など、他の目的のために行うことも可能である。
【００９５】
以上のように、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム１は、データ収集部１０が付随するマイクロインバータＡを、現実に使用されるＰＶモジュールＭに適用するだけで、ＰＶモジュールＭの発電状態を把握可能な発電データを収集することができる。したがって、現実的な使用環境下に設置されているＰＶモジュールＭの発電状態を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することが可能になる
【００９６】
特に、本発明の実施形態に係る発電データ収集システム１は、ＰＶモジュールＭが発電する直流電力を個別的に交流電力に変換するマイクロインバータＡの各別に付随してデータ収集部１０を設けることによって、個々のＰＶモジュールＭの発電情報を含む発電データを収集することができる。したがって、個々のＰＶモジュールＭの発電状態を把握可能な発電データを収集することが可能になる。
【００９７】
さらに、この発電データ収集システム１では、利用者以外の第三者が運用するＰＶモジュールＭの発電データを含めて発電データを広く用いた利用者提供データが生成される。そのため、母数が多く一般化された発電データに基づいた、偏りが小さく真実に近い情報を含む利用者提供データを生成することができる。
【００９８】
なお、データ処理部１３（発電家提供データ生成部に相当）が、利用者に提供するための利用者提供データだけでなく、発電家に提供するための発電家提供データを生成してもよい。例えば、発電家は、自己が運用するＰＶモジュールＭについて関心があると考えられるため、データ処理部１３は、少なくとも、当該発電家が運用するＰＶモジュールＭから得られた発電データを用いて発電家提供データを生成する。具体的に例えば、データ処理部１３が、発電家が運用するＰＶモジュールＭの発電実績や、ＰＶモジュールＭの異常の有無の判定結果の情報を含む発電家提供データを生成してもよい。また、発電家提供データも、利用者提供データと同様に、データ出力部１４を介して発電家に提供される。
【００９９】
このように、発電家に対して有益な発電家提供データを提供することによって、それぞれの発電家による発電データの提供の協力（特に、データ収集部１０の設置許可や、データ収集部１０と一体になったマイクロインバータＡの設置許可）を見込むことが可能になる。
【０１００】
＜＜変形等＞＞
［１］  図１では、全ての電力変換単位が１つのＰＶモジュールＭで構成されている場合について例示したが、少なくとも１つの電力変換単位が複数のＰＶモジュールで構成されていてもよい。この場合の発電データ収集システムの構成について、図面を参照して説明する。図６は、本発明の別実施形態に係る発電データ収集システムの構成の一例について示すブロック図である。
【０１０１】
図６に例示するように、本発明の別実施形態に係る発電データ収集システム１Ｘも、図１に例示した発電データ収集システム１と同様であり、データ収集部１０，１０Ｘと、データ受信部１１と、データベース１２と、データ処理部１３と、データ出力部１４と、バス１５とを備える。
【０１０２】
ただし、発電データ収集システム１Ｘでは、少なくとも１つの電力変換単位が複数のＰＶモジュールＭで構成されており、この電力変換単位に対して１対１で設けられるマイクロインバータＡＸに対して１対１で対応するように、データ収集部１０Ｘが設けられている。
【０１０３】
このような発電データ収集システム１Ｘでも、ＰＶモジュールＭの発電状態を把握可能な発電データを収集することが可能である。そのため、現実的な使用環境下に設置されているＰＶモジュールＭの発電状態を把握可能な発電データを、容易かつ継続的に収集することができる。
【０１０４】
ただし、この発電データ収集システム１Ｘでは、電力変換単位が複数のＰＶモジュールＭで構成されている場合、当該複数のＰＶモジュールＭの発電状態を合算して得られた発電情報を含む発電データが収集される。そのため、１つのＰＶモジュールＭのみに発電状態の変化が生じたとしても、発電データに含まれる発電情報の中で当該変化が相対的に弱められて埋没してしまうことがある。
【０１０５】
これに対して、図１に例示した発電データ収集システム１のように、データ収集部１０を、ＰＶモジュールＭと１対１で対応するように設けられたマイクロインバータＡに対して設けるようにする（全ての電力変換単位が１つのＰＶモジュールＭで構成されるようにする）と、個々のＰＶモジュールＭの発電状態の変化を個別的に表した発電情報を含む特に利用価値の高い発電データを収集することができる。
【０１０６】
なお、図６では、２つのＰＶモジュールＭで構成される電力変換単位に対してマイクロインバータＡＸが設けられる場合について例示しているが、電力変換単位は、２以上の任意の数のＰＶモジュールＭで構成することができる。また、図６では、複数のＰＶモジュールＭで構成される電力変換単位の他に、１つのＰＶモジュールＭで構成される電力変換単位も含まれる場合について例示しているが、全ての電力変換単位が複数のＰＶモジュールＭで構成されていてもよい。
【０１０７】
また、マイクロインバータＡ，ＡＸは、上述のような同期のための制御装置を備えており、１つの太陽光発電装置に対して複数設けられることが前提とされている点で、通常のインバータ（例えば、図７のパワーコンディショナ１０３０に搭載されているインバータ）とは異なる。また、電力変換単位を構成するＰＶモジュールＭの数を多くするほど、１つのＰＶモジュールＭのみで生じた発電状態の変化が埋没し易くなる。そのため、それぞれの電力変換単位を構成するＰＶモジュールＭを、１〜４などの少数にすると、好ましい。
【０１０８】
