マイクロインバーター：太陽エネルギーにおける新たなゲームチェンジャー
マイクロインバーターとは、ソーラーアレイで使用され、生成されたエネルギー（直流）を家庭で使用可能な電力（交流）に変換する装置です。10年足らず前に太陽光発電市場に参入して以来、個々のPVモジュールからのDCを家庭やビジネスで使用可能なAC電力に変換するマイクロインバーターは、システム設計者や設置業者から熱狂的に支持されています。マイクロインバーターは、ますます大規模で洗練された太陽光発電設備に搭載されるようになっており、この傾向はすぐに変わることはないでしょう。クリーンエネルギーへの需要の高まりは、太陽光発電市場の成長の主な要因の1つです。そのため、多くの企業が太陽光マイクロインバーターを開発しています。マイクロインバーターにはいくつかの利点があります。熱負荷や高電力にさらされないため、長寿命です。さらに、マイクロインバーターの場合、単一障害点がないため、1つのパネルに障害が発生した場合でも、システム全体に影響はありません。いくつかの企業が、完全にネットワーク化され、ソフトウェアで定義されたインバーターであるスマートマイクロインバーターの開発を開始しており、高度なグリッド機能が搭載されています。
マイクロインバーターは、新しい市場がデバイスを利用するために急いでいるため、米国以外で高い需要があります。インドの科学者たちは、インドでマイクロインバーターベースのシステムを設計および統合しています。いくつかの新しい企業が市場に参入し、2つの最大のPVインバーターメーカーであるSMAとPower-Oneを含む製品を発売しました。UnivDatos Market Insightsが発表したレポートによると、世界の太陽光マイクロインバーター市場は2018年に9億7750万米ドルと評価され、2025年までに56億460万米ドルに達すると予想され、予測期間2019年から2025年にかけて28.4％の爆発的なCAGRを示しています。
マイクロインバーターの背後にあるアイデア
従来の太陽光発電システムは、1つのインバーターのみで構成されていました。したがって、インバーターが故障した場合、代替のエネルギー伝送はありません。この問題を解決するために、ストリングインバーターのアイデアが提案され、実装されました。ストリングインバーターを使用しても、PVシステムは家庭用アプリケーション向けのプラグアンドプレイデバイスとして適していませんでした。したがって、PVモジュール内にインバーターを搭載したシステムを設計することが望ましく、これにより、すべてのモジュールで安定した動作と最大電力点追跡（MPPT）が保証されます。
ストリングまたはセントラルインバーターに対するマイクロインバーターの長所と短所
マイクロインバーターの利点
- 日陰への耐性各ソーラーパネルは他のパネルとは独立して生成しているため、ソーラーパネルの性能は隣接するソーラーパネルに影響を与えません。したがって、日陰になっているソーラーパネルは、他のソーラーパネルの性能を必ずしも低下させるとは限りません。これはストリングインバーターには当てはまりません
- 空冷が不要マイクロインバーターは非常に小型のインバーターであり、ソーラーパネルの背面に収まることができます。サイズが小さいため、セントラルインバーターのような個別の冷却は必要ありません。したがって、熱の形で失われる損失が少なくなります
- 費用対効果が高いマイクロインバーターは個別に従来のインバーターよりも安価です。従来のインバーターが故障した場合、交換には費用がかかりますが、マイクロインバーターの場合、従来のインバーターと比較して処理する必要のある電力が少ないため、故障する可能性ははるかに低くなります
- 設置の容易さマイクロインバーターを備えたソーラーパネルの設置は、従来のインバーターと比較してはるかに簡単かつ迅速であるため、設置コストが削減されます
- 柔軟性マイクロインバーターの主な利点の1つは、その柔軟性とスケーラビリティです。最小限のソーラーモジュールセットから開始し、大規模な集中型インバーターを交換することなく、ニーズと予算の増加に応じてモジュールを追加できます
マイクロインバーターの欠点
- 初期費用が高いマイクロインバーターの主な欠点の1つは、初期費用が高いことです。ただし、ソーラーアレイ（一連のソーラーパネル）の設置に技術的な課題がある場合、またはシステム全体のパフォーマンスを低下させる可能性のある日陰の問題がある場合は、その費用を正当化できます
- 追加の監視デバイスが必要：各インバーターはソーラーパネルの下に個別に配置されているため、ストリングインバーターのようなオンボードディスプレイシステムがないため、通信バスと共通の監視システムが必要です
結論
マイクロインバーターは、アレイのサイズが小さく、すべてのパネルからのパフォーマンスを最大化することが懸念される場合に一般的になっています。マイクロインバーターは、パネルのスペースが限られているためアレイサイズが制約され、近くの木やその他の物体からの日陰が問題になることが多い住宅市場で最も成功しています。太陽光発電システムの効率は低く、効率的なエネルギーハーベスティングのためにパワーエレクトロニクスベースのシステムと組み合わせて使用されます。マイクロインバーター技術は今後の分野であり、新しい研究のための優れた余地を提供します。