特許7557774太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法
(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】2024-09-19
(45)【発行日】2024-09-30
(54)【発明の名称】太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法
(51)【国際特許分類】
H02S 50/10 20140101AFI20240920BHJP
G01M 11/00 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
H02S50/10
G01M11/00 T
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020216691
(22)【出願日】2020-12-25
(65)【公開番号】P2022102138
(43)【公開日】2022-07-07
【審査請求日】2023-12-07
(73)【特許権者】
【識別番号】399086263
【氏名又は名称】学校法人帝京大学
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100206999
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 綾夏
(72)【発明者】
【氏名】小林 靖之
(72)【発明者】
【氏名】宇賀神 直人
【審査官】吉岡 一也
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／１２２１０５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／１１８６０８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０５９５４６１６（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】
太陽電池モジュールを構成する直列接続された複数の太陽電池セルのそれぞれの異常の有無を判定する太陽電池モジュールの異常判定システムであって、判定対象の太陽電池セルに対する入射光の照射状態を、少なくとも第１照射状態と、前記第１照射状態よりも前記判定対象の太陽電池セルの短絡電流が大きい状態である第２照射状態とに制御する照射状態制御部と、
前記判定対象の太陽電池セルに対して前記入射光とは異なる変調光を照射する変調光照射部と、
前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出し、検出結果を位相検波部出力として出力する位相検波部と、
前記第１照射状態の位相検波部出力と前記第２照射状態の位相検波部出力との比を算出する比算出部と、
前記比算出部によって算出された比と、予め設定された閾値とを比較する比較部とを備える、
太陽電池モジュールの異常判定システム。
【請求項2】
前記第１照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御が行われている状態であり、前記第２照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御が行われている状態である、
請求項１に記載の太陽電池モジュールの異常判定システム。
【請求項3】
前記第１照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御、および、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御のいずれもが行われていない状態であり、前記第２照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御が行われている状態である、
請求項１に記載の太陽電池モジュールの異常判定システム。
【請求項4】
前記第１照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御が行われている状態であり、前記第２照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御、および、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御のいずれもが行われていない状態である、
請求項１に記載の太陽電池モジュールの異常判定システム。
【請求項5】
太陽電池モジュールを構成する直列接続された複数の太陽電池セルのそれぞれの異常の有無を判定する太陽電池モジュールの異常判定方法であって、判定対象の太陽電池セルに対する入射光の照射状態を、少なくとも第１照射状態と、前記第１照射状態よりも前記判定対象の太陽電池セルの短絡電流が大きい状態である第２照射状態とに制御する照射状態制御ステップと、
前記判定対象の太陽電池セルに対して前記入射光とは異なる変調光を照射する変調光照射ステップと、
前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出し、検出結果を位相検波部出力として出力する位相検波ステップと、
前記第１照射状態の位相検波部出力と前記第２照射状態の位相検波部出力との比を算出する比算出ステップと、
前記比算出ステップにおいて算出された比と、予め設定された閾値とを比較する比較ステップとを備える、
太陽電池モジュールの異常判定方法。
【請求項6】
前記変調光照射ステップには、前記第１照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対して前記変調光を照射する第１照射状態変調光照射ステップと、
前記第２照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対して前記変調光を照射する第２照射状態変調光照射ステップとが含まれ、
前記位相検波ステップには、
前記第１照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化の検出結果を前記第１照射状態の位相検波部出力として出力する第１照射状態位相検波ステップと、
前記第２照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化の検出結果を前記第２照射状態の位相検波部出力として出力する第２照射状態位相検波ステップとが含まれる、
請求項５に記載の太陽電池モジュールの異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、直列接続された複数の太陽電池セルのうちの、どの太陽電池セルが異常状態であるかを正確に判定することができる太陽電池モジュールの異常判定システムおよび方法が知られている（特許文献１を参照）。
また、従来から、太陽電池モジュールを構成する複数の太陽電池セルのうちの１つの太陽電池セルが（部分的に）遮光された状態で、その太陽電池セルに変調光を照射すると共に、太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出し、その太陽電池セルが（部分的に）遮光された状態で、他の太陽電池セルのそれぞれに変調光を照射すると共に、太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出する太陽電池セル動作電圧推定システムが知られている（特許文献２を参照）。
また、従来から、太陽電池モジュールを構成する複数の太陽電池セルのうちの１つの太陽電池セルが（部分的に）遮光された状態で、その太陽電池セルに変調光を照射すると共に、太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出し、その太陽電池セルが（部分的に）遮光された状態で、他の太陽電池セルのそれぞれに変調光を照射すると共に、太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出する太陽電池セル動作電圧推定システムが知られている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６７１２８１６号公報
【文献】国際公開第２０２０／１２２１０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者は、特許文献２に記載された技術を有効に利用する条件として、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルが同程度の並列抵抗成分を持つことが重要であると考え、特許文献２に記載された技術に基づく太陽電池セルの電圧測定前には、各太陽電池セルの並列抵抗成分の評価が必要であると考えた。
そこで、本発明は、太陽電池モジュール内の直列接続された太陽電池セルの並列抵抗成分の異常の有無を判定することができる太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、太陽電池モジュール内の直列接続された太陽電池セルの並列抵抗成分の異常の有無を判定することができる太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定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】
【0005】
本発明の一態様は、太陽電池モジュールを構成する直列接続された複数の太陽電池セルのそれぞれの異常の有無を判定する太陽電池モジュールの異常判定システムであって、判定対象の太陽電池セルに対する入射光の照射状態を、少なくとも第１照射状態と、前記第１照射状態よりも前記判定対象の太陽電池セルの短絡電流が大きい状態である第２照射状態とに制御する照射状態制御部と、前記判定対象の太陽電池セルに対して前記入射光とは異なる変調光を照射する変調光照射部と、前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出し、検出結果を位相検波部出力として出力する位相検波部と、前記第１照射状態の位相検波部出力と前記第２照射状態の位相検波部出力との比を算出する比算出部と、前記比算出部によって算出された比と、予め設定された閾値とを比較する比較部とを備える、太陽電池モジュールの異常判定システムである。
【0006】
本発明の一態様の太陽電池モジュールの異常判定システムでは、前記第１照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御が行われている状態であり、前記第２照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御が行われている状態であってもよい。
【0007】
本発明の一態様の太陽電池モジュールの異常判定システムでは、前記第１照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御、および、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御のいずれもが行われていない状態であり、前記第２照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御が行われている状態であってもよい。
【0008】
本発明の一態様の太陽電池モジュールの異常判定システムでは、前記第１照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御が行われている状態であり、前記第２照射状態は、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を減少させる制御、および、前記判定対象の太陽電池セルに対して照射される前記入射光を増加させる制御のいずれもが行われていない状態であってもよい。
【0009】
