特許 7425444 発電性能評価装置および発電性能評価方法並びにプログラム

(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】

(24)【登録日】2024-01-23

(45)【発行日】2024-01-31

(54)【発明の名称】発電性能評価装置および発電性能評価方法並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02S 50/15 20140101AFI20240124BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20240124BHJP

   G01J 1/00 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

H02S50/15

G01R31/26 F

G01J1/00 B

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020121029

(22)【出願日】2020-07-15

(65)【公開番号】P2022018143

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2023-03-13

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）令和１年８月１日に一般社団法人電気設備学会が発行した２０１９年（第３７回）電気設備学会全国大会講演論文集の第４６７頁に掲載 （２）令和１年８月９日に一般社団法人日本太陽エネルギー学会「若手研究発表会」で発表 （３）令和１年８月２３日に一般社団法人電気学会が発行した令和元年 電気学会電力・エネルギー部門大会講演論文集の第３－６－３頁に掲載 （４）令和１年８月２９日に２０１９年（第３７回）電気設備学会全国大会で発表 （５）令和１年９月６日に令和元年 電気学会電力・エネルギー部門大会で発表 （６）令和１年９月９日に令和元年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会で発表 （７）令和１年９月９日に一般社団法人電気学会東海支部が発行した令和元年電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会講演論文集の第Ｅ１－２頁に掲載 （８）令和１年１０月１７日に一般社団法人日本太陽エネルギー学会が発行した日本太陽エネルギー学会講演論文集２０１９の第９頁に掲載 （９）令和１年１０月１７日に令和１年 日本太陽エネルギー学会研究発表会で発表 （１０）令和２年６月４日に一般社団法人日本太陽エネルギー学会が発行した太陽エネルギー学会学会誌「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊａｐａｎ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｖｏｌ．４６，ＮＯ．３（通巻２５７号）」の第９４頁に掲載

(73)【特許権者】

【識別番号】000219820

【氏名又は名称】株式会社トーエネック

(73)【特許権者】

【識別番号】599002043

【氏名又は名称】学校法人 名城大学

(74)【代理人】

【識別番号】100131406

【弁理士】

【氏名又は名称】福山 正寿

(72)【発明者】

【氏名】青山 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】西戸 雄輝

(72)【発明者】

【氏名】小林 浩

(72)【発明者】

【氏名】山中 三四郎

(72)【発明者】

【氏名】澤田 賢

【審査官】桂城 厚

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１９８２１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２４４３１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２２１０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５７７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０９３１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６０４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４９８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３７５４７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０２７０７２１３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｓ ５０／００－５０／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池セルに対して順方向に直流電流を導入した際に生じる光の発光特性を取得すると共に取得した該発光特性に基づき発光輝度を取得する取得部と、
正常状態の前記太陽電池セルの前記発光輝度に対する，評価対象の前記太陽電池セルの前記発光輝度の低下率を示す輝度低下率を演算すると共に、該輝度低下率が５０％以上の場合には、定電流電源と、ダイオードと、前記太陽電池セルの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗と、前記ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗と、を有する等価回路で表された前記太陽電池セルの前記並列抵抗を２０Ω以上の値に設定し、前記輝度低下率が５０％未満の場合には、前記並列抵抗を０．１Ωに設定し、設定した該並列抵抗を用いて次式（１）により前記太陽電池セルの電流－電圧特性を演算する演算部と、
を備える発電性能評価装置。
（数１）

ただし、式（１）において、“Ｉ”は、前記太陽電池セルの出力電流であり、“Ｖ”は、前記太陽電池セルの出力電圧であり、“Ｉｐｈ”は、前記太陽電池セルが出力可能な最大電流（光誘起電流あるいは短絡電流という）であり、“Ｒｓ”は、前記直列抵抗であり、“Ｒｓｈ”は、前記並列抵抗であり、“Ｉ₀”は、前記ダイオードの逆飽和電流であり、“Ｖｄ”は、前記ダイオードにかかる電圧であり、“ｑ”は、電子電荷量であり、“ｎ”は、ダイオード指数であり、“ｋ”は、ボルツマン定数であり、“Ｔ”は、絶対温度である。

【請求項2】

前記演算部は、複数の前記太陽電池セルの電流－電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの電流－電圧特性を演算する
請求項１に記載の発電性能評価装置。

【請求項3】

前記演算部は、複数の前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池モジュールが直列および／または並列に接続されてなる太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算する
請求項２に記載の発電性能評価装置。

【請求項4】

前記演算部は、演算した前記太陽電池アレイの電流－電圧特性を用いて年間の発電量を演算する
請求項３に記載の発電性能評価装置。

【請求項5】

複数の前記太陽電池モジュールが前記正常状態である場合の前記太陽電池アレイによる年間の発電量である正常時年間発電量を記憶する記憶部と、
前記演算部によって演算された前記太陽電池アレイによる年間の発電量である演算年間発電量と、前記正常時年間発電量と、を比較する比較部と、
該比較部の比較結果に基づいて前記太陽電池アレイの良否を判定する良否判定部と、
をさらに備える請求項４に記載の発電性能評価装置。

【請求項6】

前記演算部は、太陽光の日射強度および前記太陽電池モジュールの温度に基づき前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性を補正する
請求項２ないし５のいずれか１項に記載の発電性能評価装置。

【請求項7】

（ａ）太陽電池セルに対して順方向に直流電流を導入した際に生じる光の発光特性を取得すると共に該発光特性に基づき発光輝度を求めるステップと、
（ｂ）正常状態の前記太陽電池セルの前記発光輝度に対する，評価対象の前記太陽電池セルの前記発光輝度の低下率を示す輝度低下率を演算するステップと、
（ｃ）前記太陽電池セルを、定電流電源と、ダイオードと、前記太陽電池セルの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗と、前記ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗と、を有する等価回路として表わすステップと、
（ｄ）前記輝度低下率が５０％以上である場合には、前記並列抵抗を２０Ω以上の値に設定し、前記輝度低下率が５０％未満である場合には、前記並列抵抗を０．１Ωに設定するステップと、
（ｅ）設定した前記並列抵抗を用いて次式（２）により前記太陽電池セルの電流－電圧特性を演算して前記太陽電池セルの発電性能を評価するステップと、
を備える発電性能評価方法。
（数２）

ただし、式（２）において、“Ｉ”は、前記太陽電池セルの出力電流であり、“Ｖ”は、前記太陽電池セルの出力電圧であり、“Ｉｐｈ”は、前記太陽電池セルが出力可能な最大電流（光誘起電流あるいは短絡電流という）であり、“Ｒｓ”は、前記直列抵抗であり、“Ｒｓｈ”は、前記並列抵抗であり、“Ｉ０”は、前記ダイオードの逆飽和電流であり、“Ｖｄ”は、前記ダイオードにかかる電圧であり、“ｑ”は、電子電荷量であり、“ｎ”は、ダイオード指数であり、“ｋ”は、ボルツマン定数であり、“Ｔ”は、絶対温度である。

【請求項8】

前記ステップ（ｅ）は、演算した複数の前記太陽電池セルの電流－電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの電流－電圧特性を演算するステップを含んでいる
請求項７に記載の発電性能評価方法。

【請求項9】

前記ステップ（ｅ）は、演算した複数の前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池モジュールが直列および／または並列に接続されてなる太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算するステップを含んでいる
請求項８に記載の発電性能評価方法。

【請求項10】

前記ステップ（ｅ）は、演算した前記太陽電池アレイの電流－電圧特性を用いて年間の発電量を演算するステップを含んでいる
請求項９に記載の発電性能評価方法。

【請求項11】

複数の前記太陽電池モジュールが正常状態である場合の前記太陽電池アレイによる年間の発電量である正常時年間発電量を記憶するステップ（ｆ）と、
前記ステップ（ｅ）によって演算された前記太陽電池アレイによる年間の発電量である演算年間発電量と前記正常時年間発電量と、を比較するステップ（ｇ）と、
該ステップ（ｇ）の比較結果に基づいて前記太陽電池アレイの良否を判定するステップ（ｈ）と、
をさらに備える請求項１０に記載の発電性能評価方法。

【請求項12】

前記ステップ（ｅ）は、太陽光の日射強度および前記太陽電池モジュールの温度に基づき前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性を補正するステップを含んでいる
請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の発電性能評価方法。

