JP2001326375A - 太陽光発電システムの診断方法及び診断装置 - Google Patents
太陽光発電システムの診断方法及び診断装置Info
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Abstract
断及び異常である場合の原因の診断を正確かつ迅速に行
う診断方法及び診断装置を提供する。 【解決手段】 太陽光発電システムの設置条件(設置場
所の地形,気象条件、システム自体の構成等)を入力す
る入力部12と、入力された設置条件に応じて太陽光発
電システムの正常稼動時の基準出力特性を算出する基準
特性算出部11と、実際に稼動中の太陽光発電システム
における出力特性を計測する計測部1と、算出した基準
出力特性と計測した出力特性とを比較し、その比較結果
に基づいて出力の正常/異常を診断すると共に異常であ
る場合にその原因を診断する診断部2とを備える。
Description
た太陽光発電システムを診断する方法及び装置に関し、
特に、その出力の正常/異常を診断すると共に必要に応
じて異常である場合の原因を診断する太陽光発電システ
ムの診断方法及び診断装置に関する。
暖化の原因となる二酸化炭素を大量に排出する火力発
電,設置場所の確保が難しい水力発電,廃棄物の処理等
に問題がある原子力発電と異なり、地球環境への影響が
極めて少ない、太陽エネルギを利用して発電する太陽光
発電が、将来最も有望なクリーンエネルギとして考えら
れている。そして、近年、公的機関からの資金援助が導
入されるに従って、太陽光発電システムの個人住宅への
普及が拡大している。
に直列接続された複数の太陽電池セルを有する、屋根等
に載置された太陽電池パネル、太陽電池パネルからの直
流出力を交流出力に変換するインバータ、太陽電池パネ
ル及びインバータ間,インバータ及び負荷間をつなぐ配
線等を備えている。そして、太陽電池パネルに太陽光線
が入射されると各太陽電池セルで光電変換がなされ、そ
れらの変換出力が集められて直流電力が発生し、その直
流電力はインバータにて交流電力に変換されて、負荷に
供給される。
の電力量を安定的に得るためには、太陽光発電システム
が正常に稼動しているか否かを監視しておき、その出力
に異常があると分かった場合にはその原因を迅速に割り
出して対策を講じる必要がある。しかしながら、太陽光
発電システムの稼動が正常か否かの診断を簡単かつ高精
度に行えるシステムは未だ構築されていない。太陽光発
電システムの各構成部品の異常を検出する手法は、従来
から種々のものが知られているが、太陽光発電システム
の出力が異常である場合に、このような手法を用いて各
構成部品を点検してその原因を探究していると、その作
業に長時間を要するという問題がある。また、各構成部
品が正常に動作しているにもかかわらずに、システムと
しての出力が異常となるような場合には、その原因の探
究を行えないという問題がある。
であり、太陽光発電システムの出力の正常/異常を容易
かつ正確に診断できる太陽光発電システムの診断方法及
び診断装置を提供することを目的とする。
診断するだけでなく異常である場合の原因も迅速に診断
できる太陽光発電システムの診断方法及び診断装置を提
供することにある。
以外の原因も容易に診断できる太陽光発電システムの診
断方法及び診断装置を提供することにある。
電システムの診断方法は、設置されている太陽光発電シ
ステムの出力の正常/異常を診断する方法であって、前
記太陽光発電システムの設置条件に応じて求められる基
準出力特性と、稼動中の前記太陽光発電システムにおけ
る出力特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記太
陽光発電システムの出力の正常/異常を診断することを
特徴とする。
にあっては、設置条件に応じて求められた正常時の基準
出力特性と実際の稼動中の出力特性とを比較し、その比
較結果を考慮して出力の正常/異常を診断する。よっ
て、正確な診断結果が迅速に得られる。
方法は、設置されている太陽光発電システムの出力の正
常/異常を診断する方法であって、前記太陽光発電シス
テムの設置条件に応じて正常時の基準出力特性を算出
し、稼動中の前記太陽光発電システムにおける出力特性
を計測し、算出した前記基準出力特性と計測した前記出
力特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記太陽光
発電システムの出力の正常/異常を診断することを特徴
とする。
にあっては、設置条件に応じて正常時の基準出力特性を
算出し、算出した基準出力特性と実際に計測した出力特
性とを比較し、その比較結果を考慮して出力の正常/異
常を診断する。よって、設置条件に応じて基準出力特性
を算出するので、各種の設置条件に応じた多くの基準出
力特性を記憶しておく必要がなく、あらゆる設置条件に
対応できる。
方法は、第1または第2発明において、前記太陽光発電
システムの設置条件は、その設置場所,その設置方位,
その設置角度,その構成の中の少なくとも一つを含むこ
とを特徴とする。
にあっては、太陽光発電システムの設置条件として、場
所(緯度,経度,地形,気象条件等)、方位(16方
位)、角度(地面に対する傾斜角度)、構成(太陽電池
の種類,セルの直列数,セルの総面積(パネル面積))
を用いる。よって、正確な基準出力特性のデータが得ら
れ、それに伴って診断結果も正確となる。
