特許 5988284 太陽光発電設備のメンテナンス方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5988284

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】太陽光発電設備のメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/10 20140101AFI20160825BHJP

【ＦＩ】

   H02S40/10

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-155335(P2015-155335)

(22)【出願日】2015年8月5日

【審査請求日】2015年11月2日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】515061503

【氏名又は名称】株式会社スマートエナジーサービス

(73)【特許権者】

【識別番号】515071708

【氏名又は名称】有限会社小澤メンテナンス

(73)【特許権者】

【識別番号】506140033

【氏名又は名称】株式会社日本ランテック

(74)【代理人】

【識別番号】100099793

【弁理士】

【氏名又は名称】川北 喜十郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154586

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 正広

(74)【代理人】

【識別番号】100179280

【弁理士】

【氏名又は名称】河村 育郎

(72)【発明者】

【氏名】櫻澤 俊哉

(72)【発明者】

【氏名】小澤 隆博

【審査官】 池谷 香次郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１８６６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２６５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 畑陽一郎，スマートジャパン，太陽光も「ロボ」の時代、空撮自在・異常検知，日本，アイティメディア株式会社，２０１４年 ９月１７日，インターネット，ＵＲＬ，http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1409/16/news158.html

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｓ ４０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の太陽電池モジュールが電気的に直列接続されたストリングを複数有する太陽光発電設備のメンテナンス方法であって、
前記複数のストリングの少なくとも１つのストリングの表面画像を無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記取得した表面画像に基づいて前記少なくとも１つのストリングの汚染状態を判断することと、
前記少なくとも１つのストリングを洗浄する必要があるか否かを、前記汚染状態に基づいて判断することと、
前記少なくとも１つのストリングのうち、洗浄を要すると判断されたストリングを構成する太陽電池モジュールの光沢度を計測することと、
光沢度の計測後に、洗浄を要すると判断されたストリングを構成する前記太陽電池モジュールの表面を洗浄することと、
前記太陽電池モジュールの表面の洗浄後に、洗浄前に光沢度を計測した太陽電池モジュールの光沢度を再度計測することを含むメンテナンス方法。

【請求項2】

前記少なくとも１つのストリングの近傍にはカラーコードが配置されており、
前記撮像装置を用いた前記少なくとも１つのストリングの表面画像の取得は、
前記少なくとも１つのストリングを構成するすべての太陽電池モジュールの表面と前記カラーコードとを、他の太陽電池モジュールの表面を撮像することなく連続的に撮像することを含む請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記少なくとも１つのストリングの近傍には２つのカラーコードが配置されており、
前記撮像装置を用いた前記少なくとも１つのストリングの表面画像の取得は、前記２つのカラーコードの一方と、前記少なくとも１つのストリングを構成するすべての太陽電池モジュールの表面と、前記２つのカラーコードの他方とを、他の太陽電池モジュールの表面を撮像することなく順次撮像することを含む請求項１に記載の方法。

【請求項4】

複数の太陽電池モジュールが電気的に直列接続されたストリングを複数有する太陽光発電設備のメンテナンス方法であって、
前記複数のストリングの少なくとも１つのストリングの表面画像を無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記取得した表面画像に基づいて前記少なくとも１つのストリングの汚染状態を判断することと、
前記少なくとも１つのストリングを洗浄する必要があるか否かを、前記汚染状態に基づいて判断することと、
洗浄を要すると判断されたストリングを構成する前記太陽電池モジュールの表面を洗浄することを含むメンテナンス方法であって、
前記少なくとも１つのストリングの近傍にはカラーコードが配置されており、
前記撮像装置を用いた前記少なくとも１つのストリングの表面画像の取得は、
前記少なくとも１つのストリングを構成するすべての太陽電池モジュールの表面と前記カラーコードとを、他の太陽電池モジュールの表面を撮像することなく連続的に撮像することを含むメンテナンス方法

【請求項5】

複数の太陽電池モジュールが電気的に直列接続されたストリングを複数有する太陽光発電設備のメンテナンス方法であって、
前記複数のストリングの少なくとも１つのストリングの表面画像を無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記取得した表面画像に基づいて前記少なくとも１つのストリングの汚染状態を判断することと、
前記少なくとも１つのストリングを洗浄する必要があるか否かを、前記汚染状態に基づいて判断することと、
洗浄を要すると判断されたストリングを構成する前記太陽電池モジュールの表面を洗浄することを含むメンテナンス方法であって、
前記少なくとも１つのストリングの近傍には２つのカラーコードが配置されており、
前記撮像装置を用いた前記少なくとも１つのストリングの表面画像の取得は、前記２つのカラーコードの一方と、前記少なくとも１つのストリングを構成するすべての太陽電池モジュールの表面と、前記２つのカラーコードの他方とを、他の太陽電池モジュールの表面を撮像することなく順次撮像することを含むメンテナンス方法。

