JP2014022686A - 異常検出装置、異常検出方法および発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールの異常を正確に検出する異常検出装置、異常検出方法および発電システムを提供する。
【解決手段】異常検出装置は、例えば、直列に接続される２以上の発電モジュールを有する発電装置から、発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を取得する取得部と、出力電圧、照度および温度を使用して、発電モジュール毎の電流を取得する電流取得部４０２と、発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、発電モジュールの異常の有無を判定する異常判定部３２０とを有する。
【選択図】図９

Description

本開示は、例えば、発電モジュールの異常を検出する異常検出装置、異常検出方法および発電システムに関する。

近年では、再生可能なエネルギーを利用する太陽電池、風力発電などの新エネルギーシステムが実用化されている。一例として、ビル、駅、学校などの屋上や住宅の屋根に１または複数の太陽電池モジュールを設ける発電設備が普及しつつある。このような太陽電池モジュールの故障、劣化等の異常を検出する技術が提案されている。（例えば、下記特許文献１参照）

特開２０１１−１８１６１４号公報

特許文献１に記載の技術は、ストリングの出力電圧から日照状況を推定するため、推定された日照状況と、現実の日照状況とが必ずしも一致するとは限らない。このため、ストリングの異常を正確に検出できないおそれがある、という問題があった。

したがって、本開示の目的の一つは、上述した問題点に鑑み、太陽電池モジュールの異常を正確に検出する異常検出装置、異常検出方法および発電システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本開示は、例えば、
直列に接続される２以上の発電モジュールを有する発電装置から、発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を取得する取得部と、
出力電圧、照度および温度を使用して、発電モジュール毎の電流を取得する電流取得部と、
発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、発電モジュールの異常の有無を判定する異常判定部と
を有する異常検出装置である。

本開示は、例えば、
直列に接続される２以上の発電モジュールを有する発電装置から、発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を取得し、
出力電圧、照度および温度を使用して、発電モジュール毎の電流を取得し、
発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、発電モジュールの異常の有無を判定する
異常検出装置における異常検出方法である。

本開示は、例えば、
直列に接続される２以上の発電モジュールと、
発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を測定する測定部と、
測定部により測定される出力電圧、照度および温度を取得し、出力電圧、照度および温度を使用して、発電モジュール毎の電流を取得する電流取得部と、
発電モジュール毎の電流を取得し、発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、発電モジュールの異常の有無を判定する異常判定部と
を有する発電システムである。

本開示は、例えば、
一の発電モジュールと、発電モジュールの出力電圧および出力電流を設定する制御部とを有する発電装置から、発電モジュールの、出力電圧、出力電流、照度、温度を取得する取得部と、
出力電圧、照度および温度を使用して、発電モジュールの正常な出力電流を取得する電流取得部と、
取得部により取得される出力電流が、電流取得部により取得される正常な出力電流と一致しない場合に、発電モジュールに異常が有ると判定する異常判定部と
を有する異常検出装置である。

本開示は、例えば、
一の発電モジュールと、発電モジュールの出力電圧および出力電流を設定する制御部とを有する発電装置から、発電モジュールの、出力電圧、出力電流、照度、温度を取得し、
出力電圧、照度および温度を使用して、発電モジュールの正常な出力電流を取得し、
出力電流が正常な出力電流と一致しない場合に、発電モジュールに異常が有ると判定する
異常検出装置における異常検出方法である。

少なくとも一つの実施形態によれば、太陽電池モジュールの異常を正確に検出できる。

図１Ａは、太陽電池セルの一例を模式的に示す図であり、図１Ｂは、太陽電池モジュールの一例を模式的に示す図であり、図１Ｃは、太陽電池アレイの一例を模式的に示す図である。 第１の実施形態における発電システムの概要を説明するための図である。 第１の実施形態における送信側の構成の概要を説明するための図である。 太陽電池モジュールの電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）の一例を説明するための図である。 太陽電池モジュールの等価回路の一例を説明するための回路図である。 第１の実施形態における送信側の具体的な構成の一例を説明するための図である。 照度センサが設けられる位置の一例を説明するための図である。 第１の実施形態における送信側の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態における受信側の具体的な構成の一例を説明するための図である。 図１０Ａは、正常な太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性の一例を示し、図１０Ｂは、正常な太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性の一例を示し、図１０Ｃは、正常な太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２が直列に接続された場合におけるＶ−Ｉ特性の一例を示す図である。 図１１Ａは、正常な太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性の一例を示し、図１１Ｂは、正常な太陽電池モジュールＭＯ２に部分陰が生じた場合におけるＶ−Ｉ特性の一例を示し、図１１Ｃは、正常な太陽電池モジュールＭＯ１および部分陰が生じた太陽電池モジュールＭＯ２が、直列に接続された場合におけるＶ−Ｉ特性の一例を示す図である。 図１２Ａは、正常な太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性の一例を示し、図１２Ｂは、異常が生じた太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性の一例を示し、図１２Ｃは、正常な太陽電池モジュールＭＯ１および異常が生じた太陽電池モジュールＭＯ２が、直列に接続された場合におけるＶ−Ｉ特性の一例を示す図である。 第１の実施形態における受信側の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態における発電システムの概要を説明するための図である。 第２の実施形態における、異常を判定する処理を説明するために使用される図である。 第３の実施形態における受信側の具体的な構成の一例を説明するための図である。 第４の実施形態における送信側の具体的な構成の一例を説明するための図である。 第５の実施形態における発電システムの構成の一例を説明するための図である。 変形例における発電システムの概要を説明するための図である。

以下、本開示の実施形態および変形例について図面を参照しながら説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．第１の実施形態＞
＜２．第２の実施形態＞
＜３．第３の実施形態＞
＜４．第４の実施形態＞
＜５．第５の実施形態＞
＜６．変形例＞
なお、以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。

＜１．第１の実施形態＞
「太陽電池の構成」
始めに、図１を参照して太陽電池の構成の一例について説明する。図１Ａは、太陽電池セルＣＥの一例を模式的に示したものである。太陽電池セルＣＥは、太陽電池の最小単位である。なお、太陽電池は構造等に応じて、シリコン系（さらに、その中でも多結晶、薄膜系などに分類される）や化合物系などに分類されるが、本開示における太陽電池は、特定のものに限定されることはない。太陽電池セルＣＥ単体での出力は、例えば、１Ｖ（ボルト）程度と小さい。このため、大出力を得る場合には、複数の太陽電池セルＣＥを組み合わせて太陽電池モジュールを構成する。

図１Ｂは、太陽電池モジュールＭＯの一例を模式的に示したものである。発電モジュールの一例である太陽電池モジュールＭＯは、太陽電池セルＣＥを、例えば、数十個接続した構成を有するものである。具体的には、太陽電池セルＣＥを内部配線によって接続し、受光面となる強化ガラス上に配し、さらに、反対面を樹脂で覆う構成とされる。

さらに、大出力を得る場合には、複数の太陽電池モジュールＭＯが直列に接続され、ストリングＳＴＲが構成される。一のストリングＳＴＲにより、または、複数のストリングＳＴＲが並列に接続されることにより、太陽電池アレイＡＲが構成される。小規模な太陽光発電システムでは、一の太陽電池モジュールＭＯにより太陽電池アレイＡＲが構成される場合もある。図１Ｃは、太陽電池アレイＡＲの一例を模式的に示したものである。太陽電池アレイＡＲが太陽電池架台に搭載され、建物の屋上などに設置される。

各太陽電池モジュールＭＯに接続される配線が接続箱内で一つにまとめられる。接続箱に、太陽電池モジュールＭＯを保護するための機構が内蔵されてもよい。１または複数の太陽電池モジュールＭＯの出力電圧が、接続箱に接続されるパワーコンディショナに供給される。パワーコンディショナから交流電力を取り出し、交流電力を電力系統に送り出すようになされている。接続箱とパワーコンディショナが一体的に構成される場合もある。例えば、これらの太陽電池アレイＡＲ、接続箱およびパワーコンディショナを含むシステムが太陽光発電装置や太陽光発電システムと称される。

「システムの構成の一例」
図２は、本開示の第１の実施形態における発電システムの構成の一例を示す。発電システム１は、例えば、直接に接続され隣接する２個の太陽電池モジュールＭＯ１および太陽電池モジュールＭＯ２と、太陽電池モジュールＭＯ１および太陽電池モジュールＭＯ２のそれぞれに接続され、送信機Ｔｘを含む送信側の装置と、送信機Ｔｘと通信路ＣＯＭを介して通信を行う受信機Ｒｘを含む受信側の装置とからなる。受信側の装置が異常検出装置の一例とされる。なお、以下の説明において、個々の太陽電池モジュールを区別する必要がない場合は、太陽電池モジュールＭＯと称する場合がある。

