太陽光発電（PV）システムでは、発電された電力は主に負荷への電力供給に使用されます。発電量が負荷需要を上回ると、余剰電力が電力網に逆流し、「逆流」が発生します。電力網規制では通常、無許可の逆流が制限されており、無許可の電力供給は罰則の対象となります。電力網への供給を行わず自家消費を目的としたPVプロジェクトでは、持続可能なエネルギー自立を実現するために、逆流防止対策が不可欠です。
逆流防止装置とは何ですか？
太陽光発電システムでは、太陽光モジュールが直流（DC）を生成し、それがインバーターによって交流（AC）に変換されて局所的な負荷に供給されます。発電量が消費量を上回ると、余剰電力が電力網に逆流し、逆流現象が発生します。逆流防止機能を備えたシステムは、インバーターの出力を調整することで、発電された電力が局所的な負荷で完全に消費されるようにし、余剰電力が電力網に流入するのを防ぎます。
逆流防止装置を設置する理由とは？
逆流防止装置を設置する主な理由は以下のとおりです。
1. グリッドポリシーの制限事項：地域によっては、送電網の制約や政策により、送電網への電力供給が禁止されている場合があります。無許可の逆流は罰則の対象となる可能性があります。
2. グリッド接続の制限事項：電力網は、供給できる電力量に厳格な制限を設けている。これらの制限を制御せずに超えると、電力網の安定性が損なわれる可能性がある。
3．自家消費の原則：自家消費を目的とした太陽光発電システムは、地域内の電力消費を優先します。余剰電力は、逆流防止装置を用いて系統に流れ込まないようにする必要があります。
逆流防止装置の動作原理
逆流防止システムは通常、主線に設置された逆流防止計と変流器（CT）で構成されます。これらの機器は、電力と電流の流れをリアルタイムで測定します。逆流が検出されると、計はRS485通信を介して逆流データをインバータに送信します。インバータは数秒以内に反応し、出力電力を低減することで、系統への電流の流れをほぼゼロにします。
逆流防止ソリューション
さまざまなシナリオに対応できるよう、複数の構成が用意されています。
1. 単相逆流防止システムソリューション
・必要な機器：系統連系型インバーター、逆流防止メーター、通信ケーブル。
・小規模な住宅用太陽光発電システムに適しています。
2. 三相逆流防止システムソリューション
・低電力の住宅用システムの場合、DC逆流防止メーターをインバーターのAC出力端子に直接接続できます。
・高出力システムの場合、CTトランスは系統接続点における電流を検出します。CTの出力はスケーリングされ、逆流防止計に送られて正確な電力測定が行われます。
3. マルチインバータ逆流防止システムソリューション
・複数のインバーターは、通信インターフェースを介してデータロガーに接続される。
・このソリューションは大規模なシステムに最適で、より高い容量とより堅牢な機能を提供します。
まとめ
逆流防止ソリューションは、特定の地域における「系統連系型だが売電は行わない」という政策要件に対応します。これにより、系統の安定性が向上し、システムの安全性が高まり、エネルギー効率が最適化され、進化する技術や政策にも適応できます。カスタマイズされた逆流防止システムを採用することで、太陽光発電プロジェクトは法令遵守、信頼性、そして経済的な実現可能性を確保できます。
