太陽光発電のアレイ・ストリング・モジュール・セルの違いについて解説します
こんにちは！
「太陽光発電と蓄電池の見積サイト『ソーラーパートナーズ』」記事編集部です。
「アレイ」「ストリング」「モジュール」「セル」といったキーワードは聞いたことはありますか？
これらは「ソーラーパネル」や「パワーコンディショナー」のように頻繁に出てくるキーワードではありませんし、知っておかないと絶対に損をするというものではありません。
しかし、「アレイ」「ストリング」「モジュール」「セル」の関係について理解しておくと、どのようなシステム設計にするのが良いのかをイメージがしやすくなります。
この記事では、太陽光発電の
- アレイ
- ストリング
- モジュール
- セル
について解説します。
高い買い物だからちゃんと知識をつけて検討したい、という方は是非読んでみてください。
「アレイ」「ストリング」「モジュール」「セル」の違い
「アレイ」「ストリング」「モジュール」「セル」のいずれも、指しているのはソーラーパネルのことです。
しかし異なるのはその単位です。
その単位の大きさによって以下のような関係性になります。
アレイ＞ストリング＞モジュール＞セル
それぞれについて詳しく説明していきます。
セル…太陽電池の基本単位
約10センチ四方の、太陽電池の基本単位がセルです。
この「セル」が複数枚組み合わさって構成されたものがソーラーパネルです。
一般消費者が耳にすることはあまりないと思いますが、技術的な話でよく出てくるのが、この「セル」の単位です。
モジュール…流通の基本単位、いわゆるソーラーパネル
「モジュール」はパネル1枚の単位を表します。「太陽光パネル」や「ソーラーパネル」と基本的には同じ意味です。
メーカーのカタログにも「モジュール」という言葉が書かれていることが多いので、今回紹介する用語の中では最も目にする機会が多いのではないでしょうか。
参考までに標準的なモジュールのサイズについても紹介します。
例として、パナソニックの「HIT」というモジュールの場合、サイズは1580(幅)×812(奥行)×35(高さ)mmです。
ここではパナソニック「HIT」のサイズを紹介しましたが、モジュールは各メーカーによって大きさや形がバラバラです。
ですから、屋根に設置できるモジュールの枚数はメーカーによって差が出てきます。
ストリング…モジュールを直列につないだ回路
モジュールを直列で繋いだ回路のことをストリングといいます。
この「回路」を「ブロック」「グループ」と言い換えたりすることもあります。
太陽光発電は適切なストリング構成を行わないと出力ロスが起こることもあります。
また、この繋ぎ方によって、影の影響による発電量低下をある程度抑えることも可能です。
例として、14枚のモジュールを使ったアレイがあったとしましょう。
この時、「7枚のモジュールを直列で結んだストリングが2つある」というのが理想的です。
ごく基本的な事として、ストリング設計をする際には下記が重要です。
ストリング設計のポイント
- 可能な範囲内で、モジュールは沢山結んだストリングにした方が良い
→電圧が強くなり発電量が多くなる。 - ストリングが複数になる場合、各ストリングの枚数は同じ方が良い
→電圧が揃うため発電量をより多く引き出せる。
ちなみに、各ストリングの枚数が異なる場合には、各回路ごとの電圧を揃える必要があります。
この電圧を揃えることを「昇圧」といい、昇圧機能付きのパワーコンディショナーのことを「マルチストリング型」と言います。
アレイ…ストリングの組み合わせ
そして、「ストリング」を組み合わせたのが「アレイ」です。
アレイに組み込まれている太陽光モジュールの公称最大出力の合計がアレイの容量になります。
例えば「1枚あたり250Wのモジュールが15枚使われたアレイ」があったとします。
この場合、250W×15枚で3750Wとなり、3.75kWの容量のアレイとなります。
アレイの容量(kW)が大きければ大きいほどパネル全体の発電能力が高いということです。
厳密にはアレイの発電量＝太陽光発電システムの発電量ではない
しかし、一点だけ注意が必要なのは、厳密に言えば、アレイの発電量＝太陽光発電システムの発電量ではない、ということです。
なぜなら、アレイが作る電気エネルギーは「直流」だからです。
家で使っている電気は「交流」です。
アレイで発電した直流の電気エネルギーを交流にする必要があります。
ここで登場するのがパワーコンディショナー(以後パワコンと表記)です。パワコンはインバータとも呼ばれます。
このパワコンがアレイで作った直流電気エネルギーを交流に変換して、家庭内で使うことのできる電気にしてくれます。
しかし、直流から交流に変換する際に、電気エネルギーはいくらか損失（ロス）してしまいます。
とはいえ、パワコンの変換効率は各メーカーほぼ横並びです。
三菱のパワコンだけは頭一つ抜けていますが、発電量を大きく変えてしまうほどではありません。
やはり多くの発電量を得ようと考えるのであれば、気にするべきはアレイ、つまりソーラーパネルの方です。
まとめ
私たちがお客様から太陽光発電に関する相談にのっているとき、お客様から「アレイ」「ストリング」「モジュール」「セル」といった言葉を聞くことはほとんどありません。
ただ、これらの単語、その考え方を念頭に置いた方が、どのようシステム設計にするのがベストなのかイメージがしやすくなりますので、導入に際して知っておいて損はないと思います。
ソーラーパートナーズでは太陽光発電に関する無料相談を承っております。
専門のソーラーアドバイザーがご連絡をお待ちしておりますのでお気軽にご利用ください。
