元太陽光発電システムメーカー勤務の、平凡OLの沙良が、省エネ、節電に挑戦!! お小遣いを含め500万円を目指し奮闘します。 太陽光発電のマル秘裏話から、沙良の省エネ奮闘記。

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冬の太陽光発電システム

太陽の光で電気を作る、太陽光発電システムですが、

やはり冬の発電量は気になりますね。

暑いより、涼しいほうが発電効率は良いのですが、


問題は積雪のときの発電でしょうか?

モジュールに雪が積もってしまえば発電はしなくなってしまいます。

設置されてる方の大半が今の時期は頭を悩ませているのでしょう!!

特に厄介なのが、パウダースノーよりも氷です。

雪がモジュールより落ちても、氷が表面にあり凍ってしまっていたら、

発電量は期待できません。

もっと、危険なのは凍った氷が膨張しモジュールとモジュールを

押し広げて、破損させてしまう事例です。

氷が膨張する力は、かなり強いのです。水道管だって破損させるわけですから!!


モジュールの周りに電熱線を通し、発熱させて雪を溶かして落とせるか?という

実験をしたことがあります。

結果は、電熱線の電気を強くするとモジュールにも悪影響を

与えてしまう。

弱くすると、雪は溶かせないし周りのみになって意味のない状態に!!

一番良かったのは、単純に傾斜角度を可変型にするという事でした。


夏場は、傾斜角度は低めにしても問題はなく、

冬場は、天候により可変させる。


日々、研究開発されています。これからに期待しましょう。




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ソニー、高容量6.0kWhの業務用蓄電池を発売……太陽光発電と組み合わせ“自立型蓄電”実現

ソニー、高容量6.0kWhの業務用蓄電池を発売……太陽光発電と組み合わせ“自立型蓄電”実現


ソニーは24日、商用電源のない環境でも、太陽光発電と組み合わせることで

“自立型蓄電システム”を実現できる、高容量6.0kWhの

業務用蓄電池『ESSP-3005/18P』を発表した。

3月1日より販売を開始する。価格はオープン(市場推定価格は300万円前後)。


ソニーの業務用蓄電池は、オリビン型リン酸鉄リチウムイオン二次電池を搭載し、

10年以上の長寿命と高い安全性を実現したのが特徴。

また、ブレーカー(配電盤)工事やパワーコンディショナー(交流変換器)の

取り付けなど、太陽光発電システム設営時の複雑な電気工事が必要なく、

太陽光パネルと直接接続できる。

これにより、建設現場や農業用ハウス、ロッジ、災害発生時の

仮設住宅などでの電源用途として活用できる

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20130124-00000040-rbb-sci

今までの蓄電池の問題点の、10年以上の長寿命と高い安全性を実現できたと

すれば、かなり興味ある商品ですね。

モジュールの製造工程

モジュールの製造工程を知っていますか?

モジュールの原理などは、以前のブログ「モジュールの原理その1」 から

見て頂くとして。


今日は、製造工程のお話。

「モジュールの原理その1」でモジュールは、

「pn接合は、p型半導体にn型半導体を合わせる」と説明しました。

実際は、言葉にして言えるように簡単ではありません。

p型シリコンインゴット  スライス   p型シリコンウェハー   受光面テキスチャー処理 

  ドナー不純物ドーピング、不純物の拡散pn接合形成   反射防止膜層の形成 

 表面・裏面電極の印刷、焼成   特性評価・選別 

 モジュール化 

以上のような流れとなるのです。

p型のシリコンインゴットをスライスしたウェハーに、n型をつくるドナー

を高密度にドーピングし、温度を上げて不純物を拡散、p型をつくるアクセプタの

密度より高くすることによって、表面付近を実効的にn型にして、

pn接合をつくる方法が取られている。

n型は、p型の表面に高密度のドナー不純物を添加したごく薄い層

なので、シリコン太陽電池の大部分はp型になるのです。

続く。





販売代理店の嘆き

今日の朝、8時頃、太陽光発電システムの販売代理店の

社長さんから電話があった。

少しお話がしたいということで、お昼に会うことになった。

この、太陽光発電システムの販売代理店さんは、太陽光取り扱い年数も15年近くになり、

最近のブームで始めた業者さんではありません。

支店も、各地にあり割と規模の大きい会社でなないかと思います。


お昼に待ち合わせの場所に行くと、もう一人男性を連れてきていました。


結論から言うと、販売実績の伸び悩み、これから先の経営方法など、

かなり悩んでおり、話がしたかったようなのです。


これから先の太陽光業界はどうなるのか?


