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JP2000059986A - 太陽電池モジュ―ルの故障検出方法および装置ならびに太陽電池モジュ―ル - Google Patents

太陽電池モジュ―ルの故障検出方法および装置ならびに太陽電池モジュ―ル

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JP2000059986A
JP2000059986A JP11096883A JP9688399A JP2000059986A JP 2000059986 A JP2000059986 A JP 2000059986A JP 11096883 A JP11096883 A JP 11096883A JP 9688399 A JP9688399 A JP 9688399A JP 2000059986 A JP2000059986 A JP 2000059986A
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JP
Japan
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solar cell
cell module
temperature
detecting
failure
Prior art date
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Withdrawn
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JP11096883A
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English (en)
Inventor
Takuma Kobayashi
拓磨 小林
Nobuyoshi Takehara
信善 竹原
Naoki Manabe
直規 真鍋
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/044—PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易にまた的確に、太陽電池モジュールの故
障を検出できるようにする。さらには短絡故障をも検出
できるようにする。 【解決手段】 太陽電池モジュール１０のバイパスダイ
オード１５の温度を太陽電池モジュールの外部から温度
検出手段３０で検出し、各バイパスダイオードについて
の前記温度の検出の結果を相互に比較して、太陽電池モ
ジュールの故障有無の検出を行う。また、太陽電池モジ
ュールの少なくとも１つの太陽電池セル１を遮光板で覆
って、覆われた太陽電池セルをバイパスするバイパスダ
イオードに流れる電流を検出し、この検出結果に基づい
て故障している太陽電池モジュールを検出する。また、
太陽電池モジュールが、太陽電池モジュールの内部に設
けられ、そのバイパスダイオードの温度およびそれ以外
の太陽電池モジュール内部の温度を検出する温度検出手
段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電システ
ムにおける太陽電池モジュールの故障検出方法および装
置ならびに太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球規模で展開する環境問題やエ
ネルギー問題に対する意識の高まりから、クリーンなエ
ネルギー源である太陽光発電システムに大きな期待が寄
せられている。太陽電池の設置形態として、フィールド
上に設置する地上設置型、住宅の屋根に設置する屋根設
置型等があるが、太陽電池を設置するには、広い設置面
積を必要とするため、住宅の屋根上を有効利用する屋根
設置型が主流となっている。また、屋根設置型の形態に
は、主に架台設置型と屋根材一体型があるが、屋根用鋼
板上に太陽電池セルを積層してモジュール化し、屋根材
としての機能をもたせた屋根材一体型太陽電池モジュー
ルが増加している。
【０００３】太陽光発電システムを構築する場合には、
太陽電池モジュールの特性を把握して、所望の出力が得
られるように、太陽電池モジュールの直並列数を決めて
太陽電池アレイを構成する。図２は一般的な太陽光発電
システムのブロック図である。
【０００４】太陽電池アレイ２０は複数の太陽電池モジ
ュールを直列に接続し（これをストリングという）、こ
のストリングを複数並列に接続して構成されている。太
陽光発電システムは太陽電池アレイ２０からの直流電流
を接続箱５０に集めて、インバータ６０に供給し、分電
盤７０を通して負荷４０に供給する構成になっている。
通常の住宅用太陽光発電システムでは、保守や点検が可
能なように接続箱５０およびインバータ６０は屋内に設
置されていることが多い。また、各太陽電池モジュール
にはバイパスダイオードが接続されており、太陽電池モ
ジュールに故障や影による電流のアンバランスが生じた
