■さまざまな問題と考え方

• はじめに
  
  
• 梱包材の処分問題
  
  
• 電圧上昇抑制問題
  
  
• 同一バンク問題
  
  
• 欠陥工事にご注意を！
  
  
• 太陽電池が粗大ゴミ？
  
  
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ここでは主に日本で最も普及している系統連系の問題点ついて触れます。
世間では環境に易しいとかクリーンエネルギーであるとかキャッチフレーズが飛び交っていますが一方で、見過ごすことのできない問題点を抱えてもいます。
それは恰も「完全なものはない」ことと同じように、好印象のこの商品にも不可避の問題が潜んでいることをお知らせしたいのです。
ですから、問題があるからといってがっかりすることも怖気づく必要もありません。ありのままを知り、対策してゆくことがシステムそのものへの興味を深め、太陽電池の有効利用をすすめることに通じるのですから。、

あたり前といえばあたりまえですが、仕事をすれば多かれす少なかれゴミがでます。しかし、リサイクルできるものはする。それが「環境に易しい商品」の建前ではないでしょうか。
住宅用系統連系の仕事をしていると実に沢山のダンボールの山ができます。
そのほとんど、９割以上が太陽電池の梱包材です。
これをなんとかメーカー負担でこれを回収してもらえないかと常々思うのです。
太陽電池本体については、発電面の強化ガラスは頑丈なのですが裏面が非常に弱く、ちょっと傷をつけただけで絶縁劣化に至ります。そのため工場出荷時には四周と両面がダンボールで覆われているのですが、これが一軒分の数十枚分となると多いこと多いこと。ハイエース満タンでも収まらないくらいの嵩になることもあります。
市場どころかメーカーそのものが赤字でやっていた頃は、この処理費も施主様からいただく工賃に十分含まれていましたが、今はとてもとても。。。
自宅の畑や空き地で燃やす業者も多いですし、施主様が預かって燃やしてくれる場合もあります。
しかしいずれにせよ、燃やすのではなく有効利用したいですね。
また、注意するべき点として、梱包が運送中にほどけないようにＰＰテープで縛ってありますがあれも燃やさない方がいいでしょうね。仕分けしてリサイクルに出すには業者にしても施主様にしても負担が大きすぎます。とかく量が多いのです。
メーカーさん、なんとかしてください。同じ梱包でもう一度新品を出荷できないものでしょうか。
船便用の箱。非常に良質なダンボールです。


極端な例ですが写真のタイプの梱包材を再生紙としてリサイクルするには大量のタッカ（ホチキス）をはずす必要があります。タッカの原料である鉄や銅を金属リサイクルしなければ意味が薄れるからです。処分に携わる業者さんがタッカで怪我をしてもいけません。
なお、これは２枚組用の箱。これを１箱を解体するのに５分程度。１０箱で一時間近い時間が費やされ時間的にも勿体無く感じます。
なお、ダンボールのリサイクルは私どもの場合、行政のアドバイスにより、専門業者への依頼ではなく町内会に出しています。
専門業者の処分方法は古紙の単価が下がった今不透明な点が多く、きちんとリサイクルルートに乗るかどうかがわからないそうです。専門業者の立場に立てば顧客から処分費を取って山や畑で燃やす方が儲かる場合も。一方、町内会で処理する場合は行政の目が届いており、当分は安心だと思います。
最初に省梱包に取り組んだのはシャープだったでしょうか。
もちろん今は京セラも三菱電機もサンヨーその他も扱い易い梱包材を使用しています。
しかし回収、再利用にまで及ばないのは惜しいことです。

系統連系に限っての話なのですが、また電気の流れを水にたとえてみましょう。
水は水位の高いところから低いところに流れます。川が上流から下流に流れるのと同じですね。電気も同様、電圧の高いところから低いところに流れます。
次に水道の水は朝夕食時には水の流れが細くなります。これは多くの家庭が一斉に水を使って水圧が低くなるからです。電気も同様、多くの人が一斉に電気を使うと電圧が低くなります。テスターで計測すると、私の家ではサーバーのスイッチを入れるとコンセントで一ボルト程度低くなります。
ところで、系統連系は発電した電気が余れば電力会社に売り、足りなくなれば電力会社から買う仕組みです。そのため、余った電力を売るには、発電機（パワーコンディショナ）の出力電圧が電力会社のそれよりも高い必要があります。まさしく水の流れと同様ですね。
ところが実は、地域により電力会社の供給電圧が高すぎて自宅で余った電気を効率的に売ることができない事例が多々起こっています。
なぜこういうことが起こるのでしょう。
商用電力に関してあまりご存知でないかたのために丁寧にご説明しますが、まどろっこしい方は読み飛ばしてください。
住宅で使う電気は通常100Ｖです。
しかし、実際には98Ｖだったり104Vだったりします。そんなことが許されていいのでしょうか？
良いのです。電力会社の供給する電力品質を定めた法律に「電気事業法二十六条」があります。この施工規則第四十四条の中に

