WO2021054303A1 - ソーラー発電サイトの施工方法 - Google Patents

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WO2021054303A1
WO2021054303A1 PCT/JP2020/034813 JP2020034813W WO2021054303A1 WO 2021054303 A1 WO2021054303 A1 WO 2021054303A1 JP 2020034813 W JP2020034813 W JP 2020034813W WO 2021054303 A1 WO2021054303 A1 WO 2021054303A1
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solar
module
power generation
generation site
modules
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PCT/JP2020/034813
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French (fr)
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宏之 鎌田
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クリーンエナジーファクトリー株式会社
Mers Fors株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66Regulating electric power
    • G05F1/67Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to solar power generation, and particularly relates to a construction method of a solar power generation site that makes effective use of terrain in the construction of a large-scale power generation site also called mega solar.
  • PV Photo-Voltaic
  • the unit solar panel (element) used for it is a PV cell (solar cell, also simply referred to as a cell), or a collection of one or more cells (for example, four).
  • a solar cell group also simply called a cell group
  • multiple solar cell groups for example, 10 or more are fixed to a frame and assembled as a construction standard
  • a large number of solar modules also simply called modules.
  • a solar array is a module in which modules are arranged and installed in the area of a power generation site.
  • the output of the PV cell changes depending on the amount of light emitted.
  • the amount of irradiation light is low, such as at sunrise or sunset, the output is small and the internal impedance is high. If a load is connected while the internal impedance is high, the voltage will drop and normal operation as a power supply will not be possible, resulting in an unstable power supply. It is necessary to control the PV panel to operate stably even in a low light intensity state. Such control is referred to as optimization (optimization), and the optimization means (circuit) is referred to as an optimizer.
  • the power generation site of a certain power generation scale is non-cultivated land such as mountainous areas and fallow fields, and topographically, shading objects such as undulations and standing trees.
  • an area is developed and installed.
  • the terrain is not uniformly irradiated with sunlight, or the terrain is surrounded by standing trees, and there is nothing that is flat and shields sunlight from the surroundings. There are few things.
  • the top view shape (planar shape of the installation surface of the solar module) overlooking the area of the power generation site is often irregular. Install more solar modules on such irregular terrain, as well as terrain with undulations, steps, slopes or installation surfaces (roofs, walls, etc. of buildings) to construct power generation sato that can efficiently use the terrain. There is a need.
  • a so-called "string” is installed on the pedestal as a unit, in which a fixed number of modules are grouped into one unit with a frame.
  • This string is a construction unit in which a fixed number of modules of about 10 to 20 are integrally fixed.
  • the string cannot be installed in the part where the string protrudes, and it is necessary to make it an open space (wasted space), especially in mountainous areas. It is happening in an irregular terrain. The existence of such a vacant lot (wasted space) wastes solar energy.
  • the present invention provides a solar array (7) by densely laying a solar module (7) in a two-dimensional construction area (35) from a bird's-eye view (top view) of a power generation site whose shape is regulated. It is a construction method of a solar power generation site for constructing 10), and is characterized by having the following configuration.
  • the components of each invention are designated by the reference numerals of Examples. It should be noted that the present invention is not limited to the configurations given below.
  • a plurality of solar cell groups (2) composed of a plurality of solar cells (1) are arranged to form a solar module (7), and a one-unit module set ( 7-1 ) composed of one solar module is formed.
  • a reference unit module set (7-S ) consisting of multiple N solar modules as a construction standard
  • an n unit module set (7-n ) consisting of any number of solar modules between 2 and N-1.
  • the reference unit is located in a main area where the sunlight irradiation condition is good in the vicinity of the central portion of the top view two-dimensional shape area (35) and the space for laying the reference unit module set (7-S) is provided.
  • the module set (7- S ) is densely laid and laid.
  • the solar module (7) is densely laid in combination of ⁇ n).
  • the solar module (7) installed in the field of the two-dimensional shape area (35) of the power generation site is characterized in that the installation angle with respect to the horizontal plane is randomly set.
  • each solar module (7) constituting the standard module set (7-S ) and the n module set (7- n ) installed in the field of the two-dimensional shape area (35) of the power generation site. It is characterized by randomly setting the installation angle with respect to.
  • the construction of the solar module used a fixed number of solar modules called strings as the installation unit, so the solar modules could not be installed in the part where the strings protruded, and it was a vacant lot (space). .. Especially in fields with irregular terrain such as mountainous areas, leaving such vacant lots wastes solar energy.
  • the present invention even in a space where a standard module set (corresponding to a conventional string) cannot be laid and wasted in a field of irregular terrain, one or an arbitrary number of modules can be laid in the space. Since the solar module can be laid without waste by using the module set consisting of the above, it is possible to construct the power generation site in which the solar module is laid densely and the utilization efficiency of the field of the power generation site is remarkably improved. Therefore, it is possible to construct a power generation site that effectively utilizes the space of the field of irregular terrain, and the power generation efficiency in the terrain of a predetermined area is greatly improved.
  • the operating status of all the modules of the power generation site to be managed on the terminal of the monitoring site in an appropriate display format, the operating history, current status, forecast, etc. of the power generation amount of each module of the power generation site can be displayed on the monitor. It is equipped with a program to be displayed on. As a result, it is possible to visually recognize the effective management of the power generation site and take prompt and accurate measures. For example, a specific module whose power generation amount has decreased is warned by red or blinking.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the structure of the solar module and the management system constituting the power generation site according to the present invention, and is an explanatory diagram of the types of solar modules and the monitoring system used for the construction of the power generation site.
  • solar may be abbreviated as “solar module” is simply a module
  • solar cell is simply a cell
  • solar module set is a module set at the end.
  • solar may be used with consent.
  • FIG. 1 shows only three types of solar modules 7-1 , 7- S , and 7 n , 7 n includes 7 -2 to 7- (S-1) .
  • S is the number of modules of the construction standard, and n is 2 to 9, but n can be S + 1, S + 2, ....
  • reference numeral 7 is a single solar module (one module), 4 is an optimizer, 6 is an in-module parallel connection line (module power generation output transfer communication line), and 8 is an inter-module parallel connection line (power generation of multiple modules). Power output transport communication line) is shown. Then, the monitoring / measurement / control signals of each module transmitted from the optimizer 4 are multiplexed into the power line as a multiplex signal via the PLC line (power line carrier line) using the parallel connection line 8 between the modules and output together with the power. Will be done.
