配線するときは 家庭にあるソーラーパネルは 、直列、並列、または両方を使用できます。この選択により、システムの電圧と電流が変化します。ソーラーパネルの配線は、インバーターの電圧範囲と電力レベルに適合する必要があります。配線や文字列のサイズが合わないとシステムが正常に動作しない場合があります。機器に問題が発生する可能性もあります。慎重に配線することで、太陽光発電の設置を安全に保ちます。ソーラーパネルシステムが正常に動作するのに役立ちます。適切な設定により、家庭のエネルギーが安定します。
太陽エネルギー システムについて学ぶときは、いくつかの基本的な電気的概念を知る必要があります。これらのアイデアは、あなたの家に最適なソーラー パネルのセットアップを選択するのに役立ちます。
電圧 は電線内を電気を動かす力です。太陽光により、パネルが生成する電圧が変化します。
電流と は電気が流れる仕組みです。電流をアンペア単位で測定します。
電力は 、システムが生成するエネルギーの量を示します。電圧と電流を掛け合わせると電力が得られます。
シリーズ構成。 パネルを次々と連結するこの設定では電圧は上昇しますが、電流は同じに保たれます。 1 つのパネルが影になると、ストリング全体の電力が失われます。
並列構成では、 すべてのプラスのワイヤが一緒に接続され、すべてのマイナスのワイヤが一緒に接続されます。この設定では電流は増加しますが、電圧は同じに保たれます。シェーディングは、シェーディングされたパネルにのみ影響します。
ハイブリッド構成では、 直列配線と並列配線が混在します。電圧と電流のバランスをとりたいときに使用します。
ソーラーパネルの設定をインバーターの電圧および電流制限に合わせる必要があります。この手順により、システムは安全に保たれ、正常に動作します。
MPPT テクノロジーを備えたインバーターは、パネルから最大限の電力を得るために電圧と電流を変更します。
ヒント: ソーラーパネルの設定を選択する前に、必ずインバーターのマニュアルをお読みください。これは、問題を回避し、システムの正常な動作を維持するのに役立ちます。
ソーラーパネルシステムには、太陽光を使用できる電力に変換するために連携する多くの部分があります。以下に、主要な部分とその機能をリストした表を示します。
| コンポーネントの | 機能の | 重要性 |
|---|---|---|
| ソーラーパネル | 太陽光を直流電力に変える | 太陽エネルギーの主な供給源 |
| インバータ | 家庭用の直流電気を交流に変える | 家の中で電気を使えるようにする |
| 太陽電池 | 後で使用するために余分なエネルギーを蓄える | 停電時にバックアップを提供します |
| チャージコントローラー | バッテリーを過充電から保護する | バッテリー寿命を延ばします |
| 切断スイッチ | システムを安全にオフにできます | 安全性とメンテナンスのために必要 |
| ラックとマウント | パネルを正しい角度で所定の位置に保持します | パネルを安全かつ効率的に保ちます |
反射防止コーティング、シーラント、インターコネクタなどの他の部品も表示される場合があります。これらはシステムの動作を改善し、長持ちさせるのに役立ちます。
注: ほとんどの家庭では、単結晶または多結晶パネルが使用されています。単結晶パネルは性能が良く、長持ちしますが、多結晶パネルはコストが安くなります。
ソーラーパネルの配線を計画するときは、適切な設定を選択する必要があります。ソーラーパネルの配線方法によって、得られる電圧と電流が変わります。ソーラーパネルの接続方法にはそれぞれ良い点と悪い点があります。ソーラーパネルの配線図を見て選択することができます。
ソーラーパネルの直列配線とは、あるパネルのプラス端を次のパネルのマイナス端に接続することを意味します。これにより、各パネルからの電圧が合計されますが、電流は同じままです。 4 つのソーラー パネルを直列に接続すると、それらの電圧が加算されます。これは、より高い電圧とより低い電流が必要な場合に適しています。多くの人は、電力損失を防ぐのに役立つため、長い配線にソーラーパネルの直列配線を使用します。
| 配線方法 | 電圧出力 | 電流出力 | 説明 |
|---|---|---|---|
| シリーズ | 個々のパネル電圧の合計 (例: 4 パネル × 40V = 160V) | 単一パネルと同じ (例: 10A) | パネルはエンドツーエンドでリンクされます。電圧は加算されますが、電流は変わりません。長い配線に適しています。シェーディングにより、すべてのパネルの電力が低下する可能性があります。 |
ソーラーパネルの直列配線の長所と短所:
| 側面 | 利点 | 欠点 |
|---|---|---|
| 電圧出力 | 太いワイヤーや新しいギアを必要とせずに、より多くの電圧を生成します | - |
| コスト効率 | 持っているものを活用することでお金と時間を節約できます | - |
| 回路の信頼性 | - | 1 つのパネルが影になったり壊れたりすると、回路全体が動作しなくなります |
すべてのパネルが同じ方向を向いており、十分な太陽光が当たる場合は、ソーラーパネルの直列配線を使用してください。 1 つのパネルが日陰になると、ストリング全体のパワーが失われます。ソーラーパネルの配線図を常にチェックして、正しく配線されていることを確認してください。