【請求項13】

請求項７ないし１２のいずれか１項に記載の発電性能評価方法の各ステップを１又は複数のコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電性能評価装置および発電性能評価方法並びにプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＷＯ２００６／０５９６１５号公報（特許文献１）には、太陽電池セルに順方向の電流を供給することにより当該太陽電池セルを発光させ、発光した太陽電池セルを撮影することにより発光特性としての発光強度を検出して、当該発光強度が所定値より大きい場合には太陽電池セルは良好と判定し、発光強度が所定値未満の場合には太陽電池セルは不良と判定する太陽電池が記載されている。

【0003】

当該装置によれば、ソーラシュミレータのような大掛かりな設備を用いる必要が無いため、簡便かつ正確に太陽電池セルを含む太陽電池モジュールの良否を判定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】ＷＯ２００６／０５９６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した公報に記載の太陽電池の評価装置は、太陽電池セルや太陽電池モジュールの良否は判定できるものの、不良と判定された太陽電池セルや太陽電池モジュールが、どの程度出力が低下しているのかを定量的に知ることができないため、発電性能の評価という点において、なお改良の余地がある。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルやこれを有する太陽電池モジュール、当該太陽電池モジュールを有する太陽電池アレイにおける発電性能を定量的に評価可能な技術を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る発電性能評価発電性能評価装置の好ましい形態によれば、太陽電池セルに対して順方向に直流電流を導入した際に生じる光の発光特性を取得すると共に当該発光特性に基づき発光輝度を取得する取得部と、正常状態の太陽電池セルの発光輝度に対する，評価対象の太陽電池セルの発光輝度の低下率を示す輝度低下率を演算すると共に、当該輝度低下率が５０％以上の場合には、並列抵抗を２０Ω以上の値に設定し、輝度低下率が５０％未満の場合には、並列抵抗を０．１Ωに設定し、設定した当該並列抵抗を用いて次式（１）により太陽電池セルの電流－電圧特性を演算する演算部と、を備えている。なお、並列抵抗とは、定電流電源と、ダイオードと、太陽電池セルの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗と、ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗と、を有する等価回路で太陽電池セルを表したときの当該並列抵抗のことである。ここで、本発明における「輝度低下率」とは、正常な状態（初期状態）の太陽電池セルの輝度に対する電圧誘起劣化現象が発生した太陽電池セルの輝度の低下率として規定される。即ち、電圧誘起劣化現象が発生した太陽電池セルの発光輝度Ｂｋを、正常な状態（初期状態）の太陽電池セルの発光輝度Ｂｎで除した値に１００を乗ずることで求めることができる。
（数１）

ただし、式（１）において、“Ｉ”は、太陽電池セルの出力電流であり、“Ｖ”は、太陽電池セルの出力電圧であり、“Ｉｐｈ”は、太陽電池セルが出力可能な最大電流（光誘起電流あるいは短絡電流という）であり、“Ｒｓ”は、直列抵抗であり、“Ｒｓｈ”は、並列抵抗であり、“Ｉ₀”は、ダイオードの逆飽和電流であり、“Ｖｄ”は、ダイオードにかかる電圧であり、“ｑ”は、電子電荷量であり、“ｎ”は、ダイオード指数であり、“ｋ”は、ボルツマン定数であり、“Ｔ”は、絶対温度である。

【0008】

本発明者は、鋭意研究の結果、太陽電池セルに電圧誘起劣化現象が発生しているか否かが輝度低下率と相関があること、また、太陽電池セルの出力を左右するダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗の値を、太陽電池セルが正常な場合には２０Ω以上、太陽電池セルに電圧誘起劣化現象が発生している場合には０．１Ωに設定して、当該太陽電池セルを等価回路として表したときの電流－電圧特性を求めた値が、実測値によく一致することを見出した。この研究結果を踏まえて、本発明では、まず、太陽電池セルの輝度低下率が５０％以上の場合には、並列抵抗を２０Ω以上の値に設定する一方、輝度低下率が５０％未満の場合には、並列抵抗を０．１Ωに設定する。そして、設定した並列抵抗を用いて、太陽電池セルを等価回路として表したときの電流－電圧特性を示す式（１）により太陽電池セルの電流－電圧特性を求める構成とした。これにより、電圧誘起劣化現象が発生していない太陽電池セルの出力のみならず、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルの出力も推定することができる。即ち、電圧誘起劣化現象が発生していない太陽電池セルおよび電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルそれぞれにおいて、発電性能を定量的に評価することができる。なお、並列抵抗は、値が２０Ωでも１０００Ωでも電流－電圧特性（特に、定格出力電力（最適動作点での出力）やフィルファクター（曲線因子））に与える影響は１％未満であるという研究報告がある。

【0009】

本発明に係る発電性能評価装置の更なる形態によれば、演算部は、複数の太陽電池セルの電流－電圧特性を合成することによって、複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの電流－電圧特性を演算する。

【0010】

本形態によれば、太陽電池セルの電流－電圧特性のみならず太陽電池モジュールの電流－電圧特性を演算するため、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルを有する太陽電池モジュールの出力を推定できる。即ち、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルを有する太陽電池モジュールの発電性能を定量的に評価することができる。

【0011】

本発明に係る発電性能評価装置の更なる形態によれば、演算部は、複数の太陽電池モジュールの電流－電圧特性を合成することによって、複数の太陽電池モジュールが直列および／または並列に接続されてなる太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算する。

【0012】

本形態によれば、太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの電流－電圧特性のみならず太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算するため、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池モジュールを有する太陽電池アレイの出力を推定できる。即ち、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池モジュールを有する太陽電池アレイの発電性能を定量的に評価することができる。

【0013】

本発明に係る発電性能評価装置の更なる形態によれば、演算部は、演算した太陽電池アレイの電流－電圧特性を用いて年間の発電量を演算する。

【0014】

本形態によれば、太陽電池アレイによる年間の発電量を推定することができる。これにより、当該太陽電池アレイを有する太陽電池システムの年間の発電性能を定量的に評価することができる。

【0015】

本発明に係る発電性能評価装置の更なる形態によれば、記憶部と、比較部と、良否判定部と、をさらに備えている。記憶部は、複数の太陽電池モジュールが正常状態である場合の太陽電池アレイによる年間の発電量である正常時年間発電量を記憶する。比較部は、演算部によって演算された太陽電池アレイによる年間の発電量である演算年間発電量と、記憶部に記憶された正常時年間発電量と、を比較する。そして、良否判定部は、比較部の比較結果に基づいて太陽電池アレイの良否を判定する。

【0016】

本形態によれば、評価対象の太陽電池アレイが、正常状態の太陽電池アレイに対して、どの程度出力が低下したかを知ることができるため、出力低下による逸失利益損失と、太陽電池セルや太陽電池モジュールを取り替えるのに要する費用と、を比較考量の上、取り替え工事を実施した方が良いか否かを検討することができる。

【0017】

本発明に係る発電性能評価装置の更なる形態によれば、演算部は、太陽光の日射強度および太陽電池モジュールの温度に基づき当該太陽電池モジュールの電流－電圧特性を補正する。ここで、本発明における「日射強度」は、「日射量」を適に包含する。また、本発明における「太陽電池モジュールの温度」には、太陽電池モジュールの表面温度の他、気温を基に推定した太陽電池モジュールの温度、あるいは、気温そのものを好適に包含する。

【0018】

本形態によれば、日射強度や太陽電池モジュールの温度を考慮した太陽電池モジュールおよび太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算することができる。これにより、太陽電池モジュールおよび太陽電池アレイの電流－電圧特性をより正確に推定することができる。

【0019】

本発明に係る発電性能評価方法の好ましい形態によれば、（ａ）太陽電池セルに対して順方向に直流電流を導入した際に生じる光の発光特性を取得すると共に当該発光特性に基づき発光輝度を求めるステップと、（ｂ）正常状態の太陽電池セルの発光輝度に対する，評価対象の太陽電池セルの発光輝度の低下率を示す輝度低下率を演算するステップと、（ｃ）太陽電池セルを、定電流電源と、ダイオードと、太陽電池セルの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗と、ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗と、を有する等価回路として表わすステップと、（ｄ）輝度低下率が５０％以上である場合には、並列抵抗を２０Ω以上の値に設定し、輝度低下率が５０％未満である場合には、並列抵抗を０．１Ωに設定するステップと、（ｅ）設定した並列抵抗を用いて次式（２）により太陽電池セルの電流－電圧特性を演算して太陽電池セルの発電性能を評価するステップと、を備える。ここで、本発明における「輝度低下率」とは、正常な状態（初期状態）の太陽電池セルの輝度に対する電圧誘起劣化現象が発生した太陽電池セルの輝度の低下率として規定される。即ち、電圧誘起劣化現象が発生した太陽電池セルの発光輝度Ｂｋを、正常な状態（初期状態）の太陽電池セルの発光輝度Ｂｎで除した値に１００を乗ずることで求めることができる。
（数２）

