特許 6252149 太陽電池の評価装置、評価方法及び、太陽光発電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6252149

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】太陽電池の評価装置、評価方法及び、太陽光発電システム

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/67 20060101AFI20171218BHJP

   H01L 31/04 20140101ALI20171218BHJP

【ＦＩ】

   G05F1/67 A

   H01L31/04

【請求項の数】13

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-254582(P2013-254582)

(22)【出願日】2013年12月9日

(65)【公開番号】特開2015-114741(P2015-114741A)

(43)【公開日】2015年6月22日

【審査請求日】2016年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085006

【弁理士】

【氏名又は名称】世良 和信

(74)【代理人】

【識別番号】100106622

【弁理士】

【氏名又は名称】和久田 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100125357

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 剛

(72)【発明者】

【氏名】宮本 幸太

(72)【発明者】

【氏名】中井 琢也

(72)【発明者】

【氏名】鶴田 浩輔

【審査官】 小原 正信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０５４４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７０８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３３５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５１０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９８２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８５６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６６９１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｆ １／６７

Ｈ０１Ｌ ３１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池の出力電圧と出力電流の関係及び、日射強度を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値と、前記日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する評価手段と、を備え、
前記評価手段は、
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、前記日射強度の取得速度の相違に基づく、前記太陽電池の出力特性の値の変動を緩和する安定化手段を有し、
前記安定化手段は、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する平均値算出部と、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較して、太陽電池の出力特性を評価する出力係数評価部と、を有し、
前記最大電力点における電力値と前記日射強度とに基づいて算出される出力係数の標準偏差に基づいて前記所定回数を定める標準偏差判断手段と、
前記出力係数の標準偏差がそれ以下の場合に、充分に安定した前記平均出力係数の値が得られると考えられる前記標準偏差の閾値を記憶する閾値記憶手段と、
をさらに備え、
前記標準偏差判断手段は、
前記安定化手段が前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得した際の各取得機会において取得された前記最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出する出力係数算出部と、
前記出力係数算出部において算出された複数の出力係数のデータについての標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記標準偏差算出部によって算出された標準偏差が、前記閾値記憶手段に記憶された前記標準偏差の閾値以下になるときの前記出力係数のデータ数を算出するデータ数算出部と
、を備え、
前記データ数算出部によって算出されたデータ数を、前記平均値算出部が平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定することを特徴とする、太陽電池の評価装置。

【請求項2】

前記閾値記憶手段に記憶される前記標準偏差の閾値は、太陽電池の出力係数の値の信頼区間に基づいて定められることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の評価装置。

【請求項3】

前記太陽電池の出力特性の評価結果を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置。

【請求項4】

前記取得手段は、さらに太陽電池の温度を取得し、
前記評価手段は、前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係または前記太陽電池の最大電力点における電力値を、前記取得手段によって取得された前記太陽電池の温度に基づいて補正した上で、前記太陽電池の出力特性を評価することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置。

【請求項5】

前記取得手段と、前記評価手段のうち、少なくとも一つを、可搬性の筐体内に収納したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置。

【請求項6】

前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうち、少なくとも一つを、可搬性の筐体内に収納したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置。

【請求項7】

請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置における前記取得手段と、前記評価手段のうちの少なくとも一つと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータと、を有するパワーコンディショナ。

【請求項8】

請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置における前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうちの少なくとも一つと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータと、を有するパワーコンディショナ。

【請求項9】

太陽電池モジュールと、
請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置と、
太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。

【請求項10】

前記取得手段と、前記評価手段のうち、少なくとも一つを、前記パワーコンディショナ内に組み込んだことを特徴とする請求項９に記載の太陽光発電システム。

【請求項11】

太陽電池モジュールと、
請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置と、
太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備え
前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうち、少なくとも一つを、前記パワーコンディショナ内に組み込んだことを特徴とする太陽光発電システム。

【請求項12】

太陽電池の出力電圧と出力電流との関係を取得し、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記太陽電池の最大電力点に
おける電力値と、日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する、太陽電池の評価方法であって、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出し、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較することで、太陽電池の出力特性を評価し、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係を複数回取得した際の、各取得機会において取得された前記最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出し、
算出された各取得機会における出力係数についての標準偏差を算出し、
前記算出された標準偏差が、所定の閾値以下になるときの、前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度の取得回数を算出し、 前記取得回数を、前記平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定することを特徴とする、太陽電池の評価方法。

【請求項13】

前記所定の閾値は、太陽電池の出力の値の信頼区間に基づいて定められることを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池のＩ−Ｖ特性を評価する評価装置、評価方法及び、Ｉ−Ｖ特性を評価する評価装置を備える太陽光発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球環境問題が注目される中、クリーンなエネルギーである太陽光エネルギーを利用した太陽光発電システムの普及が進んでいる。この太陽光発電システムにおいては、システム自体を屋外に設置した状態で、太陽電池の出力特性の異常を評価する必要がある。この評価においては、太陽電池の直流電圧に対応した直流電流を測定し、これから図１８に示すような、直流電流と直流電圧との関係のカーブ（以下、Ｉ−Ｖカーブともいう。）を計測し、評価者が計測結果を確認することで太陽光発電システムが正常か異常かを判断する。

【0003】

しかしながら、図１９に示すように、Ｉ−Ｖカーブの計測時の天候によって、取得されるＩ−Ｖカーブが全く異なってしまうため、定量的な評価は困難になっている。このＩ−Ｖカーブの評価方法としては、出力係数ＰＲを数式（１）のように定義し、Ｉ−Ｖカーブの計測値から最大出力の計測値を算出し、基準となる日射強度１ｋＷ／ｍ^２という条件の下での出力を表す指標が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。

