CN104270065A - 太阳能发电*** - Google Patents

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葛西智广
若松建吾
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Abstract

根据实施方式，太阳能发电***具备：太阳能电池阵列，排列有多个由多个太阳能电池单元构成的太阳能电池模组；摄像机，对所述太阳能电池阵列的表面进行红外线摄影；移动机构，使所述摄像机移动；监视用监视器，显示利用被所述移动机构移动的所述摄像机进行红外线摄影而得到的图像；以及控制装置，控制所述摄像机的红外线摄影及所述移动机构的移动。

Description

太阳能发电***
本申请是申请日为2010年11月18日、申请号为201080053901.7、发明名称为太阳能发电***的申请的分案申请。
技术领域
本发明的实施方式涉及使用太阳光来进行发电的太阳能发电***。
背景技术
在太阳能发电***中，利用逆变器将太阳能电池模组被光照射而产生的直流电力转换为交流电力后向电力***供给。太阳能发电***具备太阳能电池模组、连接箱、逆变器、升压变压器、交流断路器、联合用变压器及联合用断路器。
太阳能电池模组通过被光照射而产生直流电力。串联连接多个太阳能电池模组而构成了太阳能电池串列。太阳能电池串列对由各太阳能电池模组产生的直流电力进行累计，并输出至正极端子和负极端子之间。太阳能发电***具备多个太阳能电池串列，各太阳能电池串列的正极端子及负极端子连接于连接箱。
连接箱收集从多个太阳能电池串列送来的直流电力并送出至逆变器。逆变器将从连接箱送来的直流电力转换为交流电力，送出至升压变压器。升压变压器将从逆变器送来的交流电力转换成具有规定电压的交流电力，经由交流断路器向联合用变压器送出。联合用变压器将接收到的交流电力转换为适应于与***电力进行联合的电压，经由联合用断路器送出至***电力。另外，照射至太阳能电池模组的光越强则太阳能电池模组1的输出电流越大，从太阳能发电***得到的电力就越大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－201827号公报
专利文献2：日本特开2001－24204号公报
专利文献3：日本特开平8－64653号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述现有的太阳能发电***设置于室外，因此，在太阳能发电***所使用的太阳能电池模组中，会产生因鸟粪引起的表面玻璃的污损或因冰雹引起的表面玻璃的破损等无法预期的故障。结果，产生一部分的太阳能电池模组异常发热等问题。
此外，存在如下问题：若异常的太阳能电池模组被放置，则不能够获得所期待的发电量而导致投资回收延迟。此外，由于异常发热还会产生太阳能电池模组的背面被烧损等安全方面的问题。因此，在太阳能发电***中，需要进行检测太阳能电池模组的异常来确定出存在异常的太阳能电池模组的维护。
在太阳能电池模组中产生了问题的情况下，其输出电力及输出电流会降低，因此，通过监视输出电力或者输出电流能够检测出问题的产生。但是，在使用了输出例如1000KW以上的电力的大规模的太阳能发电***的情况下，太阳能电池模组的个数会增加。
因此，1个太阳能电池模组的异常所引起的输出降低相对是较小的，从而通过输出电力或者输出电流的监视来检测太阳能电池模组的异常变得困难。此外，通过一个一个地对太阳能电池模组以目视进行确认并且测定温度、电流及电压，能够确定出异常的太阳能电池模组。但是，在该情况下也是，若太阳能电池模组的数量增加则维护需要花费时间，成本变高。
本发明的技术问题在于提供一种能够发现太阳能电池模组的异常并容易地确定出异常的太阳能电池模组的太阳能发电***。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述技术问题，实施方式的太阳能发电***具备：太阳能电池串列，串联连接通过光照射而产生直流电力的太阳能电池模组而构成；以及连接箱，输入来自太阳能电池串列的直流电力。连接箱具备：直流电流检测器，检测在太阳能电池串列中流动的电流；计测装置，计测由直流电流检测器检测到的电流的电流值；以及数据发送装置，发送由计测装置计测到的电流值。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。
图2是表示第一实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的其他结构的图。
图3是表示第二实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。
图4是表示第二实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的其他结构的图。
图5是表示第三实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。
图6是表示第三实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的其他结构的电路图。
图7是表示第四实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。
图8是表示第一实施方式及第三实施方式所涉及的太阳能电池模组的输出降低的形态的图。
图9是表示第二实施方式及第四实施方式所涉及的太阳能电池模组的输出降低的形态的图。
