家庭用エネルギー管理・蓄電システムにおけるAC結合バッテリーとは？グリッドが低下し、あなたのパネルが強制的なアンチアイランディング安全プロトコルのためにイライラしながらシャットダウンするまでは、完璧な太陽光発電の日です。既存の太陽光発電の所有者にとって、足りないのは発電ではなく、自立です。太陽光発電 AC結合バッテリー このガイドでは、現在の設定を中断することなくバックアップ電源を追加するための最も実用的な改修方法について説明する。
鎌田パワー 10kWhパワーウォール・ホームバッテリー
AC結合バッテリーシステムとは？
シンプルな定義
アン AC結合バッテリーシステム は、家庭用蓄電池に接続する蓄電池セットアップである。 AC配線 (メイン電気パネル）ではなく、ソーラーパネルに直接接続します。これには独自の「頭脳」、つまり バッテリーインバーター (蓄電インバーターと呼ばれることもある） - 充電と放電を管理する。
わかりやすく言うと、ソーラーシステムはソーラーシステムのままで、バッテリーは家の電気 "バス "に接続する別のシステムとして追加する。
ソーラーパネル（DC）→ソーラーインバータ（AC）→メインパネル（ACバス）→バッテリーインバータ（DC）→バッテリー（DC）
バッテリーが放電しているときは、バッテリーインバーターで向きが反転し、パネルにAC電力を供給する。
主要コンポーネント
- バッテリー・インバータ（蓄電インバータ）： このゲートウェイを経由して AC ↔ DC.家庭用パネルから余剰の交流電力を受け取り、バッテリー充電のために直流に変換し、バッテリーが家庭に供給されるときに直流を交流に戻す。
- スマートスイッチ／ゲートウェイ（アイランディングデバイス）： 停電時、この装置は自宅を送電網から切り離し（安全な "島 "を作る）、バッテリーやソーラーが送電線に逆流することなく稼働し続けられるようにする。地域によって、以下のような言葉を耳にすることがある。 バックアップゲートウェイ, 自動転送スイッチ (ATS)あるいは グリッド絶縁リレー-同じ考えだ。
小規模な商業用地（遠隔地オフィス、診療所、サービス拠点）に太陽光発電＋蓄電池を後付けする産業用顧客と仕事をした経験から言うと、この「分離頭脳」アーキテクチャは、既存の太陽光発電設備を取り壊すことなく統合を可能にすることが多い。
ACカップリングの仕組み(ステップ・バイ・ステップの流れ）
- 太陽光発電： パネルは直流電気を生産する。 ソーラーインバーター 建物内で使用するためにACに変換する。
- 使用量と余剰： まず建物が電力を使用する。余剰があれば、その交流電力はメインパネルに流れ、グリッドへの輸出やバッテリー充電に利用できるようになる。
- 逆」変換（充電）： について バッテリーインバーター 余剰の交流を直流に変換してバッテリーを充電する。
- 放電/バックアップ： 夜間や停電時には、バッテリーインバーターが直流を交流に変換して電力を供給する。 クリティカルロード (設計によっては家庭全体の負荷）。
簡単に例えてみよう：DCカップリングは、井戸からタンクに直接配管するようなものだ。ACカップリングは、家の中の蛇口からタンクに水を入れるようなもので、効率は少し落ちるが、改造はずっと簡単だ。
ACカップリング対DCカップリング：頭から頭までの比較
ほとんどの調達チームとエンジニアが直面する核心的な決断がここにある： 効率対柔軟性.
- 直流結合システム 直流側（共有直流バス）で太陽電池とバッテリーを接続する。これらは非常に効率的ですが、一般的に次のような場合に最適です。 新規インストール 建築全体をコントロールするところだ。
- AC結合システム AC側にバッテリーを接続する。通常、以下の用途に最適です。 レトロフィット PVがすでに存在するところ。
比較表（スキャナビリティのために必須）
| ファクター | AC結合 | DCカップリング |
|---|
| 効率性 | より低い（コンバージョンを増やす） | 高い（コンバージョン数が少ない） |
| 設置の難しさ | より簡単なレトロフィット | より複雑なレトロフィット |
| コスト（レトロフィット） | 多くの場合、人件費が安い | 手戻りのために高くなることが多い |
| コスト（新規設置） | 競争力があるが、インバーターが余分に必要 | 多くの場合、最高の総合効率／価値 |
| スケーラビリティ | 柔軟性があり、拡張が容易 | よりタイトに／ブランドに依存する可能性がある |
既存のPVサイトにシステムを指定する場合、ACカップリングはプロジェクトのリスクだけで勝ることが多い。混乱が少ない。未知の部分が少ない。試運転中の「サプライズ」も少ない。
なぜACカップリングを選ぶのか？
プラグ・アンド・プレイ」レトロフィットの利点
既存の太陽光発電所有者の多くにとって、最大の不安は次のようなものだ： 「バッテリーを追加すると、インバーターを交換しなければならなくなったり、保証が受けられなくなったりするのでしょうか？ ACカップリングは通常、それを回避する。PVシステムの下流にストレージを追加するのであって、PV自体を再設計するわけではない。
これは調達にとって大きなことだ。スコープクリープが減り、統合のリスクが減り、ベンダーの責任追及も減る。
