太陽光発電プロジェクトを最高のパフォーマンスに維持するためのツールと技術

Fluke | アプリケーション スペシャリスト、Will White 著 2023 年 5 月 10 日

世界が野心的な脱炭素化目標の達成に向けて競う中、クリーン エネルギー プロジェクトが着工し、急速に稼働し始めています。 太陽光発電資産所有者にとって、プロジェクトの設計、許可、建設は始まりにすぎません。 太陽光発電システムの検査と保守は非常に重要であり、寿命、安全性、ROI を確保しながら最高のパフォーマンスを維持するには、継続的な取り組みが必要です。 ここでは、技術者が注意すべき一般的な問題と、パフォーマンスの低下を検出するために使用するツールをいくつか紹介します。

太陽光発電システムの徹底的な目視レビューの実施は、各検査の基礎となります。 この最初のステップを通じて、特にシステムの安全性に影響する問題について、早急な対応が必要なシステム領域を迅速に特定できます。 たとえば、接続の磨耗や緩み、腐食や絶縁体の隙間を探すことで、危険なアーク障害の兆候を示すことができます。 この初期スキャンでは、適切なツールを使用してさらに調査することで有益となるシステム コンポーネントを特定することもできます。

太陽光発電請負業者は、高性能太陽光発電設備の耐用年数を通じて、多くの予期せぬシステム障害に遭遇することになります。 これらのシナリオでは、デジタル マルチメーター、クランプ メーター、絶縁抵抗テスター、放射照度メーターなどの汎用ツールキットが必要です。 これらのツールは、システム全体のコンポーネントをテストして、インバータ効率、AC/DC 電圧と電流レベル、ヒューズの導通性のテストなど、パフォーマンスを完全に分析し、問題を特定できます。

診断が難しい一般的な問題は地絡です。地絡には、導体絶縁の損傷、不適切な設置、ワイヤーの挟み込み、水による損傷など、さまざまな原因が考えられます。 絶縁抵抗監視および残留電流検出器 (RCD) を使用すると、DC 地絡を検出し、金属コンポーネントの通電や火災の危険性の増加につながる可能性があるその後のアーク故障の防止に役立ちます。 異常電流を測定するために、絶縁抵抗モニターを使用するか、アレイ導体上に RCD を配置して、接地テストを頻繁に実行することをお勧めします。

多くの PV システム障害の原因は、重要な PV システム コンポーネントの熱画像をキャプチャすることによって診断することもできます。 熱画像カメラは、作業現場全体の温度ベンチマークを設定するために不可欠であり、請負業者がメンテナンス手順中に発生する温度の異常を特定できるようになります。

内部システムの温度測定値が通常よりも高い場合は、コンポーネントの配線が非効率であるか、伝送接続が損なわれており、接続が高抵抗であることを示している可能性があります。 火災の危険や他のシステムコンポーネントへのさらなる損傷を防ぐために、高温の測定値に対処することを優先する必要があります。 高温は、PV モジュールまたはストリングのパフォーマンスが低下していることを示している可能性もあります。 あるいは、ベースラインと比較して低い温度測定値を示す領域は、接続が切断されているか、ヒューズが切れていることを示している可能性があります。

太陽光発電請負業者は、電流電圧 (IV) カーブ トレーサーを使用してシステムの障害を明らかにすることができ、デジタル マルチメーター、クランプ メーター、および放射照度メーターを組み合わせて使用​​する効率的な代替手段として機能します。 IV 曲線テストでは、開回路電圧と短絡電流の間の点を測定し、PV 電力出力を表す視覚的な曲線を表示します。 表示された IV 曲線は、請負業者がバイパス ダイオード、電流または電圧の低下、直列抵抗、および低いシャント抵抗に関連する問題を特定するのに役立ちます。

IV 曲線検査は、特定の処置による経済的利益を評価するのにも役立ちます。 たとえば、乾燥したほこりの多い地域にある多くの PV システムは、パネル上のほこりや汚れによって太陽光が効果的にエネルギーに変換される能力を低下させる、汚れの損失の問題に直面しています。 IV 曲線テストでは、一連のダーティ モジュールの測定値を予想されるベースラインと比較することで、この損失を定量化できます。 汚れた PV モジュールの選択されたアレイがテストされ、その後洗浄され、再テストされて最初のテストの結果が比較されます。 各テストの結果は、汚れの影響を測定し、アレイの洗浄が価値があるかどうかを評価するために使用できます。