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、太陽光アレイで使用されるデバイスで、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）に変換するものです。太陽光発電市場に参入してから10年も経たないうちに、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に熱心に受け入れられています。より大規模で洗練された太陽光発電設備で日々増加しており、そ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、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、単一の故障点がないため、1つのパネルに故障が発生しても、システム全体に影響はありません。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の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しようと急いでいるため、米国以外で高い需要があります。インドの科学者は、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を含む製品をリリースしました。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ており、予測期間2019〜2025年に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、これにより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長所と短所
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、ソーラーパネルの背面に収まります。そのサイズのため、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、従来のインバーターよりも個別に安価です。従来のインバーターが故障した場合、交換に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量が少ないため、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はるかに簡単で迅速であるため、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短所
- 初期費用が高いマイクロインバーターの主な短所の1つは、初期費用が高いことです。ただし、太陽光発電アレイ（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、そのコストが正当化される可能性があります
- 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住宅市場で最も成功しており、近くの木や他の物体からの日陰が問題になることがよくあります。太陽光発電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、新しい研究の良い余地を提供します。