太陽光発電システムの状態監視装置およびコンピュータプログラム
【課題】 太陽電池セルやパワーコンディショナ等の各種構成要素の異常を容易にかつ確実に監視者に知らせる。
【解決手段】 複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備えた太陽光発電システム(10)の状態を監視する。前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の可視光光源(21)の可視光を受光する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
【解決手段】 複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備えた太陽光発電システム(10)の状態を監視する。前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の可視光光源(21)の可視光を受光する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電システムの状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルを直列及び並列に配列した太陽電池モジュールから得られる直流電力がパワーコンディショナ（ＰＣＳ）により交流電力に変換される。ところが、太陽電池パネルが並列に接続されているので、太陽電池パネルのひとつ、あるいは太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルのうちのひとつが破損などのために発電能力が低下してもパワーコンディショナ側では合計した電力のみを検出しているために、太陽電池パネルの破損、劣化を認識できずに運転が継続されてしまうという問題点があった。
【０００３】
これを防ぐために、例えば特許文献１に示されているように、太陽電池パネルの異常を早期に検出することができる太陽電池監視装置が開発されている。すなわち、複数の太陽電池パネルの各パネル毎の発電電力を監視部で常時監視し、各パネル毎の発電電力と監視部に設定された理論発電電力値を比較し、一定時間連続してパネル毎の発電電力値が理論発電電力値より小さいときには、その太陽電池パネルの少なくとも１つが不良であることを検出するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７５１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、太陽光発電システムは、省エネと環境保護の見地から太陽光発電に多くの関心が高まり、ますます広大な敷地や工場施設の屋根等に多数の太陽電池パネルを使用した太陽電池モジュールを敷設するなど大型化している。したがって、多数の太陽電池パネルの状態を常時管理することが要求される。しかし、太陽電池パネルやパワーコンディショナ（ＰＣＳ）など、太陽光発電システムの要素の部分的な不具合を確実にかつ素早く発見することが難しい問題であった。
【０００６】
さて、特許文献１の場合では太陽電池パネル毎に異常を検知すべく電力監視部に接続配線しており、電力監視部にて各電池パネルの発電電力の実測値と予め設定した基準値と比較して異常か否かを判断しており、高価な設備を要するものであった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、広大な面積に設置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを構成する太陽電池セルやパワーコンディショナ（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を容易にかつ確実に監視者に知らせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１）
請求項１に記載の発明は、太陽光発電システム(10)の状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置(20)に係る。
太陽光発電システム(10)は、複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、その複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備える。
更に、前記各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の電磁波発信源(21)の電磁波を受信する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の電磁波発信源(21)の電磁波によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
【０００９】
（用語説明）
「電磁波」とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波（波動）のことであり、その中には、電波（低周波、超長波、長波、中波、短波、超短波、マイクロ波など）や、光波（赤外線、可視光線、紫外線など）がある。
【００１０】
（作用）
広大な面積に設置された太陽電池モジュール(11)の太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)やパワーコンディショナ(15)（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を検出すると、複数の電磁波発信源(21)の中から該当する電磁波発信源(21)が電磁波を発信し、その電磁波を対応する受信装置(30)で受信する。そのため、異常箇所の位置や各種構成要素の物理的なデータを容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
【００１１】
（請求項２）
請求項２に記載の発明は、太陽光発電システム(10)の状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置(20)に係り、 複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、その複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備える。
更に、前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の可視光光源(21)の可視光を受光する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
【００１２】
（用語説明）
「可視光」とは、電磁波の中の光波の一つの波動であり、直進性が良く、特定波長で発光することができるので、その特定波長と直進性を利用し、可視光通信を行うことができる。また、その可視光通信では、無線通信と同様、太陽電池セル(13)の温度、電圧、電流などの物理量を送信することができる。可視光通信は、変調させることによって複雑な情報を扱うこともできる。
「可視光光源」とは、上記の「可視光」を発光する光源である。一般的には、消費電力が低いのでＬＥＤ（発光ダイオード）を採用することが多い。
「点灯または消灯」としているのは、異常時に点灯するパターン、異常時に消灯するパターンのいずれが発見しやすいか、ランニングコストが安いか、などを選択できるようにする趣旨である。なお、「点灯または消灯」には、周期性のある点滅をも含むこととする。
【００１３】
（作用）
広大な面積に設置された太陽電池モジュール(11)の太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)やパワーコンディショナ(15)（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を検出すると、複数の可視光光源(21)の中から該当する可視光光源(21)が可視光を発光し、その可視光は対応する受信装置(30)が受光する。そのため、異常箇所の位置や各種構成要素の物理的なデータを容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
更に、現場に駆けつけたメンテナンス担当者は、発光しているのが可視光であるので、どこに異常な箇所があるのかをすぐに把握できる。
【００１４】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、 前記各種構成要素は、複数の太陽電池セルで構成される一ユニット単位毎に備えることとした。
構成要素を一ユニット毎に備えることによって、異常が発生した箇所を発見しやすくする趣旨である。
【００１５】
（作用）
異常発生した箇所は、一ユニット毎に交換すればよい。すなわち、異常な箇所を素早く取り除き、また元通りにするまでの時間を短縮できる。
【００１６】
