JP2006310780A - 太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 表示装置を備えた太陽光発電システムにおいて、利用者が関心を失わず、異常や故障の診断精度の向上と早期発見ができる太陽光発電システムを提供すること。
【解決手段】 太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記太陽電池の発電データの表示を行う表示装置と、発電データを記録するメモリ部と、発電データを演算する処理部とを備えた太陽光発電システムであって、前記太陽電池の発電データをメモリ部に記録し、前記発電データに所定以上の変化があった場合、変化があった旨の表示を行うようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ユーザーが関心を持ちやすい表示方法およびユーザーがそれと認識せずとも発電量向上・不具合判定が可能な機能を有する太陽光発電システムに関するものである。

従来の太陽光発電システムにおける発電電力や売買電電力の表示方法について、図１に基づき説明する。

太陽電池１により光電変換された発電電力は接続箱２にて集められ電力変換装置３に入力される。前記電力変換装置３は交流分電盤４を介して商用電源５あるいは家庭用負荷６に接続されており、前記発電電力を商用電源５に逆潮流あるいは家庭用負荷６へ電力供給を行なうものである。太陽光発電システムでは前記太陽電池１の発電電力等を見るために電力変換装置３の本体に内蔵もしくは、表示装置７のような表示部を電力変換装置３とは別設置で設け、発電状況や異常運転が視認できるようにしている。一般に、電力変換装置３は放熱や屋内電気配線との接続の兼ね合いから、天井近くや玄関ホールや洗面所などの、接続箱２からの送電線を引き込みやすく、かつ交流分電盤４に近い場所に設置される場合が多く、電力変換装置３本体に設けられた表示部では利用者が意図して確認しに行かない限り視認しにくい。そこで、利用者が見やすいように前記表示装置７を前記電力変換装置３とは別設置にて備え、視認の容易な場所に設置するのが好適である。一方、前記表示装置７と前記電力変換装置３を分離した場合には、発電電力などの情報をやり取りするデータ通信用のケーブルの引き回しが家屋内の美観を損なったり、壁内配線の施工が困難であったり、信号減衰による引き回し距離の制限などの問題が生じる。そこで、前記電力変換装置３内もしくは外部に送信部８を設け、前記表示装置７内もしくは外部に受信部９を備えることにより無線通信にてデータの転送を行い、表示部９に発電電力や積算電力などの情報を表示するようにしたものが好適である。

このようにして視認されやすい環境において表示装置７に定期的に発電電力や消費電力をグラフや数値で表示し、視覚的に消費、発電電力の差を認識し、ＣＯ２排出量の削減効果や、電力の無駄遣いを知ることで、利用者の節電への意識を常に喚起するように働きかけることができる。

また、他の表示内容としては太陽光発電システムの異常や故障に関しても表示を行えるようにしているものも多く、電力変換装置の異常や故障、商用電力系統の異常や故障について表示がされるので、異常や故障が発生した場合においても即座に認識することができる。

ところが、太陽光発電システムの発電電力や消費電力のデータを視覚的にとらえるためにグラフ表示や数字表示を行った場合、具体的な問題提示などは無く、比較的抽象的な表示（表現）となってしまうため、専門的な知識の無い利用者は漠然と電力量の変化をとらえるに留まっている。また、太陽光発電システムにおいて表示される内容は積算発電電力量や消費発電電力量、瞬時発電電力量がメインであり、これらの数値データは太陽光発電システムの太陽電池の設置容量、設置方位や設置角度などの状態、設置地域の気象条件によって数値の変化の幅がある程度定まってしまう。そのため、太陽光発電システムを設置した直後は、蓄積されるデータが斬新な印象を与え、また、データの変化に対する予備知識が無いため、積算発電電力量や消費発電電力量、瞬時発電電力量に関心を持ち、データの変化の有無を知るため表示装置を注視するのであるが、ある程度データの変化の内容を理解してしまうと、同様の変化に新鮮味が無くなってしまい、表示装置を確認しようという意欲が薄れ、表示装置の設置意義である電力量に係る表示のみならず各種異常発生についての警告の伝達までもが遅れることになってしまう。

また、異常や故障が発生した場合には至急にその原因となる事象を取り除かなければならないが、従来はただ単純に異常や故障の内容を表示して発生を知らせるのみであり、異常や故障が発生した事象は認識できるが原因まではユーザーが認識できないため、太陽光発電システムに関する専門的な知識を持つ、メーカーや販売会社に連絡を行い、対処を待たなければならないという煩わしさがあった。また、メーカーや販売会社側においても、現場の状況を把握してからでないと対応方法がわからず、修復に必要な部品が揃わず再度出直すなどの手間がかかっていた。

このような問題を解決する手段として、発電電力量や消費電力量を基に、グラフや数値のほかにアニメーションを用いて表示することによって、変化に富んだ変化を持たせることによって利用者の視認性を高めようとする表示装置システムの方法が提案されている（例えば参考文献１を参照）。

また、太陽光発電システムの異常や故障を判定することについては、さまざまな計測機器や複雑なプログラムを駆使することによって、故障原因を診断する表示方法が提案されている（例えば参考文献２を参照）。

