アクセス解析 驚き!太陽光発電のびっくりトラブル。あなたのパネルは大丈夫?

驚き!太陽光発電のびっくりトラブル。あなたのパネルは大丈夫?

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一見、大丈夫と思っていても・・・

ミカド電装がある宮城県仙台市では、2015年9月の豪雨で古い住宅団地の法面(のりめん)に設置されたソーラーパネルが崩落し、バス路線の道路が3ヵ月以上も通行止めになりました。自然の猛威には十分な警戒が必要ですが、外観には大きな異常がなく、一見、大丈夫と思える太陽光発電システムでも、意外にトラブルが多いことがわかっています。今回はそんな太陽光発電の気が付きにくい故障や、思わずびっくり!の事例などをご紹介します。

(2015/09/11共同ニュース)

意外に多い太陽光発電の故障トラブル

(画像:資源エネルギー庁動画より)

産総研(独立行政法人 産業技術総合研究所)にあるメガソーラーでは、設置後10年間のうち、何らかの不具合で交換したソーラーパネルは、総数5669枚のうち116枚、パワーコンディショナーの修理・交換が211台のうち10台ありました。

産総研で太陽光発電の故障について調べている、加藤和彦チーム長の著書「太陽光発電システムの不具合事例ファイル―PVRessQ!からの現地調査報告」によると、各種の調査で対象の34%になんらかの不具合が発生しているそうです。パワコンが25%、モジュールが15%と、工業製品としては高い故障率がわかり、太陽光発電は決してメンテナンスフリーではないことが判明しました。

太陽光発電システム故障調査結果(出典:加藤和彦氏)

太陽光発電システムの故障箇所別割合(出典:加藤和彦氏)

太陽光発電システムの主な故障原因としては、

・パワーコンディショナーの動作不良
・モジュールやシステム内の電気回路や配線の接続不良によるホットスポット
・鳥の糞や落ち葉などの付着で生じるホットスポット
・長期間使用したことによる経年劣化

などが挙げられます。

施工ミスによる不具合事例(画像:CO2O)

グラフでは、原因に関しては特に言及されていませんが、別な民間の調査では「不適切な場所での開発」「不適切な設計」「不適切な施工」といった人為的なミスに起因するトラブルも、低圧、高圧を問わず、広く確認されています。また、繁殖力の強い雑草や、つる性の植物の影響なども多く報告されており、故障事例の中には火災につながったケースなども複数挙がっています。

(画像:NPO法人太陽光発電所ネットワーク)

太陽光発電は最低でも20年間の事業運営ですから、メンテナンスは欠かせないはずですが、当初はメンテナンスフリーと言われていたことがあったせいか、実際は 低圧(50kW未満)事業者の26%が保守・メンテナンスをまったくしていないとのこと。

そのため地域とのトラブルが増加するなどの課題を踏まえ、2017年4月1日に施行された改正FIT法ではメンテナンスの計画書提出と実施が必須となりました。

改正FIT法や、太陽光発電の保守・点検のご相談はミカド電装へ

目視だけではわからないホットスポットと発熱

うっすらと着色している箇所がホットスポット(画像:産総研の画像を一部編集)

パネル内のセルの接続の一部が断線したり弱くなると、電圧のバランスが崩れ、電流が部分的に集中して発熱します。これがホットスポットと呼ばれるものです。ホットスポットは表から目で見て見つけることは難しく、裏側から見ても非常にわかりにくいため、点検ではサーモカメラを使って、局所的に熱が上がっている箇所を発見していきます。

この点検の難しいところは、日射強度が弱いとホットスポットの発熱の度合いが低く、故障個所の検出がされにくいだけでなく、発熱箇所が見つかっても、必ずしも不良とは言えないケースがあるため、太陽光発電システムの動作に関する基本知識を踏まえた見極めが必要だということです。

太陽光パネルは影になったり落ち葉が付着しても、該当部分が抵抗体となって発熱するため、それが一時的なものなのか、故障個所なのかを総合的に判断していきますが、逆に言えば、植物の陰になったり落ち葉やゴミが付着することで、発電量の低下だけでなく故障の可能性も高まるということになります。

見逃されやすいバイパスダイオードの不具合

(画像:資源エネルギー庁の動画より)

結晶系太陽電池パネルには、バイパスダイオードが装着されています。バイパスダイオードはパネル面積の一部に影がかかるなどして、全体の電圧が不均一になったときに、近道をつくって電流を迂回させ、エネルギーの無駄な損失を防ぐはたらきをする素子で、パネルの裏側にあるジャンクボックス(端子箱)の中に複数実装されています。

(画像:NTTレンタル・エンジニアリング)