  • the generated power output lines 8 of the plurality of modules are concentrated in the junction box 39, and the power is connected to the grid line and the signal is sent to the relay terminal 15 by the power / data separator 39a installed in the junction box 39 to separate the power and the signal. It is output.
  • Reference numeral 9 is a signal line in which the monitoring / measurement / control signals from each module are transferred to the relay terminal 15 of the power generation site.
  • the PLC line is connected between the solar cell group or the solar module and the junction box (39), and the communication between the junction box (39) and the relay terminal (site monitoring terminal) 15 of the power generation site and the monitoring site is wired or wireless. It is transmitted via the communication line 9.
  • the server 16 of the power generation site is transmitted to the remote terminal 17 via a public network such as the Internet 37, and is processed by various data processing programs mounted on the remote terminal. The processing result is displayed on the monitor 18. Further, the remote terminal 17 is configured to be able to communicate with the power conditioner 14 via the relay terminal 15.
  • FIG. 2 is a plan view (two-dimensional shape in top view) illustrating an example of a field (terrain such as land on which a gantry is installed) of a power generation site in which a solar module is laid according to the present invention.
  • FIG. 3 shows a state in which the solar module is laid in the field topography example of the power generation site shown in FIG. 2 by the conventional method.
  • Reference numeral 35 in FIG. 2 indicates a field of a power generation site. This field 35 has an irregular plan view, and a shield 38 showing a tree as a representative is present around the field 35.
  • the maximum number of standard module sets 7-n is installed in the region where the sunlight irradiation condition is good near the central part of the field 35.
  • a so-called "string” composed of the conventional fixed number of modules shown in FIG. 3 (here, 10 modules similar to those in FIG. 2), it seems that FIG. 3 is shaded. Become in a state.
  • the "string” is conceptually similar to the module set of this embodiment, but with different functions. Those without diagonal lines indicate the space where the "string" can be installed.
  • the string configuration the number of modules for satisfying the voltage required for power generation is determined, and this includes a part where there is no space for installing the number of modules. That is, in the conventional string, when even one of the modules constituting the string produces a power generation amount equal to or less than a predetermined threshold value, the entire string is separated. A total of 260 modules are laid with one string.
  • the narrow space to install a standard module set 7 n used in conjunction one module set 7-1 to 9 modules set 7 -9 to the size of the space prepare the required number of these standard module sets and module sets smaller than the standard module set in advance based on the construction drawing of the power generation site. Furthermore, the installation procedure of the module set, which is smaller than these standard module sets, is also installed as a control program in the transport means and the installation crane as a construction procedure.
  • the number of modules installed in the field of the power generation site according to this embodiment shown in FIG. 2 is 477.
  • the number of modules is 260 as described above. If these are simply compared, the number of modules according to this embodiment is 1.83 times the number of conventional modules. That is, in the construction method according to this embodiment, nearly twice as many modules as the conventional ones can be installed. This means that a large amount of power can be generated in a field with a fixed area.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of an embodiment of the solar module according to the present invention, in which the solar cells are grouped into groups of 4 units, and a total of 18 groups of 6 rows and 3 columns are formed into one module 7.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of cell groups constituting the module, and each cell group 2 is independent of each other and is connected to the parallel connection line 6 in the module via the cell group controller 5. Then, the parallel connection lines 6 in the module of each row are concentrated on the optimizer 4. The optimizer 4 is connected in parallel to the parallel connection line 8 between modules.
  • the cell group controller 5 which also has a connection / disconnection function, monitors the power generation status of the cells 1 in the group, and sets the power generation amount due to, for example, physical destruction or a decrease in the amount of solar radiation due to the solar shield 13 such as dust. It is detected that the value has fallen below the threshold value (predetermined), and the group is separated from the parallel connection line 6 in the module (off: ignored or left unattended). When the shield such as dust is removed and the amount of solar radiation recovers and exceeds the above threshold value, the cell group is connected to the parallel connection line 6 in the module again (on: contributes to power generation).
  • the optimizer 4 provided in the module 7 detects that, for example, a plurality of cell groups 2 are destroyed or the total power generation amount of the module 7 becomes equal to or less than the threshold value due to a shield, the module 7 itself. Is disconnected from the parallel connection line 8 between modules (same as above). The disconnection of the module is transmitted to the relay terminal (site monitoring terminal) 15 as one of the monitoring / measurement / control signals 9 together with the GPS position data, and the data is sent to the server 16 and the remote terminal 17 Transferred to.
  • the remote terminal 17 is processed together with the image data from the data center (see reference numeral 42 in FIG. 13) described later, and the identification of the malfunctioning module is displayed on the monitor 18 as an image or the like.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the difference in the disconnection method at the time of a failure in the module of the solar module constituting the solar array by comparing the present invention with the prior art.
  • FIG. 6A shows the module set of this embodiment.
  • a problem occurs in a specific module 7X + 1
  • only the module 7X + 1 is disconnected (ignored or left unattended) from the parallel connection line 6 in the module.
  • Normal modules 7X and 7X + 2, 7X + n on both sides continue to generate electricity. That is, in this embodiment, it is sufficient to reduce the amount of power generation of only the module in which the defect occurs.
  • the module 7X + 1 generates power that exceeds the threshold value even a little, the generated power is effectively used.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the difference in the separation method when the solar irradiation amount of the solar module constituting the solar array is reduced by comparing the prior art and the present invention.
  • FIG. 7A shows the module set of this embodiment.
  • the plurality of modules 7X are connected to the parallel connection line 6 in the module. Separate from (ignored or left unattended).
  • the modules 7X + 1, 7X + 2, ... 7X + n can continuously generate electricity. That is, in this embodiment, power generation can be continued with the modules other than the modules whose power generation amount is below a predetermined threshold value.
  • FIG. 8 is a rear view of a main part for explaining an example of a sensor interface in the solar module according to the present invention.
  • a plurality of cells are integrally fixed by a frame 71.
  • the optimizer 4 is attached to a part of the back surface of the frame 71.
  • a sensor group 20 is installed at an appropriate position on the frame 71 of the module.
  • the sensor group includes an inclination sensor, an orientation sensor, a sunshine amount sensor (illuminance sensor), a humidity sensor, a temperature sensor, a pressure pressure sensor, and a vibration sensor. GPS is also a member of the sensor group.
  • the output data of each sensor is multiplexed by the optimizer 4, superimposed on the inter-module connection line 8, sent to the junction box 39, and transferred to the relay terminal 15 (FIG. 1).
