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接続箱に「1500Vの壁」、ヒューズを使い国内メーカーが打破

大電流の1000Vメガソーラーにも需要

2021/12/08 19:25
加藤 伸一=日経BP 総合研究所 クリーンテックラボ
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 国内のメガソーラー(大規模太陽光発電所)で、太陽光パネルを接続した直流回路を1500V対応で構成する試みがはじまって数年が経つ。

 太陽光パネルやパワーコンディショナー(PCS)については、続々と対応製品が発売されてきたが、その割には、国内で直流回路を1500V対応で設計した太陽光発電所は限定的で、一般的に広まっているとはいえない。

 直流1500V対応の太陽光パネルを採用しつつ、直流回路を1000V対応で構成していることが多い。太陽光パネルの接続枚数を一定以下に抑えた設計となる。

 直流1500V対応の回路の構成がいまひとつ広まらない原因の1つに、接続箱の問題を挙げる声がある。直流1000V対応と1500V対応では、接続箱が大きく変わるためである。

 近年では、小容量のPCSを使った、いわゆる分散型の手法を採用するメガソーラーもある。一般的に、初期の分散型のメガソーラーでは、太陽光パネルを接続した直流回路を、接続箱を介さずに直接、小容量のPCSに入力されてきた。

 しかし、最近では小容量のPCSといえども定格容量が50kW、100kWなどと、容量が大きくなってきている。規模の大きなメガソーラーでは、こうした容量の機種を使うことが増えている。

 そして、こうした機種の場合、従来の集中型のPCSと同じように、直流回路をまず接続箱に入力し、そこで一定の電流に束ねてPCSに入力する構成は変わらない。

 直流回路を1500V対応で構成した場合、太陽光パネルの出力が大きくなることから、接続箱の入力側は、25~30Aの電流に対応する必要がある。ここが1000V対応と1500V対応で大きく変わる点になる。

 直流600Vや1000Vに対応した接続箱の多くは、直流の入力側の遮断器としてスイッチと半導体(逆流防止ダイオード)を備えている。

 この遮断の手法では、これまでのヒューズに比べて交換の手間が省ける利点がある。

 ヒューズの場合、電流が逆流すると、溶け切れることで回路を遮断する。溶け切れたヒューズを交換しなければ復旧しない。スイッチの場合はレバーが倒れて回路を切り離して遮断する。レバーを元のオンの位置に戻せば復旧する。

 直流1500V対応の回路を採用する場合に、接続箱の入力側の遮断器に求められる25~30Aの電流への対応は、スイッチと逆流防止ダイオードによる手法では難しいという。

 このような中、配電盤などの電気設備メーカーである電巧社(東京都港区)が、ヒューズを使った直流1500V対応の接続箱を製品化した(図1)。

図1●直流1500V対応の接続箱
図1●直流1500V対応の接続箱
(出所:電巧社)
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