かなり心配されていました。需要があるから伸びていくと考えるのは素人考えで、

現在は、完全に値崩れ状態であり、

メーカー側の立場から言えば、言い難いが、

まったく意味不明な業種の方達までもが、取扱いしてる有様。


語弊に聞こえたかもしれないが、違った業種の方が取扱いをすることは、

悪いことではありません。

しかし、知識がない、無さすぎる、太陽光発電の基礎知識すら覚えていないのです。

それが、大問題。

結果、迷惑するのは、お客様とか優良な業者。


この事が、私自身も気になっており、このブログを始めた理由の一つでもあります。


この先、おそらく小さい業者、知識、実績のない業者は淘汰されるでしょう。


事実、年末より太陽光業界を泣く泣く撤退してる業者さんを数社知っています。


撤退理由は、価格争いで勝てないのが大きな理由。


値崩れしてしまえば、利益も取れず価格でも勝てなければ仕事もありません。

メーカー直接仕入れしてれば、まだしも、小さい業者では不可能です。


小さい業者では、太陽光発電だって、元請けからの仕入れとなるので、

厳しいのは、解りきった事なのです。


今日、お話した業者さんは規模的には大きいので、撤退はないでしょうが、

これから先の数年間は厳しい経営となるでしょう。


もう、

太陽光で儲かります。

余った電気は、高く売れます。

脱原発。

太陽光のことなら〇〇〇へ、なんて言って契約できる市場ではなくなってきています。











太陽光発電「高すぎる」買い取り価格 13年度から値引き下げへ

太陽光発電「高すぎる」買い取り価格 13年度から値引き下げへ

再生可能エネルギーで発電した電気の固定価格による全量買い取り制度で、

経済産業省は太陽光発電の買い取り価格を、2013年度から引き下げる方針を固めた。

 2012年度に導入した太陽光発電の買い取り価格は、1キロワット時42円。

これを37円前後に引き下げるという。太陽光発電の買い取り価格は当初から

「高すぎる」と批判があった。

■太陽光パネルが値下がりした

 経産省は2013年1月21日の調達価格等算定委員会で、

13年度の買い取り価格を議論。太陽光発電の価格は、太陽光パネルなどの

設備価格の値下がりを反映してやや引き下げ、また風力発電や地熱発電などは

導入実績が少ないことなどから、価格を据え置く方針を固めた。

 再生可能エネルギーでつくった電力は電力会社が固定価格で全量を買い取る。

買い取り価格の算定は、発電設備の建設費や運営費などに加え、

利益率を原則6~8%上乗せして決めるが、普及を促すために利益率を

高めに設定していることから、年度ごとに見直すことにしている。

 12年度に1キロワット時42円としている太陽光発電の買い取り価格は、

「実態調査をすると太陽光の発電設備の価格は相当下がっている。

(13年度は)30円台後半に引き下げることができる」、茂木敏充経済産業相はそう述べた。

 背景には普及の拡大と、太陽光パネルの値下がりがある。

なかでも、世界シェア7割を占めるとされる中国勢の供給超過による

「値崩れ」の影響は大きい。

 経産省の試算によると、住宅用太陽光発電の設備費用は、

12年度は1キロワットあたり46万6000円を想定していたが、

12年10~12月は42万7000円だった。

メガソーラー(大規模太陽光発電所)も32万5000円から28万円に下がった。

土地代や修繕費は据え置く見通しだが、これらを反映した場合の買い取り価格は

1キロワット時37円前後になるという。

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20130122-00000004-jct-bus_all

