太陽光発電システムの構成どうなってるの?太陽から発電する仕組み

太陽光発電システムの構成どうなってるの?太陽から発電する仕組み設備
ひかり
ひかり

太陽光発電システムで電力を生み出すのは知っているけど、具体的にはどんな構成になっているのかな?

てんか
てんか

太陽から発電するためには、様々な機器が必要なんだよ!

ひかり
ひかり

ちょっと難しそうだね💦

てんか
てんか

なるべく分かりやすく太陽発電システムの構成内容と、太陽から発電する仕組みをお届けするね!

太陽光発電システムの構成

地球温暖化の影響もあり、世界中で再生可能エネルギーの普及が急がれるなか、日本でも積極的に太陽光発電システムが取り入れられています。

太陽光発電システムは、太陽光から電力を生み出すことのできる設備で、発電した電力は、家庭で自家消費したり、電力会社に買い取ってもらうことができます。

太陽光発電の仕組み

太陽光発電・売電の仕組み

引用:ミライフ

太陽光から発電すると言っても、どのような構成になっているのか、多くの人はピンッと来ないと思います。

太陽光発電システムは、大まかに以下の7つで構成されています。

  • 太陽電池(モジュール・太陽光パネル)
  • 蓄電池
  • 接続箱
  • パワーコンデショナー
  • 分電盤
  • 電力計
  • 架台

それぞれ、詳しく解説していきます。

太陽電池(モジュール・太陽光パネル)

太陽電池(モジュール・太陽光パネル)

「太陽電池」は、簡潔に述べると、太陽光を電力に変換する装置のことです。

名前に「電池」とついていますが、電力を貯めておくことはできません

太陽電池は、別名で「太陽光パネル」や「ソーラーパネル」とも呼ばれていますが、これらを総じて「モジュール」と言います。

少しややこしいですが「太陽電池=モジュール」だと覚えておけば間違いありません。あくまで、呼び名が異なるだけです。

ひかり
ひかり

自宅の屋根に設置されているソーラーパネルも、全てモジュールだよ!

モジュールは「セル」という小さな太陽電池が、ブロックのように配列されて構成されています。

ソーラーパネルのセルとモジュールとアレイの関係

引用:SoRA

このように、セルが複数枚組み合わさることで、1枚のモジュールを形成しているのです。実際の発電も全てセルが行うことから、モジュールの本体とも言えるでしょう。

また、セル表面には、光を効率よく吸収するための様々な工夫が施されています

メーカーによってその技法は異なり、発電効率にも大きな影響を与えるので、ぜひ様々なメーカーの商品を見比べてみてください。

ひかり
ひかり

価格や工事費も業者によって異なるから、複数の見積もり依頼は必須だよ!

蓄電池

蓄電池

「蓄電池」とは、太陽光発電システムで発電した電力を貯めておく装置のことです。

先にも述べましたが、太陽電池には、電力を貯めておく機能がありません

そのため、停電や災害時に備えて電力を貯めておきたい場合は、蓄電池が必要になります。

蓄電池には、様々な使い方があります。

例えば、夜間の安い電力を買って蓄電池に貯めておき、日中に取り出して自家消費するとします。

そうすると、日中に発電した電力は全て売電に回すことができ、電気代を抑えるだけでなく、売電収入を増やすことも可能です。

太陽光発電の蓄電池の仕組みとメリット

引用:GODA

ひかり
ひかり

まさに、一石二鳥だね♬

接続箱

接続箱

引用:ソラパト

「接続箱」とは、太陽光パネルのようなモジュールから引き出された配線を1本にまとめ、パワーコンディショナーに接続するための機器です。

太陽光発電設備の接続箱の役割

引用:ものづくりニュース

太陽光発電システムでは、複数のパネルで1ブロックを形成しています。

投資目的などで「産業用」の発電システムを設置した場合、必然的にブロックの数が増え、それに伴い配線数が多くなります。

このような場合、ブロックからの配線は、プラスとマイナスの2本が2組(2ブロック分)配線されることになります。

例えば、この配線を、1つ(プラスとマイナスの2本)にまとめるのが接続箱です。

ひかり
ひかり

一般家庭でも、電化製品から伸びるケーブル類を1つにまとめたりするよね?

てんか
てんか

メージ的にはそんな感じだよ!

