太陽光発電装置
【課題】複数の太陽電池の中から異常が発生した太陽電池を特定する作業を低減し、導入コストを抑制することのできる太陽光発電装置を提供することにある。
【解決手段】並列に接続された複数の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから発電された電気を充電する蓄電器１を備えた太陽光発電装置１０であって、複数の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを同一の照度に対する出力電流Ｉ１〜Ｉｊが異なるように構成し、複数の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにより蓄電器１に印加される電圧Ｖｂを計測し、計測した電圧Ｖｂと予め推定された電圧Ｖｂとの差に基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【解決手段】並列に接続された複数の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから発電された電気を充電する蓄電器１を備えた太陽光発電装置１０であって、複数の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを同一の照度に対する出力電流Ｉ１〜Ｉｊが異なるように構成し、複数の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにより蓄電器１に印加される電圧Ｖｂを計測し、計測した電圧Ｖｂと予め推定された電圧Ｖｂとの差に基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽光発電装置は、多数の太陽電池で構成することが知られている。また、太陽電池の異常を検知する異常検知装置が開示されている（例えば、特許公報１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３３４７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、多数の太陽電池で構成された太陽光発電装置の一部の太陽電池に異常が発生した場合、異常が発生した太陽電池を特定するには大きな労力を要する。また、太陽電池に異常検知装置を取り付ける場合、太陽電池の数に比例した数の異常検知装置が必要になる。従って、異常検知装置を大規模な太陽光発電装置に取り付ける場合、異常検知装置に掛かる費用又はその設置作業に掛かる人件費などの導入コストが増大する。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、複数の太陽電池の中から異常が発生した太陽電池を特定する作業を低減し、導入コストを抑制することのできる太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従った太陽光発電装置は、並列に接続され、同一の照度に対する出力電流が異なる複数の太陽光発電手段と、前記複数の太陽光発電手段により発電された電気を蓄える蓄電手段と、前記複数の太陽光発電手段から前記蓄電手段に出力される電気量を計測する電気量計測手段と、前記電気量計測手段により計測された電気量と予め決められた電気量との差に基づいて、前記複数の太陽光発電手段のうち異常のある前記太陽光発電手段を検出する異常検出手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の太陽電池の中から異常が発生した太陽電池を特定する作業を低減し、導入コストを抑制することのできる太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置の構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係る蓄電器の構成を示す構成図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置の構成を示す構成図。
【図４】第２の実施形態に係る蓄電器の構成を示す構成図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電装置の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
【００１１】
太陽光発電装置１０は、第１群から第ｊ群までのｊ（ｊ＞２）個の太陽光パネル群Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｊと、蓄電器１とを備えている。蓄電器１は、建屋９内（屋内）に設置されている。太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、屋外に設置されている。
【００１２】
全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、並列に接続されている。並列に接続された太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、蓄電器１の入力端子に集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎで接続されている。これにより、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、発電した電力が蓄電器１に充電されるように接続されている。
【００１３】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、直列に接続された複数の太陽光パネル（太陽電池又は光起電力素子など）Ｐ１１〜Ｐｊｍと、端子ＴＲ１〜ＴＲｊとを備えている。太陽光発電装置１０を構成する全ての太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍは、全て同一性能であるものとする。
【００１４】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを構成する太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの個数は、全て異なるように構成されている。第１群の太陽光パネル群Ｇ１は、ｎ個の太陽光パネルＰ１１〜Ｐ１ｎを備えている。第２群の太陽光パネル群Ｇ２は、ｋ個の太陽光パネルＰ２１〜Ｐ２ｋを備えている。第ｊ群の太陽光パネル群Ｇｍは、ｍ個の太陽光パネルＰｊ１〜Ｐｊｍを備えている。
【００１５】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおいて、直列に接続された太陽光パネルＰ１１〜Ｐ１ｎ，Ｐ２１〜Ｐ２ｋ，Ｐｊ１〜Ｐｊｍは、それぞれ端子ＴＲ１〜ＴＲｊと接続されている。太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、発電電力をそれぞれの端子ＴＲ１〜ＴＲｊから蓄電器１に出力する。
【００１６】
図２を参照して、蓄電器１の構成について説明する。なお、蓄電器１の電気を蓄える蓄電部分の構成及びその制御については、図示及び説明を省略する。
【００１７】
蓄電器１は、電圧計１１と、異常診断回路１２とを備えている。また、蓄電器１には、内部抵抗Ｒｂがある。
【００１８】
電圧計１１は、蓄電器１の入力端子に印加される電圧Ｖｂを計測する。電圧計１１により計測される電圧Ｖｂは、蓄電器１に流入する電流Ｉｂと内部抵抗Ｒｂとの積である。電圧計１１は、計測した電圧Ｖｂを異常診断回路１２に出力する。
【００１９】
異常診断回路１２は、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊがあるかどうかを診断する。異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとは、異常が発生した太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍが含まれる太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのことである。異常診断回路１２は、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出した場合、異常として検出された太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを特定する情報を含む異常信号ＳＮを出力する。
【００２０】
次に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの検出方法について説明する。ここでは、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊには均一に太陽光が照射されているものとする。
【００２１】
全ての太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの性能は同一であるため、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、それぞれの太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの個数に比例した電力を発電する。また、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、それぞれの太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの個数が全て異なるように構成されている。従って、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが発電する電力は全て異なる。