ただし、式（２）において、 “Ｉ”は、太陽電池セルの出力電流であり、“Ｖ”は、太陽電池セルの出力電圧であり、“Ｉｐｈ”は、太陽電池セルが出力可能な最大電流（光誘起電流あるいは短絡電流という）であり、“Ｒｓ”は、直列抵抗であり、“Ｒｓｈ”は、並列抵抗であり、“Ｉ₀”は、ダイオードの逆飽和電流であり、“Ｖｄ”は、ダイオードにかかる電圧であり、“ｑ”は、電子電荷量であり、“ｎ”は、ダイオード指数であり、“ｋ”は、ボルツマン定数であり、“Ｔ”は、絶対温度である。

【0020】

本発明者は、鋭意研究の結果、太陽電池セルに電圧誘起劣化現象が発生しているか否かが輝度低下率と相関があること、また、太陽電池セルの出力を左右するダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗の値を、太陽電池セルが正常な場合には２０Ω以上、太陽電池セルに電圧誘起劣化現象が発生している場合には０．１Ωに設定して、当該太陽電池セルを等価回路として表したときの電流－電圧特性を求めた値が、実測値によく一致することを見出した。この研究結果を踏まえて、本発明では、まず、太陽電池セルの輝度低下率が５０％以上の場合には、並列抵抗を２０Ω以上の値に設定する一方、輝度低下率が５０％未満の場合には、並列抵抗を０．１Ωに設定する。そして、設定した並列抵抗を用いて、太陽電池セルを等価回路として表したときの電流－電圧特性を示す式（１）により太陽電池セルの電流－電圧特性を求める構成とした。これにより、電圧誘起劣化現象が発生していない太陽電池セルの出力のみならず、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルの出力も推定することができる。即ち、電圧誘起劣化現象が発生していない太陽電池セルおよび電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルそれぞれにおいて、発電性能を定量的に評価することができる。なお、並列抵抗は、値が２０Ωでも１０００Ωでも電流－電圧特性（特に、定格出力電力（最適動作点での出力）やフィルファクター（曲線因子））に与える影響は１％未満であるという研究報告がある。

【0021】

本発明に係る発電性能評価方法の更なる形態によれば、ステップ（ｅ）は、演算した複数の太陽電池セルの電流－電圧特性を合成することによって、複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの電流－電圧特性を演算するステップを含んでいる。

【0022】

本形態によれば、太陽電池セルの電流－電圧特性のみならず太陽電池モジュールの電流－電圧特性を演算するため、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルを有する太陽電池モジュールの出力を推定できる。即ち、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルを有する太陽電池モジュールの発電性能を定量的に評価することができる。

【0023】

本発明に係る発電性能評価方法の更なる形態によれば、ステップ（ｅ）は、演算した複数の太陽電池モジュールの電流－電圧特性を合成することによって、複数の太陽電池モジュールが直列および／または並列に接続されてなる太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算するステップを含んでいる。

【0024】

本形態によれば、太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの電流－電圧特性のみならず太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算するため、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池モジュールを有する太陽電池アレイの出力を推定できる。即ち、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池モジュールを有する太陽電池アレイの発電性能を定量的に評価することができる。

【0025】

本発明に係る発電性能評価方法の更なる形態によれば、ステップ（ｅ）は、演算した太陽電池アレイの電流－電圧特性を用いて年間の発電量を演算するステップを含んでいる。

【0026】

本形態によれば、太陽電池アレイによる年間の発電量を推定することができる。これにより、当該太陽電池アレイを有する太陽電池システムの年間の発電性能を定量的に評価することができる。

【0027】

本発明に係る発電性能評価方法の更なる形態によれば、複数の太陽電池モジュールが正常状態である場合の太陽電池アレイによる年間の発電量である正常時年間発電量を記憶するステップ（ｆ）と、ステップ（ｅ）によって演算された太陽電池アレイによる年間の発電量である演算年間発電量と正常時年間発電量と、を比較するステップ（ｇ）と、当該ステップ（ｇ）の比較結果に基づいて太陽電池アレイの良否を判定するステップ（ｈ）と、をさらに備えている。

【0028】

本形態によれば、評価対象の太陽電池アレイが、正常状態の太陽電池アレイに対して、どの程度出力が低下したかを知ることができるため、出力低下による逸失利益損失と、太陽電池セルや太陽電池モジュールを取り替えるのに要する費用と、を比較考量の上、取り替え工事を実施した方が良いか否かを検討することができる。

【0029】

本発明に係る発電性能評価方法の更なる形態によれば、ステップ（ｅ）は、太陽光の日射強度および太陽電池モジュールの温度に基づき当該太陽電池モジュールの電流－電圧特性を補正するステップを含んでいる。ここで、本発明における「日射強度」は、「日射量」を適に包含する。また、本発明における「太陽電池モジュールの温度」には、太陽電池モジュールの表面温度の他、気温を基に推定した太陽電池モジュールの温度、あるいは、気温そのものを好適に包含する。

【0030】

本形態によれば、日射強度や太陽電池モジュールの温度を考慮した太陽電池モジュールおよび太陽電池アレイの電流－電圧特性を演算することができる。これにより、陽電池モジュールおよび太陽電池アレイの電流－電圧特性をより正確に推定することができる。

【0031】

本発明に係るプログラムの好ましい形態によれば、上述したいずれかの態様の本発明に係る発電性能評価方法の各ステップを１又は複数のコンピュータに実行させるためのプログラムが構成される。当該プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、ハードディスクやＲＯＭ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ（ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなど）、フロッピーディスク、ＣＤ、ＤＶＤなどに記録されていても良いし、伝送媒体、例えば、インターネットやＬＡＮなどの通信網を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ配信されても良いし、あるいは、その他如何なる態様で授受されても良い。

【0032】

本発明によれば、プログラムを一つのコンピュータに実行させるか又は複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させることによって、上述したいずれかの態様の本発明に係る発電推定方法の各ステップが実行されるため、上述した本発明に係る発電推定方法と同様の作用効果、例えば、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルの出力を推定できるため、電圧誘起劣化現象が発生している太陽電池セルの発電性能や当該太陽電池セルを有する太陽電池モジュールの発電性能、あるいは、当該太陽電池モジュールを有する太陽電池アレイの発電性能を定量的に推定することができるといった効果や、簡易な方法で太陽電池セルに電圧誘起劣化現象が発生しているか否かを判定することができるといった効果などを得ることができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、太陽電池セルやこれを有する太陽電池モジュール、当該太陽電池モジュールを有する太陽電池アレイにおける発電性能を定量的に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の実施の形態に係る発電性能評価システム１０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る発電性能評価装置として機能するコンピュータ１の機能構成を示す機能ブロック図である。

【図3】正常年間発電量推定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図4】太陽電池セルＣｋを等価回路で表した説明図である。

【図5】発電性能評価処理ルーチンの一例を示すメインフローチャートである。

【図6】発電性能評価処理ルーチンから分岐した部分のフローチャートである。

【図7】本実施の形態に係る発電性能評価装置を用いて演算した太陽電池モジュールＭのＩＶ特性ＩＶｍｎ，ＩＶｍｐと、同じ太陽電池モジュールＭをソーラーシミュレータで実測したＩＶ特性ＩＶｍｎ，ＩＶｍｐと、の比較を行った実験結果である。

【図8】本実施の形態に係る発電性能評価装置を用いて演算した太陽電池システム６０の年間発電量の推定値と、同じ太陽電池システム６０の年間発電量の実測値と、の比較を行った実験結果である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0036】

