太陽電池には強化ガラスが使われていますのでなかなか割れないものですが、大規模発電所となりますと割れるものも出てきます。割れても電気的特性が維持されていることが多く、また遠目からは判りにくいものなので、長期間気がつかずに放置されることもあります。

電気的特性が維持されている場合はそれほど損失にはならないので軽く考えてしまう恐れがありますが、機械的強度が弱まっているため強風などで吹き飛ばされて事故を起こす危険性をこの記事では指摘しています。普段から目視検査を行って発電所の安全を確認しておく必要があるでしょう。

ここで発見された割れモジュールにはホットスポットもあったようです。サーモカメラで確認されています。

ガラス割れの方は割れの起点（強化ガラスはある点から広がるように割れることが多い、但しそこに何かが当たったとは限らない）が確認されていますが、ホットスポットとは異なる位置のようです。ガラス割れとホットスポットとは必ずしも対応するわけではないことを示す実例のようなものですね。

強化ガラスを完璧に作ることは難しくて、内部のちょっとした不純物やストレス歪による自然割れをゼロにすることができないようです。そのような割れは初期に発生することが多く、特にメガソーラーなどのように大量にモジュールを設置する場合は発生する確率が高いので、予め準備して置くことが望まれるようです。

自然発生の割れは当然、メーカーの無償交換の対象となります。ただ、交換の作業費までは無償対象にはならないかも知れません。カラスなど鳥が石を落して割れたという話もありますが、この場合も無償対象なのかどうか良く知りません。多分、カラスのことまではメーカーも責任を持てないでしょうから、自然発生の割れだと言い張った方が良いように思います。

話に入る前に少し前提知識を。ちょっとややこしいですが・・・。 太陽電池はセルが直列につながっていますので、どれかに影が入ると全体の電流が制限されてしまい、状況によっては出力が大きく下がる恐れがあります。これを避けるために、普通はバイパスダイオードと呼ばれるものが入っていますが、バイパスダイオードでバイパスされた部分は電圧がほぼゼロとなってしまいます。ふつうバイパスダイオードはセル20個ごとに入っていて、一つのバイパスダイオードが作用すると電圧が10Vほど下がります。 この最後の「一つのバイパスダイオードが作用すると電圧が10Vほど下がる」というところだけ覚えておいてください。

ではまず下の図。

赤破線の丸で示した部分の歪が判るでしょうか。歪より上の電圧では電流が制限され、歪より下の電圧ではバイパスダイオードが作用するので電流が元に戻ります。電流が制限されると言ってもほんの少しだけです。

説明ではこれはパネルの汚れによるものとなっています。パネルの汚れによる電流制限は少しですが、はほとんど全てのパネルで起こります。従って多くのバイパスダイオードが作用しますが、電流の回復は少しです。図の歪はVopあたり（電流制限の始まったポイント）から100Vほど下がったところでバイパスダイオードが働き始め、電流が少し増えていく様子が示されています。100Vほど低下なので10個ほどのバイパスダイオードが作用したのだと思います。典型的なパネル汚れによる歪と言えます。

英弘精機ではパネルの清掃を行ってこの歪が無くなることを確認しています。

では次の図。

ここで歪はIVカーブの右側に歪がありますが電流制限が始まってすぐにまたカーブが立ち上がっています。多分、バイパスダイオードが一つだけ作用したのでしょう。電流が大きく制限されていますので、大きな影が一部にだけかかったのだと思います。

実は英弘精機は故意に一部に影をいれてこのIVカーブを測定したようです。その後、影の原因を取り除いてIVカーブがもとに戻ったとしています。

まぁ、このようにIVカーブの歪から多少解析することは可能です。バイパスダイオードの動作はかなり難解で頭の中がぐちゃぐちゃになりそうですが、少し判ってくると頭の体操をしているようで楽しむことも可能です。

ただ、あまり解説書が無いので自分でいろいろ調べたり考えたりして勉強しなければなりません。この英弘精機のような解説記事はその意味で貴重だと思い取り上げました。

この図を見ると3年で数%ほどの低下しているように。一般的に太陽電池の劣化は年に0.5%程と言われていますので、この値は少し大きく見えます。しかし、初期の低下はパネルの汚れなどの影響が大きく出てしまいますので、まだ太陽電池そのものの劣化かどうかはっきりしたことは言えません。引き続き経過を見ていく必要があるでしょう。まぁ、初期に数%低下することは十分に考えられるということですね。