方法は、太陽光発電システムの出力の正常/異常を診断
する方法であって、前記太陽光発電システムの既存の出
力特性の計測結果に基づいて、稼動中の前記太陽光発電
システムの出力の正常/異常を診断することを特徴とす
る。
にあっては、過去の出力特性を保存しておき、その出力
特性を考慮して太陽光発電システムの出力の正常/異常
を診断する。よって、診断対象の太陽光発電システム特
有の特性の影響が盛り込まれた正確な診断結果が迅速に
得られる。
方法は、第4発明において、前記既存の計測結果に応じ
て正常時の基準出力特性を求め、稼動中の前記太陽光発
電システムにおける出力特性を計測し、求めた前記基準
出力特性と計測した前記出力特性とを比較し、その比較
結果に基づいて前記太陽光発電システムの出力の正常/
異常を診断することを特徴とする。
にあっては、過去の出力特性に応じて正常時の基準出力
特性を求め、求めた基準出力特性と実際に計測した出力
特性とを比較し、その比較結果を考慮して出力の正常/
異常を診断する。よって、過去の実際の出力特性に応じ
て基準出力特性を求めるので、夫々の太陽光発電システ
ムに合った最適な基準出力特性が容易に求められて、正
確な診断結果が迅速に得られる。
方法は、第5発明において、一年を複数の期間に分割
し、該複数の期間夫々で異なる前記基準出力特性を求め
ることを特徴とする。
にあっては、一年を分割した複数の期間毎で基準出力特
性を異ならせる。太陽光発電システムにおける出力特性
は、気象条件(気温,日射時間,太陽高度等)の季節変
化の影響を受け易い。そこで、1年間における複数の期
間毎(月単位,季節単位等)に、その気象条件に合った
基準出力特性を設定する。よって、年間を通して常に最
適な基準出力特性が求められて、正確な診断結果が迅速
に得られる。
方法は、第5または第6発明において、前記太陽光発電
システムの出力が異常であると診断した場合には、その
ときの出力特性を次回の基準出力特性に反映させず、前
記太陽光発電システムの出力が正常であると診断した場
合には、そのときの出力特性を次回の基準出力特性に反
映させることを特徴とする。
にあっては、診断の結果、正常である場合にのみ、その
際の出力特性を次回の基準出力特性に反映させる。よっ
て、異常であった場合の出力特性が次回の基準出力特性
には反映されないため、精度が高い基準出力特性が常に
得られる。
方法は、太陽光発電システムの出力の正常/異常を診断
する方法であって、診断対象の第1太陽光発電システム
とは異なる第2太陽光発電システムの出力特性の計測結
果に応じて前記第1太陽光発電システムの正常時の基準
出力特性を求め、稼動中の前記第1太陽光発電システム
における出力特性を計測し、求めた前記基準出力特性と
計測した前記出力特性とを比較し、その比較結果に基づ
いて前記第1太陽光発電システムの出力の正常/異常を
診断することを特徴とする。
にあっては、診断対象の第1太陽光発電システムの出力
の正常/異常の診断に用いる基準出力特性を、別の第2
太陽光発電システムの出力特性に応じて求める。よっ
て、新規に設定した第1太陽光発電システムにあって
も、設置条件及びシステム特性が類似した実際に稼動中
の第2太陽光発電システムの出力特性を考慮してその基
準出力特性を求めるため、正確な基準出力特性が容易に
得られる。
方法は、第1〜第3または第5〜第8発明の何れかにお
いて、前記太陽光発電システムの出力が異常である場合
に、前記比較結果に基づいてその原因を診断することを
特徴とする。
にあっては、正常時の基準出力特性と実際の稼動中の出
力特性とを比較した比較結果を考慮して、出力が異常で
ある場合の原因を診断する。よって、異常の原因を迅速
に割り出せて対策を早急に講じることができる。
断方法は、第1〜第9発明の何れかにおいて、前記基準
出力特性及び前記出力特性は、直流電圧,交流電圧,直
流電力量,交流電力量の中の少なくとも一つを含むこと
を特徴とする。
法にあっては、基準出力特性及び出力特性として、直流
電圧,交流電圧,直流電力量,交流電力量等を用いる。
よって、多面的な診断を行え、構成部品の異常による原
因だけなく他の原因も診断できる。
断装置は、設置されている太陽光発電システムの出力の
正常/異常の診断、及び/または、前記太陽光発電シス
テムの出力が異常である場合の原因の診断を行う装置で
あって、前記太陽光発電システムの設置条件に応じて予
め求められた基準出力特性を格納する格納手段と、稼動
中の前記太陽光発電システムにおける出力特性を計測す
る計測手段と、前記格納手段に格納されている基準出力
特性と前記計測手段にて計測した出力特性とを比較する
比較手段とを備えることを特徴とする。
置にあっては、予め格納手段に格納している基準出力特
性と計測手段で計測した実際の稼動中の出力特性とを比
較手段にて比較し、その比較結果を考慮して出力の正常
/異常の診断及び/または異常な場合の原因の診断を行
う。よって、正確な診断結果が迅速に得られる。
断装置は、設置されている太陽光発電システムの出力の
正常/異常の診断、及び/または、前記太陽光発電シス
テムの出力が異常である場合の原因の診断を行う装置で
あって、前記太陽光発電システムの設置条件の入力を受
け付ける入力手段と、該入力手段に入力された設置条件
に応じて前記太陽光発電システムの基準出力特性を算出
する算出手段と、稼動中の前記太陽光発電システムにお
ける出力特性を計測する計測手段と、前記算出手段にて
