特開 2023-2183 太陽電池の異常検出システム、異常検出方法、及び異常検出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023002183

(43)【公開日】2023-01-10

(54)【発明の名称】太陽電池の異常検出システム、異常検出方法、及び異常検出プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02S 50/00 20140101AFI20221227BHJP

【ＦＩ】

H02S50/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021103250

(22)【出願日】2021-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123102

【弁理士】

【氏名又は名称】宗田 悟志

(72)【発明者】

【氏名】西田 隆彦

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕之

(72)【発明者】

【氏名】石井 陽介

【テーマコード（参考）】

5F151

【Ｆターム（参考）】

5F151JA08

5F151KA07

5F151KA08

(57)【要約】

【課題】低コストで高精度に太陽電池モジュールの異常を検出する。
【解決手段】異常検出システム２０のデータ取得部は、少なくとも１つの太陽電池モジュールを含む太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐを定期的に取得する。異常検出システム２０の判定部は、データ取得部により取得された太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐの時系列変動が規定値以上の場合、太陽電池ストリング５ａ、５ｂに異常が発生していると判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの太陽電池モジュールを含む太陽電池ストリングの動作電圧を定期的に取得するデータ取得部と、
取得された前記太陽電池ストリングの動作電圧の時系列変動が規定値以上の場合、前記太陽電池ストリングに異常が発生していると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする太陽電池の異常検出システム。

【請求項2】

前記太陽電池ストリングの動作電圧の所定期間の平均値、中央値または最頻値を算出する算出部をさらに備え、
前記判定部は、前記太陽電池ストリングの動作電圧の対象期間の平均値、中央値または最頻値が、参照期間の平均値、中央値または最頻値より第１規定値以上低下している場合、前記太陽電池ストリングに異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項3】

前記判定部は、前記太陽電池ストリングの動作電圧が１単位期間前の動作電圧より、第２規定値以上低下している場合、前記太陽電池ストリングに含まれる前記太陽電池モジュールのいずれかに異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項4】

前記太陽電池モジュールは、直列接続された複数の太陽電池セルと、それぞれが前記複数の太陽電池セルの一グループをバイパスする複数のバイパスダイオードを含み、
前記第２規定値は、１つの前記バイパスダイオードでバイパスされる一グループの太陽電池セルの両端電圧に応じて決定された値であることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項5】

前記太陽電池ストリングの動作電圧が１単位期間前の動作電圧より、前記第２規定値以上低下している場合、前記データ取得部は、計測された前記太陽電池ストリングのＩＶカーブを取得し、
前記判定部は、前記太陽電池ストリングの動作電圧が１単位期間前の動作電圧より、前記第２規定値以上低下し、かつ前記ＩＶカーブの形状に段差が発生している場合、前記太陽電池ストリングに含まれる前記太陽電池モジュールのいずれかに異常が発生していると判定することを特徴とする請求項３または４に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項6】

前記判定部は、取得された前記太陽電池ストリングの動作電圧が、前記太陽電池ストリングに含まれる複数の太陽電池モジュールの直列数に応じて決定された設定電圧値より低い場合、取得された前記太陽電池ストリングの動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項7】

前記データ取得部は、前記太陽電池ストリングの動作電流を動作電圧とともに取得し、
前記判定部は、取得された前記太陽電池ストリングの動作電流が設定電流値より低い場合、取得された前記太陽電池ストリングの動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項8】

前記判定部は、前記太陽電池ストリングから出力される直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換装置が出力制御中のときの、前記太陽電池ストリングの動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項9】

前記判定部は、前記太陽電池ストリングから出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が定格電力以上の電力を出力しているときの、前記太陽電池ストリングの動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム。

【請求項10】

少なくとも１つの太陽電池モジュールを含む太陽電池ストリングの動作電圧を定期的に取得するステップと、
取得された前記太陽電池ストリングの動作電圧の時系列変動が規定値以上の場合、前記太陽電池ストリングに異常が発生していると判定するステップと、
を有することを特徴とする太陽電池の異常検出方法。

【請求項11】

少なくとも１つの太陽電池モジュールを含む太陽電池ストリングの動作電圧を定期的に取得する処理と、
取得された前記太陽電池ストリングの動作電圧の時系列変動が規定値以上の場合、前記太陽電池ストリングに異常が発生していると判定する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする太陽電池の異常検出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、発電量低下やホットスポットなどの太陽電池の異常検出システム、異常検出方法、及び異常検出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

再生可能エネルギーへの注目が集まる中、太陽光発電システムの普及が拡大している。太陽光発電システムでは使用に伴い太陽電池モジュールに不具合が発生することがある。例えば、ガラス割れ、充填材の剥離や気泡などにより発電量が低下することがある。また、ホットスポットが発生し、変色や電圧異常が発生することがある。

【0003】

太陽電池の故障検知に関して、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御時における太陽電池の出力特性と、ＭＰＰＴ制御の停止時における太陽電池の出力特性とを比較して太陽電池が正常であるか否か診断する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１０６８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

太陽電池の電流成分を含む出力特性や動作点電力は、季節、天気、日射量の影響を大きく受ける。太陽電池の発電量が低下している場合、その低下が、太陽電池の故障に起因するものか、環境に起因するものか判断することが難しい。

【0006】

環境データを取得するために、日射計や温度計などのセンサを設置することが考えられるが、コストが上昇する。住宅用の小型の太陽光発電システムでは、日射計や温度計が設置されていないシステムが一般的である。

