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パワーコンディショナーの仕組みや役割とは?機能や選び方まで解説!

メンテナンス 2024年01月04日更新

太陽光発電を家庭に導入する際には、かならず「パワーコンディショナー」という設備も設置する必要があることをご存じでしょうか?

パワーコンディショナーは機種によって「変換効率」や「最大定格出力」などの重要スペックが大きく違うため、比較せずに購入すると後悔する原因になってしまうことも…

そこで本記事では、「パワーコンディショナーの特徴・役割」や「便利な機能・設備の仕組み」を初心者にもわかりやすく解説していきます。

記事の後半には、パワーコンディショナーを選ぶ際の「3つのポイント」についてもご紹介していますので、太陽光発電を検討している方はぜひご覧ください!

パワーコンディショナーとは?特徴や役割・仕組みをわかりやすく解説

まずはじめに、太陽光発電のパワーコンディショナーの特徴や便利な機能、電気を変換する仕組みについてくわしく解説していきます。

【特徴】パワーコンディショナーは太陽光発電に欠かせない機器

パワーコンディショナーとは、太陽光パネルで作られた「直流電流」を、電圧を調整して「交流電流」に変換する設備のことです。

太陽光パネルで作られた直流電流はそのままでは家庭で使えないため、パワーコンディショナーで変換してはじめて、家庭用コンセントから使用できるようになります。

ほかにも、発電量の最大化停電時に電気を使えるようにする機能なども搭載されており、万が一の電圧トラブル時に電気系統を守る役割も担っています。

【役割・機能】太陽光エネルギーを家庭用に変換!発電量の最適化も

パワーコンディショナーが持つ「電圧変換機能」以外の便利機能の特徴を、以下の表でくわしくご紹介していきます。

パワコンの便利機能

機能の特徴

MPPT(最大電力点追従制御)機能

・発電量が最大となる電圧と電力のバランスを自動調節し、悪天候でも安定したエネルギーを確保する機能

系統連系保護機能

・太陽光システムが電圧トラブルを起こした場合に、被害が周辺住宅に及ばないよう保護する機能

逆潮流制御機能

・太陽光エネルギーを売電する際に、通常より高い電圧を維持して電力会社に送電する機能

【仕組み】パワーコンディショナーはどのように電流を変換している?

パワーコンディショナーには「インバータ」という装置が組み込まれており、パネルで発電した電気はインバータを通過する際に、家庭で使える交流電流に変換されます。

インバータには「トランスレス方式」と「高周波絶縁トランス方式」の2種類があり、それぞれ以下のような特徴を持っています。

インバータの種類

特徴

トランスレス方式

・変圧器(トランス)を使わずに太陽光発電の電圧を調整するインバータ

・シンプルな構造で故障が少なく、価格もお手頃なため家庭用に多く採用されている

高周波絶縁トランス方式

・高周波変圧器により直流と交流を分断して電圧調整を行うインバータ

・トランスレス方式より電流を遮断する機能が優れており、大規模な産業用太陽光システムに多く採用されている

高周波絶縁トランス方式の方が「本体サイズが小さい」というメリットがあるものの、「価格が高め」というデメリットもあるため、予算や用途に合わせて選択するとよいでしょう。

停電時に活躍!パワーコンディショナーの「自立運転機能」とは?

パワーコンディショナーの「自立運転機能」とは、停電時に「太陽光発電のエネルギーのみで家電を動かすことができる」便利機能のことです。

自立運転機能の最大出力は法令で「AC100V・1,500Wまで」と定められているものの、スマートフォンやパソコンの充電から炊飯器での調理まで、幅広く活躍します。

自立運転モードに切り替えるには「主電源および太陽光ブレーカーを落とす」「非常用コンセントから給電する」など特別な操作が必要ですので、事前に確認しておきましょう。

「停電中でもエアコンやエコキュートを使いたい!」という方は自立運転機能の100Vでは電圧が足りないため、「200V対応」の蓄電池との併用をおすすめします。

パワーコンディショナーの寿命は何年が目安?主な故障の原因もご紹介

一般的なパワーコンディショナーの寿命は「10年〜15年」が目安とされており、メーカー保証期間も10年〜15年に設定されていることが大半です。

一方で、太陽光パネルの寿命は「25年〜30年と「およそ2倍程度」も長いため、パネルの買い替え時が来るまでに必ず1度はパワーコンディショナーの交換が必要となります。

パワーコンディショナーの故障は、経年劣化による「ケーブルの断線」や「パーツの不具合」が原因であることが多く、たいていは修理やパーツ交換で解決できます。

換気フィルターや精密部品にホコリなどが詰まると熱暴走により故障するリスクが増加しますので、4年に1度を目安に定期点検してトラブルを未然に防ぎましょう。

パワーコンディショナーを購入する際の「3つの選び方のコツ」とは?