場合は、電流は太陽電池モジュールをバイパスしてダイ
オードに流れる。このような太陽光発電システムを安全
かつ有効に稼動させるためには、太陽電池モジュールの
故障を的確に検出することが不可欠である。
【０００５】従来の太陽電池モジュールの故障検出方法
としては、太陽電池モジュールの端子電圧をテスタを用
いて測定し、電圧の低い太陽電池モジュールを検出する
方法や、特開平８−９７４５６号公報に記載の、太陽電
池モジュール内に設けるバイパスダイオードを発光ダイ
オードとし、その点灯状況を見ることによる故障太陽電
池モジュールの検出方法や、特開平９−１４８６１３号
公報に記載の、太陽電池モジュールのバイパスダイオー
ドに流れる電流によって変色する手段を太陽電池モジュ
ール内に設けることによる故障太陽電池モジュールの検
出方法等が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記太陽電池
端子の電圧を測定する方法では、各太陽電池モジュール
の端子間電圧をテスタなどの電圧検出装置によって測定
する必要があるが、通常の太陽電池モジュールの配線は
太陽電池モジュールの背面に取り付けられているため、
特に太陽電池モジュールが屋根上に敷設されている場合
は、測定は非常に困難である。
【０００７】また、前記特開平８−９７４５６号公報に
記載の、太陽電池モジュールのバイパスダイオードを発
光ダイオードとして故障太陽電池モジュールを検出する
方法では、太陽電池モジュールに影がかかるパーシャル
シェイド時においても、発光ダイオードに電流が流れ、
発光ダイオードは点灯してしまう。また、発光ダイオー
ドの順方向電圧降下は、通常のダイオードと比較すると
非常に大きい。そのため、発光ダイオードにおける損失
が多く、太陽電池によって発電された貴重な電力を消費
することになる。
【０００８】また、特開平９−１４８６１３号公報にお
いては、太陽電池モジュールのバイパスダイオードに流
れている電流を、太陽電池モジュールに内蔵された温度
変化によって変色する変色体を用い、１つの変色体の色
変化を見ることによって太陽電池モジュールの故障を判
断している。しかし、真夏の日射エネルギーの強い時の
太陽電池モジュールの温度は８０℃近くまで達すること
があり、例えば夏に正常な太陽電池モジュールに接続さ
れているバイパスダイオードの温度が８０℃まで上昇し
た場合と、冬に太陽電池モジュール故障によってバイパ
スダイオードに電流が流れ、８０℃まで上昇した場合を
考えると、１つの変色体の色変化を見るだけで、太陽電
池モジュールが故障しているかどうかを判断することは
不可能である。
【０００９】また、太陽電池の故障として太陽電池が短
絡してしまう短絡故障がある。しかし、短絡故障してい
る太陽電池モジュールは、バイパスダイオードには電流
が流れないので、従来のバイパスダイオードに流れる電
流を検出する方法のみでは、短絡故障の検出は不可能で
ある。
【００１０】そこで、本発明の目的は、太陽電池モジュ
ールの故障検出方法および装置ならびに太陽電池モジュ
ールにおいて、太陽電池モジュールが屋根上に敷設され
ている場合等でも容易に太陽電池モジュールの故障検出
が行なえるようにすることにある。また、太陽電池モジ
ュールに内蔵された温度変化によって変色する変色体を
用いる場合でも太陽電池モジュールの故障を的確に検出
できるようにすることにある。さらに、太陽電池モジュ
ールの短絡故障を容易に検出できるようにすることにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の太陽電池モジュールの故障検出方法では、太陽
電池モジュールのバイパスダイオードの温度を太陽電池
モジュールの外部から検出し、その結果に基づいて前記
太陽電池モジュールの故障の有無を検出することを特徴
とする。また、本発明の太陽電池モジュールの故障検出
装置では、太陽電池モジュールのバイパスダイオードの
温度を太陽電池モジュールの外部から検出する温度検出
手段を有することを特徴とする。
【００１２】これによれば、太陽電池モジュールが屋根
上に敷設されている場合等においてあらかじめ太陽電池
モジュール内に温度検出手段を有していなくても、太陽
電池モジュールの表側から容易に太陽電池の故障の有無
の検出が行なわれる。
【００１３】また、本発明の別の太陽電池モジュールの
故障検出方法では、太陽電池モジュールの少なくとも１
つの太陽電池セルを遮光板で覆って、覆われた太陽電池
セルをバイパスするバイパスダイオードに流れる電流を
検出し、この検出結果に基づいて故障している太陽電池
モジュールを検出することを特徴とする。また、本発明
の別の太陽電池モジュールの故障検出装置では、太陽電
池モジュールまたはその太陽電池モジュール中の太陽電
池セルを覆う遮光板と、前記太陽電池モジュールまたは
太陽電池セルをバイパスするバイパスダイオードに流れ
る電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段の