太陽電池モジュールＭＯ１、太陽電池モジュールＭＯ２および送信側の装置は、太陽光発電装置の一部をなす。太陽電池モジュールＭＯにおいて、区画された各ブロックは、太陽電池セルＣＥを示している。正常な状態では、太陽電池モジュールＭＯ１および太陽電池モジュールＭＯ２は、同じまたはほぼ同じ特性を有する。

なお、大規模な太陽光発電システムでは、より多くの太陽電池モジュールＭＯが使用されることが通常であるが、説明の便宜を考慮して、ここでは、２個の太陽電池モジュール（太陽電池モジュールＭＯ１および太陽電池モジュールＭＯ２）を例示している。もちろん、３以上の太陽電池モジュールＭＯが使用される場合でも、本開示を適用できる。

送信側において、太陽電池モジュールＭＯの、出力電圧、温度および照度が測定される。図３に示すように、太陽電池モジュールＭＯ１の出力電圧（端子電圧や動作電圧などとも称される）が電圧測定器１１により測定され、出力電圧Ｖ１が得られる。太陽電池モジュールＭＯ１の温度（モジュール温度）が温度測定器１２により測定され、温度Ｔ１が得られる。太陽電池モジュールＭＯ１の照度が照度測定器１３により測定され、照度Ｌ１が得られる。

出力電圧Ｖ１に対応する電圧データ、温度Ｔ１に対応する温度データおよび照度Ｌ１に対応する照度データが送信機Ｔｘに供給される。送信機Ｔｘは、電圧データ、温度データおよび照度データを多重化し、多重化したデータに太陽電池モジュールＭＯ１を示すＩＤ(Identification)を付加して、受信機Ｒｘに対して送信する。

図示は省略しているが、同様にして、太陽電池モジュールＭＯ２の出力電圧Ｖ２、温度Ｔ２および照度Ｌ２が測定される。出力電圧Ｖ２に対応する電圧データ、温度Ｔ２に対応する温度データ、照度Ｌ２に対応する照度データが、送信機Ｔｘに供給される。送信機Ｔｘは、電圧データ、温度データおよび照度データを多重化し、多重化したデータに太陽電池モジュールＭＯ２を示すＩＤを付加して、受信機Ｒｘに対して送信する。

本開示の第１の実施形態では、送信側では、太陽電池モジュールＭＯを流れる電流を検出しない。このため、電流検出用の抵抗を送信側に設ける必要がない。さらに、電流検出用の抵抗による電力損失等の問題が発生しない。

異常検出装置は、受信機Ｒｘにより受信した太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２のそれぞれの電圧、照度および温度の情報を使用して、太陽電池モジュールＭＯ毎の電流（以下、発電電流と称する場合がある）を取得する。異常検出装置は、例えば、太陽電池モジュールＭＯの電圧−電流特性（以下、Ｖ−Ｉ特性と称すること場合がある）を参照して、発電電流を取得する。電圧、照度および温度の情報を使用した所定の演算を行うことにより、太陽電池モジュールＭＯ毎の発電電流を取得するようにしてもよい。

異常検出装置は、さらに、取得した発電電流から太陽電池モジュールＭＯの劣化、故障等の異常の有無を判定する異常判定部を有し、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２の異常の有無を判定することが可能とされている。異常検出装置は、例えば、異常報知部の一例である表示部をさらに有し、検出された異常の報知が可能とされている。音声や警告音により、太陽電池モジュールＭＯの異常が報知される構成としてもよい。

通信路ＣＯＭは、例えば、所定のネットワークとして構成されるものであり、有線または無線の何れであっても良い。通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＡＮＴ＋等の無線通信を利用する方法がある。さらに、有線通信方式として、太陽電池モジュールＭＯの送電経路を利用した電力線通信や、別のケーブルを使用した通信、例えばイーサネット（登録商標）等を使用しても良い。

「太陽電池モジュールの発電電流の取得の一例」
ここで、太陽電池モジュールＭＯの発電電流の取得の例について説明する。太陽電池モジュールＭＯの発電電流は、例えば、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性を参照することにより取得することができる。

図４は、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性の一例を示すグラフである。図４において、縦軸は、太陽電池モジュールＭＯの出力電流を表し、横軸は、太陽電池モジュールＭＯの出力電圧を表している。Ｉｓｃは、光照射時において、太陽電池モジュールＭＯの端子間を短絡したときの出力電流を表し、Ｖｏｃは、光照射時において、太陽電池モジュールＭＯの端子間を開放したときの出力電圧を表している。ＩｓｃおよびＶｏｃは、それぞれ短絡電流および開放電圧と呼ばれる。

図４から明らかなように、光照射時において、太陽電池モジュールＭＯの出力電流は、太陽電池モジュールＭＯの端子間を短絡したときが最大であり、このとき、太陽電池モジュールＭＯの出力電圧は、ほぼ０Ｖである。一方、光照射時において、太陽電池モジュールＭＯの出力電圧は、太陽電池モジュールＭＯの端子間を開放したときが最大であり、このとき、太陽電池モジュールＭＯの出力電流は、ほぼ０Ａ（アンペア）である。

太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性は、照度に応じて変化する。例えば、ある照度下における太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性が曲線Ｃ１により示されるとする。照度が増加すると、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性はグラフの上側に向かって移動し、一例として、曲線Ｃ２に示すようになる。照度が減少すると、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性はグラフの下側に向かって移動し、一例として、曲線Ｃ３に示すようになる。さらに、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性は、温度に応じて変化する。例えば、結晶系太陽電池や薄膜系太陽電池のＶ−Ｉ特性は、温度が上昇するにつれて、短絡電流は略変化しないものの、開放電圧および後述の最大動作電圧が低下する傾向を示す。

このように、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性は、照度および温度に応じて変化する。換言すれば、照度および温度が決まれば、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性を特定することができる。さらに、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性が特定され、太陽電池モジュールＭＯの出力電圧が特定されれば、Ｖ−Ｉ特性を参照することにより、太陽電池モジュールＭＯの発電電流（出力電流）を取得することができる。なお、照度および温度に応じたＶ−Ｉ特性の曲線は、太陽電池モジュールの種類等に応じて適宜、設定される。照度は、例えば、放射照度（Ｗ／ｍ²）で表され、温度は、℃または色温度（Ｋ：ケルビン）により表わされる。

太陽電池モジュールＭＯの発電電流の取得の他の例について説明する。出力電圧Ｖ、照度Ｌと温度Ｔから発電電流を算出するために、例えば、太陽電池モジュールＭＯを事前にモデル化しておく。

図５は，太陽電池モジュールＭＯを等価回路にモデル化した例である。等価回路は、電流源と、ダイオードと、抵抗とを並列接続し、さらに抵抗を直列接続した構成とされている。図５において、電流源が起電力に対応し、Ｉphが電流源成分である。太陽電池モジュールの基板、受光層、電極部の抵抗の総和が直列抵抗Ｒsで表されている。太陽電池モジュールの損失抵抗が並列抵抗Ｒshで表されている。

これらの電流源成分Ｉph、直列抵抗成分Ｒs、並列抵抗成分Ｒshおよびダイオードの特性を事前に求めておく。なお、ダイオードの特性は、下記の数式（１）により示される、ショックレーのダイオード方程式を使ってモデル化できる。

数式（１）において、各項は、下記の通りである。
Ｉo：逆方向飽和電流（Ａ）
ｎ：理想ダイオード因子
ｑ：電気素量(1.60217733x10^(-19)(C))
ｋ：ボルツマン定数(1.3806504x10^(-23) (JK-1))
Ｔ：温度（Ｋ）

Ｉｐｈは太陽電池モジュールに入射した光のエネルギーで励起された電荷による電流で入射した光のエネルギーすなわち照度Ｌに比例するので、下記の数式（２）でモデル化できる。

数式（２）において、Ａは比例定数である。

数式（１）と数式（２）とから、下記の数式（３）が得られる。

ここで、Ａ、ｎ、Ｉｏ、Ｒｓ、Ｒｓｈは太陽電池モジュール固有の値であり、既知の値であることから、太陽電池モジュールＭＯの、出力電圧Ｖと温度Ｔと照度Ｌとが得られれば発電電流Ｉを求めることができる。さらに、発電電力（電圧Ｖ×電流Ｉ）を求めることができる。

