JP6999911B1 - 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 - Google Patents
太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6999911B1 JP6999911B1 JP2021107846A JP2021107846A JP6999911B1 JP 6999911 B1 JP6999911 B1 JP 6999911B1 JP 2021107846 A JP2021107846 A JP 2021107846A JP 2021107846 A JP2021107846 A JP 2021107846A JP 6999911 B1 JP6999911 B1 JP 6999911B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- solar cell
- cell panel
- closed
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】開閉器2を介してMPPTを実施するパワーコンディショナー3に接続された太陽電池パネルPの検査装置であって、太陽光Lの照射下において太陽電池パネルPを撮影する撮影手段10と、開閉器2が閉となりパワーコンディショナー3の制御により太陽電池パネルPがMPPで動作する状態で撮影手段10により撮影された閉状態PL画像と、閉状態PL画像の撮影後に開閉器2が開となり太陽電池パネルPが開放された状態で撮影手段10により撮影された開状態PL画像とから診断画像を生成する生成手段20とを備える。
【選択図】図1
Description
開閉器を介して最大電力点追従制御(MPPT)を実施するパワーコンディショナーに接続された太陽電池パネルの検査装置であって、
太陽光の照射下において前記太陽電池パネルを撮影する撮影手段と、
前記開閉器が閉となり前記パワーコンディショナーの制御により前記太陽電池パネルが最大電力点(MPP)で動作する状態で前記撮影手段により撮影された閉状態PL画像と、前記閉状態PL画像の撮影後に前記開閉器が開となり前記太陽電池パネルが開放された状態で前記撮影手段により撮影された開状態PL画像とから診断画像を生成する生成手段と
を備えることにある。
前記診断画像は、前記開状態PL画像から前記閉状態PL画像を減算した差分画像、又は前記開状態PL画像を前記閉状態PL画像で除した除算画像であることが好ましい。
前記撮影手段は、前記開状態PL画像及び前記閉状態PL画像の夫々を複数回ずつ連続して撮影し、
前記生成手段は、一組の前記開状態PL画像及び前記閉状態PL画像毎に、前記開状態PL画像から前記閉状態PL画像を減算した差分画像、又は前記開状態PL画像を前記閉状態PL画像で除した除算画像を生成し、得られた複数の差分画像又は複数の除算画像の画像積算処理により前記診断画像を生成することが好ましい。
前記生成手段は、前記差分画像において、前記開状態PL画像から前記閉状態PL画像を減算した値が負となる画素の輝度を0とすることが好ましい。
前記生成手段は、前記除算画像において、前記開状態PL画像を前記閉状態PL画像で除した値が1未満となる画素の輝度を1とすることが好ましい。
前記撮影手段は、波長が1150nmの光を透過するバンドパスフィルタを有することが好ましい。
開閉器を介して最大電力点追従制御(MPPT)を実施するパワーコンディショナーに接続された太陽電池パネルの検査方法であって、
前記開閉器が閉となり前記パワーコンディショナーの制御により最大電力点(MPP)で動作する状態で前記太陽電池パネルを撮影する第一撮影工程と、
前記第一撮影工程の実施後に、太陽光の照射下において、前記開閉器が開となり開放された状態の前記太陽電池パネルを撮影する第二撮影工程と、
前記第一撮影工程において撮影された開状態PL画像と、前記第二撮影工程において撮影された閉状態PL画像とから診断画像を生成する生成工程と
を包含することにある。
太陽電池パネルPは、一般に、太陽電池セルが複数接続された太陽電池モジュールとして構成される。太陽電池セルは、負の電荷を有する電子を多く含むn型半導体と、正の電荷を有するホールを多く含むp型半導体とが接合されたものであり、接合面には電子もホールもない空乏層と呼ばれる領域が形成され、この空乏層には電界が生じる。空乏層に太陽光Lが入射すると光が半導体に吸収されて電子とホールが生じ、これらが電界で押し出されることにより、pn接合の逆バイアス方向に電流を流す起電力が生じる。本発明の検査装置1は、例えば、複数の太陽電池セルCが直列に接続された太陽電池パネルPの検査に使用可能である。太陽電池パネルPは、直列に接続された複数のセルストリングCS1~CS3を有する。セルストリングCS1~CS3は、夫々、複数の太陽電池セルCが直列に接続された内部回路と、当該内部回路にバイパスダイオードが並列接続されたバイパス回路とを有する。検査対象の太陽電池パネルPは、セルストリングが1つのみの構成であってもよい。検査対象の太陽電池パネルPとしては、例えば、単結晶シリコン型太陽電池、多結晶シリコン型太陽電池、CIGS{銅(Copper)-インジウム(Indium)-ガリウム(Gallium)-セレン(Selenium)}系化合物太陽電池等が挙げられる。
開閉器2は、太陽電池パネルPとパワーコンディショナー3との間に挿入されたスイッチであり、従来の太陽電池発電設備において、例えば、接続箱の一部として実装されている。開閉器2には、半導体スイッチ、及び機械式スイッチの何れを用いることも可能である。開閉器2の開閉は、図1に示す例では、制御手段40により制御されるが、本発明の検査装置1は、検査員の操作により開閉器2を開閉するように構成することも可能である。
パワーコンディショナー3は、最大電力点追従制御(MPPT)によって太陽電池パネルPを制御して、太陽電池パネルPが出力する直流電力を交流電力に変換する。
