太陽電池の出力はIVカーブトレーサーを使って測定します。その時の光源には太陽光を使うべきものですが、測定精度に影響を与えずに再現性良く太陽光を得ることが難しいので、ソーラーシミュレータという人工太陽光を用いて室内で行うのが一般的です。このソーラーシミュレータと言うのはバカ高く、私のような個人がとても買えるようなものではありません。

また、太陽光を人工的に再現しても、どうしてもスペクトルを完全に一致させることはできないので、太陽電池の種類によって測定誤差が生じてしまうという問題があります。例えば、今のソーラーシミュレータはシリコン太陽電池の測定用に作られていますので、CIS太陽電池の測定では誤差を生じます。

まぁ、屋外で実際の太陽光とIVカーブトレーサーを用い測定できれば良いのですが、最大の問題は太陽光が安定しないこと、これを解決するために快晴の日を選んで行わなければなりません。快晴の日と言うのは意外に少なく不便なものです。

ここで紹介されている産総研の測定方法と言うのは測定時間が0.2秒なので、天気が変動してもほとんど影響を受けずに測定することができます。この測定時間が0.2秒のIVカーブトレーサーは既に商品化されています（福島産総研セミナーに行ってきました１）。

この記事では0.2秒の妥当性について解析しています。内容はざっと次のようなものです。

• 日本では日射変動の多い日でも0.2秒内の日射変動は1%以内に抑えられる。
  
• 普通のシリコン太陽電池は0.2秒の測定に十分応答できる。HIT太陽電池は少し応答が遅れるが0.2秒であれば応答できる。

誤差が1%というのは検定に使うにはちょっと大きいですが、発電所の保守に使う場合はほとんど問題ありませんね。

ちなみに、私はIVカーブトレーサーを持ってはいるものの、測定に30秒も要するものなので大変不自由しています。想定はしていましたが、安かったので（15万円）購入してしまいました。先日このブログに登場した英弘精機もIVカーブトレーサーを出していて、測定時間は2秒です。2秒は十分使えますが価格は上がります（60万円ほど）。

さて、この0.2秒のIVカーブトレーサーはいくらするのでしょうか。30万円ぐらいなら買う価値がありそうですが・・・。

保守を委託している会社はソラメンテのisもZも持っていて、明日はそれで全ストリングをチェックしてくれます。従って、私がやることはほとんどありませんが、個人的興味から次のものを持って行くことにしています。

• IVカーブトレーサー

これを使うことはほとんどありませんが、何かの時のために持って行くことにしています。私の持っているIVカーブトレーサーはPROVA1011です。

• サーモカメラ

一通りサーモカメラで温度分布を見てみようと思っています。明日が良い天気だと良いのですが。私の持っているサーモカメラはFLIRのE4です。これまでもこれで温度分布を見ていまして、ホットスポットと言うほどではありませんが、少し温度ムラのあるモジュールが確認されています。その状況に変化が無いかも気になっています。何かあれば前述のカーブトレーサーのお出ましです。

• 日射計

IVカーブトレーサーにも日射センサーがついていて測定できますが、それを使うのは面倒なので、ハンディの日射計を持っています。SOLAR POWER METER TM-206と言うのを使っています。結構便利です。

• 温度計

これもハンディで簡単な非接触の温度計を使っています。

• クランプ電流計、マルチメーター、カメラ

この辺りは普通の汎用のものですが、一応準備していきます。

この発電所は別途ファンドで運営されている太陽光発電所と併設されているものです。大きな発電所があり、そこに分割分譲された発電所が併設されている訳です。従って、保守もそのファンド発電所の保守をしている会社に委託しているわけですが、同じ条件の発電所が併設されているので、いろいろ比較ができて便利です。

パネルは中国製で少しスネイルトレイルが見られていますが、今のところ出力に影響が出るところまでは至っていません。が、その辺りもどのようになっているのか見て来ようと思っています。