［２］  上述の発電データ収集システム１を、メガソーラーなどの太陽光発電装置の一部として実施してもよい。この場合、複数の機種のＰＶモジュールＭを、所定の範囲の敷地内に、設置環境（例えば、設置方位や設置角度）が等しくなるように設置すると、好ましい。
【０１０９】
この太陽光発電装置では、ＰＶモジュールＭが発電する電力を得ると同時に、設置環境に起因する差異を抑制することによってＰＶモジュールＭの機種による発電性能の差異を表した発電情報を含む発電データを生成することが可能になる。即ち、発電しながら、ＰＶモジュールＭの機種毎の動作試験及び発電性能評価試験を行うことが可能になる。
【０１１０】
［３］  上述の発電データ収集システム１では、数分毎や数時間毎、数日毎などの所定のタイミングで発電データが生成されることから、その数は膨大になる。そのため、データベース１２が記録する発電データのデータ量は、可能な限り削減した方が好ましい。
【０１１１】
そこで、例えば、同一のＰＶモジュールＭから得られた測定日時が連続した複数の発電データにおいて、発電情報が所定の程度以上近似している場合、これらの複数の発電データの一部に含まれる発電情報の一部（例えば、Ｉ−Ｖ特性の主要な測定点以外の測定点）または全部を削除する、あるいは、これらの複数の発電データの一部を削除してもよい。この処理は、例えば、データ処理部１３や、データ収集部１０における発電データ生成部１０５が行い得る。なお、発電データに含まれる発電情報の全部を削除する場合、発電データの残部がデータベース１２に記録されるため、発電情報が削除されたのか通信不良等によって発電データが記録されなかったのかを事後的に区別することが可能である。
【０１１２】
また例えば、同一の測定日時に設置位置が隣接するＰＶモジュールＭから得られた複数の発電データにおいて、発電情報が所定の程度以上近似している場合、上記の例と同様に、これらの複数の発電データの一部に含まれる発電情報の一部または全部を削除する、あるいは、これらの複数の発電データの一部を削除してもよい。この処理は、例えば、データ処理部１３が行い得る。
【０１１３】
［４］  付加情報取得部１０３として日射計を備えるとともに、発電データに含まれる設置環境情報に日射量が含まれるようにしてもよい。この場合、発電情報と日射量とを比較することによって、ＰＶモジュールＭの異常の有無を判定することが可能になる。
【０１１４】
しかし、上述のように、複数の発電データを比較する（例えば、設置位置が近く測定日時が同じまたは近似している複数の発電データの発電情報を比較する）ことで、日射量を推定することが可能である。そのため、付加情報取得部１０３として日射計を備えなくても、ＰＶモジュールＭの異常の有無を判定することは可能である。
【０１１５】
また、日射量が同程度であるとみなせるほど設置位置が近い複数のＰＶモジュールＭ（特に、機種が同じか近似しているＰＶモジュールＭ）の発電情報を比較すれば、日射量を測定したり推定したりすることなく、ＰＶモジュールＭの異常の有無を判定することができる。
【０１１６】
［５］  図４では、発電データが、機種情報、設置環境情報及び測定日時情報を全て含む場合について例示したが、発電データがこれらの少なくとも１つの情報を含まなくてもよい。例えば、発電データ収集システム１において、機種情報や設置環境情報、測定日時情報が不要である場合、データ収集部１０の発電データ生成部１０５がこれらの不要な情報を含まない発電データを生成してもよい。
【０１１７】
具体的に例えば、データベース１２が、ＰＶモジュールＭのＩＤなどの識別情報とＰＶモジュールＭの機種や設置環境とを関連付けたテーブルデータを記録している場合、データ処理部１３が、発電データに含まれる識別情報に基づいて当該テーブルデータを照会することによって、ＰＶモジュールＭの機種や設置環境を認識することができる。この場合、発電データにおける機種情報や設置環境情報を不要とすることができる。ただし、この方法では、データ処理部１３が、設置環境情報の１つであるＰＶモジュールＭの温度の情報を認識できない。そのため、ＰＶモジュールＭの温度の情報が必要である場合は、当該情報を発電データに含める必要がある。
【０１１８】
また例えば、直流電力測定部１０１がＰＶモジュールＭの直流電力を測定する日時が予め決定されている場合、データ処理部１３が、データベース１２に発電データが記録された日時から、直流電力測定部１０１がＰＶモジュールＭの直流電力を測定した日時を推定することができる。この場合、発電データにおける測定日時情報を不要とすることができる。
【０１１９】
［６］  各地に設置されているＰＶモジュールＭから得られる発電データに含まれる発電情報は、ＰＶモジュールＭの設置環境に起因する差異を含むため、ＰＶモジュールＭの発電性能を評価する際の障害になり得る。そこで、この障害を取り除くために、データベース１２が、それぞれのＰＶモジュールＭの設置環境に起因する差異が抑制されるように補正された発電情報が含まれる発電データを記録するようにしてもよい。
【０１２０】
例えば、データ処理部１３（発電情報補正部に相当）は、ＰＶモジュールＭの設置位置や設置方位、設置角度などから、当該ＰＶモジュールＭの受光面に対する太陽光の入射状態を推定し、推定した太陽光の入射状態が所定の入射状態になった場合を想定して、発電情報を補正する。また例えば、データ処理部１３は、実際のＰＶモジュールＭの温度が所定の温度になった場合を想定して、発電情報を補正する。
【０１２１】