本発明の一態様は、太陽電池モジュールを構成する直列接続された複数の太陽電池セルのそれぞれの異常の有無を判定する太陽電池モジュールの異常判定方法であって、判定対象の太陽電池セルに対する入射光の照射状態を、少なくとも第１照射状態と、前記第１照射状態よりも前記判定対象の太陽電池セルの短絡電流が大きい状態である第２照射状態とに制御する照射状態制御ステップと、前記判定対象の太陽電池セルに対して前記入射光とは異なる変調光を照射する変調光照射ステップと、前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化を検出し、検出結果を位相検波部出力として出力する位相検波ステップと、前記第１照射状態の位相検波部出力と前記第２照射状態の位相検波部出力との比を算出する比算出ステップと、前記比算出ステップにおいて算出された比と、予め設定された閾値とを比較する比較ステップとを備える、太陽電池モジュールの異常判定方法である。
【0010】
本発明の一態様の太陽電池モジュールの異常判定方法では、前記変調光照射ステップには、前記第１照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対して前記変調光を照射する第１照射状態変調光照射ステップと、前記第２照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対して前記変調光を照射する第２照射状態変調光照射ステップとが含まれ、前記位相検波ステップには、前記第１照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化の検出結果を前記第１照射状態の位相検波部出力として出力する第１照射状態位相検波ステップと、前記第２照射状態に制御されている時に前記判定対象の太陽電池セルに対する前記変調光の照射に伴う前記太陽電池モジュールの出力電流の微小変化の検出結果を前記第２照射状態の位相検波部出力として出力する第２照射状態位相検波ステップとが含まれてもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、太陽電池モジュール内の直列接続された太陽電池セルの並列抵抗成分の異常の有無を判定することができる太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図3】ｍ個の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールの等価回路を示す図である。
【図4】実際の太陽電池セルの等価回路の定数のうち「セル１」の並列抵抗成分Ｒｓｈ１だけを変化させた場合の比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の「セル１」の電圧依存性の数値シミュレーション結果を示す図である。
【図5】太陽電池モジュール内の高い並列抵抗成分を有する正常な太陽電池セルに対してマスク減光およびライト増光を適用することによって得られる正常な太陽電池セルの動作電圧を説明するための図である。
【図6】太陽電池モジュール内の低い並列抵抗成分を有する不良（異常）な太陽電池セルに対してマスク減光およびライト増光を適用することによって得られる不良な太陽電池セルの動作電圧を説明するための図である。
【図7】第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムの構成の一例を示す図である。
【図8】第１実施形態の太陽電池モジュールの異常判定システムにおいて実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図9】実施例の実験装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法の実施形態を説明する前に、本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムの動作原理などについて説明する。
【0014】
図１は特許文献１の図１０に相当する図である。
図１に示すシステムでは、発電中の太陽電池モジュールＭ内のある太陽電池セルＣ３だけへ、太陽電池セルＣ３の動作電圧が変化しない程度の弱い変調光ＭＬが照射される。変調光ＭＬとの同期信号は、太陽電池セルＣ３の動作電圧に応じて、太陽電池モジュールＭの出力電流にごく小さく混入する。そこで、太陽電池モジュールＭの出力電流に混入するごく小さな同期信号は、太陽電池モジュールＭに接続された配線に電気的に非接触な交流電流クランプセンサとロックインアンプを用いることによって抽出される。
図１に示すシステムでは、発電中の太陽電池モジュールＭ内のある太陽電池セルＣ３だけへ、太陽電池セルＣ３の動作電圧が変化しない程度の弱い変調光ＭＬが照射される。変調光ＭＬとの同期信号は、太陽電池セルＣ３の動作電圧に応じて、太陽電池モジュールＭの出力電流にごく小さく混入する。そこで、太陽電池モジュールＭの出力電流に混入するごく小さな同期信号は、太陽電池モジュールＭに接続された配線に電気的に非接触な交流電流クランプセンサとロックインアンプを用いることによって抽出される。
【0015】
図２は図１に示す太陽電池セルＣ３の動作の定性的原理を説明するためのＩ－Ｖ曲線の一例を示す図である。詳細には、図２は小林、金須、「変調光によるモジュール内セル電圧の非接触推定におけるセル電圧検量線の提案」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１４０、Ｎｏ．１、ｐｐ．１４－２４（２０２０）の図１に相当する図である。図２において、横軸は太陽電池セルＣ３（図１参照）の動作電圧を示しており、縦軸は太陽電池モジュールＭ（図１参照）の出力電流を示している。
図２に示すように、太陽電池セルＣ３の動作電圧が低下し負電圧の絶対値が大きくなる（図２の左側部分）ほど、Ｉ－Ｖ曲線の傾きは小さくなる。太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬ由来の微小光発生電流が一定振幅（図２に「△Ｉｐｈ」で示す）であるとき、Ｉ－Ｖ曲線の傾きの逆数に比例して太陽電池セルＣ３内の電圧変化（図２に「Ｌａｒｇｅ△ｖｉ」および「Ｓｍａｌｌ△ｖｉ」で示す）、つまり変調光との同期信号の振幅が増加する。この太陽電池セルＣ３内の電圧変化の増加に応じて太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化△Ｉも増加し、ロックインアンプで抽出した同期信号の振幅から太陽電池セルＣ３の動作電圧を推定することができる。
図２に示すように、太陽電池セルＣ３の動作電圧が低下し負電圧の絶対値が大きくなる（図２の左側部分）ほど、Ｉ－Ｖ曲線の傾きは小さくなる。太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬ由来の微小光発生電流が一定振幅（図２に「△Ｉｐｈ」で示す）であるとき、Ｉ－Ｖ曲線の傾きの逆数に比例して太陽電池セルＣ３内の電圧変化（図２に「Ｌａｒｇｅ△ｖｉ」および「Ｓｍａｌｌ△ｖｉ」で示す）、つまり変調光との同期信号の振幅が増加する。この太陽電池セルＣ３内の電圧変化の増加に応じて太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化△Ｉも増加し、ロックインアンプで抽出した同期信号の振幅から太陽電池セルＣ３の動作電圧を推定することができる。
【0016】
図２に示すＩ－Ｖ曲線の傾きは太陽電池セルＣ３の微分抵抗に相当し、ロックインアンプ出力△Ｉｐｈの大きさが太陽電池セルＣ３の微分抵抗に比例する。そこで、特許文献２に記載された技術では、太陽電池モジュールＭ内のセル電圧（太陽電池セルＣ１～Ｃ５の動作電圧）を定量的に推定するために、すべての太陽電池セルＣ１～Ｃ５のそれぞれに変調光が照射される時のロックインアンプ出力△Ｉｐｈを測定した後、セル電圧（動作電圧）を推定したい太陽電池セルｉ（太陽電池セルＣ１～Ｃ５のいずれか）に変調光が照射される時のロックインアンプ出力△Ｉｐｈｉと、すべての太陽電池セルＣ１～Ｃ５のそれぞれに変調光が照射される時のロックインアンプ出力△Ｉｐｈの和（Σ△Ｉｐｈｉ）との比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）が用いられる。比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値が小さい場合には、太陽電池セルｉのセル電圧（動作電圧）の値が大きいと推定される。
この比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）は、ロックインアンプ出力△Ｉｐｈの代わりに、各太陽電池セルＣ１～Ｃ５の微分抵抗を用いて表すこともできる。事前に各太陽電池セルＣ１～Ｃ５の等価回路の定数を測定しておけば、任意のセル電圧（太陽電池セルＣ１～Ｃ５のいずれかの動作電圧）における比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値を数値シミュレーションにより得ることができる。
そこで、本発明者は、小林、金須、「変調光によるモジュール内セル電圧の非接触推定におけるセル電圧検量線の提案」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１４０、Ｎｏ．１、ｐｐ．１４－２４（２０２０）において、太陽電池セルの等価回路に含まれる並列抵抗成分（図３に「Ｒｓｈ１」、「Ｒｓｈ２」で示す）によって比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）が受ける影響を検証した。
この比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）は、ロックインアンプ出力△Ｉｐｈの代わりに、各太陽電池セルＣ１～Ｃ５の微分抵抗を用いて表すこともできる。事前に各太陽電池セルＣ１～Ｃ５の等価回路の定数を測定しておけば、任意のセル電圧（太陽電池セルＣ１～Ｃ５のいずれかの動作電圧）における比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値を数値シミュレーションにより得ることができる。
そこで、本発明者は、小林、金須、「変調光によるモジュール内セル電圧の非接触推定におけるセル電圧検量線の提案」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１４０、Ｎｏ．１、ｐｐ．１４－２４（２０２０）において、太陽電池セルの等価回路に含まれる並列抵抗成分（図３に「Ｒｓｈ１」、「Ｒｓｈ２」で示す）によって比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）が受ける影響を検証した。
【0017】
図３はｍ個の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールの等価回路を示す図である。詳細には、図３は小林、金須、「変調光によるモジュール内セル電圧の非接触推定におけるセル電圧検量線の提案」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１４０、Ｎｏ．１、ｐｐ．１４－２４（２０２０）の図３（ａ）に相当する図である。図３において、左端の太陽電池セルを「セル１」と称し、他の残りの太陽電池セル（（ｍ－１）個の太陽電池セル）を合成して１個の太陽電池セルで表し「セル２」と称することにする。この仮定でも明らかに一般性を失わない。
図４は実際の太陽電池セルの等価回路の定数のうち「セル１」の並列抵抗成分Ｒｓｈ１だけを変化させた場合の比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の「セル１」の電圧依存性の数値シミュレーション結果を示す図である。詳細には、図４は小林、金須、「変調光によるモジュール内セル電圧の非接触推定におけるセル電圧検量線の提案」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１４０、Ｎｏ．１、ｐｐ．１４－２４（２０２０）の図７に相当する図である。図４において、縦軸は比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）を示しており、横軸はセル電圧を示している。