ソーラーパネルの並列配線とは、すべてのプラス端を一緒に接続し、すべてのマイナス端を一緒に接続することを意味します。これにより、電圧は 1 つのパネルと同じに保たれますが、電流は加算されます。 4 枚のソーラー パネルを並列に接続すると、1 枚のパネルと同じ電圧が得られますが、電流は 4 倍になります。日よけやパネルが別の場所にある場合は、ソーラー パネルの並列配線が適しています。
| 配線方法 | 電圧出力 | 電流出力 | 説明 |
|---|---|---|---|
| 平行 | 単一パネルと同じ (例: 40V) | 個々のパネル電流の合計 (例: 4 パネル × 10A = 40A) | パネルはプラスとプラス、マイナスとマイナスで結合されます。電流は加算されますが、電圧は同じままです。日陰には適していますが、太いワイヤーが必要です。 |
ソーラーパネルの並列配線を使用する場合:
屋根に日陰がありますね。
安全のために電圧を低くしたい。
12V や 24V などのバッテリー システムを使用します。
ソーラーパネルの並列配線の利点:
各パネルは単独で機能するため、シェードは 1 つのパネルのみに影響を与えます。
より多くの電流を得ることができ、大きなことを実行するのに役立ちます。
パネルをさまざまな場所や角度に配置できます。
ソーラーパネルの並列配線では電流が大きくなるため、より太いワイヤが必要になります。ソーラー パネルの並列接続を計画するには、必ずソーラー パネルの配線図を使用してください。
ハイブリッド ソーラー パネルのセットアップでは、直列配線と並列配線の両方が使用されます。パネルを直列に接続してストリングを作り、それらのストリングを並列に結合します。これにより、インバーターの電圧と電流のバランスをとることができます。ハイブリッド ソーラー パネルの配線により、より多くの選択肢が得られ、システムが強化されます。
| 配線方法 | 電圧出力 | 電流出力 | 説明 |
|---|---|---|---|
| ハイブリッド (シリーズ-パラレル) | システムに合わせて直列電圧と並列電圧を組み合わせます (例: 多数の直列ストリングを並列に接続) | システムに合わせて直列電流と並列電流を組み合わせます | インバーターの電圧と電流のバランスを取るために大規模なセットアップで使用されます。両方の方法の良い部分を取り入れています。 |
ハイブリッド ソーラー パネル構成を選択する理由
さまざまな種類のインバータを使用できます。
シェードやダメージは 1 つの弦にのみダメージを与え、システム全体にはダメージを与えません。
さらに文字列を追加してシステムを大きくすることができます。
1 本のストリングが弱くても、ワイヤーでの電力損失が少なくなり、良好な結果が得られます。
ハイブリッド ソーラー パネルの配線は、大規模な住宅システムでは一般的です。ハイブリッド設定でソーラーパネルを配線する前に、必ずソーラーパネルの配線図を確認してください。
マイクロインバーターとパワー オプティマイザーは、ソーラー パネルの配線方法を変えます。各パネルにはmicroinverterが設置されており、dcをすぐに交流に変換します。これにより、後でパネルを追加することができ、日陰や異なる角度のある屋根に適しています。パワーオプティマイザーは各パネルに搭載されており、日陰や汚れがある場合でも、各パネルが最大限のパワーを発揮できるよう支援します。
マイクロインバータを使用すると、各パネルがどのように動作しているかを確認でき、高 DC 電圧ストリングを取り除くことで配線をより安全に行うことができます。
電力オプティマイザーは中央のインバーターと連携して、各パネルからより多くのエネルギーを取得できるようにします。
どちらも問題を迅速に発見し、ソーラー パネルの接続を強力に保つことができます。
microinverterを使うと後からパネルを増設することも簡単になります。パワー オプティマイザーは最初は低コストですが、それでもシステムの動作を向上させます。
マイクロインバーターまたはオプティマイザーは、直列、並列、ハイブリッドなどの任意のソーラー パネル設定で使用できます。これらのデバイスは、屋根の外観に関係なく、ソーラー パネルの配線を最大限に活用するのに役立ちます。
ソーラーパネルの配線は、インバーターの電圧と電流の制限に適合する必要があります。作業を開始する前に、必ずインバータのマニュアルを読み、チャートを確認してください。直列配線すると電圧が上がります。並列配線すると電流が大きくなります。インバーターはパネルからのすべての電圧と電流を処理する必要があります。多くのインバータは、各ストリングから最大の電力を得るために MPPT ゾーンを使用します。マイクロインバーターと電力オプティマイザーは、一部のパネルが日陰になったり、向きが異なったりしても、各パネルが適切に動作するのに役立ちます。
ヒント: DC 配線がインバータの入力範囲と一致していることを確認してください。これにより、システムは安全に保たれ、正常に動作します。
