太陽電池パワーコンディショナー

質問

こんにちは
下記HPを読むと、
（１）DC-AC変換の効率が低い。最大効率が９５％の製品が大半。
（２）出力変動に弱い。
（３）MPPT効率が低い。
と記載あります。
MPPT効率ってどのような意味でしょうか？
また、これらの（１）から（３）の問題は解消されつつあるのでしょうか？

http://techon.nikkeibp.co.jp/article/HONSHI/20100624/183745/

回答No.1

noname#215107 · ベストアンサー

パワーコンディショナーに使われている制御には、PWM制御と、MPPT制御があります。

PWM(Pulse Width Modulation)制御は、LEDの明るさ制御や、D級アンプ、モーターの速度制御などでおなじみの方式で、
発振周波数は一定のまま、パルスの幅（デューティー比）を変化させることで、結果として平均的な電圧の実効値を制御する方式です。

もうひとつのMPPT(Maximum Power Point Tracking)は、PWMに比べてさらに高度な制御方式です。

太陽光パネルの出力特性は他の発電機やバッテリーなどに比べるとかなり異なります。
以下のサイトのグラフをご覧ください。
http://www.etech-japan.com/susume/kiso/syuturyoku.html

太陽光パネルに負荷をつないだ回路では負荷の電気抵抗にかかわらず、一定の電流を流そうとする性質があります。
つまり、負荷が変化しても電流は変化しない代わりに、電圧が変動するのです。
この出力特性の一番おいしい所（最大電力）の部分を選択して変換するのがMPPT制御です。
つまり上記のグラフの中で、電圧×電流が最大になるポイントとなります。

とはいえ、日光は常に変動し、負荷も常に変動するのですから、効率が悪い云々は当たり前と言えば当たり前でしょうね。

＞DC-AC変換の効率が低い。最大効率が９５％の製品が大半。　
９５％もあれば優秀だと思います。直流をインバーターで発振させて電圧変換するのですから、そもそもが非効率な作業なのです。

補足

お返事有難うございます。

＞パワーコンディショナーに使われている制御には、PWM制御と、MPPT制御があります。
下記のようにPWM制御も使用されているのですね。
しかし、MPPT制御と比べて、効率が９５％以下になってしまうのでしょうか？
http://www.pv-kansai.com/intro/mechanism2.html

＞もうひとつのMPPT(Maximum Power Point Tracking)は、PWMに比べてさらに高度な制御方式です。
解りました。

＞つまり、負荷が変化しても電流は変化しない代わりに、電圧が変動するのです。
＞この出力特性の一番おいしい所（最大電力）の部分を選択して変換するのがMPPT制御です。
＞つまり上記のグラフの中で、電圧×電流が最大になるポイントとなります。
すいません。この点がよく解りません。電力はエネルギーです。太陽から得られるエネルギーは、幾らかの変換ロスを経て、電力エネルギーに変換されます。電圧×電流＝電力＝一定なので、電圧×電流の最大になるポイントがなぜ発生するのか？よく解りません。

＞とはいえ、日光は常に変動し、負荷も常に変動するのですから、効率が悪い云々は当たり前と言えば当たり前でしょうね。
変動すれば、なぜ効率が悪くなるのでしょうか？

＞９５％もあれば優秀だと思います。直流をインバーターで発振させて電圧変換するのですから、そもそもが非効率な作業なのです。
解りました。

回答No.3

正親町（@Ohgimachi）

>（３）MPPT効率が低い。

ＭＰＰＴ効率が低いというのは、パワーコンディショナが
一定以上の入力電圧がないと動作しないため
低照度になると、極端に太陽電池の使用効率が悪くなる
という問題のことです。

ＭＰＰＴの説明は他の回答どうりです。

お礼

お返事有難うございます。
わかりました。

回答No.2

noname#215107

＞しかし、MPPT制御と比べて、効率が９５％以下になってしまうのでしょうか？
MPPT制御を利用しても９５％以下だと理解しています。

＞電力はエネルギーです。太陽から得られるエネルギーは、幾らかの変換ロスを経て、電力エネルギーに変換されます。電圧×電流＝電力＝一定なので、電圧×電流の最大になるポイントがなぜ発生するのか？よく解りません。

もう一度以下のグラフを見ていただければ分かると思いますが、
http://www.etech-japan.com/susume/kiso/syuturyoku.html
例えば負荷抵抗が無限大（接続解放）のポイント（Voc）をグラフから読み取ると、電圧は最大、電流はゼロとなり、
電圧×電流＝０となります。逆にグラフのIscに近い部分では、電圧がゼロとなりこれも電力は０となります。

動作点Pをグラフに沿って移動させてみた時に、電圧X電流が最大になるポイントがあることがお分かりになるとおもいます。

＞変動すれば、なぜ効率が悪くなるのでしょうか？
発電の変動の相と、負荷の変動の相が一致していないことによるロスが多いという趣旨だと推測します。

お礼

お返事有難うございます。
わかりました。