算出した基準出力特性と前記計測手段にて計測した出力
特性とを比較する比較手段とを備えることを特徴とす
る。
置にあっては、入力手段で受け付けた設置条件に応じて
算出手段にて正常時の基準出力特性を算出し、算出した
基準出力特性と計測手段で実際に計測した出力特性とを
比較し、その比較結果を考慮して出力の正常/異常の診
断及び/または異常な場合の原因の診断を行う。よっ
て、設置条件に応じて基準出力特性を算出するので、多
くの基準出力特性を記憶しておく大容量のメモリが不要
であり、あらゆる設置条件に対応できる。
断装置は、第11または第12発明において、前記計測
手段にて計測した出力特性を格納しておく格納手段を更
に備えることを特徴とする。
置にあっては、計測手段にて計測した出力特性を格納手
段に格納しておく。よって、任意の時点において診断処
理を行える。
断装置は、太陽光発電システムの出力の正常/異常の診
断を行う装置であって、前記太陽光発電システムの出力
特性の計測結果を格納する格納手段と、該格納手段に格
納されている計測結果に基づいて前記太陽光発電システ
ムの出力の正常/異常を診断する診断手段とを備えるこ
とを特徴とする。
置にあっては、予め格納手段に格納しておいた出力特性
に基づいて出力の正常/異常の診断を行う。よって、各
太陽光発電システム特有の特性の影響が盛り込まれた正
確な診断結果が迅速に得られる。
断装置は、第14発明において、前記診断手段にて前記
太陽光発電システムの出力が異常であることが診断され
た場合に、その異常の原因を判断する判断手段を更に備
えることを特徴とする。
置にあっては、出力が異常である場合の原因を判断す
る。よって、異常の診断だけでなく、その原因も判断さ
れて対策を早急に講じることができる。
断装置は、第11〜第15発明の何れかにおいて、前記
太陽光発電システムにおける日射量を計測する日射量計
測手段を更に備えることを特徴とする。
置にあっては、日射量計測手段にて太陽光発電システム
稼動中の実際の日射量を計測する。よって、診断用のデ
ータとして日射量のデータも取得でき、より多面的な診
断を行える。
示す図面を参照して具体的に説明する。 (第1実施の形態)図1は、本発明の太陽光発電システ
ムの診断装置を用いて、太陽光発電システムの診断を行
う場合の第1実施の形態を示す模式図である。
続された複数の太陽電池セル20を有する太陽電池パネ
ル21が、地表面に所定角度をなして取り付けられてい
る。太陽電池パネル21の出力取出し用配線22は、直
流出力を交流出力に変換するインバータ23を有するパ
ワー調整器24に接続されている。また、パワー調整器
24からの出力用配線25は各種の電気機器からなる負
荷26に接続されている。
ると各太陽電池セル20で光電変換がなされ、それらの
変換出力が集められて直流電力が発生し、その直流電力
はインバータ23にて交流電力に変換され、変換された
交流電力が負荷26に供給されるようになっている。
断装置は、計測部1と診断部2と診断基準値格納部3と
診断係数格納部4とプログラム格納部5と計測データ記
憶部6と出力部7と日射計8とを有する。
の出力特性の値を計測する。具体的に計測部1は、イン
バータ23での変換前の出力特性(直流電圧,直流電
流)及び変換後の出力特性(交流電圧,交流電流,電
力,電力量)の値を経時的に計測する。また、屋根31
に設置されている日射計8にて検出される日射量も、計
測部1は計測する。計測されたこれらの値は、計測デー
タ記憶部6に記憶される。なお、これらの各計測値は、
1時間を一区切りとして平均化されたものが計測データ
記憶部6に記憶される。また、インバータ23に異常が
生じた場合に該インバータ23から出力されるインバー
タ異常信号も、計測データ記憶部6に記憶される。
ムの異なる種々の設置条件に応じて予め求められた複数
の基準出力特性としての診断基準値を格納している。こ
の基準出力特性のパラメータは、計測データ記憶部6に
記憶されている計測部1で計測された特性のパラメータ
と同じ種類である。また、この際の太陽光発電システム
の設置条件としては、その設置場所(緯度,経度,地
形,気象条件等)、その設置方位(16方位)、その設
置角度(地表面に対する傾斜角度)、その構成(太陽電
池の種類,セルの直列数,セルの総面積(パネル面
積))等を用いる。
の正常/異常の診断及び異常原因の診断の際に用いる診
断係数を格納している。プログラム格納部5は、これら
の診断処理を行うための動作プログラムを格納してい
る。
れている動作プログラムに従って、計測部1で得られた
実際の特性(計測値)を計測データ記憶部6から読み出
すと共に、診断基準値及び診断係数を診断基準値格納部
3及び診断係数格納部4から夫々読み出し、読み出した
実際の計測値と診断基準値に診断係数を乗算した結果と
を比較し、その比較結果に基づいて太陽光発電システム
の出力の正常/異常を診断すると共に異常な場合の原因
を診断する。出力部7は、診断部2での診断結果を表示
出力する。
をCPUにて構成し、診断基準値格納部3,診断係数格
納部4,プログラム格納部5及び計測データ記憶部6を
ハードディスク装置にて構成し、出力部7を液晶ディス
レイにて構成した場合には、第1実施の形態の太陽光発
電システムの診断装置は、日射計8を除く全ての機能部
を1台のパーソナルコンピュータにて構成できる。或い
は、上記CPU及びハードディスク装置はパワー調整器
24内に設けておき、出力部7のみ屋内に設けるように
