当场确定电池板的故障原因
对光伏电站作检查时,基本上以2~3人为一组前往。考虑作业所需的工时等来确定人数。3人前往时,1人专门负责分析图像,可以缩短确定可能有故障的电池板的时间(图9)。
图9:当场分析图像,确定可能发生故障的电池板的位置
在发电站的地图上标记相应电池板的位置及情况信息(摄影:日经BP社)
此时,当第一次飞行结束的无人机降落后,立即将红外相机的拍摄数据导入分析用笔记本电脑,在第二次以后的飞行中分析图像。然后将可能发生故障的电池板的位置等信息标记在发电站的地图上。
此次的滨松市西区的百万光伏电站,在四次飞行结束后很快就完成了在整个发电站的地图中标记故障位置的工作。然后立即带着该地图和手持型红外相机,驾驶赛格威前去确认可能发生故障的电池板(图10)。
图10:带着标有确认的电池板位置的地图,驾驶赛格威前往
提前要确认能否高效率行驶(摄影:日经BP社)
要利用赛格威,重点是确保道路达到能够通行的宽度。另外,送电线缆最好埋设在地下。收纳在金属架或树脂盒中设置在地面上时,赛格威无法从上面驶过,移动的效率会降低。
前往可能发生故障的电池板所在的位置后,有时会发现保护玻璃破裂(图11)、或者上面有什么物体等情况。
图11:发现玻璃破裂的太阳能电池板
从热图像分析出的可能发生故障的电池板之一(摄影:日经BP社)
组串的故障一目了然
如果是电池板上有什么物体,用红外相机拍摄其状态后,除去上面的物体,再次拍摄热图像,确认是否有变化。若热图像没有变化,依然处于异常状态的话,要做更详细的调查。
例如,如果发电运营商允许为调查可暂停接线盒的运转、停止发电,就关闭该电池板送电的接线盒的开关,停止其运转,进行I-V测量和绝缘电阻测量等,尽量在当天确定故障原因。
无人机特有的优点之一是,容易发现组串(串联太阳能电池板的单位)的故障。构成组串的所有太阳能电池板都会显示过高的热分布,因此一眼就能看出来。而据称步行用红外相机拍摄的方法无法比较大范围的电池板,因此几乎无法发现故障。
这时,在接线盒开关的端子侧测量组串的开路电压,例如,正常应该显示为约500V,而现在则显示380V等偏低的数值。这就表示,由于电压低,组串整体发电的电力没有输入接线盒。测量电流显示为“0”。
确认到这种状态时,需要发电运营商允许暂停该接线盒的运转,停止发电,进行详细的调查。最终发现,有因故障造成输出功率降低的电池单元(发电元件),旁路二极管启动,同一个组串内有多张占电池板三分之一的电池组(多个电池单元的组)停止发电的电池板。
电气保安协会接受了很多光伏电站的委托,调查了各种各样的太阳能电池板故障,拥有丰富的经验。从这些经验来看,化合物半导体类电池板的故障趋势不尽相同,能通过无人机航拍的热图像发现的故障似乎比较少。
实际上,中部电气保安协会对采用化合物半导体型电池板的百万光伏电站,也利用无人机拍摄过热图像。据称没有发现像结晶硅型那样出现局部发热的热点现象的电池板。
在各种各样的光伏电站利用无人机的过程中,还接到过特殊的委托。例如,山区的光伏电站请求调查周围树木等的影子会对发电产生什么影响。这就要在一天内多次从上空拍摄同一场所,记录不同时间的影子在太阳能电池板上的变化。