(57)【要約】【課題】  太陽電池モジュールを太陽電池ストリングから取り外すことなく、故障した太陽電池モジュールを簡易に特定することができる故障診断システム、及び故障診断方法を提供する。【解決手段】  故障診断システムは、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングにおける所定の太陽電池モジュールの発電電圧を監視する電圧監視部と、前記複数の太陽電池モジュールにおける発電を選択的に妨げたときに、前記電圧監視部によって監視された前記所定の太陽電池モジュールの発電電圧を示す電圧情報を取得する電圧取得部と、前記電圧取得部によって取得された前記電圧情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する判定部と、を備える。【選択図】図６
2017208980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングにおける所定の太陽電池モジュールの発電電圧を監視する電圧監視部と、
前記複数の太陽電池モジュールにおける発電を選択的に妨げたときに、 前記電圧監視部によって監視された前記所定の太陽電池モジュールの発電電圧を示す電圧情報を取得する電圧取得部と、
前記電圧取得部によって取得された前記電圧情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする故障診断システム。
【請求項２】
前記電圧取得部は、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電を妨げたときに、前記電圧情報を取得し、
前記判定部は、前記電圧情報が相対的に低い発電電圧を示すときに発電が妨げられている太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の故障診断システム。
【請求項３】
発電が妨げられている前記太陽電池モジュールと前記電圧情報とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記判定部は、前記記憶部に記憶されている相対的に低い発電電圧を示す前記電圧情報に対応する太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の故障診断システム。
【請求項４】
前記電圧取得部は、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電を妨げたときに前記電圧情報を取得し、
前記判定部は、発電が妨げられる前後において前記電圧情報が示す発電電圧の変化量が相対的に小さい太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の故障診断システム。
【請求項５】
発電が妨げられている前記太陽電池モジュールと前記電圧情報とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記判定部は、前記記憶部に記憶されている、発電が妨げられる前後において前記電圧情報が示す発電電圧の変化量が相対的に小さい太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の故障診断システム。
【請求項６】
前記太陽電池ストリングは、前記複数の太陽電池モジュールがｍ行（ｍは２以上の整数）×ｎ列（ｎは３以上の整数）に配列するように形成され、
前記電圧取得部は、前記複数の太陽電池モジュールの各行における発電を妨げたときに前記電圧情報として第１電圧情報を取得するとともに、前記複数の太陽電池モジュールの各列における発電を妨げたときに前記電圧情報として第２電圧情報を取得し、
前記判定部は、発電が妨げられる前後において前記第１電圧情報が示す発電電圧の変化量が最も小さい太陽電池モジュールの行と、発電が妨げられる前後において前記第２電圧情報が示す発電電圧の変化量が最も小さい太陽電池モジュールの列と、が交差する位置の太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の故障診断システム。
【請求項７】
発電が妨げられている前記複数の太陽電池モジュールの行と前記第１電圧情報とを対応付けて記憶するとともに、発電が妨げられている前記複数の太陽電池モジュールの列と前記第２電圧情報とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記判定部は、前記記憶部に記憶されている、発電が妨げられる前後において発電電圧の変化量が最も小さい前記第１電圧情報及び前記第２電圧情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する
ことを特徴とする請求項６に記載の故障診断システム。
【請求項８】
複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングに流れる電流を監視する電流監視部と、
前記複数の太陽電池モジュールにおける発電を選択的に妨げたときに、前記電流監視部によって監視された、前記太陽電池ストリングを流れる電流を示す電流情報を取得する電流取得部と、
前記電流取得部によって取得された前記電流情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする故障診断システム。
【請求項９】
前記電流取得部は、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電を妨げたときに、前記電流情報を取得し、
前記判定部は、前記電流情報が相対的に高い電流を示すときに発電が妨げられている太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の故障診断システム。
【請求項１０】
発電が妨げられている前記太陽電池モジュールと前記電流情報とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記判定部は、前記記憶部に記憶されている相対的に高い電流を示す前記電流情報に対応する太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項９に記載の故障診断システム。
【請求項１１】
前記電流取得部は、前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電を妨げながら前記電流情報を取得し、
前記判定部は、発電が妨げられる前後において前記電流情報が示す電流の変化量が相対的に小さい太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の故障診断システム。
【請求項１２】
発電が妨げられている前記太陽電池モジュールと前記電流情報とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記判定部は、前記記憶部に記憶されている、発電が妨げられる前後において前記電流情報が示す電流の変化量が相対的に小さい太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の故障診断システム。
【請求項１３】
前記太陽電池ストリングは、前記複数の太陽電池モジュールがｍ行（ｍは２以上の整数）×ｎ列（ｎは３以上の整数）に配列するように形成され、
前記電流取得部は、前記複数の太陽電池モジュールの各行における発電を妨げたときに前記電流情報として第１電流情報を取得するとともに、前記複数の太陽電池モジュールの各列における発電を妨げたときに前記電流情報として第２電流情報を取得し、
前記判定部は、発電が妨げられる前後において前記第１電流情報が示す電流の変化量が最も小さい太陽電池モジュールの行と、発電が妨げられる前後において前記第２電流情報が示す電流の変化量が最も小さい太陽電池モジュールの列と、が交差する位置の太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の故障診断システム。
【請求項１４】