【００２２】
また、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは並列に接続にされているため、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから出力される電圧Ｖｂは全て同じである。従って、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに均一に太陽光が照射されている場合、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから出力される電流量Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｊは全て異なる。蓄電器１には、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから出力される電流Ｉ１〜Ｉｊの総和の電流Ｉｂが流入する。
【００２３】
ここで、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍが異常になる最も多い例は、断線である。
【００２４】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおいて、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍは直列に接続されている。従って、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおいて、構成されている太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍのうち１つでも断線すれば、その太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを含む太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊはゼロになる。異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊがゼロになると、蓄電器１に流入する電流Ｉｂは、その分の電流分だけが減少する。
【００２５】
全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合、次式が成り立つ。ここで、Ｉ１〜Ｉｊは、それぞれ太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合に出力される電流を表している。
【００２６】
Ｖｂ＝（Ｉ１＋Ｉ２＋…＋Ｉｊ）×Ｒｂ
また、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが異常になった場合は、次式が成り立つ。
【００２７】
第１群の太陽光パネル群Ｇ１が異常の場合：Ｖｂ＝（Ｉ２＋…＋Ｉｊ）×Ｒｂ
第２群の太陽光パネル群Ｇ２が異常の場合：Ｖｂ＝（Ｉ１＋Ｉ３＋…＋Ｉｊ）×Ｒｂ
第ｊ群の太陽光パネル群Ｇｊが異常の場合：Ｖｂ＝（Ｉ１＋…＋Ｉ(ｊ−１)）×Ｒｂ
このように、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが異常になった場合の電圧計１１により計測される電圧Ｖｂは全て異なる。蓄電器１には、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合及び各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれが異常の場合に推定されるそれぞれの電圧Ｖｂが予め記憶されている。蓄電器１は、正常又は異常などのそれぞれの場合において推定される電圧Ｖｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００２８】
例えば、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂが所定電圧以上であれば、蓄電器１は、異常の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは無いと判断する。ここで、所定の電圧とは、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合に蓄電器１に印加されることが推定される最小の電圧値である。
【００２９】
電圧計１１により計測された電圧Ｖｂが正常であることを示す所定の電圧に満たない場合、蓄電器１は、次のように、異常のある太陽光パネル群Ｐ１１〜Ｐｊｍを特定する。
【００３０】
電圧計１１により計測された電圧Ｖｂが、ある太陽光パネル群が異常の場合に推定される電圧を中心とする所定の電圧範囲内にあれば、蓄電器１は、その太陽光パネル群が異常のある太陽光パネル群であると判断する。
【００３１】
本実施形態によれば、多数の太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを備えた太陽光発電装置１０において、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに均一の太陽光が照射している時の出力電流Ｉ１〜Ｉｊが全て異なるように構成することで、異常のある太陽光パネル群を検出することができる。これにより、異常のある太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを特定するための作業を軽減することができる。
【００３２】
また、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍのそれぞれに異常を検出するための機器等を設ける必要がないため、太陽光発電装置１０の導入コストを低減することができる。
【００３３】
さらに、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを蓄電器１が設置されている建屋９で特定することができる。このように、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを遠隔から特定することで、異常のある太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの修理などの作業をし易くすることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置１０Ａの構成を示す構成図である。
【００３５】
太陽光発電装置１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０において、蓄電器１を蓄電器１Ａに代え、蓄電器１Ａと各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとをそれぞれ測温ケーブルＬｇ１，Ｌｇ２，…，Ｌｇｊで接続したものである。その他は、第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０と同様である。
【００３６】
測温ケーブルＬｇ１，Ｌｇ２，…，Ｌｇｊは、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎの熱起電力係数と異なる熱起電力係数の材質で出来ている。
【００３７】
図４は、本実施形態に係る蓄電器１Ａの構成を示す構成図である。
【００３８】
蓄電器１Ａは、図２に示す第１の実施形態に係る蓄電器１において、異常診断回路１２を異常診断回路１２Ａに代え、基準温度記憶部１３と、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊと同数の第１群から第ｊ群までのｊ個の温度検出部１４１,１４２,…,１４ｊとを追加した構成である。その他は、第１の実施形態に係る蓄電器１と同様である。
【００３９】
各群の温度検出部１４１〜１４ｊには、正極の集電ケーブルＬ１Ｐ（又は、負極の集電ケーブルＬ１Ｎ）及び対応する群の測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊが接続されている。温度検出部１４１〜１４ｊは、集電ケーブルＬ１Ｐ及び測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊにより、建屋９内と太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれの代表箇所の温度差Ｔ１,Ｔ２,…,Ｔｊを検出する。温度検出部１４１〜１４ｊは、検出した温度差Ｔ１〜Ｔｊを異常診断回路１２Ａに送信する。
【００４０】
ここで、各群の温度検出部１４１〜１４ｊによる温度差Ｔ１〜Ｔｊの検出方法について説明する。
【００４１】
