マイクロインバーター：太陽エネルギーにおける新たな変革者
マイクロインバーターは、太陽光アレイで使用され、生成されたエネルギー（直流）を家庭で使用可能な電気（交流）に変換するデバイスです。10年足らず前に太陽光市場に参入して以来、個々のPVモジュールからのDCを家庭や企業で使用可能な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に熱心に受け入れられています。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日々登場しており、この傾向はすぐに変わることはありません。クリーンエネルギーに対する需要の高まりは、太陽光市場の成長の主要な推進力の1つです。そのため、いくつか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、長持ちします。さらに、マイクロインバーターの場合、単一の故障点がないため、1つのパネルに障害が発生した場合でも、システム全体が影響を受けません。いくつかの企業が、高度なグリッド機能を使用して開発された、完全にネットワーク化されたソフトウェア定義インバーターであるスマートマイクロインバーターの構築を開始しました。
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。インドの科学者は、マイクロインバーターベースのシステムをインドで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を含む製品をリリースしました。UnivDatos Market Insightsが発行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9億7,750万米ドルと評価され、2019年から2025年の予測期間中に28.4％の爆発的なCAGRを示し、2025年までに56億460万米ドルに達すると予測されています。
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切ではありませんでした。したがって、PVモジュール内にインバーターを備えたシステムを設計することが望ましく、安定した動作とすべてのモジュールの最大電力点追跡（MPPT）が保証されます。
ストリングインバーター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利点と欠点
マイクロインバーターの利点
- 日陰に強い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、日陰のソーラーパネルは、独立して動作するため、他のソーラーパネルの性能を必ずしも低下させません。これはストリングインバーターには当てはまりません
- 空冷は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ります。そのサイズのために、中央インバーターのように別々の冷却を必要としません。したがって、熱の形での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、個々には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
- 設置が容易マイクロインバーターを使用したソーラーパネルの設置は、はるかに簡単で迅速であり、従来のインバーターと比較して設置コストが低くなります
- 柔軟性マイクロインバーターの主な利点の1つは、その柔軟性と拡張性です。最小限のソーラーモジュールから始めて、大規模な集中型インバーターの交換を必要とせずに、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や、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、そのコストを正当化できます
- 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独立して配置されているため、ストリングインバーターのように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りました。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限され、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。ソーラーシステムは効率が低く、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連携して使用されます。マイクロインバーターテクノロジーは、今後の分野であり、新しい研究のための良い余地を提供します。