JP2015152353A - 故障検知装置および、それを備える太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】バイパスダイオードの故障を精度高く検知することができる故障検知装置および、それを備える太陽光発電システムを提供するものである。【解決手段】実施形態の故障検知装置は、バイパスダイオードを有し、太陽電池ストリングに接続された配線を電気的に接続あるいは切り離す遮断器と、遮断器を開放して配線を電気的に切り離す制御信号を出力する制御部と、遮断器の開放後、遮断器で区切られた太陽電池ストリングに電圧を印加する直流電源部と、遮断器で区切られた太陽電池ストリングに流れる測定電流値を測定する電流測定部と、気温を計測する気温計測部と、印加された電圧値、測定電流値、および気温の情報を取得するデータ取得部と、バイパスダイオードの特性と電圧値および気温の情報とに基づいて電流の理論値を算出する理論値算出部と、測定電流値と理論値とに基づいてバイパスダイオードが故障しているか否かを判定する判定部とを有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、故障検知装置および、それを備える太陽光発電システムに関する。

太陽電池モジュールの一部に影がかかった場合、影がかかった部分の太陽電池モジュール内部の回路は一時的に抵抗が高くなり電流値が減少する。そのため、抵抗が高くなった太陽電池モジュール内部の回路を迂回して電流を流すように、太陽電池モジュールには通常バイパスダイオードが設けられている。

特開２０００−５９９８６号公報

しかし、事故電流や接触部の接触不良などによりバイパスダイオードが焼損すると、バイパスダイオードは開放状態となる場合がある。バイパスダイオードが開放した状態で太陽電池モジュールの一部に影がかかった場合、抵抗が高くなった太陽電池モジュール内部の回路に電流が流れてしまう。そのことにより、太陽電池モジュールが過熱する恐れがある。

そこで、本発明の実施形態はこれらの課題を解決するために、バイパスダイオードの故障を精度高く検知することができる故障検知装置および、それを備える太陽光発電システムを提供するものである。

上記課題を達成するために、実施形態の故障検知装置は、電力系統に連系され、光エネルギーを直流電力に変換し、バイパスダイオードを有する太陽電池ストリングに接続された配線に設置され、前記配線を電気的に接続あるいは切り離す遮断器と、前記遮断器を開放して前記配線を電気的に切り離す制御信号を出力する制御部と、前記遮断器の開放後、前記遮断器で区切られた前記太陽電池ストリングに電圧を印加する直流電源部と、前記遮断器で区切られた前記太陽電池ストリングに流れる測定電流値を測定する電流測定部と、外部の気温を計測する気温計測部と、前記直流電源部により印加された電圧値、前記電流測定部により測定された測定電流値、および前記気温計測部により計測された気温の情報を取得するデータ取得部と、前記バイパスダイオードの特性情報と、前記データ取得部により取得された前記電圧値および前記気温の情報とに基づいて前記太陽電池ストリングに流れる電流の理論値を算出する理論値算出部と、前記測定電流値と前記理論値とに基づいて前記バイパスダイオードが故障しているか否かを判定する判定部とを有する。

第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す全体システム図。 第１の実施形態に係る太陽光発電システムの太陽電池モジュールの構成を示す構成図。 第１の実施形態に係る太陽光発電システムの故障検知装置の構成を示す構成図。 第１の実施形態に係る太陽光発電システムの監視装置の構成を示す構成図。 第１の実施形態に係る太陽光発電システムのバイパスダイオードの順電圧の温度特性図。 第１の実施形態に係る太陽光発電システムの太陽電池モジュールの特性図。 第１の実施形態に係る故障検知装置の動作を示すフローチャート。 第１の実施形態に係る太陽光発電システムの計算用の測定回路図。 第１の実施形態の変形例に係る太陽光発電システムの構成を示す全体システム図。 第１の実施形態の変形例に係る太陽光発電システムの構成を示す全体システム図。 第１の実施形態の変形例に係る太陽光発電システムの構成を示す全体システム図。 第２の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す全体システム図。 第２の実施形態に係る故障検知装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る故障検知装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る故障検知装置の動作を示すフローチャート。

以下、実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す全体システム図、図２は第１の実施形態に係る太陽光発電システムの太陽電池モジュールの構成を示す構成図である。