大型太陽光の固定資産税

7月1日よりスタートした、全量買取り。

太陽光発電システムの10KW以上のシステムが42円で20年間の買取りとなります。

全量買取りと言っても、余剰電力でも可能です。


忘れてはならないのが、全量買取りの場合、事業収入とみなされ

固定資産税がかかります。

この、固定資産税を知らない業者さんや設置されるお客様がいらっしゃいます。


購入金額の1.4%が法定償却年数17年かかります。


市町村の納税の担当者でも把握できていない事もあり、

設置される方が、確認してみることをお奨めします。


ある市町村では、自宅に設置する場合、後付けなどの架台固定の場合は固定資産税は

必要なく、新築で屋根材一体型の場合、必要となるとのこと。


当然、アパート、野立て、会社などは、かかりますとの事でした。


7月のスタート前には、固定資産税は掛かると説明を受けたのですが、

少し違ってきたりしているようです。


各、市町村で必ず、確認してください。




忘れてはいけません。次世代の太陽電池素材

現在シリコンが主流の太陽電池ですが、

変換効率の理論値などは既に28%くらいとされ、

日々研究開発されています。

量子ドット太陽電池、タンデム型太陽電池、など、高い変換効率が期待されますが、実用化され、

一般家庭用になるまでには、まだまだ時間が掛かりそうです。


ここで、忘れてはならないのは、モジュールの原材料。


地球にやさしい、脱原発などを掲げていますが、

モジュールを製造するにあたり、貴重な地球の資源を使っている事は、

忘れてはいけません。


毎日、売電できた、発電した、だけのレベルでも良いのですが、

資源は永久ではなりませんよ。


これでは、地球環境に関して文句など言えないと、私はいつも思います。


いつの時代も問題とされています。石炭、石油・・・。

結局一緒なんですよ!!



クラーク数

地球上の地殻表層部(地表部から海面下10マイル(約16km)までの

気圏0.03%、水圏6.91%、岩石圏93.06%)に存在する元素の割合を

質量パーセントで表した指数。

この近く表層部の質量は地球全質量の約0.7%にあたる。

順位 元素 クラーク数

1   酸素8O       49.5
2   ケイ素14Si     25.8
3  アルミニウム13Al   7.56
4  鉄26Fe        4.70
5  カルシウム20Ca    3.39
6  ナトリウム11Na    2.63
7  カリウムK 2.40    2.40
8  マグネシウム12Mg   1.93
9  水素1H        0.87
10  チタン22Ti     0.46
11  塩素17Cl      0.19
12  マンガン25Mn    0.09
13  リン15P       0.08
14  炭素6C       0.08
15  硫黄16S       0.06
16  窒素7N       0.03
17  フッ素9F      0.03
18  ルビジウム37Rb   0.03
19  バリウム56Ba    0.023
20  ジルコニウムZn    0.02
21  クロム24Cr      0.02
22  ストロンチウム38Sr  0.02
23  バナジウム23V     0.015
24  ニッケル28Ni      0.01
25  銅29Cu        0.01
26 タングステン74W    0.006
27 リチウム3Li      0.006
28 セリウム58Ce     0.0045
29 コバルト27Co     0.004
30 錫50Sn        0.004
31 亜鉛30Zn       0.004


シリコン太陽電池モジュールは、どの材料からかは、解りますよね?

パワーコンディショナーの子供への悪影響

最近、ブームとなって加熱しています。

大型の太陽光発電システムです。

大型とは、10KW以上のシステムになりますので、設置場所も広くなくては、

なりません。

この、大型のシステムに関して、トラブルが少し報告されてきています。


以前より、あったことは事実なのですが・・。


この問題とは、パワーコンディショナーから発生する周波数。

電磁波というか、頭痛を起こしてしまうのです。

キーンといった音が聞こえて、頭が痛くなるようなのです。


これは、子供に多くみられる症状。


大人になれば、敏感の方以外は聞こえてきません。

鼓膜が固まるとかで、小さな子供に聞こえるのです。


ニュースなどで、コンビニの前に座り込んでいる、若者対策で

モスキート音を発生させるという事がありました。

嫌な音が聞こえてくるので、その場を離れるといった効果があります。


パワーコンディショナーでも、同じ状態。

一般家庭用のパワコンでは、さほどではありませんが、

産業用のパワコンになれば、台数も多くなり、

周りの環境も影響してきます。


アパート、学校などの公共施設などは注意しなければなりません。


大人には聞こえませんから!!


対策としてパワコンの設置場所の選定を見直す、設置前に考慮しておく。

パワコンの周りに、防御するボードで囲むなどになります。

専用のボードがあると思いますので、ご確認を。

国民生活センターが、ソーラーパネルからの落雪の危険性を警告

国民生活センターが、ソーラーパネルからの落雪の危険性を警告

国民生活センターは12月27日に、太陽光発電用のソーラーパネルからの

落雪による危険性を警告するリリースを公開した。

リリースによれば、ソーラーパネルからの落雪による負傷や

家屋の破壊の相談が増えており、前年同期を上回っているという。

相談の大半は積雪がある12月から3月の間に寄せられている。

また、地域では甲信越地方が突出して多く、北海道や東北が続いている。

 公開された事例では、落雪が家族の頭上に直撃してむち打ち症になった例や、

落雪が隣家のテラスを破壊した例、物置やサンルームの屋根を

破壊した例など、ソーラーパネルからの落雪が想像以上に

危険を招いている例が多い。


国民生活センターでは、次の4点を問題点として指摘している。

・パネル上を滑り出た積雪は、一般的な屋根に比して、遠くまで落下する

・普段降雪の少ない地域ほど、パネルに落雪止めの処置を行なっていない

・都市部で設置するパネルほど、近隣被害が起きる可能性が高い

・パンフレットや取扱説明書に、落雪の危険性の記載や説明が不足している


http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20130107-00000003-impress-ind

