1. 太陽光発電協会について 2. 太陽光発電システム市場動向 3. 太陽電池の基本特性について 4. 太陽電池の技術開発状況 5. 太陽光発電システム設計のポイント 6. 様々な設置形態 事例の紹介 7. 新しいビジネスモデル 8. まとめ 40
JPEA が編集した 建築 設計 施工関係建築 設計 施工関係 図書 太陽光発電システムの設計と施工 太陽光発電システム設計 施工関係者を対象に 現場で必要な知識を重点的に記述し 工務店 設計事務所等の技術者にすぐに役立つ内容でまとめたものです 太陽光発電協会 [ 編 ] オーム社出版局 太陽光発電システム手引書 主に建築関係のお仕事に携わっている方々に太陽光発電システムの導入を検討する上での注意点 製品仕様 設置事例等をまとめた 太陽光発電協会編集 (JPEA HP に設計のポイントが解説されています ) 41
設計から運転までの流れ Step1 導入目的の明確化と事前調査 Step2 経済性評価 CO2 削減 遊休地活用 CSR 活動 設置場所 スペース 建物構造 地盤 周辺環境 設計条件 電気料金メニュー 容量設定 発電シュミレーション 公的支援制度 予算設定 Step3 設計 ~ 契約 システム種類 設置方法 太陽電池アレイ設計 周辺機器選定 Step4 施工 届出提出 システム施工 ( 設置 配線工事 ) 電力会社 所轄官庁への手続き Step5 運転開始 維持管理 竣工検査 使用前検査 運転開始 維持管理 42
太陽光発電システムの決定 何のために導入するのか何のために導入するのか ( ( 導入目的導入目的 ) ) 率先導入 率先導入 環境貢献 環境貢献 地域貢献 地域貢献 教育啓発 教育啓発 防災対応 防災対応 宣伝効果 宣伝効果 どれぐらいの規模どれぐらいの規模 ( ( 設置容量設置容量 ) ) 負荷とシステム 負荷とシステム 出力とシステム 出力とシステム パワーコンディショナ 低圧盤 高圧受電盤 電力系統 日射計 直流 連系出力 太陽電池 気温計 構内一般負荷 表示装置 どこにどの部分どこにどの部分 ( ( 設置施設 場所設置施設 場所 ) ) 陸上 屋根 陸上 屋根( ( 陸屋根 傾斜屋根 庇陸屋根 傾斜屋根 庇 )) 設置可能スペース 変電施設との関係 どのようなどのような種類種類 ( ( システムの選択システムの選択 ) ) 連系型 連系型( ( 逆潮あり逆潮あり // なしなし )) 防災型 防災型( ( 自律切り換えあり自律切り換えあり )) 43
システム構成 44
システム容量の目安 : 太陽電池アレイ 設置場所の面積から システム容量設定の目安 変換効率 ; 多結晶 > CIS > タンデム > アモルファス太陽電池表面積 ;* 8 m2 /kw 11 1 m2 /kw 12 m2 /kw 16 m2 /kw 陸屋根 地上設置面積 ; 16 m2 /kw 22 2 m2 /kw 24 m2 /kw 32 m2 /kw 温度ロス ( 高温に強い ) ; 多結晶 < CIS < タンデム < アモルファス * 必要面積は アレイ角度 設置条件で変わるため上記は目安です 影の倍率 ; 東京の場合 冬至 15 時 (9 時 ) 太陽位置 = 高度 18 度 方位 43 度 影倍率 R=2.3 h 45
太陽電池アレイの設置箇所 46
太陽電池アレイの設置箇所 想定発電電力量 kwh/ 日 = 各月の日射量 太陽電池容量 温度補正係数 パワーコンディショナ効率 その他損失 各月の日射量 (kwh/ m2 日 ) : NEDO/ 日本気象協会 全国日射量テ ータマッフ より 太陽電池容量 (kw) : 太陽電池モジュール公称最大出力 太陽電池モジュール台数温度補正係数 : 放射照度 ( 結晶系シリコン太陽電池の屋根置き設置の場合 ) 12~2 月 0.90 3~5 月 9~11 月 0.85 6~8 月 0.80 パワーコンディショナ効率 : 0.90~0.95( 機器性能に応じて設定 ) その他損失 : 0.90~0.95 ( 配線 受光面の汚れ 逆流防止ダイオードによる損失等 ) JIS C8907:2005 太陽光発電システムの発電電力量推定方法太陽光発電システムの発電電力量推定方法 太陽光発電システムは常時 容量分の出力が出るわけではありません 実際には 様々な要因 ( 地域 季節 時刻 設置角度 温度 受光面の汚れ 及びインバータ変換効率等による損失 ) のために出力が低下するので 発電量計算には補正係数が必要です 従って 晴天時でも最大出力は太陽電池容量の約 70~80 0~80% が目安となります 47
太陽光発電システムの費用構成例 12 表示装置 5% 7 基礎関連工事費 6% 10 計測装置 7% 1PV システム工事費 18% 5 2% 4 架台 鋼材 9% 3 インバータ 10% 効率向上追求型全体 (544 件 ) 2 太陽電池 38% 平成 18 年度 NEDOFT 事業効率向上型平均価格 96.8 万円 /KW ( 基礎工事 キュ - ヒ クル 計測装置 表示装置除価格 80.2 万円 /kw) 48
