【column6】ドローンによる太陽光パネル点検で生産性向上！発電所運営を支援

まず、太陽光パネルの点検がなぜ必要で、具体的にどういった方法で行われているのかを解説します。

太陽光発電所の事業者は、発電所を経済産業省令で定める技術基準に適合させる義務があり、発電所の維持と保安を確保するため、電気事業法に基づき保安規程を策定し、産業保安監督部に届け出る必要があります。そして、保安規程で定めた保安監督に係る業務や保守の項目を順守し点検等を実施し、一定の技術基準に適合するよう維持しなければなりません。

技術基準が適合していない際の対応に関して、太陽光発電協会（以下、JPEA）が公表している｢太陽光発電システム保守点検ガイドライン｣では、以下のように記載されています。

“技術基準に適合していないことが判明した場合，自主的に補修等を行う必要がある。また，電気事業法第107 条に基づく発電設備の立入検査が実施されることがあり，適切な保守点検がされていない，状態の悪い発電設備は，稼働の一時停止を命じられることがある。もし，補修等を行わないまま稼働を継続した場合，電気事業法第40条又は第56条に基づく「技術基準適合命令」が発令され，その事実が経済産業省や各地域の産業保安監督部のホームページなどで公表される。”
引用：JPEA 太陽光発電協会「太陽光発電システム保守点検ガイドライン」

また、太陽光発電所のメンテナンスは、改正FIT法により義務化されているほか、予防的に行うことで発電所の安定稼働だけではなく、故障や不具合を抑制し、発電所が本来持っている発電性能を最大限に引き出すことができるため、発電ロスの抑制や売電収益改善に寄与します。

　L　太陽光パネルの点検方法　

太陽光パネルは、雨水や鳥糞、飛来物による汚れや破損のほか、フレームや架台の破損・腐食・発錆、ケーブルの接続状態や所内の植生状態などによって、発電性能が低下することがあります。そのため、太陽光パネルの点検では、パネルの汚れや破損がないか、電流に異常がないかなどの確認を行います。

また、発電効率は季節や天候によって変動しやすく、遠隔監視システム等で定量化された発電量等の数値だけでは詳細な問題を検知、把握しきれません。そのため、最適な点検手法を組み合わせ、トラブルの芽を摘むことで、発電量低下を抑制する効果があります。メンテナンス方法は、いくつか種類がありますが、主な点検方法は以下の通りです。

【目視・巡視点検】
目視点検は、太陽光パネルやケーブル、架台のほか、接続箱やパワーコンディショナ（以下、PCS）などの設備を直接的に目で見て確認することを指します。巡視点検は、保安規程に基づき、電気主任技術者などの有資格者が直接現地に赴き、定められた点検頻度に準じて太陽光発電所内の設備を確認していく点検方法です。

【検査機器を用いた測定点検】
パネルの出力低下などの故障を発見できる専用の測定機器で、直流（DC）回路点検を実施し、設備の状態を確認する方法です。計測検査器を用いることで、電気的な異常がないか、発電を停止させることなく、定量的にパネル点検を実施できます。

【ドローンを用いた点検】
可視光カメラや赤外線カメラが搭載されたドローンを活用し、太陽光パネルを上空の高い位置から一度に広範囲を撮影する方法です。特に、メガソーラーなど太陽光パネルが膨大な枚数に及ぶ発電所においては、太陽光パネルを効率良く点検できます。可視光カメラとは、人の目で見ることができる光の波長「可視光線」を捉えて撮影するカメラのことです。例えば、私たちが視認できている鳥糞や落ち葉、ひび割れなどを発見するのに役立ちます。



また、赤外線カメラとは、人の目で直接的に見ることができない波長「赤外線」を捉えて撮影するカメラのことです。さまざまな物体は、熱を持つと赤外線を放出します。例えば上の画像では、何かあることは分かったとしても、目視だけではどのような異常が起きているのか詳しく分かりません。しかし、下の画像を見てみると、該当箇所が光っており、太陽光パネルの発熱箇所（ホットスポット）を確認できることが分かります。このように赤外線をレンズで捉えることで、パネルの表面温度差を可視化することが可能です。

