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2022年3月16日

ソーラーモニタリングシステムオーナーに欠かせない機能

太陽光発電の体験と投資効果を高めるためのモニタリングの理解ガイド
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ブログ - ソーラーモニタリング。システムオーナーに欠かせない機能

太陽光発電への投資は、家の価値を高め、光熱費を削減し、二酸化炭素排出量を減らすための大きな一歩となります。ソーラーモニターは、1日24時間、週7日、あなたの投資を監視する窓です。投資額から1円でも多くの利益を得ることを保証する唯一の方法は、モニタリングです。その方法と理由をご説明します。

モニタリングとは?

モニタリングは、その名の通り、太陽光発電システムの性能を可視化するソフトウェア(一般的にはアプリやウェブサイト)を閲覧することができます。

太陽光発電の監視にはさまざまな形態とレベルがあり、一般的には設置業者が使用するハードウェアによって決定されます。

システムレベルのモニタリング。

現在提供されているモニタリングの最も基本的なレベルは、システムレベルのモニタリングです。システムモニタリングでは、インバーターからのエネルギー生産データを見ることができます。これは、発電量だけでなく、時間の経過とともに総エネルギー出力を決定するのに便利です。

システムレベルのモニタリングは、サイトで発生していることを単純化して把握するのに適していますが、サイトのパフォーマンスが最適なレベルを下回っている場合、その原因を特定するのは難しい場合があります。例えば、アレイ全体が少し汚れているのか、1つのモジュールのパフォーマンスが低下しているのか、その違いが分からないことがあるのです。そこで、モジュールレベルのモニタリングの出番です。

モジュールレベルのモニタリング。

モジュールレベルのモニタリングシステムは、システムレベルのシステムの利点をすべて備えていますが、個々のモジュールが屋根の上でどのように機能しているかを詳細に知ることができるシステムです。Tigo Energy Intelligence(EI)ソフトウェアを例にとると、システムの総発電量をワット(W)で測定し、個々のソーラーパネルまで表示することができます(図1参照)。また、どの太陽電池パネルに影がかかっているか、パネルの性能が低下しているかを診断することも可能です。モジュールレベルのモニタリングは、アレイの各モジュールに接続されているTigo TS4シリーズなどのモジュールレベルパワーエレクトロニクス(MLPE)によって可能になります。

図1 Tigo Energy Intelligence (EI)モニタリングソフトウェア

強化されました。

より多くのハードウェアを接続する。一般的に、バッテリーやホームエネルギーメーターなどの主要なコンポーネントは、モニタリングポータルに含めることで、それぞれの主要な指標を表示することができます。Tigoを使えば、設置者は膨大な数のサードパーティーデバイスを接続し、天候、充電、その他をすべて1つのアプリケーションで追跡することができます。

Reclaimed Energy(再生エネルギー)。Tigo optimizersを使用している場合、Tigo optimizersによって可能になった追加エネルギー生産も確認することができます。図2の棒グラフでご覧いただけるように、緑色のチップは、オプティマイザーによってTigoが有効にしたReclaimed Energyです。

図2 Tigo Energy Intelligence(EI)プラットフォーム

アラートを出す。監視システムは、システムが設計通りに動作していない場合、お客様や設置業者に通知することができます。問題が早く解決されればされるほど、システムはより早く、より大きな節約を実現することができます。より詳細なデータがあればあるほど、特定の問題を診断するのに役立ちます。次のセクションでは、モジュールレベルの監視が直接的にコスト削減につながる例をいくつか紹介します。

なぜ重要なのか

モニタリングは、システムが最高のポテンシャルで動作していることを確認し、システムの全体的なライフタイムバリューを測定するために不可欠です。通常、システムのパフォーマンスを確認する唯一の方法は、毎月の光熱費の請求書を受け取るときです。ある月の節約額が少ない場合、破損、日陰、汚れなど、何かがシステムに悪影響を与えていることを示唆している可能性があります。

この欠点は、システムの損傷が月初に起こった可能性があり、貴重なエネルギー生産量を逃してしまうことです。性能低下を修理するためには、設置業者を呼んでシステムを調べてもらわなければなりませんが、そのスケジュールには数日かかるため、長期間にわたってエネルギー生産が低下することになります。

モジュールレベルのモニタリングでは、お客様とインストーラーが1時間ごとのエネルギー生産量を確認でき、何か異常が発生した場合にはアラートを受け取ることができるので、システムをできるだけ早く稼働させることができます。ここでは、モニタリングによってコストを削減できるいくつかのシナリオを見てみましょう。

シナリオ1:陰影や汚れ

モジュールレベルのモニタリングでは、1時間ごとのエネルギー生産量を確認でき、ソーラーシステムがどのように機能するかをより深く理解することができます。例えば、日陰がソーラーシステムにどのような影響を与えるかを、通常の日に確認することができます。普段は日陰になっていないソーラーパネルがあれば、そのソーラーパネルが汚れ、ゴミ、雪の影響を受けている可能性があり、設置業者にメンテナンスの依頼をする必要があるかどうかを知ることができます。

これにより、システムを最高の状態で稼働させることができ、システムの性能を最大限に引き出すことができます。

シナリオ2:ダイオードの問題

ダイオードは、電流を一方向に流すソーラーシステムすべてに使用されている電気部品です。簡単に言うと、ソーラーパネルで発電したエネルギーをすべてインバータに流し、有用なエネルギーに変換するための電流の一方通行路のようなものです。

まれにですが、ダイオードに問題が発生したり、動作しなくなったりすることがあり、その結果、ソーラーパネルの生産量の3分の1程度が失われることがあります。電気料金が1kWhあたり0.22ドルとして、約15年間故障したダイオードがあったとすると、潜在的なエネルギー損失は935ドルにもなる可能性があります。

しかし、もっと大きな問題は、ダイオードの問題は監視しないとなかなか捕捉できないことです。幸い、Tigo EIソフトウェアは、ダイオードの故障を検出し、問題が発生したシステムの正確な位置をピンポイントで特定することができます(図3参照)。

図3 ダイオードの停電例

Tigo EIソフトウェアの動作を確認するには、実際のライブサイトを使用したこちらのデモをご覧ください。

まとめ

結論:太陽光発電システムに監視機能を追加することは、コストを削減し、投資を確実に回収するための重要なステップです。問題が発生したときに早期に検出することで、システムの稼働率を高め、パフォーマンスを向上させることができます。モニタリングによって信頼性が向上し、安全性と経済的なストレスから解放され、より重要なことに集中できるようになります。

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さらに詳しく

ソーラーのタイムラインについて https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf

米国の太陽電池容量データ: https://www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states

ソーラーの環境面でのメリット: https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=Through%20Q2%2020%2C%20the%20U.S.,tons%20of%20dioxide%20emissions

世界の太陽電池容量データ: https://www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/

TED-Ed:ソーラーパネルのしくみhttps://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp#watch

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