太陽光発電システムとエネルギー貯蔵発電機

2021年は多くの国や地域にとって悪い年になるだろうが、太陽光発電そしてエネルギー貯蔵 業界では、ユーザーによる製品やサービスへの需要が非常に高い。

簡単に言うと、エネルギー貯蔵とは、エネルギーを蓄え、必要のない時に余剰エネルギーを節約して無駄にしないようにすることです。これがエネルギー貯蔵の基本的な定義ですが、エネルギー貯蔵と太陽光発電にはどのような関係があるのでしょうか？太陽光発電にはエネルギー貯蔵が必要なのでしょうか？

数十年にわたり、エネルギー貯蔵は発電、送電、配電、そして電力利用と切り離せない関係にありました。今日、再生可能エネルギー源の供給がますます増加するにつれ、電力セクターは劇的な変化を遂げています。再生可能エネルギーは未来のエネルギー源であり、いつでもどこでも必要な時に電力を供給するというニーズは、これまで以上に大きな課題となっています。

エネルギー貯蔵システムは、供給と需要を管理し、より柔軟なエネルギーインフラを構築するためのさまざまな技術的手段を提供することで、電力会社と消費者の双方にコスト削減をもたらします。

エネルギー貯蔵システムは主に2つの部分から構成されます。電力変換システム（PCS）は、交流／直流変換と直流／交流変換を行い、電気エネルギーをバッテリーに送り込んで充電したり、バッテリーに蓄えられたエネルギーを交流電力に変換して電力網に送り返したりします。適切な発電所ソリューションは、対応可能な電圧と電力潮流条件によって異なります。

種類によって異なるが、一般的には太陽光発電アレイ、ソーラーコントローラーとインバーター（系統連系インバーターと蓄電インバーター）、バッテリーパックとバッテリー管理システム（BMS）、監視およびエネルギー管理システム（EMS）、負荷などで構成される。

ソーラーコントローラーは、ソーラーモジュールとバッテリーに接続され、単独で直流負荷に電力を供給するために使用できます。また、インバーターと組み合わせて使用​​することも、制御とインバーターが一体化された機器と組み合わせて使用​​することで、システムの柔軟性を高めることも可能です。コントローラーには現在、PWMとMPPTの2つの制御方式があり、状況に応じて使い分けられます。

オフグリッドインバータは、バッテリーと負荷を接続します。主な機能は、バッテリーの直流電力を交流電力に変換することです。太陽光発電オフグリッドシステムでは、一般的にコントローラと組み合わせて使用​​されます。現在、中小規模のオフグリッドシステムのほとんどは、太陽光発電コントローラとインバータを一体化した制御インバータ一体型機器として構築されており、設置が容易です。オフグリッドインバータには、修正波インバータ、高周波正弦波インバータ、商用周波数正弦波インバータの3つの方式があり、それぞれ異なる用途に適しています。

エネルギー貯蔵インバータは、バッテリーと電力網（または負荷）を接続します。ハードウェア回路はオフグリッドインバータと同じで、バッテリーの直流を交流に変換しますが、エネルギー貯蔵インバータはより強力で、エネルギーは双方向に流れるため、直流を交流に変換して電力網に送電したり、交流負荷を使用する場合は交流を直流に整流して電力網からバッテリーを充電したりすることができます。そのため、エネルギー貯蔵インバータは双方向コンバータPCS（電力変換システム）とも呼ばれます。

従来の系統連系型発電システムと比較すると、家庭用蓄電システムのコストは高く、設置も複雑ですが、適用範囲は広く、機能も強力です。蓄電システムのコストが下がり続けるにつれ、太陽光発電蓄電システムが従来の発電技術に取って代わる経済性がますます高まっています。近い将来、家庭用蓄電も新たな競争時代を迎えると考えられます。