屋外PVシステム診断:なぜIRは世界で95%が主流で、ELは5%しかないのか?

IR(赤外線画像)とEL(エレクトロルミネッセンス)は、太陽光発電所の屋外検査工程における重要なモジュール診断技術であるが、両者の違いについて明確でない人も多い。世界的な調査によると、IRの使用量は90~98%であるのに対し、ELの使用量はわずか2~5%である。 この違いは、使用条件、効率、コスト、技術のしきい値、国際規格などの観点から、両技術の位置づけが異なることに起因している。

I. 利用条件

1.赤外線(サーモグラフィ)使用率≒90 - 98%

- ダウンタイムもなく、停電もない。

- ドローンキャリアがあれば、広範囲を迅速かつ安全にスキャンできる。

- ホットスポット、PID、ダイオード故障、シェーディング、シリアル異常、配線問題など、ほとんどのフィールド欠陥を検出する。

- 地域別では、欧米が100%に近く、日本は95~98%、台湾は90~95%である。

2.EL(エレクトロルミネッセンス)使用率≒2 - 5%

- 夜間または低照度環境での操作が必要。

- 配線や電流の追加が必要で、リスクと時間がかかる。

- 屋外での生産能力は非常に低い。

- コストはIRの10倍から30倍。

- 主な用途:保証紛争、事故識別、CODサンプリング、微小破壊の検出。

効率の違い :

例えば、4MWの発電所である(IEA PVPSタスク13の文献データ):

- IR(ドローンキャリア):5~10時間(最速)

- IR(ハンドヘルド):15~20時間

- EL(ドローンキャリア):20~40時間

- EL(地上):100~150時間(最も遅い)

- ELはIRの4~10倍以上の作業時間を要し、コストも高い。

技術的閾値 :

- IRは日常検査に最適です。高速、低コストで、AIまたは専門家による分析で欠陥タイプを完全にカバーします。

- ELは、証拠写真を必要とするマイクロクラック、隠れたクラック、保証紛争を高精度で特定するのに適しているが、実験室でのモノリシック検査ほど権威があるものではない。

- 大規模なサイト(10-100MW)では、完全なELチェックを行うことは経済的にも運転上もほとんど不可能である。

- IR = 主流で定期的な検査、EL = 細かく調整された小さなツール、高い運用のしきい値、保証に関する論争の場合に使用。

IV.コスト比較。

- IR:1倍(日中撮影、高速、高カバレッジ)

- EL:10~30回(夜間、配線、高労力、低生産性)

- IRは、大規模なサイトではほとんど唯一の論理的な選択肢である。

V. 主な相違点 :

- 国際的なO&M規格によると、95%の欠陥はIRで素早く検出できる。

- IRは広い範囲の熱欠陥をスキャンするのに適しており、ELは特殊な目的のために少量だけ使用される。

- ELは高コストで能力も低いため、日常的な検査ツールとしてIRに取って代わることは不可能だ。

VI.国際基準 .

1. IEC TS 62446-3:2017 - 太陽光発電システム - サーモグラフィ。.

   IRは、屋外PVシステムの熱画像検査における公式の標準手順である。

2. IEA PVPS タスク 13 - PV フィールドアプリケーションのための赤外線およびエレクトロルミネッセンスイメージングに関するレビュー。.

   IRは広範囲を高速スキャンするのに適しているが、ELは低照度環境と高い動作しきい値が必要である。

3. C. Buerhop et al., IEA PVPS Report (2020).

   屋外使用におけるIRとELの効率、用途の制限、写真画質の違いを比較。

4.最近のELフィールドスタディ(2024年~2025年)。.

   屋外用ELは高価で、能力が低く、専門スタッフが必要で、本格的な検査には商品化が難しいことが指摘された。

VII.全体的な結論

IR=約95%の屋外検査用で、効率的、経済的、かつ重大な欠陥をカバーする。

EL = 高精度と法的証拠に必要な約5%の補助フォレンジックツール。

国際的なPV O&M基準では、一貫して「IRを第一の方法、ELを第二の方法」としており、ELは日常的な検査方法ではなく、その場限りの使用方法と位置づけられている。

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