【0007】

太陽電池モジュールのホットスポットは、専門業者が現地でサーモカメラなどを用いて検知することが一般的であり、コストがかかっていた。

【0008】

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、低コストで高精度に太陽電池の異常を検出することができる異常検出システム、異常検出方法、及び異常検出プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本開示のある態様の太陽電池の異常検出システムは、少なくとも１つの太陽電池モジュールを含む太陽電池ストリングの動作電圧を定期的に取得するデータ取得部と、取得された前記太陽電池ストリングの動作電圧の時系列変動が規定値以上の場合、前記太陽電池ストリングに異常が発生していると判定する判定部と、を備える。

【0010】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本開示の表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、低コストで高精度に太陽電池の異常を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態に係る、マルチストリング型の太陽光発電システムの全体構成例を示す図である。

【図2】図１の太陽電池ストリングの構成例を示す図である。

【図3】実施の形態に係る異常検出システムの構成例を示す図である。

【図4】図４（ａ）－（ｂ）は、ホットスポットが発生している状態のＩＶカーブと、ホットスポットが発生していない正常な状態のＩＶカーブの一例を示す図である。

【図5】実施の形態に係る、太陽電池ストリングの発電量低下診断処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】実施の形態に係る、太陽電池ストリングのホットスポット診断処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】ＨＩＴ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリングと、ＨＩＴ２５０Ｗ出力の太陽電池ストリングの動作電圧Ｖｏｐの実証データの年間推移を示す図である。

【図8】図８（ａ）－（ｃ）は、ＨＩＴ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリングの別の実証データの１日推移を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、実施の形態に係る、マルチストリング型の太陽光発電システム１の全体構成例を示す図である。太陽光発電システム１は、複数の太陽電池ストリング５ａ、５ｂ及び電力変換装置１０を備える。図１では２並列の太陽電池ストリング５が設置される例を示しているが、３並列以上の太陽電池ストリング５を設置してもよい。

【0014】

図２は、図１の太陽電池ストリング５の構成例を示す図である。一つの太陽電池ストリング５は、直列接続された複数の太陽電池モジュール５１－５ｎを含む。一つの太陽電池モジュール５１は、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１を含む。

【0015】

太陽電池セルＣ１は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接、直流電力に変換することができる。太陽電池セルとして、ヘテロ接合太陽電池（ＨＩＴ（Heterojunction with Intrinsic Thin-layer）太陽電池）、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物系太陽電池などを使用することができる。

【0016】

直列接続された複数の太陽電池セルの両端のそれぞれに、バイパスダイオードＤ１－Ｄ３がそれぞれ接続される。図２では２０セルごとに、一つのバイパスダイオードが接続されている。いずれかの太陽電池セルが故障して電流が流れなくなった場合でも、故障した太陽電池セルを含むグループをバイパスダイオードで電流バイパスすることができる。

【0017】

図２では、一つの太陽電池ストリング５を、Ｎ（２以上の整数）直列１並列の太陽電池モジュール５１－５ｎで構成する例を示しているが、Ｎ直列Ｍ（２以上の整数）並列の太陽電池モジュールで構成してもよい。

【0018】

図１に戻る。電力変換装置１０は、複数の太陽電池ストリング５ａ、５ｂから入力される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統（以下、単に系統２という）または負荷４に出力するパワーコンディショナシステム（ＰＣＳ）である。電力変換装置１０は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ、１１ｂ、複数のコンバータ制御回路１２ａ、１２ｂ、インバータ１３、インバータ制御回路１４及び制御部１５を含む。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ、１１ｂは、直流バスＢｄｃに対して並列に接続される。

【0019】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａは、太陽電池ストリング５ａから出力される直流電力の電圧を調整可能なコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａは例えば、昇圧チョッパで構成することができる。昇圧チョッパは、リアクトルとパワーデバイス（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)）を含む。

【0020】

コンバータ制御回路１２ａはＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａを制御する。コンバータ制御回路１２ａは、太陽電池ストリング５ａの出力電力が最大になるようＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａをＭＰＰＴ制御する。具体的にはコンバータ制御回路１２ａは、太陽電池ストリング５ａの出力電圧および出力電流である、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの入力電圧および入力電流を計測して太陽電池ストリング５ａの発電電力を推定する。

【0021】

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの入力電圧を計測するための電圧センサ（不図示）は、昇圧チョッパに含まれるリアクトルの前段に設置される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの入力電流を計測するための電流センサ（不図示）は、当該リアクトルの前段または後段（パワーデバイスの前段）に設置される。

【0022】

コンバータ制御回路１２ａは、計測した太陽電池ストリング５ａの出力電圧と推定した発電電力をもとに、太陽電池ストリング５ａの発電電力を最大電力点（最適動作点）にするための電圧指令値を生成する。コンバータ制御回路１２ａは例えば、山登り法に従い動作点電圧を所定のステップ幅で変化させて最大電力点を探索する。コンバータ制御回路１２ａは、最大電力点を維持するように電圧指令値を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａのパワーデバイスは、生成された電圧指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。

【0023】

コンバータ制御回路１２ａは、計測した太陽電池ストリング５ａの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを定期的（例えば、１分毎）に制御部１５に出力する。

【0024】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂ及びコンバータ制御回路１２ｂの動作は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ及びコンバータ制御回路１２ａと同様である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの出力電流とＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂの出力電流が直流バスＢｄｃで合流する。なお、直流バスＢｄｃには定置型蓄電池または車載蓄電池が接続されていてもよい。その場合、太陽光発電システム１は蓄電システムとのハイブリッドシステムとなる。