　Lパネルのホットスポットによるリスク　

ホットスポットとは、太陽光パネルが局所的に高温になり、発熱する現象です。ホットスポットは対象ストリングの発電性能低下を引き起こします。長期間残置し深刻化すると最悪の場合、パネルのクラック（ひび割れ）や火災に発展するリスクがあります。ホットスポットが発生するのは、何らかの理由で電気抵抗が大きくなり、電流が流れにくくなった箇所です。

太陽光パネルは、半導体でできたセルを電極でつなげた集合体で、何らかの要因によって抵抗が大きくなり電気が流れにくくなると、熱に変わります。外的要因では鳥糞による汚れや落ち葉などの付着が挙げられます。また、草木などによってできた日陰がセルを覆ってしまうことも要因のひとつです。長期発電できない状況が続くことで、日陰ができた部分が発熱を起こし、ホットスポットの発生を誘発するケースがあります。

内的要因では、初期不良や経年劣化によるパネル内部の不具合が挙げられます。ホットスポットが発生すると、発電量の低下が考えられます。さらに、熱を帯びたセルを残置してしまうと、発電機能を失います。パネルはケーブルでつながれているので、セルの一部でも発電機能を失えば、正常なほかのパネルにも支障をきたしてしまうことがあります。



ホットスポットを防ぐには、予防的にメンテナンスを行い、トラブルが顕在化する前にトラブルの芽を摘む心構えが大切です。ドローンによる太陽光パネルの点検では、赤外線カメラを使用して温度情報を定期的に確認できるので異常熱の場所を判別するためのあたりを付けることが可能です。

また、赤外線カメラによる温度情報では分からない汚れや破損は、可視光カメラと併用することで、異常箇所の要因を特定する精度を高めることができます。ドローンによる空撮は、太陽光パネル表面の汚れ、鳥害や雑草の日陰によるパネルの温度上昇、ホットスポットなどさまざまな要因による異常を迅速かつ容易に検知することが可能です。このように、不具合の兆候やトラブルの早期発見は、発電量の低下や火災などのリスク予防に役立ちます。適切な修理や部品交換を行えば、太陽光パネルや発電所の長寿命化に寄与するでしょう。

なお、太陽光発電設備の保守点検については、JPEAが定めるガイドラインに点検項目の詳細が記載されています。発電事業者やメンテナンスを委託されているO&M（オペレーション＆メンテナンス）会社などの専門業者は、参考に確認しておきましょう。
参照：JPEA 太陽光発電協会「太陽光発電システム保守点検ガイドライン」

太陽光パネルの点検にドローンを使うメリットは、ホットスポットを発見できるだけではありません。ここからは太陽光パネルの点検にドローンを使うさまざまなメリットをご紹介します。

　L　精度の高い点検ができる　

ドローンによる太陽光パネルの点検では、精度の高さが特長として挙げられます。赤外線カメラを使用すると、発熱や電気的な異常など、目視で確認するのが難しい箇所を検知できます。高い高度から全体を俯瞰した画像だけでなく、太陽光パネルに近づいて詳細な映像を撮影することも可能です。高度を上げると、画角の制限により全体を捉えられないため、ドローンは上空を曲がりくねって飛行しながら、連続写真や動画で発電所全体を撮影します。

さらに、ドローンを使うと高所や傾斜、狭い場所など人が確認しづらい場所もくまなく点検できるため、異常の見落としを防ぐことが可能です。また、天候や撮影時間など、一定の条件下でドローン空撮を行うことで、安定した品質の空撮データを得られます。

　L　点検にかかるコストを抑えることができる　

従来、太陽光パネルの点検は、地上で作業員がハンディ型の赤外線サーモカメラを手に持って1枚ずつ撮影し、異常がないかを調べていました。この手法では、太陽光発電所の規模が大きくなるほど多くの人材が必要な上、作業時もかかります。しかし、産業用ドローンの登場により、太陽光パネルの点検は短期間に最小限の人数（ドローン操縦者・安全確認者の2名）で実施できるようになりました。