• 標準電圧百ボルトの場合、百一ボルトの上下六ボルトを超えない値が維持すべき値

とありますので、９５〜１０７が１００Ｖという供給電圧となるわけです。
さらに値の計測方法にも次の規定があります。

• 測定は記録計器を使用して常時測定するものとする
  
• 記録方法は（中略）測定電圧の三十分平均最大値および三十分平均最小値並びにそれぞれの発生時（後略）---（三十分移動平均といいます）

この規定値があるために、私たちの家の電化製品は電圧不足で動作しなかったり、電圧オーバーで壊れたりすることもありません。

しかし、こと系統連系に限った話をすれば、この規定がネックになって来るのです。
例えば、商用電力（電力会社から送られてくる電気）が１００Ｖちょうどで、太陽電池の出力が102Ｖなら問題ありません。恰も水が高いところから低いところへ流れるように電気も逆潮流（売電）することになります。
ところが商用電圧がこれより高かったらどうでしょう。
たとえば、１０７Vぎりぎりだったら、どうでしょう。パワーコンディショナは規定値に収まるように出力を制限して１０７Ｖよりも高い電圧を発生することを抑制します。すると、引き込み線よりもパワーコンディショナが同電圧ないしは低電圧となり電気の移動が起きませんので

余った電気が売れない！

という事態に陥るのです。

もちろん、電力会社も１００Ｖちょうどの供給電圧に収まるように努力はしています。しかし、最初に述べた朝夕の水道の例のように、多くの人が一斉に電気を使う時間帯に水圧（電圧）が下がるようでは、困るのです。水道と違って圧力（電圧）が低くなると使用機器に悪影響をおよぼすことがあるからです。それで、実際の供給電圧は100Ｖよりも若干高めになっていることが多いものです。
そうでないと、工場のモータを動かしたりするたびに、近隣一般家庭の電圧が下がって電灯が暗くなったりするからです。
ところで、時間帯で使用量が大きく異なる地域（工業地帯や公共施設がある近隣住宅地）では昼休みの時間帯に供給電圧が高くなる傾向があります。
みなさんも経験がおありでしょうが、洗い物をしながらお風呂の水を張ると台所の水流は細くなり、お風呂への給水を止めると、とたんに台所の給水がものすごい勢いになるでしょう。
電気も結局あれと同じです。それまで稼動していた工場の機械が休むと同じ送電線を伝って来ている電気の電圧は上昇するのです。
すると上記のような場合に稀に１１０Ｖ（三十分移動平均に収まれば法的にはかまわない）などという電圧が家庭に供給され、太陽光の電力が逆潮流できなくなる場合があります。一方、このような高電圧の時間帯は往々にして長続きしません。例のような工場の近隣であれば昼休みの時間や休日の日中に限られます。短時間あるいは瞬時ですので家庭の機器には悪影響をおよぼすこともありません。ですので、太陽光発電をやっていない家では日中の電圧変動を意識することは少ないといえます。
しかし、住宅用系統連系を行っている家ではどうでしょう。雲ひとつない快晴の元、パワーコンディショナの刻々と移ろう発電量表示を見ると意外に思わしくない。先日の曇天時の方がたくさん発電してたぞ。というような不可思議が起こります。
これは

供給電圧が高いためにパワーコンディショナが出力制御をかけているのです。

これを「電圧上昇問題」といいます。

さて、この問題に直面して手を焼いている電力会社の営業所員、電気工事店、施主様。。。いらっしゃるでしょう。
多くの場合その解決策は下記のようになっています。

1. 変圧器柱のタップを下げる
   高圧を低圧にする釜（トランス）が電柱にあります。そんなもん知らんぞ、という方の家にも必ず、この変圧器柱からいくつかの柱（引き込み柱）を経て自宅へ商用電力が供給されています。自宅前の電柱のちょっと先の電柱にお釜が載っていればそれがあなたの家の変圧器です。（都市部や近郊住宅地の場合、複数軒でこの変圧器を共用しています。そして、この変圧器の出力電圧をひとつ下げてやるのです。
   しかしこれにも問題があります。曇りの日などで太陽光発電が稼動しない時でかつ近隣の大容量負荷設備（工場など）がフル稼働している時には、供給電圧が低くなってしまうのです。電力会社はこのタップ位置の力加減？に手を焼いています。
   
