分散型（ストリング型）パワコンとは？集中型との違いやメリット・デメリットを紹介

太陽光発電では、分散型パワコンが主流となっています。分散型パワコンとは、小型のパワコンを複数に分散して設置する方式のことです。

分散型パワコンを導入しようと思われている方は、集中型パワコンとの違いや、分散型のメリット・デメリットを十分に理解することが大切なので、詳しくご紹介します。

分散型（ストリング型）パワコンとは？

画像引用元：株式会社堀内電気

太陽光パネルにおけるストリングの組み方において、パワコンにもリスクを分散させる考え方が存在します。

そもそもパワコンとは、直流の電気を交流の電気に変え、さまざまな電気機器で使えるようにする設備です。

太陽光発電のパネルは、セル→モジュール→ストリング→アレイの順で大きい単位ですが、最終的にはこれらを全てパワコンに接続します。

その接続の際にポイントになってくるのが、「分散型」と「集中型」の違いです。

分散型パワコンと集中型パワコンの違い

分散型と集中型のそれぞれについて解説します。

	分散型	集中型
導入費用	〇 パワコン1つの価格が安い 複数台設置するため工事コスト大	〇 パワコン1つの価格は高い 台数が減らせて工事コスト小
サイズ	◎ 1つ当たり数十kgで小型	△ 設置に重機が必要な大型
設置場所	◎ 山間部など狭い傾斜地にも設置可能	△ 広い平坦な土地が必要
保守管理	△ 複数のパワコンの点検が必要	〇 台数が少ないため簡素化可能
故障時	◎ 故障したパワコンのみを交換できる 他のパワコンは稼働できる	△ パワコン1台が影響するパネルが多く 発電ロスが大きい

分散型パワコンは、数十台のパワコンに少数のパネルを繋ぐ方式です。対して集中型パワコンは、1台のパワコンに多くのパネルをまとめて繋ぎます。

発電損失が抑えられるため、近年は分散型パワコンが主流になっています。

サイズ・設置場所

分散型は集中型に比べ小型になります。設備が小さいため設置する場所に縛られることなく、設置工事も簡単なため、広い場所を必要としない分、パネルを設置する面積が増やしやすい型です。 

集中型は大型で、設置に重機が必要です。設置場所も広い平坦な土地を準備する必要があります。

導入費用

分散型は多くのパワコンを設置し、配線作業などの工程が増えるため、1kW当たりのコストが高くなります。

集中型は大型ですが、設置する台数が少ないため工程も少なく、1kW当たりのコストは安く抑えることが可能です。

故障時

分散型パワコンには繋がれているパネル数が少ないため、万が一パネルのうち1台が壊れてしまった場合に、影響されるパネルも少なくなります。

そのため、復旧は壊れたパワコンを修理または交換するだけで良く、発電機会を失ってしまうリスクを最小限にすることが可能です。

集中型パワコンの場合、壊れてしまった場合は、メーカーの担当者に壊れてしまった原因を探してもらうことや修理する手間がかかるため、元の状態に直せるまでに多大な時間が必要です。

元の状態に治るまでは、どうしても繋がれている太陽光パネルにすべてに支障をきたしてしまいますので、発電機会の損失に繋がり大きな発電ロスが生じてしまいます。

分散型（ストリング型）パワコンの特徴・メリット

特徴、およびメリットは、以下3つです。

• 発電ロスを最小限に抑えられる
• 場所を選ばず設置できる
• 購入やメンテナンスの費用が抑えられる

発電ロスを最小限に抑えられる

1つ目のメリットは、発電ロスを最小限に抑えられることです。

1台に繋がれる太陽光パネルの数が集中型よりも少なく、一つ一つのパワコンが個々で機能しています。

そのため、万が一パネルが壊れてしまった際にも、他のパネルに支障がなく発電機会の損失を少なくすることが可能です。

例え壊れてしまった際にも、故障した部分だけ交換すれば済みます。

また、制御やモニタリングに関しても、各ユニットで実施できるため、壊れてしまったり、劣化してしまったりしている場合にも早期に見付けられ、対処することが可能です。

場所を選ばず設置できる

2つ目のメリットは、場所を選ばず設置できることです。

太陽光発電を設置するために広く平らな土地を用意するのは、なかなか難しい現状です。

国内で大きな規模の設備を設置したい場合、山間部のような傾斜がある土地を選ぶ方も多くいます。

しかし、集中型と違い広いスペースを必要としない分散型であれば、山間部のような場所であってもパネルを配置しやすいです。

山間部のような木々が入り組んでいる場所は、パネルを運搬するための重機が使えない場合も考えられますが、分散型のような小型であれば重機を使わずに設置できます。

購入やメンテナンスの費用が抑えられる

3つ目のメリットは、購入やメンテナンス費用が抑えられることです。

集中型の場合は、1台における容量が分散型に比べ大きいため、製品そのものの単価が高くなってしまいます。

また、設置する場合はコンクリート基礎を準備する必要があるため、購入に多くの費用が発生する場合がほとんどです。

その一方で分散型であれば、設備が小さく単純構造のため、製造するためのコストが低く、結果的に1台あたりの単価が安くなり購入コストを削減できます。

さらに、分散型は設置の際にコンクリート基礎は不要であり、それぞれのパワコンが個々で機能していますので、壊れたりメンテナンスしたりする際に発生するコストの削減が可能です。

