JP2016220471A - Evaluation method and evaluation system for photovoltaic power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電システムにおいて、電圧を印加して電流を注入するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を用いた評価方法および評価システムに関するものである。 The present invention relates to an evaluation method and an evaluation system using electroluminescence (EL) for applying a voltage and injecting a current in a photovoltaic power generation system.
近年、環境に配慮したエネルギーとして、太陽光発電は注目を浴びており、太陽電池パネルの設置は、家庭、ビル、メガソーラー等、各所で進められている。太陽電池パネルは長期の利用を前提としていることから２０年以上の長期信頼性が要求される。
太陽電池パネルは、結晶シリコンの集合体で構成され、結晶シリコン太陽電池パネルの長期信頼性を損なう欠陥として、結晶シリコンのクラックなどの機械的欠陥や電極不良がある。一方、結晶シリコンの結晶粒界や転位などの結晶欠陥は安定しており、長期信頼性には大きな影響を与えない。
In recent years, solar power generation has attracted attention as an environment-friendly energy, and installation of solar cell panels has been promoted in various places such as homes, buildings, and mega solar. Since solar cell panels are premised on long-term use, long-term reliability of 20 years or more is required.
Solar cell panels are composed of aggregates of crystalline silicon, and defects that impair the long-term reliability of crystalline silicon solar cell panels include mechanical defects such as cracks in crystalline silicon and defective electrodes. On the other hand, crystal defects such as crystal grain boundaries and dislocations of crystalline silicon are stable and do not have a great influence on long-term reliability.
従来から、結晶シリコン太陽電池の品質は出荷時に標準太陽光を照射して、電極から取り出せる電流および電圧特性から、良品か不良品を判別しており、長期信頼性に影響を与えるクラックなどの機械的欠陥や電極不良などは、目視や外観検査しか行われていなかった。特に、多結晶シリコン太陽電池では、結晶粒界とクラックの判別がし辛く、小さなクラックは見過ごされる可能性があった。 Conventionally, the quality of crystalline silicon solar cells is determined by irradiating standard sunlight at the time of shipment, and distinguishing non-defective or defective products from the current and voltage characteristics that can be taken out from the electrodes. Machines such as cracks that affect long-term reliability Only visual inspection and appearance inspection have been performed for mechanical defects and defective electrodes. In particular, in polycrystalline silicon solar cells, it is difficult to distinguish between crystal grain boundaries and cracks, and small cracks may be overlooked.
そこで、本発明者らは、既に、結晶シリコン太陽電池に電圧を印加し順方向に電流を注入することにより誘起される太陽電池パネルからの発光(ＥＬ)を画像的に取得し、太陽電池の欠陥、欠損部を検出し、太陽電池パネルをＥＬの発光画像でＥＬ検査する方法を提案している（例えば、特許文献１を参照）。提案した方法によれば、太陽電池パネルの状態を簡便かつ詳細に検査し評価することが可能である。 Therefore, the present inventors have already acquired a picture of light emission (EL) from the solar cell panel induced by applying a voltage to the crystalline silicon solar cell and injecting a current in the forward direction. A method has been proposed in which defects and defects are detected and the solar cell panel is inspected with an EL emission image (see, for example, Patent Document 1). According to the proposed method, it is possible to easily and inspect and evaluate the state of the solar cell panel.
しかし、太陽電池パネルのＥＬ検査には、順方向に電流を制御して注入することが必須となるところ、太陽光発電システムの場合、太陽電池パネルを１５〜２０枚直列接続した「ストリング」と呼ばれる単位ブロックを多数集合する構造を有しているため、ストリング単位でＥＬ検査を行う場合、大型高圧電源が必要となる。また、太陽電池パネルの発光（ＥＬ）は近赤外域のため、特殊な冷却センサーを用いたカメラを用いてモニタリングを行う必要がある。そのため、太陽電池パネルのＥＬ検査を行う装置は、可搬性に乏しく、装置が高価であった。そのため、ＥＬ検査の有用性は認識されるものの、広範な普及には難点があった。 However, in the EL inspection of the solar cell panel, it is essential to control and inject the current in the forward direction. In the case of a photovoltaic power generation system, “string” in which 15 to 20 solar cell panels are connected in series. Since it has a structure in which many called unit blocks are gathered, a large high-voltage power supply is required when performing EL inspection in string units. Moreover, since the light emission (EL) of the solar cell panel is in the near-infrared region, it is necessary to monitor using a camera using a special cooling sensor. Therefore, the device for performing the EL inspection of the solar cell panel is not portable and the device is expensive. Therefore, although the usefulness of EL inspection is recognized, there has been a difficulty in widespread use.
かかる状況に鑑みて、本発明は、可搬性及び利便性に優れ、かつ、低コストでのＥＬ検査が可能な太陽光発電システムの評価方法および評価システムを提供することを目的とする。 In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a solar power generation system evaluation method and an evaluation system that are excellent in portability and convenience and that can perform EL inspection at low cost.
上記課題を解決すべく、本発明の太陽光発電システムの評価システムは、エレクトロルミネッセンスを利用する評価システムであって、下記１）〜６）を備え、ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くしてストリングの発光画像を撮像し、発光画像からストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価する。
１）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加手段
２）電流を注入している状態のストリングの発光を撮像するビデオカメラであって、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラ
３）近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に当該動画データを配信するモニターユニット
４）無線ネットワークを介して動画データを受信し表示する表示端末
５）動画データとストリングの識別情報を関連付けする手段
６）動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価手段
In order to solve the above-mentioned problems, an evaluation system for a photovoltaic power generation system according to the present invention is an evaluation system using electroluminescence, and includes the following 1) to 6), and injects current in a forward direction in units of strings. The solar cell panel is caused to emit light in string units, the shutter speed of the near-infrared video camera is made slower than a predetermined value to capture the light emission image of the string, and the individual solar cell panels constituting the string are evaluated from the light emission image.
