特開 2023-50949 ソーラシステムの保守方法

(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】P2023050949

(43)【公開日】2023-04-11

(54)【発明の名称】ソーラシステムの保守方法

(51)【国際特許分類】

   H02S 50/00 20140101AFI20230404BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20230404BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20230404BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20230404BHJP

   B64C 13/18 20060101ALI20230404BHJP

   H02S 10/40 20140101ALI20230404BHJP

【ＦＩ】

H02S50/00

B64C39/02

B64D47/08

B64C27/04

B64C13/18 Z

H02S10/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021161332

(22)【出願日】2021-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】000104674

【氏名又は名称】キョーラク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 亮平

(72)【発明者】

【氏名】横井 慎司

(72)【発明者】

【氏名】加藤 孝幸

【テーマコード（参考）】

5F151

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F151BA05

5F151JA01

5F151JA13

5F151JA30

5F151KA07

5F251BA05

5F251JA01

5F251JA13

5F251JA30

5F251KA07

(57)【要約】

【課題】ソーラシステムの保守点検を容易に行うことができるソーラシステムの保守方法を提供する。
【解決手段】本発明によれば、ソーラシステムの保守方法であって、前記ソーラシステム内において、非接触の近距離情報読取りが可能な情報保持部が各々のソーラパネルに対応付けて設けられ、ドローンで、前記情報保持部に対して前記非接触の近距離情報読取りを行うことで前記ソーラシステムの保守点検を行う、保守方法が提供される。好ましくは、前記ソーラシステムは水上に設置される。好ましくは、前記ドローンが前記情報保持部から読み取った情報に基づき前記各々のソーラパネルの位置情報を取得する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソーラシステムの保守方法であって、
前記ソーラシステム内において、非接触の近距離情報読取りが可能な情報保持部が各々のソーラパネルに対応付けて設けられ、
ドローンで、前記情報保持部に対して前記非接触の近距離情報読取りを行うことで前記ソーラシステムの保守点検を行う、
保守方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記ソーラシステムは水上に設置される、方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の方法であって、
前記ドローンが前記情報保持部から読み取った情報に基づき前記各々のソーラパネルの位置情報を取得する、方法。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の方法であって、
前記ドローンがカメラを持ち、前記カメラの撮像データに基づき前記各々のソーラパネルを点検する、方法。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の方法であって、
前記各々のソーラパネルの位置を規定した発電所マップに、前記情報保持部から読み取った情報に基づいて異常ソーラパネルの位置を書き込む、方法。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の方法であって、
移動工程と点検工程とを有し、
前記移動工程は、前記ドローンが前記各々のソーラパネル上を所定ルートで順次移動するものであり、
前記点検工程は、
前記移動工程中に、前記ドローンで撮像したソーラパネルを異常ソーラパネルとして検出しない場合には、前記ドローンは当該ソーラパネルに対応付けられた前記情報保持部の読取りをせず、
前記移動工程中に、前記ドローンで撮像したソーラパネルを異常ソーラパネルとして検出した場合には、当該ソーラパネルに対応付けられた前記情報保持部に前記ドローンが接近して読取りをすることで当該異常ソーラパネルの位置特定を行うものである、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ソーラシステムの保守方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ソーラシステムにＲＦＩＤタグを設置する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－０２８６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ソーラシステムでは、例えば設置面積が広大であったり、作業者のアクセスが容易ではなかったり、或いはソーラパネル枚数が多かったりする等の種々の理由で、保守作業の負担が増大しやすい問題があった。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ソーラシステムの保守点検を容易に行うことができるソーラシステムの保守方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、ソーラシステムの保守方法であって、前記ソーラシステム内において、非接触の近距離情報読取りが可能な情報保持部が各々のソーラパネルに対応付けて設けられ、ドローンで、前記情報保持部に対して前記非接触の近距離情報読取りを行うことで前記ソーラシステムの保守点検を行う、保守方法が提供される。