測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊと集電ケーブルＬ１Ｐは、材質の熱起電力係数が異なる。また、測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊ及び集電ケーブルＬ１Ｐの一端は、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの設置されている屋外にある。もう一端は、蓄電器１Ａが設置されている建屋９内にある。従って、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの代表箇所と屋内との温度差に応じて、測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊと集電ケーブルＬ１Ｐとの間に起電圧が発生する。即ち、測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊと集電ケーブルＬ１Ｐは、熱電対になっている。各群の温度検出部１４１〜１４ｊは、この起電圧を測定することで、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの代表箇所と屋内との温度差Ｔ１〜Ｔｊをそれぞれ測定することができる。
【００４２】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの設置箇所と屋内とのそれぞれの温度差Ｔ１〜Ｔｊは、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに照射されている太陽光の照度に比例する。ここで、屋内の温度は、太陽光が全く照射されていない状態の温度と推定している。従って、これらの温度差Ｔ１〜Ｔｊを把握することで、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力を推測することができる。
【００４３】
次に、第１群温度検出部１４１による温度差Ｔ１の演算方法について説明する。なお、他の群の温度検出部１４２〜１４ｊも、同様に、温度差Ｔ２〜Ｔｊを演算するものとする。
【００４４】
集電ケーブルＬ１Ｐの熱起電力係数を「Ｃ」、第１群の測温ケーブルＬｇ１の熱起電力係数を「Ｋ」、屋内の温度を「Ｔ」、第１群の太陽光パネル群Ｇ１の温度を「Ｔ１ａ」とすると、次式が成り立つ。
【００４５】
集電ケーブルＬ１Ｐの熱起電力＝Ｃ×（Ｔ−Ｔ１ａ）
測温ケーブルＬｇ１の熱起電力＝Ｋ×（Ｔ−Ｔ１ａ）
上記の２式により、蓄電器１Ａで集電ケーブルＬ１Ｐと測温ケーブルＬｇ１間の電位Ｅ１は以下の式で示される。
【００４６】
Ｅ１＝Ｃ×（Ｔ−Ｔ１ａ）−Ｋ×（Ｔ−Ｔ１ａ）
＝Ｔ１×（Ｃ−Ｋ）
Ｔ１＝Ｅ１／（Ｃ−Ｋ）
このようにして、第１群温度検出部１４１は、屋内と第１群の太陽光パネル群Ｇ１の温度との温度差Ｔ１を演算する。
【００４７】
基準温度記憶部１３には、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの異常を検出する場合の基準となる基準温度Ｔｒが予め記憶されている。例えば、基準温度は、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに太陽光が通常に照射されている場合の屋内と各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとの温度差である。基準温度記憶部１３は、記憶している基準温度Ｔｒを異常診断回路１２Ａに送信する。
【００４８】
異常診断回路１２Ａには、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂ、基準温度記憶部１３に記憶されている基準温度Ｔｒ、及び各群の温度検出部１４１〜１４ｊにより検出された各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが入力される。異常診断回路１２Ａは、計測された電圧Ｖｂ、基準温度Ｔｒ及び各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００４９】
全ての群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが基準温度Ｔｒの許容範囲内にある場合、異常診断回路１２Ａは、第１の実施形態と同様に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００５０】
各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが全て基準温度Ｔｒの範囲内にある場合とは、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出するために想定している各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力の許容範囲内に、各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊにより推定される各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力がある場合である。
【００５１】
次に、少なくとも１つの群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが基準温度Ｔｒの許容範囲内にない場合について説明する。
【００５２】
異常診断回路１２Ａは、許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊに基づいて、対応する太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの推定している出力電流Ｉ１〜Ｉｊを補正する。異常診断回路１２Ａは、全ての許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊによる補正後に、推定される太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊの総和を演算する。
【００５３】
異常診断回路１２Ａは、補正後の推定される太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊ及びその総和に基づいて、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合及び各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれが異常の場合に推定されるそれぞれの電圧Ｖｂを演算する。
【００５４】
異常診断回路１２Ａは、それぞれの場合に推定される電圧Ｖｂに基づいて、第１の実施形態と同様に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００５５】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００５６】
太陽光発電装置１０Ａは、屋内と各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとの温度差Ｔ１〜Ｔｊを測定することで、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに照射される太陽光の照度を推定し、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力及び出力電流Ｉ１〜Ｉｊを推定することができる。従って、太陽光発電装置１０Ａは、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに照射される太陽光の照度の変化に対応して、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出することができる。これにより、太陽光発電装置１０Ａは、異常を検出する精度を向上させることができる。
【００５７】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電装置１０Ｂの構成を示す構成図である。
【００５８】
太陽光発電装置１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０において、異常信号発生器２を加え、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにそれぞれ異常表示器ＬＤ１,ＬＤ２,…,ＬＤｊを加えたものである。その他は、第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０と同様である。
【００５９】
異常信号発生器２は、建屋９内に設置されている。異常信号発生器２は、異常信号ＳＮを受信するように蓄電器１と配線で接続されている。異常信号発生器２は、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎに、異常表示信号出力線Ｌ２Ｐ,Ｌ２Ｎで接続されている。異常信号発生器２は、蓄電器１から異常信号ＳＮを受信すると、異常信号ＳＮが示す異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに設けられた異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊを点灯させるための周波数の交流電圧を出力する。異常信号発生器２から出力された異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊを点灯させるための交流電圧は、異常表示信号出力線Ｌ２Ｐ,Ｌ２Ｎを介して、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎに印加される。
