本發(fā)明涉及一種對(duì)太陽能電池中所使用的旁路二極管執(zhí)行檢查的太陽能電池檢查裝置及太陽能電池檢查方法。

背景技術(shù)：

作為這種太陽能電池檢查裝置的一例，已知有下列專利文獻(xiàn)1所公開的太陽能電池檢查裝置(功率調(diào)節(jié)器)。該太陽能電池檢查裝置和太陽能電池陣列連接，包含以下部分構(gòu)成：電流傳感器，其檢測(cè)流過太陽能電池陣列的電流的電流值，并輸出檢測(cè)值；電壓傳感器，其檢測(cè)太陽能電池陣列的兩端子之間的電壓，并輸出檢測(cè)值；輸入電容器；MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率點(diǎn)跟蹤)控制部，其基于電流傳感器及電壓傳感器的檢測(cè)值，進(jìn)行MPPT控制，跟蹤太陽能電池陣列的輸出功率達(dá)到最大的點(diǎn)；DC-AC逆變器，其用于將從太陽能電池陣列輸出的直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，并向負(fù)載輸出；AC-DC變換器，其將來自商用電源的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流；2個(gè)開關(guān)，其用于在發(fā)電時(shí)和診斷時(shí)對(duì)布線進(jìn)行切換；CPU，其控制太陽能電池陣列及太陽能電池陣列的旁路二極管的診斷處理；以及存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)各種信息。

這種情況下，輸入電容器不僅作為發(fā)電時(shí)的輸入電容器發(fā)揮功能，在診斷時(shí)，還能夠應(yīng)用其放電特性，以獲取太陽能電池陣列的I-V特性以及旁路二極管的I-V特性。此外，電流傳感器及電壓傳感器不僅具有對(duì)MPPT控制中所使用的電流及電壓進(jìn)行檢測(cè)的功能，在診斷時(shí)還能夠用作傳感器，對(duì)用于獲取太陽能電池陣列的I-V特性的電流及電壓進(jìn)行檢測(cè)。

該專利文獻(xiàn)1中所公開的太陽能電池檢查裝置在太陽能發(fā)電系統(tǒng)不發(fā)電的時(shí)間段中，在預(yù)先設(shè)定的診斷時(shí)間，使連接到發(fā)電用布線側(cè)的一個(gè)開關(guān)位于中立位置，斷開太陽能電池陣列和太陽能電池檢查裝置(功率調(diào)節(jié)器)的連接，將連接到DC-AC逆變器側(cè)的另一個(gè)開關(guān)切換到AC-DC變換器側(cè)。繼而，利用AC-DC變換器將來自商用電源的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流，利用該直流電流對(duì)輸入電容器充電。在進(jìn)行該充電時(shí)，尤其是要獲取旁路二極管的I-V特性時(shí)，以放電時(shí)向旁路二極管的正向放電的方式進(jìn)行充電。充電完畢后，使另一個(gè)開關(guān)位于中立位置，斷開輸入電容器和AC-DC變換器的連接。

接著，將作為檢查對(duì)象的、包含旁路二極管在內(nèi)的太陽能電池串從發(fā)電用布線側(cè)切換到診斷用布線側(cè)。然后，將一個(gè)開關(guān)連接到診斷用布線側(cè)，使被充電的輸入電容器放電。繼而，通過電流傳感器及電壓傳感器獲取該放電時(shí)的電流值及電壓值，并根據(jù)所獲取的電流值及電壓值，對(duì)作為檢查對(duì)象的太陽能電池串的I-V特性進(jìn)行測(cè)量。這種情況下，使輸入電容器放電時(shí)的電流是沿旁路二極管的正向流動(dòng)的電流，因此，太陽能電池串中所包含的旁路二極管全部正常時(shí)的I-V特性、與太陽能電池串中所包含的旁路二極管中的某一個(gè)成為開路狀態(tài)而發(fā)生故障時(shí)的I-V特性不同。

因此，根據(jù)該專利文獻(xiàn)1所公開的太陽能電池檢查裝置，作為存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的各種信息之一，事先存儲(chǔ)旁路二極管全部正常時(shí)的I-V特性，通過比較存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的該正常時(shí)的I-V特性和所測(cè)量的I-V特性，從而能夠判斷旁路二極管中的某一個(gè)是否成為開路狀態(tài)而發(fā)生故障。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2011-66320號(hào)公報(bào)(第7-9頁、圖3)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

然而，上述太陽能電池檢查裝置存在下列需要解決的問題。即，該太陽能電池檢查裝置存在只能在太陽能電池不發(fā)電時(shí)(或者發(fā)電量極少時(shí))進(jìn)行診斷的問題。

本發(fā)明是用于解決相關(guān)問題而完成的，其主要目的在于提供一種即使太陽能電池處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)仍然能夠檢查太陽能電池的太陽能電池檢查裝置。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，權(quán)利要求1所述的太陽能電池檢查裝置是對(duì)具有太陽能電池及旁路二極管的多個(gè)太陽能電池模塊串聯(lián)連接而構(gòu)成的太陽能電池串中的所述旁路二極管有無開路故障進(jìn)行檢查的太陽能電池檢查裝置，包括：?jiǎn)蜗蛐栽?，其以在所述太陽能電池處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)容許從所述太陽能電池串輸出的輸出電流通過的極性，連接在該太陽能電池串的正極及負(fù)極之間；電壓施加部，其能夠在連接有所述單向性元件的所述太陽能電池串的所述正極及所述負(fù)極之間施加電壓值高于多個(gè)所述旁路二極管的正向電壓總和的測(cè)試電壓，該測(cè)試電壓是以該正極電位為基準(zhǔn)、該負(fù)極電位為高電位的電壓；電流檢測(cè)部，其對(duì)流過所述太陽能電池串的電流進(jìn)行檢測(cè)；以及處理部，其在所述太陽能電池串的所述正極及所述負(fù)極之間連接有所述單向性元件的狀態(tài)下，比較所述電流檢測(cè)部檢測(cè)出的、所述測(cè)試電壓施加前后的所述電流，從而檢查有無所述開路故障。

