JP2023075433A - 太陽光発電設備の遠隔診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電設備が地理的に広い範囲に散在していても、太陽光発電設備を容易に診断することができるとともに、太陽光発電設備の不具合判定の精度を高めることができる太陽光発電設備の遠隔診断システムを提供する。【解決手段】太陽電池ストリング３０を有する太陽光発電設備３を監視する監視装置９と、監視装置９と通信回線ＮＷを介して接続される診断装置１５とを備える太陽光発電設備の遠隔診断システムであって、診断装置１５は、太陽光発電設備３に対して夜間に行う監視によって監視装置９から提供される監視データに基づいて太陽光発電設備３の不具合を判定する判定部８１と、判定部８１の判定結果に関する判定データと、太陽光発電設備３に実際に生じた不具合に関する不具合データとに基づいて機械学習する学習部８３とを備えるものとする。【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池ストリングを有する太陽光発電設備を監視する監視装置と、監視装置と通信回線を介して接続される診断装置とを備える太陽光発電設備の遠隔診断システムに関する。

太陽光発電設備は、家庭の屋根に設置する小規模な家庭用のものから、地域電力をまかなうことができる１メガワット以上の発電量を持つ大規模な産業用のものまで様々なものが存在する。例えば、産業用の太陽光発電設備では、複数の太陽電池パネルが直列に接続されて太陽電池ストリングを構成し、さらに複数の太陽電池ストリングが並列に接続されて太陽電池アレイを構成し、太陽電池アレイで発電された電気エネルギーがパワーコンディショナーに送られる。パワーコンディショナーでは、電力変換等を行って最終的な発電の出力となる。

太陽光発電設備においては、不具合が発生していないかを定期的に診断する必要がある。このような診断に用いることができる検査装置として、例えば、太陽電池パネルの配線が集約されている接続箱を介して太陽電池パネルのインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスの大きさから太陽電池パネルの断線や劣化等を判定するようにしたものがある（例えば、特許文献１を参照）。

国際公開第２０１５／０８７３９０号

太陽光発電設備は、地理的に広い範囲に設置することが想定される。このため、家庭用、産業用の如何に関わらず、太陽光発電設備を効率的に診断することが求められる。

しかしながら、特許文献１の検査装置は、太陽光発電設備の接続箱において診断を実施するものであるため、診断を行うに際しては太陽光発電設備が設置された現地での作業が必要であり、太陽光発電設備が地理的に広い範囲に散在する場合、太陽光発電設備の診断に多大な時間と労力とを要し、事業者等にとって負担が極めて大きくなる。

また、太陽光発電設備においては、設置工事のミスや、部品の欠陥、長年の使用による経年変化以外に、日射量の変化や、植物の成長による影の形成、飛来物の付着等による特有の外的要因から発電量の低下等の不具合が発生することがある。太陽光発電設備における不具合が、日射量変化等の一時的な外的要因による場合は致し方がないとしても、故障等による永続的な要因の場合は、できるだけ早く部品交換や修理等の対処を施すことが望ましい。

しかしながら、太陽光発電設備における不具合が、日射量変化等の一時的な外的要因による影響であるか、故障等による影響であるかを正しく判定することは難しい。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、太陽光発電設備が地理的に広い範囲に散在していても、太陽光発電設備を容易に診断することができるとともに、太陽光発電設備の不具合判定の精度を高めることができる太陽光発電設備の遠隔診断システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る太陽光発電設備の遠隔診断システムの特徴構成は、
太陽電池ストリングを有する太陽光発電設備を監視する監視装置と、前記監視装置と通信回線を介して接続される診断装置とを備える太陽光発電設備の遠隔診断システムであって、
前記診断装置は、
前記太陽光発電設備に対して夜間に行う監視によって前記監視装置から提供される監視データに基づいて前記太陽光発電設備の不具合を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に関する判定データと、前記太陽光発電設備に実際に生じた不具合に関する不具合データとに基づいて機械学習する学習部と、
を備えることにある。

本構成の太陽光発電設備の遠隔診断システムによれば、太陽光発電設備を監視する監視装置が通信回線を介して診断装置に接続されているので、太陽光発電設備が地理的に広い範囲に散在していても、太陽光発電設備を容易に診断することができる。また、診断装置における判定部は、太陽光発電設備に対して夜間に行う監視によって監視装置から提供される監視データに基づいて太陽光発電設備の不具合を判定する。これにより、日射量の変化や、植物の成長による影の形成、飛来物の付着等による特有の外的要因の影響を受けることなく、太陽光発電設備の不具合を判定することができる。さらに、診断装置における学習部は、判定部の判定結果に関する判定データと、太陽光発電設備に実際に生じた不具合に関する不具合データとに基づいて機械学習する。これにより、学習部は、実際に生じた不具合に関する不具合データを教師データとして、例えば、判定部での判定アルゴリズムにおいて利用するパラメータを調整することができる。そして、判定部は、パラメータの調整によって更新された判定アルゴリズムに基づいて太陽光発電設備の不具合を判定することができる。従って、太陽光発電設備の不具合判定の精度を高めることができる。

本発明に係る太陽光発電設備の遠隔診断システムにおいて、
前記太陽光発電設備で発電された電気エネルギーを蓄える蓄電装置を備え、
前記監視装置は、前記蓄電装置から供給される電気エネルギーにより作動されることが好ましい。

本構成の太陽光発電設備の遠隔診断システムによれば、日中において、太陽光発電設備で発電された電気エネルギーが蓄電装置に蓄えられる。夜間において、監視装置は、太陽光発電設備から直接電力の供給を受けることができなくても、蓄電装置から供給される電気エネルギーによって作動される。従って、監視装置は、太陽光発電設備に対する夜間の監視を確実に行うことができる。

本発明に係る太陽光発電設備の遠隔診断システムにおいて、
前記監視装置は、前記太陽電池ストリングのアドミタンス、順方向電圧、及び絶縁抵抗のうちの少なくとも一つを監視することが好ましい。

本構成の太陽光発電設備の遠隔診断システムによれば、監視装置は、太陽電池ストリングのアドミタンス、順方向電圧、及び絶縁抵抗のうちの少なくとも一つを監視する。監視装置が太陽電池ストリングの出力端子間のアドミタンスを監視することにより、診断装置の判定部は、監視装置から提供されるアドミタンスに関する監視データに基づいて、太陽電池ストリングの経時的な劣化による発電回路の高抵抗化、及び断線、並びに獣害等による偶発的な配線ケーブルの高抵抗化といった不具合の発生を、アドミタンスの変化により適切に診断することができる。監視装置が太陽電池ストリングの出力端子間の順方向電圧を監視することにより、診断装置の判定部は、監視装置から提供される順方向電圧に関する監視データに基づいて、雷害等による突発的なバイパス回路の短絡故障、発電回路の高抵抗化に伴うバイパス回路の長期間の常時通電に起因するバイパス回路の開放故障、及び獣害等により偶発的に発生する配線ケーブルの高抵抗化といった不具合の発生を、順方向電圧の変化により適切に診断することができる。監視装置が太陽電池ストリングの出力端子と接地端子との間の絶縁抵抗を監視することにより、診断装置の判定部は、監視装置から提供される絶縁抵抗に関する監視データに基づいて、太陽電池ストリングの経時的な劣化による絶縁性の低下といった不具合の発生を、絶縁抵抗の変化により適切に診断することができる。

