太陽電池の直列と並列の違いを小学生でも分かるように解説！

太陽電池の直列と並列の違いとは

太陽電池の「直列」と「並列」の違いを簡潔にお伝えすると、ケーブルの「繋ぎ方」の違いです。

太陽光発電の直列とは

乾電池を思い浮かべてください。

2つの乾電池を「縦」に並べて繋げる場合、画像の左側のように「プラス」と「マイナス」をくっつけますよね？

 

引用：リビングでDIY

これが「直列」です。太陽電池にも同じことが言えます。

つまり、ソーラーパネルを直列で繋ぐには、ソーラーパネルの、プラスとマイナスを順に接続ケーブルで繋げていけばいいのです。

太陽光発電の並列とは

対して「並列」は、乾電池を横に並べた光景をイメージしてください。

横に並べた乾電池を繋ぐには、画像の右側のように、プラスはプラス、マイナスはマイナスの端子同士を繋げる必要があります。

 

引用：リビングでDIY

ソーラーパネルを「並列」で繋ぐ場合も、同じようにプラス同士、マイナス同士と、ひとまとめにしなければなりません。

太陽光発電の直列のメリット

太陽電池を直列で繋ぐメリットは、以下のとおりです。

太陽電池を増やせば電圧を上げることができる

屋根に、折り畳み式のソーラーパネルを搭載したキャンピングカーで、キャンプに行く光景を思い浮かべてみてください。

例えば、ソーラーパネルを一枚広げた状態で、ポータブル電源に電力を送るとします。時刻はちょうど昼時、昼食の用意をしようとIHクッキングヒーターと、ソーラーパネルを接続します。

ところが、いざ電源を入れても、IHクッキングヒーターが作動しません。これは電圧が不足していることが原因です。

ここからが「直列」のメリットを発揮できる場面です。

新たに折り畳み式のソーラーパネルを1枚増やし、太陽電池を2枚にします。直列では、太陽電池の数を増やせば、その分電圧を上げることができるので、先ほどは動かなかったIHクッキングヒーターが、問題なく動き始めました。

追加で専用のケーブルを購入する必要がない

初期費用という面で、追加で専用のケーブルを購入する必要がないのは、直列のメリットと言えるでしょう。

通常、ケーブル内を流れる電流が大きくなると、それに比例してケーブルを太く、丈夫なタイプにする必要がありますが、直列には、電圧が増えても、電流は増えないという特徴があります。

そのため、直列で繋ぐ太陽電池の数が増えても、電流量は変わらないので、ケーブルを太くする必要がありません。

太陽電池の直列のデメリット

太陽電池を直列に繋ぐデメリットは、太陽電池に一部分でも影ができてしまったら、太陽電池全体の発電量が低下するということです。

キャンピングカーのように、移動が可能なら、影ができる場所を避けることができますが、固定式の太陽電池の場合はそうはいきません。

発電量の低下は、自家消費や、売電に大きく関わる問題なので、できれば避けたいところです。

太陽電池の並列のメリット

太陽電池を並列に繋ぐメリットは、以下のとおりです。

電流が多く流れる

並列は、直列とは対照的に、太陽電池の数が増えると電圧は上がりませんが、その分電流が上がります。

電流が上がるメリットとしては、ソーラーパネルと、ポータブル電源を接続した場合、充電速度が上がることが挙げられます。

近頃、車中泊などで、ポータブル電源を持ち込むケースが増えています。

ポータブル電源を使うことで、照明やノートパソコン、電気ケトルなど、様々な電化製品を車内で使うことができ、快適な時間を過ごすことができます。

ですが、いざ使おうとしても、電力の残量がなければ、ただの荷物になってしまいます。

このようなトラブルを防ぐには、昼間の太陽が出ている時間帯に、何としてもポータブル電源の充電を済ませておく必要があります。

そんな時、電流の強い並列なら、短時間でポータブル電源の充電が完了するので安心です。

太陽電池の一部が影になっても、他の太陽電池は影響を受けない

並列の場合、直列とは異なり、太陽電池の一部分に影ができてしまっても、太陽電池全体の発電量が低下することはありません。あくまでも、影ができている部分だけの発電量が低下するだけです。

固定式の太陽電池の場合、これは、大きなメリットと言えるでしょう。

太陽電池の並列のデメリット

太陽電池を並列に繋ぐデメリットは、以下のとおりです。

追加で専用のコネクタやケーブルを購入する必要がある

直列のように、プラスと、マイナスの端子を順に繋いでいくなら問題ありませんが、並列のように、プラスはプラス、マイナスはマイナスといったように、同じ端子をまとめて繋ぐ場合には、専用のコネクタやケーブルが必要になります。

太陽電池の枚数が増えるほど、ケーブルの数も増えるので、その分、費用も余計に発生してしまいます。

また、コネクタやケーブルが増えるほど、電力ロスも大きくなるので、せっかく発電した電力を無駄にしてしまいます。

逆電流による太陽電池の故障リスクがある

太陽光発電を並列に繋ぐことのデメリットとして「電流の逆流防止の回路が必要」であることが挙げられます。

引き続き、キャンプで車中泊ををするシチュエーションでご説明をします。

日中、折り畳み式のソーラーパネルで発電した電力を、持参したポータブル電源に繋いで、充電をしたとします。

夜を迎え、太陽が沈んだことで、ソーラーパネルの役目は終わりました。

ところが、ソーラーパネルと、ポータブル電源を繋いだままにしておくと、ポータブル電源に貯められた電力が、ソーラーパネルに逆流するというケースが発生することがあります。

この逆流した電力が原因で、ソーラーパネルが故障してしまうという、最悪の事態が発生する場合があるのです。

こういった、トラブルを防ぐためにも「逆流防止の回路」を設置してあげる必要があります。

太陽電池の直列と並列の違い まとめ

ここまで、太陽電池の「直列」と「並列」の違いを解説してきました。

まとめると、以下のようになります。

太陽電池の「直列」と「並列」の違い

直列のメリットとデメリット

並列のメリットとデメリット

それぞれの特徴を理解したうえで、自分に合った太陽電池の繋ぎ方を選択してください。