なお、Ａ、ｎ、Ｉｏ、Ｒｓ、Ｒｓｈは照度や温度の依存があるから、計算結果である発電電流に対して、精度の要求に応じて、照度や温度による補正を加えてもよい。

このように、太陽電池モジュールＭＯの発電電流を求める方法としては、太陽電池モジュールＭＯの数式で表現されたモデルを用いてもよいし、温度、照度ごとにＶ−Ｉ特性を曲線または数式で表現し、温度、照度に応じて曲線等を使い分けるモデル、あるいは複数の曲線を補間する方法のモデルを用いてもよい。また、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性を座標のテーブルとして表現したモデルを参照してもよいし、座標のテーブルの複数の座標を補間する方法のモデルでもよい。

「ＭＰＰＴ制御」
ここで、上述した図４を参照して、ＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking)の概略について説明する。太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性が、例えば、曲線Ｃ１により示されるとする。ここで、太陽電池モジュールＭＯに対して負荷が接続されると、接続される負荷が必要とする消費電力により電圧と電流がきまる。このときの太陽電池モジュールＭＯの出力電圧および出力電流の組により表される、曲線Ｃ１上の点を、太陽電池モジュールＭＯの動作点という。図４では、太陽電池モジュールＭＯの動作点の一例が動作点Ｐａとして示されている。

太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性を表す曲線上において動作点Ｐａを変化させると、出力電圧と出力電流との積、すなわち発電電力が最大となる出力電圧Ｖａおよび出力電流Ｉａの組が見つかる。太陽電池モジュールＭＯから得られる電力は、図４において網掛けで示された領域の面積で示されることから、この面積が最大となる場合が、太陽電池モジュールＭＯの発電電力が最大になる場合である。発電電力が最大となる出力電圧および出力電流は、最大動作電圧および最大動作電流とそれぞれ呼ばれる。最大動作電圧Ｖａおよび最大動作電流Ｉａの組により表される点は、太陽電池モジュールＭＯの最大電力点や最適動作点などと呼ばれる。

ＭＰＰＴ制御とは、太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性を表す曲線の変化に対して最大電力点を求め、太陽電池モジュールＭＯから得られる電力が最大となるように、出力電圧や出力電流を制御するものである。

「送信側の具体的な構成の一例」
図６を参照して送信側の装置の具体的な構成の一例について説明する。一例として、二つの太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２が直列接続されている。太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２の直列接続から取り出される出力電圧がパワーコンディショナＰＷに供給される。パワーコンディショナＰＷは、発電された直流電圧を交流電圧に変換し、商用電源系統に発電電力を供給するためのものである。パワーコンディショナＰＷは、上述したＭＰＰＴ制御を実行する機能を有するものである。

太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２のそれぞれに関して電圧・温度・照度測定部１００および２００が接続されている。電圧・温度・照度測定部１００および２００は、同様の構成を有するので、図６では、電圧・温度・照度測定部１００の構成のみが詳細に示されている。

太陽電池モジュールＭＯ１の出力電圧がレギュレータ１１１に供給されるとともに、抵抗１１２および抵抗１１３によって分圧される。レギュレータ１１１は、太陽電池モジュールＭＯ１の出力を安定化して直流電圧＋Ｖcc１を出力する。太陽電池モジュールＭＯ１の出力電圧がレギュレータ１１１の定格電圧より高い場合には、太陽電池モジュールＭＯ１の出力電圧を分圧してからレギュレータ１１１に供給するようになされる。

抵抗１１２および抵抗１１３の接続点の電圧が過電圧保護回路（図では、ＯＶＰ(Over Voltage Protection)と表記する）１１４に入力される。過電圧保護回路１１４は、抵抗１１２および抵抗１１３の接続点の電圧が次段のＡ／Ｄコンバータ（図では、ＡＤＣと表記する）１１５の入力定格電圧以上とならないように制限するための回路である。太陽電池モジュールＭＯ１の電圧Ｖ１を示す電圧データ（以下、適宜、電圧データＶ１と称する）が、Ａ／Ｄコンバータ１１５から出力される。

レギュレータ１１１の出力電圧が抵抗１１６およびサーミスタ１１７の直列接続に供給される。サーミスタ１１７は、例えば、温度の上昇に伴って抵抗値が減少する、負特性サーミスタ(ＮＴＣ(Negative Temperature Coefficient)サーミスタ)であり、太陽電池モジュールＭＯ１の温度と対応する抵抗値を有する。温度検出素子は、太陽電池モジュールの表面温度を測定できるように配置するのが望ましい。温度検出素子としては、サーミスタ以外の素子を使用しても良い。さらに、複数の温度検出素子を太陽電池モジュールＭＯ１の複数の位置に設けて複数の温度検出素子の検出出力を利用してより正確な温度検出を行うようにしても良い。例えば、複数の温度検出素子の検出出力の平均をとるようにしてもよい。

抵抗１１６およびサーミスタ１１７の接続点の電圧がＡ／Ｄコンバータ１１８に供給される。太陽電池モジュールＭＯ１の温度Ｔ１を示す温度データ（以下、適宜、温度データＴ１と称する）が、Ａ／Ｄコンバータ１１８から出力される。

照度センサ１２１は、例えば、フォトダイオードからなり、太陽電池モジュールＭＯ１の照度に対応する電圧を出力する。照度センサ１２１は、太陽電池モジュールＭＯ１の表面照度を測定できるように配置するのが好ましい。図７に模式的に示すように、照度センサ１２１を、太陽電池セルＣＥと同じ基板上に集積するようにしてもよい。照度センサ１２１の出力電圧が、次段のＡ／Ｄコンバータ１２２の入力電圧範囲より高い場合には、照度センサ１２１の出力電圧を分圧してからＡ／Ｄコンバータ１２２に供給するようになされる。さらに、複数の照度センサ１２１を太陽電池モジュールＭＯ１の複数の位置に設け、複数の照度センサ１２１の検出出力を利用してより正確な照度検出を行うようにしても良い。例えば、複数の照度センサ１２１の平均をとるようにしてもよい。

照度センサ１２１により取得される電圧がＡ／Ｄコンバータ１２２に供給される。太陽電池モジュールＭＯ１の照度Ｌ１を示す照度データ（以下、適宜、照度データＬ１と称する）が、Ａ／Ｄコンバータ１２２から出力される。なお、Ａ／Ｄコンバータ１１５、１１８および１２２の電源として、レギュレータ１１１の出力電圧＋Ｖcc１が供給される。

電圧・温度・照度測定部１００には、さらに、ＩＤ記憶部１１９が設けられており、太陽電池モジュールＭＯ１に割り当てられるＩＤ１が、ＩＤ記憶部１１９から出力される。太陽電池モジュールＭＯ１に関する電圧データＶ１、温度データＴ１、照度データＬ１およびＩＤ１がマルチプレクサ（ＭＵＸ）３００に供給される。

太陽電池モジュールＭＯ２に関連する電圧・温度・照度測定部２００が上述した電圧・温度・照度測定部１００と同様に、太陽電池モジュールＭＯ２に関する電圧データＶ２、温度データＴ２、照度データＬ２、ＩＤ２および電圧＋Ｖcc２を発生する。各データがマルチプレクサ３００に供給される。マルチプレクサ３００および送信機Ｔｘの電源電圧＋Ｖccは、例えば、＋Ｖcc１および＋Ｖcc２の何れか一方から得られる。

マルチプレクサ３００は、太陽電池モジュールＭＯ１に関するデータと、太陽電池モジュールＭＯ２に関するデータとを多重化、例えば、時分割多重化し、多重化データを送信機Ｔｘに供給する。送信機Ｔｘは、例えば、無線送信機として構成され、アンテナを有する。なお、太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２の電圧、温度および照度の測定は、所定の周期でもってなされる。

なお、図６では省略されているが、送信側の各部を制御する制御部が設けられている。制御部は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。制御部は、プログラムを実行することにより、送信側の各部を統括的に制御する。

