WO2015072531A1 - 太陽光発電管理装置 - Google Patents

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WO2015072531A1
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長三 那須野
日出市 東
学 藤井
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株式会社エプセル
株式会社エプセム
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    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic power generation management device that manages a photovoltaic power generation system that uses a plurality of solar panels, for example, a device that is suitable for a so-called mega solar that uses a large number of solar panels.
  • a solar power generation system using a plurality of solar panels has been used for residential use and industrial use.
  • a solar power generation system is installed on the roof, the generated power is used in daily life, and surplus power is sold to a power company.
  • mega solar which arranges hundreds to thousands of solar panels on a vast land, has attracted attention.
  • This mega solar is, for example, a large-scale solar power generation system with an output exceeding 1 megawatt, and is expected as a basic power source for renewable energy.
  • Japan there is also a fixed-price purchase system for renewable energy, which allows electric power companies to purchase electricity generated by mega solar at a fixed price. Since this mega solar also leads to the effective use of idle land, there is a movement for the local government to develop business in partnership with private companies.
  • Mega Solar manages the output of a large number of solar panels as a whole. For example, in the case of a mega solar system using 1000 solar panels, even if the output of one solar panel is reduced to 50% of the rating, the output of the mega solar as a whole is only about 0.05%. It doesn't matter in the first place. The reason is that the manufacturer's warranty for solar panels is a decrease in output of less than 10% in 10 years and allows a quality deterioration of less than 1% per year. In other words, in the case of a mega solar using 1000 solar panels, it can be considered that the output stoppage of solar panels equivalent to 10 solar panels per year is within the scope of quality assurance.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solar power generation management device that facilitates maintenance of solar panels of a solar power generation system.
  • the present invention for achieving the above object is a photovoltaic power generation management apparatus for managing a photovoltaic power generation system using a plurality of solar panels, which is either a single solar panel or a panel group comprising a predetermined number of solar panels.
  • a unit power generation module an output detector for detecting an output current value or an output voltage value of each of the plurality of unit power generation modules, and connected to the output detector, receiving detection information from the output detector and receiving the detection information
  • a calculator that displays the operating status of the photovoltaic power generation system on a display, and the calculator includes detection information acquisition means for acquiring detection information of the output detector, and a plurality of the unit power generation modules for the display.
  • Display management means for simultaneously displaying a plurality of display frames corresponding to the detection information, and the detection information obtained by the detection information acquisition means.
  • Display color setting means for setting a color level of information to be displayed in the display frame corresponding to the color, and a plurality of the unit power generation modules according to the color level in the plurality of display frames of the display It is a photovoltaic power generation management device characterized in that it enables visual monitoring of the operation status of the solar power generation.
  • the computer determines an abnormal condition setting means for setting an abnormal condition for detecting an abnormality of the unit power generation module, and whether the detection information satisfies the abnormal condition. And an abnormality determination means for displaying abnormality information in the display frame when the abnormality condition is satisfied.
  • the abnormal condition setting means of the computer can set different conditions for each unit power generation module.
  • the abnormal condition setting means of the computer detects the detection information of the unit power generation module adjacent to the specific unit power generation module as the abnormal condition of the specific unit power generation module. It is characterized by using.
  • the abnormal condition setting means of the computer uses the past detection information of the specific unit power generation module as the abnormal condition of the specific unit power generation module.
  • the output includes a connection box that aggregates output wirings of the plurality of unit power generation modules, and the output current value or output voltage value of the output wiring is detected in the connection box.
  • the detector is housed together.
  • the unit further includes a switching device that switches the output wiring of the unit power generation module to connect to either the power sale side wiring or the power storage side wiring, and the computer further includes the detection information. And a switching control means for controlling the switching device.
  • the switching control means of the computer refers to the power selling upper limit value of the power selling side wiring, and the total output of the plurality of unit power generation modules is the power selling upper limit value.
  • the switching device is controlled so as to approximate.
  • the display management means in the computer displays a plurality of display frames on the display in a state that matches a layout layout of local unit power generation modules. .
  • the power detector includes a wireless communication terminal that connects the output detector and the computer by wireless communication.
  • the present invention it is possible to appropriately grasp the operation status of the solar panel of the photovoltaic power generation system, and to achieve an excellent effect that maintenance can be performed systematically.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the solar power generation management apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows the internal structure of the junction box of the solar power generation management apparatus.
  • (A) is a block diagram which shows the internal structure of the computer of the solar power generation management apparatus
  • (B) is a block diagram which shows the function structure of the computer. It is a figure which shows the display state of the display of the solar power generation management apparatus. It is a figure which shows the display state of the display of the solar power generation management apparatus. It is a figure which shows the display state of the display of the solar power generation management apparatus. It is a figure which shows the display state of the display of the solar power generation management apparatus. It is a figure which shows the other example of the internal structure of the connection box of the solar power generation management apparatus. It is a figure which shows the other example of the display state of the display of the solar power generation management apparatus.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a photovoltaic power generation management apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • this solar power generation management device 1 manages the operation status of the solar power generation system S using a plurality of solar panels P.
  • the solar power generation system S includes 1000 solar panels P.
  • the solar panel P has a structure in which four panel groups are managed as a unit power generation module M as a set. That is, the four solar panels P are connected in series with each other and collectively output as a unit power generation module. Therefore, the photovoltaic power generation system S includes a total of 250 unit power generation modules M.
  • a case where four solar panels P are modularized is illustrated, but for example, about 10 to 20 solar panels P may be used as the unit power generation module M, and one solar panel P may be used as the unit power generation module. M may also be used.
  • the photovoltaic power generation management device 1 includes a connection box 10 to which the output wiring H of the unit power generation module M is connected, and a power selling side current collector to which the power selling side output wiring 12 integrated in the connection box 10 is connected.