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記一ユニット単位が、太陽電池パネル(12)単位、あるいは幾つかの太陽電池パネル(12)で構成されることを特徴とする。
【００１７】
（作用）
一ユニット単位が太陽電池パネル(12)とすると、パネルの形態であるので新たな太陽電池パネル(12)に交換し易くなる。このとき、太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)の数が少ないものであれば交換する量が小さくなるので安価になる。
【００１８】
（請求項５）
請求項５に記載の発明は、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記可視光光源(21)は、一ユニット単位を構成する複数の太陽電池セル(13)のうちの隣接する太陽電池セル(13)の異常を検出したときに可視光を点灯または消灯する構成であり、 一ユニット単位に対して１つの可視光光源(21)を設けていることを特徴とする。
【００１９】
（作用）
一ユニット単位の中で１つの太陽電池セル(13)が異常発生すると、一ユニット単位の合計発電電力は、異常判断基準値よりも低くなるので、その異常が検出される。異常判断基準値は、太陽電池セル(13)の初期発電能力と経験値による予測値を加味した数値に対して異常とする設定値である。
【００２０】
（請求項６）
請求項６に記載の発明は、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)は、前記複数の可視光光源(21)から発光する可視光を前記各可視光光源(21)に対応して受光する一または複数の受光素子(32)であり、 前記異常箇所識別装置(40)は、前記一または複数の受光素子(32)の受光状態から前記可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置(42)であることを特徴とする。
【００２１】
（作用）
一または複数の受光素子(32)は複数の各可視光光源(21)に対応して受光するので、異常を検出して点灯または消灯する各可視光光源(21)は制御装置(42)で容易に識別され、表示装置などで表示される。
【００２２】
（請求項７）
請求項７に記載の発明は、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)は、前記複数の可視光光源(21)から発光する可視光を撮像する撮像手段(51)であり、前記異常箇所識別装置(40)は、前記撮像手段(51)で撮像した画像を分析して前記複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置(42)であることを特徴とする。
【００２３】
（作用）
撮像手段(51)により、太陽光発電システム(10)の全体をとらえるようにズームオートし、可視光光源(21)から発光する可視光を撮像し、その画像を制御装置(42)で分析して太陽光発電システム(10)の全体の不具合発生状況を可視光により診断する。
【００２４】
（請求項８）
請求項８に記載の発明は、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)および異常箇所識別装置(40)は、可視光通信プログラムを搭載した携帯情報端末（たとえば携帯電話44）であることを特徴とする。
【００２５】
（作用）
携帯情報端末に可視光通信プログラムを搭載することにより、監視者は太陽電池モジュール(11)の複数の電磁波発信源(21)から発光する可視光を受信できる範囲内にいれば、その場で太陽電池モジュール(11)の状況を確実に確認することができる。
【００２６】
（請求項９）
請求項９に記載の発明は、請求項２、３、４又は５に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、 前記受信装置(30)は、前記複数の各受光素子(32)を前記各可視光光源(21)に対応する位置に配置し、かつ前記複数の各受光素子(32)の受光状態を表示する表示用光源(41)を設けることで、対応する複数の可視光光源(21)の異常箇所を視覚的に表示する受光パネル(31)であることを特徴とする。
【００２７】
（作用）
監視者は、受光パネル(31)を目視することで太陽電池モジュール(11)の状態を容易にかつ確実に監視することができる。
【００２８】
（請求項１０）
請求項１０に記載の発明は、 複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムに係る。
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信した旨の情報を受信する受信手順と、 その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、 その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順とを、コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。
【００２９】
前記演算手順が異常箇所に関する情報を演算するため、各種構成要素と受信手順が受信する情報との対応テーブルについては、予めコンピュータの記憶手段に記憶されているか、対応テーブルを記憶している装置に当該コンピュータがアクセスする。
【００３０】
（請求項１１）
請求項１１に記載の発明は、複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムに係る。
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の可視光光源の可視光を受光した旨の情報を受信する受信手順と、 その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、 その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順とを、コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１から請求項９に記載の発明によれば、広大な面積に設置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを構成する太陽電池セルやパワーコンディショナ（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を、容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
請求項１０および請求項１１に記載の発明に係るコンピュータプログラムは、太陽光発電システムの状態監視装置を制御するコンピュータにインストールされて用いられることにより、太陽光発電システムの状態監視を自動化することに寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１を参照するに、本実施形態に係る太陽光発電システム１０は、複数の太陽電池セル１３を配列した太陽電池パネル１２と、その複数の太陽電池パネル１２を配列した太陽電池モジュール１１と、その太陽電池モジュール１１から得られる直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ１５（ＰＣＳ）と、その他に受変電設備１６や電力計測装置１７や表示装置１８などの各種構成要素で構成されている。
【００３３】
なお、受変電設備１６から必要な電力が送電されることになる。また、太陽光発電システム１０は、少なくとも１つ以上の太陽電池モジュール１１が配列されている。
【００３４】
また、本実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置２０は、上記の太陽電池モジュール１１では、幾つかの太陽電池セル１３で一ユニット単位１４を構成し、この一ユニット単位１４毎に異常を検出して可視光を点灯または消灯する可視光光源としての例えばＬＥＤ２１が設けられている。例えば、図２に模式的に示されているように、４つの太陽電池セル１３で一ユニット単位１４を構成しており、その４つの太陽電池セル１３は電気的に接続しており、その一ユニット単位１４毎に得られた発電電力が合算される。
【００３５】
なお、上記の太陽電池セル１３は、経時的な劣化、設置環境の変化、外気温度の変化、一日の日射量によって得られる発電電力が異なってくるのであるが、この中で問題となるのは経時的な劣化や何らかの原因による異常である。この異常発生した太陽電池セル１３、ないしはその異常の太陽電池セル１３を含む一ユニット単位１４の箇所を発見し、一ユニット単位１４の太陽電池セル１３を新たな正常な太陽電池セル１３と交換する必要がある。
【００３６】
上記の設置環境の変化、外気温度の変化、一日の日射量による発電電力は、予め経験値として実測しておくことによって、その日の状況に応じて得られる発電電力を予測することができる。一方、太陽電池セル１３自体の初期発電能力は予め測定しておくことによって分かる。したがって、太陽電池セル１３の初期発電能力と経験値による予測値を加味した数値に対して異常とする異常判断基準値が設定される。