【数1】

Ｐｍａｘ：最大出力の計測値、Ｐｍｏ：太陽電池の定格出力、Ｇ：日射強度の計測値（ｋＷ／ｍ^２）、ＧＳＴＣ：基準日射強度＝１（ｋＷ／ｍ^２）

【0004】

しかしながら、太陽電池や日射計では同じ日射条件の下でも日射量が増加していくときの応答時間と日射量が低下していくときの応答速度が異なる場合がある。さらに、太陽電池と日射計とでは、日射量が増加していくときと日射量が低下していくときの応答速度の変化幅が異なる場合がある。これらのことから、最大電力の計測値と日照強度の計測値のピーク位置がずれる場合があった。また、各波形の形状が相似的にならないことから、太陽電池と日射計の間で同期を取るなどの補正は困難であった。これらの事情により、太陽電池のＩ−Ｖカーブの計測値と日射計による日射強度の計測値とから上記の出力係数を算出する際には大きな誤差を含んでしまい、正しい評価ができない場合があった。図２０には、太陽電池と日射計の応答速度の相違による出力係数の精度の低下について示す。図２０（ａ）は、Ｉ−Ｖカーブの最大動作点における出力値から得られる太陽電池の最大出力と、日射計による日射強度の変化を示す。また、図２０（ｂ）には、算出された出力係数の変化を示す。

【0005】

図２０（ａ）中、四角形でプロットされたのは日射計による日射強度を示す。また、ひし形でプロットされたのは太陽電池の最大出力を示す。図２０（ａ）からも分かるように、日射計の出力と太陽電池の最大出力との間にはタイムラグが生じており、上記の数式（１）で出力係数を算出した場合に、図２０（ｂ）に示すようにシステムが正常であるにも拘わらず何箇所かの特異点が生じ、故障と誤判断されてしまう虞があった。

【0006】

なお、上記の非特許文献１に記載の発明では、システムで取得された太陽電池の出力のデータから、計測時間の１サイクル中の日射変動率が２％以下のデータを選別することで
、取得データのばらつきを低減しているが、これは、計測期間中に取得されたデータを後から選別する静的な処理であり、太陽電池のＩ−Ｖカーブのデータを計測しながらリアルタイムに取得データのばらつきを低減し安定化を図る処理とは異なっていた。

【0007】

また、上記した太陽電池と日射計の応答速度の相違による出力係数の精度の低下は、日射強度の変動が大きい場合に顕在化する。従って、出力係数の精度の低下を抑えるために、日射強度に応じて太陽電池の出力のデータを取得するか否かを判断して、日射強度が安定している時のデータのみを取得することが考えられる。しかしながら、これでは太陽光発電システムの評価の効率が低下したり、制御が複雑化してしまう場合があった。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】戸田光昭、他３名、「各種太陽電池の長期曝露試験による出力劣化特性評価」、平成２３年電気学会全国大会、７−０５２、平成２３年３月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記の従来技術に鑑みて発明されたものであり、その目的は、屋外における太陽電池の出力特性の評価をより精度よくまたは効率的に実施することができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するための本発明は、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する際に、
太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、日射強度の取得速度の相違に基づく、太陽電池の出力特性の値の変動を緩和する安定化手段を有することを最大の特徴とする。

【0011】

より詳しくは、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係及び、日射強度を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値と、前記日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する評価手段と、を備え、
前記評価手段は、
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、前記日射強度の取得速度の相違に基づく、前記太陽電池の出力特性の値の変動を緩和する安定化手段を有することを特徴とする。

【0012】

すなわち、本発明においては、取得手段により取得された太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する。そして、取得手段により取得された太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、日射強度の取得速度の相違があった場合には、安定化手段によって、そのことに基づく太陽電池の出力特性の計測値の変動を緩和させる。

【0013】

この安定化手段は、例えば、得られた太陽電池の出力特性が太陽電池の出力係数である場合には、この出力係数の時間的な変動に特異点があった場合に、当該特異点に関わる出力係数を評価から除外するものであってもよい。より具体的には、取得された出力係数の値が前回の取得機会において取得された出力係数の値に対して所定割合以上異なっている場合には、当該出力係数の値を評価から除外するようにしてもよい。また、出力係数の算出結果において例えば、大きい方から所定数個の出力係数の値と、小さい方から所定数の
出力係数の値を評価から除外しても構わない。さらに、出力係数の算出結果において、常に所定数の出力係数の平均値を評価に用いても構わない。

【0014】

また、上記課題を解決するための本発明は、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する際に、
太陽電池の太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係における最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した日射強度の所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出し、
平均最大電力値と平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較することで、太陽電池の出力特性を評価することを特徴とする。

【0015】

より詳細には、前記安定化手段は、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する平均値算出部と、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較して、太陽電池の出力特性を評価する出力係数評価部と、を有することを特徴とする。

【0016】

すなわち本発明においては、評価手段が、取得手段により取得された太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する。その際、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と日射強度とが複数回取得され、複数回取得した複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する。そして、平均最大電力値と平均日射強度とに基づいて平均出力係数を算出する。

【0017】

すなわち、先述の数式（１）で表わされる出力係数において、最大出力の計測値Ｐｍａｘの代わりに平均最大電力値を使用し、また、Ｇの代わりに平均日射強度を使用し、平均出力係数を算出する。これによれば、太陽電池の出力特性を示す出力係数の変動を抑制することができ、例え、太陽電池と日射計との間に応答速度の相違があったとしても、安定した平均出力特性を得ることができる。従って、閾値との比較判断も容易になり、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることができる。

【0018】

なお、上記した太陽電池と日射計の応答速度の相違による出力係数の精度の低下は、日射強度の変動が大きい場合に顕在化する。従って、出力係数の精度の低下を抑えるために、日射強度に応じて太陽電池の出力のデータを取得するか否かを判断して、日射強度が安定している時のデータのみを取得することが考えられる。しかしながら、これでは太陽光発電システムの評価の効率が低下したり、制御が複雑化してしまう場合があった。これに対し、本発明では、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、日射強度のデータを連続的にに取得し、そのデータから安定した評価基準を得ることが可能であるので、太陽光発電システムの評価効率を向上させることができ、または、システムの制御を簡略化することができる。