太陽光発電システム１は、複数の太陽電池ストリング２、接続箱３、集電箱４、パワーコンディショナ５、故障検知装置１０を有する。

太陽電池ストリング２は、図２に示す太陽電池モジュール２１が複数直列に接続されることで形成され、太陽光の光エネルギーを直流電力に変換する。

太陽電池モジュール２１は、複数の太陽電池セルストリング２２および複数のバイパスダイオード２３を有する。太陽電池セルストリング２２ａ，２２ｂ，２２ｃは電気的に直列に接続され、バイパスダイオード２３ａ，２３ｂ，２３ｃは太陽電池セルストリング２２ａ，２２ｂ，２２ｃと電気的に並列に接続される。

接続箱３は、複数の太陽電池ストリング２を並列に接続して集約する。例えば、接続箱３ａは、太陽電池ストリング２ａ，２ｂ，２ｃを並列に接続して集約する。

集電箱４は、複数の接続箱３に接続され、接続箱３で集約された太陽電池ストリング２を並列に接続してさらに集約する。

パワーコンディショナ５は、電力変換器５１を有する。パワーコンディショナ５は、複数の集電箱４に接続され、集電箱４で集約された太陽電池ストリング２を電力系統に連系する。電力変換器５１は、太陽電池ストリング２からの直流電力を交流電力に変換する。

図３は第１の実施形態に係る太陽光発電システムの故障検知装置の構成を示す構成図である。

故障検知装置１０は、ＰＮ間電流測定装置１００、気温計測装置２００、監視装置３００を有し、図１に示すように複数のＰＮ間電流測定装置１００が複数ある全ての集電箱４に設けられる。

ＰＮ間電流測定装置１００は、第１通信部１０１、遮断器１０２、制御部１０３、直流電源部１０４、電流測定部１０５を有する。

第１通信部１０１は、ネットワーク４００に接続され、監視装置３００と通信を行う装置、手段である。監視装置３００との通信は有線で行われても無線で行われてもよい。

遮断器１０２ａは、太陽電池ストリング２と電力変換器５１とを電気的に繋ぐＰ側配線４０１ａおよびＮ側配線４０２ａに設置され、Ｐ側配線４０１ａとＮ側配線４０２ａの少なくとも一方を電気的に接続あるいは切り離す機能を有する装置、手段である。

遮断器１０２ｂは、太陽電池ストリング２と電力変換器５１とを電気的に繋ぐＰ側配線４０１ｂおよびＮ側配線４０２ｂに設置され、Ｐ側配線４０１ｂとＮ側配線４０２ｂの少なくとも一方を電気的に接続あるいは切り離す機能を有する装置、手段である。

遮断器１０２ｃは、太陽電池ストリング２と電力変換器５１とを電気的に繋ぐＰ側配線４０１ｃおよびＮ側配線４０２ｃに設置され、Ｐ側配線４０１ｃとＮ側配線４０２ｃの少なくとも一方を電気的に接続あるいは切り離す機能を有する装置、手段である。

直流電源部１０４は、Ｐ側配線４０１およびＮ側配線４０２に電圧を出力する装置、手段である。直流電源部１０４により出力される出力電圧により、バイパスダイオード２３の順方向に電流が流れる。

出力電圧は、バイパスダイオード２３および太陽電池モジュール２１に接続されるケーブルの許容電流値を超えない程度の電流を流せるように設定可能であり、遮断器１０２で区切られ、遮断器１０２から太陽電池ストリング２まで至る回路（以下、測定回路と呼ぶ）に対して直流電源部１０４の電源容量を超えない程度の電流を流せるように設定可能であり、バイパスダイオード２３の抵抗がバイパスダイオードが存在しない場合の暗状態の太陽電池モジュールの抵抗と比べて十分小さくなる電流を流せるように設定可能であり、太陽電池ストリング２を除く測定回路の抵抗がバイパスダイオード２３の抵抗と比べて十分小さくなる電流を流せるように設定可能であることが望ましい。

電流測定部１０５は、遮断器１０２で区切られた太陽電池ストリング２に流れる電流値（測定電流値）を測定する装置、手段である。電流測定部１０５は、測定回路に流れる電流値のオーダーに対して十分な精度をもつものが望ましい。