出力に基づいて故障している太陽電池モジュールを検出
する手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】これによれば、太陽電池モジュールや太陽
電池セルが正常な場合は、遮光されたときに、バイパス
ダイオード側に電流が流れることを利用し、容易かつ的
確に、短絡故障している太陽電池モジュールの検出が行
なわれる。
【００１５】また、本発明の太陽電池モジュールは、太
陽電池モジュールの内部に設けられ、そのバイパスダイ
オードの温度およびそれ以外の太陽電池モジュール内部
の温度を検出する温度検出手段を具備することを特徴と
する。
【００１６】これによれば、太陽電池モジュールに内蔵
された温度変化によって変色する変色体等を用いる場合
でも、バイパスダイオードの温度が同様の環境にある周
囲の太陽電池モジュール内部の温度との相対比較として
把握されるため、太陽電池モジュールの故障が的確に検
出される。
【００１７】また、本発明の太陽電池モジュールは、バ
イパスダイオード近傍に電流以外に起因するバイパスダ
イオードの温度上昇を防止する手段を有することを特徴
とする。このモジュールを用いて、バイパスダイオード
の温度上昇を前述同様の方法で測定することにより、直
射日光等によりバイパスダイオードの温度が上がりすぎ
てしまいバイパスダイオード固有の発熱の有無が判別し
にくくなることに起因する故障特定の困難さを回避する
ことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の太陽電池モジュールの故
障検出方法および装置における好ましい実施形態におい
ては、各バイパスダイオードについての温度の検出結果
を相互に比較することによって、太陽電池モジュールの
故障有無の検出を行なう。
【００１９】具体的には、図３に示すように、太陽電池
モジュール１０を構成するいずれかの太陽電池セル１内
において断線が生じた場合、その太陽電池セル１には電
流が流れずに、その太陽電池セル１のバイパスダイオー
ド１５に電流が流れる。これを開放故障という。このと
き、電流が流れているバイパスダイオード１５は、電流
が流れていないバイパスダイオード１５に比較して熱に
よる温度上昇が生じる。
【００２０】よって、図１に示すように温度検出手段３
０を有する故障検出装置を用いて、太陽電池モジュール
１０のバイパスダイオード１５の温度を太陽電池モジュ
ール１０の外部から検出し、正常な太陽電池セル１のバ
イパスダイオード１５と、不良な太陽電池セル１のバイ
パスダイオード１５の温度差を相対比較することによっ
て、バイパスダイオード１５に電流が流れているモジュ
ール１０、すなわち開放故障している太陽電池セル１を
特定することができる。なお、直射日光等により、バイ
パスダイオード１５の温度が上昇しすぎるとこのような
特定が困難になることがある。従って、本発明において
はバイパスダイオード１５近傍に電流以外に起因する温
度上昇を防止する手段を設けてもよい。具体的にはバイ
パスダイオード１５を反射板等の遮光部材で覆ったり断
熱材で囲ったりした太陽電池モジュールとしてもよい。
なお、図に示された故障検出装置はこのモジュールの故
障検出にも適用できる。
【００２１】また、本発明の別の太陽電池モジュールの
故障検出方法および装置における実施形態においては、
遮光板で覆われた太陽電池セルをバイパスするバイパス
ダイオードに流れる電流の検出を、その電流によって生
じる磁力を検出することによって、またはその電流によ
り発光する発光体を用いることによって、あるいは太陽
電池モジュールのバイパスダイオードおよび／または太
陽電池セルの温度を検出することによって行なう。
【００２２】より具体的には、図４に示すように、太陽
電池セル１内において導通が生じた場合（これを短絡故
障という）は、正常な太陽電池セル１と同様に、電流は
太陽電池セル内に流れており、このままでは故障の検出
は容易ではない。そこでこの場合は、太陽電池セル１を
１枚ずつ遮光板で覆う。遮光板によって覆われた正常な
太陽電池セル１は、逆方向に接続されたダイオードとし
て働くため、セル内に電流が流れることができない。よ
って、図５に示すように、遮光板８０で覆われた太陽電
池セル１に接続されたバイパスダイオード１５に電流が
流れることになる。しかし、短絡故障している太陽電池
セル１については、図６に示すように、遮光板８０で覆
われていても、電流がセル内に流れることができる。つ
まり、太陽電池セル１を１枚ずつ遮光板８０によって覆
い、バイパスダイオード１５に電流が流れていない太陽
電池セル１を検出することによって、短絡故障している
太陽電池セル１を特定することができる。
【００２３】図３や図５〜６で示した形態における太陽
電池セル１の温度の検出には、非接触式温度検出手段、
接触式温度検出手段のいずれを用いてもよい。また、こ
のような温度検出手段として、温度変化によって色相が
可逆変化する変色体を用いた視覚的温度検出手段を用い