安全性と優れたパフォーマンスのためには、適切なワイヤ サイズを選択することが重要です。米国電気工事規程 (NEC) には、ワイヤのサイズに関する規則があります。より多くの電流またはより長いワイヤを使用するには、より太いワイヤが必要です。これにより、電圧降下やワイヤーの過熱が防止されます。以下の表は、適切なワイヤ サイズを選択するのに役立ちます:
| 最大電流範囲 (アンペア) | 推奨ワイヤ サイズ (AWG) | 注 |
|---|---|---|
| 最大30A | 12AWG | 最大電流 ≤ 30A の太陽電池アレイ用 |
| 30A～40A | 10AWG | 30A ～ 40A を生成するアレイの場合 |
| 40A～55A | 8AWG | 40A ～ 55A を生成するアレイの場合 |
| 55A～115A | 6AWG | 高電流システム向け |
| 115A～150A | 4AWG | 非常に大電流のシステム向け |
注: ソーラーシステムには、絶縁性の優れた UL 認定の銅線を常に使用してください。
シェードはシステムの電力を低下させる可能性があります。特に直列配線の場合は、小さな影でも大きな低下を引き起こす可能性があります。バイパス ダイオード、マイクロインバーター、またはパワー オプティマイザーは、各パネルが単独で動作するのに役立ちます。設置する前に、木、煙突、または日光を遮るものがないかどうかを確認してください。木を切り落とし、最も日光が当たる場所にパネルを置きます。後でさらにパネルを追加したい場合は、スペースを残して、拡張できるインバーターとマウントを選択してください。高効率パネルやスマートなレイアウトなどの新しい太陽光発電技術により、アップグレードが簡単になります。
現在および将来、家庭で使用するエネルギー量を確認します。
追加できるパネルとインバーターを選択してください。
スマートモニタリングを使用して、システムがどのように動作するかを監視します。
ソーラーパネルを設置するときは、NEC および地域の条例に従う必要があります。これらのルールはシステムを安全に保ち、チェックに合格するのに役立ちます。以下に重要なルールをいくつか示します。
| コード要件それ | が何を意味するのか | なぜ重要なのか |
|---|---|---|
| 第690条 | 太陽光発電システムの主なルール | 接地、ワイヤのサイズ設定、およびシャットダウンをカバーします |
| 第250条 | 接地と接着 | 感電や火災を防ぎます |
| 第 705 条 | グリッドへの接続 | ユーティリティ接続を安全にする |
| 迅速なシャットダウン | 緊急時の迅速な電圧降下 | 消防士の安全を守る |
| アーク障害保護 | 配線トラブルによる火災を防ぎます | あなたの家の安全を守ります |
常に承認されたコネクタを使用し、地域の消防法および建築基準に従ってください。ライセンスを取得したインストーラーと協力して、システムがすべてのルールを満たしていることを確認してください。
ソーラーパネルの配線には計画と注意が必要です。物事を安全に保つための手順に従う必要があります。このガイドでは、自宅でソーラーパネルを配線する方法を説明します。ニーズの確認から始まり、安全性の確認で終わります。
まず、あなたの家に何が必要かを考えてください。屋根がどちらを向いているか、どれくらい傾いているかを確認してください。パネルは真南または真北を向いている場合に最適に機能します。木や煙突など日陰を作るものを探してください。屋根のサイズを測って、パネルが何枚収まるかを確認してください。家族がどれくらいのエネルギーを使用しているかを確認してください。将来的にはさらにパネルを追加することも検討してください。
ヒント: サイトを確認すると、最適な設定を選択し、問題を回避することができます。
システムに合った配線方法を選択してください。より高い電圧が必要な場合は、直列配線を使用してください。電流を増やす場合、または日よけがある場合は、並列配線を選択してください。電圧と電流の両方が必要な場合、または大規模なシステムがある場合は、ハイブリッド配線を選択してください。
| 構成タイプ | いつ使用するか | 主な利点 |
|---|---|---|
| シリーズ | パネルには十分な太陽光が当たりますが、インバーターには高電圧が必要です | シンプルな配線、長い配線による電力損失の低減 |
| 平行 | 一部のパネルは日陰になるため、より多くの電流が必要です | 各パネルは独立して動作し、より安全な電圧を実現 |
| ハイブリッド | 大規模システム、混合条件 | 直列と並列の利点を組み合わせる |
配線は常にインバータの電圧および電流制限に合わせてください。これにより、システムは安全に保たれ、正常に動作します。
始める前に、すべてのツールと消耗品を用意してください。ケーブルにはワイヤーストリッパーとカッターが必要です。強力な接続を行うには圧着工具を使用してください。マルチメーターは、電圧、電流、およびワイヤが接続されているかどうかをチェックします。安全のため、手袋、メガネ、安全帽、ハーネスを着用してください。近くに消火器を用意してください。強力な接続には MC4 コネクタを使用してください。ジャンクションボックス、スイッチ、ケーブルタイも必要です。丈夫で太陽光に耐えられるワイヤーを選択してください。詳細についてはこちらをご覧ください ワイヤーとケーブル.