【００６０】
異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、それぞれ特定の周波数の交流電圧で点灯する。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、それぞれ全て異なる周波数の交流電圧で点灯するように設定されている。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎに重畳されている異常信号発生器２から出力された交流電圧を受信する。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、周波数測定回路により受信した交流電圧の周波数を測定する。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、測定した周波数が自己の周波数である場合に点灯する。
【００６１】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００６２】
太陽光発電装置１０Ｂは、異常信号発生器２を設けることで、蓄電器１により特定された異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが設置されている場所に設けられた異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊに表示することができる。これにより、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを修理する作業員等は、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを現場で確認することができる。これにより、作業員等は、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの修理などを効率良く行うことができる。
【００６３】
なお、各実施形態では、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊ（又は出力電力）が異なるように構成したが、少なくとも２つの太陽光パネル群の出力電流が異なるように構成されていれば、同じ出力電流の太陽光パネル群があってもよい。少なくとも２つの太陽光パネル群の出力電流が異なれば、異常のある太陽光パネル群の出力電流と異なる出力電流の太陽光パネル群は、異常でないと判断することができる。
【００６４】
また、各実施形態では、全ての太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを同一性能として説明したが、異なる性能の太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍが混ざっていてもよい。少なくとも２つの太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流が異なるように構成されていれば、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおける太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの性能はどのように構成されていてもよい。例えば、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、それぞれ出力電流の異なる１つの太陽光パネルで構成されていてもよい。
【００６５】
さらに、各実施形態において、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊは、どのように異なるように構成されていてもよい。例えば、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊは、異常を検出する分解能を考慮して決定してもよい。
【００６６】
また、各実施形態において、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出したが、蓄電器１に流れる電流Ｉｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出してもよい。この場合、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合及び各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれが異常の場合に推定されるそれぞれの電流Ｉｂを蓄電器１に予め記憶させることで、電圧Ｖｂと同様に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出することができる。
【００６７】
さらに、第２の実施形態において、各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊを、推測される各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊを補正するために用いたが、これに限らない。
【００６８】
例えば、許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊがある場合、その群の太陽光パネル群を異常の検出対象から外し、その他の太陽光パネル群から異常のある太陽光パネル群を検出するようにしてもよい。また、許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが１つでもあれば、異常診断回路１２Ａによる異常のある太陽光パネル群の検出を行わず、全ての温度差Ｔ１〜Ｔｊが許容範囲内にある場合に、異常のある太陽光パネル群の検出を行うこととしてもよい。これにより、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの一部に太陽光が照射していない場合や夜間のように太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの全部に太陽光が照射していない場合などに、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの異常を誤検出することを防止することができる。
【００６９】
また、第２の実施形態と第３の実施形態を別々に説明したが、これらを組み合わせた構成としてもよい。このような実施形態によれば、第２の実施形態及び第３の実施形態のそれぞれの作用効果を得ることができる。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…蓄電器、９…建屋、１０…太陽光発電装置、Ｇ１〜Ｇｊ…太陽光パネル群、Ｌ１Ｐ，Ｌ１Ｎ…集電ケーブル、Ｐ１１〜Ｐｊｍ…太陽光パネル、ＴＲ１〜ＴＲｊ…端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽光発電装置は、多数の太陽電池で構成することが知られている。また、太陽電池の異常を検知する異常検知装置が開示されている（例えば、特許公報１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３３４７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、多数の太陽電池で構成された太陽光発電装置の一部の太陽電池に異常が発生した場合、異常が発生した太陽電池を特定するには大きな労力を要する。また、太陽電池に異常検知装置を取り付ける場合、太陽電池の数に比例した数の異常検知装置が必要になる。従って、異常検知装置を大規模な太陽光発電装置に取り付ける場合、異常検知装置に掛かる費用又はその設置作業に掛かる人件費などの導入コストが増大する。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、複数の太陽電池の中から異常が発生した太陽電池を特定する作業を低減し、導入コストを抑制することのできる太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従った太陽光発電装置は、並列に接続され、同一の照度に対する出力電流が異なる複数の太陽光発電手段と、前記複数の太陽光発電手段により発電された電気を蓄える蓄電手段と、前記複数の太陽光発電手段から前記蓄電手段に出力される電気量を計測する電気量計測手段と、前記電気量計測手段により計測された電気量と予め決められた電気量との差に基づいて、前記複数の太陽光発電手段のうち異常のある前記太陽光発電手段を検出する異常検出手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の太陽電池の中から異常が発生した太陽電池を特定する作業を低減し、導入コストを抑制することのできる太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置の構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係る蓄電器の構成を示す構成図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置の構成を示す構成図。
【図４】第２の実施形態に係る蓄電器の構成を示す構成図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電装置の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