【００３７】
一ユニット単位１４の中で太陽電池セル１３が１つでも異常発生すると、例えば一ユニット単位１４で４つの太陽電池セル１３の合計発電電力が予め設定した異常判断基準値よりも低くなるので、その異常を検出することができる。
【００３８】
太陽電池は一種のフォトダイオードであり、そのフォトダイオードは受光素子の基本となる素子であり、例えば、増幅回路と組み合わされてフォトトランジスタになり、集積回路と組み合わされることによってフォトＩＣになるものである。しかも、フォトダイオードは光量と、発生する電流量の比が安定しているので、精度を必要とする光センサの受光素子、つまり受光と判断と出力の機能を合わせ持つものとして使用することができる。
【００３９】
前述の機能を利用して、例えば幾つかの太陽電池セル１３からなる一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１を設け、上述したように温度、電圧、電流などの物理量を測定し、それらの物理量から不具合（異常）を判断したときに前記ＬＥＤ２１が可視光を点灯するようにできる。あるいは、その逆に、通常はすべてのＬＥＤ２１が可視光を発光しており、異常が発生したときに消灯するようにしても良い。換言すれば、前記ＬＥＤ２１が点灯、消灯のいずれかで太陽電池セル１３の一ユニット単位１４毎に異常発生を表示することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、４つの太陽電池セル１３でなる一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１を設けている。しかし、それより少ないあるいは多い数の複数枚の太陽電池セル１３で構成される太陽電池パネル１２を一ユニット単位１４とすることも、あるいは複数枚の太陽電池パネル１２を一ユニット単位１４とすることもできる。いずれにしても、一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１を設ける。
【００４１】
また、上記の太陽電池モジュール１１から離れた場所には、その太陽電池モジュール１１に設置されているすべてのＬＥＤ２１から発光される可視光を可視光通信として受光（受信）する受信装置３０としての例えば受光パネル３１が設けられている。その受光パネル３１には、上記の複数の各ＬＥＤ２１から発光する可視光をそれぞれ対応して受光する複数の受光素子３２が、前記複数の各ＬＥＤ２１に対応する位置に配置されている。
なお、一枚の受光パネル３１に対して受光素子３２は一つであっても複数であっても良い。
【００４２】
上記の受信装置３０で検出した複数のＬＥＤ２１の可視光による異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置４０が設けられている。すなわち、その異常箇所識別装置４０としては、複数の各受光素子３２にそれぞれの受光状態を表示する表示用光源としての例えば表示用ＬＥＤ４１を設けることができる。
可視光光源としてのＬＥＤ２１は消費電力が低いので省エネ効果が高いものである。また、ＬＥＤ２１の可視光は直進性が良く、特定波長で発光することができるので、その特定波長と直進性を利用し、可視光通信により監視者に知らせる工夫をしている。また、その可視光通信では、太陽電池セル１３の温度、電圧、電流などの物理量のデータを送信することができる。
【００４３】
図１の太陽電池モジュール１１に対応する受光パネル３１としては、図３に示されているように、太陽電池モジュール１１における各太陽電池セル１３に対応する位置の識別位置（セル住所）が設けられている。本実施形態では、５つの太陽電池パネル１２は、それぞれ順に（Ｉ）〜（Ｖ）で識別されており、各太陽電池パネル１２の太陽電池セル１３は横軸にａ〜ｈの符号が付されており、縦軸に１〜１２の番号が付されている。太陽電池モジュール１１における各太陽電池セル１３と受光パネル３１の対応する位置は、同じ識別位置（セル住所）となる。したがって、各太陽電池セル１３の識別位置（セル住所）は、例えば、「（Ｉ）のａ−１」，「（ＩＶ）のｃ−５」という具合に識別されることになる。
【００４４】
本実施形態では、４つの太陽電池セル１３でなる一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１が設けられているので、受光パネル３１には各ＬＥＤ２１に対応する識別位置（セル住所）に、それぞれ対応する受光素子３２とその受光状態を表示する表示用ＬＥＤ４１が設けられている。なお、各ＬＥＤ２１の可視光の波長は互いに異なっており、各受光素子３２は対応するＬＥＤ２１の可視光のみを受光する構成となっている。
【００４５】
したがって、太陽電池モジュール１１の１つのＬＥＤ２１が異常を示す発光が生じると、そのＬＥＤ２１の可視光は直進して受光パネル３１に設けた対応する受光素子３２に受光されることになる。すると、その受光素子３２に接続した表示用ＬＥＤ４１が発光することになる。これにより、監視者は受光パネル３１で発光した表示用ＬＥＤ４１の位置を確認することによって、実際に異常となった太陽電池セル１３の１つのグループの識別位置（セル住所）を容易にかつ確実に知ることができる。その結果、その異常の太陽電池セル１３を新たな太陽電池セル１３に容易にかつ確実に交換することができる。
【００４６】
例えば、「（Ｉ）のｅ−９」の識別位置のＬＥＤ２１が発光したときは、受光パネル３１の「（Ｉ）のｅ−９」の識別位置の受光素子３２が受光し、その位置の表示用ＬＥＤ４１が発光する。これを目視確認した監視者は、（Ｉ）の太陽電池パネル１２の「ｅ−９」、「ｅ−１０」、「ｆ−９」、「ｆ−１０」の４つの太陽電池セル１３のグループで異常が発生したことを容易に素早くかつ確実に識別できる。その結果、そのグループの４つの太陽電池セル１３を新たな４つの太陽電池セル１３と交換することができる。
【００４７】
なお、前記異常箇所識別装置４０の一つの例としては、前述した太陽光発電システムの状態監視装置２０における受光パネル３１の複数の受光素子３２を、制御装置としての例えばホストコンピュータ４２に接続し、このホストコンピュータ４２により各受光素子３２の受光状態から太陽電池モジュール１１の異常を示したＬＥＤ２１の位置を判断することができる。ホストコンピュータ４２で判断したデータは例えばモニタ４３などの表示装置に表示することも、あるいは、監視者の携帯電話４４に転送して知らせることもできる。
【００４８】
なお、その場合は、受光素子３２に接続した表示用ＬＥＤ４１を設けなくとも良い。あるいは、表示用ＬＥＤ４１も設けておき、目視でもホストコンピュータ４２でも確認できるようにしても良い。
また、他の実施形態としては、前述した太陽光発電システムの状態監視装置２０における複数の受光素子３２は、太陽電池モジュール１１の複数の各ＬＥＤ２１から発光する可視光をそれぞれ対応して受光する受光素子３２であるので、受光パネル３１に前記各ＬＥＤ２１に対応する位置に配置しないで、単に一箇所に集合して設けるだけでも良い。しかし、この場合は目視で監視することはできないので、複数の受光素子３２は制御装置としての例えばホストコンピュータ４２に接続することによって、前述したのと同様にモニタ４３などの表示装置や監視者の携帯電話４４に表示することができる。
【００４９】
次に、他の実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置５０について説明する。なお、前述した太陽光発電システムの状態監視装置２０と同様の部材は同じ符号で付しておき、異なる部分のみを説明する。
【００５０】
図４に示されているように、受信装置３０は、太陽電池モジュール１１の複数のＬＥＤ２１から発光する可視光を撮像する撮像手段としての例えば監視用のＣＣＤカメラ５１が用いられる。この監視用のＣＣＤカメラ５１は、太陽光発電システム１０の全体をとらえるようにズームオートし、太陽光発電システム１０の全体の不具合発生を可視光により診断するものである。また、異常箇所識別装置４０としては、監視用のＣＣＤカメラ５１で撮像した画像を画像処理装置５２で分析し、制御装置としての例えばホストコンピュータ４２により複数のＬＥＤ２１の可視光から異常箇所を判断し、例えばモニタ４３などの表示装置に表示することも、あるいは、監視者の携帯電話４４に転送して知らせることもできる。
なお、上記の撮像手段は、デジタルカメラであっても、その他の実施形態の撮像手段であっても良い。
【００５１】
また、前述した太陽光発電システムの状態監視装置５０では、受信装置３０として撮像手段を用いているが、その撮像手段に換えて、受信装置３０と異常箇所識別装置４０の機能を合わせ持つ可視光通信プログラムを搭載した携帯電話であっても良い。この場合は、監視者は太陽電池モジュール１１の複数の電磁波発信源２１から発光する可視光を受信できる範囲内にいれば、その場で太陽電池モジュール１１の状況を確実に確認することができる。
