太陽光発電の電気の具体的な挙動について

質問

太陽光発電の売電における電気の流れ（逆潮流）の具体的なしくみがわかりません。

パネルで発電された電気が、設備の内部消費を上回ると、送電側に向かって電気が流れて云々・・・という概念的な話ではなく、もっと具体的にわかりやすい説明が欲しいのですが・・・・。

そういったサイトがあれば、お教えいただいてもありがたいです。

よろしくお願いします。

回答No.6

noname#222312 · ベストアンサー

単相電灯電源の受電点電圧は101Vプラスマイナス6V以内に収める事と法で定められています。
つまり最低が95Vで最大が107Vなのです。
これは日本中どこに行っても守られている規定です。
受電点電圧は電力会社からの引込線の建物側受け点での責任分界点での測定電圧を言います。
しかし現状では10電力会社で話し合われている理想供給電圧は103V～105Vに調整しようという方向になっています。
これは太陽光連系を想定し、ある程度スムーズな潮流ができるようにするための措置です。

柱上に乗っている変圧器は内部の巻き線比が60：1なので、1次側に6600Vの高圧を入れると2次側の低圧には110Vの電圧が出ます。
これがこのまま低圧配電線や各引込線に接続されています。
太陽光連系需要家側から送られる電力も、受電点の責任分界点での電圧は107V以下に抑えなくてはいけません。
配電線ではその総長によるロスをも考慮した電圧になっているので、各家庭での受電点電圧を確保するために配電線上での
電圧は必然的に高くなります。
電圧差があったら潮流しないという図式が成り立つなら、ほとんどの太陽光連系需要家は売電できません。
その変圧器バンク内に太陽光連系需要家があり、更にそのバンク内では日中に不在な家が多くあまり電力を消費しないようなケースがあると、太陽光連系需要家側からの潮流というか売電側への電流の流れが発生しにくいという事象に繋がります。
ですが変圧器は一方通行ではありませんので、変圧器バンク内で電力がされなければ変圧器をも潮流し、他の変圧器や高圧需要家にて消費されます。
しかし大抵の太陽光連系需要家がほぼ想定通りに売電できているのは、近隣に電力を消費する負荷があるからです。
つまり隣近所の家が電力を消費してくれるから売電できるのです。
近くに電力を消費してくれる負荷がなければ遠くの負荷へと電流は流れますので、その分の損失は当然増えます。

良くこの手の話になると電圧にばかりとらわれる人がいますが、電流の流れというのはその電力を消費する負荷があるから発生するのです。
つまり多少の電圧差があっても近隣で電力を消費する需要家があればいくらでも電流は潮流します。
変圧器2次側の電圧が高いから売電されにくいと思ってる人がいるようですが、実際には太陽光発電が稼動している時間帯にその電力を消費してくれる需要家が近隣にないために潮流の効率が落ちるのです。
確かに電圧の差もまるっきり無視できるものはありませんが、それ以前に太陽光連系にとって悪い周辺環境ではやはり効率の低下は避けられません。
これを何でもかんでも電力会社の設備のせいと勘違いしてはいけません。
太陽光連系はどのような環境のお宅ででも可能だというものではない事を前提に検討すべきなのです。

宮城県にあるセキスイのコモンシティ明石台などはほぼ全棟が太陽光発電装置を設置した家ばかりです。
比較的若い年齢層に受けが良い町で、既に100棟程の住宅が立ち並んでいます。
夫婦共稼ぎのお宅が多く、平日日中はあまり賑やかなところではありません。
とても日当たりのいいところですので、ほとんどのお宅ではほぼ想定通りに売電ができています。
近隣にある大型商業施設が高圧受電で多くの電力を消費するからという事もあります。
しかし変圧器バンク内での日中の電圧上昇問題など皆無です。

お礼

>ですが変圧器は一方通行ではありませんので、変圧器バンク内
>で電力がされなければ変圧器をも潮流し、他の変圧器や高圧需
>要家にて消費されます。

変圧器の電気が、どちら方向に流れるのか（P→Sもしくは、S→P）は、なんで決まるのでしょうか？

回答No.7

noname#222312

再度投稿します。

>>ですが変圧器は一方通行ではありませんので、変圧器バンク内
>>で電力がされなければ変圧器をも潮流し、他の変圧器や高圧需
>>要家にて消費されます。

>変圧器の電気が、どちら方向に流れるのか（P→Sもしくは、S→P）は、なんで決まるのでしょうか？

先に回答したように、電流の流れは電力を消費する負荷があるから発生するのです。
当然電力を送電するところから近い負荷に消費される率が高くなります。
負荷があるなら多少の電圧差など全く問題にはなりません。
同じ変圧器から供給される近隣に電力を消費してくれる負荷（需要家）がないと、自家発側が配電線よりも若干電圧が高くなければ自然潮流は難しいのです。
太陽光連系需要家に供給している変圧器に負荷がなければ、より負荷のある変圧器に電力がいきます。
その場合には変圧器を遡って高圧に昇圧されてまでも、遠くの負荷へと電力が流れていくということです。