【0025】

インバータ１３は、直流バスＢｄｃから供給される直流電力を交流電力に変換して分電盤３に出力する。分電盤３には系統２及び負荷４が接続される。負荷４は宅内の負荷の総称である。

【0026】

インバータ制御回路１４はインバータ１３を制御する。インバータ制御回路１４は、直流バスＢｄｃの電圧が目標値を維持するようにインバータ１３を制御する。具体的にはインバータ制御回路１４は、直流バスＢｄｃの電圧を検出し、検出したバス電圧を目標値に一致させるための電流指令値を生成する。インバータ制御回路１４は、直流バスＢｄｃの電圧が目標値より高い場合はインバータ１３の出力電力を上げるための電流指令値を生成し、直流バスＢｄｃの電圧が目標値より低い場合はインバータ１３の出力電力を下げるための電流指令値を生成する。インバータ１３は、生成された電流指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。

【0027】

制御部１５は電力変換装置１０全体を統括的に制御する。制御部１５は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源として、ファームウェアなどのプログラムを利用できる。

【0028】

制御部１５は、外部接続管理装置（リモコン設定器とも称される）６と各種情報を送受信することができる。本実施の形態では制御部１５は、コンバータ制御回路１２ａ、１２ｂからそれぞれ取得した各太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを外部接続管理装置６に送信する。

【0029】

外部接続管理装置６と電力変換装置１０との間は有線（例えば、ＲＳ－４８５規格に準拠したケーブル）で接続されてもよいし、無線（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、小電力無線）で接続されてもよい。外部接続管理装置６はルータ装置７に接続される。外部接続管理装置６とルータ装置７との間は有線（例えば、ＬＡＮケーブル）または無線（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ）で接続される。外部接続管理装置６は、電力変換装置１０を操作するための操作端末としての機能と、外部のネットワーク８に接続するためのゲートウェイとしての機能を担う。

【0030】

ネットワーク８は、インターネット、専用線、ＶＰＮ（Virtual Private Network）などの通信路の総称であり、その通信媒体やプロトコルは問わない。通信媒体として例えば、光ファイバ網、ＡＤＳＬ網、ＣＡＴＶ網、モバイル通信網、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮなどを使用することができる。通信プロトコルとして例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＩＰ、イーサネット（登録商標）などを使用することができる。

【0031】

外部接続管理装置６は、制御部１５から取得した各太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを、ネットワーク８を介して異常検出システム２０に送信する。

【0032】

電力変換装置１０及び外部接続管理装置６の少なくとも一方は、内部に不揮発メモリ（例えば、フラッシュメモリ）を有し、当該不揮発メモリに、計測された各太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを保存してもよい。電力変換装置１０の制御部１５または外部接続管理装置６は、当該不揮発メモリに保存された一定期間分の各太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを異常検出システム２０に一括送信してもよい。例えば、１日に１回、１日分の各太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを一括送信してもよい。

【0033】

当該不揮発メモリに保存されている各太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘは、一括送信された後に消去されてもよいし、一定期間（例えば、３年間）、保存されてもよい。

【0034】

異常検出システム２０は、太陽電池モジュールの異常を検出するためのシステムである。異常検出システム２０は例えば、太陽電池モジュールのメーカ、電力変換装置１０のメーカ、またはメーカ系もしくは独立系の保守サービス会社により運営・管理される。異常検出システム２０は、保守サービス提供主体の自社施設またはデータセンタに設置された自社サーバ上に構築されてもよいし、クラウドサービス契約に基づき利用するクラウドサーバ上に構築されてもよい。

【0035】

図３は、実施の形態に係る異常検出システム２０の構成例を示す図である。異常検出システム２０は、処理部２１、記憶部２２及び通信部２３を備える。通信部２３は、有線または無線によりネットワーク８に接続するための通信インタフェースである。

【0036】

処理部２１は、データ取得部２１１、算出部２１２及び判定部２１３を含む。処理部２１の機能はハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＧＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーションなどのプログラムを利用できる。

【0037】

記憶部２２は、計測データ保持部２２１を含む。記憶部２２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性の記録媒体を含み、各種データを記録する。

【0038】

データ取得部２１１は、各太陽電池ストリング５ａ、５ｂの動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを電力変換装置１０から定期的に取得して、計測データ保持部２２１に保存する。データ取得部２１１は、管理対象の複数の電力変換装置１０からそれぞれ、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを取得する。判定部２１３は、特定の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの時系列変動が規定値以上の場合、当該太陽電池ストリング５に異常が発生していると判定する。

【0039】

算出部２１２は、特定の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの所定期間（例えば、一ヶ月）の平均値を算出する。判定部２１３は、当該太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの対象期間（例えば、当月）の平均値が、参照期間（例えば、前月）の平均値より第１規定値以上低下している場合、当該太陽電池ストリング５に含まれる太陽電池モジュールに発電量低下の異常が発生していると判定する。なお、平均値の代わりに、中央値または最頻値を使用してもよい。

【0040】

第１規定値は例えば、５％に設定される。太陽電池ストリング５及び電力変換装置１０が正常に動作していても、太陽電池モジュールの温度変動に伴い動作電圧Ｖｏｐも変動する。一般的に、太陽電池モジュールの電圧温度係数は－０．２５％／℃程度である。前月比で動作電圧Ｖｏｐが５％以上低下したことは、太陽電池モジュールの温度が前月比で２０℃以上低下したことを意味する。前月比で温度が１５℃程度変化することはたまに発生するが、２０℃以上変化することは極めて稀である。よって、動作電圧Ｖｏｐの５％以上の変動は温度要因では無く、太陽電池モジュールの故障が原因であると見做すことができる。