本発明に係る太陽光発電設備の遠隔診断システムにおいて、
前記監視装置は、前記太陽電池ストリングの順方向電圧を監視し、
前記判定部は、前記順方向電圧に関する監視データと、前記順方向電圧の監視時の気温とに基づいて、前記太陽電池ストリングにおけるバイパスダイオードを有するバイパス回路の開放故障を判定することが好ましい。

本構成の太陽光発電設備の遠隔診断システムによれば、診断装置の判定部は、監視装置から提供される順方向電圧に関する監視データに加えて、バイパス回路に用いられるバイパスダイオードの特性に影響を与える監視時の気温に基づいて、太陽電池ストリングにおけるバイパス回路の開放故障を判定する。これにより、バイパス回路の開放故障の判定精度をより高めることができる。

本発明に係る太陽光発電設備の遠隔診断システムにおいて、
前記太陽光発電設備は、前記太陽電池ストリングを複数有するとともに、複数の前記太陽電池ストリングが並列に接続される分散型パワーコンディショナーと、前記太陽電池ストリングの負極側から前記分散型パワーコンディショナーへの電流の流入を防止する逆流防止ダイオードとを有することが好ましい。

本構成の太陽光発電設備の遠隔診断システムによれば、太陽光発電設備において、複数の太陽電池ストリングが分散型パワーコンディショナーに並列に接続される。これにより、複数の太陽電池ストリングの回路とパワーコンディショナーとを接続する際に必要とされる接続箱を省略することができ、設備構成の簡素化を図ることができる。また、逆流防止ダイオードは、太陽電池ストリングの負極側から分散型パワーコンディショナーへの電流の流入を防止するので、例えば、検査交流波を太陽電池ストリングの負極側から入力した場合、分散型パワーコンディショナーへの検査交流波の流入が逆流防止ダイオードによって防止される。また、例えば、太陽電池ストリングの出力端子間に電圧を印加する場合、太陽電池ストリングの負極側が高電位、正極側が低電位となるようにすれば、分散型パワーコンディショナーへの電流の流入が逆流防止ダイオードによって防止される。従って、太陽電池ストリングの負極側から検査交流波を入力し、正極側から減衰交流波を出力することにより、太陽電池ストリングのアドミタンスを正確に測定することができる。また、太陽電池ストリングの負極側が高電位、正極側が低電位となるように、太陽電池ストリングの出力端子間に電圧を印加することにより、正確に順方向電圧を測定することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電設備の遠隔診断システムの全体構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電設備の遠隔診断システムの概略構成を示す模式図である。 図３は、太陽電池アレイとパワーコンディショナーとの接続態様例を示す模式図である。 図４は、監視装置、診断装置、及び管理者装置の機能ブロック図である。 図５は、経時的な劣化により太陽電池パネルに発生する不具合の説明図である。 図６は、太陽光発電設備の遠隔診断システムにおける不具合の判定の概念図である。 図７は、監視装置、診断装置、及び管理者装置の間で行われる処理を説明するフローチャートである。 図８は、診断装置の学習部で行われる機械学習の処理を説明するフローチャートである。 図９は、バイパス回路のバイパスダイオード特性に係る順方向電圧と温度（気温）との関係の説明図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、産業用の太陽光発電設備の遠隔診断に対して本発明が適用された例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。

＜太陽光発電設備の遠隔診断システムの全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽光発電設備の遠隔診断システム１の全体構成を示すブロック図である。図１に示す太陽光発電設備の遠隔診断システム（以下、単に「遠隔診断システム」と称する。）１は、複数の太陽光発電設備３，５，７のそれぞれに対応して付設される複数の監視装置９，１１，１３と、複数の監視装置９，１１，１３と公衆通信回線（インターネット等）ＮＷを介して通信可能に接続される診断装置１５、及び管理者装置１７とを備えている。遠隔診断システム１においては、太陽光発電設備３，５，７を監視する監視装置９，１１，１３から提供される監視データに基づいて、地理的に広い範囲に設置された複数の太陽光発電設備３，５，７を診断装置１５、及び管理者装置１７により遠隔で診断・管理するように構成されている。なお、図１に示す遠隔診断システム１は、一例に過ぎず、遠隔で診断・管理する太陽光発電設備が２基以下、又は４基以上の態様もある。また、図１に示す遠隔診断システム１は、産業用の太陽光発電設備の遠隔診断に対して本発明が適用された例であるが、家庭用の太陽光発電設備の遠隔診断に対しても本発明の主旨に沿って同様に適用し得る。

図１に示す遠隔診断システム１においては、複数の太陽光発電設備３，５，７のうちの、例えば、太陽光発電設備３に関する診断・管理と、その他の残りの太陽光発電設備５，７に関する診断・管理とは、基本的に同様の手法により行われる。そこで、以下においては、複数の太陽光発電設備３，５，７のうちの一つの太陽光発電設備３に関する診断・管理について主に説明することとし、この説明をもって残りの太陽光発電設備５，７に関する診断・管理についても説明を行ったものとする。

＜太陽光発電設備＞
図２は、遠隔診断システム１の概略構成を示す模式図である。図２において、太陽光発電設備３は、太陽電池アレイ２１と、接続箱２３と、集中型パワーコンディショナー２５Ａとを備えている。

図２に示す太陽電池アレイ２１は、複数（本例では３基）の太陽電池ストリング３０を並列に接続して組み合わせたものである。なお、図２においては、紙面のスペースの関係上、複数の太陽電池ストリング３０を重ね合わせるように描いているが、実際には、複数の太陽電池ストリング３０は、それぞれが太陽光を受けることができるように、平面的に並べて配置されている。

複数の太陽電池ストリング３０の出力端子のそれぞれは、接続箱２３の並列入力端子に接続されている。接続箱２３の出力端子のそれぞれは、集中型パワーコンディショナー２５Ａの入力端子（直流入力端子）に接続されている。集中型パワーコンディショナー２５Ａの出力端子（交流出力端子）は、連携用遮断器２７を介して商用電力系統２９に接続されている。複数の太陽電池ストリング３０で発電された直流は、集中型パワーコンディショナー２５Ａによって交流に変換され、必要に応じて商用電力として利用される。なお、図２では、太陽電池アレイ２１は、３基の太陽電池ストリング３０を並列に接続した構成であるが、２基の太陽電池ストリング３０を並列に接続した構成であっても、４基以上の太陽電池ストリング３０を並列に接続した構成であってよい。

