太陽光発電インバーターとは何ですか?

1. 太陽光発電インバーターとは何ですか?

太陽光発電 (PV) インバータとも呼ばれるソーラー インバータは、太陽光発電 (PV) インバータの一種です。 の可変直流 (DC) 出力を変換するパワーインバーター 太陽光発電ソーラー パネルを商用周波数交流 (AC) に変換します。 商用電力網に供給することも、地元のオフグリッドで使用することもできます 電気ネットワーク。 太陽エネルギーシステムの重要なコンポーネントとして、 生成された太陽光発電が家庭での使用に適していることを確認するために使用されます。 家電製品や供給分配システム。 一般的に太陽光発電パワーコンディショナーは、 特定の要件に応じて、さまざまなサイズとタイプが利用可能です 太陽光発電設備。

2.パワーコンディショナの構造

ソーラーインバータは主にDC入力、AC出力、変圧器、 冷却システムと制御システム、それらすべてが連携して動作し、 ソーラーインバーターの通常の動作。

DC入力とは何ですか?

DC 入力、ソーラー パネルによって生成された DC 電気が供給される場所 インバータに接続すると、によって決まる電圧範囲を処理できます。 インバーターの仕様を確認し、太陽光発電で生成される電圧と一致する必要があります。 パネル。 インバーターを保護する回路ブレーカーまたはヒューズも備えています 過負荷や短絡から保護します。 最も重要なのは、太陽光発電インバータが使用するものです。 最大電力点追跡 (MPPT) により、電力から可能な最大電力を取得します。 PVアレイ。

AC出力とは何ですか?

AC出力は、ソーラーパネルによって生成されたDC電力をDC電力に変換するように設計されています。 使用可能な AC 電力。最大電力出力または定格とも呼ばれます。 出力電力は温度、湿度、温度などの多くの要因に依存します。 ソーラーパネルが DC 電力を生成するために利用できる太陽光の量。 したがって、AC 出力は、AC 出力を確保する上で重要な役割を果たします。 ソーラーインバーターは、電力要件を満たすのに十分です。 電気負荷。

変圧器とは何ですか？

インバーターの直流出力を交流電力に変換する変圧器機能 それをグリッドにフィードバックすることができます。 そして、それは、によって生成されるエネルギーを助けることができます パネルはグリッドにフィードバックされ、太陽光インバーターの効率が向上します。 歴史的には、変圧器のない電気を使用することについて懸念がありました。 システムは公共電力網に電力を供給します。 したがって、トランスは提供するように設計されています グリッドから絶縁されているため、インバーターの故障や短絡は影響を受けません。 電力網。 さらに、変圧器は AC 出力も保証します。 インバータの電圧と周波数は電気の電圧と周波数に同期します。 グリッドに接続され、生成された電力をグリッド上の他の消費者が使用できるようになります。 現在、インバータには主に新しい高周波トランスが使用されています。

冷却システムとは何ですか?

太陽光発電インバータの必須コンポーネントである冷却システムは、 インバータの動作中に発生する熱を放散するように特別に設計されています。 手術。 パッシブ冷却とアクティブ冷却に分けることができます。 比較した パッシブ冷却に対して、アクティブ冷却はより大きなインバータに適しており、 より正確に温度を調整します。 さらにアクティブ冷却システム さらに次のように分類できます

空冷と液冷に分かれます。 トータルすると空冷の方が安い 一方、液体冷却はより高価で効率的です。

制御システムとは何ですか?

電力の流れを管理するために使用される制御システムは、主に次のもので構成されます。 マイクロコントローラーまたはデジタルシグナルプロセッサー (DSP)、パワーエレクトロニクス、 センサー。 制御システムの頭脳として、マイクロコントローラーまたはDSP PVアレイ電圧、バッテリー電圧、充電状態を継続的に監視します (SOC)、系統電圧および周波数も同様です。 パワーエレクトロニクスが実現するのは、 さまざまなタイプの電力変換トポロジーによる電力の変換。 その間 センサーはマイクロコントローラーまたは DSP にフィードバック信号を提供します。 パワーコンバータの閉ループ制御を可能にします。

3.パワーコンディショナの開発経緯

第一世代の太陽光発電インバーターは 1980 年代に開発されました。 出力は数キロワットに制限されます。 しかし、権力の進歩により、 1990 年代後半のエレクトロニクスとデジタル制御技術により、 より効率的で信頼性の高い太陽光発電インバーターの開発。 そして、 2000 年代初頭、第 2 世代の太陽光発電インバーターが導入されました。 変換機能が備わっており、太陽光発電業界で広く採用され始めています。 第 3 世代の太陽光発電インバーターは 2010 年代半ばに登場し、 より高い電力密度、改善された電力変換効率、 強化された監視および制御機能などの高度な機能。 現在、技術の発展に伴い、ハイブリッドインバータは新しいものとなっています。 太陽光発電とエネルギー貯蔵機能を単一のデバイスに統合することでトレンドを実現 より持続可能でクリーンなエネルギーの未来への移行を促進します。