接続箱の設置場所は、屋外と屋内があります。

一般的には、屋外が多いですが、どちらのタイプが良いかは、施工業者と入念に打ち合わせをしてください。

設置場所メリットデメリット
屋外用防水処理が施されている
メンテナンスがしやすい
値段がやや高い
屋内用なし外壁に大きな穴を開ける必要がある
たくさんの配線を屋内へ通す必要がある

先にも述べましたが、産業用のメガソーラーの場合は、ブロック数が多いため、1つの接続箱で配線をまとめるのではなく、配線を複数の配線箱でまとめ、さらに、それらを1つの接続箱にまとめることもあります。

このような、複数の接続箱の配線をまとめる接続箱を「集中箱」や「集電箱」といいます。

ちなみに、メーカーによっては、接続箱とパワーコンデショナーが一体化したタイプも販売しています。

また、開閉器や電気の逆流防止機能が付いた製品もあり、避雷機能などの役割もはたしています。

パワーコンディショナー

パワーコンディショナー

「パワーコンディショナー」とは、太陽光パネルなどのモジュールで発電した直流電力を、家庭で使える交流電力に変換するための装置です。

発電した電力を、家庭で自家消費したり、電力会社に買い取ってもらうためには、交流電力に変換するのが必須です。

太陽光発電システムのパワーコンディショナーとは?

引用:CHANGE

ひかり
ひかり

つまり、発電しただけでは何の役にも立たないんだよ!

てんか
てんか

パワーコンディショナーがあって、初めて電力が使えるようになるんだね!

また、パワーコンディショナーには「自立運転機能」が搭載されており、万が一停電になったりしても、太陽が出ている時間帯であれば、スイッチを入れるだけで、発電した電力を使用することができます。

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一般的に、パワーコンディショナーの寿命は、太陽光パネルより短い、10年~15年程度と考えられています。

そのため、太陽光パネルが寿命を迎える前にパワーコンディショナーを交換する可能性が大きいです

メーカーによって、保証期間にバラつきがありますので、必ず複数の業者に見積もりを依頼してください。

ひかり
ひかり

保証期間が1年しかつかない業者もいるから気をつけてね!

分電盤

分電盤

「分電盤」とは、パワーコンディショナーによって交流電力に変換された電気を、住居内の電源や、蓄電池に分配する装置のことです。

ひかり
ひかり

仕分け屋さんみたいな感じだね!

自家消費できなかった余剰電力を、売電のため電線に送る分を仕分ける役割もあります。

分電盤自体は、一般的に家庭に設置されているものですが、太陽光発電システムに組み込む場合、専用のものを選ぶ必要があります。

電力計

電力計

「電力計」とは、電気量を計測するための装置です。

電力計には、以下の3種類があります。

  • 買電メーター
  • 売電メーター
  • 総発電電力計

買電メーター

「買電メーター」は、電力会社から購入した電力量を計測するためのものです。この数値で、月々の電気代が決まります。

ひかり
ひかり

電力会社の制服を着た人が、自宅の買電メーターをチェックしているのを、見たことがある人もいるんじゃないかな?

売電メーター

「売電メーター」は、発電した電力を売るために必要な機器です。毎月、どれだけの電力が、電力会社に売られたかを調べてくれます。

買電メーターは、一般の住居に始めから設置されていますが、売電メーターは、太陽光発電設備を設置した際に、後から取り付けます。

売電メーターの所有権は、電力会社によって異なります。

設置費用や交換費用を電力会社が負担してくれる場合もあれば、全て設置者の負担になることもあります。

ひかり
ひかり

売電メーターは、10年に1回の交換義務があるから、電力会社が負担してくれると助かるよね!

総発電電力計

最後の「総発電電力計」は、太陽光発電が発電した全電力を計測するための装置です。

これは、太陽光発電量に応じて環境価値を売却できる「グリーンエネルギー証書」を発行するために必要になります。

グリーンエネルギー証書は、お住まいの都道府県から、太陽光発電設備の補助金を申請する際に添付することが義務付けられています。

架台

太陽光発電システムの架台

「架台」とは、金属製の台のことで、この上に太陽光パネルを設置することで、パネルに傾斜をつけることができます。

効率良く発電するためには、パネルに少し傾斜をつけることが重要で、理想的な角度は、お住まいの地域によって異なりますが、一般的には30度だと言われています。

太陽光発電システムの角度は30度がおすすめ

引用:ソーラーサポートセンター

設置する場所によって、材質や施工方法が異なります。

架台の価格や工事費用は業者によって大きく異なるので、必ず複数の見積もり依頼をして、自分に希望する条件にあった業者を探してください。

 

ひかり
ひかり

架台は太陽光パネルを支える重要な台だから、手抜き工事をされると、太陽光パネルが落下しちゃうこともあるからね!

 

てんか
てんか

安さばかりを主張してくる業者は要注意だよ!

太陽光発電システムの構成・発電の仕組みまとめ

ここまで、太陽光発電システムの構成を解説してきました。
具体的に、どのような機器で構成されているかまとめると、以下のようになります。

  • 太陽電池(モジュール・太陽光パネル)
  • 蓄電池
  • 接続箱
  • パワーコンデショナー
  • 分電盤
  • 電力計
  • 架台

日本でも再生可能エネルギーの普及が急がれています。

太陽光発電を積極的に設置することで、自分に利益を得るだけでなく、地球を守る役目も果たしていきたいですね。

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