発電が妨げられている前記複数の太陽電池モジュールの行と前記第１電流情報とを対応付けて記憶するとともに、発電が妨げられている前記複数の太陽電池モジュールの列と前記第２電流情報とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記判定部は、前記記憶部に記憶されている、発電が妨げられる前後において電流の変化量が最も小さい前記第１電流情報及び前記第２電流情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する
ことを特徴とする請求項１３に記載の故障診断システム。
【請求項１５】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電が妨げられるように、前記複数の太陽電池モジュールにおける太陽光受光面を遮蔽する遮蔽部、
を更に備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項５及び請求項９乃至請求項１２の何れか一項に記載の故障診断システム。
【請求項１６】
前記複数の太陽電池モジュールの各行における発電が妨げられるように、前記複数の太陽電池モジュールにおける太陽光受光面を遮蔽する第１遮蔽部と、
前記複数の太陽電池モジュールの各列における発電が妨げられるように、前記複数の太陽電池モジュールにおける太陽光受光面を遮蔽する第２遮蔽部と、
を更に備えたことを特徴とする請求項６、請求項７、請求項１３及び請求項１４の何れか一項に記載の故障診断システム。
【請求項１７】
前記複数の太陽電池モジュールのそれぞれは、
直列に接続されるとともに所定個数を単位として折り返される複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルのうち何れかの太陽電池セルの発電が妨げられたときに導通するバイパスダイオードと、を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１６の何れか一項に記載の故障診断システム。
【請求項１８】
複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングにおける所定の太陽電池モジュールの発電電圧を監視し、
前記複数の太陽電池モジュールにおける発電を選択的に妨げたときに、監視された前記所定の太陽電池モジュールの発電電圧を示す電圧情報を取得し、
取得された前記電圧情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する
ことを特徴とする故障診断方法。
【請求項１９】
複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングに流れる電流を監視し、
前記複数の太陽電池モジュールにおける発電を選択的に妨げたときに、監視された前記太陽電池ストリングの電流を示す電流情報を取得し、
取得された前記電流情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する
ことを特徴とする故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障診断システム、及び故障診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電設備における太陽光パネルの故障監視（モニタリング）のために、ストリング監視機器の導入が進んでいる。これは１０数枚の太陽光発電モジュール（以下、ＰＶモジュールということがある）を直列に接続したストリングごとに故障を発見する機器である。
【０００３】
例えば１メガサイト規模の太陽光発電所においてＰＶモジュールが１枚故障した場合を考える。１メガサイトではＰＶモジュールが例えば４０００枚ほど使用されるため、４０００枚の中から１枚の故障したモジュールを見つけ出すことは多大な労力及び時間を要する。
【０００４】
この点、上記したストリング監視機器を導入することにより、故障したＰＶモジュールをストリング単位まで特定することは可能である。問題のあるストリングを特定すると、１枚の故障したＰＶモジュールを特定するために、ＩＶ特性測定器と呼ばれる機器を使用することが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７４７５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＶ特性測定器は、ＰＶモジュールの両端電圧及びＰＶモジュールに流れる電流を測定する機器である。ＩＶ特性測定器の使用に際しては、ＰＶモジュールをパワーコンディショナ（ＰＣＳ）から切り離し、この測定器を接続して測定する。このようにＰＶモジュールを１台１台取り外してＩＶ特性を測定するため、作業工数が多く、手間が掛かる。ＰＶモジュールを再接続する時の作業ミス（接続不良を含む）もありえる。また、ＩＶ特性の測定中は、ＰＶモジュールは発電できない。
【０００７】
そこで、本発明は、ＰＶモジュールを取り外すことなく、故障したＰＶモジュールを簡易に特定することができる故障診断システム、及び故障診断方法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】
【０００８】
本発明の１つの側面に係る故障診断システムは、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリングにおける所定の太陽電池モジュールの発電電圧を監視する電圧監視部と、前記複数の太陽電池モジュールにおける発電を選択的に妨げながら、前記電圧監視部によって監視された前記所定の太陽電池モジュールの発電電圧を示す電圧情報を取得する電圧取得部と、前記電圧取得部によって取得された前記電圧情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する判定部と、を備える。
【０００９】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＰＶモジュールを取り外すことなく、故障したＰＶモジュールを簡易に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１及び第２実施形態に係る故障診断システムが適用される太陽光発電システムの一例を示す概略図である。
【図２】図１の太陽光発電システムに含まれる１つの太陽電池ストリングが正常に動作している状態と、異常が生じた状態と、における各太陽電池モジュールの電圧の変化を説明する図である。
【図３】太陽電池モジュールのＩＶ特性の一例を示すグラフである。
【図４】第１及び第２実施形態において故障した太陽電池モジュールを特定する原理を説明する図である。
【図５】第１及び第２実施形態において故障した太陽電池モジュールを遮蔽した場合と正常な太陽電池モジュールを遮蔽した場合における各太陽電池モジュールの電圧変化を説明する図である。
【図６】第１実施形態に係る故障診断システムの概略図である。
【図７】図１の太陽光発電システムを構成する太陽電池モジュールの回路構成の一例を示す図である。
【図８】第１実施形態において太陽電池モジュールを遮蔽する手法の一例を示す図である。
【図９】第１実施形態におけるストリング監視ユニット（ＳＳＵ）の回路構成を示すブロック図である。
【図１０】第１実施形態に係る故障診断システムを示すブロック図である。
【図１１】記憶部に記憶される、遮蔽した太陽電池モジュール及び対応するストリング監視ユニット（ＳＳＵ）の電圧値の一例を示す図である。
【図１２】第１実施形態における故障診断手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第１実施形態における故障診断手順の他の例を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態に係る故障診断システムの概略図である。
【図１５】第２実施形態に係る故障診断システムを示すブロック図である。
【図１６】記憶部に記憶される、遮蔽した行又は列及び対応するストリング監視ユニット（ＳＳＵ）の電圧値及び遮蔽前電圧からの偏差の一例を示す図である。
