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我が家の太陽光発電”電圧抑制”対策について

 
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秋田県在住の32歳。子供3人の5人家族。 普通のサラリーマンです。 30歳位で家を建てようと思い2018年7月念願のマイホームを一条工務店で建築しました。 無いものは作ってみる! お金がないなら自分でやってみる! をモットーにおしゃれで快適な家を目指しています! ブログには家のことDIYのことを書いていきます。

 こんばんは。
 前回までは、太陽光発電の電圧抑制に悩まされていたところから、電力会社と一条工務店に連絡してパワコンの設定を上げたところまで報告させてもらっていました。

 前回はとりあえず結果だけ報告したので今回は、電圧抑制とはどういう状態なのか、我が家の対策はどういうことをしたのかを少し詳しく紹介したいと思います。

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電圧抑制(電圧上昇抑制)とは何か

 まずは電圧抑制とは何かについてです。
 簡単に言えば発電した電気を売るために送る電線(配電線)には電気を流そうとする力の強さ(電圧)がいくつまでOKというように範囲が決めれられています。
 たくさん発電してもその範囲を超えないようにするための機能です。

 例えば電力会社の発電所が間違ってたくさんの電気を流しすぎて家電製品が壊れたり停電させたら大問題ですし、そんな危ないところから電気を買いたくないですよね。
 住宅用太陽光発電設備といえども発電した電気を売って利益を得るということは発電所を持っていて商売している電力会社と同じようなものなんです。

 そうならないために各家庭の太陽光発電設備にはパワーコンディショナー(通称パワコン)と呼ばれる機械がついていて発電した電気の電圧を電線に流せる強さに調整しています。
 なのでたくさん発電しても送り先が決められた電圧を超えてしまうような場合にはそれ以上発電しないように抑制します。
 これが”電圧抑制”です。

配電線にかけられる電圧の範囲

 先程配電線にはかけられる電圧が決まっていると書きましたが、これは電気事業法という法律で定められています。

 電気事業法 第二十六条
 一般送配電事業者は、その供給する電気の電圧及び周波数の値を経済産業省令で定める値に維持するように努めなければならない。

 じゃあいくらまでというのは電気事業法施工規則で定められています。

 電気事業法施工規則 第三十八条
 電気事業法第二十六条第一項の経済産業省令で定める電圧の値は、その電気を供給する場所において次の表の上欄に掲げる標準電圧に応じて、それぞれ同表の下欄に掲げるとおりとする。
 標準電圧  維持すべき値
 100Vの場合:101V±6V
 200Vの場合:202V±20V

 なので通常電柱上の変圧器から各家庭の接続点までの電圧はこの範囲になるように調整されています。

買電と売電の仕組み

 購入している電気と発電して売電する電気は同じ電線を使用していて電気の流れる方向が変化して送電、受電しています。

 よくこの仕組みを説明する際に例えられるのが水の流れです。
 水は圧力の高い方から低い方へ流れます。
 電気も同じで電圧の高い方から低い方へ流れます。

 それを踏まえて買電状態(電力会社からの電気を買って使っている状態)を図に表すと下のようになります。

買電状態

 配電側(電柱から来る方)は、先に説明した通り約100Vで送られてきます。
 通常家側は配電側より電圧が低いため、電気は電柱から家に向かって流れています。

 次に売電状態(太陽光発電で発電し電気を売っている状態)を図にすると下のようになります。

売電状態

 太陽光発電で発電して電圧が配電線側よりも高い状態になると今度は電気が逆方向に流れていきます。

 このように発電した電気を送り出すには配電線側より電圧を高くする必要がありますが、高くしすぎても配電設備を破損させる恐れがあります。

 そのために電圧を調整する役割をしているのが「パワーコンディショナー」と呼ばれる装置です。
 

パワーコンディショナーの役割

 パワーコンディショナーは太陽光パネルで発電した電気を送電できるよう電圧を調整する他に、配電線側の電圧が高くなりすぎないように出力側の電圧が107Vになったら発電量を調整したりしています。
 後者の発電量を調整した結果発電したくてもできない状態になっているのが「電圧抑制」の状態になります。

電圧抑制状態

電圧抑制になる原因

 調べてみたところ2つ程あるようです。

配電系統の電圧が上限(107V)に達している

 1つ目は、先程から説明している通り送り出そうとしている先の配電線の電圧が既に上限の107Vに達しており、パワーコンディショナーも107Vまでしか電圧を上げられないため発電を抑制し電圧抑制となる場合です。

電圧抑制状態

 これは、周辺にも太陽光発電をしている家がたくさんあったりすると起きやすくなるそうです。
 イメージ的には細いホースにいろんな家から水を流していてホースがパンパンになり安心して使用できる水圧の上限に達している状態のところにはもう流す余地はないという感じでしょうか。
 あとは配電系統の柱上変圧器(6,600Vから100Vへ高圧させる機器)からの距離が遠いと内部抵抗が高くなりなりやすいみたいです。
 ちなみに我が家は属する配電系統の一番末端になります(笑)

 この状態の解決方法はもう自分の家だけの問題ではないので電力会社に頼むしかありません。
 系統全体の電圧が常時高ければ変圧器の設定を低くして系統全体の電圧を下げたり、変圧器から遠いところなら近くに自分家専用の変圧器を近くに設置したりすると多少改善するようです。
 ただし前者は発電量の流動的な自然エネルギーなので設定を下げてしまうと天気が悪い日には系統全体の電圧が低くなってしまいます。
 後者は設置してもその先がフン詰まりなら効果はないような気がします。