またここではいろいろな種類の太陽電池を設置していて、電池の種類別の出力変化も調べています。下図のようになっています。

CISが定格の1割ほど多めに発電している様子が良く判ります。シリコン系太陽電池はCISより下側でひとまとまりになっています。全体の劣化傾向はCISとシリコンでそれほど変わっているようには見えません。

まだデータが3年分と少ないのではっきりしたことは言えませんが、今のところCISの劣化が少ないという現象は見られないようです。CISには未確認の伝説がいろいろ付きまとっているようですが、あまりそんな話にとらわれず、シリコン系と同じように考えた方が良いように思います。

さて、

英弘精機はIVカーブトレーサーも良いものを出しています。この記事でもIVカーブトレーサーを使った解析について説明がありましたので、次回紹介したいと思います。

その理由はやはり金がかかるということです。ただし、これは低圧の太陽光発電所（50kW未満）についての話です。メガソーラークラスならコスト的にそれほど問題にならないと思います。

まずコストの話の前に、発電所の効率とはどのようなものか説明しておきます。

効率を知るためには日射量（kWh/m²）を測定しておく必要があります。測定された日射量に定格を掛けたものがほぼ効率100%の時の発電量です。実際の発電量は熱やその他のロスがあるので効率は100%以下になります。逆に、実際の発電量を日射量と定格を掛けたもので割ったものが効率になります。

日射センサー

英弘精機はこの日射量を知るための日射センサーを販売しています。従って、当然、日射センサーを使おうとするでしょう。この日射センサー、安いもので10万円、高いものはその何倍もします。また、遠隔監視装置で日射センサーが接続できるものは限定され、更にコストアップ要因になります。

全体で1000万円ほどの設備にその程度の追加投資ぐらいと思われるかもしれませんが、馬鹿になりません。もっと安いセンサーがあるかもしれませんが、そういうものは太陽電池より早く劣化する恐れがあります。そもそも低圧太陽光発電所のオーナーはコストに厳しく、遠隔監視も導入しない人が多くいます。私は遠隔監視装置はつけていますが、日射センサーはつけていません（笑）。低圧太陽光発電所で日射センサーを付けているところはほとんど無いと思います。

まぁ、低圧発電所であれば日射センサーはもちろん遠隔監視も無しが多く、検針票と見回りだけで保守しているのでしょう。遠隔監視ぐらいは付けた方が良いと思いますが・・・。

私がいつも指摘しているように、発電所に遠隔監視をつけて、更に近くの太陽光発電所のデータを入手できれば、数％出力が低下してきたら見つけることができます。しかし、検針票だけだと1割以上低下してもなかなか見つけられないような気がします。

ただ、太陽光発電所はトラブルで1割以上出力が落ちることはあまり考えられないでしょうから、遠隔監視を付けてまで管理するかどうかはリスクとコストをどう考えるかの問題でしょうね。

で、

英弘精機の記事では日射センサーと遠隔監視を付けて効率を求めていますので、運転状況の正確な分析ができています。それについては次回紹介します。

取りあえず手元に「光発電」がありました。太陽光発電業界には太陽光発電協会と言う業界団体があり「光発電」はそこが出している雑誌ですが、先日の「PV Japan 2016」で最新のものが無料で配られていました。最近の業界のレビューにはちょうど良いかなと思い貰っておきました。

今回の「光発電」はPV Japanを意識していたのか、総括的な内容でまとめられていました。いろいろな記事がありましたが、英弘精機の「大規模太陽光発電所の運用状況」という記事に興味を持ちましたので、気がついたことを書いておこうかなと思います。

まず英弘精機と言う会社は太陽光発電関係の測定機器の老舗です。ここは実験のため太陽光発電所も運営していて、そのうちの「あみソーラーパーク(704.8kW)」「いなしきソーラーパーク(1558.2kW)」での経験についてこの記事で紹介しています。実際的な話なので関心を持ったわけですが、特にモニタリングの方法とモニタリング結果について触れたいと思います。

まずモニタリング方法についてです。

少し見にくいですが、「あみソーラーパーク」この3年間の月毎の発電状況が下図のように示されています。

1kWあたりの発電量で表しているところは私と同じですが、ひと月分をまとめているところは1日平均でまとめている私とは異なります。いずれにせよ、図に見られるように年・月によって状況が異なるので、これだけで発電状況を見るのは難しくなります。そのため、英弘精機では発電の効率を計算すると良いと指摘し、更にその結果を分析しています。

効率を計算して比較したらよいのは当然ですが、実は発電所の効率を計算するというのはちょっと厄介なところもあります。内容的にはおもしろいのですが、長くなりますので説明は次回に回します。