従来方式では、1日1MWpの点検が限界だったところ、ドローンの活用で1日最大15MWpの撮影が可能になりました。（※）このように、ドローンによる空撮は多くの太陽光パネルを効率良く点検できる方法で、点検にかかる労力や人人件費などのコストを削減し、生産性の向上を実現できます。

※当社実績　デジタル化 | サービス情報 | オリックス・リニューアブルエナジー・マネジメント株式会社

　L　安全に点検を行うことができる　

ドローン点検では、作業者が太陽光パネルに直接近づくことなく状態を確認でき、安全に点検を行うことができます。実際に、点検の際に危険が生じた事例をいくつか紹介します。

・感電しそうになった
・点検中に配線ケーブルに引っかかり転落しそうになった
・強風にあおられて屋根の上で体勢を崩しそうになった
・雑草が生い茂る中でスズメバチの巣を発見した　など
参照：国立研究開発法人産業技術総合研究所 太陽光発電研究センター システムチーム「太陽光発電設備のヒヤリハット・インシデントに関する情報収集」P3.5

太陽光発電設備は、状況によっては感電の恐れがあるため、安易に触れるのは危険です。特に太陽光パネルは水没しても太陽光を吸収し、発電を続けているケースがあります。破損や水没した太陽光パネル、その周辺の水に触れると感電する恐れがあるため近づかないように注意が必要です。ほかにも、屋根の上や山の上などの高所、急傾斜に設置された太陽光パネルの点検では、作業者が転落する恐れもあります。このように、太陽光発電の設備点検はさまざまな危険をはらんでいるため、ドローンのように遠隔で点検できることは、大きなメリットといえるでしょう。

　L　点検履歴を管理しやすい　

太陽光パネルの空撮画像をデータで保存、管理できるのも、ドローンを使用するメリットのひとつです。発電所の運営において、保守点検の結果を過去のデータと比較すると、現状把握、事業判断に役立ちます。異常が見つかった際、破損や汚れの変化を過去の点検結果と比較できるように、空撮画像は時系列に保管しておくと便利です。

過去には、ドローンによる太陽光パネルの点検で、発電状態を観察し、日陰の影響を分析した結果、配線レイアウトを変更して発電量を改善できたケースもあります。高解像度カメラと赤外線カメラを組み合わせた評価により、発電への影響を最小限に抑えつつ、発電量が10%以上向上したこの事例では、配線レイアウトの変更に伴う費用の回収だけでなく、投資回収期間も短縮できています。

参照：経済産業省「第4回 電力安全部会」資料8「太陽光発電のスマート保安の取組み」P12

近年、太陽光発電所の保安監督を担う電気主任技術者の人材不足が懸念されています。電気主任技術者とは、電気事業法に基づく国家資格で、電気設備の保安・監督業務を独占業務としています。第一種、第二種、第三種の免状があり、それぞれ電気事業法で定められている電気工作物ごとに取り扱える範囲が異なります。太陽光発電所では設備容量によって、適切な電気主任技術者を配置することが義務づけられています。

太陽光発電所の保安業務に従事するためには、電気主任技術者としての経験や知識、技術力など高い専門性が求められますが、有資格者の高齢化や成り手不足の課題があります。そのため、電気保安における質の維持や技術力の継承、省人化などが求められています。

このような背景から、ドローンによる太陽光パネルの点検など、テクノロジーを活用したメンテナンスの効率化が注目されています。とはいえ、ドローンの活用にも課題があります。ここではドローンによる太陽光パネル点検の課題を見ていきましょう。

　L　天候の影響を受けやすい　

まず、ドローンは精密機械のため、悪天候の日に飛ばすことはできません。雨の日に使用し、ドローンの機体に水が入ると、モーターやバッテリーが故障するリスクがあるからです。万が一、飛行中に故障すると、人や太陽光パネルに落下するなどのリスクに発展する可能性もあります。また、風にも注意が必要です。通常、ドローンはGPSなどの制御機能によって安定して飛行しますが、風速が5m/sを超えると、GPS位置を保持できず、操縦が不安定になります。さらに低温ではバッテリーの能力が低下し、本来の性能を発揮できず、飛行に支障を来します。このように、天候に左右される点が課題です。