また、前述した実施形態では太陽電池モジュール１１における太陽電池セル１３の異常を検出する場合について説明したが、パワーコンディショナ１５（ＰＣＳ）、受変電設備１６、電力計測装置１７等の各種構成要素の異常を検出する場合にも適用することができる。
【００５２】
以上のことから、この発明の太陽光発電システムの状態監視装置２０、５０では、広大な面積に設置された太陽電池モジュール１１の太陽電池パネル１２を構成する太陽電池セル１３やパワーコンディショナ１５（ＰＣＳ）等の各種構成要素の電圧・電流等の測定と、それらの不具合（異常）の発見とその不具合位置や電圧・電流等の測定データを可視光通信により容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
【００５３】
さらには、それらのデータは制御装置としてのホストコンピュータ４２あるいは携帯電話４４の端末の受信装置で診断することができる。また、上記の可視光通信により、太陽電池セル１３の温度、電圧、電流などの物理量を送信し、これらの物理量のデータは受信装置３０としての携帯電話４４の端末に収集し、各ＬＥＤ２１に対応する受光素子３２で受信する。そして、その受信した旨をホストコンピュータ４２や携帯電話４４の端末に収集することができる。その結果、太陽光発電システム１０の点検結果情報を効率的に収集することができる。
【００５４】
なお、前述した実施形態の太陽光発電システムの状態監視装置２０，５０では、可視光光源から発信する可視光通信が用いられているが、それに代えてその他の電磁波を用いて太陽電池モジュール１１の各種構成要素の異常を知らせるため、データを送信する通信手段とすることができる。
【００５５】
「電磁波」は、空間の電場と磁場の変化によって形成された波（波動）のことであり、その中には、電波（低周波、超長波、長波、中波、短波、超短波、マイクロ波など）や、光波（赤外線、可視光線、紫外線など）がある。
あるいは、可視光通信に代えて、異常を知らせるバイブレータなどの音波をキャッチするマイクや出力するスピーカなどを用いてそのスピーカから出力される所定の音波を通信に用いることや、所定の音波が出力された旨をマイクによって集音した旨を通信することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本願発明は、太陽光発電システムの製造業、太陽光発電システムのメンテナンス業、太陽光発電システムに関するソフトウェア開発業などにおいて、利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第一の実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置を示す斜視図である。
【図２】４つの太陽電池セル１３でなる一ユニット単位を示す平面図である。
【図３】図１の受光パネルを示す平面図である。
【図４】第二の実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 太陽光発電システム １１ 太陽電池モジュール
１２ 太陽電池パネル １３ 太陽電池セル
１４ 一ユニット単位 １５ パワーコンディショナ（ＰＣＳ）
１６ 受変電設備 １７ 電力計測装置
１８ 表示装置
２０ 太陽光発電システムの状態監視装置
２１ ＬＥＤ（可視光光源、電磁波発信源）
３０ 受信装置 ３１ 受光パネル
３２ 受光素子
４０ 異常箇所識別装置
４１ 表示用ＬＥＤ（表示用光源）４２ ホストコンピュータ（制御装置）
４３ モニタ（表示装置） ４４ 携帯電話
５０ 太陽光発電システムの状態監視装置
５１ 監視用のＣＣＤカメラ（撮像手段）
５２ 画像処理装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電システムの状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネルを直列及び並列に配列した太陽電池モジュールから得られる直流電力がパワーコンディショナ（ＰＣＳ）により交流電力に変換される。ところが、太陽電池パネルが並列に接続されているので、太陽電池パネルのひとつ、あるいは太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルのうちのひとつが破損などのために発電能力が低下してもパワーコンディショナ側では合計した電力のみを検出しているために、太陽電池パネルの破損、劣化を認識できずに運転が継続されてしまうという問題点があった。
【０００３】
これを防ぐために、例えば特許文献１に示されているように、太陽電池パネルの異常を早期に検出することができる太陽電池監視装置が開発されている。すなわち、複数の太陽電池パネルの各パネル毎の発電電力を監視部で常時監視し、各パネル毎の発電電力と監視部に設定された理論発電電力値を比較し、一定時間連続してパネル毎の発電電力値が理論発電電力値より小さいときには、その太陽電池パネルの少なくとも１つが不良であることを検出するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７５１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、太陽光発電システムは、省エネと環境保護の見地から太陽光発電に多くの関心が高まり、ますます広大な敷地や工場施設の屋根等に多数の太陽電池パネルを使用した太陽電池モジュールを敷設するなど大型化している。したがって、多数の太陽電池パネルの状態を常時管理することが要求される。しかし、太陽電池パネルやパワーコンディショナ（ＰＣＳ）など、太陽光発電システムの要素の部分的な不具合を確実にかつ素早く発見することが難しい問題であった。
【０００６】
さて、特許文献１の場合では太陽電池パネル毎に異常を検知すべく電力監視部に接続配線しており、電力監視部にて各電池パネルの発電電力の実測値と予め設定した基準値と比較して異常か否かを判断しており、高価な設備を要するものであった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、広大な面積に設置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを構成する太陽電池セルやパワーコンディショナ（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を容易にかつ確実に監視者に知らせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１）
請求項１に記載の発明は、太陽光発電システム(10)の状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置(20)に係る。
太陽光発電システム(10)は、複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、その複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備える。
更に、前記各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の電磁波発信源(21)の電磁波を受信する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の電磁波発信源(21)の電磁波によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
【０００９】
（用語説明）
「電磁波」とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波（波動）のことであり、その中には、電波（低周波、超長波、長波、中波、短波、超短波、マイクロ波など）や、光波（赤外線、可視光線、紫外線など）がある。
【００１０】
（作用）
広大な面積に設置された太陽電池モジュール(11)の太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)やパワーコンディショナ(15)（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を検出すると、複数の電磁波発信源(21)の中から該当する電磁波発信源(21)が電磁波を発信し、その電磁波を対応する受信装置(30)で受信する。そのため、異常箇所の位置や各種構成要素の物理的なデータを容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
【００１１】
（請求項２）
請求項２に記載の発明は、太陽光発電システム(10)の状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置(20)に係り、 複数の太陽電池セル(13)を配列した太陽電池パネル(12)と、その複数の太陽電池パネル(12)を配列した太陽電池モジュール(11)と、その太陽電池モジュール(11)で得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ(15)などの各種構成要素を備える。