結果もまた、ここで報告させてもらいます。

このセミナーはエクセルと言う会社がやっているもので、実技を含んだ半日ほどのものが2000円と格安で提供されています。内容は同社のIVカーブトレーサーという製品を使った保守が中心なので、講習自体は赤字でも販促の一環として実施しているのでしょう。私にとってはやや物足りない内容ですが、まだ太陽光の保守についてよく知らない人にとっては十分価値があると思います。

ただIVカーブトレーサーというのは太陽電池の診断用の機器なので、あまり太陽電池の動作を知らない人がいきなり始めるのはちょっと厳しいかもしれません。太陽光発電のメンテナンス用機器として有名なソラメンテやソコデスの方が、初心者にとってはもっと使いこなし易いと思います。が、この講習を聞きに来ている人達はある程度の前提知識を持っている人達のようで、十分に理解しているようでした。

同社の取り扱っているIV-400というカーブトレーサーは数秒でIVカーブを測定しますので、私の持っているPROVAよりは使い勝手が良さそうです。私のPROVAは測定に30秒もかかるのでその間に日射が変わって失敗することが多いのですが、数秒なら十分使えます。もっとも日本カーネルシステムのイプシロンというカーブトレーサーは1秒以内で測定できるのでもっと便利です。

IVカーブトレーサーが診断には有効でも保守としてはやや使いにくいという点は同社も認識しています。このため通常は遠隔モニタリングを行って、異常があった時にIVカーブトレーサーで診断する方法を勧めています。そのための遠隔モニタリング機器も提供しています（Solar-Log）。

モニタリングでは単に出力を見るだけでなく、日射計との比較、PCS毎の比較、ストリング毎の比較などを行って、一定以上の差があった時に異常と判断することを勧めていました。この方法は私が普段行っている比較監視方法と同じで共感が得られます。おもしろいのは、同社では比較監視を行って一定以上の差があった時にアラームを出すという機能もSolar-Logに組み込んでいた点です。この辺りは、同社の経験を何とか機器の改善に活かそうとしている姿勢が伺えました。同じようにIVカーブトレーサーのプローブについても、実際の現場で使いやすいような付属品を開発するなどの工夫がなされていました。

いろいろ工夫されているのですが、地味な努力ですねぇ。こういう努力が報われると良いのですが。測定器関係にはこういう地味な人や会社が多いような気がします。私はそういうのは好きなのですが。

講習ではアレイの中に不良モジュールがある時のIVカーブの歪み方の例が説明され、実際にフィールドでアレイの一部に影をつけてIVカーブが歪むのを確認しました。IVカーブが歪む理由は理論的には少し難しいのですが、そこはサラッと流して現象面を中心に説明していました。面倒な理論はとにかく「こんな歪が発生する」という現象は理解できたと思います。

座学の後、フィールドで実際に測定し歪んだIVカーブを確認しました。ここには500kWの太陽光発電所があり日本の各社の太陽電池が設置されています。あいにくセミナーの日は天気が悪かったのでデモの数は限られましたが、IVカーブの歪が発生することは確認できました。IVカーブトレーサーを使ったことがない人にとっては参考になるセミナーだったのではと思います。

この他、バイパスダイオードの検査機器も紹介されました。原理は簡単で、順方向に約0.1Aの電流を流し、電圧降下を見るというものです。ダイオードが普通に動いていたら一つのダイオードあたり電圧降下は0.5-1.0Vなので、直列数から全体の電圧降下を推定し、それより大きく外れていたら何か不良があるということになります。この方法は簡単にチェックはできますが、日が当たっていない時にしかできないという制約があります。まぁ、天候を気にせずに、夜にゆっくりチェックしたら良いということですかね。

さて・・・、

IVカーブトレーサーにせよバイパスダイオードチェッカーにせよ、ストリング単位での良／不良の判定は可能ですが、そのストリングの中のどのモジュールが不良なのかの判定はできません。これを如何にうまく見つけるかのノウハウなども教えてもらえれば、とても参考になるのですが・・・。

今後もいろいろセミナーを計画しているようなので、東京からはかなり遠いですが期待していてもいいですね。

10月1日に福島産総研で「太陽光発電システムの評価・診断セミナー」が開かれ、参加してきました。このセミナーは一言で言えばIVカーブトレーサーのメーカーによる実演のようなものでした。セミナーの参加は無料でしたが、場所が福島なので交通費がかなり掛かってしまいました。