なお、上述した発電情報を補正する処理を、発電データ生成部１０５が行ってもよい。例えば、発電データ生成部１０５が、太陽光の入射状態に起因する差異を補正する場合（ＰＶモジュールＭの設置位置や設置方位、設置角度などに起因する差異を補正する場合）、ＰＶモジュールＭ毎に予め設定されている一定の補正方法（例えば、所定の係数を乗じるなど）によって発電情報を補正してもよい。また例えば、発電データ生成部１０５が、ＰＶモジュールＭの温度に起因する差異を補正する場合、ＰＶモジュールＭの温度を変数とする補正方法（例えば、ＰＶモジュールＭの温度を変数とする所定の係数を乗じるなど）によって発電情報を補正してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、太陽光発電の発電データを収集する発電データ収集システムと、当該発電データ収集システムを用いた太陽光発電装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１，１Ｘ  ：  発電データ収集システム
１０，１０Ｘ  ：  データ収集部
１０１  ：  直流電力測定部
１０１ａ  ：  電圧計
１０２ｂ  ：  電流計
１０３ｃ  ：  可変負荷
１０２  ：  付加情報記録部
１０３  ：  付加情報取得部
１０４  ：  計時部
１０５  ：  発電データ生成部
１０６  ：  発電データ送信部
１０７  ：  発電データ一時記録部
１１    ：  データ受信部
１２    ：  データベース
１３    ：  データ処理部
（利用者提供データ生成部、発電家提供データ生成部、発電情報補正部）
１４    ：  データ出力部
１５    ：  バス
Ｍ      ：  ＰＶモジュール
Ｅ      ：  光発電素子
Ａ，ＡＸ  ：  マイクロインバータ
【図１】
2017103920.tif 000003
【図２】
2017103920.tif 000004
【図３】
2017103920.tif 000005
【図４】
2017103920.tif 000006
【図５】
2017103920.tif 000007
【図６】
2017103920.tif 000008
【図７】
2017103920.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月31日(2017.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光発電素子をパッケージ化して構成されるＰＶモジュールが発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータに付随して設けられ、前記直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して送信するデータ収集部と、
前記データ収集部が送信した前記発電データを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部が受信した前記発電データを記録するデータベースと、を備え、
前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、１または複数の前記ＰＶモジュールで構成される複数の電力変換単位に対して１対１で対応するように、複数組設けられており、
前記データ収集部は、前記発電情報の他に、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールを識別するための識別情報を含む前記発電データを生成して送信し、
複数の前記発電情報が、所定の条件を満たしているために近似しているとみなされる場合、
当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部が前記データベースに記録されない、あるいは、当該発電情報を含む複数の前記発電データの一部については当該発電情報の一部または全部が削除された状態で前記データベースに記録されることを特徴とする発電データ収集システム。
【請求項２】
前記データ収集部が、前記識別情報を記録する付加情報記録部を備え、
前記データ収集部が備える前記付加情報記録部に、当該データ収集部が前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの機種の情報が記録されているとともに、当該データ収集部が当該情報を含む前記発電データを生成する、または、前記データベースが、前記発電データに含まれる前記ＰＶモジュールの前記識別情報に関連付けられた、当該ＰＶモジュールの機種の情報を記録していることを特徴とする請求項１に記載の発電データ収集システム。
【請求項３】
少なくとも１つの光発電素子をパッケージ化して構成されるＰＶモジュールが発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータに付随して設けられ、前記直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して送信するデータ収集部と、
前記データ収集部が送信した前記発電データを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部が受信した前記発電データを記録するデータベースと、を備え、
前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、１または複数の前記ＰＶモジュールで構成される複数の電力変換単位に対して１対１で対応するように、複数組設けられており、
前記データ収集部が、前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールを識別するための識別情報を記録する付加情報記録部を備え、前記発電情報の他に前記識別情報を含む前記発電データを生成して送信するものであり、
前記データ収集部が備える前記付加情報記録部に、当該データ収集部が前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの機種の情報が記録されているとともに、当該データ収集部が当該情報を含む前記発電データを生成する、または、前記データベースが、前記発電データに含まれる前記ＰＶモジュールの前記識別情報に関連付けられた、当該ＰＶモジュールの機種の情報を記録していることを特徴とする発電データ収集システム。
