太陽光発電があれば停電・災害時も安心?「自立運転」機能の使い方と注意点

今野 彰久

著者 今野 彰久

スマートエネルギー事業部の部長です。
自身でも太陽光投資をしているため、投資する方の目線でのご紹介を得意としています。

太陽光発電によって発電した電気は、停電時の非常電源として利用できます。


ただし、停電時に太陽光発電を利用するためには、パワーコンディショナに備わっている「自立運転」という機能への切り替えが必要です。


パワーコンディショナのモデルによっては、自立運転への切り替えが手動となっており、正しい手順で操作しなければ非常電源として活用できません。


そこで、本記事では自立運転へ切り替える手順、および自立運転を利用する際の注意点を解説していきます。

1.「自立運転」とは? 

この章では、自立運転の概要と仕組み、活用が期待されるシーンについてご説明します。

(1)電気を送電せずに自分で使うこと

自立運転は、電気を電力系統(電力のやり取りを行う設備)に送電せず、非常用の電源として自分で使うためのシステムです。

発電した「直流の電気」を、自家消費や売電のために「交流の電気」へ変換するパワーコンディショナが自立運転の機能を備えています。

(2)自立運転の仕組み

災害により停電が起こったとき、パワーコンディショナは電力系統を保護するため、本来持っている機能を停止します。

そのため、太陽光パネルが通常通りに発電を行っていても、パワーコンディショナが電力供給を遮断するため電気を使えません。

自立運転は、こうしたイレギュラーな場面で利用される機能。太陽光発電設備と電力系統を切り離し、パワーコンディショナの非常用コンセントにプラグを接続することで、電力供給を行う仕組みとなっています。

(3)停電時・災害時に活躍

自立運転により利用できる電力には制限があるものの、非常時の情報収集に欠かせないテレビやスマートフォン、安全確保に必要な照明器具を動かす程度の電力供給は可能です。

まったく電力供給の手段がない状況と比較すれば、自立運転を使える状況は安心かつ安全であるため、パワーコンディショナに備わった自立運転機能は停電・災害の際に活躍します。

なお、モデルによって自立運転モードに自動で切り替わるもの、手動による切り替え必要なものにわかれています。

非常時には、この違いが電源確保にかかる時間を大きく左右するため、予算が許すなら自動で切り替わるものが望ましいでしょう。

北海道胆振東部地震の停電では太陽光発電の85%が利用された

非常時に太陽光発電の自立運転が利用されているのか把握するため、過去に太陽光発電協会が実態調査行っています。

2018年9月6日に発生した北海道の胆振東部地震において、約85%もの太陽光発電システム設置者が自立運転を利用したという調査結果となりました。

  • 近所が真っ暗ななか、自宅のみ電気がついていた
  • 冷蔵庫の食材を腐らせずに済んだ
  • 携帯電話を近所の方と一緒に充電できた
  • ポータブルTVで震災情報をいち早く入手できた

自立運転を利用したことで、こういった利点があったと報告が集まったようです。

なお、この調査では自立運転機能を知らなかった、または使い方を把握していなかったという意見もあったため、自立運転の特徴・操作方法を覚えることが大切だといえます。

2.停電時に太陽光発電を自立運転にする操作手順

作業

太陽光発電のメリットとして停電時の利用が大々的にPRされているため、停電時は太陽光発電が自動的に非常電源になるといった認識が広まっています。

しかし、自動で自立運転に切り替えわるパワーコンディショナでない限り、手動で自立運転モードに切り替えるまで発電した電気は使えません。

自立運転に切り替える手順は、次の通りです。

操作手順

1.主電源のブレーカーと太陽光発電ブレーカーをオフ

2.自立運転モードへ切り替え設定

3.自立運転用コンセントで電力を使う

4.停電復帰後は通常運転へ戻す

手順を詳しく説明していきます。

(1)主電源のブレーカーと太陽光発電ブレーカーをオフにする

最初に主電源のブレーカーの電源をオフにし、続いて太陽光発電のブレーカーもオフにします。

停電時に即座に対処できるよう、あらかじめブレーカーの種類と設置位置を確認しておくことをおすすめします。

このように各ブレーカーを先に切るのは、ブレーカーがオンのまま停電から復旧すると、機器の許容を超えた電気が流れる「過電流」によって、機器の故障・火災に繋がる可能性があるからです。

