JP6320286B2

JP6320286B2 - 太陽光発電システムにおける性能検査装置

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Publication number: JP6320286B2
Application number: JP2014254645A
Authority: JP
Inventors: 正寿廣瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: JP2016116382A

Description

本発明は、太陽光発電システムにおける性能検査装置及びプログラムに関する。

近年では、太陽光発電システムが普及してきているが、太陽光発電電力の全量買取制度やメーカーによるモジュールの長期出力保証制度の開始により、ストリング単位での発電性能のオンサイト検査が重要となってきた。

従来においては、その検査の手法として、例えば太陽光発電システムに切替スイッチ等を予め組み込んでおき、検査時には、測定対象のストリングを切り離し、残りのストリングの電力を測定するなどして故障を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１９０９４７号公報特開２０１３−１２０８０３号公報

しかしながら、従来においては、発電性能の不良の太陽電池（群）を検出するためには、切替スイッチなどの装置や配線等検査の実施のための設備を太陽光発電システムに予め組み込んでおく必要があった。また、装置等を組み込む必要があるため太陽光発電システムのコストの増加を招くことになる。
また、オンサイト検査の手法として一般的なＩ−Ｖカーブ測定は、精度の高い測定ができる一方で、検査作業員の手間と時間が多くかかるという問題がある。各ストリングの運転電流を直流クランプで測定する方法は、Ｉ−Ｖカーブ測定に比べて簡易な測定方法となる場合があるが、接続箱の構造によってはストリング接続ケーブルヘのクランプが困難な場合もあるとともに、測定の都度、ゼロ調整や結果記録が必要であり、日射変動があるとストリング間の相対比較ができず良否判定が困難になるといった問題がある。

本発明は、性能検査目的の装置を太陽光発電システムに予め組み込むことなく性能検査の実施単位となる単位発電手段の発電性能の良否を迅速かつ効率的に判定することを目的とする。

本発明に係る太陽光発電システムにおける性能検査装置は、性能検査の実施単位となる複数の単位発電手段を有する太陽光発電手段と、パワーコンディショナーと、前記太陽光発電手段に含まれる前記単位発電手段それぞれを接続する複数の遮断器を内蔵し、前記各単位発電手段からの複数の配線をまとめて前記パワーコンディショナーに接続し、前記複数の単位発電手段が個々に発電した電気をまとめて前記パワーコンディショナーへ送る接続箱と、を有する太陽光発電システムにおける性能検査装置において、全ての前記遮断器をオン状態にすることによって、前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記接続箱から出力される直流電流の測定データを接続状態時データとして収集する第１収集手段と、前記複数の単位発電手段のうち性能検査対象の単位発電手段を接続する前記遮断器のみをオフ状態にすることによって、当該単位発電手段のみが前記パワーコンディショナーから切り離されているときに、前記接続箱から出力される直流電流の測定データを非接続状態時データとして収集する第２収集手段と、接続状態時データに対する接続状態時データと非接続状態時データとの差分の比率に基づき当該単位発電手段の発電性能の良否を判定する判定手段と、人手による前記遮断器のオンとオフの切替タイミングを示す時間間隔にて定周期的に音を出力する音出力手段と、を有するものである。

また、前記第１収集手段は、接続状態時データを収集してから前記第２収集手段により非接続状態時データが収集された後、前記性能検査対象の単位発電手段が再度接続されることにより前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記接続箱から出力される直流電流の測定データを再接続状態時データとして収集し、前記判定手段は、接続状態時データと再接続状態時データとの平均値を接続状態時データとして算出し、算出した接続状態時データに対する算出した平均接続状態時データと非接続状態時データとの差分の比率に基づき当該単位発電手段の発電性能の良否を判定するものである。

また、前記判定手段は、前記第１収集手段及び前記第２収集手段により収集された測定データを表示するものである。

本発明によれば、性能検査目的の装置を太陽光発電システムに予め組み込むことなく性能検査の実施単位となる単位発電手段の発電性能の良否を迅速かつ効率的に判定することができる。