4.パワーコンディショナーの種類

一般に、太陽光発電インバータは 4 種類に分類できます。 インバーター、オングリッドインバーター、バッテリーバックアップインバーター、インテリジェントハイブリッド インバーター。

l オフグリッド インバータは、インバータが使用されるスタンドアロン電力システムで使用されます。 太陽電池アレイによって充電されたバッテリーから DC エネルギーを引き出します。 そしてそれは 通常、生成された余剰エネルギーを蓄えるための内蔵バッテリー充電器が装備されています 日中は必要なときに使用できます。 通常、これらはいかなる形でもインターフェイスしません 電力網を備えているため、単独運転防止機能は必要ありません。 保護。 この種のインバータの利点としては、 太陽光の変動を吸収し、安定した信頼性の高い AC 電源を供給します。 送電網に頼らずに発電することもできます。 グリッドアクセスができない遠隔地に住んでいる場合に特に便利です。 限定。 ただし、完璧なものはなく、容量、バッテリー寿命、 互換性は注目に値します。 同時に、その広範な アプリケーションは注目に値します。 第一に、オフグリッド太陽光発電システムで使用できることです。 電力網に接続されていないシステムであり、これらのシステムは一般的に 人里離れた小屋、ボート、RV で見られます。

また、オフグリッドインバーターも採用 ポータブル電源を供給するキャンプ、ボート遊び、ロードトリップなどのモバイル電源ソリューションに最適 機器、照明、冷蔵庫など。 一方で、それらは広く適用されています 緊急バックアップ電源、再生可能エネルギー システム、および遠隔地に 監視システム。 品質に基づいて、オフグリッドインバーターはさらに優れたものになる可能性があります 純粋な正弦波と修正された正弦波に分けられる、純粋な正弦波インバーター から利用可能な電力と同様の高品質の AC 出力を生成します。 グリッドであり、一部の敏感な電子機器の製造に適しています。 修正正弦波との比較。

l オングリッドインバータは、グリッドの電圧と同期するように設計されており、 周波数、位相を調整して電力の安定供給を維持します。 の オフグリッド・インバータの単独運転防止保護措置がシャットダウンを支援します 安全のため、商用電源が失われると自動的に作動します。 多くのオングリッド インバータは、 電力網に接続するように設計されており、電力網に接続すると動作しません。 グリッドの存在を検出しません。 これらには、正確に行うための特別な回路が含まれています。 グリッドの電圧、周波数、位相を一致させます。 長年にわたり、オングリッド インバーター さまざまなメリットから人気を集めています。 たとえば、次のことが可能になります。 顧客はコストを節約し、停電のリスクを回避できます。 ところで バッテリーなどの追加機器を必要とせず、より高い オフグリッドインバーターと比較した効率評価。 これらを踏まえると、広く 商業施設、政府機関などの公共の場所で使用されます。 施設、農業など。

公共エリアが以下であることはよく知られています。 余暇活動のために設計されており、コミュニティのすべてのメンバーに開かれています。 さまざまなアメニティやサービスを提供するためには、多額の費用が必要になります。 電気代が高額になる電気使用量。 したがって、 商業施設におけるオングリッド太陽光発電インバータは、最近人気が高まっています。 効率性と費用対効果により、何年も使用できます。 このプロセスにより、 顧客は再生可能資源から自ら電力を生成し、消費電力を削減できます。 化石燃料への依存を減らし、エネルギーコストを削減します。

l バッテリーバックアップインバーターは、バッテリーを引き込むように設計された特別なインバーターです。 バッテリーからエネルギーを供給し、オンボード充電器を介してバッテリー充電を管理します。 余剰エネルギーを電力網に輸出します。 このインバータは、 公共施設の停電中に選択された負荷に供給される AC エネルギーは、次のように分けられます。 グリッドタイドバッテリバックアップインバータ、オフグリッドバッテリバックアップインバータおよびハイブリッド バッテリーバックアップインバーター。 この仕様により、バッテリーバックアップ インバーターは停電や電力サージ時に継続的に電力を供給します 家電製品や電子機器を損傷から保護するための保護。 そしてその 携帯性も優れているため、アウトドアアクティビティの第一候補になります。 そしてリモートで 場所では、バッテリーバックアップインバーターを使用してさまざまな電源を生成します。 電力網へのアクセスが利用できない、または実現できない用途。

