パワーコンディショナーの役割と機能

公開日: : 太陽光発電の仕組み

パワーコンディショナーの役割と機能

パワーコンディショナーのはたらき

太陽光発電について知るにあたって、必要となるのはパワーコンディショナーの知識です。パワーコンディショナーは、大きく分けて3つの働きを持っています。

太陽光パネルで発電された電気を変換する

 電気には直流と交流とがあり、日本の家庭に供給される電力は100Vの交流電流となっています。しかし、太陽光パネルで発電される電気は直流であるため、この電気を交流に変換する必要があります。パワーコンディショナーはこの役割を担っています。したがって、パワーコンディショナーの変換効率は高ければ高いほどよく、一般的なパワーコンディショナーでは95%ほどの変換効率があります。

太陽光パネルの発電量を最大化する

 太陽光発電のデメリットの一つが、気象条件によって発電量が変化することです。しかし、つまりパワーコンディショナーに対してはランダムな電圧と電力量が流れてくることになりますが、パワーコンディショナーはこれを調節し、安定してより多くの電気を取り出せるように調整しています。
 太陽光パネルの発電量そのものが大きくなることがありませんが、最大電力店追従機能という機能を備えています。この機能は、ランダムに変動する機能のうち最大出力を見つけ、できるだけこれに近づけるように働きかける機能です。

系統連係の管理

 太陽光発電システムは、系統連係という仕組みを備えています。これは、自宅であまった電気を売ることができる仕組みです。売電の時には自宅から外に向かって電気を送りだしていくため、トラブルが生じると周囲の家の電気系統を巻き込む恐れがあります。
 これを防ぐために、パワーコンディショナーには系統連係保護機能という機能が付いています。周波数の急激な上昇や低下を検出する、過電圧・電圧不足を検出するなど、何らかの異常が発生したときにはパワーコンディショナーの出力を遮断することによって、家の中にある電気製品や系統を保護することができます。

注意点も多い

 上記のように非常に重要な役割を果たしているパワーコンディショナーですが、太陽光発電システムの中でも一番故障が多い場所でもあります。担う機能が重要であるだけに故障した時には修理するほかなく、また修理代が高くつくため、できるだけ適切に扱う必要があります。ここでは留意点などを見ておきましょう。

「最大定格出力<モジュールの最大出力」であることを確認する

 太陽光モジュールの最大出力は、パワーコンディショナーの最大定格出力よりも小さい必要があります。ほとんどのメーカーは最大定格出力を4kwもしくは5.5kwとしているため、パワーコンディショナーの出力はそれ以上になるように複数を用いるなどが必要です。

変換効率はメーカーごとに異なる

 上記の通り、パワーコンディショナーは電流を直流から交流に変える働きを持っており、変換の際の多少のロスが出るものです。ほとんどの機種は94%程度の変換効率を持っていますが、例えば三菱電機の変換効率は97%であるなど、中には変換効率が優れているものもあります。
 また、変換ロスとなった電気は熱に変わってパワーコンディショナーから放出されることとなります。そのため、もし熱がこもってしまう場所に設置していたならば、周囲の温度が上昇して悪影響を与えることになります。変換効率が高いものでは、もちろんそれだけ熱の放出も少なくなります。

運転音をたまに確認する

 太陽光発電が発電する時間は太陽が出ている時間に限られているため、パワーコンディショナーも夜中は動きません。そのため、音も出ません。この時、運転開始の時と運転が終了したとき、可能ならば音を確認してみましょう。スイッチオンや冷却ファンの音などがするはずです。音がいつもとおかしいと思った時には、点検を依頼してみるのもよいでしょう。

設置場所に注意する

 パワーコンディショナーは小型のエアコン程度の大きさがあるため、設置に当たっては注意が必要となります。屋内型のパワーコンディショナーならば敗戦のためにブレーカーの近くに設置することとなりますが、ブレーカーが脱衣所、玄関、台所等に設置されている場合には設置場所を確保できないこともあります。
 また、上でも述べた通りにパワーコンディショナーは変換時のロスが熱として変換されるため、脱衣所などの密閉空間に設置すると部屋の温度が上がることがあります。また湿気に弱い電気製品であるため、設置場所は湿気がこもらない場所が好ましいと言えます。脱衣所は湿気がこもりやすく、基盤部分が錆びる恐れがあるためあまり向いていません。
 屋内に設置できない場合には屋外に設置できるものを使います。または、屋内型を屋外に設置できる収納箱を用意しているメーカーもあるので、これを検討するのもよいでしょう。いずれにせよ、設置場所はどうするかを施工業者としっかり話し合っておくことが大切です。

自立運転機能を確認しておく

 太陽光発電のメリットは、災害で停電になった時でも、太陽光があれば発電できることです。しかし、パワーコンディショナーを自立運転に切り替えなければならないため、そのためのスイッチやコンセントがどうなっているかを確認しておきましょう。

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