図４に示す数値シミュレーションでは、並列抵抗成分Ｒｓｈ１＝Ｒｓｈ２＝２．３ｋΩを標準とした。その結果、図４に示すように、並列抵抗成分Ｒｓｈ１が標準の並列抵抗成分Ｒｓｈ２（＝２．３ｋΩ）より小さい場合には、「セル１」の電圧ｖ１が同じであっても、比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値は、並列抵抗成分Ｒｓｈ１が標準の並列抵抗成分Ｒｓｈ２（＝２．３ｋΩ）と等しい場合よりも小さくなることがわかった。逆に、並列抵抗成分Ｒｓｈ１が標準の並列抵抗成分Ｒｓｈ２（＝２．３ｋΩ）より大きい場合には、「セル１」の電圧ｖ１が０Ｖ付近において比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値が１に飽和することがわかった。つまり、測定対象の太陽電池セルの並列抵抗成分の影響を比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値が受ける傾向にある。
これにより、上述したように、本発明者は、特許文献２に記載された技術を有効に利用する条件として、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルが同程度の並列抵抗成分を持つことが重要であり、特許文献２に記載された技術に基づく太陽電池セルの電圧測定前には、各太陽電池セルの並列抵抗成分の評価が必要であると考えた。
図４は実際の太陽電池セルの等価回路の定数のうち「セル１」の並列抵抗成分Ｒｓｈ１だけを変化させた場合の比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の「セル１」の電圧依存性の数値シミュレーション結果を示す図である。詳細には、図４は小林、金須、「変調光によるモジュール内セル電圧の非接触推定におけるセル電圧検量線の提案」、電気学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．１４０、Ｎｏ．１、ｐｐ．１４－２４（２０２０）の図７に相当する図である。図４において、縦軸は比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）を示しており、横軸はセル電圧を示している。
図４に示す数値シミュレーションでは、並列抵抗成分Ｒｓｈ１＝Ｒｓｈ２＝２．３ｋΩを標準とした。その結果、図４に示すように、並列抵抗成分Ｒｓｈ１が標準の並列抵抗成分Ｒｓｈ２（＝２．３ｋΩ）より小さい場合には、「セル１」の電圧ｖ１が同じであっても、比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値は、並列抵抗成分Ｒｓｈ１が標準の並列抵抗成分Ｒｓｈ２（＝２．３ｋΩ）と等しい場合よりも小さくなることがわかった。逆に、並列抵抗成分Ｒｓｈ１が標準の並列抵抗成分Ｒｓｈ２（＝２．３ｋΩ）より大きい場合には、「セル１」の電圧ｖ１が０Ｖ付近において比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値が１に飽和することがわかった。つまり、測定対象の太陽電池セルの並列抵抗成分の影響を比（△Ｉｐｈｉ／Σ△Ｉｐｈｉ）の値が受ける傾向にある。
これにより、上述したように、本発明者は、特許文献２に記載された技術を有効に利用する条件として、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルが同程度の並列抵抗成分を持つことが重要であり、特許文献２に記載された技術に基づく太陽電池セルの電圧測定前には、各太陽電池セルの並列抵抗成分の評価が必要であると考えた。
【0018】
ここで、実際の太陽電池モジュールにおける劣化現象を顧みると、太陽電池モジュール内の高電圧部位に由来するPotential Induced Degradation（ＰＩＤ）現象や、製造不良などに由来する太陽電池セルの電流漏れ欠陥に由来する太陽電池セルの並列抵抗成分の低下がある。ＰＩＤ現象は正常な太陽電池モジュールを長期間利用した場合における劣化原因として注目を集めており、ＰＩＤ現象による劣化部位の検出方法として、検査モジュールを配線から切り離して暗箱中で電流注入して発光分布を観察するElectro-Luminescence（ＥＬ）法が実用化されている。ところが、ＥＬ法を用いる場合には、太陽電池モジュールの発電を止める必要があり、検査自体の負担が非常に大きいため、別法による改善が望まれる。
【0019】
そこで、本発明者は、特許文献１に記載された技術および特許文献２に記載された技術において用いられている位相検波部（ロックインアンプ）の測定信号（出力信号）△Ｉを利用することによって、太陽電池モジュールＭ内の各太陽電池セルＣ１～Ｃ５の並列抵抗成分を推定することを試みた。
【0020】
［原理］
本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法では、特許文献１に記載された技術および特許文献２に記載された技術と同様に、太陽電池モジュールＭ内の測定対象（詳細には、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象）の太陽電池セルのみに変調光を当てながら、位相検波部（ロックインアンプ）によって、太陽電池モジュールＭの出力信号から変調光と同期している測定対象の太陽電池セル由来の信号を抽出する。
本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法において行われる新しい点は、測定対象の太陽電池セルのみに対する入射光の部分遮光（例えば、測定対象の太陽電池セルにマスクを貼り付けることによって測定対象の太陽電池セルに照射される入射光を減少させること（マスク減光）等）、測定対象の太陽電池セルに対する入射光の部分増光（例えば、ライトなどの定常光照射を行うことによって測定対象の太陽電池セルに照射される入射光を増加させること（ライト増光）等）によって、測定対象の太陽電池セルの動作電圧を変化させる点である。
マスク減光を測定対象の太陽電池セルに適用すると、マスク減光が測定対象の太陽電池セルに適用される前よりも、測定対象の太陽電池セルの短絡電流Ｉｓｃが減少し、Ｉ－Ｖ曲線が縦軸の負方向（図５および図６の下向き）に平行移動する。逆に、ライト増光が測定対象の太陽電池セルに適用されると、ライト増光が測定対象の太陽電池セルに適用される前よりも、測定対象の太陽電池セルの短絡電流Ｉｓｃが増加し、Ｉ－Ｖ曲線が縦軸の正方向（図５および図６の上向き）に平行移動する。
本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法では、特許文献１に記載された技術および特許文献２に記載された技術と同様に、太陽電池モジュールＭ内の測定対象（詳細には、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象）の太陽電池セルのみに変調光を当てながら、位相検波部（ロックインアンプ）によって、太陽電池モジュールＭの出力信号から変調光と同期している測定対象の太陽電池セル由来の信号を抽出する。
本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法において行われる新しい点は、測定対象の太陽電池セルのみに対する入射光の部分遮光（例えば、測定対象の太陽電池セルにマスクを貼り付けることによって測定対象の太陽電池セルに照射される入射光を減少させること（マスク減光）等）、測定対象の太陽電池セルに対する入射光の部分増光（例えば、ライトなどの定常光照射を行うことによって測定対象の太陽電池セルに照射される入射光を増加させること（ライト増光）等）によって、測定対象の太陽電池セルの動作電圧を変化させる点である。
マスク減光を測定対象の太陽電池セルに適用すると、マスク減光が測定対象の太陽電池セルに適用される前よりも、測定対象の太陽電池セルの短絡電流Ｉｓｃが減少し、Ｉ－Ｖ曲線が縦軸の負方向（図５および図６の下向き）に平行移動する。逆に、ライト増光が測定対象の太陽電池セルに適用されると、ライト増光が測定対象の太陽電池セルに適用される前よりも、測定対象の太陽電池セルの短絡電流Ｉｓｃが増加し、Ｉ－Ｖ曲線が縦軸の正方向（図５および図６の上向き）に平行移動する。
【0021】
図５は太陽電池モジュールＭ内の高い並列抵抗成分を有する正常な太陽電池セルに対してマスク減光およびライト増光を適用することによって得られる正常な太陽電池セルの動作電圧を説明するための図である。
図５では、ｍ個の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールＭのうち、測定対象の太陽電池セル（正常な太陽電池セル）を「セル１」で表す。図５において、横軸は「セル１」の動作電圧ｖ１を示しており、縦軸は太陽電池モジュールＭの出力電流Ｉを示している。太陽電池モジュールＭは太陽電池セルをすべて直列接続しているため、セル１を含めてどの太陽電池セルにも等しい出力電流Ｉが流れている。
太陽電池モジュールＭの動作電圧Ｖｍのときの「セル１」の動作電圧ｖ１は、図５に示す作図法から以下のとおりに概算できる。簡単のため、各太陽電池セルの開放電圧（通常状態（マスク遮光およびライト増光のいずれもが適用されていない状態）の「セル１」の開放電圧）をｖｏｃとする。
図５では、ｍ個の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールＭのうち、測定対象の太陽電池セル（正常な太陽電池セル）を「セル１」で表す。図５において、横軸は「セル１」の動作電圧ｖ１を示しており、縦軸は太陽電池モジュールＭの出力電流Ｉを示している。太陽電池モジュールＭは太陽電池セルをすべて直列接続しているため、セル１を含めてどの太陽電池セルにも等しい出力電流Ｉが流れている。
太陽電池モジュールＭの動作電圧Ｖｍのときの「セル１」の動作電圧ｖ１は、図５に示す作図法から以下のとおりに概算できる。簡単のため、各太陽電池セルの開放電圧（通常状態（マスク遮光およびライト増光のいずれもが適用されていない状態）の「セル１」の開放電圧）をｖｏｃとする。
【0022】
高い並列抵抗成分を有する正常な太陽電池セル（「セル１」）に対してマスク減光が適用された場合、Ｉ－Ｖ曲線は、図５に示す「マスクによりＩｓｃ（短絡電流）が減少したセル１の曲線」になる。「セル１」の動作電圧ｖ１は、図５に示す「マスクによりＩｓｃが減少したセル１の曲線」と「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」との交点によって表される。つまり、「セル１」の動作電圧ｖ１は、下記の式（１）によって表される。また、図５に示すように、その交点における「マスクによりＩｓｃが減少したセル１の曲線」の傾きは水平に近い（つまり、傾きが略ゼロである）。「セル１」の微分抵抗は、その傾きの逆数に相当し、非常に大きい。その交点における縦軸の値は、「マスクにより減少したＩｓｃ」を表している。
【0023】
【数1】
【0024】
高い並列抵抗成分を有する正常な太陽電池セル（「セル１」）に対してライト増光が適用された場合、Ｉ－Ｖ曲線は、図５に示す「ライトによりＩｓｃ（短絡電流）が増加したセル１の曲線」になる。「セル１」の動作電圧ｖ１は、図５に示す「ライトによりＩｓｃが増加したセル１の曲線」と「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」との交点によって表される。つまり、「セル１」の動作電圧ｖ１は、下記の式（２）によって表される。また、図５に示すように、その交点における「ライトによりＩｓｃが増加したセル１の曲線」の傾きは非常に大きい。「セル１」の微分抵抗は、その傾きの逆数に相当し、非常に小さい。「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」と縦軸（「セル１」の動作電圧ｖ１がゼロ）との交点における縦軸の値は、「マスクなしでのＩｓｃ」を表している。「ライトによりＩｓｃ（短絡電流）が増加したセル１の曲線」の水平部分における縦軸の値は、「ライトにより増加したＩｓｃ」を表している。
【0025】
【数2】
【0026】