ることができる。但し、温度の値を具体的に知ることの
できる温度計のほうがより正確に故障を検出することが
できるのでより好ましい。
【００２４】本発明の太陽電池モジュールの他の好まし
い実施形態においては、バイパスダイオードの温度およ
びそれ以外の太陽電池モジュール内部の温度を同時に検
出する温度検出手段を有する。この温度検出手段として
は視覚的温度検出手段、例えば温度変化によって色相が
可逆変化する変色体を用いることができる。これによれ
ば、あらかじめ太陽電池モジュール内部に設けられた変
色体の色を見るだけで、バイパスダイオードに電流が流
れているか否かが直ちに把握され、したがって、太陽電
池モジュールの故障の有無が極めて容易に判断される。
【００２５】
【実施例】［実施例１］図１は本発明の第１の実施例に
係る太陽電池モジュールの故障検出方法を示す構成図で
ある。図７はその建材一体型太陽電池モジュール（キヤ
ノン製アモルファスシリコン太陽電池ＳＲ−０３）を示
す。これらの図に示すように、６枚の太陽電池セル１が
直列に接続され、太陽電池モジュール１０を構成してい
る。また、各太陽電池セル１にはバイパスダイオード１
５が接続されている。
【００２６】図１に示すように、６枚の太陽電池セル１
のうち１枚が開放故障している太陽電池モジュール１０
に負荷４０を接続し、各太陽電池セル１に接続するバイ
パスダイオード１５の温度を温度検出手段３０、具体的
には放射温度計により測定した。この時の日射エネルギ
ーは０．９［ｋＷ／ｍ2］、発電電流は２．５［Ａ］で
あった。測定された各バイパスダイオード１５の温度を
表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】各バイパスダイオード１５の温度を比較す
ると、２番目の太陽電池セル１に接続するバイパスダイ
オード１５の温度が他のバイパスダイオード１５に比べ
て４０［℃］ほど高いことがわかる。よって、このバイ
パスダイオード１５に電流が流れている、すなわち２番
目の太陽電池セル１が開放故障していると特定すること
ができる。
【００２９】また、本実施例では電流が流れているバイ
パスダイオード１５は、他の電流の流れていないバイパ
スダイオード１５に比較して約４０［℃］もの温度上昇
があったため、比較的容易に太陽電池セル１の故障を検
出することができたが、この温度上昇幅は状況により変
わってくることが考えられる。しかし、バイパスダイオ
ード１５に流れる電流の大きさ、バイパスダイオード１
５の熱抵抗、放熱面積等によって容易に計算可能であ
る。また、前述の温度上昇を防止する手段を設けること
も有効である。このように、各バイパスダイオード１５
の温度を測定し、その温度を相対比較することにより、
故障している太陽電池セル１を特定することができる。
【００３０】［実施例２］次に本発明を高温環境下にお
いて実施した本発明の第２の実施例について説明する。
太陽電池モジュールとしては、実施例１で使用した１枚
の太陽電池セルが開放故障した太陽電池モジュールを用
いた。この太陽電池モジュールを７０［℃］に設定され
た環境試験機の中に入れ、太陽光の代わりにメタルハラ
イドランプを擬似太陽光として太陽電池モジュールに照
射した。この太陽電池モジュールに負荷をつなぎ、実施
例１と同様に各太陽電池セルに接続するバイパスダイオ
ードの温度を放射温度計により測定した。また、この時
の太陽電池モジュール温度は９１［℃］、日射エネルギ
ーは０．７［ｋＷ／ｍ2］、発電電流は２．０［Ａ］で
あった。測定された各バイパスダイオードの温度を表２
に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】各バイパスダイオードの温度を比較する
と、２番目の太陽電池セルに接続するバイパスダイオー
ドの温度が他のバイパスダイオードに比べて３０［℃］
ほど高いことがわかる。よって、このバイパスダイオー
ドに電流が流れている、すなわち２番目の太陽電池セル
が開放故障していると特定することができる。
【００３３】このように高温下においても、電流が流れ
ているバイパスダイオードは、他のバイパスダイオード
と比較して温度が上昇するため、各バイパスダイオード
の温度を測定し、その温度を相対比較することにより、
外的温度によらず、故障している太陽電池セルを特定す
ることができる。
【００３４】［実施例３］図８は本発明の第３の実施例
に係る太陽電池モジュールの故障検出方法を示す構成図
である。本実施例では、実施例１と同様に１枚の太陽電
池セル１が開放故障したキヤノン製アモルファスシリコ
ン太陽電池ＳＲ−０３を用い、図８に示すように、この
太陽電池モジュール１０に負荷４０を接続し、各太陽電
池セル１に接続するバイパスダイオード１５上に温度検
出手段として、１ｃｍ×１ｃｍのサーモテープ（日油技
研工業株式会社製）３５を太陽電池モジュール１０表面
に貼付した。このサーモテープ３５は温度変化により色
相が変化するテープであり、本実施例では、７０℃を境
に色相が赤色から茶紫に可逆的に変色するサーモテープ