   
2. パワーコンディショナの出力制御電圧整定タップを上げる。
   つまり、供給電圧よりも必ず高い電圧で出力するようにパワーコンディショナを設定してやるということです。しかし、１０７Ｖよりも高い値を設定すると近隣の需要家に高電圧の電気を供給（太陽電池を設置している家から）することになり、迷惑をかけるおそれがあります。
   
   
3. 自宅専用の変圧器を設ける
   これがもっとも確実な方法です。しかし１０万ほどにもなるその費用を誰が負担するのか、が問題です。系統連系がここまで爆発的に増えてくるまではしぶしぶ電力会社が負担してくれる場合もありました。
   が、数が増えてくると電力会社も良い顔ばかりもしていられません。施主様が負担する場合もあります。このあたりについて金銭の負担分界点が曖昧なことも問題を深めています。
   

上記のような端的な対処方法がある一方、私がもっとも心配しているのは事態が微妙で責任の分界が曖昧になってしまう場合です。
下記のようなケースがありました。

• 日中の供給電圧が１０７Ｖと高く、時に１１０Ｖにもなるが三十分移動平均電圧が１０７Ｖ以下のため電力会社が「改修の義務なし」とする場合
  
  この事例は遠隔地に設置したため営業会社も工事店も交通費だけでもひぃひぃでした。
  メーカーをはじめ電力会社の営業所も素っ気無く法を楯に取るばかりで施主様が泣き寝入りした次第です。
  その経緯は次のようでした。
  
  営業会社が６ＫＷの系統連系システムを受注
  工事会社が工事
  数ヶ月後、施主様から発電量が少ないとの報告
  工事の技術者が現地で確認してみると供給電圧が１１０Ｖにもなっていてパワーコンディショナが出力制御をかけている
  パワーコンディショナの整定値は107Ｖ
  系統は102〜110Ｖと常時高めの供給電圧
  シミュレーション結果と比べても実発電量が誤差以上に少なすぎる
  したがってパワーコンディショナ運転にとっての有効日射時間帯に出力制御がかかる時間がかなり長いとみられる
  工事会社が状況を電力会社に報告
  電力会社は工事会社の立会いの下、Ａ：変圧器柱Ｂ：引込柱Ｃ：宅内分電盤の３ヶ所にデータロガー（記録計）を設置し一週間の計測を行う
  再び立会いの下ＰＣでの解析をした結果、題のような状況と回答だった。
  その後も何度かかけあったが電力会社もこれに応じず、営業会社は難しくてよくわからないの一点張り、工事会社も予算が尽き問題放置となった。
  （メーカーに報告するも状況の聴取が繰り返されるばかりで埒があかず）
  
  後日談---
  じゃぁこのままだったのかというともちろん施主様の苛立ちはつのるばかりですので、工事店の技術が求めに応じ再度個人的に訪問（交通費を個人負担すること数回！）
  結果、個人としての電力会社の担当者の下、パワーコンディショナのタップを１08Ｖにまで引き上げ、問題の解消となりました。
  問題の発覚まで数ヶ月。
  その間、発電していたにもかかわらず無効になっていた電力はどうなったでしょう？
  約数千円分の売電料金がこの事例では責任分界の不分明なため、施主様の泣き寝入りとなってしまいました。
  もちろん工事店の技術も自腹で数万の交通費をはたいたのです。
  
  メーカーは売りっぱなし、或いは販売店も売りっぱなしという業界の実情を垣間見る一件でした。

電圧上昇抑制問題の項をお読みになった方には重複部分が多いと思いますので適当に拾い読みをしてください。
電力会社から電気の供給を受けるには高圧（電柱のもっとも上の方にのびている電線）を低圧に落とす変圧器が必要です。これは需要家が普段意識することはないものですが、自宅あるいはやや遠くの引き込み柱に大きな筒状のものが載っているはずです。これが変圧器の姿です。
さて、太陽光系統連系は住宅の屋根で発電した電気のうち、足りない分を電力会社から購入し余った分を電力会社に販売（逆潮流）するものです。

