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2023年06月22日

太陽光発電に落雷が起こる可能性とは？故障リスクと対策方法を徹底解説

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太陽光発電の落雷による故障リスクとは

太陽光発電は、太陽光を利用して発電するため、屋外に設置されることが一般的です。しかし、屋外に設置されることで、落雷による故障リスクが高まります。落雷による故障は、太陽光パネルやインバーターなどの機器にダメージを与え、発電量の低下や故障、火災などのリスクを引き起こします。

落雷対策の必要性

太陽光発電の落雷による故障リスクを回避するためには、落雷対策が必要です。落雷対策を行うことで、太陽光発電の安定した運用が可能となり、故障リスクを低減することができます。以下に、落雷対策の具体的な方法を紹介します。

落雷が起きやすい地域

落雷が起きやすい地域とは、主に山岳地帯や海岸地帯、そして平野部でも河川や湖沼周辺など、水辺に近い場所が挙げられます。これらの地域は、気温や湿度の変化が激しいため、雷雲の発生に適した環境が整っていると言えます。

引用：雷ランキング

上の画像は2023年度の年間雷日数ランキングになります。やはり、落雷が起きやすい地域には地形的な要因も関係しています。
例えば、山岳地帯では山頂や尾根に雷が引きやすく、平野部では高い建物や塔などがある場所が落雷の危険性が高くなります。

蓄電池の落雷による故障リスク

蓄電池に落雷すると、次のようなことが起こる可能性があります。まず、雷の強い電気でバッテリーが壊れることがあります。
また、蓄電池が過熱して火事になる可能性もあります。さらに、特にリチウムイオン電池は過剰な電圧で爆発する危険があります。雷から守るためには、蓄電池にサージ保護装置や適切な接地が必要です。

太陽光発電に落雷が起こる可能性はある？

まず、落雷には直撃雷と誘導雷の2つがあります。

直撃雷

直撃雷とは、雷が直接地面や建物、構造物などに落ちる現象を指します。通常、雷は雷雲から放電され、空気中を伝わって地面や物体にエネルギーを放出しますが、直撃雷はその放電が直接的に地表や物体に衝突することによって発生します。
直撃雷は非常に強力で、発生した場所では火災や建物の破損、電子機器の故障などの被害が起こることがあります。また、直撃雷が人や動物に直接当たると、重大な怪我や死亡を引き起こすことがあります。そのため、雷の多い場所や天候では、屋内に避難することが推奨されます。

直撃雷の特徴としては、非常に短時間で大量のエネルギーが放出されるため、他の種類の雷（例えば間接雷や誘導雷）よりも破壊力が強い点が挙げられます。

誘導雷

誘導雷とは、雷の放電によって発生する電磁波や電流が、雷が直接落ちた場所から遠く離れた場所に伝わり、別の物体や設備に影響を与える現象を指します。雷が直撃しなくても、その影響で電気回路や機器に異常が生じることがあります。

例えば、雷が高い建物や鉄塔に直撃した場合、その周りの電線や配電設備、電子機器に誘導電流が流れ、火花が出たり故障したりすることがあります。これが誘導雷による影響です。特に、電子機器やコンピュータ機器、通信機器などは誘導雷の影響を受けやすいです。
誘導雷の主な影響としては以下のようなものがあります。

誘導雷は直接的な衝撃ではないため、直撃雷ほど強烈なダメージを与えるわけではありませんが、機器やインフラへの影響は無視できません。そのため、雷の多い地域では避雷設備を導入することが推奨されます。

太陽光発電における落雷被害の多くは「誘導雷」とされています。避雷針などで雷の直撃を回避できた場合でも、接地系統などからの回り込みにより、太陽電池モジュール、パワーコンディショナ、監視装置、集電箱などが被害を受けることがあります。

太陽光発電の落雷対策

適切な接地

太陽光発電システムには、適切な接地が必要です。接地を行うことで、落雷による電気的なダメージを最小限に抑えることができます。また、接地には法律で定められた基準がありますので、専門家に相談することが重要です。