  • the optimizer 4 converts low-voltage power (for example, 40 V or the like) taken from the parallel connection line 6 in the module (see FIG. 4 or the like described above) from its own cell by the power conditioner 14 (see FIG. 1 or the like).
  • the voltage is boosted to a high voltage (800V in this case) and sent to the parallel connection line 8 between modules.
  • FIG. 9 is a rear view of a main part for explaining another example of the optimizer in the solar module according to the present invention.
  • the terminal box 19 is housed in the housing of the optimizer 4, and the rear structure of the frame 71 of the module is simplified.
  • a part or all of the sensor group 20 can be housed in the housing of the optimizer 4. By doing so, the structure of the module can be further simplified, which can contribute to the simplification of construction.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a solar irradiation mode for a solar module, and is a schematic diagram illustrating a change in the amount of direct sunlight and an effect of a shield on the solar array and its installation mode.
  • the solar array 10 is installed on a gantry 36 provided in the field 35 of the power generation site.
  • the solar array 10 is installed at an installation direction S and an installation angle D in the latitude direction with respect to the ground plane. Since the field 35 is not necessarily flat and is generally rough terrain with irregularities and undulations, the solar array 10, individual solar module sets ( 7-1 , 7-n , 7- S ). There may be a difference in illuminance on the surface with respect to the sun.
  • the location data (location data) L of the installation location can be easily determined by GPS. The position of each solar array 10 and each module 7 can be determined.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the daily output change of the solar module by comparing the present invention with the prior art.
  • the power generation voltage of the solar cell group 2 here, for example, 40V
  • the tracking of the output with respect to the illuminance of the sun is speeded up and refined, and it is optimal even in unstable weather. It is possible to obtain the maximum output.
  • the power generation voltage of the solar cell group 2 here, for example, 40V
  • the tracking of the output with respect to the illuminance of the sun is speeded up and refined, and it is optimal even in unstable weather. It is possible to obtain the maximum output.
  • by boosting each solar module to, for example, 800 V and transmitting power to the grid line, it is possible to obtain the optimum and maximum output.
  • the photovoltaic power generation output (PV: photovoltaic power) of the solar module is low, such as in the morning and evening or on cloudy days, the rise of the output characteristic curve is as shown by the curve in FIG. It is possible to finely control the power generation output at the falling part, and the loss at low output is reduced.
  • the time when the power generation output of the conventional method can be taken out is 9 hours as shown in a staircase pattern in the figure.
  • the solar module of this embodiment it takes 12 hours.
  • the sunlight incident angle acquisition means 29 that calculates and acquires the incident angle of sunlight based on the latitude data of the field stored in the latitude table 24, the calendar table 23, and the detection data of the inclination sensor 26. It also has an installation orientation / installation angle acquisition means 30 that calculates and acquires the installation orientation / installation angle of the solar module based on the data of the orientation sensor (orientation magnet) 25 and the detection data of the inclination sensor 26.
  • the AI function executing means 31 is based on the calculation results from the position data acquiring means 27, the sunrise / sunset time acquiring means 28, the sunlight incident angle acquiring means 29, and the installation direction / setting angle acquiring means 30, and the shadow due to the shield is formed. Infer, judge, and learn environmental data surrounding the solar module, such as time, trends in solar radiation, and trends in weather conditions. Based on this learning result, data for managing solar cell groups and solar modules, performing maintenance, etc. is generated.
  • the output of the AI function executing means 31 is connected to the optimizer 4 and used as a control signal of the disconnection switch 5 of the solar module.
  • the clock 34 supplies the standard clock data of the power generation site to the microchip 3 equipped with the AI function executing means 31.
  • a determination means software, for example, RPA: Robotic Process Automation
  • RPA Robotic Process Automation
  • the optimizer 4 has a monitor 32 that monitors the operation of the AI function executing means 31 or the determining means.
  • the monitor 32 to be monitored is a correction means for correcting the judgment of the AI function when it is judged to be unrealistic or unrealistic from the viewpoint of human intellect, and when the above judgment means is clearly judged to be incorrect. 33 is provided.
  • the AI can be kept under human supervision at all times, so that the learning step can be shortened and the learning efficiency can be improved.
  • the monitor 32 and the correction means 33 can be placed on the remote terminal 17 shown in FIG. It goes without saying that the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an overall image of an example of a monitoring system for a power generation site according to the present invention.
  • the generated power of the solar array 10 installed in the field 35 of the power generation site is output from the power conditioner 14 to the grid line.
  • various data measured by the sensor of the solar array 10 and signals for management and control are sent from the parallel connection line in the module and the parallel connection line between modules to the server 16 via the relay terminal and sent to the remote terminal 17. Transferred.
  • the solar array 10 in the field 35 of this power generation site is photographed by the artificial satellite 40, and the image of the photographed solar array 10 is transferred and stored in the data center 42 via the receiving station. Needless to say, the solar array 10 may be photographed by means such as a drone 43.
  • the artificial satellite 40, the drone 43, etc. capture not only visible images (still images, moving images) but also various images such as thermoimages and spectroscopic data as necessary, and transfer and store them in the data center 42.
  • the remote terminal 17 analyzes various data measured from the server 16 and management signals, and uses the image data stored in the data center 42 to reduce the power generation capacity and disconnect the module 70. Identify.
  • the identified module 70 is displayed on the monitor 18 of the remote terminal 17. In this display, attention can be alerted by, for example, a red color lighting / blinking display on the screen.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an image example of a monitoring monitor terminal in an example of a monitoring system for a power generation site according to the present invention.
  • the monitor 18 can display the information necessary for the operation of the power generation site, such as the display of the specified solar module and various measurement data. According to this embodiment, it is possible to efficiently manage the power generation site under the jurisdiction in a remote place.
  • the various data measured by the sensor, and the signals for management and control are not limited to the PLC and the communication line, and other transmission means using a wired radio can also be used.