＜太陽電池ストリング＞
太陽電池ストリング３０は、複数の太陽電池パネル３１が直列に接続されたものである。太陽電池パネル３１は、複数の太陽電池セル３３が直列に接続された発電回路と、当該発電回路にバイパスダイオード３５が並列接続されたバイパス回路３７とを有する太陽電池クラスタ３９を含む。太陽電池ストリング３０の各配線は一対の出力端子Ｐ、Ｎにより接続箱２３に接続されている。太陽電池ストリング３０は、感電、漏電火災等を防止するために、外郭金属部分が接続され接地端子Ｅにより接地される。なお、図２では、太陽電池ストリング３０は、２枚の太陽電池パネル３１を直列に接続した構成であるが、１枚の太陽電池パネル３１で構成したものや、３枚以上の太陽電池パネル３１を直列に接続した構成であってよい。

＜パワーコンディショナー＞
集中型パワーコンディショナー２５Ａは、太陽電池アレイ２１によって発電された直流電力を交流電力に変換すると共に、歪みの少ない正弦波を生成する。集中型パワーコンディショナー２５Ａは、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）機能を有し、太陽電池アレイ２１から電力を効率よく取り出すことができる。図２に示す例では、比較的変換効率が高い集中型パワーコンディショナー２５Ａを用いているが、これに限定されるものではなく、ハンドリングに優れると共に故障による発電への影響が分散される分散型パワーコンディショナー（マルチストロング型パワーコンディショナー）２５Ｂ（図３（ｂ）及び（ｃ）参照）を用いることもできる。

図３は、太陽電池アレイ２１とパワーコンディショナー２５Ａ，２５Ｂとの接続態様例を示す模式図である。図３（ａ）は、パワーコンディショナー２５Ａが集中型であり、接続箱２３を用いる場合の接続態様例を示す図である。図３（ｂ）は、パワーコンディショナー２５Ｂが分散型であり、点検箱５０を用いる場合の接続態様例を示す図である。図３（ｃ）は、パワーコンディショナー２５Ｂが分散型であり、点検箱５０を用いない場合の接続態様例を示す図である。

図３（ａ）には、太陽電池アレイ２１と集中型パワーコンディショナー２５Ａとを接続箱２３を用いて接続する図２に示す接続態様の一例が示されている。図３（ａ）に示すように、接続箱２３は、箱本体４１と、回路を開閉する直流開閉器４３と、太陽電池ストリング３０の負極側から集中型パワーコンディショナー２５Ａへの電流の流入を防止する逆流防止ダイオード４５とを備え、箱本体４１の内部に、太陽電池ストリング３０の設置基数に応じた所要の直流開閉器４３、及び逆流防止ダイオード４５が組み込まれて構成されている。

図３（ａ）において、太陽電池アレイ２１を構成する複数（本例では３基）の太陽電池ストリング３０の負極側それぞれの配線は、直流開閉器４３、及び逆流防止ダイオード４５を介して一出力に纏められて端子台の出力端子Ｎに接続され、正極側のそれぞれの配線は、直流開閉器４３を介して一出力に纏められて端子台（図示省略）の出力端子Ｐに接続されている。出力端子Ｐ、及び出力端子Ｎのそれぞれは、集中型パワーコンディショナー２５Ａの入力端子に接続されている。

図３（ａ）に示す接続態様においては、例えば、検査交流波を太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）から入力した場合、より具体的には太陽電池ストリング３０の負極側において、太陽電池ストリング３０から逆流防止ダイオード４５に至る電路の途中から入力した場合、集中型パワーコンディショナー２５Ａへの検査交流波の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。また、太陽電池ストリングの出力端子Ｐ，Ｎ間に電圧を印加する場合、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）が高電位、正極側（出力端子Ｐ側）が低電位となるようにすれば、集中型パワーコンディショナー２５Ａへの電流の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。従って、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）から検査交流波を入力し、正極側（出力端子Ｎ側）から減衰交流波を出力することにより、太陽電池ストリング３０のアドミタンスを正確に測定することができる。また、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）が高電位、正極側（出力端子Ｎ側）が低電位となるように、太陽電池ストリング３０の出力端子Ｐ，Ｎ間に電圧を印加することにより、正確に順方向電圧を測定することができる。

図３（ｂ）には、太陽電池アレイ２１と分散型パワーコンディショナー２５Ｂとを点検箱５０を用いて接続する接続態様の一例が示されている。図３（ｂ）に示すように、点検箱５０は、箱本体５１と、回路を開閉する直流開閉器４３と、太陽電池ストリング３０の負極側から分散型パワーコンディショナー２５Ｂへの電流の流入を防止する逆流防止ダイオード４５とを備え、箱本体５１の内部に、太陽電池ストリング３０の設置基数に応じた所要の直流開閉器４３、及び逆流防止ダイオード４５が組み込まれて構成されている。

図３（ｂ）において、太陽電池アレイ２１を構成する複数（本例では３基）の太陽電池ストリング３０の負極側のそれぞれの配線は、直流開閉器４３、及び逆流防止ダイオード４５を介して分散型パワーコンディショナー２５Ｂの入力端子に接続され、正極側のそれぞれの配線は、直流開閉器４３を介して分散型パワーコンディショナー２５Ｂの入力端子に接続されている。

図３（ｂ）に示す接続態様においては、例えば、検査交流波を太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）から入力した場合、より具体的には太陽電池ストリング３０の負極側において、太陽電池ストリング３０から逆流防止ダイオード４５に至る電路の途中から入力した場合、分散型パワーコンディショナー２５Ｂへの検査交流波の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。また、太陽電池ストリング３０の出力端子Ｐ，Ｎ間に電圧を印加する場合、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）が高電位、正極側（出力端子Ｐ側）が低電位となるようにすれば、分散型パワーコンディショナー２５Ｂへの電流の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。従って、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）から検査交流波を入力し、正極側（出力端子Ｐ側）から減衰交流波を出力することにより、太陽電池ストリング３０のアドミタンスを正確に測定することができる。また、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）が高電位、正極側（出力端子Ｐ側）が低電位となるように、太陽電池ストリング３０の出力端子間に電圧を印加することにより、正確に順方向電圧を測定することができる。