【図１７】第２実施形態における故障診断手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】第１及び第２実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。なお、図面において共通の又は類似する構成要素には同一又は類似の参照符号が付されている。
【００１３】
［故障診断システムが適用される太陽光発電システム］
図１〜図３を参照して、第１及び第２実施形態に係る故障診断システムが適用される太陽光発電システムの一例を説明する。
【００１４】
図１に示すように、太陽光発電システム６０は、パワーコンディショナ（以下、ＰＣＳという）６１と、複数の太陽電池ストリング７１〜７４と、複数の接続箱９１，９２と、を含んで構成される。ＰＣＳ６１には複数の接続箱９１，９２が並列に接続され、１つの接続箱９２には複数の太陽電池ストリング７１〜７４が並列に接続されている。
【００１５】
太陽電池ストリング７１〜７４は、直列に接続された複数の太陽電池モジュールを含んで構成されている。また、太陽電池ストリング７１〜７４には、それぞれストリング監視ユニット（以下、ＳＳＵという）８１〜８４が取り付けられている。ＳＳＵ８１〜８４は、特定の太陽電池モジュール７１〜７４の発電電圧を監視し、発電電圧を示す電圧情報を管理ユニット（以下、ＭＵという）６２に例えば無線で送信する。ＳＳＵ８１〜８４はまた、太陽電池ストリング７１〜７４を流れる電流を監視し、電流を示す電流情報をＭＵ６２に送信することができる。
【００１６】
ここで、太陽電池ストリング７１〜７４を太陽電池ストリング７０と総称することがある。また、ＳＳＵ８１〜８４をＳＳＵ８０と総称することがある。また、接続箱９１，９２を接続箱９０と総称することがある。
【００１７】
このような太陽光発電システム６０における１つの太陽電池ストリング７０の動作を考える。ここでは、１つの太陽電池ストリング７０は、説明の便宜上、図２に示すように、直列に接続された５個の太陽電池モジュールＰＶ１〜ＰＶ５を含み、全体として１００Ｖの出力電圧をもつものとする。また、上流側から数えて第４の太陽電池モジュールＰＶ４にＳＳＵ８０が取り付けられているものとする。
【００１８】
この太陽電池ストリング７０に含まれる個々の太陽電池モジュールＰＶ１〜ＰＶ５は、正常に機能している状態では、図２（ａ）に示すようにそれぞれ２０Ｖの発電電圧で発電する。このとき、ＳＳＵ８０は、太陽電池モジュールＰＶ４の発電電圧を示す２０Ｖの電圧情報を出力する。併せて、ＳＳＵ８０は太陽電池ストリング７０に流れる電流を示す電流情報を出力してもよい。
【００１９】
他方、例えば図２（ｂ）に示すように太陽電池モジュールＰＶ２が故障した状態では、残りの太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ３〜ＰＶ５はそれぞれ２５Ｖの発電電圧で発電することになる。
【００２０】
具体的に説明すると、例えば太陽電池モジュールＰＶ２が故障により発電を停止すると、太陽電池ストリング７０の出力電圧は１００Ｖから８０Ｖに低下し、太陽電池ストリング７０に電流が流れなくなる。ここで、太陽電池モジュールの出力電圧は、図３のように、太陽電池モジュールを流れる電流が短絡電流Ｉｓｃから低下すると上昇し、最終的には開放電圧Ｖｏｃに至ることが知られている。このような太陽電池モジュールのＩＶ特性から、太陽電池ストリング７０に電流が流れなくなると、正常な太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ３〜ＰＶ５の出力電圧は上昇する。そして、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ３〜ＰＶ５のそれぞれの出力電圧が２５Ｖになると、つまり、太陽電池ストリング７０全体の出力電圧が１００Ｖに復帰すると、太陽電池ストリング７０に再び電流が流れ始める。なお、故障した太陽電池モジュールＰＶ２については、後述するバイパスダイオードＤ１〜Ｄ３を電流が流れることになる（図７参照）。
【００２１】
このとき、図２（ｂ）のようにＳＳＵ８０が取り付けられていない太陽電池モジュールに故障が発生している場合は、ＳＳＵ８０は、太陽電池モジュールＰＶ４の発電電圧２５Ｖを示す電圧情報を出力する。また、図２（ｃ）のようにＳＳＵ８０が取り付けられた太陽電池モジュール自体に故障が発生している場合は、ＳＳＵ８０が出す電圧情報は０となる。このように、太陽電池ストリング７０に含まれる太陽電池モジュールＰＶ１〜ＰＶ５の何れかが故障すると、ＳＳＵ８０の出力する電圧情報が示す電圧値は変動する。
【００２２】
ＳＳＵ８０は、太陽電池ストリング７０に流れる電流を示す電流情報を出力してもよい。正常な太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ３〜ＰＶ５のそれぞれで発電された電力が一定であることから、上述した電流情報が示す電流値は、特定の太陽電池モジュールの故障に伴う残りの太陽電池モジュールの発電電圧の上昇とともに減少することになる。
【００２３】
［故障診断の原理］
上述した太陽電池ストリング７０の動作を踏まえ、図４、図５を参照しつつ、第１及び第２実施形態において太陽電池モジュールの故障を発見する原理を説明する。ここでは、図２（ａ）及び（ｂ）と同様に、太陽電池ストリング７０が５個の太陽電池モジュールＰＶ１〜ＰＶ５から構成され、また、太陽電池モジュールＰＶ２が故障しているものとする。以下、電圧情報に基づく故障診断を中心に説明する。
【００２４】
図４に示すように、板状の遮蔽物４０を移動させながら太陽電池モジュールＰＶ１〜ＰＶ５の受光面を遮蔽物４０で覆うことで、各太陽電池モジュールの発電を妨げる。例えば図５（ａ）のように、正常に機能している太陽電池モジュールＰＶ１を遮蔽物４０で遮蔽すると、太陽電池モジュールＰＶ１の発電は妨げられる。その結果、３個の正常な太陽電池モジュールＰＶ３〜ＰＶ５だけで太陽電池ストリング７０全体の出力電圧１００Ｖを賄うべく、太陽電池モジュールＰＶ３〜ＰＶ５はそれぞれ発電電圧３３Ｖで発電する。したがって、ＳＳＵ８０は、電圧値３３Ｖを電圧情報としてＭＵ６２に送信することになる。かかる電圧値３３Ｖは、図２（ｂ）との関係で説明した、太陽電池モジュールＰＶ１〜ＰＶ５の何れかに異常が生じた場合に電圧情報が示す電圧値２５Ｖより大きい。
【００２５】
また、例えば図５（ｂ）のように、故障している太陽電池モジュールＰＶ２を遮蔽物４０で遮蔽しても、他の太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ３〜ＰＶ５に影響はない。したがって、これら正常な太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ３〜ＰＶ５は、図２（ｂ）の場合と同様に、それぞれ発電電圧２５Ｖを出力する。ＳＳＵ８０は、電圧値２５Ｖを電圧情報としてＭＵ６２に送信する。つまり、この場合の電圧情報が示す電圧値は、図２（ｂ）との関係で説明した、太陽電池モジュールＰＶ１〜ＰＶ５の何れかに異常が生じた場合に電圧情報が示す電圧値２５Ｖと等しい。
【００２６】
このように、故障などの異常が生じている太陽電池モジュールＰＶ２を遮蔽したときにＳＳＵ８０から出力される電圧情報が示す電圧値は、正常な太陽電池モジュールＰＶ１，ＰＶ３〜ＰＶ５の何れかを遮蔽したときにＳＳＵ８０から出力される電圧情報が示す電圧値に比べて、相対的に小さくなる。
また、異常が生じている太陽電池モジュールＰＶ２を遮蔽した場合に、発電が妨げられる前後において電圧情報が示す発電電圧の変化量（２５Ｖ−２５Ｖ＝０Ｖ）は、正常な太陽電池モジュールＰＶ１，ＰＶ３〜ＰＶ５の何れかを遮蔽した場合における発電電圧の変化量（３３Ｖ−２５Ｖ＝８Ｖ）に比べて、相対的に小さい。
尚、図５（ｃ）のようにＳＳＵ８０が取り付けられている太陽電池モジュールＰＶ２自体が故障していた場合は、太陽電池モジュールを遮断する前からその電圧情報は低い発電電圧を示すため、遮断する前から当該太陽電池モジュールＰＶ２は故障と判定できる。