　L　ドローンの操縦には正しい知識と技術が必要　

ドローンを活用する際は、関連する法律・規制を理解することが重要です。ドローン同士やドローン以外の航空機との接触や墜落、衝突などのリスクがあり、法律に違反すれば罰則が科される可能性も否めません。事故を引き起こしたり第三者に迷惑をかけたりすることがないよう、経験を積み、安全に飛行できるよう各種法令を把握・順守しましょう。

ドローンの飛行ルール、手続き・対応等は国土交通省により、航空法で定められています。例えば、100g以上のドローン（無人航空機）を特定の空域や方法で飛行させる際は、国土交通大臣の許可や承認が必要です。このような飛行を「特定飛行」と呼びます。特定飛行には、次の領域や方法が含まれます。

・150m以上の上空飛行
・空港等周辺の飛行
・人口集中地区上空の飛行
・緊急用務空域の飛行
・夜間の飛行
・目視外の飛行
・人や物との距離が30m未満となる飛行
・イベント上空の飛行
・危険物輸送を伴う飛行
・物件投下を伴う飛行
出典：国土交通省「航空＞無人航空機の飛行許可・承認手続」

ドローンの使用は航空法のほか、小型無人機等飛行禁止法や民法、電波法など、さまざまな法律に抵触する可能性があります。なお、第三者の所有地の上空を補助者なしで目視外飛行を行ったり許可や承認を得ずに一部の特定飛行を行ったりする場合は、国土交通省の機体認証を受けたドローンを、技能証明を受けた操縦者が飛行させる必要があります。ドローンによる太陽光パネルの点検においては、夜間や目視外、人や物との距離が30m以内になるなど特定飛行に該当するケースもあるため、事前に必要な手続き等を確認するなど各種規制を順守の上、活用しましょう。

太陽光発電設備の運営・管理においては、さまざまな要因で発電性能の劣化や異常が発生します。それらを抑制するためには、不具合や異常を早期発見することが重要です。早期発見のためには、あらゆるリスクを想定した予防保全型のメンテナンスが有効です。

太陽光発電の保安監督業務、点検は、FIT認定を受けた発電設備は再エネ特措法施行規則の順守、定格出力50kW以上の発電設備の場合はFIT認定に関わらず経済産業省が定めた電気事業法で義務付けられています。そのうち、太陽光パネルの点検などのメンテナンスにおいては、ドローンを活用することで得られるメリットもいくつかあります。また、法令を順守するためは専門的な知識や技術、各種手続きが必要です。安全かつ効率的に点検を行うには、O&M会社やドローンフライト専門の業者に委託することを推奨します。

　L　ドローンによる太陽光パネルの点検実績　

発電所のO&M専門のサービス会社、オリックス・リニューアブルエナジー・マネジメント株式会社（以下、OREM）では、2020年より、ベルギーのドローン空撮・解析用ソフトウエア大手のSITEMARK（サイトマーク）社や、国内のドローン空撮業者と提携し、太陽光パネルのドローン点検サービスを開始し、発電事業者に提供してきました。

実際にドローンによるパネル点検を実施し、1,000カ所以上の異常を検知した太陽光発電所に対し、草刈りや洗浄、パネル交換など最適な管理メニューを実施した結果、異常発生カ箇所が減少しました。なお、ドローンによるパネル点検後の現地調査や修繕などのメンテナンス業務費用は約1カ月で回収し、売電収益改善効果をもたらしました。