權(quán)利要求2所述的太陽能電池檢查裝置是在權(quán)利要求1所述的太陽能電池檢查裝置中，所述電壓施加部包括電容器及限流電阻的串聯(lián)電路、電源以及切換部，所述切換部對(duì)所述串聯(lián)電路連接到所述電源的充電連接狀態(tài)和所述串聯(lián)電路連接在所述太陽能電池串的所述正極及所述負(fù)極之間的 放電連接狀態(tài)進(jìn)行切換，要切換為所述充電連接狀態(tài)時(shí)，控制所述切換部，使所述電源連接到所述串聯(lián)電路，利用從該電源輸出的直流電壓，對(duì)所述電容器充電；要切換為所述放電連接狀態(tài)時(shí)，控制所述切換部，使所述串聯(lián)電路連接在所述太陽能電池串的所述正極及所述負(fù)極之間，將在所述充電連接狀態(tài)下被充電的所述電容器的充電電壓作為所述測(cè)試電壓，施加到該正極及該負(fù)極之間。

權(quán)利要求3所述的太陽能電池檢查裝置是在權(quán)利要求2所述的太陽能電池檢查裝置中，所述處理部對(duì)所述電壓施加部執(zhí)行控制，使該充電電壓緩慢上升并作為所述測(cè)試電壓進(jìn)行施加直到所述充電電壓達(dá)到預(yù)先規(guī)定的上限電壓值為止。

權(quán)利要求4所述的太陽能電池檢查方法是對(duì)具有太陽能電池及旁路二極管的多個(gè)太陽能電池模塊串聯(lián)連接而構(gòu)成的太陽能電池串中的所述旁路二極管有無開路故障進(jìn)行檢查的太陽能電池檢查方法，以在所述太陽能電池處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)容許從所述太陽能電池串輸出的輸出電流通過的極性，將單向性元件連接在該太陽能電池串的正極及負(fù)極之間，在此狀態(tài)下，對(duì)流過所述太陽能電池串的電流進(jìn)行檢測(cè)，并在連接有所述單向性元件的所述太陽能電池串的所述正極及所述負(fù)極之間施加電壓值高于多個(gè)所述旁路二極管的正向電壓總和的測(cè)試電壓，該測(cè)試電壓是以該正極電位為基準(zhǔn)、該負(fù)極電位為高電位的電壓，比較所述電流檢測(cè)部檢測(cè)出的、所述測(cè)試電壓施加前后的所述電流，從而檢查有無所述開路故障。

發(fā)明效果

根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池檢查裝置及權(quán)利要求4所述的太陽能電池檢查方法，對(duì)通過單向性元件而短路的太陽能電池串的正極及負(fù)極之間施加電壓值高于旁路二極管的正向電壓總和的測(cè)試電壓，該測(cè)試電壓是以正極電位為基準(zhǔn)、負(fù)極電位為高電位的電壓，比較電流檢測(cè)部檢測(cè)出的、該測(cè)試電壓施加前后的電流，從而檢查旁路二極管有無開路故障。

因此，根據(jù)該太陽能電池檢查裝置及該太陽能電池檢查方法，在太陽能電池串處于發(fā)電狀態(tài)下，即使其開路電壓為極高的電壓，也可以利用單向性元件使其短路，從而只需使用于使太陽能電池串內(nèi)的多個(gè)旁路二極管轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的測(cè)試電壓成為高出這些旁路二極管正向電壓總和一些的較低電壓(和上述開路電壓相比，為極低的電壓)即可。因此，即使太陽能電池串處于發(fā)電狀態(tài)，也能夠可靠且容易地檢查旁路二極管有無開路故障。

根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池檢查裝置，無需使用雙極電源之類的昂貴電源，通過電容器及限流電阻的串聯(lián)電路、電源(單極電源)及切換部(例如開關(guān))便能簡(jiǎn)易地構(gòu)成電壓施加部，從而能夠低成本地制造太陽能電池檢查裝置。

根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池檢查裝置，由于可以使由電壓施加部施加給太陽能電池串的測(cè)試電壓緩慢地上升，因此，例如比較電流檢測(cè)部檢測(cè)出的、該測(cè)試電壓施加前后的電流，在檢測(cè)出旁路二極管正常的時(shí)間點(diǎn)，中止施加測(cè)試電壓，從而能夠預(yù)防測(cè)試電壓施加過度造成旁路二極管故障等事態(tài)的發(fā)生。

附圖說明

圖1是太陽能電池檢查裝置1及太陽能電池串12的各結(jié)構(gòu)圖。

圖2是太陽能電池陣列11及接線盒13的各結(jié)構(gòu)圖。

圖3是用于說明太陽能電池檢查裝置1的動(dòng)作及太陽能電池檢查方法的流程圖。

圖4是用于說明太陽能電池檢查裝置1的動(dòng)作及太陽能電池檢查方法的波形圖(旁路二極管24正常時(shí)的波形圖)。

圖5是用于說明太陽能電池檢查裝置1的動(dòng)作及太陽能電池檢查方法 的波形圖(某一個(gè)旁路二極管24發(fā)生開路故障時(shí)的波形圖)。

圖6是配置限流電路7時(shí)的太陽能電池檢查裝置1的部分結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說明太陽能電池檢查裝置及太陽能電池檢查方法的實(shí)施方式。

首先，參照附圖說明太陽能電池檢查裝置的結(jié)構(gòu)。

首先，針對(duì)圖1所示作為太陽能電池檢查裝置的太陽能電池檢查裝置1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

太陽能電池檢查裝置1包括單向性元件(例如二極管、連接有二極管的晶體管等。本例中作為一例，為二極管)2、電壓施加部3、電流檢測(cè)部4、開關(guān)5及處理部6，以后述太陽能電池串12為檢查對(duì)象，對(duì)配設(shè)于其中的旁路二極管24檢查有無開路故障。