本実施の形態に係る発電性能評価システム１０は、図１に示すように、太陽電池システム６０に電気的に接続可能な電源装置４０と、太陽電池システム６０、具体的には、後述する太陽電池アレイＡを撮影するカメラ５０と、当該カメラ５０によって撮影されたＥＬ測定画像データ３２（図２参照）を受信可能に当該カメラ５０に電気通信回線（無線を含む）を介して接続可能な発電性能評価装置として機能するコンピュータ１と、を備えている。コンピュータ１は、本発明における「発電性能評価装置」に対応する実施構成の一例である。

【0037】

太陽電池システム６０は、図１に示すように、太陽電池ストリングＳｔｒを並列に複数配線した太陽電池アレイＡと、当該太陽電池アレイＡに接続箱６２を介して電気的に接続されたパワーコンディショナー（ＰＣＳ）６４と、を有している。太陽電池ストリングＳｔｒは、直列に配線された複数の太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｗ）を有している。当該太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）は、複数の太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１、２、・・・、Ｕ）を有している。また、接続箱６２は、太陽電池ストリングＳｔｒ毎に発電した電力を集めるための機器として構成されており、主に、太陽電池ストリングＳｔｒ毎に電力のオン・オフが可能な複数の開閉器６２ａと、太陽電池ストリングＳｔｒ間での電流の流れを防止するための複数の逆流防止ダイオード６２ｂと、図示しない避雷素子と、を有している。

【0038】

電源装置４０は、図１に示すように、商用電源や発電機などの電源４０ａと、当該電源４０ａからの交流電流を直流電流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器４０ｂと、を有している。電源装置４０は、接続箱６２の各開閉器６２ａに電気的に接続可能に構成されており、各開閉器６２ａのオン・オフを切り替えることで、電源装置４０からの電流を太陽電池ストリングＳｔｒ毎に流すことができる。

【0039】

コンピュータ１は、ユーザが使用する発電性能評価装置として構成されたパソコンである。コンピュータ１は、図１に示すように、装置全体の制御を司るコントローラ２と、画像処理を行う際に必要な計算処理や行列演算処理を行うＧＰＵ４、各種アプリケーションプログラム（単にアプリケーションと称する）や画像データを含む各種データを記憶する大容量メモリであるハードディスク（ＨＤＤ）６、カメラ５０などの外部機器とのデータの入出力を行う入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８などを備えている。コントローラ２は、ＣＰＵ２ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムを記憶するＲＯＭ２ｂ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ２ｃなどを備えている。

【0040】

また、コンピュータ１は、図１に示すように、ユーザが各種指令を入力するキーボードおよびマウス等の入力装置１４や、各種情報を表示するディスプレイ１６などを備えている。ＣＰＵ２ａやＲＯＭ２ｂ、ＲＡＭ２ｃ、ＧＰＵ４、ＨＤＤ６、Ｉ／Ｆ８、入力装置１４、ディスプレイ１６などは、バス８０によって電気的に接続され、互いに各種制御信号やデータのやり取りができるように構成されている。

【0041】

当該コンピュータ１は、ユーザが入力装置１４を介してディスプレイ１６に表示されたカーソル等を入力操作すると、その入力操作に応じた動作を実行する機能を有している。また、当該コンピュータ１は、ＨＤＤ６に格納されたアプリケーション、具体的には、太陽電池アレイＡの発電性能を評価する処理を実行する後述する発電性能評価プログラムによって、各種処理が実行されることで、本実施の形態に係る発電性能評価装置として機能する。なお、本実施の形態では、発電性能評価装置をコンピュータ１によって実現可能な構成としたが、専用装置によって実現しても良い。

【0042】

また、コンピュータ１には、図２に示すように、ＣＰＵ２ａやＲＯＭ２ｂ、ＲＡＭ２ｃ、ＧＰＵ４、ＨＤＤ６、Ｉ／Ｆ８、入力装置１４、ディスプレイ１６などの前述したハードウェア資源と、発電性能評価プログラムといったソフトウェアと、の一方または双方の協働により、取得部２０や、演算部２２、比較部２４、良否判定部２６、記憶部３０等が機能ブロックとして構成されている。換言すれば、これら取得部２０や、演算部２２、比較部２４、良否判定部２６は、ＨＤＤ６からＲＡＭ２ｃ上に展開されたアプリケーションを実行するＣＰＵ２ａからの命令によって、図１に示す各構成要素（ＣＰＵ２ａやＲＯＭ２ｂ、ＲＡＭ２ｃ、ＧＰＵ４、ＨＤＤ６、Ｉ／Ｆ８、入力装置１４、ディスプレイ１６など）が単独あるいは協働して動作することにより実現される機能であると言うことができる。なお、取得部２０や、演算部２２、比較部２４、良否判定部２６、記憶部３０等は、アドレスバスやデータバスなどのバスライン８２によって電気的に接続されている。

【0043】

取得部２０は、各太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）が有する太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の枚数Ｕおよび太陽電池アレイＡが有する太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の枚数Ｗを読み込む。また、取得部２０は、記憶部３０に記憶されたＥＬ測定画像データ３２から各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）を取得すると共に、取得した発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の中から最大値を示す最大発光輝度Ｂｍａｘを選定し、取得した当該最大発光輝度Ｂｍａｘを記憶部３０に格納する。取得部２０による発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の取得および最大発光輝度Ｂｍａｘの取得は、本実施の形態では、フリーソフトの画像編集ソフトである「ＧＩＭＰ（ＧＮＵ ＧＰＬの下で配布されているビットマップ画像編集・加工ソフトウェア）」を用いる構成とした。なお、発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）は、平均発光輝度として取得する構成とした。また、発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）を計測する前段階として、各ＥＬ測定画像データ３２をグレースケールに変換しておくことが望ましい。以降、特別は記述がない限り、「発光輝度」は「平均発光輝度」を意味する。

【0044】

演算部２２は、後述する正常年間発電量推定処理ルーチンが実行された際に、正常状態の太陽電池アレイＡ（以下、「正常アレイ」という。）による年間発電量Ｐａｍａｘ＊を演算する。具体的には、演算部３３は、正常状態の太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の電流－電圧特性ＩＶｃｎや、当該正常状態の太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）をＵ枚有する正常状態の太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の電流－電圧特性ＩＶｍｎ、当該正常状態の太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）をＷ枚有する正常アレイの電流－電圧特性ＩＶａｎを演算する。以下、正常状態の太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）および正常状態の太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）を「正常セル」および「正常モジュール」といい、電流－電圧特性を「ＩＶ特性」という。

【0045】

また、演算部２２は、記憶部３０に格納された年間の日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）および年間のＴｍｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）を用いて年間の正常モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｎｊを推測することで、正常アレイＡの年間の電流－電圧特性ＩＶａｎｊを演算して、当該正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊を演算して、当該年間発電量Ｐａｍａｘ＊を記憶部３０に格納する。年間発電量Ｐａｍａｘ＊は、本発明における「正常時年間発電量」に対応する実施構成の一例である。

【0046】

なお、年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）は、太陽電池モジュールＭｉの温度を計測している場合には、当該温度を記憶部３０に記憶させておく構成とすることができる。一方、太陽電池モジュールＭｉの温度を計測していない場合には、次式（３）により太陽電池モジュール温度ＭｉＴを演算して、記憶部２０に記憶させておく構成としても良い。

【0047】

（数３）
ＭｉＴ＝Ｔａｉｒ＋（ＮＯＣＴ－２０）／０．８×ＳＩｊ・・・・・（３）
ここで、Ｔａｉｒは、気温であり、ＮＯＣＴは、日射強度が０．８ｋＷ／ｍ²，気温が２０℃，風速１ｍ／ｓのときのモジュール温度である。

【0048】

また、演算部２２は、後述する発電性能評価処理ルーチンが実行された際に、取得部２０によって取得された評価対象の各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の輝度低下率を演算すると共に、評価対象の各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の中から、電圧誘起劣化現象（以下、「ＰＩＤ現象」という。）を発生している太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の枚数Ｐ＊を計数する。以下、ＰＩＤ現象を発生している太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）を「ＰＩＤセル」という。

【0049】

また、演算部２２は、正常セルおよびＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｎ，ＩＶｐｎを演算すると共に、（Ｕ－Ｐ＊）枚の正常セルおよびＰ＊枚のＰＩＤセルを有する太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の電流－電圧特性ＩＶｍｐｉを演算する。以下、説明の便宜上、発電性能評価処理ルーチンにおいて演算された太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）を「評価対象モジュール」という。なお、評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉの演算は、評価対象モジュールの枚数Ｗ枚分だけ実施される。

