太陽光発電設備を見学しました
産総研つくばの太陽光発電工学研究センターを見学しました。
PVRessQ!と書かれた黒いウインドブレイカーを着て、頭にはちまきを巻いた人が、飽きさせない話術で楽しく説明してくれました。上級国家公務員とは思えぬ いでたち のこの人は、この本の著者でした。
産総研では7年前に4kWの設備を200台導入したそうです。その時のメーカーシェアに応じて各メーカーから、総額8億円かけて購入。あえて4kWという家庭用の発電設備サイズを選んだそうです。パネル総数5645枚。
太陽光発電設備は敷地内に分散して設置してあり、ほとんどが結晶シリコン系。今回は5カ所見学しましたが、1箇所だけアモルファスSi系がありました。アモルファスSi系のパネルはちょっと赤っぽかったかな。
これは建屋外壁に設置したもので、地面に垂直に並んでいます。夏は太陽が真上近くにあり斜めから入射するためほどんど発電されず、冬は木陰がかかるため発電量が落ち、結局春と秋の発電がメインとなるそうです。そういえば、イオン土浦の太陽光発電パネルも垂直設置だ。夏期の発電は少ないのかぁ。夏はガンガン電気作ってると思ってた。
次に見学したのは、建屋（4階建てくらい）の屋上に、地面に対し15度傾斜させて設置したPVパネルアレイ。非常階段をひたすら登り、配管の上を超え、配管の下を潜りながら、ようやく到着。ご年配の見学者は辛そう。上の写真は、パネルを下から見た所。4kW×9軒分でパネルが1080枚。この内25枚が7年間で壊れたそうです。
問題は、壊れたことではなくて、壊れたのかどうかわからないことだそうです。メーカーの点検では故障は発見されなかったそうです。ここには30のPVアレイが設置してあって、それぞれの発電特性をモニタしているそうですが、30台を比較できる環境であっても、故障を見つけ出せないそうです。これでは、一般家庭で故障診断はムリです。
故障がなんでわかったかと言うと、上の写真のようにパネルの下から観察できる設置だからでした。裏面の色が変わっている箇所を見つけられて（私たちも目視で確認できました）、そこを調べると発電した電気を送る銅配線の半田接合部が導通不良になっていたとのことです。ハンディタイプのサーモグラフィで、そのPVセルだけが周辺より発熱している様子がわかりました。
パネル毎に黒い箱が付いていて、その中にバイパスダイオードが入っているそうです。バイパスダイオードとは、一部のPVセルが日陰になったり（あるいは導通不良になったり）すると、抵抗体として働いてしまうため、そのセルをバイパスさせる働きをするダイオードとの事。半田導通不良になると、このダイオードが異常に発熱するそうです（500℃って言ってたように聞こえたけど、高すぎるような・・・聞き間違えたかなぁ）。この辺の機材は高耐熱性の材料を使っているので、機材が発火することはないそうです。
一般の家庭では、屋根の上にPVパネルを設置するわけですが、当然、下側から観察することができない。メーカーに点検してもらっても故障を発見できない。パネルと屋根の間には、落ち葉が溜まっていたり、小動物の巣があったりで、上記の発熱現象で発火する危険は否定できない。そして、夏期の日中、ガンガンに発電している時に、火事になったとして、水をかけて消火すると、消防士が感電するんだそうです。ドイツではPVパネルの火事は消火しないことになっているそうです。マジかよ！
そして、50kW以下の設備の場合、メーカーに点検義務はないそうです。点検しようとすると、屋根に上るための足場を組む必要があり、この費用がバカにならないそうです。
それから、発電効率がしばしば話題になりますが、学術的な話は別として、実際に設置するとした場合、発電効率14%と12％の違いがあっても、設置面積が少し増えるだけだで、4kWの設備は4kWだそうです。それよりも耐久性で比較するのが良いようです。
説明してくれた加藤さんは、設置環境での正しい評価ができない今の状態では、今後、海外の安価、粗悪PVが登場したとしても、それを判別できないので、不本意な価格競争に陥る事を懸念されていました。
4kWと言われても、ピンと来ないんで、ちょっと計算してみました。
4.2kWとして、4.2kW=4.2kJ/s
水の比熱が4.2J/g・K なので、
1秒で1000g(=1L)の水を1℃上昇させる仕事率となりますね。
60秒で1Lの水を20℃から80℃に加温できるわけで、すごいね。
