オフグリッドシステムに必要な太陽光パネルの枚数は?
オフグリッドインバーターシステムのPVアレイを選定するための実用的なワークシート — 日負荷、日照時間、ディレーティング、そして当社のエンジニアが使用する数値を用いた計算例。
オフグリッドプロジェクトで最もよく見られるサイジングの誤りは、 太陽電池アレイの容量不足です。パネルはバッテリーやインバーターよりも 後から交換する際のコストが低いため、この数値を正確に算出することが 設計の中でも最も重要です。
ステップ1:1日の必要電力量(Wh/日)を求める
すべての負荷について、消費電力(ワット)と1日あたりの稼働時間を リストアップします。掛けて合計します:ワット × 時間 = 1日あたりのワット時。
計算例:
| 負荷 | ワット | 時間/日 | Wh/日 |
|---|---|---|---|
| 照明 | 40 | 5 | 200 |
| 冷蔵庫 | 150 | 8 | 1,200 |
| テレビ | 100 | 4 | 400 |
| 携帯電話充電器 | 15 | 4 | 60 |
| ウォーターポンプ | 300 | 1 | 300 |
| 合計 | 2,160 Wh/日 |
ステップ2:システム損失を考慮して補正する
オフグリッドシステムでは、変換、配線、バッテリー充電でエネルギーが 失われます。保守的な設計では、負荷に1.3(30%のディレーティング)を 掛けて、アレイが実際に供給すべきエネルギーを算出します:
2,160 Wh × 1.3 = PVから必要な電力 2,808 Wh/日
ステップ3:日照時間を見積もる
「ピーク日照時間」とは、その地点における最大強度の日射量の1日換算値です。 これは日照時間とは異なります。一般的な値:
- 北ヨーロッパ:2.5~3.5
- 中央ヨーロッパ:3.5~4.5
- 地中海沿岸:4.5~5.5
- 中東/北アフリカ:5.5~6.5
- 東南アジア/赤道地域:4.5~5.5
- 米国南西部:5.5~6.5
発電機のバックアップがない限り、年間平均ではなく最も条件の悪い月の 保守的な数値を使用してください。
ステップ4:アレイサイズを計算する
アレイワット数 = 1日のPVエネルギー ÷ 日照時間 ÷ ディレーティング
2,808 Whが必要で、例えば日照時間が4.5時間の場合:
2,808 ÷ 4.5 = 最低624 Wのアレイ
曇天の連続やパネルの劣化に備えて10~20%のマージンを追加することを 推奨します。この例では約700~750 Wのパネルとなります。
ステップ5:アレイをインバーター/コントローラーに適合させる
- オフグリッド太陽光インバーターのMPPT動作電圧範囲を確認し、 ストリング電圧がその範囲の中央に収まるように設計します。
- アレイ電力をコントローラーの最大PV入力定格内に収めます。
- ストリング電流をコントローラーの定格入力電流以下に配線します。
当社のオフグリッド太陽光インバーターには MPPT充電コントローラーが内蔵されています。各製品ページの仕様表から PV入力範囲を直接確認できるため、上記のアレイ計算をそのまま 見積もり対象の実機モデルに当てはめることができます。
手計算でステップを進めたくない場合は、当社の オフグリッドシステムサイジング計算ツールが 同じディレーティングとバッテリー計算を実行し、推奨アレイサイズ、 インバーター定格、バッテリーバンクを適合するカタログモデルとともに 提示します。
クイックリファレンス:インバーターあたりのパネル枚数
これらの数値は約550 Wパネル、日照時間4.5時間、1.3のディレーティングを 前提としています:
| インバーターサイズ | 標準的なアレイ(W) | パネル枚数(約550 W) |
|---|---|---|
| 1.5~2 kW | 900~1,200 | 2 |
| 3 kW | 1,500~1,800 | 3 |
| 5 kW | 2,400~3,000 | 5 |
| 8 kW | 3,600~4,500 | 7~8 |
太陽電池アレイのサイジング — FAQ
アレイの容量が不足するとどうなりますか?
曇天時にバッテリーが十分に充電されず、系統電力や発電機のバックアップに頼る頻度が高くなります。オフグリッドシステムでは、早期の低電圧遮断として現れます。
アレイを安全に過大設計できますか?
はい、インバーターのMPPT入力制限内であれば可能です。過大設計は冬季の発電量向上とバッテリーの満充電維持に役立ち、コントローラーが余剰電力を抑制します。定格PV入力電圧と電流の範囲内に収めてください。
パネルはインバーターのワット数と1対1で一致させる必要がありますか?
いいえ。アレイは1日のエネルギーに合わせてサイジングし、インバーターはピーク負荷に合わせてサイジングします。当社のサイジング例では、3 kWインバーターに1.5~1.8 kWのアレイを組み合わせることがよくあります。