失敗しないパワーコンディショナー選び方

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失敗しないパワーコンディショナー選び方

太陽光発電をご検討されている皆様、設置業者が提案している太陽光発電所の機器内容をきちんと理解されていますでしょうか?

このように質問させていただくとドキッ!とされる方も多いのではないでしょうか?

会社の倉庫や工場に太陽光発電所の設置を行う自家消費太陽光発電所を検討する企業様が増えていますが、ほとんどの企業様にとって太陽光発電所の設置経験はありません。そのため、弊社のような太陽光発電の設置を行っている会社が提案してきた内容を鵜呑みにしていないでしょうか?

太陽光発電所の設置は2012年に始まった固定価格買取制度(FIT)の影響で急激に設置件数を増やしましたが、そのほとんどは投資と考えられており、作った電気は自社では一切使わずすべて売却するといったものでした。

見た目だけで考えると、自家消費型といわれる作った電気を自分たちで使用するものも、投資と考えられている固定価格買取制度に則った発電所も全く同じものです。そのため、世間に多くの発電所があり、設置経験がそれなりにある会社だから安心と考えられるところもあるかと思います。

しかし、実際には投資型の発電所と自社で電気を使用する自家消費発電所には大きな違いが何点かあり、その違いのために適切な機器選定を行わないと大きなロスを受けてしまう可能性があります。

そのため、本コラムでは自家消費発電所の機器選定で最も大きな影響が出る可能性が高いパワーコンディショナーの選定方法についてご紹介します。

自家消費太陽光発電とは?

パワーコンディショナーの役割について

まず、太陽光発電所におけるパワーコンディショナーがどのような働きをするのかを簡単にご紹介していきます。

パワーコンディショナーは、太陽光パネルが発電した電力を使える電気に変換するための機器です。 具体的に言うと、パネルで作られた電気はすべて直流の電気なので、そのままでは使うことも電線に電気を流すこと(売電)もできません。

電気を使ったり電線に電気を流したりするためには、交流の電気に変換する必要があり、パワーコンディショナーは直流の電気を交流の電気に変換するための機器になります。

パワーコンディショナーには、メーカーの違いだけでなくいろいろな違いがあるのですが、本コラムでは自家消費発電のパワーコンディショナー選定方法に特化してご説明します。

自家消費発電所と電気の逆流について

ここからは、自家消費発電所と売電を行う太陽光発電の一番の違いになる「電気の逆流」についてご紹介していきます。

自家消費発電所は作った電気を自社で使うので、使用電気量に応じて太陽光発電所の設置容量を考える必要があります。

しかし、太陽光発電所は太陽が出ている間しか発電しませんし、太陽が最も高くなる12:00前後は最も発電量が高くなりますが、日の登りはじめや沈んでいくときにはどんどん発電量が下がってしまいます。

例えば、年間200,000kWの電気を使用している建物に対して年間200,000kW発電する太陽光発電所を設置すると、使用している電気よりも発電した電気が上回ってしまうことがあります。

発電する電気が上回ってしまうと、使用しきれなかった電気は逃げ場がなくなってしまうので、電線に逆流しようとします。

電力会社は非常に緻密な計算の元、電気の品質管理をしているため、このような逆流してくる電気を想定外に電線に流すことは基本的にはNGとしています。
※売電事業などは国の認可を受けているため可能となっています

そのため、自家消費発電所には逆流を防ぐための装置を設置することが義務付けられています。この装置のことをRPRといい、逆流してくる電気を感知することでブレーカーの主電源を落とす役割を持っています。

ブレーカーの主電源は住宅のブレーカーのように簡単なものではなく、一度落ちてしまうと電気の資格を持った専任の方でしか復旧することができない場合が多いです。落ちている間はパワーコンディショナーの機能も止まってしまうため、発電した電気を使用することができず無駄になってしまいます。

設備投資の回収を早くし、屋根をできる限り有効活用させるためには、できる限り容量が大きい太陽光発電所の設置が必要になります。

ただし、使用電気量ギリギリで設置を行うと電気の使用量が少ない時に逆流を防ぐRPRが作動してしまい、復旧に時間がかかり、経済性が悪くなる可能性が高くなります。

経済性をよくするためにまずデマンド値を知る

自家消費発電所の経済性を上げるために大事なことをもう一つご説明します。それは30分ごとのデマンドデータです。

電気料金には、「基本料金」と「使用した分×単価の料金」と二つの数字があることは皆さんご存知でしょう。

使った分に対して単価を掛ける金額はイメージしやすいですが、基本料金はどのように決まっているかご存知でしょうか?