太陽電池モジュールの原理 その2

太陽電池モジュールの原理 その2


pn接合によるバンドの変化


p型半導体とn型半導体の話は前回 「太陽電池モジュールの原理 その1」

簡単に説明しました。

では、p型半導体とn型半導体をくっつけた直後は、どうなるのでしょうか?

pn接合界面付近では、n型側の電子濃度がp型側より高いので、

電子は濃度の低いp型側に拡散。

同じく、p型側のホールがn型側に拡散します。

p型側に拡散した電子は少数キャリアです。

多数キャリアであるホールと再結合し、プラスに荷電したイオン化アクセプタを残します。

逆に、n型側に拡散したホールは電子と再結合し、

マイナスに荷電したイオン化ドナーを残します。

アクセプター にはIII族やII族など、一般に半導体を構成するIV族より

最外殻電子が少ない元素が使用されることが多い。

ドーピングされたアクセプター原子は、IV族原子と結合する際に負帯電し、

不足する電子を擬似的に正電荷を持った荷電粒子である

正孔(ホール)として放出する。この正孔がキャリアとして伝導に寄与する。

このような原理から、電子を「受け入れる」ものの意味でアクセプターと

名づけられている


n型側に拡散したホールは電子と再結合し、マイナスに荷電したイオン化ドナーを残す。

再結合すると、pn接合界面にはキャリアのいない領域ができます。

空乏層にはプラスとマイナスの電荷が残り、電位差をもたらす。

p型側の電子は、この電位差によってn型側に向かい(ドリフト)、

n型側のホールも、電位差でドリフトしてp型側に向かいます。

濃度差による拡散とドリフトがつり合ったところで拡散は止まり、

p型とn型のフェルミ準位が一致します。



太陽電池モジュールの原理 その3に続く。

太陽電池モジュールの原理 その1

太陽電池モジュールの原理 その1


太陽電池モジュールの原理は、知っていますか?

「光があたって電気が起きる」

このくらいのレベルならば勉強し直した方がいいでしょう。


詳しくお話しすると、結構長くなると思いますので、少しずつ更新していきます。


まずは、太陽電池モジュールですが、

P型半導体とN型半導体という2種類の半導体を使って電気を起こします。

この半導体とは、電気をよく通す電気伝導体や通さない絶縁体に対して、

それらの中間的な性質を示す物質です。

これに光をあてると、プラスとマイナスの電荷が生じます。

この電荷を分離してやれば、外部回路に電気が取りだせるという事。


以前の「太陽電池とバンドギャップ」というブログを書きましたので、

これから、説明する前に一度、読んで確認してください。


さて、ただし、この半導体に光をあてれば、単純に電気が取り出せるというわけでもなく、

あることを作っておかないといけません。

この、あることとは、pn接合ダイオードです。

半導体にはp型とn型とがあって、この組み合わせを使って電気を作るのです。


では、P型半導体とN型半導体とは、なんでしょうか? わかりますか?