【0050】

さらに、演算部２２は、Ｗ枚の評価対象モジュールを有する太陽電池アレイＡのＩＶ特性ＩＶａｐを演算する。以下、評価対象モジュールを有する太陽電池アレイＡを「評価対象アレイ」という。

【0051】

また、演算部２２は、記憶部３０に格納された年間の日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）および年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）を用いて年間の評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊを推測すると共に年間の評価対象アレイＡのＩＶ特性ＩＶａｐｊを演算して、当該評価対象アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘを演算して、当該年間発電量Ｐａｍａｘを記憶部３０に格納する。年間発電量Ｐａｍａｘは、本発明における「演算年間発電量」に対応する実施構成の一例である。

【0052】

比較部２４は、記憶部３０に格納された正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊と、演算部２２によって算出された評価対象アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘと、を比較する。具体的には、正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊と評価対象アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘと、の差をとって年間損失発電量ΔＰａｍａｘを算出して、当該年間損失発電量ΔＰａｍａｘを記憶部３０に格納する。

【0053】

良否判定部２６は、記憶部３０に格納された年間損失発電量ΔＰａｍａｘに基づき、評価対象アレイの良否を判定する。この判定は、例えば、当該年間損失発電量ΔＰａｍａｘに起因する逸失利益損失を算出し、太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１、２、・・・、Ｕ）や太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｗ）の取り替えに要する費用（取り換え費用）と、を比較して、逸失利益損失が取り換え費用を上回れば、取り替え工事を実施した方が良い旨を示す信号を出力し、逆に、逸失利益損失が取り換え費用を下回れば、取り替え工事をする必要はない旨を示す信号を出力する。

【0054】

記憶部３０は、ＨＤＤ６およびＲＡＭ２ｃの少なくとも一方に確保され、カメラ５０（図１参照）によって撮影されたＥＬ測定画像データ３２、取得部２０によって取得された発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）のうち最大値を示す最大発光輝度Ｂｍａｘ、取得部２０によって取得されたＰＩＤセルの枚数Ｐ＊、正常セルの並列抵抗Ｒｓｈｐ（値１００Ω）、ＰＩＤセルの並列抵抗Ｒｓｈｎ（０．１Ω）、演算部２２によって演算された正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎおよびＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐ、演算部２２によって演算された正常モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｎおよび評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）、演算部２２によって推測された正常モジュールの年間ＩＶ特性ＩＶｍｎｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）および評価対象モジュールの年間のＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ、ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）、演算部２２によって演算された正常アレイのＩＶ特性ＩＶａｎｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）および評価対象アレイのＩＶ特性ＩＶａｐｊ（ｊ＝１，２，・・・，Ｎ）、演算部２２によって演算された正常および評価対象アレイの交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）、演算部２２によって演算された正常および評価対象アレイの年間発電量Ｐａｍａｘ＊，Ｐａｍａｘ、年間の日射強度データＳＩｊ、年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊ、および、演算部２２によって演算された年間損失発電量ΔＰａｍａｘなどを記憶する。

【0055】

発電性能評価プログラムは、正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊を推定する際に実行される正常年間発電量推定処理ルーチンと、評価対象アレイの発電性能を評価する際に実行される発電性能評価処理ルーチンと、から構成されている。

【0056】

次に、コンピュータ１において実行される発電性能評価プログラムについて説明する。まず、正常年間発電量推定処理ルーチンについて説明し、続いて、発電性能評価処理ルーチンについて説明する。図３は、正常年間発電量推定処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５は、発電性能評価処理ルーチンの一例を示すメインフローチャートであり、図６は、図５のメインフローチャートから分岐したサブフローチャートである。

【0057】

正常年間発電量推定処理ルーチンは、例えば、評価対象アレイの発電性能を初めて診断するときに実行される。正常年間発電量推定処理ルーチンは、主に、演算部２２および記憶部３０などにより実行される。

【0058】

正常年間発電量推定処理ルーチンでは、図３に示すように、まず、演算部２２が、各太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）が有する太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の枚数Ｕおよび太陽電池アレイＡが有する太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の枚数Ｗを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の枚数Ｕおよび太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の枚数Ｗは、ユーザが入力装置１４を入力操作することにより入力され、記憶部３０に記憶されている。

【0059】

続いて、演算部２２は、並列抵抗Ｒｓｈとして記憶部３０に記憶された並列抵抗Ｒｓｈｎ（１００Ω）を設定し（ステップＳ１０２）、次式（４）により正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎを演算する処理を実行する（ステップＳ１０４）。

【0060】

（数４）

ただし、式（４）において、“Ｉ”は、各太陽電池セルＣｋの出力電流であり、“Ｖ”は、各太陽電池セルＣｋの出力電圧であり、“Ｉｐｈ”は、各太陽電池セルＣｋが出力可能な最大電流（光誘起電流あるいは短絡電流という）であり、“Ｒｓ”は、各太陽電池セルＣｋの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗であり、“Ｒｓｈ”は、ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗であり、“Ｉ₀”は、ダイオードの逆飽和電流であり、“Ｖｄ”は、ダイオードにかかる電圧であり、“ｑ”は、電子電荷量であり、“ｎ”は、ダイオード指数であり、“ｋ”は、ボルツマン定数であり、“Ｔ”は、絶対温度である。

【0061】

ここで、各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）は、図４に示すように、定電流電源７０と、ダイオード７２と、各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の出力電流Ｉを端子に集める結線の直列抵抗Ｒｓと、ダイオード７２の漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗Ｒｓｈと、を有する等価回路として表すことでき、上述した式（４）は、当該等価回路から各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の両端子で観測される電流Ｉと電圧Ｖとの関係を表したものである。

【0062】

式（４）は、数値解と、実際に測定した各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）のＩＶ特性ＩＶｃと、を直列抵抗Ｒｓ、並列抵抗Ｒｓｈ、ダイオードの逆飽和電流Ｉ₀、ダイオード指数ｎを変数としてフィッティングさせることにより、直列抵抗Ｒｓ、並列抵抗Ｒｓｈ、ダイオード指数ｎを解析解として解くことができる。本実施の形態では、並列抵抗Ｒｓｈは、固定値１００Ω（Ｒｓｈｎ）あるいは後述する値０．１Ω（Ｒｓｈｐ）を用いるため、実質的には、直列抵抗Ｒｓ、ダイオードの逆飽和電流Ｉ₀、ダイオード指数ｎを変数として、直列抵抗Ｒｓ、ダイオード指数ｎを解析解として解く構成である。なお、各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）のＩＶ特性ＩＶｃ（式（４）の解）は、例えば、回路シミュレーションソフトを用いて演算することができ、本実施の形態では、回路シミュレーションソフト「ＰＳｐｉｃｅ（登録商標）」を用いる構成とした。

【0063】

また、太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）が正常である場合には、並列抵抗Ｒｓｈには太陽電池セルに導入した順方向の直流電流がほとんど流れない。したがって、並列抵抗Ｒｓｈの値としては、太陽電池セルに導入した順方向の直流電流が当該並列抵抗Ｒｓｈにほとんど流れないような値であれば良く、本実施の形態では固定値１００Ω（Ｒｓｈｎ）を用いる構成とした。なお、正常セルであれば並列抵抗Ｒｓｈは、値２０Ωでも値１０００ΩでもＩＶ特性（特に、定格出力電力（交流最大電力Ｐａｍａｘ、最適動作点での出力）やフィルファクター（曲線因子）ＦＦ）に与える影響は１％未満であるという研究報告があるため、２０Ω以上１０００Ω以下の範囲であれば如何なる値を用いても良い。

【0064】

こうして正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎを演算した後、演算部２２は、当該正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎをセルの枚数Ｕ枚分の直列回路として合成することによって、正常モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｎを演算する処理を実行する（ステップＳ１０６）。なお、各正常モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｎは、例えば、回路シミュレーションソフトを用いて演算することができ、本実施の形態では、回路シミュレーションソフト「ＰＳｐｉｃｅ（登録商標）」を用いる構成とした。