実演を行ったメーカーは日本カーネルシステムという会社です。この会社はIVカーブトレーサー以外にパワコンの評価機器なども産総研と開発しているようです。IVカーブトレーサーはイプシロン400、イプシロン1000（それぞれ400V対応、1000V対応）という機器を提供しています。イプシロン以外にもガンマというIVカーブトレーサーも提供しています。

イプシロンとガンマの違いは専門的になってしまいますが、イプシロンがコンデンサ負荷方式、ガンマが電子負荷方式と言うことになります。電子負荷方式の方が汎用性は高くなりますが、通常使うにはイプシロンで十分でしょう。（もう少し専門的なことを深めますと、電子負荷方式の場合は電圧がマイナスまで掃引できるのでバイパスダイオードの状況も確認することができます。）

イプシロンの特徴は測定時間が0.2秒と言う点で、これなら日射の変動をほとんど気にすることなく測定ができます。これは素晴らしい点です。これまでの普通のIVカーブトレーサーだと、高速のものでも測定時間は1-2秒ぐらいだったと思うので、随分改善されたものです。価格は別途見積もりと言うことで判りませんでした。

講習の内容については長くなるので次回にしたいと思います。

1. 1. モニタ装置をつける
2. 2. 近くでデータが採れて比較できる発電所を確保する
3. 3. データ比較は1kWあたりの1日発電量で行う
4. 4. できるだけ毎日モニタする
5. 5. 記録するなど手を使いモニタする

上記の内、1から3までが技術的な方法論で、4と5は精神論のようなものです。

実際、私は自宅屋根発電に対し自宅近くのメガソーラーのデータと毎日比較・記録していますし、所有している野立ての発電所については同じ場所にあるファンド運営の発電所のデータと比較・記録しています。

比較している発電所の日々の発電量は微妙に違いますが、大体のところ一致していますので、どちらかに異常があればすぐに判るだろうと思っています。それぞれの発電量と比較した値をできるだけ毎日EXCELに記録するようにしていますが、ここまでするのは少し大変かもしれません。10年、20年に亘る作業なので、負担の無い方法にするのが良いとは思います。

モニタリングは毎日が基本ですが、以前にこのブログで紹介したサーモカメラによる検査は年に1-2度現地で行い、IVカーブトレーサーによる検査は、モニタリングやサーモカメラで異常を感じられた時に、詳細検査に使うのが基本的な考え方です。

で、取りあえず毎日モニタリングしていますが、これだけ細かくモニタリングしていますと、1%程度の微妙な発電状況の変化も見えてきました。

スネイルトレイルに伴う劣化現象ではないかと疑われるので、今は興味を持って追いかけています。次回はその紹介をします。

所有している発電所の保守と言っても遠方にあるため基本的には保守会社に任せていて、普段はリモートモニタで発電量を見ているだけです。現地に行ってサーモカメラやIVカーブトレーサーを使うのは年に1度くらいです。逆に、年に一度ぐらいはきちんと現地検査をするようにしています。その時は保守会社の人と一緒に行うことにしています。保守会社はソラメンテを持っていますが、サーモカメラとIVカーブトレーサーは持っていませんのでちょうどうまく補完できています。

さて、サーモカメラについては既にこのブログで紹介しました（どんなサーモカメラが良いか）。サーモカメラは他にも発電所見学の時などに持って行ったりして、結構重宝しています。

しかし、IVカーブトレーサーの方は安物買いの銭失いだったかなという気もしています。

IVカーブトレーサーとは太陽電池の電気特性を測るものですが、日が当たっている時の特性を測らなければなりません。私が購入したIVカーブトレーサ(PROVA1011)は測定に約30秒かかります。この間に日射が変動すると正確な測定はできません。晴天であれば30秒ぐらい日射は安定していますが、なかなかそういう日に測定をスケジュールするのが難しくて・・・、うまく使いこなすのが難しい。