【0041】

判定部２１３は、当該太陽電池ストリング５に含まれる太陽電池モジュールに発電量低下の異常が発生していると判定すると、保守サービス提供主体の図示しない端末装置（例えば、ＰＣ、タブレットなど）に、発電量低下の異常が発生していることを示すアラート信号を送信する。保守サービス提供主体の保守員は、当該アラートを認識すると当該太陽電池ストリング５の修理に赴く。

【0042】

なお判定部２１３は、当該アラート信号を対象の電力変換装置１０に送信してもよい。電力変換装置１０の制御部１５は、必要に応じて、当該太陽電池ストリング５と電力変換装置１０との間のスイッチ（不図示）をオフして、当該太陽電池ストリング５の発電を停止させる。

【0043】

また判定部２１３は、特定の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが１単位期間（例えば、１分）前の動作電圧Ｖｏｐより、第２規定値以上低下している場合、当該太陽電池ストリング５に含まれる太陽電池モジュールのいずれかにホットスポットによる異常が発生していると判定する。

【0044】

図２に示したように、一つの太陽電池モジュール５１には、それぞれが、直列接続された複数の太陽電池セルの一グループをバイパスする複数のバイパスダイオードＤ１－Ｄ３が含まれる。ホットスポットが発生すると、一つのバイパスダイオードでバイパスされる一グループの太陽電池セルの両端電圧に相当する分の電圧が低下する。即ち、ホットスポットが発生すると、ホットスポットになっている太陽電池セルが属する太陽電池セルグループの電圧を取り出すことができなくなる。

【0045】

第２規定値は、一グループの太陽電池セルの両端電圧に応じて決定された値に設定される。例えば、一つの太陽電池モジュール５１に３つのバイパスダイオードＤ１－Ｄ３が設置される場合、第２規定値は、（１／４×Ｖｐｍ）に設定されてもよい。Ｖｐｍは、太陽電池モジュールの最大出力時の電圧値であり、カタログスペック値を使用することができる。理論的には動作電圧Ｖｏｐが（１／３×Ｖｐｍ）程度低下すれば、ホットスポットが疑われる。本実施の形態では安全サイドにマージンを設け、（１／４×Ｖｐｍ）以上の低下でホットスポットが発生していると判定する。

【0046】

判定部２１３は、ホットスポットによる異常をより高精度に判定するために、太陽電池ストリング５のＩＶカーブの形状を加味して判定してもよい。一般的に、太陽電池モジュールにホットスポットが発生している場合、ＩＶカーブの途中に段差が発生する。

【0047】

図４（ａ）－（ｂ）は、ホットスポットが発生している状態のＩＶカーブと、ホットスポットが発生していない正常な状態のＩＶカーブの一例を示す図である。判定部２１３は、特定の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが１単位期間前の動作電圧Ｖｏｐより、第２規定値以上低下している場合、電力変換装置１０の制御部１５に、当該太陽電池ストリング５のＩＶカーブデータの取得要求を送信する。

【0048】

電力変換装置１０の制御部１５は、当該太陽電池ストリング５のＩＶカーブデータの取得要求を受信すると、当該太陽電池ストリング５のコンバータ制御回路１２にＩＶカーブデータの取得を要求するとともに、インバータ１３と分電盤３間のリレー（不図示）をオフして、電力変換装置１０と系統２を切り離す。ＩＶカーブデータの取得を要求されたコンバータ制御回路１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の電圧指令値をスイープさせながら電流値を計測する。コンバータ制御回路１２は、電圧と電流の組み合わせで規定されるＩＶカーブデータを制御部１５に出力し、制御部１５は当該ＩＶカーブデータを異常検出システム２０に送信する。

【0049】

判定部２１３は、取得されたＩＶカーブの形状に段差が発生している場合、当該太陽電池ストリング５に含まれる太陽電池モジュールのいずれかにホットスポットが発生していると確定診断する。判定部２１３は、ＩＶカーブの形状に段差があるか否か判定するために、取得されたＩＶカーブの一定間隔ごとの電圧差ΔＶを算出する。

【0050】

図４（ｂ）に示すように、ホットスポットが発生していない正常な状態のＩＶカーブの場合、電圧差ΔＶ（即ち、電圧の傾き）が滑らかに拡大していく。例えば、電圧差ΔＶが、・・・、－１／４、－１／３、－１／２、－１、－２、－３、・・・と拡大していく。これに対して図４（ａ）に示すように、ホットスポットが発生している状態のＩＶカーブの場合、電圧差ΔＶが拡大→縮小→拡大と変化する。例えば、電圧差ΔＶが、・・・、－１／４、－１／３、－１／２、－１、－１／３、－１／４、・・・と変化する。

【0051】

判定部２１３は、電圧差ΔＶが拡大→縮小→拡大と変化したことを検出すると、当該ＩＶカーブの形状に段差が発生していると判定する。当該太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが当該段差の高電圧側にあるときは、ホットスポットになっているセルが属するセルグループをバイパスダイオードでバイパスしている状態と推定できる。この状態は比較的安全であり、当該太陽電池ストリング５の発電を停止させる必要性は低い。一方、当該太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが当該段差の低電圧側にあるときは、ホットスポットになっているセルが属するセルグループにも電流が流れている可能性が高い。