バイパスダイオードは電流の逆流を防ぎ、発電効率の低下を抑える経済的な側面と、火災という最悪事態の発生を阻止する安全的な側面がありますが、この箇所に故障が多いことが知られていなかったため、近年まで点検項目に掲載されていませんでした。

ですが、現実には動作不良や経年劣化などによる短絡が多く発生したため、2016年末に保守点検ガイドラインに規定されました。

点検ではI-Vカーブトレーサー等をつかって、異常ストリングから異常モジュール、異常クラスタへと絞り込んでいきます。

バイパスダイオードの不具合は火災につながります(画像:ケミトックス)

太陽光発電のパネル/パワコン点検のご相談はミカド電装へ

パワコンの故障原因のトップはフィルターの目詰まり

パワコンの経年劣化(画像:太陽光発電メンテナンス辞典)

パワコンは、精密機器のためパネルよりも故障が多い装置ですが、遠隔監視装置などで発電事業者が不具合に気が付く場合も多いです。しかし、太陽光発電の稼働から数年経ち、日々の発電量に一喜一憂していた時期を過ぎてしまうと、マメな確認が行われなくなるなどして、すぐに停止に気が付かないケースがあります。

フィルターの目詰まり(画像:太陽光発電メンテナンス辞典)

また、落雷で監視システムまで停止してしまった例や、発電量を表示するディスプレイを人目に付きやすい商業施設や会社のエントランスに設置した都合上、エラーを表示させない設定にしていたため、半年間もパワコンの停止に気付かなかった事例もあるようです。

パワコンの故障原因の第一位は意外にもアナログで、トップはフィルターの目詰まりです。また屋外に設置されている場合が多いことから、雨水の影響も軽視できません。

パワコンは高圧電流が流れるため、万が一不具合が発生しても専門の業者に依頼する流れとなりますが、メーカーの保証期間を過ぎてしまわないように、早めの発見が肝心です。

パワコンのよくある故障原因は以下の5つですが、「最近、発電量のチェックを怠っていた」という方は、売電収入を落とさないためにも、これを機に、ぜひ確認してみてください。

パワコン故障のよくある原因

・初期不良による端子台の焼損
・劣化による故障
・ヒューズ切れ
・フィルターの目詰まり
・水や粉塵が溜まる

びっくり事例!泣くに泣けない動植物(人間含む)の影響

この記事を書くにあたり、太陽光発電のトラブルケースを調べていたところ、びっくりするような事例がたくさんあることがわかりました。

まさかのケーブル盗難!

千葉県木更津市の太陽光発電所で250万円相当の送電ケーブルが盗まれ、漏電火災まで起きてしまった事故です。盗難は関東で多発!
(出典:ANNニュース

 
カラスがゲーム感覚で落石!

太陽光発電所の近くに畜舎がある場合は、畜舎のエサを狙って集まるカラスが、興味本位でパネルに石を落として遊ぶらしいです!
(出典:日経XTECH

 
草に埋もれてパネルが見えない!

会社に届いた検針票を見て、誰かが「発電量落ちてるよ!」と叫んだことがきっかけで判明。それにしてもすご過ぎます!
(出典:エネリークス

 
パワコン内にクズが繁殖!

吸排気口からパワコンの中にクズが延びて侵入し、最終的に稼働停止してしまったそうです。つる性植物、恐るべし。
(出典:日経XTEC

 
カエルが感電死、パワコンも停止!

写真をよく見るとわかりますが、メーターBOXの中に入り込んでしまったカエルが感電死して短絡、パワコンも停止。配線孔より侵入。
(出典:メガ発メンテナンス

一か所の故障でも影響大。日頃から発電量の確認を!

太陽光発電は太陽電池を直列につないでいるため、小さな一か所の不具合でも大きな損失につながります。

(画像:日本ソーラーサポート)

ですが、早期に気が付き、メーカーの保証期間内に問題なく対処できたケースは、日常的なチェックで発電量の低下を感じたり、突然のシステムダウンを認識できた事例がほとんどです。

太陽光発電のトラブルは、事業としての損益に関わりますので、多くの皆様の日頃の監視と定期的なメンテナンスをお勧めいたします。

最後に産総研から提供されている太陽光発電に関する不具合事例や保守・点検に関する動画をご紹介いたします。住宅設置者向けの内容ではありますが、大変分かりやすくとても参考になるので、ぜひご覧ください。

太陽光発電の保守・点検・メンテナンスのご相談はミカド電装へ

参考:産総研メガ・ソーラータウン~10年間の発電実績
参考:経済産業省資源エネルギー庁『おひさまパワー!太陽光発電』
参考:NTTREC/太陽光発電バイパスダイオード故障判定原理と測定器選び方




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