制御部１０３は、有電圧で接点出力し、遮断器１０２の引き外しあるいは投入を制御する装置、手段である。

また、制御部１０３は、第１通信部１０１を介して、直流電源部１０４により印加された電圧値および電流測定部１０５により測定された測定電流値をネットワーク４００に出力する。

遮断器１０２に代えて開閉器や断路器であってもよい。

気温計測装置２００は、外部の気温を計測する装置、手段である。気温計測部２００は、ネットワーク４００に接続され、監視装置３００と通信可能であり、計測した気温の情報をネットワーク４００に出力する。

図４は第１の実施形態に係る太陽光発電システムの監視装置の構成を示す構成図である。

監視装置３００は、第２通信部３０１、時刻保持部３０２、データ取得部３０３、理論値算出部３０４、判定部３０５、データストレージ部３０６、演算処理部３０７、ヒューマンインターフェース部３０８、信号送信部３０９を有する。

第２通信部３０１は、ネットワーク４００に接続され、ＰＮ間電流測定装置１００および気温計測装置２００と通信を行う装置、手段である。気温計測装置２００との通信は有線で行われても無線で行われてもよい。

時刻保持部３０２は、定期的にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの他機器と時刻同期し、年月日および時刻を保持する処理部である。

データ取得部３０３は、ＰＮ間電流測定装置１００から出力された電圧値および測定電流値を第２通信部３０１を介して取得し、気温計測装置２００から出力された気温の情報を第２通信部３０１を介して取得する処理部である。

理論値算出部３０４は、バイパスダイオード２３の順電圧の温度特性情報と、データ取得部３０３により取得された電圧値および気温の情報とに基づいて、太陽電池ストリング２に流れる電流の理論値を算出する処理部である。

判定部３０５は、測定電流値と、理論値算出部３０４により算出された電流の理論値とに基づいてバイパスダイオード２３が故障しているか否かを判定する処理部である。

信号送信部３０９は、第２通信部３０１を介してＰＮ間電流測定装置１００に電流値測定を開始する信号を送信する処理部である。

データストレージ部３０６は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの不揮発性の記憶装置、記憶手段である。この他、不揮発性の記憶手段に限られることなくフラッシュメモリなどの半導体メモリを利用してもよいし、半導体メモリとＨＤＤとを組み合せた形態の記憶媒体であってもよい。

データストレージ部３０６には、演算処理部３０７での処理に利用されるプログラム、図５に示すバイパスダイオード２３の順電圧の温度特性情報および図６に示す太陽電池モジュール２１の特性情報が格納される。図６に示す特性情報は、バイパスダイオード２３が存在しない場合の太陽電池モジュール２１の特性情報である。

演算処理部３０７は、ＣＰＵなどのプロセッサである。時刻保持部３０２、データ取得部３０３、理論値算出部３０４、判定部３０５、信号送信部３０９の各処理は、データストレージ部３０６に格納されたプログラムを演算処理部３０７が実行することにより実現される。

ヒューマンインターフェース部３０８は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどのモニターである。その他、アラームを発する機能を備える。

次に各構成要素の作用について、図７を用いて説明する。図７は第１の実施形態に係る故障検知装置の動作を示すフローチャートである。

監視装置３００の信号送信部３０９は、第２通信部３０１を介してＰＮ間電流測定装置１００に電流値測定を開始する信号を送信する（Ｓ５０１）。

この監視装置３００の信号送信部３０９による信号の送信は、例えば深夜などのバイパスダイオード２３、太陽電池セルストリング２２の温度が外気温とほぼ等しくなり、かつ太陽電池モジュール２１が発電しないという両者の条件を満たすとき、すなわち太陽電池モジュールが発電しなくなってから十分な時間が経過したあとに行われる。

ＰＮ間電流測定装置１００の制御部１０３は、第１通信部１０１を介して、監視装置３００の信号送信部３０９から送信された信号を取得する（Ｓ５０２）。

信号の取得後、制御部１０３は、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが閉じているか否かを判定する（Ｓ５０３）。

例えば、状態接点４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃは電圧が印加されたａ接点である。遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが閉じている場合には、状態接点４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃは開いており、制御部１０３に電流は流れない。一方、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが開いている場合には、状態接点４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃは閉じており、制御部１０３に電流が流れる。すなわち、制御部１０３が電流を取得するか否かで、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが閉じているか否かの判定が行われる。

遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが閉じていると判定されると（Ｓ５０３ ＹＥＳ）、制御部１０３は、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを開放してＰ側配線４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃとＮ側配線４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃのうち少なくとも一方を電気的に切り離す制御信号を配線４０４を介して出力する（Ｓ５０４）。

遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが閉じられていない場合（Ｓ５０３ ＮＯ）は終了する。その際、監視装置３００のヒューマンインターフェース部３０８によってアラームが発せられる。

制御部１０３は、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが開いているか否かを判定する（Ｓ５０５）。

遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが開いていると判定されると（Ｓ５０５ ＹＥＳ）、直流電源部１０４は、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで区切られた太陽電池ストリング２のそれぞれに一定電圧を一定時間印加する（Ｓ５０６）。

遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが開いていない場合（Ｓ５０５ ＮＯ）は終了する。その際、監視装置３００のヒューマンインターフェース部３０８によってアラームが発せられる。

印加する電圧は、バイパスダイオード２３にかかる電圧がバイパスダイオード２３の順電圧を上回る程度とし、太陽電池ストリング２の太陽電池モジュール２１の直列数に合わせて設定することが望ましく、監視装置３００により設定可能である。

電流測定部１０５は、直流電源部１０４の電圧印加により、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで区切られた太陽電池ストリング２のそれぞれに流れる測定電流値を測定する（Ｓ５０７）。

電流測定部１０５による測定電流値の測定時間は安定した電流値となるように設定することが望ましい。

制御部１０３は、電流測定部１０５から測定電流値を取得し、測定電流値に測定時刻および対象となる太陽電池ストリング２の番号を関連付けて、第１通信部１０１を介して監視装置３００に出力する。また、制御部１０３は、直流電源部１０４により印加された電圧値を第１通信部１０１を介して監視装置３００に出力する（Ｓ５０８）。

測定電流値と、測定時刻および対象となる太陽電池ストリング２の番号との関連付けは監視装置３００で行われてもよい。

制御部１０３は、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを閉じてＰ側配線４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃを電気的に接続させ、Ｎ側配線４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃを電気的に接続させる制御信号を配線４０４を介して出力する（Ｓ５０９）。

制御部１０３は、遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが問題なく閉じられているか判定する（Ｓ５１０）。

遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが閉じていると判定されると（Ｓ５１０ ＹＥＳ）、監視装置３００のデータ取得部３０３は、ＰＮ間電流測定装置１００の制御部１０３から出力された電圧値および測定電流値を第２通信部３０１を介して取得する。また、データ取得部３０３は、気温計測装置２００から出力された気温の情報を第２通信部３０１を介して取得する（Ｓ５１１）。

遮断器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが閉じられていない場合（Ｓ５１０ ＮＯ）は終了する。その際、監視装置３００のヒューマンインターフェース部３０８によってアラームが発せられる。

取得された電圧値、測定電流値、気温の情報はデータストレージ部３０６に記憶される。

理論値算出部３０４は、データストレージ部３０６に格納されたバイパスダイオード２３の特性情報、太陽電池モジュール２１の特性情報、電圧値、および気温の情報に基づいて、太陽電池ストリング２に流れる電流の理論値を算出する（Ｓ５１２）。

太陽電池ストリング２に流れる電流の理論値として、バイパスダイオード２３が正常な場合の電流の理論値（第１理論値）i１と、測定回路中のバイパスダイオード２３に異常がある場合の電流の理論値（第２理論値）i２が算出される。

第１理論値i１は、具体的には以下のように算出される。計算用の測定回路図を図８に示す。

直流電源部１０４の出力電圧ｖ１により、測定回路中の全てのバイパスダイオード２３に均等に電圧がかかると仮定すると、１つのバイパスダイオード２３にかかる電圧ｖ２は数式（１）で表される。