電力会社は1年間を30分ごとに切り分けて(365日×24時間×2=17,520コマ)、皆様の電気使用量を管理しています。

17,520コマの中で、1年間を通して一番使用した電気容量が大きい時間を基準として基本料金が決まっているのです。そのため、ある時期だけ異常に電気を使用する場合は、非常に基本料金が高くなってしまいます。

自家消費発電に関する話題から少し横道にずれてしまったのですが、この30分ごとのデマンドデータが自家消費発電所の設置には非常に重要になってきます。

このデマンドデータを見ると、供給先のどの時間帯にどれだけの電気の使用を行っているのかが明確になります。そして太陽光発電の発電データと照らし合わせることでどの程度の大きさの発電所を設置するのが良いのかが明確になります。

自家消費発電所と設置容量の壁

デマンドデータを見て太陽光発電所の容量を決めていくと記載しましたが、実はそんなに簡単な話ではありません。

電気の使用量が非常に多く、デマンドデータを見ても太陽光発電所が発電している間、どの時間帯も使用量が発電量を下回ることがないのであれば問題はありません。

しかし、前述したように太陽光発電所の発電は12:00に向けて徐々に発電量が増えてきて、日没に向けてどんどん発電量は下がっていきます。

このようなことから、自家消費発電所の設置容量が小さくなったり、そもそものメリットが少なくなったりしてしまうことが今までは多かったのです。

追従型パワーコンディショナー抑制装置

自家消費発電所の経済性を高くするためには、できる限り発電した電気を使用するのが望ましいのですが、今までご紹介してきたように容量を増やすと使わない電気が増えて逆流の可能性が増えるので難しいのが現状でした。

ここで登場したのが、電気の使用量をモニタリングして、その状況に合わせてパワーコンディショナーを抑制する「追従型抑制装置」というものです。

この装置があることで、電気の使用量に合わせて発電量を調整することができるので、RPRを起動させずに最大限まで電気を使用できるようになりました。

この装置にはこれといった名前がないので、本コラムでは「追従装置」で統一して説明していきます。

追従装置が発売されたことで、自家消費発電所が広がることが期待されていたのですが、残念ながらそうはなりませんでした。

というのも、初期に発売された追従装置は数秒遅れての追従しか行えないものが多かったのです。

数秒程度であれば別に良くない?と思ってしまうのですが、数秒遅れでは大きな機械などを止めてしまった場合、電気使用量が大きく下がってしまうので簡単にRPRが作動します。

そのため、追従装置の中には今も使用料の80%程度の数値を追従させることを目標にしている装置もあります。(あくまで目標数値で実際にはRPRが作動するたびに調整して50%程度を追従しているものもあります)

2020年6月下旬現在は、性能が上がっている追従装置もいくつかあり、0.2秒で追従をしてくれるものなどが出てきており、ほとんどRPRが起動することなく最大限に発電を行うことができます。

性能の良い追従装置を使用

性能の良い追従装置が出てきているのであれば、0.2秒で追従ができる性能の高い追従装置を使用すればよいだけでは?と考えてしまうのですがこれがそんなに簡単な話ではありません。

追従装置は容量と発電量に応じてパワーコンディショナーの抑制を行うため、パワーコンディショナーと連携をさせる必要があり、技術的に協力していないと作ることができません。

そのため、0.2秒で追従できる追従装置はいくつかありますが、どのパワーコンディショナーでも使える追従装置はまだなく、パワーコンディショナーを決めることは同時に追従装置を決めることになります。

良い追従装置を使うためには追従装置に合ったパワーコンディショナーを選ぶ必要があり、このことを理解できていない設置業者もまだ多いため、冒頭にお伝えしたように業者が提案するものを言われるがまま聞いていると、結果的に回収年数が長引いてしまう可能性があります。

今後、自家消費市場が大きくなるにつれて、追従装置やパワーコンディショナーも新しい機器が出てくる可能性があるので一概には言えませんが、最適な追従装置を使用するためのパワーコンディショナーを選定する必要があります。

まとめ

自家消費発電所のパワーコンディショナー選定について本文を簡単にまとめました。

1 .自家消費太陽光発電所は電気使用量と発電量のバランスが非常に重要になります。
2. 太陽光発電の発電量はお昼ごろをピークに最大になる。
3. 使用量<発電量になるとRPRが作動してしまい経済メリットが低くなる。
4. RPRを作動させないことを前提にすると設置容量が小さくなる。
5. 設置容量を増やすために追従装置を使用することが望ましい。
6. 追従装置は様々な種類があり追従スピードが遅いとRPRが作動する。
7. 性能が良い追従装置を選ぶことが自家消費発電の有効活用につながる。
8. 追従装置はパワーコンディショナーによって設置できるかどうかが決まる。

ご不明な点があればお気軽にご相談ください。

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