ＴＲ−７０を使用した。またこの時の日射エネルギーは
０．８［ｋＷ／ｍ2］、発電電流は２．３［Ａ］であっ
た。各バイパスダイオード１５上に貼付されたサーモテ
ープ３５の色相変化を観察したところ、５枚のサーモテ
ープ３５は赤色のままで変色していなかったが、２番目
の太陽電池セル１に接続されたバイパスダイオード１５
上のサーモテープ３５は、赤色から茶紫色に変色した。
よって、このバイパスダイオード１５に電流が流れてお
り、２番目の太陽電池セルが短絡故障していると特定す
ることができた。
【００３５】このように各バイパスダイオード１５の温
度を、サーモテープ３５のような温度変化によって色相
が変化する温度検出手段を用いて測定することにより、
視覚的に太陽電池モジュールの故障を発見することがで
きる。
【００３６】通常、住宅用太陽光発電システムでは、接
続箱、インバータなどを屋根裏に組み込んでしまうこと
が多く、電気的に太陽電池モジュールの故障を判断する
ことは困難であるが、本実施例のような構成をとること
により、そのような場合でも大変容易に太陽電池モジュ
ールの故障を特定することができる。
【００３７】なお、本実施例では温度変化によって色相
が変化する温度検出手段としてサーモテープを使用した
が、温度変化によって変色する塗料をラベル、シート、
ペイント、クレヨンとして製品化したサーモラベル、サ
ーモシート、サーモペイント、サーモクレヨン（いずれ
も日油技研工業株式会社製）等を使用することもでき
る。ただし、パーシャルシェイド（太陽電池に影がかか
ること）時においても、影がかかった太陽電池セル１に
接続されているバイパスダイオード１５には電流が流れ
るため、このような変色体としては色相変化が可逆変化
であるものを使用することが望ましい。また、本実施例
では７０℃を境に色相が変化するサーモテープを使用し
たが、例えば１枚のサーモテープで、５０℃、６０℃、
７０℃、８０℃、９０℃、１００℃と温度により多段階
にわたって変色するものを使用することで様々な温度条
件下で対応することが可能となる。
【００３８】なお、本実施例で使用した太陽電池モジュ
ール１０は、表面保護材に極めて薄い樹脂を使用してい
るため、上述のように、太陽電池モジュール１０表面か
ら接触式でバイパスダイオード１５の温度を測定するこ
とが可能なものである。
【００３９】［実施例４］図９は、本発明の第４の実施
例に係る太陽電池モジュールの構成を示す図である。本
実施例では同図に示すような、内部に温度検出手段を有
する太陽電池モジュール１０を用いている。この太陽電
池モジュール１０の特徴は、温度検出手段としてサーモ
テープ３５を用いており、このサーモテープ３５は、太
陽電池モジュール１０内部のバイパスダイオード１５
と、太陽電池モジュール１０のバイパスダイオード１５
以外の部分の両方を測定することができるように配置さ
れている。
【００４０】通常、太陽電池モジュール１０表面の温度
は、同じ日射エネルギーが照射されていれば、ほぼ同じ
温度を示す。しかし、太陽電池モジュール１０が開放故
障し、バイパスダイオード１５に電流が流れると、その
バイパスダイオード１５の温度は他の太陽電池モジュー
ル１０部分と比較して上昇する。そうすると、そのバイ
パスダイオード１５を含む領域に設けられたサーモテー
プ３５において、バイパスダイオード１５上の部分が他
の部分と異なる色に変わる。
【００４１】このように、他のバイパスダイオード１５
の温度と相対比較せずに、バイパスダイオード１５の温
度を、その近傍で、そのバイパスダイオード１５と同じ
ような日射エネルギーが当たっている部分の温度と相対
比較することによりそのバイパスダイオード１５に電流
が流れているかどうかを判断し、故障している太陽電池
セル１を特定することも可能である。本実施例は、太陽
電池モジュール１枚につき、１個のバイパスダイオード
のみが接続されており、バイパスダイオードの温度を相
対比較することができない場合において、特に有用であ
る。
【００４２】［実施例５］図１０は本発明の第５の実施
例に係る建材一体型太陽電池モジュール（キヤノン製ア
モルファスシリコン太陽電池ＢＳ−０４）を示す。５枚
の太陽電池セル１が直列に接続され、太陽電池モジュー
ル１０を構成している。また、各太陽電池セル１にはバ
イパスダイオード１５が接続されている。本実施例で
は、太陽電池モジュール１０を構成するこの５枚の太陽
電池セル１のうち、１枚の太陽電池セル１が短絡故障し
たものを用い、この太陽電池モジュール１０に負荷を接
続して、各太陽電池セル１に接続するバイパスダイオー
ド１５の温度を放射温度計により測定した。この時の日
射エネルギーは０．７［ｋＷ／ｍ2］、発電電流は３．
５［Ａ］であった。測定された各バイパスダイオード１
５の温度を表３に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】表３に示されるように、単にバイパスダイ
オード１５の温度を測定するだけでは、短絡故障した太
陽電池モジュール１０は検出することができないことが