注: 常に安全で太陽光発電作業用に作られたツールを使用してください。
パネルと配線をどこに配置するかを計画します。簡単な図を描いて、すべてがどこにあるかを示します。同じ傾きと太陽を持つパネルを 1 つの文字列にまとめます。電力損失を防ぐためにワイヤを短くしてください。距離と電流に応じて適切なサイズのワイヤを使用してください。パイプ内のワイヤーを保護し、過度に曲げないでください。スイッチやボックスは手の届くところに置きます。
適切な計画を立てると、間違いを回避し、配線をきれいに保つことができます。
これでソーラーパネルを接続できるようになりました。まず、各パネルをクランプでレールに取り付けます。シリーズの場合、あるパネルのプラスを次のパネルのマイナスにリンクします。並列の場合は、すべてのプラスを一緒に接続し、すべてのマイナスを一緒に接続します。ハイブリッドの場合は、最初に直列ストリングを作成し、次にそれらを並列に結合します。すべての接続に MC4 コネクタを使用します。システムの電源が入っているときは、MC4 コネクタを接続したり取り外したりしないでください。 DC ケーブルは屋根または屋根裏を通して 15 メートル以内に配線してください。安全のために接続箱とスイッチを追加します。アレイを充電コントローラーに接続し、次にバッテリーに接続し、最後にインバーターに接続します。すべてのワイヤーにラベルを付けて、それが何であるかを識別します。
配線作業を行う前に、必ずブレーカーをオフにし、電源をロックしてください。
配線後は、すべての接続の安全性をテストしてください。すべてのワイヤーとボックスに損傷や緩みがないか調べてください。マルチメーターを使用して電圧をチェックし、配線が正しいことを確認します。クランプメーターを使用して、各パネルまたはストリングの電流を確認します。ワイヤーが最後まで接続されているかどうかをテストします。断熱材に漏れがないことを確認してください。 GFCI を使用して接地をテストします。可能であれば、サーマルカメラを使用してホットスポットを見つけてください。すべてにラベルを付けて、後で使用できるようにメモを取っておきます。
テストはシステムを安全に保ち、問題を早期に発見するのに役立ちます。
接地とヒューズは安全のために非常に重要です。すべての金属部品を適切なワイヤとロッドで接地してください。システムの電圧と電流に適合するヒューズまたはブレーカーを使用してください。燃えず、太陽光に耐えられるワイヤーを選択してください。すぐに手が届く場所にスイッチを置きます。見つけやすいように、すべてのワイヤーと部品にラベルを付けます。火災時に人々の安全を守るために、迅速なシャットダウンのルールに従ってください。
| アスペクトの | ベストプラクティス/要件の | 利点 |
|---|---|---|
| 接地 | NEC準拠の接地導体および電極 | 感電や火災のリスクを軽減します |
| 過電流保護 | システムに合わせたサイズのヒューズまたはブレーカー | 配線や機器を保護します |
| 配線材 | 耐火性と耐紫外線性、正確なゲージ | 故障や危険を防ぎます |
| 切断する | アクセス可能なシャットダウン スイッチ | 緊急時の安全 |
| ラベリング | 明確なラベルとドキュメント | メンテナンスの容易化 |
適切な接地とヒューズは配線を安全に保ち、検査に合格するのに役立ちます。
以下の手順に従えば、ソーラーパネルを安全に配線できます。常に適切なツールを使用し、すべての接続を再確認してください。すべての安全規則と規範規則に従ってください。このようにして、太陽電池システムは長期間にわたってクリーンなエネルギーを提供します。
何を避けるべきかを知っていれば、ソーラーパネルの問題の多くを防ぐことができます。設置後の確認を怠ると配線トラブルを見逃す可能性があります。セットアップ後は必ず設置者にすべてを確認するよう依頼してください。安価なワイヤを使用したり、しっかりと接続していないと、エネルギーが無駄になり、危険が生じる可能性があります。被覆が破れたり、配線が見えたりすると、地絡や火災の原因となることがあります。すべてのワイヤーを天候や動物から安全に保ちます。注意すべき間違いは次のとおりです。