图10是表示第五实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。
图11是表示第六实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的其他结构的图。
图12是用于说明在第七实施方式所涉及的太阳能发电***中使用的摄像机的图。
图13是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的结构的侧视图。
图14是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的变形例的结构的俯视图。
图15是用于说明第七实施方式所涉及的太阳能发电***的动作的1个例子的图。
图16是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的其他变形例的结构的图。
图17是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。
图18是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。
图19是局部地表示与第八实施方式所涉及的太阳能发电***共用的侵入监视***的结构的图。
图20是局部地表示通过图19所示的侵入监视***的摄像机对太阳能电池模组的高温部进行探测的太阳能发电***的结构的图。
图21是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的结构的图。
图22是表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的动作的流程图。
图23是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的变形例的结构的图。
图24是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的其他变形例的结构的图。
图25是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。
图26是表示图25所示太阳能发电***的变形例的图。
图27是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。太阳能发电***具备：太阳能电池模组、连接箱、逆变器、升压变压器、交流断路器、联合用变压器及联合用断路器。另外，在图1中，仅示出了多个太阳能电池串列8及连接箱2。
该太阳能发电***通过多个太阳能电池串列8与连接箱2连接而构成。多个太阳能电池串列8分别通过1个太阳能电池模组1构成或者多个太阳能电池模组1串联连接而构成。
连接箱2具备熔断器F、逆流防止二极管D、正电极P、负电极N、直流电流检测器10、计测装置11及数据发送装置12。各太阳能电池串列8的正极端子(+)经由熔断器F、直流电流检测器10及逆流防止二极管D与正电极P连接，负极端子(－)经由熔断器F与负电极N连接。熔断器F当在太阳能电池串列8和连接箱2之间流过过电流的情况下溶断，来保护连接箱2内部的电路及太阳能电池串列8。逆流防止二极管D阻止从太阳能电池串列8朝向正电极P流动的电流的逆流。
直流电流检测器10例如由变流器构成，将从太阳能电池串列8的正极端子(+)流出的电流检测为正值。表示由直流电流检测器10检测到的电流值的电流值信号被送出至计测装置11。计测装置11基于从各直流电流检测器10接收到的电流值信号来计测电流值，并送出至数据发送装置12。数据发送装置12以无线或有线的方式将表示从计测装置11接收到的电流值的电流数据发送至外部。
另外，如图2所示，也能够构成为，直流电流检测器10设于太阳能电池串列8的负极端子(－)侧，将流入至太阳能电池串列8的负极端子(－)的电流检测为正值。
接下来，说明如上述那样构成的第一实施方式所涉及的太阳能发电***的动作。各太阳能电池串列8所产生的电力，从其正极端子(+)输出而被供给至连接箱2。在连接箱2中，来自太阳能电池串列8的电流经由熔断器F、直流电流检测器10、逆流防止二极管D及正电极P被输出至连接箱2的外部。此时，从多个太阳能电池串列8的每个输出的电流的大小由直流电流检测器10来检测，作为电流值信号被送出至计测装置11。计测装置11基于来自各直流电流检测器10的电流值信号来计测电流值并向数据发送装置12送出，数据发送装置12将接收到的电流值发送至外部。
假设在太阳能电池串列8中存在输出降低了的太阳能电池模组1，那么从包含有该太阳能电池模组1的太阳能电池串列8输出的电流与从其他太阳能电池串列8输出的电流相比就会小。如图8所示，在直流电流检测器10检测到的电流值脱离了根据目的而设定的许可宽度的情况下，判断为在该太阳能电池串列8中包含有输出降低了的太阳能电池模组1，检测为异常。
这样，在第一实施方式所涉及的太阳能发电***中，能够按照每个太阳能电池串列8即时地检测到根据太阳能发电***的输出难以检测的、太阳能电池模组1输出的降低。此外，由于能够确定出存在有输出降低了的太阳能电池模组1的太阳能电池串列8，所以能够减少太阳能电池模组1的更换及维护操作所需要的时间和费用。此外，由于通过即时地检测太阳能电池模组1的输出降低，能够即时地更换输出降低了的太阳能电池模组1，所以能够抑制因太阳能电池模组1输出的降低引起的发电电力量的降低。此外，由于在各太阳能电池串列8中流动的电流值被数据发送装置12向外部发送，所以能够远程监视太阳能发电***。
