太陽光パワコンの制御について

質問

太陽光発電は通常、「過積載」と呼ばれるように太陽電池パネルをパワコンの定格出力よりも多めになるように設置されますが、このとき、パワコンは定格出力を超えるパネル出力をどういうふうに制御するのでしょうか？
定格を超えた分をどこがで消費する？
それとも超えないようにパネル出力をコントロールする？
おそらくそれは、電力会社が行う「出力制御」や自家消費太陽光における負荷追従制御も同じことだと考えますが。。
教えていただけるとありがたいです。よろしくお願いします。

回答No.6

tetsumyi · ベストアンサー

晴天のときは100kwを出力していると言うのが間違いで最適負荷の時に１００ｋｗ出力となります。
負荷を軽くすれば出力が落ちるのです。
自動車エンジンでも急坂をスピードを出して最大出力１０馬力でも、平地を普通に走る時は２馬力の出力になりますし、下り坂では出力ゼロても良い事になります。
最大出力１０馬力で長時間走り続けるとエンジンが壊れますからレース以外ではこんな使い方はしないと同様ソーラーパネルも少し余裕があった方が寿命が長くなります。

お礼

なるほど、太陽光パネルにたくさんの光が当たって発電できる状態だとしても、それを消費する負荷がなければ、発電はできないと言うことですね。最近、「発電が無駄に捨てられている」という表現を見受けるので、電気がロスしているのかと思っていました。

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回答No.5

tetsumyi

失礼しました。参照ＵＲＬの貼り付けを忘れてました。
https://arasan.sakura.ne.jp/wph/?p=742

回答No.4

tetsumyi

具体的にどのような仕組みでしょうか？
と言う事で内部はＤＣ－ＤＣコンバーターで電圧でも電流でも一定に抑えることができます。
ソーラーには開放電圧と短絡電流があります。
それでソーラーからの発電を一旦コンデンサに蓄電しこの電圧からＤＣコンバータで短時間のＯＮとＯＦＦを繰り返して出力側の電圧や電流が一定になる様にＯＮとＯＦＦの時間比をコントロールします。こうする事でパワコンの内部でロスなく電圧や電流を調整しています。
これはデジタル機器では常識として使われている手法です。
皆さんが使ってる小型のＡＣアダプターやＵＳＢアダプターもこの原理で一定電圧を作っています。

お礼

ご教示ありがとうございます。 たとえば晴天のときはおそらくパネルは最大出力の(たとえば)100kwを出力していると思いますが、パワコン側でこれを70kwにしたとき、残りの30kwはどこでどのように制御(消費？)されるのでしょうか？

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回答No.3

N5200model05

古い知識なので今は違うかもしれませんが、

パワコンが必要とする電力より太陽光パネルの出力が大きいと、太陽光パネルの出力電圧が上昇します。その結果、太陽光パネルの発電効率が低下するので、出力が低下します。それが釣り合う点で、パワコンの入力電圧が安定します。つまり、太陽光パネルの発電効率が変化することで、パワーのバランスがとれる形になります。

発電効率が変化することで、おそらくは太陽光パネル自身が発熱し、温度が変わると思います。それはおそらく太陽光パネル寿命を縮めるので、昔は「過積載」は推奨されていなかったと思うんですが、最近はパワコン内に余分な電力を吸収する回路があったり、パネル自体を部分的に停止したりする回路があるのかもしれませんが、その辺はわからないです。

ロートルエンジニアのお話です、ご参考まで。

お礼

ご回答ありがとうございます。 おそらく「パワコン内に余分な電力を吸収する回路」があるのではないかと思っています。それが具体的にどのようなものか知りたいところです。

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回答No.2

tetsumyi

パネル出力を制御する方法はデジタル回路によって流れる電流を一定以下に抑えますから電池負荷が小さくなるだけでムダに消費はしません。
太陽電池と言いますから普通の電池と同じで内部抵抗があり最大パワーを出さない方が電池にとっては優しい使い方になります。
大きい電流を流すとパネル温度が上がり効率が落ちると同時に発熱しますから寿命を縮めます。

お礼

ご回答ありがとうございます。 「デジタル回路によって流れる電流を一定以下に抑えます」とは、具体的にどのような仕組みでしょうか？　パネル側は受けた太陽光の分だけ発電しようとすると思いますがそれをどうやって制御するか知りたいです。

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回答No.1

jack-a3

パワコンはスポイトみたいな動きをします。
パネルで発電した電力のうち、パワコンが必要とする電力のみを入力として受け取り、交流に変換して出力します。
必要とされなかったパネル発電分は使われず、基本的には熱となって破棄されます。
電力会社からの出力制御が掛かる時も一緒です。

せっかく発電できるのに使われずに熱になっちゃうのは勿体ないってことで、蓄電池などを導入して電力として貯めておけるようにすることもあります。蓄電池の容量が小さいと結局フル充電した後は捨てるしかないので、パネル総発電量と日照状況を考慮して妥当な大きさの蓄電池を導入することになるのですが、これがとても高価です。
導入コストを回収するのにかかる時間が長くなることがデメリット。

お礼

ご回答ありがとうございます。 パワコンにとって余分な発電は熱で捨てられるんですね。ちなみに具体的にどのように熱に変換されるのでしょうか？電力会社の出力制御時が一番負担が大きそうですが・・。

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