【００２７】
このような関係は、太陽電池ストリング７０に含まれる複数の太陽電池モジュールに異常が生じた場合でも同様である。例えば、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２が故障したとする。この場合において、正常な太陽電池モジュールＰＶ３、ＰＶ５の何れかを遮蔽すると、ＳＳＵ８０から出力される電圧情報は電圧値５０Ｖを示すことになる。また、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２のいずれかを遮蔽すると、ＳＳＵ８０から出力される電圧情報は、正常な太陽電池モジュールを遮蔽したときの電圧値５０Ｖより小さい電圧値３３Ｖを示す。
【００２８】
このように、異常が生じている太陽電池モジュールを遮蔽したときの電圧情報が示す電圧値は、正常な太陽電池モジュールを遮蔽したときに電圧情報が示す電圧値に比べて、相対的に小さくなる。このことを利用し、電圧情報が相対的に小さい発電電圧を示すときに遮蔽している太陽電池モジュールが故障していると判定することができる。
また、異常が生じている太陽電池モジュールを遮蔽した場合に、発電が妨げられる前後において電圧情報が示す発電電圧の変化量は、正常な太陽電池モジュールを遮蔽した場合における発電電圧の変化量に比べて、相対的に小さい。このことを利用して、発電電圧の変化量が相対的に小さいときに遮蔽している太陽電池モジュールが故障していると判定することができる。
【００２９】
太陽電池ストリング７０の電流値に基づいて故障診断を行うことも可能である。この場合、異常が生じている太陽電池モジュールを遮蔽したときの電流情報は、正常な太陽電池モジュールを遮蔽したときの電流情報に比べて、相対的に大きい電流値を示す。また、異常が生じている太陽電池モジュールを遮蔽した場合に、発電が妨げられる前後において電流情報が示す電流の変化量は、正常な太陽電池モジュールを遮蔽した場合における電流の変化量に比べて、相対的に小さい 。電流情報に基づく故障診断の利点は、ＳＳＵ８０が取り付けられた太陽電池モジュールが故障した場合にも、太陽電池ストリング７０に含まれる他の太陽電池モジュールが故障しているかどうかを判定できることである。
【００３０】
なお、電圧情報と電流情報との両方に基づいて故障診断を行うことも可能である。この場合、診断の精度が向上することが期待される。
【００３１】
［第１実施形態］
上述した故障診断の原理を踏まえ、図６〜図１３を参照して第１実施形態に係る故障診断システムを説明する。ここでは、図６のように太陽電池モジュールＰ５が故障しているものとするが、他の太陽電池モジュールが故障していてもよいし、複数の太陽電池モジュールが故障していてもよい。
【００３２】
＜故障診断システムの構成＞
故障診断システム１は、図６に示すように、遮蔽物４０、ＳＳＵ１０、ダミーＳＳＵ２０、及び故障診断装置３０を含んで構成される。以下、故障診断システム１の各構成要素を順に説明する。
【００３３】
遮蔽物４０は、板状の部材であって、複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電が妨げられるように、複数の太陽電池モジュールにおける受光面を遮蔽する。例えば太陽電池ストリング７０が図６のように太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ１２を含む場合、遮蔽物４０は、太陽電池モジュールを１枚ずつ遮蔽する。遮蔽物４０には、所望の太陽電池モジュール上に遮蔽物４０を適切に配置するためのアーム４１が設けられている。アーム４１は、例えば故障診断装置３０の指示に基づいて不図示のモータ（駆動手段）で駆動される。アーム４１は、例えば図６に一点鎖線で示すように太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ１２の順に動くこともできるし、例えば太陽電池モジュールＰ１，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ７，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ５，Ｐ４のような他の順序で動くこともできる。
【００３４】
遮蔽物４０は、太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ１２のそれぞれにおける発電を妨げるために、該当する太陽電池モジュールの受光面を全面的に覆ってもよいし、該当する太陽電池モジュールの受光面を部分的に覆ってもよい。
【００３５】
例えば図７のように、１枚の太陽電池モジュールＭが、直列に接続されるとともに６行７列に配置された太陽電池セルから構成される場合を考える。つまり、太陽電池モジュールＭは、７個を単位として折り返される６段の太陽電池セルを含んでいる。そして、２段の太陽電池セルは１個のクラスタを形成している。したがって、太陽電池モジュールＭは、直列に接続されたクラスタ１〜３を含んでいる。
【００３６】
太陽電池モジュールＭでは、入力端子（マイナス端子）と出力端子（プラス端子）との間に、３個のクラスタと並列にバイパス回路が形成されている。バイパス回路には、バイパスダイオードＤ１〜Ｄ３が直列に設けられている。
クラスタ１及びクラスタ２の接続点Ｃ３と、バイパスダイオードＤ１及びバイパスダイオードＤ２の接続点Ｃ１とは、接続されている。また、クラスタ２及びクラスタ３の接続点Ｃ４と、バイパスダイオードＤ２及びバイパスダイオードＤ３の接続点Ｃ２とは、接続されている。
【００３７】
したがって、クラスタ１〜３のそれぞれが正常に機能している場合には、太陽電池モジュールＭの入力端子に流入した電流Ｉは、クラスタ１〜３を経て出力端子から出力される。このときバイパスダイオードＤ１〜Ｄ３はいずれも導通しないから、バイパス回路に電流は流れない。
【００３８】
例えばクラスタ１が故障すると、そのクラスタ１には電流が流れない。このとき、バイパスダイオードＤ１が導通して、クラスタ１を迂回して正常なクラスタ２，３に電流Ｉが流れるようになる。このようにして、太陽電池モジュールＭの全部又は一部が故障した場合でも、バイパス回路を介して太陽電池ストリング７０に電流を流すことができ、正常な太陽電池モジュールＭ又は正常なクラスタにおいて発電された電力を有効に取り出すことができる。
【００３９】
このようなバイパス回路を有する太陽電池モジュールＭでは、クラスタ１〜３の全てにおける発電を妨げるように、遮蔽物４０を配置すればよい。それは、例えば図８のように、クラスタ１〜３の受光面に亘って遮蔽物４０を配置することである。
【００４０】
ＳＳＵ１０は、太陽電池ストリング７０における所定の太陽電池モジュールの発電電圧を監視するとともに、太陽電池ストリング７０に流れる電流を監視する。ＳＳＵ１０は、電圧監視部及び電流監視部として機能する。かかるＳＳＵ１０は、図９に示すように、電圧検出回路１１、電流検出回路１２、Ａ／Ｄ変換回路１３、演算回路１４、ブロードバンド部（ＢＢ部）１５、ＲＦ部１６、及びアンテナ１７を含む。また、ＳＳＵ１０は、４個の端子１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを有する。
【００４１】
端子１８ａは、上流側の太陽電池モジュールの出力端子に接続され、端子１８ｂは、監視対象である太陽電池モジュールの入力端子に接続されている。これら端子１８ａ，１８ｂ同士を接続する電線を流れる電流は、太陽電池ストリング７０を流れる電流に相当し、かかる電流を検出するために電流検出回路１２が設けられている。
【００４２】
また、端子１９ａは、監視対象である太陽電池モジュールの出力端子に接続されている。端子１８ｂと端子１９ａとの間の電圧は、監視対象である太陽電池モジュールの発電電圧に相当し、かかる電圧を検出するために電圧検出回路１１が設けられている。
【００４３】