間違ってないと思うけど。
PVRessQ!と書かれた黒いウインドブレイカーを着て、頭にはちまきを巻いた人が、飽きさせない話術で楽しく説明してくれました。上級国家公務員とは思えぬ いでたち のこの人は、この本の著者でした。
産総研では7年前に4kWの設備を200台導入したそうです。その時のメーカーシェアに応じて各メーカーから、総額8億円かけて購入。あえて4kWという家庭用の発電設備サイズを選んだそうです。パネル総数5645枚。
太陽光発電設備は敷地内に分散して設置してあり、ほとんどが結晶シリコン系。今回は5カ所見学しましたが、1箇所だけアモルファスSi系がありました。アモルファスSi系のパネルはちょっと赤っぽかったかな。
これは建屋外壁に設置したもので、地面に垂直に並んでいます。夏は太陽が真上近くにあり斜めから入射するためほどんど発電されず、冬は木陰がかかるため発電量が落ち、結局春と秋の発電がメインとなるそうです。そういえば、イオン土浦の太陽光発電パネルも垂直設置だ。夏期の発電は少ないのかぁ。夏はガンガン電気作ってると思ってた。
次に見学したのは、建屋（4階建てくらい）の屋上に、地面に対し15度傾斜させて設置したPVパネルアレイ。非常階段をひたすら登り、配管の上を超え、配管の下を潜りながら、ようやく到着。ご年配の見学者は辛そう。上の写真は、パネルを下から見た所。4kW×9軒分でパネルが1080枚。この内25枚が7年間で壊れたそうです。
問題は、壊れたことではなくて、壊れたのかどうかわからないことだそうです。メーカーの点検では故障は発見されなかったそうです。ここには30のPVアレイが設置してあって、それぞれの発電特性をモニタしているそうですが、30台を比較できる環境であっても、故障を見つけ出せないそうです。これでは、一般家庭で故障診断はムリです。
故障がなんでわかったかと言うと、上の写真のようにパネルの下から観察できる設置だからでした。裏面の色が変わっている箇所を見つけられて（私たちも目視で確認できました）、そこを調べると発電した電気を送る銅配線の半田接合部が導通不良になっていたとのことです。ハンディタイプのサーモグラフィで、そのPVセルだけが周辺より発熱している様子がわかりました。
パネル毎に黒い箱が付いていて、その中にバイパスダイオードが入っているそうです。バイパスダイオードとは、一部のPVセルが日陰になったり（あるいは導通不良になったり）すると、抵抗体として働いてしまうため、そのセルをバイパスさせる働きをするダイオードとの事。半田導通不良になると、このダイオードが異常に発熱するそうです（500℃って言ってたように聞こえたけど、高すぎるような・・・聞き間違えたかなぁ）。この辺の機材は高耐熱性の材料を使っているので、機材が発火することはないそうです。
一般の家庭では、屋根の上にPVパネルを設置するわけですが、当然、下側から観察することができない。メーカーに点検してもらっても故障を発見できない。パネルと屋根の間には、落ち葉が溜まっていたり、小動物の巣があったりで、上記の発熱現象で発火する危険は否定できない。そして、夏期の日中、ガンガンに発電している時に、火事になったとして、水をかけて消火すると、消防士が感電するんだそうです。ドイツではPVパネルの火事は消火しないことになっているそうです。マジかよ！
そして、50kW以下の設備の場合、メーカーに点検義務はないそうです。点検しようとすると、屋根に上るための足場を組む必要があり、この費用がバカにならないそうです。
それから、発電効率がしばしば話題になりますが、学術的な話は別として、実際に設置するとした場合、発電効率14%と12％の違いがあっても、設置面積が少し増えるだけだで、4kWの設備は4kWだそうです。それよりも耐久性で比較するのが良いようです。
説明してくれた加藤さんは、設置環境での正しい評価ができない今の状態では、今後、海外の安価、粗悪PVが登場したとしても、それを判別できないので、不本意な価格競争に陥る事を懸念されていました。
4kWと言われても、ピンと来ないんで、ちょっと計算してみました。
4.2kWとして、4.2kW=4.2kJ/s
水の比熱が4.2J/g・K なので、
1秒で1000g(=1L)の水を1℃上昇させる仕事率となりますね。
60秒で1Lの水を20℃から80℃に加温できるわけで、すごいね。
間違ってないと思うけど。
