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パワコンの役割や選び方!メーカーによる違いって?

太陽光発電の導入を検討する際に、太陽光パネルの性能については吟味しても、パワコン(パワコンディショナー)についてはそうでもないという人は多いのではないでしょうか。しかし、太陽光発電にパワコンは不可欠です。メーカーによってパワコンの特徴は異なるため、選ぶ際にはそれらを把握することが大切になります。こちらでは、パワコンの選び方のポイントについて紹介します。

パワコンの役割って何?

“そもそもパワコン(パワーコンディショナー)は、太陽光発電をするにあたってどのような役割を担っているものなのでしょうか。パワコンは、太陽光パネルによって作り出された電気を「使うことのできる」電気に変えるための機器です。パワコンがなくても発電はできますが、家庭で使用することはできません。勿論、売電も不可能です。どういうことかというと、私たちが普段使用している電化製品は、全て交流の電気で動くように作られています。電化製品だけではなく、電力会社の送電網や制御装置自体も交流です。

しかし、太陽光パネルで発電される電気は直流です。従って、このままでは使用することができず、直流電気を交流電気に変換する機器が必要になります。それが、パワコンなのです。この機械を通すことによって電気は直流から交流へと変換され、「使うことのできる」電気となるのです。さらにもう1つ、パワコンには大きな役割があります。それが、太陽光パネルの電圧や電流を制御して、最大の電力を取り出せるようにしてくれることです。

実は太陽光パネル単独では、現在どのくらいの電圧を生み出しているのかというのを知るすべがありません。そのような機能が太陽光パネルには付いていないからです。そのためパワコンが、電力が最大となるように電力値や電流値を制御してくれます。この機能を、MPPT制御機能(最大電力追従機能)と言います。もし、MPPT制御機能が上手く働かなくなっているパワコンを使用すると、例え一日中晴天で、太陽光パネル自体は多くの電力を生み出していたとしても、実際に取り出すことのできる電力は少なくなってしまいます。

「太陽光発電の効率を決めるのは太陽光パネル」という風に一般的には思われがちですが、パネルだけではなく、パワコンが太陽光発電の効果に及ぼす影響も非常に大きいのです。”

パワーコンディショナー選びのポイント

“パワコンが太陽光発電の効果に与える影響の大きさが分かったところで、以下では、パワコン選びのポイントとなる点について解説していきます。まず1つ目のポイントは、「過積載率について重視する」という点です。「過積載率」とは簡単に言うと、「パワコンに接続する太陽光パネルの量を増やす」という意味です。しかしなぜ、このようなことがポイントとなるのでしょうか。理由として、パネルの容量に合わせたパワコンを使用するのでは、パワコンが容量を持て余してしまい勿体ないということがあります。

例えばパネル5kWhのものに、容量が同じ5kWhのパワコンを合わせて使用するケースを考えます。どんなに晴れている日であっても、パワコンがフルに稼働している時間は1日のうちのわずかに数時間に過ぎません。容量が余っている時間の方がはるかに多いのです。さらに、太陽光発電にかかる初期費用についても考慮してみましょう。パワコンにかかる費用は、太陽光パネルにかかる費用よりは勿論小さいのですが、製品の寿命も短く、10年から20年程度です。

太陽光パネルは20年から30年もちますので、頻繁に買い替えなければならないパワコンよりも、太陽光パネルに費用をかけた方が長い目でみてお得になります。つまり、パワコンの容量をフルに使うという意味でも、初期費用の点でも、過積載の方が効率は良いと言えるのです。次の2つ目のポイントとして、海がある程度近くにある場合には、塩害対策がされているものを選ぶということが挙げられます。メーカーによっては保証が効く海辺からの距離を定めていたり、塩害対策機器を出している場合がありますので検討してみましょう。

3つ目のポイントは、「騒音」です。パワコンによりますが、内部に冷却ファンがついている製品があります。そうしたものは案外音が大きく、住宅街で使用すると騒音問題に発展する可能性が出てきます。また、家の中に設置したとしても、家族がうるさく感じてしまうこともあります。ファンのついていない製品を選ぶことで、あらかじめ対策することができますので、充分に留意して選びましょう。4つ目のポイントは、メンテナンスのしやすいものを選ぶということです。パワコンの性能を充分に引き出すために、埃を払うなどの日常の手入れはかかせません。

