ソーラーシステムの機器・機能

機器と機能

太陽光発電システムには、さまざまな機器や装置が必要です。メーカーや販売店によって呼び名も少し異なりますが、「パワーコンディショナー」や「接続箱」など代表的な必須アイテムをその機能と一緒にご紹介します。

住宅用太陽光発電の仕組みと電気の流れ

太陽電池モジュール(ソーラーパネル)

太陽電池モジュール(ソーラーパネル)

「太陽電池セル(太陽電池の基本単位で、太陽電池素子そのもの)」を必要な枚数分配列して、屋外で利用できるように樹脂や強化ガラスなどで保護、パッケージ化したものです。ソーラーパネルとも呼ばれます。

セル1個では出力電圧が低いため、直列につなぐことで電圧を高くします。メーカーや製品によって異なりますが、太陽電池モジュールの大きさは1㎡四方程度です。パネル1枚当たりで数十~200W程度の出力性能を持っています。
一般家庭で必要な電力を得るためには、モジュールを複数枚並べて接続します。これを「太陽電池アレイ」といいます。なお、発電量はモジュールの設置角度や方位でも変わります。

接続箱(接続ユニット)

接続箱(接続ユニット)

太陽電池モジュールからのケーブルをまとめ、直流電力をパワーコンディショナーへ供給するための装置です。
接続ユニットとも呼ばれます。

搭載する太陽電池の容量と接続箱の回路数は対応させる必要があります。逆流防止ダイオード(電気の逆流を防ぐ部品)や避雷装置を内蔵しています。メーカーによっては、パワーコンディショナーと接続箱がが一体化されている製品もあります。

パワーコンディショナー(インバーター)

パワーコンディショナー(インバーター)

太陽電池モジュールで生み出した直流電力を家庭内で使える交流電力に変換するための機器です。インバーターとも呼ばれます。

パワーコンディショナーは、周波数や電圧、電流、電力品質などの制御も行います。大きさはメーカーによりさまざまですが、小型のエアコンくらいあり、屋外に設置するタイプと屋内に設置するタイプがあります。 自立運転機能を持つパワーコンディショナーであれば、停電したときでも非常用コンセントに電気製品を差すことで使用が可能になります。

分電盤

分電盤

パワーコンディショナーで変換された交流電力を家庭内の各部屋へ分配するための装置です。
いわゆるブレーカーボックスですが、太陽光発電システム専用のブレーカーが必要です。

電力量計(メーター)

電力量計(メーター)

電力量を計測するための装置です。需要電力量計測用(買電用メーター)と余剰電力量計測用(売電用メーター)の2つを設置する必要があります。

需要電力量計測用は従来から使用しているもので、電力会社によってすでに各家庭に設置されているはずです。余剰電力量計測用は太陽光発電システムの導入時に設置し、余剰電力を売る時の計測に使用します。

モニター(表示ユニット)

モニター(表示ユニット)

現在の発電電力量や消費電力量、売電・買電電力量・自給率などリアルタイムに表示したり、確認したりする装置です。
カラータイプやタッチパネル式、ワイヤレス対応、ウェブモニタリングなどメーカーや製品によって機能はさまざまです。モニターを確認することで節電意識が高まるといわれています。

電気の流れ

  1. 太陽光が太陽電池に当たる。
  2. 発電された直流電力がパワーコンディショナーに送られる。
  3. パワーコンディショナーで、直流電力が交流電力100Vに変換。
  4. 分電盤から各部屋の電化製品へ電気を供給する。
  5. 余った電気は、売電用の電力量計を通り、電力会社の電線に送られる。
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