PIDの発生原因と対策
太陽光パネルの出力劣化であるPIDは、太陽光発電の普及と共に知られるようになり、かつて話題になりました。
現在では対策され、耳にすることは少なくなりましたが、被害は無くなったのでしょうか？
こんにちは、天意です。
今回はPIDの発生原因と対策について、お話しさせていただきます。
PIDとは？
まず始めにPIDについてご説明します。PIDとは『Potential Induced Degradation』の略で、結晶系太陽光パネルの出力劣化現象のことを指します。
PIDは太陽光パネルの内部回路（セル部分）とフレームの電位差によって起こります。気温や湿度が高くなったり、朝露などによりパネルの表面が結露すると、PIDが起こりやすくなります。
2012年頃に広く知られるようになり、メーカーによる対策が行われました。しかし現在でも発生事例が報告されています。
PID への対策
【PID対策品】 一般にPIDフリーパネルなどの対策は、セル製造段階の反射防止膜の製膜時に行われており、現在では珍しくありません。EPC（設計・調達・建設）企業がシステム設計をする段階で対策する場合や、封止材との組み合わせで PID対策を施した製品もあります。
【対策品でもPIDは起こり得る】 しかし、反射防止膜は耐PIDの目的のために作られているわけではありません。更に、製品によって耐PIDの品質にはバラつきがあります。もちろんバラつきが出にくくなるよう管理されてはいますが、全ての製品で耐PIDの品質をクリアするのは難しいと言われています。したがって、対策されている製品だからといって、それを盲目的に信用することは危険だと言えます。
発見と再発防止策
【現場での発見は困難】 PIDはパネルから電流が漏れて起こることも多いです。降雨時や朝露が降りた時に頻発し出力が落ちていれば、漏れ電流から発生するPIDを疑うべきでしょう。しかし、PIDを現場で発見することは困難と言われています。PIDが進行していると判断するには、開放電圧やI-V（電流－電圧）測定で分かるレベルでないと難しいからです。
影響が先に出るのはストリングの低電圧側で、出力が落ちたり戻ったりを繰り返して、だんだん劣化していくのも発見を遅らせる要因です。
【再発の可能性】 不良品は一般的には、不具合のある部品を交換すればいいのですが、PIDの場合、PID対策品と交換しないと再発する可能性は高いです。他にも、蓄電池を併設するとPIDが起こりやすくなるという説もあります。
通常、蓄電池には基本的にON/OFFの制御部があり、夜間に電圧はかかりません。しかし該当のパネルがPIDに弱いと仮定すれば、電圧がかかってしまい、PIDが発生する可能性もあるのです。
まとめ
PIDについて、その原因と対策、そして対策の難しさをお伝えしました。買取価格が引き下げられ、太陽光パネルも低コスト化が進んでいます。そのため、PIDは起こり得ると言えます。完璧な対策はなかなか難しいですが、蔑ろにしてはいけません。
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こんにちは、天意です。
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「売電量遠隔監視装置を選ぶ基準」で記述したとおり、監視装置で監視する範囲には発電所全体・パワコン毎・ストリングス毎の3種類があります。そしてその中で最もお奨めなのがストリングス毎の監視です。なぜお奨めなのかは下のストリングス毎の売電量グラフを見ていただければ一目瞭然です。
オレンジ色で示されているストリングス10がの売電が完全に止まっています。比較してみれば分かりやすいと思いますが、この日のグラフをパワコン（PCS）毎で表示したのが下の図です。
この時はたまたまパワコン1、2、5が同時に1ストリングずつ止まっていたのですが、故障しているパワコンの売電量が他のパワコンと比べて低いことは分かりますが、一時的な影の影響かなと勘違いして見過ごしてしまう可能性が高いです。怪しいと思ったとしてもどのストリングに異常があるかを１ストリングずつ調べなければなりませんので、時間も費用もかかってしまいます。
ちなみにこの時はパワコン3台とも「DC/DCコンバータ」の故障が原因でした。この部品は1個3万円以上しますので、部品代と作業料などで合計13万円ほどかかりましたが、ストリングス監視を行っていたおかげですぐに故障個所が分かり、その日の内に部品交換まで完了しました。もしパワコン毎の監視までしかできない監視装置を使っていたら、その日の内に原因を突き止めるのは難しかったかもしれません。そうなると作業料が2倍ほどかかってしまいますし、売電損失も2倍になっていました。
そう考えると、やはりストリングス監視ができるパワコンと監視装置の組み合わせを選ぶ方が明らかに賢明です。20年という長い期間監視をする必要がありますので、その差はかなり大きなものになります。
→ 売電量遠隔監視装置の必要性
売電量遠隔監視装置の必要性 →
遠隔監視装置のメーカーは現在数十社ありますので、選ぶにあたって重視するべき点を以下にまとめてみました。
●価格
本体価格と通信費がありますが、最近は通信費を初めに10年分をまとめて支払うタイプが増えています。もちろんその方がトータルでは安くなりますので、初期費用に余裕があればこのタイプを選ぶのが良いと思います。
●パワコンに対応しているか
発電設備に後付する場合は、設置済みのパワコンに対応しているかを確認しなければなりません。どんなパワコンにも接続できる監視装置はありませんので、必ずメーカーや販売店にご確認ください。
●どれだけ細かい単位で売電量を監視できるか
監視装置の機能として最も重要な要素は、どこまで細かい単位で監視できるかです。どういうことかと申しますと、発電設備の構成は色々な単位で分けることができます。細かい順にパネル1枚単位、1回路（ストリングス）単位、パワコン1台単位、発電所全体（売電メーター単位）となります。これが細かければ細かく見れる程、発電低下や停止があった際に原因となった箇所を絞り込むことができます。絞り込めればそれだけ早く少ない労力でその個所を特定できるという訳です。
では、パネル1枚単位で見れるものが一番良いという事になりますが、残念ながらここまで細かく見るためには、監視装置以外の特殊なシステムを導入する必要があり、大変高価なものですので、ここでは割愛します。監視装置では次の1回路（ストリングス）単位で監視できるものが最も細かく監視できる種類になります。実はこれを満たす監視装置は意外に少なく、有名な監視装置でも実はパワコン単位でも見れないという事はよくあります。要するに細かさより見易さを重視している訳です。もちろん人によって重視するポイントは違っていて当然ですが、実用性を考えるとやはり細かく監視できる方が売電損失を少なく抑えることができます。
こういった観点で監視装置を選んでいけば、自ずと選択肢は絞られてきますので、最後は表示画面の見易さやデータ更新の頻度などで決定していただければと思います。いずれにしましても、20年間という長い期間売電してくれる発電所の運営ですので、監視装置を使って常日頃から売電状況を監視し、売電損失を最小限にすることで、高いパフォーマンスを発揮してくれることは間違いないのです。
→ 太陽光発電所の保守・メンテナンスの重要性