ファンのついているものは内部にゴミや虫などが入りやすくなりますので、メンテナンスにあまり手間をかけられないという人は、ファンのついていないものを選ぶなどの工夫が必要です。最後のパワコン選定ポイントは、メーカー保証が充実しているものを選ぶということです。塩害の箇所で述べたように、海辺からの距離が近いなど設置場所が特殊になる時には、どの程度までメーカーの保証がつくのかについて良く確認をしてから購入しましょう。また、メーカーの保証が受けられるためには、自身で守らなければならない条件というものもあります。

例えば、日陰に設置するということです。高温の環境ではパワコンの出力が落ちてしまうため、屋内か日陰に設置するということがパワコン設置の際の基本的な条件です。これが守られていなければ、メーカー保証を受けられない可能性があります。他にも、地面から50cm以上の高さに設置するということや、隣家から一定程度の距離を離して設置するということも、メーカーからの保証の条件になっていることがあります。”

パワーコンディショナーでよくある稼働トラブル

“パワコンも機械である以上、故障するリスクはあります。よく故障が発生する箇所は、ケーブルの接続部分です。太陽光パネルから延びるケーブルとパワコンとを繋いでいる箇所に、初期不良があったり、ゴミや虫が入り込んで故障することがあります。初期不良点検や定期点検をしっかりとすることでかなり予防ができますので、点検を怠らないことが大切です。基板部分にも故障が発生することがあります。原因として、外部から異物が入り込むことや落雷等の影響がありますが、初期不良や経年劣化によるケースもあります。修理方法は基板の交換になることが多く、時間がかかるため、早めに対応することが肝心です。

同じように経年劣化によって、リモコンやインバータが壊れるということもあります。特に、直流と交流を変換しているインバータは可動部分でもあり、年月によって壊れることは避けては通れません。実際に壊れてしまってから困らないように、先に交換計画を立てておくということも必要です。また、冷却ファンがついている製品であれば、ファン部分の故障もあり得ます。定期的にメンテナンスができないのであれば、ファンのついていない製品を選ぶ方が安心と言えるでしょう。”

パワーコンディショナーを使う場合の注意点

既に何度か触れているように、冷却ファンがついている製品の場合には小まめなメンテナンスが欠かせません。どうしてもファンの周辺から、内部に埃や虫が入ってしまうからです。この部分の掃除をしっかりしているだけでパワコンの寿命も大幅に伸びますので、冷却ファンつきの製品を使用する際には、まめに手入れをしましょう。またパワコンは、太陽光パネルからの電力で動いているわけではありません。稼働させるためには電力会社との電気契約を結び、電力の供給を受けることが大前提ですので、忘れないようにしましょう。

電気の供給方式である単相式と三相式の違い

“パワコンには、単相式と三相式という2種類があります。これは電気の供給方式を表す言葉で、電源となる電圧が家庭用の100Vか、ビルやオフィス用の200Vかの違いになります。単相式のパワコンは、家庭用の100V電源でも動かせます。設置自体が簡単で、電力会社とも容易に連系します。また、ファンのついていない静音性の高い製品が主で、メーカーの保証期間も10年程度あるものがほとんどです。しかし、家庭用ということもあり製品の容量が少ないので、もし太陽光パネルの数が多い場合には、パワコンの台数もある程度必要となります。結果として、設置工事費用がかさむ可能性が出てきます。

一方の三相式パワコンは、200Vの電圧を電源とします。電力会社との連系工事費用は、手間がかかるためにやや割高です。しかし一旦設置してしまえば、稼働時の電気代はお得になります。また、容量の大きい製品が主なため、同じパネル量であれば単相式よりも設置台数は少なくできます。台数が少ない分、設置工事費用を節約できるというメリットもあるでしょう。しかし、騒音には注意が必要です。三相式はファンがついている製品が主で、その場合どうしても30dbから60dbの稼働音が出てしまいます。さらに保証期間が1年から5年間と、短いことが一般的です。”

発電量を増やすにはどうしたら良い?