電力は送るから流れるのではなく、消費されるから流れるのです。

回答No.5

jkpawapuro

電力会社は基本的に１００Vの電力を供給することになっています。
ただしもちろん人のやることですので幅ができ、だいたい９８～１０３（１００を下回ることはほとんどないので１００～１０３）Vの電力を供給するように調整されています。
一方家庭の太陽電池は、だいたい１０５Vくらいの電力を供給するようになっています、だから家庭でつけてる太陽電池の電力がより電圧の低い系統に流れ売電が可能なのです。

ところが電力会社側で調整をミスって１０５Vに、家庭の太陽電池が１０４，９Vの電圧で供給するように調整されたらどうなるでしょうか？
系統内から太陽電池側には逆流防止回路があるので電気は流れませんが、もちろん太陽電池で発電し１０４，９Vの電力をより電圧の高い１０５Vの系統内に流すことはできません。
こうなると、励起された電子の行き場が無いので、太陽光発電は発電そのものが（自家消費用以上に）できません。もちろん売電もできません。

希なケースなので、これはあまり考える必要はないです。ただ単純に電圧で管理していることを証明する一つの例になるかと思い紹介しました。

なお系統内から系統外へ太陽光発電の電気が流れることができないのは、トランスより上の系統は高圧電線経由のため、高圧に変換できないからと言えます。
また系統内から太陽電池側へは、おそらく逆流防止回路がつけられているはずです。

回答No.4

jkpawapuro

すいません、一昔前にはかなり話題になった話なのですが、適切な記事はみつかりませんでした。
一般家庭より上の規模での話ですが、この記事を見ても概要は分かるかと思います。

http://blogos.com/article/68125/

お礼

ご回答ありがとうございます。

なんとなく概念的には理解できますが、実際、逆潮流のいろいろな場合において、送配電路の電気が具体的にどの経路をどういうふうに流れるのか、視覚的に見れるものがあると一番分かりやすいのに・・・と思います。

回答No.3

jkpawapuro

＞そうすると、その配電経路に別の太陽光がぶら下がっていて、どちらも同じように発電していたら、そこでの電圧や電気の流れはどうなっているのでしょうか？？？

そこは現在まさに問題になっている点で、系統内の消費電力以上の太陽光による発電があった場合、
結局電力は電圧の高いほうから低い方にしかながれませんから。

系統内でより電圧の高い発電から供給され、低い家庭の発電はドブに捨てられる状態になります。
この手の記事はすでにたくさんでているので、調べればすぐわかると思いますよ。

また希に系統内の電力会社からの供給が１０５Vくらいになっていて（調整ミスみたいなものです）、売電が行われていなかったといったケースもあります。

お礼

>系統内でより電圧の高い発電から供給され、低い家庭の発電
>はドブに捨てられる状態になります。

「ドブに捨てられる」とは、具体的にどういうことでしょうか？　売電はしているのでしょうか？

>また希に系統内の電力会社からの供給が１０５Vくらいにな
>っていて（調整ミスみたいなものです）、売電が行われてい
>なかったといったケースもあります。

すいません。系統が１０５Ｖになり、売電が出来ないとは、どういうことでしょうか？

回答No.2

nitto3

太陽光のほうがわずかにプラスに設定してあります。

私のところ売電メーターが動いてない時があって、
調べてもらったら、変圧器の電圧設定が少し高くなっていました。

お礼

ご回答ありがとうございます。

>太陽光のほうがわずかにプラスに設定してあります。

だから「太陽光→系統」へ流れる理屈は分かりますが、実際は、「パワコン→開閉器→配電線」にいくわけですよね。

そうすると、その配電経路に別の太陽光がぶら下がっていて、どちらも同じように発電していたら、そこでの電圧や電気の流れはどうなっているのでしょうか？？？

回答No.1

noname#215107

商用電源の電圧は１０７V以下なので、これが１０７Vを下回っている時に、パワコンの電圧を１０７Vに設定すると、逆潮流させることができます。

もっと簡単な方法は、AC１０７Vを発生する発電機を、家庭から切り離した電線に接続すると逆潮流が起こります。（実際には契約違反なのでやってはいけません）

このようにして逆潮流された電力は結果として、トランスの一次側も含め地域全体の電圧を平均的にわずかに上げる仕事に使われます。

お礼

ご回答ありがとうございます。

>商用電源の電圧は１０７V以下なので、これが１０７Vを下回っ
>ている時に、パワコンの電圧を１０７Vに設定すると、逆潮流
>させることができます。

パワコン側としては、常に逆潮流方向に電気を流そうとしているのですよね？（系統側になんらかの異常がない限り）

だとすると、電圧はいつも１０７Ｖに設定していたらまずいのでしょうか？

系統が１０７Ｖより下がらないと、売電できないわけですよね。
なんか、売電の可否は、かなり系統の電圧に左右されそうな気がしますが・・・。

補足

ちなみに「商用電源の１０７Ｖ」とは具体的にどの部分の電圧を指しているのでしょうか？

つまり、１０７Ｖの電源に１０７Ｖ＋αの電源が並列に入り、そこに負荷がぶら下がっている状態なわけですよね。

そのときの電気の流れがどうなるのか・・・・図示して教えてもらえると非常に分かりやすいのですが・・・。