【0019】

また、本発明においては、前記最大電力点における電力値と前記日射強度とに基づいて
算出される出力係数の標準偏差に基づいて前記所定回数を定める標準偏差判断手段と、
前記出力係数の標準偏差がそれ以下の場合に、充分に安定した前記平均出力係数の値が得られると考えられる前記標準偏差の閾値を記憶する閾値記憶手段と、
をさらに備え、
前記標準偏差判断手段は、前記安定化手段が前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得した際の各取得機会において取得された前記最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出する出力係数算出部と、
前記出力係数算出部において算出された複数の出力係数のデータについての標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記標準偏差算出部によって算出された標準偏差が、前記閾値記憶手段に記憶された前記標準偏差の閾値以下になるときの前記出力係数のデータ数を算出するデータ数算出部と、を備え、
前記データ数算出部によって算出されたデータ数を、前記平均値算出部が平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定するようにしてもよい。

【0020】

本発明は、評価手段が、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する際の、所定回数について規定したものである。ここで、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と日射強度の計測をＮ回行って出力係数をＮ回算出した場合について考えると、Ｎ数が増加するにつれて、出力係数の標準偏差は減少していく。そこで、本発明においては、Ｎ数を増加させていき、出力係数の標準偏差が閾値以下になった場合に、そのようなＮ数を所定回数として平均最大電力、平均日射強度及び、平均出力係数を算出するものである。

【0021】

これによれば、より確実に、平均出力係数の値を安定化することができ、より確実に閾値との比較判断を容易にすることができ、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることができる。

【0022】

また、本発明においては、前記閾値記憶手段に記憶される前記標準偏差の閾値は、太陽電池の出力係数の値の信頼区間に基づいて定められるようにしてもよい。すなわち、前記標準偏差の閾値を信頼区間に基づいて定めるようにすれば、出力係数がどのような範囲に存在するかを確率的に推測することができ、統計学的手法に基づいてより確実に、出力係数の標準偏差の閾値を設定することができ、最終的にはより確実に、平均出力係数の値を安定化することが可能となる。

【0023】

また、本発明においては、前記太陽電池の出力特性の評価結果を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。これによれば、別途ＰＣのディスプレイを準備することなどなく、平均出力係数の評価結果を確認することができ、本発明を適用した評価装置を製品として流通させることを考慮した場合には、より使用し易い態様を実現することができる。

【0024】

また、本発明においては、前記取得手段は、さらに太陽電池の温度を取得し、
前記評価手段は、前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係または前記太陽電池の最大電力点における電力値を、前記取得手段によって取得された前記太陽電池の温度に基づいて補正した上で、前記太陽電池の出力特性を評価するようにしてもよい。これによれば、太陽電池の温度の平均出力係数への影響を除外することができ、より精度よく、太陽電池の出力特性の評価を行うことが可能である。

【0025】

また、本発明においては、前記取得手段と、前記評価手段のうち、少なくとも一つを、可搬性の筐体内に収納してもよい。あるいは、前記取得手段段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうち、少なくとも一つを、可搬性の筐体内に収納してもよい。これによれば、例えば、本発明を適用したハンディタイプの評価装置が実現可能であり、本発明を適用した評価装置を製品として流通させることを考慮した場合には、より使用し易い態様を実現することができる。また、本発明は、上記の太陽電池の評価装置における前記取得手段と、前記評価手段のうちの少なくとも一つと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータと、を有するパワーコンディショナであってもよい。また、上記の太陽電池の評価装置における前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうちの少なくとも一つと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータと、を有するパワーコンディショナであってもよい。

【0026】

また、本発明は、太陽電池モジュールと、上記の太陽電池の評価装置と、太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムであってもよい。また、その際は、取得手段と、評価手段のうち、少なくとも一つを、前記パワーコンディショナ内に組み込むようにしてもよい。

【0027】

また、本発明は、太陽電池モジュールと、
上記の太陽電池の評価装置と、
太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備え
前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうち、少なくとも一つを、前記パワーコンディショナ内に組み込んだことを特徴とする太陽光発電システムであってもよい。

【0028】

また、本発明は、太陽電池の出力電圧と出力電流との関係を取得し、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する、太陽電池の評価方法であって、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出し、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較することで、太陽電池の出力特性を評価することを特徴とする太陽電池の評価方法であってもよい。

【0029】

また、その際には、前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係を複数回取得した際の、各取得機会において取得された太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出し、
算出された各取得機会における出力係数についての標準偏差を算出し、
前記算出された標準偏差が、所定の閾値以下になるときの、前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度の取得回数を算出し、
前記取得回数を、前記平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定するようにしてもよい。また、その際の所定の閾値は、太陽電池の出力の値の信頼区間に基づいて定められるようにしてもよい。

【0030】

なお、上記した課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することが可能である。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、屋外における太陽電池の出力の特性評価をより精度よく実施することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】太陽電池と日射計の応答時間の相違と、本発明の実施例における平均出力係数との関係について示す図である。

【図2】本発明の実施例１におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチンのフローチャートである。

【図3】本発明の実施例１における太陽電池評価システムの概略構成を示す図である。

【図4】本発明の実施例２における平均出力係数を算出する際のデータ数Ｎと、各データに基づくＮ個の出力係数の標準偏差との関係を示すグラフである。

【図5】本発明の実施例２におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２のフローチャートである。

【図6】本発明の実施例３における出力係数の値とその信頼区間についての概念図である。

【図7】本発明の実施例３におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン３についてのフローチャートである。

【図8】本発明の実施例２及び３における陽電池評価システムの概略構成を示す図である。

【図9】本発明の実施例４におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン４についてのフローチャートである。

【図10】本発明の実施例４における温度補正前後のＩ−Ｖカーブの変化を示すグラフである。

【図11】本発明の実施例４における陽電池評価システムの概略構成を示す図である。

【図12】本発明の実施例４におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン５についてのフローチャートである。

【図13】本発明の実施例５における陽電池評価システムの第１の態様の概略構成を示す図である。

【図14】本発明の実施例５における陽電池評価システムの第２の態様の概略構成を示す図である。

【図15】本発明の実施例５における陽電池評価システムの第３の態様の概略構成を示す図である。

【図16】本発明の実施例５における陽電池評価システムの第４の態様の概略構成を示す図である。

【図17】本発明の実施例５における陽電池評価システムの第５の態様の概略構成を示す図である。

【図18】太陽電池の直流電流と直流電圧との関係を示すＩ−Ｖカーブの一例のグラフである。

【図19】Ｉ−Ｖカーブの計測時の天候によって、取得されるＩ−Ｖカーブが異なることを示すグラフである。

【図20】太陽電池と日射計の応答時間の相違による出力係数の精度の低下について示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。

