産業用コラム
産業用太陽光発電設備の仕組みとは？
最終更新日：2021-12-23 著者：Ｌｏｏｏｐ編集部
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太陽光設備の導入を考えている企業や家庭は、まず発電の仕組みを理解しておく必要があります。効率よく発電するためのシステムの全体像は一見複雑そうに見えるかもしれませんが、仕組みが理解できれば非常に簡単であることがわかるでしょう。
直流電流を発生させる太陽電池パネル
太陽光発電設備といえば、太陽光電池パネルをイメージする人が多いでしょう。産業用も家庭用も太陽光発電パネルを利用して太陽の光のエネルギーを受け取り、直流電流を発生させるという点では共通しています。太陽光発電の要ともいえる太陽光電池パネルの性能は、受け取った光エネルギーをどれだけ効率よく電気エネルギーに変換できるかどうかに左右されます。光を電気に変える部分をセルといいますが、これを作る素材の不純物を低減するなどして効率が高められてきました。
また、太陽光設備の多くは屋上や空き地などの屋外に設置されることになります。そのため、耐久性能が高く汚れに強いことも求められます。雨水によって付着した汚れが自然に取れるような仕組みを採用するなどメーカー各社は工夫をこらしています。さらに、長時間稼働を少ないメンテナンスで実現することも、太陽光電池パネルには求められます。
電気をまとめて整える接続箱とパワーコンディショナ
太陽光電池パネルで発電された電気は直流電流です。一方、企業内や家庭内で使用されている電気はほとんどが交流電流です。直流電流を通常の電気製品に流しても動きませんから、企業内や家庭内で使える電力にするためには、直流電流を交流電流に変換する必要があります。
まず、太陽光発電パネルで作られた直流電流は接続箱に集められます。そこで逆流防止ダイオードや直流側開閉器を通し、さらにパワーコンディショナへ送られます。パワーコンディショナとは、文字通り電力のコンディションを整えるものです。パワーコンディショナで直流電流を交流電流に変換します。
パワーコンディショナの性能は、発電され送られてきた直流電力を交流電流に変換する際の変換効率が高いかどうかで決まります。パワーコンディショナ自体の消費電力の少なさも設備導入の際にはチェックしておきたいポイントです。機器自体は据置タイプのものが多く、屋内・屋外両方のタイプがありますので、設置場所はそれほど選びません。
電気を蓄えるリチウムイオン蓄電システム
産業用太陽光発電には、売電の対象が余剰電力である家庭用太陽光発電とは異なり『全量買い取り』の制度があります。そのため、発電した電気はすべて売ることができ、在庫を抱える心配がないというメリットがあります。しかし、家庭と同様、自社内で発電した電力を自家消費することも可能です。夜間の電気は太陽光発電の分で賄いたい、災害時にはバックアップ電源として活用したいという要望もあるでしょう。
それを実現したい場合は、リチウムイオンなどの蓄電システムの導入が必要です。太陽光発電システムメーカーは、蓄電システムをオプションとしているところも多くあります。災害対策にもなることを考えると、自家消費を考えるのであれば、蓄電システムを導入するメリットは十分にあると言えます。
監視や計測をするための表示装置や計測用パソコン
太陽光発電システムを導入したら、現時点での発電量はどのくらいなのかを知る必要があります。順調に発電されているかを確認するのはもちろん、異常が発生した場合に早く対処するためにも、監視や計測することが大切です。このデータ収集に必要になるのが計測用のパソコンや表示装置です。これらの監視や計測システムまで揃えば、太陽光発電システムのすべてが揃ったことになります。
監視や計測する対象は、パワーコンディショナ発電量や蓄電システムの監視ですが、表示装置を置く場所はどこでも構わないため、遠隔地からの監視や異常検知ができる点が魅力です。メーカー各社工夫をこらし、一目で状況が把握できる表示画面が開発されています。
産業用太陽光発電の導入の際は、小規模であってもある程度まとまった金額の設備投資が必要です。ですから、導入を検討するときは、見積り金額の比較だけでなく太陽光発電システムの仕組みや機器それぞれの役割をある程度理解した上で選定を行うことが大事です。設備の仕組みを理解してどの設備を選ぶか決めれば、納得のいく設備投資につながるはずです。
