太陽光発電入門
太陽光発電業界の専門家以外で、太陽光発電の仕組みや必要な製品を実際に理解している人はどのくらいいるのでしょうか？私たちは、家庭や事業所向けの太陽光発電ソリューションを求める際に、顧客がより良い購入決定を下せるよう、顧客と共有できる太陽光発電の初心者向けガイドをまとめました。
太陽光発電とは何か、なぜ必要なのか？
私たちのエネルギー資源は時代とともに変化し、私たちの暮らし方を変えてきました。そのため、私たちは電力網からエネルギーを得ることに慣れ、その恩恵を受けるために料金を支払うようになりましたが、そのパラダイムはすでに、より持続可能な代替策へと移行しつつあります。これは、住宅所有者と企業にとって、電気料金の管理に新たな選択肢が生まれることを意味します。
気候変動、価格高騰、老朽化した電力網
気候変動や二酸化炭素排出量を削減するための政府による規制は、エネルギー転換の大きな推進力となっています。しかし、グリーンな再生可能エネルギーへの転換を後押しする要因は他にもあります。私たちがこれまで利用してきたエネルギー源は有限であり、しかも環境を汚染するものでありながら、その需要は指数関数的に増加しています。また、私たちが頼りにしている電力網は老朽化しており、高額のアップグレードが必要であるため、電気料金に大きな負担を強いることになります。
同時に、突発的な出来事により、電気料金が各地域で予想を上回る水準にまで高騰し、エネルギー自給の利点と必要性への理解が深まっている。 こうしたことが、再生可能エネルギーによる電力を求めることの重要性を高めている。
電気料金を管理下に置くことは、ビジネスにとって非常に有益であり、時には劇的な変化をもたらすことさえあります。 グリーンエネルギーを自社の電力需要やコスト削減以上のものとして活用し、新たな収益源を確立している企業もあります。 同時に、エネルギーの生産、消費、貯蔵を賢く最適化するシステムを選択した家庭では、電気料金の削減と自家消費の拡大を実現しています。
そのため、太陽光はほぼ20年にわたって広く利用されてきましたが、ここ数年は価格が手頃になったことで、世界的な普及が飛躍的に進んでいます。住宅所有者、企業、地域社会はすでに、排出量の削減、電気料金の低減、エネルギーの柔軟性の向上といったグリーン化のメリットを享受しています。
太陽光とは何か?
太陽からエネルギーを生み出す技術はいくつかありますが、最も普及しており、利用しやすいのは太陽光発電（PV）の系統連系技術です。
太陽光発電技術は、太陽の光を直流電気に変換し、私たちが日々の生活で利用できるようにします。
どのように機能するのか?
太陽は曇りの日でも常にエネルギーを放出しています。このエネルギーが太陽電池モジュールに到達すると、太陽光の光子がパネル内の半導体材料（通常はシリコン）に吸収されます。光子（光の粒子）から放出されたエネルギーにより電子が遊離し、太陽電池のマイナス層とプラス層の間を移動します。これにより電流が発生し、直流（DC）電流がモジュール内の配線に流れます。家庭では交流（AC）を使用しているため、エネルギーは直流（DC）から交流（AC）に変換されなければなりません。その役割を担うのがパワーコンディショナです。モジュールから伸びるケーブルはパワーコンディショナに接続され、エネルギーを変換して家庭に送電するか、送電網に送電します。
しかし、太陽光発電技術はすべて同じというわけではありません。適切な技術を選択することは、システムの耐用年数中に生産される発電量と、毎日の電気代をどれだけ削減できるかを左右する重要な要素です。また、選択した技術はシステムの安全性にも大きな影響を与え、ひいては従業員や財産を守り、事業の継続性を確保することにもつながります。
ストリングパワーコンディショナ技術
この伝統的な太陽光技術では、モジュールはストリング（直列）に配線されています（この名称はここから来ています）。パワーコンディショナは、直流電力を交流電力に変換し、電力網と住宅に接続します。これはシンプルで実用的なシステムですが、いくつかの制限があります。このシステムでは、各モジュールは同一のものでなければならず、同じ角度と傾斜で設置する必要があります。このような設計上の制約により、設置面積の有効活用が制限されるだけでなく、時間帯によって変化する太陽の方向を最大限に活用することも制限されます。 また、将来的に、すべてのストリングを交換しない限り、より出力の高い新しい太陽電池モジュールを追加することもできません。 さらに重要なこととして、各ストリングの最も性能の低い太陽電池モジュールが発電するエネルギー量に生産量が制限されるため、本来であればそれ以上の発電能力を持つはずの太陽電池モジュールも、他のすべての太陽電池モジュールと調和して動作するように性能が抑えられてしまうことになります。
また、このトポロジーには安全上の制限もあります。パワーコンデショナや交流電力がオフになっていても、モジュールの電圧はオフにできず、日中はモジュールが高電圧のままになります。
