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停電時に太陽光発電を利用する方法は?自立運転に切り替える方法を解説します

太陽光発電のメリットは、売電による長期的な安定収入だけではなく、非常時など停電の備えという観点もあります。では、実際に停電が起こった際に、スムーズに太陽光発電を利用できるでしょうか。


実は、停電時に太陽光発電を利用するためには、「自立運転」への切り替えが必要です。また、自立運転への切り替え操作は、正しい手順で行わなければ思いも寄らない事故や機器の不良を招きます。


そこで本記事では、安全に自立運転へ切り替える具体的な方法と、利用する際の注意点などを解説していきます。

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1.停電時に太陽光発電を自立運転にする操作手順

操作

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、停電時に太陽光発電を自動で利用できると思っている方が多いです。

しかし、冒頭でも述べたようにパワーコンディショナを自立運転に切り替えない限り、太陽光発電は利用できません。

ちなみに、自立運転とは通常は売電するために系統連系している太陽光発電を系統と切り離し、自立した状態で運転を行うことをいいます。

その手順は、おおまかに次のとおりです。

操作手順
1.主幹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)主幹ブレーカーと太陽光発電ブレーカーをオフにする

最初は、安全に配慮して主幹ブレーカーの電源をオフにします。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。

このようにブレーカーを先にオフにするのは、ブレーカーがオンのまま停電から復旧すると、過電流等で機器が故障・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

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。

切り替え前のパワーコンディショナは、通常運転モードです。メーカーによって、自立運転へのモード切り替えは操作手順が細かい部分で異なるものの、おおむね次のような手順で自立運転モードに切り替わります。

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

1の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らないので、注意しましょう。

パワーコンディショナを自立運転モードに切り替えると、本体のLED表示画面等でカウントダウンが始まり、数十秒〜1分程度の待ち時間が発生します。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、いざというときに慌てないよう事前にチェックしておきましょう。最新モデルのパワーコンディショナであれば、自立運転モードへ自動で切り替わる機能が搭載されているものもあります。

また、100kWや500kWといった大容量のものになると、自立運転機能がオプションになっていることもあるので、注意が必要です。

(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ったら、太陽光発電が発電していれば電力を利用できる状態になります。早速、パワーコンディショナの自立運転用のコンセントへ電化製品のプラグを差し込み使ってみましょう。

念の為にお伝えしておきますが、系統が停電しているので通常時に利用しているコンセントでは電化製品は動きません。屋外パワーコンディショナの自立運転用コンセントの位置は多くの場合、本体の側面にあるため事前に確認しておきましょう。

また、事務所や倉庫、アパートなどに太陽光発電を設置している場合は、屋内に自立コンセントを設置しておくことも可能です。併せて検討しても良いかも知れません。

(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(連系)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、再度売電ができるようになります。

基本的には、自立運転モードと逆の操作手順で通常運転モードへ切り替わるタイプが多いです。

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、そうでなければ切り替え操作をしないと売電できませんので注意しましょう。自立運転への切り替え時と同様に、利用可能な状態になるまでに数分程度の時間がかかります。

また、停電が数日間に渡って続く場合は、この自立運転モードへの切り替え操作が毎朝必要になります。夜になると太陽光発電は発電しないため、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ってしまうからです。

この切り替え挙動は、取扱説明書等で確認しておきましょう。

2.停電の発生頻度と発生起因

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)普段の生活で停電発生の頻度は少ない

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、日本において1年のうち停電が発生する回数は、1軒あたり0.18回です。つまり、単純な計算で約5.5年に1回しか停電にあうことはない、ということになります。

また、欧州と比べてもその差は歴然で、日本は国レベルで見てもまれに見る停電の少ない優秀な国です。しかも、この停電もほとんどが”瞬停”といわれる1秒未満の非常に短い停電で、多くは気づかない間に過ぎさっているのです。

このようなデータから、日本がどれだけ安定した電源供給体制を築いているかがよくわかります。日本が、系統安定化システムという事故発生時に大停電へ陥らないよう未然に防ぐシステムを、40年以上に渡って運用・アップデートを続けてきた賜物です。

また、24時間体制で稼働している監視・制御システムによる需給バランスと系統運用も大いに貢献しているでしょう。

(2)停電は自然災害時に突然起きる

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。しかしながら、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ことがわかります。

さらに、特筆すべきなのが停電時間の大幅な増加です。つまり停電にあう機会はめったにないが、大規模災害によって突然引き起こる停電は長時間になりやすいと読み取れます。

実際に経済産業省の調べでも、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

グラフより、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号に至っては約5日もの時間がかかっています。

こういった長時間の停電時にこそ、バックアップ電源として太陽光発電が活躍できるチャンスです。

3.停電時に太陽光発電でカバーできる電力の目安

太陽光発電が停電時に利用できて便利ですが、注意点はカバーできる電力量です。自立運転モードでは、電力量が制限されています。

また、利用に適さない家電製品もありますので、効率的に利用ができるようにその条件を把握しておきましょう。

(1)太陽光発電の自立運転は上限1500Wまで

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。

つまり、太陽光発電がどれだけ発電しても1,500Wまでしか使えないのです。産業用太陽光発電のようにパワーコンディショナが複数台あれば、1,500W×台数分の電力を利用できます。