【0065】

続いて、演算部２２は、記憶部３０に記憶されている年間の日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を読み込み（ステップＳ１０８）、読み込んだ年間の日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を用いて、各正常モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｎを補正することにより補正ＩＶ特性ＩＶｍｎｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を演算する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、“Ｎ”は、年間の日射強度データＳＩｊおよび年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊのデータ数で決まる値であり、例えば、１日に１つの日射強度データＳＩｊおよび太陽電池モジュール温度データＴｍｊを有しているものとした場合には、“Ｎ”は値３６５となる。なお、日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を用いた正常モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｎの補正は、本実施の形態では、回路シミュレーションソフト「ＰＳｐｉｃｅ（登録商標）」において、各入力パラメータ（太陽電池セルの出力電流“Ｉ”、太陽電池セルの出力電圧“Ｖ”、短絡電流“Ｉｐｈ”、直列抵抗“Ｒｓ”、並列抵抗“Ｒｓｈ”、ダイオードの逆飽和電流“Ｉ₀”、ダイオードにかかる電圧“Ｖｄ”、電子電荷量“ｑ”、ダイオード指数“ｎ”、ボルツマン定数“ｋ”、絶対温度“Ｔ”）を、温度補正計数で変動する値だけ増減させることにより行う構成とした。なお、温度補正計数とは、太陽電池モジュールＭｉが１℃上昇したときに、電流Ｉ・電圧Ｖ・電力Ｐが定格値に対して何％増減するかを表す係数である。

【0066】

次に、演算部２２は、演算した各補正ＩＶ特性ＩＶｍｎｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を、モジュールの枚数Ｗ枚分の直列回路や並列回路で合成することによって、正常アレイのＩＶ特性ＩＶａｎｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を演算する処理を実行し（ステップＳ１１２）、当該正常アレイのＩＶ特性ＩＶａｎｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）について（直流）最大動作電力Ｐｄｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を算出すると共に（ステップＳ１１４）、当該（直流）最大動作電力Ｐｄｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）にＰＣＳ６４の効率ηを乗ずることにより当該正常アレイによる交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を算出する（ステップＳ１１６）。

【0067】

そして、演算部２２は、当該交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を記憶部３０に格納すると共（ステップＳ１１８）、データ番号ｊを１だけインクリメントして（ステップＳ１２０）、データ番号ｊがデータ数Ｎになったか否か、即ち、全ての日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を用いた交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の演算が完了したか否かの判定を行う処理を実行する（ステップＳ１２２）。

【0068】

演算部２２は、データ番号ｊがデータ数Ｎでない場合、即ち、全ての日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を用いた交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の演算が完了していない場合には、データ番号ｊがデータ数Ｎに等しくなるまでステップＳ１０８～ステップＳ１２２までの処理を繰り返し実行する。一方、データ番号ｊがデータ数Ｎに等しい場合、即ち、全ての日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を用いた交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の演算が完了した場合には、データ番号ｊを値１に設定すると共に（ステップＳ１２４）、記憶部３０に格納された全ての交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を足し合わせることで正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊を演算する（ステップＳ１２６）。そして、演算部２２は、演算した年間発電量Ｐａｍａｘ＊を記憶部３０に格納して（ステップＳ１２８）、本ルーチンを終了する。

【0069】

次に、発電性能評価処理ルーチンについて説明する。発電性能評価処理ルーチンは、例えば、同じ評価対象アレイに対する発電性能の診断が２回目以降のときに実行される。発電性能評価処理ルーチンは、主に、取得部２０、演算部２２、比較部２４、良否判定部２６および記憶部３０などにより実行される。

【0070】

発電性能評価処理ルーチンでは、図５に示すように、まず、取得部２０が、記憶部３０から評価対象モジュールが有する太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の枚数Ｕおよび評価対象アレイが有する評価モジュールの枚数Ｗを読み込む処理を実行する（ステップＳ２００）。続いて、取得部２０が、カメラ５０によって撮影され記憶部３０に記憶された各評価モジュールの各ＥＬ測定画像データ３２から、各評価モジュールを構成する各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）を取得すると共に（ステップＳ２０２）、取得した発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の中から最大発光輝度Ｂｍａｘを選定する処理を実行する（ステップＳ２０４）。ここで、ＥＬ測定は、測定を行う太陽電池ストリングＳｔｒに接続された開閉器６２ａに電源装置４０を接続して、当該太陽電池ストリングＳｔｒに電流を流すことで、各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）に発生する電界発光をカメラ５０により撮影することにより行われる。また、発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の取得および最大発光輝度Ｂｍａｘの取得は、例えば、フリーソフトの画像編集ソフトである「ＧＩＭＰ（ＧＮＵ ＧＰＬの下で配布されているビットマップ画像編集・加工ソフトウェア）」を用いることができる。最大発光輝度Ｂｍａｘは、本発明における「正常状態の太陽電池セルの発光輝度」に対応する実施構成の一例である。

【0071】

最大発光輝度Ｂｍａｘが選定されると、演算部２２は、当該取得した各発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）と当該最大発光輝度Ｂｍａｘを用いて各太陽電池セルＣｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の輝度低下率を演算する処理を実行する（ステップＳ２０６）。ここで、輝度低下率を演算は、本発明では、最大発光輝度Ｂｍａｘに対する各発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）の低下率として規定し、各発光輝度Ｂｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｕ）を最大発光輝度Ｂｍａｘで除した値に１００を乗ずることにより求める構成とした。

【0072】

こうして輝度低下率を演算した後、演算部２２はＰＩＤセルの枚数Ｐ＊を計数する処理を実行する（ステップＳ２０８）。ここで、ＰＩＤセルであるか否かの判定は、本実施の形態では、ステップＳ２０６で演算した輝度低下率が５０％未満であるか否かにより判定する構成とした。即ち、輝度低下率が５０％未満であればＰＩＤセルであると判定し、輝度低下率が５０％以上であればＰＩＤセルではないと判定する。なお、本実施の形態において、輝度低下率が５０％未満をＰＩＤセルと判定する構成としたのは、本発明者が鋭意研究の結果、輝度低下率が５０％未満の太陽電池セルＣｋのほとんどに、ＰＩＤ現象が発生していることを見出したことに起因している。

【0073】

そして、ＰＩＤセルの枚数Ｐ＊を計数する処理を実行した後、演算部２２は、正常セルの並列抵抗Ｒｓｈとして記憶部３０に記憶された並列抵抗Ｒｓｈｎ（１００Ω）を設定すると共に、ＰＩＤセルの並列抵抗Ｒｓｈとして記憶部３０に記憶された並列抵抗Ｒｓｈｐ（０．１Ω）を設定する処理を実行する（ステップＳ２１０）。

【0074】

こうして並列抵抗Ｒｓｈｎ（１００Ω），Ｒｓｈｐ（０．１Ω）を設定する処理を実行した後、演算部２２は、これら設定した並列抵抗Ｒｓｈｎ（１００Ω），Ｒｓｈｐ（０．１Ω）を用いて、上述した式（４）により正常セルおよびＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｎ，ＩＶｃｐを演算する処理を実行する（ステップＳ２１２）。具体的には、演算部２２は、並列抵抗Ｒｓｈｎ（１００Ω）を用いて式（４）により正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎを演算すると共に、並列抵抗Ｒｓｈｐ（０．１Ω）を用いて式（４）によりＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐを演算する。ここで、ＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐを演算する際に、並列抵抗Ｒｓｈｐ（０．１Ω）を用いるのは、本発明者が鋭意研究の結果、並列抵抗Ｒｓｈｐ（０．１Ω）を用いることにより、式（４）により演算したＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐと、ＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐの実測値と、がよく一致することを見出したことに起因している。

【0075】

続いて、演算部２２は、演算した正常セルおよびＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｎ，ＩＶｃｐをセルの枚数Ｕ分の直列回路として合成することによって、評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）を演算すると共に、当該演算した評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）を記憶する処理を実行する（ステップＳ２１４）。具体的には、演算部２２は、正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎを（Ｕ－Ｐ＊）枚分の直列回路として合成したものと、ＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐをＰ＊枚分の直列回路として合成したものと、を互いに直列回路として合成することにより、評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）を演算する。なお、評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）は、例えば、回路シミュレーションソフトを用いて演算することができ、本実施の形態では、回路シミュレーションソフト「ＰＳｐｉｃｅ（登録商標）」を用いる構成とした。