更に、前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源(21)と、前記太陽電池モジュール(11)から離れた場所に設置して前記複数の可視光光源(21)の可視光を受光する受信装置(30)と、その受信装置(30)で検出した複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置(40)と、を備える。
【００１２】
（用語説明）
「可視光」とは、電磁波の中の光波の一つの波動であり、直進性が良く、特定波長で発光することができるので、その特定波長と直進性を利用し、可視光通信を行うことができる。また、その可視光通信では、無線通信と同様、太陽電池セル(13)の温度、電圧、電流などの物理量を送信することができる。可視光通信は、変調させることによって複雑な情報を扱うこともできる。
「可視光光源」とは、上記の「可視光」を発光する光源である。一般的には、消費電力が低いのでＬＥＤ（発光ダイオード）を採用することが多い。
「点灯または消灯」としているのは、異常時に点灯するパターン、異常時に消灯するパターンのいずれが発見しやすいか、ランニングコストが安いか、などを選択できるようにする趣旨である。なお、「点灯または消灯」には、周期性のある点滅をも含むこととする。
【００１３】
（作用）
広大な面積に設置された太陽電池モジュール(11)の太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)やパワーコンディショナ(15)（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を検出すると、複数の可視光光源(21)の中から該当する可視光光源(21)が可視光を発光し、その可視光は対応する受信装置(30)が受光する。そのため、異常箇所の位置や各種構成要素の物理的なデータを容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
更に、現場に駆けつけたメンテナンス担当者は、発光しているのが可視光であるので、どこに異常な箇所があるのかをすぐに把握できる。
【００１４】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、 前記各種構成要素は、複数の太陽電池セルで構成される一ユニット単位毎に備えることとした。
構成要素を一ユニット毎に備えることによって、異常が発生した箇所を発見しやすくする趣旨である。
【００１５】
（作用）
異常発生した箇所は、一ユニット毎に交換すればよい。すなわち、異常な箇所を素早く取り除き、また元通りにするまでの時間を短縮できる。
【００１６】
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記一ユニット単位が、太陽電池パネル(12)単位、あるいは幾つかの太陽電池パネル(12)で構成されることを特徴とする。
【００１７】
（作用）
一ユニット単位が太陽電池パネル(12)とすると、パネルの形態であるので新たな太陽電池パネル(12)に交換し易くなる。このとき、太陽電池パネル(12)を構成する太陽電池セル(13)の数が少ないものであれば交換する量が小さくなるので安価になる。
【００１８】
（請求項５）
請求項５に記載の発明は、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記可視光光源(21)は、一ユニット単位を構成する複数の太陽電池セル(13)のうちの隣接する太陽電池セル(13)の異常を検出したときに可視光を点灯または消灯する構成であり、 一ユニット単位に対して１つの可視光光源(21)を設けていることを特徴とする。
【００１９】
（作用）
一ユニット単位の中で１つの太陽電池セル(13)が異常発生すると、一ユニット単位の合計発電電力は、異常判断基準値よりも低くなるので、その異常が検出される。異常判断基準値は、太陽電池セル(13)の初期発電能力と経験値による予測値を加味した数値に対して異常とする設定値である。
【００２０】
（請求項６）
請求項６に記載の発明は、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)は、前記複数の可視光光源(21)から発光する可視光を前記各可視光光源(21)に対応して受光する一または複数の受光素子(32)であり、 前記異常箇所識別装置(40)は、前記一または複数の受光素子(32)の受光状態から前記可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置(42)であることを特徴とする。
【００２１】
（作用）
一または複数の受光素子(32)は複数の各可視光光源(21)に対応して受光するので、異常を検出して点灯または消灯する各可視光光源(21)は制御装置(42)で容易に識別され、表示装置などで表示される。
【００２２】
（請求項７）
請求項７に記載の発明は、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)は、前記複数の可視光光源(21)から発光する可視光を撮像する撮像手段(51)であり、前記異常箇所識別装置(40)は、前記撮像手段(51)で撮像した画像を分析して前記複数の可視光光源(21)の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置(42)であることを特徴とする。
【００２３】
（作用）
撮像手段(51)により、太陽光発電システム(10)の全体をとらえるようにズームオートし、可視光光源(21)から発光する可視光を撮像し、その画像を制御装置(42)で分析して太陽光発電システム(10)の全体の不具合発生状況を可視光により診断する。
【００２４】
（請求項８）
請求項８に記載の発明は、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、前記受信装置(30)および異常箇所識別装置(40)は、可視光通信プログラムを搭載した携帯情報端末（たとえば携帯電話44）であることを特徴とする。
【００２５】
（作用）
携帯情報端末に可視光通信プログラムを搭載することにより、監視者は太陽電池モジュール(11)の複数の電磁波発信源(21)から発光する可視光を受信できる範囲内にいれば、その場で太陽電池モジュール(11)の状況を確実に確認することができる。
【００２６】
（請求項９）
請求項９に記載の発明は、請求項２、３、４又は５に記載の太陽光発電システムの状態監視装置(20)を限定したものである。
すなわち、 前記受信装置(30)は、前記複数の各受光素子(32)を前記各可視光光源(21)に対応する位置に配置し、かつ前記複数の各受光素子(32)の受光状態を表示する表示用光源(41)を設けることで、対応する複数の可視光光源(21)の異常箇所を視覚的に表示する受光パネル(31)であることを特徴とする。
【００２７】
（作用）
監視者は、受光パネル(31)を目視することで太陽電池モジュール(11)の状態を容易にかつ確実に監視することができる。
【００２８】
（請求項１０）
請求項１０に記載の発明は、 複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムに係る。
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信した旨の情報を受信する受信手順と、 その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、 その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順とを、コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。
【００２９】
前記演算手順が異常箇所に関する情報を演算するため、各種構成要素と受信手順が受信する情報との対応テーブルについては、予めコンピュータの記憶手段に記憶されているか、対応テーブルを記憶している装置に当該コンピュータがアクセスする。
【００３０】
（請求項１１）
請求項１１に記載の発明は、複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムに係る。
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の可視光光源の可視光を受光した旨の情報を受信する受信手順と、 その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、 その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順とを、コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１から請求項９に記載の発明によれば、広大な面積に設置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを構成する太陽電池セルやパワーコンディショナ（ＰＣＳ）等の各種構成要素の異常を、容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
