写真の太陽光発電所はかなり酷いですね。これだけ雑草に覆われると発電量もかなり悪くなりそうですが、オーナーは一体何を考えているのでしょう？

で、 まず気になるのは雑草の影によるホットスポットの発生。ホットスポットが発生してしまいますと、一昨日のブログに紹介しましたようにバイパスダイオードが動作し、その発熱で周辺が劣化して電気抵抗が増加すると発火事故を起こすかもしれません。その時に周辺に雑草があると火事を起こしかねませんね。特に冬場は雑草が枯れて乾燥していますので引火・延焼しやすくなっていますから怖いです。

記事によりますと、火事で周りに迷惑をかけると損害賠償を問われるのは発電所のオーナーとのことです。

まぁ、写真のような状況でもし火事を起こしてしまったら、当然オーナーが責任を問われるでしょう。こういう酷い発電所はFIT認定を取り消してほしいところですが、雑草が伸びているというだけではそこまで出来ませんか。フェンスが無いとか標識が無ければ認定取り消しもあり得るのかな。この発電所はどうですかね。

詳細は記事を参考にして頂くこととして、このような場合、メーカーと施工業者との責任の擦り付け合いになり、どちらに責任があるのかの判断が難しくなります。瑕疵補償を要求するのは難しいですね。割れた写真が下図です。

茶色く焼けた跡があり、明らかに内側からの熱によりガラスが割れたと思われます。熱の発生源はインターコネクタのハンダ不良と思われますが、問題は何故ハンダ不良が発生したかということです。製造時の問題である可能性が高いですが、施工の問題でハンダ不良が発生する可能性を否定できないのです。

施工時の問題で、というのは・・・、 施工時にパネル取扱いが悪く、セルにクラックが発生してしまった場合、そのセルはホットスポットの原因となり、長い間に熱サイクルを繰り返してハンダ付け不良を引き起こすというストーリーです。考えにくいことですが可能性は否定できません。

私の個人的見解としては・・・、 施工時の原因でセルにクラックが発生しホットスポットが起こったとしても、バイパスダイオードがあればハンダ付け不良を起こすほどの熱サイクルは起こらない（バイパスダイオードがあってもホットスポットは起こります）と思うのですが、証明はできません。

結局、この記事の場合、発電所のオーナーはメーカーからの瑕疵補償を得られずに、保険で手当てしたそうで、担当したメンテナンス会社もメーカーとの交渉はできなかったようです。

同じメーカーに集中してこのような事故があると、メーカー責任が問えるのかもしれません。昔（2003-2004年頃）、ある日本メーカーのモジュールでハンダ付け不良が大量に発生したことがあり、その時はメーカーもある程度は補償に応じたようですが、よく判らないまま泣き寝入りのユーザーも多かったのではないかと思います。

ユーザー側（メンテナンス会社や保険会社も）もできるだけトラブル情報を共有し、泣き寝入りにならない環境を作っていくことが望まれますね。

ホットスポットのセルは100度近くに加熱していました。２年前の写真が下図です。

焼けて茶色く変色していますね。焦げたのかな？　同じセルの今年の写真が下図です。

同じように見えますが、今年は上のインターコネクタのところのガラスが少しはがれてしまっています。今年のIR像を記録忘れましたが、現地で見たところ温度は80℃強でした。2年前より天気は良かったのですが、温度は少し低めでした。劣化が進んで電流が流れにくくなっているのか、ちょっと理由は判りません。これぐらいの温度なら発火することも無いでしょうが、安全とは言い切れないですね。管理者の言うところでは、「このモジュールには最初からクラックがあったのをそのまま放置して様子を見ているとこのようになった」とのことで、慎重に状況を注視しているようです。

次に少しマイルドなホットスポット。サーモ画像が下図です。

あちこちにいっぱいホットスポットが見えますね。これらのセルは他のセルより10℃ほど温度が高いようです。発電していないだけなら温度上昇は3-4℃なので、これらは他のセルでの発電分も少し消費していると思われます。恐らく電流が少なくて逆バイアスがかかって電力消費しているのでしょう。写真からお分かりの人もいるかもしれませんが、この太陽電池はバックコンタクトです。バックコンタクトは裏面の電極が複雑になりますので、一部が接触不良で電流が少なくなった可能性があります。それにしてもいっぱいありますね。まぁ、バックコンタクトのメーカーはアメリカで一流の太陽電池会社ですから、今ではこのようなモジュールは無いだろうと希望的観測しています。