如以上所说明的那样，根据第一实施方式所涉及的太阳能发电***，按照每个太阳能电池串列8即时地检测太阳能电池模组1中的输出的降低，因此，能够缩短输出降低的期间而提早投资回收，此外，由于能够远程监视而能够容易进行维护，能够降低运用成本。
(第二实施方式)
图3是表示第二实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构图。另外，图3仅示出了多个太阳能电池串列8及连接箱2。
该太阳能发电***仅就连接箱2的内部结构与第一实施方式所涉及的太阳能发电***不同，因此，主要说明与第一实施方式所涉及的太阳能发电***不同的部分。即，在第一实施方式所涉及的太阳能发电***中，为了检测从多个太阳能电池串列8输出的电流而仅使用1种直流电流检测器10，但是，在第二实施方式所涉及的太阳能发电***中，使用2种的直流电流检测器10a及直流电流检测器10b。
直流电流检测器10a对应于第一值电流检测器，例如由变流器构成，将从一部分、例如一半的太阳能电池串列8的正极端子(+)流出的电流检测为正值。直流电流检测器10b对应于第二值电流检测器，例如由变流器构成，将从一部分、例如另一半的太阳能电池串列8的正极端子(+)流出的电流检测为负值。表示由直流电流检测器10a及直流电流检测器10b检测到的电流值的电流值信号，被送出至计测装置11。
另外，如图4所示，也能够构成为，直流电流检测器10a及直流电流检测器10b设置于太阳能电池串列8的负极端子(－)侧，直流电流检测器10a将流入至太阳能电池串列8的负极端子(－)的电流检测为正值，直流电流检测器10b将流入至太阳能电池串列8的负极端子(－)的电流检测为负值。在该情况下，优选直流电流检测器10a的个数和直流电流检测器10b的个数相同。
接下来，说明如上述那样构成的第二实施方式所涉及的太阳能发电***的动作。各太阳能电池串列8所产生的电力，从其正极端子(+)输出而被供给至连接箱2。在连接箱2中，来自太阳能电池串列8电流，经由熔断器F、直流电流检测器10a或直流电流检测器10b、逆流防止二极管D、以及正电极P，被输出至连接箱2的外部。此时，从多个太阳能电池串列8的每个输出的电流的大小由直流电流检测器10a及10b分别检测，并作为电流值信号被送出至计测装置11。
计测装置11基于来自直流电流检测器10a及直流电流检测器10b的电流值信号对电流值进行合算而向数据发送装置12送出，数据发送装置12将接收到的电流值发送至外部。在太阳能发电***处于正常运转的情况下，从各太阳能电池串列8输出的电力大致相等，因此，直流电流检测器10a及直流电流检测器10b分别检测到的电流的正值及负值的绝对值大致相等。在该情况下，若设置成直流电流检测器10a的个数和直流电流检测器10b的个数相同，则向计测装置11输入的来自直流电流检测器10a的电流值及来自直流电流检测器10b的电流值的合计大致等于0。
在假设在太阳能电池串列8中存在有输出降低了的太阳能电池模组1的情况下，从包含有该太阳能电池模组1的太阳能电池串列8输出的电流与从其他太阳能电池串列8输出的电流相比要小。此时，在包含有输出降低了的太阳能电池模组1的太阳能电池串列8被连接于直流电流检测器10a的情况下，向计测装置11输入的来自直流电流检测器10a及直流电流检测器10b的电流值的合计减少。在包含有输出降低了的太阳能电池模组1的太阳能电池串列8被连接于直流电流检测器10b的情况下，向计测装置11输入的来自直流电流检测器10a及直流电流检测器10b的电流值的合计增加。
因此，如图9所示，在向计测装置11输入的来自直流电流检测器10a及直流电流检测器10b的电流值的合计脱离了根据目的而设定的许可宽度W的情况下，判断为太阳能发电***中包含有输出降低了的太阳能电池模组1，检测为异常(图9的B部分)。在检测到异常的情况下，比较来自直流电流检测器10a及直流电流检测器10b的电流值的绝对值，能够确定出成为脱离了根据目的而设定的许可宽度的起因的太阳能电池串列8。
这样，在第二实施方式所涉及的太阳能发电***中，能够以与第一实施方式所涉及的太阳能发电***同等的成本实现同等的功能。除此之外，与需要使用从直流电流检测器10输出的全部的电流值的第一实施方式所涉及的太阳能发电***相比，仅通过来自直流电流检测器10a及直流电流检测器10b的电流值的合计值就能够检测太阳能电池模组1的输出降低，因此，能够减少用于检测输出降低的负荷。
如以上所说明的那样，根据第二实施方式所涉及的太阳能发电***，能够按照每个太阳能电池串列8即时地检测太阳能电池模组1中的输出降低。因此，能够缩短输出降低的期间而提早投资回收，抑制因输出降低引起的太阳能电池模组1的发热影响而提高安全性，能够进行远程监视而容易进行维护，能够降低运用成本。进而，与第一实施方式所涉及的太阳能发电***相比，能够降低监视输出降低的***的负荷。
(第三实施方式)
图5是表示第三实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。另外，图5仅示出了多个太阳能电池串列8及连接箱2。
该太阳能发电***仅就连接箱2的内部结构与第一实施方式所涉及的太阳能发电***不同，因此主要说明与第一实施方式所涉及的太阳能发电***不同的部分。即，在第一实施方式所涉及的太阳能发电***中，多个直流电流检测器10针对多个太阳能电池串列8分别设置，但是在第三实施方式所涉及的太阳能发电***中，针对多个太阳能电池串列8仅设置1个直流电流检测器10c。
