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太陽光発電とグリッドタイ・インバーター(GTI) その後

前回の続きです。

4月の消費税増税も目前の今、我が家の太陽光発電計画は頓挫しかけて
いるところです。まず、何が問題だったのかをまとめて見ました。

<現在の問題点>
1)投資コストに見合うリターンが期待出来ない。

 まず、最低でも次のような部材や機材が必要になることが分かりました。
 1.パネルを載せて固定する架台・・・金属管や合成樹脂管、金具など。
 2.太陽光発電パネル(ソーラーパネル)・・・200W×5枚=1kWほど。
 3.チャージコントローラー・・・パネルとバッテリーとを接続する。
 4.バッテリー・・・ディープサイクルバッテリーなど。
 5.DC-ACインバーター・・・バッテリーからAC100Vを作り出す。1kW出力。
 6.配線部材やその他・・・VVFケーブルやネジ、パネル専用配線など。

 上記の中で最も高いのが太陽光発電パネルです。200Wクラスのパネルは
 重量が15kgほどで大型の為、送料も高くなります。送料まで含めれば
 400W相当で5万円近い出費となり、1kW分を揃えれば10万円を確実に超え
 てきます。

 次に高いのがバッテリーです。中でもバッテリーは重量が重くなり設置
 する個数も多くなるので配送料だけでもバカになりません。また1台当り
 の単価も2万円前後するので、こちらもかなりの出費になります。また、
 チャージコントローラの充電仕様に合わせる為、直列や並列に組み合わ
 せて設置する必要もあります。

 売電も目的とした設備ならパワーコンディショナーによる系統連系が普通
 です。系統連系をするには電力会社の承認と契約が必要で、厳しい制約が
 あります。市販のパワーコンディショナーは、単価が30万円前後と極めて
 高価であり、DIYで手を出せる領域ではありません。故に、独立した発電
 を目指し系統連系をしないシステムを構築せねばなりません。その為には
 夜間でも使えるバッテリーが必須になるのです。(系統連系のメリットは
 天候を気にせずに電気が使えるところ。不足すれば買電すれば良いのだし、
 余れば売れば良い。それをスムーズに出来るのがパワーコンディショナー
 です。一般的なDC-ACインバーターにはその機能が無く、代わりにGTIと
 呼ばれるものが中国などから輸入されているのが現状です。GTIはあくま
 でも実験用であり、常用するには向かないと思います。)

 一番の悩みどころはチャージコントローラーとインバーターでした。安い
 200Wパネルは開放電圧が48Vと高く、これに接続出来る機材に限りがあり
 ます。とは言え、電圧の低いパネルは100Wクラスの物がほとんどで、単価
 的にも割高です。設置する場所の問題と施工の面倒さを思えば、どうして
 も200Wクラスのパネルにしたいのですが、これを接続出来るチャージコン
 トローラーとインバーターが結構少ないのです。(あっても高い。) 

 と言うのも、DIY向けのパネルは低電圧での接続が出来るところに魅力が
 あるからです。18Vあたりのパネルと接続出来る10A程度のチャージコント
 ローラーは2,000円前後からあります。48V仕様のものは安くても9,000円
 前後しますから、かなりコストを抑えられます。容量的には100Wパネルを
 2枚しか接続出来ませんが、その分だけ接続するバッテリーの個数も減ら
 せます。当然、インバーターも入力24Vあたりが売れ筋になっています。
 48Vの入力が出来るインバーターは少ないのが現状です。(あっても凄く
 高い。)

 これに対して200Wとか250W以上のパネルになると、1枚の電圧が50V近く
 になります。これを4枚直列でつなぐと、一般的なパワーコンディショ
 ナーが得意とする200V前後での入力が可能になります。電圧が高いほど
 電流値が下がるので、容量が増すほど有利になります。これが24V程度の
 入力で交流100Vを作り出すインバーターになると発熱が物凄いそうです。
 200Vなら5Aの電流通過で済むのですが、24Vだと40A以上の電流が流れる
 ので処理する回路も大変なんですね。

 と言うことで、安いパネル優先で選ぶと高いインバーターしか選べない
 し、割高なパネルだと機材の選択肢が広まる反面、容量が小さくなると
 言うデメリットがあります。あちらを立てればこちらが立たないわけ。