のために たとえば、採掘現場や石油掘削装置では、電力供給にバッテリ バックアップ インバータが使用されます。 通信機器、遠隔地で研究を行う科学者 多くの場合、機器に電力を供給するためにバッテリ バックアップ インバータに依存している場所が多くあります。 監視ステーション、センサー、またはデータロガーとして。 緊急事態に遭遇した際には、 自然災害や事故など、バッテリバックアップインバータを使用して、 医療機器、通信システム、水道などの必須機器に電力を供給 応答時間の改善とコスト削減を目的としたポンプと照明システム 生きています。

l インテリジェント ハイブリッド インバータは、ハイブリッド ソーラー インバータとも呼ばれ、 ソーラーパネルからの直流電力を交流電力に変換できるインバーターの一種。 家庭内で使用したり、余剰電力を電力網に供給したりできます。 これらのインバータは、 ストレージを使用して自己消費するという点でユニークであり、 停電や電力不足時にも継続的に電力を供給します。 それも 需要のピーク時に送電網が過負荷になるのを防ぐ役割を果たします。 そしてそのエネルギーは最も必要な場所に効率的に分配されます。 いつ 用途に関して言えば、インテリジェントハイブリッドインバーターは通常太陽光発電で使用されます。 再生可能エネルギーを使用した電力アプリケーション、特に家庭消費用 太陽光発電設備。 太陽光パネルで電気を発電します 日中のみで、生成のピークは正午ごろです。 世代が変動する また、負荷の電力消費と同期しない場合があります。

5.太陽光発電パワーコンディショナの開発動向

規制と並行して再生可能エネルギー源の導入が拡大 有害な排出を最小限に抑えるための政府による措置が急速な成長をもたらした 太陽光発電パワーコンディショナ、特にセントラルパワーコンディショナの成長 市場を支配し、最大電圧に基づいた PV アレイを可能にすることが期待される 1500V の電圧を供給しながら、同時に必要な BOS (システムのバランス) が少なくなります。 コンポーネント。

今年はさらに多くのオフグリッド・インバーターが市場に登場し、特に パキスタン、フィリピンなど、停電がより頻繁に起こる場所では、 および南アフリカ、c。 それに対応して、送電網の不安定な場所からのノウハウ より便利になりました。 さらに、再生可能エネルギーへの投資が増加しているため、 エネルギー部門と太陽光発電インバーターの導入の急増 従来型マイクロインバータ、住宅用太陽光発電インバータ市場予測 今後数年間も好調を維持すると予想されます。 たとえば、によると、 Global Market Insights Inc.による住宅用太陽光発電インバーター市場のレポート 2028 年までに 4% の CAGR の成長が見込まれます。 新しい技術に目を向けると、 炭化ケイ素半導体PVインバーターは引き続き大幅な好調を維持 業界にとってはチャンスだが、電気自動車は需要とコストをコントロールする 高いままであり、太陽光発電における IGBT 駆動のインバータ トポロジが引き続き主流 タイプ。

国としては、インドや中国などのアジア諸国が挙げられました。 成長する市場需要に最大の貢献を果たしています。 グリーンの急速な導入により エネルギー、太陽光発電網の統合は現在、世界中で一般的な手法となっています。 オーストラリアのエネルギー市場運営会社（AEMO）は、以下に焦点を当てたレポートを発表しました。 オーストラリアの電力供給をバックアップするために系統規模のインバータの導入を加速する 太陽光発電などのインバータベースのリソースへの移行中の将来の電力システム PV。

しかし、ストリングインバータの技術的な欠点が、その実現を妨げると予想されます。 予測期間中の太陽光発電インバーター市場の成長。 で 結論、チャンスには課題が伴う、新しくて優れたインバーター 繁栄する業界からあらゆるクラスの製品が市場に投入されましたが、課題がいくつかありました 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）などの主要コンポーネントは残る そして先進的なチップ。

6.世界の太陽光発電産業の動向 2023

一次産品価格の高騰とサプライチェーンのボトルネックにより、 昨年の太陽光パネルの価格は約20％上昇しました。 ただし、打ち合わせは 国際的なエネルギーと気候目標には、太陽光発電の世界的な展開が必要です PVは前例のない規模で増加。 ポリシリコンなどの重要な分野、 インゴットとウェーハは成長を支えるために投資の大部分を集めるだろう 要求。 同時に、太陽光発電による重要な鉱物の需要は、 ネットゼロエミッションへの道のりで急速に増加します。

