[发明专利]太阳能电池串的故障诊断方法以及故障诊断装置

说明书

目的在于提供能够恰当地诊断太阳能电池串的故障的技术。太阳能电池串的故障诊断方法以及故障诊断装置具备阻抗测量器、解析部和判定部。解析部根据包含太阳能电池串的预定的等效电路中的阻抗、电感以及频率的关系式和由阻抗测量器测量出的第1阻抗的频率特性，求出太阳能电池串的电感。判定部根据由解析部求出的电感，进行太阳能电池串的故障诊断。

技术领域

本发明涉及具备多个太阳能电池模块的太阳能电池串的故障诊断方法以及该太阳能电池串的故障诊断装置。

背景技术

作为火力发电以及原子能发电的替代能源，太阳能发电备受期待，近年来太阳能电池的生产量正飞跃式地增加。作为太阳能电池，使用利用单晶或多晶硅基板来形成太阳能电池单元的晶体系太阳能电池、或在玻璃基板上堆积硅薄膜来形成太阳能电池单元的薄膜太阳能电池。太阳能发电系统中的太阳能电池的设置单位是太阳能电池模块。通过配合目的将多个上述太阳能电池单元串联或并联连接而面板化，并配备作为外框的框架以及端子盒，从而构成太阳能电池模块。

进而，关于太阳能电池单元，通过将多个太阳能电池模块串联连接，并将这些太阳能电池模块的框架固定至共用的金属制台架，从而构成太阳能电池串。另外，在以下的说明中，有时将“太阳能电池模块”以及“太阳能电池串”分别简称为“模块”以及“串”。

将该太阳能电池串与输电电缆、连接箱以及功率调节器等组合而构成太阳能发电系统。这样的系统不限于一般的家用发电用途，太阳能电池串配置为阵列状的系统被用于具有1MW以上的发电量的大规模太阳能发电站。

上述太阳能电池模块没有机械地动作的部分，一般认为其寿命为20年以上。然而，实际上，报告有由于各种原因从运转开始不到几年就发生不良情况的事例。作为不良的原因，已知太阳能电池单元内的发电层的劣化或电极部的腐蚀引起的电阻增大、为了保护太阳能电池单元而以包围太阳能电池单元的周围的方式填充的密封材料的透光率的降低、绝缘劣化、太阳能电池模块内的布线电阻增大、或固定太阳能电池模块的金属制台架的接地不良等。由于这些不良情况，有时发生太阳能电池模块的输出降低，最终造成动作不良。

为了提高太阳能发电系统的可靠性、谋求进一步的普及，也需要能随时检测有无太阳能电池模块和串的故障的诊断技术。在现状下，作为确认太阳能电池串的故障状态的方法，一般是测量串整体的发电电流和电压来监视其发电量的方法。但是，太阳能电池的发电量根据测量时的日照量或气象条件等外在因素而有很大变化，因此，仅仅监视太阳能电池串的发电量难以判断串是否正常动作。另外，在上述的串的发电量监视中，即使串的发电量发生异常，也不能确定串内的故障模块和断线部位。因此，为了发现这些故障部位，只有逐块拆下太阳能电池模块并确认的方法，需要大量的时间和劳动力。

对于这种状况，近年来，提出了例如如专利文献1等能够通过测量太阳能电池串的对地电容(Cg)从而确定串内的故障模块和断线位置的新的故障诊断方法。具体地，断开太阳能电池串的负极的输出电缆，将正极的输出电缆与LCR仪表的正极的测量端子连接。然后，将LCR仪表的负极的测量端子直接接地到地线，或与固定太阳能电池串的金属制台架连接。在该连接状态下，在100Hz～1kHz左右的低频下测量太阳能电池串的对地电容。

在存在太阳光的明亮状态下，太阳能电池模块处于发电状态，因此，发电层的pn结为导通状态，即短路状态，太阳能电池串等效于由各模块的串联电阻(R_s)串联连接而成的电路。在这样的明亮状态下，使用LCR仪表能够测量太阳能电池串和地线之间的对地电容。该对地电容的值与模块的片数成比例地增加。因此，如果在太阳能电池串内发生断线，通过根据对地电容的值求出从LCR仪表至断线位置的模块的片数，能够确定断线位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-091828号公报

发明内容