這里，在對(duì)太陽能電池檢查裝置1的各構(gòu)成要素進(jìn)行具體說明之前，先對(duì)太陽能電池串12的概要進(jìn)行說明。太陽能電池串12是例如大廈、住宅等建筑物中所設(shè)置的、圖2所示的太陽能電池陣列11的構(gòu)成單位，多個(gè)太陽能電池串12構(gòu)成1個(gè)太陽能電池陣列11。此外，多個(gè)太陽能電池串12例如在接線盒13內(nèi)，經(jīng)由阻塞二極管14并聯(lián)連接。另外，各太陽能電池串12能夠通過配設(shè)在接線盒13內(nèi)的開關(guān)15，與其他太陽能電池串12斷開連接，或者恢復(fù)為并聯(lián)連接狀態(tài)。

此外，如圖1、2所示，太陽能電池串12由多個(gè)太陽能電池模塊21串聯(lián)連接而構(gòu)成，進(jìn)而，各太陽能電池模塊21由多個(gè)群組22串聯(lián)連接而構(gòu)成。另外，各群組22包括串聯(lián)連接的多個(gè)太陽能電池單元(太陽能電池) 23和連接在該串聯(lián)連接的多個(gè)太陽能電池單元23中的整體輸出端子之間(群組22的輸出端子之間)的旁路二極管24而構(gòu)成。旁路二極管24的陰極端子連接到多個(gè)太陽能電池單元23中的整體正側(cè)輸出端子，陽極端子連接到負(fù)側(cè)輸出端子。

通過該結(jié)構(gòu)，在構(gòu)成1個(gè)群組22的、串聯(lián)連接的多個(gè)太陽能電池單元23內(nèi)，發(fā)生電流(直流電流)難以從負(fù)側(cè)輸出端子流向正側(cè)輸出端子的狀況(例如，進(jìn)入樹蔭下等狀況)時(shí)，旁路二極管24通過使從其他群組22流入的電流旁路，從而使來自太陽能電池串12的電流(直流電流)繼續(xù)輸出。

接著，分別對(duì)太陽能電池檢查裝置1的各構(gòu)成要素進(jìn)行說明。如圖1所示，二極管2以在太陽能電池單元23處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)容許從太陽能電池串12輸出的輸出電流Io通過的極性(相對(duì)于輸出電流Io為正向的極性)，連接在太陽能電池串12的正極P1及負(fù)極P2之間。在本例中，作為一例，二極管2和電流檢測(cè)部4及開關(guān)5串聯(lián)連接，由這些構(gòu)件構(gòu)成的串聯(lián)電路經(jīng)由探針PL1、PL2等，連接在太陽能電池串12的正極P1及負(fù)極P2之間。檢測(cè)輸出電流Io的電流檢測(cè)部4的基本結(jié)構(gòu)和常規(guī)電流表相同，因此，理想的狀態(tài)是內(nèi)部電阻非常接近零歐姆。因此，在開關(guān)5轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時(shí)，二極管2使太陽能電池串12短路。

電壓施加部3構(gòu)成為，能夠?qū)ΧO管2的兩端子之間施加測(cè)試電壓Vtst，該測(cè)試電壓Vtst以二極管2的陽極端子的電位為基準(zhǔn)，陰極端子為高電位。通過該結(jié)構(gòu)，在太陽能電池檢查裝置1連接到太陽能電池串12，利用太陽能電池檢查裝置1的二極管2(具體為，二極管2、電流檢測(cè)部4及開關(guān)5的串聯(lián)電路)使太陽能電池串12短路時(shí)，電壓施加部3能夠?qū)μ柲茈姵卮?2的正極P1及負(fù)極P2之間施加測(cè)試電壓Vtst，該測(cè)試電壓Vtst以正極P1的電位為基準(zhǔn)，負(fù)極P2為高電位。

此外，在本例中，電壓施加部3構(gòu)成為，至少能夠輸出電壓值在初始電壓值Vini到上限電壓值Vmax范圍內(nèi)的測(cè)試電壓Vtst。這種情況下，將假定為檢查對(duì)象的各種太陽能電池串12內(nèi)所配設(shè)的旁路二極管24的正向電壓設(shè)為Vf，將各種太陽能電池串12中旁路二極管24的數(shù)量最少的太陽能電池串12中的旁路二極管24的個(gè)數(shù)設(shè)為n1個(gè)時(shí)，初始電壓值Vini是高出如下所述電壓值一些的電壓值，即串聯(lián)連接的該個(gè)數(shù)n1的旁路二極管24的正向電壓Vf總和(電壓值：n1×Vf)加上后述限流電阻32中的電壓降的量所得到的電壓值(也就是說，能夠使該個(gè)數(shù)n1的旁路二極管24同時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的電壓值)。此外，將旁路二極管24數(shù)量最多的太陽能電池串12中的旁路二極管24的個(gè)數(shù)設(shè)為n2個(gè)時(shí)，上限電壓值Vmax是使用該個(gè)數(shù)n2的旁路二極管24的正向電壓Vf總和(電壓值：n2×Vf)而計(jì)算出的電壓值。

具體而言，如圖1所示，作為一例，電壓施加部3包括：電容器31及限流電阻(將電容器31放電時(shí)流過的電流限制為大致電流值的電阻)32的串聯(lián)電路SC；電源(直流電源)33；以及作為切換部的一對(duì)開關(guān)34、35(單刀雙擲開關(guān))。這種情況下，作為一例，在開關(guān)34、35的各c觸點(diǎn)之間連接有串聯(lián)電路SC，電源33的負(fù)極連接到開關(guān)34的a觸點(diǎn)，電源33的正極連接到開關(guān)35的a觸點(diǎn)。此外，二極管2的陽極端子連接到開關(guān)34的b觸點(diǎn)(作為電壓施加部3的輸出端子發(fā)揮功能的部位)，二極管2的陰極端子連接到開關(guān)35的b觸點(diǎn)(作為電壓施加部3的輸出端子發(fā)揮功能的部位)。另外，開關(guān)34、35還可以由例如繼電器等有觸點(diǎn)開關(guān)構(gòu)成，為了避免關(guān)斷、導(dǎo)通時(shí)發(fā)生顫動(dòng)，還可由晶體管或晶閘管等半導(dǎo)體開關(guān)(無觸點(diǎn)開關(guān))構(gòu)成。