「送信側の処理の一例」
送信側の、例えば太陽電池モジュールＭＯ１に関して、制御部の制御の下で、図８に例示するフローチャートのように処理がなされる。ステップＳＴ１において、電圧・温度・照度測定部１００によって、太陽電池モジュールＭＯ１の電圧、温度および照度が測定される。そして、処理がステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２において、測定結果である電圧データＶ１、温度データＴ１および照度データＬ１がＩＤ１と共にマルチプレクサ３００に供給される。なお、例えば、ステップＳＴ１およびステップＳＴ２の処理と並行して、太陽電池モジュールＭＯ２の電圧、温度および照度が測定される。測定結果である電圧データＶ２、温度データＴ２および照度データＬ２がＩＤ２と共にマルチプレクサ３００に供給される。そして、処理がステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３において、太陽電池モジュールＭＯ１のＩＤ１および各データ（電圧データＶ１、温度データＴ１および照度データＬ１）と、他のモジュールである太陽電池モジュールＭＯ２のＩＤ２および各データ（電圧データＶ２、温度データＴ２および照度データＬ２）とが多重化される。多重化されたデータが、送信機Ｔｘにより受信機Ｒｘに対して送信される。このようにして、測定された電圧データ、温度データおよび照度データがＩＤとともに受信機Ｒｘに対して送信される。

「受信側の具体的な構成の一例」
図９を参照して、異常検出装置の構成の一例について説明する。異常検出装置は、例えば、認証および電流取得部４００、認証および電流取得部５００および異常判定部３２０を含む構成とされる。認証を行う必要がない場合は、認証を行うための構成は不要である。

第１の実施形態における異常検出装置は、太陽電池モジュールＭＯ毎の電圧データ等を、ネットワークを介して取得するようにしている。このため、図９に例示される異常検出装置には、受信機Ｒｘおよびデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）３１０が付加的に設けられている。なお、異常検出装置に対して着脱自在とされるメモリに太陽電池モジュールＭＯ毎の電圧データ等が記憶され、異常検出装置が、メモリから電圧データ等が読み出すことにより、電圧データ等を取得するようにしてもよい。

さらに、第１の実施形態における異常検出装置は、異常判定部３２０により判断される異常の有無をユーザ等に報知するようにしている。このため、図９に例示される異常検出装置には、異常報知部の一例である表示部３３０が付加的に設けられている。

送信機Ｔｘから送信される電圧データ等が受信機Ｒｘにより受信される。受信機Ｒｘは、受信したデータに対して復調処理・エラー訂正処理等の受信処理を行い、処理後のデータをデマルチプレクサ３１０に供給する。デマルチプレクサ３１０は、多重化されているデータを分解し、ＩＤと電圧データ等の測定データとを出力する。

デマルチプレクサ３１０には、認証および電流取得部４００および５００がそれぞれ接続されており、デマルチプレクサの出力が認証および電流取得部４００および５００のそれぞれにより取得される。認証および電流取得部４００、５００は同様の構成を有するので、図９では、認証および電流取得部４００の構成のみが詳細に示されている。

認証および電流取得部４００には、デマルチプレクサ３１０からＩＤと測定データが入力される。入力されたＩＤが、認証部４０１に供給される。認証部４０１は、予めＩＤ１が登録されており、受信されたＩＤと登録されているＩＤ１の一致の有無によって認証を行う。相互認証等のより複雑な認証方式を使用しても良い。

デマルチプレクサ３１０からの電圧データＶ１、温度データＴ１および照度データＬ１が電流取得部４０２に供給される。電流取得部４０２は、上述した認証部４０１でＩＤ１が認証された場合に、上述したいずれかの方法により、太陽電池モジュールＭＯ１が発電する発電電流Ｉ１を取得するものである。発電電流Ｉ１を示す電流情報（以下、適宜、電流情報Ｉ１と称する）が、異常判定部３２０に供給される。

電流取得部４０２は、例えば、Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３に接続される。Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３は、太陽電池モジュールＭＯ１の、照度および温度に対応した複数のＶ−Ｉ特性を記憶するメモリである。Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３は、例えば、ＲＯＭ(Read Only Memory)として構成され、予め記憶されたＶ−Ｉ特性が書き換え不可能とされる。Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３を、例えば、ＲＡＭ(Random Access Memory)として構成し、外部のサーバ等から取得したＶ−Ｉ特性をＶ−Ｉ特性記憶部４０３に書き込むようにしてもよい。

電流取得部４０２は、温度Ｔ１および照度Ｌ１に対応するＶ−Ｉ特性を、Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３から読み出す。そして、読み出したＶ−Ｉ特性を参照して、電圧Ｖ１に対応する発電電流Ｉ１の値を取得する。なお、上述した数式を使用して発電電流Ｉ１を計算する場合は、Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３を設ける必要はない。

認証および電流取得部５００は、上述した認証および電流取得部４００と同様の構成を有する。図示は省略しているが、認証および電流取得部５００は、認証部５０１、電流取得部５０２および太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性を記憶するＶ−Ｉ特性記憶部５０３を有する。認証部５０１にはあらかじめＩＤ２が登録されており、認証および電流取得部５００に入力されるＩＤがＩＤ２と一致した場合に、太陽電池モジュールＭＯ２が発電する発電電流Ｉ２を電流取得部５０２が取得する。発電電流Ｉ２を示す電流情報（以下、適宜、電流情報Ｉ２と称する）が、異常判定部３２０に供給される。なお、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２が同種の太陽電池モジュールである場合には同じ特性を有することから、Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３、５０３が同一の構成とされてもよい。

異常判定部３２０は、電流情報Ｉ１、Ｉ２から太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２の異常を判定するものである。異常判定部３２０が判定信号Ｓｔ（例えば数ビットのデジタルデータ）を出力する。異常判定部３２０により行われる異常判定処理の詳細は、後述する。

異常判定部３２０から出力される判定信号Ｓｔが表示部３３０に供給される。表示部３３０は、表示素子例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display)と、ドライバ等からなる。有機ＥＬ(Electroluminescence)により表示部３３０が構成されるようにしてもよい。

表示部３３０は、太陽電池モジュールＭＯ毎の異常判定結果を表示する。ユーザは、表示部３３０の表示を見て、現在の太陽電池モジュールＭＯの異常の有無を知ることができる。表示に限らず、音声や警告音により現在の太陽電池モジュールＭＯの異常の有無を報知するようにしてもよい。表示や音声を組み合わせて、現在の太陽電池モジュールＭＯの異常の有無を報知するようにしてもよい。

なお、図９では省略されているが、受信側を制御する制御部が設けられている。制御部は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。制御部は、プログラムを実行することにより、受信側の各部を統括的に制御する。さらに、電流取得部および異常判定部等の機能は、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)等のソフトウェア処理によって実現することができる。

「異常判定の方法の一例について」
異常判定部３２０によりなされる異常判定の方法の一例について説明する。直列に接続されている太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２に流れる電流は、キルヒホッフの第一法則により等しくなる。そこで認証および電流取得部４００、５００によって得られる電流情報Ｉ１と電流情報Ｉ２とが等しくない場合に、異常判定部３２０は異常と判定する。

図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２がともに正常であり、かつ、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２の温度および照度が等しい状態である。図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃは、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２がともに正常であるものの、部分陰が生じ、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２のそれぞれの温度および照度が異なる状態である。図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃは、太陽電池モジュールＭＯ１および太陽電池モジュールＭＯ２の一方に異常が生じた場合を示す。以下、各図を参照して、異常判定の方法の一例を詳細に説明する。

図１０Ａにおいて、ある温度（温度Ｔ１０）・照度（照度Ｌ１０）における太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性が曲線Ｃ１０により示されている。図１０Ｂにおいて、温度Ｔ１０・照度Ｌ１０における太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性が曲線Ｃ２０により示されている。温度および照度が等しいため、曲線Ｃ２０は、曲線Ｃ１０と同様のカーブを描く。

図１０Ｃにおいて、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２を直列に接続した場合のＶ−Ｉ特性が曲線Ｃ３０により示されている。曲線Ｃ３０は、曲線Ｃ１０と曲線Ｃ２０とをＸ軸（電圧）方向に足し合わせたものに等しくなる。パワーコンディショナＰＷは、動作点が曲線Ｃ３０上の最大電力点ＭＰ１になるように制御する。パワーコンディショナＰＷによるＭＰＰＴ制御により、例えば、出力電圧がＶ３０に、出力電流がＩｓ１になるように制御される。

