接地は、PV システムの安全性と正常な動作にとって非常に重要です。これらのシステムは、感電を防ぎ、効果的な動作を確保するために、用途に応じて接地または非接地にすることができます。このブログでは、接地型 PV システムと非接地型 PV システムの主な違いについて説明します。
接地型 PV システムと非接地型 PV システム
接地型と非接地型の太陽光発電 (PV) システムは、設計、実装、および関連するリスクと利点が異なります。比較する前に、各システムを詳しく見てみましょう。
接地システムとは何ですか?
これらのシステムには、NEC第250-23条(b)項で規定されている、各サービス遮断装置まで延びる接地導体が備えられています。この接地導体は、中性線関連のすべての負荷に対する電流供給導体として機能するとともに、NEC第250-61条に従って地絡を解消するための機器接地導体としても機能します。
変圧器や発電機などの電源が接地されている場合、システムは接地されているとみなされます。接地されたシステムの中性性は、主に次の 2 つの目的に役立ちます。
- 線間電圧の使用を許可する 不平衡電流の導電導体として機能します。
- 低インピーダンスパスの提供 回路内の過電流装置の動作を可能にするために故障電流を検出します。
非接地システムとは何ですか?
非接地システムは、完全に接地されていないわけではありません。電気的には、送電線と大地との間の静電容量を介して、システムは大地と接続されています。より正確には、静電容量接地システムと呼ぶべきでしょう。しかし、送電線と大地との間に意図的な物理的接続がないため、慣習的に非接地システムと呼ばれています。
簡単に言うと、非接地システムでは地絡電流が最小限に抑えられるため、人への感電リスクが軽減されます。故障発生時には、電流を流すために2本の電線が必要となり、過電圧による発熱や機器の損傷を防ぎます。しかし、地絡電流が最小限であるため、故障箇所の特定が困難で時間もかかる場合があり、非接地システムの全体的なコストはかなり高くなります。
PV システムの電気接地の両方のタイプがわかったところで、接地型 PV システムと非接地型 PV システムの違いを強調した表も見ていきましょう。
| 特性 | 接地型太陽光発電システム | 非接地型太陽光発電システム |
| 電力線と地面の物理的な接続 | 電流導体と機器接地導体として機能する接地導体を備えている | 線と地面の間の静電容量を介して地面にリンクされている |
| 接地への接続 | プラス側またはマイナス側からの必要な接続1つ | どちらのバスからも接続は必要ありません |
| よく使われる地域 | 北米大陸 | ヨーロッパとアジア |
| 接地回路導体の要件 | 必須 | 必須ではありません |
| 漏電保護 | アークフラッシュ、感電の危険、機器の損傷、火災などの問題から保護します | PVシステムのサイズに関連した静電容量によるトリップからの保護が弱い |
接地型と非接地型の太陽光発電システムはどちらも同等の安全レベルを提供できますが、接地型システムは地絡保護性能が高く、誤作動によるトリップが発生しにくいという利点があります。
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接地型と非接地型の PV システムの価格
非接地システムは、モジュールラック、コンバイナ筐体、遮断器、インバーターなどを機器接地導体で接続し、接地するという点では、接地システムと大きな違いはありません。接地型と非接地型の太陽光発電システムのコストは、使用するコンポーネントによって異なります。しかし、非接地システムは設置プロセスが簡単で、接地回路導体が不要なため、コストが低くなる可能性があります。
機能接地型 PV システムとは何ですか?
機能的に接地された PV システムとは、動作上の目的で地面への電気的接地基準を備えているものの、しっかりと接地されていない太陽光発電システムです。
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負極接地型 PV システムとは何ですか?
負接地型太陽光発電システムとは、太陽光発電アレイの負極端子を接地する太陽光発電システムのことです。この接続は、ヒューズ、回路ブレーカー、抵抗器、非絶縁接地型交流回路、あるいはインバータや充電コントローラ内部の電子回路といった導電性材料を介して行われます。太陽光発電インバータにおける負接地は、電気ノイズや干渉を低減し、インバータと太陽光発電システムの円滑な動作を確保することで、太陽光発電システムの全体的な性能を向上させます。
接地型 PV システムと非接地型 PV システム: どちらをいつ選択すればよいですか?
接地型と非接地型の太陽光発電システムはそれぞれ独自の利点があり、どちらを選択するかは地域の規制、安全上のニーズ、システム設計によって異なります。北米で一般的な接地型システムは、故障保護性能に優れていますが、操作がより複雑になる場合があります。一方、ヨーロッパやアジアで普及している非接地型システムは、静電容量に依存しており、接地導体が不要なため、コストが抑えられる可能性があります。