本発明に係る性能検査装置の一実施の形態を含む太陽光発電システムを示した構成図である。本実施の形態におけるデータ処理装置を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。本実施の形態における直流電流・電圧ロガーにより収集された直流電流値をグラフ形式で示した図である。本実施の形態におけるデータ処理装置が実施する性能判定処理を示したフローチャート本実施の形態におけるデータ記憶部に記憶された測定データのデータ構成の一例を示した図である。図３に示した測定データの一部を拡大した図である。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る性能検査装置の一実施の形態を含む太陽光発電システムを示した構成図である。図１には、太陽電池アレイ１、ストリング２、接続箱３、集電箱４、パワーコンディショナー５、日射計６、気温計７、受変電設備・構内配電設備８、電力会社９、データ処理装置１０及び直流電流・電圧ロガー４０が示されている。

太陽電池アレイ１は、太陽光発電手段であり、太陽の光エネルギーを吸収して直接電気に変えるエネルギー変換器で、複数のストリング２を有している。ストリング２は、本実施の形態においては性能検査の実施単位となる単位発電手段である。ストリング２は、太陽電池の構成単位で、複数（例えば１０〜２０個）の太陽電池モジュール（ソーラーパネル）を直列で配線し、まとまった電力量を得られるように形成される。ストリング２をまとめて十分な出力を得られるようにし、かつ屋上などに設置する台などに取り付けられたのが太陽電池アレイ１である。

パワーコンディショナー５は、太陽電池アレイ１により発電された直流の電気を受変電設備や構内配電設備８に送信する際に交流に変換し、安定した電力を供給できるようにするための機器である。変換された電気は、生成された電力量によっては電力会社９に売電される。

接続箱３は、太陽電池アレイ１に含まれる各ストリング２からの配線をまとめてパワーコンディショナー５に接続する機器であり、各ストリング２が個々に発電した電気をまとめてパワーコンディショナー５に送る。本実施の形態では、複数の太陽電池アレイ１を有する相対的に規模の大きい太陽光発電システムを想定しているので、複数の接続箱３を用いて全ての太陽電池アレイ１を接続するように構成している。太陽電池アレイ１と接続箱３の構成及びその接続関係等は全ての組において同等でよいので、図１では１組のみ示した。本実施の形態のように、複数の接続箱３が存在する場合、各接続箱３からの出力される電気(直流電流)は、集電箱４を介してパワーコンディショナー５に送られることになる。接続箱３には、ストリング２それぞれを接続するブレーカー（遮断器）３４が内蔵されており、ブレーカー３４をオン／オフすることでパワーコンディショナー５への送電が制御される。なお、ブレーカー３４は、基本的には人手によりオン／オフされ、本実施の形態でもこの手動タイプのブレーカー３４を用いることを想定しているが、オン／オフを自動切り替えできるタイプのものを利用してもよい。

集電箱４は、複数の接続箱３からの配線をまとめてパワーコンディショナー５に接続する機器であり、各接続箱３から送られてくる電気をまとめてパワーコンディショナー５に送る。集電箱４には、接続箱３それぞれを接続するブレーカー（遮断器）４４が内蔵されており、ブレーカー４４をオン／オフすることでパワーコンディショナー５への送電が制御される。ブレーカー４４は、手動タイプでもオン／オフを自動切り替えできるタイプでもよい。本実施の形態のように複数の接続箱３が必要な場合、複数の接続箱３からの配線をまとめるために用いられる。集電箱４は、基本的には接続箱３と同様の機能を有している。

電気測定手段である直流電流・電圧ロガー(以下、単に「ロガー」)４０は、ＤＣクランプ４１の接続位置における直流電流及びプローブ４２の接続位置における電圧を測定し、その測定したデータを内部に蓄積する機器である。本実施の形態におけるロガー４０は、０．５秒毎に電気を測定し、測定データを記録する機種を想定しているが、データを記録する周期はこれに限定する必要はない。また、本実施の形態におけるロガー４０は、測定データを外部出力する機能を合わせて有している。本実施の形態では、従前からあるロガー４０を利用すればよいが、集電箱４の近傍まで持ち運ぶので携帯性に優れた機器が好適である。なお、本実施の形態では、直流電流が少なくとも測定できればよいが、電力値を求める場合にも対応可能なように電圧も測定できる機種を用いることにした。

データ処理装置１０は、ロガー４０に蓄積された測定データを収集し、ストリング２の性能検査を実施する。

図２は、本実施の形態におけるデータ処理装置１０を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。本実施の形態におけるデータ処理装置１０は、携帯機器であるタブレット端末で実現することを想定している。タブレット端末を形成するコンピュータは、従前から存在する汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、コンピュータは、図２に示したようにＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ストレージ２４、ユーザインタフェース手段であるタッチパネル２５、通信手段として設けられたネットワークインタフェース（ＩＦ）２６を内部バス２７に接続して構成される。