太陽光発電システムの系統連系区分 連系区分 1 需要家当りの 設備容量 逆潮流の有無 主な保護装置 低圧 原則として 50kW 未満 有無 過 不足電圧 / 周波数検電器 単独運転検出機能 過 不足電圧 / 周波数検電器 逆電力継電器 高圧 原則として 2000kW 未満 有無 過 不足電圧 / 周波数継電器 地絡過電圧継電器 転送遮断装置又は単独運転検出機能過 不足電圧 / 周波数継電器 逆電力継電器 地絡過電圧継電器 特別高圧 個別協議 有無 過 不足電圧 / 周波数継電器 地絡過電圧継電器 方向短絡継電器 転送遮断装置過 不足電圧 / 周波数継電器 逆電力継電器 地絡過電圧継電器 方向短絡継電器 みなし低圧連系 発電設備等の出力容量が契約電力に比べ極めて小さい場合 ( 一般的に 5% 程度以下 詳細は電力会社と協議 ) には 契約電力における電圧の連系区分より下位の電圧の連系区分に準拠して連系することができる 契約電力が 50kW~2000kW の場合 発電設備の出力容量が極めて小さい場合 下位連系区分 低圧 で連系できる 電力会社との協議によります 49
太陽光発電システム構成 (1) システム構成 50
太陽光発電システム 10~100kW システム構成 (2)10kW システム 10kW 三相 200Ⅴ/6.6 /6.6kV (3)100kW システム 10kW 1 パワーコンディショナ 10kW ( 屋外壁掛タイプ ) 集合箱 三相 200Ⅴ/6.6 /6.6kV 10kW 2 OVGR 10kW 10 パワーコンディショナ 100kW 51
太陽光発電システム 500kW システム構成 (4)500kW システム 10kW 1 集合箱 三相 200Ⅴ/6.6 /6.6kV 10kW 2 OVGR 10kW 10 パワーコンディショナ 100kW 同上 100kWシステム同上 100kWシステム同上 100kWシステム同上 100kWシステム 52
太陽光発電システム 1000kW システム構成 (5)1000kW システム 50kW 1 三相 400Ⅴ/6.6 /6.6kV 50kW 2 OVGR 50kW 5 パワーコンディショナ 250kW 同上 250kW システム 同上 250kW システム 同上 250kW システム 53
太陽光発電システム 1000kW 越級システム構成 (6)1000kW 超級システム 特高受変電設備 特高受変電設備 6.6kV 6.6kV 1MW 太陽光 PCS 1MW 太陽光 PCS 太陽光 PCS PCS 250kW PCS 250kW PCS 250kW PCS 250kW PCS 250kW PCS 250kW PCS 250kW PCS 250kW 54
パワーコンディショナ選定ポイント システム 1) 系統連系 ( 自立運転無し ) 2) 系統連系 自立運転付 ( 蓄電池無し ) 3) 系統連系 自立運転 蓄電池付 ( 防災型 ) 電気特性 1) 入力側 : 太陽電池アレイ出力電圧とパワーコンディショナ直流入力電圧範囲 2) 出力側 : 連系する系統側 ( 商用電源側 ) と電圧 電気方式が一致しているか 3)JET 認証登録品を適用できるか : 出力容量 10kW 以下の場合 4) 連系区分 : 逆潮流の有無と OVGR 設置の要否の確認 据付 構造 1) 設置場所 ( 屋外 屋内 ) 2) 盤構造 ( 重量含 ): 自立盤 ( 閉鎖型 ) ラック式 ( 屋内 ) 壁掛形 ( 内蔵形等 ) 3) 設置環境の確認 ( 塩害対策 高所設置 積雪地域等の特殊条件の有無 ) 55
各種 パワーコンディショナ ＰＣＳ 単相４ ５ｋＷ 屋内壁掛 ＪＥＴ認証品 三相１０ ５０ｋＷ ラック式 １０ｋＷ単位のラックマ ウント方式で 任意に 容量構成 増設が可 能なタイプ 単相 三相１０ｋＷ 屋内外壁掛式 屋外ＰＶ架台へ設置可能 ＪＥＴ認証品 三相１００ｋＷ 屋内自立盤 トランスレス方式 の自立タイプ 三相250ｋＷ ｋｗ 三相 屋内自立盤 トランス絶縁タイプ 三相１００ｋＷ 屋内自立盤 トランス絶縁タイプ 56
関連法規 (1) 電気事業法関連 電気工作物 出力規模 工事計画 使用前安全管理審査 使用開始届 主任技術者 保安規定 一般電気工作物 20kW 未満 ( 1) 不要 不要 不要 不要 不要 自家 用 電 気 工 作 物 20kW 未満 ( 2) 20kW 以上 500kW 未満 500kW 以上 1000kW 未満 1000kW 以上 不要不要届出届出 不要不要実施実施 不要 不要 不要 ( 3) 不要 ( 3) 不選任承認 不選任承認 不選任承認 選任 届出届出届出届出 57
関連法規 (2) 使用前安全管理審査 使用前検査とは 最大電力 1000 キロワツト以上の設備の工事終了後 自主検査 ( 竣工検査 ) の後に実施される官庁担当者立会の検査 < 手続きの流れ > 工事計画を提出しなければならない電気工作物の申請等の流れは 以下のようになる 1 保安規程変更届出書を工事の開始前に経産局に提出する 2 使用前自主検査 ( 竣工検査 ) を行い 決められた記録を作成し 使用を開始 ( 通電 ) する 3 使用前安全管理審査の受審日を決め 使用前安全管理審査申請書を経産局に提出します (2 2 と 3 はどちらが先でもよい ) 4 使用前安全管理審査を受ける 58
関連法規 : 検査項目 接地等 (3) 検査項目 (4) 電技解釈接地の種類 1 外観検査 2 接地抵抗測定 3 絶縁抵抗測定 4 絶縁耐力試験 5 保護装置試験 6 総合インターロック試験 7 制御電源喪失試験 8 負荷遮断試験 9 遠隔監視制御試験 10 負荷 ( 出力 ) 試験 使用電圧 300V 以下の低圧用 D 種 (100 100Ω) 300V を超える低圧用 C 種 (10 10Ω) 59