わかる。次に、太陽電池モジュール１０内の太陽電池セ
ル１を１枚ずつ遮光板によって覆い、その時の各バイパ
スダイオード１５を温度を放射温度計によって測定し
た。測定された各バイパスダイオード１５の温度を表４
に示す。
【００４５】
【表４】
【００４６】この表に示されるように、各バイパスダイ
オード１５の温度を比較すると、４番目の太陽電池セル
のバイパスダイオード１５に電流が流れていないことが
わかり、４番目の太陽電池セル１が短絡故障していると
特定することができる。
【００４７】このように、太陽電池セル１を１枚ずつ遮
光板によって覆い、その時の各バイパスダイオード１５
の温度を順に測定することにより、太陽電池セル１が短
絡故障しているかどうかを特定することができる。な
お、本実施例では太陽電池セル１を１枚ずつ覆ったが、
バイパスダイオード１５に電流を流すことができる発電
状態の太陽電池セル１を確保することができれば、一度
に複数枚の太陽電池セル１を覆うことも可能である。ま
た、複数枚の太陽電池モジュール１０が直列に接続され
ている場合は、一度に１枚の太陽電池モジュール１０内
のすべての太陽電池セル１を覆うことによって測定する
ことも可能である。
【００４８】さらに、本実施例では１枚の太陽電池セル
１に１個のバイパスダイオード１５が接続されている太
陽電池モジュール１０を使用したが、本実施例の形態
は、複数枚の太陽電池セル１につき１個のバイパスダイ
オードが接続されている場合や、複数枚の太陽電池モジ
ュール１０につき１個のバイパスダイオードが接続され
ている場合においても、適用可能である。
【００４９】また、本実施例では、太陽電池セル１を遮
光板８０によって覆い、その時のバイパスダイオード１
５に電流が流れているか否かによって、太陽電池セル１
の短絡故障を特定することが要点である。そのため、バ
イパスダイオード１５に電流が流れているかどうかを検
出する方法として、本実施例記載のバイパスダイオード
１５の温度上昇を検出する方法以外にも、前記特開平８
−９７４５６号公報記載の発光ダイオードを点灯させて
電流を検出する方法等も適用可能であり、また、その他
にも様々な実施形態が可能である。
【００５０】また、太陽電池セル１を遮光板８０によっ
て覆った時、接続されているバイパスダイオード１５が
故障していた場合は、太陽電池セル１に逆電圧が印加さ
れることになり、温度上昇が生じる。よって、太陽電池
セル１を遮光板８０によって覆い、その太陽電池セル１
の温度を検出することによって、バイパスダイオード１
５の故障をも検出することができる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、太
陽電池モジュールのバイパスダイオードの温度を太陽電
池モジュールの外部から検出し、その結果に基づいて太
陽電池モジュールの故障の有無を検出するようにしたた
め、太陽電池の表面より容易に故障太陽電池モジュール
を検出することができる。また、あらかじめ太陽電池モ
ジュール内部に温度検出手段を設ける必要がなく、太陽
電池モジュールの製造コストを抑えることができる。さ
らに、各バイパスダイオードについての温度検出結果を
相互に比較することによって故障の有無を検出するよう
にしたため、太陽電池の表面より的確に故障太陽電池モ
ジュールを検出することができる。
【００５２】また、覆われた太陽電池セルをバイパスす
るバイパスダイオードに流れる電流を検出して故障太陽
電池モジュールを検出するようにしたため、従来は検出
できなかった短絡故障をも検出することができ、同様に
バイパスダイオードの故障も検出することができる。
【００５３】また、本発明の太陽電池モジュールは、太
陽電池モジュールの内部に設けられ、そのバイパスダイ
オードの温度およびそれ以外の太陽電池モジュール内部
の温度を検出する温度検出手段を具備するため、太陽電
池モジュールに内蔵された温度変化によって変色する変
色体等を用いる場合でも、太陽電池モジュールの故障を
的確に検出することができる。
【００５４】また、バイパスダイオードとして、通常の
ダイオードを用いることにより、発光ダイオードを用い
る場合と比較して、順方向電圧降下つまり電力損失が小
さく、損失を最小限に抑えることができる。
【００５５】また、太陽電池の発電電流を利用して故障
太陽電池モジュールを検出するため、従来の太陽電池モ
ジュールの端子間電圧を測定する場合のように発電シス
テムを停止することなく故障太陽電池モジュールを検出
することができる。
【００５６】さらに、バイパスダイオードの温度および
それ以外の太陽電池モジュール内部の温度を検出する手
段として、太陽電池モジュールに内蔵された温度変化に
よって変色する変色体を用いることにより、視覚的に故
障モジュールの発見が可能になり、作業効率の向上を図
ることができる。
【００５７】また、バイパスダイオード近傍に電流以外
に起因する温度上昇を防止する手段を設けることによっ
て、直射日光等に起因するバイパスダイオードの温度上