ホットスポットについてはこれぐらいにし、次回はスネイルトレイルについて報告します。

北杜サイト太陽光発電所と言うのは9年前にNEDOの実証事業としていろいろなパネルの試験や架台、パワコンの開発が行われたところです。既に実証事業は終わりましたが、設備は北杜市が引き続いて運営しています。

まだそれほど年数は経っていませんが、太陽光発電所の経時変化を見るのにはとても良いサイトで、私は2年前に一度見学に行き、今回は2回目です。前回で大体現地の状況は判っていましたが、今回も収穫はありました。何回かに分けて報告しようと思いますが、今回は全体の報告をします。

まず1点目。今回は実際の運営を行っているNTTファシリティーズの専門家が案内をしてくれました。前回は個人で見学に行ったためか、あまり詳しくない人の案内だったのですが、今回は太陽光発電所を運営している人達で団体を組んでいったせいか、専門家が担当してくれました。けっこう運営上の細かい話なども聞けて、参加者はとても喜んでいました。もし、この北杜サイトの見学をしようと思われる人がいましたら、何とか団体を組んで太陽光の経験者として見学申し込みされることをお勧めします。

2点目は、北杜サイトでも少しスネイルトレイルを発見しました。私は、スネイルトレイルが発生するのは中国の製品だけではないかと思っていました。前回、北杜サイトを見学した時にはスネイルトレイルを発見することができなかったので、その思いを強くしたのですが、今回より詳しく探すと日本のパネルでも少し発生しているのを発見しました。とは言っても本当に少しで、中国パネルに比べると2桁ぐらい少ないだろうと思います。やはり日本のパネルは良いというのは私の信念です。

3点目はホットスポット。前回は強烈なホットスポットを一つだけ発見しましたが、今回はそれ以外に大量に発見しました。また前回発見したホットスポットも症状が進んでいることが判りました。これらについては次回報告します。

4点目はアモルファスの集積型パネルでアモルファス特有のスネイルトレイルらしきものを発見しました。アモルファスのスネイルトレイルと言うのは正しい言い方かどうかわかりませんが、どうも太陽電池がおかしくなっているような気がします。これも次回か次々回に報告します。

・・・ということで、 設置後10年ぐらいというのは長期の変化を見るのにちょうど良い時期かもしれません。これから少しずつ劣化が進んでくるのではないかと思います。現地の管理者が言うには、大きな劣化に対しては北杜市に保全計画を提出して、順次対策をするようです。私としては、できるだけ劣化を保存して欲しいところですが、それは望めない話で・・・。まぁ、今後も2-3年に一度見学して様子を見ようと思っています。

SAYURI-PVというのはSustainable Actions for “Year by year aging” Under Reliablity Investigations in PhotoVoltaic modules の略だそうです。産総研が行ったシンポジウムで、パネルの長期信頼性に関する報告です。10月4日、5日に行われましたが、私は都合で4日だけに参加しました。参加は無料ですが、予稿集は無くプログラムだけが資料として配られていました。5日にパネル信頼性に関する具体的な事例があったようで、そちらが興味あったのですが、4日に参加した感想を書きます。

まず、このシンポジウムは学究的な色彩が強かったと思います。5日の事例の報告を聞いていればもう少し印象が違っていたかもしれませんが、私が聞いていた範囲ではパネルの劣化メカニズムや評価方法などの評価・解析の報告が中心で、研究を行っている人には面白くても、単なる太陽電池のユーザーや発電所の運営者には少し縁遠い内容だったかなと思います。

さて、報告は長期の信頼性を対象にしているせいか、最近のモジュールに見られるスネイルトレイル（スネイルトラックと言っていた）についての言及はあまりありませんでした。スネイルトレイルは最近の安物モジュールだけに見られる現象なのか、どのような悪影響があるのか、もう少し様子を見ないと判らないのでしょう。いずれこのような報告会にももっと出てくるのを期待します。

全般的に、PIDに関する報告が意外に多かったように思います。PIDについては原因や対策が判ったのかと思っていましたが、まだ検討の余地があるようです。内容は細かい分析になっていて良く判りませんでした、すみません。

少し変わったところではモジュールに部分影が当たった時の影響についての報告がありました。部分影で生じたホットスポットがモジュールにどれぐらい悪影響を起こすか、というような内容でした。結果として5-7%も劣化を引き起こしていました。詳細の実験条件が良く判らなかったので何とも言えませんが、そんなに悪影響があるのかなという気もします。まぁ、パネルに影が当たるのはできるだけ避けた方が良いでしょう。

