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最大電力点追従機能(MPPT)

太陽光発電システムを導入する際に注目したいのはパワーコンディショナーの最大電力点追従機能(MPPT)です。そのしくみやメリット・デメリットについて解説しています。

最大電力点追従機能(MPPT)とは

太陽電池モジュールはその名の通り太陽の光を受けて電力を発生させる装置ですが、日射量によってソーラーパネル内に発生する電圧と電流の大きさが常に変化しています。

特に曇りの日は太陽電池モジュール内の電圧と電流の変化は大きくなります。太陽の光が直接太陽電池に当たるか雲に散乱した光が当たるかで電圧と電流が大きく変動し、発電する電力が不安定となります。

曇りの日の日射量と出力量

太陽電池モジュールの発電量は「電圧(V)×電流(I)」で決まりますが、太陽電池モジュールは電圧と電流がある一定の組み合わせの場合(動作点上)にのみ電力が発生するようになっており、パワーコンディショナーがその組み合わせを決定してあげる必要があります。

電圧と電流の組み合わせの決め方には、パルス幅変調制御(PWM)と最大電力点追従機能(MPPT)の2通りがあります。PWMは一定の電圧と電流が発生するように制御する方式で、MPPTは最大の出力が発生するように電圧と電流の組み合わせを常に探し求める方式です。

MPPT機能グラフ

一日の中で時間帯や天候の変化によって日射量や気温が変化するので、太陽電池が最大の電力を発生できるようにパワーコンディショナーが最適な動作点を決めることが発電量の大きさを左右するポイントとなります。

上のグラフでは最も大きな電力(電圧V×電流I=面積)を発生させられるのは電圧Bと電流Bの組み合わせなので、動作点Bで動くようにコントロールするのが最大電力点追従機能(MPPT)です。

最大電力点追従機能(MPPT)のメリット

最大電力点追従機能(MPPT)が付いているパワーコンディショナーは、不安定な電圧と電力を常にコントロールして最大の電力量を取り出せるメリットがあります。小規模な太陽光発電システムでは導入のメリットはあまり感じられませんが、変換効率や出力量を重要視する大規模な太陽光発電システムでは必須の機能です。

PWM方式では一定の効率以上で電力を作れますが、最大の効率で電力を作ることができません。

最大電力点追従機能(MPPT)のデメリット

最大電力点追従機能(MPPT)がついてるパワーコンディショナーのデメリットは、PWM方式のパワーコンディショナーに比べて価格が高いという点です。

現在では住宅用太陽光発電システムのパワーコンディショナーにも搭載されている商品もあるので、施工業者に機能がついているかどうか確認するようにしましょう。

最大電力点追従機能(MPPT)のまとめ

  • 日射量や気温の変化に応じて最適な電圧と電力の組み合わせを決定する
  • 発電効率を高めるため大規模な太陽光発電システムには必須機能
  • PWM方式に比べて価格が高いというデメリットがある

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