 うーん。とても10年で償却出来そうにありません。

2)GTI(グリッドタイ・インバーター)では系統連系が難しい。

 グリッドタイ・インバーターは、パワーコンディショナーの簡易版です。
 機能的には系統連系をしているので、簡単な接続で自家消費に使えます。
 極端な事を言えば、GTIから家庭用のコンセントに電気を逆流させ、あら
 ゆる消費に使えるようにしているのです。問題は宅外に電気を逆流させ
 ると違反になること。これは逆潮流(売電と同義)と呼ばれています。

 正式な手続きを経ていれば良いのですが、中国製のGTIは国の承認を受け
 たものが存在しないようなので、万一にも逆潮流をさせると大問題になり
 ます。一応、逆潮流を防止する機能を内蔵しているものもある様ですが、
 系統連系は周波数や位相、電圧の変動などに追随出来なければトラブル
 を起こすので結構シビアな世界。ましてや電力会社に内緒で系統連系を
 して問題を起こしたら痛い目に遭うのは自分です。

 そして何よりもGTIのデメリットは容量の小ささ。1000Wの容量のもので
 も、実際に常用出来るのは8割程度だそうです。常に定格1000Wで使うと
 発熱の処理が追いつかなくなるリスクがあります。800Wで使うのが理想
 でしょう。しかし、800Wと言えば電気ポットとほぼ同じ。系統連系しな
 いで独立電源として使ったとしても、お湯を沸かしている間は何も出来
 ないのと一緒です。こんな不便な電源はありませんね。

 系統連系していれば不足分は自動的に電力会社から補われるので、こう
 した問題は起こりません。GTIはまさしくそう言う用途に向いているの
 ですが、中国製のGTIでは恐ろしくて手が出せないと思いました。発火
 の報告はあまり聞きませんが、故障が多いと聞きます。数年で使えなく
 なるシステムでは投資の回収も実現出来ません。

 こうした問題を解決するには、系統連系をせずに市販のパワーコンディ
 ショナーを独立電源として使う事です。現在多くのパワーコンディショ
 ナーには、停電時の非常用電源として1500W程度のコンセントを装備して
 いるものが多く、独立電源としてシステムを作る事は可能になっています。

 しかし、オークションで中古品でも探さない限りコストが見合いません。
 バッテリーなどの予備電源と接続出来るのかも重要な要素です。市販の
 パワーコンディショナーは、太陽光発電パネルとの接続を想定して設計
 されており、バッテリーとの接続を想定していないはずなので、仕様書
 をよく読んで理解しておく必要があります。

 ちなみに、GTIの場合もバッテリーと接続をしてはならないそうですよ。
 →バッテリーより給電しGTIで系統連系運転する方法(Yahoo!知恵袋)

 この理屈で行くなら、恐らくパワーコンディショナーにバッテリーを直接
 接続することは出来ないと思われます。

ところで・・・

電力会社に売電をするには系統連系の申し込みをして契約が締結されな
ければなりません。DIYの世界では関係ない話ですが、実際の太陽光発電
で売電生活を夢見ていた人の中には想定外の問題に直面している人もいる
そうですね。そう言う話は以前にも聞いたことがあるのですが、個人で解決
するのは大変だそうです。

発電しないことがある!?抑制について。-太陽光発電のデメリットとは!?
太陽光発電の連携工事_逆潮流や電力抑制、自立運転って何?

試しに、我が家の電圧を測定したところ106Vありました。電気事業法施行
規則第44条第1項によると、下記の様な規定がございます。

法第26条第1項で定める電圧の値は、次の表の標準電圧に応じて同表の右欄
に掲げる通りとする。

100Vー101Vの上下6Vを超えない値
200Vー202Vの上下20Vを超えない値

これに照らして考えると、パワーコンディショナー側の出力が107V以上は
ないと売電出来ない事になります。この出力設定を決めるには、30分移動
平均値で計算した値が採用されるので、設定は電力会社と協議の上で設置
業者が行います。(個人で勝手に触ってはいけない。)

もともと、我が家では売電が困難な土地柄みたいですね。出来ないわけじゃ
ないにしても、電力会社がどう判断するかは分かりません。

ちなみに、系統連系についてはこちらが詳しいです。
系統連系に関する項目(PVかんさい)

完全に自己責任で発電ライフを送るには、独立型電源を構築するしかなさそ
うです。と言うことで、GTIを使った実験的系統連系はあきらめる事にします。
もしも、パワーコンディショナーが5万円程度で入手出来たら、独立電源シス
テムを考えてみたいと思います。
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