このような電圧検出回路１１及び電流検出回路１２において検出された電圧値及び電流値を示すアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換回路１３においてディジタル信号に変換されて、演算回路１４に出力される。ディジタル信号に変換された電圧情報及び電流情報、並びに演算回路１４における演算結果は、ＢＢ部１５及びＦＲ部１６を経てアンテナ１７からＭＵ６２に送信される。
【００４４】
ダミーＳＳＵ２０は、ＳＳＵ１０がＭＵ６２に向けて送信した電圧情報及び電流情報を受信することのできる受信器である。ダミーＳＳＵ２０は、故障診断装置３０に例えばＵＳＢを介して接続され、受信した電圧情報及び電流情報を故障診断装置３０に出力する。なお、ダミーＳＳＵ２０は、故障診断装置３０に内蔵されてもよい。
【００４５】
故障診断装置３０は、ダミーＳＳＵ２０から取得した電圧情報又は電流情報に基づいて故障診断を行う装置である。故障診断装置３０は、ユーザの携帯に適するように、例えばタブレット端末、ノートブック型コンピュータ、スマートフォンのような携帯型情報機器でもよい。このような故障診断装置３０は、図１０に示すように取得部３１、判定部３２、記憶部３３、表示部３４、及び入力部３５を有する。以下、このような各機能部を順に説明する。
【００４６】
取得部３１は、ＳＳＵ１０によって監視された所定の太陽電池モジュールの発電電圧を示す電圧情報を取得する電圧取得部として機能する。具体的には、取得部３１は、複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電を妨げた時の電圧情報及び、発電を妨げる前の電圧情報を取得する。
【００４７】
具体例を挙げると、例えば図６に示すＳＳＵ１０は遮蔽前の電圧値として９．１Ｖを記憶部３２に記憶する。
次に太陽電池ストリング７０に含まれる太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ１２のそれぞれを遮蔽すると、取得部３１は、ＳＳＵ１０から、太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ３，Ｐ６〜Ｐ１２に対応するＳＳＵ１０の電圧値として１０．０Ｖを、太陽電池モジュールＰ４に対応するＳＳＵ１０の電圧値として０．０Ｖを、太陽電池モジュールＰ５に対応するＳＳＵ１０の電圧値として９．１Ｖを、それぞれ取得することになる（図１１参照）。
【００４８】
取得部３１は、ＳＳＵ１０によって監視された、太陽電池ストリング７０を流れる電流を示す電流情報を取得する電流取得部として機能することもできる。具体的には、取得部３１は、複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電を妨げた時の電流情報及び、発電を妨げる前の電流情報を取得してもよい。
取得部３１は、取得した電圧情報及び電流情報を記憶部に記憶する。
【００４９】
判定部３２は、取得部３１によって取得された電圧情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する。例えば、判定部３２は、電圧情報が相対的に低い発電電圧を示すときに発電が妨げられている太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定してもよい。
具体例を挙げると、遮蔽する前のＳＳＵ１０の電圧を最初に判定し、この電圧が太陽電池モジュールの基準電圧より非常に低い場合はＳＳＵ１０が取り付けられた太陽電池モジュールをまず故障と判定する。この時の太陽電池モジュール基準電圧とは太陽電池モジュールの仕様により取り決めることができる。図１１の例では例えば８．３Ｖ程度である。次に、ＳＳＵ１０が取り付けられた太陽電池モジュールが故障でない場合は、図６に示す太陽電池ストリング７０に含まれる太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ１２のそれぞれを遮蔽した結果で判定する。この場合、上述のとおり、太陽電池モジュールＰ５に対応するＳＳＵ１０の電圧値９．１Ｖは、太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ３，Ｐ６〜Ｐ１２に対応するＳＳＵ１０の電圧値として１０．０Ｖより相対的に低い。よって、判定部３２は、太陽電池モジュールＰ５が故障していると判定する。
【００５０】
判定部３２は、発電が妨げられる前後において電圧情報が示す発電電圧の変化量が相対的に小さい太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定してもよい。具体例を挙げると、図６に示す太陽電池ストリング７０では、遮蔽前においてはＳＳＵ１０の電圧値は９．１Ｖを示すのに対して、太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ３，Ｐ６〜Ｐ１２の遮蔽時にはＳＳＵ１０の電圧値は１０．０Ｖを、太陽電池モジュールＰ５の遮蔽時にはＳＳＵ１０の電圧値は９．１Ｖを、それぞれ示す。つまり、遮蔽の前後において、太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ３，Ｐ６〜Ｐ１２に対応するＳＳＵ１０の電圧値は０．９Ｖ上昇し、太陽電池モジュールＰ５に対応するＳＳＵ１０の電圧値は変化しない。したがって、判定部３２は、太陽電池モジュールＰ５が故障していると判定する。
【００５１】
あるいは、判定部３２は、取得部３１によって取得された電流情報に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定してもよい。例えば、判定部３２は、電流情報が相対的に高い電流を示すときに発電が妨げられている太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定してもよい。また、判定部３２は、発電が妨げられる前後において電流情報が示す電流の変化量が相対的に小さい 太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定してもよい。
【００５２】
判定部３２は、判定結果を表示部３４に表示するとともに記憶部３３に記憶する。
【００５３】
記憶部３３は、発電が妨げられている太陽電池モジュールと電圧情報とを対応付けて記憶する。例えば図６に示す太陽電池ストリング７０に含まれる太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ１２を順に遮蔽すると、記憶部３３には、図１１に示すように、太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ３，Ｐ６〜Ｐ１２に対応するＳＳＵ１０の電圧値として１０．０Ｖが記憶され、太陽電池モジュールＰ４に対応するＳＳＵ１０の電圧値として０．０Ｖが記憶され、太陽電池モジュールＰ５に対応するＳＳＵ１０の電圧値として９．１Ｖが記憶される。
【００５４】
記憶部３３はまた、発電が妨げられている太陽電池モジュールと電流情報とを対応付けて記憶してもよい。
【００５５】
記憶部３３は、遮蔽前の電圧情報及び電流情報、判定部３２における判定結果、及び、故障診断装置３０の各機能を実行するためのプログラムを記憶してもよい。
【００５６】
表示部３４は、判定部３２における判定結果を表示する。また、表示部３４は、ユーザのために、例えば故障診断の「開始ボタン」、「終了ボタン」、電圧値又は電流値の「記録ボタン」、該当する太陽電池モジュールの番号を表示する。
【００５７】
入力部３５は、ユーザとの間のインターフェイスであり、例えばタッチパネルで構成される。入力部３５は、ユーザによって押下された「開始ボタン」、「終了ボタン」、「記録ボタン」に応じた信号を判定部３２に出力する。
【００５８】
＜故障診断手順＞
上述した構成を有する故障診断システム１を利用して太陽電池ストリング７０の故障診断を行う手順を説明する。故障診断は、上述のように、電圧情報に基づいて行われてもよいし、電流情報に基づいて行われてもよい。以下、電圧情報及び電流情報の相対的な比較に基づいて故障診断を行う手順の具体例を説明する。
【００５９】
（電圧情報に基づく故障診断）
図１２を参照して、電圧情報に基づく故障診断の手順の一例を説明する。
