太陽光発電システムの概略構成

太陽光エネルギーで発電する「太陽光発電」、街中や一軒家の屋根の上でよく見かけると思います。

日当たりの良い所に太陽光パネルが設置されているので、そこに太陽光発電があることは分かると思いますが、太陽光パネルで発電した電気がどのようにみなさんのもとへ届けられているのか、知らない方もいるのではないでしょうか。

本記事では、太陽光発電システムの構成について簡単に解説します。

太陽光発電システムの構成

太陽光発電システムは次の図のように構成されています。

太陽光パネルと電柱の送電線の間には、主に３つの装置があります。

・接続箱
・パワーコンディショナー
・電気メーター

それぞれの詳細について解説していきます。

接続箱

接続箱には「逆流防止素子」「開閉器（遮断機）」「避雷素子」などの機能が備わっています。

逆流防止素子
太陽光パネルは直流で片方向に電流を流します。なので、逆方向に電流が流れるとパネルが破損する恐れがあるので、それを防止するための素子です。

電流が逆流する理由は、太陽光パネルを並列にしたとき、各パネルの電圧差によって、電圧の高いパネルから低いパネルに電流が流れることで生じます。各パネルの電圧差は、一部のパネルだけに雲がかかったり、建物の日陰になることで起こります。

開閉器（遮断器）
ブレーカなど、太陽光パネルで発電する電流を遮断する機器です。太陽光パネルは日射が当たっていれば発電する（端子に電圧が出力される）ので、開閉器がないと、太陽光発電システムの施工やメンテナンス時に感電事故が発生する恐れがあります。

避雷素子
雨ざらしになる場所に導体（電気を通す素材）が設置されるので、落雷の可能性はゼロではありません。もし、落雷があったとしても火災事故になったり、機器の破損が生じないように避雷素子を設置します。

パワーコンディショナー

主な役割として、太陽光パネルで発電した直流電力を、交流電力に変換して電力系統に送電する役割があります。

さらに、一般家庭や大規模発電所など、数kW以上の発電設備に使われるパワーコンディショナーには様々な制御機能が備わっています。

例えば、太陽光パネル側の変化（急激な日射変動）や、電力系統側の異常（停電など）を検知して、適切な制御を行う役割も持っています。その他に、太陽光パネルの発電能力が最大となるように制御する機能を持っています。

一方で、Amazonなどで売られている数十～数百Wクラスの機器では、そこまでの機能が備わっていない場合があります。そもそも、電力系統に接続できないものが大半だと思います。

電気メーター

これは名前の通りです。太陽光パネルで発電した電気を電力系統に送電する、つまり、電力会社に売電する場合は、電気メーターでその電力量を計測します。

まとめ

太陽光発電システムは、「太陽光パネル」のほか、「接続箱」「パワーコンディショナー」「電気メーター」が必要になります。場合によっては、パワーコンディショナーが接続箱の機能も備えていることがあります。

太陽光発電を行う場合は、パネル以外にもこれらの機器が必要なので、これから設置したいと考えている方は、それらの費用も含めて、設置するメリットがあるかどうか判断するのが良いと思います。

また、太陽光パネルは寿命が一般的に20～30年と言われていますが、パワーコンディショナーは10年程度だったりまします。そうすると、10年ごとにパワーコンディショナーの交換費用が発生するので、その費用も含めて計画することをお勧めします。