太陽光発電の保守点検　

太陽光発電システム保守点検ガイドライン（太陽光発電協会ほか）

◆ホットスポット

なぜ太陽光パネルの「赤外線サーマルカメラ＋AI点検」が注目され ...
ホットスポットは、太陽光パネルの汚れ・破損・影などで一部のセルに負荷がかかり異常発熱する現象で、火災の原因にもなります。赤外線カメラ（サーモグラフィー）を用い、周囲より高温（白〜赤）に映る箇所を特定する点検が有効です。日射量が十分ある昼間に、適切な角度で撮影することがポイントです。
ホットスポットの仕組みと点検のポイント
  • 仕組み: 鳥の糞、落ち葉、影、またはマイクロクラック（微細なひび割れ）により、パネルの局所的な発電が阻害される。その箇所に電流が集中し、抵抗となって発熱する。
  • 点検方法（赤外線カメラ）: サーモグラフィーカメラを使用し、パネル表面の温度分布を可視化する。ホットスポットは正常部よりも明らかに温度が高く表示される。
  • 点検のポイント:
    • タイミング: 日射量が多い日（太陽光がしっかり当たっている時間帯）
    • 撮影方法: パネルに対して斜めから撮影し、撮影者の映り込みを避ける
    • 方法: 地上からの手持ち撮影、またはドローン空撮（メガソーラーに有効）
  • リスク: 放置するとパネルが焼損、最悪の場合は火災に至る可能性がある。
早期発見のために、赤外線カメラによる定期的なメンテナンスが義務化・推奨されています。 
◆配線路探査器による接続不良点検
  • 仕組み: 測定器から専用の信号（高周波信号など）を太陽光パネルのストリング（直流回路）に印加し、回路に沿って受信器を移動させながら信号強度を測定します。信号が途切れたり、極端に弱くなったりする場所が、断線や接点不良の箇所となります。
  • 特徴:
    • 天候不問: 太陽光による発電が不要なため、雨天、曇り、夜間でも点検可能。
    • 高精度: 接続箱のブレーカーから数〜数十メートル離れた屋根上のパネルや、架台内部の隠れた接続不良も特定可能。
  • 安全性: 安全な低電圧・低電流の信号を使用するため、活線状態での調査も可能ですが、基本は停電・断線調査に用いられます。配線路探査器（ケーブルトレーサー）を用いた点検は、太陽光パネルの直流回路に微弱な信号を送り、その信号を検知することで、断線や高抵抗箇所（接続不良）を特定する手法です。天候に左右されず、通電できない夜間や曇天時でも、安全かつ高精度に不良箇所を特定できるメリットがあります。

具体的な点検手順

  1. 準備: 調査対象のストリングを接続箱から切り離し、配線路探査器の送信機を接続します。
  2. 信号印加: パネル配線に特定の信号を流します。
  3. 探索: 受信器を持って太陽電池モジュールのケーブルを追い、信号の到達状況を確認します。
  4. 不良特定: 信号が届かなくなる点や強度が急減する箇所を見つけ、その付近のコネクタやケーブルの不具合を確認します。
◆バイパスダイオードの点検

太陽電池　セルのダイオードの向き

太陽電池パネル内のバイパスダイオードは、パネルの一部に影がかかった際、その部分のセルを迂回して電流を流し、出力低下やホットスポット（過熱）による破損を防ぐ重要な部品です。故障すると電流が回路内に滞留し、パネルの出力が大幅に低下（3分の1程度）する「クラスタ故障」が発生します。点検は、サーモグラフィーカメラで異常発熱を検知する、またはEL（エレクトロルミネッセンス）検査装置で確認する方法が効果的です。

1.バイパスダイオードの役割

  • 回路の保護: 太陽光パネル（モジュール）の裏面ジャンクションボックス内に設置され、パネルの一部に影がかかる、落ち葉が付着するなどして発電しないセルが発生した場合、そのセル（クラスタ）を迂回させて電流を流します。
  • 損壊防止: 影による抵抗で電流が止まり、その部分が過熱する（ホットスポット現象）のを防ぎ、パネル全体を保護します。 

2. バイパスダイオードが不具合を起こしている事象

  • クラスタ故障（出力低下）:
  • ダイオードが短絡故障すると、パネルの約3分の1の領域が常に電気的にバイパス（迂回）された状態になり、その分発電しなくなります。
  • 発熱: ジャンクションボックス付近が局所的に熱を持ち、経年劣化や雷サージで故障が加速します。
  • 測定結果: クラスタ故障が発生しているパネルは、正常なパネルに比べて電圧が下がるため、開放電圧（Voccap V sub o c end-sub）の低下として測定されます。

3. 点検方法
  • サーモグラフィー検査: 太陽光パネルに日射がある環境でカメラを撮影し、特定のクラスタだけが冷たい、あるいはジャンクションボックスが異常に熱い場合、バイパスダイオードの故障が疑われます。
  • EL（エレクトロルミネッセンス）検査: パネルに電流を流して発光させる検査で、暗く映る領域（クラスタ）があれば、その部分のダイオード故障が確認できます。
  • 開放電圧（Voc）測定: パネルの直流電圧を測定し、定格より極端に低い（例：33Vのパネルが22V程度）場合はダイオードの故障が疑われます。