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太陽光発電におけるパワーコンディショナーの役割について解説!

公開日:2022/01/15


太陽光発電の機器の一つ、パワーコンディショナーの役割を知っていますか?パワーコンディショナーには、太陽光パネルで発電した電気を変換して使える状態にするという重要な役割がありますが、他にもさまざまな役割があります。この記事では、パワーコンディショナーの役割と故障要因、選ぶ時に気をつけるポイントについて解説します。

太陽光発電におけるパワーコンディショナーの役割とは?

パワーコンディショナーは、パワコンあるいはPCS(PowerConditioningSystem)と呼ばれ、太陽光発電パネルと分電盤の間に設置される機器です。パワコンの役割について詳しく見てみましょう。

発電した直流の電気を交流に変換する

太陽光パネルに光が当たることで生まれる電気は直流の電気です。これを家庭で使ったり売電したりできるようにするには交流に変換する必要があります。パワコンの最も基本的な役割は、発電した直流の電気を交流に変換し、使える状態にすることです。

発電量を最大化する

天候により日射や気温は時々刻々と変化するため、太陽光パネルで発電した電気は大きく変動します。パワコンは、不安定な電気から、発電量が最大になる電圧と電流の組み合わせを見つけ出し、安定した電力をより多く取り出せるように調整します。これを「最大電力点追従制御(Maximumpowerpointtracking、MPPT)」といいます。これにより日射量の変動が多い曇りの日でも発電のロスを少なくできます。

トラブル時に電気系統を守る

太陽光発電システムに何らかの異常が発生した場合、自宅の家電製品だけでなく、電線を通して地域の電気系統にも悪影響を及ぼす可能性があります。パワコンは、周波数の変化や過電圧・電圧不足、停電といった異常を検出すると、太陽光発電システムの出力を遮断し、影響が広がるのを防ぎます。これを「系統連系保護機能」といいます。

自立運転機能付きなら停電時も電気が使える

停電時にも電気が使えることを太陽光発電のメリットと考えている方は多いのではないでしょうか。停電時に外部の影響を遮断し、太陽光で発電した電気を使えるようにするのはパワコンの「自立運転機能」の役割です。自立運転機能付きのパワコンには専用のコンセントがあり、一般的に1500W程度までの電力を使うことができます。自立運転機能はすべてのパワコンに付いているわけではないので、購入する際は確認しましょう。

パワコンの耐用年数と主な故障要因

太陽光発電システムで重要な役割を果たすパワコンは、故障するリスクが高い機器でもあります。ここではパワコンの故障について解説します。

パワコンの寿命は10~15年

国税庁が定める太陽光発電システムの耐用年数は17年です。会計上は発電システム一式で処理されることが多いため、パワコンの耐用年数も17年が適用される場合が多いですが、耐用年数と実際の機器の寿命は違います。

一般的にパワコンの寿命は10~15年といわれており、太陽光発電パネルの期待寿命の30年と比べると短くなっています。パワコンの中には制御基盤や冷却ファンなどがあり、冷蔵庫やエアコンといった電気製品に近いものなので、10年程度経つとトラブルが発生するリスクが高くなります。「以前と比べて発電量が減った」と感じたら、パワコンの故障を疑った方がよいでしょう。

パワコンの故障要因

パワコンの故障で多いのは制御基盤の故障です。屋外に設置していると、台風などの災害で本体の隙間から雨水が入り込み、内部の制御基板がショートしてしまいます。ほこりや落ち葉などによりフィルターが目詰まりしてしまい、本体から発せられた熱がうまく排熱できず故障してしまうこともあります。

また、他の多くの電気製品と同じように、長年使用していると経年劣化により制御基板がうまく作動しなくなるケースはよくあることでしょう。冷却ファンなどの可動部も劣化により故障を起こしやすい部分です。故障を放置しておくと、出力が落ちるだけでなく出火や漏電による事故が発生する恐れもありますので、故障を疑ったら早めに業者に確認を依頼しましょう。

故障した場合の対応

故障した部分の交換だけであれば数万円の修理で済みますが、本体の交換が必要な場合もあり、その場合は30~40万円程度かかる可能性もあります。メーカー保証の期間内であれば、無償で修理が受けられる場合もありますが、そもそも台風などの災害による故障は、メーカーの機器瑕疵保証の対象ではありません。

太陽光発電を施工または販売した業者がメーカーの有償補償に加入していれば、業者が保険を使って修理・交換を請け負います。また、一般的な太陽光発電システムは住宅建物の火災保険の補償対象です。加入している火災保険の補償範囲を確認しておきましょう。

パワコンを選ぶ上で意識するべきポイント

パワコンの性能は、太陽光発電システム全体の効率に大きく影響します。ここではパワコンを選ぶ時に意識するべきポイントについて解説します。

変換効率

太陽光パネルで発電した直流の電気を交流に変換する際、一定の変換ロスが生じます。せっかく発電した電気も変換できなければ使うことができません。変換効率が高いパワコンほど効率よく発電できるということになります。一般的なパワコンの変換効率は95%前後となっています。

最大定格出力

パワコンが出力できる電力の最大値を最大定格出力といいます。最大定格出力を上回る電力を太陽光パネルで発電したとしても、上回った分は変換できず捨ててしまうことになります。

かといって、パワコンの最大定格出力を高く設定するとコストが高くなります。次に説明する過積載率と合わせて、最適な最大定格出力のパワコンを選ぶ必要があります。

過積載率

パワコンの最大定格出力よりも多い太陽光パネルを接続することを過積載といいます。過積載のシステムでは、発電ピーク時の電力は変換しきれずにカットされてしまいますが、ピーク以外の時間帯の発電量を増やすことができるので、トータルすると発電量を増やすことができます。

パワコンの最大定格出力に対する太陽光パネルの最大出力を「過積載率」といい、メーカーは各製品で対応可能な過積載率を表示しています。過積載でシステムを組む場合は、過積載率何%までパネルを接続することが可能か、また過積載の場合でもメーカー保証の対象になるかを必ず確認しましょう。

騒音

パワコンの運転中は冷却ファンの風きり音や変換装置からの高周波音といった稼働音が発生する場合があります。家の中に設置するとうるさく感じることもあり、屋外に設置すると近隣とのトラブルになる可能性もあります。冷却ファンの付いていない製品や静音設計の製品も出ているため、あらかじめ確認しておくことが大切です。また、屋内にパワコンを設置する場合は、廊下など人の居る時間が短い場所を選びましょう。

塩害対策

パワコンは塩害に対して非常に弱い機器です。塩害を受けやすい地域は海岸からの距離で定義されており、沿岸から7㎞まで塩害地域とされている地域もあります。とくに海岸から500m以内は重塩害地域とされていて太陽光発電自体を設置できない場合もあります。

海に近い地域で設置する場合は、屋内型のパワコンを選ぶか、塩害対応をしているパワコンを選びましょう。また、塩害に対するメーカー保証があるかどうかも確認しておきましょう。

 

パワーコンディショナーは、太陽光発電システムで重要な役割を果たしており、発電効率や費用対効果の面でも影響が大きい機器です。太陽光発電を導入する際は、パネルだけでなくパワコンの性能や保証内容にも注意して、複数のメーカーを比較して選びましょう。また、システム全体の中では寿命が短い方で、故障やトラブルの発生リスクの高い機器でもあります。定期的にメンテナンスを行い、異常がないかを確認しましょう。

【千葉】太陽光発電設置・販売業者5選

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