【0034】

＜実施例１＞
太陽電池のＩ−Ｖカーブの評価方法としては、出力係数ＰＲを先述の数式（１）のように定義し、基準となる日射強度１ｋＷ／ｍ^２という条件の下での出力を表す指標が提案されていた。しかしながら、太陽電池と日射計では応答時間が異なるため、出力係数を算出する際には大きな誤差を含んでしまい、正しい評価ができない場合があった。

【0035】

それに対し、本実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブの特性を、数式（２）で表される平均出力係数で評価することにした。

【数2】

【0036】

図１には、図１９に示したのと同じ日射強度及び太陽電池の最大出力に対して算出した、数式（２）に基づく平均出力係数のグラフを示す。図１（ａ）は、Ｉ−Ｖカーブの最大動作点における出力値から得られる太陽電池の最大出力と、日射計による日射強度の変化である。また、図１（ｂ）は、算出された平均出力係数の変化である。ここで、第大出力の計測値平均と日射強度の計測値平均を算出する際のデータ数Ｎは２０としている。図１（ｂ）に示すように、太陽電池の出力と日射計の出力との間に応答時間の差があったとしても、平均出力係数の値は安定している。このように、最大出力の計測値の平均値及び日射強度の計測値の平均値を用いて平均出力係数を算出し、この平均出力係数を用いて太陽電池の出力特性を評価することで、太陽電池の出力特性を安定的に評価することが可能となる。

【0037】

次に、図２には、本実施例においてＩ−Ｖカーブを評価する際に実行されるＩ−Ｖカーブ評価ルーチンについてのフローチャートを示す。本ルーチンは太陽光発電システムが有する図示しないメモリーに記憶されたプログラムであり、太陽光発電システムが有する図示しないＣＰＵにより実行される。本ルーチンが実行されるとまず、Ｓ１０１において太陽電池のＩ−Ｖカーブと日射強度とが計測される。Ｓ１０１の処理が終了するとＳ１０２に進む。

【0038】

Ｓ１０２においては、計測回数がＮ回より多いかどうかが判定される。ここで、計測回数がＮ回以下であると判定された場合には、まだ、平均出力係数を算出するための計測値が揃っていないと判定されるのでＳ１０１の処理の前に戻る。一方、Ｓ１０２で計測回数がＮ回より多いと判定された場合には、平均出力係数を算出するための計測値が揃ったと判定されるのでＳ１０３に進む。なお、ここで閾値Ｎは、予め実験的または理論的に、計測値がこれより多かった場合には、平均出力係数の値が充分に安定すると判断できる計測回数である。

【0039】

Ｓ１０３においては、数式（３）及び（４）に従い、Ｉ−Ｖカーブの最大出力の平均値と、日射強度の平均値とを算出する。

【数3】

【数4】

Ｓ１０３の処理が終了するとＳ１０４に進む。

【0040】

Ｓ１０４においては、Ｓ１０３で算出されたＩ−Ｖカーブの最大出力の平均値と、日射強度の平均値とから、数式（２）で示した平均出力係数を算出する。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１０５に進む。Ｓ１０５においては、平均出力係数によって太陽電池の性能を確認する。より具体的には平均出力係数が性能確認用閾値以下か否かが確認され、平均出力係数が性能確認用閾値以下であれば異常、平均出力係数が性能確認用閾値より大きければ正常と判定される。Ｓ１０５の処理が終了するとＳ１０６に進む。Ｓ１０６においては評価結果が表示器に表示される。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

【0041】

以上のように、本実施例においては、太陽電池の出力特性を評価する際に、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力と、日射強度のリアルタイムの計測値を使用する代わりに、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値とを用いることとした。これにより、太陽電池の出力と、日射計の出力との間に応答速度の差があったとしても、そのことに起因する出力特性の値の変動を緩和することができ、より安定して精度のよいＩ−Ｖカーブの評価を行うことが可能となる。

【0042】

図３には、本実施例における太陽電池評価システム１の概略構成を示す。太陽電池評価システム１においては、太陽電池２が電流電圧特性計測部３に接続されており、太陽電池２の出力が電流電圧特性計測部３に入力されるようになっている。従って、太陽電池２のＩ−Ｖカーブの特性については電流電圧特性計測部３によって計測される。電流電圧特性計測部３の出力は取得手段の一例である計測データ取得部５に入力される。また、本システムには日照強度を計測する日射計４が設けられており、日射計４の出力も計測データ取得部５に入力される。計測データ取得部５に入力された電流電圧特性計測部３及び日射計４の計測値は計測データ取得部５に設けられた図示しないメモリーに保存される。

【0043】

計測データ取得部５において取得されたデータは演算手段の一例である演算部６に入力される。演算部６においては、電流電圧特性計測部３で計測されたＩ−Ｖカーブより、その最大出力点における電力値が算出される。演算部６の出力は評価手段の一例である評価部８に接続されており、演算部６で算出された最大出力点における電力値は評価部８に入力される。評価部８においては、数式（２）に基づく平均出力係数が演算される。また、この平均出力係数の値と性能確認用閾値とが比較され、太陽電池の出力のＩ−Ｖカーブが正常か異常かが判定される。評価部８は表示手段の一例である表示器８ａに接続されており、平均出力係数の値と、太陽電池２のＩ−Ｖカーブの評価結果が表示器８ａに入力され表示される。