【0076】

そして、演算部２２は、モジュール番号ｉを値１だけインクリメントすると共に（ステップＳ２１６）、モジュール番号ｉが値Ｗと等しいか否かの判定を行う処理を実行する（ステップＳ２２０）。即ち、全ての太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）について、ＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の演算を行ったか否かの判定、より具体的には、全ての太陽電池モジュールＭｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）について、ステップＳ２０２～Ｓ２１４の処理を実行したか否かの判定を行う。

【0077】

モジュール番号ｉが値Ｗになっていない、即ち、全ての評価対象モジュールについてＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の演算を行っていない場合は、演算部２２はモジュール番号ｉが値Ｗになるまで、即ち、Ｗ枚の評価対象モジュールについてＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の演算が完了するまで、ステップＳ２０２～Ｓ２１８の処理を繰り返し実行する。

【0078】

一方、モジュール番号ｉが値Ｗになった場合、即ち、Ｗ枚の評価対象モジュールについてＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の演算が完了した場合は、演算部２２はモジュール番号ｉを値１に設定して（ステップＳ２２０）、記憶部３０に記憶されている年間の日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を読み込み（ステップＳ２２４）、読み込んだ年間の日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を用いて、各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）を補正すると共に、当該補正した各評価対象モジュールの補正ＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ、ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を記憶部３０に記憶する処理を実行する（ステップＳ２２４）。ここで、“Ｎ”は、上記した通り、年間の日射強度データＳＩｊおよび年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊのデータ数で決まる値であり、例えば、１日に１つの日射強度データＳＩｊおよび太陽電池モジュール温度データＴｍｊを有しているものとした場合には、“Ｎ”は値３６５となる。また、各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ）の補正は、既述したとおり、本実施の形態では、回路シミュレーションソフト「ＰＳｐｉｃｅ（登録商標）」において、各入力パラメータ（太陽電池セルの出力電流“Ｉ”、太陽電池セルの出力電圧“Ｖ”、短絡電流“Ｉｐｈ”、直列抵抗“Ｒｓ”、並列抵抗“Ｒｓｈ”、ダイオードの逆飽和電流“Ｉ₀”、ダイオードにかかる電圧“Ｖｄ”、電子電荷量“ｑ”、ダイオード指数“ｎ”、ボルツマン定数“ｋ”、絶対温度“Ｔ”）を、温度補正計数で変動する値だけ増減させることにより行う構成とした。なお、温度補正計数とは、太陽電池モジュールＭｉが１℃上昇したときに、電流Ｉ・電圧Ｖ・電力Ｐが定格値に対して何％増減するかを表す係数である。

【0079】

次に、演算部２２は、演算した各評価対象モジュールの補正ＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ、ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を、モジュールの枚数Ｗ枚分の直列回路や並列回路として合成することによって、評価対象アレイのＩＶ特性ＩＶａｐｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を演算する処理を実行し（ステップＳ２２６）、当該評価対象アレイのＩＶ特性ＩＶａｐｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）について（直流）最大動作電力Ｐｄｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を算出すると共に（ステップＳ２２８）、当該（直流）最大動作電力Ｐｄｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）にＰＣＳ６４の効率ηを乗ずることにより当該評価対象アレイによる交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を算出する（ステップＳ２３０）。なお、評価対象アレイのＩＶ特性ＩＶａｐｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）は、例えば、回路シミュレーションソフトを用いて演算することができ、本実施の形態では、回路シミュレーションソフト「ＰＳｐｉｃｅ（登録商標）」を用いる構成とした。

【0080】

そして、演算部２２は、当該交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を記憶部３０に格納すると共（ステップＳ２３２）、データ番号ｊを１だけインクリメントして（ステップＳ２３４）、データ番号ｊがデータ数Ｎになったか否かの判定を行う処理を実行する（ステップＳ２３６）。即ち、各評価対象モジュールの年間のＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ、ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の演算が完了したか否か、具体的には、全ての日射強度データＳＩｊおよび太陽電池モジュール温度データＴｍｊを用いた各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ、ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の補正が完了したか否か、より具体的には、全ての日射強度データＳＩｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）および太陽電池モジュール温度データＴｍｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）について、ステップＳ２２２～Ｓ２３２の処理を実行したか否の判定を行う。

【0081】

演算部２２は、データ番号ｊがデータ数Ｎでない場合、即ち、全ての日射強度データＳＩｊおよび太陽電池モジュール温度データＴｍｊを用いた各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ、ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の補正が完了していない場合は、演算部２２は、全ての日射強度データＳＩｊおよび太陽電池モジュール温度データＴｍｊを用いた各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ、ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の補正が完了するまで、ステップＳ２２２～Ｓ２３６の処理を繰り返し実行する。

【0082】

一方、データ番号ｊがデータ数Ｎである場合、即ち、全ての日射強度データＳＩｊおよび太陽電池モジュール温度データＴｍｊを用いた各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，Ｗ、ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）の補正が完了した場合は、演算部２２は、データ番号ｊを値１に設定すると共に（ステップＳ２３８）、記憶部３０に記憶した全ての交流最大電力Ｐａｍａｘｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ）を足し合わせることで評価対象アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘを演算すると共に、当該年間発電量Ｐａｍａｘを記憶部３０に格納する処理を実行する（ステップＳ２４０）。

【0083】

続いて、演算部２２は、記憶部３０に記憶された正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊を読み込み（ステップＳ２４２）、読み込んだ正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊と、評価対象アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘと、の差を取ることで、ＰＩＤ現象の発生に起因して年間で損失すると推測される発電量である年間損失発電量ΔＰａｍａｘを算定する処理を実行する（ステップＳ２４４）。

【0084】

こうして演算部２２によって年間損失発電量ΔＰａｍａｘが算定されると、良否判定部２６が、当該年間損失発電量ΔＰａｍａｘに基づいて、評価対象アレイの良否判定を行う処理を実行する（ステップＳ２４６）。ここで、評価対象アレイの良否判定は、例えば、年間損失発電量ΔＰａｍａｘを用いて、ＰＩＤ現象が発生したことによる出力低下に起因した逸失利益損失を計算すると共に、当該逸失利益と、ＰＩＤセルや評価対象モジュールを取り替えるのに要する費用と、を比較して、逸失利益が取り替え費用を上回れば、取り換え工事を実施した方が良い、即ち、評価対象アレイは良品でないと判定し、逆に、取り替え費用が逸失利益を上回れば、取り換え工事は実施しない方が良い、即ち、評価対象アレイは良品であると判定することができる。そして、良否判定部２６は、当該判定結果を出力して（ステップＳ２４８）、本ルーチンを終了する。

【0085】

次に、本実施の形態に係る発電性能評価装置を用いて演算した太陽電池モジュールＭのＩＶ特性ＩＶｍｎ，ＩＶｍｐｉｊと、同じ太陽電池モジュールＭをソーラーシミュレータで実測したＩＶ特性ＩＶｍｎ，ＩＶｍｐｉｊと、の比較を行った実験結果（図７）、および、本実施の形態に係る発電性能評価装置を用いて演算した太陽電池システム６０の年間発電量の推定値と、同じ太陽電池システム６０の年間発電量の実測値と、の比較を行った実験結果（図８）について、図７および図８を参照しながら説明する。

【0086】

まず、ＰＩＤセルを有さない正常モジュール（図７のモジュール番号１および２）について、本実施の形態に係る発電性能評価装置を用いて演算したＩＶ特性ＩＶｍｎと、当該正常モジュールにおけるＩＶ特性ＩＶｍｎの実測値と、を比較すると、全ての評価項目（短絡電流Ｉｐｈ、開放電圧Ｖｏｃ、逆飽和電流Ｉ０、ダイオードに掛かる電圧Ｖｄ、フィルファクターＦＦ、最大動作出力Ｐｄｍａｘ）において、誤差率が数％に抑えられており、本発明の有効性が確認された。

【0087】

また、ＰＩＤセルを有する評価対象モジュール（図７のモジュール番号３～１０）についても、正常モジュールと同様、本実施の形態に係る発電性能評価装置を用いて演算したＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊと、当該評価対象モジュールにおけるＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊの実測値と、を比較すると、全ての評価項目（短絡電流Ｉｐｈ、開放電圧Ｖｏｃ、逆飽和電流Ｉ０、ダイオードに掛かる電圧Ｖｄ、フィルファクターＦＦ、最大動作出力Ｐｄｍａｘ）において、誤差率が数％に抑えられており、本発明の有効性が確認された。