しても良い。
態の太陽光発電システムの診断装置の動作について、そ
の手順を示す図2のフローチャートを参照して説明す
る。
電圧,直流電流,交流電圧,交流電流,電力,電力量,
日射量等)の値が、計測部1にて計測される(ステップ
S1)。そして、これらの計測値は1時間を単位として
平均化され、その平均化された計測値が計測データ記憶
部6に記憶される(ステップS2)。
が計測データ記憶部6から読み出されると共に、診断基
準値及び診断係数が診断基準値格納部3及び診断係数格
納部4から読み出される(ステップS3)。読み出され
たこれらの情報に基づいて、太陽光発電システムの出力
の正常/異常が診断されると共に異常な場合にはその原
因も診断される(ステップS4)。なお、この診断処理
において、下限の診断係数,上限の診断係数を夫々r,
sとした場合、下記(1)の条件を満たすときに正常で
あると診断するが、この診断処理については後に詳述す
る。得られた診断結果が、出力部7に表示出力される
(ステップS5)。 診断基準値×r<計測値<診断基準値×s …(1)
光発電システムの診断装置を用いて、太陽光発電システ
ムの診断を行う場合の第2実施の形態を示す模式図であ
る。なお、図3において図1と同一または同様な部分に
は同一番号を付してそれらの説明を省略する。
断装置は、計測部1と診断部2と診断基準値算出部11
と診断係数格納部4とプログラム格納部5と計測データ
記憶部6と出力部7と日射計8と入力部12とを有す
る。
条件の外部入力を受け付ける。この際の太陽光発電シス
テムの設置条件は、その設置場所(緯度,経度,地形,
気象条件等)、その設置方位(16方位)、その設置角
度(地表面に対する傾斜角度)、その構成(太陽電池の
種類,セルの直列数,セルの総面積(パネル面積))等
を含む。
け付けられた太陽光発電システムの設置条件に応じて、
正常稼動時の基準出力特性としての診断基準値を算出す
る。この算出される基準出力特性のパラメータは、計測
データ記憶部6に記憶されている計測部1で計測された
出力特性のパラメータと同じ種類である。
れている動作プログラムに従って、計測部1で得られた
実際の特性(計測値)を計測データ記憶部6から読み出
すと共に、診断係数を診断係数格納部4から読み出し、
読み出した実際の計測値と診断基準値算出部11で算出
した診断基準値に読み出した診断係数を乗算した結果と
を比較し、その比較結果に基づいて太陽光発電システム
の出力の正常/異常を診断すると共に異常な場合の原因
を診断する。
び診断基準値算出部11をCPUにて構成し、診断係数
格納部4,プログラム格納部5及び計測データ記憶部6
をハードディスク装置にて構成し、出力部7を液晶ディ
スレイにて構成し、入力部12をキーボードにて構成し
た場合には、第2実施の形態の太陽光発電システムの診
断装置は、日射計8を除く全ての機能部を1台のパーソ
ナルコンピュータにて構成できる。或いは、上記CPU
及びハードディスク装置はパワー調整器24内に設けて
おき、出力部7のみ屋内に設けるようにしても良い。
態の太陽光発電システムの診断装置の動作について、そ
の手順を示す図4のフローチャートを参照して説明す
る。
電圧,直流電流,交流電圧,交流電流,電力,電力量,
日射量等)の値が、計測部1にて計測される(ステップ
S11)。そして、これらの計測値は1時間を単位とし
て平均化され、その平均化された計測値が計測データ記
憶部6に記憶される(ステップS12)。
12を介して入力される(ステップS13)。その入力
された設置条件に応じて、正常稼動時の基準出力特性と
しての診断基準値が診断基準値算出部11にて算出され
る(ステップS14)。
が計測データ記憶部6から読み出されると共に、診断係
数が診断係数格納部4から読み出される(ステップS1
5)。読み出されたこれらの情報と算出された診断基準
値とに基づいて、太陽光発電システムの出力の正常/異
常が診断されると共に異常な場合にはその原因も診断さ
れる(ステップS16)。なお、上記(1)の条件を満
たすときに正常であると診断するが、この診断処理につ
いては後に詳述する。得られた診断結果が、出力部7に
表示出力される(ステップS17)。
光発電システムの診断装置を用いて、太陽光発電システ
ムの診断を行う場合の第3実施の形態を示す模式図であ
る。なお、図5において図1,図3と同一または同様な
部分には同一番号を付してそれらの説明を省略する。
断装置は、計測部1と診断部2と診断係数格納部4とプ
ログラム格納部5と計測データ記憶部6と出力部7と日
射計8と基礎値格納部13と補正係数格納部14とを有
する。
の各月毎の診断基準値を求めるための基礎となる各月毎
の12種類の基礎値(B)を格納している。この基礎値
は、太陽光発電システムの前述したような種々の設置条
件,特に各月の気象条件を考慮して予め求められたもの
である。補正係数格納部14は、太陽光発電システムの
経年の稼動による実際の出力特性の値に応じて基礎値を
補正するための補正係数(v)を格納している。この補
正係数は、太陽光発電システムが正常な出力を得た場合
に、その出力特性の値に応じて、診断部2により書き換
えられる。なお、初年度には、補正係数v=1が格納さ
れている。また、太陽光発電システムの経年の稼動に伴
って、診断係数格納部4に格納されている診断係数
(r,s)も、診断部2によって書き換えられる。な
お、初年度には、例えば診断係数r=0.7,s=1.