図５に示すように、マスク減光時の「セル１」の微分抵抗（非常に大きい）とライト増光時の「セル１」の微分抵抗（非常に小さい）との比ｒは非常に大きくなる。
太陽電池モジュールＭの動作電圧Ｖｍは太陽電池モジュールＭの外部で容易に測定できるので、上述したように、マスク減光とライト増光とを「セル１」に適用することにより「セル１」の動作電圧ｖ１を容易に推定することができる。
太陽電池モジュールＭの動作電圧Ｖｍは太陽電池モジュールＭの外部で容易に測定できるので、上述したように、マスク減光とライト増光とを「セル１」に適用することにより「セル１」の動作電圧ｖ１を容易に推定することができる。
【0027】
図６は太陽電池モジュールＭ内の低い並列抵抗成分を有する不良（異常）な太陽電池セルに対してマスク減光およびライト増光を適用することによって得られる不良な太陽電池セルの動作電圧を説明するための図である。
図６では、ｍ個の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールＭのうち、測定対象の太陽電池セル（不良な太陽電池セル）を「セル１」で表す。図６において、横軸は「セル１」の動作電圧ｖ１を示しており、縦軸は太陽電池モジュールＭの出力電流Ｉを示している。太陽電池モジュールＭは太陽電池セルをすべて直列接続しているため、セル１を含めてどの太陽電池セルにも等しい出力電流Ｉが流れている。
太陽電池モジュールＭの動作電圧Ｖｍのときの「セル１」の動作電圧ｖ１は、図６に示す作図法から以下のとおりに概算できる。
図６では、ｍ個の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールＭのうち、測定対象の太陽電池セル（不良な太陽電池セル）を「セル１」で表す。図６において、横軸は「セル１」の動作電圧ｖ１を示しており、縦軸は太陽電池モジュールＭの出力電流Ｉを示している。太陽電池モジュールＭは太陽電池セルをすべて直列接続しているため、セル１を含めてどの太陽電池セルにも等しい出力電流Ｉが流れている。
太陽電池モジュールＭの動作電圧Ｖｍのときの「セル１」の動作電圧ｖ１は、図６に示す作図法から以下のとおりに概算できる。
【0028】
低い並列抵抗成分を有する不良な太陽電池セル（「セル１」）に対してマスク減光が適用された場合、Ｉ－Ｖ曲線は、図６に示す「マスクによりＩｓｃ（短絡電流）が減少したセル１の曲線」になる。「セル１」の動作電圧ｖ１は、図６に示す「マスクによりＩｓｃが減少したセル１の曲線」と「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」との交点によって表される。つまり、「セル１」の動作電圧ｖ１は、下記の式（３）によって表される。また、図６に示すように、その交点における「マスクによりＩｓｃが減少したセル１の曲線」の傾きはゼロより大きい。「セル１」の微分抵抗は、その傾きの逆数に相当し、小さい。
「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」と縦軸（「セル１」の動作電圧ｖ１がゼロ）との交点における縦軸の値は、「マスクなしでのＩｓｃ」を表している。「マスクによりＩｓｃ（短絡電流）が減少したセル１の曲線」と縦軸（「セル１」の動作電圧ｖ１がゼロ）との交点における縦軸の値は、「マスクにより減少したＩｓｃ」を表している。
「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」と縦軸（「セル１」の動作電圧ｖ１がゼロ）との交点における縦軸の値は、「マスクなしでのＩｓｃ」を表している。「マスクによりＩｓｃ（短絡電流）が減少したセル１の曲線」と縦軸（「セル１」の動作電圧ｖ１がゼロ）との交点における縦軸の値は、「マスクにより減少したＩｓｃ」を表している。
【0029】
【数3】
【0030】
低い並列抵抗成分を有する不良な太陽電池セル（「セル１」）に対してライト増光が適用された場合、Ｉ－Ｖ曲線は、図６に示す「ライトによりＩｓｃ（短絡電流）が増加したセル１の曲線」になる。「セル１」の動作電圧ｖ１は、図６に示す「ライトによりＩｓｃが増加したセル１の曲線」と「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」との交点によって表される。つまり、「セル１」の動作電圧ｖ１は、下記の式（４）によって表される。また、図６に示すように、その交点における「ライトによりＩｓｃが増加したセル１の曲線」の傾きは、ゼロより大きく、上述した「マスクによりＩｓｃが減少したセル１の曲線」と「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」との交点における「マスクによりＩｓｃが減少したセル１の曲線」の傾きと同程度である。「セル１」の微分抵抗は、その傾きの逆数に相当し、小さい。
つまり、低い並列抵抗成分を有する不良な「セル１」に対してライト増光が適用された場合の「セル１」の微分抵抗は、その「セル１」に対してマスク減光が適用された場合の「セル１」の微分抵抗と同程度になる。
「ライトによりＩｓｃが増加したセル１の曲線」と縦軸（「セル１」の動作電圧ｖ１がゼロ）との交点における縦軸の値は、「ライトにより増加したＩｓｃ」を表している。
つまり、低い並列抵抗成分を有する不良な「セル１」に対してライト増光が適用された場合の「セル１」の微分抵抗は、その「セル１」に対してマスク減光が適用された場合の「セル１」の微分抵抗と同程度になる。
「ライトによりＩｓｃが増加したセル１の曲線」と縦軸（「セル１」の動作電圧ｖ１がゼロ）との交点における縦軸の値は、「ライトにより増加したＩｓｃ」を表している。
【0031】
【数4】
【0032】
図６に示すように、マスク減光時の「セル１」の微分抵抗（小さい）とライト増光時の「セル１」の微分抵抗（小さい）との比ｒの値は、概略「１」なる。
低い並列抵抗成分を有する不良な太陽電池セルにおいても、マスク減光とライト増光とが適用される太陽電池セルの動作電圧が変化するが、高い並列抵抗成分を有する正常な太陽電池セルよりも動作電圧の変化する範囲が小さくなる。
低い並列抵抗成分を有する不良な太陽電池セルにおいても、マスク減光とライト増光とが適用される太陽電池セルの動作電圧が変化するが、高い並列抵抗成分を有する正常な太陽電池セルよりも動作電圧の変化する範囲が小さくなる。
【0033】
以上から、太陽電池モジュールＭ内の直列接続された複数の太陽電池セルのそれぞれの並列抵抗成分が正常であるか、あるいは、正常よりも低く不良（異常）であるかを推定するためには、例えばマスク減光を適用した場合の太陽電池セルの微分抵抗と、例えばライト増光を適用した場合の太陽電池セルの微分抵抗との比ｒが、所定の閾値以上であるか否かを確認すればよいことを本発明者は見い出した。
また、本発明者は、例えばマスク減光を適用した場合の太陽電池セルの微分抵抗と、例えばライト増光を適用した場合の太陽電池セルの微分抵抗との比ｒの値が、所定の閾値以上であるか否かを確認するためには、例えばマスク減光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値と、例えばライト増光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値との比が、予め設定された閾値以上であるか否かを確認すればよいことを見い出した。
つまり、本発明者は、例えばマスク減光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値と、例えばライト増光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値との比と、予め設定された閾値とを比較することによって、太陽電池モジュールＭ内の直列接続された複数の太陽電池セルのそれぞれの並列抵抗成分が正常であるか、あるいは、正常よりも低い不良（異常）であるかを推定できることを見い出した。
また、本発明者は、例えばマスク減光を適用した場合の太陽電池セルの微分抵抗と、例えばライト増光を適用した場合の太陽電池セルの微分抵抗との比ｒの値が、所定の閾値以上であるか否かを確認するためには、例えばマスク減光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値と、例えばライト増光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値との比が、予め設定された閾値以上であるか否かを確認すればよいことを見い出した。
つまり、本発明者は、例えばマスク減光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値と、例えばライト増光を異常の有無の判定対象の太陽電池セルに適用した場合における位相検波部出力（例えばロックインアンプの出力）の値との比と、予め設定された閾値とを比較することによって、太陽電池モジュールＭ内の直列接続された複数の太陽電池セルのそれぞれの並列抵抗成分が正常であるか、あるいは、正常よりも低い不良（異常）であるかを推定できることを見い出した。
【0034】
［第１実施形態］
以下、本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法の実施形態について説明する。
図７は第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
図７に示す例では、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭに適用される。太陽電池モジュールＭは、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されている。太陽電池モジュールＭは、負荷抵抗ＲＬに接続されている。
図７に示す例では、太陽電池モジュールＭが５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されているが、他の例では、太陽電池モジュールＭが、直列接続された、５個以外の任意の個数（ｍ個（ｍは２以上の整数））の太陽電池セルによって構成されていてもよい。
以下、本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法の実施形態について説明する。
図７は第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の構成の一例を示す図である。
図７に示す例では、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が、太陽電池モジュールＭに適用される。太陽電池モジュールＭは、直列接続された複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されている。太陽電池モジュールＭは、負荷抵抗ＲＬに接続されている。
図７に示す例では、太陽電池モジュールＭが５個の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５によって構成されているが、他の例では、太陽電池モジュールＭが、直列接続された、５個以外の任意の個数（ｍ個（ｍは２以上の整数））の太陽電池セルによって構成されていてもよい。
【0035】
図７に示す例では、太陽電池モジュールＭの異常判定システム１が、太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれの並列抵抗成分の異常の有無を判定することができる。太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、照射状態制御部１Ａと、変調光照射部１１と、位相検波部１２と、交流電流クランプセンサ１３と、判定部１Ｂとを備えている。
照射状態制御部１Ａは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（図７に示す例では、太陽電池セルＣ３）に対する入射光の照射状態を、少なくとも第１照射状態と、第１照射状態よりも太陽電池セルＣ３の短絡電流が大きい状態である第２照射状態とに制御する。