現在、中国は太陽光パネルのすべての製造段階（例えば、 ポリシリコン、インゴット、ウェーハ、セル、モジュール）が 80% を超えるため、世界は 太陽光発電の主要な構成要素の供給をほぼ完全に中国に依存している 2025 年までのパネル生産。 ただし、地理的なレベルが高いため、 世界的なサプライチェーンへの集中と貿易制限により、 特に太陽光発電とエネルギー貯蔵の現地製造への注目が高まっています 米国とヨーロッパでは。 輸入依存の削減に重点を置く ガスにより再生可能エネルギーがエネルギー供給の中心となった 戦略。

また、2023 年には分散型太陽光発電が次の地域に普及する予定であることにも言及する価値があります。 新しい消費者セグメントを開拓し、新しい市場での地位を確立します。 新しいタイプの世帯 共有太陽光発電のオプションが利用可能になると、中小企業も利用できるようになるでしょう。 そして、太陽光発電システムにはエネルギー貯蔵装置がますます搭載されることが予想されます。

7.太陽光発電インバーターの投資分析

世界の太陽光発電（PV）インバーター市場規模は179億ドルに達すると予想されている 2030 年までに、2021 年から 2030 年までに 8.8% の CAGR を記録しますが、これはいくつかの要因によって異なります。 要因。

エンドユーザー分析

エンドユーザー別では、ユーティリティセグメントが最大のシェアを占めています。 収益は 8.3% の CAGR で成長すると予想されており、これには 実用規模の太陽光発電所、ソーラーパーク、 他の太陽構造。 また、 分散型太陽光発電所、地方電化プロジェクト、太陽光発電 水域の植物 & 屋上、商業ビルなどでの走行 公益事業分野における太陽光（PV）インバーター市場の成長 地球儀。

製品タイプの分析

製品タイプ別では、セントラルインバータが市場を支配すると予想されます 商業投資が増加しているため & 産業プロジェクト 世界中と政府のインセンティブ。

フレーズタイプ分析

一言で言うと、三相インバーターは 1,500 ボルトを搭載する傾向にあります。 太陽電池アレイはその優位性を維持すると予想されており、その理由は次のとおりです。 発電、配電、送電の重要性が高まる セクタ。

地域分析

アジア太平洋地域は、太陽光発電（PV）インバーター市場で最高のシェアを獲得しました。 2020 年の収益面では、その優位性を維持すると予想されます。 予測期間。 これは主要なプレーヤーと巨大な企業の存在によるものです。 地域の消費者ベース。 たとえば、中国には世界トップ 10 の本拠地があります。 太陽光発電製造装置のサプライヤー。

8.高品質な太陽光発電パワーコンディショナーを実現するために考慮すべきこと

光ソーラーインバーターを購入する際には、価格と品質だけでなく、 安定性や信頼性、要件を満たすことができるかどうかも考慮されます。 ネットワーク機器の互換性とデータ伝送の要件。

l 容量

インバータの容量は接続できる最大負荷です。 インバーター。 インバータを選択するときは、必要なインバータを選択する必要があります。 必要。

l バッテリー

インバーターはバッテリーと連動する必要があるため、バッテリー容量を確認してください。 太陽光発電インバータがどの程度の負荷を軽減できるか、またいつどのような負荷をサポートできるかについて 停電があると不要なトラブルを避けることができます。

l サージ電力およびその他の電力に関する考慮事項

通常、インバータはピーク電力と通常電力の 2 種類の電力を供給する必要があります。 電力、ピーク電力とは、インバータが供給できる最大電力を指します。 通常の電力は、インバータが安定して供給しなければならない電力です。したがって、両方とも それらは検討されるべきです。

MPPT

MPPT は、このスイート スポット (最大電力) に合わせてソーラー パネルを追跡し、最適化します。 ポイント）ソーラーパネルから最大の電力出力を得ることができます。 考慮すべき重要な点。

l 調整と監視のためのプログラム可能な制御

太陽光パネルの出力はさまざまな要因で安定しないため、インバーターが必要です。 安定した電力出力を確保するために出力を調整するために必要です。 したがって、次の場合、 インバーターを購入する場合は、次の形式のプログラム可能な制御があるかどうかを確認してください。 ディスプレイパネル、または電源を監視するためのモバイルアプリのサポートがあります。 ソーラーパネル。

市場には非常に多くの太陽光発電用パワーコンディショナが存在するため、言うまでもなく、 太陽光発電パワーコンディショナーの購入には複雑な手続きが必要であることに注意してください。 上記を希望します 情報が役に立ちます。