プレースメントの柔軟性
バッテリーはACパネルに接続されているため、ソーラーアレイから離れた場所に設置することができる。屋根の太陽光発電、地下のパネル、車庫のバッテリーでも問題ない。これは、古い家屋で設置経路の選択肢が限られている欧州や、ガレージ設置が一般的な米国では特に役立つ。
エネルギー・アービトラージ（節約）
AC結合型蓄電池を使えば、料金が安いときに系統から充電し、料金の高いピーク時に放電することができる。 利用時間（TOU）シフト または エネルギー裁定取引.太陽光発電は役に立つが、この恩恵のために必須というわけではない。
これは、強力なTOU価格やデマンドチャージ（特に軽商用サイト向け）がある地域では重要である。
冗長性
ACカップリングは実用的な冗長性を生み出すことができる。ソーラー・インバータが故障しても、バッテリーはグリッドから充電し、バックアップを提供することができる。バッテリー・インバータに問題が発生しても、グリッドが稼働していればソーラー・システムは正常に作動し続けることができる。
ホームオフィス、診療所、遠隔通信といった重要なユーザーにとって、この分離は機能であり、複雑なものではない。
正直な欠点：セールスマンが教えてくれないこと
効率性ペナルティ
AC結合システムは、バックアップ運転中にしばしば「三重変換」を伴う：
DC（PV）→AC（PVインバータ）→DC（バッテリー充電）→AC（バッテリーインバータ）
その分損失が増える。実際のところ、DCカップリングと比較すると、おおよそ次のようになります。 5-10% 効率低下インバータの性能と運転条件によって異なります。壊滅的なものではないが、現実的なものであり、何年にもわたって経済性に影響を及ぼす。
ソーラークリッピング
太陽電池アレイが大きいと、ピーク時の余剰電力をバッテリーインバーターがすべて吸収できないことがある。その結果 クリッピング-余剰電力の行き場がないため、太陽光発電の出力は抑制される。
これは、より良いサイズ（または輸出許容量）で解決可能な場合が多いが、調達チームが早期に確認すべき設計上の制約である。
設備費
2台目のインバーターと、多くの場合スマート・ゲートウェイを購入することになる。そのため、緊密に統合されたDC結合設計に比べてハードウェアのコストが増加する。
ここでの比較対象はシンプルだ：
- DC結合 多くの場合、長期的な効率とよりクリーンな建築（特に新築の場合）で勝る。
- AC結合 多くの場合、改修コスト、労働力の削減、プロジェクト・リスクの低減で勝利を収めることができる。
決断のチェックリストAC結合はあなたにふさわしいか？
| 決定問題（シナリオ） | 推奨パス（回答が「はい」の場合） |
|---|
| すでにソーラーシステムを設置していますか？ | AC結合 |
| 現在のソーラー・インバーターに満足していますか？ | AC結合 |
| 後でシステムを拡張したり、EVを追加したりする予定はありますか？ | AC結合 |
| 完全に新しいオフグリッド・キャビンを建設するのですか？ | DCカップリング |
既存の系統連系PVシステムをレトロフィットする場合、ACカップリングは現実的な選択であることが非常に多い。常に「完璧な技術的選択」ではないが、現実的に最良の選択であることは多い。
結論
ACカップリングは、わずかな効率と引き換えに、電気系統をひっくり返すことなくクリーンな統合経路を実現する、誰もが認めるレトロフィットのチャンピオンです。互換性を推測する代わりに、インバータのモデルと負荷リストを当社と共有することで、実現可能性を検証し、防御可能な仕様を確定するお手伝いをします。 お問い合わせ に対して カスタマイズされたホームバッテリー・ソリューション.
よくあるご質問
ACバッテリーを いずれも ソーラー・インバータのブランドは？
ほとんどがそうだ。AC結合ユニットはメイン・パネルに接続するため、ソーラー・インバーター・ブランドを無視することができる。唯一の難点はバックアップ・モードである。 周波数シフト 送電網が切れたときにスロットルダウンする。あまりに古いと、単に停止するだけだ。
グリッドがダウンした場合、AC結合バッテリーは機能するのか？
いいえ。 ゲートウェイ (絶縁スイッチ）。このシステムは、離島防止規定を満たすために、グリッド接続を物理的に切断しなければならない。このハードウェアがなければ、電力会社の作業員を保護するためにバッテリーは休止状態のままとなる。バッテリーがいくら満タンでも、電力は供給されない。
ACカップリングでは、実際どれくらいの効率を失うのでしょうか？
負けるつもりでいる 5-10% 対直流システム。それは「トリプル変換」経路（DC→AC→DC→AC）による避けられない熱力学的損失である。基本的には、太陽電池アレイ全体の配線を変更する必要がないため、そのわずかな効率低下と引き換えになります。
テスラのパワーウォールは交流式ですか、それとも直流式ですか？
パワーウォールは、その教科書的な定義である。 AC結合.内蔵インバーターを搭載し、家庭のACバスに設置する。新しいパワーウォール3はDCソーラー入力を追加しているが、ほとんどの既存住宅では、設置業者は実質的にAC後付け装置として扱っている。