3が格納されている。
れている動作プログラムに従って、基礎値格納部13か
ら読み出した基礎値と補正係数格納部14から読み出し
た補正係数とを乗算して診断基準値を求め、計測データ
記憶部6から読み出した現在の実際の計測値とその求め
た診断基準値に診断係数格納部4から読み出した診断係
数を乗算した結果とを比較し、その比較結果に基づいて
太陽光発電システムの出力の正常/異常を診断すると共
に異常な場合の原因を診断する。
をCPUにて構成し、診断係数格納部4,プログラム格
納部5,計測データ記憶部6,基礎値格納部13及び補
正係数格納部14をハードディスク装置にて構成し、出
力部7を液晶ディスレイにて構成した場合には、第3実
施の形態の太陽光発電システムの診断装置は、日射計8
を除く全ての機能部を1台のパーソナルコンピュータに
て構成できる。或いは、上記CPU及びハードディスク
装置はパワー調整器24内に設けておき、出力部7のみ
屋内に設けるようにしても良い。
態の太陽光発電システムの診断装置の動作について、そ
の手順を示す図6のフローチャートを参照して説明す
る。
電圧,直流電流,交流電圧,交流電流,電力,電力量,
日射量等)の値が、計測部1にて計測される(ステップ
S21)。そして、これらの計測値は1時間を単位とし
て平均化され、その平均化された計測値が計測データ記
憶部6に記憶される(ステップS22)。
正係数格納部14から夫々読み出され(ステップS2
3)、それらが乗算されて基準出力特性としての診断基
準値が求められる(ステップS24)。計測部1で得ら
れた実際の計測値が計測データ記憶部6から読み出され
ると共に、診断係数が診断係数格納部4から読み出され
る(ステップS25)。読み出されたこれらの情報と求
められた診断基準値とに基づいて、太陽光発電システム
の出力の正常/異常が診断されると共に異常な場合には
その原因も診断される(ステップS26)。この際、上
記(1)の条件を満たすときに正常であると診断し、そ
うでない場合に異常と診断する。なお、原因の診断処理
については後に詳述する。
(ステップS27)、異常であった場合には(S27:
NO)、その旨が出力部7に表示出力されて(ステップ
S31)、そのまま処理が終了する。
ES)、その旨が出力部7に表示出力された後(ステッ
プS28)、そのときの実際の計測値に応じて補正係数
が変更されて新規の補正係数が補正係数格納部14に書
き込まれると共に(ステップS29)、診断係数も変更
されて新規の診断係数が診断係数格納部4に書き込まれ
る(ステップS30)。
処理の具体例について説明する。なお、診断基準となる
出力特性は電力量とし、毎年(3年間)の1月における
診断処理について述べる。
=100kWh、補正係数格納部14には補正係数v=
1、診断係数格納部4には下限診断係数r=0.7,上
限診断係数s=1.3が、夫々初期値として格納されて
いる。この基礎値B=100kWhと補正係数v=1と
を乗算することにより、診断基準値100kWhが求め
られる(S24)。実際の計測値が120kWhであっ
たとする。この場合、下記(2)のように上記(1)の
条件を満たしているので、電力量は正常と診断する(S
26)。 診断基準値(100)×r(0.7)<実際の計測値(120)< 診断基準値(100)×s(1.3) …(2)
S)、「正常」であることを出力部7に表示出力する
(S28)。また、補正係数格納部14の補正係数vを
変更する(S29)。具体的には、実際の計測値(12
0)÷基礎値(100)=1.2と、現状のv=1との
平均値1.1を新規の補正係数vとして、補正係数格納
部14に書き込む。更に、診断係数格納部4の診断係数
r,sを変更する(S30)。具体的には、実際の計測
値を補正係数に反映させたので、診断係数r,sを何れ
も0.01だけ1に近付けて、r=0.71,s=1.