まずステップＳ０１として遮蔽を行う前の電圧値が記憶部（メモリ）３３に記憶される。次にステップＳ０２にて当該電圧値が基準電圧と比較され、基準電圧より低ければ、ステップＳ０３において、ＳＳＵ１０が設置された太陽電池モジュールNo.を故障表示する。ここでＳＳＵ１０が設置された太陽電池モジュールが故障でない場合は、ステップＳ１１において、ユーザが故障診断装置３０の表示画面上の「開始ボタン」を押下（ＯＮ）したかどうかが判定される。ユーザが「開始ボタン」を押下していないと判定されると、再びステップＳ０１から実行される。
【００６０】
ユーザが「開始ボタン」を押下したと判定されると、ステップＳ１２において、遮蔽される太陽電池モジュールの番号として「１」が設定される。このとき、番号「１」に対応する太陽電池モジュール（例えば図６の太陽電池モジュールＰ１）が遮蔽されるように遮蔽物４０が配置される。
【００６１】
次いで、ステップＳ１３において、ユーザが故障診断装置３０の表示画面上の「終了ボタン」を押下したかどうかが判定される。「終了ボタン」は押下されていないと判定されると、ステップＳ１４において、取得部３１は、ＳＳＵ１０からダミーＳＳＵ２０を介して電圧情報を取得する。
【００６２】
次いで、ステップＳ１５において、ユーザが故障診断装置３０の表示画面上の「記録ボタン」を押下したかどうかが判定される。「記録ボタン」が押下されていないと判定されると、ステップＳ１４に戻って再度ＳＳＵ１０から電圧値が取得される。他方、「記録ボタン」が押下（ＯＮ）されたと判定されると、ステップＳ１６において、電圧情報が示す電圧値が、遮蔽した太陽電池モジュールと関連付けられて記憶部（メモリ）３３に記憶される。
【００６３】
その後、ステップＳ１７において、遮蔽される太陽電池モジュールの番号に「＋１」が加算されて、ステップＳ１３に戻る。このとき、次に遮蔽されるべき太陽電池モジュール（例えば図６の太陽電池モジュールＰ２）上に遮蔽物４０が配置される。
【００６４】
そして、ステップＳ１３において「終了ボタン」が押下（ＯＮ）されたと判定されると、ステップＳ１８において、判定部３２は、記憶部３３に記憶された電圧値のうち相対的に低い電圧値に対応する太陽電池モジュールの番号を抽出する。
【００６５】
次いで、ステップＳ１９において、判定部３２は、前手順で抽出した太陽電池モジュールの番号を、故障した太陽電池モジュールとして表示部３４に表示させる。このようにして、電圧情報に基づく故障診断の一連の手順が終了する。
【００６６】
なお、診断対象である太陽電池ストリング７０に含まれる全ての太陽電池モジュールをチェックする前に、ユーザがステップＳ１３で「終了ボタン」を押下すると、それまでに記憶部３３に記憶された電圧値に基づいて故障診断が行われることになる。診断作業の途中で故障個所が判明することがあり得るため、故障診断の進め方をユーザに委ねることが作業効率の向上につながると考えられる。
【００６７】
（電流情報に基づく故障診断）
図１３を参照して、電流情報に基づく故障診断の手順の一例を説明する。
ここで説明する診断手順は、図１２との関連で述べた診断手順とほぼ同様である。つまり、太陽電池モジュールを個別に遮蔽して、そのときの電流値を記録しておき（ステップＳ２４〜Ｓ２７）、記録された電流値を比較することで故障した太陽電池モジュールを特定する（ステップＳ２８，Ｓ２９）。ただし、電流情報に基づく故障診断では、相対的に高い電流値に対応する太陽電池モジュールが故障していると判定される。
【００６８】
＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態によれば、太陽電池ストリング７０に含まれる太陽電池モジュール同士を接続した状態で、故障診断を行うことができる。そして、故障した太陽電池モジュールを容易に特定することができるから、故障と判定された太陽電池モジュールのみを交換すればよい。
【００６９】
したがって、一旦太陽電池モジュール同士の接続を切り離したうえで、ＩＶ特性測定器を用いて故障診断を行う手法に比べて、作業が簡略化及び短縮化され、しかも、例えば再接続における作業ミスは生じ得ない。また、発電しながら故障診断を行うことができる。
【００７０】
［第２実施形態］
図１４〜図１６を参照して、第２実施形態に係る故障診断システム２を説明する。ここでは、太陽電池ストリング７０は、複数の太陽電池モジュールが３行４列に配列するように形成されている。ただし、太陽電池ストリング７０は、複数の太陽電池モジュールがｍ行（ｍは２以上の整数）×ｎ列（ｎは３以上の整数）に配列するように形成されてもよい。
また、図１４のように太陽電池モジュールＰ６が故障しているものとするが、他の太陽電池モジュールが故障していてもよいし、複数の太陽電池モジュールが故障していてもよい。
【００７１】
＜故障診断システムの構成＞
故障診断システム２は、図１４に示すように、遮蔽物１４０、ＳＳＵ１１０、ダミーＳＳＵ１２０、及び故障診断装置１３０を含んで構成される。ＳＳＵ１１０及びダミーＳＳＵ１２０は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
遮蔽物１４０は、図１４のように第１遮蔽部１４１と第２遮蔽部１４２とを含んで構成される。
【００７３】
第１遮蔽部１４１は、複数の太陽電池モジュールの各行における発電が妨げられるように、複数の太陽電池モジュールにおける受光面を遮蔽する。第１遮蔽部１４１は、例えば図１４に示される太陽電池ストリング７０では、各列を構成する太陽電池モジュール（例えば太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ４）に亘って遮蔽する板部材である。
第１遮蔽部１４１には、第１遮蔽部１４１を太陽電池ストリング７０の行の間にわたって移動自在に支持するアーム１４３が取り付けられている。アーム１４３は、例えば故障診断装置１３０の指示に基づいて不図示のモータ（駆動手段）で駆動される。アーム１４３は、例えば図１４に一点鎖線で示すように第１行〜第３行の順に動くこともできるし、例えば第３行、第２行、第１行のように他の順序で動くこともできる。
【００７４】
第２遮蔽部１４２は、複数の太陽電池モジュールの各行における発電が妨げられるように、複数の太陽電池モジュールにおける受光面を遮蔽する。第２遮蔽部１４２は、例えば図１４に示される太陽電池ストリング７０では、各行を構成する太陽電池モジュール（例えば太陽電池モジュールＰ１，Ｐ８，Ｐ９）に亘って遮蔽する板部材である。
第２遮蔽部１４２には、第２遮蔽部１４２を太陽電池ストリング７０の列の間にわたって移動自在に支持するアーム１４４が取り付けられている。アーム１４４は、例えば故障診断装置１３０の指示に基づいて不図示のモータ（駆動手段）で駆動される。アーム１４４は、例えば図１４に実線の矢印で示すように第１列〜第４列の順に動くこともできるし、例えば第４列、第３列、第２列、第１列のように他の順序で動くこともできる。
【００７５】
なお、図１４では、作図の便宜上、第１遮蔽部１４１と第２遮蔽部１４２とが交差するように描かれているが、例えば第１遮蔽部１４１が太陽電池ストリング７０のいずれかの行を遮蔽しているときには、第２遮蔽部１４２は、当該太陽電池ストリング７０のいずれの列も遮蔽しないように、当該太陽電池ストリング７０の枠外に移動されるものとする。同様に、第２遮蔽部１４２が太陽電池ストリング７０のいずれかの列を遮蔽しているときには、第１遮蔽部１４１は、当該太陽電池ストリング７０のいずれの行も遮蔽しないように、当該太陽電池ストリング７０の枠外に移動されるものとする。
【００７６】
故障診断装置１３０は、図１５に示すように取得部１３１、判定部１３２、記憶部１３３、表示部１３４、及び入力部１３５を有する。表示部１３４及び入力部１３５は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
取得部１３１は、複数の太陽電池モジュールの各行における発電を妨げながら電圧情報として第１電圧情報を取得するとともに、複数の太陽電池モジュールの各列における発電を妨げながら電圧情報として第２電圧情報を取得する。
【００７８】