電源33由例如可調(diào)電壓電源(單極電源)構(gòu)成，由處理部6進(jìn)行控制，從而按照處理部6所設(shè)定的電壓值輸出直流電壓V1。此外，利用處理部6控制各開關(guān)34、35，因此，各開關(guān)34、35能夠選擇性地切換為c觸點(diǎn)和a觸點(diǎn)相連接的連接狀態(tài)(充電連接狀態(tài))以及c觸點(diǎn)和b觸點(diǎn)相連接的連 接狀態(tài)(放電連接狀態(tài))中的一個(gè)連接狀態(tài)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用處理部6控制各開關(guān)34、35使其切換為充電連接狀態(tài)時(shí)，電壓施加部3對(duì)構(gòu)成串聯(lián)電路SC的電容器31充電，根據(jù)從電源33輸出的直流電壓V1，充電為與該直流電壓V1的電壓值(該電壓值也用符號(hào)V1表示，以下，稱為電壓值V1)相同的電壓值V1。此外，在該狀態(tài)下，利用處理部6控制各開關(guān)34、35使其切換為放電連接狀態(tài)時(shí)，電壓施加部3將充入到電容器31的直流電壓V1作為測(cè)試電壓Vtst，以上述極性施加到二極管2之間(也就是說，開關(guān)5為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過二極管2而短路的太陽能電池串12之間)。另外，關(guān)于電源33，如上所述，只需供應(yīng)對(duì)電容器31充電的電力即可，因此，還能組合例如干電池和升壓電路，簡(jiǎn)易地構(gòu)成電源33。

如上所述，電流檢測(cè)部4在和二極管2及開關(guān)5串聯(lián)連接的狀態(tài)下，經(jīng)由探針PL1、PL2，連接在太陽能電池串12的正極P1及負(fù)極P2之間。該電流檢測(cè)部4包括例如電流電壓轉(zhuǎn)換電路而構(gòu)成，檢測(cè)要通過的電流并轉(zhuǎn)換為電壓，將該轉(zhuǎn)換后的電壓作為電壓信號(hào)Si(電壓值與要通過的電流的電流值成正比地變化的信號(hào))輸出到處理部6。

開關(guān)5由例如晶體管或晶閘管等半導(dǎo)體開關(guān)(無觸點(diǎn)開關(guān))構(gòu)成，能夠避免關(guān)斷、導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生電弧。此外，利用處理部6控制開關(guān)5，從而能夠選擇性地將開關(guān)5切換為導(dǎo)通狀態(tài)及關(guān)斷狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)。另外，如上所述，開關(guān)5在和二極管2及電流檢測(cè)部4串聯(lián)連接的狀態(tài)下，經(jīng)由探針PL1、PL2，連接在太陽能電池串12的正極P1及負(fù)極P2之間。

處理部6包括例如A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器及CPU等，其構(gòu)成為，能夠執(zhí)行如下處理：對(duì)電壓施加部3的控制處理(具體為，對(duì)電源33設(shè)定直流電壓V1的電壓值V1的處理、控制直流電壓V1的輸出開始與停止的處理、以及切換各開關(guān)34、35的處理)；基于從電流檢測(cè)部4輸出的電壓信號(hào)Si， 測(cè)定流入電流檢測(cè)部4的電流的電流波形的波形測(cè)定處理；對(duì)開關(guān)5的控制處理(切換開關(guān)5的處理)；以及旁路二極管檢查處理50(參照?qǐng)D3)，即對(duì)經(jīng)由探針PL1、PL2連接到太陽能電池檢查裝置1的、作為檢查對(duì)象的太陽能電池串12的旁路二極管24進(jìn)行檢查(檢查旁路二極管24有無開路故障)。另外，處理部6的存儲(chǔ)器中預(yù)先存儲(chǔ)有上述初始電壓值Vini、上述上限電壓值Vmax、以及使直流電壓V1的電壓值V1緩慢上升(在本例中，作為一例，階段性地上升)時(shí)的變動(dòng)幅度(單位電壓ΔV)。

此外，處理部6構(gòu)成為，還能執(zhí)行輸出處理，即輸出旁路二極管檢查處理50的結(jié)果。該輸出處理可以在太陽能電池檢查裝置1中設(shè)置顯示裝置等輸出裝置，向該輸出裝置輸出檢查結(jié)果，或者對(duì)設(shè)置在太陽能電池檢查裝置1的外部的其他裝置輸出檢查結(jié)果。

接下來，參照?qǐng)D3，對(duì)使用太陽能電池檢查裝置1檢查太陽能電池串12的旁路二極管24時(shí)太陽能電池檢查裝置1的動(dòng)作連同太陽能電池檢查方法進(jìn)行說明。另外，設(shè)定太陽能電池串12的各太陽能電池單元23為正常狀態(tài)。

對(duì)構(gòu)成建筑物中所設(shè)置的太陽能電池陣列11的多個(gè)太陽能電池串12的旁路二極管24進(jìn)行檢查時(shí)，將連接有該太陽能電池陣列11的接線盒13內(nèi)的各開關(guān)15中，作為檢查對(duì)象而連接到太陽能電池檢查裝置1的1個(gè)太陽能電池串12所對(duì)應(yīng)的開關(guān)15由導(dǎo)通狀態(tài)切換為關(guān)斷狀態(tài)，與其他太陽能電池串12斷開，經(jīng)由探針PL1、PL2，在該斷開狀態(tài)的1個(gè)太陽能電池串12的正極P1及負(fù)極P2之間連接太陽能電池檢查裝置1，重復(fù)該操作直至所有太陽能電池串12的旁路二極管24的檢查完畢。