1) Voltage application means for applying DC voltage or applying pulse voltage using pulse modulation to inject current in the forward direction by applying voltage to a string unit in which a plurality of solar cell panels are connected in series 2) Injecting current A near-infrared video camera using an uncooled sensor having sensitivity in the near-infrared region 3) moving image data captured by the near-infrared region video camera A monitor unit that inputs and distributes the moving image data to the display terminal via the wireless network 4) A display terminal that receives and displays the moving image data via the wireless network 5) A means for associating the moving image data with the string identification information 6) Panel evaluation means for evaluating solar cell panels using the luminous intensity in video data as an index
上記構成によれば、汎用カメラを用いた可搬型のＥＬ検査システムを構築でき、メガソーラーの現場で簡便にＥＬ検査を行うことができる。
上記１）の電圧印加手段として用いる電源としては、直流電圧印加でもパルス変調を用いたパルス電圧印加でもよく、通常の直流電源（ＤＣ power supply）を用いることができる。具体的には、太陽電池素子に電流密度１×１０−３〜５Ａ／ｃｍ２で注入が可能なものであり、個々の太陽電池素子を発光させる場合は５Ｖ程度であるが、太陽電池モジュールの集合体である太陽電池パネルを発光させる場合は１００Ｖ程度必要であり、太陽電池パネルを１５〜２０枚直列接続したストリング単位では、１．５〜２ｋＶ程度必要となる。
According to the said structure, the portable EL test | inspection system using a general purpose camera can be constructed | assembled, and EL test | inspection can be easily performed in the field of a mega solar.
The power source used as the voltage applying means of 1) may be a DC voltage application or a pulse voltage application using pulse modulation, and a normal DC power supply can be used. Specifically, it can be injected into the solar cell element at a current density of 1 × 10 −3 to 5 A / cm 2 , and when the individual solar cell element emits light, it is about 5 V. When light is emitted from a solar cell panel that is an aggregate, about 100 V is required, and about 1.5 to 2 kV is required for a string unit in which 15 to 20 solar cell panels are connected in series.
上記２）の近赤外域ビデオカメラは、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いる。非冷却型センサーを用いたビデオカメラの場合、汎用カメラとして低価格である。発明者らは、非冷却型センサーを用いた低価格汎用カメラでも、太陽電池パネルにおける欠陥発生パネルを検出するのに十分な機能を持つことを、実験を重ねて実証した。非冷却型センサーを用いたビデオカメラは、汎用ＴＶカメラ仕様のものもあり、既存の多くのシステム（例えば、無線送信、インターネットを用いたＷｅｂ配信など)を活用できる。また、ＥＬ検査に使用する機器の簡素化、可搬性が格段に向上でき、多機能化された測定や解析が可能であり、使用者の利便性は格段に向上する。
ＴＶ仕様などの汎用簡易型ビデオカメラを用いることで、撮影した画像をその場で、リアルタイムで転送し、複数人が同時に観察し解析でき、検査の利便性を向上させることができる。また、汎用システムをＥＬ検査に用いることが可能となるため、システム導入のコストを削減することができる。
The near infrared region video camera of 2) uses an uncooled sensor having sensitivity in the near infrared region. In the case of a video camera using an uncooled sensor, it is inexpensive as a general-purpose camera. The inventors have repeated experiments to prove that even a low-cost general-purpose camera using an uncooled sensor has a sufficient function to detect a defective panel in a solar cell panel. Some video cameras using uncooled sensors have general-purpose TV camera specifications, and many existing systems (for example, wireless transmission, Web distribution using the Internet, etc.) can be used. In addition, simplification and portability of equipment used for EL inspection can be significantly improved, and multifunctional measurement and analysis are possible, so that convenience for the user is greatly improved.
By using a general-purpose simple video camera such as a TV specification, captured images can be transferred on the spot in real time, and a plurality of people can observe and analyze at the same time, thereby improving the convenience of inspection. In addition, since a general-purpose system can be used for EL inspection, the cost of introducing the system can be reduced.
一般的なビデオカメラでは、フレームレートは３０（３０ｆｐｓ）となっており、１秒間に３０回画像が切り替わる。多くのビデオカメラで採用されているインターレース方式では、さらに、奇数列と偶数列を分けて画像を記録し、１秒間に６０回画像が変化する。このため、ビデオカメラでは、１／６０秒よりもシャッター速度が遅くなると、複数のコマに同じ画像が撮影されてしまい、結果的にフレームレートが落ちることになる。このように、ビデオカメラでは、１秒間に撮影されるコマ数であるフレームレートと、シャッター速度が密接な関係を持っているため、普通のデジタルカメラとは違い、シャッター速度を自由に設定できないのであるが、太陽電池パネルのＥＬ発光を鮮明にとらえるために、シャッター速度を落として調整を図っている。 In a typical video camera, the frame rate is 30 (30 fps), and images are switched 30 times per second. In the interlace method employed in many video cameras, images are recorded separately in odd and even columns, and the image changes 60 times per second. For this reason, in the video camera, if the shutter speed becomes slower than 1/60 seconds, the same image is captured in a plurality of frames, resulting in a decrease in the frame rate. In this way, the video camera has a close relationship between the frame rate, which is the number of frames taken per second, and the shutter speed, so unlike a normal digital camera, the shutter speed cannot be set freely. However, in order to clearly capture the EL emission of the solar cell panel, adjustment is made by reducing the shutter speed.
上記３）のモニターユニットは、近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に動画データを配信するものである。近赤外域ビデオカメラとモニターユニットが、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルを介して接続され、ビデオカメラからモニターユニットに動画データが送られることでもよい。或は、上記２）の近赤外域ビデオカメラにモニターユニット自体が内蔵されるものでもよい。無線ネットワークは、例えば、国際標準規格であるIEEE 802.11規格を使用したデバイス間の相互接続を用いてもよい。 The monitor unit 3) receives moving image data captured by a near-infrared video camera, and distributes the moving image data to the display terminal via a wireless network. The near-infrared video camera and the monitor unit may be connected via a USB (Universal Serial Bus) cable, and moving image data may be sent from the video camera to the monitor unit. Alternatively, the monitor unit itself may be incorporated in the near infrared video camera of 2). The wireless network may use, for example, an interconnection between devices using the IEEE 802.11 standard, which is an international standard.
上記４）の表示端末は、可搬型のノートパソコンやタブレット端末、多機能携帯電話などが用いられる。
上記５）の動画データとストリングの識別情報を関連付けする手段は、上記４）の表示端末を用いて、ストリングを識別できる情報（例えば、位置情報、ストリングに一意に割り当てられた番号など）を、動画データの一部を保存する際に入力できるようにした操作画面である。
上記６）のパネル評価手段は、発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルと、当該基準太陽電池パネルに電圧を印加し順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の基準パネル電圧印加手段を備える。そして、基準太陽電池パネルとストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように調整された各々の電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行う。
As the display terminal 4), a portable notebook personal computer, a tablet terminal, a multi-function mobile phone, or the like is used.
The means for associating the video data of 5) and the identification information of the string, using the display terminal of 4), information that can identify the string (for example, position information, a number uniquely assigned to the string, etc.) This is an operation screen that can be input when part of the video data is saved.