  • Orientation sensor 26 ... Tilt sensor 31 ... AI 32 ... Monitor (monitor of server 16) 33 ... Corrective input means 34 ... Clock 35 ... Power generation site field 36 ... Stand 37 ... Network (Internet, etc.) 38 ... Shield 39 ... Junction box 40 ... Artificial satellite 44 ... Receiver 42 ... Data center 43 ... Drone 71 ... Frame

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Abstract

【課題】不定形な平面形状を有する発電サイトのスペースを有効に利用して発電効率を大幅に向上できるソーラー発電サイトの施工方法を提供する。 【解決手段】複数のソーラーセルからなるソーラーセルグループを複数配列してソーラーモジュール7を構成し、1つのソーラーモジュールからなる1ユニットモジュール7-1と、施工標準とした複数Nのソーラーモジュールからなる基準ユニットモジュール7―Sと、2乃至N-1の間の任意数nのソーラーモジュールからなるnユニットモジュール7―nとで複数種のユニットモジュールを用意し、発電サイトのフィールド35の上面視2次元形状エリアに、複数種のユニットモジュール7-1、7-S、7―nの組み合わせでソーラーモジュール7を稠密に敷設する。

Description

ソーラー発電サイトの施工方法
 本発明は、ソーラー発電に係り、特に、メガソーラーとも称する規模の大きい発電サイトの構築において、地勢を有効に利用可能としたソーラー発電サイトの施工方法に関する。
 再生可能エネルギーを利用する脱炭素化の重要な手段としては、様々な方式が提案され、その幾つかは商業設備として実用化がなされている。その中でも、太陽光をエネルギー源とする太陽光発電(以下、ソーラー発電とも称する)と風力エネルギーを利用する風力発電(ウインドパワー発電)が有力となっている。
 1000kWを超える大規模な太陽光発電プラントはメガソーラーともよばれ、風力発電と共に新規建設も盛んになっている。以下では、太陽光発電をPV(Photo-Voltaic)、それに用いる単位太陽光パネル(素子)をPVセル(ソーラーセル、単にセルとも称する)、1又は複数のセル(例えば4枚)を纏めたものをソーラーセルグループ(単にセルグループとも称する)、ソーラーセルグループを複数枚(例えば、10枚あるいはそれ以上を枠に固定して施工基準として組み立てたものをソーラーモジュール(単にモジュールとも称する)、多数のモジュールを発電サイトのエリアに配列設置したものをソーラーアレイと称する。
 PVセルの出力は、照射される光量により変化する。特に、日の出、日の入り時など、照射光量が少ない低光量のときには出力は小さく、内部インピーダンスが高くなっている。内部インピーダンスが高い状態で負荷を接続すると電圧が下がって電源としての正常な動作ができず、不安定な電源となる。PVパネルが低光量の状態にあっても安定に動作する制御が必要となる。このような制御を最適化(オプティマイズ)、最適化手段(回路)をオプティマイザーと称する。
 なお、この種の従来技術に関連するものとしては、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4などを挙げることができる。特許文献1、特許文献2、特許文献3は最適化手段に関連する先行技術を開示し、特許文献4はソーラーパネルと照射光量の関係を開示する。
特開2006-101581号公報 特開2011-170836号公報 特開2013-541930号公報 特開平09-018046号公報
 メガソーラーと称されるソーラー発電所を設置建設する発電サイトに限らず、ある程度の発電規模の発電サイトは、山間部や休耕田など非耕作地で、地勢的には起伏や立木などの遮光物のあるエリアを開発して設置される場合が多い。特に、山間部に設置する場合は、太陽光の照射条件が一様でない地形、あるいは周囲を立木で囲まれた地勢である場合が多く、平坦で周囲に太陽光を遮蔽するものが皆無であることは少ない。また、大きな工場や施設の屋根等に多数のソーラーモジュールを設置する場合も上記と同じような環境条件を考慮する必要がある。
 発電サイトのエリアを俯瞰した上面視形状(ソーラーモジュールの設置面平面形状)は不定形である場合が多い。このような不定形な地勢、さらには起伏や段差、傾斜を有する地勢あるいは設置面(建築物の屋根、壁面等)にソーラーモジュールをより多く配置して地勢を効率よく利用できる発電サトを施工する必要がある。
 現行の発電サイト、特にメガソーラーでは、決められた複数枚のモジュールをフレームで1ユニットに纏めた、所謂“ストリング”と称するものを単位として架台に設置している。このストリングは10枚乃至20枚程度の決まった数のモジュールを一体に固定した施工単位である。
 したがって、発電サイトのエリア、特に不定形な平面形状のエリアによってはストリングがはみ出るような部分にはストリングを設置できずに空地(無駄なスペース)とせざるを得ないことが、特に山間部などの不定形な地勢で起こっている。このような空き地(無駄なスペース)の存在は太陽光エネルギーを無駄に捨てることになる。
 本発明の目的は、不定形な平面形状を有する発電サイトのスペースを有効に利用して決められた広さの地勢での発電効率を大幅に向上できるソーラー発電サイトの施工方法を提供することにある。
 上記の目的を達成するために本発明は、形状が規制された発電サイトの俯瞰(上面視)2次元形状の施工エリア(35)に、ソーラーモジュール(7)を稠密に敷設してソーラーアレイ(10)を構成するためのソーラー発電サイトの施工方法であって、下記の構成としたことを特徴とする。
 ここでは、本発明の理解に資するため、各発明の構成要素に実施例の符号を付してある。なお、本発明は、下記に付与した構成に限定されるものではないことに留意すべきである。
(1)複数のソーラーセル(1)からなるソーラーセルグループ(2)を複数配列してソーラーモジュール(7)を構成してなり、1つのソーラーモジュールからなる1ユニットモジュールセット(7-1)と、施工標準とした複数Nのソーラーモジュールからなる基準ユニットモジュールセット(7-S)と、2乃至N-1の間の任意数nのソーラーモジュールからなるnユニットモジュールセット(7-n)とで複数種のユニットモジュールセットを用意し、
 発電サイトのフィールド上面視2次元形状エリア(35)に、前記複数種のユニットモジュールセット(7-1、7-S、7-n)の組み合わせで前記ソーラーモジュール(7)を稠密に敷設することを特徴とする。