p型半導体とは、電圧がかけられると正孔の移動によって電荷が運ばれる半導体。

価数の少ない元素をドーピングすることで作ります。

シリコン(4価)の結晶にホウ素などの3価の原子を混ぜることでp型となる。


n型半導体とは、電圧がかけられると伝導電子や自由電子、ほとんど

自由な電子とも呼ばれる電子の移動によって電荷が運ばれる半導体。


価数の多い元素をドーピングすることで作ります。

シリコンやゲルマニウム(4価の元素)の結晶に、ヒ素などの5価の原子を混ぜることでn型となる。


このドーピング とは、ドープとも言いますが、結晶の物性を変化させるために

少量の不純物を添加すること。


これで、作っていくわけです。


ちなみに、半導体にドーピングされる不純物のことを、ドーパントといいます。


あと、太陽電池を学ぶときに覚えておいてほしい言葉がもう1つあります。

それは、キャリア。

キャリアとは、半導体中の、電荷の移動の担い手である伝導電子と正孔は合わせてキャリアと

呼ばれます。

これら2種のキャリアに、電圧を加えることで互いに反対方向に移動し、

継続的に流れれば電流となります。

多数キャリアとは、n型半導体中の電子、およびp型半導体中の正孔。
少数キャリアとは、n型半導体中の正孔、およびp型半導体中の電子。


非常に簡単に説明すれば、

この、半導体に光をあてるとプラスとマイナスの電荷のペアができ、pn 接合というしかけをつくると、

プラスとマイナスが分かれて電気を取りだせる。

N型半導体は(-)が集まり、P型半導体は(+)が集まる。

N型とP型の間に電圧が、生まれ、両方の電極に導線をつなげば、

電子(-)がN型からP型に、正孔(+)はP型からN型に流れ、

電気が取り出せるということです。


今回は、簡単に説明を書きましたが次回からもう少し詳しく説明していきます。


pn接合によるバンドの変化

界面でキャリアの拡散

pn接合に順方向電圧を加えたときの変化

順方向特性、順方向電流

逆方向特性、

pn接合に逆方向電圧をかけたときのバンドの変化

光キャリアの生成と、裏面障壁(BSF)構造

パシベーションの再結合速度

などなど

少しずつ更新していきますね。


モジュールの原理その2へ















年明けから。

いつも、沙良のブログに訪問して頂きありがとうございます。


年末のブログにも書きましたが、

昨年は、多くの方に訪問して頂きたくて、

太陽光発電システムに関するブログの内容があまりにも

初歩的な内容になっていました。


今年は、自分の書きたいことを書こうと思います。


年明けより、初歩的な内容で、数回更新していますが、

これから、突っ込んだ内容にしていきます。

よろしくお願いします。

ホンダソルテックの並列接続はソーラーフロンティアやシリコン系では出来ないのか?

ホンダソルテックの並列接続はソーラーフロンティアやシリコン系では出来ないのか?

こんな質問を度々頂きます。


私の答えとしては、詳しくは解らないのでメーカーに聞いてください。

確実な事を言わないと、私が言ったことで、事故が発生する可能性も

ありますから。不確かなことは言えません。

参考までにはお話は出来ます。

ホンダ太陽電池モジュールは、1枚280V(HEM125PA 公称開放電圧)と高電圧のため、

全並列接続が可能。

そのため、電圧を調整する昇圧器が不要で、各方位に対して異なる枚数の設置が

容易となります。

限られたスペースを有効的に使うことができるという利点があります。

発電素子の構造と高電圧モジュールのため、全並列接続方式で、

1枚のモジュールに影がかかっても系統全体の電圧には影響しない、

部分影に強い安定した発電力を実現できるとメーカーは説明しています。

太陽電池モジュールを並列接続、直列接続した場合の出力変化

並列接続の場合:太陽電池のプラス同士、またマイナス同士を接続することにより、

最大出力電圧を変化させることなく、最大出力電流は2倍の値を得ることが可能となります。
(電圧一定、電流2倍)

直列接続の場合:太陽電池の一対のプラスとマイナスを接続することにより、

最大出力電流を変化させることなく、最大出力電圧は2倍の値を得ることが可能となります。
(電圧2倍、電流一定)