The panel evaluation means of 6) used a reference solar cell panel as a measurement standard of emission intensity, and DC voltage application or pulse modulation for applying a voltage to the reference solar cell panel and injecting a current in the forward direction. A reference panel voltage applying means for applying a pulse voltage is provided. The same current value is obtained from the reciprocal of the ratio of the current density per unit area calculated based on each current value adjusted so that the reference solar cell panel and the evaluation target panel in the string have the same emission intensity. Is evaluated by determining the ratio of the electroluminescence intensity when the is injected into the reference solar cell and the panel to be evaluated.
本発明の太陽光発電システムの評価システムにおいて、上記の電圧印加手段は、上述の如く、直流電圧の印加でも良いが、パルス変調を用いてパルス電圧を印加する方がなお良い。その場合、上記の近赤外域ビデオカメラのシャッター速度は、シャッター開放時間がパルス変調のパルス周期の３倍以上になるように調整されることが好ましい。
上述の通り、ストリング単位のＥＬ発光では１．５〜２ｋＶ程度必要となるため、常時供給すると消費電力が非常に大きくなり、経済的ではない。そこで、パルス変調を用いたパルス電流を順方向に注入することにより、電源容量の大幅な低減が可能となり、省エネの評価システムを構築できることになる。パルス幅は特に限定されるものでないが、１〜１０ｍｓｅｃ程度である。
In the evaluation system for a photovoltaic power generation system of the present invention, the voltage applying means may be a DC voltage as described above, but it is still better to apply a pulse voltage using pulse modulation. In that case, the shutter speed of the above-mentioned near-infrared video camera is preferably adjusted so that the shutter opening time is three times or more the pulse period of pulse modulation.
As described above, since EL light emission in string units requires about 1.5 to 2 kV, power consumption becomes very large when supplied constantly, which is not economical. Thus, by injecting a pulse current using pulse modulation in the forward direction, the power supply capacity can be greatly reduced, and an energy saving evaluation system can be constructed. The pulse width is not particularly limited, but is about 1 to 10 msec.
また、上述の通り、ビデオカメラでは、１秒間に撮影されるコマ数であるフレームレートと、シャッター速度が密接な関係を持っているため、シャッター速度を自由に設定できないが、太陽電池パネルのＥＬ発光を鮮明にとらえるために、シャッター速度を落とすことにしている。その一方で、近赤外域カメラのシャッター開放時間が、パルス変調のパルス周期の３倍以上に設定されることで、シャッター開放中に発光がなされずに計測漏れが生じることを回避でき、高電圧で大容量の電力を用いなくても鮮明な画像の撮像が可能になる。すなわち、パルス幅を５ｍｓｅｃ、パルス周期を５０ｍｓｅｃ（パルス幅の１０倍）とすると、近赤外域カメラのシャッター開放時間は、１５０ｍｓｅｃ以上にすることになる。この場合、ビデオカメラでは、１／６０秒（約１６ｍｓｅｃ）よりもシャッター速度が遅くなると、複数のコマに同じ画像が撮影されてしまうことになるが、ＥＬ検査において、リアルタイムな事象の変化を捉えるものではなく問題は生じない。 In addition, as described above, in the video camera, since the frame rate, which is the number of frames taken per second, and the shutter speed are closely related, the shutter speed cannot be freely set. The shutter speed is reduced to capture the light emission clearly. On the other hand, the shutter open time of the near-infrared camera is set to at least three times the pulse period of the pulse modulation, so that it is possible to avoid the occurrence of measurement leakage without light emission while the shutter is open. Therefore, a clear image can be captured without using a large amount of power. That is, if the pulse width is 5 msec and the pulse period is 50 msec (10 times the pulse width), the shutter open time of the near-infrared camera is 150 msec or more. In this case, in the video camera, if the shutter speed becomes slower than 1/60 seconds (about 16 msec), the same image is captured in a plurality of frames. However, in the EL inspection, a real-time event change is captured. There is no problem.
本発明の太陽光発電システムの評価システムにおいて、動画データに基づいて、不具合のある太陽電池パネルを同定するために、太陽電池パネルに対して着脱自在の近赤外光発光／反射マーカを備えたことが好ましい。
表示端末に表示された画像を確認することで、不具合箇所の大まかな位置確認は可能であるが、マーカを使用することでより正確な不具合箇所の同定できる。なお、マーカは近赤外域の反射体であれば良く、特に形状の限定はないが、円形、星形、矢印、バーコード形状その他の形状であっても良い。また、材質は、太陽光パネルに傷をつけないため、軟質の素材が用いられることが好ましい。
The solar power generation system evaluation system of the present invention includes a near-infrared light emission / reflection marker that is detachable from the solar cell panel in order to identify a defective solar cell panel based on the moving image data. It is preferable.
By checking the image displayed on the display terminal, it is possible to roughly check the position of the defective part, but it is possible to identify the defective part more accurately by using the marker. The marker may be any reflector in the near-infrared region, and the shape is not particularly limited, but may be a circle, a star, an arrow, a barcode, or other shapes. Moreover, since a material does not damage a solar panel, it is preferable that a soft material is used.
本発明の太陽光発電システムの評価システムにおいて、近赤外域ビデオカメラの位置および姿勢を調整する位置姿勢調整手段を備えたことが好ましい。
メガソーラーシステムの場合、評価対象の太陽電池パネルは、広大な敷地に南北方向に傾斜して設置されている。そのため、近赤外域ビデオカメラは、太陽電池パネルの上方の位置からパネル全体をカメラレンズが捉えるように、やや下方を向くような姿勢で配置される必要がある。カメラを３脚の上に取付けて撮影してもよいが、専用ポールを仮設し、カメラを取付けてもよい。専用ポールを動かしてカメラの高さや視野範囲を調整してもよい。
また、ストリング単位に発光するため、できるだけストリング全体をカメラレンズが捉えるように配置される必要があるが、必要に応じて、カメラ自体が移動できるような機構を設けてもよい。カメラ自体が移動できるような機構は、例えば、移動ロボットや仮設レール上の走行できる装置である。これらが、位置姿勢調整手段であり、カメラ自体のパン／ズーム機能と組み合わせて、太陽電池パネルの欠陥の有無を検査する。
In the evaluation system for the photovoltaic power generation system of the present invention, it is preferable that a position / orientation adjusting means for adjusting the position and orientation of the near-infrared video camera is provided.