ｖ２＝ｖ１／（ｃ×ｄ１） （１）
ここで、ｃは太陽電池モジュール２１内のバイパスダイオード２３の数を表し、ｄ１は太陽電池モジュール２１の直列数を表す。

この電圧値ｖ２を用いて、バイパスダイオード２３の抵抗ｒ１が算出される。

ｒ１＝ｖ２／i１´ （２）
ここで、i１´は図５に示すようにバイパスダイオード２３の特性曲線の電圧値ｖ２との交点により求められる。なお、バイパスダイオード２３の特性曲線は、気温に応じて順方向電圧が変化し、気温計測装置２００により計測された気温の情報に基づいて決定される。

測定回路の抵抗Ｒ１は、
Ｒ１＝ｃ×ｒ１×ｄ１／ｄ２ （３）
により算出され、第１理論値i１は、
ｉ１＝ｖ１／Ｒ１ （４）
により算出される。ここで、ｄ２は太陽電池モジュール２１の並列数を表す。

第２理論値i２は、以下のように算出される。

測定回路中のバイパスダイオード２３の１つに異常がある場合、直流電源部１０４の出力電圧ｖ１は異常のあるバイパスダイオード２３を含む太陽電池セルストリング２２の回路に集中してかかると仮定できる。そのため、バイパスダイオード２３が存在しない場合の太陽電池モジュール２１の暗状態における抵抗ｒ２は数式（５）により算出される。

ｒ２＝ｖ１／ｉ２´ （５）
ここで、i２´は図６に示すように太陽電池モジュール２１の特性曲線の電圧値ｖ１との交点により求められる。なお、太陽電池モジュール２１の特性曲線は、気温に応じて変化し、気温計測装置２００により計測された気温の情報に基づいて決定される。

測定回路の抵抗Ｒ２は、

により算出され、第２理論値i２は、
ｉ２＝ｖ１／Ｒ２ （７）
により算出される。

判定部３０５は、ＰＮ間電流測定装置１００から取得した測定電流値ｙと、第１理論値ｉ１および第２理論値ｉ２とに基づいて、バイパスダイオード２３が故障しているか否かを判定する（Ｓ５１３）。

具体的には、
Ｘ＞（ｉ１−ｙ）／（ｉ１−ｉ２） （８）
であればバイパスダイオード２３の故障はなしと判定され、
Ｘ≦（ｉ１−ｙ）／（ｉ１−ｉ２） （９）
であればバイパスダイオード２３の故障ありと判定される。ここで係数Ｘは０＜Ｘ≦１の範囲で任意に設定可能である。

ヒューマンインターフェース部３０８は、判定部３０５によりバイパスダイオード２３の故障ありと判定された場合（Ｓ５１３ ＹＥＳ）に、故障箇所を表示し、アラームを発する（Ｓ５１２）。故障なしと判定された場合（Ｓ５１３ ＮＯ）は終了する（Ｓ５１４）。

以上説明したように、この第１の実施形態に係る故障検知装置１０および、それを備える太陽光発電システム１によれば、バイパスダイオード２３に不具合があるか否かを測定回路ごとに判定することができ、判定結果はヒューマンインターフェース部３０８に表示されるため、大規模太陽光発電所であっても利用者は容易にバイパスダイオード２３に不具合があるか否かを知ることができる。

また、バイパスダイオード２３に不具合があるか否かは、バイパスダイオード２３の特性情報、太陽電池モジュール２１の特性情報、および気温を考慮して判定されるため、より精度の高い判定結果を得ることが可能となる。

さらに、バイパスダイオード２３の不具合だけでなく、太陽光発電システム１における断線などの故障の有無も知ることができる。

（第１の実施形態の変形例）
図１では、ＰＮ間電流測定装置１００は集電箱４に設けられているが、図９に示すように接続箱３に設けられてもよく、図１０に示すようにパワーコンディショナ５に設けられてもよい。また、図１１に示すように接続箱３、集電箱４、パワーコンディショナ５の全てに設けられてもよい。