図３（ｃ）には、太陽電池アレイ２１と分散型パワーコンディショナー２５Ｂとを、点検箱５０（図３（ｂ）参照）を用いることなく接続する接続態様の一例が示されている。図３（ｃ）に示すように、太陽電池アレイ２１を構成する複数（本例では３基）の太陽電池ストリング３０の負極側のそれぞれの配線は、太陽電池ストリング３０の負極側から分散型パワーコンディショナー２５Ｂへの電流の流入を防止する逆流防止ダイオード４５を介して分散型パワーコンディショナー２５Ｂの入力端子に接続され、正極側のそれぞれの配線は、分散型パワーコンディショナー２５Ｂの入力端子に直接接続されている。太陽電池ストリング３０の負極側と逆流防止ダイオード４５との間の電路において、太陽電池ストリング３０の負極側の配線には、当該配線から分岐するように測定用配線５３が接続されている。太陽電池ストリング３０の正極側と分散型パワーコンディショナー２５Ｂの入力端子との間の電路において、太陽電池ストリング３０の正極側の配線には、当該配線から分岐するように測定用配線５５が接続されている。測定用配線５３，５５は、別途設けられる収納箱６０に収納された、後述する測定部９ｂ等を構成する回路基板６３に接続されている。

図３（ｃ）に示す接続態様において、例えば、検査交流波を測定用配線５３から入力した場合、分散型パワーコンディショナー２５Ｂへの検査交流波の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。また、太陽電池ストリング３０の出力端子Ｐ，Ｎ間に電圧を印加する場合、測定用配線５３側が高電位、測定用配線５５側が低電位となるようにすれば、分散型パワーコンディショナー２５Ｂへの電流の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。従って、測定用配線５３から検査交流波を入力し、測定用配線５５から減衰交流波を出力することにより、太陽電池ストリング３０のアドミタンスを正確に測定することができる。また、測定用配線５３側が高電位、測定用配線５５側が低電位となるように、電圧を印加することにより、正確に順方向電圧を測定することができる。

なお、上述した図３（ｂ）に示す接続態様では、太陽電池ストリング３０の設置基数に応じた所要の開閉器４３を箱本体５１の内部に収納する必要があるとともに、箱本体５１の入力側、及び出力側に太陽電池ストリング３０の設置基数に応じた所要の配線ケーブルを接続する必要があるため、点検箱５０が大型化する傾向にある。また、図３（ｂ）に示す接続態様では、複数の太陽電池ストリング３０のうちの測定対象の太陽電池ストリング３０に対し後述する測定部９ｂにより測定を行う際に、開閉器４３の開閉操作により、複数の太陽電池ストリング３０のうちの測定対象の太陽電池ストリング３０の回路を閉じ、測定対象外の太陽電池ストリング３０の回路を開く必要がある。これに対し、図３（ｃ）に示す接続態様では、太陽電池ストリング３０の負極側のそれぞれの配線から分岐するように測定用配線５３が接続され、及び太陽電池ストリング３０の正極側のそれぞれの配線から分岐するように測定用配線５５が接続され、測定用配線５３，５５が、別途設けられる収納箱６０に収納された、後述する測定部９ｂ等を構成する回路基板６３に接続される構成とされる。このような構成であれば、開閉器４３を用いなくても、複数の太陽電池ストリング３０のうちの任意の太陽電池ストリング３０に対し後述する測定部９ｂにより測定を行うことができる。このため、図３（ｂ）に示す接続態様では必要とされる、太陽電池ストリング３０の設置基数に応じた所要の開閉器４３が不要になり、これに伴い所要の開閉器４３を収納するための箱本体５１も不要になる。従って、図３（ｃ）に示す接続態様によれば、図３（ｂ）に示す接続態様よりも、装置構成の簡素化、及びコンパクト化を図ることができる。

＜蓄電装置＞
図２に示すように、監視装置９には、太陽光発電設備３で発電された電気エネルギーの一部を蓄える蓄電装置６５が付設されている。蓄電装置６５は、詳細図示による説明は省略するが、主として、蓄電池と充放電コントローラとにより構成されている。蓄電池の種類は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン電池や鉛電池を用いることができる。充電コントローラは、バッテリーマネジメントユニットとしての機能を有し、蓄電池の安全性やバランスの制御、及び電圧制御を行う。そのため、充電コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータを含み、太陽電池アレイ２１の高い出力電圧を蓄電池の低い入力電圧まで降圧するとともに、蓄電池の出力電圧を監視装置９が必要とする電圧にまで調圧する機能を有している。

日中において、蓄電装置６５には、太陽光発電設備３で発電された電気エネルギーが蓄えられる。夜間において、監視装置９は、太陽光発電設備３から直接電力の供給を受けることができなくても、蓄電装置６５から供給される電気エネルギーによって作動される。従って、監視装置９は、太陽光発電設備３に対する夜間の監視を確実に行うことができる。なお、本例では、蓄電装置６５から供給される電気エネルギーによって監視装置９が作動される例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、商用電源から供給される電気エネルギーによって監視装置９が作動される態様や、蓄電装置６５と商用電源とを併用し、蓄電装置６５又は商用電源から供給される電気エネルギーによって監視装置９が作動される態様もある。

図４は、監視装置９、診断装置１５、及び管理者装置１７の機能ブロック図である。

＜監視装置＞
図４に示すように、監視装置９は、太陽光発電設備３を監視するものであり、コンピュータを主体に周辺機器が付設されて構成され、所定プログラムが実行されることにより、通信部９ａ、及び測定部９ｂのそれぞれの機能が発揮される。

通信部９ａは、測定部９ｂにおいて測定した測定値と、自装置（監視装置９）を一意に識別する識別情報とを、公衆通信回線ＮＷを介して診断装置１５等へ送信する手段として機能し、ネットワークインターフェースを含んで構成される。

測定部９ｂは、アドミタンス測定部７１、順方向電圧測定部７３、及び絶縁抵抗測定部７５を含む。

アドミタンス測定部７１は、監視項目の一つである太陽電池ストリング３０の出力端子間のアドミタンスを測定する機能を有する。具体的には、アドミタンス測定部７１は、太陽電池ストリング３０が非発電状態である夜間に、出力端子Ｐ、Ｎの何れか一方の出力端子（図３（ａ）に示す例では、出力端子Ｎ）から検査交流波を入力し、他方の出力端子（図３（ａ）に示す例では、出力端子Ｐ）から出力される減衰交流波を計測する。太陽電池ストリング３０に入力された検査交流波は、発電回路に通電し、出力端子間のインピーダンスによっていくらか減衰する。この減衰した交流波を検査交流波に対して減衰交流波と称する。ここで、検査交流波に対応する電圧をＶ０とし、減衰交流波に対応する電圧をＶ１とし、テスター本体内のインピーダンスをＺ１とし、太陽電池ストリング３０の出力端子間のインピーダンスをＺ２とすると、以下のような分圧の式（１）が成り立つ。

式（１）から以下の式（２）を導くことができる。

式（２）において、Ｖ０は検査交流波を入力する際に設定される電圧であり、Ｖ１は減衰交流波の電圧であり、Ｚ１は既知であるから、式（２）において、Ｖ１を計測すれば、太陽電池ストリング３０の出力端子間のインピーダンスＺ２の値を算出することができる。太陽電池ストリング３０の出力端子間のアドミタンスは、このインピーダンスＺ２の逆数として算出することができる。