【0052】

判定部２１３は、当該太陽電池ストリング５に含まれる太陽電池モジュールにホットスポットによる異常が発生していると判定すると、ホットスポットによる異常が発生していることを示すアラート信号を対象の電力変換装置１０に送信する。その際、判定部２１３は、当該太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが当該段差の高電圧側にあるときは電力変換装置１０にアラートを送信せず、当該段差の低電圧側にあるとき電力変換装置１０にアラートを送信してもよい。

【0053】

電力変換装置１０の制御部１５は当該アラート信号を受信すると、当該太陽電池ストリング５と電力変換装置１０との間のスイッチ（不図示）をオフして、当該太陽電池ストリング５の発電を停止させる。判定部２１３は、当該アラート信号を保守サービス提供主体の端末装置（不図示）にも送信する。保守サービス提供主体の保守員は、当該アラート信号を認識すると当該太陽電池ストリング５の修理に赴く。

【0054】

動作電圧Ｖｏｐの値が極端に低い値は、データとしての信頼性が低い。早朝、夕方、曇天、雨天などの低日射時のデータは動作電圧Ｖｏｐの値が不安定になる傾向がある。極端に低い動作電圧Ｖｏｐの値は、太陽電池モジュールの故障が原因である可能性が低く、低日射あるいは日射変動が大きいことによる電力変換装置１０の動作不安定が原因である可能性が高い。

【0055】

判定部２１３は、データ取得部２１１により取得された太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが設定電圧値より低い場合、当該動作電圧Ｖｏｐを異常判定に使用する値から除外する。設定電圧値は、太陽電池ストリング５に含まれる複数の太陽電池モジュールの直列数に応じて決定される。例えば設定電圧値は、（Ｖｐｍ×（モジュール直列数－１．５））に設定されてもよい。太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが、本来の最大出力電圧より、太陽電池モジュール１．５個分の電圧以上低い場合、動作電圧Ｖｏｐの値が極端に低いと見做すことができる。

【0056】

ＪＩＳ８９１２・ＪＩＳ８９１３規格では、放射照度＝１ＳＵＮ（１０００Ｗ／ｍ^２）、温度＝２５℃の条件下において、太陽電池のエネルギー変換効率が評価される。１ＳＵＮの日射があるときの太陽電池モジュールの動作電流Ｉｏｐは、Ｉｐｍに略等しい。Ｉｐｍは、太陽電池モジュールの最大出力時の電流値であり、カタログスペック値を使用することができる。

【0057】

判定部２１３は、データ取得部２１１により取得された太陽電池ストリング５の動作電流Ｉｏｐが設定電流値より低い場合、同時に取得された動作電圧Ｖｏｐを異常判定に使用する値から除外する。例えば設定電流値は、（１／１０×Ｉｐｍ）に設定されてもよい。太陽電池ストリング５の動作電流Ｉｏｐが（１／１０×Ｉｐｍ）より低い場合、低日射により電力変換装置１０が動作していない可能性がある。また動作している場合でも、極端な低電圧で動作している可能性がある。

【0058】

電力変換装置１０から系統２への出力制御（出力抑制ともいう）中は、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐが上昇して動作電流Ｉｏｐが低下する傾向にあるため、太陽電池ストリング５の異常判定の精度が低下する。出力制御は、電力会社（一般送配電事業者）からの出力制御指令、完全自家消費のための負荷追随制御、電力変換装置１０内の温度抑制制御、系統２の電圧上昇抑制制御、クリップ制御（電力変換装置１０の定格に比べて契約電力が低い場合に発動される）などに起因して発動される。

【0059】

電力変換装置１０の制御部１５は、出力制御中、出力制御中であることを示す情報を外部接続管理装置６に送信する。外部接続管理装置６は、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを異常検出システム２０に送信する際、電力変換装置１０の出力制御に関する情報も送信する。判定部２１３は、電力変換装置１０が出力制御中のときの太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐを、異常判定に使用する値から除外する。

【0060】

電力変換装置１０の出力電力（交流電力）が電力変換装置１０の定格電力以上の場合、太陽電池モジュールを過積載している可能性がある。太陽電池モジュールを過積載している場合、日射量が多いときの異常判定の精度が低下する。

【0061】

電力変換装置１０の制御部１５は、定格電力以上の電力を出力した場合、定格超過出力を示す情報を外部接続管理装置６に送信する。外部接続管理装置６は、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを異常検出システム２０に送信する際、電力変換装置１０の定格超過出力に関する情報も送信する。判定部２１３は、電力変換装置１０が定格電力以上の電力を出力しているときの太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐを、異常判定に使用する値から除外する。

【0062】

図５は、実施の形態に係る、太陽電池ストリング５の発電量低下診断処理の流れを示すフローチャートである。電力変換装置１０の制御部１５は、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを取得する（Ｓ１０）。制御部１５は、取得した太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを外部接続管理装置６を介して異常検出システム２０に送信する（Ｓ１１）。

【0063】

異常検出システム２０のデータ取得部２１１は、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを電力変換装置１０から取得する。判定部２１３は、動作電流Ｉｏｐと設定電流値（１／１０×Ｉｐｍ）を比較する（Ｓ１２）。動作電流Ｉｏｐが設定電流値（１／１０×Ｉｐｍ）より低い場合（Ｓ１２のＹ）、判定部２１３は診断処理を終了する。

