パワーコンディショナ(パワコン)とは? 役割や故障の原因とは? 太陽光を最大限に活用する選び方

パワーコンディショナとは「パワコン」ともいわれ、太陽光発電システムに欠かせない機器のひとつです。太陽光パネルで発電された「直流」の電気を、家庭やオフィスで使える「交流」の電気に変換する役割を担っています。

電気には「直流（DC）」と「交流（AC）」の2種類があり、家電製品は交流電源に対応しているケースが一般的です。そのため、太陽光パネルで発電される直流電源は、家庭内で使用できません。

パワーコンディショナによって直流から交流に変換することで、普段の生活に取り入れられるようになります。

パワーコンディショナの役割としては、「太陽光発電システムの発電量を最大化する」と「売電する電気の電圧を調整する」と「トラブル時に系統を保護する」と「停電時に自立運転するパワコンもある」の4つが挙げられます。

太陽光発電は、時期や天候、日照時間によって発電量が変わります。特に曇りの場合は、電圧と電流の変動が大きくなり発電量が安定しないため、想定した電力が得られなくなります。天候に左右されずに発電量を最大化する機能がMPPT(最大電力点追従制御)です。

MPPT(最大電力点追従制御)は、天候によって変化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を自動調節して発電量を維持できるようにする働きがあります。

パワーコンディショナは、電圧状況に合わせて売電する電気の電圧を調整する逆潮流制御機能があります。電気は電圧の高い方から低い方へ流れる特性があります。そのため、太陽光パネルで発電した電気を送電して売電するには、高い電圧に調整しなければなりません。このような電圧調整の役割をパワーコンディショナが担っています。異常が発生した場合は、パワーコンディショナが出力を遮断し、自宅の家電製品や電気系統を守って事故を防止します。

パワーコンディショナには、系統側や自家設備側に異常が発生した場合に、保護するためにつながりを遮断する系統連系保護機能があります。売電するには、自宅と外の電線をつなぐ系統連系が必要です。トラブルが発生した際は、まわりに影響を及ぼす可能性があるため、出力を遮断して太陽光発電システムを電気系統から切り離す必要があります。異常が発生すると、パワーコンディショナが出力を遮断して自宅の家電製品や電気系統を守って事故を防ぎます。

パワーコンディショナには、停電により電力会社からの電力供給が停止した際に、自動や手動で太陽光発電や蓄電池からの電気に切り替える自立運転機能があります。自立運転機能が搭載されているパワーコンディショナは、1,500W程度の電力を使えるように設計されています。そのため、冷蔵庫や電子レンジ、炊飯器やパソコンなどの小型家電は、1,500Wを超えない範囲で同時に複数の台数を使用可能です。

パワーコンディショナを選ぶ際は、どのようなポイントがあるでしょうか。
こちらでは、選ぶポイントを紹介します。

東京ガスでは、パワーコンディショナの選び方の相談も受け付けています。パワーコンディショナの選び方がわからない方は、ご相談ください。

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パワーコンディショナの変換効率は、直流の交流の電気に変換するエネルギー効率の良さを表します。電気は変換する際にどうしても損失が発生するため、変換効率は100%ではなく、およそ95%〜98%といわれています。変換効率が高いパワーコンディショナほど、発電したエネルギーを有効的に活用していることになるのです。

パワーコンディショナの最大定格出力は、出力できる最大電力値を表します。パワーコンディショナの最大定格出力を超えた分の電力は変換できません。そのため、太陽光モジュールがパワーコンディショナの最大定格出力を超えると、超えた分の電力は変換できずに無駄になってしまいます。

パワーコンディショナの価格は、定格出力(容量)、性能、メーカーなどによって大きく異なります。

経済産業省の資料によれば、太陽光発電システムの導入費用は発電容量1kWあたり26.1万円で、そのうちパワーコンディショナが占める設備費用は4.2万円となっています。発電容量3～5kW程度の太陽光発電システムの場合、パワーコンディショナの費用相場は12.6万～21.0万円程度といえるでしょう。

ただし、先述のとおり製品ごとに価格は大きく異なるため、定格出力3～5kWのパワーコンディショナであっても、30万～50万円台の製品も実際に販売されています。

価格の比較をする際には、単にパワーコンディショナ本体の価格だけでなく、設置工事費や将来の交換費用も考慮に入れることが大切です。太陽光発電システムは長期にわたって運用するため、パワーコンディショナも保守・メンテナンスコストや、部品交換費用なども含めた、長期的な視点で選択することが求められます。

