【故障事例】バイパスダイオードショートはソラメンテで簡単に見つかる

「バイパスダイオードショート」をご存知でしょうか？パネル出力の1/3を失うこの故障モードは、実は常時発電していながら、全体発電には寄与しない厄介な代物。昨今のパネルコストダウンからバイパスダイオードに多用され始めたショットキーダイオードに多く、しかも稼働開始後数か月で発生するといわれています。

故障原因を理解すれば、ソラメンテZで抵抗正常・電圧低下を示したストリングのパネルを、開閉器を開放（非発電状態）してソラメンテiSで発電電流をチェックすれば簡単に見つけることができます。また、ソラメンテ手法の得意技が一つ増えました。

聞きなれない、「バイパスダイオードショート」って、なにもの？

その言葉を初めて聞いたのは、2月のPV EXPO 2014の会場でした。

当社ブースを来訪された大手建設会社の方から、「バイパスダイオードショートしているとELでわかりますか？」と尋ねられました。最近、多くて困っている、とも言われていました。私も概念としては解っているつもりでしたが、５年この仕事をしていても、まだ現物を見たことがないので、そんなことあるのかな、と聞き流しておりました。

ところが、それから１カ月もしない間に遭遇したのです。ソラメンテユーザー様に、ソラメンテだからできる新たな保守点検手法をご紹介します。

初めてバイパスダイオードショートに遭遇

バイパスダイオードショートとは、ダイオードが発熱しショートする現象である。

実際の点検で、ソラメンテZを用いて各ストリングの抵抗と電圧を測定すると、当該ソーラーパネルがあるストリングでは、抵抗値は高くないが、電圧が１クラスター分（約１０V）低くなる、という結果になります。

このストリングに故障パネルがあるとの判断で、ストリングの全パネルをソラメンテiSでチェックし、発電しないクラスタを発見しようとしますが、残念ながら全パネルで発電電流を感知しました。気を取り直して接続箱にもどり、ソラメンテZで再測定しますが、測定結果は再現性良く、やはりこのストリングだけ10V低い電圧値となります。

そこには、不可解な現象が存在していました。開閉器を開いているのに、あるパネルでソラメンテiSが反応したのです。発電していないはず、電気は流れていないはずなのに、不可解な現象です。

自家発電を続ける暴走状態

実は、バイパスダイオードショートしているパネルは、クラスタ内の回路が閉ループを作り、無条件に発電を続ける暴走状態となっていたのです。

この故障モードでは、非発電状態（開閉器を開放するか、パワコンをオフ）にします。そしてソラメンテiSで、流れるはずがない発電電流を確認すれば、容易に見つけることができることもわかりました。

壊れやすくなった？

バイパスダイオードショート故障パネルは、運転開始後、数か月程度で見つかることが多いです。まだ、下草も伸びていないくらいの現場です。運転前から壊れていたのか、どうかはわかりません。

また、一説には壊れやすくなった、とも言われています。バイパスダイオードの発熱を抑える目的で、VFが小さい種類のダイオードを使うようになりました。しかしながら、VFが小さい種類のダイオードの中でも、ショットキーバリアタイプを使うと、IRが大きいのです。そのため、バイパスルートでの電流迂回が切り替わったとき（例えば、影が移動し急に発電電流が流れたときなど）に、大きなIRが流れ、熱暴走する可能性が指摘されています。