太陽能電池檢查裝置1在經(jīng)由探針PL1、PL2連接有作為檢查對(duì)象的1個(gè)太陽能電池串12(作為檢查對(duì)象的、包含旁路二極管24的太陽能電池串12)的狀態(tài)下，執(zhí)行圖3所示的旁路二極管檢查處理50。

在該旁路二極管檢查處理50中，處理部6首先執(zhí)行使太陽能電池串12短路的處理(步驟51)。在該處理中，處理部6對(duì)開關(guān)5執(zhí)行控制處理，將初始狀態(tài)下處于關(guān)斷狀態(tài)的開關(guān)5切換為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，容許來自太陽能電池串12的輸出電流Io通過的極性的二極管2和導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)5及內(nèi)部電阻非常接近零歐姆狀態(tài)的電流檢測(cè)部4一起，經(jīng)由探針PL1、PL2，串聯(lián)連接在太陽能電池串12的正極P1及負(fù)極P2之間。因此，通過二極管2、電流檢測(cè)部4及開關(guān)5的串聯(lián)電路，太陽能電池串12短路。

接著，處理部6執(zhí)行對(duì)在該短路狀態(tài)下從太陽能電池串12輸出的輸出電流Io(由于是短路狀態(tài)下的輸出電流Io，因此還會(huì)特別稱為短路電流Is)進(jìn)行測(cè)定的處理(步驟52)。具體為，在該處理中，處理部6首先執(zhí)行波形測(cè)定處理，基于從電流檢測(cè)部4輸出的電壓信號(hào)Si，對(duì)流入電流檢測(cè)部4的短路電流Is的電流波形(參照?qǐng)D5)進(jìn)行測(cè)定并存儲(chǔ)。繼而，處理部6基于該存儲(chǔ)的電流波形，測(cè)定短路電流Is的電流值，將高出該測(cè)定的電流值一些的電流值(例如，高出幾％左右的電流值)作為檢查旁路二極管24時(shí)所使用的電流閾值Ith(參照?qǐng)D4)進(jìn)行存儲(chǔ)。該情況下，和日照狀態(tài)的變化所需要的時(shí)間相比，1次旁路二極管檢查處理50所需要的時(shí)間(實(shí)質(zhì)上只要能觀測(cè)到電容器31的放電波形即可，因此，包括短路電流Is的測(cè)定所需要的時(shí)間在內(nèi)，為幾ms～幾10ms)非常短時(shí)，可以將相對(duì)于太陽能電池陣列11的日照量視為基本固定。因此，如圖4中的實(shí)線所示，短路電流Is的電流波形為其電流值基本固定地變化的直流電流的電流波形。

另外，通過采用每次執(zhí)行旁路二極管檢查處理50時(shí)，都測(cè)定電流閾值Ith并存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，從而能夠根據(jù)針對(duì)太陽能電池陣列11的太陽輻射量(即，針對(duì)太陽能電池串12的太陽輻射量)的增減，來增減電流閾值Ith，因此，如后所述，能夠提高使用該電流閾值Ith的旁路二極管24的檢查精度。

接下來，處理部6執(zhí)行對(duì)電壓施加部3的控制處理，將從電源33輸出的直流電壓V1的電壓值V1設(shè)定為初始電壓值Vini(步驟53)。

然后，處理部6執(zhí)行對(duì)電壓施加部3的控制處理，將電容器31充電至直流電壓V1(步驟54)。具體而言，在該步驟54中，處理部6首先執(zhí)行各開關(guān)34、35的切換處理，將電容器31及限流電阻32的串聯(lián)電路SC連接到電源33，然后，針對(duì)電源33開始直流電壓V1的輸出。由此，電容器31被充電至直流電壓V1(以開關(guān)34側(cè)的端子電位為基準(zhǔn)，開關(guān)35側(cè)的端子為高出電壓值V1的高電位狀態(tài))。

接著，處理部6執(zhí)行對(duì)電壓施加部3的控制處理，將電容器31連接到二極管2側(cè)使其放電，并于該電容器31放電時(shí)對(duì)流入電流檢測(cè)部4的電流的最大電流值(峰值)Ip進(jìn)行測(cè)定(步驟55)。具體而言，在該步驟55中，處理部6執(zhí)行切換各開關(guān)34、35的處理，將電容器31及限流電阻32的串聯(lián)電路SC連接到二極管2。由此，電容器31中所充入的直流電壓V1在以陽極端子電位為基準(zhǔn)、陰極端子電位為高電位的狀態(tài)下，被施加到二極管2中，進(jìn)而作為測(cè)試電壓Vtst，被施加到通過該二極管2而短路的太陽能電池串12中。此外，在施加該測(cè)試電壓Vtst后，處理部6執(zhí)行對(duì)電壓施加部3的控制處理，針對(duì)電源33停止直流電壓V1的輸出。

另外，處理部6從開始施加該測(cè)試電壓Vtst起，按照預(yù)先規(guī)定的時(shí)間執(zhí)行波形測(cè)定處理，基于從電流檢測(cè)部4輸出的電壓信號(hào)Si，對(duì)流入電流檢測(cè)部4的電流的電流波形進(jìn)行測(cè)定，并基于該電流波形，對(duì)流入電流檢測(cè)部4的電流的最大電流值(峰值)Ip進(jìn)行測(cè)定并存儲(chǔ)。