ところで、住宅用に用いるインバータは特にパワーコンディショナと言って、交流に変換した電気の品質を監視し、適正に保つ機能をもっています（保護協調）
この保護協調により、設置宅の電圧がひどく高くなったり、周波数が乱れたり、電力品質の変動で近隣に迷惑をかけることがないようになっているわけです。
そしてこの保護協調機能のうち、大切なものとして、電力会社の供給が停止したときにインバータを速やかに停止する機能があります。

例えば、倒木で電線が切れた時に、電力会社は事故箇所の電線への電力供給をストップするでしょう。しかし一方で、事故箇所に太陽光が系統連系されていればどうなるでしょう。
放置していたり気づかなかったりすれば、事故箇所の修繕に向かう工事人が感電の危機にさらされてしまうことになります。
そうした重大な事態を防止するためにパワーコンディショナは系統の停電を検知して速やかにインバータの運転をストップさせる機能を搭載しているのです。
しかし、この機能も完全ではありません。
たとえば、すぐ近所や自宅で複数台のインバータが繋がれていたらどうなるでしょう？（同じ変圧器柱から電力供給を受けている場合の問題です）
この際に、パワーコンディショナ同士が互いを系統と勘違いして、「系統は停電していない」と判定しつづけるかもしれないのです。
その場合はインバータがストップしません。
この事態を恐れて、電力会社は各メーカーや工事店にパワーコンディショナの試験成績書を求めます。例えば、Ａ社のパワーコンディショナを新設する際に、近隣の家（同じトランス柱---これを同一バンクという）に設置されているＢ社のパワーコンディショナと勘違いが起きないか、を確認するのです。
ここまで住宅系統連系が普及してくると、こうした難儀な事態もたびたび起こるようになってきました。
多くの場合、メーカーの技術資料（実験、試験資料）で足りますが、問題ありと認められた場合はトランスの増設を行っています。つまり一軒に一台の変圧器柱を設けるわけです（バンク分割）
この場合の費用負担は本来は施主が持つべきでしょうが、実際は電力会社が負担する場合も多く、その見解は、営業所ごとにまちまちです。

また、同一バンクに系統連系があると次のような問題も起こってきます。
系統の供給電圧が高い場合であって、二件の系統連系があるとします。
すると二件目の系統連系システム設置後から同一バンク内では電圧上昇問題がおきやすくなります。なぜなら、同一地区内では陽は同様に照りますので、よく発電するよく晴れた日の同時間には二件ともが多くの売電をする状況になってきます。すると、送電線に送り出す電圧が双方のパワーコンディショナに必要ですので、必然的に電圧は上昇します。
現在ではまだ滅多にない事例ですが、電力会社の設備改修抜きで大規模な系統連系をすすめると起こる問題です。また既に設置されている方も、近隣に新規に設置された方があれば以後自宅システムの発電量推移を注意深く観察する必要があるでしょう。

この数年で価格競争が激化し、太陽光発電を設置する費用が随分安くなりました。
それはそれでよろこばしいことです。
しかし、価格の低廉化の内容を仔細追って見ると、実は設計工事費が大幅に安くなっているのです。私が見るに欠陥工事が増えている原因はこの辺りにもあるのではないかと思います。
私が見知りし、対応した欠陥工事をいくつかご紹介します。

＜設置業者によるもの＞
１：モジュールの接続忘れ、接続ミス。
北九州市。山口市。防府市。愛知県。
頼まれて昨年一年だけでも５件のトラブル発見、対処をしました。
せっかく買ったモジュールが屋根に乗っているだけというのはもったいないことです。
２：モジュールの落下
年に一回以上はメーカー報告を受けています。
もっとも多いのが、軒端を超える無理な設置による架台の歪みによるものです。
稀にボルトの締め忘れが原因の場合もあります。