さらに、常時情報通信網を介して、太陽光発電システムの状態を監視する方法が考えられている（例えば参考文献３を参照）。
特開２００２−２９７２２９号公報 特開２００１−３２６３７５号公報 特開２００２−３０５８４４号公報

しかしながら、例えば積算発電電力量や消費発電電力量、瞬時発電電力量といった発電や消費に関する表示内容以外に、ＣＯ２の削減量などのように具体的な環境指数を用いて表示を行ったとしても、環境貢献に対する意欲が持続していても表示装置の数値を見続けることにはならない。

また、特許文献１のようにアニメーションを用いて太陽光発電システムのおける数値的データの表示を変化に富んだものにして、利用者が表示に対する関心を失わないような表示としたとしても、アニメーションパターンも有限であり、利用者の太陽光発電システムの表示に関する関心を持続させるのは困難である。

例えば、この問題を解決する手段として、積算電力量に応じて特殊な画面や音楽を鳴らして能動的に喚起を行ない、表示内容への関心がなくなるのを防ぐ機能を持たせるなどしている場合や、積算電力量をＣＯ２換算表示や、森林伐採削減量表示で表現し、使用者への環境へ対する関心を持たせようとする表示方法があるが、このような表示方式では、購入直後の段階ではＣＯ２削減量や森林伐採削減量はすぐに増えてゆき、関心をそそられるが、ある一定量に達すると値の桁が多くなり、変化の度合いが見えにくくなりやはり関心が薄れていく。また、ぞろ目や１００、１０００などのきりの良い積算発電量になったときに特殊画面になったとしても、その瞬間は関心を引くが、次の特殊画面になるまでは非常に時間がかかってしまい、逆にその間はイベントが起こらないと予測されて見なくても大丈夫との認識を与えてしまい、より喚起効果が薄れてしまう場合もある。

このように、太陽光発電システムの表示装置への関心を失ってしまうことは表示部分にメンテナンスの知らせや軽度の問題点の提示を行なっていてもそれが確実に伝わらず、結果的に後日問題を大きくしてしまうことになる（例えば太陽光発電量の低下が外的要因であって十分な発電が出来ないことに気付かず、本来であれば太陽光発電で賄える筈の電力を商用電力から買電しているなど）。

また、太陽光発電に詳しい利用者では、太陽光発電システムの状況がどのようになっているという点などに関心をもって表示装置を確認することになる。よって一般的には通常は過去のデータを基準とし、現在のデータを比較し変化を確認するという方法が用いられる。そのため、詳細に確認する際には過去の情報を利用者側で把握している必要があるという煩雑さがあった。

また、毎日確認している場合には日単位での経過変化を確認するので、前日に対して徐々に変化していった不具合発生については、利用者がなかなか気づかずに、逆に問題が発生する予測ができずに問題が発生してから気付くことになるといった場合もある。

さらに、仮に利用者が太陽光発電システムの発電量の変化や消費電力の変化に気が付いたとしても、利用者の持つ太陽光発電の知識の程度によって、それが何に起因するものなのか、正常範囲内なのか、異常範囲内なのかという判断ができたり、判断できなかったりする。そのため、結果として利用者にとってはただ単純にデータを収集して発電電力量の数値が多い、少ない情報を記録することによって、他への活用を見出すことにならず、利用者にとって関心を持続させることができない表示であるだけでなく、利用者の知識の差によってさらなる有効活用の範囲が限定されることとなってしまう。

総じて、現在の表示装置は単純に数値を示すだけであって、この数値がどのような意味を持つのかを、利用者が能動的に判断しなければならず、また、その判断を行うためには、電気の専門的な知識や太陽光発電システムの専門的な知識がなければ正しい判断ができず、ただ、単純に太陽光発電システムの発電量が多い、少ないなどの付属的な表示のみとなってしまっていた。また、単純に発電量が多い、少ないのを比較するだけにおいても、比較対照を利用者が記憶しておかなければならず、煩雑な作業が伴い、太陽光発電システムの表示に対する関心を失ってしまう原因となる。

また、太陽光発電システムの異常や故障を判定することについては、太陽光発電システムの異常や故障を判定するために、日射量計や温湿度計を追加して新たなデータにより計測精度を上げようとした場合、機器が増えた分、その機器が故障してしまった場合などには太陽光発電システムの不安要素が増すこととなる。また、一般的な太陽光発電システムは１０年以上の利用が通常であるため、機器が増えればその分、寿命の面などを十分に考慮に入れなければならなくなり、太陽光発電システムが煩雑化してしまう。さらに煩雑化した太陽光発電システムを施工設置するにも手間が増加してしまうといった問題が生じてしまう。