温度Ｔ１０および照度Ｌ１０では、太陽電池モジュールＭＯ１の電圧として電圧Ｖ１０が測定される。照度Ｌ１０および温度Ｔ１０では、太陽電池モジュールＭＯ２の電圧として電圧Ｖ２０が測定される。同じ照度および温度であることから、電圧Ｖ１０および電圧Ｖ２０の値は等しくなる。なお、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２は直列に接続されていることから、電圧Ｖ１０と電圧Ｖ２０の合計が電圧Ｖ３０となる。

温度Ｔ１０および照度Ｌ１０に対応する太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ１０）が参照され、電圧Ｖ１０に対応する発電電流Ｉ１０が取得される。温度Ｔ１０および照度Ｌ１０に対応する太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ２０）が参照され、電圧Ｖ２０に対応する発電電流Ｉ２０が取得される。ここで、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２は直列に接続されていることから、発電電流Ｉ１０および発電電流Ｉ２０の値は一致するはずである。発電電流Ｉ１０および発電電流Ｉ２０の値が一致する場合は、異常判定部３２０は、太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２が正常と判定する。

図１１Ａは、図１０Ａと同様に、温度Ｔ１０、照度Ｌ１０における太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ１０）を示す。ここで、雲の影響等により部分陰が発生し、太陽電池モジュールＭＯ２が陰になった場合を考える。部分陰の影響により、太陽電池モジュールＭＯ２の温度および照度が低下し、温度Ｔ２０および照度Ｌ２０へと変化する（但し、Ｔ１０＞Ｔ２０、Ｌ１０＞Ｌ２０）。

太陽電池モジュールＭＯ２に対する照度が低下することにともなって、太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性が変化する。なお、部分陰の影響により太陽電池モジュールＭＯ２の温度も低下するものの、照度の低下による影響が支配的である。図１１Ｂにおいて、変化後の太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性が、曲線Ｃ２１により示されている。太陽電池モジュールＭＯ２の照度は、太陽電池モジュールＭＯ１の照度より低いため、曲線Ｃ２１は曲線Ｃ１０より小さくなる。

図１１Ｃは、部分陰が生じた場合における、太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２のＶ−Ｉ特性を示す。図１１Ｃにおいて、直列に接続される太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２のＶ−Ｉ特性が曲線Ｃ３１によって示されている。パワーコンディショナＰＷは、曲線Ｃ３１上における動作点が最大電力点ＭＰ２となるように、ＭＰＰＴ制御を実行する。ＭＰＰＴ制御により、出力電圧がＶ３１になり、出力電流がＩｓ２になるように制御される。

このように、部分陰が生じた場合は、曲線Ｃ３１における動作点が最大電力点ＭＰ２になるように制御され、個々の太陽電池モジュールＭＯのＶ−Ｉ特性における最大電力点とは必ずしも一致しない。このため、曲線Ｃ１０および曲線Ｃ２１の最大電力点に対応する出力電流が太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２のそれぞれの発電電流とはならない。

太陽電池モジュールＭＯ１の電圧として、例えば、電圧Ｖ１１が測定される。太陽電池モジュールＭＯ２の電圧として、例えば、電圧Ｖ２１が測定される。電圧Ｖ３１は、電圧Ｖ１１と電圧Ｖ２２の合計と等しくなる。

各データが認証および電流取得部４００、５００に供給される。認証および電流取得部４００の電流取得部４０２には、電圧Ｖ１１に対応する電圧データＶ１１、温度Ｔ１０に対応する温度データＴ１０、照度Ｌ１０に対応する照度データＬ１０が供給される。電流取得部４０２は、温度Ｔ１０および照度Ｌ１０に対応する太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ１０）を、Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３から読み出す。電流取得部４０２は、読み出したＶ−Ｉ特性を参照して、電圧Ｖ１１に対応する発電電流Ｉ１１を取得する。発電電流Ｉ１１の値を示す電流情報Ｉ１１が異常判定部３２０に供給される。

認証および電流取得部５００の電流取得部５０２には、電圧Ｖ２１に対応する電圧データＶ２１、温度Ｔ２０に対応する温度データＴ２０、照度Ｌ２０に対応する照度データＬ２０が供給される。電流取得部５０２は、温度Ｔ２０および照度Ｌ２０に対応する太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ２１）を、Ｖ−Ｉ特性記憶部５０３から読み出す。電流取得部５０２は、読み出したＶ−Ｉ特性を参照して、電圧Ｖ２１に対応する発電電流Ｉ２１を取得する。発電電流Ｉ２１の値を示す電流情報Ｉ２１が異常判定部３２０に供給される。

異常判定部３２０は、電流情報Ｉ１１と電流情報Ｉ２１とを比較する。太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２がともに正常であれば、キルヒホッフの第一法則から電流情報Ｉ１１と電流情報Ｉ２１とが一致する。この例では、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２がともに正常であることから、電流情報Ｉ１１と電流情報Ｉ２１とが一致する。したがって、異常判定部３２０は、太陽電池モジュールＭＯ１、ＭＯ２が正常であると判定する。このように、部分陰が生じた場合でも、個々の太陽電池モジュールＭＯの発電電流を取得でき、個々の太陽電池モジュールＭＯの異常の有無を正確に判別できる。

図１２Ａは、図１０Ａと同様に、温度Ｔ１０、照度Ｌ１０における太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ１０）を示す。ここで、太陽電池モジュールＭＯ２に異常が発生し、太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性が変化したとする。例えば、図１２Ｂに示すように、曲線Ｃ２０により示されるＶ−Ｉ特性が、曲線Ｃ２２により示されるＶ−Ｉ特性に変化したものとする。

直列に接続される太陽電池モジュールＭＯ１およびＭＯ２のＶ−Ｉ特性は、図１２Ｃに示すように、曲線Ｃ３２になる。パワーコンディショナＰＷは、曲線Ｃ３２上における動作点が最大電力点ＭＰ３となるように、ＭＰＰＴ制御を実行する。ＭＰＰＴ制御により、出力電圧がＶ３２になり、出力電流がＩｓ３になるように制御される。

太陽電池モジュールＭＯ１の電圧として、例えば、電圧Ｖ１２が測定される。太陽電池モジュールＭＯ２の電圧として、例えば、電圧Ｖ２２が測定される。電圧Ｖ３２は、電圧Ｖ１２と電圧Ｖ２２の合計と等しくなる。

各データが認証および電流取得部４００、５００に供給される。認証および電流取得部４００の電流取得部４０２には、電圧Ｖ１２に対応する電圧データＶ１２、温度Ｔ１０に対応する温度データＴ１０、照度Ｌ１０に対応する照度データＬ１０が供給される。電流取得部４０２は、温度Ｔ１０および照度Ｌ１０に対応する太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ１０）を、Ｖ−Ｉ特性記憶部４０３から読み出す。電流取得部４０２は、読み出したＶ−Ｉ特性を参照して、電圧Ｖ１２に対応する発電電流Ｉ１２を取得する。発電電流Ｉ１２を示す電流情報Ｉ１２が異常判定部３２０に供給される。

認証および電流取得部５００の電流取得部５０２には、電圧Ｖ２２に対応する電圧データＶ２２、温度Ｔ１０に対応する温度データＴ１０、照度Ｌ１０に対応する照度データＬ１０が供給される。電流取得部５０２は、温度Ｔ１０および照度Ｌ１０に対応し、正常な太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性（曲線Ｃ２０）を、Ｖ−Ｉ特性記憶部５０３から読み出す。電流取得部５０２は、読み出したＶ−Ｉ特性を参照して、電圧Ｖ２２に対応する発電電流Ｉ２２を取得する。発電電流Ｉ２２を示す電流情報Ｉ２２が異常判定部３２０に供給される。

異常判定部３２０は、電流情報Ｉ１２と電流情報Ｉ２２とを比較する。ここで、異常が生じた太陽電池モジュールＭＯ２のＶ−Ｉ特性は曲線Ｃ２２により示されるものの、Ｖ−Ｉ特性記憶部５０３から読み出されるＶ−Ｉ特性は、曲線Ｃ２０で示されるものである。このため、曲線Ｃ２０で示されるＶ−Ｉ特性を参照して得られる発電電流Ｉ２２は、発電電流Ｉ１２と一致しない。このような場合に異常判定部３２０は、太陽電池モジュールＭＯに異常が発生すると判定する。

なお、例えば、異常判定部３２０に対して、発電電流Ｉｓ３を示す電流情報Ｉｓ３が供給されるようにしてもよい。異常判定部３２０は、発電電流Ｉｓ３と異なる電流値の太陽電池モジュールＭＯを、異常がある太陽電池モジュールＭＯと判別することができる。太陽電池モジュールＭＯに異常があると判定された場合に、電流情報Ｉｓ３を送信側に要求する処理がなされてもよい。要求に応じて、電流情報Ｉｓ３が、受信機Ｒｘを介して異常判定部３２０に供給されてもよい。