【請求項6】

前記カラーコードを目印として、前記撮像装置により取得された画像の中から前記少なくとも１つのストリングの表面画像を抽出することを更に含む請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記複数のストリングの少なくとも１つの異常を電気的計測により検出することを更に含み、
前記撮像装置を用いて表面画像を取得する際には、異常が検出されたストリングの表面画像を取得する請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は無人飛行体を用いた太陽光発電設備のメンテナンス方法に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電所等の太陽光発電設備に配置される太陽電池モジュールは、多数の太陽電池セルを含むセル層と、セル層を保護するためセル層の上方に積層されたガラス層と、セル層への太陽光の入射効率を向上させるためにガラス層の上方に積層された塗膜層とを有する。

【0003】

ここで、セル層の太陽電池セルは太陽光を受けて発電するため、ガラス層及び塗膜層はできるだけ多くの太陽光を透過させることが望ましい。しかしながら、太陽電池モジュールは屋外に設置されるため、塗膜層が塵、雨水、鳥の糞等により汚染し、太陽光の入射効率が低下することがある。

【0004】

そのため、太陽電池モジュールの洗浄を定期的に行うことが要求されているが、メガソーラー等の大規模な太陽光発電所においては、太陽電池モジュールの全ての洗浄を行うことは多大な人手と時間を要する作業である。

【0005】

特許文献１は、洗浄が必要な太陽電池モジュールを検出する検査装置を開示している。特許文献１の検査装置は走行部と撮像装置とを備えており、走行部によって太陽電池モジュール上を走行しながら撮像装置で太陽電池モジュールの表面状態を撮影し、撮影画像に基づき洗浄が必要な太陽電池モジュールを検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４−８２２７２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示された検査装置は、太陽電池モジュールを保持する架台と走行部とを係合させて移動するため、架台の形状によっては使用できない場合がある。また、特許文献１に開示された検査装置は、架台から離れて移動することはできないため、山間部に建設された太陽光発電所など、多数の架台が互いに離れて設置されている太陽光発電設備においては架台ごとに検査装置を設ける必要があり、設置やメンテナンスの費用が高額となる。

【0008】

そこで本発明は、太陽電池モジュールの設置位置や配列構造にかかわらず、太陽発電モジュールの洗浄の要否を容易に且つ低コストで判断し、効率よく洗浄等のメンテナンスを行うことができる太陽光発電設備のメンテナンス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】

【0009】

本発明の第１の態様に従えば、
複数の太陽電池モジュールが電気的に直列接続されたストリングを複数有する太陽光発電設備のメンテナンス方法であって、
前記複数のストリングの少なくとも１つのストリングの表面画像を無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、
前記取得した表面画像に基づいて前記少なくとも１つのストリングの汚染状態を判断することと、
前記少なくとも１つのストリングを洗浄する必要があるか否かを、前記汚染状態に基づいて判断することと、
前記少なくとも１つのストリングのうち、洗浄を要すると判断されたストリングを構成する太陽電池モジュールの光沢度を計測することと、
光沢度の測定後に、洗浄を要すると判断されたストリングを構成する前記太陽電池モジュールの表面を洗浄することとを含むメンテナンス方法が提供される。

【0010】

本発明の方法によれば、ストリングの洗浄の要否判断を無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得した画像に基づいておこなっている。そのため洗浄の要否判断を低コストで行うことができる。また、必要と判断されたストリングについてのみ洗浄作業を行うためメンテナンスの効率もよい。

【0011】

本発明の方法は、前記太陽電池モジュールの表面の洗浄後に、洗浄前に光沢度を計測した太陽電池モジュールの光沢度を再度計測することを更に含んでも良い。洗浄度に再度計測を行い洗浄前の計測値と比較することで、洗浄の効果を確認することができる。

【0012】

本発明の方法は、前記複数のストリングの少なくとも１つの異常を電気的計測により検出することを更に含んでもよく、前記撮像装置を用いて表面画像を取得する際には、異常が検出されたストリングの表面画像を取得してもよい。異常が検出されたストリングのみを撮像の対象とすることで、メンテナンスの効率を更に高めることができる。

【0013】

本発明の方法において、前記少なくとも１つのストリングの近傍にはカラーコードが配置されていてもよく、前記撮像装置を用いた前記少なくとも１つのストリングの表面画像の取得は、前記少なくとも１つのストリングを構成するすべての太陽電池モジュールの表面と前記カラーコードとを、他の太陽電池モジュールの表面を撮像することなく連続的に撮像することを含んでもよい。また本発明の方法において、前記少なくとも１つのストリングの近傍には２つのカラーコードが配置されていてもよく、前記撮像装置を用いた前記少なくとも１つのストリングの表面画像の取得は、前記２つのカラーコードの一方と、前記少なくとも１つのストリングを構成するすべての太陽電池モジュールの表面と、前記２つのカラーコードの他方とを、他の太陽電池モジュールの表面を撮像することなく順次撮像することを含んでもよい。この方法を用いることにより、ストリングと撮像された画像との対応関係を明確とすることができる。

