PV システムの発電量が期待どおりではありませんか? オプティマイザー アプリケーションの構成ガイドを理解してください。 日本

太陽光発電の実用化においては、影の遮蔽、モジュールの向きの違い、モジュールの減衰などの問題により、システムの発電量が低下することがよくあります。研究によると、影の遮蔽により最大70％の発電損失が発生する可能性があることが示されています（出典①：NREL）。特に、特定のモジュールが影に覆われると、直列回路全体の電流と電力出力が大幅に低下します。そのため、太陽光発電オプティマイザーが誕生しました。内部のDC-DC制御回路を介して問題のあるモジュールの出力電流を調整し、他のモジュールとの電流マッチングを実現し、ミスマッチによる発電損失を効果的に低減します。次に、この記事では、太陽光発電オプティマイザーの具体的なアプリケーション要件と、在庫発電所と新設発電所で提供されるソリューションについて詳しく説明します。

既存発電所の発電量増加に向けた主な対策

すでに稼働している太陽光発電所にとって、太陽光発電オプティマイザーの設置は間違いなく重要なアップグレード戦略です。この技術は、システムの発電量を大幅に増加させるだけでなく、発電所の長期にわたる安定した運用を強力に保証します。以下に、いくつかの典型的な適用シナリオを示します。

古い発電所の改修（新しいモジュールの交換なし）

長年稼働している古い発電所の中には、モジュールの老朽化、性能低下、作業環境の変化などにより、発電量が低下するケースが多くあります。研究によると、老朽化し​​たモジュールの発電効率は最大20％低下する可能性があり（出典②1：IEA）、深刻なモジュールミスマッチ問題を引き起こします。オプティマイザーを導入することで、この問題を解決し、失われた発電量を最大限に回復できるだけでなく、モジュールレベルの監視機能を通じてモジュールの動作状況をリアルタイムで監視し、問題のあるモジュールを正確に特定し、運用とメンテナンスの時間を節約することができます。

古い発電所の改修（すべて新しいモジュールに交換）

通常、2018年以前に完成した発電所では、古いモジュールを最新のモジュールに交換する予定です。新しいモジュールを交換すると、モジュールサイズの変更により影の閉塞（下図参照）が発生し、電力損失が発生する可能性があります。盛高のプロジェクト経験によると、最適化技術を使用したシステムは、影の閉塞に直面しても総合的な発電量を大幅に増加させることができ、平均で15％以上増加します。

過去に完成した発電所のモジュールはサイズが小さく、より大きな新しいモジュールに置き換えられたため、特定の影の遮蔽が発生しました。

旧発電所の改修（新モジュールの部分的な交換）

モジュール製造の急速な発展に伴い、古い発電所のモジュールが損傷したために交換する必要がある場合、元のメーカーが同じ仕様のモジュールをもう生産しないというジレンマに直面することがよくあります。損傷したモジュールのみを現在の市場で人気のあるモジュールに交換すると、同じモジュール列で不一致の問題が発生する可能性があります。この問題を解決するために、オプティマイザーをインストールすることがより経済的で効果的な選択肢となり、不一致を効果的に排除して発電所の効率を確保できます。

影の統治

太陽光発電所の寿命は通常25年までで、運用中に周囲の環境が変化する可能性があります。たとえば、新しい建物、移植された木、屋根の新しい機器は、太陽光発電モジュールの影の遮蔽問題を引き起こす可能性があります。この場合、オプティマイザの適用が特に重要です。オプティマイザ技術を採用することで、影の遮蔽がシステムの発電に与える影響を大幅に軽減し、影による電力損失を回復することができます。

新規設置発電所の最適構成提案

太陽光発電所をまだ設置していないユーザーにとって、太陽光発電オプティマイザーを事前に設定することも非常に重要です。発電所の計画と設計の開始時にオプティマイザーを考慮に入れて、建設の最初から発電所が効率的で安定したインテリジェントな発電能力を持つようにする必要があります。次のシナリオは、太陽光発電オプティマイザーの設置に特に適しています。

複雑な屋根構造

PV プラントの建設開始時に、屋上 PV 設備の規模を決定する主要な要因の 1 つは、屋根の向きです。同じストリング内のモジュールは 2 つの異なる方向を向いているため、一定の電力損失が発生します。PV オプティマイザーを使用すると、同じストリング内の他のモジュールとは関係なく、各モジュールが最大電力点で動作し、屋根面積を最大限に活用できます。

影の遮蔽の問題

屋根の周囲に影があると、太陽光発電システムの発電量が減少する可能性があります。木や電線によるわずかな影でも、プラント全体の発電量に大きな影響を与える可能性があります。PV オプティマイザーは、モジュール レベルの MPPT 最大電力追跡を使用して、ブロックされたモジュールを個別に最適化し、システム全体の発電量を増加させます。

自然環境は変化する

灰の堆積、鳥の糞、積雪などの一般的な環境要因も、太陽光発電所の発電に大きな影響を与える可能性があります。屋根がある地域の自然環境が不安定な場合、太陽光発電が期待どおりに機能しない可能性があります。オプティマイザーを設置すると、これらの課題に効果的に対処し、安定した発電を確保できます。

安全性と保守性の要件

太陽光発電システムは、連続的に電圧を生成するという特徴があります。故障、火災、その他の重大な状況が発生した場合、低電圧で安全に遮断できない太陽光発電システムは、潜在的な安全上の危険を伴います。太陽光発電オプティマイザーは、モジュールレベルの監視を通じて潜在的なリスクを適時に検出し、15秒以内に迅速なシャットダウンを完了し、電圧を安全なレベルまで下げて、太陽光発電システムと運用保守担当者の安全を確保します。

まとめると、PV オプティマイザは、PV システムの発電量を増やし、安全性とメンテナンスの容易さを確保する上で重要な役割を果たします。稼働中の PV 発電所でも、未導入の PV 発電所でも、特定のシナリオでオプティマイザをインストールするのは賢明な選択です。

source ① NREL PV パフォーマンス ：https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
source ② IEA太陽光発電システムプログラム ： https://iea-pvps.org/