また、従来の技術では太陽光発電システムの瞬時的な異常や故障に関しては情報を表示することが可能であるが、その故障や異常の原因については専門的なメーカーや施工業者などに異常が発生した旨を伝えなければならない。その際、ユーザーはメーカーや施工業者が適切な補修手段を用意して来れるようにする為に、システムがどのような状態で、どのような使用状況で、天候がどのようになっていたかといった状況について論理立てて伝える必要があるが、使用者の多くは太陽光発電に関する専門知識に乏しく、システムの状況を論理立て説明するのはきわめて困難である。そのため、異常や故障の度合いによっては、専門的なメーカーや施工業者が太陽光発電システムの状況を把握するため現地に赴き、さまざまな計測データを計測した後でなければ修復作業に入れないという、ユーザーにとっても、メーカー側にとっても非常に煩雑な作業となってしまう。しかもその間は安全上の見地から発電を停止させておかねばならず、発電電力量の損失となる。また、ユーザーが論理的にシステムの状態を判定できるように冊子等で案内しようとした場合、システムの状態は複雑であり、その質問パターンは膨大な量になるため、ユーザーが異常や故障に該当するものを捜すだけでも非常に労力を必要とし、原因追及に対しての意欲を削いでしまうとともに、冊子自体も厚くなるため紙資源も必要量が増加する。

また、常にインターネットなどの通信回線網を通じて常時太陽光発電システムを監視し、異常や故障をすぐ判断できるようにした場合では、常時通信回路網を占有する事となり、また、計測したデータ量が非常に多くなることが予想され、サーバー管理などの煩雑な手間をとらなければならなくなる。

また、異常や故障ではなく、経年劣化による発電量の低下や太陽光発電システムの設置場所に依存するような特殊な状況の場合、例えば、夏のときだけ木々の影が太陽電池にかかり出力が低下するというような場合については、太陽電池の出力異常なのか、日照が不足しているのか機器のみで判別をつけるには判断が複雑であり、その情報を確たるものにするためには新たに多くの外付け測定機器が必要である。

そこで本発明の目的は、利用者が表示装置を通じて、太陽光発電システムの状態を、利用者自身も参加して判断するようにすることによって、異常や故障の診断精度を向上させるとともに早期発見ができるようにし、また、数値の意味を利用者に伝えることによって太陽光発電装置のさらなる有効利用への指針を示すことによって関心を持続させ、また、利用者が最も関心を持つ発電状況などの変化が発生したときを強調して利用者に伝えることによって、利用者が太陽光発電システムへの関心を持続することが可能とする太陽光発電システムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ユーザーが容易に太陽光発電システムの状態を把握できるようにし、また故障や異常状態に関して、複雑な機器構成を用いて原因を把握するのではなく、ユーザーが論理的な原因の組み立てをせず、簡易的に故障や異常の状態を認識でき、メーカーや施工業者との意思疎通が容易に行え、保守管理や太陽光発電システムのシステム状態の確認が正しく行なえるように動作を誘導する案内機能を供えた表示システムを備えた太陽光発電システムを提供することにある。

上記課題を解決する為、本発明の太陽光発電システムは、太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記太陽電池の発電データの表示を行う表示装置と、発電データを記録するメモリ部と、発電データを演算する処理部とを備えた太陽光発電システムであって、前記太陽電池の発電データをメモリ部に記録し、前記発電データに所定以上の変化があった場合、変化があった旨の表示を行うようにしたことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽光発電システムは、前記発電データに所定以上の変化があった場合、前記変化の重要度に応じて、強調的に表示するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽光発電システムは、前記発電データに所定以上の変化があった場合、前記変化によって推測される事象を表示するようにしたことを特徴とする。

さらに、本発明の他の太陽光発電システムは、記録を行うデータに変化があった場合、前記変化の重要度に応じて、情報通信網を通じて、遠隔送信するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽光発電システムは、太陽電池と、前記太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記太陽電池の発電状況を表示する表示装置を備えた太陽光発電システムであって、前記太陽光発電システムに異常発生が推察される状況が発生した場合、前記異常発生の原因究明のための情報をユーザーが収集するように表示装置にて要求し、前記ユーザーが前記情報を入力することによって前記異常発生の原因を特定するようにしたことを特徴とする。

さらに、本発明の他の太陽光発電システムは、前記表示装置が気象情報を有するセンターと情報通信網を通じて接続され、前記ユーザーが前記情報を入力する際に、前記センターの気象情報を参照するようにしたことを特徴とする。

本発明の太陽光発電システムによれば、太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記太陽電池の発電データの表示を行う表示装置と、発電データを記録するメモリ部と、発電データを演算する処理部とを備えた太陽光発電システムであって、前記太陽電池の発電データをメモリ部に記録し、前記発電データに所定以上の変化があった場合、変化があった旨の表示を行うようにしたことで、従来の表示装置のように、発電電力量や消費電力量を単純に更新し、グラフや数値で表示するものと異なり、利用者が容易に今までの太陽光発電システムの状態と現在の太陽光発電システムとの違いを認識することが可能となる効果があり、また、この変化が発生した場合には、前記表示部が特殊な表示を行ったり、効果音を出すことによって、より変化に対する認識を高めることができ、これにより、利用者が表示装置に飽きることなく、利用することが可能となる効果を有し、かつ、この視認性が高まることによって、常に利用者がシステムの状態を監視している状況を作り出せることとなり、発電電力量を監視することによって太陽光発電システムの異常や設定ミスによる発電電力量の損失を最小限に抑えるという経済的な効果を有するとともに、太陽光発電システムの異常を早急に発見できるため保守メンテナンスにおける安全面にも効果が得られ、さらには、消費電力量を監視することによって、従来の表示装置よりも高い節電意識を利用者が持つことで、省エネによる家庭内での経済性を高める効果を得ることができる太陽光発電システムの表示システムである。