直流电流检测器10c例如由变流器构成，将从多个太阳能电池串列8的正极端子(+)流出的电流检测为正值。另外，在多个直流电流检测器10的每个检测来自多个太阳能电池串列8的电流的情况下，优选在各直流电流检测器10中成为检测对象的太阳能电池串列8的个数设定为相等。表示由该直流电流检测器10c检测到的电流值的电流值信号，被送出至计测装置11。
另外，如图6所示，能够构成为，直流电流检测器10c设于太阳能电池串列8的负极端子(－)侧，将流入至太阳能电池串列8的负极端子(－)的电流检测为正值。
接下来，说明如上述那样构成的第三实施方式所涉及的太阳能发电***的动作。各太阳能电池串列8所产生的电力，从其正极端子(+)输出而被供给至连接箱2。在连接箱2中，来自太阳能电池串列8的电流经由熔断器F、直流电流检测器10c、逆流防止二极管D及正电极P，被输出至连接箱2的外部。此时，将从多个太阳能电池串列8输出的电流进行合计后的电流的大小由直流电流检测器10c来检测，作为电流值信号被送出至计测装置11。计测装置11基于来自各直流电流检测器10c的电流值信号计算电流值并向数据发送装置12送出，数据发送装置12将接收到的电流值发送至外部。
在上述的太阳能发电***中，在太阳能电池串列8中存在有输出降低了的太阳能电池模组1的情况下，从包含有该太阳能电池模组1的太阳能电池串列8输出的电流与从其他太阳能电池串列8输出的电流相比要小。在该情况下，直流电流检测器10c检测到的电流值会降低。如图8所示，在直流电流检测器10c检测到的电流值脱离了根据目的而设定的许可宽度的情况下，判断为多个太阳能电池串列8的某个或某些中包含有输出降低了的太阳能电池模组1，检测为异常(图8的A部分)。
如以上所说明的那样，根据第三实施方式所涉及的太阳能发电***，能够获得与第一实施方式或者第二实施方式所涉及的太阳能发电***同样的效果，并且，能够减少直流电流检测器的个数，所以能够实现低成本化。
(第四实施方式)
图7是表示第四实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。另外，图7仅示出了多个太阳能电池串列8及连接箱2。
该太阳能发电***仅就连接箱2的内部结构与第一实施方式所涉及的太阳能发电***不同，因此主要说明与第三实施方式所涉及的太阳能发电***不同的部分。即，在第三实施方式所涉及的太阳能发电***中，对多个太阳能电池串列8设置有1个直流电流检测器10c，将从多个太阳能电池串列8的全部正极端子(+)流出的电流检测为正值，但是在第四实施方式所涉及的太阳能发电***中，将从多个太阳能电池串列8的一部分、例如一半的正极端子(+)流出的电流检测为正值，将从其他一部分、例如另一半的正极端子(+)流出的电流检测为负值。
即，直流电流检测器10c例如由变流器构成，使从多个太阳能电池串列8的一半正极端子(+)流出的电流沿一个方向流动，使从另一半正极端子(+)流出的电流沿相反方向流动，而使电流进行抵消，检测剩余的电流的大小。在该情况下，优选使电流沿一个方向流动的太阳能电池串列8的个数和使电流沿相反方向流动的太阳能电池串列8的个数被设为相同。表示由该直流电流检测器10c检测到的电流值的电流值信号被送出至计测装置11。
接下来，说明如上述那样构成的第四实施方式所涉及的太阳能发电***的动作。各太阳能电池串列8所产生的电力，从其正极端子(+)输出而被供给至连接箱2。在连接箱2中，来自太阳能电池串列8的电流经由熔断器F、直流电流检测器10c、逆流防止二极管D及正电极P，被输出至连接箱2的外部。此时，从多个太阳能电池串列8中的一半输出的电流在直流电流检测器10c中沿一个方向流动，从另一半输出的电流在直流电流检测器10c中沿相反方向流动。结果，直流电流检测器10c检测沿一个方向流动的电流和沿相反方向流动的电流相抵消后剩余的电流的大小，并作为电流值信号送出至计测装置11。因此，最理想的是，直流电流检测器10c检测到的电流为0。计测装置11基于来自各直流电流检测器10c的电流值信号计算电流值并向数据发送装置12送出，数据发送装置12将接收到的电流值发送至外部。
在太阳能发电***处于正常运转的情况下，从各太阳能电池串列8输出的电力大致相等，因此，直流电流检测器10c检测到的电流值大致相等。在该情况下，若使电流沿一个方向流动的太阳能电池串列8的个数和使电流沿相反方向流动的太阳能电池串列8的个数相同，则向计测装置11输入的直流电流检测器10的电流值大致为0。
在假设在太阳能电池串列8中存在有输出降低了的太阳能电池模组1的情况下，从包含有该太阳能电池模组1的太阳能电池串列8输出的电流与从其他太阳能电池串列8输出的电流相比要小。此时，包含有输出降低了的太阳能电池模组1的太阳能电池串列8的输出，在被直流电流检测器10作为正值检测的情况下，向计测装置11送出的电流值减少，在被直流电流检测器10作为负值检测的情况下，向计测装置11送出的电流值增加。
因此，如图9所示，在向计测装置11输入的直流电流检测器10的电流值脱离了根据目的而设定的许可宽度的情况下，判断为在太阳能发电***中包含有输出降低了的太阳能电池模组1，检测为异常。
如以上所说明的那样，根据第四实施方式所涉及的太阳能发电***，能够以同等的成本实现与第三实施方式所涉及的太阳能发电***同等的功能。此外，在第三实施方式所涉及的太阳能发电***中，直流电流检测器10c所需要检测的电流，是与直流电流检测器10c所连接的太阳能电池模组1的个数成正比的。因而，需要较大地设置直流电流检测器10的可检测电流，与此相对，在实施例4所涉及的太阳能发电***中，能够将直流电流检测器10c所检测的电流抑制成大致为0。因此，能够较小地设定直流电流检测器10c的可检测电流，能够实现成本减少。
(第五实施方式)
