太陽電池のPID劣化現象

PIDは"Potential Induced Degradation"の略で、直訳すると「電圧誘起（誘発）出力低下（劣化）」を意味します。太陽光発電事業においては出力（延いては売電収入）の低下をもたらしかねないため、事前に可能性を確かめておきたい問題の一つです。ここではPID現象が起こりやすい環境や原因、また各メーカーによる対策や対応策についてご案内しています。

主に産業用等のより大規模な設備ではよりシステムがより高電圧化します。そうしたシステムに組み込まれた太陽電池は、フレームとモジュール内部の回路間の電位差が大きくなりがちだといいます。この状況で特に高温多湿のような環境にさらされた場合に回路に電流漏れを生じ、劣化および出力低下が起こるとされています。

PID現象は大規模な太陽光発電の建設が数年前から盛んだったヨーロッパにおいて先立って報告されていました。もともと高温多湿でPID現象が起こりやすい日本ですが、電圧が比較的低い住宅用太陽光発電システムではPID劣化が起こる可能性は低く、国内で問題が顕著化してきたのは固定価格買取制度後、メガソーラーのような大規模な産業用太陽光発電施設が次々に建設されはじめた頃だと言えます。

PID現象の特徴として、実際にシステムとして設置したのちに実地で使用してはじめて現象が確認できるものであることが挙げられます。つまり、製造時の品質管理では防ぎようがなく、実際劣化が起こったとしてもそれが本当にPIDによるものなのかも確定しづらかったために、問題視はされていても対策が投じられるのに時間がかかったと言えます。

PID問題について本気で取り組んだ最初のメーカーが米大手のサンパワーだったといいます。実際に稼働している発電事業からパネルを数枚抜き出す形で出力検査が行われました。

図はPID現象による出力劣化の実態を、2012年6月に大手メーカーの商用パネルで検証したフラウンホーファー（Fraunhofer）研究機構による実験の結果を示したものです。

主に欧州、アジアを拠点にする13メーカーのソーラーパネルを「温度50度、湿度50％、1000Ｖ加圧」という環境下に48時間晒したところ、実験後の出力がもともとの出力より大幅に下がってしまうことが、大半のメーカーで確認される結果となりました。48時間の経過後も出力帝がが起きなかったのは京セラ、シャープ、Qセルズ、LG産電の4社のみ。出力劣化が起こったメーカーの実際の劣化度詳細は公表されませんでしたが、日本でも取り扱いが多い中国メーカーの名前が確認できます。中には2%まで出力が下がってしまったメーカーもあったことには業界中が驚いたといいます。

ちなみに同実験はたまたま抜き出したパネルによる結果であり、メーカーの製品全体の質を表すものではなく、またこの結果を受けて各社PID対策に本格的に取り組むようになったことから、現状は改善の方向を向いていると考えられます。

規格化された認証試験のないPID耐性においては、それぞれのメーカーが製造する太陽光パネルのサンプルを一枚ないし複数枚使って第三者機関やメーカー独自で実証テストをすることで、耐性証明としているのが現状です。ここでは各メーカーのPID耐性証明の状況をご案内していきます。

パナソニックでは第三者機関である株式会社ケミトックスによる「温度60度、湿度85％、1000Ｖ加圧、96時間」の実験で出力低下が起きないことを確認。（2012年9月）またこの後2013年にはフラウンホーファー研究機構による「温度50度、湿度50％、1000Ｖ加圧、48時間」（上述の2012年の13メーカーの実験と同等）の環境下でも同社製パネルの出力低下がなかったことを報告しています。

さらにパナソニックの独自製品であるHIT太陽電池はセルの両面に絶縁層を用いておらず、もともと構造上PID現象が起きえないとしています。実際にこれまで欧州、米国、日本で導入された同社製品において、PIDの発生報告は一件も無いとしています。

長州産業もパナソニック同様にケミトックスによる「温度60度、湿度85％、1000Ｖ加圧、96時間」のテストを2012年11月に受け、同社製の太陽電池モジュールに出力低下がみられなかったことを実証しています。

フラウンホーファーの試験では劣化が確認されたメーカーの一つに入ってしまったサンテックですが、その後2012年11月に第三者機関のVDEに依頼して「温度25度、湿度75％、1000Ｖ加圧、168時間」の試験を実施。同社製の単結晶および多結晶モジュール両者において、出力レベルが維持できていることを確認しています。

カナディアンソーラーは2012年に失態を晒してしまったフラウンホーファーの「温度60度、湿度85％、1000Ｖ加圧、96時間」に2013年7月に再度挑戦。単結晶および多結晶の60枚セルのモジュールにおいて、両社とも出力低下5%未満を証明して試験に合格しています。

太陽光発電事業におけるトラブルはPID劣化だけではありません。住宅用なら雨漏り、産業用なら無駄な配線による出力ロスや故障など、施工の質によるトラブルをできるだけ防ぐためには、実績の高さや信頼度などから施工店を選んでいくことが求められます。

太陽光発電のメーカー選びで欠かせないのがいい施工店との出会い。実際に設置するとなると制約の多い住宅屋根は選べるメーカーが案外少ないなんてこともあり、限られた選択肢から最適解を見出すにはメーカーと購入者をつなぐ施工店が重要な役割を果たします。施工店選びには一括見積サービスを利用される方がほとんどですが、ここでは当サイトがおすすめする見積もりサイトとその特徴をご案内します。

施工店によって産業用の依頼を受けるかどうかの方針が大きく異なり、専用の一括見積サービス無しでニーズに合った施工店を見つけるのは意外に大変な作業です。以下に当サイトおすすめの産業用に特化した一括見積サービスとその特徴をご案内します。

借りる土地を探すところからという方は、完成された太陽光発電施設を、土地付きで購入するという投資の方法があります。もちろんPID耐性についてもフォローできる、プロの点検・バックアップ付きなので、ノウハウは無いけど興味があるという方でも、手軽に始められるのが特徴。