図１に戻り、データ処理装置１０は、データ収集部１１、判定処理部１２、情報提供部１３及びデータ記憶部１４を有している。データ収集部１１は、第１収集手段及び第２収集手段として設けられ、ロガー４０により測定され蓄積された０．５秒毎の直流電流値（測定データ）を収集し、データ記憶部１４に書き込み保存する。判定処理部１２は、判定手段として設けられ、詳細は後述するように接続状態時データに対する接続状態時データと非接続状態時データとの差分の比率に基づき性能検査対象のストリング２の発電性能の良否を判定する。情報提供部１３は、判定処理部１２による判定結果をタッチパネル２５に表示するなどして検査作業員等に情報提供する。

データ処理装置１０における各構成要素１１〜１３は、データ処理装置１０を形成するコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ２１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、データ記憶部１４は、データ処理装置１０に搭載されたストレージ２４にて実現される。あるいは、ＲＡＭ２３又は外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵ２１がプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。

次に、本実施の形態におけるストリング２の性能検査を行う手順について説明する。性能検査対象とするストリング２の順番は特に定める必要はないので、本実施の形態では、識別番号の若い順に性能検査対象としていくことにする。また、タブレット端末をデータ処理装置１０として用いる場合を例にして説明する。

検査作業員は、タブレット端末１０とロガー４０を持って性能検査の実施対象となる太陽光発電システムの設置場所へ出向く。そして、検査作業員は、集電箱４のいずれかのブレーカー４４の接続箱３側にロガー４０のＤＣクランプ４１を接続する。つまり、ＤＣクランプ４１が接続されたブレーカー４４の配線の先にある接続箱３に、検査対象とするストリング２を含む太陽電池アレイ１が接続されていることになり、これにより、接続箱３から出力される直流電流が測定されることになる。なお、本実施の形態においては、ストリング２を性能検査の実施単位とし、いずれか１つのストリング２が性能検査対象となるが、ＤＣクランプ４１が接続されることによって性能検査対象のストリング２を含む太陽電池アレイ１及びその太陽電池アレイ１を接続する接続箱３がそれぞれ特定される。以降の説明においては、「太陽電池アレイ１」及び「接続箱３」という場合、太陽光発電システムに含まれる複数の太陽電池アレイ１及び接続箱３のうち、説明の便宜上、特に断らない限り、以上のように特定された太陽電池アレイ１及び接続箱３のことを指すものとする。

検査作業員はまた、集電箱４の各ブレーカー４４からの配線がまとめられた先のパワーコンディショナー５側の位置にロガー４０のプローブ４２を接続する。これにより、集電箱４から出力される電圧が測定されることになる。

なお、本実施の形態では、集電箱４に取り付けるようにロガー４０を設置したが、直流電流の測定箇所は、各接続箱３から集電箱４の間の配線部分であれば、ＤＣクランプ４１をどこに取り付けてもよい。同様に、電圧の測定箇所は、集電箱４とパワーコンディショナー５との間の配線部分であれば、プローブ４２をどこに取り付けてもよい。

以上のようにロガー４０を設置し、ＤＣクランプ４１及びプローブ４２を配線の所定の位置に接続すると、検査作業員は、ロガー４０に対して所定の操作を行って直流電流及び電圧の記録を開始させる。その後、検査作業員は、ＤＣクランプ４１が接続された配線の先にある接続箱３の設置位置まで移動する。

まず、初期の状態として、太陽電池アレイ１に含まれる全てのストリング２を接続箱３及び集電箱４を介してパワーコンディショナー５に接続する。つまり、検査作業員は、ストリング２が接続された全てのブレーカー３４をオン状態にする。「オン状態（ＯＮ状態）」というのは、当該ストリング２に対応するブレーカー３４をオンにすることで、当該ストリング２がパワーコンディショナー５に接続されている状態のことをいう。これにより、当該ストリング２からの電気はパワーコンディショナー５に送られる。一方、「オフ状態（ＯＦＦ状態）」というのは、当該ストリング２に対応するブレーカー３４をオフにすることで、当該ストリング２がパワーコンディショナー５から切り離された状態のことをいう。これにより、当該ストリング２からの電気はパワーコンディショナー５に送られない。なお、集電箱４におけるブレーカー４４は、常時オン状態とする。

