太陽光発電のパワーコンディショナーの特徴と役割

太陽光発電のパワーコンディショナーの特徴と役割

1. パワーコンディショナーとは
   1. パワーコンディショナーの仕組み
   2. 故障したらどうなるの？
   3. パワコン選びは容量に注意
   4. パワコンの電磁波の影響
2. まとめ

パワーコンディショナーとは

太陽光発電に欠かせない存在であるパワーコンディショナーは、大きく分けるの下記の3つの部分から構成されています。

• インバーター部
• 系統連系保護装置部
• 絶縁変圧器部

この3つの異なった部分がそれぞれ機能することで、パワーコンディショナーが太陽光発電には欠かせないと言われる働きをします。

パワーコンディショナーの仕組み

それではこれら3つの仕組みとその働きを解説していきます。この3つの仕組みとその働きを知ることで、太陽光発電におけるパワーコンディショナーの重要性が理解できます。

冒頭で言ったようにパワーコンディショナー選びが発電量に大きく影響してきます。賢いパワーコンディショナー選びをするためにも、太陽光発電の基礎中の基礎となるパワーコンディショナーについての知識をしっかりと頭に入れておきましょう。

インバーター部

電気は大きく分けると直流と交流に分類でき、電力会社が日本の家庭に供給している電力は100Vの交流電圧となっています。しかし、太陽光発電システムで発電される電力は直流であるため、そのままでは利用することができません。

そこで太陽光発電システムで発電した直流電圧を交流電圧に変換しているのがインバータ部です。インバータ部で直流電圧を交流電圧に変換する仕組みはかなり専門的な話になってくるので割愛しますが、このインバータ部は発電した電力を利用できるようにする重要な役割を果たしています。

系統連系保護装置部と絶縁変圧器部

太陽光発電システムは電力を売電するために電力会社との系統連系が必要になります。よって、太陽光発電システムを設置するということは電力会社とのシステム連系を安全に維持していく必要が出てきます。

その役割を果たしているのが系統連系保護装置部です。系統連系保護装置部では下記のような管理が行われています。

• 周波数の上昇や低下の検出
• 過電圧、不足電圧の検出
• 系統電力停電の検出

これらは太陽光発電システムと電力会社システムとの連系において、電力会社のシステム系統の保安や電力の品質確保を維持するために必要不可欠な設備です。

電力会社が供給する電力は一定の品質を確保しています。よって、運用している太陽光発電システムで上記のようなトラブルが発生すると電力会社システムと連系していることから、自宅だけでなく地域全体を巻き込んだ大惨事となってしまいます。

系統連系保護装置部がこの異状を検出すると、太陽光発電システムを電力会社のシステム系統から遮断してトラブルの拡大を防ぎます。この万が一のトラブル発生時にシステムを遮断して、電力会社の配電線に電流が流れこまないようにするのが絶縁変圧器部です。

この２つの部分は電力会社とのトラブルを未然に防ぐための、必要不可欠な働きをしているというわけです。

故障したらどうなるの？

パワーコンディショナーの寿命は約10年程度で、その保証期間も基本的には同じ10年としているところが大半です。

そして太陽光発電システムの中で最も故障する割合が多いのがこのパワーコンディショナーで、その故障原因は下記のものが挙げられます。

• 熱
• 雨
• 経年劣化

保証期間があるので修理費用の心配はありませんが、故障すれば修理期間中の発電ができなくなるので、特に発電ビジネスを営んでいる場合には大きな痛手となってしまいます。
しかし、故障原因を押さえておけば、交渉を未然に防ぐ対策も立てやすくなってくるでしょう。

熱による故障

パワーコンディショナーは熱に弱いという特性から、その対策として換気フィルターにおよって熱を逃がす構造をとっています。しかし、この換気フィルターがチリやホコリなどで目詰まりしてしまい、換気効率が下がると温度を下げられず、故障を引き起こす原因になります。

雨による故障

屋外設置の太陽光発電システムの場合、雨水が入り込んでしまうことで配線がショートして故障を引き起こすことがあります。特に近年は台風が多いことから暴風雨の発生により、この手の故障が多く見られます。

経年劣化による故障

機械ものに経年劣化は付きものですから、パワーコンディショナーもそれを避けることはできません。太陽光パネルは内部を電子が移動するだけですから摩耗が少ないため経年劣化が進みにくいのですが、パワーコンディショナーは可動部分があるため、その分、部品同士の摩耗があり、それが故障の原因となるケースが少なくありません。

また先に話した熱や雨も部品の摩耗を早める原因の1つとなります。太陽光発電システムはメンテナンスフリーを謳ったところがありますが、少しでも故障の原因を取り除くには、日頃のメンテナンスは重要になってくるでしょう。

パワコン選びは容量に注意

発電効率を最大化するためには、設置した太陽光パネルの容量にあったパワーコンディショナー選びが肝心です。いくら太陽光パネルが発電してもそれを制御するパワーコンディショナーが容量不足では、多くのロスが出てしまうので、パワーコンディショナーの最大出力値が、太陽光パネルの最大出力値以下であることがパワーコンディショナー選びのポイントとなってきます。

しかし、太陽光パネルは公表されている最大出力値までの電力を発電することはさほど多くありません。またメーカーではパワーコンディショナー容量の1.3倍までの出力を受け入れられるとも言っているので、「パワーコンディショナーの最大出力値　≦　太陽光パネルの最大出力値」が必須条件であるとは断言できません。

パワーコンディショナーの容量は0.5kw刻みとなっているメーカーでは、4.8kwの太陽光パネルを設置する際に4.5kwと5.0kwのどちらを選ぶのがいいのか迷うことになるでしょう。

最終的には費用対効果を考えた上での選択が一番理にかなっているのですが、これは立地条件等の問題が影響してくるので現地調査が必要になるため、簡単に素人考えで決められるものではありません。専門家と相談するのが一番おすすめですが、0.5kw上がった際の費用は1万円程度です。基本的には「パワーコンディショナーの最大出力値　≦　太陽光パネルの最大出力値」を最優先するのが最善の選択方法と言えるでしょう。

パワコンの電磁波の影響

電磁波は人体に悪影響があるという話はよく耳にしますが、太陽光発電システムからも電磁波が出ているため体によくないという噂が流れています。しかし、この話はまったくもって出鱈目です。電磁波が人体に悪影響を及ぼすという事実は証明されていないのが実情です。

太陽光発電システムで電磁波を生み出しているのはパワーコンディショナーですが、その電磁波も日本で定められている基準をクリアしているため量も微量です。不安に思う人も少なくないでしょうし、周囲への影響を心配する人もいるでしょうが、現時点では安全だと認識してもらってOKです。

まとめ

太陽光発電システムで効率のいい発電を行うには様々な条件がありますが、その基本とも言えるのがパワーコンディショナーです。よって、太陽光発電システムの設置時にはパワーコンディショナー選びは重要なポイントになってきます。

今回解説した内容はパワーコンディショナーの基本的な基礎意識です。話した内容を理解してもらえれば、いかにパワーコンディショナーが太陽光発電システムで重要な役割を担っているのか分かってもらえたことと思います。今回解説した基礎知識をうまく利用して、効率のいい太陽光発電に取り組んでください。