住宅用太陽光発電システムの構成要素

太陽光発電システムは非常にシンプルで、いくつかの部品があれば機能します。しかし、太陽光発電システムをより最適化し、プロジェクトの安全性と費用対効果を確保するために追加できる部品があります。ここでは、それぞれの部品がどのように設置されているのかをご紹介します。

ソーラーパネル

写真提供： https://greenerideal.com/guides/0613-solar-panel-basics-what-solar-panels-are-made-of/

エネルギー生産を開始するためには、太陽電池パネルが必要です。ソーラーパネルは、光子（光の粒子）が原子から電子を解放することで、電気を発生させます。電気がどのようにして作られるかについては、TED-Edが作成したビデオをご覧ください。

ソーラーパネルは、シリコン太陽電池、金属フレーム、ガラス板、12V標準線、バス線の6つのパーツから構成されています。それぞれの部品は、太陽エネルギーを生み出すための特定のプロセスを支援します。各部品の詳細については、EnergySageの記事をご覧ください。

ラッキング＆マウントシステム

写真提供： https://www.solarpowerworldonline.com/2014/03/anatomy-rooftop-solar-mounting-system/

ラッキング＆マウントシステムは、その名の通り、建物の屋根や地面に設置する装置です。これらの装置は、建物の屋根や地面に設置されます。太陽電池パネルは、風や雪などの天候によって動かないように、架台・架台システムに接続されています。

屋根の種類に応じて、さまざまなタイプのラックやマウントシステムがあります。平らな屋根でも、帯状の屋根でも、カーブしたタイルでも、それぞれに適したマウントシステムがあります。また、スピードを重視したタイプや強風に対応したタイプもあります。ソーラーパワーワールドの記事では、さまざまなタイプのマウントシステムと、その中から最適なものをご紹介しています。

インバーター

インバーターは、太陽光発電システムの重要なコンポーネントです。太陽電池パネルが発電した電気である直流（DC）を、家庭やビルの電力を供給するための交流（AC）に変換します（このプロセスについては、以前のブログをご覧ください）。インバーターには、ストリングインバーターとマイクロインバーターの2種類があります。

写真提供*： https://solartribune.com/your-home/inverters/*

ストリングスインバーター

ストリングインバーターは、ストリングと呼ばれる一連の太陽電池パネルを中央のインバーターに接続します。ほとんどの住宅用太陽光発電システムには1台のインバーターが搭載されていますが、商業用や実用規模のプロジェクトでは、建物や土地の大きさに応じて1台以上のインバーターが搭載されることがあります。太陽電池パネルとインバーターの両方に接続された電線や回路は、太陽電池パネルで発電した電気をインバーターに伝え、直流電気から交流電気に変換します。

ストリングスインバーターは、世界中の太陽光発電プロジェクトで最も多く使用されているエネルギー変換方式です。

マイクロインバーター

マイクロインバータは、太陽電池パネルの背面に直接設置され、直流電力を交流電力に変換します。変換された交流電力は、電線や回路を通ってご家庭やビルに送られます。

モジュールレベルパワーエレクトロニクス（MLPE）

MLPE（Module Level Power Electronics）は、ソーラーパネルに接続して、性能、安全性、視認性など、ソーラー設置のさまざまな側面を向上させる機能を実現するデバイスです。MLPEで実現できる主な機能は以下の通りです。

-最適化 - MLPEは、シェーディングやミスマッチによる性能への影響を最小限に抑えることで、ソーラー設備の出力を向上させることができます。ソーラーモジュールのストリングでは、1つのシェーディング（または損傷、汚れなど）を受けたモジュールが、ストリング上のすべてのモジュールの性能に影響を与える可能性があります。オプティマイザーは、ストリング全体への悪影響を最小限に抑えることができます。

-モニタリング - MLPEはモジュールレベルで主要なパフォーマンス指標を可視化できるため、エンドユーザーやインストーラーはリモートで問題を特定し、診断することができます。

