ドローンでのメンテナンス

ドローンでの太陽光発電所点検は必要？

不具合箇所の可視化、地上点検の効率化を図るためにドローンでの点検は必要です。
ここ最近、ドローンがもてはやされています。主な用途として空撮がありますが、テレビドラマ、ニュース、バラエティー番組でもドローン映像が使用される機会が増えていますので、目にされたことがある方も多いかと思います。特にバラエティー番組では旅番組が多く制作され、出演者を空から撮影する演出方法が多用されています。

空撮だけでなく、測量分野でもハード・ソフトウェアの性能が向上した結果、これまで地上で測量するよりも人手が少なく、短時間で測量が出来るようになりました。そして、太陽光発電所の点検にもドローンが多く使われ始めたのです。

なぜドローンなのか？　発電所の規模が大きければ大きいほど地上検査は費用が掛かります。赤外線カメラを搭載したドローンで点検することで正確に不具合箇所を発見することで、不具合箇所のみを精密検査することで、トータルの点検費用を減らすことができます。

検査員が測定器をもってモジュール一枚一枚点検していく従来のメンテナンス方法では、1MWの太陽光発電所のパネル点検で要する日数は、数日掛かります。人が点検するとどうしても見落としなどの人的ミスが発生しやすく効率はよくありません。ドローンでの点検は、上空から広範囲に点検するため、2MW規模でも15分程度で撮影が終わります。不具合箇所も赤外線カメラを使用し可視化出来るので、とても分かりやすく詳しい知識がない方でも異常箇所を特定できます。

売電ロスを減らすために

太陽光発電の発電効率は、太陽電池モジュールに照射される光量によって左右されます。モジュールは、ガラスなど透明なカバーで保護されてはいるものの、ホコリや枯葉などの堆積や風雨による汚れ・傷、周囲の樹木や雑草などによる影などで太陽電池に入る照射量が低下してしまいます。これにより、太陽光発電システム全体の発電効率も落ちてしまい、発電ロスが生じます。
固定価格買取制度による売電価格は20年間。期間中の不要な売電ロスを極力減らすことが収益を上げるコツとなります。例えば、2MW(2,000kW)の発電所でクラスタ断線が放置されたケース。

2025kW(モジュール数7500枚、270W)、モジュール不良率1%で計算すると、75枚のクラスタ断線で年間約13万円の損失となり、20年間では２６０万円の損失が考えらえます。（売電単価18円の場合）
クラスタ断線はモジュールメーカーの出力保証の対象で無償交換となることが普通です。

発電容量が大きくなればなるほど発電を止めての検査自体が大きな売電ロスになってしまいます。発電を止めず、短時間で効率的に不具合を発見できるドローンでの点検は今後主流になっていくことは間違いありません。

ドローンでわかる発電モジュールの状況

ドローンに赤外線サーモグラフィーカメラを搭載し、発電中の太陽光モジュール上空から撮影するので、ホットスポットはもちろん、ストリング異常やクラスタ異常が鮮明に映し出せます。太陽光モジュールの特性で、経年劣化などで不具合が生じ、発電量が低下してしまうと、電流の抵抗になってしまい熱エネルギーが生じます。その発熱をドローンに搭載している赤外線サーモグラフィーカメラによって見つけ出すことができるのです。また赤外線サーモグラフィーカメラにより、IVカーブ測定では検出が困難な、セルクラックや、落葉などの堆積物も発見することができます。
特にストリング異常は売電量に直結します。意外に多いのが、地上点検終了後の電源入れ忘れ。電源が落ちたままのストリングがあると莫大な金額を損失することになります。
クラスタ断線はモジュールの1/3または2/3発電しないため、放置すると売電量が低下したままとなります。メーカーの交換対象となるため、放置せず積極的に交換することをお勧めします。

ドローンでの点検はどのくらいの頻度ですべき？

１年に１度定期点検前にドローンで可視化し、定期点検時に精密検査することで効率的に異常個所を修復する、といったサイクルにするお客様が増えています。適切な発電を続けるためにも1年に１度ドローン点検することをお勧めします。
遠隔監視システムがある発電所では常に発電量を数値で管理できますが、ドローン点検の実績がない場合、まずはドローン点検で可視化してみることをお勧めしています。その後は数値に大きな変化があった場合に再度ドローンで、というお客様もいらっしゃいます。

ドローン点検メリットは？ デメリットはないの？

1.短時間で正確な不具合検出が可能

検査員が測定器をもってモジュール一枚一枚点検していく従来のメンテナンス方法では、1MWの太陽光発電所のパネル点検で要する日数は、数日程度掛かります。人が点検するとどうしても見落としなどの人的ミスが発生しやすく効率はよくありません。ドローンでの太陽光発電所点検は、上空から広範囲に点検するため、2MW規模でも15分程度で撮影が終わります。不具合箇所も赤外線カメラを使用し可視化出来るので、とても分かりやすく詳しい知識がない方でも異常箇所を特定できます。

2.発電を止めずに故障パネルを発見できる

ドローンに赤外線サーモグラフィーカメラを搭載し、発電中の太陽光モジュール上空から撮影するので、ホットスポットはもちろん、ストリング異常やクラスタ異常が鮮明に映し出せます。太陽光モジュールの特性で、経年劣化などで不具合が生じ、発電量が低下してしまうと、電流の抵抗になってしまい熱エネルギーが生じます。その発熱をドローンに搭載している赤外線サーモグラフィーカメラによって見つけ出すことができるのです。また赤外線サーモグラフィーカメラにより、IVカーブ測定では検出が困難な、セルクラックや、落葉などの堆積物も発見することができます。