▼OREM管理実績（福岡県大牟田市：14.3MWp）
以下、空撮画像において、オレンジ色の丸が異常発生箇所を示している。

【Before】2018年（異常発生箇所 1,117件）




【After】2019年（異常発生箇所219件）

前述の通り、ドローンによる太陽光パネルの点検サービスを提供しているOREMは、日本全国に約190カ所、700MW相当の発電所O&M業務を受託しています。（2024年9月時点）太陽光発電所では、AI などのデジタル技術を活用した予防保全型の O&Mにより、オリックスグループからの受託容量（約400MW）に対し、開始後 1 年で PR 値（performance ratio：発電所の生産性を数値化する評価指標）を4%以上改善するなど、発電量の最大化に貢献してきました。各種詳細は以下リンク先よりご覧ください。
サービス一覧｜オリックス・リニューアブルエナジー・マネジメント株式会社

OREMのドローンによる太陽光パネルの点検サービスは、単なるドローン空撮だけではなく、撮影した画像をAI（人工知能）などのソフトウエアで解析、レポート化し、空撮映像をWEBプラットフォーム上で管理できるよう提供している点が特長です。ここからはドローンによる太陽光パネルの点検サービスの詳細をご紹介します。

　L　太陽光発電所診断サービス（ドローン空撮・AI画像解析）　

本サービスは発電事業者やO＆M企業向けのサービスで、ドローンによる空撮と、ソフトウエアによる空撮画像の解析で、太陽光パネルの異常を特定、種類ごとに自動で分類し、診断結果をWEBプラットフォーム上で共有、レポート提出するものです。定期点検のほか、買収時などお客さまの事業フェーズ応じて活用いただけます。

【こんな人におすすめ】
・ 発電量が下がっている要因を知りたい
・ 人力でのサーモ検査は見落としが心配
・ 異常パネルの発見に手間がかかっている
・ 定期点検前に異常箇所を把握しておきたい

【サービス概要】
・ 可視光カメラと赤外線カメラを搭載したドローンで太陽光パネルを空撮
・ 非接触検査のため、点検時の発電停止は一切不要
・ パイロット・ドローン空撮業者との連携で、ドローン空撮に柔軟に対応
・ 撮影時に必要な許認可取得はOREMが対応
・ 点検結果レポートは空撮から最短15日で、Webプラットフォーム上で納品
太陽光発電所 診断サービスのご案内

OREMは、ドローン空撮業者等と連携を図り、全国各地で対応できる体制を構築しているので、天候や機材、フライト工程など一定条件下での撮影が求められるドローン空撮にも柔軟に対応可能です。なお、点検結果はWEBプラットフォーム上で提供します。異常箇所などの点検結果は複数人で同時閲覧が可能で、社内での情報共有もスムーズになるので、O＆M業務等メンテナンスの省人化のみならず、お客さまの意思決定を促進し生産性向上を支援します。

空撮データは、異常発生箇所の特定だけではなく、異常種別の特定・異常の深刻度合いまで分かります。例えば、鳥害や雑草など日陰によるパネル温度の上昇、ホットスポットなどの異常を見つけることができます。メンテナンス計画や修繕など対応要否のご検討、売電収益改善にお役立ていただけます。





【サービス提供フロー】
① 発電所登録
② 空撮手配
③ 発電所の開閉
④ 空撮データ解析
⑤ 診断レポート提出
別途オプション：診断レポートに基づく改善提案（推奨点検作業リスト）の作成も可能

まずは、お客さまからご提供いただいた所在地などの発電所情報を、ORMEが開設したプラットフォーム上に登録します。次にドローン空撮を手配しますが、空撮時の要件があるため一定の日射量を満たす晴天の日に実施します。点検結果の成果物として診断レポートを提出しますが、点検結果に基づきオプションで、修繕等の際、優先順位を鑑みてお役立ていただける推奨点検作業リストを作成することも可能です。


なお、フローの中で、お客さまに対応いただくことは次の事項のみです。
・ 発電所情報（発電容量やパネル枚数、パネルの傾斜角度、所在地等）のご提供
・ 診断当日の立ち会い・鍵の貸借等
・ 地権者さまや周辺自治体へのご案内（必要に応じて）

ご興味のある方は、この機会にドローンの活用を検討するなど太陽光パネルのメンテナンスを見直してみてはいかがでしょうか。太陽光パネルのメンテナンスをはじめ、稼働済みの太陽光発電所に関するO&M はぜひOREM にご相談ください。