【0014】

本発明の方法は、前記カラーコードを目印として、前記撮像装置により取得された画像の中から前記少なくとも１つのストリングの表面画像を抽出することを更に含んでもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明のメンテナンス方法は太陽電池モジュールの設置位置や配列構造にかかわらず、容易に且つ低コストで太陽発電モジュールの洗浄の要否を判断し、効率よく洗浄等のメンテナンスを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、太陽光発電所における太陽電池モジュールの配置の一例を示す。

【図2】図２は、図１のうちの任意の２つのストリングを示す拡大図である。

【図3】図３は、太陽光発電所における電気的接続の一例を示す説明図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態のメンテナンス方法を示すフローチャートである。

【図5】図５は、無人飛行体の飛行経路を示す説明図である。

【図6】図６は、撮像により得られた太陽電池モジュール表面の画像を、ストリングの配置図上に表示する様子を示す。

【図7】図７は、太陽電池モジュールの汚染レベルの判定に使用する分類表である。

【図8】図８は、汚染レベルの判定結果を、太陽電池モジュールの配置図上に表示する様子を示す。

【図9】図９は、ストリング内の太陽電池モジュールの配置の変形例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜実施形態＞
本発明の実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。

【0018】

初めに、本実施形態のメンテナンス方法が適用される太陽光発電設備の一例として、太陽光発電所ＳＦの構成例を説明する。

【0019】

太陽光発電所ＳＦは、図１に示す通り、複数の区画ＳＥＣに分割して配置された多数の太陽電池モジュールＭを含む。図１においては、横方向に２列、縦方向に５列の区画ＳＥＣが示されているが、これは太陽光発電所ＳＦの一部分であり、太陽光発電所ＳＦは実際には更に多くの太陽電池モジュールＭ及び区画ＳＥＣを有している。太陽光発電所ＳＦの出力はその有する太陽電池モジュールＭの枚数に比例して大きくなる。

【0020】

図１に示す太陽光発電所ＳＦにおいては、区画ＳＥＣごとに、横方向に１２枚、縦方向に２枚の太陽電池モジュールＭが配置されている（図２）。各太陽電池モジュールＭは、太陽光をより効率よく受けることができるように、架台Ｆによって、地表に対して所定の傾きで保持されている。

【0021】

太陽光発電所ＳＦにおける電気的接続は次の通りである。まず、区画ＳＥＣ内に横一列に配置された１２枚の太陽電池モジュールＭが直列に接続され、ストリングＳＴが形成されている（図２）。そして、図３に示す通り、複数のストリングＳＴは接続箱ＪＢで並列に接続され、接続箱ＪＢも同様に集電箱ＣＢで並列に接続されている。集電箱ＣＢは、パワーコンディショナＰＣに接続されている。

【0022】

以上の構成により、各太陽電池モジュールＭにおいて発電された直流電力は、接続箱ＪＢ及び集電箱ＣＢを介して集約されたのち、パワーコンディショナＰＣに送電される。そして、パワーコンディショナＰＣにおいて交流電力に変換され、外部に送電される。

【0023】

上記した太陽光発電所ＳＦの構成は一例であり、区画ＳＥＣ内の太陽電池モジュールＭの枚数や配置、ストリングＳＴを形成する太陽電池モジュールＭの枚数や配置は太陽光発電所によって様々である。また、上記した太陽光発電所ＳＦは集電箱ＣＢ及びパワーコンディショナＰＣを一つのみ有していたが、メガソーラ等の出力の大きい太陽光発電所は、集電箱ＣＢ及びパワーコンディショナＰＣを複数備えている。

【0024】

次に、本実施形態のメンテナンス方法について説明する。

【0025】

本実施形態のメンテナンス方法は、図４のフローチャートに示す通り、ストリングの異常を検知するストリング異常検知工程Ｓ１０１と、異常が検知されたストリングＳＴの表面を撮像するストリング撮像工程Ｓ１０２と、撮像した画像をストリング配置図上に展開する表面状態表示工程Ｓ１０３と、ストリング配置図上に展開した画像に基づいてストリングの汚染状態を評価する汚染状態評価工程Ｓ１０４と、評価した汚染状態に基づいてストリング洗浄の要否を判断する洗浄要否判断工程Ｓ１０５と、洗浄が必要であると判断されたストリングに含まれる太陽電池モジュールＭの光沢度を計測する光沢度計測工程Ｓ１０６と、洗浄が必要であると判断されたストリングに含まれる太陽電池モジュールＭの洗浄を行う洗浄工程Ｓ１０７と、洗浄した太陽電池モジュールＭの光沢度を計測する光沢度再計測工程Ｓ１０８とを含む。