「受信側の処理」
受信側に関して、例えば制御部の制御の下で、図１３に示すフローチャートのように処理がなされる。ステップＳＴ１１において、受信機Ｒｘがデータを受信し、受信データをデマルチプレクサ３１０に出力する。ステップＳＴ１２において、デマルチプレクサ３１０によって、データが分離される。分離された各データが、認証および電流取得部４００に供給される。

分離されたＩＤからステップＳＴ１３において、太陽電池モジュールＭＯが識別される。認証のステップＳＴ１４において、ＩＤの一致等によって、管理対象の太陽電池モジュールか否かが判定される。すなわち、入力されるＩＤが、太陽電池モジュールＭＯ１を示すＩＤ１であるか否かが判定される。管理対象の太陽電池モジュールＭＯでないと判定された場合には、処理がステップＳＴ１６に進む。管理対象の太陽電池モジュールＭＯ１とステップＳＴ１４において判定されると、ステップＳＴ１５において、太陽電池モジュールＭＯ１の発電電流が取得される。発電電流の取得方法の一例は、上述してあるので重複した説明を省略する。

デマルチプレクサ３１０によって分離された各データが、認証および電流取得部５００に供給される。認証および電流取得部５００において、ステップＳＴ１３からステップＳＴ１５までの処理と同様の処理が行われる。図１３では、この処理を、まとめてステップＳＴ２０として示している。認証および電流取得部５００は、入力されるＩＤがＩＤ２であるか否かを判別し、ＩＤ２であるならば、管理対象の太陽電池モジュールＭＯ２と判別する。そして、太陽電池モジュールＭＯ２の発電電流を取得する。

ステップＳＴ１６では、異常判定の処理がなされる。具体的には、太陽電池モジュールＭＯ１の発電電流と、太陽電池モジュールＭＯ２の発電電流とを比較し、比較の結果、両者が一致するか否かを判別する。両者が一致する場合は、いずれの太陽電池モジュールＭＯも正常であると判定し、両者が一致しない場合は、太陽電池モジュールＭＯに異常があると判定する。そして、処理がステップＳＴ１７に進む。

ステップＳＴ１７において、異常判定結果が表示される。異常が有る場合にのみに、表示の処理がなされるようにしてもよい。そして、処理が終了する。

このように、第１の実施形態では、太陽電池モジュールの故障等の異常を正確に検出できる。さらに、部分陰による出力電圧の低下と異常による出力電圧の低下を区別して判別することができ、部分陰の影響が、太陽電池モジュールの異常と誤って判別されることを防止できる。さらに、照度・温度・電圧の情報を使用して、太陽電池モジュールの動作点を正確に特定できる。このため、特定された動作点が、太陽電池モジュールの最大電力点でなくても発電電流を取得できる。

なお、上述の説明において、「一致する」「等しい」との表記は、比較対象が完全に一致する場合、および、比較対象の差分が所定の範囲内であり、一致または等しいと見なされる場合のいずれの意味としても解釈することができる。また、「一致しない」「等しくない」の表記が、比較対象の差分が所定以上である場合を意味するように解釈されてもよい。他の説明においても同様である。

＜２．第２の実施形態＞
「システムの構成の一例」
図１４は、第２の実施形態における発電システム２の構成の一例を示す。なお、図１４において、第１の実施形態における構成と同一又は相応する構成には、共通の符号を付している。共通の符号を付した構成の説明は、適宜、省略する。第２の実施形態では、太陽電池モジュールが一つの場合であり、パワーコンディショナから得られる電流情報を使用して異常判定を行うようにしたものである。

発電システム２では、送信側の構成として、太陽電池モジュールＭＯ１、制御部の一例であるパワーコンディショナＰＷ、送信機Ｔｘ１を含む装置および送信機Ｔｘ２が例示され、受信側の構成として、受信機Ｒｘを含む異常検出装置が例示される。送信機Ｔｘ１および送信機Ｔｘ２と、受信機Ｒｘとが、通信路ＣＯＭで接続される。上述したように、通信路ＣＯＭは、有線であっても無線であってもよい。

送信機Ｔｘから受信機Ｒｘに対して、太陽電池モジュールＭＯ１の、電圧データ、温度データおよび照度データが送信される。太陽電池モジュールが一つであるためＩＤ等の識別子を受信機Ｒｘに送信する必要はないが、認証用のデータとしてＩＤ等を送信するようにしてもよい。

パワーコンディショナＰＷは、ＭＰＰＴ制御を実行し、太陽電池モジュールＭＯ１の発電電力が最大となるように、太陽電池モジュールＭＯ１の出力電圧および出力電流を設定する。ＭＰＰＴ制御の結果に得られる出力電流の電流値が送信機Ｔｘ２に供給され、出力電流の電流値を示す電流情報が、送信機Ｔｘ２から受信機Ｒｘに対して送信される。なお、送信機Ｔｘ１および送信機Ｔｘ２を同一の送信機として構成し、その送信機から電圧データ等および電流情報が受信機Ｒｘに対して送信されるようにしてもよい。

第２の実施形態における異常検出装置は、第１の実施形態で例示された異常検出装置のうち、例えば、受信機Ｒｘ、デマルチプレクサ３１０、認証および電流取得部４００、異常判定部３２０および表示部３３０を有する構成とされる。認証および電流取得部４００におけるＶ−Ｉ特性記憶部４０３には、温度および照度に対応する太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性が保持される。

送信機Ｔｘ１から送信される各データが受信機Ｒｘにより受信される。受信機Ｒｘおよびデマルチプレクサ３１０において所定の処理が施される。デマルチプレクサ３１０により分離された、温度データ、照度データおよび電圧データが、認証および電流取得部４００に供給される。認証および電流取得部４００は、温度データおよび照度データに基づいて、温度および照度に対応するＶ−Ｉ特性を取得する。認証および電流取得部４００は、取得したＶ−Ｉ特性を参照して、電圧データに対応する電流値を取得する。上述した数式に基づく演算を行うことにより、電流値を取得してもよい。

異常判定部３２０は、認証および電流取得部４００により取得される電流値と、送信機Ｔｘ２から供給される電流情報とを比較し、比較の結果、両者が一致する場合は、太陽電池モジュールＭＯ１が正常であると判別する。比較の結果、両者が一致しない場合は、太陽電池モジュールＭＯ１に異常があると判別する。

図１５を参照して、異常判定の一例について詳細に説明する。図１５は、ある温度Ｔ４０および照度Ｌ４０における太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性の一例を示す。太陽電池モジュールＭＯ１が正常である場合は、太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性は曲線Ｃ４０によって示される。曲線Ｃ４０により示される太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性が受信側にて保持される。

ここで、太陽電池モジュールＭＯ１に異常が発生し、太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性が曲線Ｃ４１により示される特性に変化したものとする。パワーコンディショナＰＷは、ＭＰＰＴ制御を実行し、曲線Ｃ４１上で動作点が最大電力点ＭＰ４になるように、出力電圧および出力電流を制御する。ＭＰＰＴ制御により、例えば、出力電圧が電圧Ｖ４１になり、出力電圧が電流Ｉ４１になる。なお、正常なＶ−Ｉ特性である曲線Ｃ４０上では、電圧Ｖ４１に対応する電流は電流Ｉ４２となる。

送信機Ｔｘ１から受信機Ｒｘに対して、電圧Ｖ４１を示す電圧データと、温度Ｔ４０を示す温度データと、照度Ｌ４０を示す照度データが送信される。一方、送信機Ｔｘ２から受信機Ｒｘに対して、出力電流Ｉ４１を示す電流情報Ｉ４１が送信される。

受信側において認証処理等が適宜、行われ、太陽電池モジュールＭＯ１の異常の有無を判定する異常判定処理を行う。異常判定処理では、温度Ｔ４０および照度Ｌ４０に対応する太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性が読みだされる。温度Ｔ４０および照度Ｌ４０に対応する太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性は、上述したように、曲線Ｃ４０により示される。次に、曲線Ｃ４０により示されるＶ−Ｉ特性を参照して、電圧Ｖ４１に対応する電流値（電流Ｉ４２）を取得する。

