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太陽光発電が電気を生み出す仕組み!システムを構成する機器とは?

公開日:2021/05/01

太陽光発電システムをイメージしたときに思い浮かぶのはソーラーパネルですが、それ以外の機器についてはあまり知られていません。太陽光で発電した電気はそのまま家庭で使うことができないため、さまざまな機器を経由する必要があります。そこで今回は、太陽光発電システムを構成する機器や電気を生み出す仕組み、導入するメリットを紹介しましょう。

太陽光発電を構成する機器とは?

太陽光発電はソーラーパネルだけで発電を行っているわけではなく、さまざまな機器で構成されて、家庭で使用できる電気を生成しています。ここでは、太陽光発電を構成する機器を紹介しましょう。

太陽電池モジュール

太陽電池モジュールとは、太陽光エネルギーを電気に変換する役割のある、パネル状になったもののことです。一般的には「ソーラーパネル」や「太陽光パネル」と呼ばれています。市場に流通している製品の9割はシリコン系の素材で作られており、主要メーカーには東芝やシャープなどがあります。太陽電池モジュールは太陽光発電システムの中でも代表的な機器で、固定買取価格制度(FIT制度)により太陽光発電システムは急速に導入が進み、住宅の屋根や公共施設でソーラーパネルをよく見かけるようになりました。

パワーコンディショナー

太陽光発電で生成された電気は直流電流なので、家庭で使用するためには交流電流に変換する必要があります。パワーコンディショナーは、直流電流を交流電流に変換するための機器で「パワコン」や「PCS」と呼ばれているようです。パワーコンディショナーは変換する役割だけでなく、系統電圧の上昇を抑制し保護するための系統連系保護機能、停電時でも電気を使えるようにするための自律運転機能が付いた機器もあります。

分電盤

分電盤はパワーコンディショナーで変換された電気を、各部屋で使用できるように分ける役割があります。また、家庭で使い切れなかった電気を売電するために、送電線に送り出す役割もあるのです。売電する際は、売電メーターと呼ばれる専用の電力量計の設置が必要で、基本的には設置済みである買電メーターの隣に設置されることが多いでしょう。

その他必要なもの

その他に太陽光発電システムに必要なものは、発電状況を確認するためのモニターや電力を制御するためのHEMSなどがあります。また、太陽電池モジュールを設置するための架台や取付金具、周辺機器と接続するためのケーブルなども必要です。

太陽光発電が電気を生み出す仕組み

住宅用の太陽光発電システムの場合は、屋根に設置された太陽電池モジュールで直流の電気を生成し、パワーコンディショナーにより家庭で使用できるように交流電流に変換されます。変換された電気は、分電盤により各部屋で使用するために分けられるのです。家電などで電気を消費し、使い切れなかった電気を電力会社に売電する際は、売電メーターで売電量をチェックするというのが一般的な流れでしょう。

太陽光発電で生成された電気は、蓄電システムを設置しない限りは電気を溜めておけないため、夜間は電力会社から電気を買って使用することになります。太陽光発電システムの発電量は、設置する地域や設置環境、天候などによって変わり、各家庭の電力消費量は夜間に多く電気を使う家庭もあれば、日中に電気を多く使用する家庭もあるでしょう。そのため導入を検討する際は、シミュレーションだけでなく、設置状況やライフスタイルもあわせて考慮する必要があります

太陽光発電を導入するメリット

太陽光発電を導入することで、次に挙げるメリットがあります。

地球にやさしいエネルギー

再生可能エネルギーである太陽光を利用した発電であり、枯渇することなくCO2も排出しないため、地球にやさしいエネルギーとなっています。世界各国で温室効果ガスの排出量削減が求められおり、パリ協定で掲げる削減目標を実現するために、太陽光発電は貢献しているのです。

さまざまな設置場所に対応可能

太陽光発電は住宅の屋根だけではなく、工場や倉庫の屋根やカーポートの屋根、地面や水面などにも対応しています。地面に設置することを野立てといい、遊休地や耕作放棄地を利用して太陽光発電をしている企業や自治体は多くあるのです。

比較的容易に管理できる

太陽光発電システムは、故障が少なくメンテナンスも少なくて済むといわれています。太陽電池モジュールは寿命が長く20~30年は使用でき、パワーコンディショナーの交換目安は10~15年となっているため、太陽光発電システムはメンテナンスフリーといわれることもあるのです。しかし、発電量が落ちていると故障している可能性があるので、定期的なメンテナンスは必要となるでしょう。

停電時でも電気の使用が可能

地震や台風などの影響で停電した場合でも、太陽光発電を導入していると電気を使えるので安心できます。テレビやラジオで災害情報を確認したり、携帯電話を充電したりできるので、停電時には導入してよかったと実感できるのではないでしょうか。

 

太陽光発電システムを構成している機器には、太陽電池モジュール、パワーコンディショナー、分電盤などがあります。太陽光発電が電気を生み出す仕組みは、パネルで直流の電気を作り、パワコンで交流に変換し、分電盤により各部屋で使うために分けられ、電力会社に売電する場合は売電メーターをチェックするという流れになるようです。メリットは、地球にやさしいエネルギーであることやさまざまな設置場所に対応できることなどがあります。

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