【0026】

＜ストリング異常検知工程＞
ストリング異常検知工程Ｓ１０１では、ストリングＳＴごとに発電量や電流‐電圧特性曲線（Ｉ‐Ｖ曲線）等の計測を行い、異常を有するストリングＳＴを特定する。

【0027】

発電量やＩ‐Ｖ曲線の計測は、ストリングＳＴに接続された接続箱ＪＢに設けられた端子を用いて行うことができる。異常の有無の判断は、例えば発電量が所定の閾値以下であるか否かに基づいて行うことができる。あるいは、Ｉ‐Ｖ曲線の形状の理想形状からの乖離の程度に基づいて判断することもできる。

【0028】

＜ストリング撮像工程＞
ストリング撮像工程Ｓ１０２では、撮像装置を搭載した無人飛行体を使用して、ストリング異常検知工程Ｓ１０１において特定されたストリングＳＴを構成する太陽電池モジュールＭの表面を撮像する。無人飛行体は無線操作の可能な任意の無人飛行体（ラジコンヘリ、ドローン等）であってよく、撮像装置は動画撮影が可能な任意の撮像装置（ビデオカメラ等）であってよい。撮像装置は、無人飛行体の底部に取り付けられており、その撮像装置のアングルやズームなどの設定は、手動又は遠隔操作により調整することができる。

【0029】

無人飛行体を使用してストリングＳＴを構成する太陽電池モジュールＭの表面を撮像する際には、ストリングＳＴ単位で動画撮影が行われるように無人飛行体を操作する。換言すれば、ストリングＳＴを構成するすべての太陽電池モジュールＭ（本実施形態では１２枚）の表面が、ストリングＳＴを構成しない他の太陽電池モジュールＭの表面を撮影することなく連続的に撮影されるように無人飛行体を操作する。

【0030】

具体的には例えば、図５の経路Ｒ１で示す通り無人飛行体を蛇行させて、縦方向に配列されたストリングＳＴ_１、ＳＴ_２、ＳＴ_３、ＳＴ_４の表面（各ストリングを構成する太陽電池モジュールＭの表面）をそれぞれひとまとまりの動画として撮影する。或いは、図５の経路Ｒ２で示す通り無人飛行体を直線的に飛行させて、横方向に配列されたストリングＳＴ_５、ＳＴ_６の表面（各ストリングを構成する太陽電池モジュールＭの表面）をそれぞれひとまとまりの動画として撮影する。

【0031】

ここで、ストリングＳＴを保持する架台Ｆの各ストリングＳＴの両端部に対応する位置には、図２に示す通り、予め各ストリングに１対１で対応するカラーコードＣＤが貼付されている。したがって、ストリングＳＴを構成するすべての太陽電池モジュールＭの表面を連続的に撮影して得られるひとまとまりの動画は、その直前及び直後に対応するカラーコードＣＤの映像を有している。カラーコードについては後述する。

【0032】

無人飛行体は手動で操作しても良く、ＧＰＳを使用して自動操縦を行っても良い。

【0033】

＜表面状態表示工程＞
表面状態表示工程Ｓ１０３では、ストリング撮像工程Ｓ１０２で撮像されたストリングＳＴを構成する太陽電池モジュールＭの表面画像を、ストリングＳＴの配置図の上に表示する。その具体的な手順の一例は次の通りである。

【0034】

まず、ストリング撮像工程Ｓ１０２で撮像された動画を、各ストリングＳＴごとに分割して抽出する。ストリングＳＴを構成するすべての太陽電池モジュールＭの表面を連続的に撮影して得られるひとまとまりの動画は、上記の通り、その直前及び直後にカラーコードＣＤの映像を有している。したがってカラーコードＣＤを目印として動画を分割することで、各ストリングＳＴと動画との対応関係を把握しながら動画の分割及び抽出を行うことができる。

【0035】

具体的には、動画の内、ストリングＳＴ_１（図５）に対応するカラーコードＣＤに挟まれたひとまとまりの動画はストリングＳＴ_１を構成する太陽電池モジュールＭの表面画像として抽出することができ、ストリングＳＴ_２（図５）に対応するカラーコードＣＤに挟まれたひとまとまりの動画はストリングＳＴ_２を構成する太陽電池モジュールＭの表面画像として抽出することができる。

【0036】

カラーコードＣＤは任意に設定してよいが、例えば０〜９の各数字ごとに異なる色を割り振り、この色の組合せによりストリングＳＴの番号を表示することができる。その他、カラーコードＣＤは、各太陽光発電設備におけるストリングＳＴの管理方法（区分方法）に応じて適宜設定することができる。

