太陽光発電システムってどんな仕組みなの?メーカーもご紹介!

太陽光発電システムってどんな仕組みなの?メーカーもご紹介!

太陽光発電システムには「住宅用」と「産業用」の2種類があります。「住宅用」は町で見かける、一軒家の屋根に太陽光パネルを設置しているようなもので、家庭で使う電力を家で発電してしまおうという目的で設置することが多いです。

それに対して「産業用(=投資用)」の太陽光システムは、太陽光パネルを設置するために土地から仕入れ、本格的に発電施設として運用していく目的で設置されるもので、作った電気は全て電力会社に売ることができます。(全量売電)

メディオテックでは主に「産業用」を扱っているため、今回は産業用太陽光システムで発電された電気がどのような経路で電力会社へ売られるのかを解説し、さらにそのシステムのメーカーを紹介していきます。

太陽光システムってどんな機械で構成されているの?

「太陽光発電」と聞いて、最初にイメージできる機械は太陽光パネルだと思います。いかにも太陽の光をたくさん吸収できそうな、光沢のある黒い見た目をしている綺麗なパネルです。

しかし、パネルはあくまで太陽光を電気に変換することしかできず、それを電力会社に売れるような電気に変換するためには他の様々な機械が必要になってきます。それらをまとめて太陽光発電システムといい、パネルはそのパーツに過ぎないのです。

では実際にどのような機械があるのでしょうか?

太陽光電池モジュール(パネル)

太陽光電池モジュールはパネルのことです。実はいくつか種類があり、もっともスタンダードなのは「シリコン系」と呼ばれるものです。これはシリコン半導体に光が当たると電気が発生する仕組みを利用したもので、現在はほとんどがこの仕組みで電気を発生させています。

接続箱

太陽光モジュールで発生した電気を1つにまとめる役割があるのが接続箱です。厳密に言うとモジュールというのは太陽光パネルの単位であり、1モジュールごとに接続箱に電気を送っていきます。
なので、複数のモジュールから送られてくる電気を1つにまとめることで、後の処理をしやすいようにしてあげるのが接続箱の役割です。

集電箱

集電箱は文字通り、「電気を集める」役割があります。こちらは複数の接続箱から送られてきた直流電流をまとめてパワコンに送ります。

パワーコンディショナー

パワーコンディショナーは太陽光発電において非常に重要な役割を担っており、パワコンと呼ばれます。

一番大きな役割は電流の変換機能です。モジュール(パネル)で発電された電気は「直流電流」であり、事業所で使ったり、電力会社に売れるようにするためには「交流電流」に変換しなければなりません。つまりパワコンは、発電した電気を「使える電気」に変えることができるのです。

もう1つ、パワコンの重要な役割としてMPPT(Maximum Power Point Tracking)というものがあります。日射量と電力の間には複雑な関係があるので、太陽光モジュールは日射量によっては全ての光を電力に変換できない場合があります。電力は電圧×電流で求められるため、MPPTでは電圧と電流をうまくコントロールすることで出力電力を最大化してくれます。

【性能のいいパワコンの見分け方】
パワコンは直流から交流に電気を変換する際に電気をロスしてしまう場合があります。これを示す数字が変換効率といい、変換効率が100%に近いほど電気をロスしないので「性能がいいパワコンである」と言うことができます。パワコン選びの判断材料として頭に入れておくしておくことをお勧めします。

このようにパワコンは太陽光発電には欠かせない機械であり、その性能によって発電量が変わってくるのでしっかりと選んで購入する必要があります。

電力量計(メーター)

どのくらい電力を作り、どのくらい電力会社に供給したかなどを計測する機械です。この電力量計と事業所のモニターをつなぐことで、発電状況をすぐに確認できるようになります。

蓄電池

蓄電池は必要な時に必要な分だけ電気を送れるように、電気を一時的にためておくことができる装置です。太陽光発電の場合は太陽の出ていない夜になると発電ができないので、昼間に多く電気を作って蓄電池に蓄えておき、夜に使うということができるようになります。

その他

データ収容用のPCや表示装置というのは、電力計や気温計・日射計から受け取った発電量や、日射状況などの情報を「見える化」するためにとても便利な機械です。具体的には、遠隔管理装置エナビジョンなどがあります。