詳細には、照射状態制御部１Ａは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３の受光面の一部にマスクを配置する（例えば貼り付ける）ことによって（つまり、マスク遮光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする。すなわち、第１照射状態は、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を減少させる制御が行われている状態である。
また、照射状態制御部１Ａは、太陽電池セルＣ３の受光面に対して太陽光以外の光（例えばＬＥＤライトの照射光）を照射することによって（つまり、ライト増光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にする。すなわち、第２照射状態は、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
照射状態制御部１Ａは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（図７に示す例では、太陽電池セルＣ３）に対する入射光の照射状態を、少なくとも第１照射状態と、第１照射状態よりも太陽電池セルＣ３の短絡電流が大きい状態である第２照射状態とに制御する。
詳細には、照射状態制御部１Ａは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３の受光面の一部にマスクを配置する（例えば貼り付ける）ことによって（つまり、マスク遮光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする。すなわち、第１照射状態は、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を減少させる制御が行われている状態である。
また、照射状態制御部１Ａは、太陽電池セルＣ３の受光面に対して太陽光以外の光（例えばＬＥＤライトの照射光）を照射することによって（つまり、ライト増光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にする。すなわち、第２照射状態は、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
【0036】
他の例では、照射状態制御部１Ａが、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３の受光面の一部に網（図示せず）を貼り付けることによって、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にしてもよい。
更に他の例では、照射状態制御部１Ａが、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３の受光面への太陽光の照射を遮る遮光物（図示せず）を配置することによって、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にしてもよい。
更に他の例では、照射状態制御部１Ａが、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３の受光面への太陽光の照射を遮る遮光物（図示せず）を配置することによって、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にしてもよい。
【0037】
また、他の例では、照射状態制御部１Ａが、ＬＥＤライト以外の光源の照射光（例えばレーザー光）を太陽電池セルＣ３の受光面に照射することによって、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にしてもよい。
【0038】
図７に示す例では、変調光照射部１１が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３の受光面に対して上述した入射光（つまり、太陽光およびＬＥＤライト等の照射光）とは異なる変調光ＭＬを照射する。変調光照射部１１は、レーザ光照射部１１１と、ライトチョッパ部１１２と、チョッパ制御部１１３と、リフレクタ１１４と、フィルタ１１５とを備えている。レーザ光照射部１１１は、例えばＨｅ－Ｎｅレーザのようなレーザ光を照射する。
図７に示す例では、上述したように、変調光照射部１１がレーザ光照射部１１１を備えているが、他の例では、変調光照射部１１が、レーザ光以外の光を照射する照射部を備えていてもよい。
図７に示す例では、上述したように、変調光照射部１１がレーザ光照射部１１１を備えているが、他の例では、変調光照射部１１が、レーザ光以外の光を照射する照射部を備えていてもよい。
【0039】
図７に示す例では、ライトチョッパ部１１２が、レーザ光照射部１１１から照射されたレーザ光を所定の位相（周波数）の変調光ＭＬに変調する。チョッパ制御部１１３は、ライトチョッパ部１１２を制御する。また、チョッパ制御部１１３は、ライトチョッパ部１１２によって変調された変調光ＭＬの位相（周波数）を示す参照信号ＲＳを出力する。フィルタ１１５は、ライトチョッパ部１１２によって変調された変調光ＭＬを減光する。フィルタ１１５は、例えばＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタである。リフレクタ１１４は、フィルタ１１５によって減光された変調光ＭＬを反射する。リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に照射される。
図７に示す例では、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に照射されるが、他の例では、代わりに、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが、太陽電池セルＣ３以外の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のいずれか（ただし、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル）に照射されてもよい。
図７に示す例では、レーザ光照射部１１１と太陽電池モジュールＭとの間において、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４が、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５、リフレクタ１１４の順に配列されている。他の例では、代わりに、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４の配列の順序を異ならせてもよい。
図７に示す例では、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが太陽電池セルＣ３に照射されるが、他の例では、代わりに、リフレクタ１１４によって反射された変調光ＭＬが、太陽電池セルＣ３以外の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のいずれか（ただし、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル）に照射されてもよい。
図７に示す例では、レーザ光照射部１１１と太陽電池モジュールＭとの間において、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４が、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５、リフレクタ１１４の順に配列されている。他の例では、代わりに、ライトチョッパ部１１２、フィルタ１１５およびリフレクタ１１４の配列の順序を異ならせてもよい。
【0040】
図７に示す例では、位相検波部１２が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する変調光ＭＬの照射に伴う太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化を検出する。更に、位相検波部１２は、その検出結果を位相検波部出力として出力する。位相検波部１２は、ロックインアンプ１２ａを備えている。
ロックインアンプ１２ａは、太陽電池モジュールＭに接続された配線に対して電気的に非接触な交流電流クランプセンサ１３に接続されている。すなわち、位相検波部１２は、交流電流クランプセンサ１３およびロックインアンプ１２ａを介して、太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化を検出する。
ロックインアンプ１２ａには、チョッパ制御部１１３から出力された参照信号ＲＳが入力される。つまり、ロックインアンプ１２ａに入力される参照信号ＲＳは、変調光照射部１１から並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬの位相（周波数）を示す。
ロックインアンプ１２ａの出力（位相検波部出力）は、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する変調光ＭＬの照射に伴う太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化の検出結果を示す。
ロックインアンプ１２ａは、太陽電池モジュールＭに接続された配線に対して電気的に非接触な交流電流クランプセンサ１３に接続されている。すなわち、位相検波部１２は、交流電流クランプセンサ１３およびロックインアンプ１２ａを介して、太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化を検出する。
ロックインアンプ１２ａには、チョッパ制御部１１３から出力された参照信号ＲＳが入力される。つまり、ロックインアンプ１２ａに入力される参照信号ＲＳは、変調光照射部１１から並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に照射される変調光ＭＬの位相（周波数）を示す。
ロックインアンプ１２ａの出力（位相検波部出力）は、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する変調光ＭＬの照射に伴う太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化の検出結果を示す。
【0041】
判定部１Ｂは、判定対象の太陽電池セルＣ３が並列抵抗成分の異常を有しているか否かを判定する。判定部１Ｂは、位相検波部出力取得部１Ｂ１と、比算出部１Ｂ２と、比較部１Ｂ３とを備えている。
位相検波部出力取得部１Ｂ１は、位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。詳細には、位相検波部出力取得部１Ｂ１は、照射状態制御部１Ａが並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態に制御している時に、第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。また、位相検波部出力取得部１Ｂ１は、照射状態制御部１Ａが並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態に制御している時に、第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。
比算出部１Ｂ２は、位相検波部出力取得部１Ｂ１によって取得された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比を算出する。
比較部１Ｂ３は、比算出部１Ｂ２によって算出された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比と、予め設定された閾値とを比較する。