直列接続にした場合、そのうちの一つのセルに影がかかった場合、

太陽電池はまったく発電できません。

例えば、一つのセルが葉っぱで半分しか光が当たらない場合は

全体の出力も半分になってしまいます。
それに対して、並列接続の場合は影がかかっている部分以外は出力できます。

太陽電池面積の1割だけ光が当たらない場合は9割の出力が可能になります。

以上が、ホンダソルテックの強みでしょう。

CIS,CIGSについては、起電圧が高いため、接続箱への一回路のシステム構成自体が、

ホンダソルテックは、完全並列回路です。

ソーラーフロンティアは数枚を直列で接続し、その後並列接続でシステムを形成します。

当然ストリングコンバータは必要ありません。

大きな違いは、完全並列接続か、そうでないのかの違いになります。

ちなみにホンダとフロンティアのパワコンは中身は一緒です。

シリコン系では化合物系パネルに比べ起電圧が低いため接続箱までの

システム構成が直列回路ですから 厳しいでしょうね

フロンティアに関しても考えたことなかったですが、数枚を直列で接続し、

その後並列接続してますから、 どのように影響するか?ですね。


太陽電池とバンドギャップ

太陽電池とバンドギャップ


太陽電池などの半導体には、禁制帯を真ん中にし、

価電子で満たされた価電子帯と、通常、電子の存在しない伝導帯とに分かれます。

サンドイッチのような感じと思ってもらえればいいかと。

価電子帯では電子は動くことは不可です。

ただし、外部からエネルギーを受け、禁制帯を移動し伝導帯に入ると、

自由電子となり電流が流れるようになります。

この、禁制帯の幅をバンドギャップと言います。

光エネルギーで価電子帯の電子を伝導帯に移動させる、

これにより電流を生じさせて電気を作り出すのが太陽電池というわけです。


ただし、入射光の光子エネルギーが、バンドギャップより小さければ、

価電子帯の電子は伝導帯に移動することができず、半導体は光を吸収しません。


逆に、入射光の光子エネルギーがバンドギャップより大きくなると、

価電子帯の電子は光のエネルギーをもらって伝導帯に移動でき、

価電子帯にホールを残すことができます。

半導体のバンドギャップを超える光子エネルギーの光は吸収されるわけです。


エネルギーの大きい短波長の光を吸収するときほど、高い電圧が得られます。

しかし、バンドギャップが大きくなると、利用できる波長範囲が狭くなります


光の波長とエネルギーは反比例することになります。

このため、入射光の波長がバンドギャップに相当する波長より

短いと光を透過しなくなくなるのです。

系統連系とは。

系統連系とは。

太陽光発電を設置している方は当然、聞いたことがありますよね。

前回のパワーコンディショナーの変換効率などと同様に間違った知識や

知ったかぶりは、もうやめましょう。

パワーコンディショナーからの出力を送電網(電力線系統)に繋ぎ、

太陽光発電の電力を電力会社に売電(供給)するのが、逆潮あり系統連系と言います。

逆潮流とは、通常の電力の流れとは逆の流れがありますよという事。

水の流れと同様に流れの強い方向に電気は流れます。逆流という事です。


この系統連系は、電圧や、周波数と位相の整合を考慮しなくてはなりません。

交流の周波数と位相が違うと繋げないのです。

波が合わないとダメという事です。


知ってましたか?


交流は、時間とともに正弦波の形でプラス・マイナスが変化するのです。

この繰り返し頻度を
周波数

マイナスからプラスへの変化のタイミングを、 位相



パワーコンディショナーの変換効率 その2 で交流のことを説明してありますので

1度見てみてください。


もし、系統がプラス時に、インバータ出力がゼロだと、系統の電圧をショートしてしまいます。

系統がゼロのときにインバータ出力がプラスであれば、インバータが壊れてしまいます。


パワーコンディショナーの変換効率 その1でも、説明しましたが、

インバータは直流を交流に変換するとき、トランジスタのスイッチで極性を切り替えて

います。

この切り替えのタイミングを送電網から交流位相検出し、タイミング信号を発生させ

この、タイミング信号に合わせるようにすれば、周波数、位相ともに

そろうという仕組みになっています。





パワーコンディショナーの変換効率 その3

パワーコンディショナーの変換効率 その2で 

直流、交流の違いがわかりましたか?

では、この変換効率は、どのようにしたら効率良く変換できるのでしょうか?


私が、個人的にすばらしい技術と思っているのが、

三菱電機製のパワーコンディショナーでしょう。

4KWタイプのPV-PN40Gでは、97.5%の変換効率となっています。

どうして、こんなに変換効率が高いのでしょうか?


これは、三菱電機独自の階調制御インバータ方式によって高い変換効率を

実現しています。



階調制御インバータ方式とは、3台のインバータ(従来は1台)を

組み合わせて疑似正弦波を直接生成するという技術。

インバータとは、パワーコンディショナーの変換効率 その1

説明してあるので見てみてください。

このパワーコンディショナーは,チョッパ回路,インバータ,出力フィルタから

構成されています。

インバータ部は主インバータと二つのサブインバータの直列回路から成る

階調制御型インバータの構成となっている。

このパワーコンディショナには,階調制御型インバータ技術,

専用のMOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)

パワーモジュール,主インバータからサブインバータへの電力供給を可能とする技

術が適用されている

電圧の異なる3台のインバータを組み合して交流に近い疑似正弦波を直接生成するという事。


従来品のインバータの出力波形

img_01.gif



階調制御インバータ方式の出力波
img_02.gif


家庭用交流の正弦波の波形にしてしまうのです。



そのため、高い変換効率が実現できているのです。


いかに効率よく、波にできるか?