ただし、接続箱３にＰＮ間電流測定装置１００を設ける場合、複数ある全ての接続箱３に設ける必要がある。

接続箱３にＰＮ間電流測定装置１００を設ける場合、１つのＰＮ間電流測定装置１００に接続される太陽電池ストリング２の数が少なくなるため、第１の実施形態で得られる効果に加えて、どのバイパスダイオード２３に不具合があるかをより特定しやすくなる。一方、パワーコンディショナ５にＰＮ間電流測定装置１００を設ける場合、設置するＰＮ間電流測定装置１００が少なくて済み、第１の実施形態で得られる効果に加えてコスト削減に繋がる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図１２は第１の実施形態に係る太陽光発電システムの構成を示す全体システム図である。ＰＮ間電流測定装置１００は、接続箱３、集電箱４、パワーコンディショナ５に設けられる。ここで、パワーコンディショナ５に設けられるＰＮ間電流測定装置１００をＰＮ間電流測定装置１００ａ、集電箱４に設けられるＰＮ間電流測定装置１００をＰＮ間電流測定装置１００ｂ、接続箱３に設けられるＰＮ間電流測定装置１００をＰＮ間電流測定装置１００ｃとする。

ＰＮ間電流測定装置１００ｂは複数ある全ての集電箱４に設けられ、ＰＮ間電流測定装置１００ｃは複数ある全ての接続箱３に設けられる。

図１３乃至図１５は、第２の実施形態に係る故障検知装置の動作を示すフローチャートである。

監視装置３００の信号送信部３０９は、第２通信部３０１を介してＰＮ間電流測定装置１００ａに電流値測定を開始する信号を送信する（Ｓ６０１）。

監視装置２００の判定部３０５は、ＰＮ間電流測定装置１００ａから取得した測定電流値ｙと、第１理論値ｉ１および第２理論値ｉ２とに基づいて、バイパスダイオード２３が故障しているか否かを判定する（Ｓ６０２）。

バイパスダイオード２３が故障していると判定された場合（Ｓ６０２ ＹＥＳ）、監視装置３００の信号送信部３０９は、第２通信部３０１を介してＰＮ間電流測定装置１００ｂに電流値測定を開始する信号を送信する（Ｓ６０３）。故障なしと判定された場合（Ｓ６０２ ＮＯ）は終了する。

ここで、電流値測定を開始する信号は、故障しているバイパスダイオード２３が接続されたＰＮ間電流測定装置１００ｂに送信される。

監視装置２００の判定部３０５は、ＰＮ間電流測定装置１００ｂから取得した測定電流値ｙと、第１理論値ｉ１および第２理論値ｉ２とに基づいて、バイパスダイオード２３が故障しているか否かを判定する（Ｓ６０４）。

バイパスダイオード２３が故障していると判定された場合（Ｓ６０４ ＹＥＳ）、監視装置３００の信号送信部３０９は、第２通信部３０１を介してＰＮ間電流測定装置１００ｃに電流値測定を開始する信号を送信する（Ｓ６０５）。故障なしと判定された場合（Ｓ６０４ ＮＯ）は終了する。

ここで、電流値測定を開始する信号は、故障しているバイパスダイオード２３が接続されたＰＮ間電流測定装置１００ｃに送信される。

監視装置２００の判定部３０５は、ＰＮ間電流測定装置１００ｃから取得した測定電流値ｙと、第１理論値ｉ１および第２理論値ｉ２とに基づいて、バイパスダイオード２３が故障しているか否かを判定する（Ｓ６０６）。

監視装置３００のヒューマンインターフェース部３０８は、判定部３０５によりバイパスダイオード２３の故障ありと判定された場合（Ｓ６０６ ＹＥＳ）に、故障箇所を表示し、アラームを発する（Ｓ６０７）。故障なしと判定された場合（Ｓ６０６ ＮＯ）は終了する。

すなわち、ＰＮ間電流測定装置１００は、電力系統側から太陽電池ストリング２側に向けて数が増えるように階層的に接続され、電力系統側に位置する前記ＰＮ間電流測定装置１００ａから順次バイパスダイオード２３が故障しているか否かを判定する。

以上説明したように、この第２の実施形態に係る故障検知装置１０および、それを備える太陽光発電システム１によれば、電力系統側に位置する前記ＰＮ間電流測定装置１００ａから順次バイパスダイオード２３が故障しているか否かを判定するため、第１の実施形態で得られる効果に加えて、より効率良く不具合のあるバイパスダイオード２３を見つけることができる。

