太陽光発電のいろは「みちしるべ」
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産業用太陽光発電でよく起こる2大トラブルとは?

業用太陽光発電において、よく見られる代表的な不具合にはどういったものがあるのでしょうか?
例えば、雑草や盗難、出力抑制などが考えられると思いますが、これらはすべて外的な要因によるトラブルで、きちんと対策を織り込むことで解消することができる問題ばかりです。→詳しくは、出力抑制・電圧抑制による売電量の減少を参照ください。そうなると太陽光発電自体のトラブルとして考えられるものは、次の2つに集約されることになります。2大トラブルというのは、「PID現象」と「層間剥離」になります。ここでは、2大トラブルのうち、PID現象とは何か、メカニズムと対策について解説したいと思います。



PID現象とは何か?

PID現象とは、大規模な太陽光発電が出力を行う際に現れる現象で、少し前に広がって、運営履歴を積み重ねた欧米各国の産業用太陽先発電のうち、特にメガソーラーでよく見られる事例です。太陽電池モジュール内の太陽電池セルと、フレームの間で大きな電位差・電圧の差ができているところに、一定の湿度や温度といった特殊環境が加わったとき、電流が電極に流れず、セル内にもれることで発電量が激減してしまう恐ろしい事例です。高電圧下においては、太陽電池内にものすごい圧力がかかっているために、「電極」に対して大きな負荷がかかっています。そこに「高温」や「多湿」という劣悪な条件が重なることで、電流は、本当は流れることはないはずの、表面のガラス部分や外側の金属枠、フレームを通り、太陽電池セルがダメージを受けることによって発電効率が落ちるのです。すでに欧米では、産業用太陽光発電が普及して数年経過しており、PID現象が問題となっています。日本においても、現状捕獲的に産業用太陽光発電が普及し始めたので、今後数年のうちに、ヨーロッパ各国と同じように、PID現象が問題になるのではないかと考えられています。太陽光発電の普及については、ドイツ、スペインなどが、日本より一歩先に進んでいるため、ドイツやスペインで起こったことは、日本でも後追いで発生する可能性があるわけです。※例えば、全量買取制度における再生可能エネルギー賦課金の高額化の問題は、すでにドイツで問題になっているもので、予測可能なことでした→再生可能エネルギー負担金が1,000円近くまで上昇すると試算参照ください。


PID現象による発電量、出力低下率は0~10パーセントとになると情報が出ており、もし現実のものとなると大規模なメガソーラーにとってはかなりの負担になることでしょう。PID現象が起こる原因は、まだ完全には解明したわけではないのですが、少なくともヨーロッパの事例を見る限りにおいては、1,000kW以上のメガソーラーでの発生がほとんどを占めているようです。ただ、初期投資価格がメガソーラーは大きく、発電量もそれに比例して巨額になるため、損失額が仮に10%だとしても、10kWと1,000kWとは大きな違いになってしまうことから、クローズアップされるのが1,000kW以上の案件だけと思う方も多いかもしれませんが、実際にメガソーラーのみが抱えている問題のようです。現在、さまざまなメーカーがテストサイトなどでPID現象発生メカニズムについて、試験を行い原因究明にむけて研究しています。)


PID現象への対策

では、どうやって対策をとればよいのでしょうか?現在の状況においていえることは、PID現象には、温度と湿度が関係しているということです。高温や多湿が、PID現象の発生要因となっているわけです。そして、高温と多湿がどうしてPID現象を引き起こすのかということはわかっていません。また、どうしてメガソーラー中心に発生しているかもわかっておりません。そのため、取れる対策としては、できるだけ高温多湿を避けるということです。1,000kW規模の太陽光発電所となると非常に広大な敷地を必要とします。その敷地内の温度や湿度をコントロールするのは非常に難しいでしょう。さらに、メガソーラーで高温多湿の状況に陥ることがあったとしても、すべての発電所でPID減少が起こることもありません。また、出力低下分は、せいぜい10%くらいだということを考えると万が一PID現象が起こるとしても、対策として高温多湿を避けるために、必要以上のコストをかけるのは無意味ということもできます。(発電量の低下よりもコストをかけると逆ザヤになってしまうため)


以上のことから、当サイトとしては、次の通り対策を提案します。 【1,000kW未満の場合】
1,000kW未満であれば、そんなに神経質に捉えることはない→対策不要
【1,000kW以上の場合】

  1. 万が一出力が10%低下した場合のシミュレーションを立てておく
  2. とりあえず何も対策をせずに発電計画を進める
  3. 温度、湿度対策をするのにいくらかかるか事前に調べておく
  4. 万が一PID現象が起こったら、高温多湿対策を講じた場合に、どれくらいで収支が合うかを計算する
  5. 収支計算方法は、(対策費用)÷(年間損失想定額)
  6. 上記数式が10未満であれば、10年以上運用した場合にメリットのほうが大きくなるので、対策する
  7. 上記数式が10以上であれば、対策しないほうが利益が大きくなるので、様子を見守る
上記のとおり、PID現象は今後発生して問題になる可能性があるので、念のため頭の片隅にいれておいていただき、最悪の場合どの程度収益が低下するか考えておくことにしましょう。



PID現象とは



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