图10是表示第五实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。另外，该太阳能发电***通过在第一实施方式～第四实施方式所涉及的太阳能发电***中追加了监视部13而构成。
监视部13具备日照强度计14、信号处理部15、离散度监视部16、以及显示和/或记录处理部17。日照强度计14计测日照强度，作为日照强度数据送出至信号处理部15。
信号处理部15基于从日照强度计14送来的日照强度数据和从连接箱2的数据发送装置12送来的电流数据，执行规定的计算，并将结果送出至离散度监视部16。
离散度监视部16基于从信号处理部15送来的计算结果来监视数据值的离散度。表示该离散度监视部16中的监视结果的数据被送出至显示和/或记录处理部17。
显示和/或记录处理部17根据从离散度监视部16送来的数据，在离散度较大的情况下，检测到在太阳能发电***中存在输出降低了的太阳能电池模组1的情况并输出报警信号，显示产生了异常的太阳能电池串列8的号码，记录异常产生时刻、该太阳能电池串列号码，进而将异常内容信息发送至外部。
接下来，说明如上述那样构成的第五实施方式所涉及的太阳能发电***的动作。从数据发送装置12送来的电流数据所表示的电流值为I(1)、I(2)、···、I(n)。此外，从日照强度计14送来的日照强度数据所表示的日照强度为S(1)、S(2)、···、S(m)。
信号处理部15将从数据发送装置12送来的电流值I(1)、I(2)、···、I(n)，分别除以与太阳能电池串列8最接近的日照强度计14计测到的日照强度S(1)、S(2)、···、S(m)而进行除算，将通过该除算而得到的值Pf(1)、Pf(2)、···、Pf(n)向离散度监视部16送出。离散度监视部16以时序来监视Pf(1)～Pf(n)，求出其相对于某设定的值的统计学离散度，并向显示和/或记录处理部17送出。
显示和/或记录处理部17在这些Pf(1)～Pf(n)之中一部分Pf的离散度大于某设定的阈值的情况下，输出表示在太阳能发电***中检测出了输出降低了的太阳能电池模组1的意思的报警信号。显示和/或记录处理部17将与离散度超过了阈值的Pf连接的太阳能电池串列8，作为包含有输出降低了的太阳能电池模组1的太阳能电池串列8的候补，进行显示。此外，显示和/或记录处理部17记录Pf(1)～Pf(n)、报警信号的履历等。
如以上所说明的那样，根据第五实施方式所涉及的太阳能发电***，即使在日照强度发生了变化的情况下，也能够检测出在太阳能发电***中存在有输出降低了的太阳能电池模组1的情况，能够确定或圈定出包含有输出降低了的太阳能电池模组1的太阳能电池串列8。因而，能够进一步提高第一实施方式～第四实施方式所涉及的太阳能发电***所获得的效果。
(第六实施方式)
图11是表示第六实施方式所涉及的太阳能发电***的主要部分的结构的图。另外，该太阳能发电***构成为，从第五实施方式所涉及的太阳能发电***的监视部13中除去了日照强度计14，并且，追加了平均值计算部18。平均值计算部18计算从数据发送装置12送来的电流值I(1)、I(2)、···、I(n)的平均值Ave。该平均值计算部18计算出的平均值Ave被送出至信号处理部15。
接下来，说明如上述那样构成的第六实施方式所涉及的太阳能发电***的动作。从数据发送装置12送来的电流数据所表示的电流值为I(1)、I(2)、···、I(n)。
平均值计算部18计算从数据发送装置12送来的电流值I(1)、I(2)、···、I(n)的平均值Ave＝ΣI(k)/n并送出至信号处理部15。信号处理部15将从数据发送装置12送来的电流值I(1)、I(2)、···、I(n)向离散度监视部16送出并且将从平均值计算部18送来的平均值Ave向离散度监视部16送出。
离散度监视部16以时序来监视从数据发送装置12送来的电流值I(1)～(n)，求出其相对于从平均值计算部18经由信号处理部15送来的平均值Ave的统计学离散度，并向显示和/或记录处理部17送出。显示和/或记录处理部17在电流值I(1)、I(2)、···、I(n)之中一部分电流值I的离散度大于某设定的阈值的情况下，输出表示在太阳能发电***中检测出了输出降低了的太阳能电池模组1的意思的报警信号。显示和/或记录处理部17将与检测到离散度超过了阈值的电流值的直流电流检测器连接的太阳能电池串列8，作为包含有输出降低了的太阳能电池模组1的太阳能电池串列8的候补进行显示。此外，显示和/或记录处理部17对电流值I(1)、I(2)、···、I(n)、报警信号的履历等进行记录。
如以上所说明的那样，根据第六实施方式所涉及的太阳能发电***，在实现与第五实施方式所涉及的太阳能发电***同等的功能的同时，能够省略日照强度计14，所以能够实现低成本的太阳能发电***。
(第七实施方式)
图12是用于说明第七实施方式所涉及的太阳能发电***中使用的摄像机的图。摄像机20由红外线摄像机构成，具有对可见光及红外光进行摄影的功能。
摄像机20例如由高精密CCD摄像机构成，按照来自由例如微型计算机构成的控制装置21的指示，除了进行对可见光的摄影之外，还检测红外线并将其可视化成红色等，显示于监视用监视器22。
这样的摄像机20所摄影到的图像由多个像素构成。可检测的观测对象物的图像的最小检测尺寸是由摄像机20的像素数、与观测对象物之间的距离及镜头的焦点距离来唯一地决定的。即，若与观测对象物之间的距离变大，则最小检测尺寸变大。在想要利用图像来捕捉太阳能电池模组1的发热部位的情况下，若该最小检测尺寸a比1个太阳能电池单元的图像的尺寸b还要大，则很难进行太阳能电池单元的确定。