  • a power storage side current collection box 60 to which the power storage side output wiring 14 integrated in the connection box 10 is connected, and a battery 70 to which the output wiring 62 integrated in the power storage side current collection box is connected.
  • a computer 40 connected via the wireless communication line 18 and a display 50 connected to the computer are provided.
  • the output current value to the output wiring 72 side by the battery 70 is controlled at any time by a control device (not shown).
  • the output wiring H of 10 unit power generation modules M is connected to the connection box 10 each. Accordingly, 25 connection boxes 10 are prepared.
  • the power sale side current collection box 20 is connected to the power sale side output wirings 12 of the five junction boxes 10 each.
  • the power storage side output wiring 14 of each of the five connection boxes 10 is also connected to the power storage side current collection box 60.
  • the battery 70 is provided so as to correspond to each of the power storage side current collection boxes 60, and the power conditioner 70 is also arranged corresponding to each of the power sale side current collection boxes 20.
  • the computer 40 is connected to all the connection boxes 10. In this way, the output of 1000 solar panels P is aggregated into 5 systems through 250 unit power generation modules M, 25 connection boxes 10 and 5 power-collecting-side current collection boxes 20, and the power conditioner. At 30, it is converted into alternating current and supplied to the power selling terminal 99.
  • FIG. 2 shows the configuration of the connection box 10 in an enlarged manner.
  • the connection box 10 includes a housing 100, a breaker 102 installed in each output wiring H of the unit power generation module M in the housing 100, an output detector 110 arranged in the housing 100, and a power sale side output. And a switching device 120 that switches the connection destination of the output wiring H between the wiring 12 and the power storage side output wiring 14.
  • the output detector 110 includes a Hall element type clamp current sensor 112 installed in each output wiring H, and an ammeter 114 that detects the current value of each output wiring H using the Hall voltage of the clamp current sensor 112. .
  • the output detector 110 can detect each output current value of the unit power generation module M. The output current value information from the output detector 110 is transmitted to the computer 40.
  • the switching device 120 is connected to the computer 40 via the communication line 18 and switches the connection destination of the output wiring H based on the instruction information from the computer 40. Specifically, it is independently selected for each unit power generation module M whether the output wiring H is connected to either the power selling side output wiring 12 or the power storage side output wiring 14. As a result, the outputs of all the unit power generation modules M connected to the junction box 10 are aggregated into either the single power sale side output wiring 12 or the single power storage side output wiring 14. The distribution ratio can be flexibly changed. Therefore, especially when an upper limit is set for the power supplied from the power sale side output wiring 12, the switching device 120 is controlled so that the upper limit is reached, and surplus power is supplied to the battery 70 side.
  • the present invention is not limited to this and can be performed by wireless communication.
  • a wireless communication terminal 140 is installed inside or around the connection box 10, and the ammeter 114 and the communication line of the switching device 120 are connected to the wireless communication terminal 140.
  • the wireless communication terminal 150 is also connected to the computer 40 side.
  • the radio communication terminals 140 and 150 preferably exchange the signals of the ammeter 114 and the switching device 120 and the signal of the computer 114 wirelessly.
  • the wireless communication terminals 140 and 150 may use a wireless communication line provided by a so-called mobile phone company (carrier).
  • the output detector 10 is housed together in one junction box 10, so that the output current of each unit power generation module M can be detected, and the vicinity of the front and rear of the breaker is used. Current value measurement becomes possible, and the maintainability of the junction box 10 is dramatically improved.
  • FIG. 3A shows the hardware configuration of the computer 40.
  • the computer 40 includes a CPU (Central Processing Unit) 45 on which various programs are executed, a memory 46 for temporarily developing information required by the CPU 5, an information storage medium 47 for storing programs and various data, a LAN line, and the like. It is configured to include a communication interface 48 that is connected and communicates with the outside (the output detector 110 and the switching device 120), receives detection information from the output detector 110, and determines the operation status of the photovoltaic power generation system S. The information is displayed on the display 50 and the switching device 120 is controlled.
  • the information storage medium 47 includes a hard disk, a rewritable nonvolatile memory, a large-capacity storage medium such as DAT or DVD, and the like.
  • FIG. 3B shows functional blocks realized by the CPU 40 executing a control program or the like stored in the information storage medium 47 in the computer 40. Details of each of these functional blocks will be described using a user interface displayed on the display 50 shown in FIG.
  • the computer 40 includes detection information acquisition means 200, display management means 210, display color setting means 220, abnormal condition setting means 230, abnormality determination means 240, and switching control means 250.
  • the detection information acquisition means 200 acquires the detection information (output current value information) of the output detector 110 via the communication interface 48 and stores it in the information storage medium 47 including the history.
  • the display management means 210 simultaneously displays a plurality of display frames 212 corresponding to the plurality of unit power generation modules M on the display 50 as shown in FIG. Specifically, the arrangement of the display frame 212 is displayed so as to be substantially the same as the arrangement configuration of the unit power generation modules M on site. Thereby, the relevance of the visual judgment in the display 50 and the maintenance action in the field can be imaged.
  • the layout of the display frame 212 of the display 50 By matching with the layout, the location of the unit power generation module M can be visually identified only by the display 50, and the target location can be quickly reached.
  • the layout of the display frame 212 of the display 50 coincide with the layout of the site, various information shown in the display frame 212 of the display 50 and the geographical environment of the site are related in the head. Can be analyzed. For example, when the power generation efficiency in a specific area is poor, it is possible to quickly analyze whether it is caused by the shade of the surrounding forest F or other factors.