OEM業者や設置業者は、遠隔地からモジュールの性能を簡単に確認することができず、また、問題の正確な位置を遠隔地から特定する方法がないため、この種の設置におけるトラブルシューティングはより複雑になる可能性があります。問題が発生したり生産量が大幅に低下した場合、設置業者は各パネルをチェックして問題の発生箇所を特定する必要がありますが、これは設置業者にとっては時間の浪費であり、発電所のオーナーにとっては貴重な発電時間の無駄遣いとなります。これは、発電量の安定性やシステムの安全性にも影響を及ぼす可能性があります。安全性の問題が発生した場合、問題の原因を突き止めるまでに時間がかかる可能性があります。
ソーラーエッジイノベーション - DC最適化とパワーオプティマイザ
ソーラーエッジは、それら両方のシステムの欠点を克服するスマートな革新技術をいくつか導入しました。 当社のシステムでは、パワーコンディショナは安全に地上に設置されます。しかし、従来のパワーコンディショナの特定の機能をパワーオプティマイザと呼ばれる装置に移行させ、DC-AC変換機能と系統連系機能はパワーコンディショナに保持しています。その結果、当社のパワーコンディショナは、より小型で効率性と信頼性の高いソリューションを提供します。システムの規模が拡大するにつれ、パワーコンディショナは規模の経済の恩恵を受け、当社の技術は大規模な産業用および小規模な公共事業用アプリケーションにも適用可能となります。
パワーオプティマイザは各モジュールに接続されており、それぞれの太陽電池モジュールの最適動作点に電流と電圧をリアルタイムで調整します。これにより、同じストリング内の他のモジュールに影響されることなく、各太陽電池モジュールが常に最大限の電力を生成することが可能になります。これらの調整を非常に高い頻度で行うことで、モジュール間の不整合、部分的な影によるロス、従来のパワーコンディショナに関連するその他の電力損失を最小限に抑えます。
また、モジュールを互いに一直線に並べる必要がないため、システムの設計に柔軟性を持たせることができます。 設置後にシステムを拡張する必要が生じた場合でも、より新しい、より高性能なパネルを追加することができます。 システムのすべてのモジュールをリアルタイムで遠隔監視できるため、問題が発生する前に簡単に素早くトラブルシューティングを行い、場合によっては遠隔操作で問題を解決することも可能です。
パワーオプティマイザは、安全機能をモジュールレベルで有効にすることも可能であり、それにより現場での安全性が大幅に向上します。実際、多くの保険会社や監督機関は、現場での安全性を確保する上で、MLPE（モジュールレベルパワーエレクトロニクス、パワーオプティマイザを含む）が重要であると認識しています。ソーラーエッジは、安全性を設計の不可欠な要素と捉え、設置、生産、メンテナンスの各段階において現場を保護するための多層的な安全機能を開発しました。 当社の幅広い安全機能には、系統やパワーコンディショナのシャットダウン時に各パモジュールの電圧を安全電圧レベルまで下げることで、一次対応者やメンテナンスチームの安全な作業環境を確保するSafeDC™や、危険が発生する前に温度上昇を検知するSenseConnect機能などが含まれます。当社の安全機能とアプローチの詳細については、こちらをご覧ください。このページは商業用サイトに特化したものですが、アプローチと機能は住宅用にもほぼ適用できます。
SolarEdgeが住宅部門の価値を高める
ソーラーエッジは、単に太陽光発電ソリューションを提供するだけではありません（もちろん、これだけでも導入できます）。SolarEdge ONEによって統合された、完全な太陽光発電エコシステム、ソーラーエッジホームを提供しています。ソーラーエッジホームは、住宅の発電、消費、蓄電、バックアップを最適化するスマートエネルギー製品の完全な包括製品です。蓄電池、EV充電器、スマートエネルギー管理デバイスを含み、お客様のエネルギーニーズの進化に合わせて、このエコシステムも成長することができます。
当社のスマートエネルギーエコシステムには、パーソナルエネルギーアシスタントであるSolarEdge ONEも含まれています。 必要のない電気製品をオフにしたり、今後の天候イベントに備えてバッテリーにエネルギーを蓄えたり、適切なタイミングでグリッドにエネルギーを販売してコストを削減したり、ソーラーエッジへの投資を最大限に活用したりすることができます。
SolarEdge Homeでは、業界をリードする保証により、ご自宅のエネルギーを最大限に活用していることをご確認いただけるため、安心してお使いいただけます。SolarEdge Homeについて、詳しくはこちらをご覧ください。
太陽光発電は今後も普及し続け、電力網や輸送手段による汚染を削減するのに役立つでしょう。これは、人々の暮らしを改善し、私たちの未来を変える一連の変化の最新のものなのです。このトレンドからどのように恩恵を受けることができるでしょうか？ソーラーエッジのウェブサイトで詳細を確認し、施工業者に連絡してください。