【0064】

動作電流Ｉｏｐが設定電流値（１／１０×Ｉｐｍ）以上の場合（Ｓ１２のＮ）、判定部２１３は、動作電圧Ｖｏｐと設定電圧値（Ｖｐｍ×（モジュール直列数－１．５））を比較する（Ｓ１３）。動作電圧Ｖｏｐが設定電圧値（Ｖｐｍ×（モジュール直列数－１．５））より低い場合（Ｓ１３のＹ）、判定部２１３は診断処理を終了する。

【0065】

動作電圧Ｖｏｐが設定電圧値（Ｖｐｍ×（モジュール直列数－１．５））以上の場合（Ｓ１３のＮ）、判定部２１３は、電力変換装置１０が出力制御中であるか否か判定する（Ｓ１４）。電力変換装置１０が出力制御中である場合（Ｓ１４のＹ）、判定部２１３は診断処理を終了する。

【0066】

電力変換装置１０が出力制御中でない場合（Ｓ１４のＮ）、判定部２１３は、電力変換装置１０の出力電力が定格電力以上であるか否か判定する（Ｓ１５）。電力変換装置１０の出力電力が定格電力以上である場合（Ｓ１５のＹ）、判定部２１３は診断処理を終了する。

【0067】

電力変換装置１０の出力電力が定格電力未満である場合（Ｓ１５のＮ）、算出部２１２は、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの今月と前月の平均値を算出する（Ｓ１６）。判定部２１３は、動作電圧Ｖｏｐの今月の平均値と、動作電圧Ｖｏｐの前月の平均値×０．９５を比較する（Ｓ１７）。今月の平均値が前月の平均値×０．９５より低い場合（Ｓ１７のＹ）、判定部２１３は、発電量低下の異常が発生していることを示すアラート信号を発出する（Ｓ１８）。今月の平均値が前月の平均値×０．９５より低くない場合（Ｓ１７のＮ）、判定部２１３は、アラート信号を発出せずに診断処理を終了する。以上の診断処理が太陽電池ストリング５ごとに行われる。

【0068】

図６は、実施の形態に係る、太陽電池ストリング５のホットスポット診断処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０からステップＳ２５までの処理は、図５に示した発電量低下診断処理のフローチャートに示したステップＳ１０からステップＳ１５までの処理と同様であるため説明を省略する。

【0069】

電力変換装置１０の出力電力が定格電力未満である場合（Ｓ２５のＮ）、算出部２１２は、太陽電池ストリング５の１分前の動作電圧Ｖｏｐから現在の動作電圧Ｖｏｐを減算して差分電圧ΔＶｏｐを算出する（Ｓ２６）。判定部２１３は、差分電圧ΔＶｏｐと規定値（１／４×Ｖｐｍ）を比較する（Ｓ２７）。差分電圧ΔＶｏｐが規定値（１／４×Ｖｐｍ）以下の場合（Ｓ２７のＮ）、判定部２１３は、アラート信号を発出せずに診断処理を終了する。

【0070】

差分電圧ΔＶｏｐが規定値（１／４×Ｖｐｍ）より大きい場合（Ｓ２７のＹ）、判定部２１３は、電力変換装置１０の制御部１５に、太陽電池ストリング５のＩＶカーブの計測データの取得を要求する。データ取得部２１１は、電力変換装置１０の制御部１５から太陽電池ストリング５のＩＶカーブの計測データを取得する（Ｓ２８）。

【0071】

判定部２１３は、取得されたＩＶカーブの形状に段差が発生しており、太陽電池ストリング５の動作点が段差の低電圧側にあるか否か判定する（Ｓ２９）。ＩＶカーブの形状に段差が発生しており、太陽電池ストリング５の動作点が段差の低電圧側にある場合（Ｓ２９のＹ）、判定部２１３は、ホットスポットによる異常が発生していることを示すアラート信号を発出する（Ｓ２１０）。ＩＶカーブの形状に段差が発生していないか、発生していても動作点が段差の高電圧側にある場合（Ｓ２９のＮ）、判定部２１３は、アラート信号を発出せずに診断処理を終了する。以上の診断処理が太陽電池ストリング５ごとに行われる。

【0072】

図７は、ＨＩＴ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５と、ＨＩＴ２５０Ｗ出力の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの実証データの年間推移を示す図である。この実証実験では、（１）２０１９年９月５日に、ＨＩＴ２５０Ｗ出力の太陽電池ストリング５に含まれる太陽電池モジュールの上に複数のポールを設置し、当該太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルの一部にテープを貼り付けて発電量が低下する状況を意図的に作り出している。

【0073】

ＨＩＴ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５は正常な状態を保っている。ＨＩＴ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの年間変動を見ると、正常な状態では動作電圧Ｖｏｐの値は夏季に若干低くなり、冬季に若干高くなることが分かる。一方、ＨＩＴ２５０Ｗ出力の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの年間変動を見ると、発電量に異常が発生すると、動作電圧Ｖｏｐが急激に変動することが分かる。（２）２０２０年８月７日には太陽電池モジュールに変色が確認され、変色が確認された太陽電池モジュールを撤去し、ＨＩＴ２５０Ｗシステムを停止させた。（３）２０２０年１０月２６日に太陽電池モジュールを再設置し、ＨＩＴ２５０Ｗシステムを再稼働させた。

【0074】

図８（ａ）－（ｃ）は、ＨＩＴ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５の別の実証データの１日の推移を示す図である。この実証試験では、太陽電池モジュールの上にポールを設置して当該太陽電池モジュールの一部に意図的に影を作り出している。

