パワーコンディショナーとは？

パワーコンディショナーは、太陽光発電で創っただけでは使えない電気を家庭で使える電気に変換するだけでなく、太陽光発電システム全体を効果的・効率的に稼働させるなど、重要な働きを担っています。

パワーコンディショナーは、パワコンやPCS(Power Conditioning System)と呼ばれ、太陽光パネルで発電した電力を、家庭で使用できる電力に変換しています。

PVはPhotovoltaicを略した用語で「光で発電する」という意味があり、インバータは「直流を交流に変換」、あるいは「直流・交流から周波数の異なる交流に変換」する装置を指します。

普段、私たちが家庭で使用している家電製品などは、電力会社から送電されてくる「交流電力」という電気を使っています。しかし、太陽光発電システムで発電した電気は「直流電力」なので、そのままでは家庭で使えません。

そのため、パワーコンディショナーで直流電力から交流電力へ変換する作業を行っています。

太陽光パネルで発電した直流電力をパワーコンディショナーへ送り、交流電力に変換して分電盤へ送ります。

このとき、直流電力から交流電力への変換効率は100%ではなく、変換時に少量のエネルギーロスが発生します。

住宅用太陽光発電システムで使用されるパワーコンディショナーの変換効率は一般的に95%前後で、変換効率が高いパワーコンディショナーほど太陽光パネルで発電したエネルギーを有効に活用していることになります。

また、変換効率はパワーコンディショナーの性能を表す数値でもあり、この数値が高いほど商品の価格も高くなる傾向にあります。

太陽光発電のデメリットといえば、日照時間や天候によって発電量が左右されることです。

特に曇天の場合、太陽光パネルで発電される電力は、電圧と電流の変動が大きく発電量が不安定になりますが、そのような条件の中でも、より多くの電力を安定して供給できるようパワーコンディショナーが調整しています。

それが、MPPT（最大電力点追従制御）という機能です。

太陽光発電パネルは、電流と電圧が一定の組み合わせのときにしか発電できない仕組みになっています。

天候によって電圧と電流が変動した際、より多くの電力を安定して供給できるように発電し、その発電量が最大となるよう、パワーコンディショナーが電圧と電流を組み合わせて調整する機能がMPPTです。

MPPTは、日射量や温度によって常に変動する電圧と電流から、発電量が最大になる電圧と電流の組み合わせ（最大出力点）を自動で見つけ出して発電量を維持できるように制御する働きがあります。

系統連系保護機能もパワーコンディショナーの大切な役割のひとつです。

系統連系とは、電力会社から電気を買ったり、太陽光発電で余った電気を余剰電力として売電したりする際に、電力系統と連携させるための仕組みです。

周波数の上昇や低下の検出、過電圧・電圧不足、系統電力の停電などを検出して太陽光発電設備を電力会社の電力と切り離す働きをしています。

電力会社が供給する電力は、周波数・電圧などを一定の品質に維持しています。

電線によって自宅と外の電線をつないでいるため、万が一トラブルが発生すると、自分の家だけでなく地域全体を巻き込んでしまう可能性があります。

これを防ぐための機能が系統連系保護機能です。

具体的には、周波数の上昇や低下を検出したり、過電圧・電圧不足、系統電力の停電を検出して太陽光発電システムを電気系統から切り離したりする機能など、系統電圧の上昇を抑制し保護するためのものです。

異常が発生した場合には、パワーコンディショナーが出力を遮断し、自宅の家電製品や電気系統を守って事故を防いでくれます。

パワーコンディショナーの寿命

使用環境の違いや個体差などもありますが、一般的なパワーコンディショナーの寿命は10～15年程度です。

太陽光発電パネルが20～30年とされており、それに対してパワーコンディショナーは寿命が短いといわれています。
寿命が短いとされる理由は、パワーコンディショナーには可動部分があるからです。

太陽光発電パネルは、半導体の性質を利用して内部を電子が移動することで発電しているため、摩耗が生じることはありません。

一方、パワーコンディショナーは可動部分があるため、動く部分の部品が摩耗して早く劣化し、故障の原因となってしまうのです。