In the case of a mega solar system, the solar cell panel to be evaluated is installed on a vast site with an inclination in the north-south direction. For this reason, the near-infrared video camera needs to be arranged in such a position that it faces slightly downward so that the camera lens captures the entire panel from a position above the solar cell panel. The camera may be mounted on a tripod for shooting, but a dedicated pole may be temporarily installed to mount the camera. You may adjust the camera height and field of view by moving the dedicated pole.
Further, since light is emitted in units of strings, it is necessary to arrange the camera lens so that the entire string is captured as much as possible. However, a mechanism that allows the camera itself to move may be provided as necessary. The mechanism by which the camera itself can move is, for example, a mobile robot or a device that can travel on a temporary rail. These are position and orientation adjustment means, and inspect for the presence or absence of defects in the solar cell panel in combination with the pan / zoom function of the camera itself.
次に、本発明の太陽光発電システムの評価方法について説明する。
本発明の太陽光発電システムの評価方法は、エレクトロルミネッセンスを利用する評価方法であって、下記１）〜６）のステップから成り、ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、近赤外域ビデオカメラでストリングの発光画像を撮像し、発光画像からストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価する。
１）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加ステップ
２）電流を注入している状態のストリングの発光を、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くして撮像する撮像ステップ
３）近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に動画データを配信する動画配信ステップ
４）表示端末を用いて無線ネットワークを介して動画データを受信し表示する表示ステップ
５）動画データとストリングの識別情報を関連付けするデータ関連付けステップ
６）動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価ステップ
Next, the evaluation method for the photovoltaic power generation system of the present invention will be described.
The solar power generation system evaluation method of the present invention is an evaluation method using electroluminescence, comprising the following steps 1) to 6), injecting a current in the forward direction in units of strings, and solar cells in units of strings. The panel is caused to emit light, a light emission image of the string is captured by a near-infrared video camera, and individual solar battery panels constituting the string are evaluated from the light emission image.
1) Voltage application of DC voltage application or pulse voltage application using pulse modulation to inject current in the forward direction by applying voltage to a string unit in which a plurality of solar cell panels are connected in series Step 2) Inject current Imaging step 3) near-infrared region video imaged by shooting the light emission of the string in the near-infrared region video camera using an uncooled sensor having sensitivity in the near-infrared region with a shutter speed slower than a predetermined value Video distribution step for inputting moving image data captured by the camera and distributing the moving image data to the display terminal via the wireless network 4) Display step for receiving and displaying the moving image data via the wireless network using the display terminal 5) Moving image Data association for associating data and string identification information Step 6) Using light emission intensity in moving image data as an index Panel evaluation step of evaluating the solar panels
本発明の太陽光発電システムの評価方法における電圧印加ステップは、パルス変調を用いてパルス電圧を印加するものであり、撮像ステップにおける近赤外域ビデオカメラのシャッター速度は、シャッター開放時間がパルス変調のパルス周期の３倍以上になるように調整されることが好ましい。 The voltage application step in the solar power generation system evaluation method of the present invention applies pulse voltage using pulse modulation, and the shutter speed of the near-infrared video camera in the imaging step is that the shutter open time is pulse modulation. It is preferable to adjust so as to be three times or more of the pulse period.
本発明の太陽光発電システムの評価方法において、動画データに基づいて、不具合のある太陽電池パネルを同定するために、太陽電池パネルに対して着脱自在の近赤外光発光／反射マーカを配置するマーカ配置ステップを備えたが好ましい。
本発明の太陽光発電システムの評価方法における上記パネル評価ステップは、発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルとストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように各々の電流値を調整し、調整した電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行う。
In the solar power generation system evaluation method of the present invention, a detachable near-infrared light emission / reflection marker is arranged on the solar cell panel in order to identify the defective solar cell panel based on the moving image data. Preferably, a marker placement step is provided.
In the panel evaluation step in the photovoltaic power generation system evaluation method of the present invention, the current value is adjusted so that the reference solar cell panel serving as the measurement standard of the emission intensity and the evaluation target panel in the string have the same emission intensity. From the reciprocal of the ratio of current density per unit area calculated based on the adjusted current value, the ratio of electroluminescence intensity when the same current value is injected into the reference solar cell and the panel to be evaluated is evaluated. I do.
本発明の評価システムおよび評価方法によれば、可搬性及び利便性を向上し、低コストで太陽光発電システムの検査ができるといった効果がある。 According to the evaluation system and the evaluation method of the present invention, there are effects that the portability and convenience are improved and the photovoltaic power generation system can be inspected at a low cost.
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples and illustrated examples, and many changes and modifications can be made.
図１は、実施例１の太陽光発電システムの評価システムの構成図を示している。
図１に示されるように、メガソーラーシステム１２は、６つのストリング１から成り、ストリング１は、それぞれ分電盤５と接続され、発電時は、ストリング１で発電された電力は分電盤５へと送られる構造である。ストリング１は、１４個の太陽電池パネル１１が直列接続されている。図示しないが、分電盤５には端子台が設けられ、ストリング単位にプラス端子とマイナス端子が存在する。
電圧印加手段である電源装置４は、分電盤５と接続され、太陽電池パネルに順方向のパルス電流を注入し、ストリング１全体を発光させる。具体的には、発光させるストリングに接続されているプラス端子とマイナス端子に、電源装置４のプラス端子とマイナス端子を繋げて、太陽電池パネルに電圧を印加し、順方向に電流を注入する。
カメラ２はストリング１における太陽電池パネルの発光状態を撮像するためのカメラである。カメラ２で撮像された画像データは無線送信手段６により画像表示端末（３ａ，３ｂ）へと送信される。
FIG. 1 illustrates a configuration diagram of an evaluation system for a photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the mega solar system 12 includes six strings 1, and the strings 1 are respectively connected to the distribution board 5, and the electric power generated by the string 1 is generated at the distribution board 5 during power generation. It is a structure sent to. In the string 1, 14 solar cell panels 11 are connected in series. Although not shown, the distribution board 5 is provided with a terminal block, and there are a plus terminal and a minus terminal for each string.
The power supply device 4 which is a voltage application means is connected to the distribution board 5 and injects a forward pulse current into the solar cell panel to cause the entire string 1 to emit light. Specifically, the plus terminal and the minus terminal of the power supply device 4 are connected to the plus terminal and the minus terminal connected to the string to be lit, voltage is applied to the solar cell panel, and current is injected in the forward direction.
The camera 2 is a camera for imaging the light emission state of the solar battery panel in the string 1. The image data captured by the camera 2 is transmitted to the image display terminals (3a, 3b) by the wireless transmission means 6.