避雷針の設置

避雷針は、落雷を受けた時に電流を逃がすことができるため、太陽光発電システムに設置することが有効です。避雷針は、建物の屋根に設置することが一般的ですが、太陽光パネルの周りに設置することも可能です。

サージ防止器の設置

サージ防止器は、落雷によるサージ電流を吸収することができるため、太陽光発電システムに設置することが有効です。サージ防止器は、太陽光パネルやインバーターなどの機器に設置することができます。

定期的な点検・メンテナンス

太陽光発電システムには、定期的な点検・メンテナンスが必要です。点検・メンテナンスを行うことで、機器の異常を早期に発見し、故障リスクを低減することができます。また、点検・メンテナンスによって、落雷によるダメージを修復することも可能です。

太陽光発電に、もし落雷被害が起きたら

太陽光発電システムは、屋根上に設置されることが多いため、落雷被害のリスクがあります。もし、落雷被害が起きた場合は、以下のような対策を行うことが必要です。

太陽光発電システムの電源を切る

落雷による被害が発生した場合は、まず太陽光発電システムの電源であるパワーコンディショナを切ります。これにより、システム内の電気が流れなくなり、電気設備や機器のさらなる損傷を防ぐことができます。
安全のためにまずパワーコンディショナの電源を切りましょう。
もし電源が手動で切れない場合は、ブレーカーを使ってシステム全体の電源をオフにしてください。

【太陽光発電の心臓】パワコンの役割と重要性、仕組みについて解説

落雷被害の確認

落雷があった際には、まず太陽光パネルや配線などに損傷がないかを確認することが重要です。しかし、感電や事故の危険があるため、絶対に触れずに目視で確認してください。
家庭用太陽光パネルは屋根の上に設置されているため、目視での確認が難しい場合があります。万が一、目視で異常を見つけた場合でも、手を触れることなく、すぐに専門業者に連絡しましょう。

専門業者による点検と修理

落雷後は、自分で無理に確認せず専門業者に依頼することが非常に大切です。業者は適切な安全対策を講じて、必要な点検や修理を行ってくれます。
安全を最優先に、早めに専門家に確認してもらい、システムを正常な状態に戻しましょう。

電気設備の点検

落落雷被害が起きた場合は、太陽光発電システムだけでなく、家庭内の電気設備も点検することが必要です。落雷によって、家庭内の電気設備にも被害が及ぶことがあるため、点検を怠らないようにしましょう。点検方法は以下の通りです。

ブレーカーの点検

まず最初に行うべきは、ブレーカーの点検です。落雷が原因で、太陽光発電システムのブレーカーがトリップしている場合があります。
ブレーカーが落ちている場合は、再度ONにしてみてください。その際、ブレーカーが頻繁に落ちるようであれば、システムに深刻な問題がある可能性があるので、専門の業者に点検を依頼することをおすすめします。

コンセントと配線の点検

次に、太陽光発電システムが接続されているコンセントや配線の点検を行いましょう。落雷によって、コンセントが破損していることがあります。
コンセントが焦げたり、ひび割れている場合は、安全のためにも必ず交換する必要があります。
また、配線に関しても、落雷の影響で断線やショートが発生している場合があります。配線が破損している場合は、修理または交換を行い、システムが正常に機能するようにしてください。

家電製品の点検

最後に、太陽光発電に接続されている家電製品をチェックします。落雷の影響で家電製品が壊れてしまうことがあります。
特に重要なのは、太陽光パネルからの電気を変換する「インバーター」や、電力をためる「バッテリー」などです。これらの機器が動かない場合は、修理や交換が必要です。動作に問題があれば、メーカーに相談しましょう。

まとめ

太陽光発電の落雷による故障リスクは、適切な対策を行うことで低減することができます。適切な接地や避雷針、サージ防止器の設置、定期的な点検・メンテナンスなど、落雷対策には様々な方法があります。太陽光発電システムを安定的に運用するためにも、落雷対策をしっかりと行いましょう。