送信機Ｔｘ２から送信される電流情報Ｉ４１が受信機Ｒｘおよびデマルチプレクサ３１０を介して、異常判定部３２０に入力される。異常判定部３２０は、電流情報Ｉ４１と、電流Ｉ４２とを比較する。ここで、太陽電池モジュールＭＯ１が正常であれば、取得される電流値と、送信機Ｔｘ２から送信される電流値は、ともに曲線Ｃ４０上の最大電力点に対応する電流値となり、一致するはずである。しかしながら、この例では、太陽電池モジュールＭＯ１に異常が発生し、Ｖ−Ｉ特性が変化する。このため、電流情報Ｉ４１と電流Ｉ４２とが一致しない。このように、送信機Ｔｘ１から送信される電圧・温度・照度に応じて取得される電流値と、送信機Ｔｘ２から送信される電流情報とが一致しない場合に、太陽電池モジュールに異常が有ると判定される。

第２の実施形態では、太陽電池モジュールが１個である発電システムにおいて、その太陽電池モジュールの異常の有無を正確に判別できる。

＜３．第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、受信側の構成が一部、異なる。図１６は、第３の実施形態における異常検出装置の構成の一例を示す。なお、図１６において、第１の実施形態における構成と同一又は相応する構成には、共通の符号を付している。共通の符号を付した構成の説明は、適宜、省略する。

第３の実施形態における異常検出装置は、電流取得部４０２に代えて、電流・電力取得部４０４を有する。電流・電力取得部４０４は、電流取得部４０２と同様に、太陽電池モジュールＭＯ１の発電電流を取得し、さらに、取得した発電電流に、デマルチプレクサ３１０から供給される電圧を乗じることにより、太陽電池モジュールＭＯ１の電力を算出する。算出された電力を示す電力情報Ｐ１が表示部３３０に供給される。電力情報Ｐ１に基づく電力が数値やアニメーション、音声などにより表示部３３０に表示される。

同様にして、太陽電池モジュールＭＯ２の電力が算出される。算出された電力を示す電力情報Ｐ２が表示部３３０に供給される。電力情報Ｐ２に基づく電力が数値やアニメーションにより表示部３３０に表示される。このように、表示部３３０に、太陽電池モジュールＭＯの異常の有無だけでなく、各太陽電池モジュールＭＯが発電する電力の表示がなされてもよい。太陽電池モジュールＭＯが発電する電力の総和が表示されるようにしてもよい。第３の実施形態では、表示部３３０が電力報知部の一例としても機能する。

＜４．第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、送信側の装置において太陽電池モジュールＭＯの発電電流を取得するようにしている。図１７は、第４の実施形態における、送信側の構成の一例を示す。なお、図１７において、第１の実施形態の構成と同一又は相応する構成には、共通の符号を付している。共通の符号を付した構成の説明は、適宜、省略する。

図１７に示すように、送信側には、電流取得部１３０および電流取得部２３０が設けられる。ＡＤＣ１１５から電流取得部１３０に対して、電圧Ｖ１を示す電圧データが供給される。ＡＤＣ１１８から電流取得部１３０に対して、温度Ｔ１を示す温度データが供給される。ＡＤＣ１２２から電流取得部１３０に対して、照度Ｌ１を示す照度データが供給される。電流取得部１３０は、太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性を参照すること等により、太陽電池モジュールＭＯ１の発電電流Ｉ１を取得する。

発電電流Ｉ１を示す電流データがマルチプレクサ３００に供給される。マルチプレクサ３００には、さらに、ＩＤ記憶部１１９から太陽電池モジュールＭＯ１に対応するＩＤ１が供給される。マルチプレクサ３００は、発電電流Ｉ１を示す電流データとＩＤ１とを多重化する。多重化されたデータが、送信機Ｔｘから受信機Ｒｘに対して送信される。

電圧・温度・照度測定部２００から電流取得部２３０に対して、太陽電池モジュールＭＯ２の電圧Ｖ２を示す電圧データ等が供給される。電流取得部２３０は、太陽電池モジュールＭＯ１のＶ−Ｉ特性を参照すること等により、太陽電池モジュールＭＯ２の発電電流Ｉ２を取得する。発電電流Ｉ２を示す電流データがマルチプレクサ３００に供給される。マルチプレクサ３００には、さらに、太陽電池モジュールＭＯ２に対応するＩＤ２が供給される。マルチプレクサ３００は、発電電流Ｉ２を示す電流データとＩＤ２とを多重化する。多重化されたデータが、送信機Ｔｘから受信機Ｒｘに対して送信される。なお、電流取得部１３０と電流取得部２３０とが同一の構成とされ、同一の電流取得部により太陽電池モジュール毎の発電電流が取得されるようにしてもよい。

図示を省略するが、受信側の装置は、少なくとも異常判定部３２０を備える。異常判定部３２０の処理については第１の実施形態と同様であるので、概略的な説明にとどめる。異常判定部３２０に対して、送信機Ｔｘから送信される電流データが入力される。異常判定部３２０は、電流データにより示される発電電流Ｉ１と発電電流Ｉ２とを比較し、両者の電流値が一致する場合は正常と判定し、両者の電流値が一致しない場合は、異常が発生したものと判定する。異常判定の結果が、表示部等を使用して適宜、報知される。このように、送信側において、太陽電池モジュールＭＯの発電電流が取得されるようにしてもよい。

＜５．第５の実施形態＞
本開示は、これまでの説明において例示した処理が、複数の装置によって分散されて処理される、いわゆるクラウドシステムとして実現することができる。例示した処理が実行される発電システムであって、例示した処理の少なくとも一部の処理が実行される装置として、本開示を実現することができる。

図１８は、第５の実施形態における発電システムの構成の一例を示す。第５の実施形態における発電システムは、例えば、第１の装置の一例である装置５、第２の装置の一例である装置６および第３の装置の一例である装置７を含む構成とされる。

装置５において、太陽電池モジュールＭＯの電圧、温度および照度が電圧測定器１１、温度測定器１２および照度測定器１３によってそれぞれ測定される。送信機Ｔｘによって、これらのデータを送信される。

装置６における送受信機ＴＲｘ１は、受信したデータを装置７の送受信機ＴＲｘ２に送信する。装置７は、サーバやクラウドコンピュータ等の、複数の端末によりアクセス可能な装置である。送受信機ＴＲｘ２は、受信した電圧データ、温度データおよび照度データを電流取得部３５０に対して供給する。電流取得部３５０は、第１の実施形態における電流取得部４０２と同様に、太陽電池モジュールＭＯの発電電流を示す電流情報Ｉを取得する。太陽電池モジュールＭＯが複数ある場合は、太陽電池モジュールＭＯ毎の発電電流を示す電流情報Ｉを取得する。電流情報Ｉが送受信機ＴＲｘ２に戻され、送受信機ＴＲｘ２から送信される。

送受信機ＴＲｘ１は、送受信機ＴＲｘ２から送信される電流情報Ｉを受信する。受信された電流情報Ｉが異常判定部３２０に供給され、異常が判定され、判定結果が表示部３３０に供給される。なお、装置５において取得される電圧データ等が、装置７に対して直接、送信されるようにしてもよい。

このように、第１〜第４の実施形態において例示した構成を、複数の装置に分散して設けるようにしてもよい。各装置で得られるデータが、装置間を接続するネットワークを介して送受信される。

＜６．変形例＞
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限られることなく、種々の変形が可能である。

例えば、第１の実施形態では、マルチプレクサ３００を設けることによって、複数の太陽電池モジュールＭＯのデータを一つの送信機によって送信するようにしている。しかしながら、図１９に示すように、各太陽電池モジュールＭＯに対応して送信機Ｔｘを設けるようにしても良い。太陽電池モジュールＭＯ間の位置が離れている場合には、配線を簡単とするために、太陽電池モジュールＭＯ毎に送信機を設ける方が好ましいこともある。

さらに、異なる種類の太陽電池モジュールが使用されてもよい。太陽電池モジュールの種類に応じたＶ−Ｉ特性を保持することにより、太陽電池モジュールの発電電流を取得することができる。ＩＤとともに、太陽電池モジュールの種類を示す識別子が受信側に供給されるようにしてもよい。