つづいて、住宅や用途に合ったパワーコンディショナーを購入するための「3つの選び方のコツ」について順番にご紹介していきます。

【選び方①】同じ価格帯なら「変換効率」の高い方を選ぶ

同じ価格帯のパワーコンディショナーを複数比較するときには、できるだけ「変換効率」の高いモデルを選ぶことをおすすめします。

「変換効率」とは、太陽光エネルギーを家庭で使用できる交流電流に変換する効率を数値で表したもので、高ければ高いほど電力のロスを減らせます。

変換効率でパワーコンディショナーを選ぶ際には、「95%以上」のスペックがあれば高性能であり、太陽光パネルの性能を充分に引き出せる製品といえます。

太陽光パネルの寿命は「25年〜30年以上」と長く、1%の変換効率の差でも売電収益に大きな影響を与えるため、購入時には慎重に判断する必要があるでしょう。

【選び方②】太陽光パネルのパワーに合った「定格出力」のモデルを選ぶ

パワーコンディショナーには変換効率のほかにも「最大定格出力」という重要なスペックがあり、太陽光パネルの出力に合わせて選ぶことが重要です。

「最大定格出力」とは、パワーコンディショナーが変換できる電力の限界を示す数値であり、大きければ大きいほどハイパワーな製品といえます。

太陽光パネルの最大出力よりパワーコンディショナーの定格出力が下回っている場合、発電した電気が無駄になってしまうため、購入前には必ずスペックを確認しましょう。

一方で、パワーコンディショナーは定格出力が大きいモデルほど高価になりますので、パネルを増設する予定がない限り、そこまでオーバースペックである必要もありません。

【選び方③】「保証内容」や「サイズ」「運転音」にも注目したい

パワーコンディショナーを購入する際には、本体の性能だけでなく「保証内容」や「本体サイズ」、「運転音の大きさ」にも気を配りましょう。

特に、「保証期間や内容」はメーカーや機種によってもさまざまですので、同様の価格帯の中でもっとも自分に適した保証のある製品を選ぶべきです。

また、屋外に設置することが大半のパワーコンディショナーは、サイズが大きすぎると外観を損ねたり、通行の邪魔になってしまうこともあります。

運転音が大きなパワーコンディショナーは設置場所によっては精神的なストレスとなる場合もあるため、なるべく静音設計のモデルを選んだほうが無難でしょう。

【まとめ】パワーコンディショナーは太陽光発電の超重要アイテム!

本記事でくわしく解説してきた「パワーコンディショナーの仕組みや役割」についての要点を、以下にもう一度まとめていきます。

  • パワーコンディショナーとは、太陽光パネルの「直流電流」を家庭で使える「交流電流」に変換する設備のこと
  • 悪天候でも発電量を最大化する「MPPT機能」や、停電時にも電気が使える「自立運転機能」などの便利機能も搭載されている
  • 電圧トラブル発生時に周辺住宅に被害が及ばないようにする「系統連系保護機能」も、パワーコンディショナーの重要な機能
  • パワーコンディショナーの寿命は10年〜15年であり、太陽光パネルよりも半分ほど寿命が短い
  • 太陽光エネルギーを無駄なく活用するためには、「95%以上の変換効率」を持つパワーコンディショナーがおすすめ

パワーコンディショナーには電圧を変換する機能のほかにも、太陽光発電を安全でより効率的に活用するための機能が豊富に搭載されています

特に、停電中でも電気が使えるようになる「自立運転機能」は目玉機能のひとつ

突然の停電で慌てないように、事前に操作方法は確認しておきたいですね。

最近ではパワーコンディショナーも低価格化が進み、ハイスペックながら「10万円」を切る製品も多数登場するようになりました。

メーカーやモデルによっても性能や耐久性、安全性などが大きく異なりますので、じっくり比較して自分に合ったものを選びましょう!

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この記事の監修者

『お客様に寄り添うこと』をモットーに日々の業務に取り組んでおります。
太陽光発電の活用方法や蓄電池の導入などのご相談は年間2000件以上頂いており、真摯に問題解決に取り組んできました。
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光熱費削減コンサルタント

中田 萌
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