順方向電圧測定部７３は、監視項目の一つである太陽電池ストリング３０のバイパス回路３７（図２参照）における順方向電圧を測定する機能を有する。具体的には、順方向電圧測定部７３は、太陽電池ストリング３０が非発電状態である夜間に、出力端子Ｎを高電位、出力端子Ｐを低電位となるように出力端子間に電圧値を上昇させながら電圧を印加し、電流が流れ出したときの電圧値を順方向電圧として計測する。

絶縁抵抗測定部７５は、監視項目の一つである太陽電池ストリング３０の出力端子Ｐ又は出力端子Ｎと接地端子Ｅとの間の絶縁抵抗を測定する機能を有する。具体的には、絶縁抵抗測定部７５は、太陽電池ストリング３０が非発電状態である夜間に、何れかの出力端子（図３（ａ）に示す例では、出力端子Ｎ）と接地端子Ｅとの間に電圧を印加し、出力端子－接地端子間に流れる電流を計測することで、絶縁抵抗を算出することができる。

＜診断装置＞
図４に示す診断装置１５は、監視装置９からの監視データに基づいて太陽光発電設備３を診断するものであり、コンピュータを主体に周辺機器が付設されて構成され、所定プログラムが実行されることにより、通信部１５ａ、記憶部１５ｂ、及び処理部１５ｃのそれぞれの機能が発揮される。

通信部１５ａは、監視装置９の通信部９ａから送信された測定部９ｂによる測定値や、識別情報等を、公衆通信回線ＮＷを介して受信したり、診断結果に関する診断データ等を、公衆通信回線ＮＷを介して管理者装置１７等へ送信したりする手段として機能し、ネットワークインターフェースを含んで構成される。

記憶部１５ｂは、コンピュータにおけるストレージであり、監視装置９の識別情報と、当該識別情報により識別される監視装置９に接続されている太陽光発電設備３の不具合を判定するための判定基準値とを対応付けた判定基準値データを記憶する。ここで、判定基準値としては、例えば、各監視装置９に接続されている太陽電池ストリング３０について、アドミタンス、順方向電圧、及び絶縁抵抗の夫々の閾値を設定することができる。

記憶部１５ｂは、太陽光発電設備３に対して夜間に行う監視によって監視装置９から提供されるアドミタンスや、順方向電圧、絶縁抵抗等の測定値を、識別情報に時系列で対応付けた監視データとして記憶する。なお、記憶部１５ｂにおいて監視データを時系列で記憶する場合、判定基準値には、各測定値の初期値に対する比率を用いることができる。各測定値の初期値に対する比率を判定基準値とすることで、予め太陽電池ストリング３０毎に判定基準値となる閾値を設定する必要がなく、経時的な要因、及び突発的な要因の何れによる不具合の発生であっても適切に診断することができる。

記憶部１５ｂは、監視データに基づいて後述する判定部８１が太陽光発電設備３の不具合を判定した結果を、識別情報に時系列で対応付けた、判定部８１の判定結果に関する判定データとして記憶する。また、記憶部１５ｂは、太陽光発電設備３に実際に生じた不具合の内容を、識別情報に時系列で対応付けた不具合データとして記憶する。さらに、記憶部１５ｂは、太陽光発電設備３に対してサービス業者が実際に行った点検や修理等の内容を、識別情報に時系列で対応付けた点検・修理データとして記憶する。

記憶部１５ｂは、気象データを記憶する。気象データには、例えば、日時と場所を示す情報に関連付けて、太陽光発電設備３が設置されている場所における気温等を含む観測結果を示す情報が含まれている。通信部１５ａは、気象に関する気象情報を管理する事業者、又は官公庁に設置されているサーバに公衆通信回線ＮＷを介してアクセスし、必要な気象データをダウンロードして記憶部１５ｂに記憶させる。

処理部１５ｃは、判定部８１、学習部８３、及び警告部８５を含む。

＜判定部＞
判定部８１は、記憶部１５ｂに記憶されている判定基準値データ、及び監視データを読み込み、読み込んだ判定基準値データと監視データとに基づいて、所定の判定アルゴリズムに従い太陽光発電設備３の不具合の有無や内容等を判定する。

＜学習部＞
学習部８３は、記憶部１５ｂに記憶されている判定データ、及び不具合データを読み出し、太陽光発電設備３に不具合が発生した可能性があるか否かをより精度良く判定できるようになるよう、機械学習する。

警告部８５は、判定部８１において判定した太陽光発電設備３の不具合に関する警告情報を生成する。通信部１５ａは、警告部８５によって生成された警告情報を、公衆通信回線ＮＷを介して管理者装置１７へ送信する。警告情報には、例えば、太陽光発電設備３に接続されている監視装置９の識別情報を時系列で対応付けて、不具合の種類、例えば、太陽電池ストリング３０における発電回路の高抵抗化、発電回路の断線、バイパス回路３７（図２参照）の短絡故障、バイパス回路３７の開放故障、及び絶縁性の低下、並びに配線ケーブルの高抵抗化等を示す情報を含むものであってもよい。

図４に示すように、管理者装置１７は、事業者が太陽光発電設備３等を管理するための装置であり、コンピュータを主体に周辺機器が付設されて構成され、所定プログラムが実行されることにより、通信部１７ａ、記憶部１７ｂ、及び抽出部１７ｃのそれぞれの機能が発揮される。

通信部１７ａは、診断装置１５の通信部１５ａから送信された警告情報等を、公衆通信回線ＮＷを介して受信する手段として機能し、ネットワークインターフェースを含んで構成される。

記憶部１７ｂは、コンピュータにおけるストレージであり、監視装置９の識別情報と監視装置９に接続されている太陽光発電設備３の所在地（住所）とを対応付けた所在地データ、及び太陽光発電設備３のメンテナンス事業者と当該メンテナンス事業者のサービスエリアとを対応付けたサービスエリアデータ等を記憶する。

抽出部１７ｃは、通信部１７ａで受信した警告情報等に含まれる識別情報に基づいて、記憶部１７ｂに記憶された所在地データから対応する所在地を取得し、さらに、この所在地をサービスエリアに含むメンテナンス事業者を、サービスエリアデータから抽出する。

通信部１７ａは、メンテナンス事業者が管理する外部のサーバ（図示省略）へ、修繕依頼情報として、太陽光発電設備３の所在地を通知する。修繕依頼情報はさらに、不具合の種類、例えば、太陽電池ストリング３０における発電回路の高抵抗化、発電回路の断線、バイパス回路の短絡故障、バイパス回路の開放故障、及び絶縁性の低下、並びに配線ケーブルの高抵抗化等を示す情報を含むものであってもよい。