また、本発明の他の太陽光発電システムによれば、前記発電データに所定以上の変化があった場合、前記変化の重要度に応じて、強調的に表示するようにしたことで、前述に述べた効果をより高めることが期待できる。

また、本発明の他の太陽光発電システムによれば、記録を行うデータに変化があった場合、前記変化の重要度に応じて、情報通信網を通じて、遠隔送信するようにしたことで、太陽光発電システムに対する安心感が得られる効果と、保守メンテナンスの必要性を早期に知ることが容易となる効果が期待でき、かつ、前記表示装置と対話を行うような状態となるため、利用者の関心を保ち続けられるため、節電、省エネ意識を喚起し、ひいては地球環境問題への関心を高める効果を有する。

さらに、本発明の他の太陽光発電システムによれば、記録を行うデータに変化があった場合、前記変化の重要度に応じて、情報通信網を通じて、遠隔送信するようにしたことで、仮に利用者が不在で表示装置が確認できない状態でも、管理者側が変化の状態を確認することが可能となり、利用者にとってさらに、安心感を得られると同時に、保守管理面で従来よりも効果の高い太陽光発システムの表示装置となる。

また、本発明の他の太陽光発電システムによれば、状況確認や故障や異常の原因を探る際に、ユーザーの目視で確認できる太陽光発電システムの目視状況や、気象状況を、発電状況や異常や故障の判定材料として、判断部に入力することによって、簡易的な回路構成で、異常な状況を判定することが可能となる効果がある。ユーザーは太陽光発電システムに対しては専門的な知識は不要であり、表示部２１１に示されるフローチャートに従って、必要な情報を入力することにより、発電状況や異常や故障の状態を把握することができ、この基礎的な情報がフローチャートに従って論理的に組み立てられ報告されることによって、重大な異常や故障が発生した場合において、メーカーや施工業者といった専門家に事象を正確に伝えることができ、より安全でメンテナンス性にすぐれ保守管理面の煩雑さを軽減できる効果を有する。

また、前記表示装置における前記表示構成部においては、変化の重要度を階層的に判断する機能としたことにより、例えば、同時に多数の変化が生じた場合には優先度の高いものを強調し、また、変化の範囲が大きいものなどを優先的に強調する機能を有することで、よりユーザーに変化の意味を伝えることで前に述べた効果をより高めることが期待できる。

さらには、前記判断部において、太陽光発電システムから得られた発電電力量や消費電力量のデータを基に、前記記憶部に記憶してあるデータと比較して、変化が発生した場合、この変化が意味する内容について、判断部が推測される原因を表示し、かつ、その表示内容を抽象的な表現から階層的に具体的に表示し、変化の原因の診断をユーザーと協力しながら診断を進めていくようにすることで、ある変化が発生した原因をユーザーが理解することができ、太陽光発電システムに対する安心感が得られる。また、前記表示装置と対話を行うような状態となるため、ユーザーの機械への接し易さを向上させ、節電、省エネ意識だけでなくメンテナンスや出力向上に関する関心も喚起することができる。

なお、前述した判定結果の情報は、図２に示すように電力変換装置３０１に対して情報通信網接続部３０２を有するようにすれば、サーバー３０３へ判定結果のデータを送信することが可能となり、ユーザーが判定を行った結果に対して、経緯や数値データを一括管理することができ、経年変化に対する異常や故障に対しても蓄積されたデータにて判断することができ、ユーザーがデータの変化を遂次記録する煩雑さが無くなるという効果があり、さらには、その判定結果を基にさらに詳細な原因を調査するために必要なポイントをサーバー側からユーザーに提案することが可能となることで、軽微な異常のためにわざわざメンテナンスを行う人がユーザーのもとに訪れるといったユーザーにもメーカーにもかかる負担を軽減することができるという効果がある。

以下に、本発明に係る太陽光発電システムの実施形態について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。

図３に示すように、太陽電池４０１にて発電された電力は接続箱４０２により集電され電力変換装置４０３に入力される。前記電力変換装置４０３では入力された直流電力を交流電力に直交変換し、交流分電盤４０４を介して商用電力系統４１９に逆潮流あるいは家庭用負荷４２０へ電力供給を行なっている。ここで、太陽電池４０１としては、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン等の薄膜太陽電池などが好適に使用され、複数枚の太陽電池セルを集めたモジュールをさらに直並列に並べてアレイとし、接続箱４０２で前記太陽電池モジュールの出力配線を合成するようにしたものが一般的である。

接続箱４０２で合成された太陽電池４０１の出力は電力変換装置４０３に入力されており、前記電力変換装置４０３内の発電電力計測部４１２や消費電力計測部４１３で電流、電圧、電力などが測定され、送信部４０５を通じて送信される。このとき送信されるデータは測定された数値をそのまま送ってもよいが、電力量や積算電力を算出し、その数値を送るようにしても良い。また、電流、電圧などの数値データは、前記電力変換装置４０３内にある記録部４１４に記録される。そして前記記録部４１４のデータを基に、前記電力変換装置４０３内にある判断部４１５によって、データを基に得られる情報を前記送信部４０５を通じて表示装置４０６へ送信される。送信形態は無線、有線でケーブルを用い直接接続する方法や系統電圧波形にデータ信号を重畳させる方法でもよい。送信されたデータは別設置された表示装置４０６の受信部４０７で受信され、表示部４０８に表示される。前記送信部４０５と前記受信部４０７間の通信手段は無線が好適であるが、送信部４０５を電力変換装置４０３の外に設け、一部直線区間のみ赤外線による通信方法としてもよい。この場合、外来ノイズに対する耐性と構造の簡略化が可能とできる。尚、前記表示装置４０６内の表示部４０８等への電源供給は商用電源から電源部４０９を介して供給される。