“発電量を増やすとなると、太陽光パネルの性能という点に意識が向きがちですが、パワコンによって発電量を増やす方法もあります。その方法の1つが、「過積載」です。過積載は最初に触れたように、パワコンに接続するパネルの量を増やすことです。実際の発電所でも、あまり過積載をしていない場合と過積載の場合とを比べて見ると、過積載の方が利回りは良いということが明らかになってきています。但し過積載をする場合には、どのパワコンにどの程度の量のパネルを接続すれば安全か、というのはあらかじめ充分に考慮する必要があります。

さらに、パワコンの性能の許容内であっても、メーカーの保証の範囲内かどうか、という点はまた別の話になりますので注意しましょう。過積載以外に発電量を上げるための方法は、変換効率が高い製品を選ぶということです。変換効率が良ければロスになる電力が少ないため、それだけ発電量も増えます。基本的には、三相式のパワコンよりも単相式のパワコンの方が変換効率は良いとされています。三相式でトランスがついていると、変換効率は93%から95%程度と低めになります。”

メーカーによる違いは何?

どの製品かという観点からではなく、どのメーカーかという視点でも、ある程度選ぶパワコンを絞り込むことができます。メーカーによってそれぞれ特徴があるためです。具体的には、製品の価格・保証の内容・納期・過積載率や変換効率などのシミュレーションの数値、においてメーカーごとの違いが出やすいです。把握して自分の中での優先順位を決めておくと、選びやすくなるでしょう。

国内のパワコンメーカー

“以下からは、国内の代表的なパワコンメーカーについて紹介していきます。主なメーカーは、田淵電機、オムロン、安川電機、新電元、三菱電機です。田淵電機は知名度・シェア、共に高いメーカーです。単相式と三相式のどちらの製品もありますが、いずれも冷却ファンのついているものが主です。単相式の場合は10年間の無償保証、三相式だと1年間の無償保証がついています。三相式の方は有償で10年間に変更が可能です。オムロンも、田淵電機に並んでシェアの高いメーカーです。

従来は、過積載に対する対応がやや遅れていると見られていましたが、近年は過積載についても大幅に改善されています。単相式のパワコンがほとんどで、10年間の無償保証がついています。安川電機と新電元は、三相式のパワコンを主に製造しています。田淵電機と同じように、1年間の無償保証がついていて、有償で10年間に変更が可能です。三菱電機も、OEM製品としてパワコンを製造しています。費用が安く、過積載率も200%程度可能とあって、近年よく使用されています。単相式パワコンのみの製造で、10年間の保証がついています。”

海外のパワコンメーカー

“パネルと比べると、パワコンは比較的日本のメーカーのものが選ばれることが多いですが、ここからは海外のメーカーについても紹介しましょう。SMAは、故障が少なく変換効率が高いことで人気があるメーカーです。単相式パワコンは通常でも10年間の無償保証がついていますが、有償で20年間にまで延長できるという点も魅力的です。デルタ電子は、価格の安さでよく知られています。但し、過積載はあまりできません。単相式のものであれば10年間の無償保証付きです。

他にもHUAWEIやサングロウなどが、パワコンを製造しているメーカーとして世界的に知名度があります。しかしこの2社のパワコンは、10kWh以上で出力電圧が440Vのため、そのままでは売電することはできません。ダウントランスが必要です。また、過積載率も低いです。海外メーカー全般に言えることとして、海外では過積載という考え方がそもそもないため、過積載率は低くなりがちという点、三相式パワコンの場合には絶縁トランスを付けることが必要となり、費用が余計にかかってしまうという点については、留意しておいた方が良いでしょう。”

まとめ

パワコンの性能によって、発電にかかるコストや発電量は大きく変わってきます。さらに、パワコンを製造しているメーカーには、保証が充実しているメーカーや過積載率が高いメーカー、コストが安いメーカーなどそれぞれ特徴があります。パワコンを選ぶ際にはこれらメーカーによる違いも把握して、最適な価格と性能のパワコンを選ぶようにしましょう。

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