バナー バナー
News Details
Created with Pixso. ホーム Created with Pixso. ニュース Created with Pixso.

太陽光発電効率:直列接続と並列接続の説明

太陽光発電効率:直列接続と並列接続の説明

2025-12-18

ご自宅の電球が1つ切れた瞬間にすべての電気が消えてしまうような状況を想像してみてください。これは、初期の直列回路の機能そのものです。同様に、太陽光パネルの配線構成は、システムの安定性と効率に直接影響します。この記事では、直列接続と並列接続のデータに基づいた分析、その利点と欠点、および最大限のパフォーマンスを得るための構成の最適化方法について説明します。

1. 直列接続と並列接続の基本的な違い

太陽光パネルは、バッテリーと同様に、プラス端子とマイナス端子を持っています。これらの端子の接続方法によって、システムの電圧と電流が決まり、それが全体のパフォーマンスに影響します。

直列接続:電圧が加算され、電流は一定に保たれます

直列接続では、太陽光パネルは鎖のように接続されます。1つのパネルのプラス端子が次のパネルのマイナス端子に接続され、連続した回路を形成します。

  • 主な特徴: 合計電圧は個々のパネルの電圧の合計に等しく、電流は同じままです。たとえば、40Vと5Aの定格の2つのパネルを直列に接続すると、80Vで5Aの電流が生成されます。
  • 用途: 直列接続は、主にインバーターの最小動作しきい値を超えるために電圧を上げるために使用されます。多くのインバーターは、適切に機能するために特定の電圧範囲を必要とします。
並列接続:電流が加算され、電圧は一定に保たれます

並列接続では、すべてのプラス端子が結合され、すべてのマイナス端子も結合されます(通常はコンバイナボックスを介して)。

  • 主な特徴: 合計電流は個々のパネルの電流の合計に等しく、電圧は一定に保たれます。同じ2つの40V/5Aパネルを並列に接続すると、40Vで10Aの電流が得られます。
  • 用途: 並列接続は、インバーターの電圧制限を超えずに電流出力を増加させ、システムの電流容量内でより高い発電を可能にします。
2. 比較分析:パフォーマンス vs. 信頼性

直列接続と並列接続の選択には、効率、信頼性、およびシステムコンポーネントとの互換性のトレードオフが伴います。

充電コントローラー:MPPT vs. PWM
  • MPPT(最大電力点追従)コントローラー: 直列接続に適しています。電圧と電流を動的に調整して電力出力を最大化するため、高電圧の直列構成に最適です。
  • PWM(パルス幅変調)コントローラー: 並列接続との互換性が高くなっています。これらのよりシンプルで低コストのコントローラーは、スイッチングを介して電圧を調整するため、低電圧の並列セットアップに効果的です。
信頼性:耐障害性

直列接続は、単一障害に脆弱です。1つのパネルが故障すると、回路全体が中断されます。並列接続は、各パネルが独立して動作するため、より高い冗長性を提供します。

3. インバーターベースの配線戦略

インバーターは、家庭で使用するためにDC電力をAC電力に変換するため、太陽光パネルの配線構成を決定します。

ストリングインバーター:ハイブリッド直列並列構成

ストリングインバーターは、特定の電圧範囲を必要とし、電流制限を課します。

  • 電圧要件: ほとんどのシリコン太陽光パネルの開放電圧は約40Vです。ストリングインバーターは通常300V〜500Vで動作するため、直列に8〜12枚のパネルが必要になります。
  • システム拡張: より大きなシステムの場合、複数の直列ストリングを並列に接続して、電流制限内に収まりながら電圧要件を満たすことができます。
マイクロインバーターとオプティマイザー:柔軟な代替手段

個々のパネルに取り付けられたマイクロインバーターまたはオプティマイザーは、独立した電力最適化を可能にします。

  • 独立した最適化: 各パネルは、日陰やさまざまな向きの下でも、ピーク効率で動作します。
  • スケーラビリティ: 電圧マッチングの制約なしに、パネルごとにシステムを拡張できます。
4. 直列 vs. 並列:利点と欠点のまとめ
特性 直列
増加(パネルの合計)
電圧 増加(パネルの合計)
一定(単一パネルに等しい)
電流 一定(単一パネルに等しい)
増加(パネルの合計)