以上の初期状態から、検査作業員は、接続箱３のフタを開け、識別番号が１のストリング２から順番に次の処理を施す。なお、識別番号がｎ（ｎ＝１，２，．．．，Ｎ、Ｎは太陽電池アレイ１に含まれるストリング２の数）のストリング２を便宜的に「ｎ番目のストリング２」と称することにすると、検査作業員は、１番目のストリング２に対応するブレーカー３４をオフにすることでオフ状態にする。本実施の形態では、２秒間オフ状態にする。２秒経過すると、１番目のストリング２に対応するブレーカー３４をオンにすることでオン状態に戻す。すなわち、全てのストリング２がオン状態になる。この全てのストリング２をオン状態にしてから２秒経過すると、今度は２番目のストリング２に対応するブレーカー３４をオフにすることでオフ状態にする。そして、２秒経過すると、２番目のストリング２に対応するブレーカー３４をオンにすることでオン状態に戻す。これにより、全てのストリング２がオン状態になる。このように、検査作業員は、全ストリング２を２秒間オン状態にした状態と、いずれか１つのストリング２をオフ状態にした状態と、を交互に形成するというブレーカー３４の切替作業を、予め決められた周期でＮ番目のストリング２まで繰り返し行う。

以上の切替作業が検査作業員により実施されている間、ロガー４０は、１つの接続箱３から送られてくる直流電流を測定しているが、図３には、この測定により収集、蓄積された測定データがグラフ形式で示されている。各ストリング２のオン／オフ状態が２秒間隔で切り替えられると、図３に例示したように２秒間隔で測定データにより示される直流電流の値は上下を繰り返す。図３において、例えば、ａで示されている部分は１番目のストリング２がオフ状態のとき、ｂで示されている部分は２番目のストリング２がオフ状態のとき、Ｎで示されている部分はＮ番目のストリング２がオフ状態のときである。なお、本実施の形態では、太陽電池アレイ１に含まれるストリング２の全てが接続箱３を介してパワーコンディショナー５に接続されているときに、接続箱３から出力される直流電流の測定データを「接続状態時データ」と称することにする。また、太陽電池アレイ１に含まれる複数のストリング２のうち性能検査対象のストリング２のみがパワーコンディショナー５から切り離されているときに、接続箱３から出力される直流電流の測定データを「非接続状態時データ」と称することにする。図３において、接続状態時データから直流電流値が下がったａ，ｂ，Ｎで示されている部分は非接続状態時データに該当する。

なお、ロガー４０は、０．５秒間隔で直流電流を測定するので、厳密には、測定データは、図３に示したように連続線ではなく０．５秒間隔のドットで示されることになる。そして、各ストリング２を２秒間隔でオン／オフ状態しているので、２秒間で示される測定データは、４つのドットで構成されることになる。ただ、図３では、便宜的に連続線で示した。

このようにして、１つの接続箱３に対する作業が終了すると、検査作業員は、検査をまだ実施していない他の接続箱３が接続された配線にＤＣクランプ４１を接続することで性能検査対象とするストリング２を有する太陽電池アレイ１を切り替える。そして、切替先の太陽電池アレイ１が接続された接続箱３の設置位置まで移動し、その接続箱３に対しても上記と同様に処理する。そして、集電箱４に接続された全ての接続箱３に対して上記と同様に処理することで、最終的に太陽光発電システムに含まれる全てのストリング２に対して２秒間のオフ状態時における直流電流を測定する。以上の測定データの収集作業が終了すると、検査作業員は、ロガー４０に対して所定の操作を行って直流電流及び電圧の記録を停止させる。

ところで、本実施の形態では、以上説明した測定データを収集するために、検査作業員は、２秒間隔でブレーカー３４を順番にオン／オフする必要がある。このオン／オフの切替作業を検査作業員にできるだけ正確に実施させるために、例えば、タブレット端末１０から２秒毎に何らかの音を出力させるようにしてもよい。検査作業員は、その音に合わせてブレーカー３４をオン／オフする。

