株式会社三福土建

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一般的な保守管理と問題点

太陽光発電所の保守管理は、トラブル対応を受動的に行っているサービスがほとんどです。発電所の状態を表面的に静観するに止まり、異常の連絡を受けたときだけ駆け付ける不活発なサービスに多額の費用を支払い続けることに疑問を感じている発電事業者は少なくありません。運転開始から数年経過した発電事業者は、そのような既定のサービスに疑問を感じ、発電所管理に関して技術的な相談を受けるようになっております。

停電後の
パワコントラブル

生き物が感電して
ブレーカー切断

落雷による
パワコン停止

積雪によるパワコン
ブレーカー切断

気温上昇による
パワコン停止

飛来物による
出力低下

太陽光発電所のトラブル事例

大規模な発電所では「定期的巡回と点検」と、「有事の駆け付け」サービスを組み合わせた保守管理サービスを受けているケースが多くみられますが、それぞれの対応過程で合理化されたサービス提供は受けておりません。定期的な巡回では、さまざまな制約により無駄な工程が発生しております。有事の駆け付けにおいては、事前情報不足のままファーストエイドを行う結果、複数回現地に駆け付けるため、復帰に時間を要しています。従来の保守管理では、応急的な対応にとどまり、潜在的な事故（将来発生する可能性がある事故）を予防するための管理がされておりません。

定期巡回と点検

・連続的サポートができない
・作業人員・作業時間のロス

・人的ミス作業レベルの画一化

・作業員の電力事故

・作業員の確保の問題

・天候の影響

・報告書の作成ロス

有事の駆けつけ

・連続的サポートができない
・初動対応のスピード（事故原因の把握）
・作業員の電力事故
・作業員の確保の問題
・報告書の作成ロス

事業の期間が経過するにつれて、発電システムの経年劣化や事故発生確率は増加するため、潜在的な事故要因を放置すると、事業収支に大きな影響を与えます。事故の発生回数の増加によって、保守点検にかかる費用が増加するだけでなく、保守管理サービス自体の品質も低下します。従来の非効率で不経済な点検手法を導入し続けることは、発電事業の持続性を阻害する要因となります。

太陽光発電所の経年変化する外的要因

発電ロスは、環境的要因によるものと、機器的要因によるものに区分されます。

環境的要因

周辺の環境による影響で、時間帯毎に決まった発電ロスが発生します。

機械的要因

突発的に発生する事故によるものと、経年的な機器の劣化によるものがあります。

発電所の事故原因

電気的機械的事故（PCSからのアラートや可視化できるモジュール破損）

太陽電池やパワーコンディショナー（PCS）の経年劣化、ケーブルの漏電によるもの（サイレントアラート）

監視装置や保守点検業者からの報告など一般的な保守管理（OPERATION & MAINTENANCE）によって対応できます。

サイレントアラートは、PCSからのアラートメールが届かないため、異常が発生しても放置されることが殆どです。サイレントアラートを早期に発見することで事業期間中の収益最大化を実現することができるため、新たな点検手法の提案が求められます。

経年劣化によるサイレントアラートを放置すると、FITの調達期間内で
大きな発電ロスが発生します。

たとえば、FIT36円/kW・モジュール容量67.5kWの発電所で1ストリングを1ヶ月放置した場合…

太陽光パネルの破損は、経年劣化により発生回数が増加します。機器が一度破損すると自然回復しないばかりか、事業収益性が悪くなるので、多額の費用損失につながります。適切なタイミングで改修し、経年劣化したものは合理的にリパワリングする必要があります。その適切な改修のタイミングを判断するのは、経年劣化を定量的に評価する「そらいろモニター™️」です。

持続的な発電所の運営のための保守点検手法の提案

持続的な発電事業を行うための点検手法の提案

ドローンに搭載したサーモカメラと遠隔監視システム・そらいろモニター™を融合した保守点検サービス

「サーモカメラ付きドローン」と弊社が開発した「そらいろモニター™」を有機的に活用した非接触型の点検手法を導入することで、事故発生の際の迅速な初動対応だけでなく経年劣化の早期把握を実現します。環境的要因と機器的要因を区分することで、事故発生要因の抽出が容易となり、事故の未然予防により発電ロスの最小化と発電の最大化を実現します。

サーモカメラ付きドローン

サーモカメラによってセル単位の表面温度を測定することができ、セル単位やクラスター単位の故障を俯瞰的に把握できます。サーモ画像と可視画像を同時に撮影することで、発電所全体の様子を瞬時に把握できます。

セル・クラスター

そらいろモニターTMではカバーできない、
セル単位・クラスター単位の異常を補完

そらいろモニター™

ストリング単位の発電特性をモニターし環境的要因と機器の経年劣化を区分することで、発電所の経年劣化を分析することができます。近傍の発電所との発電量乖離を把握し、各発電所を相互に監視する機能を有しています。

ストリング

モジュールを直列に組み合わせた単位

アレイ

ストリングを並列に組み合わせた単位

サーモ測定で発見できる破損例

クラスター破損

太陽光パネルを構成する3つのクラスターを繋ぐバスパーや、コネクターのはんだ接合部の薄利により、クラスターのうち1つ以上が破損し発電しない状態です。

内的要因（セルの破損など）

太陽光パネルの一部分で配線不良やクラックによるセルの破損により、⻑期間発電できない状況が続くことで発熱してしまう現象です。スネールトレールが原因でホットスポットが発生するケースもあります。

ケーブル断線

太陽光パネルの表面に問題がなくても、ケーブルが断線することにより発電が停止してしまうことがあります。

外的要因（鳥の糞や落ち葉など）

鳥の糞や落ち葉や⻩砂の付着によって、局所的なセルの電気的な抵抗が高くなることで、ホットスポットが発生します。長期間発熱が続くとセルの破損や発火が起こる可能性があります。

非接触型点検手法の導入

従来の保守管理点検では、作業人員・作業時間のロス、人的ミス（作業レベルの画一化）、作業員の電力事故、作業人員の確保の問題が発生し、保守管理点検に要するコスト負担が大きいなどの問題がありました。当社が開発したそらいろモニター™と、サーモカメラ付きドローンを有機的に活用した非接触型の点検手法を導入することで、課題解決を実現しています。