本開示は、温度および照度に応じてＶ−Ｉ特性が規定される他の発電モジュールに対しても適用することができる。

本開示は、装置に限らず、方法、プログラム、プログラムが記録される記録媒体として実現することができる。

さらに、上述した複数の実施形態および変形例における構成および処理は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。例示した処理の流れにおけるそれぞれの処理の順序は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜、変更できる。例えば、第２の実施形態および第４の実施形態を組み合わせて、第２の実施形態おいて、太陽電池モジュールＭＯの発電電流が送信側で取得されるようにしてもよい。実施形態および変形例において例示された、システムや装置における構成および処理は、全てが必須の構成であるわけでなく、適宜、構成等の削除や追加を行うことができる。

本開示は、以下の構成をとることもできる。
（１）
直列に接続される２以上の発電モジュールを有する発電装置から、発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を取得する取得部と、
前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュール毎の電流を取得する電流取得部と、
前記発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、前記発電モジュールの異常の有無を判定する異常判定部と
を有する異常検出装置。
（２）
前記異常判定部は、前記比較の結果、前記発電モジュール毎の電流が一致しない場合に、所定の発電モジュールに異常が有ると判断する（１）に記載の異常検出装置。
（３）
前記電流取得部は、前記取得部により取得される前記照度および前記温度に対応する前記発電モジュールの電圧−電流特性を参照して、前記出力電圧に対応する前記電流を取得する（１）または（２）に記載の異常検出装置。
（４）
前記発電モジュールの電圧−電流特性を記憶する記憶部を有する（３）に記載の異常検出装置。
（５）
前記電流取得部は、前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用した所定の演算を行うことにより、前記電流を取得する（１）または（２）に記載の異常検出装置。
（６）
前記発電モジュールの異常を報知する異常報知部を有する（１）乃至（５）のいずれかに記載の異常検出装置。
（７）
前記発電モジュールは、太陽光により発電する太陽光セルが複数、接続されて成る（１）乃至（６）のいずれかに記載の異常検出装置。
（８）
前記取得部は、前記発電モジュール毎の、出力電圧、前記照度および前記温度を、ネットワークを介して取得する（１）乃至（７）のいずれかに記載の異常検出装置。
（９）
前記照度は、前記発電モジュール毎に設けられるセンサにより取得される（１）乃至（８）のいずれかに記載の異常検出装置。
（１０）
前記取得部により取得される前記出力電圧と、前記電流取得部により取得される前記電流とにより電力を計算する電力計算部と、
前記計算される電力を報知する電力報知部と
を有する（１）乃至（９）のいずれかに記載の異常検出装置。
（１１）
直列に接続される２以上の発電モジュールを有する発電装置から、発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を取得し、
前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュール毎の電流を取得し、
前記発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、前記発電モジュールの異常の有無を判定する
異常検出装置における異常検出方法。
（１２）
直列に接続される２以上の発電モジュールと、
前記発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を測定する測定部と、
前記測定部により測定される前記出力電圧、前記照度および前記温度を取得し、前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュール毎の電流を取得する電流取得部と、
前記発電モジュール毎の電流を取得し、前記発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、前記発電モジュールの異常の有無を判定する異常判定部と
を有する発電システム。
（１３）
前記発電モジュールと、前記測定部と、前記電流取得部とを有する第１の装置と、前記異常判定部を有する第２の装置とからなる（１２）に記載の発電システム。
（１４）
前記発電モジュールと、前記測定部とを有する第１の装置と、前記電流取得部を有する第２の装置と、前記異常判定部を有する第３の装置とからなる（１２）に記載の発電システム。
（１５）
一の発電モジュールと、前記発電モジュールの出力電圧および出力電流を設定する制御部とを有する発電装置から、前記発電モジュールの、前記出力電圧、前記出力電流、前記照度、前記温度を取得する取得部と、
前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュールの正常な出力電流を取得する電流取得部と、
前記取得部により取得される前記出力電流が、前記電流取得部により取得される前記正常な出力電流と一致しない場合に、前記発電モジュールに異常が有ると判定する異常判定部と
を有する異常検出装置。
（１６）
一の発電モジュールと、前記発電モジュールの出力電圧および出力電流を設定する制御部とを有する発電装置から、前記発電モジュールの、前記出力電圧、前記出力電流、前記照度、前記温度を取得し、
前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュールの正常な出力電流を取得し、
前記出力電流が前記正常な出力電流と一致しない場合に、前記発電モジュールに異常が有ると判定する
異常検出装置における異常検出方法。

１・・・発電システム
１００・・・電流・温度・照度測定部
１２１・・・照度センサ
３２０・・・異常判定部
３３０・・・表示部
４００・・・認証および電流取得部
４０２・・・電流取得部
４０３・・・Ｖ−Ｉ特性記憶部
ＭＯ・・・太陽電池モジュール
Ｔｘ・・・送信機
Ｒｘ・・・受信機
ＰＷ・・・パワーコンディショナ

Claims (16)

1. 直列に接続される２以上の発電モジュールを有する発電装置から、発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を取得する取得部と、
   前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュール毎の電流を取得する電流取得部と、
   前記発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、前記発電モジュールの異常の有無を判定する異常判定部と
   を有する異常検出装置。
2. 前記異常判定部は、前記比較の結果、前記発電モジュール毎の電流が一致しない場合に、所定の発電モジュールに異常が有ると判断する請求項１に記載の異常検出装置。
3. 前記電流取得部は、前記取得部により取得される前記照度および前記温度に対応する前記発電モジュールの電圧−電流特性を参照して、前記出力電圧に対応する前記電流を取得する請求項１に記載の異常検出装置。
4. 前記発電モジュールの電圧−電流特性を記憶する記憶部を有する請求項３に記載の異常検出装置。
5. 前記電流取得部は、前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用した所定の演算を行うことにより、前記電流を取得する請求項１に記載の異常検出装置。
6. 前記発電モジュールの異常を報知する異常報知部を有する請求項１に記載の異常検出装置。
7. 前記発電モジュールは、太陽光により発電する太陽光セルが複数、接続されて成る請求項１に記載の異常検出装置。
8. 前記取得部は、前記発電モジュール毎の、出力電圧、前記照度および前記温度を、ネットワークを介して取得する請求項１に記載の異常検出装置。
9. 前記照度は、前記発電モジュール毎に設けられるセンサにより取得される請求項１に記載の異常検出装置。
10. 前記取得部により取得される前記出力電圧と、前記電流取得部により取得される前記電流とにより電力を計算する電力計算部と、
    前記計算される電力を報知する電力報知部と
    を有する請求項１に記載の異常検出装置。
11. 直列に接続される２以上の発電モジュールを有する発電装置から、発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を取得し、
    前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュール毎の電流を取得し、
    前記発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、前記発電モジュールの異常の有無を判定する
    異常検出装置における異常検出方法。
12. 直列に接続される２以上の発電モジュールと、
    前記発電モジュール毎の、出力電圧、照度および温度を測定する測定部と、
    前記測定部により測定される前記出力電圧、前記照度および前記温度を取得し、前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュール毎の電流を取得する電流取得部と、
    前記発電モジュール毎の電流を取得し、前記発電モジュール毎の電流を比較し、比較の結果に応じて、前記発電モジュールの異常の有無を判定する異常判定部と
    を有する発電システム。
13. 前記発電モジュールと、前記測定部と、前記電流取得部とを有する第１の装置と、前記異常判定部を有する第２の装置とからなる請求項１２に記載の発電システム。
14. 前記発電モジュールと、前記測定部とを有する第１の装置と、前記電流取得部を有する第２の装置と、前記異常判定部を有する第３の装置とからなる請求項１２に記載の発電システム。
15. 一の発電モジュールと、前記発電モジュールの出力電圧および出力電流を設定する制御部とを有する発電装置から、前記発電モジュールの、前記出力電圧、前記出力電流、前記照度、前記温度を取得する取得部と、
    前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュールの正常な出力電流を取得する電流取得部と、
    前記取得部により取得される前記出力電流が、前記電流取得部により取得される前記正常な出力電流と一致しない場合に、前記発電モジュールに異常が有ると判定する異常判定部と
    を有する異常検出装置。
16. 一の発電モジュールと、前記発電モジュールの出力電圧および出力電流を設定する制御部とを有する発電装置から、前記発電モジュールの、前記出力電圧、前記出力電流、前記照度、前記温度を取得し、
    前記出力電圧、前記照度および前記温度を使用して、前記発電モジュールの正常な出力電流を取得し、
    前記出力電流が前記正常な出力電流と一致しない場合に、前記発電モジュールに異常が有ると判定する
    異常検出装置における異常検出方法。

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