電気学会

ほとんどの太陽光発電システムは、電力会社が供給する電力と連携して動作するグリッドタイシステムです。 格子結ばれた太陽系に太陽系からエネルギーの超過があるとき格子から力を受け取るか、または実用的な格子に格子質の交流電力を送ることがで

格子によって結ばれる太陽PVシステム

さらに、電力会社は太陽農場から力を作り出し、格子に力を直接送

住宅用および小型グリッドタイPVシステム

グリッドタイPVシステムは、バッテリバックアップの有無にかかわらず設定できます。 最も簡単な格子結ばれたPVシステムはバッテリー-バックアップを使用しないが、実用的な力の一部分を補う方法を提供する。 このシステムの主要コンポーネントはpvモジュールおよびインバーターである。

住宅グリッド接続PVシステム(出典:Wikipedia)

電圧制限を超えない場合は、モジュールをインバータに直列に接続したり、別のコンバイナボックスを使用して様々なモジュールの出力を並列に結合したりすることができます。

インバータは、acブレーカボックスに直接接続できる特別なタイプでなければならないので、PVモジュールからのDCをグリッド互換のACに変換し、ユーティ

また、グリッドがダウンしているときにPVシステムを（自動転送スイッチを使用して）切断できる必要があるため、UL規格1741に適合する承認されたインバーターでなければなりません。 転送スイッチは、電流を中断することなく代替電源間で負荷を切り替えることができる自動スイッチです。

直列PVモジュールを使用したグリッド接続PVシステムの基本ブロック図を図1に示します。

バッテリバックアップ付きのシステムと比較して、このようなバッテリフリーのシステムは、安価で、設置が容易で、ほとんどメンテナンスフリーです。 それは家かビジネスのために必要とされる力すべてを供給する必要がない利点を有する;それは力の一部分を相殺し、実用性に相違を構成して

グリッドが信頼できるものであれば、ほとんどの都市部のように、バッテリーフリーのシステムは、費やされたドルあたりの最高の性能を提供します。

多くの商業用オフィスビル、店舗、工業用ビルでは、バッテリフリーのシステムが理にかなっています。 これらのタイプの建物は、通常、太陽資源が利用可能な時間に対応して、昼間に占有されています。

通常、モジュールは建物の屋根や駐車場の構造物に設置することができるので、土地はアレイのために犠牲にされません。 システムはどの余分な力でも実用性に戻って販売されるようにセットアップすることができ週末か休日の未使用容量についての心配を軽減する。

図1簡略化されたバッテリーフリーグリッドタイソーラー PVシステム

UL Standard1741

Underwriters Laboratories®(UL)は、安全性の基準を作成し、製品に準拠しているかどうかをテストする独立した製品安全認証機関です。

UL規格1741には、ユーティリティインタラクティブ(グリッドタイ)電源システムと非グリッドタイシステムの両方のインバータ、コンバータ、充電コントローラ、およ

その他のUL規格は、PVモジュールとジャンクションボックス、ケーブル、コネクタ、バッテリ、および実装システム用に書かれています。 たとえば、UL規格1703では、1,000VまでのPVシステムの規格が指定されています。

UL認証を取得した企業は、製品にULマークを表示することができます。

バッテリバックアップ付きの住宅用および小型グリッドタイPVシステム

バッテリバックアップ付きグリッドタイPVシステムは、グリッドがダウンしたときにいつでも電力を供給し続けることができます。 システムは、停電が発生したときに、シームレスにバックアップ電源に切り替えることができます。 同時に、それは格子からシステムを切ります従って格子があるとき力を送りません。

バックアップ負荷

完全なバッテリバックアップ機能を備えた小型システムは、バッテリなしのシステムよりもはるかに高価です。

コストを削減する一つの方法は、システムをバックアップ負荷と非バックアップ負荷に分割することで、必要な電池の数を減らし、初期コストを節

このオプションでは、サービスパネルを再配線し、バックアップされていない負荷をバックアップされているものとは別に専用のパネルに配置す 基本的に、このオプションは2つのシステムを持つことと同等ですが、パネルの再配線は完全にバックアップされたシステムよりも安価なオプショ