まぁ、これは初めからわかっていました。良いIVカーブトレーサーなら1秒ほどで素早く測定できるのですが、そういう機種は値段が私の購入したものの数倍もするので、妥協して今の測定器にしたわけです。このような背景があるので、安物買いの銭失いとならないようにしようと頑張ってはいますが・・・。

IVカーブトレーサーは普通の人が買う必要はないでしょう。また業務で太陽光発電の保守をする人なら、測定時間1秒ほどの良いものを買うと思います。私の持っているPROVA1011はどっちつかずで、ケチなマニアが買うのに適しているのかもしれません。

50kWの太陽光発電所を20年も運営すると、パネルの何枚かに不具合が起きてもおかしくないと思っています。不具合があっても、少し出力が落ちるぐらいなら良しとして放置する考え方も十分成立します。私はマニアなので、不具合なパネルがあれば見つけてやろうと思い、道具を揃えていますが、投資効率を考えると割に合わないかも知れません。

理想を言えば、道具を使わないで不良パネルを見つけ出せる方法を、私の道具を使って発見して、このブログで報告できるということですが・・・。まぁ、その辺りを楽しみに今後も取り組んでいこうと思っています。

しかし、正確に言うと、この発電所の保守を移管している会社で予め「ソラメンテ」も使っていました。この辺りの話について少し補足しておきます。ポイントは二つあります。一つは半年前の点検の時のもので、もう一つは今回のものです。

• まず半年前の話から・・・。

半年前の検査の時は「ソラメンテ」でのチェックから始めました。そこで抵抗値が高いなと思われるストリングがありました（太陽光発電の動作チェック３）。そのストリングの各モジュールをサーモビュアーで見て温度の異常が見つかった訳なので、初めからサーモビュアーだけの検査で異常モジュールを発見した訳ではありませんでした。（但し「ソラメンテ」で示された抵抗値22Ωは、私が勝手に高いと判断しただけで、ソラメンテメーカーの判断値からは十分低い値でした。ふつうに検査していたら見逃していたかもしれません。）

• 今回の検査

今回は前回の経験から異常なモジュールの場所が判っていましたので初めからサーモビュアーでの検査を行いました。しかし、この検査は保守を移管している会社と一緒に行ったので、彼らは予め「ソラメンテ」で全部のストリングの検査をしていました。その時、半年前に抵抗値が高く測定されたストリングの抵抗値は12Ωと、前回よりかなり低く、また他のストリングの抵抗値(11 – 12 Ω)と同程度でした。もし前回の検査なしに今回の検査を「ソラメンテ」だけで行っていたらモジュール異常を見逃していたかもしれません。

さて・・・・、

私が今太陽光発電所の検査に取り組んでいる目的の一つに、何とか経済的に効率的に発電所の検査をする方法を見出したいというものがあります。近年ではいろいろな検査機器が提供されるようになってきましたが、まだ結構高いと言えるでしょう。経済的に効率的にというのはなかなか難しそうです。

いろいろ考えてサーモビュアーとIVカーブトレーサを購入しました。実際に発電所を運営している人が購入しても負担にならない程度のコストで調達することを目指していましたが、いずれも15万円ほどするのでとても経済的とは言えないかも知れません。それでも、サーモビュアーもIVカーブトレーサもぎりぎりまでスペックを落とした低価格品を購入しました。

使い方としては、まずサーモビュアーで異常らしきモジュールがないか見て、怪しいものをIVカーブトレーサで調べるということになります。

このためには、サーモビュアーで異常らしきモジュールを発見できなければなりませんでしたが、今回は「ソラメンテ」の力も借りているので、まだ私が目論んだ手法として使えるかは確認できていないなと思っています。「ソラメンテ」と一緒に使えばかなり確実に問題を発見できそうですが、「ソラメンテ」は高い割に機能が低い（太陽光発電の動作チェック７）のであまり使いたくありません。何とかサーモビュアーとIVカーブトレーサで頑張りたいなと思っています。

チャンスがあれば、いろいろな発電所に行って経験を蓄積し、良いやり方を工夫していきたいなと思っています。