-安全性- MLPEは、必要に応じてモジュールレベルでアレイの電圧を下げることで、米国電気工事規定（NEC）の主要な安全要件を満たしています。この要件は、一般的に「ラピッドシャットダウン」と呼ばれていますが、これは救急隊員の安全のために導入されたもので、現在、米国を含む複数の国で採用されています。

Tigoは、100カ国以上で数百万台のMLPEを運用しており、ソーラーオーナーや設置者は、それぞれの場所に最適な機能を選ぶことができます。Tigo TS4 Flex MLPEのラインナップは、こちらからご確認いただけます。

バッテリー

太陽電池は、太陽光発電システムのオプション部品です。太陽電池の使用目的は様々ですが、大きく分けて2つあります。

- バックアップ電源：蓄電池は、万が一の停電時に、家庭の電力の一部または全部を供給することができます。

- エネルギー料金の節約：バッテリーは、エネルギー料金が安いときにはエネルギーを蓄え、高いときには放電することで、お客様の節約につながります。節約効果は、使用時間帯別料金プラン、デマンドチャージ、デマンドレスポンスによる支払いなどが考えられます。

太陽電池は、長時間、頻繁に、深い充放電を繰り返すことができるように、一般的にディープサイクルバッテリーと呼ばれています。この機能により、限られたエネルギーのためのバックアップ発電機のように、後で使用するための電気を蓄えることができます。

バッテリーには、様々なサイズ、化学的性質、形状のものがあります。Tigoでは、モジュール式のリン酸鉄リチウムを選択しました。その理由は、安定性が高く、耐用年数が長く、個々の住宅オーナーの要求に合わせてサイズを調整できるからです。

自動転送スイッチ(ATS)

自動切替スイッチ（ATS）は、太陽光発電システムのもう一つのオプション部品で、太陽光発電システムに太陽電池が含まれている場合に必要となります。ATSは、電力を継続的に供給するための自己動作型の装置です。ATSの技術は、一次電源（送電網）と代替電源（太陽電池）の電気的パラメータを常に監視しています。ATSは、建物のヒューズボックスに電力が供給されていないことを感知すると、負荷回路を自動的に代替電源に切り替えます（可能な場合）。

モニタリングシステム

太陽光発電の監視には様々な形態がありますが、多くのサイトではインバータレベルの監視が絶対的な最小条件となっています。モニタリングソリューションは一般的にアプリやウェブサイトで、太陽光発電システムの性能を詳細に可視化します。一般的な機能としては、性能上の問題を診断したり、性能データをリアルタイムで確認することができます。

前述のMLPEの項で述べたように、MLPEではモジュールレベルでの性能特性の可視化が可能です。さらに、バッテリーや電力量計などを監視システムに接続することで、インターネットに接続されていればどこからでもシステムレベルの完全な可視性を得ることができます。

モジュールレベルのモニタリングソリューションの例として、Tigo エナジーインテリジェンスのモニタリングシステムの動作をご覧いただけます。Tigo社のリアルタイム・デモはこちら。

まとめ

住宅用太陽光発電システムが機能するための主な構成要素は、太陽電池パネル、架台・設置システム、インバーター、そしてすべての構成要素をつなぐ配線です。その他の部品は、性能を最適化したり、監視したりするためのオプション部品で、お客様にさらなる満足と安心を提供します。

太陽光発電の各要素について知ることで、太陽光発電が自分に合っているかどうかを判断するのに一歩近づくことができます。太陽光発電についてもっと知りたい？ソーラーに関するディスカッションに参加したり、ソーラーに関する質問をしたりするには、Tigo Communityのページをご覧ください。このブログへのコメントを残すには、ここをクリックしてください。新しいブログが投稿されたら、私たちのソーシャルメディアアカウントをフォローしてお知らせします。毎週更新しています。

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