バックアップ負荷と非バックアップ負荷を持つシステムを図2のブロック図に示します。 パネルはコンバイナ箱に行くことを示されているが、シリーズ整理はモジュールを接続するための別の選択である。

コンバイナボックスは、複数のソーラーパネルの出力を一つのDC出力に結合するための電気接続ボックスです。

図2Ac負荷の一部に対する簡略化されたバッテリバックアップシステム

システムがグリッドインタラクティブモードになっているとき、インバータはソースからエネルギーを取り出してバックアップされた負荷に送ります。 主要な負荷は格子から直接動力を与えられる。

バックアップされた負荷によって必要とされるよりPVモジュールからのより多くのエネルギーがあれば、余分は自家所有者（純メーターで計る）のための信用に終って内部移動スイッチを通した格子に、置かれる。

グリッドがダウンしているか、仕様外になると、転送スイッチが開き、バックアップされた負荷のみがインバータから電力を受け取ります。 主負荷はグリッドにのみ依存するため、電源が回復するまでオフになります。

PVインバータのサイジング

部分的にバックアップされたシステムに必要なインバータとバッテリバックアップのサイズは、バックアップされたシステ

バックアップ負荷の所要電力を推定するには、各負荷に対する電力をスプレッドシートにまとめることができます。 モーターはランニングの間により開始の間により多くの力を必要とします、従ってシステムは力の開始に基づいて大きさで分類されなければなりません。 この解析の結果から、インバータは、様々なオプションを含む、選択することができる。 一つの選択肢は、積層することができるインバータを使用することです。

スタッキングという用語は、二つのインバータを接続して分割相120/240V出力を提供することを指します。 あるインバーターで利用できる別の選択はバックアップエンジンの発電機の入力を提供することである。

PVシステム用バッテリーバンク

バッテリーバンクは、必要な自律性の日数に応じてサイズが設定されています。 サイズは、グリッドがダウンしている時間の歴史的なパターンに基づくことができます。

一般に、グリッドをバックアップしているシステムは、グリッドがダウンしている場合にのみサイクルされるため、サイジングの考慮事項は、毎日サイ

排出の80%の深さは頻繁に循環するシステムのために適切であり、自治の日数は天候パターンよりもむしろ格子性能に基づいている。

まれな循環は密封された電池があふれられたタイプよりより少ない維持を要求するのでバックアップシステムのためのよい選択であることを意

密閉型電池の欠点は、浸水型よりも高価で寿命が短いことです。

バッテリーバックアップシステムでは、充電状態を報告できるバッテリーメーターが便利です。 これらのメーターには、電圧、電流、およびフル充電の割合が表示されます。

別のオプションは、システムのパフォーマンスを監視し、障害状態をユーザーに警告するパワーメーターです。

研究は、監視システムが省エネルギーを促進し、より詳細な情報がより多くの保全につながることを示しています。

マイクロインバータを備えた小型PVシステム

前に示したシステムは、中央インバータにDCを取り、その時点でACに変換します。 人気が高まっている別のオプションは、各モジュールでmicroinverterを使用することです。

マイクロコンバータは、単一のソーラーモジュールで動作するようにサイズされたDC-ACコンバータです。 従って、それは出力を減らした単一の影で覆われたモジュールのような状態のモジュールそしてより大きい効率に、特に追跡する最高のパワーポイントを 基本的なシステムを図3に示します。

各インバータは、システム内の他のマイクロインバータと同期しているグリッド互換のACを出力します。 マイクロインバータは、分岐回路を形成するために互いに並列に設置されている。

分岐回路はサブパネルで結合されることが多い。 モジュールまたはマイクロコンバータに障害が発生した場合、他のマイクロコンバータが並列に接続され、一方のオープンソースが他のマイクロコンバータの動作に影響を与えないため、システムの残りの部分は（出力が減少した状態で）動作し続けます。