次に、本実施の形態におけるデータ処理装置１０が実施する性能判定処理について図４に示したフローチャートを用いて説明する。

検査作業員は、ロガー４０をタブレット端末１０にＵＳＢケーブル等を用いて有線接続、又は無線により接続する。そして、検査作業員がタブレット端末１０のアプリケーションを起動するなど所定の操作や測定データの取込期間などを指定すると、データ収集部１１は、ロガー４０に蓄積された測定データを取得し、データ記憶部１４に書き込む（ステップ１０１）。

図５は、本実施の形態におけるデータ記憶部１４に記憶された測定データの一例を示した図である。測定データには、当該測定データの測定時刻、当該測定データ（直流電流値）を示す測定電流と、当該測定データが測定されたときのストリング２の状態を示す状態情報と、が対応付けして記憶される。なお、測定データを測定した時間情報には、時刻のみを示し年月日を省略している。

ところで、図５に示したように、検査作業員は、測定データに含まれる１ストリング分の非接続状態時データ（図３におけるａ，ｂ，Ｎ）と、検査作業員によりオン／オフの切替作業対象とされるブレーカー３４に対応するストリング２と、を１対１に対応付ける必要がある。この手法として事前同期、逐次同期及び事後同期とが考えられる。事前同期は、ブレーカー３４をオフ／オンする時刻と電流測定時刻を予め決めておく手法である。ただ、様々なタイミング変動要因の影響を受けやすく測定誤差が生じやすい。逐次同期は、ブレーカー３４を操作して電流の測定を指示する。この場合、電流値の変化、安定を確認してから測定、記録する必要がある。従って、手間や測定に要する所要時間が多大となる。事後同期は、どのストリング２に対応する測定値がどの時点の測定値であるかを測定結果を見て決める。つまり、(ブレーカー３４のオフ／オンを一定周期で行う。そして、その操作とは別個に電流をより短い周期でロギングする。それらを後から突き合わせる。事後同期では、様々なタイミング変動要因を吸収できる。
そこで、本実施の形態では、事後同期を採用する。具体的には、判定処理部１３は、検査員の操作に応じてデータ記憶部１４に記憶された測定データをタッチパネル２５上の所定の設定画面に表示する。検査作業員は、設定画面上の測定データを参照して、最初に直流電流値が大きく下がって部分を１番目のストリング２と対応付ける。判定処理部１３は、検査作業員による測定電流とストリング２とを対応付けをデータ記憶部１４に設定する。

本実施の形態では、接続状態時データに対する接続状態時データと非接続状態時データとの差分の比率に基づきストリング２の発電性能の良否を判定するが、この比率を算出する手順について図６を用いて説明する。

図６は、図３に示した測定データの一部を拡大した図である。一点鎖線の楕円６１で囲んだ部分に含まれる測定データは、接続状態時データであり、二点鎖線の楕円６２で囲んだ部分に含まれる測定データは、非接続状態時データである。拡大することで明確に図示したが、測定データは、０．５秒間隔で収集されるので、ストリング２のオン／オフ状態が２秒間隔で切り替わる間に４つの測定データが得られる。なお、図６では、図３と対応付けるために各ストリング２が同じ状態のときに収集された４つの測定データを補助線で結ぶように図示した。

ここでは、２番目のストリング２に着目してストリング２の性能の良否判定処理について説明する。図５に例示した測定データによると、２番目のストリング２がオフ状態のとき、すなわち、１０時４３分０４秒０、１０時４３分０４秒５、１０時４３分０５秒０及び１０時４３分０５秒５の時刻に直流電流が測定されている。本実施の形態では、２秒間の間に測定された直流電流のうち３番目の１０時４３分０５秒０に測定された直流電流値“４２．６４７”を、当該ストリング２がオフ状態のときの測定値として採用する。４つの測定データ全てを用い、例えば平均値を当該ストリング２がオフ状態のときの直流電流値をしてもよい。ただ、４つの測定データのうち１番目と４番目は、検査作業員によるブレーカー３４の切替タイミングが若干ずれて、２番目のストリング２がオフ状態ではなく全てのストリング２がオン状態のときに測定されたデータとなる可能性があるので利用し難い。この理由からすると、２番目の測定データを採用してもよいが、オン／オフの切替えによる影響で測定値が安定していない可能性がある。一方、３番目の測定データは、オン／オフの切替えから時間が経過しており、特に２秒間の中間で測定されている。このため、本実施の形態では、３番目の測定データ６４を代表して良否判定に用いることにした。他のストリング２がオフ状態のとき、また全てのストリング２がオン状態のときも同様に３番目の測定データ６２，６３，６５を用いることにする。

