太陽光発電事業を検討している企業の中には、高圧契約の状況で自家消費をおこないたい企業も多いのではないでしょうか？太陽光発電設備を運用する場合、発電量に応じてキュービクルの設置や法令に沿った管理などが求められます。しかし、複雑な内容ということもあり、なかなか準備が進まないことも多いかと思います。
そこで今回は、自家消費型太陽光発電において高圧契約の場合に注意すべき点、必要な設備、法令について詳しくご紹介します。太陽光発電の出力が高圧に区分される方や、今後高圧以上の区分で自家消費型太陽光発電を運用したい方は、参考にしてみてください。
太陽光発電における高圧区分とは何？
太陽光発電を導入する際、設備の規模の違いにより「低圧」「高圧」「特別高圧」の３つ種類がありますが、高圧区分はその内のひとつです。発電の電力量だけではなく、必要になる設備も異なるため、太陽光発電の導入を検討している場合は注意が必要です。
今回は「高圧区分」について詳しく説明します。
出力に応じて定められるもの
太陽光発電は、下記のように設備の出力で「低圧」「高圧」「特別高圧」に分かれています。
- 低圧（小規模発電）: 定格出力が50kW未満の太陽光発電
- 高圧（大規模発電）: 定格出力が50〜2000kW未満の太陽光発電
- 特別高圧（法人対象）: 定格出力が2,000kW以上の太陽光発電
法律では自家用電気工作物と定義
高圧区分は電気事業法において「自家用電気工作物」と定義されています。また電気事業法では、出力以外にも「交流電圧で600Vを超える」「直流電圧で750Vを超える」ことが定められています。
低圧とは異なり、経済産業省が提示する技術基準に沿って、設備の管理・安全維持をおこなう必要があるなど、法律上さまざまなルールが決められています。
キュービクルなどの設備が必要
太陽光を高圧で導入する場合は、低圧とは異なり、キュービクルと呼ばれる変圧器など、さまざまな設備を準備する必要があります。また、管轄消防署に保安規定の提出が必要など、低圧で導入する場合よりもやるべきことも増えます。
高圧施設で自家消費型太陽光発電を稼働させるには？
高圧施設で自家消費型太陽光発電を実際に稼働させるには、キュービクル接続など多くのステップが必要です。実際に太陽光発電を稼働させるために欠かすことのできない設備と、その設備が必要な理由を詳しく解説します。
キュービクルと接続させて降圧させなければいけない
通常、高圧の契約では、配電網から6600Vで電気を引き込み、キュービクルと呼ばれる高圧受電設備にて100V・200Vに電圧を下げて電気を使用します。
太陽光発電を導入する場合には、送電網への連携を必ずおこなう必要がありますが、低圧・高圧とで区分されており、それぞれ方法が異なっています。
出力50kW以上2000kW未満の太陽光発電では、高圧で系統連系をおこなう必要があり、キュービクルと接続させて降圧させなければいけません。
設定容量を超える電気が電柱へ流れないよう保護が必要
自家消費型太陽光発電を導入する場合には、基本的に太陽光で発電した電力をすべて自家消費するという条件で系統連携します。そのため、発電した電力が系統側の電柱へ流れることは想定されていません。
しかし、事業の休業日などで発電した電力の自家消費が少ない場合、使用されずに余った電力が系統へ流れる逆潮流が起こってしまいます。
太陽光発電した電力を系統側へ流す逆潮流を想定していない場合には、逆潮流を起こさないようにRPR（逆電力継電器）の設置が必要となります。
キュービクルによる遮断で停電しないようパワーコンディショナーと接続
想定していない逆潮流が起こった場合、キュービクルによる遮断で施設が停電してしまいます。逆潮流による停電が起きないよう、使われている電気量を測定しながらパワーコンディショナーを抑制するための機器を接続する必要があります。
実際に使用される装置は、電気使用量を監視装置に送るマルチメーター・地絡事故を検知し回路を守る地絡過電圧継電器（OVGR）とそれに伴う零相電圧検出装置（ZPD）やバックアップ電源などがあります。
既存の高圧設備との接続が必要なためノウハウを持った専門業者への依頼が必須
自家消費型太陽光発電を実際に稼働させるためには、さまざまな電気工事が必要になります。既存の高圧設備との接続も必要になることから、必要なノウハウを持っている専門業者である第一種電気工事士への依頼が必須となっています。