必ずどちらのブレーカーもオフになっていることを確認してから、次の手順へ進みましょう。

(2)自立運転モードへ切り替え設定する

普段、パワーコンディショナの設定は「通常運転モード」になっており、この状態では自立運転を利用できません。

そのため、ブレーカーをオフにしたら、パワーコンディショナを「自立運転モード」へ切り替える作業に移ります。

自立運転へのモード切り替えは、メーカーによって操作手順が異なるものの、おおむね次のような手順で進めます。

操作手順

1.パワーコンディショナの運転スイッチをオフにする

2.太陽光発電のブレーカーがオフになっているのを確認する

3.再度、パワーコンディショナの運転スイッチをオンにする

運転スイッチ操作は、長押しの場合もあります。また、3の操作後すぐには自立運転モードに切り替わりません。

本体のLED表示画面等でカウントダウンが始まり、10〜60秒ほど待ち時間が発生します。

その後、自立運転への切り替えが完了した合図として、自立運転のLEDが点灯します。

自立運転モードへの切り替え手順は、パワーコンディショナの取扱説明書に必ず記載がありますので、非常時に慌てないよう事前にチェックしておきましょう。

(3)自立運転用のコンセントで太陽光発電の電力を使う

パワーコンディショナが自立運転モードに切り替わり、その時点で太陽光発電が発電を続けていれば電力を利用できる状態になります。

屋外タイプのパワーコンディショナは、多くの場合コンセントが本体の側面にあります。実際に利用するときスムーズに接続するため、事前に位置確認を行っておきましょう。

また、事務所や倉庫、アパートなどに太陽光発電設備を設置している場合は、自立コンセントを屋内に引き込むことが可能です。非常時に備えるため、併せて検討することを推奨します。

(4)停電復帰後は通常モードに戻す

系統側が停電から復帰したとき、パワーコンディショナを自立運転から通常運転モードへ戻す必要があります。

このモード切り替えで、再度売電ができる状態になります。

通常運転モードへの切り替えは、自立運転モードと逆の操作手順であるケースが一般的です。

停電から復旧すると通常運転モードへ自動的に切り替わるタイプもありますが、手動タイプであれば操作をするまで売電できない点に注意してください。

この際、自立運転モードの利用時と同様に、切り替えに時間がかかります。

停電が数日続くなら毎朝切り替え操作が必要

停電が数日間に渡って続く場合は、ここまで解説した一連の「自立運転モードへの切り替え操作」が毎朝必要になるため注意してください。

これは、夜になると発電が停止してパワーコンディショナがオフになり、自動運転モードから通常運転モードへ自動で切り替わるためです。

3.停電の頻度・期間から自立運転機能の必要性をイメージ

自立運転での切り替え手順を学んだところで、実際に停電がどの程度発生するのか、そして停電対策の必要性について把握しておきましょう。

また、停電が発生しやすいのはどういった状況かについても、過去のデータを元に解説していきます。

(1)停電は世帯ごとに「7年に1回」起こる

普段生活していて、直近で停電にあった経験はどれほどあるでしょうか。

こちらのグラフをご覧ください。

グラフ

出所:東京電力ホールディングス「数表でみる東京電力 停電回数の国際比較

これは、1年間で停電を起こす1軒あたりの回数を国別にまとめたものです。

グラフからわかるように、1年のうち停電が発生する回数は、日本の場合1軒あたり0.14回。つまり、約7年に1回は停電に遭遇する計算です。

決して高い数字とはいえませんが、頻繁に起こるものではないからこそ、忘れたころに発生して私たちを困らせるのです。

(2)自然災害の発生時は数日単位で停電が発生する

これだけ停電が少ない日本でも、停電対策は必要です。普段の生活において停電にあう確率はかなり低くなっていますが、災害時は全く別の話になります。

以下のグラフは、1966年から2015年までの停電回数の推移を示したものです。

グラフ

出所:電気事業連合会「停電の少ない良質で安定した電気」

グラフからわかるように、1990年以降は停電回数が0.1〜0.2回と非常に高水準で推移しています。しかし、台風や東日本大震災など大きな災害に見舞われた場合は、停電回数が増えているのです。

また、災害時における停電時間は通常の停電より長く、災害発生から99%の世帯が停電回復するまでには、数日単位で時間がかかっていることがわかっています。

以下のグラフは、平成30年に発生した災害時に、停電戸数が時間経過とともにどう減少しているかを示したものです。

グラフ

出所:経済産業省「平成30年に発生した災害による 大規模停電発生時における政府の対応について

停電戸数の99%が回復するまでに、北海道胆振東部大震災では約2日、台風24号では約3日、台風21号は約5日の時間を要しています。

こういった長時間の停電時にこそ、非常用の電源として太陽光発電設備が活躍するのです。

4.停電時に自立運転を利用するときの注意点

パワーコンディショナの自立運転機能を利用すれば、太陽光発電設備は非常用の電源として活用できるものの、自立運転モードの作動中は電力の供給量が制限されています。

また、電力供給を太陽光パネルの発電に頼るため、供給量が安定しない可能性は大いにあります。

供給量に制限があり安定性に欠けることから、自立運転モードを利用した電力供給を避けるべきケースがあるため、順に確認していきましょう。

(1)自立運転による電力供給は1,500Wが上限

自立運転で同時に使える電力量の上限は、基本的にパワーコンディショナ1台に対して1,500W(1.5kW)となっています。太陽光パネルの発電量がどれだけ多くても、1,500Wまでしか使用できないのです。