  • the display color setting unit 220 sets the color level of information to be displayed in the display frame 212 corresponding to the level (output current value) of the detection information obtained by the detection information acquisition unit 200. Specifically, in the present embodiment, the entire rectangular display frame 212 is displayed so as to be colored, and at least one of the brightness, saturation, and color of the color is changed according to the output current value. To display. This color stage should be able to visually recognize the increase or decrease of the output current value. For example, when the power generation amount is small, a dark color (for example, black) is displayed, and when the power generation amount is large, a bright color (for example, red) is displayed. Easy to understand.
  • a dark color for example, black
  • a bright color for example, red
  • the operating status of all unit power generation modules M can be individually and visually monitored.
  • the display frame 212 of the unit power generation module M having a small power generation amount (current value) is displayed in gray, and the display frame 212 of the unit power generation module M having a large power generation amount (current value) is displayed in white. Yes.
  • the output current value of the unit power generation module M at the lower left of the display 50 is small.
  • Various possibilities can be assumed in advance, such as when the wiring or connector is disconnected.
  • each unit power generation module M It can be determined that there is no trouble and that the sunlight irradiation environment in the entire specific area has deteriorated. For example, it can be assumed that fallen leaves and sheets are covered or a shadow of an adjacent building.
  • the output value (average value) of the unit panel obtained by dividing the output current value (power generation amount) of the unit power generation module M by the number of panels. Can be replaced with the output current value of the unit power generation module.
  • the color level of the display translation 212 corresponding to the unit power generation module M may be set by the unit panel average value.
  • FIG. 6 (A) shows the state of the display 50 when almost no power is generated at night
  • FIG. 6 (B) shows the state of the display 50 when the power generation amount is the largest around 2 pm. deep.
  • the abnormal condition setting means 230 sets an abnormal condition for detecting the abnormality for each unit power generation module M. Then, the abnormality determination unit 240 determines whether the detection information satisfies the abnormality condition, and displays the abnormality information in the display frame 212 when the abnormality condition is satisfied.
  • the abnormality information various methods such as displaying the inside of the display frame 212 in a special color, displaying a picture with the same color, displaying a warning character, or blinking can be considered.
  • FIG. 4B shows a case where the specific unit power generation module M results in satisfying the abnormal condition and the abnormal information of the specific display frame 212A of the display 50 corresponding thereto is displayed.
  • the operator can quickly notice the abnormality and can immediately maintain the local unit power generation module M.
  • the background color level is visible as it is because the cause can be estimated.
  • the abnormal condition setting means 230 can set different conditions for each unit power generation module M.
  • the abnormal condition is a case where “the output current value at noon falls below a predetermined threshold value”. That is, the abnormal condition is a combination of the time axis and the current value. At this time, with respect to a specific unit power generation module M, it may enter the shadow of the surrounding building at noon, and the output current value may necessarily be small.
  • predetermined threshold values are individually set to be small so as to avoid unnecessary display of abnormalities. For example, when it is determined that maintenance is not performed while grasping that an abnormality has occurred in a specific unit power generation module M, the abnormality display can be individually released.
  • Such individual abnormal conditions are set by an operator using an information input device such as a keyboard or a touch sensor of the display 50.
  • the abnormal condition setting means 230 refers to detection information (output current value information) of the unit power generation module M adjacent to the unit power generation module M as an abnormal condition of the specific unit power generation module M.
  • the abnormal condition of the display frame 212A corresponding to a specific unit power generation module M is expressed as “the current value of the display frame 212A and a total of eight display frames 212G adjacent thereto. And the case where the difference between the average output current values exceeds a predetermined threshold is set.
  • the abnormal condition setting means 230 stores an output current value history (log) for a predetermined period (for example, for the past one year by data acquisition every 5 minutes), and an abnormality of a specific unit power generation module M is stored. It is preferable to use past detection information of the same unit power generation module M as a condition.
  • a specific abnormal condition for example, a case where “the difference between the output current value average for the past one week at the same time and the current output current value exceeds a predetermined threshold” can be cited.
  • a specific abnormal condition for example, a case where “the difference between the output current value average for the past one week at the same time and the current output current value exceeds a predetermined threshold” can be cited.
  • the abnormal condition is set using the latest output current value data in the past, it is possible to avoid an abnormal display when the output current value changes due to seasonal variation (for example, midsummer and midwinter). Similarly, when the solar panel itself deteriorates gradually, it is possible to avoid an abnormal display.
  • the switching control means 250 controls the switching device 120 in the connection box 10 using detection information (output current value) for each unit power generation module M.
  • the unit power generation module M whose output current value largely varies due to some failure is controlled so as to supply current to the battery 70 via the storage-side output wiring 14 and stabilize the amount of power sold. Can do.
  • the power selling upper limit power power that should not be sold any more
  • the switching device is controlled so as to be as close as possible to the upper limit value.
  • the unit power generation module M having the smaller output is switched to the battery 70 side in order, and the current is supplied. Is controlled to be smaller than the power sale upper limit. If it does in this way, it will become possible to automatically allocate the efficient unit power generation module M to the power sale side.
  • the photovoltaic power generation management device 1 of the present embodiment since the individual operating state of the unit power generation module M is displayed as the color information of the display 50, it is possible to grasp events such as operating troubles extremely quickly and easily. Is possible.
  • the arrangement of the local unit power generation module M with the arrangement of the unit power generation module M displayed on the display 50, it is possible to reach the target unit power generation module M without getting lost at the site. As a result, maintenance time can be shortened.
  • the abnormality of the unit power generation module M can be determined with high accuracy, so that maintenance work without waste can be realized.
  • the photovoltaic power generation management device 1 of the present embodiment it is possible to switch the wiring between power sale and storage for each unit power generation module by using the output detection result, and the output of the entire unit can be changed. Optimization can be achieved.
  • a maintenance history recording unit is provided as a functional block realized by the computer 40.