施主様、営業会社、或いはゼネコンさんが工事業者を値切るのにも限度があります。無条件に安くしろと言われても、工事をする職人さんの立場では「損まではしたくない」ものです。
ですから、施主様の立場では「書類は必要に応じてお届けに伺いますからその分安くしてください」とか、営業会社の立場で言えば「現場下見をして詳細報告書を用意しますから、下見の手数だけ安くしてください」とか、ゼネコンさんで言えば「この部分はウチで工事するから」とか条件を出して欲しいものです。
コラムでもお話しましたが、ただただ「安くしろ！」と頭ごなしでは最低限の技術用件を満たすだけの仕事ができなくなります。この仕事をこなすことができる業者は数が多くなりましたから、特殊な仕事だとしてむやみに高い価格をふっかける職人ももう居ないと思います。ですから、必要なお金は必要な分ご用意するべきでしょう。
施主様とすれば、「ちゃんとお金を払っているのに」と思われる方が少なくないと思います。
しかし、実は太陽光の受注は訪問販売系の会社によるシェアが大きく、設計や工事、トラブルシューティングに疎い営業マンが少なくありません。したがってきちんとした現場見積もりもできないうちに契約が取り交わされることがあります。そして契約金額ではお金が足りない場合、工事業者がまず値切られるわけなのです。すると「その程度の仕事」になりがちです。また、これらの会社と契約すると技術力不足によるトラブルも絶えません。

次に商品の低廉化が間接的原因と見られる欠陥商品についてお話します。
太陽電池そのものは、実はあまり安くなっていません。かつてより架台が大幅に安くなっただけです。しかし、メーカーはシステム全体のさらなる低廉化を図ってしのぎを削っています。するとどうしても最低限必要とされる品質を維持できない（しない？）場合があります。
＜メーカーによるもの＞
1：接続箱の発火
私の知る限り昨年２件ありました。これはメーカーの設計ミスだと私は考えています。
コストパフォーマンスを追い過ぎて、ケチってはいけない部分をケチっています。
2：パワーコンディショナの発火
昨年１件ありました。これは初期不良でした。
このパワーコンディショナメーカーは業界最安ではないかと思います。しかし、今は安くするよりもかつての品質を取り戻して欲しいです。
３：モジュールの出力不足
これはコラムにてお話しています。
４：モジュールのガラス抜け
モジュールに必要とされる強度を満たさず、ガラス面に人間が乗る程度でフレームからガラスとセルが抜けるロットが一部メーカーでかつてありました。

残念ながらメーカーの欠陥商品出荷に関しては、工事業者や営業会社ですら、数百件と仕事をこなしている者にすらわかりにくい部分があります。
これまでの動向を見て判断せざるを得ません。また困ったことに、安いから良くないこともないし、高いから上等ということはなさそうです。

太陽電池の寿命は２０年とも３０年とも、あるいはそれ以上とも言われますが実際に使用できなくなるのは発電素子であるセル以外の部分です。通常の使用環境下でも寿命を過ぎたモジュールはアルミフレームの腐食、セルを封入するＥＶＡの変色など経年劣化がひどくなると廃棄、交換になると思われます。そして太陽電池モジュールの製造エネルギーの多くがセルに注がれている今、故障した太陽電池のセルを回収し、有効活用すべきという考えもでてきます。
今現在ですら運送や工事の時に誤って表面のガラスを割ってしまうことがあります。

しかし実は、太陽電池の構造はガラス・アルミ・セル・ＥＶＡといった複合構造であるがためにリサイクルが困難なのです。
少々手間はかかりますが、アルミフレームの部分は周辺のビスを緩めて取り外すことができます。多くの太陽電池モジュールのアルミフレームはアルマイト加工してあるのでリサイクルの優等生でもあります。
ところが、肝心のセルに関しては非常に困難な課題があるのです。セルを封入しているＥＶＡが強固にセルとガラスに癒着しているため、セルを割らずに取り出すにはこれを融解除去する必要があるのです。

太陽電池モジュールはその外観に反して実に丈夫に出来ています。当然のことながら風雨と紫外線にさらされる屋外でも十分にその性能を発揮し長持ちする必要があるからです。
皮肉なことですが、このＥＶＡもそうした配慮から熱架橋されている分、ゴム手袋やボールのＥＶＡよりもはるかに頑丈となり、リサイクルの際に融解するのが大変な作業になるようです。

また、セル同士を電気的に接続するリボン（下の写真で各セルに２本引かれた銀色の線）には若干ですが鉛も含まれています。環境への配慮も欠かせません。
→2003年現在、三菱電機が鉛フリーに取り組み、成功しています。
→モジュールのリサイクルはシャープが成功しているようです。（新聞発表）
なお、既存モジュールは現在の技術ではリサイクルが難しくなっています。
メーカーがはじめからリサイクル可能なモジュールを開発販売することがカギとなります。
（黄文字2003.7追記）

飛来物によって割れたモジュール面のガラス