まず、本実施例において用いるカメラ２について説明する。
図２は、太陽電池パネルへ電流を注入した際に生じる光の発光強度（ＥＬ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）と波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）との関係を示した図である。これは、多結晶のシリコン半導体製の太陽電池素子を複数備えている太陽電池パネルに対して、順方向に電流を注入したときに生じる光を解析したものである。
図２において、点線はＳｉ−ＣＣＤカメラの感度を示し破線は近赤外域に感度を有するセンサーを用いて測定したＥＬ発光の波長依存性を示している。Ｓｉ−ＣＣＤカメラでＥＬ発光を観測した場合、実線で示される波長域(９００〜１２００ｎｍ)の光が検出でき、撮像されることになる。
電流を注入している状態のストリングの発光を撮像するカメラ２は、波長８００ｎｍ〜１３００ｎｍの近赤外域に感度を有し、かつ、可搬性の高い非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラを用いる。これにより、鮮明な発光画像が得られることになる。
First, the camera 2 used in the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between light emission intensity (EL Intensity) and wavelength (Wavelength) generated when current is injected into the solar cell panel. This is an analysis of light generated when a forward current is injected into a solar cell panel including a plurality of solar cell elements made of a polycrystalline silicon semiconductor.
In FIG. 2, the dotted line shows the sensitivity of the Si-CCD camera, and the broken line shows the wavelength dependence of EL emission measured using a sensor having sensitivity in the near infrared region. When EL light emission is observed with a Si-CCD camera, light in the wavelength region (900 to 1200 nm) indicated by the solid line can be detected and imaged.
A camera 2 for imaging light emission of a string in a state where current is injected is a near-infrared video camera using a non-cooled sensor having a sensitivity in the near-infrared region with a wavelength of 800 nm to 1300 nm and high portability. Is used. Thereby, a clear light emission image is obtained.
図３は、従来の評価システムにおけるカメラと画像表示端末の接続状態を示した図である。
図３に示されるように、従来のＥＬ検査法においては、カメラ２１と画像表示端末３ｃを、ケーブル７を用いて接続している。このような方法では、検査時に画像表示端末の移動が困難であり不便であった。また、複数台の画像表示端末を同時に利用するためにはカメラ２１に台数分の接続端子が必要であり、かかる点でも不便であった。
FIG. 3 is a diagram illustrating a connection state between a camera and an image display terminal in a conventional evaluation system.
As shown in FIG. 3, in the conventional EL inspection method, the camera 21 and the image display terminal 3 c are connected using a cable 7. Such a method is inconvenient because it is difficult to move the image display terminal during the inspection. Further, in order to use a plurality of image display terminals at the same time, the camera 21 requires as many connection terminals as this, which is inconvenient.
図４は、実施例１におけるカメラと画像表示端末の接続状態を示した図を示している。
図４に示されるように、本実施例では、無線６により、カメラ２００と画像表示端末（３ａ，３ｂ）を接続している。無線６を利用することにより、複数台での画像確認が容易である。また、端末を持った状態での移動にも適している。
FIG. 4 is a diagram illustrating a connection state between the camera and the image display terminal according to the first embodiment.
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the camera 200 and the image display terminals (3a, 3b) are connected by the wireless 6. By using the wireless 6, it is easy to confirm images with a plurality of units. It is also suitable for moving with a terminal.
図５は、パルス電流の周期とシャッター開放時間の相関図を示している。図５（１）はシャッター開放時間を示し、シャッター開放時２１ａとシャッター閉鎖時２１ｂの内、シャッター開放時２１ａの長さをシャッター開放時間Ｔ１としている。（２）はパルス電流の周期を示し、電力注入時２２ａと電力注入停止時２２ｂが示されている。電力注入時２２ａと電力注入停止時２２ｂが一対となった時間がパルス周期であり、Ｔ２としている。
図５に示されるように、１回の撮像におけるシャッター開放時間Ｔ１は、パルス周期Ｔ２の３倍以上となっている。これにより、正確な撮像が可能となっている。
FIG. 5 shows a correlation diagram between the period of the pulse current and the shutter opening time. Figure 5 (1) shows the shutter opening time, among the shutter opening time 21a and the shutter closing time 21b, has a length of the shutter opening time 21a and the shutter opening time T 1. (2) indicates the period of the pulse current, and shows a power injection time 22a and a power injection stop time 22b. Time power injected at 22a and power injection stop 22b becomes a pair is pulse period, is set to T 2.
As shown in FIG. 5, the shutter open time T 1 in one imaging is three times the pulse period T 2. Thereby, accurate imaging is possible.
図６は、実施例１の太陽光発電システムの評価方法のフロー図を示している。
図６に示されるように、まず、太陽電池パネルに、パルス変調を用いた電流を順方向に注入する（Ｓ０１）。次に、太陽電池素子から生じた発光の強度及び箇所を、非冷却型センサーを用いた簡易型の近赤外域カメラにより計測する（Ｓ０２）。計測によって得られた発光の強度及び箇所に関するデータを用いて、画像を生成する（Ｓ０３）。近赤外域カメラによって撮像したカメラ画像データを画像表示端末へと伝送する（Ｓ０４）。画像表示端末において受信された画像が表示される（Ｓ０５）。
FIG. 6 shows a flowchart of the evaluation method for the photovoltaic power generation system of the first embodiment.
As shown in FIG. 6, first, a current using pulse modulation is injected into the solar cell panel in the forward direction (S01). Next, the intensity | strength and location of the light emission which arose from the solar cell element are measured with the simple near infrared region camera using an uncooled sensor (S02). An image is generated using data on the intensity and location of light emission obtained by measurement (S03). The camera image data captured by the near-infrared camera is transmitted to the image display terminal (S04). The image received at the image display terminal is displayed (S05).
図７は、実施例１の太陽光発電システムの評価方法の説明図を示している。
図７に示されるように、メガソーラーシステム１２は、６つのストリング（１ａ〜１ｆ）から成り、ストリング（１ａ〜１ｆ）は、それぞれ分電盤５と接続され、発電時は、ストリング１で発電された電力は分電盤５へと送られる構造である。ストリング１は、１４個の太陽電池パネル１１から成る。
ポール２ａの上端部にはカメラ２が設置されており、レンズ部２ｂはストリング１ｅの方向に向けられている。ポール２ａは、地面への固定、移動、高さ調整、角度調整が容易に行える構造である。本実施例では、カメラ２のレンズ部２ｂを、発光させるストリングの方向に向けて撮像しているが、ズームアウトして複数のストリングを同時に撮像しても良い。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an evaluation method for the photovoltaic power generation system according to the first embodiment.