  • This maintenance history recording means can record and save a maintenance history by an operator corresponding to each unit power generation module M. For example, when a specific solar panel P is replaced with a new one due to a failure, the output value may differ from that of the old solar panel P due to a difference in performance. Even in such a case, by referring to the maintenance history on the display 50, it is possible to immediately grasp that the difference in the output value is due to panel replacement.
  • the solar power generation management device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
  • Photovoltaic power generation management apparatus 10 Connection box 20 Power selling side current collection box 30 Power conditioner 40 Computer 50 Display 60 Power storage side current collection box 70 Battery

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Abstract

　太陽光発電システムを管理する太陽光発電管理装置であって、複数の単位発電モジュールの出力電流値又は出力電圧値をそれぞれ検知する出力検知器と、出力検知器からの検知情報を受け取ってディスプレイ（５０）に表示させる計算機を備えるようにした。計算機は、出力検知器の検知情報を取得して、ディスプレイに対して、複数の単位発電モジュールに対応する複数の表示枠（２１２）を同時に表示させる。更に、検知情報のレベルに対応して表示枠（２１２）に表示させる情報の色レベルを設定する。結果、ディスプレイの表示枠内の色レベルによって、複数の単位発電モジュールの稼動状況を視覚的に監視可能となり、ソーラーパネルのメンテナンスタイミングを視覚的に認識できる。

Description

太陽光発電管理装置
　本発明は、複数のソーラーパネルを用いた太陽光発電システムを管理する太陽光発電管理装置に関し、例えば、多数のソーラーパネルを用いるいわゆるメガソーラーに好適な装置に関する。
　従来、環境保全の観点から、住宅用途や産業用途として複数のソーラーパネルを用いた太陽光発電システムが利用されている。例えば住宅用途の場合は、屋根に太陽光発電システムを設置し、発電された電力を日常生活で利用し、余剰電力を電力会社に売電する。
　近年、電力供給時の環境負荷を一層軽減させるために、広大な土地に数百から数千枚のソーラーパネルを配置するメガソーラーが注目されている。このメガソーラーは、例えば、出力１メガワットを超える大規模な太陽光発電システムであり、再生可能エネルギーの基幹電源として期待される。日本国では、再生可能エネルギーの固定価格買取制度もあり、これによって、メガソーラーで発電された電力を、電力会社に一定の金額で買い取らせることができる。このメガソーラーは、遊休地の有効活用にもつながるので、自治体が民間企業と提携して事業を展開する動きもある。
　メガソーラーでは、大量のソーラーパネルの全体として出力を管理している。例えば、１０００枚のソーラーパネルを用いたメガソーラーの場合、仮に１枚のソーラーパネルの出力が定格の５０％まで低下したとしても、メガソーラー全体としては０．０５％程度の出力低下にとどまり、そもそも問題にならない。なぜなら、ソーラーパネルのメーカー保証は、１０年間で１０％未満の出力低下となっており、年間１％未満の品質劣化を許容しているからである。換言すると、１０００枚のソーラーパネルを用いたメガソーラーの場合、年間１０枚分相当のソーラーパネルの出力停止は、品質保証の範囲内と考えることができる。
　一方、投資費用の回収効率を高めたいメガソーラーの運営者は、メーカー保証の許容範囲内であってもソーラーパネルのメンテナンスを丁寧に行い、発電量を常に高く維持することを望む。しかしながら、従来のメガソーラーでは、どのソーラーパネルに異常が生じているかを簡単に判断することができない。だからといって、数百から数千枚のソーラーパネルを現地でチェックすることは、作業負担が膨大となり現実的ではない。
　本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、太陽光発電システムのソーラーパネルのメンテナンスを容易化する太陽光発電管理装置を提供することを目的としている。
　上記目的を達成する本発明は、複数のソーラーパネルを用いた太陽光発電システムを管理する太陽光発電管理装置であって、単一の前記ソーラーパネル又は所定数のソーラーパネルからなるパネル群のいずれかを単位発電モジュールとして、複数の前記単位発電モジュールの出力電流値又は出力電圧値をそれぞれ検知する出力検知器と、前記出力検知器と接続され、前記出力検知器からの検知情報を受け取って前記太陽光発電システムの稼動状況をディスプレイに表示させる計算機と、を備え、前記計算機は、前記出力検知器の検知情報を取得する検知情報取得手段と、前記ディスプレイに対して、複数の前記単位発電モジュールに対応する複数の表示枠を同時に表示させる表示管理手段と、前記検知情報取得手段が得た前記検知情報のレベルに対応して、前記表示枠内に表示させる情報の色レベルを設定する表示色設定手段と、を有し、前記ディスプレイの前記複数の表示枠内の色レベルによって、複数の前記単位発電モジュールの稼動状況を視覚的に監視可能にすることを特徴とする、太陽光発電管理装置である。