昇を防止し、バイパスダイオードに流れる電流の有無を
確実に判別することができ、確実に故障太陽電池モジュ
ールを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係る故障太陽電池モ
ジュールの検出方法を示す構成図である。
【図２】 一般的な太陽光発電システムのブロック図で
ある。
【図３】 本発明に従った一故障太陽電池モジュール検
出方法の原理図である。
【図４】 本発明に従った他の故障太陽電池モジュール
検出方法の原理図である。
【図５】 本発明に従った他の故障太陽電池モジュール
検出方法の他の原理図である。
【図６】 本発明に従った他の故障太陽電池モジュール
検出方法のさらに他の原理図である。
【図７】 図１の構成で使用される太陽電池モジュール
（キヤノン製アモルファスシリコン太陽電池ＳＲ−０
３）を示す図である。
【図８】 本発明の第３の実施例に係る故障太陽電池モ
ジュールの検出方法を示す構成図である。
【図９】 本発明の第４の実施例に係る内部に温度検出
手段をもつ太陽電池モジュールを示す図である。
【図１０】 本発明の第５の実施例に係る太陽電池モジ
ュール（キヤノン製アモルファスシリコン太陽電池ＢＳ
−０４）を示す図である。
【符号の説明】
１：太陽電池セル、１０：太陽電池モジュール、１５：
バイパスダイオード、２０：太陽電池アレイ、３０：温
度検出手段、３５：サーモテープ、４０：負荷、５０：
接続箱、６０：インバータ、７０：分電盤、８０：遮光
板。

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 太陽電池モジュールのバイパスダイオー
    ドの温度を太陽電池モジュールの外部から検出し、その
    結果に基づいて前記太陽電池モジュールの故障の有無を
    検出することを特徴とする太陽電池モジュールの故障検
    出方法。
  2. 【請求項２】 各バイパスダイオードについての前記温
    度の検出の結果を相互に比較することによって、前記太
    陽電池モジュールの故障有無の検出を行なうことを特徴
    とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの故障検出
    方法。
  3. 【請求項３】 太陽電池モジュールの少なくとも１つの
    太陽電池セルを遮光板で覆って、覆われた太陽電池セル
    をバイパスするバイパスダイオードに流れる電流を検出
    し、この検出結果に基づいて故障している太陽電池モジ
    ュールを検出することを特徴とする太陽電池モジュール
    の故障検出方法。
  4. 【請求項４】 前記電流の検出はその電流によって生じ
    る磁力を検出することによって行なうことを特徴とする
    請求項３に記載の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  5. 【請求項５】 前記電流の検出はその電流により発光す
    る発光体を用いることによって行なうことを特徴とする
    請求項３に記載の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  6. 【請求項６】 前記電流の検出は前記太陽電池モジュー
    ルのバイパスダイオードおよび／または太陽電池セルの
    温度を検出することにより行なうことを特徴とする請求
    項３に記載の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  7. 【請求項７】 前記温度の検出は非接触式温度検出手段
    を用いて行なうことを特徴とする請求項１、２または６
    に記載の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  8. 【請求項８】 前記温度の検出は接触式温度検出手段を
    用いて行なうことを特徴とする請求項１、２または６に
    記載の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  9. 【請求項９】 前記太陽電池モジュールとして、バイパ
    スダイオード近傍に電流以外に起因する温度上昇を防止
    する手段を有する太陽電池モジュールを用いることを特
    徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジ
    ュールの故障検出方法。
  10. 【請求項１０】 前記温度の検出は視覚的温度検出手段
    を用いて行なうことを特徴とする請求項７又は８に記載
    の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  11. 【請求項１１】 前記温度の検出は温度変化によって色
    相が変化する変色体を用いて行なうことを特徴とする請