図1に示すように、検査装置1は、太陽電池パネルPを撮影する撮影手段10と、撮影手段10で撮影された太陽電池パネルPの画像を処理することにより診断画像を生成する生成手段20とを備えている。また、任意の構成要素として、生成手段20によって生成された診断画像を表示する表示手段30と、各構成要素の動作を制御する制御手段40とを備えている。以下、検査装置1の各構成について詳細に説明する。
撮影手段10は、太陽電池パネルPを撮影するものであり、カメラ11と、カメラ11に装着されたバンドパスフィルタ12と、赤外線用のレンズフード13とを有する。撮影手段10は、カメラ11が太陽電池パネルPの全体を確実に撮影できるように、最適な位置にセットされる。複数の太陽電池パネルPが接続された太陽電池ストリングを検査対象とする場合には、撮影手段10は、カメラ11が太陽電池ストリングの全体を撮影できる位置にセットされることが好ましい。また、太陽電池ストリングを検査対象とする場合に、撮影手段10は、太陽電池ストリングに含まれる太陽電池パネルPを1枚ずつ撮影できるようにカメラ11の位置を移動可能に構成してもよい。例えば、家屋の屋根等に設置された太陽電池パネルPを検査対象とすることを想定すると、太陽電池パネルPの全体を撮影できる位置に撮影手段10をセットするために、高所作業車のバスケット等に撮影手段10を設けることが好ましい。また、検査対象の太陽電池パネルPがより高所にあり、撮影環境が厳しい場合は、撮影手段10を小型無人航空機(ドローン等)に搭載することも可能である。
生成手段20は、撮影手段10にて撮影され、データとして記憶されている開状態PL画像及び閉状態PL画像から、太陽電池パネルPの欠陥判定に用いる診断画像を生成する。生成手段20は、CPU、メモリ、ストレージ等を有するコンピュータにおいてプログラムを実行することにより、その機能を実現することができる。
表示手段30は、生成手段20で生成された診断画像を表示するディスプレイである。診断画像を表示手段30に表示させることにより、検査員は、欠陥の有無の診断、及び欠陥箇所の特定を目視によって行うことができる。なお、目視による確認は検査員によってばらつきが生じる虞がある。そこで、検査装置1には、太陽電池パネルPの欠陥をより確実に検出できるように、判定手段を設けてもよい。判定手段は、生成手段20によって生成された診断画像の解析により、太陽電池パネルPの状態を判定する。このとき、表示手段30に判定手段の判定結果を表示することが好ましい。この場合、表示手段30には、検査対象の太陽電池パネルPの診断画像とともに、判定手段による欠陥判定結果が同時に表示されるため、太陽電池パネルPの欠陥の有無や欠陥の程度を容易に判断することが可能となる。その結果、太陽電池パネルPの欠陥検出の精度、及び検査の信頼性が向上する。
制御手段40は、CPU、メモリ、ストレージ等を有するコンピュータにおいてプログラムを実行することにより、上記説明した検査装置1の各構成要素及び開閉器2の動作を制御する機能を実現する。制御手段40が、検査装置1の各構成要素及び開閉器2の動作を制御することで、太陽電池パネルPの欠陥検査を、迅速且つ簡便に実施することが可能となる。
検査装置1を用いた太陽電池パネルPの検査方法を説明する。図9は、本発明の太陽電池パネルの検査方法のフローチャートである。本発明の検査方法では、第一撮影工程(S1~2)、第二撮影工程(S3~5)、及び生成工程(S6)の各工程を順に実行する。
本発明の太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法は、開閉器を閉状態から開状態に切り替えることなく、差分画像又は除算画像において欠陥部分が暗くなる二種類のPL画像を撮影することで、突入電流や接点での発火を防ぐものであれば、上記の実施形態で説明した構成を変更することも可能である。
2 開閉器
3 パワーコンディショナー
10 撮影手段
12 バンドパスフィルタ
20 生成手段
P 太陽電池パネル
Claims (7)
- 開閉器を介して最大電力点追従制御(MPPT)を実施するパワーコンディショナーに接続された太陽電池パネルの検査装置であって、
太陽光の照射下において前記太陽電池パネルを撮影する撮影手段と、
前記開閉器が閉となり前記パワーコンディショナーの制御により前記太陽電池パネルが最大電力点(MPP)で動作する状態で前記撮影手段により撮影された閉状態PL画像と、前記閉状態PL画像の撮影後に前記開閉器が開となり前記太陽電池パネルが開放された状態で前記撮影手段により撮影された開状態PL画像とから診断画像を生成する生成手段と
を備え、
前記太陽電池パネルと前記パワーコンディショナーとの接続状態を前記開閉器により閉状態から開状態に切り替えることで前記診断画像が生成されるように構成される太陽電池パネルの検査装置(但し、太陽電池パネルとパワーコンディショナーとの接続状態を開閉する動作をロックイン法における変調周波数で繰り返す装置を除く)。 - 前記診断画像は、前記開状態PL画像から前記閉状態PL画像を減算した差分画像、又は前記開状態PL画像を前記閉状態PL画像で除した除算画像である請求項1に記載の太陽電池パネルの検査装置。
- 開閉器を介して最大電力点追従制御(MPPT)を実施するパワーコンディショナーに接続された太陽電池パネルの検査装置であって、
太陽光の照射下において前記太陽電池パネルを撮影する撮影手段と、
前記開閉器が閉となり前記パワーコンディショナーの制御により前記太陽電池パネルが最大電力点(MPP)で動作する状態で前記撮影手段により撮影された閉状態PL画像と、前記閉状態PL画像の撮影後に前記開閉器が開となり前記太陽電池パネルが開放された状態で前記撮影手段により撮影された開状態PL画像とから診断画像を生成する生成手段と
を備え、
前記撮影手段は、前記開状態PL画像及び前記閉状態PL画像の夫々を複数回ずつ連続して撮影し、
前記生成手段は、一組の前記開状態PL画像及び前記閉状態PL画像毎に、前記開状態PL画像から前記閉状態PL画像を減算した差分画像、又は前記開状態PL画像を前記閉状態PL画像で除した除算画像を生成し、得られた複数の差分画像又は複数の除算画像の画像積算処理により前記診断画像を生成し、