(2)前記上面視2次元形状エリア(35)の中央部近傍における太陽光照射条件が良好で、かつ前記基準ユニットモジュールセット(7-S)の敷設分のスペースを有する主たる領域に前記基準ユニットモジュールセット(7-S)を密集させて敷設し、
 前記上面視2次元形状エリア(35)の内縁と前記基準ユニットモジュールセット(7-S)の敷設外縁との間の空きスペースに、1ユニットモジュールセット(7-1)とnユニットモジュールセット(7-n)の組み合わせで前記ソーラーモジュール(7)を稠密に敷設することを特徴とする。
(3)前記発電サイトの2次元形状エリア(35)のフィールドに設置する前記ソーラーモジュール(7)の水平面に対する設置角度をランダムに設定することを特徴とする。
(4)前記モジュールセットを構成するモジュールの前記角度を当該モジュールセット内でランダムに設定することを特徴とする。
(5)前記発電サイトの2次元形状エリア(35)のフィールドに設置する前記標準モジュールセット(7-S)と前記nモジュールセット(7-n)を構成するソーラーモジュー
ル(7)毎の前記水平面に対する設置角度をランダムに設定することを特徴とする。
(6)前記ソーラーモジュール(7)の前記水平面に対する設置角度を、太陽光の照射方向に向く基準平面の傾斜角度とこの基準平面に対して傾斜した任意平面の傾斜角度の何れかとしたことを特徴とする。
 なお、本発明は、上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変更が可能であることは言うまでも無い。
 従来の発電サイトの施工では、ソーラーモジュールの施工は、ストリングと称する固定数のソーラーモジュールを設置単位としていたため、ストリングがはみ出るような部分にはソーラーモジュールを設置できずに空地(スペース)としていた。特に、山間部などの不定形な地勢のフィールドでは、このような空き地を残すことは、太陽光エネルギーを無駄に捨てることになる。
 本発明によれば、不定形な地勢のフィールドで、標準モジュールセット(従来のストリングに相当)の敷設ができずに無駄になっていたスペースでも、そのスペースに敷設可能な1又は任意数のモジュールからなるモジュールセットを用いることで、無駄なくソーラーモジュールの敷設ができるため、ソーラーモジュールを稠密に敷設して発電サイトのフィールドの利用効率を格段に向上させた発電サイトの施工が可能となる。
 したがって、不定形な地勢のフィールドのスペースを有効に利用した発電サイトを構築でき、決められた広さの地勢での発電効率が大幅に向上する。
 また、フィールドに敷設されたモジュールのアドレスと衛星画像あるいはドローン撮影画像及び/又は図面を紐付けしておき、例えばモジュールの温度変化の検知で監視サイトのモニター上においてモジュールの特定を行うことができる。これによって、迅速なメンテナンスが可能となる。
 監視サイトの端末には、管理する発電サイトのすべてのモジュールの稼働状況を適宜の表示形態で表示することで、当該発電サイトの各モジュールの発電量についての稼働歴、現況、予測等をモニター上に表示するプログラムを具備する。これにより、発電サイトの効果的な管理を目視で認識し、迅速かつ的確な対応をすることができる。例えば、発電量が低下した特定モジュールを赤色、あるいはその点滅等で警告する、などである。
本発明に係る発電サイトを構成するソーラーモジュールと管理システムの構を説明する模式図。 本発明によるソーラーモジュールを敷設した発電サイトの地勢例の説明図。 図2に示した発電サイトの地勢例に従来の方式でソーラーモジュールを敷設した状態の説明図。 本発明に係るソーラーモジュールの構成例を説明する模式図。 図4に示したソーラーモジュールを構成するソーラーセルグループを説明する模式図。 ソーラーアレイを構成するソーラーモジュールのモジュール内不具合時における切り離し方式の違いを本発明と従来技術との対比で説明する模式図。 ソーラーアレイを構成するソーラーモジュールの太陽光照射量低下時における切り離し方式の違いを従来技術と本発明との対比で説明する模式図。 本発明に係るソーラーモジュールにおけるオプティマイザーの1取り付け例を説明する要部背面図。 本発明に係るソーラーモジュールにおけるオプティマイザーの他の取り付け例を説明する要部背面図。 ソーラーモジュールに対する太陽光照射態様例の説明図。 一日ごとのソーラーモジュールの出力変化を本発明と従来技術の対比で説明する図。 本発明に係るソーラーモジュールのオプティマイザー周りの構成例を節鋭するブロック図。 本発明に係る発電サイトの監視システム例の全体イメージを説明する模式図。 本発明に係る発電サイトの監視システム例における監視モニター端末のイメージを説明する模式図。
 以下、本発明の実施の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。
 図1は本発明に係る発電サイトを構成するソーラーモジュールと管理システムの構を説明する模式図で、発電サイトの施工に用いるソーラーモジュールの種類と監視系統の説明図である。なお、以下では、ソーラーモジュールを単にモジュール、ソーラーセルを単にセル、ソーラーモジュールセットを端にモジュールセット、と言うように“ソーラー”を省略して記載する場合もある。また、“ソーラー”、“太陽”、“太陽光”は同意で用いる場合もある。
 図1には3種のソーラーモジュール7-1、7-S、7nのみを示してあるが、7nは7-2乃至7-(S-1)を含む。そして、本実施例ではSは施工標準のモジュール数で10、nは2乃至9として説明するが、nはS+1, S+2,・・・も可能である。
 図中、符号7はソーラーモジュール単体(一枚のモジュール)、4はオプティマイザー、6はモジュール内並列接続線(モジュール発電電力出力搬送通信線)、8はモジュール間並列接続線(複数モジュールの発電電力出力搬送通信線)を示す。
 そして、オプティマイザー4から発信される各モジュールの監視・測定・制御信号はモジュール間並列接続線8を利用するPLCライン(電力線搬送線)を介して多重信号として電力線に多重化されて電力とともに出力される。複数モジュールの発電電力出力線8は接続箱39に集線され、接続箱39内に設置された電力と信号を分離する電力/データ分離器39aにより電力は系統線に、信号は中継端末15にそれぞれ出力される。
 符号9は各モジュールからの監視・測定・制御信号を発電サイトの中継端末15に転送される信号線である。本実施例では、ソーラーセルグループやソーラーモジュールと接続箱(39)間はPLCライン、接続箱(39)と発電サイトの中継端末(サイトの監視端末)15と監視サイト間通信は有線又は無線の通信線9を経由して伝送される。
 発電サイトのサーバー16はインターネット37等の公衆ネットワークを介してリモート端末17に送信され、リモ-ト端末に搭載された各種のデータ処理プログラムで処理される。処理結果はモニター18に表示されるようになっている。さらに、リモ-ト端末17は中継端末15を介してパワーコンディショナー14と通信できるように構成されている。