位相検波部出力取得部１Ｂ１は、位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。詳細には、位相検波部出力取得部１Ｂ１は、照射状態制御部１Ａが並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態に制御している時に、第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。また、位相検波部出力取得部１Ｂ１は、照射状態制御部１Ａが並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態に制御している時に、第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。
比算出部１Ｂ２は、位相検波部出力取得部１Ｂ１によって取得された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比を算出する。
比較部１Ｂ３は、比算出部１Ｂ２によって算出された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比と、予め設定された閾値とを比較する。
【0042】
第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比が、予め設定された閾値以上である場合に、判定部１Ｂは、判定対象の太陽電池セルＣ３が並列抵抗成分の異常を有していないと判定する（つまり、判定対象の太陽電池セルＣ３の並列抵抗成分が正常であると判定する）。一方、第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比が、予め設定された閾値未満である場合に、判定部１Ｂは、判定対象の太陽電池セルＣ３が並列抵抗成分の異常を有していると判定する（詳細には、判定対象の太陽電池セルＣ３の並列抵抗成分が異常に低いと判定する）。
【0043】
位相検波部出力取得部１Ｂ１が第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を適切に取得するためには、正常な太陽電池セルに対する、図５に示す「マスクによりＩｓｃが減少したセル１の曲線」と「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」との交点が、「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」の傾きが大きい部分に存在する必要がある。すなわち、十分な面積のマスクを用いてマスク減光（マスク遮光）を行う必要がある。
【0044】
また、位相検波部出力取得部１Ｂ１が第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を適切に取得するためには、図５および図６に示す「ライトによりＩｓｃが増加したセル１の曲線」の傾きが小さい部分または傾きが略ゼロの部分の殆どが、「モジュール内のｍ－１個のセルの合成曲線」の傾きが略ゼロの部分よりも、縦軸の正側（図５および図６の上側）に位置する必要がある。つまり、図５および図６に示す「ライトにより増加したＩｓｃ」が「マスクなしでのＩｓｃ」より大きい必要がある。
照射状態制御部１Ａは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（図７に示す例では、太陽電池セルＣ３）に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする制御、および、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルに対する入射光の照射状態を第２照射状態にする制御のどちらを先に行ってもよい。
照射状態制御部１Ａは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（図７に示す例では、太陽電池セルＣ３）に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする制御、および、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルに対する入射光の照射状態を第２照射状態にする制御のどちらを先に行ってもよい。
【0045】
比較部１Ｂ３による比較に用いられる閾値は、別法（例えば上述したＥＬ法）を利用して確認された正常な並列抵抗成分を有する複数の太陽電池セルのみによって構成される太陽電池モジュールと、低い並列抵抗成分を有する異常な太陽電池セルを含む太陽電池モジュールとを用いることによって予め設定される。
【0046】
並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にするために照射状態制御部１Ａによって利用される太陽光以外の光（例えばＬＥＤライトの照射光）は、太陽電池セルＣ３によって吸収されて発電電流が出力される波長を有する必要がある。
【0047】
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の一例では、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にするために照射状態制御部１Ａによって照射される光が、ＬＥＤライトの定常光であるが、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の他の例では、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にするために照射状態制御部１Ａによって照射される光が、定常光ではなく、変調光であってもよい。ただし、この変調光の位相（周波数）は、変調光照射部１１によって照射される変調光ＭＬの位相（周波数）とは異なる値に設定される。
【0048】
太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にするために照射状態制御部１Ａによって照射される光の照射面積および単位面積当たりの照射強度は、図５および図６に示す「ライトにより増加したＩｓｃ」が「マスクなしでのＩｓｃ」より大きくなるように設定される。
【0049】
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の一例では、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にするために照射状態制御部１Ａによって照射される光が、他の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５に照射されないように、照射状態制御部１Ａによって照射される光の指向性は設定される。具体的には、照射状態制御部１Ａによって照射される光として、レーザ光が用いられる。
【0050】
第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の他の例では、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にするために照射状態制御部１Ａによって照射される光が、他の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のいずれかに照射されてもよい。照射状態制御部１Ａによって照射される光が、他の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のいずれかに照射される場合（つまり、他の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のいずれかに漏れて照射される場合）であっても、照射状態制御部１Ａによる光の照射に伴う太陽電池セルＣ３の短絡電流Ｉｓｃの増加量が、照射状態制御部１Ａによる光の照射に伴う太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５のそれぞれの短絡電流Ｉｓｃの増加量よりも大きければ、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によって太陽電池セルＣ３の並列抵抗成分の異常の有無を判定することができる。
【0051】
図８は第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図８に示す例では、ステップＳ１Ａ１において、照射状態制御部１Ａが、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（例えば太陽電池セルＣ３）に対する入射光の照射状態を第１照射状態に制御する。例えば、照射状態制御部１Ａは、太陽電池セルＣ３の受光面の一部にマスクを配置することによって、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする。
次いで、ステップＳ１１Ａでは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態が照射状態制御部１Ａによって第１照射状態に制御されている状態で（例えばマスクが太陽電池セルＣ３の受光面の一部に配置されている状態で）、変調光照射部１１が、太陽電池セルＣ３の受光面に対して変調光ＭＬを照射する。
次いで、ステップＳ１２Ａでは、位相検波部１２が、第１照射状態における太陽電池セルＣ３に対する変調光ＭＬの照射に伴う太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化を検出する。更に、位相検波部１２は、その検出結果を第１照射状態の位相検波部出力として出力する。
次いで、ステップＳ１Ｂ１１では、位相検波部出力取得部１Ｂ１が、ステップＳ１２Ａにおいて位相検波部１２によって出力された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。
図８に示す例では、ステップＳ１Ａ１において、照射状態制御部１Ａが、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（例えば太陽電池セルＣ３）に対する入射光の照射状態を第１照射状態に制御する。例えば、照射状態制御部１Ａは、太陽電池セルＣ３の受光面の一部にマスクを配置することによって、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする。
次いで、ステップＳ１１Ａでは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態が照射状態制御部１Ａによって第１照射状態に制御されている状態で（例えばマスクが太陽電池セルＣ３の受光面の一部に配置されている状態で）、変調光照射部１１が、太陽電池セルＣ３の受光面に対して変調光ＭＬを照射する。
次いで、ステップＳ１２Ａでは、位相検波部１２が、第１照射状態における太陽電池セルＣ３に対する変調光ＭＬの照射に伴う太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化を検出する。更に、位相検波部１２は、その検出結果を第１照射状態の位相検波部出力として出力する。
次いで、ステップＳ１Ｂ１１では、位相検波部出力取得部１Ｂ１が、ステップＳ１２Ａにおいて位相検波部１２によって出力された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。
【0052】
また、ステップＳ１Ａ２では、照射状態制御部１Ａが、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を、第１照射状態よりも太陽電池セルＣ３の短絡電流が大きい状態である第２照射状態に制御する。例えば、照射状態制御部１Ａは、太陽電池セルＣ３の受光面に対して変調光ＭＬおよび太陽光とは異なる光（例えばＬＥＤライトの照射光）を照射することによって、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にする。