分散型（ストリング型）パワコンのデメリット・注意点

パワコンのデメリット・注意点は、以下2つです。

• 外国製のパワコンでは安全性の問題がある
• メンテナンスの手間がかかる

外国製のパワコンでは安全性の問題がある

1つ目のデメリットは、外国製のパワコンでは安全性の問題があることです。

日本では、高い電圧の太陽光発電の場合、一定の期間で電気主任技術者がパワコンを点検をする制度があるため、定期点検が行われることが前提に作られています。

しかし、国や地域が変われば、そのような規制や制度も変わってくるため、外国製のパワコンの場合、基準が日本と違う可能性が高いです。

パワコンの点検は、日中に実施されるのが一般的ですが、日中の場合は太陽の光エネルギーを利用し発電しているため、パネルに電流が通ったまま作業しなければなりません。

上記で解説したように、点検することが前提に考えられていない外国製のパワコンでは、ON・OFFのスイッチが付いていない場合もあるため、点検を実施する際に電流が止められずに通ったまま、絶縁抵抗を測らなければならない場合もあります。

電流が通ったままコネクタから電線を抜いたり差したりしなければならないため、感電する可能性もあります。

そのため、パワコンを選ぶ場合は点検作業に関してもしっかりと考え、考慮した上で製品を選択するようにしましょう。

メンテナンスの手間がかかる

2つ目のデメリットは、メンテナンスの手間がかかることです。

分散型は集中型と違い、各太陽光パネルを別に設置するため、集中型に比べ多くのパワコンを設置します。

メガソーラーのような大きい規模で分散型を使うためには、多くのパワコンを個別でメンテナンスしなければならないため、多くの手間と時間がかかってしまいます。

パワコン以外で発電効率を上げる方法

パワコン以外で発電効率を上げる方法は、以下3つです。

• 変換率の高いパネルを導入する
• 太陽光パネルの角度を調整を行う
• パワコンと蓄電池を併用する

変換率の高いパネルを導入する

太陽光発電を導入する上では、パネルの変換率を意識し選択することがポイントです。

理由は、太陽光パネルの中でも変換率が高いものを選択すれば、パネルの面積が同じサイズの場合でも、効率の良いパネルの方がより多くの電力が得られるからです。

変換率の良いパネルを設置し発電量を増やせれば、増えた分も自家で使えるため、電気を電力会社から買う量が減り、結果的に電気料金を減らせます。

太陽光パネルの角度を調整を行う

太陽光パネルの角度を調整することで発電効率を上げられます。

しかし、太陽光パネルの角度に関しては、設置する地域により最適な角度が変わるため注意が必要です。

一般的には、向きは真南で角度は約30度が最適と言われています。

ですが、雪が降るような地域であれば、角度をあまりにも小さくしてしまうと積もってしまう可能性があるため、少なくとも10～15度以上の角度にする必要があります。

このように、住んでいる地域の天候などを考慮し最適な角度や向きにすることが、発電効率を上げるポイントです。

パワコンと蓄電池を併用する

蓄電池と併用することは、発電効率を上げることに直結しませんが、太陽光により発電した電力を無駄なく利用できるため、結果的に発電効率が高められます。

例えば発電した電気が使いきれずに残っている場合、残った分の電力を蓄電池に溜めておくことで、夜間や悪天候で発電が不可能な日に、残った電気を蓄電池から送り使えます。

時間帯により電気料金が高くなる場合も、蓄電池に溜めてある電気を使えば関係ないため、電気料金を減らすことも可能です。

まとめ

分散型パワコンとは、集中型と比べ小型で設置する場所に縛られることなく、設置工事も簡単なため、広い場所を必要としない分、パネルを設置する面積が増やしやすい型です。

発電ロスが最小限に抑えられたり、小型のため設置場所に縛られなかったりといったメリットがあります。

その一方で、外国製のパワコンでは安全性の問題があったり、メンテナンスに手間がかかったりなどデメリットもあるため、導入を検討されている方はメリットやデメリットについて十分理解してから検討するようにしましょう。