 図2は本発明によるソーラーモジュールを敷設した発電サイトのフィールド(架台を設置する土地等の地勢)の1例を説明する平面図(上面視2次元形状)である。そして、図3は図2に示した発電サイトのフィールド地勢例に従来の方式でソーラーモジュールを敷設した状態を示す。図2の符号35は発電サイトのフィールドを示す。このフィールド35は平面視が不定形で、周囲に樹木を代表して示した遮蔽物38が存在する。
 この実施例では、フィールド35の中央部近傍における太陽光の照射条件が良好な領域に標準モジュールセット7-nを最大数で設置する。図3に示した従来の決められた数のモジュール(ここでは、図2と同様の10モジュール)で構成した、所謂“ストリング”を用いて設置した場合は、図3に斜線を付したような状態になる。“ストリング”は、概念としては本実施例のモジュールセットのようなものであるが、機能が異なる。斜線のないものは“ストリング”が設置可能なスペースを示す。
 なお、図3の一部に1ストリング分のスペースであるにも関わらずにストリングが設置されていない部分(斜線のない部分)は、遮蔽物38の存在等で発電量が抑制され、ストリングを設置しても全体の発電効率にあまり寄与しないスペース(符号70)を示す。また、ストリング構成では発電に必要な電圧を満たすためのモジュール枚数が決まっており、その枚数を設置できるスペースが無い部分もこれに含まれている。
 すなわち、従来のストリングでは、当該ストリングを構成するモジュールの一枚でも所定の閾値以下の発電量となった場合には、そのストリング全体を切り離す構成となっているため、結果として、図3では26枚のストリングで計260枚のモジュールが敷設されている。
 これに対し、図2では、本実施例に係るモジュールセットを構成するモジュール7単位で、また図5で後述するように、モジュール7を構成するセルグループ2の単位でモジュールから切り離しが可能になっているため、例えば、図3のスペース70で示す領域(7か所)にも標準モジュールセット7nを設置することができる。なお、前記したように、本実施例においては、不具合または外的要因あるいは内的要因で発電量が低下したセルグループは無視または放置され、必ずしも電気的に切り離されることを意味しない。
 そして、さらに、標準モジュールセット7nを設置するには狭いスペースには1モジュールセット7―1乃至9モジュールセット7-9をスペースの大きさに合わせて用いる。これらの標準モジュールセット、標準モジュールセットよりも少ないモジュールセットは、発電サイトの施工図に基づいて予め必要数を用意しておく。さらに、これらの標準モジュールセットよりも少ないモジュールセットの設置手順も施工手順として搬送手段や設置クレーンにその制御プログラムとして搭載しておく。
 図2に示した本実施例に係る発電サイトのフィールドに設置したモジュールの数は477枚である。これに対し、図3の従来技術のストリングを一律数のモジュールで構成した発電サイトでは、前記したようにモジュールの数は260枚である。これらを単純に比較すれば、本実施例によるモジュール数は従来のモジュール数の1.83倍となる。すなわち、本実施例による施工方法では従来の倍近い数のモジュールを設置できる。このことは、決まった面積のフィールドで大幅な発電量を得ることができることを意味している。
 図4は本発明に係るソーラーモジュールの実施例の構成を説明する模式図であり、ソーラーセルを4個単位のグループにまとめ、6行3列の全18グループで1枚のモジュール7としたものである。図5はモジュールを構成するセルグループの説明図で、各セルグループ2は相互に独立し、セルグループコントローラー5を介してモジュール内並列接続線6に接続されている。そして、各列のモジュール内並列接続線6はオプティマイザー4に集線される。オプティマイザー4はモジュール間並列接続線8に並列に接続されている。
 接続/切り離し機能も有するセルグループコントローラー5は、グループ内のセル1の発電状態を監視し、例えば物理的に破壊され、あるいはゴミなどの太陽光遮蔽物13による日射量の低下で発電量が設定され閾値(予め決められている)を下回ったことを検知してそのグループをモジュール内並列接続線6から切り離す(off:無視する又は放置する)。なお、ゴミなどの遮蔽物が排除され、日射量が回復して上記の閾値を超えた場合にはそのセルグループを再びモジュール内並列接続線6に接続する(on:発電に寄与する)。
 また、モジュール7に備えるオプティマイザー4は、例えばセルグループ2が複数破壊され、あるいは遮蔽物が原因でモジュール7の全体発電量が閾値以下になったことを検知した場合には、そのモジュール7自体をモジュール間並列接続線8から切り離す(同上)。当該モジュールが切り離されたことはGPSの位置データと共に、監視・測定・制御信号9の一つとして中継端末(サイトの監視端末)15に送信され、そのデータはサーバー16に送られ、リモート端末17に転送される。
 リモート端末17には後述するデータセンター(図13の符号42参照)からの画像データと共に処理され、機能不全モジュールの特定を画像等でモニター18上に表示する。
 図6はソーラーアレイを構成するソーラーモジュールのモジュール内不具合時における切り離し方式の違いを本発明と従来技術との対比で説明する図である。図6の(a)は本実施例のモジュールセットで、特定のモジュール7X+1に不具合が生じた場合、そのモジュール7X+1のみをモジュール内並列接続線6から切り離す(無視又は放置する)ことで、その両側の正常なモジュール7Xと7X+2、・・7X+nは発電を継続する。すなわち、本実施例では不具合が生じたモジュールのみの発電量低下で済むことになる。モジュール7X+1が多少でも閾値を超える発電をすると、その発電電力は有効に利用される。
 これに対し、図6の(b)に示した従来のストリングでは、当該ストリングを構成するモジュールはすべてモジュール内直列接続線61に直列に接続されている。そのため、特定のモジュール7X+1に不具合が生じた場合、そのモジュール7X+1のみでなく、その両側のモジュール7Xと7X+2、・・7X+nはすべて(電気的に)切り離されることになる。すなわち、モジュールの一つでも不具合となると、そのモジュールが属するストリング全部からの発電が喪失することになる。
 図7はソーラーアレイを構成するソーラーモジュールの太陽光照射量低下時における切り離し方式の違いを従来技術と本発明との対比で説明する模式図である。図7(a)は本実施例のモジュールセットで、複数のモジュール7Xが遮蔽物38の影になって発電量が所定の閾値を下回った場合、その複数のモジュール7Xをモジュール内並列接続線6から切り離す(無視又は放置される)。これにより、モジュール7X+1、7X+2、・・7X+nは継続して発電することができる。すなわち、本実施例では発電量が所定の閾値を下回ったモジュールを除くモジュールで発電を継続できる。