29として、診断係数格納部4に書き込む。
3には基礎値B=100kWh、補正係数格納部14に
は補正係数v=1.1、診断係数格納部4には下限診断
係数r=0.71,上限診断係数s=1.29が夫々格
納されている。この基礎値B=100kWhと補正係数
v=1.1とを乗算することにより、診断基準値110
kWhが求められる(S24)。実際の計測値が77k
Whであったとする。この場合、下記(3)のように上
記(1)の条件を満たしていないので、電力量は異常と
診断する(S26)。 実際の計測値(77)<診断基準値(110)×r(0.71) …(3)
「異常」であることを出力部7に表示出力する(S3
1)。なお、異常であったので、補正係数及び診断係数
は変更しない。
に、基礎値格納部13には基礎値B=100kWh、補
正係数格納部14には補正係数v=1.1、診断係数格
納部4には下限診断係数r=0.71,上限診断係数s
=1.29が夫々格納されている。この基礎値B=10
0kWhと補正係数v=1.1とを乗算することによ
り、診断基準値110kWhが求められる(S24)。
実際の計測値が130kWhであったとする。この場
合、下記(4)のように上記(1)の条件を満たしてい
るので、電力量は正常と診断する(S26)。 診断基準値(110)×r(0.71)<実際の計測値(130)< 診断基準値(110)×s(1.29) …(4)
S)、「正常」であることを出力部7に表示出力する
(S28)。また、補正係数格納部14の補正係数vを
変更する(S29)。具体的には、実際の計測値(13
0)÷基礎値(100)=1.3と、現状のv=1.1
との平均値1.2を新規の補正係数vとして、補正係数
格納部14に書き込む。更に、診断係数格納部4の診断
係数r,sを変更する(S30)。具体的には、実際の
計測値を補正係数に反映させたので、診断係数r,sを
何れも0.01だけ更に1に近付けて、r=0.72,
s=1.28として、診断係数格納部4に書き込む。
値格納部13に格納される基礎値は変化しないこととし
たが、隣に大きなビルディングが建設された等、周囲環
境が大きく変化した場合には、その変化に合わせて基礎
値を変更することが好ましい。この際、その変更値とし
ては、初期値の場合と同様に各条件を考慮して求め直し
たシミュレーション結果を採用しても良いし、環境変化
後の実測値を採用しても良い。また、第3実施の形態の
具体例では、各月毎に基礎値,診断基準値等を異ならせ
るようにしたが、その期間は任意に設定して良く、各季
節(春夏秋冬)毎にそれらの値を異ならせるようにして
も良い。
した出力特性の値と、過去数年にわたる同月(または同
季節)の出力特性の計測結果の平均値とを単純に比較
し、その比較結果に基づいて太陽光発電システムの正常
/異常判断及び異常時の原因診断を行うようにしても良
い。
形態における太陽光発電システムの出力の正常/異常及
び異常の原因を診断する処理の詳細について説明する。
図7,図8は、その診断処理の動作手順、つまり、図2
のS4,図4のS16及び図6のS26のサブルーチン
を示すフローチャートである。
流電流,交流電圧,交流電流,電力,電力量)と基準出
力特性としての各診断基準値(直流電圧,直流電流,交
流電圧,交流電流,電力,電力量)とにおいて、下記
(5)の条件を満たすか否かを判断する(ステップS4
1)。なお、p,qは診断係数格納部4に格納されてい
る診断係数としての定数であり、例えばp=2,q=
0.5である。 診断基準値×p<計測値 または 診断基準値×q>計測値 …(5)
S)、計測異常と判断して(ステップS51)診断処理
は行わない。一方、(5)の条件を満たさない場合には
(S41:NO)、各計測値と各診断基準値とにおい
て、上記(1)の条件を満たすか否かを判断する(ステ
ップS42)。
YES)、太陽光発電システムは正常であると診断する
(ステップS52)。一方、(1)の条件を満たさない
場合には(S42:NO)、異常の原因を診断する以下
のような処理を行う。
電システム(設置場所:大阪市内,設置方位:西向き,
設置角度:30度,最大電力:3kW)の6月における
直流電圧の計測値と診断基準値との関係を示すグラフで
ある。図9のグラフでは、計測値と診断基準値とが
(1)の条件を満たすので正常であると診断する。一
方、図10のグラフでは、両者が(5)及び(1)の何
れの条件も満たしておらず、異常であると診断する。
れた太陽光発電システムにおける電力量の計測値と診断
基準値との関係を示すグラフである。図11のグラフで
は、計測値と診断基準値とが(1)の条件を満たすので
正常であると診断する。一方、図12のグラフでは、両
者が(5)の条件を満たさずまた13時〜16時の間で
(1)の条件を満たしておらず、異常であると診断す
る。
断し(ステップS43)、存在する場合には(S43:
YES)、インバータ23の異常と診断する(ステップ
S53)。また、インバータ変換効率(=交流電力量/
直流電力量)を求めて、その値が0.8〜0.97の範
囲に入っているか否かを判断する(ステップS44)。
入っていない場合には(S44:NO)、インバータ2
3の異常と診断する(S53)。
テップS45)、異常である場合には(S45:YE
S)、機器異常(具体的には太陽電池パネル21,出力
取出し用配線22の異常)と診断する(ステップS5
4)。この場合の診断例は、図10に該当する。交流電
圧が異常であるか否かを判断し(ステップS46)、異
常である場合には(S46:YES)、系統異常と診断
する(ステップS55)。交流電圧が所定範囲(101
±6V)を超えた場合には、パワー調節器24内にて調
整することが法制化されており、この調整機能による異
常と診断する。
た交流電力量とを比較する(ステップS47)。後者が
前者より多い場合(S47:YES)、基準電力量より
も計測電力量が多くなっているのでシステムとしては問