【0007】

本発明では、ドローンを活用してソーラシステムの保守点検を容易に行うことができる。

【0008】

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記ソーラシステムは水上に設置される。
好ましくは、前記ドローンが前記情報保持部から読み取った情報に基づき前記各々のソーラパネルの位置情報を取得する。
好ましくは、前記ドローンがカメラを持ち、前記カメラの撮像データに基づき前記各々のソーラパネルを点検する。
好ましくは、前記各々のソーラパネルの位置を規定した発電所マップに、前記情報保持部から読み取った情報に基づいて異常ソーラパネルの位置を書き込む。
好ましくは、前記保守方法は、移動工程と点検工程とを有し、前記移動工程は、前記ドローンが前記各々のソーラパネル上を所定ルートで順次移動するものであり、前記点検工程は、前記移動工程中に、前記ドローンで撮像したソーラパネルを異常ソーラパネルとして検出しない場合には、前記ドローンは当該ソーラパネルに対応付けられた前記情報保持部の読取りをせず、前記移動工程中に、前記ドローンで撮像したソーラパネルを異常ソーラパネルとして検出した場合には、当該ソーラパネルに対応付けられた前記情報保持部に前記ドローンが接近して読取りをすることで当該異常ソーラパネルの位置特定を行うものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ソーラシステムおよびドローンの一例を示す図である。

【図2】フロートの一例を模式的に示した図である。

【図3】フロートの連結構造の一例を示す平面図である。

【図4】ソーラシステムの保守システムの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

【0011】

＜１．実施の形態のソーラシステムの構成＞
（１－１．ソーラフロートシステム）
図１に例示されるソーラシステム１は、一例として水上に設けられるソーラフロートシステムである。ソーラシステム１は、複数のフロート１０と、各フロート１０で支持されるソーラパネル５０とを備える。図１では７列６行のソーラパネル５０が例示されていて、当該ソーラパネル５０を各フロート１０が支持しているが、これは一例に過ぎない。実際には任意個数（例えば数十～数百枚でもよく、数千～数万枚でもよく、或いはそれ以上でもよい）のソーラパネル５０とこれに応じた個数のフロート１０が設けられてもよい。なお実施の形態では、一例としてソーラシステム１の外周にソーラシステムを支持しないフロート１０が設けられている。

【0012】

なお、図１にはドローン１００も記載されている。ドローン１００の構成等は後ほど説明する。

【0013】

図２には、フロート１０の一例が図示される。概要を述べると、フロート１０は、ソーラパネル用の樹脂製フロートである。フロート１０を用いて、例えば池や湖等の水上にソーラパネル５０を設置することができる。ソーラパネル５０がフロート１０で支持される際には、長方形状のソーラパネル５０が、その一方の長辺から他方の長辺へ向かって傾斜配置される。フロート１０は、その内部に中空構造を有する。中空構造に気体（空気等）が注入されることで、浮力が発生する。

【0014】

図２の斜視図には、一つのフロート１０にソーラパネル５０を設置した様子が図示される。以下、フロート１０における「ソーラパネル５０の設置側」を上側と呼び、フロート１０の水面側を下側と呼ぶことがある。ソーラパネル５０等の部材との関係で上下方向を表すときも、水面側を下側と呼び、上空を向く側を上側と呼ぶことがある。

【0015】

詳細構造を述べると、図２に例示されるフロート１０は、支持部１１と受け部１２と固定金具１３と固定金具１４とを備えており、これらの各部でソーラパネル５０を支持することができる。フロート１０の前方（Ｆｒｏｎｔ）側には第１端部１０ａが設けられ、その逆の後方（Ｒｅａｒ）側には第２端部１０ｂ（図３参照）が設けられる。図２は、支持部１１が立ち上げられた状態を示す。なお、立ち上がらない状態では、支持部１１は、後述の図３のように収納状態（倒れている状態）となる。図２の支持部１１は、前方（Ｆｒｏｎｔ）側を向く面１１ａを持つ。面１１ａに指挿入凹部９１が設けられている。固定金具１３は、一例として金属製であり、挟持部１３ａと、固定部材１３ｂと、ネジ１３ｃとを備える。更に、フロート１０は、係合突起部６１と、連結ボルト６２と、ボルト孔６２ａと、ボルト孔６２ｂとを備える。

【0016】

ソーラパネル５０は、その表面にガラス部分５０ａを備える。ガラス部分５０ａを取り囲むように外枠が設けられる。ソーラパネル５０のパネル内部構造等に限定はない。図２では、ソーラパネル５０の外枠における前方（Ｆｒｏｎｔ）側の一端部５１と後方（Ｒｅａｒ）側の他端部５２とが図示されている。