次いで、ステップＳ１１Ｂでは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態が照射状態制御部１Ａによって第２照射状態に制御されている状態で（例えばＬＥＤライトの照射光が太陽電池セルＣ３の受光面に照射されている状態で）、変調光照射部１１が、太陽電池セルＣ３の受光面に対して変調光ＭＬを照射する。
次いで、ステップＳ１２Ｂでは、位相検波部１２が、第２照射状態における太陽電池セルＣ３に対する変調光ＭＬの照射に伴う太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化を検出する。更に、位相検波部１２は、その検出結果を第２照射状態の位相検波部出力として出力する。
次いで、ステップＳ１Ｂ１２では、位相検波部出力取得部１Ｂ１が、ステップＳ１２Ｂにおいて位相検波部１２によって出力された第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。
次いで、ステップＳ１１Ｂでは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態が照射状態制御部１Ａによって第２照射状態に制御されている状態で（例えばＬＥＤライトの照射光が太陽電池セルＣ３の受光面に照射されている状態で）、変調光照射部１１が、太陽電池セルＣ３の受光面に対して変調光ＭＬを照射する。
次いで、ステップＳ１２Ｂでは、位相検波部１２が、第２照射状態における太陽電池セルＣ３に対する変調光ＭＬの照射に伴う太陽電池モジュールＭの出力電流の微小変化を検出する。更に、位相検波部１２は、その検出結果を第２照射状態の位相検波部出力として出力する。
次いで、ステップＳ１Ｂ１２では、位相検波部出力取得部１Ｂ１が、ステップＳ１２Ｂにおいて位相検波部１２によって出力された第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）を取得する。
【0053】
次いで、ステップＳ１Ｂ２では、比算出部１Ｂ２が、ステップＳ１Ｂ１１において取得された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と、ステップＳ１Ｂ１２において取得された第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比を算出する。
次いで、ステップＳ１Ｂ３では、比較部１Ｂ３が、ステップＳ１Ｂ２において算出された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比と、予め設定された閾値とを比較する。
判定部１Ｂは、第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比が、予め設定された閾値以上である場合に、判定対象の太陽電池セルＣ３が並列抵抗成分の異常を有していないと判定し、第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比が、予め設定された閾値未満である場合に、判定対象の太陽電池セルＣ３が並列抵抗成分の異常を有していると判定する。
次いで、ステップＳ１Ｂ３では、比較部１Ｂ３が、ステップＳ１Ｂ２において算出された第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比と、予め設定された閾値とを比較する。
判定部１Ｂは、第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比が、予め設定された閾値以上である場合に、判定対象の太陽電池セルＣ３が並列抵抗成分の異常を有していないと判定し、第１照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）と第２照射状態の位相検波部出力（ロックインアンプ１２ａの出力）との比が、予め設定された閾値未満である場合に、判定対象の太陽電池セルＣ３が並列抵抗成分の異常を有していると判定する。
【0054】
上述したように、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、太陽電池モジュールＭ内の直列接続された太陽電池セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の並列抵抗成分の異常の有無を判定することができる。
【0055】
［第２実施形態］
以下、本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
以下、本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
【0056】
上述したように、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、照射状態制御部１Ａが、例えば並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（例えば太陽電池セルＣ３）の受光面の一部にマスクを配置することによって（つまり、マスク遮光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする。すなわち、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第１照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を減少させる制御が行われている状態である。
また、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、照射状態制御部１Ａが、太陽電池セルＣ３の受光面に対して太陽光以外の光（例えばＬＥＤライトの照射光）を照射することによって（つまり、ライト増光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にする。すなわち、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
また、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、照射状態制御部１Ａが、太陽電池セルＣ３の受光面に対して太陽光以外の光（例えばＬＥＤライトの照射光）を照射することによって（つまり、ライト増光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にする。すなわち、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
【0057】
一方、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第１照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（例えば太陽電池セルＣ３）に対して照射される入射光を減少させる制御、および、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御のいずれもが行われていない状態である。
また、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
また、第２実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
【0058】
［第３実施形態］
以下、本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
以下、本発明の太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様の効果を奏することができる。
【0059】
第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１と同様に、第１照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（例えば太陽電池セルＣ３）に対して照射される入射光を減少させる制御が行われている状態である。例えば、照射状態制御部１Ａは、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３の受光面の一部にマスクを配置することによって（つまり、マスク遮光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第１照射状態にする。
上述したように、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、照射状態制御部１Ａが、太陽電池セルＣ３の受光面に対して太陽光以外の光（例えばＬＥＤライトの照射光）を照射することによって（つまり、ライト増光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にする。すなわち、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
一方、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（例えば太陽電池セルＣ３）に対して照射される入射光を減少させる制御、および、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御のいずれもが行われていない状態である。
上述したように、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、照射状態制御部１Ａが、太陽電池セルＣ３の受光面に対して太陽光以外の光（例えばＬＥＤライトの照射光）を照射することによって（つまり、ライト増光を適用することによって）、太陽電池セルＣ３に対する入射光の照射状態を第２照射状態にする。すなわち、第１実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御が行われている状態である。
一方、第３実施形態の太陽電池モジュールＭの異常判定システム１では、第２照射状態が、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セル（例えば太陽電池セルＣ３）に対して照射される入射光を減少させる制御、および、並列抵抗成分の異常の有無の判定対象の太陽電池セルＣ３に対して照射される入射光を増加させる制御のいずれもが行われていない状態である。
【実施例】
【0060】
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【0061】
【0062】
・ソーラーシミュレータ：５０Ｈｚ交流電源で駆動するＬＥＤライト（Ｓｕｎｗａｙ製ＳＷ－ＧＬ１００ＥＤ５６Ｗ×２個、ＳＷ－ＧＬ０５０ＥＤ４８Ｗ×２個、ＳＷ－ＧＬ０３０ＥＤ３５Ｗ×４個）
・太陽電池モジュール：正常と見なせる５個の同等な多結晶Ｓｉセル（中国製、セル寸法１６ｍｍ×６３ｍｍ、標準条件で短絡電流２５０ｍＡ、開放電圧０．６Ｖ、ＦＦ約０．６５）を直列接続。
・太陽電池モジュールの負荷抵抗Ｒ≒０Ω
・太陽電池モジュール内のセル２またはセル３を不良セルに模擬するとき、抵抗Ｒｓｈ≒４０Ωを並列接続。この抵抗Ｒｓｈの接続により中等度のＰＩＤ現象による不良セルを模擬できると事前実験で確認済。
・太陽電池モジュールと負荷抵抗Ｒと直列に３２回巻きコイルを接続。
・電流クランプセンサ：日置電機製、型番９６７５、出力電圧０．１Ｖ／Ａ
・２位相ロックインアンプ：ＮＦ回路設計ブロック製ＬＩ－５７５。感度は１ｍＶ、時定数はτ＝１．２５ｓ
・変調光の光源：Ｈｅ－Ｎｅレーザ（ＪＤＳＵ製ＮＯＶＥＴＴＥ、発振波長６３３ｎｍ、ランダム偏光０．５ｍＷ）。３３０Ｈｚの光チョッパ（ＮＦ回路設計ブロック製、型番５５８４Ａ）でデューティ比５０％で変調し、吸収型ＮＤフィルタ（光学濃度１．０）で変調光強度を調整。
・ロックインアンプ出力と実際のセル電圧の同時記録のため、データロガー（キーエンス製ＮＲ－６００と同アナログ計測ユニットＮＲ－ＨＡ０８）を使用。サンプリング周期０．１ｍｓで測定時間５ｓで記録した各値の時間平均値で実験結果を解析。
・太陽電池モジュール：正常と見なせる５個の同等な多結晶Ｓｉセル（中国製、セル寸法１６ｍｍ×６３ｍｍ、標準条件で短絡電流２５０ｍＡ、開放電圧０．６Ｖ、ＦＦ約０．６５）を直列接続。