弱いワイヤーまたは屋内専用ワイヤーの使用
ワイヤーが緩んだまま、または覆われていないままにする
壊れたワイヤーカバーや裸線を修理していない
日光、雨、動物からワイヤーを保護していない
ヒント: セットアップと修理には、必ず訓練を受けた作業員を雇ってください。ワイヤーに触れる前にシステムの電源を切ってください。
太陽光発電システムをチェックすると、正常に動作することがよくあります。パネルに亀裂、欠け、ワイヤーがないか確認してください。年に 2 ～ 4 回パネルを掃除して汚れを取り除きます。木の枝を切り、日陰を作るものを移動させます。監視アプリまたは画面を使用して、システムの電力を監視します。電力が急速に低下した場合は、すぐに問題を探してください。インバータは非常に重要であり、壊れる可能性があるため、頻繁にチェックしてください。
パネルは 6 ～ 12 か月ごとに柔らかいツールを使用して掃除してください。
嵐の後は、汚れ、日陰、壊れた部品がないか探してください。
毎週、システムにドロップや警告がないか監視してください。
インバーターに空気が入っており、ライトが点灯していることを確認してください。
行った作業と修正をすべて書き留めます。
パネルを清潔に保ち、システムをチェックすると、より多くのエネルギーを得ることができ、システムを安全に保つことができます。
少なくとも年に一度は太陽系をチェックしてください。パネル、配線、インバーターを専門家にチェックしてもらう計画を立てましょう。技術者は隠れた問題を探し、システムがどの程度うまく機能するかをテストします。ツールを使用してシステムを毎日監視し、問題を早期に発見します。悪天候の後は、ワイヤーの緩み、パネルの破損、汚れがないか確認してください。大きな電力低下、部品の破損、パネルの汚れ、またはインバーターのエラーが発生した場合は、メンテナンスが必要です。
季節ごとに、特に冬や嵐の後に計画を確認します。
大規模システムにはドローンや熱カメラを使用します。
問題が見つかったらすぐに修正してください。
定期的なチェックにより、ソーラーシステムが安全に機能し、正常に動作し、長持ちします。
ソーラーパネルに最適な配線方法を選択すると、より多くのエネルギーを得ることができます。配線をインバータに合わせてすべての規則に従っておけば、システムは安全に保たれ、正常に動作します。
適切な設定を行うと、後でさらにパネルを追加できます。また、1 つのパネルが日陰にある場合でも、修理が簡単になり、電力を安定して維持できます。
パネルは大切に扱えば 25 ～ 30 年長持ちします。彼らは毎年少しずつ力を失うだけです。
セットアップが難しい場合は、特別なツールを使用するか、訓練を受けた専門家に依頼してください。 NABCEP や SolarEdge などのトレーニング クラスと証明書は、仕事を正しく行うのに役立ちます。
まずインバータの電圧と電流の制限を確認してください。直列配線は、より高い電圧や長いワイヤに適しています。日陰がある場合や、より低い電圧が必要な場合は、並列配線の方が適しています。設定がインバータのニーズに適合していることを常に確認してください。
ブランドやサイズを混ぜないことが最善です。電圧や電流が異なると、システムの動作が悪化する可能性があります。混合する必要がある場合は、種類ごとに別のストリングまたはマイクロインバーターを使用してください。
一連のストリングの 1 つのパネルに影があると、ストリング全体のパワーが失われます。並行して、日陰のパネルのみが電力を失います。マイクロインバーターまたはオプティマイザーは、日陰があっても各パネルの動作を向上させます。
ほとんどのソーラーパネルの作業は専門家に依頼する必要があります。専門家は安全規則や地域の規則を知っています。システムが正常に動作し、検査に合格するかどうかを確認します。経験がない場合、自分で行うのは危険です。