【００１１】
太陽光発電装置１０は、第１群から第ｊ群までのｊ（ｊ＞２）個の太陽光パネル群Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｊと、蓄電器１とを備えている。蓄電器１は、建屋９内（屋内）に設置されている。太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、屋外に設置されている。
【００１２】
全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、並列に接続されている。並列に接続された太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、蓄電器１の入力端子に集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎで接続されている。これにより、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、発電した電力が蓄電器１に充電されるように接続されている。
【００１３】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、直列に接続された複数の太陽光パネル（太陽電池又は光起電力素子など）Ｐ１１〜Ｐｊｍと、端子ＴＲ１〜ＴＲｊとを備えている。太陽光発電装置１０を構成する全ての太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍは、全て同一性能であるものとする。
【００１４】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを構成する太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの個数は、全て異なるように構成されている。第１群の太陽光パネル群Ｇ１は、ｎ個の太陽光パネルＰ１１〜Ｐ１ｎを備えている。第２群の太陽光パネル群Ｇ２は、ｋ個の太陽光パネルＰ２１〜Ｐ２ｋを備えている。第ｊ群の太陽光パネル群Ｇｍは、ｍ個の太陽光パネルＰｊ１〜Ｐｊｍを備えている。
【００１５】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおいて、直列に接続された太陽光パネルＰ１１〜Ｐ１ｎ，Ｐ２１〜Ｐ２ｋ，Ｐｊ１〜Ｐｊｍは、それぞれ端子ＴＲ１〜ＴＲｊと接続されている。太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、発電電力をそれぞれの端子ＴＲ１〜ＴＲｊから蓄電器１に出力する。
【００１６】
図２を参照して、蓄電器１の構成について説明する。なお、蓄電器１の電気を蓄える蓄電部分の構成及びその制御については、図示及び説明を省略する。
【００１７】
蓄電器１は、電圧計１１と、異常診断回路１２とを備えている。また、蓄電器１には、内部抵抗Ｒｂがある。
【００１８】
電圧計１１は、蓄電器１の入力端子に印加される電圧Ｖｂを計測する。電圧計１１により計測される電圧Ｖｂは、蓄電器１に流入する電流Ｉｂと内部抵抗Ｒｂとの積である。電圧計１１は、計測した電圧Ｖｂを異常診断回路１２に出力する。
【００１９】
異常診断回路１２は、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊがあるかどうかを診断する。異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとは、異常が発生した太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍが含まれる太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのことである。異常診断回路１２は、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出した場合、異常として検出された太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを特定する情報を含む異常信号ＳＮを出力する。
【００２０】
次に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの検出方法について説明する。ここでは、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊには均一に太陽光が照射されているものとする。
【００２１】
全ての太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの性能は同一であるため、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、それぞれの太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの個数に比例した電力を発電する。また、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、それぞれの太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの個数が全て異なるように構成されている。従って、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが発電する電力は全て異なる。
【００２２】
また、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは並列に接続にされているため、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから出力される電圧Ｖｂは全て同じである。従って、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに均一に太陽光が照射されている場合、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから出力される電流量Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｊは全て異なる。蓄電器１には、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊから出力される電流Ｉ１〜Ｉｊの総和の電流Ｉｂが流入する。
【００２３】
ここで、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍが異常になる最も多い例は、断線である。
【００２４】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおいて、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍは直列に接続されている。従って、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおいて、構成されている太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍのうち１つでも断線すれば、その太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを含む太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊはゼロになる。異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊがゼロになると、蓄電器１に流入する電流Ｉｂは、その分の電流分だけが減少する。
【００２５】
全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合、次式が成り立つ。ここで、Ｉ１〜Ｉｊは、それぞれ太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合に出力される電流を表している。
【００２６】
Ｖｂ＝（Ｉ１＋Ｉ２＋…＋Ｉｊ）×Ｒｂ
また、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが異常になった場合は、次式が成り立つ。
【００２７】
第１群の太陽光パネル群Ｇ１が異常の場合：Ｖｂ＝（Ｉ２＋…＋Ｉｊ）×Ｒｂ
第２群の太陽光パネル群Ｇ２が異常の場合：Ｖｂ＝（Ｉ１＋Ｉ３＋…＋Ｉｊ）×Ｒｂ
第ｊ群の太陽光パネル群Ｇｊが異常の場合：Ｖｂ＝（Ｉ１＋…＋Ｉ(ｊ−１)）×Ｒｂ
このように、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが異常になった場合の電圧計１１により計測される電圧Ｖｂは全て異なる。蓄電器１には、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合及び各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれが異常の場合に推定されるそれぞれの電圧Ｖｂが予め記憶されている。蓄電器１は、正常又は異常などのそれぞれの場合において推定される電圧Ｖｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００２８】
