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容量不足に注意!パワーコンディショナーに接続可能なパネル枚数

2019.03.08システム・工事
パネル

パワーコンディショナーに接続できるパネル枚数は計算可能

太陽光発電で使用するパワーコンディショナに接続できる太陽光パネルの数を簡単に計算できる計算法をご存知でしょうか?
難しい電気の理論を知らなくても仕様表の数値からパワーコンディショナに接続できるパネル最大数を簡易的に計算することが可能です。

太陽光パネルと接続するパワコンですが、1台のパワコンに接続できるパネル枚数には限界があります。
パネル接続数の限界を超えた場合、新たなパワーコンディショナを増設する必要があるのですが、その基準となる数を仕様表の数値から自分で計算することが可能です

 

難しいと敬遠しがちな電気理論なども必要なく、簡単な計算で接続パネルの最大数を求めることができます。

太陽光パネルの直列と並列接続

太陽光パネルは電気の中でも基本的な直流電力で発電します。そのため、計算は行いやすいので、計算方法さえ分かれば簡単に計算をすることができます。

それでも基本的な回路構成についての考え方を学んだ方が機械的に計算を行うより、より実感を持って計算をすることができます。この項では電気回路の基本的な接続方法である、直列と並列の接続方法について考えてみます。電気は難しいと思う人もこれだけ分かれば計算ができます。

直列で接続できる太陽光パネル数

直列接続とは、太陽光パネルのマイナス極とプラス極を接続し、縦に伸ばすような形で接続していく接続方法です。縦に伸ばすように列を並べるので直列接続と呼ばれいます。

この場合、電流は各太陽光パネルの最大電流以上の出力が出なくなります。その代わり、電圧は太陽光パネルの最大電圧を直列接続した枚数分足される形で増えていきます。

電圧が足されていくのに、電流は同じというのが不思議なように見えますが、電気回路の特性として最も基本的なものになりますので、覚えておくとよいでしょう。

このパネル枚数分の電圧の合計がパワーコンディショナの入力電圧を上回らないように枚数を決めることでパワーコンディショナの容量以内に収めることができます。

パワコン、太陽光パネル仕様表からの計算方法

パワーコンディショナと太陽光パネルの仕様表は大抵インターネット上などで公開されています。
しかし、専門的な数値ばかりで何が書かれているのか良く分からないと思っている人も多いのではないでしょうか?

そんな仕様表にはパワーコンディショナに接続できる太陽光パネルの枚数を計算することができる数値が表示されています。そこを理解しておくことでパネルの発電効率の最適化の見通しをつけることができます。

太陽光パネルの仕様表から

太陽光パネルの仕様表には、公称解放電圧という表記があります。
これは、太陽光パネル1枚に何も接続しない状態で発電した場合にプラスとマイナスの間に発生する電圧はどの程度かを示したものになります。
次に公称短絡電流の表記です。これは、太陽光パネルのプラスとマイナスを接続して発電した場合の最大で流れる電流を示したものになります。

この2つの数値は、太陽光パネル1枚で発電した場合の最大で取り出せる電圧と電流の表記ということになります。どれだけ発電をしても、パネル1枚にはこの表記以上の電気は流れることはありません。

通常、太陽光パネルは1枚で使用することはありませんので、この数値を枚数分で計算することになります。

パワーコンディショナの仕様表から

パワーコンディショナでは、太陽光パネルから発電した電気をすべて入力しますので、仕様表の数値を超える状況が発生してはいけないことになります。そこで重要となってくるのが、最大入力電圧と最大入力電流です。

太陽光パネルを直列、並列に接続した枚数分のトータルの電流、電圧はすべてパワーコンディショナに入力されます。

最大入力電圧と電流は、機器仕様によって決まってしまいます。そのため、この容量を上回る場合はパワーコンディショナを増設しなければなりません。そのため、設置したい太陽光パネルの枚数から、パワーコンディショナの必要数を算出する必要が出てきます。

パワーコンディショナでは、太陽光パネルから発電した電気をすべて入力しますので、仕様表の数値を超える状況が発生してはいけないことになります。そこで重要となってくるのが、最大入力電圧と最大入力電流です。