【0017】

図３は、フロート１０の連結構造の一例を示す平面図である。図３の平面図には、例としてソーラパネル５０を支持していない状態のフロート１０が図示される。連結構造として通路ジョイント６０が例示される。フロート１０は単体で使用されるのではなく、多数のフロート１０が通路ジョイント６０で連結されて集合フロート部（図１のソーラシステム１）を構成する。なお図３にはフロート１０の表面壁１６が現れており、支持部１１の両端にストッパ部９０が設けられる。

【0018】

通路ジョイント６０は、一端６０ａと他端６０ｂとボルト孔６３とを備える。連結ボルト６２が各ボルト孔６２ａ、６２ｂ、６３に挿通されることで、図３のＷ方向に並ぶ複数のフロート１０が通路ジョイント６０を介して接続される。通路ジョイント６０は、メンテナンス等を行うときに作業者の足場（通路）となる。

【0019】

（１－２．情報保持部）
実施の形態では、ソーラシステム１内において、情報保持部１２０が各々のソーラパネル５０に対応付けて設けられている。各々の情報保持部１２０は、固有の識別情報（識別ＩＤ）を記憶している。情報保持部１２０は、非接触の近距離情報読取りが可能な任意の物体である。「非接触の近距離読取り技術」は、例えば任意の「非接触型電子情報読取り技術」でもよく、或いは任意の「非接触型光学情報読取り技術」でもよい。例えば電子情報読取り技術を利用する場合、情報保持部１２０は、ＲＦＩＤタグでもよく、あるいは近距離無線通信回路素子でもよい。近距離無線通信規格としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等が利用されてもよい。

【0020】

更に他の例として、情報保持部１２０は、無線通信素子を持つ任意の物理センサでもよい。無線通信素子を用いて物理センサがドローン１００と通信可能に構築されてもよい。物理センサの具体的構造に限定はない。物理センサは、ソーラパネル５０の電気的情報を読み取るものでもよく、ソーラパネル５０の任意箇所の温度を検知してもよく、あるいはソーラパネル５０の付近の気温推移等を記録するものでもよい。光学情報読取り技術を利用する場合、情報保持部１２０は、任意の識別数値ラベル、識別情報を付与されたバーコードや二次元バーコード等の各種識別コードであってもよい。

【0021】

実施の形態では、一例として、フロート１０の上側表面であって第１端部１０ａの側におけるＺ方向（図２参照）の中央部に、情報保持部１２０が設けられている。この位置は、ソーラパネル５０における一端部５１の中央位置の直下でもある。通路ジョイント６０の干渉を避け、ドローン１００が接近しやすい利点がある。

【0022】

（１－３．ドローン）
図１に例示したドローン１００は、各ソーラパネル５０の上を飛行する。ドローン１００は、制御ユニット１０２を備えている。制御ユニット１０２は、カメラおよび非接触読取装置を備えている。ドローン１００の基本構造には各種公知の構造を適用できるので、詳細説明は省略する。

【0023】

制御ユニット１０２のカメラは、ソーラパネル５０を撮像することができる。カメラの具体的構造に限定はないが、赤外線カメラ（サーモカメラ）を用いれば赤外線検出によるソーラパネル５０の異常発熱検出等が可能となる。他の例として、制御ユニット１０２のカメラは、光学カメラつまり静止画又は動画を撮像するデジタルカメラであってもよい。これによりソーラパネル５０の表面のガラス割れやガラス変質等の異常を検出してもよい。

【0024】

制御ユニット１０２の非接触読取装置は、情報保持部１２０への非接触近距離情報読取りを行うための装置である。非接触読取装置の具体的構成は、情報保持部１２０の構成によって決まる。例えば情報保持部１２０がＲＦＩＤタグであればＲＦＩＤリーダが用いられ、例えば情報保持部１２０が近距離無線通信回路素子であれば同じ規格の通信素子が用いられる。例えば情報保持部１２０が光学情報読取り技術で読み取られる場合は画像認識機能を持つ撮像カメラでもよく、この場合ソーラパネル５０を撮像するカメラと兼用されてもよい。

【0025】

＜２．実施の形態の保守方法＞
実施の形態では、ドローン１００で、情報保持部１２０に対して非接触の近距離情報読取りを行うことでソーラシステム１の保守点検を行う。例えば情報保持部１２０がＲＦＩＤタグである場合、ドローン１００がある程度情報保持部１２０に接近することが好ましく、例えば図２の一点鎖線円の領域Ｃにドローン１００ができるだけ接近することが好ましい。

