TOP > 国内特許検索 > 太陽電池アレイの診断方法、及びパワーコンディショナ

太陽電池アレイの診断方法、及びパワーコンディショナ コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P130009831
掲載日 2013年8月13日
出願番号 特願2009-217504
公開番号 特開2011-066320
登録番号 特許第5403608号
出願日 平成21年9月18日(2009.9.18)
公開日 平成23年3月31日(2011.3.31)
登録日 平成25年11月8日(2013.11.8)
発明者
  • 平田 陽一
出願人
  • 学校法人東京理科大学
発明の名称 太陽電池アレイの診断方法、及びパワーコンディショナ コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】長期の実使用状態においても、太陽照射時の発電を妨げることなく太陽電池アレイの電気特性を診断して、太陽電池アレイの故障を早期に発見する。
【解決手段】太陽電池20及びバイパスダイオード21を備えた複数の太陽電池モジュール14とブロッキングダイオード18とを直列接続した太陽電池ストリングス16を、複数個並列に接続した太陽電池アレイ12の、太陽電池ストリングス16のブロッキングダイオード18を除いた測定対象部位に、太陽電池が発電していない時間帯において、太陽電池ストリングス16毎に充電した入力コンデンサ26を接続して放電させ、放電時に測定対象部位の電圧及び電流を電圧センサ24及び電流センサ22で測定し、測定した電圧及び電流から得られるI-V特性の変化に基づいて、測定対象部位の電気特性を診断する。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要


従来より、日射強度、セル温度、及び太陽光スペクトル分布等の定められた環境因子下における太陽電池の電流-電圧特性を測定することで、太陽電池の状態を分析することが行われている。



例えば、太陽電池の電流-電圧特性を計測し、計測された電流-電圧特性を所定の基準状態に換算し、基準状態に換算された上記電流-電圧特性と、予め記憶しておいた複数の基準特性のそれぞれとを比較し、計測された電流-電圧特性がいずれの基準特性に最も近似するかを判定する太陽電池の特性評価装置が提案されている(特許文献1、及び特許文献2参照)。



また、太陽電池に光照射が行われていない場合に、太陽電池にバイアス電圧を印加して、太陽電池の特性試験を実施する太陽電池の検査方法が提案されている(特許文献3参照)。



また、太陽電池の寿命は、一般的に20年といわれており、故障が生じた場合には、長期にわたって大きな電力損失を招くおそれがあるため、迅速なシステムの保守、及び点検が重要になる。特に、複数の太陽電池セルで構成された複数の太陽電池モジュールが直並列に接続された太陽電池アレイにおいては、1つの太陽電池モジュールの故障により太陽電池アレイ全体が影響を受ける。具体的には、太陽電池モジュールを直列にx枚接続し、並列にy枚接続した太陽電池アレイでは、1つの太陽電池モジュールの故障により、直列(x-1)枚×並列y枚の太陽電池アレイか、直列x枚×並列(y-1)枚の太陽電池アレイと同等の発電性能になってしまう。すなわち、故障していない太陽電池モジュールについては、(y-1)並列枚数分か、(x-1)直列枚数分が発電に寄与できないことになる。このように1枚の太陽電池モジュールの故障であっても、大きな電力損失につながるため、早期に太陽電池モジュールの故障を発見する必要がある。

産業上の利用分野


本発明は、太陽電池アレイの診断方法、及びパワーコンディショナに係り、特に、長期実使用状態における太陽電池アレイの電気特性を診断することができる太陽電池アレイの診断方法、及びパワーコンディショナに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数のセルを接続した太陽電池及び該太陽電池の故障時に通電されるバイパスダイオードを備えた複数の太陽電池モジュールとブロッキングダイオードとを直列接続した太陽電池ストリングスを、複数個並列に接続した太陽電池アレイの電気特性を診断する太陽電池アレイの診断方法であって、
前記太陽電池ストリングスの前記ブロッキングダイオードを除いた測定対象部位に、前記太陽電池が発電していない時間帯において、前記太陽電池ストリングス毎に充電したコンデンサを接続して放電させ、
放電時に前記測定対象部位の電圧及び電流を測定し、
測定した電圧及び電流から得られる電流-電圧特性の変化に基づいて、前記測定対象部位の電気特性を診断する
太陽電池アレイの診断方法。
【請求項2】
前記測定対象部位に、前記太陽電池の等価回路におけるダイオードの順方向に放電された場合には、前記電流-電圧特性の傾きの変化に基づいて、前記測定対象部位の前記太陽電池の電気特性を診断し、前記測定対象部位に、前記バイパスダイオードの順方向に放電された場合には、前記電流-電圧特性のパターンの変化に基づいて、前記測定対象部位の前記バイパスダイオードの電気特性を診断する請求項1記載の太陽電池アレイの診断方法。
【請求項3】
複数のセルを接続した太陽電池及び該太陽電池の故障時に通電されるバイパスダイオードを備えた複数の太陽電池モジュールとブロッキングダイオードとを直列接続した太陽電池ストリングスを、複数個並列に接続した太陽電池アレイの電気特性を診断する機能を備えたパワーコンディショナであって、
コンデンサと、
前記コンデンサを充電する充電手段と、
前記太陽電池ストリングスの前記ブロッキングダイオードを除いた測定対象部位に、前記太陽電池が発電していない時間帯において、前記太陽電池ストリングス毎に充電した前記コンデンサを接続する接続手段と、
前記コンデンサの放電時に前記測定対象部位の電圧及び電流を測定する測定手段と、
測定した電圧及び電流から得られる電流-電圧特性の変化に基づいて、前記測定対象部位の電気特性を診断する診断手段と、
を含むパワーコンディショナ。
【請求項4】
前記診断手段は、前記測定対象部位に、前記太陽電池の等価回路におけるダイオードの順方向に放電された場合には、前記電流-電圧特性の傾きの変化に基づいて、前記測定対象部位の前記太陽電池の電気特性を診断し、前記測定対象部位に、前記バイパスダイオードの順方向に放電された場合には、前記電流-電圧特性のパターンの変化に基づいて、前記測定対象部位の前記バイパスダイオードの電気特性を診断する請求項3記載のパワーコンディショナ。
【請求項5】
前記コンデンサは、前記太陽電池の発電時に用いられる入力コンデンサであり、前記測定手段は、前記太陽電池の発電時に出力電力を調整する際に用いられる電流センサ及び電圧センサである請求項3または請求項4記載のパワーコンディショナ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2009217504thum.jpg
出願権利状態 登録
上記の特許・技術に関心のある方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close