欠陥のあるモジュールまたはマイクロコンバータは、システムの残りの部分をオフラインにすることなく修理することができますが、欠陥のあるモジュー

一部のモジュールには、出力を最適化するためのマイクロコンバータと回路が内蔵されています。

内蔵のマイクロインバータは、PVモジュールからDC回路にアクセスすることはできませんが、DC配線、コネクタ、コンバイナボックスなどを排除します。 これにより、設置が簡素化され、システム全体が効率的で費用対効果の高いものになります。 それはまた高圧DC回路を除去する（600ボルト大いに）、従ってマイクロインバータシステムは中央インバーターが付いている高圧システムより安全である。

図3基本的なマイクロインバータシステム。 各モジュールからのDCはシステムの他のマイクロインバーターに接続されるacに変えられる。

商業用および施設用太陽光発電システム

商業用および施設用太陽光発電システムは、規模の経済性を提供することができ、夜間の電力需要が

これらのシステムのほとんどは、ビジネス、学校、製造施設などの大規模なユーザーの電力需要を削減するように設計されているため、システムはグリッド

いくつかのシステムは、ファラロネス諸島の海洋保護区のために設置された太陽光発電システムなど、遠隔用途のためのオフグリッドシステムとして設計されている。

海洋保護区は、以前に電気のための発電機を実行するためにディーゼルを輸入していました。 実用的な力の補足に加えて、商業および制度上の確立のための別の適用は使用するために従業員か公衆に太陽燃料の場所を提供することである。

ソーラーパネルは駐車場の上に取り付けられており、電気自動車に充電電力を供給し、利用可能な資源を必要とする（電気自動車の充電）に優れています。 図4は、太陽燃料ステーションを示しています。

多くのコミュニティや政府機関は、電気自動車の使用を奨励し、排出量を削減するために、公共駐車場でこれらのステーションを提供しています。

図4太陽燃料ステーション。 この給油所の太陽モジュールが電気自動車を満たすのに使用されている。

ユーティリティグリッド接続型太陽光発電システム

いくつかの地域では、ユーティリティは、グリッドに電力を供給するように設計された大規模な太陽光発電アレイを構築しています。 電力会社は、電力を消費するのではなく、電力を供給しているため、太陽光発電システムを実装するための多くの異なる考慮事項を持っています。

電力会社が太陽光発電の追加を検討しているとき、システムは最初に分析され、モデル化され、効果、負荷分散、機器の負荷、電力品質の問題を決定します。

必要な新しい送配電システムなどの全体的なコスト、および燃料コストの削減などの既存施設への影響を評価します。

場合によっては、追加の負荷に対処し、資本コストを削減するために、特定のフィーダに展開された小型の太陽電池アレイを使用して分散システムを開

分散システムは、送電線で消費される電力により、回線関連のコストを削減することもできます。

レビューの質問

1. グリッド接続型太陽光発電インバータの要件は何ですか？
2. バックアップされていないグリッド接続PVシステムを持つ二つの理由は何ですか？
3. グリッド接続型太陽光発電システムのバッテリーアレイのサイジングは、グリッドフリーシステムのバッテリーアレイのサイジングとどのように異な
4. グリッドに接続されたPVシステムに一定のシステム監視が役立つのはなぜですか？
5. 住宅所有者が考慮する必要のない太陽光発電資源を追加するために、ユーティリティはどのようなコスト要因を考慮すべきですか？

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1. グリッド接続されたPVインバータは、出力をユーティリティと同期させ、グリッドがダウンした場合に太陽系を切断できるようにする必要があります。
2. (1)グリッド電力を補完し、いつでも交換しないように設計されたシステムは、バックアップを必要としないため、設置が簡素化されます。 （2）バッテリー-バックアップは高く、スペースをと、そして定期的な維持を要求します。
3. グリッド接続型PVシステムでは、バッテリーは停電時にのみグリッドを交換する必要があるため、停電の可能性と長さがバッテリーサイズを決定する スタンドアロンシステムでは、バッテリーのサイズを決定する重要な要因は、その場所での天気と、システムが最高の状態で動作するのを妨げる雲や雨の長い期間の見通しです。
4. システム監視は、システムの基本的なパフォーマンスデータを提供し、システムの問題を特定するのに役立ちます。
5. ユーティリティが考慮する必要があるいくつかの要因は、負荷分散、機器の負荷、電力品質の問題、新しい送配電システムを含む全体的なコスト、および他の多