なお、本実施の形態では、０．５秒間隔で直流電流を記録するロガー４０を用い、２秒間隔でブレーカー３４を切り替えたので、２秒間に４つの測定データが得られる。このため、上記のように３番目の測定データを代表して良否判定に用いることにした。ただ、ロガー４０の記録間隔とブレーカー３４の切替周期との関係によって、３番目以外の測定データを採用するようにしてもよいし、複数の測定データのうち全部又は一部を使って平均値、中央値等を求め、それを当該ストリング２の測定値として用いるようにしてもよい。

判定処理部１２は、まず性能判定対象の２番目のストリング２を挟む全ストリング２がオン状態のときに収集された測定データ（接続状態時データ）の平均値を算出する（ステップ１０２）。図５に示した数値例を用いると、直前の全ストリング２がオン状態のときの測定データ（接続状態時データ）、具体的には１０時４３分０５秒０の２秒前の１０時４３分０３秒０のときの “４７．１１９”と、直後の全ストリング２がオン状態のときの測定データ（接続状態時データ）、具体的には１０時４３分０５秒０の２秒後の１０時４３分０７秒０のときの“４６．７３５”と、を取得し、この平均値“４６．９２７”を算出する。この測定データの平均値（以下、便宜的に「測定データ」と称する）は、図６に示したように測定データ６６としてプロットでき、この測定データ６６も接続状態時データに該当する。測定データ６６は、測定データ６４の収集時点において２番目のストリング２をオフ状態にしなかった場合に収集された測定データと仮定しうる。

本実施の形態では、２番目のストリング２をオフ状態にしなかった場合に収集された測定データ６６を、当該ストリングを挟む接続状態時データ６２，６３の平均値を用いて得るようにした。ただ、精度が若干下がるかもしれないが、直前の接続状態時データ６２又は直後の接続状態時データ６３の一方を測定データ６６として用いてもよい。また、３つ以上の接続状態時データを用いて測定データ６６を算出してもよい。

続いて、判定処理部１２は、測定データ６６と測定データ６４との差分Ｄを算出する（ステップ１０３）。具体的には、４６．９２７−４２．６４７＝４．２８と算出する。すなわち、２番目のストリング２をオフ状態にしたことで、直流電流値が４．２８［Ａ］減少したと推定される。

続いて、判定処理部１２は、測定データ６６に対する差分Ｄの比率を算出する（ステップ１０４）。具体的には、４．２８／４６．９２７≒０．０９１２と算出する。すなわち、２番目のストリング２からの出力電流は、当該ストリング２を含む太陽電池アレイ１の約９．１％を占めていると推定される。

ところで、図５に示した測定データは、Ｎ＝１１個のストリング２を有する太陽電池アレイ１から得られた数値例を示している。つまり、１個あたり１／Ｎ≒０．０９１、すなわち約９．１％の電流を出力している。ただ、日照や気温等によって若干の誤差が生じうるのでマージンを考慮するのが好適である、例えば、９割をマージンとして考慮すると、ストリング２が正常であれば、太陽電池アレイ１において９．１％×０．９≒８．２％以上の電流を出力していると推定できる。この正常なストリング１個当たりが出力すべき直流電流値（８．２％）をストリング２の良否判定をするための判定基準値として予め設定しておく。

判定処理部１２は、測定データ６６に対する差分Ｄの比率を算出すると、この比率を判定基準値と比較することで、当該ストリング２の性能の良否判定を行う（ステップ１０５）。この例だと、２番目のストリング２からの出力電流の太陽電池アレイ１全体からの出力電流の占める割合（比率）が９．１％なので、判定基準値以上である。従って、２番目のストリング２の性能は「良」と判定する。判定処理部１２は、以上のようにして各ストリング２の良否判定を行う。

なお、判定処理部１２による判定処理の実行タイミングは、１つの接続箱３の測定データが収集される度に実行してもよいし、全ての接続箱３からの測定データが収集された後にまとめて実施してもよい。

判定処理部１２において各ストリングの良否判定が行われると、情報提供部１３は、判定処理部１２による判定結果をタッチパネル２５に表示することで検査作業員に知らせたり、ネットワーク経由でシステム管理等に送信することで情報提供する。