As shown in FIG. 7, the mega solar system 12 is composed of six strings (1a to 1f), and the strings (1a to 1f) are connected to the distribution board 5 respectively. The generated electric power is sent to the distribution board 5. The string 1 is composed of 14 solar cell panels 11.
A camera 2 is installed at the upper end of the pole 2a, and the lens portion 2b is oriented in the direction of the string 1e. The pole 2a has a structure that can be easily fixed to the ground, moved, adjusted in height, and adjusted in angle. In this embodiment, the lens 2b of the camera 2 is imaged in the direction of the string to be emitted, but a plurality of strings may be simultaneously imaged by zooming out.
図８は、実施例１の太陽光発電システムの評価システムにより撮像された画像イメージ図を示している。図８に示されるように、ストリング１ｅにのみ電圧を印加し、電流を注入しているので、メガソーラーシステム１２の内、ストリング１ｅの太陽電池パネル１１のみが発光している。 FIG. 8 illustrates an image image captured by the evaluation system for the photovoltaic power generation system according to the first embodiment. As shown in FIG. 8, since a voltage is applied only to the string 1e and a current is injected, only the solar cell panel 11 of the string 1e in the mega solar system 12 emits light.
図９は、実施例１の太陽光発電システムの評価システムにより撮像された画像データの拡大図を示し、（１）は欠陥が存在しないパネル、（２）欠陥が存在するパネルを示している。図９（１）に示されるように、太陽電池パネル１１ａは欠陥が存在しない正常な太陽電池パネルであり、部位８ａのように均一に発光している。これに対し、図９（２）に示される太陽電池パネル１１ｂは、部位（８ｂ，８ｃ）のように不均一に暗くなっている箇所が存在しており、欠陥が存在するパネルであるといえる。 FIG. 9 shows an enlarged view of image data captured by the evaluation system of the photovoltaic power generation system of Example 1, where (1) shows a panel without a defect and (2) a panel with a defect. As shown in FIG. 9 (1), the solar cell panel 11a is a normal solar cell panel having no defects, and emits light uniformly like the portion 8a. On the other hand, the solar cell panel 11b shown in FIG. 9 (2) has a nonuniformly dark spot such as the parts (8b, 8c), and can be said to be a panel with defects. .
図１０は、実施例１において撮像後にマーカを配置した図を示している。図１０に示されるように、撮像が終わったストリング１ｅに星型のマーカ（９ａ，９ｂ）を配置している。これは、不具合箇所を同定するためのものであり、マーカ９ａのように太陽電池パネル１１の上に配置しても良いし、マーカ９ｂのように太陽電池パネル１１同士の間に配置しても良い。例えば、不具合箇所が１箇所であれば、その太陽電池パネル１１にマーカを配置すればよいし、隣り合う２つの太陽電池パネル１１に不具合がある場合にはそれらの間に配置することで、同定が容易になる。
マーカの形状は、星形に限られず、円形その他の幾何学的形状であっても良い。マーカ（９ａ，９ｂ）は反射体であり、赤外線を照射すると発光する性質を有している。そこで、ポール１０ａの上端に設けられた赤外線照明１０によってストリング１ｅに赤外線を照射し、マーカ（９ａ，９ｂ）の存在をカメラ２で撮像することができる。ポール１０ａは、地面への固定、移動、高さ調整、角度調整が容易に行える構造である。また、赤外線の照射は特定のストリングに向けて行っても良いし、複数のストリングに向けて行っても良い。また、自発光のマーカでも同様にパネル同定が行えるので良い。
FIG. 10 shows a diagram in which markers are arranged after imaging in the first embodiment. As shown in FIG. 10, the star-shaped markers (9a, 9b) are arranged on the string 1e after imaging. This is for identifying a defective part, and may be arranged on the solar cell panel 11 like the marker 9a, or may be arranged between the solar cell panels 11 like the marker 9b. good. For example, if there is only one defective portion, a marker may be disposed on the solar cell panel 11, and if there are defects in two adjacent solar cell panels 11, identification is performed by arranging them between them. Becomes easier.
The shape of the marker is not limited to a star shape, and may be a circular shape or other geometric shapes. The markers (9a, 9b) are reflectors and have the property of emitting light when irradiated with infrared rays. Therefore, the infrared rays 10 provided at the upper end of the pole 10a can irradiate the string 1e with infrared rays, and the presence of the markers (9a, 9b) can be imaged by the camera 2. The pole 10a has a structure that can be easily fixed to the ground, moved, adjusted in height, and adjusted in angle. Further, infrared irradiation may be performed toward a specific string or may be performed toward a plurality of strings. In addition, panel identification can be similarly performed with a self-light emitting marker.
図１１は、実施例１のマーカを配置した状態で撮像された画像イメージ図を示している。図１１に示されるように、図９の場合と異なり、ストリング１ｅにはマーカ（９ａ，９ｂ）が配置され、赤外線照明１０より照射された赤外線を反射することで、ストリング１ｅにおける各太陽電池パネル１１の位置確認が容易になっていることが分かる。 FIG. 11 illustrates an image image captured in a state where the markers of the first embodiment are arranged. As shown in FIG. 11, unlike the case of FIG. 9, the markers (9a, 9b) are arranged on the string 1e, and each solar cell panel in the string 1e is reflected by reflecting the infrared rays emitted from the infrared illumination 10. It can be seen that the position confirmation of 11 is easy.
図１２は、基準太陽電池パネルを用いた太陽光発電システムの評価方法の説明図を示している。
図１２に示されるように、太陽電池パネル１１の表面には基準太陽電池パネル１３が配置されている。太陽電池パネル１１と分電盤５はケーブル７で接続されており、分電盤５と電源装置４もケーブル７で接続されている。これにより、太陽電池パネル１１に電流を注入することが可能である。電源装置４１は、ケーブル（７ａ，７ｂ）でそれぞれ基準太陽電池パネル１３のプラス端子とマイナスの端子に接続されている。これにより、太陽電池パネル１１とは別に、基準太陽電池パネル１３に電流を注入することが可能である。電源装置を別に設けるのは、太陽電池パネル１１と基準太陽電池パネル１３の電流値をそれぞれ調整できるようにするためである。
基準太陽電池パネル１３は、太陽電池パネル１１の表面に配置されているため、カメラ２でまとめて撮像することが可能であり、また、同時に電流を注入したときの発光強度の差も容易に判別できる。但し、同じカメラで一度に撮像して発光強度の差を判別することができるのであれば、基準太陽電池パネル１３は、太陽電池パネル１１に隣接して配置、或は、離して配置しても良い。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a method for evaluating a solar power generation system using a reference solar cell panel.