 これに対し、図7(b)に示した従来のストリングでは構成するモジュールのすべてがモジュール内直列接続線61に直列に接続されているため、ストリング内のモジュールの一つでも遮蔽物38の影になって発電量が所定の閾値を下回った場合でも当該ストリング全体がモジュール内直列接続線61から切離される。すなわち、ストリングを構成するモジュールの一つでも発電量の低下が生じると、そのモジュールが属するストリング全部からの発電が喪失することになる。
 図8は本発明に係るソーラーモジュールにおけるセンサーインターフェースの一例を説明する要部背面図である。本実施例に係るモジュール7は、複数のセルをフレーム71で一体に固定してある。このフレーム71の背面の一部にオプティマイザー4が取り付けられている。また、モジュールのフレーム71の適宜の場所にはセンサー群20が設置されている。センサー群としては、傾斜センサー、方位センサー、日照量センサー(照度センンサー)、湿度センサー、温度センサー、気圧センサー、振動センサーが含まれる。GPSもセンサー群の一員である。各センサーの出力データはオプティマイザー4で多重化され、モジュール間接続線8に重畳されて接続箱39に送出され、中継端末15(図1)に転送される。
 オプティマイザー4は、自身のセルからモジュール内並列接続線6(前述の図4等参照)から取り入れた低電圧電力(例えば、40V等)をパワーコンディショナー14(図1参照)での変換処理のための高電圧(ここでは、800V)に昇圧してモジュール間並列接続線8に送出する。
 図9は本発明に係るソーラーモジュールにおけるオプティマイザーの他例を説明する要部背面図である。この構成例は、端子箱19をオプティマイザー4の筐体内に収容してモジュールのフレーム71の背面構造を単純化したものである。なお、センサー群20もその一部または全部をオプティマイザー4の筐体内に収容することもできる。こうすることで、モジュールのさらなる構造単純化となり、施工の簡素化に資することができる。
 図10はソーラーモジュールに対する太陽光照射態様例の説明図で、ソーラーアレイとその設置態様に対する直達日照量の変化と遮蔽物の影響を説明する模式図である。図10において、発電サイトのフィールド35に設けた架台36の上にソーラーアレイ10が設置されている。図10では。基本的には、ソーラーアレイ10は地表平面に対して設置方位S、緯度方向の設置角度Dで設置されている。フィールド35は必ずしも平面でなく、一般的には凹凸やうねりのある不整地であるのが普通であるため、ソーラーアレイ10、個々のソーラーモジュールセット(7-17-n、7-S)毎に太陽に対する面に照度の相違が発生する場合がある。設置場所の位置のデータ(場所データ)LはGPSで容易に確定可能である。ソーラーアレイ10毎、さらにモジュール7毎の位置も確定可能である。
 また、遮蔽物12やゴミなどによる日射光量の影響もある。ソーラーアレイ10、あるいはソーラーモジュールセット(7-1、7-n、7-S)毎に、その入射角φを東西南北の何れか、または複数方向にランダムに設定することで、太陽の移動による日照量の発電量に対する変化を穏やかにすることができる。さらに、モジュールの傾斜角を一律にすることで生じるモジュールからの反射光が特定の方向に集中することを回避することができる。
 図11は一日ごとのソーラーモジュールの出力変化を本発明と従来技術の対比で説明する図である。前記したように、ソーラーセルグループ2の発電電圧(ここでは、例えば40V)を一定に保つことで、太陽の照度に対する出力の追従が高速化、かつ精緻化され、不安定な天候においても最適で最大の出力を得ることが可能となる。そして、ソーラーモジュール毎に例えば800Vに昇圧して系統線に送電することで、最適で最大の出力を得ることが可能となる。
 電圧を一定に保つことで、朝夕や曇りの日など、ソーラーモジュールの太陽光起発電出力(PV:photovoltaic power)が低いときでも、図11の曲線で示したように、出力特性曲線の立ち上がり・立下り部分での発電出力をきめ細かく制御することが可能となり、低出力時での損失が少なくなる。例として、日の出が6:00、日の入りが18:00とした場合、従来方式の発電出力の取り出し可能な時間は、図中に階段状に示したように9時間である。これに対し、本実施例のソーラーモジュールでは12時間となる。
 図12は本実施例にかかるソーラーモジュールのオプティマイザー周りの構成例を説明するブロック図である。本実施例におけるオプティマイザー4周りの構成は一例であり、AI機能の実現手段としては様々な変形が可能である。図12において、オプティマイザー4はGPSアンテナ21が受信した電波に基づいてソーラーモジュールの位置データを演算して取得するGPSによる位置データ取得手段27、直達日照量センサー(所謂、明るさセンサー)22と暦(カレンダー)テーブル23の参照により日の出・日の入り時間を演算して判断する日の出・日の入り時間取得手段28を有する。他にも湿度、温度、気圧、加速度(振動)センサーを有する。
 また、緯度テーブル24に格納されているフィールドの緯度データと暦(カレンダー)テーブル23、および傾斜センサー26の検出データに基づいて太陽光の入射角度を演算して取得する太陽光入射角度取得手段29と、方位センサー(方位磁石)25のデータと傾斜センサー26の検出データに基づいてソーラーモジュールの設置方位・設置角度を演算して取得する設置方位・設置角度取得手段30を有している。このAI機能実行手段31は、位置データ取得手段27、日の出・日の入り時間取得手段28、太陽光入射角度取得手段29、および設置方位・設置角度取得手段30からの演算結果から、遮蔽物による影の時間、日射量の傾向、気象状況の傾向などのソーラーモジュールを取り巻く環境データを推論し、判断し、学習する。この学習結果でソーラーセルグループやソーラーモジュールの管理、メンテナンスの実行などを行うデータを生成する。
 また、AI機能実行手段31の出力はオプティマイザー4に接続され、ソーラーモジュールの切り離しスイッチ5の制御信号として使用される。時計34は発電サイトの標準時計データを、AI機能実行手段31を搭載したマイクロチップ3に供給する。なお、AI機能実行手段31に代えて、事前に設定された手順に従った判断手段(ソフトウエア、例えばRPA:Robotic Process Automation)を設け、その出力をオプティマイザー4に与
える構成とすることもできる。
 オプティマイザー4には、AI機能実行手段31あるいは判断手段の動作を監視するモニター32を有する。監視するモニター32はAI機能の判断が人間本来の知性からみて現実的でない、あるいは現実的でない疑いがある場合、上記判断手段が明らかに誤りであると判断される場合、それを矯正する矯正手段33が設けられている。これにより、AIは常に人間の監視下に置かれることで、学習ステップが短縮でき、学習の効率を向上させることができる。判断手段についても同様である。このモニター32と矯正手段33は図1に示したリモート端末17に置くことができる。