本実施の形態においては、以上のようにして各ストリング２の性能の良否判定を行う。仮に、性能が否と判定されたストリング２に対しては、否と判定された原因を突き止めるために測定器等を用いて詳細な検査を実施するようにしてもよい。本実施の形態の場合、詳細な性能検査を性能が否と判定されたストリング２に対してのみ実施すればよいので、性能検査に要するコストを大幅に削減することが可能になる。

本実施の形態では、測定データの記録間隔が０．５秒のロガー４０を用いるようにした。理論的には、ストリング２のオン／オフ状態の切替間隔もこれに合わせて０．５秒とすることは可能かもしれない。ただ、検査作業員による手動での切替作業等を考慮すると、ストリング２の良否判定の精度上、２秒以上は必要である。よって、ストリング２のオン／オフ状態の切替間隔を２秒と設定することは妥当であると考えられる。このように、測定データの収集を短時間で行うことができるので、本実施の形態は、１００ストリング以上の規模を持つ相対的に大規模な太陽光発電システムにおける性能検査に好適である。このような大規模な発電所では、１台のパワーコンディショナーに接続されるストリング数も多いため、１本のストリングをＯＦＦ，ＯＮした時にパワーコンディショナーの運転に与える擾乱も無視できる。

なお、本実施の形態では、直流電流の比率に応じてストリング２の性能検査を行うようにしたので、電圧を測定する必要はないが、例えば、電力値を用いて良否判定を行う場合には、電圧も合わせて測定、記録すればよい。

また、本実施の形態では、ストリング２を性能検査の実施単位としたが、接続箱３又は集電箱４の接続形態によっては、例えば太陽電池モジュール等異なる単位で性能検査を行う場合に適用してもよい。

１太陽電池アレイ、２ストリング、３接続箱、４集電箱、５パワーコンディショナー、６日射計、７気温計、８受変電設備・構内配電設備、９電力会社、１０データ処理装置（タブレット端末）、１１データ収集部、１２判定処理部、１３情報提供部、１４データ記憶部、２１ＣＰＵ、２２ＲＯＭ、２３ＲＡＭ、、２４ストレージ、２５タッチパネル、２６ネットワークインタフェース（ＩＦ）、２７内部バス、３４，４４ブレーカー、４０直流電流・電圧ロガー、４１ＤＣクランプ、４２プローブ。

Claims

性能検査の実施単位となる複数の単位発電手段を有する太陽光発電手段と、パワーコンディショナーと、前記太陽光発電手段に含まれる前記単位発電手段それぞれを接続する複数の遮断器を内蔵し、前記各単位発電手段からの複数の配線をまとめて前記パワーコンディショナーに接続し、前記複数の単位発電手段が個々に発電した電気をまとめて前記パワーコンディショナーへ送る接続箱と、を有する太陽光発電システムにおける性能検査装置において、
全ての前記遮断器をオン状態にすることによって、前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記接続箱から出力される直流電流の測定データを接続状態時データとして収集する第１収集手段と、
前記複数の単位発電手段のうち性能検査対象の単位発電手段を接続する前記遮断器のみをオフ状態にすることによって、当該単位発電手段のみが前記パワーコンディショナーから切り離されているときに、前記接続箱から出力される直流電流の測定データを非接続状態時データとして収集する第２収集手段と、
接続状態時データに対する接続状態時データと非接続状態時データとの差分の比率に基づき当該単位発電手段の発電性能の良否を判定する判定手段と、
人手による前記遮断器のオンとオフの切替タイミングを示す時間間隔にて定周期的に音を出力する音出力手段と、
を有することを特徴とする太陽光発電システムにおける性能検査装置。
前記第１収集手段は、接続状態時データを収集してから前記第２収集手段により非接続状態時データが収集された後、前記性能検査対象の単位発電手段が再度接続されることにより前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記接続箱から出力される直流電流の測定データを再接続状態時データとして収集し、
前記判定手段は、接続状態時データと再接続状態時データとの平均値を接続状態時データとして算出し、算出した接続状態時データに対する算出した平均接続状態時データと非接続状態時データとの差分の比率に基づき当該単位発電手段の発電性能の良否を判定することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムにおける性能検査装置。
前記判定手段は、前記第１収集手段及び前記第２収集手段により収集された測定データを表示することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムにおける性能検査装置。