特に、本体価格が安価なモデルの場合は、メーカーの実績や信頼性、変換効率、保証条件などをしっかり調べた上で比較検討しましょう。

パワーコンディショナのサイズも、価格と同様に定格出力(容量)や性能、メーカーなどによって異なります。ただ、基本的にパワーコンディショナのサイズは、定格出力と比例すると考えてよいでしょう。パワーコンディショナには通風口などがあるため、周囲にスペースを確保しておくことが必要です。屋内設置型を検討する際は、設置スペースに対して適切なサイズの製品を選ぶことがポイントです。

パワーコンディショナの作動音は、30〜50dBが一般的です。太陽光発電は日中作動するため、通常の作動音であれば近所迷惑になる心配はありません。気になる場合は、静音性の高いものを選ぶとよいでしょう。

パワーコンディショナの保証期間は、メーカーや製品によって異なります。長く使うためにも、事前に保証期間を確認しておくと安心です。

パワーコンディショナを快適に使用するには、日頃のメンテナンスが重要です。トラブルを避けるためにも、掃除がしやすいタイプを選ぶことをおすすめします。

タイプは、主に太陽光発電システムと蓄電池の併用を検討している方が、パワーコンディショナを選ぶ際に重要となるポイントです。

パワーコンディショナには、「単機能」「ハイブリッド」「トライブリッド」といったタイプがあります。ニーズに合うタイプを選択しましょう。

以下にそれぞれの特長をまとめてみました。

太陽光発電においては、太陽光パネルで発電した直流電力を交流電力に変換する機能に特化したパワーコンディショナのことをいいます。太陽光発電システムのみであれば、単機能タイプのパワーコンディショナで機能的には十分です。比較的安価なため、太陽光発電システムの初期費用を抑えたい方には魅力的な選択肢でしょう。

一方で、単機能タイプの場合、1台で太陽光発電システムと蓄電池の両方と連携することはできません。それぞれと連携するためのパワーコンディショナが必要となるため、2台のパワーコンディショナを使用する必要があります。
ただ、太陽光発電システムや蓄電池それぞれに適したパワーコンディショナを選択できるため、機器間の相性を気にすることが少ない、といったメリットもあります。

1台で太陽光発電と蓄電池の両方と接続できるタイプです。パワーコンディショナが1台で済むため、太陽光発電と蓄電池のシステム全体をコンパクトに構成できる点がメリットです。また機器の数が少なくなり、機器同士の電気交換も少なくなるため、変換過程などで発生する電力ロスも抑えることができます。

ただし、後から蓄電池を導入するケースなどでは、ハイブリッドタイプのパワーコンディショナと相性のよい蓄電池を選ばないと、思うような性能を発揮できない場合があります。また、蓄電池の後付けにより、保証条件から外れてしまうことも考えられます。

トライブリッドタイプなら、太陽光発電、蓄電池、追加の発電源(例えばEV)と統合的に制御することができます。さまざまな発電源の組み合わせにより、より高いエネルギー効率と安定性を目指す場合は、このタイプを選択するとよいでしょう。

パワーコンディショナ（パワコン）は、設置場所によって屋内型と屋外型（集中・分散）に分けられます。ここでは、それぞれのタイプの特長を解説します。

屋内型は、運転音が小さく、コンパクトな作りになっています。そのため、住宅用太陽光発電システムで採用されるケースが一般的です。

屋内に設置する仕様上、雨や湿気で劣化する心配が少なく、メンテナンスの頻度も軽減されます。

また、ブレーカーの近くに設置できるため、送電時のロスを防ぎやすい点もメリットです。

東京ガスでは、屋外型も取り扱っていますが、こうした利点から基本的には屋内型のパワーコンディショナを推奨しています。

一般的に、屋外型は産業用や屋外施設に採用されます。とくに、集中型は一台あたりの容量が大きく、複数の機器をまとめて設置するタイプです。設置台数が抑えられる分、導入コストや施工・保守にかかる労力を削減できます。

ただし、故障すると簡単に復旧できないため、発電ロスが大きくなる点がデメリットです。

複数のパワコンディショナを屋外に設置して発電を行うタイプです。一台にかかる負担が軽減されるため、故障が発生したい際のリスクも分散されます。

ただし、台数が増える分、設置にかかる工数やコストが増える点がデメリットです。

パワーコンディショナは、太陽光パネルから送られる直流電力を家庭やビルで使用できる交流電力に変換する重要な装置であり、過電流や過電圧から太陽光発電システムを守る役割も果たします。

太陽光発電システムを長期にわたり安全に運用するためには、パワーコンディショナについて理解し、トラブルに備えることが大切です。

クリーンエネルギーを生み出す太陽光発電システムは、今後ますます重要性を増していきます。この機会に、太陽光発電システムの導入を検討してみてはいかがでしょうか。