また、前記表示装置４０６が表示する各種データのうち積算電力量のように算出されるものについては、前記電力変換装置４０３で計算せず、前記表示装置４０６内のマイコン４１０で算出させることとしてもよい。このようにすることで、発電電力等のデータをメモリ部をなす不揮発性メモリに記憶しておき、さらに、前記電力変換装置４０３内に時計部４１１と前記時計部４１１の設定を行う電力変換装置操作部４１６を備えることにより、１日毎の発電電力や１時間毎の発電電力等の表示を行うことが可能となる。さらに、積算電力量と家庭内の消費電力量を例えば５分の積算電力量を元に１時間後の電力量を予測する。また、異常動作が生じた日時もデータとして残せるので、そのときの発電量が低い状態でも、日中の曇りによる日射急変によるものか朝夕で日射が低下しているためなのかといった貴重な情報を得る事ができるようになる。また、前記表示装置４０６の内部にある前記マイコン４１０には前記電力変換装置４０３により送られてきたデータを効果的に表示するための表示構成部４１７を設ける。なお、前記表示装置４０６において、必要に応じて、前記表示構成部４１７より表示される画面が複数にわたる場合に、画面送りの操作を行う際に、表示装置操作部４１８を用いる。

ここで、本発明の太陽光発電システムの表示装置の表示方法の動作フローについて、利用者が最も関心のある太陽光発電システムの計測データが変化したときに効果的に表示を行う方法のフローチャートを例にとり、模式的に示す図を用いて詳細に説明する。なお、説明に用いる太陽光発電システムの表示装置のシステムとしては図３に示すシステム構成と同じものを用いて説明する。

図４に示すように、まず、電力変換装置４０３内にある発電電力計測部４１２、消費電力計測部４１３より発電電力量などの数値データを計測する。その後、計測したデータを記録部４１４に保存する。保存したデータを判断部４１５が記録したデータを適宜、予め決められた判断基準によって比較する。そして、変化ありとなった場合に、送信部４０５を通じて表示装置４０６へ変化ありの情報付きデータを送信する。この送られてきたデータを表示装置４０６に備えてある受信部４０７で受信する。この受信したデータを表示構成部４１７にて、どのような重要度で表示するかを決定する。複数の変化が同時発生した場合や過去の変化と比較して、どの項目を優先的に、また、最も強調して表示するかを決定する。そして、この重要度に従い、表示部４０８に変化が発生した旨を表示する。

具体的には、瞬時ピーク発電電力のデータを記憶部４１４に保存してあり、その値を判断部４１５が適宜比較する。瞬時ピーク発電電力が最大値を更新した際に、最大値更新を示すデータと最大値の数値データを表示装置４０６へ送信する。送信されたデータは受信部４０７にて受信する。そして表示構成部４１７にて他の変化やエラーが無いか順位付けを行う。その結果、今まであった変化の中でも最も重要な変化だった場合、この瞬時ピーク発電電力が更新されたことを最も強調して表示する。

これにより、利用者は随時、データを控えたり記憶しておく必要が無く、変化があった旨をピックアップして認識することができ、ただ、数値が表示されている場合と比べ、太陽光発電システムの動きや変化を体感できることで、太陽光発電システムに関心を持ち続けることができ、これにより利用者が楽しみながらかつ無意識のうちに、太陽光発電システムを監視することとなり、異常や故障を早期に発見でき、発電電力量の低減や事故を最小限に抑えることができる保守メンテナンスと娯楽性に特に効果を発揮できる太陽光発電システムの表示装置となる。

なお、本システムにおいて判断部４１５の判断基準は電力変換装置操作部４１６で手動でも設定できるようにする。これにより、より利用者の嗜好に合わせて、データ更新情報を表示することが可能である。これは、同様に各データの比較期間においても同様な操作ができるものとし、例えば、過去一週間のうちで瞬時ピーク発電電力が、前回の値よりも３度高い値を記録した場合その値を更新するというような設定である。この期間設定を行う際に時計部４１１を用いる。

次に記録部４１４により記録されたデータにより、利用者がデータを基に判断するのではなく、判断部４１５がデータから推測される状況を判断し、その判断結果を表示し利用者に伝える方法を図５のフローチャートを用いて説明する。まず、電力変換装置４０３内にある発電電力計測部４１２、消費電力計測部４１３より発電電力量などの数値データを計測する。その後、計測したデータを記録部４１４に保存する。保存したデータを判断部４１５が記録したデータを適宜、予め決められた判断基準によって比較する。そして、表示すべき状態に太陽光発電システムがなっているのではないかと推測された場合に、送信部４０５を通じて表示装置４０６へ報告事項ありの情報付きデータを送信する。この送られてきたデータを表示装置４０６に備えてある受信部４０７で受信する。受信したデータを基に表示構成部４１７では階層的に報告事項原因の推測を利用者が行えるように表示する。