請求項１０および請求項１１に記載の発明に係るコンピュータプログラムは、太陽光発電システムの状態監視装置を制御するコンピュータにインストールされて用いられることにより、太陽光発電システムの状態監視を自動化することに寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１を参照するに、本実施形態に係る太陽光発電システム１０は、複数の太陽電池セル１３を配列した太陽電池パネル１２と、その複数の太陽電池パネル１２を配列した太陽電池モジュール１１と、その太陽電池モジュール１１から得られる直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ１５（ＰＣＳ）と、その他に受変電設備１６や電力計測装置１７や表示装置１８などの各種構成要素で構成されている。
【００３３】
なお、受変電設備１６から必要な電力が送電されることになる。また、太陽光発電システム１０は、少なくとも１つ以上の太陽電池モジュール１１が配列されている。
【００３４】
また、本実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置２０は、上記の太陽電池モジュール１１では、幾つかの太陽電池セル１３で一ユニット単位１４を構成し、この一ユニット単位１４毎に異常を検出して可視光を点灯または消灯する可視光光源としての例えばＬＥＤ２１が設けられている。例えば、図２に模式的に示されているように、４つの太陽電池セル１３で一ユニット単位１４を構成しており、その４つの太陽電池セル１３は電気的に接続しており、その一ユニット単位１４毎に得られた発電電力が合算される。
【００３５】
なお、上記の太陽電池セル１３は、経時的な劣化、設置環境の変化、外気温度の変化、一日の日射量によって得られる発電電力が異なってくるのであるが、この中で問題となるのは経時的な劣化や何らかの原因による異常である。この異常発生した太陽電池セル１３、ないしはその異常の太陽電池セル１３を含む一ユニット単位１４の箇所を発見し、一ユニット単位１４の太陽電池セル１３を新たな正常な太陽電池セル１３と交換する必要がある。
【００３６】
上記の設置環境の変化、外気温度の変化、一日の日射量による発電電力は、予め経験値として実測しておくことによって、その日の状況に応じて得られる発電電力を予測することができる。一方、太陽電池セル１３自体の初期発電能力は予め測定しておくことによって分かる。したがって、太陽電池セル１３の初期発電能力と経験値による予測値を加味した数値に対して異常とする異常判断基準値が設定される。
【００３７】
一ユニット単位１４の中で太陽電池セル１３が１つでも異常発生すると、例えば一ユニット単位１４で４つの太陽電池セル１３の合計発電電力が予め設定した異常判断基準値よりも低くなるので、その異常を検出することができる。
【００３８】
太陽電池は一種のフォトダイオードであり、そのフォトダイオードは受光素子の基本となる素子であり、例えば、増幅回路と組み合わされてフォトトランジスタになり、集積回路と組み合わされることによってフォトＩＣになるものである。しかも、フォトダイオードは光量と、発生する電流量の比が安定しているので、精度を必要とする光センサの受光素子、つまり受光と判断と出力の機能を合わせ持つものとして使用することができる。
【００３９】
前述の機能を利用して、例えば幾つかの太陽電池セル１３からなる一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１を設け、上述したように温度、電圧、電流などの物理量を測定し、それらの物理量から不具合（異常）を判断したときに前記ＬＥＤ２１が可視光を点灯するようにできる。あるいは、その逆に、通常はすべてのＬＥＤ２１が可視光を発光しており、異常が発生したときに消灯するようにしても良い。換言すれば、前記ＬＥＤ２１が点灯、消灯のいずれかで太陽電池セル１３の一ユニット単位１４毎に異常発生を表示することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、４つの太陽電池セル１３でなる一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１を設けている。しかし、それより少ないあるいは多い数の複数枚の太陽電池セル１３で構成される太陽電池パネル１２を一ユニット単位１４とすることも、あるいは複数枚の太陽電池パネル１２を一ユニット単位１４とすることもできる。いずれにしても、一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１を設ける。
【００４１】
また、上記の太陽電池モジュール１１から離れた場所には、その太陽電池モジュール１１に設置されているすべてのＬＥＤ２１から発光される可視光を可視光通信として受光（受信）する受信装置３０としての例えば受光パネル３１が設けられている。その受光パネル３１には、上記の複数の各ＬＥＤ２１から発光する可視光をそれぞれ対応して受光する複数の受光素子３２が、前記複数の各ＬＥＤ２１に対応する位置に配置されている。
なお、一枚の受光パネル３１に対して受光素子３２は一つであっても複数であっても良い。
【００４２】
上記の受信装置３０で検出した複数のＬＥＤ２１の可視光による異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置４０が設けられている。すなわち、その異常箇所識別装置４０としては、複数の各受光素子３２にそれぞれの受光状態を表示する表示用光源としての例えば表示用ＬＥＤ４１を設けることができる。
可視光光源としてのＬＥＤ２１は消費電力が低いので省エネ効果が高いものである。また、ＬＥＤ２１の可視光は直進性が良く、特定波長で発光することができるので、その特定波長と直進性を利用し、可視光通信により監視者に知らせる工夫をしている。また、その可視光通信では、太陽電池セル１３の温度、電圧、電流などの物理量のデータを送信することができる。
【００４３】
図１の太陽電池モジュール１１に対応する受光パネル３１としては、図３に示されているように、太陽電池モジュール１１における各太陽電池セル１３に対応する位置の識別位置（セル住所）が設けられている。本実施形態では、５つの太陽電池パネル１２は、それぞれ順に（Ｉ）〜（Ｖ）で識別されており、各太陽電池パネル１２の太陽電池セル１３は横軸にａ〜ｈの符号が付されており、縦軸に１〜１２の番号が付されている。太陽電池モジュール１１における各太陽電池セル１３と受光パネル３１の対応する位置は、同じ識別位置（セル住所）となる。したがって、各太陽電池セル１３の識別位置（セル住所）は、例えば、「（Ｉ）のａ−１」，「（ＩＶ）のｃ−５」という具合に識別されることになる。
【００４４】
本実施形態では、４つの太陽電池セル１３でなる一ユニット単位１４毎に１つのＬＥＤ２１が設けられているので、受光パネル３１には各ＬＥＤ２１に対応する識別位置（セル住所）に、それぞれ対応する受光素子３２とその受光状態を表示する表示用ＬＥＤ４１が設けられている。なお、各ＬＥＤ２１の可視光の波長は互いに異なっており、各受光素子３２は対応するＬＥＤ２１の可視光のみを受光する構成となっている。
【００４５】
したがって、太陽電池モジュール１１の１つのＬＥＤ２１が異常を示す発光が生じると、そのＬＥＤ２１の可視光は直進して受光パネル３１に設けた対応する受光素子３２に受光されることになる。すると、その受光素子３２に接続した表示用ＬＥＤ４１が発光することになる。これにより、監視者は受光パネル３１で発光した表示用ＬＥＤ４１の位置を確認することによって、実際に異常となった太陽電池セル１３の１つのグループの識別位置（セル住所）を容易にかつ確実に知ることができる。その結果、その異常の太陽電池セル１３を新たな太陽電池セル１３に容易にかつ確実に交換することができる。
【００４６】
例えば、「（Ｉ）のｅ−９」の識別位置のＬＥＤ２１が発光したときは、受光パネル３１の「（Ｉ）のｅ−９」の識別位置の受光素子３２が受光し、その位置の表示用ＬＥＤ４１が発光する。これを目視確認した監視者は、（Ｉ）の太陽電池パネル１２の「ｅ−９」、「ｅ−１０」、「ｆ−９」、「ｆ−１０」の４つの太陽電池セル１３のグループで異常が発生したことを容易に素早くかつ確実に識別できる。その結果、そのグループの４つの太陽電池セル１３を新たな４つの太陽電池セル１３と交換することができる。
【００４７】