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記計算機は、前記単位発電モジュールの異常を検知するための異常条件を設定する異常条件設定手段と、前記検知情報が前記異常条件を満たすか否か判定し、前記異常条件を満たす場合は前記表示枠内に異常情報を表示させる異常判定手段を備えることを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記計算機の前記異常条件設定手段は、前記単位発電モジュール毎に異なる条件を設定可能とすることを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記計算機の前記異常条件設定手段は、特定の前記単位発電モジュールの前記異常条件として、特定の前記単位発電モジュールに隣接する前記単位発電モジュールの前記検知情報を用いることを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記計算機の前記異常条件設定手段は、特定の前記単位発電モジュールの前記異常条件として、特定の前記単位発電モジュールの過去の前記検知情報を用いることを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、複数の前記単位発電モジュールの出力配線を集約する接続箱を備え、前記接続箱内に、前記出力配線の出力電流値又は出力電圧値を検知する前記出力検知器を一緒に収容させることを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記単位発電モジュールの出力配線を、売電側配線及び蓄電側配線のいずれかに接続するように切り替える切り替え装置を備え、前記計算機は更に、前記検知情報を利用して前記切り替え装置を制御する切り換え制御手段を有することを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記計算機の前記切り替え制御手段は、前記売電側配線の売電上限値を参照して、複数の前記単位発電モジュールの出力合計が前記売電上限値に近似するように、前記切り替え装置を制御することを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記計算機における前記表示管理手段は、現地の単位発電モジュールの配置レイアウトと一致する状態で、前記ディスプレイに複数の前記表示枠を表示させることを特徴とする。
　上記太陽光発電管理装置に関連して、前記出力検知器と前記計算機を無線通信によって接続する無線通信端末を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、太陽光発電システムのソーラーパネルの稼動状況を適切に把握することができ、計画的にメンテナンスを行うことが出来るという優れた効果を奏し得る。
本発明の実施形態に係る太陽光発電管理装置を示す図である。 同太陽光発電管理装置の接続箱の内部構成を示す図である。 （Ａ）は同太陽光発電管理装置の計算機の内部構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は同計算機の機能構成を示すブロック図である。 同太陽光発電管理装置のディスプレイの表示状態を示す図である。 同太陽光発電管理装置のディスプレイの表示状態を示す図である。 同太陽光発電管理装置のディスプレイの表示状態を示す図である。 同太陽光発電管理装置の接続箱の内部構成の他の例を示す図である。 同太陽光発電管理装置のディスプレイの表示状態の他の例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
　図１には、本発明の実施の形態に係る太陽光発電管理装置１の全体構成が示されている。なお、この太陽光発電管理装置１は、複数のソーラーパネルＰを用いた太陽光発電システムＳの稼動状況を管理する。
　太陽光発電システムＳは、一例として、１０００枚のソーラーパネルＰを備えている。ソーラーパネルＰは、４枚のパネル群を一つのセットとして、単位発電モジュールＭとして管理される構造となっている。即ち、４枚のソーラーパネルＰは、互いに直列接続されて単位発電モジュールとしてまとめて電力を出力する。従って、太陽光発電システムＳは、合計２５０個の単位発電モジュールＭを備えることになる。なお、ここでは４枚のソーラーパネルＰをモジュール化する場合を例示するが、例えば１０枚～２０枚程度のソーラーパネルＰを単位発電モジュールＭとしてもよく、１枚のソーラーパネルＰを単位発電モジュールＭとしても良い。
　太陽光発電管理装置１は、単位発電モジュールＭの出力配線Ｈが接続される接続箱１０と、接続箱１０で一つに集約された売電側出力配線１２が接続される売電側集電箱２０と、接続箱１０で一つに集約された蓄電側出力配線１４が接続される蓄電側集電箱６０と、蓄電側集電箱で統合された出力配線６２が接続されるバッテリー７０と、売電側集電箱２０で集約された出力配線２２及びバッテリー７０の出力配線７２が接続されるパワーコンディショナー３０と、接続箱１０内の出力検出器（後述）及び切り替え装置（後述）に有線又は無線通信回線１８を介して接続される計算機４０と、計算機に接続されるディスプレイ５０を備える。なお、ここでは特に図示しないが、バッテリー７０による出力配線７２側への出力電流値は、特に図示しない制御装置によって随時制御される。
　接続箱１０には、各々１０個の単位発電モジュールＭの出力配線Ｈが接続される。従って、接続箱１０は２５個用意される。売電側集電箱２０には、各々５個の接続箱１０の売電側出力配線１２が接続される。蓄電側集電箱６０にも、各々５個の接続箱１０の蓄電側出力配線１４が接続される。バッテリー７０は、蓄電側集電箱６０のそれぞれに対応させて設けられており、パワーコンディショナー７０も売電側集電箱２０のそれぞれに対応させて配置される。計算機４０は、全ての接続箱１０に接続されている。このようにして、１０００枚のソーラーパネルＰの出力は、２５０個の単位発電モジュールＭ、２５個の接続箱１０、５個の売電側集電箱２０を経て５系統に集約され、パワーコンディショナー３０で交流に変換されて売電端子９９に供給される。