ところで、この会議は国際会議だったので発表が英語だったことも、普通の人は参加を躊躇させたかもしれません。ただ、最近の研究者は随分と英語がうまくなったと思っていましたが、この会議ではそうでもない人も多かったようです。普通、日本人の英語は日本人には聞きやすいのですが、日本人が聞いても理解できなくなるほど間違ったり詰まったりしている人も散見しました。ちょっとさみしい話ですね。

変わった太陽電池が出てきました（米ベンチャー、太陽電池セルをマトリックス状に接続）。普通の太陽電池パネルでは、10数センチ角のセルが全部直列に接続されています。よく使われる、セルを縦に10個、横に6個並べた太陽電池パネルは、60セルが全て直列に接続されています。マトリックス状に接続するということは、多分、10直列6並列で全てのセルを直並列するのだろうと想像しています。セルの方向を揃えないといけないですね。

しかし、こんなやり方があったのだなぁ。

これなら多分、バイパスダイオード無しでもホットスポットは発生しないでしょう。とはいえ、ちょっと複雑でどのような動作になるのか良く判りませんが（汗）・・・。記事も簡単に「影の影響などを大幅に低減できる」としか書いてありません。まぁ、バイパスダイオードに比べてそれほど大きな低減になるという気はしませんけれど、技術はおもしろいですね。

この技術はアメリカのベンチャー企業Ten K Solarと言う会社の特許で、中国のACCという会社でパネルを作ることになったようです。

この記事の写真に写っているパネルをよく見ると、確かに普通のパネルとは違った接続をしているように思えます。詳しくは判りませんが。

しかし、それよりもこの写真のパネルの設置方法がおもしろいです。M型に設置されていますね。日本でも最近こういうやり方が提案されていました（NTTファシリティーズの太陽光パネルを詰め込む工夫）。アメリカでも同じようなことを考えている人がいたのですね。

こういういろいろな工夫が出てくるのはなかなか楽しいことです。できればこれらの発電データが早く出てきてほしいですね。もっと楽しくなりそう。

関係者は火災の原因を、回路がショートしたかパネルが加熱(Over Heat)したか、としています。しかしパネルの加熱と言うのはちょっとわかりにくい説明ですね。加熱と言うよりホットスポットということでしょうか。記事では異常高温(Heat wave)が関係しているような表現でしたが、高温と言っても普段より少し高い程度なのでどう関係するのか良く判りません。

いずれにせよ、パネルは火災を起こす恐れがあるということです。日本国内でも幾度かパネル火災が起こっているようですが、原因はやはり配線不良やホットスポットだと言われています。

それにしてもここのパネル設置はどのようになっているのでしょうか。写真を見ても良く判りません。パネルはアーチ屋根状のところに設置されていますが、このアーチは可動なのでしょうか。しかしアーチが一部重なってパネルが隠れてしまっていますね。

一体、パネル設置しているところはどういう設備なのでしょう。そもそもここはどんなWater Parkなのでしょう。そっちの方が気になってしまいました。

パネルの中の二つのセルが異常発熱しています。温度は70度ほどでした（他のセルは50度ほど）。昨日紹介した不良パネルでは100度ぐらいまで温度が上がっていましたが、これはそこまで上がっていないので、昨日のような焦げた跡はありませんでした。従って、目視では発見することができないので、サーモビュアーが必要になってきます。

このパネルを少し離れたところからサーモビュアーで見たのが下の像です。

最初離れた位置からこの像を見た時に「おや！」と思って、近づいてみたら最初のような画像となり、異常発熱であることが確認できました。

この異常セルは70度ぐらいの温度であるため（他のセルは50度ほど）、多分、この二つのセルは何らかの原因で電流が小さくなり、そこに他のセルから無理やり電流を流そうとして発熱したものと見られます。いわゆる、ホットスポット現象です。

普通、太陽電池が発電していると、太陽光エネルギーの一部を電気エネルギーとして外に出すことになるため、その分、セルの温度は下がります。大体、普通に発電していると3-4度ほどそのセル温度を下げることになります。一方、ホットスポット現象があるセルは温度が他のセルより高くなっています。実は、加熱のためのエネルギーは他のセルで発電したエネルギーから来ているので、ホットスポットのセルは他で発電したエネルギーを浪費していることになります。