なお、前記異常箇所識別装置４０の一つの例としては、前述した太陽光発電システムの状態監視装置２０における受光パネル３１の複数の受光素子３２を、制御装置としての例えばホストコンピュータ４２に接続し、このホストコンピュータ４２により各受光素子３２の受光状態から太陽電池モジュール１１の異常を示したＬＥＤ２１の位置を判断することができる。ホストコンピュータ４２で判断したデータは例えばモニタ４３などの表示装置に表示することも、あるいは、監視者の携帯電話４４に転送して知らせることもできる。
【００４８】
なお、その場合は、受光素子３２に接続した表示用ＬＥＤ４１を設けなくとも良い。あるいは、表示用ＬＥＤ４１も設けておき、目視でもホストコンピュータ４２でも確認できるようにしても良い。
また、他の実施形態としては、前述した太陽光発電システムの状態監視装置２０における複数の受光素子３２は、太陽電池モジュール１１の複数の各ＬＥＤ２１から発光する可視光をそれぞれ対応して受光する受光素子３２であるので、受光パネル３１に前記各ＬＥＤ２１に対応する位置に配置しないで、単に一箇所に集合して設けるだけでも良い。しかし、この場合は目視で監視することはできないので、複数の受光素子３２は制御装置としての例えばホストコンピュータ４２に接続することによって、前述したのと同様にモニタ４３などの表示装置や監視者の携帯電話４４に表示することができる。
【００４９】
次に、他の実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置５０について説明する。なお、前述した太陽光発電システムの状態監視装置２０と同様の部材は同じ符号で付しておき、異なる部分のみを説明する。
【００５０】
図４に示されているように、受信装置３０は、太陽電池モジュール１１の複数のＬＥＤ２１から発光する可視光を撮像する撮像手段としての例えば監視用のＣＣＤカメラ５１が用いられる。この監視用のＣＣＤカメラ５１は、太陽光発電システム１０の全体をとらえるようにズームオートし、太陽光発電システム１０の全体の不具合発生を可視光により診断するものである。また、異常箇所識別装置４０としては、監視用のＣＣＤカメラ５１で撮像した画像を画像処理装置５２で分析し、制御装置としての例えばホストコンピュータ４２により複数のＬＥＤ２１の可視光から異常箇所を判断し、例えばモニタ４３などの表示装置に表示することも、あるいは、監視者の携帯電話４４に転送して知らせることもできる。
なお、上記の撮像手段は、デジタルカメラであっても、その他の実施形態の撮像手段であっても良い。
【００５１】
また、前述した太陽光発電システムの状態監視装置５０では、受信装置３０として撮像手段を用いているが、その撮像手段に換えて、受信装置３０と異常箇所識別装置４０の機能を合わせ持つ可視光通信プログラムを搭載した携帯電話であっても良い。この場合は、監視者は太陽電池モジュール１１の複数の電磁波発信源２１から発光する可視光を受信できる範囲内にいれば、その場で太陽電池モジュール１１の状況を確実に確認することができる。
また、前述した実施形態では太陽電池モジュール１１における太陽電池セル１３の異常を検出する場合について説明したが、パワーコンディショナ１５（ＰＣＳ）、受変電設備１６、電力計測装置１７等の各種構成要素の異常を検出する場合にも適用することができる。
【００５２】
以上のことから、この発明の太陽光発電システムの状態監視装置２０、５０では、広大な面積に設置された太陽電池モジュール１１の太陽電池パネル１２を構成する太陽電池セル１３やパワーコンディショナ１５（ＰＣＳ）等の各種構成要素の電圧・電流等の測定と、それらの不具合（異常）の発見とその不具合位置や電圧・電流等の測定データを可視光通信により容易にかつ確実に監視者に知らせることができる。
【００５３】
さらには、それらのデータは制御装置としてのホストコンピュータ４２あるいは携帯電話４４の端末の受信装置で診断することができる。また、上記の可視光通信により、太陽電池セル１３の温度、電圧、電流などの物理量を送信し、これらの物理量のデータは受信装置３０としての携帯電話４４の端末に収集し、各ＬＥＤ２１に対応する受光素子３２で受信する。そして、その受信した旨をホストコンピュータ４２や携帯電話４４の端末に収集することができる。その結果、太陽光発電システム１０の点検結果情報を効率的に収集することができる。
【００５４】
なお、前述した実施形態の太陽光発電システムの状態監視装置２０，５０では、可視光光源から発信する可視光通信が用いられているが、それに代えてその他の電磁波を用いて太陽電池モジュール１１の各種構成要素の異常を知らせるため、データを送信する通信手段とすることができる。
【００５５】
「電磁波」は、空間の電場と磁場の変化によって形成された波（波動）のことであり、その中には、電波（低周波、超長波、長波、中波、短波、超短波、マイクロ波など）や、光波（赤外線、可視光線、紫外線など）がある。
あるいは、可視光通信に代えて、異常を知らせるバイブレータなどの音波をキャッチするマイクや出力するスピーカなどを用いてそのスピーカから出力される所定の音波を通信に用いることや、所定の音波が出力された旨をマイクによって集音した旨を通信することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本願発明は、太陽光発電システムの製造業、太陽光発電システムのメンテナンス業、太陽光発電システムに関するソフトウェア開発業などにおいて、利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第一の実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置を示す斜視図である。
【図２】４つの太陽電池セル１３でなる一ユニット単位を示す平面図である。
【図３】図１の受光パネルを示す平面図である。
【図４】第二の実施形態に係る太陽光発電システムの状態監視装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 太陽光発電システム １１ 太陽電池モジュール
１２ 太陽電池パネル １３ 太陽電池セル
１４ 一ユニット単位 １５ パワーコンディショナ（ＰＣＳ）
１６ 受変電設備 １７ 電力計測装置
１８ 表示装置
２０ 太陽光発電システムの状態監視装置
２１ ＬＥＤ（可視光光源、電磁波発信源）
３０ 受信装置 ３１ 受光パネル
３２ 受光素子
４０ 異常箇所識別装置
４１ 表示用ＬＥＤ（表示用光源）４２ ホストコンピュータ（制御装置）
４３ モニタ（表示装置） ４４ 携帯電話
５０ 太陽光発電システムの状態監視装置
５１ 監視用のＣＣＤカメラ（撮像手段）
５２ 画像処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置において、
前記各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、前記太陽電池モジュールから離れた場所に設置して前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信する受信装置と、その受信装置で受信した複数の電磁波発信源の電磁波によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置と、を備えた太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項２】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置において、
前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、前記太陽電池モジュールから離れた場所に設置して前記複数の可視光光源の可視光を受光する受信装置と、その受信装置で受信した複数の可視光光源の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置と、を備えた太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項３】
前記各種構成要素は、複数の太陽電池セルで構成される一ユニット単位毎に備えることとした請求項１または２記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項４】
前記一ユニット単位は、太陽電池パネル単位、あるいは幾つかの太陽電池パネルで構成されることとした請求項３記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項５】
前記可視光光源は、一ユニット単位を構成する複数の太陽電池セルのうちの隣接する太陽電池セルの異常を検出したときに可視光を点灯または消灯する構成であり、一ユニット単位に対して１つの可視光光源を設けた請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項６】
前記受信装置は、前記複数の可視光光源から発光する可視光を前記各可視光光源に対応して受光する一または複数の受光素子であり、前記異常箇所識別装置は、前記一または複数の受光素子の受光状態から前記可視光光源の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置とした請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項７】