普段は意識することがありませんが、主要な電化製品の消費電力量は次のとおりです。

電化製品 消費電力量
電気ケトル 1,200〜1,300W
電子レンジ 500〜1,000W
エアコン 500W〜2,000W (畳数による)
ヘアドライヤー 600〜1,200W
掃除機 800〜1,100W
冷蔵庫 200W〜500W
液晶テレビ 100W〜300W (サイズによる)
スマートフォンの充電 3W〜5W

たとえば、冷蔵庫400Wと電子レンジ1,000Wは1,500Wに収まるので同時に使えそうです。また、1,500Wあればスマートフォンやテレビを十分に利用できるので、非常に心強いでしょう。

上記の表は一例ですが、自立運転モードで使える電力量には限りがあるので、非常時には正確な情報の把握が不可欠です。

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、パワーコンディショナ1台あたり1,500Wを上手に分配しましょう。

(2)北海道胆振東部地震の停電で太陽光発電は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か、太陽光発電協会が実際に調査しています。記憶に新しい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利用したという調査結果となりました。

自立運転を利用したことで、「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ともに充電できた」といった生の声が挙がっています。産業用太陽光発電では、住宅用太陽光発電よりも多くの発電量を見込めるので、自分の家族だけでなくご近所や地域における災害対応に役立てることもできます。

なお、この調査では自立運転機能自体を知らなかった・使い方がわからなかったという意見もあったようです。事前に利用方法を把握しておく重要性を示唆しています。

(3)太陽光発電の電力が停電時には向かない電化製品もある

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、重要情報が欠損する可能性があ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。そういった場合にも、人体や重要な財産へ影響を与えない範囲での利用がメーカーから推奨されているのです。

また、ドライヤーや掃除機などは突入電流といって、電源投入の非常に短時間に限っては、通常利用時よりも多くの電力量を必要とします。そのような機器は、突入電流だけで1,500Wを超えることがあり、自立運転にはあまり向いていません。

説明

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)

4.停電時の太陽光発電の自立運転には注意が必要

停電時の自立運転モードでは、上述した適さない電化製品の他にも、利用時に大きく2つの注意点があります。

利用時の注意点
利用可能なのは晴天時のみ
据え付け照明は利用不可

それぞれ詳しく見ていきましょう。

(1)利用できるのは太陽光発電が発電する晴天の日中だけ

太陽光発電は太陽の光を利用して発電するため、当たり前ですが自立運転の電力は晴天かつ日中のみ利用できます。もちろん、夜間も発電しないため自立運転は利用できません。

また、急に天候が曇りや雨に変わっても、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。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。

(2)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いです。通常の延長コードでは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.より安心な停電対策は太陽光発電と蓄電池の組み合わせ

上述したように、太陽光発電は停電時に利用できて便利ですが、悪天候時や夜間は発電ができないためその力を最大限に活用はできてはいません。その弱点を補ってくれるのが、太陽光発電と蓄電池を組み合わせることです。

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。充電した電気は、太陽光発電が発電しない悪天候時や夜間に利用できるので非常に相性が良いです。

また、日中にカットされてしまう電力を蓄電池へ充電しておいて、夜間に売電する手法が注目されています。過積載で日中にピークカットされてしまう発電量や出力抑制によって行き場を失ってしまう発電量を、蓄電池へ一時的に充電しておいて夕方以降に放電・逆潮流を行うのです。

こうすることで、これまで捨てていた電力を有効活用したうえでピークシフトも行えるので、経済産業省も再生可能エネルギーの最大活用に寄与する系統運用上も望ましいものとしています。ただ、事後的に蓄電池を併設することは原則禁止で、一定の条件を満たした場合のみ例外的に認められる点には注意が必要です。

グラフ

出所:経済産業省 資源エネルギー庁「既認定案件による国民負担の抑制に向けた対応

このように、蓄電池の併設は非常用としての備えとしてはもちろん、停電時に充電しておいて系統が復電してから売電することで、売電収入の損失を防げるでしょう。

6.突然の停電時にも正しい手順で太陽光発電を活用しよう

産業用太陽光発電でも、停電時にパワーコンディショナを自立運転モードに切り替えることで、太陽光発電の電力を活用できます。ただ、自立運転モードへの切り替えは正しい手順で行わなければ、機器の故障や火災につながる可能性があります。

また、注意点は自立運転で使える電力量は、パワーコンディショナ1台あたり1,500Wに限られることです。

停電は災害時などに突然発生しますし、天候状況によって発電量も左右されます。停電時になってから迷わないように、あらかじめ利用する電化製品を決める等の準備を行なっておき、いざというときに備えておきましょう。

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著者 今野 彰久

スマートエネルギー事業部の部長です。
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