    求項１０に記載の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  12. 【請求項１２】 前記変色体は温度変化によって色相が
    可逆変化するものであることを特徴とする請求項１１に
    記載の太陽電池モジュールの故障検出方法。
  13. 【請求項１３】 太陽電池モジュールのバイパスダイオ
    ードの温度を太陽電池モジュールの外部から検出する温
    度検出手段を有することを特徴とする太陽電池モジュー
    ルの故障検出装置。
  14. 【請求項１４】 各バイパスダイオードについての前記
    温度検出の結果を相互に比較することによって、前記太
    陽電池モジュールの故障の有無を検出する手段を有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池モジュー
    ルの故障検出装置。
  15. 【請求項１５】 太陽電池モジュールまたは該太陽電池
    モジュール中の太陽電池セルを覆う遮光板と、前記太陽
    電池モジュールまたは太陽電池セルをバイパスするバイ
    パスダイオードに流れる電流を検出する電流検出手段
    と、該電流検出手段の出力に基づいて故障している太陽
    電池モジュールを検出する手段とを具備することを特徴
    とする太陽電池モジュールの故障検出装置。
  16. 【請求項１６】 前記電流検出手段は電流によって生じ
    る磁力を検出することによって電流を検出するものであ
    ることを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池モジュ
    ールの故障検出装置。
  17. 【請求項１７】 前記電流検出手段は電流で発光する発
    光体を用いて電流を検出するものであることを特徴とす
    る請求項１５に記載の太陽電池モジュールの故障検出装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記電流検出手段は前記太陽電池モジ
    ュールのバイパスダイオードおよび／または太陽電池セ
    ルの温度を検出する手段を有することを特徴とする請求
    項１５に記載の太陽電池モジュールの故障検出装置。
  19. 【請求項１９】 前記温度検出手段は非接触式温度検出
    手段であることを特徴とする請求項１３、１４または１
    ８に記載の太陽電池モジュールの故障検出装置。
  20. 【請求項２０】 前記温度検出手段は接触式温度検出手
    段であることを特徴とする請求項１３、１４または１８
    に記載の太陽電池モジュールの故障検出装置。
  21. 【請求項２１】 前記温度検出手段は視覚的温度検出手
    段であることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の
    太陽電池モジュールの故障検出装置。
  22. 【請求項２２】 前記温度検出手段は温度変化によって
    色相が変化する変色体であることを特徴とする請求項２
    １に記載の太陽電池モジュールの故障検出装置。
  23. 【請求項２３】 前記変色体は温度変化によって色相が
    可逆変化するものであることを特徴とする請求項２２に
    記載の太陽電池モジュールの故障検出装置。
  24. 【請求項２４】 太陽電池モジュールの内部に設けら
    れ、該太陽電池モジュール中のバイパスダイオードの温
    度およびそれ以外の太陽電池モジュール内部の温度を検
    出する温度検出手段を具備することを特徴とする太陽電
    池モジュール。
  25. 【請求項２５】 前記温度検出手段が、前記バイパスダ
    イオードの温度およびそれ以外の太陽電池モジュール内
    部の温度を同時に検出する手段であることを特徴とする
    請求項２４に記載の太陽電池モジュール。
  26. 【請求項２６】 前記温度検出手段は視覚的温度検出手
    段であることを特徴とする請求項２４に記載の太陽電池
    モジュール。
  27. 【請求項２７】 前記温度検出手段は温度変化によって
    色相が変化する変色体であることを特徴とする請求項２
    ６に記載の太陽電池モジュール。
  28. 【請求項２８】 前記変色体は温度変化によって色相が
    可逆変化するものであることを特徴とする請求項２７記
    載の太陽電池モジュール。
  29. 【請求項２９】 バイパスダイオードを有する太陽電池
    モジュールであって、該バイパスダイオード近傍に電流
    以外に起因するバイパスダイオードの温度上昇を防止す
    る手段を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
  30. 【請求項３０】 前記手段は遮光部材または断熱材であ
    ることを特徴とする請求項２９に記載の太陽電池モジュ
    ール。
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