As shown in FIG. 12, a reference solar cell panel 13 is disposed on the surface of the solar cell panel 11. The solar cell panel 11 and the distribution board 5 are connected by a cable 7, and the distribution board 5 and the power supply device 4 are also connected by a cable 7. Thereby, it is possible to inject current into the solar cell panel 11. The power supply device 41 is connected to a plus terminal and a minus terminal of the reference solar cell panel 13 by cables (7a, 7b), respectively. Thereby, it is possible to inject an electric current into the reference solar cell panel 13 separately from the solar cell panel 11. The reason why the power supply device is provided separately is to allow the current values of the solar cell panel 11 and the reference solar cell panel 13 to be adjusted.
Since the reference solar cell panel 13 is disposed on the surface of the solar cell panel 11, it is possible to capture images with the camera 2 and to easily determine the difference in emission intensity when current is injected at the same time. it can. However, the reference solar cell panel 13 may be disposed adjacent to or separated from the solar cell panel 11 as long as the difference in emission intensity can be determined by imaging with the same camera at one time. good.
評価対象の太陽電池パネル１１を評価する方法として、基準太陽電池１３を用いてＥＬ発光強度を比較測定する方法について説明する。
先ず、基準太陽電池パネル１３と評価測定対象の太陽電池パネル１１に対して、別々の電源装置（４，４１）から電流を注入する。そして、カメラ２で撮像した画面上で、同じ明るさになるようにそれぞれの電流値を調整する。次に、基準太陽電池パネル１３と太陽電池パネル１１が同じ明るさになるようにした時の電流値の比から、単位面積あたりの電流密度の比を算出する。単位面積あたりの電流密度の比の逆数が、同じ電流値を基準太陽電池パネル１３と太陽電池パネル１１に注入した時のＥＬ発光強度の比となる。このＥＬ発光強度の比から、太陽電池パネル１１を評価することができる。
同一設定で撮像して、同じＥＬ発光強度になる電流注入条件を求めていることから、カメラの撮像条件（例えば、露光時間、絞り、感度など）や画像取得ソフト上の条件（コントラスト、明るさなど）に影響されないといった利点がある。
なお、基準太陽電池パネル１３の開放端電圧を基にして、評価測定対象の太陽電池パネル１１の開放端電圧を導出することも可能である。
As a method for evaluating the solar cell panel 11 to be evaluated, a method for comparatively measuring EL emission intensity using the reference solar cell 13 will be described.
First, current is injected from the separate power supply devices (4, 41) to the reference solar cell panel 13 and the solar cell panel 11 to be evaluated and measured. Then, each current value is adjusted so that the same brightness is obtained on the screen imaged by the camera 2. Next, the ratio of the current density per unit area is calculated from the ratio of the current values when the reference solar cell panel 13 and the solar cell panel 11 have the same brightness. The reciprocal of the ratio of the current density per unit area is the ratio of EL emission intensity when the same current value is injected into the reference solar cell panel 13 and the solar cell panel 11. The solar cell panel 11 can be evaluated from the ratio of the EL emission intensity.
Since the current injection conditions for obtaining the same EL emission intensity are obtained by imaging with the same settings, the camera imaging conditions (for example, exposure time, aperture, sensitivity, etc.) and image acquisition software conditions (contrast, brightness) Etc.).
It is also possible to derive the open end voltage of the solar cell panel 11 to be evaluated and measured based on the open end voltage of the reference solar cell panel 13.
図１３は、実施例２の太陽光発電システムの評価方法の説明図を示している。
図１３に示されるように、本実施例では、実施例１と異なり基準太陽電池パネル１３と電源装置４１が設けられ、基準太陽電池パネル１３と電源装置４１はケーブル７によって接続されている。基準太陽電池パネル１３は太陽電池パネル１１の表面に配置されている。
ストリング１ｅに電流を注入する際に、同時に、電源装置４１を用いて基準太陽電池パネル１３に電流を注入すると、それぞれの発光強度の差をカメラ２で撮像することができる。
撮像した画像を元に、発光強度の差を判別するために基準太陽電池パネル１３の位置を変更しても良い。また、不具合があると思われる太陽電池パネル１１の電流値を測定するため、電源装置（４，４１）を操作して電流値を調整し、発光強度を一定にすることで、電流値の差を測定することもできる。
FIG. 13 is an explanatory diagram of an evaluation method for the photovoltaic power generation system according to the second embodiment.
As shown in FIG. 13, in this embodiment, unlike the first embodiment, a reference solar cell panel 13 and a power supply device 41 are provided, and the reference solar cell panel 13 and the power supply device 41 are connected by a cable 7. The reference solar cell panel 13 is disposed on the surface of the solar cell panel 11.
When injecting a current into the string 1e, simultaneously, when a current is injected into the reference solar cell panel 13 using the power supply device 41, the difference in emission intensity can be imaged by the camera 2.
Based on the captured image, the position of the reference solar cell panel 13 may be changed in order to determine the difference in emission intensity. Moreover, in order to measure the current value of the solar cell panel 11 which seems to be defective, the power supply device (4, 41) is operated to adjust the current value, and the light emission intensity is made constant, so that the current value difference Can also be measured.
本発明は、家庭用からメガソーラーシステムに至るまで、幅広い太陽光発電システムにおける、設置前、設置時又は設置後の検査に有用である。 The present invention is useful for inspection before installation, at the time of installation, or after installation in a wide range of photovoltaic power generation systems ranging from household use to mega solar systems.