接著，處理部6將測(cè)定的峰值Ip和步驟52中存儲(chǔ)的電流閾值Ith進(jìn)行比較(步驟56)。

該情況下，如圖1所示，針對(duì)太陽能電池串12內(nèi)的多個(gè)旁路二極管 24整體，以相對(duì)于陰極端子而言陽極端子為高電位的極性施加測(cè)試電壓Vtst(正向施加)。因此，在測(cè)試電壓Vtst的電壓值高于檢查中太陽能電池串12內(nèi)的多個(gè)旁路二極管24的正向電壓值Vf的總和(第1條件)，并且，這些旁路二極管24全部正常時(shí)(第2條件)，通過施加測(cè)試電壓Vtst，這些旁路二極管24全部轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。

因此，此時(shí)充入電容器31中的電荷流過從電壓施加部3出發(fā)經(jīng)由太陽能電池串12的負(fù)極P2、太陽能電池串12內(nèi)串聯(lián)連接的導(dǎo)通狀態(tài)的各旁路二極管24、太陽能電池串12的正極P1、導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)5以及電流檢測(cè)部4而到達(dá)電壓施加部3的電流路徑，隨之，在剛施加測(cè)試電壓Vtst之后的期間，如圖4所示，流入電流檢測(cè)部4的電流的電流波形中出現(xiàn)超出短路電流Is的電流波形的峰。另外，如上所述，由于將電流閾值Ith規(guī)定為高出該短路電流Is的電流值一些的電流值，所以在大多數(shù)情況下，該峰的峰值Ip為高于該電流閾值Ith的狀態(tài)。

因此，處理部6根據(jù)該步驟56的比較結(jié)果，在檢測(cè)出峰值Ip為高于電流閾值Ith的狀態(tài)時(shí)，判斷為檢查中的太陽能電池串12內(nèi)的旁路二極管24全部正常，并執(zhí)行輸出處理，輸出旁路二極管24正常的檢查結(jié)果(步驟57)。另外，由于充入的電荷的放電，電容器31的電壓在旁路二極管24的正向電壓值Vf的總和以下時(shí)，所有旁路二極管24均由導(dǎo)通狀態(tài)恢復(fù)為關(guān)斷狀態(tài)，因此，如圖4所示，流入電流檢測(cè)部4的電流僅為來自太陽能電池串12的短路電流Is。這種情況下，殘留于電容器31中的電荷作為該短路電流Is的一部分而流動(dòng)(電容器31繼續(xù)放電)，電容器31的電壓逐漸減小，直到大致變?yōu)榱惴?具體為，二極管2的正向電壓)。

處理部6在執(zhí)行該步驟57的處理后，對(duì)開關(guān)5執(zhí)行控制，將開關(guān)5切換為關(guān)斷狀態(tài)(初始狀態(tài))。由此，解除通過二極管2、電流檢測(cè)部4及開關(guān)5的串聯(lián)電路的太陽能電池串12的短路(步驟58)，完成旁路二極管檢查處理50。

另一方面，根據(jù)步驟56的比較結(jié)果，檢測(cè)出峰值Ip在電流閾值Ith以下時(shí)(實(shí)際上觀測(cè)不到短路電流Is以下的峰，因此，是指僅觀測(cè)到?jīng)]有出現(xiàn)峰的短路電流Is時(shí))，處理部6判斷為不滿足上述第1條件，即測(cè)試電壓Vtst沒有達(dá)到太陽能電池串12內(nèi)的多個(gè)旁路二極管24的正向電壓值Vf的總和，對(duì)當(dāng)前電壓值V1加上存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的單位電壓ΔV，計(jì)算所獲得的電壓值作為直流電壓V1的新電壓值V1的候選(步驟59)。另外，該情況下，如圖5所示，虛線所示由于電容器31放電而產(chǎn)生的電流作為短路電流Is的一部分而流動(dòng)，因此，即使在電容器31的放電狀態(tài)下，電流檢測(cè)部4檢測(cè)出的電流仍然僅為來自太陽能電池串12的短路電流Is。此外，電容器31放電，其電壓逐漸減小，直到大致變?yōu)榱惴?具體為，二極管2的正向電壓)。

此外，經(jīng)過上述操作，計(jì)算出更高的新電壓值V1時(shí)，處理部6比較該新電壓值V1和存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的上限電壓值Vmax，判斷電壓值V1是否未高于上限電壓值Vmax(步驟60)。判斷的結(jié)果為電壓值V1不高于上限電壓值Vmax時(shí)(并非V1＞Vmax時(shí))，處理部6轉(zhuǎn)移至上述步驟54，執(zhí)行對(duì)電壓施加部3的控制處理，按新電壓值V1的直流電壓V1對(duì)電容器31充電。

之后，處理部6重復(fù)執(zhí)行步驟54、步驟55、步驟56、步驟59及步驟60，并在步驟60的比較中步驟59所計(jì)算出的新電壓值V1高于上限電壓值Vmax之前的期間，步驟56的比較結(jié)果為“峰值Ip高于電流閾值Ith”時(shí)，判斷為檢查中的太陽能電池串12內(nèi)的旁路二極管24全部正常并輸出該檢查結(jié)果(步驟57)，解除太陽能電池串12的短路(步驟58)，完成旁路二極管檢查處理50。

另外，處理部6在重復(fù)執(zhí)行步驟54、步驟55、步驟56、步驟59及步驟60的狀態(tài)下，在步驟56的比較結(jié)果為“峰值Ip高于電流閾值Ith”之前，在步驟60的比較中，檢測(cè)出步驟59所計(jì)算出的新電壓值V1高于上限 電壓值Vmax時(shí)，判斷為檢查中的太陽能電池串12內(nèi)的至少1個(gè)旁路二極管24開路故障，并執(zhí)行輸出處理，輸出相關(guān)檢查結(jié)果(步驟61)。