在使用图像来对太阳能电池阵列进行检查的情况下，若从远方进行摄影，则摄影张数变少，检查时间得以缩短，因此比较好。但是，如果离得太远则如上述那样不能够通过1个像素捕捉到1个太阳能电池单元，检测精度降低。
因此，摄像机20被配置在使得通过对太阳能电池阵列的表面进行红外线摄影而得到的图像的1像素的大小、即最小检测尺寸a比1个太阳能电池单元的图像的尺寸b小的位置。
图13是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的结构的侧视图。在使用太阳能电池阵列19的图像来进行检查的情况下，若摄入了与太阳能电池阵列19接近的发热体、或者拍摄到了观测装置的影子则可能会影响到检查结果。因此，为了提高检查精度，优选取得尽可能好的图像。
在图13所示的太阳能发电***中，为了使从太阳能电池阵列19至摄像机20的距离保持为恒定而铺设有导轨23，观测装置沿着该导轨23进行移动。观测装置由摄像机20、搭载有摄像机20的移动台车24以及设于移动台车24的车轮25构成。
此外，为了使得即使在1年之中太阳高度最低的冬至时搭载于移动台车24的摄像机20等的影子也不会被摄入在图像中，对观测装置的高度L进行了限制。另外，导轨23、移动台车24及车轮25对应于移动机构。
图14是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的变形例的结构的俯视图。如该太阳能发电***所示，设置有2台摄像机20。能够将摄像机20配置成使得2台摄像机20之中的哪一台摄像机20的图像中都不会摄入有观测装置的影子。图14示出了在摄像机20(L)的图像中没有摄入有影子的状态的例子。这样得到的图像在进行图像处理方面是优选的。另外，图像可以被摄影成静止图像，也可以被摄影成动态图像。
图15是用于说明第七实施方式所涉及的太阳能发电***的动作的1个例子的图。如图15(a)所示，若在白天正在发电时、即负荷L正在被供给直流电力时，由摄像机20对太阳能电池阵列19的表面进行摄影，则有时会确认出一部分的太阳能电池单元或布线部分的温度上升。
这是因为，在由于太阳能电池单元的性能偏差、布线连接部的裂纹或者局部的影子(不透明物向太阳能电池面板表面的附着P)等而产生了短路电流的失配(mismatch)的情况下，该太阳能电池单元作为电气负荷而作用，由于阻抗增加而会呈现异常发热的现象(热点(hot spot))Q。
另一方面，如图15(b)所示，若在夜间处于发电停止时从直流电源E向太阳能电池阵列19流动电流，由摄像机20对太阳能电池阵列19进行摄影，则不会产生由如白天摄影时那样的局部的影子引起的发热。而只会得到因布线连接部的裂纹那样的太阳能电池阵列19的故障引起的发热的图像。
如上所述，通过比较处于发电中的图像和处于发电停止中的图像，例如能够将由不透明物向太阳能电池面板表面的附着带来的局部影子的影响排除掉。由此，能够提高太阳能发电***的检查精度。
图16是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的其他变形例的结构的图。该太阳能发电***在与构成太阳能电池阵列19的多个串列A～E分别对应的多个位置的导轨23的附近，配设有位置传感器26。此外，太阳能发电***具备：开关SW，控制是否从直流电源E向串列供给直流电力；以及控制部27，根据从位置传感器26送来的信号，生成对开关SW的接通断开进行控制的信号。
在上述结构中，若位置传感器26检测到在导轨23上移动过来的移动台车24，则将表示该情况的信号送出至控制部27。控制部27若从位置传感器26接收到信号，则生成将开关SW设为接通的信号并向该开关SW送出。由此，只有与搭载着摄像机20的移动台车24(观测装置)相对置的串列，被从直流电源E供给电流。根据以上结构，仅在观测装置接近时才对串列进行通电，因此，与向全部串列中流动电流的情况相比经济性好。
图17是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。该太阳能发电***在观测装置中设有自行装置，通过远程操作来控制该自行装置，由此使观测装置自动地移动。由此，由摄像机20对各串列的图像进行摄影，对通过该摄影得到的图像进行分析。根据其分析结果，在包含有热等级超过了预先设定的阈值的图像的情况下判断为故障，并显示该情况。
从该图像的分析起至结果的显示为止的处理，能够使用摄像机20所内藏的功能来实现。另外，该处理例如也能够通过在个人计算机中使用获取图像并进行图像分析的软件来实现。根据该结构，以自动或半自动的方式来进行检修，因此能够减少用于检修的劳力。
图18是表示第七实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。该太阳能发电***在观测装置中设有自行装置，并且，具有监视多个串列A～E各自的输出的输出监视装置28。在输出监视装置28中，当在某个串列中检测到了输出降低的情况下，自行装置使观测装置移动到与被检测到输出降低的串列相对置的位置。摄像机20对该串列进行摄影，对通过该摄影得到的图像进行分析。
根据其分析结果，在包含有热等级超过了预先设定的阈值的图像的情况下判断为故障，并显示该情况。根据该结构，能够以自动或半自动的方式进行检修，因此能够减少用于检修的劳力。
(第八实施方式)
图19是局部地表示与第八实施方式所涉及的太阳能发电***共用的侵入监视***的结构的图。侵入监视***监视向太阳能电池阵列区29的侵入者。在该侵入监视***中，在太阳能电池阵列区29的周围，以相互的视野不产生间隙的方式配置有多个摄像机20，各摄像机20每一定时间或连续地对太阳能电池阵列区29进行摄影以便识别向太阳能电池阵列区29内部的侵入者，并记录通过该摄影得到的影像。