＜不具合事例＞
以上に述べたように構成される遠隔診断システム１において、太陽光発電設備３における不具合の一例について説明する。図５は、経時的な劣化により太陽電池パネル３１に発生する不具合の説明図である。

発電時の太陽電池パネル３１では、図５（ａ）において太線矢印で示すように発電回路に通電するが、経時的な劣化の第一段階では、発電回路において太陽電池セル３３間を接続する電路等が高抵抗化する。図５では、破線で囲んだ位置で発電回路の高抵抗化が生じた例を示している。発電回路の高抵抗化が進むと、経時的な劣化の第二段階として、図５（ｂ）に示すように、発電時に発電回路の破線で囲んだ電路を迂回するように、バイパス回路３７に常時通電するようになる。バイパス回路３７に通電すると、バイパスダイオード３５が発熱する。例えば、バイパスダイオード３５の順方向電圧が０．５Ｖ、太陽電池パネル３１の発電電流が８Ａとすると、バイパスダイオード３５での消費電力は４Ｗとなり、この消費電力に応じた発熱が生じる。バイパス回路３７の常時通電が長期化すると、日中の発電時のバイパスダイオード３５の発熱と、夜間の冷却とにより、バイパスダイオード３５付近の半田が膨張伸縮を繰り返し、図５（ｃ）に示すように、第三段階として、バイパス回路３７の断線に至ると考えられる。断線によりバイパス回路３７がオープン状態（開放故障）となると、発電回路に通電するが、その結果、第四段階として、高抵抗化した電路が発熱し、図５（ｄ）に示すように断線に至る。発電回路が断線した状態で発電を継続すると、断線位置でのアーク放電により発火の危険が生じると考えられる。そのため、太陽光発電設備３の管理では、太陽電池ストリング３０の発火を未然に防ぐため、経時的な劣化の第一段階（図５（ａ）参照）となる発電回路の高抵抗化、第三段階（図５（ｃ）参照）となるバイパス回路の開放故障、及び第四段階（図５（ｄ）参照）となる発電回路の断線の発生を診断することが有効であると考えられる。

太陽光発電設備３では、経時的な劣化として、太陽電池ストリング３０の絶縁性の低下が発生することもある。また、経時的な劣化による不具合の他に、獣害等により発生する隣り合う太陽電池パネル３１間又は太陽電池ストリング３０と接続箱２３との間の配線ケーブルの高抵抗化や、雷害等による突発的なバイパス回路３７の短絡故障といった不具合が発生することもある。太陽光発電設備３の管理では、これらの不具合についても診断することが有効であると考えられる。

＜不具合判定＞
図６は、太陽光発電設備の遠隔診断システム１における不具合の判定の概念図である。判定部８１（図４参照）は、記憶部１５ｂに記憶されている判定基準値データ、及び監視データを読み込み、読み込んだ判定基準値データと監視データとに基づいて、所定の判定アルゴリズムに従い太陽光発電設備３に不具合が発生しているか否かを判定する。図６に示す例では、一日毎に監視装置９から提供される監視データを記憶部１５ｂにおいて時系列で記憶し、判定基準値として測定部９ｂによる測定値の初期値に対する比率を用いる場合を想定したものであり、出力端子間のアドミタンスの時系列データを実線、出力端子間の順方向電圧の時系列データを破線、出力端子－接地端子間の絶縁抵抗の時系列データを一点鎖線で示している。図中の矢印は、判定部８１において不具合が発生していると判定されたときに、管理者装置１７へ警告情報が送信され、その後、太陽光発電設備３が修繕されることによって、太陽光発電設備３の機能が回復したことを表わしている。

太陽光発電設備３の使用開始後、太陽電池ストリング３０の絶縁劣化Ｆ１が生じると、絶縁抵抗が徐々に低下する。そこで、判定部８１は、受信した絶縁抵抗の初期値に対する比率を、絶縁抵抗に関する判定基準値（例えば、０．６）と比較することで、絶縁劣化Ｆ１の発生を診断することができる。この診断では、絶縁抵抗の初期値に対する比率が、判定基準値以下であれば、絶縁劣化Ｆ１の不具合が発生していると判定することができる。

獣害等により配線ケーブルの高抵抗化Ｆ２が生じると、出力端子間の順方向電圧が急激に上昇する。そこで、判定部８１は、受信した順方向電圧の初期値に対する比率を、順方向電圧に関する判定基準値（例えば、１．８）と比較することで、配線ケーブルの高抵抗化Ｆ２の発生を診断することができる。この診断では、順方向電圧の初期値に対する比率が、判定基準値以上であれば、配線ケーブルの高抵抗化Ｆ２の不具合が発生していると判定することができる。また、配線ケーブルの高抵抗化Ｆ２が生じると、出力端子間のアドミタンスが急激に低下する。そこで、判定部８１によるケーブルの高抵抗化Ｆ２の診断では、受信したアドミタンスの初期値に対する比率を、アドミタンスに関する判定基準値（例えば、０．８）と比較してもよい。この診断では、アドミタンスの初期値に対する比率が、判定基準値以下であれば、配線ケーブルの高抵抗化Ｆ２の不具合が発生していると判定することができる。

雷害等による突発的なバイパス回路３７の短絡故障（ショート）Ｆ３が生じると、出力端子間の順方向電圧が急激に低下する。そこで、判定部８１は、受信した順方向電圧の初期値に対する比率を、順方向電圧に関する判定基準値（例えば、０．８）と比較することで、バイパス回路３７のショートＦ３の発生を診断することができる。この診断では、順方向電圧の初期値に対する比率が、判定基準値以下であれば、バイパス回路３７のショートＦ３の不具合が発生していると判定することができる。

太陽電池パネル３１の経時的な劣化の第一段階である発電回路の高抵抗化Ｆ４が生じると、出力端子間のアドミタンスが徐々に低下する。経時的な劣化が第二段階であるバイパス回路３７の常時通電Ｆ５まで進行すると、アドミタンスの低下は一旦収まるが、第三段階であるバイパス回路３７の開放故障（オープン）Ｆ６まで進行することで、アドミタンスは急激に低下する。そこで、判定部８１は、受信したアドミタンスの初期値に対する比率を、アドミタンスに関する判定基準値と比較することで、経時的な劣化の第一段階である発電回路の高抵抗化Ｆ４、又は第三段階であるバイパス回路３７のオープンＦ６の発生を診断することができる。この診断では、順方向電圧の初期値に対する比率が、判定基準値以下であれば、発電回路の高抵抗化Ｆ４、又はバイパス回路のオープンＦ６の不具合が発生していると判定することができる。ここで、アドミタンスに関する判定基準値を比較的高い値（例えば、０．９）に設定することで、発電回路の高抵抗化Ｆ４の発生を診断することができるが、発電回路の高抵抗化Ｆ４は経時的な劣化の第一段階であり必ずしも即時の修繕を必要とするものではない。そのため、アドミタンスに関する判定基準値は、バイパス回路３７のオープンＦ６の発生を診断できる程度に比較的低い値（例えば、０．８）に設定することが好ましい。また、太陽電池パネル３１の経時的な劣化が第三段階であるバイパス回路３７のオープンＦ６まで進行すると、出力端子間の順方向電圧は急激に上昇する。そこで、判定部８１によるバイパス回路３７のオープンＦ６の診断では、受信した順方向電圧の初期値に対する比率を、順方向電圧に関する判定基準値（例えば、１．８）と比較してもよい。この診断では、順方向電圧の初期値に対する比率が、判定基準値以上であれば、バイパス回路３７のオープンＦ６の不具合が発生していると判定することができる。なお、図６に示していないが、太陽電池パネル３１の経時的な劣化がさらに進行し、第四段階である発電回路の断線が生じると、出力端子間のアドミタンスが第三段階であるバイパス回路３７のオープンＦ６の状態よりさらに低下する。そこで、判定部８１は、受信したアドミタンスの初期値に対する比率を、アドミタンスに関する判定基準値（例えば、０．１）と比較することで、発電回路の断線の発生を診断することができる。この診断では、アドミタンスの初期値に対する比率が、判定基準値以下であれば、発電回路の断線の不具合が発生していると判定することができる。