題なく、異常なしと診断する(ステップS56)。
た交流電力量とにおいて、両者が等しい時間帯があるか
否かを判断する(ステップS48)。その時間帯がある
場合(S48:YES)、住宅の周囲に存在する建造
物,植木等の物陰による出力低下の異常と診断する(ス
テップS57)。この場合の診断例は、図12に該当す
る。図12に示す例では、午前中には基準の電力量と計
測した電力量とは略等しいが、午後(13時〜16時の
間)になると、計測した電力量が基準の電力量より大幅
に低下しており、太陽の位置を考慮すると、この住宅の
西方に建造物,植木等の遮光物が存在して陰になり、出
力が低下していると考えられる。
比較する(ステップS49)。前者が後者より多い場合
(S49:YES)、物陰による出力低下の異常と診断
する(S57)。そうでない場合には(S49:N
O)、機器不良と診断する(ステップS58)。機器不
良としては、設置した太陽電池パネル21の出力が定格
値より若干少ない、配線が長くなって抵抗値が増した等
がある。
異常の診断基準及び異常原因の診断基準は一例であり、
他の診断基準を用いるようにしても良いことは勿論であ
る。
装置は、設置する太陽光発電システムに予め組み込まれ
ていても良いし、また、診断処理時に太陽光発電システ
ムに接続取付けするようにしても良い。また、第1〜第
3実施の形態にあってはパワー調整器24からの出力が
直接負荷26に供給される太陽光発電システムについて
説明したが、本発明はこれに限らず商用電力と系統連係
した太陽光発電システムにも適用できることは言うまで
もない。
あって、上述した第1,第2実施の形態における診断基
準値、第3実施の形態における基礎値は、設置条件を考
慮して求めるようにしたが、これらの条件が同一または
類似であるような他の太陽光発電システムが近傍に存在
する場合には、その太陽光発電システムにおける診断基
準値,基礎値または実際の出力特性(計測値)をそのま
ままたは微調整して、上記診断基準値,基礎値に使用す
ることは可能である。更に、そのような太陽光発電シス
テムが近くに存在しない場合でも、遠方に設置されてい
る稼動中の太陽光発電システムからそれらの情報を取得
することも可能である。
基づいて求められた正常稼動時の基準出力特性と実際の
稼動中の出力特性とを比較し、その比較結果に基づいて
出力の正常/異常を診断すると共に必要に応じて出力が
異常である場合の原因も診断するようにしたので、それ
らの正確な診断結果を迅速に得ることができる。
常稼動時の基準出力特性を算出し、算出した基準出力特
性と実際に計測した出力特性とを比較し、その比較結果
に基づいて出力の正常/異常を診断すると共に必要に応
じて出力が異常である場合の原因も診断するようにした
ので、それらの正確な診断結果を得ることができ、ま
た、設置条件に応じて基準出力特性を算出するため、多
くの基準出力特性を記憶しておく必要がなく、あらゆる
設置条件に対応することが可能となる。
設置条件として、少なくともその場所,その方位,その
角度,その構成を用いるようにしたので、正確な基準出
力特性のデータを得ることができ、その結果、診断結果
も正確なものを得ることが可能となる。
納しておくようにしたので、任意の時点において診断処
理を行うことができる。
しておき、その出力特性を考慮して太陽光発電システム
の出力の正常/異常を診断すると共に必要に応じて出力
が異常である場合の原因も診断するようにしたので、診
断対象の太陽光発電システム特有の特性の影響が盛り込
まれたそれらの正確な診断結果を得ることが可能とな
る。
て正常時の基準出力特性を求め、求めた基準出力特性と
実際に計測した出力特性とを比較し、その比較結果を考
慮して出力の正常/異常を診断するようにしたので、過
去の実際の出力特性に応じて基準出力特性を求めるた
め、夫々の太陽光発電システムに合った最適な基準出力
特性を容易に求めることができて、正確な診断結果を迅
速に得ることが可能となる。
期間毎で異なる基準出力特性を気象条件の季節変化を考
慮して設定するようにしたので、年間を通して常に最適
な基準出力特性を求めることができて、正確な診断結果
を迅速に得ることが可能となる。
場合には、その出力特性を次回の基準出力特性に反映さ
せず、出力特性が正常である場合にのみその出力特性を
次回の基準出力特性に反映させるようにしたので、精度
が高い基準出力特性を時系列的に得ることが可能とな
る。
特性として、少なくとも直流電圧,交流電圧,直流電力
量,交流電力量を用いるようにしたので、多面的な診断
を行うことができ、構成部品の異常による原因だけなく
他の原因も正しく診断することが可能となる。
るようにしたので、診断用のデータとして日射量のデー
タも取得でき、より多面的な診断を行うことができる。
特性が類似する他の太陽光発電システムから基準出力特
性を取得するようにしたので、より簡便に正確な基準出
力特性を得ることが可能となる。
て、太陽光発電システムの診断を行う場合の第1実施の
形態を示す模式図である。
置の動作手順を示すフローチャートである。
て、太陽光発電システムの診断を行う場合の第2実施の
形態を示す模式図である。
置の動作手順を示すフローチャートである。
て、太陽光発電システムの診断を行う場合の第3実施の
形態を示す模式図である。
置の動作手順を示すフローチャートである。
ートである。
ートである。
際に計測した出力特性(直流電圧)との関係を示すグラ
フである。
実際に計測した出力特性(直流電圧)との関係を示すグ
ラフである。
際に計測した出力特性(電力量)との関係を示すグラフ
である。
際に計測した出力特性(電力量)との関係を示すグラフ
である。
Claims (16)
- 【請求項1】 設置されている太陽光発電システムの出
力の正常/異常を診断する方法であって、前記太陽光発
電システムの設置条件に応じて求められる基準出力特性