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…太陽光発電システム
２…太陽電池ストリング
３…接続箱
４…集電箱
５…パワーコンディショナ
１０…故障検知装置
２１…太陽電池モジュール
２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）…太陽電池セルストリング
２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）…バイパスダイオード
５１…電力変換器
１００（１００ａ，１００ｂ，１００ｃ）…ＰＮ間電流測定装置
１０１…第１通信部
１０２（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）…遮断器
１０３…制御部
１０４…直流電源部
１０５…電流測定部
２００…気温計測装置
３００…監視装置
３０１…第２通信部
３０２…時刻保持部
３０３…データ取得部
３０４…理論値算出部
３０５…判定部
３０６…データストレージ部
３０７…演算処理部
３０８…ヒューマンインターフェース部
３０９…信号送信部
４００…ネットワーク
４０１（４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃ）…Ｐ側配線
４０２（４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ）…Ｎ側配線
４０３（４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ）…状態接点
４０４…配線

Claims (4)

1. 電力系統に連系され、光エネルギーを直流電力に変換し、バイパスダイオードを有する太陽電池ストリングに接続された配線に設置され、前記配線を電気的に接続あるいは切り離す遮断器と、
   前記遮断器を開放して前記配線を電気的に切り離す制御信号を出力する制御部と、
   前記遮断器の開放後、前記遮断器で区切られた前記太陽電池ストリングに電圧を印加する直流電源部と、
   前記遮断器で区切られた前記太陽電池ストリングに流れる測定電流値を測定する電流測定部と、
   外部の気温を計測する気温計測部と、
   前記直流電源部により印加された電圧値、前記電流測定部により測定された測定電流値、および前記気温計測部により計測された気温の情報を取得するデータ取得部と、
   前記バイパスダイオードの特性情報と、前記データ取得部により取得された前記電圧値および前記気温の情報とに基づいて前記太陽電池ストリングに流れる電流の理論値を算出する理論値算出部と、
   前記測定電流値と前記理論値とに基づいて前記バイパスダイオードが故障しているか否かを判定する判定部と
   を有する故障検知装置。
2. 電力系統に連系され、光エネルギーを直流電力に変換し、バイパスダイオードを有する太陽電池ストリングと、
   前記太陽電池ストリングと前記電力系統との間に設置されるＰＮ間電流測定装置と、
   前記ＰＮ間電流測定装置とネットワークを介して通信可能な監視装置と、
   前記監視装置と前記ネットワークを介して通信可能であり、外部の気温を計測する気温計測装置と
   を有し、
   前記ＰＮ間電流測定装置は、
   前記ネットワークに接続される第１通信部と、
   前記太陽電池ストリングに接続された配線に設置され、前記配線を電気的に接続あるいは切り離す遮断器と、
   前記遮断器を開放して前記配線を電気的に切り離す制御信号を出力する制御部と、
   前記遮断器の開放後、前記遮断器で区切られた前記太陽電池ストリングに電圧を印加する直流電源部と、
   前記遮断器で区切られた前記太陽電池ストリングに流れる測定電流値を測定する電流測定部と
   を備え、前記第１通信部を介して、前記直流電源部により印加された電圧値および前記電流測定部により測定された測定電流値を前記ネットワークに出力し、
   前記監視装置は、
   前記ネットワークに接続される第２通信部と、
   前記第２通信部を介して、前記直流電源部により印加された電圧値および前記電流測定部により測定された測定電流値、および前記気温計測装置により計測された気温の情報を取得するデータ取得部と、
   前記バイパスダイオードの特性情報と、前記データ取得部により取得された前記電圧値および前記気温の情報とに基づいて前記太陽電池ストリングに流れる電流の理論値を算出する理論値算出部と、
   前記測定電流値と前記理論値とに基づいて前記バイパスダイオードが故障しているか否かを判定する判定部と
   を備える太陽光発電システム。
3. 前記ＰＮ間電流測定装置を複数有し、前記ＰＮ間電流測定装置は、前記電力系統側から前記太陽電池ストリング側に向けて数が増えるように接続され、
   前記電力系統側に位置する前記ＰＮ間電流測定装置から順次前記バイパスダイオードが故障しているか否かを判定する請求項２に記載の太陽光発電システム。
4. 前記太陽電池ストリングからの前記直流電力を交流電力に変換し、前記太陽電池ストリングを前記電力系統へ連系する電力変換器をさらに有する請求項２または請求項３に記載の太陽光発電システム。

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