具体例を挙げると、取得部１３１はまず、太陽電池モジュールを遮蔽する前に、ＳＳＵ１１０から電圧値（遮蔽前電圧）を取得する。図１４の例では、遮蔽前電圧は９．１Ｖである。
次いで、例えば図１４に示す太陽電池ストリング７０の各行を第１遮蔽部１４１で遮蔽すると、取得部１３１は、ＳＳＵ１１０から、第１行（太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ４）に対応するＳＳＵ１１０の電圧値０．０Ｖを、第２行（太陽電池モジュールＰ５〜Ｐ８）に対応するＳＳＵ１１０の電圧値１２．５Ｖを、第３行（太陽電池モジュールＰ９〜Ｐ１２）に対応するＳＳＵ１１０の電圧値１４．３Ｖを、それぞれ取得することになる。また、図１４に示す太陽電池ストリング７０の各列を第２遮蔽部１４２で遮蔽すると、取得部１３１は、ＳＳＵ１１０から、第１列（太陽電池モジュールＰ１，Ｐ８，Ｐ９）及び第２列（太陽電池モジュールＰ２，Ｐ７，Ｐ１０）に対応するＳＳＵ１１０の電圧値１２．５Ｖを、第３列（太陽電池モジュールＰ３，Ｐ６，Ｐ１１）に対応するＳＳＵ１１０の電圧値１１．１Ｖを、第４列（太陽電池モジュールＰ４，Ｐ５，Ｐ１２）に対応するＳＳＵ１１０の電圧値０．０Ｖを、それぞれ取得することになる（図１６参照）。
【００７９】
あるいは、取得部１３１は、複数の太陽電池モジュールの各行における発電を妨げながら電流情報として第１電流情報を取得するとともに、複数の太陽電池モジュールの各列における発電を妨げながら電流情報として第２電流情報を取得してもよい。
取得部１３１は、取得した電圧情報及び電流情報を記憶部１３３に記憶する。
【００８０】
判定部１３２は、発電が妨げられる前後において第１電圧情報が示す発電電圧の変化量が最も小さい太陽電池モジュールの行と、発電が妨げられる前後において第２電圧情報が示す発電電圧の変化量が最も小さい太陽電池モジュールの列と、が交差する位置の太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定する。
【００８１】
図１４に示す太陽電池ストリング７０を例として具体的に説明する。遮蔽前においてはＳＳＵ１１０の電圧値は９．１Ｖを示すのに対して、第１行の遮蔽時にはＳＳＵ１１０の電圧値は０．０Ｖを、第２行の遮蔽時にはＳＳＵ１１０の電圧値は１２．５Ｖを、第３行の遮蔽時にはＳＳＵ１１０の電圧値は１４．３Ｖを、それぞれ示す。したがって、遮蔽の前後において、第１行に対応するＳＳＵ１１０の電圧値は９．１Ｖ下降し、第２行に対応するＳＳＵ１１０の電圧値は３．４Ｖ上昇し、第３行に対応するＳＳＵ１１０の電圧値は５．２Ｖ上昇する。このことから、遮蔽の前後における発電電圧の変化量は、第２行が最も小さい。
【００８２】
また、第１列及び第２列の遮蔽時にはＳＳＵ１１０の電圧値は１２．５Ｖを、第３列の遮蔽時にはＳＳＵ１１０の電圧値は１１．１Ｖを、第４列の遮蔽時にはＳＳＵ１１０の電圧値は０．０Ｖを、それぞれ示す。したがって、遮蔽の前後において、第１列及び第２列に対応するＳＳＵ１１０の電圧値は３．４Ｖ上昇し、第３列に対応するＳＳＵ１１０の電圧値は２．０Ｖ上昇し、第４列に対応するＳＳＵ１１０の電圧値は９．１Ｖ下降する。このことから、遮蔽の前後における発電電圧の変化量は、第３列が最も小さい。
【００８３】
したがって、判定部３２は、第２行と第３列とが交差する位置にある太陽電池モジュールＰ６が故障していると判定する。そして、判定部１３２は、太陽電池モジュールＰ６を記憶部１３３に記憶する。
【００８４】
記憶部１３３は、発電が妨げられている複数の太陽電池モジュールの行、第１電圧情報、及び、第１電圧情報の遮蔽前電圧からの偏差の絶対値を対応付けて記憶するとともに、発電が妨げられている複数の太陽電池モジュールの列、第２電圧情報、及び、第２電圧情報の遮蔽前電圧からの偏差の絶対値を対応付けて記憶する。例えば図１４に示す太陽電池ストリング７０の各行及び各列を順に遮蔽すると、記憶部１３３には、図１６に示すように、第１行に対応するＳＳＵ１１０の電圧偏差の絶対値９．１Ｖが、第２行に対応するＳＳＵ１１０の電圧偏差の絶対値として３．４Ｖが、第３行に対応するＳＳＵ１１０の電圧偏差の絶対値として５．２Ｖが、第１列及び第２列に対応する電圧偏差の絶対値３．４Ｖが、第３列に対応するＳＳＵ１１０の電圧偏差の絶対値２．０Ｖが、第４列に対応するＳＳＵ１１０の電圧偏差の絶対値９．１Ｖが、それぞれ記憶される。
【００８５】
＜故障診断手順＞
図１７を参照して、第２実施形態に係る故障診断方法を説明する。ここでは、一例として電圧情報を利用した故障診断方法を挙げるが、電流情報を用いて診断することも可能である。
【００８６】
第２実施形態における故障診断の手順は、太陽電池ストリング７０の列ごとの遮蔽に対応した電圧値の取得手順（ステップＳ３２〜Ｓ３７）、行ごとの遮蔽に対応した電圧値の取得手順（ステップＳ３８〜Ｓ４３）、及び、取得した電圧値に基づく判定手順（ステップＳ４４〜Ｓ４６）、に大きく分かれる。以下、詳細に説明する。
【００８７】
まずステップＳ３０として遮断を行う前の電圧値が遮蔽前電圧として記憶部（メモリ）３３に記憶される。そして、ステップＳ３１において、ユーザが故障診断装置１３０の表示画面上の「開始ボタン」を押下（ＯＮ）したかどうかが判定される。ユーザが「開始ボタン」を押下していないと判定されると、再びステップＳ３０が実行される。
【００８８】
ユーザが「開始ボタン」を押下したと判定されると、ステップＳ３２において、遮蔽される列（縦モジュール）の番号として「１」が設定される。このとき、列番号「１」に対応する太陽電池モジュール（例えば図１４の太陽電池モジュールＰ１，Ｐ８，Ｐ９）が遮蔽されるように第１遮蔽部１４１が配置される。
【００８９】
次いで、ステップＳ３３において、ユーザが故障診断装置１３０の表示画面上の「縦終了ボタン」を押下したかどうかが判定される。「縦終了ボタン」は押下されていないと判定されると、ステップＳ３４において、取得部１３１は、電圧情報をＳＳＵ１１０からダミーＳＳＵ１２０を介して取得する。
【００９０】
次いで、ステップＳ３５において、ユーザが故障診断装置１３０の表示画面上の「記録ボタン」を押下したかどうかが判定される。「記録ボタン」が押下されていないと判定されると、ステップＳ３４に戻って再度ＳＳＵ１１０から電圧値が取得される。他方、「記録ボタン」が押下（ＯＮ）されたと判定されると、ステップＳ３６において、取得した電圧値から遮断前電圧を減算した値の絶対値が、遮蔽した列と関連付けられて記憶部１３３に記憶される。
【００９１】
その後、ステップＳ３７において、遮蔽される列の番号に「＋１」が加算されて、ステップＳ３３に戻る。このとき、次に遮蔽されるべき列（例えば図１４の太陽電池モジュールＰ２，Ｐ７，Ｐ１０）上に第１遮蔽部１４１が配置される。
【００９２】
そして、ステップＳ３３において「縦終了ボタン」が押下（ＯＮ）されたと判定されると、ステップＳ３８以降に規定された、太陽電池ストリング７０の行の遮蔽に移る。つまり、ステップＳ３３においてユーザが「縦終了ボタン」を押下したと判定されると、ステップＳ３８において、遮蔽される行（横モジュール）の番号として「１」が設定される。このとき、行番号「１」に対応する太陽電池モジュール（例えば図１４の太陽電池モジュールＰ１〜Ｐ４）が遮蔽されるように第２遮蔽部１４２が配置される。
【００９３】
次いで、ステップＳ３９において、ユーザが故障診断装置１３０の表示画面上の「横終了ボタン」を押下したかどうかが判定される。「横終了ボタン」は押下されていないと判定されると、ステップＳ４０において、電圧情報がＳＳＵ１１０からダミーＳＳＵ１２０を介して取得部１３１で受信される。
【００９４】
次いで、ステップＳ４１において、ユーザが故障診断装置１３０の表示画面上の「記録ボタン」を押下したかどうかが判定される。ステップＳ４１において「記録ボタン」が押下されていないと判定されると、ステップＳ４０に戻って再度ＳＳＵ１１０から電圧値が取得される。他方、「記録ボタン」が押下（ＯＮ）されたと判定されると、ステップＳ４２において、取得した電圧から遮断前電圧を減算した値の絶対値が、遮蔽した行と関連付けられて記憶部１３３に記憶される。
【００９５】