高圧施設及び高圧区分でPPAモデルの太陽光発電を行うには？
PPAとは「Power Purchase Agreement(電力販売契約）」の略称で、太陽光発電の導入を初期費用や保守費用をかけずにおこなえる仕組みです。施設の所有者が、発電設備を設置する場所を太陽光発電設備の所有者である「PPA事業者」へ提供します。
そこで発電された電力は、太陽光発電が設置された施設の所有者に有償で提供される仕組みとなっています。
「PPA事業者」には、太陽光発電設備の設置場所を無料で借りること、電気代の収入を得られるというメリットがあります。施設の所有者のメリットは、初期費用・設備の維持保守費用がかからないことや、単価の決まった電力が使用可能なことです。
通常、PPA契約は投資費用が回収できるまでに長い年月がかかることから、10〜25年程度の長期契約が多いのが実情です。
そのため、契約期間中に引っ越しなどが必要になった場合や、使用状況の変化により電気使用量が減少した場合に違約となる場合があるため、事前の確認が必要です。
自家消費型太陽光発電では負荷追従制御も重要！
自家消費型太陽光発電では、負荷追従制御も重要だと言われています。負荷追従制御を導入した方が良い理由などを詳しく確認しましょう。
消費電力量を超える発電を記録すると停止してしまう
自家消費型太陽光発電を導入する場合、通常は発電した電力をすべて自家消費することが前提となっており、売電をおこなわないため逆潮流を想定していません。
事業の休業日などで発電した電力の自家消費が少ないなど、発電量が消費電力量を超えた場合に、使用されずに余った電力により逆潮流が起こってしまいます。
逆潮流が起こるとRPRの作動により停電が起こり、発電の損失や機器の故障をもたらす可能性があります。
負荷の需要に発電量を合わせることでRPRによる停電防止になり、発電量を最大化することができるため、自家消費型太陽光発電では負荷追従制御が重要となっています。
完全自家消費システムは負荷追従率が高い
固定価格買取制度（FIT)の売電価格が下がっていることや、燃料費の高騰による電気料金の値段が上がっていることもあり、これからの太陽光発電は発電した電力を効率的に使う「完全自家消費」が主流となるでしょう。
「完全自家消費」を賢くおこなうために注目されているのが、負荷追従率の高い完全自家消費システムです。高速で精度の高い負荷追従がおこなえることで、太陽光発電の最大化が可能となります。
消費する電力に対し、99%という高精度で負荷追従することにより、ロスする電力を最小限に抑えることができ、発電した電力を最大限活用することができます。
この機能により発電量が消費電力量を超えないため、逆潮流による停電も起こりません。
高圧での太陽光発電を安全に稼働させるためには多くの装置が必要で、設置作業が複雑化していました。しかし完全自家消費システムは機器構成がシンプルであるため、最小限の機器で構築ができるのです。
自家消費型太陽光発電は高圧区分および高圧施設でもキュービクルが必要！
自家消費型太陽光発電を導入する場合、発電出力量により「低圧」「高圧」「特別高圧」の３つの種類があります。
高圧区分および高圧施設で太陽光発電を設置し稼働するためには、低圧での導入とは異なり、キュービクルと呼ばれる変圧器が必要です。
また、自家消費型太陽光では負荷追従制御をおこなうことも重要です。
負荷追従率が高い完全自家消費システムを取り入れることで、太陽光で発電した電力をより効率的に使うことができます。
自家消費型太陽光発電を設置することで、電気代削減・災害時の停電対策・さらに地球温暖化対策のひとつであるCO2の削減への貢献も可能なため、注目が集まっています。
自家消費型太陽光発電の導入を検討している方には、弊社、和上ホールディングスの自家消費型太陽光発電サービスをおすすめします。
創業から28年、累計15,000件もの施工実績があり、自社でも太陽光発電所を所有・運用しております。
和上ホールディングスの自家消費型太陽光発電サービスでは、設備の企画設計から設置工事、設置後の保守点検まで一括サポートしておりますので、自家消費型太陽光発電に関心をお持ちの方・検討している方は、ぜひお気軽にメールや電話にてお問合せください。