＜各装置の動作タイミング＞
図７は、監視装置９、診断装置１５、及び管理者装置１７の間で行われる処理を説明するフローチャートである。図７中記号「Ｓ」は、ステップを表わす（図８においても同様）。監視装置９、診断装置１５、及び管理者装置１７の夫々の動作については、上述した内容と重複するため、その詳細を省略し、ここでは各装置の動作タイミングを説明する。

監視装置９では、タイマーを２４時間にセットし（Ｓ１０１）、タイマーのタイムアウト発生を待ち受ける（Ｓ１０２）。タイムアウト発生時（Ｓ１０２：ＹＥＳ）に太陽電池ストリング３０の電圧を測定（Ｓ１０３）し、発電により電圧が生じている場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、タイマーを１時間にセットし（Ｓ１０５）、Ｓ１０２において再度タイムアウト発生を待ち受ける。発電による電圧が生じていない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、測定部９ｂにより監視対象を測定し（Ｓ１０６）、測定値、及び自装置の識別情報を通信部９ａにより診断装置１５へ送信する（Ｓ１０７）。そして、Ｓ１０１～Ｓ１０７の処理を繰り返すことにより、監視装置９は、一日に一度、夜間に監視対象に対し測定部９ｂによる測定を行い、測定値等を含む監視データを診断装置１５へ送信するよう動作する。

診断装置１５では、監視装置９のＳ１０７の動作において送信された監視データ（測定値、識別情報等）を、通信部１５ａにより受信する（Ｓ２０１）。判定部８１は、識別情報に対応する判定基準値を記憶部１５ｂに記憶されている判定基準値データから読み出して取得する（Ｓ２０２）。その後、判定部８１において、測定値、及び判定基準値に基づいて不具合が発生しているか否かを判断する（Ｓ２０３）。不具合が発生している場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、警告部８５は、判定部８１において判定した太陽光発電設備３の不具合に関する警告情報を生成し、通信部１５ａは、警告部８５によって生成された警告情報を、公衆通信回線ＮＷを介して管理者装置１７へ送信する（Ｓ２０４）。不具合が発生していない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０１へ処理を戻す。そして、Ｓ２０１～Ｓ２０４の処理を繰り返すことにより、診断装置１５は、一日に一度、検査値を受信し不具合の発生を診断するよう動作する。

管理者装置１７では、診断装置１５のＳ２０４の動作において送信された警告情報を、通信部１７ａにより受信し（Ｓ３０１）、抽出部１７ｃにより、警告情報により示される太陽光発電設備３の所在地を所在地データベースから取得し（Ｓ３０２）、この所在地をサービスエリアに含むメンテナンス事業者を、サービスエリアデータベースから抽出する（Ｓ３０３）。その後、通信部１７ａにより、抽出したメンテナンス事業者へ、不具合が発生している太陽光発電設備３の所在地を通知する（Ｓ３０４）。そして、Ｓ３０１～Ｓ３０４の処理を繰り返すことにより、管理者装置１７は、太陽光発電設備３に不具合が発生したと診断される毎に、メンテナンス事業者へ修繕等を依頼するよう動作する。

＜機械学習＞
図８は、診断装置１５の学習部８３で行われる機械学習の処理を説明するフローチャートである。学習部８３（図４参照）は、記憶部１５ｂに記憶されている判定データ、及び不具合データを一定期間毎に読み出す（Ｓ５０１）。不具合データには、実際の不具合の有無が含まれており、学習部８３は、判定部８１による判定結果と実際の不具合の有無とが可及的に合致するように、機械学習を行う。すなわち、学習部８３は、実際に生じた不具合に関する不具合データを教師データとして、例えば、判定基準値に関する上限値、下限値、許容範囲等の不具合判定のアルゴリズム中で利用されるパラメータを調整する（Ｓ５０２）。学習部８３は、パラメータの調整により、判定部８１で用いる判定アルゴリズムを更新する（Ｓ５０３）。

本実施形態の遠隔診断システム１によれば、太陽光発電設備３を監視する監視装置９が公衆通信回線ＮＷを介して診断装置１５に接続されているので、太陽光発電設備３が地理的に広い範囲に散在していても、太陽光発電設備３を容易に診断することができる。また、診断装置１５における判定部８１は、太陽光発電設備３に対して夜間に行う監視によって監視装置９から提供される監視データに基づいて太陽光発電設備３の不具合を判定する。これにより、日射量の変化や、植物の成長による影の形成、飛来物の付着等による特有の外的要因の影響を受けることなく、太陽光発電設備３の不具合を判定することができる。さらに、診断装置１５における学習部８３は、実際に生じた不具合に関する不具合データを教師データとして、判定部８１での判定アルゴリズムにおいて利用するパラメータを調整する。これにより、判定部８１は、パラメータの調整によって更新された判定アルゴリズムに基づいて太陽光発電設備３の不具合を判定することになり、太陽光発電設備３の不具合判定の精度を高めることができる。

さらに、更新された判定アルゴリズムは、太陽光発電設備３以外の太陽光発電設備５，７での診断においても適用される。また、太陽光発電設備５，７での診断結果に基づいて判定アルゴリズムが更新される。こうして、遠隔診断システム１の不具合判定の精度を相乗的に高めることができる。

以上、本発明の太陽光発電設備の遠隔診断システムについて、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

