太陽光発電の必需品　PV マキシマイザー（PVM） -ニプロン

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ストリング単位で太陽電池の最適発電制御（ＭＰＰＴ制御）を行いつつ、電圧を昇圧・安定化させてパワコン等へ電力供給する昇圧ＤＣ-ＤＣコンバータ

分散形タイプ S-PVM 接続箱タイプ B-PVM

既設ソリューション既存システムにパネル増設、蓄電システムの構築で売電収入アップ！

新設ソリューション新設システムの設備、工事費大幅カット！

Ｏ＆Ｍソリューション PVシステムの安心・安全をサポート！

ストリング単位で最適発電制御！影・付着物・劣化などの電圧不揃いに効果抜群！ PVMはソーラー発電用DC-DCコンバータです。太陽光パネルの陰りや発電不良で落ち込んだストリングの電圧を最大電力動作点を維持したまま他ストリングの電圧まで昇圧させることでストリング間の電圧差を無くし、発電可能なパネルからは最大限電力を取り出すことができます。

PVMが無い場合各ストリングの動作電圧（＝パワコン入力電圧）は同じになるわずかな部分影でも、そのストリングの発電電力は大幅に低下わずかでも部分影がかかる部分にパネルを置かないことが一般的な考え

PVMが有る場合各ストリングの動作電圧はPVMで個別に最適制御部分影のかかったストリングもその時の最大点で発電可能部分影がかかってもパネルを置いた方が発電量が増える！

発電電力改善イメージ弊社の持つPVシステムでは、午前中フェンスの影が掛かります。影の範囲は狭いながらも発電出力が大きく低下してしまいます。しかし、PVMを使用すれば発電ロスを減らし発電量をアップさせます。

PVM接続イメージ『100年コンバーター』は、PVMの中核を構成する昇圧用DC-DCコンバータです。本コンバータの回路方式は、3回路のブースター回路から構成され、位相を順次シフトして動作する多重ブースター回路であるため出力リップル成分が少なく平滑コンデンサとして電解コンデンサを使用しないでフィルムコンデンサで構成し、超高効率98～99.4％で超長寿命を実現しています。製品特長 1.電解コンデンサや、冷却用ファン等の寿命部品を用いていないため25年以上の長寿命（設計寿命）が実現しました。2.多重ブースター回路による高効率性にプラスし、スーパージャンクションFETやSiCダイオードの採用（1200Vタイプ）により最大99.4％の超高効率を実現しました。3.安定した独自開発の太陽光発電用MPPT制御（最大電力点追従制御）を採用しています。

PVM特長最大99.4％の高効率を実現したDC-DCコンバータ寿命部品である電解コンデンサやファンを不要にした拘り設計の『100年コンバーター』を内蔵電源として採用し、実力25年以上の長寿命を実現パネル枚数の違い、異なるパネル（単結晶、多結晶、アモルファス等）でも最大限、電力を取り出す事が可能・入出力の電圧と電流をモニタリング　・発電電力の監視・異常検出（ホットスポット、結線不良など）・I-Vトレーサー機能内蔵、システムを止めずリモートでI-V計測が可能【PVMに搭載されている監視機能】異常に対して独自の判別処理を行い、異常を通知する監視機能を搭載（オプション）アーク放電を検知し遮断する「PV遮断器」を搭載可能（開発中）

【提案② 新設ソリューション】新設システムの導入・運用コストを抑え発電効率も向上 PVMを活用し、高圧システムのメリットを低圧工事で実現太陽光発電は1000Vの高電圧システムで構築する事で、工事費や送電ロスの低減など多くのメリットがあります。しかし、日本国内においては1000Vシステムを構築するためには高圧工事が必要となるため、一部の大規模システムを除いては、600Vシステムが主流となっています。しかし、ニプロンがご提案する『低圧ソリューションシステム』では、低圧工事のまま1000V並のシステムを構築することが可能です。設備費・電気工事費　大幅低減！ＰＶＭの導入コストを掛けずにＰＶＭのメリットが得られる!! PVMは、発電効率を向上させ、異常監視機能が備わった太陽光発電用変換装置です。PVMを導入することで、発電量アップ・システムの長期稼働といったメリットが得られます。PVMを導入するにあたり、導入コストが掛かりますが、新設においては、ニプロンがご提案する「低圧ソリューションシステム」によって、PVMの導入コストを抑え、更にはシステムのトータルコストも低減させることが可能です。

設備・工事費用の低減を実現するニプロン新ソリューションシステム従来の600V系システムは、低圧工事で構築する事が可能ですが、1000Vシステムと比べ、ストリング数やPCS台数が多くなり配線、工事費などのイニシャルコストが大きくかかるという課題があります。下図は、600V品のPCSを導入した最大出力2MWのメガソーラーの構成例となります。ストリングの最大出力は420V 8A（最大3,360kW）となります。従来のシステム構成例（600V系システム）