【0075】

図８（ａ）は、ポール設置前の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐの日中の推移を示す。図８（ｂ）－（ｃ）は、ポール設置後の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐの日中の推移を示す。図８（ｂ）と図８（ｃ）は別の日のデータを示している。ポール設置後は日射量の多い時間帯の動作電圧Ｖｏｐが低下し、異常検出システム２０によりホットスポットが検出される。

【0076】

以上説明したように本実施の形態によれば、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの変動をベースに太陽電池モジュールの異常を検出することにより、低コストで高精度に太陽電池モジュールの異常を検出することができる。日射計や温度計などで検出されたデータを使用しないため、これらのセンサを省略することができ、コストを削減することができる。

【0077】

動作電圧Ｖｏｐは、動作電流Ｉｏｐや動作電力Ｐｍａｘと異なり、季節、天気、日射量の影響を比較的受けにくいパラメータであり、動作電圧Ｖｏｐの変動をベースにすることにより、太陽電池モジュールの異常を高精度に検出することができる。また、時々刻々と変化する動作電圧Ｖｏｐをもとにホットスポットを検出することで、現地調査によりホットスポットを検出する場合と比較して、異常発生による急激な出力低下のリスクを早期に検知することができる。これにより、異常発生による急激な出力低下を未然に防止することができる。

【0078】

以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0079】

上記実施の形態では電力変換装置１０から異常検出システム２０に、太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐ、動作電流Ｉｏｐ、動作電力Ｐｍａｘを送信する例を説明した。その際、動作電力Ｐｍａｘの送信を省略してもよい。さらに、ステップＳ１２、ステップＳ２２の動作電流Ｉｏｐと設定電流値（１／１０×Ｉｐｍ）との比較判定処理を省略することにより、動作電流Ｉｏｐの送信も省略してもよい。

【0080】

上記実施の形態ではマルチストリング型の太陽光発電システム１を想定したが、集中型の太陽光発電システム１で使用される太陽電池モジュールの異常検出にも本開示を適用できる。なお、図８（ａ）－（ｃ）に示した実証データは、ＨＩＴ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５を使用した集中型の太陽光発電システム１で取得されたデータである。また一つの太陽電池ストリング５のみ、または一つの太陽電池モジュールのみを備える太陽光発電システム１で使用される太陽電池モジュールの異常検出にも本開示を適用できる。

【0081】

上記実施の形態では異常検出システム２０が外部のサーバ上に構築される例を示したが、異常検出システム２０が電力変換装置１０内に組み込まれていてもよい。また、電力変換装置１０が設置されている宅内のＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラ内に、異常検出システム２０が組み込まれていてもよい。

【0082】

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

【0083】

［項目１］
少なくとも１つの太陽電池モジュール（５１－５ｎ）を含む太陽電池ストリング（５）の動作電圧を定期的に取得するデータ取得部（２１１）と、
取得された前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧の時系列変動が規定値以上の場合、前記太陽電池ストリング（５）に異常が発生していると判定する判定部（２１３）と、
を備えることを特徴とする太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、低コストで高精度に太陽電池の異常を検出することができる。
［項目２］
前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧の所定期間の平均値、中央値または最頻値を算出する算出部（２１２）をさらに備え、
前記判定部（２１３）は、前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧の対象期間の平均値、中央値または最頻値が、参照期間の平均値、中央値または最頻値より第１規定値以上低下している場合、前記太陽電池ストリング（５）に異常が発生していると判定することを特徴とする項目１に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、低コストで高精度に太陽電池の発電量低下の異常を検出することができる。
［項目３］
前記判定部（２１３）は、前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧が１単位期間前の動作電圧より、第２規定値以上低下している場合、前記太陽電池ストリング（５）に含まれる前記太陽電池モジュール（５１－５ｎ）のいずれかに異常が発生していると判定することを特徴とする項目１または２に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、低コストで高精度に太陽電池のホットスポットによる異常を検出することができる。
［項目４］
前記太陽電池モジュール（５１－５ｎ）は、直列接続された複数の太陽電池セル（Ｃ１）と、それぞれが前記複数の太陽電池セル（Ｃ１）の一グループをバイパスする複数のバイパスダイオード（Ｄ１－Ｄ３）を含み、
前記第２規定値は、１つの前記バイパスダイオード（Ｄ１）でバイパスされる一グループの太陽電池セル（Ｃ１）の両端電圧に応じて決定された値であることを特徴とする項目３に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、ホットスポットの発生を検出するための判定閾値を高精度に決定することができる。
［項目５］
前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧が１単位期間前の動作電圧より、前記第２規定値以上低下している場合、前記データ取得部（２１１）は、計測された前記太陽電池ストリング（５）のＩＶカーブを取得し、
前記判定部（２１３）は、前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧が１単位期間前の動作電圧より、前記第２規定値以上低下し、かつ前記ＩＶカーブの形状に段差が発生している場合、前記太陽電池ストリング（５）に含まれる前記太陽電池モジュール（５１－５ｎ）のいずれかに異常が発生していると判定することを特徴とする項目３または４に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、ホットスポットの発生を、より高精度に検出することができる。
［項目６］
前記判定部（２１３）は、取得された前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧が、前記太陽電池ストリング（５）に含まれる複数の太陽電池モジュール（５１－５ｎ）の直列数に応じて決定された設定電圧値より低い場合、取得された前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする項目１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、信頼性が低いデータを排除することができる。
［項目７］
前記データ取得部（２１１）は、前記太陽電池ストリング（５）の動作電流を動作電圧とともに取得し、
前記判定部（２１３）は、取得された前記太陽電池ストリング（５）の動作電流が設定電流値より低い場合、取得された前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする項目１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、信頼性が低いデータを排除することができる。
［項目８］
前記判定部（２１３）は、前記太陽電池ストリング（５）から出力される直流電力を交流電力に変換して電力系統（２）に出力する電力変換装置（１０）が出力制御中のときの、前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする項目１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、信頼性が低いデータを排除することができる。
［項目９］
前記判定部（２１３）は、前記太陽電池ストリング（５）から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置（１０）が定格電力以上の電力を出力しているときの、前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧を、異常判定に使用する値から除外することを特徴とする項目１から５のいずれか１項に記載の太陽電池の異常検出システム（２０）。
これによれば、信頼性が低いデータを排除することができる。
［項目１０］
少なくとも１つの太陽電池モジュール（５１－５ｎ）を含む太陽電池ストリング（５）の動作電圧を定期的に取得するステップと、
取得された前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧の時系列変動が規定値以上の場合、前記太陽電池ストリング（５）に異常が発生していると判定するステップと、
を有することを特徴とする太陽電池の異常検出方法。
これによれば、低コストで高精度に太陽電池の異常を検出することができる。
［項目１１］
少なくとも１つの太陽電池モジュール（５１－５ｎ）を含む太陽電池ストリング（５）の動作電圧を定期的に取得する処理と、
取得された前記太陽電池ストリング（５）の動作電圧の時系列変動が規定値以上の場合、前記太陽電池ストリング（５）に異常が発生していると判定する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする太陽電池の異常検出プログラム。
これによれば、低コストで高精度に太陽電池の異常を検出することができる。