　図２には、接続箱１０の構成が拡大して示されている。接続箱１０は、筐体１００と、筐体１００内の単位発電モジュールＭの各出力配線Ｈに設置されるブレーカ１０２と、筐体１００内に配置される出力検出器１１０と、売電側出力配線１２及び蓄電側出力配線１４の間で出力配線Ｈの接続先を切り替える切り替え装置１２０とを備える。
　出力検出器１１０は、各出力配線Ｈに設置されるホール素子タイプのクランプ電流センサ１１２と、クランプ電流センサ１１２のホール電圧を利用して各出力配線Ｈの電流値を検知する電流計１１４を有する。この出力検出器１１０によって、単位発電モジュールＭのそれぞれの出力電流値を検知できることになる。出力検出器１１０による出力電流値情報は、計算機４０に送信される。
　切り替え装置１２０は、計算機４０と通信回線１８で接続されており、計算機４０からの指示情報に基づいて出力配線Ｈの接続先を切り替える。具体的には、単位発電モジュールＭ毎に独立して、その出力配線Ｈを売電側出力配線１２及び蓄電側出力配線１４のいずれかに接続するかを選択する。結果、接続箱１０に接続されるすべての単位発電モジュールＭの出力は、単一の売電側出力配線１２、又は単一の蓄電側出力配線１４のいずれかに集約されることになるが、その分配比率が柔軟に変更される。従って、特に売電側出力配線１２から供給される電力に上限が設定される場合は、その上限ギリギリとなるように切り替え装置１２０を制御し、余剰電力をバッテリー７０側に供給する。
　なお、ここでは、電流計１１４及び切り替え装置１２０が、有線の通信回線１８によって計算機４０と接続される場合を例示しているが、本発明はこれに限定されず、無線通信によって行うことができる。例えば、図７に示すように、接続箱１０の内部又は周囲に、無線通信端末１４０を設置し、この無線通信端末１４０に、電流計１１４と切り替え装置１２０の通信回線を接続する。一方、計算機４０側にも無線通信端末１５０を接続する。電流計１１４及び切り替え装置１２０の信号と、計算機１１４の信号のやり取りは、この無線通信端末１４０、１５０によって無線で行うことが好ましい。メガソーラーに対して事後的に太陽光発電管理装置１を設置する場合、接続箱１０の数が増大すると共に、通信配線の距離も膨大となるが、このように無線通信回線を利用すれば、現場での施工負担を大幅に軽減することが可能となる。なお、この無線通信端末１４０、１５０は、いわゆる携帯電話会社（キャリア）が提供する無線通信回線を利用しても良いことは言うまでもない。
　また、本実施形態のように、一つの接続箱１０の中に出力検出器１０を一緒に収容する結果、単位発電モジュールＭ毎の出力電流の検知が可能となり、また、ブレーカの前後近辺を利用した電流値測定が可能となり、接続箱１０のメンテナンス性が飛躍的に向上する。
　図３（Ａ）には、計算機４０のハードウエア構成が示されている。計算機４０は、各種プログラムが実行されるＣＰＵ（中央演算装置）４５、ＣＰＵ５で必要とする情報を一時的に展開するメモリ４６、プログラムや各種データが保存される情報記憶媒体４７、ＬＡＮ回線等が接続されて外部（出力検知器１１０や切り替え装置１２０）との通信を行う通信インターフェース４８等を備えて構成され、出力検知器１１０からの検知情報を受け取って、太陽光発電システムＳの稼動状況をディスプレイ５０に表示させたり、切り替え装置１２０を制御したりする。なお、情報記憶媒体４７は、ハードディスクや書き換え可能な不揮発性メモリ、ＤＡＴやＤＶＤ等の大容量記憶メディア等で構成される。
　図３（Ｂ）は、計算機４０において、情報記憶媒体４７に格納される制御プログラム等がＣＰＵ４５で実行されることで実現される機能ブロックが示されている。これらの各機能ブロックの詳細を、図４以降のディスプレイ５０に表示されるユーザインターフェースを利用しながら説明する。
　計算機４０は、検知情報取得手段２００、表示管理手段２１０、表示色設定手段２２０、異常条件設定手段２３０、異常判定手段２４０、切り替え制御手段２５０を備える。
　検知情報取得手段２００は、通信インターフェース４８を介して、出力検知器１１０の検知情報（出力電流値の情報）を取得して、履歴を含めて情報記憶媒体４７に保存する。
　表示管理手段２１０は、図４（Ａ）に示されるように、ディスプレイ５０に対して、複数の単位発電モジュールＭに対応する複数の表示枠２１２を同時に表示させる。具体的にこの表示枠２１２の配置は、現場の単位発電モジュールＭの配置構成と略同一となるように表示される。これにより、ディスプレイ５０における視覚的判断と、現場でのメンテナンス行動の関連性をイメージできる。
　具体例として、例えば図８に示すように、現場の単位発電モジュールＭの配置構成に加えて、道路Ｒや森林Ｆ、建物Ｔ、池Ｉなどのイメージ画像も同時に表示しておくことも好ましい。大規模な太陽光発電システムＳの場合、異常が発生した単位発電モジュールＭの場所を特定するまでに時間がかかるが、本実施例のように、ディスプレイ５０の表示枠２１２のレイアウトを、現場のレイアウトと一致させておくことにより、ディスプレイ５０のみで視覚的に単位発電モジュールＭの場所を特定することができ、素早く目的の場所に到達できる。また、ディスプレイ５０の表示枠２１２のレイアウトを、現場のレイアウトと一致させておくことにより、ディスプレイ５０の表示枠２１２に示される各種情報と、現場の地理的環境を、頭の中で関連させながら分析することができる。例えば、特定のエリアの発電効率が悪い場合に、周囲の森Ｆの日陰が原因なのか、その他の要因なのか等について素早く分析することができる。
　表示色設定手段２２０は、検知情報取得手段２００が得た検知情報のレベル（出力電流値）に対応して、表示枠２１２内に表示させる情報の色レベルを設定する。具体的に本実施形態では、四角の表示枠２１２内の全体を着色するように表示し、出力電流値に対応させて、色の明度、彩度、色彩の少なくともいずれかを変化させて段階的に表示する。この色段階は、出力電流値の増減を視覚的に認識できるものが良く、例えば、発電量が少ない場合は暗い色（例えば黒）、発電量が大きいときは明るい色（例えば赤）を表示すると分かり易い。同様に発電量が少ない場合は白（無彩色）、発電量が大きいときは赤（有彩色）に変化させることもできる。また、色相環を参考に色彩を変動させることも可能である。更には、表示枠内に文字（例えば出力電流値）を表示させると共に、その文字色を変化させるようにすることもできる。なお、色を表示する範囲（面積）を段階的に変化させることも、本発明の色レベルの定義に含まれる。