图20是局部地表示图19所示的侵入监视***的多个摄像机20所一并设置的或被兼用作的、通过摄像机20对太阳能电池模组1的高温部30a进行探测的太阳能发电***的结构的图。在该太阳能发电***中，摄像机20具有对可见光及红外光进行摄影的功能。
摄像机20例如由分辨率高且镜头能够望远的高精密CCD摄像机构成，除了对可见光进行摄影之外，还能够检测红外线并将其可视化为红色等，摄影到的图像被显示于监视用监视器22。该摄像机20的视野31a为一定范围，但是由于摄像机20能够旋转，因此，能够监视很广的区域。
在图20所示的太阳能发电***中，摄像机20若在对构成太阳能电池阵列的太阳能电池模组的表面进行监视时通过红外线检测出高温部30a，则调节自己的旋转角度，以使该高温部30a处于摄像机20的视野的左右中央。用户通过观察在监视用监视器22上显示的太阳能电池阵列区29及其周围的图像，能够通过目视来确定出太阳能电池模组的高温部31a的位置。
通过该结构，用户能够掌握由于故障而形成了高温部31a的太阳能电池模组在太阳能电池阵列区内所处的位置。
图21是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的结构的图。该太阳能发电***在太阳能电池阵列区29的一侧，左右地配设有2台摄像机20。2台摄像机20分别通过旋转机构(省略了图示)被旋转而对太阳能电池阵列区29进行扫描，并具备通过红外线来检测太阳能电池模组的高温部30a并且检测旋转角度的角度检测机构(省略了图示)。旋转机构对应于移动机构。
接下来，参照图22所示的流程图来说明该第八实施方式所涉及的太阳能发电***的动作。首先，左侧的摄像机20被旋转(步骤S1)。即，通过未图示的旋转机构使摄像机20旋转。接着，调查是否发现了高温部(步骤S2)。
即，摄像机20一边对太阳能电池模组的表面进行摄影一边进行监视，在该监视过程中调查是否通过红外线检测到了高温部30a。若在步骤S2中，发现了高温部30a，则摄像机20通过旋转机构调节自己的旋转角度，使得高温部30a处于视野的左右中央。然后，处理进入步骤S5的处理。
另一方面，在步骤S2中未发现高温部的情况下，使右侧的摄像机20旋转(步骤S3)。步骤S3的处理与上述步骤S1的处理相同。接着，调查是否发现了高温部(步骤S4)。步骤S4的处理与步骤S2的处理相同。若在步骤S4中发现了高温部30a，则摄像机20通过旋转机构调节自己的旋转角度，使得高温部30a处于视野的左右中央。然后，处理进入步骤S5的处理。
在步骤S5中，检测左侧的摄像机20的角度。即，通过角度检测机构，检测此时的左侧的摄像机20的旋转角度，作为旋转角度信息送出至监视装置32。接着，检测右侧的摄像机17的角度(步骤S6)。即，通过角度检测机构，检测此时的右侧的摄像机20的旋转角度，作为旋转角度信息送出至监视装置32。
接着，进行坐标的计算(步骤S7)。即，监视装置32若被从2台摄像机20送来了在太阳能电池模组的高温部30a被检测到时的旋转角度信息，则求出由旋转角度信息所表示的2个旋转角度方向的交点。由此，将该交点与太阳能电池阵列区7内的位置建立关联，将作为其结果而得到的太阳能电池模组的高温部30a的位置坐标显示于监视用监视器22。
通过以上结构，用户能够掌握由于故障而形成了高温部30a的太阳能电池模组在太阳能电池阵列区内所处的位置。
图23是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的变形例的结构的图。该太阳能发电***具备1台摄像机20。摄像机20具备广角镜头，能够监视太阳能电池阵列区29的整个区域。此外，虽然省略了图示，但在太阳能电池阵列区29的一部分安设的位置显示板上显示有编号。
在图23所示的太阳能发电***中，摄像机20同时监视太阳能电池阵列区29的整个区域，并显示于监视用监视器22。摄像机20若通过红外线检测到在监视区域内具有高温部的情况，则通过可见光对位置显示板的编号进行摄影并显示于监视用监视器22。由此，确定出发生故障的模组的位置。
通过该结构，用户能够掌握由于故障而形成了高温部30a的太阳能电池模组1在太阳能电池阵列区29内所处的位置。
图24是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的其他变形例的结构的图。在该太阳能发电***中，摄像机20搭载于无人飞翔装置34上，通过在太阳能电池阵列区29上方进行飞翔，检测由于太阳能电池模组的故障而形成的高温部30a，根据在太阳能电池阵列区上所标识的位置信息，确定出故障的太阳能电池模组的位置。
在图24所示的太阳能发电***中，搭载于无人飞翔装置34的摄像机20在太阳能电池阵列区29上方依次进行探索，通过红外线检测因太阳能电池模组1的故障引起的高温部30a。在被可见光摄影且发生了故障的太阳能电池模组的附近所显示的位置信息，被显示于监视用监视器22。用户通过目视来确认在监视用监视器22上显示的内容，由此确定出故障的太阳能电池模组的位置。
通过该结构，用户能够掌握由于故障而形成了高温部30a的太阳能电池模组1在太阳能电池阵列区29内所处的位置。
图25是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。图25(a)示出了对太阳能电池阵列19配置有对太阳能电池模组背面进行监视的带广角镜头的红外线摄像机35的形态。在该太阳能发电***中，如图25(b)所示，带广角镜头的红外线摄像机35设置于在基座36之上设置的架台37。图26(a)及图26(b)示出了在架台37上设置了多台监视太阳能电池模组背面的带广角镜头的红外线摄像机35的结构。