 なお、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
 図13は本発明に係る発電サイトの監視システム例の全体イメージを説明する模式図である。発電サイトのフィールド35に設置されたソーラーアレイ10の発電電力はパワーコンディショナー14から系統線に出力する。一方、ソーラーアレイ10のセンサーで測定される各種のデータ、管理や制御のための信号はモジュール内並列接続線、モジュール間並列接続線から中継端末を介してサーバー16に送られ、リモート端末17に転送される。
 この発電サイトのフィールド35のソーラーアレイ10は、人工衛星40で撮影され、撮影されたソーラーアレイ10の映像は受信局を経由してデータセンター42に転送・格納される。なお、ソーラーアレイ10の撮影はドローン43等の手段を用いてもよいことは言うまでもない。
 人工衛星40やドローン43等は、可視画像(静止画、動画)だけでなく、サーモイメージや分光データなどの各種画像も必要に応じて撮影してデータセンター42に転送・格納される。
 なお、リモート端末17は、サーバー16からの測定される各種のデータ、管理の信号を分析し、データセンター42に格納された画像データを用いて、発電能力が低下して切り離されたモジュール70を特定する。特定されたモジュール70はリモート端末17のモニター18上に表示する。この表示では、画面上で例えば赤色のカラー点灯/点滅表示によって、注意喚起することができる。
 リモート端末17のモニター18上には、通常の稼働状況として、各ソーラーモジュール毎の発電状態を時間軸上で、あるいは日報、月報その他の形式で表示することができる。
 図14は本発明に係る発電サイトの監視システム例における監視モニター端末のイメージ例を説明する模式図である。図14では、モニター18には上記の特定されたソーラーモジュールの表示と、各種の測定データなど、発電サイトの運営に必要な情報を表示できるようになっている。
 本実施例により、遠隔地において、所管の発電サイトの効率よい管理が可能となる。なお、センサーで測定される各種のデータ、管理、制御のための信号はPLC及び通信線経由に限るものではなく、他の有線無線を用いた伝送手段を用いることも可能である。
 このように、本実施例によれば、ソーラー発電システムやそれを構成する個々のソーラーモジュール、あるいは個別のソーラーセルの発電稼働状況を遠隔値で監視でき、不具合となったソーラーモジュールをリアルタイムで特定でき、メンテナンスを含めた管理業務の簡素化、管理要員の効率化など、大規模ソーラー発電サイトにとっては運営コストを大幅に削減することができる。
1・・・ソーラーセル
2・・・ソーラーセルグループ
4・・・オプティマイザー
5・・・セルグループコントローラー
6・・・モジュール内並列接続線(モジュール発電電力出力搬送通信線)
61・・・モジュール内直列接続線
7・・・ソーラーモジュール
7-1・・・1モジュールセット
7-n・・・nモジュールセット
7-S・・・標準モジュールセット
8・・・ソーラーモジュール間接続線(発電電力出力線)
9・・・測定・監視・制御信号
10・・・ソーラーアレイ
11・・・太陽
12・・・遮蔽物
13・・・ゴミ
14・・・パワーコンディショナー
15・・・中継端末
16・・・サ-バー
17・・・リモート端末
18・・・リモートモニター
19・・・端子箱
20・・・センサー群
21・・・GPSアンテナ
22・・・直達日射量センサー
23・・・暦データテーブル
24・・・緯度テーブル
25・・・方位センサー
26・・・傾斜センサー
31・・・AI
32・・・モニター(サーバー16のモニター)
33・・・矯正入力手段
34・・・時計
35・・・発電サイトのフィールド
36・・・架台
37・・・ネットワーク(インターネットなど)
38・・・遮蔽物
39・・・接続箱
40・・・人工衛星
44・・・受信局
42・・・データセンター
43・・・ドロ-ン
71・・・フレーム

Claims (6)

  1.  形状が規制された発電サイトの上面視2次元形状フィールドの施工エリアに、ソーラーモジュールを稠密に敷設してソーラーアレイを構成するためのソーラー発電サイトの施工方法であって、
     複数のソーラーセルからなるソーラーセルグループを複数配列してソーラーモジュールを構成してなり、1つのソーラーモジュールからなる1モジュールセットと、施工標準とした複数Nのソーラーモジュールからなる基準モジュールセットと、2乃至N-1の間の任意数nのソーラーモジュールからなるnモジュールセットとで複数種のモジュールセットを用意してなり、
     発電サイトのフィールド上面視2次元形状エリアに、前記複数種のモジュールセットの組み合わせで前記ソーラーモジュールを稠密に敷設することを特徴とするソーラー発電サイトの施工方法。
  2.  前記上面視2次元形状エリアの中央部近傍における太陽光照射条件が良好で、かつ前記標準モジュールセットの敷設分のスペースを有する主たる領域に前記標準モジュールセットを密集させて敷設し、
     前記上面視2次元形状エリアの内縁と前記標準モジュールセットの敷設外縁との間の空きスペースに、1モジュールセットとnモジュールセットの組み合わせで前記ソーラーモジュールを稠密に敷設することを特徴とする請求項1に記載のソーラー発電サイトの施工方法。
  3.  前記発電サイトの2次元形状エリアのフィールドに設置する前記ソーラーモジュールの水平面に対する設置角度をランダムに設定することを特徴とする請求項2に記載のソーラー発電サイトの施工方法。
  4.  前記モジュールセットを構成するモジュールの前記設置角度をランダムに設定することを特徴とする請求項3に記載のソーラー発電サイトの施工方法。
  5.  前記発電サイトの2次元形状エリアのフィールドに設置する前記標準モジュールセットと前記nモジュールセットを構成するソーラーモジュール毎の前記水平面に対する設置角度をランダムに設定することを特徴とする請求項3に記載のソーラー発電サイトの施工方法。
  6.  前記ソーラーモジュールの前記水平面に対する設置角度を、太陽光の照射方向に向く基準平面の傾斜角度とこの基準平面に対して傾斜した任意平面の傾斜角度の何れかとしたことを特徴とする請求項3に記載のソーラー発電サイトの施工方法。
                                                                                    
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