（別実施形態）
上記の実施形態においては、監視装置９が、太陽電池ストリング３０の順方向電圧を監視し、この監視データに基づいて、診断装置１５の判定部８１が、太陽電池ストリング３０におけるバイパス回路３７の開放故障を判定する例を示したが、これに限定されるものではない。判定部８１は、監視装置９から提供される順方向電圧に関する監視データに加えて、バイパス回路３７に用いられるバイパスダイオード３５の特性に影響を与える監視時の気温に基づいて、太陽電池ストリング３０におけるバイパス回路３７の開放故障を判定するようにしてもよい。これにより、バイパス回路３７の開放故障の判定精度をより高めることができる。このことについて、図９（ａ）～（ｃ）を参照しつつ以下に詳述する。

図９は、バイパス回路３７のバイパスダイオード特性に係る順方向電圧と温度（気温）との関係の説明図であり、（ａ）はバイパス回路３７の開放故障がない場合の分布図、（ｂ）はバイパス回路３７の開放故障がある場合の分布図、（ｃ）はバイパス回路３７の開放故障の判定に係るグラフである。図９（ａ）～（ｃ）において、縦軸は、バイパス回路３７の順方向電圧の測定値を示し、横軸は、順方向電圧の測定時の気温を示す。図９（ｃ）において、バイパスダイオード特性基準値ラインＬの上方位置に示す上限値閾値ラインＬａは、バイパスダイオード特性基準値ラインＬに対し順方向電圧が所定値だけ高い水準を示すラインであり、バイパスダイオード特性基準値ラインＬの下方位置に示す下限値閾値ラインＬｂは、バイパスダイオード特性基準値ラインＬに対し順方向電圧が所定値だけ低い水準を示すラインである。

順方向電圧を測定する夜間においては、日中と異なり、太陽電池ストリング３０での発電によるジュール熱の発生がなく、屋外に設置されている太陽電池ストリング３０の温度は、気温と略等しい。バイパス回路３７のバイパスダイオード３５の特性は、温度（気温）に依存するため、バイパスダイオード特性に係る順方向電圧と気温との間に相関関係がある。バイパスダイオード３５に異常（バイパス回路３７の開放故障）がない場合、図９（ａ）に示すように、気温に対して順方向電圧が線形、又はそれから近い値で示される。これに対し、バイパスダイオード３５に異常がある場合、図９（ｂ）に示すように、気温に対して順方向電圧が線形、又はそれから近い値とはならず、ばらついてしまう。

図９（ａ）に示す相関関係から、線形回帰により、図９（ｃ）に示すように、バイパスダイオード３５が正常であるときのバイパスダイオード特性の基準を示すバイパスダイオード特性基準値ラインＬを設定する。また、図９（ａ）及び（ｂ）に示す相関関係から、図９（ｃ）に示すように、バイパスダイオード３５の異常を判定する上限閾値を示す上限値閾値ラインＬａ、及び下限閾値を示す下限値閾値ラインＬｂを設定する。そして、診断装置１５における判定部８１（図４参照）は、順方向電圧に関する監視データと、順方向電圧の監視時に対応する、気象データから得られる気温とによって特定される点が、図９（ｃ）において、上限値閾値ラインＬａと下限値閾値ラインＬｂとの間に存在すれば、バイパス回路３７が開放故障していないと判定し、上限値閾値ラインＬａの上方、又は下限値閾値ラインＬｂの下方に存在すれば、バイパス回路３７が開放故障していると判定する。このように、バイパスダイオード３５の特性に影響を与える監視時の気温をも加味してバイパス回路３７の開放故障について判定するので、バイパス回路３７の開放故障の判定精度をより高めることができる。

本発明の太陽光発電設備の遠隔診断システムは、比較的小規模の家庭用の太陽光発電設備や、比較的大規模の産業用の太陽光発電設備を、遠隔で診断・管理する用途において利用可能である。

１ 太陽光発電設備の遠隔診断システム
３，５，７ 太陽光発電設備
９，１１，１３ 監視装置
１５ 診断装置
２５Ａ 集中型パワーコンディショナー
２５Ｂ 分散型パワーコンディショナー
３０ 太陽電池ストリング
４５ 逆流防止ダイオード
６５ 蓄電装置
８１ 判定部
８３ 学習部

図３（ａ）に示す接続態様においては、例えば、検査交流波を太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）から入力した場合、より具体的には太陽電池ストリング３０の負極側において、太陽電池ストリング３０から逆流防止ダイオード４５に至る電路の途中から入力した場合、集中型パワーコンディショナー２５Ａへの検査交流波の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。また、太陽電池ストリングの出力端子Ｐ，Ｎ間に電圧を印加する場合、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）が高電位、正極側（出力端子Ｐ側）が低電位となるようにすれば、集中型パワーコンディショナー２５Ａへの電流の流入が逆流防止ダイオード４５によって防止される。従って、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）から検査交流波を入力し、正極側（出力端子Ｐ側）から減衰交流波を出力することにより、太陽電池ストリング３０のアドミタンスを正確に測定することができる。また、太陽電池ストリング３０の負極側（出力端子Ｎ側）が高電位、正極側（出力端子Ｐ側）が低電位となるように、太陽電池ストリング３０の出力端子Ｐ，Ｎ間に電圧を印加することにより、正確に順方向電圧を測定することができる。

Claims (5)

1. 太陽電池ストリングを有する太陽光発電設備を監視する監視装置と、前記監視装置と通信回線を介して接続される診断装置とを備える太陽光発電設備の遠隔診断システムであって、
   前記診断装置は、
   前記太陽光発電設備に対して夜間に行う監視によって前記監視装置から提供される監視データに基づいて前記太陽光発電設備の不具合を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に関する判定データと、前記太陽光発電設備に実際に生じた不具合に関する不具合データとに基づいて機械学習する学習部と、
   を備える太陽光発電設備の遠隔診断システム。
2. 前記太陽光発電設備で発電された電気エネルギーを蓄える蓄電装置を備え、
   前記監視装置は、前記蓄電装置から供給される電気エネルギーにより作動される請求項１に記載の太陽光発電設備の遠隔診断システム。
3. 前記監視装置は、前記太陽電池ストリングのアドミタンス、順方向電圧、及び絶縁抵抗のうちの少なくとも一つを監視する請求項１又は２に記載の太陽光発電設備の遠隔診断システム。
4. 前記監視装置は、前記太陽電池ストリングの順方向電圧を監視し、
   前記判定部は、前記順方向電圧に関する監視データと、前記順方向電圧の監視時の気温とに基づいて、前記太陽電池ストリングにおけるバイパスダイオードを有するバイパス回路の開放故障を判定する請求項１又は２に記載の太陽光発電設備の遠隔診断システム。
5. 前記太陽光発電設備は、前記太陽電池ストリングを複数有するとともに、複数の前記太陽電池ストリングが並列に接続される分散型パワーコンディショナーと、前記太陽電池ストリングの負極側から前記分散型パワーコンディショナーへの電流の流入を防止する逆流防止ダイオードとを有する請求項１～４の何れか一項に記載の太陽光発電設備の遠隔診断システム。

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