【符号の説明】

【0084】

１ 太陽光発電システム、 ２ 系統、 ３ 分電盤、 ４ 負荷、 ５ａ，５ｂ 太陽電池ストリング、 ５１－５ｎ 太陽電池モジュール、 Ｄ１－Ｄ３ バイパスダイオード、 Ｃ１ 太陽電池セル、 １０ 電力変換装置、 １１ａ，１１ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 １２ａ，１２ｂ コンバータ制御回路、 １３ インバータ、 １４ インバータ制御回路、 １５ 制御部、 Ｂｄｃ 直流バス、 ６ 外部接続管理装置、 ７ ルータ装置、 ８ ネットワーク、 ２０ 異常検出システム、 ２１ 処理部、 ２１１ データ取得部、 ２１２ 算出部、 ２１３ 判定部、 ２２ 記憶部、 ２２１ 計測データ保持部、 ２３ 通信部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2021-07-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

【図1】実施の形態に係る、マルチストリング型の太陽光発電システムの全体構成例を示す図である。

【図2】図１の太陽電池ストリングの構成例を示す図である。

【図3】実施の形態に係る異常検出システムの構成例を示す図である。

【図4】図４（ａ）－（ｂ）は、ホットスポットが発生している状態のＩＶカーブと、ホットスポットが発生していない正常な状態のＩＶカーブの一例を示す図である。

【図5】実施の形態に係る、太陽電池ストリングの発電量低下診断処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】実施の形態に係る、太陽電池ストリングのホットスポット診断処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】 ２４５Ｗ出力の太陽電池ストリングと、２５０Ｗ出力の太陽電池ストリングの動作電圧Ｖｏｐの実証データの年間推移を示す図である。

【図8】図８（ａ）－（ｃ）は、２４５Ｗ出力の太陽電池ストリングの別の実証データの１日推移を示す図である。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

太陽電池セルＣ１は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接、直流電力に変換することができる。太陽電池セルとして、ヘテロ接合太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物系太陽電池などを使用することができる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0072】

図７は、２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５と、２５０Ｗ出力の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの実証データの年間推移を示す図である。この実証実験では、（１）２０１９年９月５日に、２５０Ｗ出力の太陽電池ストリング５に含まれる太陽電池モジュールの上に複数のポールを設置し、当該太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルの一部にテープを貼り付けて発電量が低下する状況を意図的に作り出している。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0073】

２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５は正常な状態を保っている。２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの年間変動を見ると、正常な状態では動作電圧Ｖｏｐの値は夏季に若干低くなり、冬季に若干高くなることが分かる。一方、２５０Ｗ出力の太陽電池ストリング５の動作電圧Ｖｏｐの年間変動を見ると、発電量に異常が発生すると、動作電圧Ｖｏｐが急激に変動することが分かる。（２）２０２０年８月７日には太陽電池モジュールに変色が確認され、変色が確認された太陽電池モジュールを撤去し、２５０Ｗシステムを停止させた。（３）２０２０年１０月２６日に太陽電池モジュールを再設置し、２５０Ｗシステムを再稼働させた。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0074】

図８（ａ）－（ｃ）は、２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５の別の実証データの１日の推移を示す図である。この実証試験では、太陽電池モジュールの上にポールを設置して当該太陽電池モジュールの一部に意図的に影を作り出している。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0080】

上記実施の形態ではマルチストリング型の太陽光発電システム１を想定したが、集中型の太陽光発電システム１で使用される太陽電池モジュールの異常検出にも本開示を適用できる。なお、図８（ａ）－（ｃ）に示した実証データは、２４５Ｗ出力の太陽電池ストリング５を使用した集中型の太陽光発電システム１で取得されたデータである。また一つの太陽電池ストリング５のみ、または一つの太陽電池モジュールのみを備える太陽光発電システム１で使用される太陽電池モジュールの異常検出にも本開示を適用できる。

【手続補正7】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図7】