在图25所示的太阳能发电***中，对太阳能电池阵列19的背面，带广角镜头的红外线摄像机35一边进行摄影一边进行监视。由此，检测出故障的太阳能电池模组的背面成为高温的情况，将检测信息显示于监视用监视器22并且将被检测出高温部30a的太阳能电池模组的位置信息显示于监视用监视器22。
通过该结构，用户能够掌握由于故障而形成了高温部30a的太阳能电池模组1在太阳能电池阵列区29内所处的位置。
图27是局部地表示第八实施方式所涉及的太阳能发电***的又一其他变形例的结构的图。该太阳能发电***具备：沿着架台37配置的多台带广角镜头的红外线摄像机35、计测装置11a、发送装置12a、以及对串联连接太阳能电池模组而成的串列1各自的直流电流进行计测的直流CT(变流器)。计测装置11a、发送装置12a及直流CT设置于连接箱2的内部。
在该太阳能发电***中，多台带广角镜头的红外线摄像机35对全部的太阳能电池模组的背面进行观测，将表示摄影到的图像的信号送出至计测装置11a。此外，多个直流CT将通过计测由多个串列1产生的直流电流而得的信号送出至计测装置11a。
计测装置11a生成以预先设定的时间间隔将来自多台带广角镜头的红外线摄像机35的信号和来自多个直流CT的信号变换为规定的信号信息的排列方式后的信号，并经由发送装置12a发送至上位监视装置(未图示)。
上位监视装置确定输出了相对于其他电流值离散了规定的设定值以上的直流电流的太阳能电池模组。若在从多台带广角镜头的红外线摄像机35得到的图像中存在成为高温的太阳能电池模组，则上位监视装置对该太阳能电池模组的位置进行确定。
然后，基于从多台带广角镜头的红外线摄像机35得到的图像和从多台直流CT得到的信号，确定处于故障的太阳能电池模组的位置，并将位置信息显示于监视用监视器22。
通过该结构，用户能够可靠地掌握在太阳能电池阵列区内，由于故障而形成了高温部且输出电流比其他太阳能电池模组小的太阳能电池模组的位置。
说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子而示出，不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的宗旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和宗旨内，并且，也包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

Claims (11)

1.一种太阳能发电***，其中，具备：
太阳能电池阵列，排列有多个由多个太阳能电池单元构成的太阳能电池模组；
摄像机，对所述太阳能电池阵列的表面进行红外线摄影；
移动机构，使所述摄像机移动；
监视用监视器，显示利用被所述移动机构移动的所述摄像机进行红外线摄影而得到的图像；以及
控制装置，控制所述摄像机的红外线摄影及所述移动机构的移动。
2.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述移动机构具备：
导轨；以及
移动台车，搭载着所述摄像机在所述导轨上移动。
3.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述监视用监视器显示利用所述摄像机对处于向外部供给发电电流的状态的所述太阳能电池阵列的表面进行红外线摄影而得到的图像、以及利用所述摄像机对处于从外部被供给电流的状态的所述太阳能电池阵列的表面进行红外线摄影而得到的图像。
4.如权利要求3所述的太阳能发电***，其中，
所述太阳能电池阵列在白天向外部供给发电电流，在夜间从外部被供给电流。
5.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述太阳能电池阵列通过排列有多个由所述多个太阳能电池模组构成的所述串列而构成，仅对与被所述移动机构移动的所述摄像机对置的所述串列从外部供给电流。
6.如权利要求5所述的太阳能发电***，其中，具备：
输出监视装置，监视各串列的输出；
所述移动机构使所述摄像机移动到能够对由所述输出监视装置检测到输出降低了的情况的所述串列进行摄影的位置。
7.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述摄像机由多台摄像机构成，各摄像机配置成能够获得未摄入有其他摄像机影子的图像。
8.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述摄像机配置在使得通过对所述太阳能电池阵列的表面进行红外线摄影而得到的图像的1个像素的大小比1个太阳能电池单元的图像小的位置。
9.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述摄像机配置成一整年中自己的影子都不会映照在所述太阳能电池阵列的表面上。
10.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述移动机构使所述摄像机转动；
所述控制装置根据在利用被所述移动机构转动的所述摄像机进行摄影而得到的图像中是否存在高温部，来检测故障的有无。
11.如权利要求1所述的太阳能发电***，其中，
所述摄像机对所述太阳能电池阵列的背面进行红外线摄影；
所述控制装置根据在利用所述摄像机进行摄影而得到的图像中是否存在高温部，来检测故障的有无。
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