此時(shí)，判斷為開路故障的原因如下：雖然滿足上述第1條件(即，即使是假定為檢查對(duì)象的太陽能電池串12中旁路二極管24的個(gè)數(shù)最大(n2個(gè))的太陽能電池串12，上限電壓值Vmax也高于這些旁路二極管24的正向電壓Vf的總和(n2×Vf))，但旁路二極管24不轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)這一情況不滿足上述第2條件(旁路二極管24全部正常的條件)，也就是說，檢查中的太陽能電池串12內(nèi)的至少1個(gè)旁路二極管24開路故障。這種情況下，電容器31的電荷作為短路電流Is的一部分而流動(dòng)，電容器31的電壓逐漸降低，直到大致變?yōu)榱惴?具體為，二極管2的正向電壓)。

處理部6在執(zhí)行該步驟61后，對(duì)開關(guān)5執(zhí)行控制，將開關(guān)5切換為關(guān)斷狀態(tài)(初始狀態(tài))。由此，解除通過二極管2、電流檢測(cè)部4及開關(guān)5的串聯(lián)電路的太陽能電池串12的短路(步驟58)，完成旁路二極管檢查處理50。

如上所述，該太陽能電池檢查裝置1及太陽能電池檢查方法在檢查太陽能電池串12中的旁路二極管24有無開路故障時(shí)，以在太陽能電池單元23處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)容許從太陽能電池串12輸出的輸出電流Io通過的極性，將二極管2連接在太陽能電池串12的正極P1及負(fù)極P2之間，在此狀態(tài)下，對(duì)連接有二極管2的太陽能電池串12(通過所連接的二極管2而短路的太陽能電池串12)的正極P1及負(fù)極P2之間施加電壓值V1高于多個(gè)旁路二極管24的正向電壓Vf總和的測(cè)試電壓Vtst，該測(cè)試電壓Vtst是以正極P1電位為基準(zhǔn)、負(fù)極P2電位為高電位的電壓，比較電流檢測(cè)部4檢測(cè)出的、該測(cè)試電壓Vtst施加前后的電流(在上述例中，比較基于測(cè)試電壓Vtst施加前的短路電流Is而決定的電流閾值Ith和測(cè)試電壓Vtst施加后的電流峰值Ip)，檢查旁路二極管24有無開路故障。

因此，根據(jù)該太陽能電池檢查裝置1及太陽能電池檢查方法，在太陽能電池串12(也就是太陽能電池單元23)處于發(fā)電狀態(tài)下，即使其開路電壓為極高的電壓(作為一例，最大級(jí)別的太陽能電池串12(串聯(lián)連接的太陽能電池模塊21的數(shù)量為30個(gè)，1個(gè)太陽能電池模塊21中串聯(lián)連接有3個(gè)群組22的太陽能電池串12)約為1000V)，也可以利用二極管2使其短路，從而只需使用于使太陽能電池串12內(nèi)的多個(gè)旁路二極管24轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的測(cè)試電壓Vtst成為高出這些旁路二極管24正向電壓Vf總和一些的較低電壓(上述例中，1個(gè)太陽能電池串12內(nèi)的旁路二極管24的個(gè)數(shù)為90個(gè)(＝30×3)，使正向電壓Vf例如為0.6V時(shí)，該總和為54V，和1000V相比，為較低電壓)即可。因此，即使太陽能電池串處于發(fā)電狀態(tài)，也能夠可靠且容易地檢查旁路二極管有無開路故障。

此外，根據(jù)太陽能電池檢查裝置1及太陽能電池檢查方法，無需使用雙極電源等昂貴電源，如上述例所述，通過電容器31及限流電阻32的串聯(lián)電路SC、電源33及作為切換部的一對(duì)開關(guān)34、35(單刀雙擲開關(guān))便能簡(jiǎn)易地構(gòu)成電壓施加部3。從而能夠低成本地制造太陽能電池檢查裝置1。

此外，在該太陽能電池檢查裝置1及太陽能電池檢查方法中，處理部6對(duì)電壓施加部3執(zhí)行控制，使該充電電壓緩慢上升并作為測(cè)試電壓Vtst進(jìn)行施加，直到電容器31的充電電壓(電壓值V1)達(dá)到預(yù)先規(guī)定的上限電壓值Vmax為止。如上所述，作為檢查對(duì)象的太陽能電池串12內(nèi)所配設(shè)的旁路二極管24的個(gè)數(shù)有時(shí)會(huì)因建筑物內(nèi)所設(shè)置的太陽能電池陣列11而不同。該情況下，還考慮采用如下結(jié)構(gòu)，即：從開始就將能夠使作為檢查對(duì)象的太陽能電池串12中旁路二極管24最多的太陽能電池串12內(nèi)的旁路二極管24轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的上限電壓值Vmax作為測(cè)試電壓Vtst進(jìn)行施加，但是，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如對(duì)于旁路二極管24較少的太陽能電池串12，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)測(cè)試電壓Vtst施加過度的狀態(tài)，從而導(dǎo)致過電流流過旁路二極管24，導(dǎo)致旁路二極管24發(fā)生故障。

另一方面，根據(jù)該太陽能電池檢查裝置1及太陽能電池檢查方法，由于可以使由電壓施加部3施加給太陽能電池串12的測(cè)試電壓Vtst緩慢地上升，因此，比較電流檢測(cè)部4檢測(cè)出的、該測(cè)試電壓Vtst施加前后的電流，在檢測(cè)出旁路二極管24正常的時(shí)間點(diǎn)，中止施加測(cè)試電壓Vtst，從而能夠預(yù)防測(cè)試電壓Vtst施加過度造成旁路二極管24故障等事態(tài)的發(fā)生。

另外，將內(nèi)部配設(shè)的旁路二極管24的個(gè)數(shù)已知的太陽能電池串12作為檢查對(duì)象時(shí)，除了使施加給太陽能電池串12的測(cè)試電壓Vtst緩慢地上升的上述結(jié)構(gòu)外，當(dāng)然也能夠采用從開始就施加根據(jù)這些旁路二極管24的正向電壓Vf的總和計(jì)算出的測(cè)試電壓Vtst的結(jié)構(gòu)。