具体的には、まず、判断部４１５が記憶部４１４のデータを確認したところ、報告事項の項目の一つである、過去１週間分の積算発電電力量が太陽電池の設置容量に対して５０％以下であった。その際にこの旨の情報を送信部４０５を介して表示装置４０６に備え付けてある受信部４０７に伝達する。この情報を受けて表示構成部４１７では情報を基に利用者が階層的に原因を探るような形態でその発生原因を追究してゆけるような表示を行う。例えば、第一画面として、「発電量が低い日が一週間続いています。」というコメントを表示する。それに対して利用者は心当たりや原因の推測ができない場合は第二画面へと進む。なお、この際、画面送りの操作は表示装置操作部４１８によって利用者が行う。第二画面では推測される原因が示される。「影ができていませんか」「お天気はいかがでしたか」「専門的な技術要因が考えられます」と表示される。そして、天気に関することだと利用者が判断した場合、第３画面「雨の日は晴れの日の発電量と比べて発電量が低下します」「気温の低い日で天気がよいと瞬時ピーク発電を記録することがあります」などの原因や気象による太陽光発電システムへの影響を示す。

このようにすることによって、緩やかな太陽光発電システムの変化を見落とすことが無くなり、各データが意味する内容について判断部が推測される原因を表示し、かつ、その表示内容を抽象的な表現から階層的に具体的な表示へと移行し、変化の原因を診断することで、ある変化が発生した原因を利用者も理解することができる。結果、太陽光発電システムに対する安心感を得ることができる効果と、保守メンテナンスの必要な時期を見極めることが容易となる効果が期待でき、かつ、前記表示装置と利用者の対話を行うことにより利用者の関心を保ち続けることにも貢献し、節電、省エネ意識を喚起し、ひいては地球環境問題への関心を高める効果を奏する。

なお、本例では文字のみによって状況を伝える場合を例にとり説明したが、対話性を高める点においては、表示画面上に固有のキャラクターを用いて会話調で利用者に告知する方法としてもよい。

また、判断基準に関して今回は発電電力量について述べたが、これに限定されるものではなく、太陽光発電システムの事象に関して適応される複数の情報を複合的に判断基準とするようにして、少ない質問でより精度を増すようにすることが好ましい。

さらに、今回の例では太陽光発電システム内で処理が完結するものを例に取り説明したが、図２に示すように電力変換装置３０１に備えてある情報通信網接続部３０２を介して情報通信網を通じてサーバー３０３と接続する方法も考えられる。サーバー３０３などで一括管理を行うことで、仮に利用者が不在で表示装置３０４が確認できない状態でも、管理者側が変化の状態を確認することが可能となり、利用者にとって不在期間においても安心感を得られると同時に、保守管理面で従来よりも効果の高い太陽光発システムの表示装置となる。なお、サーバーとの通信を行う際には、表示装置側からの単方向通信で十分に用件を満たすことができるが、双方向通信にすることによって、遠隔操作によって電力変換装置を停止させるなどの処置を行うことができ、実際に人が実際に操作するという煩雑な操作をなくすることができるというより高い効果を持つ太陽光発電システムの表示装置となる。

本発明に係る他の太陽光発電システムの実施形態について、模式的に図示した図面に基づき以下に詳細に説明する。

図６に示すように、太陽光発電システムは太陽電池４０１と、電力変換装置４０３と、表示装置４０６とから成る。前記電力変換装置４０３は発電電力計測部４１２と消費電力計測部４１３、メモリ部から構成される記録部４１４、時計部４１１、判断部４１５、電力変換装置操作部４１６、送信部４０５とから成る。表示装置４０６は受信部４０７と、表示部４０８と、マイコン部４１０、入力部４２１、表示装置操作部４１８とから成る。

太陽電池４０１にて発電された電力の流れは図３で述べたので割愛し、表示装置の具体例について述べる。

前記表示装置４０６の内部にある前記マイコン４１０には前記電力変換装置４０３により送られてきたデータを効果的に表示するための表示構成部４１７を設ける。このとき、前記表示装置４０６において、必要に応じて、前記表示構成部４１７より表示される画面が複数にわたる場合に、画面送りの操作を行う際に、表示装置操作部４１８を用い、表示操作部４１８を、故障や異常の状態や太陽光発電システムの状態を判別するために必要な調査内容のフローへの解答を行う際に用いることで、さらに入力部４２１を設けることによって、ユーザーが調査したデータも判定データの一部として、入力することが可能となる。

また、必須ではないが、前述電力変換装置４０３には情報通信網４２２と接続する情報通信網接続部４２３を有することによって、サーバー４２４と情報通信を可能としてもよい。