下図は、PCSを600V品から1000V品に置き換え、PVMを導入する新ソリューションの構成例となります。各ストリングの出力は420V 8Aで、600Vシステムと同様ですが、新ソリューションシステムでは、2つのストリングをPVMでまとめ、PVMによる変換で600V 11.2A（6,720kW）を出力します。PVMで600Vまで電圧を昇圧させたるため、1000V品のPCSに置き換える事が可能となります。PVMを導入する事で、600Vシステムと比べ、ストリング数（接続箱への配線数）半減や大容量PCS使用によるPCS台数の低減など、1000V並のシステムが低圧工事で実現できます。

ニプロン新ソリューション構成例（1000V系システム）ニプロン新ソリューションシステムによるメリットストリング数（接続箱への配線数）を半減 PCS数の低減（PVMで昇圧することで、1000V系PCSが使用可能） PVMで常に600Vまで昇圧することで電流値を抑え、送電ロスを低減 1000Vシステムで削減できる設備・電気工事費を低圧工事で実現！

削減コストについて（2MW相当システム例）メガソーラーの導入コストの内訳例として、下図左は従来型（最大出力2MW）、下図右はPVMを導入した場合（低圧ソリューションシステム）を示します。PVM（監視オプション付き）を導入するにあたり、3800万円のコストが必要となりますが、下図の内訳を比較すると、PCS・エンクロージャ・キュービクルのコストが8000万円から6900万円に、ストリング工事コストが4900万円から2940万円に下がっており、合計で3060万円のコストが削減されます。更に、PVM自体にストリング監視機能があるため、ストリング監視コストの1000万円も不要となるため、合計で4060万円のコストが削減、PVMの導入コストを含めてもトータルで260万円のコストが削減されます。

【提案③ O&Mソリューション】 PVシステムの安心・安全をサポートするPVM 監視制度の向上と監視のオートメーション化を実現太陽光発電所の電力監視は、低コストで導入が可能なPCSの出力監視が一般的ですが、この電力監視では、大まかな監視は出来るものの、メガソーラー等の大規模な太陽光発電所では、異常が発生した箇所の特定が難しく、現地に赴いて確認していかなければなりません。しかし、PVMならI-V、P-V特性を監視する事が可能なため、異常を捉え易くモジュールのわずかな劣化も検知する事が可能です。また、ストリング毎に監視を行うため、異常があるストリングの特定も可能です。本来、I-Vを測定する場合、発電所を停止させ、技術者がテスターなどを使って手作業で行わなければならないため、その分コストが掛かってしまいます。

あるストリングのI-V、P-V特性各ストリングの発電状況

さらに、測定したデータをクラウドサーバー上で管理することで、インターネットが使える環境であればどこでも発電状況の把握が可能となります。また、クラウド化によってデータ保全やセキュリティ面などが向上し、より信頼性の高いPV監視が実現します。

利用イメージ（例：弊社太陽光発電システム）弊社に設置しています太陽光システムに遠隔監視システムを導入し、監視システムの効果を実証するための試験を行っています。また、監視システムのほか、異種パネル混合実験やパネルの遮蔽実験を行っています。

異種パネルの混在についてストリング①～③は多結晶パネル、ストリング④はＣＩＳパネルで構成されています。一般的に、太陽光発電を行う上では、使用する太陽光パネルは種類、メーカーを統一します。しかし、ＰＶＭを使用することで、それぞれの発電量を最大限に引き出します。パネル遮蔽時（特性異常時）ストリング③について

アーク放電を遮断するPVMのオプション『PV遮断器』 PV遮断機は、太陽光パネルのストリング毎に電流の遮断ができるため、太陽光発電システム全体を止めることなく、故障部位だけシステムを停止する事が可能です。またリモートで開閉ができるため、アーク検知の信号を受け取ると、即座に遮断が可能です。 PV遮断器の主な特長 1.アーク異常を捉えるソフト処理を行う方式のため、火災の危険を防ぎ、事故ストリングの回路を遮断する事ができる 2.コンパクトサイズで1000V10Aの開閉が可能 3.100年コンバーターと同じく電解コンデンサ、ファンを使用していないため長寿命

HVDC（高電圧直流給電）にもPVMが最適〈採用事例：さくらインターネット株式会社様〉さくらインターネット株式会社様石狩データセンターにてPVMが採用されました石狩データセンターは、クラウドコンピューティングに最適化された日本最大級の郊外型大規模データセンターで、2011年11月15日に開所しました。北海道の冷涼外気を活用した外気冷房によるエネルギー効率の向上や高電圧直流（HVDC）給電システムの採用により、従来型データセンターの約1/2にまで消費電力を低減させた省エネ型データセンターです。そして2015年8月10日に自社の太陽光発電所の建設が完了し、発電した電力は全てサーバへと送電されます。その発電所にて、弊社のPVMを採用して頂きました。PVMを使用することでストリング毎のMPPT制御を実現し、発電電力を最大化させ安定したHVDC電圧（380V）まで高効率で昇圧する事が可能です。ＨＶＤＣ給電優先制御により高い可用性を実現したシステム 1.太陽光が発電していれば、優先して給電 2.太陽光がなくなれば、電力会社から給電 3.停電になれば、非常電池から給電

システム構成イメージ

上記製品についてのお問合せは下記までご連絡お願いいたします。
株式会社ニプロン
TEL：06-6487-0605　support@nipron.co.jp