【エナビジョンとは】
エナビジョンとは、発電状況を24時間365日監視してくれるシステムであり、不具合などが発生した場合はすぐにユーザが確認できるようなものになっています。また、計測したデータはCSV形式で保存することができるので、分析などを行う際にあると嬉しい装置です。

まとめると産業用太陽光システムの電気は、

モジュール(電気を作る)

接続箱(電気をまとめる)

集電箱(電気をさらにまとめる)

パワコン(電気を交流にする)

電力量計(電気を計測する)

系統に送電する

というように流れていきます。

今回ご紹介した太陽光システムは産業用の中で最もメジャーな「系統連系型システム」というタイプです。投資用太陽光はこのタイプになります。他にも、作った電気を売買することなく自分で消費する目的の「独立系太陽光システム」などがあります。このようにどのような目的で太陽光発電を始めたいのかによって購入するべきシステムは異なるので注意してください。

メーカーによってどんな違いがあるの?

「太陽光システム」がどのように成り立っているかがなんとなくイメージできたでしょうか?ここからはシステムの具体的なメーカーを紹介していきます。

近年は技術の進歩により性能にはさほど違いがないとされていますが、メーカーによってアフターサービスなどが異なってくるため、購入前には比較する必要があります。誰もが知っている大手企業から、業界で強さを見せている企業、近年性能が上がってきている外国の企業までを簡単に紹介していきます。

やっぱり安心!大手電化製品メーカー

  • 三菱電機(国内シェア8%)
    海外で生産を行なっている企業が増えてきている中、全て国内での生産を行なっている堅実なメーカー。「高出力モジュール」と「高効率パワーコンディショナ」の組み合わせで、高い発電量を実現。
  • シャープ(国内シェア18%)
    1959年から太陽電池の開発を行ってきたため、高品質で安定したサービスを提供している。2018年には6インチサイズの単結晶シリコン太陽電池セルにおいて世界最高の変換効率25.09%を達成した。国内屈指の太陽光メーカー。
  • パナソニック(国内シェア20%)
    2019年の5月に中国のパネルメーカーと協業することを発表した。固定価格買取制度の変化に伴い、価格の最適化を目指しているため、今後はさらに安価なものが生まれることが予想される。
  • 京セラ(国内シェア20%)
    住宅用太陽光システムに特化しており、様々な屋根の形に対応しているため国内のシェアが20%に登っている。こちらも中国の大手電気自動車会社BYDと協業すると発表し、再エネ事業により一層力を入れているメーカー。

知るひとぞ知る!業界で注目されている太陽光メーカー

  • ソーラーフロンティア
    宮城県の工場で100%製造され、高品質で低価格な商品を実現している。CIS太陽光電池なのでシリコン系パネルに比べて発電効率がいいことから人気のメーカー。2019年、固定価格買取制度(FIT)の買取期間が終了した「卒FIT太陽光」の余剰電力買い取りサービスの事前登録受付を開始した。
  • Qセルズ(キューセルズ)
    耐久性が強く欠陥が少ないことから、ドイツではシェアNo.1を誇っている韓国の会社。海外に工場を持つため、値段も安い。より効率よく発電し、高品質で信頼できる製品をお届けするために、「Q.PEAK-G5.1」というパワコンを新発売した。
  • ソラキューブ
    創業80年という長い歴史を持つ株式会社明成商会が2013年に立ち上げたメーカー。積雪や塩害に強いなど、あらゆる環境で使える製品を提供している。
  • カナディアンソーラー
    カナダ発の企業だが、生産拠点は中国である。グローバルスタンダードにより低価格化を実現した。27ホールのゴルフ場だった旧・新美祢カントリークラブの跡地を活用し、カナディアン・ソーラーグループが日本でこれまでに開発した最大規模の太陽光発電所を設置するなど、日本への進出を積極的に行なっている。

このように太陽光システムには様々なメーカーがあり、再エネに対しての勢いや最新商品などでそれぞれの会社の個性が出ています。ぜひそれらを考慮した上で、自分にあったシステム選びをしてみてください。

編集後記

いかがでしたでしょうか。今回は産業用太陽光システムの仕組みとメーカーについて触れてきました。充実した太陽光投資を実現するために少しでも参考にしていただけると嬉しく思います。当社では無料の個別面談も設けておりますので疑問点などがありましたらご気軽にご相談ください。[/box]

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