その後、ステップＳ４３において、遮蔽される行の番号に「＋１」が加算されて、ステップＳ３９に戻る。このとき、次に遮蔽されるべき行（例えば図１４の太陽電池モジュールＰ５〜Ｐ８）上に第２遮蔽部１４２が配置される。
【００９６】
ステップＳ３９において「横終了ボタン」は押下されたと判定されると、ステップＳ４４において、判定部１３２は、記憶部１３３に記録された絶対値のうち最も小さい値に対応する列の番号を抽出する。次いで、ステップＳ４５において、判定部１３２は、記憶部１３３に記録された絶対値のうち最も小さい値に対応する行の番号を抽出する。
【００９７】
そして、ステップＳ４６において、判定部１３２は、前２手順で抽出した列及び行の番号を、故障した太陽電池モジュールの位置として表示部１３４に表示させる。このようにして、電圧情報に基づく故障診断の一連の手順が終了する。
【００９８】
＜第２実施形態の効果＞
第２実施形態によれば、太陽電池ストリング７０に含まれる太陽電池モジュール同士を接続した状態で、簡易かつ確実に故障診断を行うことができることに加え、第１実施形態より少ない電圧値（電流値）の取得回数で故障診断を行うことができる。よって、大規模な太陽光発電システム６０における故障診断を短時間で効率的に行うことが可能となる。
【００９９】
［変形例］
図１８を参照して、第１及び第２実施形態に係る故障診断システムの変形例を説明する。
変形例では、対象となる太陽電池モジュールＭ１の発電を妨げるために、太陽電池モジュールＭ１にスイッチが設けられる。
【０１００】
具体的には、図１８に示すように、太陽電池ストリング７０を流れる電流Ｉが、太陽電池モジュールＭ１を経由せずにバイパス回路を流れるように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を取り付ける。スイッチＳＷ１は、クラスタ１を太陽電池モジュールＭ１の出力端子から切り離すために設けられる。また、スイッチＳＷ２、ＳＷ３は、それぞれクラスタ２、３とバイパス回路とを切り離すために設けられる。したがって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を一斉に開くことで、当該太陽電池モジュールＭ１は太陽電池ストリング７０から電気的に切り離され、発電していないのに等しい状態となる。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を開いたり閉じたりする操作は、例えば、ＭＵ６２からの指示で行われてもよいし、故障診断装置３０（１３０）を介したユーザの指示で行われてもよい。
【０１０１】
第２実施形態のように、太陽電池モジュールＭ１の発電の停止を行又は列ごとに行う場合には、該当する行又は列に属する全ての太陽電池モジュールのスイッチを一斉に開いたり閉じたりすればよい。
【０１０２】
［まとめ］ 
以上説明したように、故障診断システム１（２）は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された太陽電池ストリング７０における所定の太陽電池モジュールの発電電圧［電流］を監視するＳＳＵ１０（１１０）と、複数の太陽電池モジュールにおける発電を選択的に妨げながら、ＳＳＵ１０（１１０）によって監視された所定の太陽電池モジュールの発電電圧［電流］を示す電圧情報［電流］を取得する取得部３１（１３１）と、取得部３１（１３１）によって取得された電圧情報［電流情報］に基づいて、故障した太陽電池モジュールを判定する判定部３２（１３２）と、を備える。
例えば、取得部３１は、複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電を妨げながら、電圧情報［電流情報］を取得し、判定部３２は、電圧情報［電流情報］が相対的に低い発電電圧［相対的に高い電流］を示すときに発電が妨げられている太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定してもよい。あるいは、判定部３２は、発電が妨げられる前後において電圧情報［電流情報］が示す発電電圧［電流］の変化量が相対的に小さい［相対的に小さい］太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定してもよい。
かかる実施形態によれば、太陽電池ストリング７０に含まれる太陽電池モジュール同士を接続した状態で、故障診断を行うことができる。そして、故障した太陽電池モジュールを容易に特定することができるから、故障と判定された太陽電池モジュールのみを交換すればよい。したがって、作業が簡略化及び短縮化され、しかも、例えば再接続における作業ミスは生じ得ない。また、発電しながら故障診断を行うことができる。
【０１０３】
また、複数の太陽電池モジュールのそれぞれにおける発電が妨げられるように、複数の太陽電池モジュールにおける太陽光受光面を遮蔽する遮蔽物４０を更に備えてもよい。かかる実施形態によれば、遮蔽作業の自動化により、故障診断作業を効率化することが可能となる。
【０１０４】
別の例として、太陽電池ストリング７０は、複数の太陽電池モジュールがｍ行（ｍは２以上の整数）×ｎ列（ｎは３以上の整数）に配列するように形成され、取得部１３１は、複数の太陽電池モジュールの各行における発電を妨げながら電圧情報［電流情報］として第１電圧情報［第１電流情報］を取得するとともに、複数の太陽電池モジュールの各列における発電を妨げながら電圧情報［電流情報］として第２電圧情報［第２電流情報］を取得し、判定部１３２は、発電が妨げられる前後において第１電圧情報［電流情報］が示す発電電圧［電流］の変化量が最も小さい［最も小さい］太陽電池モジュールの行と、発電が妨げられる前後において第２電圧情報［第２電流情報］が示す発電電圧の変化量が最も小さい［最も小さい］太陽電池モジュールの列と、が交差する位置の太陽電池モジュールを、故障した太陽電池モジュールとして判定してもよい。
かかる実施形態によれば、より少ない電圧値［電流値］の取得回数で故障診断を行うことができる。よって、大規模な太陽光発電システム６０における故障診断を短時間で効率的に行うことが可能となる。
【０１０５】
また、複数の太陽電池モジュールの各行における発電が妨げられるように、複数の太陽電池モジュールにおける太陽光受光面を遮蔽する第１遮蔽部１４１と、複数の太陽電池モジュールの各列における発電が妨げられるように、複数の太陽電池モジュールにおける太陽光受光面を遮蔽する第２遮蔽部１４２と、を更に備えてもよい。かかる実施形態によれば、遮蔽作業の自動化により、故障診断作業を効率化することが可能となる。
【０１０６】
また、複数の太陽電池モジュールＭ（Ｍ１）のそれぞれは、直列に接続されるとともに所定個数を単位として折り返される複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セルのうち何れかの太陽電池セルの発電が妨げられたときに導通するバイパスダイオードＤ１〜Ｄ３（Ｄ１１〜Ｄ１３）と、を有してもよい。
【０１０７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。上述した各部材の素材、形状、及び配置は、本発明を実施するための実施形態に過ぎず、発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更を行うことができる。
例えば、第１及び第２実施形態では、遮蔽物は、モータで駆動されるアームによって移動されるが、遮蔽物は作業者により手動で移動され、太陽電池モジュールを遮蔽してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１１０  ストリング監視ユニット（ＳＳＵ）
２０，１２０  ダミーＳＳＵ
３０，１３０  故障診断装置
３１  取得部
３２  判定部
３３  記憶部
４０，１４０  遮蔽物
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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