JP2017022879A - 診断装置、太陽光発電システム、および、劣化・故障診断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】診断装置2Aは、太陽電池モジュールに関する各種計測センサ21の値(出力電流、出力電圧、日射強度、モジュール温度)に基づき、非線形最適化の手法により、予め定義された評価関数の評価値を最小にする、特性パラメータの推定値(開放電圧VOC、短絡電流ISC、開放電圧温度係数α1、短絡電流温度係数α2、曲線因子FF)を求めるパラメータ推定部23と、パラメータ推定部23が求めた特性パラメータの推定値に基づき、太陽電池モジュールの診断を行う診断部24と、を備える。
【選択図】図2
Description
1 太陽電池モジュール
2 パワーコンディショナ(診断装置)
2A,2B 診断機能部(診断装置)
21 センサ群
211 電圧センサ
212 電流センサ
213 日射センサ
214 温度センサ
22 スイープ部(スイープ手段)
23,23’ パラメータ推定部(パラメータ推定手段)
231 メモリ
232,232’ 特性モデル算出部
233,233’ 非線形最適化部
234 パラメータ演算部
24 診断部(診断手段)
3 電力系統
Claims (15)
- 太陽電池モジュールの劣化または故障を診断する診断装置であって、
前記太陽電池モジュールに関する各種計測値に基づき、非線形最適化の手法により、予め定義された評価関数の評価値を最小にする、前記太陽電池モジュールの特性を示す特性パラメータの推定値を求めるパラメータ推定手段と、
当該パラメータ推定手段が求めた前記特性パラメータの推定値に基づき、前記太陽電池モジュールの診断を行う診断手段と、
を備える診断装置。 - 前記特性パラメータは、開放電圧VOC、短絡電流ISC、曲線因子FF、開放電圧温度係数α1、および、短絡電流温度係数α2を含んでおり、
前記パラメータ推定手段は、前記評価値を最小にする前記特性パラメータの推定値の組み合わせを求める、
請求項1に記載の診断装置。 - 前記各種計測値は、前記太陽電池モジュールの出力電流I、前記太陽電池モジュールの出力電圧V、および、前記太陽電池モジュールのモジュール温度Tである、
請求項2に記載の診断装置。 - 前記出力電圧Vを所定のステップで変化させるスイープ手段を、さらに備え、
前記各種計測値は、前記スイープ手段が変化させた複数の前記出力電圧Vに対し、各前記出力電流Iおよび前記モジュール温度Tが得られ、
前記パラメータ推定手段は、複数組の前記出力電流Iと前記出力電圧Vと前記モジュール温度Tとに基づき、前記特性パラメータの推定値を求める、
請求項3に記載の診断装置。 - 前記パラメータ推定手段は、前記出力電流I、前記出力電圧V、および、前記モジュール温度Tの各組毎に、(1)式で示される前記太陽電池モジュールの特性を示すモデル式に基づき、複数の算出電流Icalを算出し、算出した前記複数の前記算出電流Icalと複数の前記出力電流Iとに基づき、(2)式で示される前記評価関数の評価値Jを最小にする開放電圧温度係数α1、短絡電流温度係数α2、および、短絡電流ISCの組み合わせを探索し、そして、探索した開放電圧温度係数α1、短絡電流温度係数α2、および、短絡電流ISCを用いて、(3)式で示される前記開放電圧VOCと、算出した前記開放電圧VOCを用いて、(4)式で示される曲線因子FFと、を算出することで、前記特性パラメータの推定値を求める、
請求項4に記載の診断装置。
- 前記出力電流Iを計測する電流センサ、前記出力電圧Vを計測する電圧センサ、および、前記モジュール温度Tを計測する温度センサを、さらに備える、
請求項3ないし請求項5のいずれか一項に記載の診断装置。 - 前記各種計測値には、さらに前記太陽電池モジュールに入射される太陽光の日射強度Sを含んでおり、前記スイープ手段による前記出力電圧Vの変化毎に、前記日射強度Sも得られる、
請求項4に記載の診断装置。 - 前記パラメータ推定手段は、前記日射強度Sと前記モジュール温度Tの一方あるいは双方が異なる、少なくとも2つ以上の計測値を用いて、前記特性パラメータの推定値を求める、
請求項8に記載の診断装置。 - さらに、前記出力電流Iを計測する電流センサ、前記出力電圧Vを計測する電圧センサ、前記モジュール温度Tを計測する温度センサ、および、前記日射強度Sを計測する日射センサを、備える、
請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載の診断装置。 - 前記診断手段は、前記パラメータ推定手段が求めた特定パラメータの推定値のうち少なくとも1つの推定値において、予め設定された閾値を超えた場合に、劣化または故障であると診断する、
請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の診断装置。 - 前記パラメータ推定手段が求めた前記特性パラメータの推定値を記憶する記憶手段を、さらに備え、
前記診断手段は、前記記憶手段に記憶される前記特性パラメータの推定値と、前記パラメータ推定手段が求めた最新の前記特性パラメータの推定値と、を比較し、当該比較結果に応じて、劣化または故障を診断する、
請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の診断装置。 - 前記診断手段は、前記特性パラメータの推定値として求めた前記曲線因子FFの推定値に基づき、劣化を診断する、
請求項11または請求項12のいずれかに記載の診断装置。 - 請求項1ないし請求項13のいずれか一項に記載の診断装置と、
前記太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールから出力される直流電力を、交流電力に変換する電力変換装置と、
を備える太陽光発電システム。 - 太陽電池モジュールに関する各種計測値に基づき、最適化の手法により、予め定義された評価関数の評価値を最小にする、前記太陽電池モジュールの特性を示す特性パラメータの推定値を求める第1の工程と、
当該第1の工程により求められた前記特性パラメータの推定値に基づき、前記太陽電池モジュールの劣化または故障を診断する第2の工程と、
を有する劣化・故障診断方法。
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