・太陽電池モジュールの負荷抵抗Ｒ≒０Ω
・太陽電池モジュール内のセル２またはセル３を不良セルに模擬するとき、抵抗Ｒｓｈ≒４０Ωを並列接続。この抵抗Ｒｓｈの接続により中等度のＰＩＤ現象による不良セルを模擬できると事前実験で確認済。
・太陽電池モジュールと負荷抵抗Ｒと直列に３２回巻きコイルを接続。
・電流クランプセンサ：日置電機製、型番９６７５、出力電圧０．１Ｖ／Ａ
・２位相ロックインアンプ：ＮＦ回路設計ブロック製ＬＩ－５７５。感度は１ｍＶ、時定数はτ＝１．２５ｓ
・変調光の光源：Ｈｅ－Ｎｅレーザ（ＪＤＳＵ製ＮＯＶＥＴＴＥ、発振波長６３３ｎｍ、ランダム偏光０．５ｍＷ）。３３０Ｈｚの光チョッパ（ＮＦ回路設計ブロック製、型番５５８４Ａ）でデューティ比５０％で変調し、吸収型ＮＤフィルタ（光学濃度１．０）で変調光強度を調整。
・ロックインアンプ出力と実際のセル電圧の同時記録のため、データロガー（キーエンス製ＮＲ－６００と同アナログ計測ユニットＮＲ－ＨＡ０８）を使用。サンプリング周期０．１ｍｓで測定時間５ｓで記録した各値の時間平均値で実験結果を解析。
【0063】
［実施例１］
マスク減光とライト増光のないモジュール内で並列抵抗のない正常セルのうち低電圧（－０．５９６Ｖ）であるセル２について、マスク減光とライト増光を施した場合の実際のセル電圧とロックインアンプ出力は表１のとおりである。表１はモジュール内での低電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。並列抵抗のない正常なセル２の電圧は、マスク減光により－１．８６３Ｖと低下し、ライト増光により０．３７３Ｖに増加した。これは図５で説明する挙動に相当している。並列抵抗のない正常なセル２のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は４．４４と高い。
マスク減光とライト増光のないモジュール内で並列抵抗のない正常セルのうち低電圧（－０．５９６Ｖ）であるセル２について、マスク減光とライト増光を施した場合の実際のセル電圧とロックインアンプ出力は表１のとおりである。表１はモジュール内での低電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。並列抵抗のない正常なセル２の電圧は、マスク減光により－１．８６３Ｖと低下し、ライト増光により０．３７３Ｖに増加した。これは図５で説明する挙動に相当している。並列抵抗のない正常なセル２のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は４．４４と高い。
【0064】
【表1】
【0065】
次に、表１で正常であったセル２について、並列抵抗４０Ωを付けて不良模擬セルとした。不良模擬セル２についてマスク減光とライト増光を施した場合の実際のセル電圧とロックインアンプ出力は表２のとおりである。表２はモジュール内での低電圧の不良模擬セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。並列抵抗４０Ωを付けた不良模擬セル２の電圧は、マスク減光により－０．９３８Ｖと低下し、ライト増光により０．１１６Ｖに増加したが、これは表１と比べて変化が小さい。これは図６で説明する挙動に相当している。並列抵抗４０Ωを付けた不良模擬セル２のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は１．７３と低い。
【0066】
【表2】
【0067】
これより、変調光の照射対象セルに対するマスク減光とライト増光でのロックインアンプ出力値の比の値について、変調光の照射対象セルの並列抵抗成分が高ければ比の値が高く、逆に並列抵抗成分が低くければ比の値が１に近いことを利用して照射対象セルの並列抵抗成分の良否を推定できること意味している。
【0068】
［実施例２］
さらに、セル２に隣接するセル３に並列抵抗４０Ωを付けてセル３を不良模擬セルとした。並列抵抗のないセル２は正常のままであるが、隣接セル３が不良であっても正常なセル２の並列抵抗成分の良否を推定できるかを検討し表３にまとめた。表３は隣接セルが不良である場合における低電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。正常なセル２の電圧は、マスク減光により－１．８０２Ｖと低下し、ライト増光により０．３６９Ｖに増加した。正常なセル２のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は６．１８と高い。つまり、隣接するセルが不良であっても、変調光の照射対象セルの並列抵抗成分の良否を推定できることを意味している。
さらに、セル２に隣接するセル３に並列抵抗４０Ωを付けてセル３を不良模擬セルとした。並列抵抗のないセル２は正常のままであるが、隣接セル３が不良であっても正常なセル２の並列抵抗成分の良否を推定できるかを検討し表３にまとめた。表３は隣接セルが不良である場合における低電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。正常なセル２の電圧は、マスク減光により－１．８０２Ｖと低下し、ライト増光により０．３６９Ｖに増加した。正常なセル２のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は６．１８と高い。つまり、隣接するセルが不良であっても、変調光の照射対象セルの並列抵抗成分の良否を推定できることを意味している。
【0069】
【表3】
【0070】
［実施例３］
マスク減光とライト増光のないモジュール内で並列抵抗のない正常セルのうち高電圧（０．３４９Ｖ）であるセル３について、マスク減光とライト増光を施した場合の実際のセル電圧とロックインアンプ出力は表４のとおりである。表４はモジュール内で高電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。並列抵抗のない正常なセル３の電圧は、マスク減光により－１．８６４Ｖと低下し、ライト増光により０．３９０Ｖに増加した。これは図５で説明する挙動に相当している。並列抵抗のない正常なセル３のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は７．９３と高い。
マスク減光とライト増光のないモジュール内で並列抵抗のない正常セルのうち高電圧（０．３４９Ｖ）であるセル３について、マスク減光とライト増光を施した場合の実際のセル電圧とロックインアンプ出力は表４のとおりである。表４はモジュール内で高電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。並列抵抗のない正常なセル３の電圧は、マスク減光により－１．８６４Ｖと低下し、ライト増光により０．３９０Ｖに増加した。これは図５で説明する挙動に相当している。並列抵抗のない正常なセル３のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は７．９３と高い。
【0071】
【表4】
【0072】
次に、表４で正常であったセル３について、並列抵抗４０Ωを付けて不良模擬セルとした。不良模擬セル３についてマスク減光とライト増光を施した場合の実際のセル電圧とロックインアンプ出力は表５のとおりである。表５はモジュール内で高電圧の不良模擬セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。並列抵抗４０Ωを付けた不良模擬セル３の電圧は、マスク減光により－０．８８４Ｖと低下し、ライト増光により０．２３１Ｖに増加したが、これは表４と比べて変化が小さい。これは図６で説明する挙動に相当している。並列抵抗４０Ωを付けた不良模擬セル３のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は１．４７と低い。
【0073】
【表5】
【0074】
この結果と実施例１を合わせると、正常時のセル電圧に関わらず、変調光の照射対象セルに対するマスク減光とライト増光でのロックインアンプ出力値の比の値について、変調光の照射対象セルの並列抵抗成分が高ければ比の値が高く、逆に並列抵抗成分が低くければ比の値が１に近いことを利用して照射対象セルの並列抵抗成分の良否を推定できること意味している。
【0075】
［実施例４］
さらに、セル３に隣接するセル２に並列抵抗４０Ωを付けてセル２を不良模擬セルとした。並列抵抗のないセル３は正常のままであるが、隣接セル２が不良であっても正常なセル３の並列抵抗成分の良否を推定できるかを検討し表６にまとめた。表６は隣接セルが不良である場合における高電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。正常なセル２の電圧は、マスク減光により－１．７９９Ｖと低下し、ライト増光により０．３８０Ｖに増加した。正常なセル３のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は５．７０と高い。
さらに、セル３に隣接するセル２に並列抵抗４０Ωを付けてセル２を不良模擬セルとした。並列抵抗のないセル３は正常のままであるが、隣接セル２が不良であっても正常なセル３の並列抵抗成分の良否を推定できるかを検討し表６にまとめた。表６は隣接セルが不良である場合における高電圧の正常セルに対するマスク減光とライト増光の効果を示している。正常なセル２の電圧は、マスク減光により－１．７９９Ｖと低下し、ライト増光により０．３８０Ｖに増加した。正常なセル３のロックインアンプ出力について、マスク減光とライト増光での出力値の比は５．７０と高い。
【0076】
【表6】
【0077】
この結果と実施例２を合わせると、正常時のセル電圧に関わらず、隣接するセルが不良であっても、変調光の照射対象セルの並列抵抗成分の良否を推定できることを意味している。
【0078】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態および各例に記載の構成を組み合わせてもよい。
【0079】
なお、上記の実施形態における太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の全部または一部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
なお、太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の全部または一部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各システムが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
なお、太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
なお、太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の全部または一部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各システムが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
なお、太陽電池モジュールＭの異常判定システム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【0080】
１…異常判定システム、１１…変調光照射部、１１１…レーザ光照射部、１１２…ライトチョッパ部、１１３…チョッパ制御部、１１４…リフレクタ、１１５…フィルタ、１２…位相検波部、１２ａ…ロックインアンプ、１３…交流電流クランプセンサ、１Ａ…照射状態制御部、１Ｂ…判定部、１Ｂ１…位相検波部出力取得部、１Ｂ２…比算出部、１Ｂ３…比較部、Ｍ…太陽電池モジュール、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５…太陽電池セル、ＲＬ…負荷抵抗
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】