【0026】

保守方法の一例として、ドローン１００が、情報保持部１２０から読み取った情報に基づき各々のソーラパネル５０の位置情報を取得してもよい。位置情報とともにフロート１０の個数も取得することもできる。取得した情報に基づきソーラシステム１が正規の位置や個数を保っているかが監視されてもよい。なお、ドローン１００が取得した位置情報が、ＧＰＳその他の衛星測位システムから提供される位置情報と紐付けられてもよい。特にソーラシステム１は水上発電であるため、フロート１０は波や風によって動くことがあり、或いは、発電効率を向上させるために太陽を追尾させるように構築されることもある。ドローン１００を自動運転させて検査を行う場合に、フロート１０が移動するとソーラパネル５０の位置もずれてしまうので、検査の障害となりうる。そこで、情報保持部１２０の読み取りを行うことでフロート１０全体における現在地をドローン１００が認識できるようにし、その現在地情報等に基づいてドローン１００の飛行経路を適宜修正してもよい。

【0027】

保守方法の一例として、ドローン１００は、カメラの撮像データに基づきソーラパネル５０を点検してもよく、これにより異常ソーラパネルを検出してもよい。異常ソーラパネルの検出は、一例として赤外線カメラを用いることで異常温度（例えば異常発熱）を検出するものでもよい。他の例として、光学カメラつまり静止画又は動画を撮像するデジタルカメラを用いることで、ソーラパネル５０の表面のガラス割れやガラス変質等の異常を検出するものでもよい。

【0028】

ドローン１００が、上記の位置情報検出と異常ソーラパネル検出とを並行して行ってもよい。これにより異常ソーラパネルを検出したときにその位置情報を特定してもよく、保守作業員にとって作業時の利便性が高まる。

【0029】

保守方法の一例として、保守方法は、移動工程と点検工程とを有してもよい。移動工程は、ドローン１００が各々のソーラパネル５０上を所定ルートで順次移動するものでもよい。なおドローン１００を所定ルートで移動させる場合、手動操縦でもよいが、これに限られず例えばドローン１００のＧＰＳセンサと発電所マップ等とに基づき設定される自動操縦でもよい。点検工程は、次に述べる第１ステップと第２ステップとを選択的に実施するもでもよい。第１ステップは、移動工程中に、ドローン１００で撮像したソーラパネル５０を異常ソーラパネルとして検出しない場合には、ドローン１００は当該ソーラパネル５０について非接触の近距離情報読取りをしないというものである。第２ステップは、移動工程中に、ドローン１００で撮像したソーラパネル５０を異常ソーラパネルとして検出した場合には、当該異常ソーラパネルに対応する情報保持部１２０にドローン１００が接近して非接触の近距離情報読取りをすることで当該異常ソーラパネルの位置特定を行うものである。これにより異常ソーラパネルに絞って情報保持部１２０の読取りを行うことができる利点がある。第２ステップでドローン１００が情報保持部１２０に近づく接近動作は手動操縦でもよく自動操縦でもよい。

【0030】

保守方法の一例として、情報保持部１２０が無線通信素子付きの物理センサを含む場合に、この物理センサが蓄積したセンサ値をドローン１００が読み出してもよい。読み出したセンサ値がソーラパネル５０の故障原因等の解析に用いられてもよい。

【0031】

保守方法の一例として、図４に示すような中央保守システム２００が設けられていてもよい。中央保守システム２００は、任意のサーバ装置であり、例えばクラウドサーバ等でもよい。中央保守システム２００は、演算処理部と記憶部と通信部と入力操作部とモニタとを備える。中央保守システム２００は通信回線２０２を介してドローン１００と接続している。保守作業員は、中央保守システム２００を利用して、ドローン１００からの情報に基づきソーラシステム１の状態を監視することができる。

【0032】

中央保守システム２００は、発電所マップ２１０を記憶している。発電所マップ２１０の各セル２１２には、各々のフロート１０の位置（つまりソーラパネル５０の位置）が設定されている。保守方法の一例として、ドローン１００がカメラで異常ソーラパネルを検出したときに、そのソーラパネル５０を支持するフロート１０の情報保持部１２０を読取り、異常ソーラパネルの位置情報を発電所マップ２１０に書き込んでもよい。このようなマップ書込処理は、ドローン１００から情報を受信した中央保守システム２００で即時に実行されてもよい。発電所マップ２１０に基づくナビゲーション情報が作業者の携帯端末等に提示されてもよい。ナビゲーション情報は、発電所マップ２１０自体を提示するものでもよく、発電所マップ２１０に移動ルートが書き加えられてもよく、あるいは発電所マップ２１０に基づき他の地図アプリケーションが現場での移動ルートを提示するものでもよい。

