田地的一角，有一座SOLAR WORKS（横滨市都筑区）运营维护（O&M）的输出功率800kW的光伏电站（图1）。阿特斯阳光电力制造的约3000块多晶硅型太阳能电池 板，设置在利用桩基固定的不锈钢架台上。电池板输出的直流电经由3台250kW逆变器（PCS）转换为交流电，由变压器升压后并入电网。
图1：SOLAR WORKS在千叶县八街市负责运营维护的光伏电站
检查每块电池板的输出特性、温度和裂纹
这座电站是从事光伏发电系统设计、采购及施工（EPC）服务等业务的横滨环境设计（横滨市港北区），在2012年开发、建设，后销售给其他公司的。 SOLAR WORKS作为横滨环境设计的子公司，经营光伏发电设备的运营维护、审核（电站的评估与核定）等业务。八街市的电站在转让后，依然由子公司SOLAR WORKS负责运营维护。
2014年10月上旬，SOLAR WORKS利用两天时间，对八街市的电站实施了定期检查。第1天，在不拆下电池板的情况下，检查了每块电池板的状态。具体步骤为，（1）使用“IV曲线示 踪仪”检测每个组串（串联的电池板群）的输出特性（图2）；（2）以EL（电致发光）检查评估电池板的裂纹（微裂）；（3）用红外线（IR）相机掌握温度 分布，发现电池板的热点、焊接不良等问题（图3）。
图2：检查每个组串的输出特性（IV曲线）
图3：使用红外线（IR）相机掌握电池板表面的温度分布
要求制造商更换电池板的“新式武器”
3个评估项目中，EL检查过去一般是拆下电池板拿到暗室中进行。德国斯图加特大学的研究组开发出了可以在室外使用的便携式检查装置。在日本，NPC（东京都荒川区）签订了该装置的进口协议。SOLAR WORKS把目光投向了这种可携带的EL检查装置。
在全部简单诊断结果的基础上，第2天，将疑有重大缺陷的太阳能电池板从架台上拆下，使用德国制造的“PV测试车”，在工厂出货的状态下，实施了IV曲线检 测和EL检查（图4）。开到八街市光伏电站的“PV测试车”，不仅在此次定期检查中大显身手，还是可在今后提高运营维护方法附加值的“新式武器”。
图4：德国制造的PV测试车开进电站
现在，光伏电站维护的一大课题，是即使经组串监测等发现了疑似输出功率低下的电池板，制造商轻易也不肯答应予以更换。因为已经设置的电池板的输出功率会随日射强度和温度时刻变化，无法与工厂出货时按照JIS和IEC等国际标准检测的最大额定输出功率作比较。
因此，按照制造商提出的输出功率保证条件，要求更换时，需要从架台上拆下电池板，送到能够按照国际标准检测输出功率的设施检测。这样，在检查期间不仅发电量会减少，检查费用也会很高。若非是明显的输出功率异常，如果只是“疑似”，电站方面很难下决心拆下电池板做检查。
在电站按照国际标准1天可检查电池板40～50块
PV测试车可解决这种问题。可拆下疑似输出功率异常的电池板，在开到电站内的PV测试车中，可按照国际标准简单测定。
检测具体步骤如下：（1）从架台上拆下疑似异常的太阳能电池板（图5）；（2）将电池板固定在从PV测试车检查装置上拖出的框架上，把背面的布线与电源连 接（图6，7）；（3）读取电池板的ID序号的条码，调出个人电脑中保存的出货时的性能数据；（4）把固定好电池板的框架推入检查装置中；（5）实施IV 曲线检测和EL检查。结果可以当场在配备的个人电脑的屏幕上查看（图8，9）。据称4人1天可检测40～50块电池板。当简单检测难以作出判断时，还可把 电池板带回检查所做精密检查。
图5：卸下疑似故障的电池板
图6：把待检电池板固定在框架上
图7：将电池板的布线与PV测试车的电源连接
图8：在个人电脑画面上显示的输出特性（IV曲线）
图9：在个人电脑画面上显示的EL检查图像
SOLAR WORKS斥资约1800万日元从德国购入了PV测试车。SOLAR WORKS的社长池田真树说：“当发现输出功率低，要求电池板制造商更换时，对方也大都会以‘会不会是天气持续不佳的原因？’或‘也可能是电池板以外的原 因？’等推脱，不答应更换。如果能够在电站内，按照工厂出货时的条件检测，就能成为要求制造商兑现保证的有力依据。”
发现“蜗牛纹”并观察过程
该公司推出了通过评估光伏电站判断运转情况的好坏，并为今后提供改善方案的运营维护服务。池田社长说：“过去针对光伏电站的运营维护服务主要是‘24小时 远程监控’和‘发出警报后赶赴现场’。我们要提供的不是以前那种“救护车式”的服务，而是从预防的观点出发，类似于“健康体检”的运营维护。”
那就是基于“测量→分析→评估→行动（存在问题时的应对）”的四个步骤，向光伏电站的业主提供准确的评估和改善方法。具体是将测量数据制成分布图，确定阈 值标准，来判断运转情况的好坏。当判断为“黄灯”和“红灯”时，研究并提出今后的改善方法。“过去的光伏电站检查服务大多只提供测量数据，既不判断运转情 况的好坏，也不提供改善方法”（池田社长）。
在八街市实施的电池板全面检查与使用PV测试车的简单诊断，能为这种可提出“改善方法建议”的运营维护提供必要的数据。八街市电站的这次定期诊断所幸没有发现需要制造商更换电池板的故障，但在多块电池板上发现了“蜗牛痕”（图10）。
图10：蜗牛纹示例
“蜗牛痕”是指太阳能电池单元（发电元件）表面的颜色呈条纹状加深，因酷似蜗牛爬过的痕迹而得名。原有的裂纹等是造成蜗牛痕的原因。虽然初期阶段对输出功 率没有影响，但时间长了可能转化成故障。池田社长认为，“通过使用PV测试车收集检查数据，可以重点观察这些初期症状的发展过程。通过定期检查，尽早发现 异常并采取合理对策，可以避免严重的发电损失”。
责任编辑：carol