【0088】

さらに、太陽電池システム６０の年間発電量についても、図８に示すように、誤差率が数％に抑えられており、本発明の有効性が確認された。

【0089】

以上、説明した本実施の形態に係る本発明の発電性能評価装置によれば、ＥＬ測定によって取得された太陽電池セルＣｋの輝度低下率が５０％より大きい場合には、並列抵抗Ｒｓｈを１００Ωに設定して、太陽電池セルＣｋを等価回路として表したときの式（４）により正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎを演算し（ステップＳ２００～Ｓ２１２）、輝度低下率が５０％未満の場合には、並列抵抗Ｒｓｈを０．１Ωに設定して、式（４）によりＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐを演算する（ステップＳ２００～Ｓ２１２）。そして、これら正常セルおよびＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｎ，ＩＶｃｐをセル数各（Ｕ－Ｐ＊）枚およびＰ＊枚の計Ｕ枚分の直列回路として合成することにより各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉを演算する（ステップＳ２１４～Ｓ２２０）。なお、各評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉは、年間の日射強度データＳＩｊおよび年間の太陽電池モジュール温度データＴｍｊを用いて補正することで、各評価対象モジュールの年間のＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊを演算する（ステップＳ２２２～Ｓ２２４）。さらに、各評価対象モジュールの年間のＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊをデータ番号ｊ毎でモジュール枚数Ｗ枚分の直列回路および並列回路として合成することにより太陽電池アレイＡの年間のＩＶ特性ＩＶａｐｊを演算すると共に、当該太陽電池アレイＡの年間のＩＶ特性ＩＶａｎｊ，ＩＶａｐｊのそれぞれについて最大動作電力Ｐｄｍａｘｊを算出し、算出した各最大動作電力ＰｄｍａｘｊにＰＣＳ６４の効率ηを乗じて年間の交流最大電力Ｐａｍａｘｊを算出する（ステップＳ２２６～Ｓ２３０）。そして、各交流最大電力Ｐａｍａｘｊを合計することで、評価対象アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘを演算し、記憶部３０に記憶された正常アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘ＊と当該評価対象アレイによる年間発電量Ｐａｍａｘと、の差である年間損失発電量ΔＰａｍａｘを算出して、評価対象アレイＡの良否を判定する（ステップＳ２３２～Ｓ２４８）。これにより、正常セルのＩＶ特性ＩＶｃｎ、正常モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｎｉｊ、正常アレイのＩＶ特性ＩＶａｎｊのみならず、ＰＩＤセルのＩＶ特性ＩＶｃｐ、当該ＰＩＤセルを有する評価対象モジュールのＩＶ特性ＩＶｍｐｉｊ、および、当該評価対象モジュールを有する評価対象アレイのＩＶ特性ＩＶａｐｊをも推定することができる。この結果、太陽電池システム６０の発電性能を定量的に評価することができる。

【0090】

本実施の形態では、正常アレイのＩＶ特性ＩＶａｎは、太陽電池システム６０の発電性能を初めて診断するときに正常年間発電量推定処理ルーチンを実行することにより取得する構成としたが、これに限らない。例えば、正常アレイのＩＶ特性ＩＶａｎを出荷時に予め測定すると共に、太陽電池システム６０を制御するための図示しない制御装置のメモリに予め格納しておき、太陽電池システム６０の発電性能の測定に際に、コンピュータ１の操作によって、太陽電池システム６０の制御装置のメモリから当該ＩＶ特性ＩＶａｎをコンピュータ１が読み込む構成としても良い。この場合、正常年間発電量推定処理ルーチンは不要となり、発電性能評価処理ルーチンのステップＳ２４２の正常アレイの年間発電量Ｐａｍａｘ＊は、太陽電池システム６０の制御装置のメモリから読み込む処理となる。

【0091】

本実施の形態では、最大発光輝度Ｂｍａｘの選定は、ＥＬ測定で取得した各太陽電池セルＣｋの発光輝度Ｂｋのうち最大値を示すものを選定する構成としたが、これに限らない。例えば、新品（出荷前）かつ正常状態の太陽電池セルの発光輝度を予め測定しておき、当該発光輝度を最大発光輝度Ｂｍａｘとして記憶部３０に記憶しておく構成や、あるいは、新品（出荷前）かつ正常状態の太陽電池セルにおいて取得し得る最大発光輝度を当該最大発光輝度Ｂｍａｘとして記憶部３０に記憶しておく構成としても良い。この場合、発電性能評価処理ルーチンのステップＳ２０４は、最大発光輝度Ｂｍａｘを選定する処理に代えて、記憶部３０から最大発光輝度Ｂｍａｘを読み込む処理とすることができる。

【0092】

本実施の形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0093】

１ コンピュータ（発電性能評価装置）
２ コントローラ
２ａ ＣＰＵ
２ｂ ＲＯＭ
２ｃ ＲＡＭ
４ ＧＰＵ
６ ＨＤＤ
８ Ｉ／Ｆ
１０ 発電性能評価システム
１４ 入力装置
１６ ディスプレイ
２０ 取得部（取得部）
２２ 演算部（演算部）
２４ 比較部（比較部）
２６ 良否判定部（良否判定部）
３０ 記憶部（記憶部）
３２ ＥＬ測定画像データ
４０ 電源装置
４０ａ 電源
４０ｂ ＡＣ／ＤＣ変換器
５０ カメラ
６０ 太陽電池システム
６２ 接続箱
６２ａ 開閉器
６２ｂ 逆流防止ダイオード
６４ ＰＣＳ
７０ 定電流電源
７２ ダイオード（ダイオード）
８０ バス
８２ バスライン
Ｉ 各太陽電池セルの出力電流
Ｖ 各太陽電池セルの出力電圧
Ｉｐｈ 短絡電流
Ｒｓ 直列抵抗（直列抵抗）
Ｉ₀ 逆飽和電流
Ｖｄ ダイオードにかかる電圧
ｑ 電子電荷量
ｎ ダイオード指数
ｋ ボルツマン定数
Ｔ 絶対温度
Ｓｔｒ 太陽電池ストリング
Ａ 太陽電池アレイ
Ｍ 太陽電池モジュール
Ｍｉ 太陽電池モジュール
Ｃｋ 太陽電池セル（太陽電池セル）
Ｂｋ 発光輝度（発光輝度）
Ｂｍａｘ 最大発光輝度
Ｐ＊ ＰＩＤセルの枚数
Ｒｓｈ 並列抵抗（並列抵抗）
Ｒｓｈｎ 正常セルの並列抵抗（並列抵抗）
Ｒｓｈｐ ＰＩＤセルの並列抵抗（並列抵抗）
ＩＶｃ 各太陽電池セルのＩＶ特性
ＩＶｃｎ 正常セルのＩＶ特性（太陽電池セルの電流－電圧特性）
ＩＶｍｎ 正常モジュールのＩＶ特性（太陽電池モジュールの電流－電圧特性）
ＩＶｍｎｊ 正常モジュールの年間のＩＶ特性
ＩＶａｎ 正常アレイのＩＶ特性（太陽電池アレイの電流－電圧特性）
ＩＶａｐ 評価対象アレイのＩＶ特性（太陽電池アレイの電流－電圧特性）
ＩＶａｎｊ 正常アレイの年間のＩＶ特性（太陽電池アレイの電流－電圧特性）
ＩＶｃｐ ＰＩＤセルのＩＶ特性（太陽電池セルの電流－電圧特性）
ＩＶｍｐｉ 評価対象モジュールのＩＶ特性（太陽電池モジュールの電流－電圧特性）
ＩＶｍｐｉｊ 評価対象モジュールの年間のＩＶ特性
ＩＶａｐｊ 評価対象アレイの年間のＩＶ特性（太陽電池アレイの電流－電圧特性）
ＳＩｊ 年間の日射強度データ（日射強度）
Ｔｍｊ 年間の太陽電池モジュール温度データ（太陽電池モジュールの温度）
Ｐｄｍａｘｊ 最大電力
Ｐａｍａｘｊ 交流最大電力
Ｐａｍａｘ＊ 正常アレイによる年間発電量（正常時年間発電量）
Ｐａｍａｘ 評価対象アレイによる年間発電量（演算年間発電量）
ΔＰａｍａｘ 年間損失発電量
Ｕ 太陽電池モジュールあたりの太陽電池セルの枚数
Ｗ 太陽電池アレイあたりの太陽電池モジュールの枚数
η 効率

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】