　このようにすることで、全ての単位発電モジュールＭの稼動状況を、個別具体的かつ視覚的に監視可能となる。例えば、図４（Ａ）では、発電量（電流値）が小さい単位発電モジュールＭの表示枠２１２を灰色、発電量（電流値）が大きい単位発電モジュールＭの表示枠２１２を白として表示している。この表示では、ディスプレイ５０の左下の単位発電モジュールＭの出力電流値が小さいことが分かる。このような事象としては、周囲の木々や建物の影になっている場合の他、ソーラーパネルＰの上に落ち葉等の異物が覆いかぶさっている場合、ソーラーパネルＰ自体が故障している場合、配線やコネクタが断線している場合など、様々な可能性を予め想定できる。
　また、このように視覚的に表示することによって、単位発電モジュールＭの異常の有無を極めて簡単に認識できる。例えば、特定の１つの単位発電モジュールＭに対応する表示枠２１２の色が、隣接する周囲の表示枠２１２の色と極端に異なる場合は、その単位発電モジュールＭに何らかの電気的又は機械的トラブルが生じていると運用者が推測できる。また例えば、複数の隣接する単位発電モジュールＭから構成される特定エリア（複数の複数の表示枠２１２）の色が、その周囲の表示枠２１２の色と異なる場合は、個々の単位発電モジュールＭのトラブルではなく、その特定エリア全体の太陽光の照射環境が悪化していると判断できる。例えば、落ち葉やシートが覆いかぶさっていたり、隣接する建物の影になっていたりすることが想定できる。
　なお、単位発電モジュールＭに含まれるソーラーパネルＰの数が、部分的に異なる場合は、単位発電モジュールＭの出力電流値（発電量）をパネル数で除した単位パネルの出力値（平均値）を、単位発電モジュールの出力電流値に置きかえることができる。この単位パネル平均値で単位発電モジュールＭに対応する表示訳２１２の色レベルを設定すれば良い。
　なお参考であるが、夜中で殆ど発電されない時のディスプレイ５０の状態を図６（Ａ）に、午後２時頃で最も発電量が大きい時のディスプレイ５０の状態を図６（Ｂ）に示しておく。
　異常条件設定手段２３０は、単位発電モジュールＭ毎に、その異常を検知するための異常条件を設定する。そして、異常判定手段２４０は、検知情報が異常条件を満たすか否か判定し、異常条件を満たす場合は表示枠２１２内に異常情報を表示させる。異常情報としては、表示枠２１２内を特殊色で表示したり、色はそのままで絵柄を表示したり、警告文字を表示したり、点滅させたり等、様々な手法が考え得る。
　例えば図４（Ｂ）には、特定の単位発電モジュールＭが異常条件を満たす結果となり、それに対応するディスプレイ５０の特定の表示枠２１２Ａの異常情報が表示されている場合が示されている。このように、ディスプレイ５０において、異常が発生している場所を視覚的に強調表示させているので、運用者が素早く異常に気づき、即座に現地の単位発電モジュールＭをメンテナンスすることができる。この際、背景の色レベルはそのまま見えるようにしておくことが、原因を推定できる点で好ましい。
　具体的に、この異常条件設定手段２３０は、単位発電モジュールＭ毎に異なる条件を設定可能となっている。異常条件の一つの例として「正午の出力電流値が所定閾値を下回る場合」という事例が挙げられる。即ち、時間軸と電流値を組み合わせた異常条件となる。この際、ある特定の単位発電モジュールＭに関しては、正午になると周囲の建造物の影に入り込んでしまい、出力電流値が必ず小さくなる場合もある。このような特定の単位発電モジュールＭについては、所定閾値を個別に小さく設定しておき、無駄に異常表示を行うことを回避する。また例えば特定の単位発電モジュールＭについて異常が生じていることを把握しつつも、メンテナンスを行わないと判断した場合は、その異常表示を個別に解除できる。なお、このような個々の異常条件は、キーボード等の情報入力装置やディスプレイ５０のタッチセンサを利用して運用者によって設定される。
　更にこの異常条件設定手段２３０は、特定の単位発電モジュールＭの異常条件として、この単位発電モジュールＭに隣接する単位発電モジュールＭの検知情報（出力電流値情報）を参照している。具体的に例えば、図５（Ａ）に示されるように、特定の単位発電モジュールＭに対応する表示枠２１２Ａの異常条件を「表示枠２１２Ａの電流値と、それに隣接する合計８つの表示枠２１２Ｇとの出力電流値平均の差が、所定閾値を上回る場合」と設定する事例が挙げられる。このような異常条件によれば、急激な悪天候によって特定の単位発電モジュールＭの出力電流値が極端に低下しても、周囲の単位発電モジュールＭの出力電流値との差が小さければ、表示枠２１２Ａの異常表示を回避できる。
　また更に、この異常条件設定手段２３０は、所定期間（例えば５分毎のデータ取得で過去１年間分）の出力電流値の履歴（ログ）を記憶するようにし、特定の単位発電モジュールＭの異常条件として、同じ単位発電モジュールＭの過去の検知情報を用いることが好ましい。具体的な異常条件として、例えば「同一時刻における過去１週間分の出力電流値平均と現在の出力電流値の差が所定閾値を上回る場合」という事例が挙げられる。このように過去直近の出力電流値のデータを用いて異常条件を設定すると、季節変動（例えば真夏と真冬）による出力電流値に期間変化が生じた場合に、異常表示となることを回避できる。同様に、ソーラーパネル自体が次第に劣化するような場合も、異常表示となることを回避できる。
　切り換え制御手段２５０は、単位発電モジュールＭ毎の検知情報（出力電流値）を利用して、接続箱１０内の切り替え装置１２０を制御する。具体的には、何らかの故障により出力電流値の変動が大きい単位発電モジュールＭは、蓄電側出力配線１４を介してバッテリー７０に電流を供給するようにし、売電量を安定化させるように制御することができる。とりわけ、売電側配線１２において、売電上限電力（それ以上売電してはならない電力）が設定される場合は、その情報を参照して、複数の単位発電モジュールＭの出力合計が売電上限値にできる限り近づくように、切り替え装置を制御する。例えば、太陽光発電システムＳの総出力が売電上限値を超えている場合は、出力の小さい単位発電モジュールＭから順番にバッテリー７０側に切り替えて電流を供給するようにし、売電側出力値が、売電上限値より小さくなるように制御する。このようにすると、売電側に効率の良い単位発電モジュールＭを自動的に割り当てることが可能となる。