例えば、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂが所定電圧以上であれば、蓄電器１は、異常の太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは無いと判断する。ここで、所定の電圧とは、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合に蓄電器１に印加されることが推定される最小の電圧値である。
【００２９】
電圧計１１により計測された電圧Ｖｂが正常であることを示す所定の電圧に満たない場合、蓄電器１は、次のように、異常のある太陽光パネル群Ｐ１１〜Ｐｊｍを特定する。
【００３０】
電圧計１１により計測された電圧Ｖｂが、ある太陽光パネル群が異常の場合に推定される電圧を中心とする所定の電圧範囲内にあれば、蓄電器１は、その太陽光パネル群が異常のある太陽光パネル群であると判断する。
【００３１】
本実施形態によれば、多数の太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを備えた太陽光発電装置１０において、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに均一の太陽光が照射している時の出力電流Ｉ１〜Ｉｊが全て異なるように構成することで、異常のある太陽光パネル群を検出することができる。これにより、異常のある太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを特定するための作業を軽減することができる。
【００３２】
また、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍのそれぞれに異常を検出するための機器等を設ける必要がないため、太陽光発電装置１０の導入コストを低減することができる。
【００３３】
さらに、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを蓄電器１が設置されている建屋９で特定することができる。このように、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを遠隔から特定することで、異常のある太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの修理などの作業をし易くすることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置１０Ａの構成を示す構成図である。
【００３５】
太陽光発電装置１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０において、蓄電器１を蓄電器１Ａに代え、蓄電器１Ａと各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとをそれぞれ測温ケーブルＬｇ１，Ｌｇ２，…，Ｌｇｊで接続したものである。その他は、第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０と同様である。
【００３６】
測温ケーブルＬｇ１，Ｌｇ２，…，Ｌｇｊは、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎの熱起電力係数と異なる熱起電力係数の材質で出来ている。
【００３７】
図４は、本実施形態に係る蓄電器１Ａの構成を示す構成図である。
【００３８】
蓄電器１Ａは、図２に示す第１の実施形態に係る蓄電器１において、異常診断回路１２を異常診断回路１２Ａに代え、基準温度記憶部１３と、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊと同数の第１群から第ｊ群までのｊ個の温度検出部１４１,１４２,…,１４ｊとを追加した構成である。その他は、第１の実施形態に係る蓄電器１と同様である。
【００３９】
各群の温度検出部１４１〜１４ｊには、正極の集電ケーブルＬ１Ｐ（又は、負極の集電ケーブルＬ１Ｎ）及び対応する群の測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊが接続されている。温度検出部１４１〜１４ｊは、集電ケーブルＬ１Ｐ及び測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊにより、建屋９内と太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれの代表箇所の温度差Ｔ１,Ｔ２,…,Ｔｊを検出する。温度検出部１４１〜１４ｊは、検出した温度差Ｔ１〜Ｔｊを異常診断回路１２Ａに送信する。
【００４０】
ここで、各群の温度検出部１４１〜１４ｊによる温度差Ｔ１〜Ｔｊの検出方法について説明する。
【００４１】
測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊと集電ケーブルＬ１Ｐは、材質の熱起電力係数が異なる。また、測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊ及び集電ケーブルＬ１Ｐの一端は、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの設置されている屋外にある。もう一端は、蓄電器１Ａが設置されている建屋９内にある。従って、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの代表箇所と屋内との温度差に応じて、測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊと集電ケーブルＬ１Ｐとの間に起電圧が発生する。即ち、測温ケーブルＬｇ１〜Ｌｇｊと集電ケーブルＬ１Ｐは、熱電対になっている。各群の温度検出部１４１〜１４ｊは、この起電圧を測定することで、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの代表箇所と屋内との温度差Ｔ１〜Ｔｊをそれぞれ測定することができる。
【００４２】
各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの設置箇所と屋内とのそれぞれの温度差Ｔ１〜Ｔｊは、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに照射されている太陽光の照度に比例する。ここで、屋内の温度は、太陽光が全く照射されていない状態の温度と推定している。従って、これらの温度差Ｔ１〜Ｔｊを把握することで、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力を推測することができる。
【００４３】
次に、第１群温度検出部１４１による温度差Ｔ１の演算方法について説明する。なお、他の群の温度検出部１４２〜１４ｊも、同様に、温度差Ｔ２〜Ｔｊを演算するものとする。
【００４４】
集電ケーブルＬ１Ｐの熱起電力係数を「Ｃ」、第１群の測温ケーブルＬｇ１の熱起電力係数を「Ｋ」、屋内の温度を「Ｔ」、第１群の太陽光パネル群Ｇ１の温度を「Ｔ１ａ」とすると、次式が成り立つ。
【００４５】
集電ケーブルＬ１Ｐの熱起電力＝Ｃ×（Ｔ−Ｔ１ａ）
測温ケーブルＬｇ１の熱起電力＝Ｋ×（Ｔ−Ｔ１ａ）
上記の２式により、蓄電器１Ａで集電ケーブルＬ１Ｐと測温ケーブルＬｇ１間の電位Ｅ１は以下の式で示される。
【００４６】
Ｅ１＝Ｃ×（Ｔ−Ｔ１ａ）−Ｋ×（Ｔ−Ｔ１ａ）
＝Ｔ１×（Ｃ−Ｋ）
Ｔ１＝Ｅ１／（Ｃ−Ｋ）
このようにして、第１群温度検出部１４１は、屋内と第１群の太陽光パネル群Ｇ１の温度との温度差Ｔ１を演算する。
【００４７】
基準温度記憶部１３には、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの異常を検出する場合の基準となる基準温度Ｔｒが予め記憶されている。例えば、基準温度は、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに太陽光が通常に照射されている場合の屋内と各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとの温度差である。基準温度記憶部１３は、記憶している基準温度Ｔｒを異常診断回路１２Ａに送信する。
【００４８】
異常診断回路１２Ａには、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂ、基準温度記憶部１３に記憶されている基準温度Ｔｒ、及び各群の温度検出部１４１〜１４ｊにより検出された各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが入力される。異常診断回路１２Ａは、計測された電圧Ｖｂ、基準温度Ｔｒ及び各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００４９】
全ての群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが基準温度Ｔｒの許容範囲内にある場合、異常診断回路１２Ａは、第１の実施形態と同様に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００５０】
各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが全て基準温度Ｔｒの範囲内にある場合とは、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出するために想定している各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力の許容範囲内に、各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊにより推定される各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力がある場合である。
【００５１】
次に、少なくとも１つの群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが基準温度Ｔｒの許容範囲内にない場合について説明する。
【００５２】
異常診断回路１２Ａは、許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊに基づいて、対応する太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの推定している出力電流Ｉ１〜Ｉｊを補正する。異常診断回路１２Ａは、全ての許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊによる補正後に、推定される太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊの総和を演算する。
【００５３】
異常診断回路１２Ａは、補正後の推定される太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊ及びその総和に基づいて、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合及び各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれが異常の場合に推定されるそれぞれの電圧Ｖｂを演算する。
【００５４】
異常診断回路１２Ａは、それぞれの場合に推定される電圧Ｖｂに基づいて、第１の実施形態と同様に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出する。
【００５５】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００５６】
太陽光発電装置１０Ａは、屋内と各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊとの温度差Ｔ１〜Ｔｊを測定することで、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに照射される太陽光の照度を推定し、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの発電電力及び出力電流Ｉ１〜Ｉｊを推定することができる。従って、太陽光発電装置１０Ａは、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに照射される太陽光の照度の変化に対応して、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出することができる。これにより、太陽光発電装置１０Ａは、異常を検出する精度を向上させることができる。
【００５７】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電装置１０Ｂの構成を示す構成図である。
【００５８】
太陽光発電装置１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０において、異常信号発生器２を加え、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにそれぞれ異常表示器ＬＤ１,ＬＤ２,…,ＬＤｊを加えたものである。その他は、第１の実施形態に係る太陽光発電装置１０と同様である。
【００５９】
異常信号発生器２は、建屋９内に設置されている。異常信号発生器２は、異常信号ＳＮを受信するように蓄電器１と配線で接続されている。異常信号発生器２は、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎに、異常表示信号出力線Ｌ２Ｐ,Ｌ２Ｎで接続されている。異常信号発生器２は、蓄電器１から異常信号ＳＮを受信すると、異常信号ＳＮが示す異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊに設けられた異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊを点灯させるための周波数の交流電圧を出力する。異常信号発生器２から出力された異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊを点灯させるための交流電圧は、異常表示信号出力線Ｌ２Ｐ,Ｌ２Ｎを介して、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎに印加される。
【００６０】
異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、それぞれ特定の周波数の交流電圧で点灯する。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、それぞれ全て異なる周波数の交流電圧で点灯するように設定されている。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、集電ケーブルＬ１Ｐ，Ｌ１Ｎに重畳されている異常信号発生器２から出力された交流電圧を受信する。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、周波数測定回路により受信した交流電圧の周波数を測定する。異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊは、測定した周波数が自己の周波数である場合に点灯する。
【００６１】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００６２】
太陽光発電装置１０Ｂは、異常信号発生器２を設けることで、蓄電器１により特定された異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが設置されている場所に設けられた異常表示器ＬＤ１〜ＬＤｊに表示することができる。これにより、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを修理する作業員等は、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを現場で確認することができる。これにより、作業員等は、太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの修理などを効率良く行うことができる。
【００６３】
なお、各実施形態では、全ての太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊ（又は出力電力）が異なるように構成したが、少なくとも２つの太陽光パネル群の出力電流が異なるように構成されていれば、同じ出力電流の太陽光パネル群があってもよい。少なくとも２つの太陽光パネル群の出力電流が異なれば、異常のある太陽光パネル群の出力電流と異なる出力電流の太陽光パネル群は、異常でないと判断することができる。
【００６４】
また、各実施形態では、全ての太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍを同一性能として説明したが、異なる性能の太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍが混ざっていてもよい。少なくとも２つの太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流が異なるように構成されていれば、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊにおける太陽光パネルＰ１１〜Ｐｊｍの性能はどのように構成されていてもよい。例えば、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊは、それぞれ出力電流の異なる１つの太陽光パネルで構成されていてもよい。
【００６５】
さらに、各実施形態において、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊは、どのように異なるように構成されていてもよい。例えば、各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊは、異常を検出する分解能を考慮して決定してもよい。
【００６６】
また、各実施形態において、電圧計１１により計測された電圧Ｖｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出したが、蓄電器１に流れる電流Ｉｂに基づいて、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出してもよい。この場合、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊが正常の場合及び各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊのそれぞれが異常の場合に推定されるそれぞれの電流Ｉｂを蓄電器１に予め記憶させることで、電圧Ｖｂと同様に、異常のある太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊを検出することができる。