１ ストリング
２，２００ カメラ
２ａ ポール
２ｂ レンズ部
３ａ，３ｂ，３ｃ 画像表示端末
４，４１ 電源装置
５ 分電盤
６ 無線ネットワーク
７ ケーブル
８ａ，８ｂ，８ｃ 部位
９ａ，９ｂ マーカ
１０ 赤外線照明器
１０ａ ポール
１１，１１ａ，１１ｂ 太陽電池パネル
１２ メガソーラーシステム
１３ 基準太陽電池パネル
２１ａ シャッター開放時
２１ｂ シャッター閉鎖時
２２ａ 電力注入時
２２ｂ 電力注入停止時
Ｔ 時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 String 2,200 Camera 2a Pole 2b Lens part 3a, 3b, 3c Image display terminal 4,41 Power supply device 5 Distribution board 6 Wireless network 7 Cable 8a, 8b, 8c Site 9a, 9b Marker 10 Infrared illuminator 10a Pole 11 , 11a, 11b Solar panel 12 Mega solar system 13 Reference solar panel 21a When the shutter is opened 21b When the shutter is closed 22a When power is injected 22b When power is stopped T time
Claims (9)
１）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加手段と、
２）電流を注入している状態の前記ストリングの発光を撮像するビデオカメラであって、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラと、
３）前記近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に当該動画データを配信するモニターユニットと、
４）無線ネットワークを介して前記動画データを受信し表示する前記表示端末と、
５）前記動画データと前記ストリングの識別情報を関連付けする手段、
６）前記動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価手段、
を備え、
ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、前記近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くして当該ストリングの発光画像を撮像し、発光画像から当該ストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価することを特徴とする太陽光発電システムの評価システム。 An evaluation system for a photovoltaic power generation system using electroluminescence,
1) Voltage application means for applying a DC voltage or applying pulse voltage using pulse modulation for applying a voltage and injecting a current in the forward direction in a string unit in which a plurality of solar cell panels are connected in series;
2) A near-infrared video camera using an uncooled sensor having a sensitivity in the near-infrared region, which is a video camera for imaging light emission of the string in a state where current is injected,
3) a monitor unit that inputs moving image data captured by the near-infrared video camera and distributes the moving image data to a display terminal via a wireless network;
4) the display terminal for receiving and displaying the video data via a wireless network;
5) means for associating the moving image data with the identification information of the string;
6) Panel evaluation means for evaluating the solar cell panel using the light emission intensity in the moving image data as an index,
With
A current is injected in the forward direction in string units, the solar cell panel is caused to emit light in string units, the shutter speed of the near-infrared video camera is made slower than a predetermined value, and a luminescence image of the string is captured. An evaluation system for a photovoltaic power generation system, characterized by evaluating individual solar battery panels constituting a string.
発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルと、
当該基準太陽電池パネルに電圧を印加し順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の基準パネル電圧印加手段を備え、
前記基準太陽電池パネルと前記ストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように調整された各々の電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を前記基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の太陽光発電システムの評価システム。 The panel evaluation means includes
A standard solar cell panel that is a standard for measuring the emission intensity;
A reference panel voltage application means for applying a voltage to the reference solar cell panel and applying a DC voltage or pulse voltage using pulse modulation to inject current in the forward direction;
The same current value from the reciprocal of the ratio of current density per unit area calculated based on each current value adjusted so that the reference solar cell panel and the evaluation target panel in the string have the same light emission intensity 5. The evaluation system for a photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the evaluation is performed by determining the ratio of the electroluminescence intensity when the is injected into the reference solar cell and the evaluation target panel.
１）太陽電池パネルが複数直列接続されたストリング単位に、電圧を印加して順方向に電流を注入するための直流電圧印加もしくはパルス変調を用いたパルス電圧印加の電圧印加ステップと、
２）電流を注入している状態の前記ストリングの発光を、近赤外領域に感度を有する非冷却型センサーを用いた近赤外域ビデオカメラのシャッター速度を所定値より遅くして撮像する撮像ステップと、
３）前記近赤外域ビデオカメラによって撮像した動画データを入力し、無線ネットワークを介して表示端末に当該動画データを配信する動画配信ステップと、
４）前記表示端末を用いて無線ネットワークを介して前記動画データを受信し表示する表示ステップと、
５）前記動画データと前記ストリングの識別情報を関連付けするデータ関連付けステップと、
６）前記動画データにおける発光強度を指標として、太陽電池パネルを評価するパネル評価ステップ、
から成り、
ストリング単位に電流を順方向に注入し、ストリング単位に太陽電池パネルを発光させ、前記近赤外域ビデオカメラで当該ストリングの発光画像を撮像し、発光画像から当該ストリングを構成する個々の太陽電池パネルを評価することを特徴とする太陽光発電システムの評価方法。 A method for evaluating a photovoltaic power generation system using electroluminescence,
1) A voltage application step of applying a DC voltage or applying a pulse voltage using pulse modulation for applying a voltage and injecting a current in a forward direction to a string unit in which a plurality of solar cell panels are connected in series;
2) An imaging step in which the light emission of the string in a state where current is injected is imaged by making the shutter speed of a near-infrared video camera using a non-cooling type sensor having sensitivity in the near-infrared region slower than a predetermined value. When,
3) A moving image distribution step of inputting moving image data captured by the near-infrared video camera and distributing the moving image data to a display terminal via a wireless network;
4) a display step of receiving and displaying the moving image data via a wireless network using the display terminal;
5) a data association step for associating the moving image data with the identification information of the string;
6) A panel evaluation step for evaluating a solar cell panel using the light emission intensity in the moving image data as an index,
Consisting of
An electric current is injected into the string unit in the forward direction, the solar cell panel is caused to emit light in the string unit, an emission image of the string is captured by the near-infrared video camera, and the individual solar cell panels constituting the string from the emission image A method for evaluating a photovoltaic power generation system, characterized by
前記撮像ステップにおける近赤外域ビデオカメラのシャッター速度が、シャッター開放時間がパルス変調のパルス周期の３倍以上になるように調整されることを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電システムの評価方法。 In the voltage application step, when applying a pulse voltage using pulse modulation,
7. The photovoltaic power generation system according to claim 6, wherein the shutter speed of the near-infrared video camera in the imaging step is adjusted so that the shutter opening time is at least three times the pulse period of pulse modulation. Evaluation method.
発光強度の測定基準となる基準太陽電池パネルと前記ストリング内の評価対象パネルが、同じ発光強度となるように各々の電流値を調整し、調整した電流値に基づいて算定される単位面積あたりの電流密度の比の逆数から、同じ電流値を前記基準太陽電池と評価対象パネルに注入した時のエレクトロルミネッセンス強度の比を判定して評価を行うことを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の太陽光発電システムの評価方法。
The panel evaluation step includes
The current value is adjusted so that the reference solar cell panel that is the measurement standard of the light emission intensity and the panel to be evaluated in the string have the same light emission intensity, and the unit per unit area calculated based on the adjusted current value The evaluation is performed by determining the ratio of the electroluminescence intensity when the same current value is injected into the reference solar cell and the panel to be evaluated from the reciprocal of the ratio of the current density. The evaluation method of the photovoltaic power generation system described in 1.
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