前記受信装置は、前記複数の可視光光源から発光する可視光を撮像する撮像手段であり、前記異常箇所識別装置は、前記撮像手段で撮像した画像を分析して前記複数の可視光光源の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置とした請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項８】
前記受信装置および異常箇所識別装置は、可視光通信プログラムを搭載した携帯情報端末であることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項９】
前記受信装置は、前記複数の各受光素子を前記各可視光光源に対応する位置に配置し、かつ前記複数の各受光素子の受光状態を表示する表示用光源を設けることで、対応する複数の可視光光源の異常箇所を視覚的に表示する受光パネルであることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項１０】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムであって、
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信した旨の情報を受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、
その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順と、をコンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。
【請求項１１】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムであって、
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の可視光光源の可視光を受光した旨の情報を受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、
その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順と、をコンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。
【請求項１】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置において、
前記各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、前記太陽電池モジュールから離れた場所に設置して前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信する受信装置と、その受信装置で受信した複数の電磁波発信源の電磁波によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置と、を備えた太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項２】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置において、
前記各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、前記太陽電池モジュールから離れた場所に設置して前記複数の可視光光源の可視光を受光する受信装置と、その受信装置で受信した複数の可視光光源の可視光によって異常箇所を識別すべく出力表示する異常箇所識別装置と、を備えた太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項３】
前記各種構成要素は、複数の太陽電池セルで構成される一ユニット単位毎に備えることとした請求項１または２記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項４】
前記一ユニット単位は、太陽電池パネル単位、あるいは幾つかの太陽電池パネルで構成されることとした請求項３記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項５】
前記可視光光源は、一ユニット単位を構成する複数の太陽電池セルのうちの隣接する太陽電池セルの異常を検出したときに可視光を点灯または消灯する構成であり、一ユニット単位に対して１つの可視光光源を設けた請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項６】
前記受信装置は、前記複数の可視光光源から発光する可視光を前記各可視光光源に対応して受光する一または複数の受光素子であり、前記異常箇所識別装置は、前記一または複数の受光素子の受光状態から前記可視光光源の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置とした請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項７】
前記受信装置は、前記複数の可視光光源から発光する可視光を撮像する撮像手段であり、前記異常箇所識別装置は、前記撮像手段で撮像した画像を分析して前記複数の可視光光源の可視光によって異常箇所を判断して表示する制御装置とした請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項８】
前記受信装置および異常箇所識別装置は、可視光通信プログラムを搭載した携帯情報端末であることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項９】
前記受信装置は、前記複数の各受光素子を前記各可視光光源に対応する位置に配置し、かつ前記複数の各受光素子の受光状態を表示する表示用光源を設けることで、対応する複数の可視光光源の異常箇所を視覚的に表示する受光パネルであることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかに記載の太陽光発電システムの状態監視装置。
【請求項１０】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、 その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して電磁波を発信する複数の電磁波発信源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムであって、
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の電磁波発信源の電磁波を受信した旨の情報を受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、
その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順と、をコンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。
【請求項１１】
複数の太陽電池セルを配列した太陽電池パネルと、 その複数の太陽電池パネルを配列した太陽電池モジュールと、その太陽電池モジュールで得られた直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナなどの各種構成要素と、 その各種構成要素の異常を検出して可視光を点灯または消灯する複数の可視光光源と、を備えた太陽光発電システムの状態を監視する太陽光発電システムの状態監視装置プログラムであって、
そのプログラムは、前記太陽電池モジュールから離れた場所において前記複数の可視光光源の可視光を受光した旨の情報を受信する受信手順と、
その受信手順にて受信した情報に基づいて異常箇所を識別する演算手順と、
その演算手順にて識別された異常箇所に関する情報を出力する異常箇所出力手順と、をコンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−９８０７８（Ｐ２０１０−９８０７８Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６６９０６（Ｐ２００８−２６６９０６）
【出願日】平成２０年１０月１５日（２００８．１０．１５）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１５日（２００８．１０．１５）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
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