次に本発明の太陽光発電システムの表示装置の表示方法について模式的に示した図７のフローチャートを用いてシステム全体の概略、動作を説明する。

図７に示すように、太陽光発電システムにおいて発電状況の変化や異常や故障など、計測データに変化が生じた場合に、まずその可能性を示す状況表示を表示部４０８に行う。続いてその状況に対して原因調査を行うかどうかの質問をユーザーに提示する。ユーザーは表示装置４０６を見て表示操作部４１８を操作して原因調査を行うか、行わない（工事等が行われているなどのように原因が判っている場合など）を選択し、原因調査を行うと選択した場合は、順次表示部４０８に示される表示装置４０６の質問に従ってユーザーが必要な情報を入力部４２１や表示操作部４１８を通じて解答して行く。この質問については、従来から行なわれているような太陽光発電システムの公称発電容量のような確定した数値を入力するのでもよいが、その他にその時点で家屋周辺の天候はどうであるか（にわか雨などないか）、屋根に何らかの影が差し掛かっていないか、汚れはどうかなどのように機器を用いて確認するのが比較的困難な視覚情報が多く用いられることが望ましい。このような機器の持つセンサーのみでは知りえない情報は本来原因究明において重要なものであり、特別な知識のないユーザーにも確認可能な指示形態で誘導して環境情報を確認させ、原因解析に必要なデータが揃うようにすることによって原因を追究するための情報が蓄積され、それらを基に状況解析を行うことで、より確度の高い原因を導き出す事が可能となる。最後に解析され結果を表示装置４０６の表示部４０８に表示する。

次に前記フローチャートにあった個々の部分について、太陽光発電システムで、異常や故障、計測データが変化したときに効果的に表示を行う方法のフローチャートを図８を用いて説明する。

まず、電力変換装置４０３内にある発電電力計測部４１２、消費電力計測部４１３より発電電力量などの数値データを計測する。その後、計測したデータを記録部４１４に保存する。保存したデータを判断部４１５が記録したデータを適宜、予め決められた判断基準によって比較する。そして、変化ありとなった場合に、送信部４０５を通じて表示装置４０６へ変化ありの情報付きデータを送信する。この送られてきたデータを表示装置４０６に備えてある受信部４０７で受信する。この受信したデータを表示構成部４１７にて、どのような重要度で表示するかを決定する。複数の変化が同時発生した場合や過去の変化と比較して、どの項目を優先的に、また、最も強調して表示するかを決定する。そして、この重要度に従い、表示部４０８に変化が発生した旨を表示する。

具体的には、例えばある一定期間の積算発電電力のデータを記憶部４１４に保存してあり、その値を判断部４１５が適宜比較している。そして、積算電力量の値がある一定の発電量に達しない期間が生じた場合には太陽光発電システムに異常や故障があったと判断し、原因調査を行う旨の表示を行うといったものである。

次に、原因調査を行う際の手順を図９のフローチャートを用いて説明する。ここでは太陽光発電システムの積算発電電力量が低下した場合を例にとり説明する。まず、数点の質問が行なわれる。一例としては、「太陽電池に影がかかっていませんか」「期間中の天気の状況はどうでしたか」「系統電圧は高くなっていませんか」といった、専門の知識がないユーザーであっても指示どおりにすれば観測可能な質問が順次表示部４０８に表示される。そしてその質問に対して、ユーザーが表示装置操作部４１８や入力部４２１を用いて回答データを入力してゆく。これにより例えば、天候が良いという視覚情報が加味されていることによって、発電出力が低下する原因が太陽電池の異常ではなく、電圧センサーによって観測される系統電圧の上昇に伴って、太陽電池の出力制限がされているものであると、結論することができ、ユーザーにそれを提示することができる。従来はこのような例では、太陽電池の出力をセンサーで測定しても、電圧は高いが電流は商用電力系統側で抑制されているために流れないので、太陽電池の異常と推測されることがあったが、本発明の方法によれば、このような現象に対しても正しい原因を推察し、その対処をメーカーに依頼する際にも、異常や故障の原因が論理的に明確化されているため、スムーズに対応が可能となる。

また、質問内容に関しての他の例としては、記録部４１４や判断部４１５のデータを用いることでより、原因の核心に近いところの質問を提供することができる。上述の例で述べると、「太陽電池に影ができていませんか」という質問だけでは、非常に漠然としており、ユーザーもいつどのように調査すればよいかわからない。そこで、記録部４１４や判断部４１５のデータにより、例えば午後２時から３時の間の太陽電池の出力が低下しているという判断があった場合、ユーザーはその指定された時間の太陽電池の状況を確認すればよい。その結果、季節や木の葉の茂り具合、太陽電池を設置した後に建設された建築物の影響などユーザーが思いもしなかった所の影の影響のため出力が低下してしまったという事実をユーザーが単独で客観的に判定することが可能となる。さらに、気象状況では記録部４１４や判断部４１５のデータにより発電電力が低かった日がピックアップされる。その日の天気の状況をユーザーが、情報通信網４２３を通じて、サーバー４２４を通じて、出力が低かった日の気象状況を入手する。その入手した情報を基に発電電力量と比較することによって、その日の太陽光発電システムの出力低下の原因が天候によるものなのか、それ以外の原因によるものなのかをユーザーが判定することが可能となる。