と、稼動中の前記太陽光発電システムにおける出力特性
とを比較し、その比較結果に基づいて前記太陽光発電シ
ステムの出力の正常/異常を診断することを特徴とする
太陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項2】 設置されている太陽光発電システムの出
力の正常/異常を診断する方法であって、前記太陽光発
電システムの設置条件に応じて正常時の基準出力特性を
算出し、稼動中の前記太陽光発電システムにおける出力
特性を計測し、算出した前記基準出力特性と計測した前
記出力特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記太
陽光発電システムの出力の正常/異常を診断することを
特徴とする太陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項3】 前記太陽光発電システムの設置条件は、
その設置場所,その設置方位,その設置角度,その構成
の中の少なくとも一つを含む請求項1または2記載の太
陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項4】 太陽光発電システムの出力の正常/異常
を診断する方法であって、前記太陽光発電システムの既
存の出力特性の計測結果に基づいて、稼動中の前記太陽
光発電システムの出力の正常/異常を診断することを特
徴とする太陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項5】 前記既存の計測結果に応じて正常時の基
準出力特性を求め、稼動中の前記太陽光発電システムに
おける出力特性を計測し、求めた前記基準出力特性と計
測した前記出力特性とを比較し、その比較結果に基づい
て前記太陽光発電システムの出力の正常/異常を診断す
る請求項4記載の太陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項6】 一年を複数の期間に分割し、該複数の期
間夫々で異なる前記基準出力特性を求める請求項5記載
の太陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項7】 前記太陽光発電システムの出力が異常で
あると診断した場合には、そのときの出力特性を次回の
基準出力特性に反映させず、前記太陽光発電システムの
出力が正常であると診断した場合には、そのときの出力
特性を次回の基準出力特性に反映させる請求項5または
6記載の太陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項8】 太陽光発電システムの出力の正常/異常
を診断する方法であって、診断対象の第1太陽光発電シ
ステムとは異なる第2太陽光発電システムの出力特性の
計測結果に応じて前記第1太陽光発電システムの正常時
の基準出力特性を求め、稼動中の前記第1太陽光発電シ
ステムにおける出力特性を計測し、求めた前記基準出力
特性と計測した前記出力特性とを比較し、その比較結果
に基づいて前記第1太陽光発電システムの出力の正常/
異常を診断することを特徴とする太陽光発電システムの
診断方法。 - 【請求項9】 前記太陽光発電システムの出力が異常で
ある場合に、前記比較結果に基づいてその原因を診断す
る請求項1〜3または5〜8の何れかに記載の太陽光発
電システムの診断方法。 - 【請求項10】 前記基準出力特性及び前記出力特性
は、直流電圧,交流電圧,直流電力量,交流電力量の中
の少なくとも一つを含む請求項1〜9の何れかに記載の
太陽光発電システムの診断方法。 - 【請求項11】 設置されている太陽光発電システムの
出力の正常/異常の診断、及び/または、前記太陽光発
電システムの出力が異常である場合の原因の診断を行う
装置であって、前記太陽光発電システムの設置条件に応
じて予め求められた基準出力特性を格納する格納手段
と、稼動中の前記太陽光発電システムにおける出力特性
を計測する計測手段と、前記格納手段に格納されている
基準出力特性と前記計測手段にて計測した出力特性とを
比較する比較手段とを備えることを特徴とする太陽光発
電システムの診断装置。 - 【請求項12】 設置されている太陽光発電システムの
出力の正常/異常の診断、及び/または、前記太陽光発
電システムの出力が異常である場合の原因の診断を行う
装置であって、前記太陽光発電システムの設置条件の入
力を受け付ける入力手段と、該入力手段に入力された設
置条件に応じて前記太陽光発電システムの基準出力特性
を算出する算出手段と、稼動中の前記太陽光発電システ
ムにおける出力特性を計測する計測手段と、前記算出手
段にて算出した基準出力特性と前記計測手段にて計測し
た出力特性とを比較する比較手段とを備えることを特徴
とする太陽光発電システムの診断装置。 - 【請求項13】 前記計測手段にて計測した出力特性を
格納しておく格納手段を更に備える請求項11または1
2記載の太陽光発電システムの診断装置。 - 【請求項14】 太陽光発電システムの出力の正常/異
常の診断を行う装置であって、前記太陽光発電システム
の出力特性の計測結果を格納する格納手段と、該格納手
段に格納されている計測結果に基づいて前記太陽光発電
システムの出力の正常/異常を診断する診断手段とを備
えることを特徴とする太陽光発電システムの診断装置。 - 【請求項15】 前記診断手段にて前記太陽光発電シス
テムの出力が異常であることが診断された場合に、その
異常の原因を判断する判断手段を更に備える請求項14
記載の太陽光発電システムの診断装置。 - 【請求項16】 前記太陽光発電システムにおける日射
量を計測する日射量計測手段を更に備える請求項11〜
15の何れかに記載の太陽光発電システムの診断装置。
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