【0037】

次に、ストリングＳＴごとに分割、抽出した動画から、ストリングＳＴ内の太陽電池モジュールＭの表面状態を示す静止画を、各太陽電池モジュールＭごとに取り出し、これをストリングＳＴの配置図上に表示する。表示の一例を図６に示す。

【0038】

図６は、太陽光発電所ＳＦの一区画ＳＥＣに含まれる２つのストリングＳＴの配置図であり、その上に、各ストリングＳＴに含まれる１２枚の太陽電池モジュールＭの表面状態を示す静止画を表示したものである。この表示例においては、上側のストリングＳＴにおいては、左から７枚目までの太陽電池モジュールＭは、その表面のほぼ全域に塵が堆積しており、残る５枚の太陽電池モジュールＭについても、その表面のほぼ半分の領域に塵が堆積している。一方で、下側のストリングＳＴにおいては、左から４枚目までの太陽電池モジュールＭの表面全域に塵が堆積しているが、左から５〜７枚目の太陽電池モジュールＭでは表面の約３割の領域に塵が堆積しているのみであり、残る太陽電池モジュールＭについては塵の堆積は見られない。

【0039】

＜汚染状態評価工程＞
汚染状態評価工程Ｓ１０４では、表面状態表示工程Ｓ１０３で表示した画像に基づいて太陽電池モジュールの汚染状態の評価を行う。

【0040】

評価は、太陽電池モジュールの汚染状態が、図７の分類表のレベル０〜５のいずれに属するかを決定することにより行う。この決定は様々な方法で行うことができるが、一例として太陽電池モジュールＭの表面にどの程度の領域に塵が堆積しているか（すなわち堆積率）に基づいて決定を行うことができる。具体的には例えば、塵の堆積が太陽電池モジュールＭの０パーセント以上且つ１０パーセント未満の領域にしかなければ「清浄」と判断し、塵の堆積が１０パーセント以上且つ２０パーセント未満の領域であれば「やや清浄」と判断し、塵の堆積が２０パーセント以上且つ４０パーセント未満の領域であれば「やや汚れている」と判断し、塵の堆積が４０パーセント以上且つ６０パーセント未満の領域であれば「汚れている」と判断し、塵の堆積が６０パーセント以上且つ８０パーセント未満の領域であれば「大変汚れている」と判断し、塵の堆積が８０パーセント以上の領域であれば「非常に汚れている」と判断する。その後、図７の分類表に基づいて、各太陽電池モジュールＭの汚染レベルを決定する。

【0041】

太陽電池モジュールＭの汚染状態が、図７の分類表のレベル０〜５のいずれに属するかを決定するその他の方法として、太陽電池モジュールＭ上に塵がどの程度の厚さで堆積しているかに基づいて決定を行うことができる。具体的には例えば、分類表の汚染レベル０〜５と対応づけられた太陽電池モジュールＭ表面の状態を示す見本（色見本）を６つ準備してこれを用いる。太陽電池モジュールＭの表面上に堆積する塵が厚くなるにしたがって、太陽電池モジュールＭの表面は本来の色から白っぽい塵の色に近づいていく。そのため、レベル０に対応する見本（色見本）は太陽電池モジュールＭの本来の色を示し、レベル５を示す見本（色見本）は塵の白っぽい色を示す。表面状態表示工程Ｓ１０３で表示した太陽電池モジュールＭの表面画像のうち最も塵が多く堆積している部分の色と色見本とを比較することによって、太陽電池モジュールＭの汚染レベルを決定することができる。

【0042】

またその他の方法として、上記した塵の堆積率に基づく決定方法と塵の厚さに基づく決定方法とを組み合わせた方法を用いることもできる。具体的には例えば、ある太陽電池モジュールＭに対して、堆積率に基づく方法と塵の厚さに基づく方法の両方を適用し、各方法により求められた汚染レベルの単純平均を当該太陽電池モジュールＭの汚染レベルとすることができる。

【0043】

上記のうち、堆積率に基づく方法により決定した、図６のストリングＳＴの汚染レベルを図８に示す。上側のストリングＳＴにおいては、左から７枚目までの太陽電池モジュールＭは、その表面のほぼ全域に塵が堆積しているため「モジュール表面の状態」は「非常に汚れている」であり、図７の分類表より「汚染レベル」は「５」である。残る５枚の太陽電池モジュールＭについては、その表面のほぼ半分の領域に塵が堆積しているため「モジュール表面の状態」は「汚れている」であり、図７の分類表より「汚染レベル」は「３」である。

【0044】

下側のストリングＳＴにおいては、左から４枚目までの太陽電池モジュールＭは、その表面のほぼ全域に塵が堆積しているため、上側のストリングＳＴの左から７枚目までの太陽電池モジュールＭと同様に「汚染レベル」は「５」である。左から５〜７枚目の太陽電池モジュールＭは表面の約３割の領域に塵が堆積しているため「モジュール表面の状態」は「やや汚れている」であり、図７の分類表より「汚染レベル」は「２」である。残る太陽電池モジュールＭについては塵の堆積は見られないため「モジュール表面の状態」は「清浄」であり、図７の分類表より「汚染レベル」は「０」である。

【0045】

＜洗浄要否判断工程＞
洗浄要否判断工程Ｓ１０５においては、汚染状態評価工程Ｓ１０４で求めた太陽電池モジュールＭの汚染レベルに基づいて、ストリングＳＴの洗浄の要否を判断する。

【0046】

この工程における洗浄の要否判断は、ストリングＳＴに含まれる太陽電池モジュールＭの内、所定枚数以上の太陽電池モジュールＭの汚染レベルが、所定のレベル以上であるか否かに基づいて行われる。

【0047】

具体的には例えば、ストリングＳＴに含まれる１２枚の太陽電池モジュールＭの内、半数（６枚）以上の太陽電池モジュールＭの汚染レベルが４以上であるか否かに基づいて行うことができる。この場合は、図８に示す２つのストリングＳＴの内、上側のストリングＳＴは洗浄が必要であると判断されるが、下側のストリングＳＴは洗浄が不要であると判断される。或いは、汚染の進行の初期段階で洗浄作業を行うことを望む場合にはストリングＳＴに含まれる１２枚の太陽電池モジュールの内３分の１（４枚）以上の太陽電池モジュールＭの汚染レベルが３以上であるか否かに基づいて洗浄の要否を判断してもよい。この場合は、図８に示す２つのストリングＳＴはともに洗浄が必要であると判断される。このように、閾値とする太陽電池モジュールＭの枚数及び汚染レベルは、洗浄をどの程度の頻度で行うかに基づいて任意に設定することができる。

【0048】

＜光沢度計測工程＞
光沢度計測工程Ｓ１０６においては、洗浄要否判断工程Ｓ１０５において洗浄が必要であると判断されたストリングＳＴについて、光沢計を用いた光沢度計測を行う。

【0049】

光沢度計測は、洗浄が必要であると判断されたストリングＳＴのそれぞれから、汚染レベルの高い太陽電池モジュールＭを所定の数だけ選び出し、これらについて行う。計測は、太陽電池モジュールＭの表面の内、特に汚染されている部分を対象として行うことが望ましい。次いで、計測対象としたすべての太陽電池モジュールＭの光沢度のうちの最大値Ｍａｘ１及び最小値Ｍｉｎ１を記録し、更に計測対象としたすべての太陽電池モジュールＭの光沢度の平均値Ａｖｅ１を記録する。

【0050】

＜洗浄工程＞
洗浄工程Ｓ１０７においては、洗浄要否判断工程Ｓ１０５において洗浄が必要であると判断されたストリングＳＴの洗浄を行う。この時、洗浄が必要であると判断されたストリングＳＴに含まれる太陽電池モジュールＭのすべてを洗浄対象としてもよく、あるいは洗浄が必要であると判断されたストリングＳＴに含まれる太陽電池モジュールＭのうち、所定の汚染レベル以上のもの（例えば汚染レベル１以上のもの）のみを洗浄対象としてもよい。

【0051】

洗浄の方法は任意であるが、一例として、洗剤を塗布した後、温水を高圧で吹き付けてリンスする。周辺に交通量の多い道路が存在する太陽光発電設備では、排気ガスに含まれる油分がバインダの役割をはたして塵等を太陽電池モジュールＭの表面に固着させている可能性が高い。また、周辺に森林等の多くの樹木が生える地域が存在する場合も、樹木から飛散される花粉の油分がバインダの役割をはたして塵等を太陽電池モジュールＭの表面に固着させている可能性が高い。よって、これらの場合には洗剤を使用して油分を除去することが好ましい。

【0052】

＜光沢度再計測工程＞
光沢度再計測工程Ｓ１０８では、光沢度計測工程Ｓ１０８において光沢度計測の対象とした太陽電池モジュールＭについて、光沢計を用いた光沢度計測を再度行う。

【0053】

次いで、光沢度計測工程Ｓ１０６と同様に、計測対象としたすべての太陽電池モジュールＭの光沢度のうちの最大値Ｍａｘ２及び最小値Ｍｉｎ２を記録し、更に計測対象としたすべての太陽電池モジュールＭの光沢度の平均値Ａｖｅ２を記録する。

【0054】

次いで、光沢度計測工程Ｓ１０６で記録した最大値Ｍａｘ１、最小値Ｍｉｎ１、平均値Ａｖｅ１と、光沢度再計測工程Ｓ１０７で記録した最大値Ｍａｘ２、最小値Ｍｉｎ２、平均値Ａｖｅ２とをそれぞれ比較し、洗浄により光沢度が回復したことを確認し、記録する。

【0055】

本実施形態のメンテナンス方法の効果は次の通りである。

【0056】

本実施形態のメンテナンス方法では、発電量や電流‐電圧特性曲線（Ｉ‐Ｖ曲線）等の計測により異常を有するストリングＳＴを容易に特定することができる。また異常が検知されたストリングＳＴのみを対象として無人飛行体を用いた撮像を行うため、すべてのストリングＳＴを撮像する場合に比べて、撮像に基づく洗浄要否判定を効率よく行うことができる。

【0057】

本実施形態のメンテナンス方法では、ストリングＳＴを構成する太陽電池モジュールＭの表面状態を、無人飛行体を用いた撮像に基づいて把握している。したがって、太陽光発電設備内における太陽電池モジュールＭ及びストリングＳＴの配置がどのような態様であっても、ストリングＳＴを構成する太陽電池モジュールＭの表面状態を容易に短時間で把握することができる。

【0058】

本実施形態のメンテナンス方法では、ストリングＳＴを保持する架台Ｆの、ストリングＳＴの両端部に対応する位置にカラーコードＣＤが貼付されており、ストリングＳＴと対応するカラーコードＣＤとが一連の映像に収まるように無人飛行体で撮像を行っている。したがって撮像した画像がどのストリングＳＴの画像であるかを、カラーコードＣＤを目印として容易に特定することができる。また、カラーコードＣＤを使用することにより、架台Ｆにアラビア数字等でストリング番号を表記する場合に比べて動画を分割する際の視認性が高くなるため、動画の分割をより的確に行うことができる。

【0059】

本実施形態のメンテナンス方法では、無人飛行体を使用して撮像した画像に基づいてストリングＳＴの汚染状態を評価し、この評価に基づいてストリングＳＴの洗浄の要否を判断している。したがって、ストリングＳＴの洗浄の要否を容易に且つ素早く行うことができる。

【0060】

上記の実施形態のメンテナンス方法において、以下に述べるような変形態様を行ってもよい。

【0061】

（１）無人飛行体に赤外線カメラも搭載し、ストリング撮像工程と平行して太陽電池モジュールＭの表面を赤外線カメラで撮像してもよい。これにより、太陽電池モジュールＭの表面温度を観察することができる。太陽電池モジュールＭの表面温度情報は、不具合の早期発見のために大変有益であり、例えばホットスポット（局所的に発熱している箇所）の発見を太陽電池モジュールＭ内の不具合の特定につなげることができる。

【0062】

（２）上記実施形態のメンテナンス方法のストリング撮像工程において、動画撮影に代えて静止画の連続撮影を行っても良い。

【0063】

（３）上記実施形態のメンテナンス方法においては、架台のストリングＳＴの両端部に対応する位置にそれぞれカラーコードＣＤを貼付していたがこれには限られない。カラーコードＣＤはストリングＳＴの一端側にのみ貼り付けられていてもよいし、カラーコードＣＤが貼り付けられていなくてもよい。カラーコードＣＤを使用しない場合であっても、無人飛行体の飛行経路に基づき、撮影した画像とストリングＳＴとの対応を特定することができる。

【0064】

（４）上記実施形態においては、ストリングＳＴ内には太陽電池モジュールＭが一列に配置されていたが、ストリングＳＴ内の太陽電池モジュールＭは一列に配置されるとは限らず、例えば図９に示すように２列に配置されることもある。

【0065】

このような場合にも、経路Ｒ３（図９）に示す通り、まず１列目の太陽電池モジュールＭを撮像したのち、Ｕターンして２列目の太陽電池モジュールＭを撮像するように無人飛行体を操作することにより、ストリングＳＴを構成するすべての太陽電池モジュールＭを、他の太陽電池モジュールＭの表面を撮影することなく連続的に撮影することができる。

【0066】

図９においては、架台Ｆの左端に貼付された２つのカラーコードＣＤは左側のストリングＳＴと対応しており、架台Ｆの右端に貼付された２つのカラーコードＣＤは右側のストリングＳＴと対応している。したがって経路Ｒ３に沿って無人飛行体を飛行させて撮像を行った場合も、ストリングＳＴを構成するすべての太陽電池モジュールＭの表面を連続的に撮影して得られるひとまとまりの動画は、その直前及び直後に、対応するカラーコードＣＤの映像を有する。

【0067】

（５）上記実施形態のメンテナンス方法において、表面状態表示工程Ｓ１０３を省くこともできる。太陽電池モジュールＭの静止画をストリングＳＴの配置図上に表示することなく、撮像した画像をモニタ等で観察して、汚染状態を評価することができる。

【0068】

（６）上記実施形態のメンテナンス方法の汚染状態評価工程Ｓ１０４においては、太陽電池モジュールＭの表面を塵が覆っている割合や塵の厚さに基づいて太陽電池モジュールＭの汚染状態を評価していたがこれには限られない。

【0069】

太陽電池モジュールＭの汚染状態を評価するその他の方法として、例えば参照情報との比較に基づいて評価を行うことができる。太陽電池モジュールＭの汚染の原因としては、主に土砂や花粉等の塵（粉体）及び鳥の糞が知られている。したがって、これらによって汚染された太陽電池モジュールＭの様子と当該太陽電池モジュールＭの汚染レベルとを対応付けた参照情報を予め準備することで、汚染状態評価工程Ｓ１０４においては、表面状態表示工程Ｓ１０３で表示された太陽電池モジュールＭの表面画像と参照情報との比較に基づいた汚染レベル評価が可能となる。

【0070】

参照情報の収集方法の一例は次の通りである。まず、汚染された太陽電池モジュールＭの表面状態を撮像した後、当該太陽電池モジュールＭの光沢度を計測する。次に計測した光沢度（またはこれから求められる光沢度比（後述））に基づいて、図７の分類表から当該太陽電池モジュールＭの汚染レベルを特定する。そして、特定した汚染レベルを表面状態の画像と関連付けて記憶する。この作業を様々な汚染状態にある太陽電池モジュールＭに対して行うことにより、充実した参照情報を作成することができる。

【0071】

また、汚染レベルの特定をどのような方法で行う場合であっても、上記実施形態のメンテナンス方法を実施するたびに、汚染状態評価工程Ｓ１０４において太陽発電モジュールＭの表面画像と、当該太陽発電モジュールの汚染レベルとの対応関係が決定される。これらの対応関係を、次回以降のメンテナンス時の参照情報として蓄積することができる。

【0072】

また、表面状態表示工程Ｓ１０３で表示された太陽電池モジュールＭの表面画像と参照情報の比較は、画像マッチングを実行可能なソフトウェアを用いて行ってもよい。

【0073】

（７）上記実施形態のメンテナンス方法の光沢度計測工程Ｓ１０６において、洗浄対象であるストリングＳＴを構成する太陽電池モジュールＭの光沢度を計測した後に、求めた光沢度を予め求めておいた標準モジュールの光沢度（新品状態の太陽電池モジュールＭの光沢度。本実施形態では５０）で除算し、光沢度比を求めてもよい。同様に光沢度再計測工程Ｓ１０８においても、光沢度比を求めてもよい。光沢度比の比較によっても、光沢度の回復を確認することができる。

【0074】

（８）上記実施形態のメンテナンス方法の光沢度計測工程Ｓ１０６及び光沢度再計測工程Ｓ１０８において、光沢計を用いた光沢度計測に加えて、洗浄対象であるストリングＳＴの電流‐電圧特性曲線（Ｉ‐Ｖ曲線）や発電量の計測を行っても良い。特に光沢度再計測工程Ｓ１０８においてＩ‐Ｖ曲線や発電量を計測してストリング異常検知工程Ｓ１０１での計測結果と比較することで、洗浄による太陽電池モジュールＭの性能回復を確認することができる。

【0075】

（９）上記実施形態のメンテナンス方法において、ストリング異常検知工程Ｓ１０１を省いても良い。例えば太陽光発電設備の定期メンテナンスとして、ストリング異常検知工程Ｓ１０１を行うことなく、太陽光発電設備のすべてのストリングＳＴ又は所定のストリングＳＴに対してストリング撮像工程Ｓ１０２以下の工程を行うこともできる。

【0076】

本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明のメンテナンス方法によれば、太陽光発電設備、特にメガソーラ等の大規模な太陽光発電所の低コスト且つ高効率なメンテナンスが可能となり、太陽光発電のより一層の普及が促進される。

【符号の説明】

【0078】

ＣＢ 集電箱
ＣＤ カラーコード
Ｆ 架台
ＪＢ 接続箱
Ｍ 太陽電池モジュール
ＰＣ パワーコンディショナ
ＳＥＣ 区画
ＳＦ 太陽光発電所
ＳＴ ストリング

【要約】      （修正有）

【課題】太陽発電モジュールの洗浄の要否を容易に且つ低コストで判断し、効率よく洗浄等を行うことができる太陽光発電設備のメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】複数の太陽電池モジュールが電気的に直列接続されたストリングを複数有する太陽光発電設備のメンテナンス方法は、前記複数のストリングの少なくとも１つのストリングの表面画像を無人飛行体に搭載された撮像装置を用いて取得することと、前記取得した表面画像に基づいて前記少なくとも１つのストリングの汚染状態を判断することと、前記少なくとも１つのストリングを洗浄する必要があるか否かを、前記汚染状態に基づいて判断することと、前記少なくとも１つのストリングのうち、洗浄を要すると判断されたストリングを構成する太陽電池モジュールの光沢度を計測することと、光沢度の計測後に、洗浄を要すると判断されたストリングを構成する前記太陽電池モジュールの表面を洗浄する。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】