太陽光発電のアレイとは？効果的な設置方法や発電量を徹底解説！

太陽光パネルの設置を検討している方で、「アレイ」をご存知でしょうか。

アレイは、太陽光パネルを設置する架台のことです。ほかにも「セル」「モジュール」「ストリング」などの専門用語もあります。これらの単語を理解すると、太陽光パネルの発電効率などを深く把握できるかもしれません。

本記事では、太陽光発電のアレイなどの専門用語の解説や、太陽光を最大限に活用するための設置方法を詳しくお伝えします。太陽光パネルの設置に関する詳細な情報をお求めの方は、ぜひご一読ください。

太陽光発電アレイとは？

太陽光発電アレイとは、太陽光パネルを架台に結線して設置することを指します。

太陽光パネルは単独では発電ができず、複数のパネルを機械的に架台に取り付けた集まりが必要です。この集まりを「太陽光発電アレイ」と呼びます。

太陽光発電所では、数多くの太陽光発電アレイの設置で、より多くの電力を生み出せます。1つのアレイだけでは限られた発電効果しか得られないため、効率的な発電をおこなうためには大規模なアレイを設置しなければなりません。

セル・モジュール・ストリング・アレイの違い

太陽光発電に興味がある方は、セル・モジュール・ストリング・アレイという言葉をよく耳にするかもしれません。以下に、それぞれの役割と特徴の説明です。

• セル：セルが基本的な単位
• モジュール：太陽光パネルのこと
• ストリング：モジュールを直列につないだ回路
• アレイ：屋根にパネルを設置する架台

太陽光発電システムは、上記のような要素が連携して効率的な発電を実現しています。これらの言葉を覚えると、太陽光発電をより詳しく把握できるでしょう。

セル

太陽光発電は、セルが重要な役割を果たしています。セルとはソーラーパネルの基本的な単位であり、パネル内の格子状になった部分です。ソーラーパネルは、厚さが0.2〜0.4 ミリメートルの薄いシリコン版ウエハーにPN接合をおこない、電極を付けた複数のセルが組み合わさって構成されています。

セル自体の電圧は一般的に0.5〜0.6Vですが、面積によって異なる電流が発生します。例えば、セルの1つである「125ミリメートル角」の場合、約5Aの電流を発生可能です。

モジュール

太陽光発電のモジュールとは、太陽光パネルのことです。モジュールは、野外で使用するために太陽電池と接続します。構造は強化ガラスや樹脂フィルムで覆い、アルミ枠で強化された構造となっています。各メーカーによって異なるサイズや形状をしており、設置可能な枚数も変わるでしょう。

モジュールは耐久性を持たせるために、強化が施されており、太陽電池セルを保護しています。

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ストリング

ストリングはモジュールを直列につなげた回路を指し、適切な構成が必要です。なぜなら、適切な構成がおこなわれていないと、出力ロスや発電量の減少が起こってしまうからです。ストリングを構成する際には、いくつかのポイントに留意する必要があります。

【ストリングを構成する際のポイント】

• できるだけ多くのモジュールを結びつける：可能な限り多くのモジュールを結びつけ、より多い電力の生成を目指すとよい
• 各ストリングのモジュールの枚数を同じにする：枚数が異なる場合、電圧のバランスが崩れる可能性がある

モジュールの枚数が異なる場合には、昇圧機能を備えたパワーコンディショナー（PVC）を使用し、電圧を調整します。実際の設置や調整は、専門業者がおこないますが、知識として把握しておくとよいでしょう。

アレイ

アレイとは、屋根にパネルを設置する架台をいいます。一般的に、屋根の面積や地上に設置する場合は、ある程度の制約があるため、限られたスペースのなかで最大限の効果を引き出すことが求められるでしょう。

アレイの容量は、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で決まります。容量が大きければ、アレイ全体の発電能力も高くなり、より多くの電力を生成可能です。

ただし、太陽光で発電された電気は直流で、家庭で使う電気は交流のため、パワーコンディショナー（PVC）で交流に変換する必要があります。

太陽光で発電できる1ストリングあたりの計算方法

太陽光発電の1ストリングから発電できる量を計算する方法を、以下のような点から紹介します。

• 1セルの出力はおよそ0.5W
• パワーコンディショナーの運転入力電圧範囲内に収まるように
• 発電効率を高めるポイント

1ストリングあたりの計算方法を正しく理解し、適切な設置方法を選択することで、より効果的な発電を実現しましょう。

1セルの出力はおよそ0.5W

太陽光パネルの最小単位であるセルの出力は「約0.5W」です。現在の主流として利用される60セルのモジュール1枚の出力は「300W」となります。このモジュールを30枚組み合わせたアレイの容量は、「300W×30枚＝9,000W（9kW）」です。

太陽光パネルの発電量は、モジュール1枚あたり一定で、枚数と設置面積が発電量に影響を与えます。例を挙げると、100Wの太陽光パネルを10枚設置すると、「1kWh」の発電量が得られる計算となります。

パワーコンディショナーの運転入力電圧範囲内に収まるように

太陽光パネルとパワーコンディショナーどちらも容量があり、パワーコンディショナーの運転入力電圧範囲内に収まるようにしなければなりません。

パワーコンディショナーは運転入力電圧範囲内を超えて発電できないため、太陽光パネルで発電してもロスになってしまうからです。直列数が増えるほど効率が高くなり、発電量も増えるため、設置条件や環境を考慮し、適切な並列数を設定すると範囲内で収まります。

太陽光パネルからの直流電力は、パワーコンディショナーで交流電力に変換されますが、各ストリングの合計を運転入力電圧範囲内に収まるようにしましょう。

発電効率を高めるポイント

太陽光発電は、エネルギー効率を高めるためにいくつかの要素に注意するポイントがあります。

ここでは、発電効率を高めるポイントを紹介します。

上記以外にも、環境に合わせて設置するとよいでしょう。例えば、積雪量の多い地域や海に近い地域では、特別な対策が必要です。

設置角度やメンテナンスの方法も異なる場合があるため、まずは専門業者に相談し、設置方法をどのようにすべきか相談してください。

まとめ：導入前に日当たり状況や周辺環境を現地調査してもらおう

太陽光パネルは、小さなセルが組み合わさったもので、直列につなげた「ストリング」や架台に取り付けた「アレイ」で設置されます。太陽光パネルは、小さなセルが組み合わさったもので、直列につなげた「ストリング」や架台に取り付けた「アレイ」で設置されます。

パネルの組み方は、発電量に影響を与える重要なポイントであるものの、正解は一つとは限りませんので、必ず専門家へ相談しましょう。

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