また、冷蔵庫が400Wで電子レンジが1,000Wであるとき、数値上は1,500W未満になるため利用可能だと考えてしまうものの、常にパワーコンディショナが容量上限まで発電しているとは限りません。

そのため、冷蔵庫や電子レンジのような消費電力量の多い機器は、優先順位を決めて1つずつ利用することを推奨します。

あらかじめ、停電時に利用したい電化製品の消費電力を把握しておいて、1,500Wの電力を上手に分配しましょう。以下、非常時に給電が優先される電化製品を中心に、消費電力量の目安をまとめました。

機器

消費電力量

電子レンジ

500〜1,000W

IHクッキングヒーター

1,400~3,000W

炊飯器

350~1,200W

冷蔵庫

150~500W

電気ポット

700~1,000W

液晶テレビ

300~500W

デスクトップパソコン

150~300W

ノートパソコン

50~120W

スマートフォン

3〜5W

洗濯機

500~900W

エアコン

300~2,000W

扇風機

50~60W

ファンヒーター

10~450W

電気毛布

50~90W

ドライヤー

600~1,200W

電気シェーバー

10W

表から見て取れるように、調理機器や暖房器具は消費電力量が多い傾向にあるため、覚えやすいように「電気を熱に変換する電化製品は同時利用しない」とルールを決めるなどの工夫が大切です。

(2)自動運転による電力供給が適さないケースもある

停電時に頼りになる太陽光発電ですが、自立運転の電力利用が適さない電化製品もあります。

それは、人体へ影響を及ぼしかねない医療機器や冷暖房機器、重要情報を保存しているパソコンといったものです。

自立運転はあくまで用途が非常時であり、太陽光発電の状態によっては出力低下によって利用できなくなります。

こうした場面を想定し、人体・財産へ影響を与えないよう、メーカーによる注意喚起が行われています。

注意

出所:オムロン「KP44M/KP55M 停電時の使い方(自立運転モードの使い方)

また、ドライヤーや掃除機などは電源を入れてしばらく、通常の利用時より多くの電力量を必要とします。

このとき、1,500Wを超える可能性があるため、自立運転を利用した電力供給には適していません。

(3)利用できるのは太陽光発電が発電する晴天の日中だけ

太陽光発電は太陽光を利用して発電するため、自立運転の電力は晴天かつ日中のみ利用できます。

また、急に天候が曇りや雨に変わると、発電量が下がって利用できなくなることもあるでしょう。停電時に自立運転を使って利用する電化製品は、日照状況に合わせて検討していく必要があります。

天候が悪くて出力が不安定なときは、なるべく電力の使用を控えめにするといった対応をとりましょう。

(4)据え付け照明は太陽光発電の自立運転ではつかない

事務所や倉庫、アパートに据え付けた照明は自立運転ではつきません。

これは、自立運転がパワーコンディショナのコンセントを利用すること、そして据え付けの照明はコンセントからではなく分電盤から直接給電されていることが理由です。

非常時に備えるためには、コンセントから電源供給のできるタイプのLEDライトや、充電式の乾電池で動くLEDランプ等を準備しておきましょう。

また、パワーコンディショナの設置場所によっては、ドラム式の延長コードを準備しておくと良いでしょう。

野立ての太陽光発電は自宅横の遊休地など、電力を利用する場所からは少し離れた屋外に設置されることが多々あります。通常の延長コードで屋内まで引き込むことは難しいですが、ドラム式であれば20〜50mとかなり長さを稼げます。

その他、停電時の備えとして、パワーコンディショナの設置場所を屋内で使いやすくできるように工夫しても良いかも知れません。

(5)太陽光発電をもちいた停電対策は蓄電池の併用がベスト

悪天候時や夜間は発電ができないため、自立運転を使った電気の活用ができません。

その弱点を補ってくれるのが、蓄電池です。

蓄電池は、いわゆる充電式の乾電池のように電力を貯めておける機器で、太陽光発電で発電した電気を充電できます。

これにより、太陽光発電が発電できない悪天候時や夜間でも、電気を利用できるのです。

7.停電時は自立運転機能で発電した電気を活用しよう

住宅用太陽光発電のパワーコンディショナに備わっている「自立運転機能」は、停電の際に非常電源を確保する手段として役立ちます。

ただし、パワーコンディショナのモデルによっては、手動で自立運転モードに切り替える必要があるため、「自動で切り替わるだろう」と勘違いしたまま活用できないケースも報告されています。

本記事でご説明した自立運転の利用方法、および利用時の注意点を覚えて、停電時に太陽光発電設備を有効活用できるよう準備しておきましょう。

また、太陽光発電は停電時の非常電源としてだけでなく、投資目的で「売電収入を得るための方法」としても活用できます。

産業用太陽光発電であれば、自宅に設置するタイプの発電所とは異なり発電した電力をすべて売却できるため、より大きな収入を得ることが可能です。

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