太陽光パネルを直列、並列に接続した枚数分のトータルの電流、電圧はすべてパワーコンディショナに入力されます。

最大入力電圧と電流は、機器仕様によって決まってしまいます。そのため、この容量を上回る場合はパワーコンディショナを増設するなどの措置を検討しなければなりません。そのため、設置したい太陽光パネルの枚数から、パワーコンディショナの必要数を算出する必要が出てきます。

それぞれの仕様表数値から

太陽光パネルの公称解放電圧が40V、公称短絡電流が10Aだったとします。接続するパワーコンディショナは最大入力電圧が400V、最大入力電流が35Aだった場合のことを考えてみましょう。

直列で接続できる枚数を算出する式は以下の通りとなります。

最大入力電圧(400V)×余裕率(0.9)÷公称解放電圧(40V)=9
このパワーコンディショナには9枚の直列パネルを接続することが可能となります。

次に並列回路数は以下の式で求めることが出来ます。

最大入力電流(35A) ÷ 公称短絡電流 (10A) = 3.5
3.5となり、並列回路数は3回路接続することができます。

このため、直列9枚のパネルを3並列回路で接続できますので、直列9枚×3回路= 27枚 パワーコンディショナには接続が可能ということになります。

太陽光パネルの接続枚数を計算で求めると…

通常、こうしたパネル枚数の計算は、代理店や施工業者を行う計算でありますので、できなくても問題はありません。

しかし、計算方法を知っているといろいろと太陽光パネルを設置する場合の必要なパワーコンディショナの台数など概算見積もりを行うことができるようになります。これだけの面積なら太陽光パネルを何枚設置できるので、パワーコンディショナが何台必要かといった建設費をイメージできるようになることが大きなメリットと言えるでしょう。

販売代理店や施工業者と対等な交渉ができる

太陽光発電システムの販売代理店の中には、設置する太陽光パネルの枚数に対して大きすぎるパワーコンディショナの設置を進めるようなところもあります。これは、相手が素人であるということに付け込んで、分からないように金額を上げる手段です。

こうした販売代理店や施工業者などに対しても、今まで説明したような計算方法でパワーコンディショナの容量が適正かどうかをチェックすることが出来るようになります。

電気は専門的な分野ですので、業者任せにすると高いかどうかも分からないまま、工事費を支払うことになってしまいます。計算方法を身につけるとこうした状況を防止することにつながります。

計算数値ではメーカ保証外となる可能性も?!

計算で求められた数値を販売代理店や施工業者との交渉時に話しても、別の計算方法により少ないパネル枚数の設置しかできないと言われる可能性もあります。
これは、この計算方法で求めたパネル枚数は目安となりますが、この枚数の接続を保証するというものではありません。

その理由として、直列枚数を計算する場合の余裕率を0.9として計算していますが、この数値は一般的な太陽光パネルの温度上昇による公称解放電圧の上昇を補償したものとなります。このパネル電圧の上昇は各メーカやパネルの材質によって異なるため、メーカ保証とならない場合があります。

この計算方法で、おおよそのパネル枚数を見込んで、大きくずれるようであれば、理由を聞くようにするのがよいでしょう。

パワーコンディショナに接続可能なパネル枚数 まとめ

パワーコンディショナは太陽光パネルから発電された電気を交流に変換する役割を担っています。パワーコンディショナはそれだけ重要な機器ですが、電気の専門的な分野となるため多くの人が台数などの容量計算を業者任せとしがちです。

しかし、仕様表の数値から簡単に容量の計算を行うことができ、必要台数の算出を行うことができます。

また、発電効率を底上げするためパワーコンディショナの容量を超えたパネル枚数を設置する過積載による太陽光発電所を導入ご検討としている場合、重要となってくる「過積載率」をしっかりと計算しておく必要があります。
必要以上の過積載は導入コストが無駄に増えるだけでなく。発電効率を低下させてしまいます。

当協会では常に日照・土地条件などに合わせた部材選びと最適な過積載率を算出しております。発電効率と設備導入コストを考慮し安全性・収益性に拘った過積載設計を行なっております。

産業用太陽光発電のご相談・導入ご検討のお客様は当協会へお気軽にお問い合わせください。

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