 どちらにせよ、この作業で発生する費用については依頼者側の負担となるようです。
 (電気をかわされている側がお金をかけてまで買わなければいけない量を増やすことを考えるとそりゃそうですよね(^^;)

屋内配線の電圧が高いため

 2つ目は、家側の問題です。
 家側というのは電力メーター(売電及び買電)より家側の方です。
 メーターが電力会社と発電者の管理の境界になります。
 1つ目の方はメーターより外側の話なので対応には電力会社の協力が不可欠です。
 この二つ目は家側の問題なので対応は設置業者にお願いすることになります。
 我が家の場合は一条工務店になります。

 どういう問題があるかというと、家側の電気の流れとしては、「太陽光パネル→パワーコンディショナー→電力メーター(売電)→送電線」になります。
 このうちパワーコンディショナーから電力メーター間の配線に問題があり、内部抵抗が高くなるとフン詰まり状態になって電圧が高くなってしまいパワーコンディショナーの設定電圧に早く達してしまい発電を抑制します。

屋内配線の異常による電圧抑制

 調べるにはパワーコンディショナー出力側と電力メーターの電圧をそれぞれ計測します。
 差が大きければ(電力メーター側の方が低い)内部抵抗が高くなっていることになります。
 ただし測定は素人はできないので必ず設置業者に依頼してください。
  (電気は目に見えないので結構怖いんです…)

 内部抵抗が高くなる原因としてパワーコンディショナーから電力メーターまでの配線距離が長かったり容量に対して細い場合、その他配線に異常がある場合です。
 対策としては内部配線の点検や見直しになると思います。

我が家の電圧抑制頻発の原因と対策

 ここまで来てやっと我が家の話になります。

 結論から言うと、状況的に配電系統に余裕があることからパワーコンディショナーが早めに抑制をかけている状態であるので上限設定を2V上げて109Vにして様子を見るということになりました。

 結果としては、電圧抑制がかかることが少なくなり、抑制がかかっても以前より高い数値になりました。

 それに今まで見たことない数値も叩き出すようになりました。

 ただ今回もまたまた仕事で家にいない時間だったので電話連絡を受けてとりあえずお願いしますということにしましたが、よくよく考えてみると疑問が残る点があります。

 今回の件で最初は電力会社に電話をして実際に配電系統の電圧を測定してもらいました。
 その結果、系統の電圧はまだ上限まで余裕があるとのことで設置業者に発電設備の点検を依頼するよう話がありました。
  当日私は不在で妻が担当したのですが電圧値は聞いていないとのことでした。
  現在測定器をメーター部に取り付けていて2週間程様子を見るそうなのでそれを回収しに来た際に聞いてみます。

 次に一条工務店のサポートセンターに電話をして上記の件を伝えたら後日担当の監督さんから連絡があり、家に来て太陽光のモニターの状態を確認しました。
 その後監督さんと電力会社で連絡をとり、パワーコンディショナーの上限設定を107Vから109Vへ2V上げることになりました。

 あと今回の件で監督さんに聞いたのですが、監督さんの知る限りではこのような問い合わせは初めてだったそうです。
 なので対応を本社と相談した結果が今回の内容になったそうです。
 秋田の人はあまり気にしないのか、うちが特殊な例なのかはわかりませんが…

 話は戻りますが気になった点は下の2点です。

 1点目は配電線側で問題なくて、パワーコンディショナーが早めに動作しているということは配線の問題でパワーコンディショナー後の電圧が上がっているのではないか。
 2点目はパワーコンディショナーの設定電圧を上げて電力メーターから出ていく電気は増えたが宅内で自家消費する場合109Vの電気が家電に流れているのではないか。

 1点目の方は、一条の監督さんはパワコン本体の状態は特に見ずに宅内の発電モニターで設定値を確認しただけだったそうです。
 特に電圧など計測していなかったそうです。
 原因がわからないのに、対処療法で設定値を上げているような気がして大丈夫なのかと少しもやもやします。
 ただ我が家の場合、家の位置と電柱の位置の関係上敷地内に自前で電柱を建てて配電線を引き込んでおり、電力メーターはその柱についています。
 そのため外壁に取り付けられているパワコンからメーターまでは両方外壁についている家よりは長くなるのでその抵抗分なのかなと推測はできます。
 でも実際に測ってもらってスッキリしたいですね!

 2点目の方は、調べてみたら大体の家電は配電電圧の101V±6Vからさらにマージンを取って100V±10%程度の物が多いそうです。
 なのでギリギリだけど大丈夫なのかな。
 それでも何かの拍子に109Vのまま配電線へ送電してしまうんじゃないかと気になってしまいますね。

まとめ

 今回は我が家の電圧抑制対策を説明するのに電圧抑制とはどんな状態なのか説明も含めて書いてみました。
 電気系統には疎いため間違っていることもあるかと思いますが大目に見てください(汗)

 設定を変えて以降、天気があまり良くありませんが確実に前よりも発電量も売電量も増えていってます。
 電力会社のメーター監視はまだ続いていますがその結果も異常なく終わりこのまま行ければ去年よりはいい仕事をしてくれそうな気がします。

 でもネガティブな面もあるので監督さんと話す気かがあれば聞いてみたいと思います。

 もし大容量の太陽光パネルを載せたのに電圧抑制ばかりで無駄になっている方がいれば一度電力会社に電話してみてください。
 そうしたらうちのようにお金もかからずいい方向へ行く場合もあるかもしれません。
 そうした方たちの参考になればありがたいです。

 今回はだいぶ長くなりましたが、最後まで読んで下さりありがとうございました。

 それではまた!

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