熱異常は太陽光発電システムの発電にどのような影響を与えるのか？
太陽電池モジュールは、太陽光発電システムにおける電力生成の中核となるユニットであり、太陽光を電力に変換する役割を担っています。モジュールの変換効率に影響を与える異常が発生すると、光エネルギーが電力に変換される量が減少します。 エネルギー保存の法則 に基づき、この未変換のエネルギーは余分な熱として発生し、これを 熱異常（熱欠陥） と呼びます。つまり、熱欠陥が存在すると、システムの発電性能に直接的な影響を及ぼします。 IEC 62446-3 の基準によると、熱欠陥はその発生原因および対処方法に基づき、12種類 に分類されます。
| いいえ。 | 熱欠陥の種類 | PVモジュール電力の影響 | 注釈 |
|---|---|---|---|
| 1 | 開回路のモジュール | 100% | モジュールは電力を生成しません |
| 2 | モジュールの短絡 | 100% | モジュールは電力を生成しません |
| 3 | ガラスが割れたPVモジュール | 15.47%（概算） | ホットスポット電力低下の上限を適用する |
| 4 | 短絡中の部分文字列 | 33.33% | 1/3モジュールは発電しない |
| 5 | 1つの部分文字列が開回路になっている | 33.33% | 1/3モジュールは発電しない |
| 6 | 開回路の2つの部分文字列 | 66.66% | 2/3モジュールは発電しない |
| 7 | 温度差のある単一細胞 | 8.15%（平均） | 研究によると、ホットスポットの電力への影響範囲は0.83%～15.47% |
| 8 | セルが網掛けされたモジュール | 8.15%（平均） | 研究によると、ホットスポットの電力への影響範囲は0.83%～15.47% |
| 9 | 鳥の糞やホコリ | 8.15%（平均） | 研究によると、ホットスポットの電力への影響範囲は0.83%～15.47% |
| 10 | セル接続部における伝達抵抗 | 0.83%（概算） | ホットスポット電力低下の下限を適用する |
| 11 | 加熱されたJB | 0.83%（概算） | ホットスポット電力低下の下限を適用する |
| 12 | 電位誘導劣化 | 50%（平均） | 研究によると、PIDが電力に与える影響の範囲は30%～70%です。 |
この表には、太陽電池モジュールにおける各種熱欠陥が発電出力に与える影響の推定値も併記されています。これらの数値は、海外の関連研究結果を参考にしたものです。例えば、ホットスポットによる出力損失は約 0.83％〜15.47％ の範囲に及び、**PID（Potential Induced Degradation：電位差劣化）**による損失は約 30％〜70％ とされています。 また、ガラス破損が発生するとセルの重大な破損につながる可能性があります。セルのはんだ接合部の高抵抗や接続箱の過熱は、温度差が比較的低いホットスポットと類似した状態を引き起こすため、その出力損失値はホットスポットの上限および下限値を基準に類推されています。 IRUAV Technology Co., Ltd. のクラウドビジュアライゼーションプラットフォーム IRUAV APP では、レポート内にこれらの熱欠陥の検出率と修繕推奨事項が明確に一覧表示されます。
上記の計算方法は、モジュールの直列・並列接続を考慮していないため、発電損失を比較的保守的に見積もる手法です。実際には、いずれか1枚の異常モジュールは同一ストリング内の他のモジュールにも影響を及ぼします。例えば、ガラス破損したモジュールはホットスポットを生じるだけでなく、ストリング全体の電流を低下させたり、絶縁抵抗の問題によってインバータのトリップや起動遅れを招いたりする可能性があります。こうした影響はより広範囲に及び、時間の経過とともに悪化する傾向があります。したがって、熱欠陥を発見した場合は、早期に対処することが最善策です。