【請求項４】
前記データ収集部が備える前記付加情報記録部に、当該データ収集部が前記直流電力を測定する前記ＰＶモジュールの設置環境の情報が記録されているとともに、当該データ収集部が当該情報を含む前記発電データを生成する、または、前記データベースが、前記発電データに含まれる前記ＰＶモジュールの前記識別情報に関連付けられた、当該ＰＶモジュールの設置環境の情報を記録していることを特徴とする請求項２または３に記載の発電データ収集システム。
【請求項５】
前記マイクロインバータ及びそれに付随する前記データ収集部は、前記ＰＶモジュールに対して１対１で対応するように、複数組設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項６】
前記データベースが記録している前記発電データを用いて、利用者に提供するための利用者提供データを生成する利用者提供データ生成部を、さらに備え、
前記利用者提供データ生成部が、前記利用者に提供する前記利用者提供データを生成するために、少なくとも、当該利用者以外の第三者が運用する前記ＰＶモジュールから得られた前記発電データを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項７】
前記利用者提供データ生成部が、前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、特定の機種である前記ＰＶモジュールの発電性能を評価し、その評価結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項６に記載の発電データ収集システム。
【請求項８】
前記利用者提供データ生成部が、
前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記ＰＶモジュールの機種毎に使用状態と発電性能との関係を表す劣化判定基準を生成し、
特定の中古のＰＶモジュールの機種及び使用状態が指定されると、当該中古のＰＶモジュールと同じ機種の前記劣化判定基準に対して、当該中古のＰＶモジュールの使用状態を照合することで、当該中古のＰＶモジュールの発電性能を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項６または７に記載の発電データ収集システム。
【請求項９】
前記利用者提供データ生成部が、
前記発電データを前記ＰＶモジュールの機種毎に区別して用いることで、前記ＰＶモジュールの機種毎に発電性能を評価し、
特定の設置条件が指定されると、評価した前記ＰＶモジュールの機種毎の発電性能に基づいて、前記設置条件を満たす１または複数の前記ＰＶモジュールの機種を選択し、その選択結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１０】
前記利用者提供データ生成部が、複数の前記ＰＶモジュールの前記発電データを比較することで、前記ＰＶモジュールの異常の有無を判定し、その判定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１１】
前記利用者提供データ生成部が、複数の前記ＰＶモジュールの前記発電データを比較することで、過去、現在及び未来の少なくとも１つの時点における日射量を推定し、その推定結果の情報を含む前記利用者提供データを生成することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１２】
前記データベースが、それぞれの前記ＰＶモジュールの設置環境に起因する差異が抑制されるように補正された前記発電情報が含まれる前記発電データを記録することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１３】
前記発電データに含まれる前記発電情報の補正を行う発電情報補正部を、さらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の発電データ収集システム。
【請求項１４】
前記ＰＶモジュールを運用する発電家に提供するための発電家提供データを生成する発電家提供データ生成部を、さらに備え、
前記発電家提供データ生成部が、前記発電家に提供する前記発電家提供データを生成するために、少なくとも、当該発電家が運用する前記ＰＶモジュールから得られた前記発電データを用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１５】
前記データ収集部は、生成した前記発電データを一時的に記録する発電データ一時記録部を備えており、
前記データ収集部は、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できない状況であると、生成した前記発電データを前記発電データ一時記録部に記録し、その後、前記データ受信部に対して前記発電データを送信できる状況になると、前記発電データ一時記録部に記録していた前記発電データを前記データ受信部に対して送信することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発電データ収集システム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１つに記載の発電データ収集システムと、
複数の前記ＰＶモジュールと、
複数の前記マイクロインバータと、を備え、
複数の機種の前記ＰＶモジュールが、所定の範囲の敷地内に、設置環境が等しくなるように設置されていることを特徴とする太陽光発電装置。