上述にて述べた例においても、「太陽電池パネル上に影ができている」「太陽電池パネルに落ち葉などの影ができている」「ある特定の日の気象状況」を電気機器を用いてセンシングするためには複雑な機器が必要である。しかし、本発明のように表示装置を用いて、太陽光発電システムに対して専門的な知識を有さないユーザーが、論理的に構成された質問事項のフローチャートに解答してゆくだけで原因究明に向けて正しい手順が行なわれるようにユーザーを誘導して、故障や異常の原因を突き止められるため、複雑な回路構成を用いた故障原因システムを用いずに簡易的な太陽光発電システムを提供することができる。さらに、簡易的かつユーザーが自分自身で太陽光発電システムの状況を確認することで、太陽光発電システムへの親近感を抱かせ、さらなる発電向上・節電に取り組む意欲を高揚させることとなる。

以上のように本発明においては、複雑な回路構成や多くのセンサーなどの電気機器を用いずに、ユーザーからの情報を基に、論理的に太陽光発電システムの異常や故障、現在の状況などを専門的な知識を持たないユーザーでも把握できる。

さらに、今回の例では太陽光発電システムでは単方向通信の場合を紹介したが、サーバーと双方向通信を行うことでより効果的な保守メンテナンスを行うことが可能となる。サーバー４２４などで一括管理を行うことで、仮にユーザーが不在で表示装置４０６が確認できない状態でも、管理者側が変化の状態を確認することが可能となり、ユーザーにとってさらに、安心感を得られると同時に、保守管理面で従来よりも効果の高い太陽光発電システムの表示装置となる。なお、サーバーとの通信を行う際には、表示装置側からの単方向通信で十分に用件を満たすことができるが、双方向通信にすることによって、遠隔操作によって電力変換装置を停止させるなどの処置を行うことができ、実際に人が実際に操作するという煩雑な操作をなくすることができるというより高い効果を持つ太陽光発電システムの表示装置となる。

なお、今回は太陽光発電システムの出力低下を例にとり説明したが、それ以外に異常音や異常振動などあらゆる、異常や故障と思われる事象に対しても同様なユーザーと対話式によって原因調査を行なうことが可能である。

また、異常や故障の際に限定されるものではなく、例えば同様の方法において理想発電電力に対してマイナス要因となっているものは何かといった性能向上に対する改善の模索を行わせることとしても確度の高い要因解析を行う事が可能である。

本発明に係る従来の太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。 本発明に係る太陽光発電システムにおける情報通信網を利用した実施形態を模式的に説明する概略図である。 本発明に係る太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路図である。 本発明に係る太陽光発電システムの計測値が変化したことを強調して表示する場合のフローチャート図である。 本発明に係る太陽光発電システムの計測値により推測される事象を表示する場合のフローチャート図である。 本発明に係る太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路図である。 本発明に係る太陽光発電システムの発電状況や異常や故障の原因調査の概略を示す動作フローチャート図である。 本発明に係る太陽光発電システムの異常や故障、計測データが変化したときに効果的に表示を行う方法を示すフローチャート図である。 本発明に係る太陽光発電システムの原因調査を行う際の手順を説明するフローチャート図である。

符号の説明

１：太陽電池
２：接続箱
３：電力変換装置
４：交流分電盤
５：商用電源
６：家庭用負荷
７：表示装置
８：送信部
９：受信部
２０１：電力変換装置
２０２：発電電力計測部
２０３：消費電力計測部
２０４：記録部
２０５：判断部
２０６：時計部
２０７：送信部
２０８：表示装置
２０９：受信部
２１０：表示構成部
２１１：表示部
２１２：操作部
２１３：電源部
３０１：電力変換装置
３０２：情報通信網接続部
３０３：サーバー
３０４：表示装置
４０１：太陽電池
４０２：接続箱
４０３：電力変換装置
４０４：交流分電盤
４０５：送信部
４０６：表示装置
４０７：受信部
４０８：表示部
４０９：電源部
４１０：マイコン部
４１１：時計部
４１２：発電電力計測部
４１３：消費電力計測部
４１４：記録部
４１５：判断部
４１６：電力変換装置操作部
４１７：表示構成部
４１８：表示装置操作部
４１９：商用電源
４２０：家庭内負荷

Claims (6)

1. 太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記太陽電池の発電データの表示を行う表示装置と、発電データを記録するメモリ部と、発電データを演算する処理部とを備えた太陽光発電システムであって、前記太陽電池の発電データをメモリ部に記録し、前記発電データに所定以上の変化があった場合、変化があった旨の表示を行うようにしたことを特徴とする太陽光発電システム。
2. 前記発電データに所定以上の変化があった場合、前記変化の重要度に応じて、強調的に表示するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電システム。
3. 前記発電データに所定以上の変化があった場合、前記変化によって推測される事象を表示するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
4. 記録を行うデータに変化があった場合、前記変化の重要度に応じて、情報通信網を通じて、遠隔送信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
5. 太陽電池と、前記太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記太陽電池の発電状況を表示する表示装置を備えた太陽光発電システムであって、前記太陽光発電システムに異常発生が推察される状況が発生した場合、前記異常発生の原因究明のための情報をユーザーが収集するように表示装置にて要求し、前記ユーザーが前記情報を入力することによって前記異常発生の原因を特定するようにしたことを特徴とする太陽光発電システム。
6. 前記表示装置が気象情報を有するセンターと情報通信網を通じて接続され、
   前記ユーザーが前記情報を入力する際に、前記センターの気象情報を参照するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電システム。

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