　以上、本実施形態の太陽光発電管理装置１によれば、単位発電モジュールＭの個々の稼動状態を、ディスプレイ５０の色情報として表示させるため、稼動トラブル等の事象を極めて素早く簡単に把握することが可能になる。また、現地の単位発電モジュールＭの配置と、ディスプレイ５０に表示される単位発電モジュールＭの配置を一致させることで、現地で迷うことなく、目的の単位発電モジュールＭに到達することができ、結果としてメンテナンス時間を短縮することができる。
　更に、本実施形態の太陽光発電管理装置１によれば、単位発電モジュールＭの異常を高精度に判定できるので、無駄のないメンテナンス作業を実現できる。
　また更に、本実施形態の太陽光発電管理装置１によれば、出力検知結果を利用して、売電と蓄電の配線切り替えを、単位発電モジュール毎に行うことが可能となり、全体としての出力の最適化を図ることが出来る。
　なお、ここでは特に図示しないが、計算機４０で実現される機能ブロックとして、メンテナンス履歴記録手段を備えることが好ましい。このメンテナンス履歴記録手段は、各単位発電モジュールＭに対応して、作業者によるメンテナンス履歴を記録・保存できるようになっている。例えば、故障により、特定のソーラーパネルＰを新品に交換した場合は、性能の違いによって、その出力値が旧式のソーラーパネルＰと異なる場合がある。このような場合であっても、ディスプレイ５０上でメンテナンス履歴を参照することで、その出力値の違いが、パネル交換に起因するものであることを、即座に把握することが可能となる。
　なお、本実施形態では、出力電流値を検知する場合を例示したが、出力電圧値を検知することも勿論可能である。
　また、本発明の太陽光発電管理装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１　　　太陽光発電管理装置
１０　　接続箱
２０　　売電側集電箱
３０　　パワーコンディショナー
４０　　計算機
５０　　ディスプレイ
６０　　蓄電側集電箱
７０　　バッテリー

Claims (10)

  1. 　複数のソーラーパネルを用いた太陽光発電システムを管理する太陽光発電管理装置であって、
    　単一の前記ソーラーパネル又は所定数のソーラーパネルからなるパネル群のいずれかを単位発電モジュールとして、複数の前記単位発電モジュールの出力電流値又は出力電圧値をそれぞれ検知する出力検知器と、
    　前記出力検知器と接続され、前記出力検知器からの検知情報を受け取って前記太陽光発電システムの稼動状況をディスプレイに表示させる計算機と、を備え、
    　前記計算機は、
    　前記出力検知器の検知情報を取得する検知情報取得手段と、
    　前記ディスプレイに対して、複数の前記単位発電モジュールに対応する複数の表示枠を同時に表示させる表示管理手段と、
    　前記検知情報取得手段が得た前記検知情報のレベルに対応して、前記表示枠内に表示させる情報の色レベルを設定する表示色設定手段と、
    　を有し、
    　前記ディスプレイの前記複数の表示枠内の色レベルによって、複数の前記単位発電モジュールの稼動状況を視覚的に監視可能にすることを特徴とする、
    　太陽光発電管理装置。
  2. 　前記計算機は、
    　前記単位発電モジュールの異常を検知するための異常条件を設定する異常条件設定手段と、
    　前記検知情報が前記異常条件を満たすか否か判定し、前記異常条件を満たす場合は前記表示枠内に異常情報を表示させる異常判定手段を備えることを特徴とする、
    　請求の範囲１に記載の太陽光発電管理装置。
  3. 　前記計算機の前記異常条件設定手段は、
    　前記単位発電モジュール毎に異なる条件を設定可能とすることを特徴とする、
    　請求の範囲２に記載の太陽光発電管理装置。
  4. 　前記計算機の前記異常条件設定手段は、
    　特定の前記単位発電モジュールの前記異常条件として、特定の前記単位発電モジュールに隣接する前記単位発電モジュールの前記検知情報を用いることを特徴とする、
    　請求の範囲２又は３に記載の太陽光発電管理装置。
  5. 　前記計算機の前記異常条件設定手段は、
    　特定の前記単位発電モジュールの前記異常条件として、特定の前記単位発電モジュールの過去の前記検知情報を用いることを特徴とする、
    　請求の範囲２乃至４のいずれかに記載の太陽光発電管理装置。
  6. 　複数の前記単位発電モジュールの出力配線を集約する接続箱を備え、
    　前記接続箱内に、前記出力配線の出力電流値又は出力電圧値を検知する前記出力検知器を一緒に収容させることを特徴とする、
    　請求の範囲１乃至５のいずれかに記載の太陽光発電管理装置。
  7. 　前記単位発電モジュールの出力配線を、売電側配線及び蓄電側配線のいずれかに接続するように切り替える切り替え装置を備え、
    　前記計算機は更に、
    　前記検知情報を利用して前記切り替え装置を制御する切り換え制御手段を有することを特徴とする、
    　請求の範囲１乃至６のいずれかに記載の太陽光発電管理装置。
  8. 　前記計算機の前記切り替え制御手段は、
    　前記売電側配線の売電上限値を参照して、複数の前記単位発電モジュールの出力合計が前記売電上限値に近似するように、前記切り替え装置を制御することを特徴とする、
    　請求の範囲７に記載の太陽光発電管理装置。
  9. 　前記計算機における前記表示管理手段は、
    　現地の単位発電モジュールの配置レイアウトと一致する状態で、前記ディスプレイに複数の前記表示枠を表示させることを特徴とする、
    　請求の範囲１乃至８のいずれかに記載の太陽光発電管理装置。
  10. 　前記出力検知器と前記計算機を無線通信によって接続する無線通信端末を備えることを特徴とする、
    　請求の範囲１乃至９のいずれかに記載の太陽光発電管理装置。
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