【0044】

以上、説明したように、本実施例では、太陽電池の出力特性を評価する際に、数式（１）で示される出力係数でなく、数式（２）で示される平均出力係数を用いることとした。これにより、太陽電池２の出力と日射計４の出力との間に応答速度の差があったとしても、評価基準を安定化させることができ、より精度よく、太陽電池の出力特性を評価することが可能になる。また、本実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブと日射強度のデータを取得しつつリアルタイムにデータの安定化を図り、太陽電池の出力特性を動的に評価することが可能となる。従って、より効率的に太陽電池の出力特性を評価することが可能となる。なお、本実施例においては、Ｓ１０４及びＳ１０５の処理を実施する図示しないＣＰＵ
は、平均値算出部及び出力係数評価部に相当する。また、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチンを実行させるＣＰＵは安定化手段に相当する。

【0045】

なお、上記の実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブを計測し、各々のカーブの最大出力の計測値の平均値と、日射強度の計測値の平均値とを用いて、太陽電池の平均出力係数を評価した。しかしながら、最大出力の平均値の算出方法はこれに限られない。例えば、複数のＩ−Ｖカーブを計測し、そのプロットのデータより、Ｉ−Ｖカーブの平均カーブを先に導出し、その平均カーブにおける最大出力を算出することで最大出力の平均値を算出しても構わない。

【0046】

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１においては、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値とを用いて、太陽電池の平均出力係数を評価した。また、Ｎの値は予め定められた一定値とすることが前提であった。これに対し本実施例においては、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力と日射強度の各計測機会において出力係数を算出し、この出力係数の標準偏差を算出し、この標準偏差が所定の閾値より小さくなる際の測定データ数を、平均値の算出に使用するデータ数Ｎとする。

【0047】

先述のように、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値を用いて、太陽電池の平均出力係数を算出することで、太陽電池の出力特性のばらつきを緩和することができ、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることができる。しかしながら、各々の平均値の算出に用いられるデータ数Ｎが多すぎると、測定感度が低下するとともに演算負荷や演算時間が増加する。よって、各々の平均値の算出に用いられるデータ数Ｎは必要最低限とすべきである。

【0048】

これに対し、本実施例においては、Ｉ−Ｖカーブにおける最大出力と日射強度とをＮ回ずつ測定し、平均出力係数を算出するとともに、Ｎ個の各データにより算出したＮ個の出力係数の標準偏差を算出する。そして、Ｉ−Ｖカーブにおける最大出力と日射強度を繰り返し測定してＮの値を増加させ、各出力係数の標準偏差の値が所定の閾値以下となった場合に、その時のデータ数Ｎを採用して平均出力係数を算出し、太陽電池の出力特性の評価を行うことにした。

【0049】

図４には、平均出力係数を算出する際のデータ数Ｎと、各データに基づくＮ個の出力係数の標準偏差との関係のグラフを示す。図４から分かるように、データ数Ｎが増加するにつれて出力係数の標準偏差は減少し、図４ではＮ＝２５で標準偏差が閾値以下となっている。このように、標準偏差が閾値より小さくなるようなデータ数Ｎを用いて平均出力係数を算出することで、必要最低限のデータ数を用いて平均出力係数を算出し、太陽電池の出力特性を評価することが可能になる。なお、標準偏差についての閾値は、標準偏差がこの値以下となった場合には、充分に安定した平均出力係数の値が得られる標準偏差の値であり、予め理論的あるいは実験的に求めておいてもよい。

【0050】

次に、図５には、本実施例におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２のフローチャートを示す。本ルーチンが実行されるとまず、Ｓ２０１において、出力係数の標準偏差の閾値が設定される。この閾値については上述のように予め実験的または理論的に適切な一定値に定めておいてもよい。Ｓ２０１の処理が終了するとＳ２０２に進む。Ｓ２０２においては太陽電池２のＩ−Ｖカーブと日射強度とが計測される。Ｓ２０２の処理が終了するとＳ２０３に進む。

【0051】

Ｓ２０３においては、数式（３）及び（４）を用いて、Ｉ−Ｖカーブの最大出力の平均
値と、日射強度の平均値とが算出される。続いて、Ｓ２０４においては、Ｓ２０３で算出されたＩ−Ｖカーブの最大出力の平均値と、日射強度の平均値とから、数式（２）で示した平均出力係数が算出される。このＳ２０３及びＳ２０４の処理は、図２に示したＳ１０３及びＳ１０４の処理と同等であるので、詳細な説明は省略する。Ｓ２０４の処理が終了するとＳ２０５に進む。

【0052】

Ｓ２０５においては、本ルーチンの実行開始後、Ｓ２０２において計測されたＮ個の、Ｉ−Ｖカーブの最大出力とＮ個の日射強度から各々算出された、データ数Ｎの出力係数（平均出力係数ではない）の標準偏差が算出される。より具体的には、Ｓ２０５の処理が実行される度に、直近のＳ２０２の処理で計測された、Ｉ−Ｖカーブの最大出力と日射強度から出力係数を算出し、Ｎ番目の出力係数としてメモリーに記憶し、前回のＳ２０５の処理までに記憶されているＮ−１個の出力係数と最新の出力係数とを用いて出力係数の標準偏差を算出してもよい。Ｓ２０５の処理が終了するとＳ２０６に進む。

【0053】

Ｓ２０６においては、Ｓ２０５で算出したＮ個の出力係数の標準偏差が閾値以下かどうかが判定される。ここで、標準偏差が閾値より大きいと判定された場合には、さらにデータ数Ｎを増やして標準偏差を下げる必要があると判断されるのでＳ２０２の処理の前に戻る。一方、標準偏差が閾値以下と判定された場合には、この時点でのデータ数Ｎが充分な数であると判断されるので、Ｓ２０７に進む。

【0054】

Ｓ２０７においては、Ｓ２０４で算出したＮ個のデータによる平均出力係数により太陽電池の出力特性を確認する。具体的には、Ｎ個のＩ−Ｖカーブの最大出力の平均値とＮ個の日射強度の平均値を用いて算出された平均出力係数に基づき、平均出力係数が性能確認用閾値以下かどうかが確認される。Ｓ２０７の処理が終了すると評価結果が表示器８ａで表示された上で、本ルーチンが一旦終了される。