此外，如圖6所示，還能采用如下所述結(jié)構(gòu)，即：在該電流路徑中配置限流電路7，將由于施加測(cè)試電壓Vtst而流過旁路二極管24的電流的上限值限制為限制值。另外，在該圖中，其構(gòu)成為在電壓施加部3的外部配置限流電路7，也可以是在電壓施加部3的內(nèi)部配置限流電路7的結(jié)構(gòu)。配置限流電路7時(shí)，通過將限流電路7的該限制值規(guī)定為小于旁路二極管24的峰值正向電流，即使在將旁路二極管24的數(shù)量各不相同的各種太陽能電池串12作為檢查對(duì)象時(shí)，也能避免過電流導(dǎo)致的旁路二極管24故障，并能采用如下所述結(jié)構(gòu)，即：從開始就將能夠使作為檢查對(duì)象的太陽能電池串12中旁路二極管24數(shù)量最多的太陽能電池串12內(nèi)的旁路二極管24轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的上限電壓值Vmax作為測(cè)試電壓Vtst進(jìn)行施加。多數(shù)情況下模塊制造商都不會(huì)公開太陽能電池模塊中通常所使用的旁路二極管的詳細(xì)內(nèi)容，很難知道峰值正向電流，但由于旁路二極管的設(shè)置目的在于使異常群組旁路，使發(fā)電電流流過，從這一目的出發(fā)，務(wù)必要讓作為太陽能電池模塊的規(guī)格所記載的短路電流流過。因此，優(yōu)選將限流電路7的限制值限制為步驟52中觀測(cè)到的短路電流Is的2倍(短路電流Is+流過旁路二極管的電流)(這意味著限流電路7由處理部6控制)。該情況下，在放電時(shí)并不需要構(gòu)成圖1所示電壓施加部3的串聯(lián)電路SC的限流電阻32。另一方面，利用電源33對(duì)電容器31充電時(shí)，需要限制充電電流。因此，取 代圖1所示的位置，限流電路32如圖6所示采用配置在電源33和開關(guān)34之間以及未圖示的電源33和開關(guān)35之間的任一個(gè)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，施加一次測(cè)試電壓Vtst便能檢查旁路二極管24有無開路故障，能夠縮短檢查所需要的時(shí)間。

此外，如上所述，對(duì)構(gòu)成建筑物中所設(shè)置的1個(gè)太陽能電池陣列11的多個(gè)太陽能電池串12的旁路二極管24進(jìn)行檢查時(shí)，將作為檢查對(duì)象的1個(gè)太陽能電池串12和其他太陽能電池串12斷開，并連接到太陽能電池檢查裝置1，針對(duì)所有太陽能電池串12執(zhí)行該操作。因此，根據(jù)該太陽能電池檢查裝置1及太陽能電池檢查方法，能夠獲取對(duì)各太陽能電池串12施加測(cè)試電壓Vtst時(shí)的電流波形。因此，例如比較正常時(shí)流過太陽能電池串12的旁路二極管24的電流的峰值Ip和流過其他太陽能電池串12的旁路二極管24的電流的峰值，從而能夠檢測(cè)出旁路二極管24的阻抗變化(劣化程度)。

此外，在上述例中，作為比較電流檢測(cè)部4檢測(cè)出的、測(cè)試電壓Vtst施加前后的電流的一例結(jié)構(gòu)，采用比較基于測(cè)試電壓Vtst施加前的短路電流Is而決定的電流閾值Ith和測(cè)試電壓Vtst施加后的電流峰值Ip的結(jié)構(gòu)，還可以采用如下結(jié)構(gòu)，即：旁路二極管24全部正常時(shí)，如圖4所示，電流檢測(cè)部4檢測(cè)出的電流波形中會(huì)出現(xiàn)尖峰狀(尖塔狀)波形，而當(dāng)某一個(gè)旁路二極管24出現(xiàn)開路故障時(shí)，如圖5所示，就不會(huì)出現(xiàn)該尖峰狀(尖塔狀)波形，著眼于這一情況，比較電流檢測(cè)部4檢測(cè)出的、測(cè)試電壓Vtst施加前后的電流波形。

此外，電流檢測(cè)部4的配設(shè)位置并不限定于圖1所示位置。能夠在通過施加測(cè)試電壓Vtst使旁路二極管24轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時(shí)流過的尖峰狀電流的電流路徑(從太陽能電池串12的正極P1經(jīng)由開關(guān)5及電壓施加部3到達(dá)負(fù)極P2的電流路徑)中的任意位置處配設(shè)電流檢測(cè)部4。因此，還能在連接于二極管2的兩端之間的電壓施加部3側(cè)配置電流檢測(cè)部3。具體而 言，也可在開關(guān)34的b觸點(diǎn)和二極管2的陽極端子之間以及開關(guān)35的b觸點(diǎn)和二極管2的陰極端子之間的任一位置處配設(shè)電流檢測(cè)部4。再者，還能在電壓施加部3內(nèi)，使電流檢測(cè)部4和串聯(lián)電路SC串聯(lián)配設(shè)(還能使電流檢測(cè)部4和電壓施加部3形成為一體)。

此外，如上所述，太陽能電池串12通常是多個(gè)太陽能電池模塊21串聯(lián)連接而構(gòu)成，對(duì)于太陽能電池串12由1個(gè)太陽能電池模塊21構(gòu)成的太陽能電池陣列11，作為檢查對(duì)象的太陽能電池串12就是太陽能電池模塊21自身。

標(biāo)號(hào)說明

1 太陽能電池檢查裝置

2 二極管(單向性元件)

3 電壓施加部

4 電流檢測(cè)部

6 處理部

12 太陽能電池串

21 太陽能電池模塊

22 群組

23 太陽能電池(太陽能電池單元)

24 旁路二極管

31 電容器

32 限流電阻

33 電源

34、35 開關(guān)

Io 輸出電流

SC 串聯(lián)電路

V1 直流電壓

Vtst 測(cè)試電壓