成果報告書詳細
管理番号20100000001151
タイトル平成21年度成果報告書 太陽光発電システム 雷害の状況・被害低減対策技術の分析・評価などに係わる業務
公開日2010/9/3
報告書年度2009 - 2009
委託先名株式会社NTTファシリティーズ
プロジェクト番号P07018
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約本調査は、太陽光発電システムの雷被害状況、および最新の太陽光発電システムの雷保護に関連する規格・基準や実際の雷害対策の実施状況などの技術動向を、論文・技術図書などの文献調査、関連する研究者や技術者へのヒアリング、国内及び海外における現地調査の結果に基づいて調査・整理・分析する。同時に、効果的・経済的な雷保護システムを構築するための課題及び研究・検証手法などについて提案するものである。太陽光発電システムは、周りに高い障害物がない屋外に設置されるため、他の電気設備に比べると直撃雷を受けるリスクが高い。モジュールやパワーコンディショナーといった個々の機器は他の電気電子システムに比べ高い耐圧基準が設定されているが、システムとして構築されると雷に対して脆弱化することはあまり認知されていない。実際に、2005-2008年度におけるNEDO太陽光FT事業で導入されている設備について調査した結果、調査対象数2181件中、76件が雷被害を受けており、年間の雷被害率としては約1-2%であった。被害部位は、パワーコンディショナーと計測システムに集中し、ほとんどが誘導雷などの非直撃雷によるものであった。現在、太陽光発電システム全体の雷保護規格・基準として国際的及び国内において標準化されているものはないと思われる。一方、海外調査の結果、ドイツでは最新の雷保護関連規格を参考にした太陽光発電システムの雷保護設計ガイドの作成や、施工業者・施工品質の認証制度の制定、雷保護を保険の加入条件とするなど、雷リスク低減のために関連業界全体で取り組まれていた。国内外の関連規格や文献、海外調査結果から太陽光発電システムの雷保護としては、(1)外部雷保護システムと太陽光発電システムの安全離隔距離を確保し、誘導対策としてクラス2 SPDを設置する。(2)安全離隔距離が確保できない場合、外部雷保護システムと太陽光発電システムを相互接続することで火花放電を防止し、直撃雷部分電流対策としてクラス1  SPDを設置する。とされている。ここで、太陽光発電システム構成機器間の距離、外部雷保護システムとの安全離隔距離確保の可否などをパラメータとしたパターン毎に対策を検討した結果、本報告書におけるモデル例では(1) (2)に対して構築費用が最大で約60%低減できる可能性を示した。今後は、研究開発や実証試験を通して、・日本国内の事情に合致した効果的かつ経済的な雷保護システムの構築手法を確立する ・成果が確実に太陽光発電システム構築時に反映されるよう、関連する研究者や太陽光発電システム/雷防護メーカ、施工業者、保険会社などが連携して、雷リスク低減のスキームを確立する  ことで、太陽光発電システムの導入促進に貢献していくことが望ましい。なお、本報告のまとめにあたっては、有識者で構成される委員会を3回開催し、有識者からのコメントやアドバイスも報告書作成の際に参考とした。
英文要約Title: Analysis and evaluation of lightning damage condition and damage decrease countermeasure technique of lightning damage for PV systems. (FY2009) Final Report: The purpose of this investigation is to clarify technology trends; lightning damage condition of PV systems, codes and standards for the newest lightning protection of PV systems, implementation status of lightning damage countermeasure, and research for lightning protection by literature searching, hearing from researchers and engineers, and domestic and international field study. Because PV systems installed at outside without large obstacles around, PV systems have high risks of direct lightning in comparison with other electric equipment. The withstand voltage of PV modules, PCSs and so on is higher than other electrical systems, but it is not known weakness against by lightning when built as a system. Lightning damages were confirmed at 76 of 2,181 cases of PV systems introduced in NEDO in 2005-2008 year received, and an annual lightning damage rate was approximately 1-2%. The main damage part PCSs or measurement systems, and most due to indirect lightning such as induced lightning. It seems that a lightning protection standard is not standardized for PV systems all over the world. On the other hand, according to overseas investigation is established in Germany, a lightning protection system design guide for PV systems, a certification system of the construction quality, a lightning protection for participation conditions of the insurance, lightning risk reduction. According to several investigations, lightning protections PV systems as follows. (1)Secure an outside thunder protection systems and the safe separation distance of the PV systems and establish class 2 SPD as instruction measures. (2)When cannot secure safe separation distance, prevent spark discharge by interconnecting an outside thunder protection system and PV systems and install class 1 SPD as direct hit thunder part electric current measures. As a result of examination of the distance between PV systems and constitution apparatus, we showed the possibility that construction expense could decrease approximately 60% at the maximum for (1)(2) in the model example in this report, the right or wrong of the securing of safe separation distance with the outside thunder protection system, and so on. Through research, development and a proof examination, it will be desirable to contribute to the introduction promotion of the PV system in future. ・Establish the construction technique of the effective and economical thunder protection system in line with circumstances in Japan. ・A related researcher and PV system maker, a thunder protection maker, a construction supplier, an insurance company cooperate so that result is reflected at the time of PV system construction surely and establish a scheme of the thunder risk reduction. In addition, in the summary of this report, I held three times of committees which consisted of the well-informed person and, in the case of report making, referred to comment and the advice from a well-informed person.
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