3.メンテナンス費用を大幅に削減できる

地上検査の良い点は測定器を用いて正確な数値を把握できる点です。とはいえ、2MW規模の発電所をすべて検査するだけでも時間と費用が掛かります。なぜなら正常なモジュールも当然検査の対象だから。ドローン点検は異常モジュールを正確に抽出するので、そのモジュールのみを地上検査の対象にすることでトータルコストを抑えることが出来るのです。

これまでの地上検査
全てのモジュール対象

ドローン検査＋地上検査
異常モジュールの抽出＋異常モジュールのみ地上での精密検査

うちの発電所で飛ばせるの？ 航空法は大丈夫？

大丈夫です。大きな発電所になればなるほど大きな敷地が必要です。そのほとんどは市街地から離れた場所です。民家があってもその上を飛ばすことはありません。
ドローンを飛ばすには厳密なルールがあります。ドローンは国土交通省が管轄しており、航空法が存在しています。航空会社・自衛隊・米軍・ヘリコプター・ドローンなど空を飛ぶものが対象となっており、このうちドローンに対する規制がされたのはここ数年の話です。当社ではこのルールに従って、飛行許可を取得しており、全国各地の発電所上空を飛ばすことができます。

どのように点検するの？？

実際のドローン検査はどのように行うのか詳しく見ていくと、検査対象の発電所の図面を確認して、飛行ルートの設定を事前に行います。2MWまでであれば1回のフライトで済みますので、使用するバッテリーもたったの１本です。天候、発電所周辺の環境を確認して、問題なければフライトさせます。
当社でフライトさせているのは主に3DR Soloという機体です。リュックタイプのケースに収納されていますので、移動する際も簡単に持ち運び可能です。発電所の多くは敷地を有効活用するために太陽光モジュールが所狭しと並べられていますので、ドローンを離着陸させるスペースは案外限られるのです。大きなドローンでは離着陸時に太陽光モジュールに接触してしまうリスクや、離陸自体不可能だったりする場合も出てきます。これでは本末転倒ですので、機動性に優れた機体を使用するようにしています。

ドローンが離陸して、撮影開始ポイントから撮影完了までは自動で飛行します。操縦者は赤外線カメラで太陽光モジュールを正確に撮影できているか常に確認しています。無事に撮影が終わると、離陸した地点にドローンが戻ってきますので、着陸させます。この間、2MWであればたったの15分程度なのです。すぐに撮影したデータを確認して、問題ないことが確認できればドローンでの点検は終了です。発電所に到着してから撤収が完了するまで1時間も掛からないケースがほとんどです。お客様は、あっという間に終わってしまうドローン点検に驚かれることが多いのです。

報告書提出までにどのくらい時間が掛かるの？

撮影したデータは当社専用解析ツールを使用して、不具合箇所をマーキングしていきます。2MWであれば数十分程度でマーキングは終了し、報告書のフォーマットが完成します。
お客様にはドローン点検終了後、３営業日以内に、IDとパスワードを使ってWebサイトから報告書をご覧頂くスタイルです。（※報告書提出までの期間は不具合箇所の数、発電所規模によって前後します）

他社のドローン点検と何が違うの？

当社は元々太陽光発電所での遠隔監視装置を開発・販売しており、太陽光発電所の知識を持ち合わせています。ドローン点検をした後の報告内容に違いがあります。簡単に言ってしまえば報告内容の厚みが違うのです。
ドローンでの発電所点検は2015年くらいから参入する企業が増え、全国各地の発電所上空でドローンが飛んでいる姿が見られるようになりました。その多くがドローン空撮専門企業でした。ドローンを飛ばすのは得意ですが太陽光発電所に対する知識は殆どなかったのです。このため、撮影した映像、画像だけ提出されてどこが不具合なのか、本当に不具合なのかどうかすら答えてもらえなかったという話がたくさんあったようです。
当社でも発電事業者様から「違うドローン点検業者に頼んだけど、全くダメだった。」と伺うケースは数多くあります。ただ赤外線カメラで上空から撮影するだけでは意味がないのです。

どうやって依頼すればいいの？ どんな情報が必要？

まずは電話やWebサイトのお問い合わせフォームからお問い合わせください。発電所の規模、場所の情報でお見積りが可能です。ご発注時にモジュール配置図や発電所の正確な住所等を頂ければ当社で発電所を登録させて頂きます。「毎年ドローン点検をしたい」という要望に応え、クラウド上に発電所を登録するので、毎年の点検結果を発電所ごとに簡単に確認出来ます。

まとめ

ドローンでの太陽光発電所点検は今後、主流になっていきます。太陽光発電はメンテナンスフリーというイメージがいまだ根強くありますが、電化製品が故障するのと同じくらい、モジュールやパワーコンディショナも不具合事例が多いのです。屋外に設置している太陽光発電であれば、災害や天候などによる被害も受けやすく、定期的な点検は必要不可欠です。「遠隔監視装置を入れているから大丈夫」「地上検査でIVカーブを見ているから大丈夫」といったお客様も多くいらっしゃいますが、赤外線カメラでの可視化で数値には表れない不具合が判明すると驚かれる方が多いのです。健全な太陽光発電を行うために、まずはドローンでの点検を試してみませんか？