この異常パネルの例でいうと、

発熱セルは他のセルより20度ほど温度が高くなっています。発電で下がるはずの3-4度の6倍ほどです。これは他のセル6枚で発電したエネルギーをホットスポットで浪費していることを意味します。この例ではホットスポットのセルは2枚あるため、両方で12枚分ぐらいのセルで発電したエネルギーが、ホットスポットのセルで浪費されていることになります。一つのパネルで60枚セルがあるので、その20%ほどのロスです。

しかし、ストリングやアレイ全体でみると、1枚のパネルの20%というのはごく一部のロスであるため、なかなかモニタリングから発見することは難しいでしょう。

逆に言うと、まだ発電出力にほとんど影響を与えないぐらいのロスであり、また発熱異常と言っても70度ぐらいなら危険性もないので、この段階では特に対応の必要はないと言えるかもしれません。ただ、異常があることは認識しておいた方が良いと思います。

とにかく、全体的に見ると北杜サイトは良好で、昨日と今回報告した2件ぐらいしか異常は見つかりませんでした。もっとも、見学が駆け足だったため、全体の1割程度しか観察できなかったので、本当はもう少し異常パネルがあったのかもしれません。

異常パネルについての報告はここまでとして、次回は他に気づいた点を報告します。

錆びついたような茶色のシミのあるセルが判ると思います。サーモビュアー（サーモカメラ）で見たのが下の写真です。

茶色のシミのあるセルだけが異常発熱していることがはっきりわかります。この時の気温はそれほど高くなく（多分30度ぐらい）、日射もそれほど強くなかったのでパネル温度も50度ほどでしたが、この加熱セルは100度ほどになっていました。

茶色のシミはおそらく熱で焦げて発生したものだと思います。セル全体では100度ほどですが、スポット的にはもっと高熱になっているところがあると見られます。

このようにセル周辺に焦げが発生するような発熱は、セルの電流不足によるホットスポットではなく接続不良によるもだと考えられます。このまま放置すると焦げが進行し、接続不良の抵抗が増大し、その結果さらに発熱が増大し、最悪の場合は発火事故を起こしかねません。

野立ての太陽光発電の場合、周りにあまり燃えるものがないので発火に至っても火事になる恐れは少ないとは思いますが、危険な不良であることは確かです。火事に至らなくても発火状態にまでなるとセル周りが焼損し、その部分が完全に断線状態となると発熱しなくなります。この状態にまで至れば危険はなくなるのでしょうが・・・・。

焼損セルが断線状態になっても、電流はバイパスダイオードでバイパスされるので、発電は継続します。全体として少し発電量は下がりますが、わずかなのでモニタから異常を発見するのは難しいでしょう。

とにかく、このような異常は火事の危険性もあるので、普段から目視やサーモビュアーなどで観察して、早めに発見することが望まれます。このトラブルの場合、茶色くなっているので目視だけでも発見することができます。迂闊に触ると火傷するほど過熱しているので、注意が必要です。

今回紹介したトラブルパネルは中国製でした。偶然ですかね。

次回は、別のアメリカ製パネルのトラブルについて説明します。

太陽電池から火事が起きるということは、そうそう無い話だとは思いますが、確かにホットスポットなどにより太陽電池から発火する可能性はあります。

太陽電池の耐火試験などもあるようですが、基本的に太陽電池自体は燃え難いものなので、少々の火が出ても火事にはなりにくいでしょう。従って、野立てのように太陽電池だけしかないような場合だと、まず火事になることは無いと思います。しかし住宅屋根設置のように建築に設置されている場合、特に一体型の太陽電池は少し心配です。

後付けの太陽電池の場合は下地が不燃性の瓦なので取りあえず安心です。一体型の場合も太陽電池の下は不燃性材料で仕切っていると思うのですが、その辺り詳しいことは知りません。いずれにせよ、充填剤や端子ボックス、配線材など燃えるものもあり、一体型の場合は隠蔽されているので異常があっても気が付きにくいので心配です。

実際には、ホットスポットなどがあっても、そんなにすぐには火事にはならないので、普段チェックしていれば十分防げるのですが、何分、屋根の上の点検は簡単ではありません。多分、発火するぐらいのトラブルがあれば、おそらく電気特性にも影響が出てくると思いますので、やはり発電状況をこまめに見ておくというのが一番良い対策なのでしょうか。

ところで太陽電池から火事が起こらなくても、屋根太陽光がある家に火事があった場合、消防は感電などの電気事故を起こさないように気を付ける必要があるようです。日が当たっている限りパネルは発電してしまうのが困ったところです。最近の消防士さんたちは住宅火事の消火時に、その家に太陽光発電があるかどうかを必ずチェックするらしいです。