交流の波にパワコンからの波を乗せられるか?

なんです。


パワーコンディショナーを理解しよう その1へ続く

パワーコンディショナーの変換効率 その2

パワーコンディショナーの変換効率 その1で、

何となく内部構造が、解ってきたでしょうか?


パワーコンディショナーが、直流電力を交流電力に変換する。

その時に変換ロスが発生します。 当然、ロスが無く、すべて変換するのが理想です。

国内では平均95%前後の変換効率ではないでしょうか。


もっと詳しく説明する以前に、みなさんは、

直流と交流の違いって理解してますよね?

変換効率なんて、威張って言っていながら、直流と交流の違いを知らないなんてことは、

ないとは思いますが、念のため説明しておきます。


直流(DC) Direct Current まっすぐな電流の略語になります。

乾電池などの使い切りの電池を一次電池、充電して繰り返し使える電池を二次電池

(充電池)と言います。

直流は電流の向きと大きさが一定   図では上
dennki.jpg



交流(AC)  alternating current 交互に交わる電流の略語になります。

交流の周波数、交流電流の向きが、1秒間に何サイクル変わるかを交流の周波数と言います。

単位はHz(ヘルツ)。商用交流の周波数は、東日本では50Hz、西日本では60Hz。

家庭用コンセントに差したときに、向きを変えても電気は使えますよね!

コンセントの2つの穴から流れてくる電流の向きは、交互に変わっているためです。

電力会社から供給される商用交流のこの波形を、サイン波(正弦波)という

ただし、交流電流はすべてサイン波というわけではありません。パルス状の波形の交流もあります。

交流は電流の向きと大きさが周期的に変化するという事です。 図では下
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パワーコンディショナーで直流を交流に変換とは、

非常に簡単に語弊がある言い方かもしれないが、解りやすく言えば、

まっすぐなもの(直流)を、波(交流)にするといった感じといえば理解しやすいかな?


では、どのようにしたら変換ロスを少なくできるのでしょうか?

その3に続く

パワーコンディショナーの変換効率 その1

パワーコンディショナーの変換効率 その1


このパワーコンディショナーについて、どのくらいの方が理解してるのでしょうか?

太陽光発電システムの話になると、口を開けば、変換効率、変換効率と

盛んに言ってるのを耳にします。


このパワーコンディショナーですが、インバーターとも聞きませんか?


同じでしょ!と聞こえてきそうですが、販売代理店さんでも理解してない方が多いのも事実。


まず、太陽電池の出力は、乾電池や二次電池と同じ直流になります。

電力会社から配電されるのは交流です。

そのため、太陽電池の出力を電灯線に供給するためには、

直流を交流に変えないといけません。

この機械をインバータと呼びます。

このインバーターがパワーコンディショナーに入っているというわけです。


パワーコンディショナーを大きく分けると、

1.直流を交流に変換するインバータ、

2・事故などが発生した時に、系統を保護する系統連系保護装置。

この2種類でパワーコンディショナーは構成されています。


このインバーターは、

電力変換部、制御装置、保護装置で成り立っています。

それに絶縁変圧器、連系保護装置と繋がるのです。


絶縁変圧器は、故障時に太陽電池の直流が電力会社の配電線へ流れて

いかないように防止するもの。


連系保護装置は周波数の上昇・低下、過不足電圧、単独運転などの検出など

太陽発電システムが系統の保安、電力品質確保に関する諸規定を満たすための設備である。


その他に、自動運転停止機能、最大電力追従制御機能を内蔵しているものもある。


制御装置部分は電力変換部のIGBTなどのパワー素子をオン/オフ制御する。

内部故障の安全装置として働く保護機能もあるのです。


交流の電流は時間とともに正弦波の形で変化します。

1秒間に100回、関東、関西では少し違います。


そのインバータはトランジスタをスイッチとし直流を交流につくり変える

しくみとなっています。

トランジスタのスイッチを使って極性を変え、交流に変換するというわけです。


そのため、可動部分がないので音も静かです。(メーカーによって一部違います)


4個のトランジスタスイッチS1、S2、S3、S4によってオン・オフされ、

プラス・マイナスに変化するパルス交流となるのです。


その2へ続く 

モジュール同条件テスト(フィールドテスト)

新年 一回目はモジュールの性能について、

モジュールの性能と言うと、大半の方が1枚の発電量、変換効率と

考えてるのでしょう。

あるメーカーでは、電極を裏に設置し太陽の光を多く取り込むようにしたり、

他のメーカーではセル1枚、モジュール全体の均一化を重視したり、

アモルファスシリコンを使用し通常のモジュール以外の波長帯を取り込むようにしたりと、

各メーカーそれぞれ研究開発を日々しています。


実際、同条件でテストしたら、どのような結果になるのでしょうか?