【0033】

ソーラパネル発電所では、広大な面積と多数の点検枚数により、保守点検の効率化が求められている。実際に保守、点検および修理作業を行う際には、作業者が資材をもって現場で作業する必要がある。この点、発電所マップ２１０によれば異常ソーラパネルまで正確にたどり着くためのナビゲート技術が提供される利点がある。

【0034】

発電所マップ２１０は、ソーラシステム１の設置時（又はシステム設計時）に作成されてもよい。情報保持部１２０と発電所マップ２１０とを紐付けるタイミングは、ソーラシステム１の設置時でもよく、初回点検時などでもよい。設置時の場合、ソーラシステム設置時点で情報紐付けを行ってもよい。その際に、ドローン１００を飛ばすことで各情報保持部１２０の読取りを行ってもよいが、設置作業者がシステム設置に付随して人手で紐付け作業を行ってもよい。点検時の場合は、点検時のドローンの所定飛行経路に沿って、順次、情報保持部１２０を読取りながら、発電所マップ２１０の各ソーラパネル位置と情報保持部１２０とを紐付けてもよい。

【0035】

＜３．変形例＞
各々の情報保持部１２０は、各々のソーラパネル５０との対応関係が特定できれば任意の位置に設けてよい。情報保持部１２０は、フロート１０の任意の位置に取り付けることができる。フロート１０におけるソーラパネル５０付近の任意箇所に情報保持部１２０を設けることができる。情報保持部１２０の設置箇所は、例えばフロート１０の任意部分でもよく、例えば支持部１１でもよい。情報保持部１２０は、ソーラパネル５０に取り付けられてもよく、一例としてソーラパネル５０の外枠に取り付けられてもよい。情報保持部１２０は、フロート１０に代えて通路ジョイント６０に設けられてもよい。情報保持部１２０は、フロート１０と通路ジョイント６０との間に挟まれてもよい。その場合の一例として、フロート１０における係合突起部６１が突出する面と、その面に被さる通路ジョイント６０とによって、情報保持部１２０が挟まれてもよい。情報保持部１２０が通路ジョイント６０で隠れることで、作業者が歩くときに情報保持部１２０に引っかかったり或いは踏み潰したりすることを抑制でき、野鳥により剥がされることも抑制できる。通路ジョイント６０で情報保持部１２０の全体が目視できないように覆われた場合も、情報保持部１２０がＲＦＩＤタグや近距離無線通信素子等で構築されることで、樹脂製の通路ジョイント６０で覆われた情報保持部１２０を支障なく読み取ることができる。なお情報保持部１２０はフロート１０の第２端部１０ｂ側に設けられてもよい。

【0036】

ソーラシステム１は、水上フロートシステムに限定されない。陸上ソーラシステムや建造物設置型ソーラシステム等に、上記実施形態の保守方法が適用されてもよい。

【0037】

ドローン１００の制御ユニット１０２は、「非接触の近距離情報書き込み装置」を備えてもよく、例えばＲＦＩＤライタが設けられてもよい。これにより制御ユニット１０２が、情報保持部１２０に検査情報、修理履歴その他の保守履歴等を書き込んでもよい。

【符号の説明】

【0038】

１ ：ソーラシステム
１０ ：フロート
１０ａ ：第１端部
１０ｂ ：第２端部
１１ ：支持部
１１ａ ：面
１２ ：受け部
１３ ：固定金具
１３ａ ：挟持部
１３ｂ ：固定部材
１３ｃ ：ネジ
１４ ：固定金具
１６ ：表面壁
５０ ：ソーラパネル
５０ａ ：ガラス部分
５１ ：一端部
５２ ：他端部
６０ ：通路ジョイント
６０ａ ：一端
６０ｂ ：他端
６１ ：係合突起部
６２ ：連結ボルト
６２ａ、６２ｂ、６３ ：ボルト孔
９０ ：ストッパ部
９１ ：指挿入凹部
１００ ：ドローン
１０２ ：制御ユニット
１２０ ：情報保持部
２００ ：中央保守システム
２０２ ：通信回線
２１０ ：発電所マップ
２１２ ：ソーラパネル位置を示すセル
２１２ａ ：異常ソーラパネル位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】