【００６７】
さらに、第２の実施形態において、各群の温度差Ｔ１〜Ｔｊを、推測される各太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの出力電流Ｉ１〜Ｉｊを補正するために用いたが、これに限らない。
【００６８】
例えば、許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊがある場合、その群の太陽光パネル群を異常の検出対象から外し、その他の太陽光パネル群から異常のある太陽光パネル群を検出するようにしてもよい。また、許容範囲内にない群の温度差Ｔ１〜Ｔｊが１つでもあれば、異常診断回路１２Ａによる異常のある太陽光パネル群の検出を行わず、全ての温度差Ｔ１〜Ｔｊが許容範囲内にある場合に、異常のある太陽光パネル群の検出を行うこととしてもよい。これにより、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの一部に太陽光が照射していない場合や夜間のように太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの全部に太陽光が照射していない場合などに、太陽光パネル群Ｇ１〜Ｇｊの異常を誤検出することを防止することができる。
【００６９】
また、第２の実施形態と第３の実施形態を別々に説明したが、これらを組み合わせた構成としてもよい。このような実施形態によれば、第２の実施形態及び第３の実施形態のそれぞれの作用効果を得ることができる。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…蓄電器、９…建屋、１０…太陽光発電装置、Ｇ１〜Ｇｊ…太陽光パネル群、Ｌ１Ｐ，Ｌ１Ｎ…集電ケーブル、Ｐ１１〜Ｐｊｍ…太陽光パネル、ＴＲ１〜ＴＲｊ…端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続され、同一の照度に対する出力電流が異なる複数の太陽光発電手段と、
前記複数の太陽光発電手段により発電された電気を蓄える蓄電手段と、
前記複数の太陽光発電手段から前記蓄電手段に出力される電気量を計測する電気量計測手段と、
前記電気量計測手段により計測された電気量と予め決められた電気量との差に基づいて、前記複数の太陽光発電手段のうち異常のある前記太陽光発電手段を検出する異常検出手段と
を備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記太陽光発電手段は、直列に接続された複数の太陽電池であること
を特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記複数の太陽光発電手段が設置されている場所の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手段を備え、
前記異常検出手段は、前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記予め決められた電気量を補正すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記複数の太陽光発電手段が設置されている場所の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手段を備え、
前記異常検出手段は、前記複数の温度検出手段により検出された温度の少なくとも１つの温度が予め決められた許容範囲に無い場合、異常のある前記太陽光発電手段の検出を行わないこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記複数の温度検出手段は、
前記複数の太陽光発電手段の設置場所から屋内にそれぞれ延びる複数の温度検出用線を備え、
前記複数の太陽光発電手段と前記蓄電手段とを接続する配線及び前記複数の温度検出用線を熱電対として使用して温度を検出すること
を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記複数の太陽光発電手段にそれぞれ設けられた異常を示す表示をする複数の異常表示手段と、
前記異常検出手段により検出された異常のある前記太陽光発電手段に設けられた前記異常表示手段に、異常を示す表示をさせる異常表示指令手段と
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
【請求項７】
前記異常表示指令手段は、前記複数の太陽光発電手段と前記蓄電手段とを接続する配線に、異常のある前記太陽光発電手段を示す周波数の交流電圧を印加して、異常のある前記異常表示手段に異常を示す表示をさせること
を特徴とする請求項７に記載の太陽光発電装置。
【請求項８】
並列に接続された複数の太陽電池から発電された電気を蓄える蓄電器を備えた太陽光発電装置の前記太陽電池の異常を検出する異常検出方法であって、
前記複数の太陽電池を同一の照度に対する出力電流が異なるように構成し、
前記複数の太陽電池から前記蓄電器に出力される電気量を計測し、
計測した電気量と予め決められた電気量との差に基づいて、前記複数の太陽電池のうち異常のある前記太陽電池を検出すること
を含むことを特徴とする太陽光発電装置の異常検出方法。
【請求項１】
並列に接続され、同一の照度に対する出力電流が異なる複数の太陽光発電手段と、
前記複数の太陽光発電手段により発電された電気を蓄える蓄電手段と、
前記複数の太陽光発電手段から前記蓄電手段に出力される電気量を計測する電気量計測手段と、
前記電気量計測手段により計測された電気量と予め決められた電気量との差に基づいて、前記複数の太陽光発電手段のうち異常のある前記太陽光発電手段を検出する異常検出手段と
を備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
前記太陽光発電手段は、直列に接続された複数の太陽電池であること
を特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記複数の太陽光発電手段が設置されている場所の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手段を備え、
前記異常検出手段は、前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記予め決められた電気量を補正すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記複数の太陽光発電手段が設置されている場所の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手段を備え、
前記異常検出手段は、前記複数の温度検出手段により検出された温度の少なくとも１つの温度が予め決められた許容範囲に無い場合、異常のある前記太陽光発電手段の検出を行わないこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記複数の温度検出手段は、
前記複数の太陽光発電手段の設置場所から屋内にそれぞれ延びる複数の温度検出用線を備え、
前記複数の太陽光発電手段と前記蓄電手段とを接続する配線及び前記複数の温度検出用線を熱電対として使用して温度を検出すること
を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記複数の太陽光発電手段にそれぞれ設けられた異常を示す表示をする複数の異常表示手段と、
前記異常検出手段により検出された異常のある前記太陽光発電手段に設けられた前記異常表示手段に、異常を示す表示をさせる異常表示指令手段と
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
【請求項７】
前記異常表示指令手段は、前記複数の太陽光発電手段と前記蓄電手段とを接続する配線に、異常のある前記太陽光発電手段を示す周波数の交流電圧を印加して、異常のある前記異常表示手段に異常を示す表示をさせること
を特徴とする請求項７に記載の太陽光発電装置。
【請求項８】
並列に接続された複数の太陽電池から発電された電気を蓄える蓄電器を備えた太陽光発電装置の前記太陽電池の異常を検出する異常検出方法であって、
前記複数の太陽電池を同一の照度に対する出力電流が異なるように構成し、
前記複数の太陽電池から前記蓄電器に出力される電気量を計測し、
計測した電気量と予め決められた電気量との差に基づいて、前記複数の太陽電池のうち異常のある前記太陽電池を検出すること
を含むことを特徴とする太陽光発電装置の異常検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６５７１５（Ｐ２０１３−６５７１５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３７４４（Ｐ２０１１−２０３７４４）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
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