前記太陽電池パネルと前記パワーコンディショナーとの接続状態を前記開閉器により閉状態から開状態に一度切り替えることで複数の前記閉状態PL画像及び複数の前記開状態PL画像を得るように構成される太陽電池パネルの検査装置。 - 前記生成手段は、前記差分画像において、前記開状態PL画像から前記閉状態PL画像を減算した値が負となる画素の輝度を0とする請求項2又は3に記載の太陽電池パネルの検査装置。
- 前記生成手段は、前記除算画像において、前記開状態PL画像を前記閉状態PL画像で除した値が1未満となる画素の輝度を1とする請求項2又は3に記載の太陽電池パネルの検査装置。
- 前記撮影手段は、波長が1150nmの光を透過するバンドパスフィルタを有する請求項1~5の何れか一項に記載の太陽電池パネルの検査装置。
- 開閉器を介して最大電力点追従制御(MPPT)を実施するパワーコンディショナーに接続された太陽電池パネルの検査方法であって、
前記開閉器が閉となり前記パワーコンディショナーの制御により最大電力点(MPP)で動作する状態で前記太陽電池パネルを撮影する第一撮影工程と、
前記第一撮影工程の実施後に、太陽光の照射下において、前記開閉器が開となり開放された状態の前記太陽電池パネルを撮影する第二撮影工程と、
前記第一撮影工程において撮影された開状態PL画像と、前記第二撮影工程において撮影された閉状態PL画像とから診断画像を生成する生成工程と
を包含し、
前記太陽電池パネルと前記パワーコンディショナーとの接続状態を前記開閉器により閉状態から開状態に切り替えることで前記診断画像が生成される太陽電池パネルの検査方法(但し、太陽電池パネルとパワーコンディショナーとの接続状態を開閉する動作をロックイン法における変調周波数で繰り返す方法を除く)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021107846A JP6999911B1 (ja) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021107846A JP6999911B1 (ja) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6999911B1 true JP6999911B1 (ja) | 2022-01-19 |
JP2023005721A JP2023005721A (ja) | 2023-01-18 |
Family
ID=80490508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021107846A Active JP6999911B1 (ja) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6999911B1 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015527863A (ja) * | 2012-08-09 | 2015-09-17 | ゾラールツェントルム シュトゥットガルト ゲーエムベーハー | 光電変換モジュールをテストするための方法および装置 |
JP2017184581A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 太陽誘電株式会社 | 太陽光発電システムの監視制御システム、ストリング監視制御装置、及び監視制御方法 |
US20180262159A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Illuminated outdoor luminescence imaging of photovoltaic modules |
JP2018182994A (ja) * | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池ストリングスの診断システム及び診断方法 |
WO2019176467A1 (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 住友電気工業株式会社 | 集光型太陽光発電装置の検査システム及び受光部の検査方法 |
JP2021058043A (ja) * | 2019-10-01 | 2021-04-08 | 株式会社アイテス | 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 |
-
2021
- 2021-06-29 JP JP2021107846A patent/JP6999911B1/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015527863A (ja) * | 2012-08-09 | 2015-09-17 | ゾラールツェントルム シュトゥットガルト ゲーエムベーハー | 光電変換モジュールをテストするための方法および装置 |
JP2017184581A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 太陽誘電株式会社 | 太陽光発電システムの監視制御システム、ストリング監視制御装置、及び監視制御方法 |
US20180262159A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Illuminated outdoor luminescence imaging of photovoltaic modules |
JP2018182994A (ja) * | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池ストリングスの診断システム及び診断方法 |
WO2019176467A1 (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 住友電気工業株式会社 | 集光型太陽光発電装置の検査システム及び受光部の検査方法 |