【0055】

以上のように、本実施例においては、太陽電池の出力係数の評価において、太陽電池のＩ−Ｖカーブにおける最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値を用いて平均出力係数を算出する場合に、データ数Ｎを、各出力係数の標準偏差が閾値以下となるように決定することとした。これにより、充分に安定した平均出力係数が得られるとともに、データ数Ｎが過剰に大きくなることを抑制できるので、システムの演算負荷及び演算時間を抑制し、評価時間の短縮化を促進することが可能となる。

【0056】

なお、本実施例において、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン２の特にＳ２０５の処理を実行するＣＰＵは、出力係数算出部と標準偏差算出部に相当する。また、特にＳ２０６の処理を実行してデータ数Ｎを確定するＣＰＵはデータ数算出部に相当する。

【0057】

＜実施例３＞
次に、実施例３について説明する。本実施例では、実施例２で説明したＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２における標準偏差の閾値を、出力係数の信頼区間に基づいて決定する例について説明する。

【0058】

次に、上記のＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２における標準偏差の閾値の決定方法について説明する。図６には、出力係数の値とその信頼区間についての概念図を示す。棒グラフで示すのはある出力係数の値であり、実線で表されている出力係数の範囲は例えば±５％の信頼区間である。ここで、ある信頼区間が３σに相当する信頼度９９．７３％を有するためには、以下の数式（３）が成り立つ必要がある。

【数5】

σ：出力係数の標準偏差、Ｎ：データ数

【0059】

従って、この範囲が±５％以内となるためには、以下の式（６）を満たす必要がある。

【数6】

【0060】

従って、満足すべき標準偏差の範囲は、式（７）のようになる。

【数7】

すなわち、この場合は標準偏差の閾値を５√Ｎ／３と定めればよいことになる。このように、信頼区間から閾値を決めてもよいが、この場合には閾値はＮの値に応じて変化することとなる。

【0061】

図７には、本実施例におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン３についてのフローチャートを示す。本ルーチンが実行されると、Ｓ３０１において出力係数の信頼区間の幅が設定される。本実施例では±５％と設定したが、この値に限定する趣旨ではない。Ｓ３０１の処理が終了するとＳ３０２に進む。

【0062】

Ｓ３０２においては、Ｓ３０１において設定された信頼区間の幅より、式（５）〜（７）に示したのと同様の計算をすることにより、標準偏差の閾値を算出する。Ｓ３０２の処理が終了すると、Ｓ３０３に進む。本ルーチンにおけるＳ３０３〜Ｓ３０８の処理の内容は、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン２におけるＳ２０２〜Ｓ２０７の処理と同等であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

【0063】

以上のように、本実施例においては、まず、出力係数の適切な信頼区間の幅を設定し、その信頼区間が±３σ相当となるように、標準偏差の閾値を定めた。従って、閾値の値を統計学に基づいたより信頼性の高い値に設定することが可能となり、より確実に、平均出力係数の値の精度を向上させ、太陽電池の出力特性をより精度よく評価することが可能になる。

【0064】

図８には、本実施例及び実施例２における太陽電池評価システム１０の概略構成を示す。太陽電池評価システム１０と、図３に示した太陽電池評価システム１との相違点は、太陽電池評価システム１０は、演算部６と、評価部８の間に、標準偏差判断手段の一例である標準偏差判断部１７を備えている点である。また、標準偏差判断部１７には閾値記憶手段の一例である閾値記憶部１９が接続されており、閾値記憶部１９が記憶している閾値の値が標準偏差判断部１７に入力されるようになっている点である。

【0065】

本実施例及び実施例２における標準偏差判断部１７においてはＮ個の、Ｉ−Ｖカーブの
最大出力とＮ個の日射強度から各々算出された、データ数Ｎの出力係数（平均出力係数ではない）の標準偏差が算出され、標準偏差が閾値記憶部１９から入力される閾値以下と判定される、データ数Ｎが算出される。そして、評価部８においては、標準偏差判断部１７で算出されたデータ数Ｎと数式（２）とに基づいて、平均出力係数が演算される。また、この平均出力係数の値と性能確認用閾値とが比較され、太陽電池の出力のＩ−Ｖカーブが正常か異常かが判定される。

【0066】

なお、閾値記憶部１９に記憶されている閾値に関して、実施例２においては、単に実験的または理論的に求められているのに対し、実施例３においては、出力係数の信頼区間に基づき数式（５）〜（７）を用いて求められる点が異なる。

【0067】

＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブ、日射強度の他に太陽電池の温度を取得して、太陽電池の出力特性の計測値を補正する例について説明する。

【0068】

ここで、太陽電池のＩ−Ｖカーブにおける電流値及び電圧値は、太陽電池の温度によって変化してしまうことが分かっている。よって、例えば、（１）太陽電池の温度が２５℃±２℃の条件と、（２）日射強度が１０００±１０Ｗ／ｍ^２の条件を基準条件とし、この基準条件下以外の環境においては、計測された電流値及び電圧値を、標準条件すなわち例えば日射強度１ｋＷ／ｍ^２、太陽電池の温度が２５℃の基準条件下における値に補正することで、太陽電池の出力特性の評価の精度をより向上させることが可能である。

【0069】

基準状態での日射強度、太陽電池の温度、電圧値及び電流値をそれぞれＧ２、Ｔ２、Ｖ２及びＩ２とし、日射強度、太陽電池の温度、電圧値、電流値及び短絡電流値の計測値をそれぞれ、Ｇ１、Ｔ１、Ｖ１、Ｉ１及びＩｓｃとした場合に、基準状態における電流値及び電圧値は、以下の数式（８）、（９）のように表わせる。本実施例においては、数式（８）、（９）を用いて、太陽電池の出力特性の計測値を補正する。

Ｉ２＝Ｉ１＋Ｉｓｃ（Ｇ２／Ｇ１−１）＋α（Ｔ２−Ｔ１）・・・・・・（８）
Ｖ２＝Ｖ１＋β（Ｔ２−Ｔ１）−Ｒｓ・（Ｉ２−Ｉ１）−Ｋ・Ｉ２（Ｔ２−Ｔ１）・・（９）

α：１℃の温度上昇による短絡電流Ｉｓｃの変動値（Ａ／℃）、β：１℃の温度上昇による開放電圧Ｖｏｃの変動値（Ｖ／℃）、Ｒｓ：太陽電池の直列抵抗（Ω）、Ｋ：曲線補正因子（Ω／℃）、Ｉｓｃ：短絡電流（Ａ）

【0070】

図９には、本実施例における本実施例におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン４についてのフローチャートを示す。本ルーチンが実行されるとまず、Ｓ２０１において、出力係数の標準偏差の閾値が設定される。次に、Ｓ２１２においては太陽電池２のＩ−Ｖカーブ、日射強度及び太陽電池２のパネル温度が計測される。Ｓ２１２の処理が終了するとＳ２１３に進む。

【0071】

Ｓ２１３においては、Ｉ−Ｖカーブ、日射強度、太陽電池の温度（パネル温度ともいう。）の平均値が算出される。ここで、Ｉ−Ｖカーブの平均値が算出される際には、各計測Ｉ−Ｖカーブを電圧（または電流）で等間隔に分割し、各々の電圧（または電流）において各計測Ｉ−Ｖカーブの電流（または電圧）を平均することで、平均Ｉ−Ｖカーブが求められる。また、日射強度Ｇの平均値は先述の数式（４）によって求められる。さらに、太陽電池の温度Ｔの平均値は、以下の数式（１０）によって求められる。

【数8】

Ｓ２１３の処理が終了するとＳ２１４に進む。

【0072】

続いて、Ｓ２１４においては、Ｓ２０３で算出された平均Ｉ−Ｖカーブの各点（ｊ＝
１〜Ｍ）の電流Ｉｊの平均値及び電圧Ｖｊの平均値が、太陽電池２のパネル温度の平均値を用いて、以下の数式（１１）及び（１２）に基づいて補正される。なお、数式（１１）においてＩｓｃは短絡電流である。

【数9】

【数10】

Ｓ２１４の処理が終了すると、Ｓ２１５に進む。

【0073】

そして、Ｓ２１５においては、補正後の平均Ｉ−Ｖカーブにおける最大出力値と定格出力Ｐｍｏとから平均出力係数ＰＲａｖｅが数式（１３）に基づいて算出される。

【数11】

【0074】

Ｓ２１５の処理が終了するとＳ２０５からＳ２０７の処理が実行されるが、この処理は、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン２におけるＳ２０５からＳ２０７までの処理と同等であるので、詳細な説明は省略する。なお、平均出力係数ＰＲａｖｅを表す数式（１３）は、数式（２）とは異なっているが、これは、日射強度Ｇの平均値と基準日射温度ＧＳＴＣの比の項については、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン４では数式（１１）で考慮されているからである。従って、Ｓ２１４の処理における数式（１１）で、日射強度Ｇの平均値と基準日射温度ＧＳＴＣの比の項を考慮することを止め、その代わりに、Ｓ２１５では数式（２）を用いて平均出力係数ＰＲａｖｅを求めるようにしても構わない。

【0075】

図１０には、温度補正前後のＩ−Ｖカーブの変化の例を示す。また、図１１には本実施例における太陽電池評価システム２０の概略構成を示す。太陽電池評価システム２０の、太陽電池評価システム１０との相違点は、センサとして、日射計４の他に温度取得手段の一例としての温度計２４ａを備えており、温度計２４ａによって太陽電池２の温度を取得し、Ｉ−Ｖカーブを補正する点である。

【0076】

なお、図１２には、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン４と同じ目的を果たすための別ルーチンである、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン５についてのフローチャートを示す。このルーチンで
は、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン４のように、Ｉ−Ｖカーブの平均を求めるのではなく、各々のＩ−Ｖカーブにおける最大出力点の電流と電圧とを求め、その値の平均値を算出する点が異なる。

【0077】

本ルーチンにおいては、Ｓ２１２において、太陽電池２のＩ−Ｖカーブ、日射強度及び太陽電池２の温度が計測されると、Ｓ２２３に進む。Ｓ２２３では、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流及び電圧の平均値と、日射強度の平均値と、太陽電池の温度の平均値と、短絡電流の平均値が算出される。ここで、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流及び電圧の平均値は、より具体的には、まず、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流Ｉｐｍと電圧Ｖｐｍが抽出され、以下の数式（１４）及び（１５）に従って算出される。

【数12】

また、日射強度の平均値は先述の数式（４）により、太陽電池の温度の平均値は先述の数式（１０）により、短絡電流の平均値は先述の数式（１１）の下段の式により算出される。

【0078】

Ｓ２２３の処理が終了するとＳ２２４に進む。Ｓ２２４においては、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流及び電圧である、最大出力電流Ｉｐｍと最大出力電圧Ｖｐｍの平均値が、日射強度Ｇの平均値と、短絡電流Ｉｓｃの平均値と、太陽電池の温度Ｔの平均値を用いて補正される。より具体的には、以下の数式（１６）及び（１７）を用いて補正される。

【数13】

【数14】

【0079】

Ｓ２２４の処理が終了するとＳ２２５に進む。Ｓ２２５においては、以下の数式（１８）に示すように補正後の最大出力電流と最大出力電圧の平均値を乗積することにより、補正後の最大出力の平均値が算出され、さらに、先述の数式（１３）を用いて平均出力係数ＰＲａｖｅが算出される。

【数15】

【0080】

Ｓ２０５〜Ｓ２０７の処理が実行されるが、これらの処理はＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２と同等であるので、ここでは説明は省略する。なお、ここでも、数式（２）とは異なる平均出力係数の数式（１３）が用いられるのは、日射強度Ｇの平均値と基準日射温度ＧＳＴＣの比の項について、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン５では数式（１６）で考慮されているからである。従って、Ｓ２２４の処理における数式（１６）では、日射強度Ｇの平均値と
基準日射温度ＧＳＴＣの比の項を考慮すること止め、その代わりに、Ｓ２２５では先述の数式（２）を用いて平均出力係数を求めるようにしてもよい。

【0081】

以上、本実施例においては、温度計２４ａによって太陽電池２の温度を取得し、温度によってＩ−Ｖカーブを補正することにしたので、より精度良く太陽電池の出力特性の評価を行うことが可能である。

【0082】

＜実施例５＞
次に、実施例５について説明する。本実施例においては、太陽電池評価システムの構成の様々な態様について説明する。

【0083】

図１３には、本実施例における太陽電池評価システム３０の態様について示す。この態様における構成要素の太陽電池２、電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａ、演算部６、標準偏差判断部１７、閾値記憶部１９、評価部８、表示器８ａについては、各々、図１１の太陽電池評価システム２０に示した構成と同等である。一方、この態様においては、計測データ取得部３５が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ、インバータ３４ｂとともにパワーコンディショナ３４内に配置されている点が異なる。また、パワーコンディショナ３４は、負荷３６に接続されている。

【0084】

次に、図１４には、本実施例における太陽電池評価システム４０の態様について示す。この態様における構成要素のうち太陽電池２、電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａ、表示器８ａ，負荷３６については、各々、図１３に示した対応する構成と同等である。この態様においては、計測データ取得部４５、演算部４６、標準偏差判断部４７、評価部４８、閾値記憶部４９が、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４ａ、インバータ４４ｂとともにパワーコンディショナ４４内に構成されている。

【0085】

次に、図１５には、本実施例における太陽電池評価システム５０の態様について示す。この態様における構成要素のうち太陽電池２、電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａについては、各々、図１４に示した対応する構成と同等である。この態様においては、計測データ取得部５５、演算部５６、標準偏差判断部５７、評価部５８、表示部５８ａ，閾値記憶部５９が、パワーコンディショナとは独立して、ハンディタイプのＩ−Ｖ特性計測装置５４内に構成されている。これによれば、評価者が太陽光発電システム５０の評価に現場に向かう際に、ハンディタイプのＩ−Ｖ特性計測装置５４を持参し、設置した上で、適切な期間だけ放置して評価を継続的に行うなどの運用が可能になる。

【0086】

次に、図１６には、本実施例における太陽電池評価システム６０の態様について示す。この態様における電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａ、計測データ取得部４５、演算部４６、標準偏差判断部４７、評価部４８、閾値記憶部４９、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４ａ、インバータ４４ｂ、表示器８ａ、負荷３６については、各々、図１４に示した対応する構成と同等である。この態様においては、複数の太陽電池６２ａ、６２ｂがパワーコンディショナ６４に接続されており、電流電圧特性計測部３に入力されている。そして、スイッチ６３ａ及び６３ｂによって、電流電圧特性計測部３への入力が切り替えられるようになっている。この態様によれば、複数の太陽電池について、出力特性の評価を行うことが可能である。

【0087】

次に、図１７には、本実施例における太陽電池評価システム７０の態様について示す。この態様における構成要素の太陽電池２、日射計４、温度計２４ａ、計測データ取得部５、演算部６、標準偏差判断部１７、閾値記憶部１９、評価部８、表示器８ａについては、各々、図１１の太陽電池評価システム２０に示した構成と同等である。一方、この態様においては、電流電圧特性計測部７３が、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４ａ、インバータ７４ｂ
とともにパワーコンディショナ７４内に配置されている点が異なる。

【0088】

このように、本発明における太陽電池評価システムにおいては、いずれの構成をパワーコンディショナに組み込むかという点について様々な組み合わせが考えられ、システム全体としての利便性に応じて適宜決定すればよい。この組み合わせについては上記の態様に限定する趣旨ではない。また、いずれの構成をハンディタイプのＩ−Ｖ特性計測装置に組み込むかという点についても同様である。

【0089】

＜実施例６＞
次に、本発明の実施例６について説明する。実施例１〜実施例５においては、太陽電池の出力特性を評価する際に、平均出力係数を用いることを前提としていたが、本実施例においては、平均出力係数を用いない例について説明する。

【0090】

本実施例においては、数式（２）で示される平均出力係数を用いて太陽電池の出力特性を評価するのではなく、数式（１）で示される出力係数を用いて太陽電池の出力特性を評価する。しかしながら、太陽電池２と、日射計４の応答速度の違いにより、図２０に示したように出力係数のグラフに特異点が現れた場合には、特異点のデータを排除する。より具体的には、横軸に計測回数、縦軸に出力係数をとった図２０（ｂ）のようなグラフにおいて、前回の値に対して例えば±２０％以上変化した値が現れた場合には、その値を削除してもよい。

【0091】

あるいは、出力係数のデータの中で、例えば大きい方から３点、小さい方から３点のデータを削除してもよい。もちろん、この３点という数値は出力係数のばらつきの大きさを考慮しつつ、適宜変更してもよい。さらに、太陽電池の出力特性の評価に用いる指標を、例えば、連続する１０個の出力係数の平均値（平均出力係数とは異なる）ということにしても構わない。ここでも、この１０個という数値は出力係数のばらつきの大きさを考慮しつつ、適宜変更してもよい。

【0092】

以上のように、本実施例においては、太陽電池の出力特性の評価のために、平均出力係数でなく、あくまで出力係数を用いた上で、太陽電池と、日射計の応答速度の違いによる出力係数の変動を緩和することにした。これによっても、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることが可能である。なお、本実施例において説明した処理は、太陽光発電システムに設けられた図示しないＣＰＵの指令により自動的に実施される。この意味で太陽光発電システムに設けられたＣＰＵは安定化手段に相当する。

【符号の説明】

【0093】

１、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０・・・太陽光発電システム
２、６２ａ、６２ｂ・・・太陽電池
３、・・・電流電圧特性計測部
４・・・日射計
５、３５、４５、５５・・・計測データ取得部
６、４６、５６・・・演算部
８、４８、５８・・・評価部
８ａ、５８ａ・・・表示器
１７、４７、５７・・・標準偏差判断部
１９、４９、５９・・・閾値記憶部
２４ａ・・・温度計
３４、４４、６４、７４・・・パワーコンディショナ
３４ａ、４４ａ、７４ａ・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４ｂ、４４ｂ、７４ｂ・・・インバータ
３６・・・負荷
５４・・・Ｉ−Ｖ特性計測装置
６３ａ、６３ｂ・・・スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】