国内で有名シリコン系メーカー 5社


各メーカー、1枚の発電量が違いますので一般家庭用平均の4KWシステムに

近くなるように設置し、発電量から端数を計算し、

4KWシステムジャストのシステムだった場合、

どのような結果となるのかを割り出してみる。


当然、傾斜角度、気候条件、日照条件、配線などは、まったく同じ。


実際の設置環境での発電量をモジュールのみでテストするフィールドテストである、


肝心のパワーコンディショナーは、1つの産業用のものをすべてのメーカーで使用する。


結果はどうなったのか?


あえて、メーカー名は伏せますが、


1位  国内有名メーカーA社とします。

    年間発電量は、トータルでトップ。 ただし夏場の2カ月ほどは2番位の発電量。


2位  国内有名メーカーB社とします。

    年間発電量は、トータルで2位。  全体的に安定して毎月トップにはならないが、

    大きな変動もない安定した発電量。

3位  国内有名メーカーC社とします。

    年間発電量は、トータルで3位。 夏場の2カ月はトップの発電量。

    フィールドテスト期間が数年過ぎてくると発電量の低下が見られる。


4位  国内有名メーカーD社とします。

    年間発電量は、トータルで4位。 全体的に外見ではわからないモジュールの

    ばらつきが見られるため、全体の発電量が低下してしまう現象が起きた。

    ホットスポットが発生し、全体に影響したのが大きな理由なのだが、

    モジュールというより、セルの問題。
  
    モジュールの出荷時の実発電量は規定通りだが、セル1枚がまったく発電していない、

    もしくは、割れている状態(これは目視では判別できません)。

    品質の問題になるでしょう。

    個人的には、やはりといった感想だった。

    100枚調査し、ほぼすべてのモジュールに何か問題があった。

    しかし、これはメーカーの考えの違いですので、クレームというわけではありません。

    セル1枚に問題があっても、モジュール1枚が、規定通り発電していれば

    問題はないという考えのため、このような結果となります。


5位  国内有名メーカーE社とします。

    年間発電量は、トータルで5位。このメーカーのモジュールも

    4位のD社と同じにモジュールのばらつきがあり過ぎる。

    そのため、全体の発電量はかなり低下してしまっている。

    しかし、4位のメーカーとの違いは、モジュールの1枚、セル1枚の品質は

    決して悪いわけではない。

    4位のD社のようにセル1枚が、割れているようなことはない。
  
    ただ、先程も書いたが、ばらつきが大きい。

    もう1つ、大きな発電量を低下させる原因があった。

    それは、ほこり。

    数か月経ったあたりから、モジュールの下の方(3分の1)に、ほこりや砂などが、

    付着してしまう。雨が降れば綺麗になりますとは言うが、

    毎日雨が降るわけでもなく、逆に雨が降ったのが原因で汚れてしまった。

    製造段階で調査はしてるとは、思うが、改善されてくるのか?


以上、各メーカー、かなりの差が出てきます。

この条件のモジュールにパワーコンディショナーが加わりますから、

性能がどのように変化してくるのかですね。


ただし、先程も書きましたが、各メーカーによってモジュールに関する

考え方に違いがあるのです。

どのメーカーが良くて、どのメーカーが悪いとは簡単には言えないのです。


いつも、私が太陽光発電システムは全体のバランスが重要と言っている意味が

少しは理解できたでしょうか?


次回はパワーコンディショナーに、ついて書いて見ます。

変換効率!変換効率!と、みなさん言いますが、

本当に何人のかたが理解してるのでしょう?

直流を交流にと言ってるのではありません。どうして効率の違いがでるのか?

どうすれば、変換効率は改善されるのか?
   









元旦

新年明けましておめでとうございます。


今年も、私(沙良)、妹(優子)、共々


よろしくお願いいたします。


年末より妹と、飲んだり食べたりと


一家団らんしておりますが、


若干、体重が気になってきました。


今年1年良い年で、ありますように。


私も、ネタ不足にならぬよう頑張ります。


岩月沙良

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