JP2021058043A (ja) * | 2019-10-01 | 2021-04-08 | 株式会社アイテス | 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023005721A (ja) | 2023-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150070487A1 (en) | Method and a device for the purpose of elctroluminescence inspection and/or photoluminescence inspection | |
US9680412B2 (en) | Method and apparatus for testing photovoltaic modules | |
Aghaei et al. | IR real-time analyses for PV system monitoring by digital image processing techniques | |
Høiaas et al. | Inspection and condition monitoring of large-scale photovoltaic power plants: A review of imaging technologies | |
US8698083B2 (en) | Solar cell evaluation method, evaluation device, maintenance method, maintenance system, and method of manufacturing solar cell module | |
US10554172B2 (en) | Illuminated outdoor luminescence imaging of photovoltaic modules | |
dos Reis Benatto et al. | Development of outdoor luminescence imaging for drone-based PV array inspection | |
Guada et al. | Daylight luminescence system for silicon solar panels based on a bias switching method | |
JP5271185B2 (ja) | 太陽光発電素子の検査装置 | |
Koester et al. | Development of daylight photoluminescence technique for photovoltaic modules and investigation of temperature dependency | |
JP2017219458A (ja) | 太陽電池検査装置 | |
JP5683738B1 (ja) | 太陽電池検査装置 | |
Kunz et al. | Outdoor luminescence imaging of field-deployed PV modules | |
JP7149534B2 (ja) | 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 | |
Khan et al. | Detection of defects in solar panels using thermal imaging by PCA and ICA method | |
JP6999911B1 (ja) | 太陽電池パネルの検査装置、及び検査方法 | |
Vuković et al. | Outdoor photoluminescence and electroluminescence imaging of photovoltaic silicon modules in a string | |
JP6601084B2 (ja) | 検査方法および検査システム | |
JP6104112B2 (ja) | 太陽電池検査装置、及び太陽電池検査方法 | |
Petraglia et al. | Electroluminescence in photovoltaic cell | |
Teo et al. | In-line photoluminescence imaging of crystalline silicon solar cells for micro-crack detection | |
Lockridge et al. | Comparison of electroluminescence image capture methods | |
dos Reis Benatto et al. | Outdoor electroluminescence acquisition using a movable testbed | |
AU2022295557A1 (en) | Outdoor photoluminescence imaging of photovoltaic arrays via optical string modulation | |
dos Reis Benatto et al. | Image Processing for daylight Electroluminescence PV Imaging acquired in movement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210629 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211029 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6999911 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |