太陽光発電投資で使用するパーツについて〜発電に関わる重要部材

太陽光発電は発電した電気を売って利ざやを得る投資です。つまり太陽光発電の施設を保有することになります。その発電施設には、ソーラーパネル、分電盤、パワーコンディショナーのほか、パネルを乗せる架台、ケーブル、フェンスなどにが必要になりますが、今回は電気に関わる重要部材についてまとめてみます。

太陽光投資の利益を作る魔法の板「太陽光パネル」

最近では一般家庭の屋根の上や、ちょっと郊外に行くと道端でも見かける(=野立て太陽光発電と呼ばれています)太陽光パネルですが、実は種類がいくつかあります。パネルの種類と特徴を見てみましょう。

シリコン系

シリコンはケイ素(自然体ではケイ石)を化合してできたもので、普通に生活しているとよく見る素材です。そのシリコンを原料にして作られた太陽電池があります。昔からあって太陽光パネルのなかでも有名で、今でも一番スタンダードなパネルになっています。このシリコン系の中でも、さまざまな種類があります。そのうち主力として使われているのが、結晶系です。結晶系のなかでも、単結晶と多結晶の二種類に分かれます。

単結晶系の太陽電池

単結晶系の特徴は、シリコン系の中でもエネルギーを電気へ変換する効率が15~20%と高いことが挙げられます。なぜなら単結晶は、シリコンの原子がきれいに並んでいて、純度の高いものを用いているためです。

変換動作も安定していて耐久面にも優れています。このシリコン系単結晶が、現在の太陽電池の主流になっています。唯一のデメリットとしては、ちょっと値段が張るところでしょう。

多結晶系の太陽電池

もうひとつの多結晶系は、複数のシリコンの結晶をあわせて作られています。つまり単結晶のように純度が高くないため発電効率は少し落ち、変換効率は一般的に14~16%程度と言われています。

しかし、単結晶系よりもコストがそれほど高くないのがメリットなので、結果的に単結晶系と同じように普及率が高くなっています。こういった結晶系以外にも、シリコンの使用率を抑えた薄型のアモルファスや、単結晶とアモルファスを組み合わせたハイブリッド式もあります。

化合物系

耐用な化合物を原料にした太陽電池です。その原料によって、CIS系やCdTe系、III-V系などに分けられます。この中でももっともポピュラーなのはCIS系で、銅、セレン、インジウムなどを原料にしています。

シリコン系と比べて発電効率は少し落ちますが、高温や影がかかっても発電量の減りが少ないので、天候に影響を受けない点や、量産しやすいという点がメリットです。

有機物系

有機物でできた太陽電池で、太陽電池の種類としては新しい方であり、まだ実用化されていませんが低コストで、より薄い電池になることが期待されています。

以上3つのうち実用化されているのは①シリコン系と②化合物系の一部で、有機系や他の化合物系は現在研究段階であると言えるため、まだまだ導入は限られています。パネルを選択する場合には、コストや効率などそれぞれのメリット、デメリットを踏まえて考えると良いでしょう。

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ソーラーフロンティア、パナソニック、三菱電機、シャープ、京セラ、長州産業、カネカ、東芝、フジプレアム など

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家庭用でも投資用でも必要な「パワーコンディショナー」

パワーコンディショナー(パワコン)は、発電によって生まれた電気を直流から交流に変換する役割があります。この変換によって、家庭用では発電された電気を家庭で使えるようになり、 投資用(産業用)は電力会社へ送電できるようになります。

パワーコンディショナーメーカー 一覧

パナソニック、オムロン、安川電機、田淵電機、新電元、ダイヤモンド電機、SMA など

各家庭でも太陽光投資でもみられる「分電盤」

分電盤はパワーコンディショナーで直流から交流に変換された電気エネルギーを、電力会社の電力網へ送るための機器です。住宅用の分電盤では電気を安全に使用するための漏電遮断器(漏電ブレーカー)や配線用遮断器(安全ブレーカー)が取り付けられており、単純に「ブレーカー」とも呼ばれたりします。

ちなみに新築で住宅に太陽光発電システムを設置する人は、通常の家庭用分電盤と1つにできるので、HEMS(ヘムス)に対応しているものを選ぶべきです。家のなかもすっきりして、電気の管理も楽になります。

HEMSについて

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パネルが発電してもこれがなきゃ電気を送れない「電線」

いろいろな設備をつなぐ売電するにも大事な電線ですが、この記事の中で間違えると一番危険な部材かもしれません。一歩間違えると大損害! では、なにに注意する必要があるのでしょうか?

電線でいちばん大事なものは太さです。もしも取り扱う電力よりも許容値が低い、細い電線を使ってしまった場合、発熱して火災を引き起こす可能性があるからです。野外に設置される太陽光発電施設には、屋外用(CVケーブルや HCVケーブルと呼ばれるもの)の電線を用いる点も注意が必要です。

屋内と屋外で違うのは紫外線です。通電すると熱を帯びる電線に紫外線があたってさらに高熱になり、電線のコーティングが溶解しそこから腐食や発火など危険が多いので、しっかりと確認する必要があります。

50kW以上の発電施設に必要になる「キュービクル」

50kW以上のパワーコンディショナーを積んでいる太陽光発電所が、電気会社に電気を買ってもらうとき「高圧連系」になることが決まっています(ちなみに一般家庭なども含めて、50kW未満のパワコンを積んでいる場合は、「低圧連系」といいます)。その高圧連系の際に必要となるのがキュービクルと呼ばれる設備です。ではキュービクルとはいったいなんなのでしょうか?

キュービクルは、だいたい誰でも一度は見たことがあるかもしれません。例えばビルの屋上や、地下の駐車場に置かれている小型の変電施設をキュービクルといいます。これは一般家庭にないのは、高圧電流をそのまま受けておらず、変圧済みの電気が流れてきているからです。

ビルや少し大きい施設で見かけるのは、変圧されてない高圧電流を受け取り、キュービクルで変圧をして施設内で使用できるようにしているからです。このほうが、多く電気を使う場合は、安い電気代で済みます。

太陽光発電所の場合はこの逆で、高圧電流として電気会社の系統へ流すためにキュービクルが必要になるというわけです。通常は屋内におかれることを想定されて作られているキュービクルを屋外に置く場合は、雨風や環境によって塩害予防、積雪予防など施す必要があります。ちなみにパワコンと一体型になった機材もあります。

編集後記

電気に関わる部材を書いても、いろいろなものがあります。

それぞれを集めるのは大変ですから、太陽光発電投資を始めようというかたは、パッケージ商品からいい物件を探し当てて購入することをオススメします。ただ、その際も知識があるかないかで大きく違いますので、ぜひこの記事のことを覚えておいてください。

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