太陽光発電の効率の最適化

BMG は、適切なドライブを選択することで太陽光発電ポンプ システムの効率を最適化し、耐用年数を延ばす方法についてアドバイスします。

BMG の電気機械専門家は、ギア装置に関する豊富な経験を持ち、太陽光発電 (PV) システムの効率を高めるために設計されたソーラー インバータやドライブを含むソリューション サービスを拡張しました。

「太陽光を利用して発電する太陽光発電モジュールは、クリーンで排出がなく、持続可能で安全でコスト効率の高い再生可能エネルギーの一種として世界的に人気が高まっています。環境に優しい太陽光発電技術を利用して発電することで、南アフリカの企業は、同国の深刻な電力危機と闘うための効果的な解決策を見つけています」とBMGの電気機械部門エレクトロニクスマネージャーのミック・ボー氏は説明する。

「環境に優しい太陽光発電ポンプを灌漑、畜産、地域給水に使用する利点には、日中の途切れのない給水と、信頼性の低い送電網からの独立性が含まれます。さらに、高度な太陽光発電システムは最小限のメンテナンスしか必要とせず、これは重要な点です」メンテナンスが困難な遠隔地での利点。

「太陽光発電のポンプシステムは、電気が利用できない遠隔地で特に人気があり、産業、商業、住宅用途で使用するために、ソーラーパネルで生成された直流（DC）を交流（AC）に変換するソーラーインバータを必要とします。適切なインバーターを選択する際の主な差別化要因は、最適な動作電圧と電力定格でモーターポンプを動作させ、さまざまな日射量や周囲温度条件下でソーラーパネルが可能な限り最高の電力を供給できることです。

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「PV ポンプ システムの最適なパフォーマンスを実現するには、ユーザーがシステムの制御戦略を完全に理解し、ドライブの設置場所、結露の問題、温度範囲、バックアップ電源などの要素を考慮することが重要であると考えています。 」

制御戦略ポンプ用途向けのよりシンプルな太陽光発電ドライブは、DC 電圧が最小電圧設定値に達すると、不足電圧レギュレータとして動作し、ポンプ速度を低下させます (したがって、吸収電力が減少します)。 この単純な制御モードは、PV モジュールが最適ではない電圧で動作するため、モジュールの性能に悪影響を及ぼします。

高度なコントローラーでは、DC 電圧を最適点 (MPP = 最大電力点) に維持することで、ソーラー パネルから最大電力を得るようにドライブが動作します。 一定の DC 電圧で動作するドライブは、設置された PV システムの電気的特性に応じて選択する必要があり、ポンプの油圧効率を最適化する必要があります。

BMG の専門家は、ポンプ用途の PV モジュールに最適な動作電圧を確保するために、MPPT (最大電力点追跡) 制御を備えた Vacon 太陽光発電ドライブの使用を推奨しています。 これらの高効率 MPPT コントローラーは、より早い開始とより遅い停止により、稼働時間を延長します。 その結果、設置された太陽光発電モジュールのワットピーク（Wp）あたりにより多くの水が汲み上げられ、投資コストの削減と回収期間の短縮につながります。 MPPT コントローラーは瞬間的な放射照度または温度を検出します変動を考慮し、部分的なシェーディング条件または PV アレイ内の劣化したモジュールから生成される極大値を省略します。

キャビネットまたは屋外への設置従来のソーラーポンプインバーターは通常、ヒューズ、電源スイッチ、避雷、ドアに取り付けられた LED/電球などのコンポーネントとともにキャビネット内に設置される IP20 または 21 のデバイスです。 密閉要素の過熱を避けるためにキャビネットを換気する必要があるため、BMG の専門家はこのシステムを推奨しません。 過熱により定格が低下し、ドライブの寿命が短くなります。 ほこりの収集を避けるためにキャビネット内の空気の流れをフィルタリングする必要があり、フィルタは定期的に掃除して交換する必要があるため、リスクが増大し、メンテナンスコストも増加します。

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BMG の屋外設置用 Vacon IP66 ドライブ ソリューションは、電源スイッチとサージ保護デバイスを収容するために、ドライブから分離された小型のエンクロージャ (従来の大きなキャビネットに代わる) で構成されています。 Vacon IP66 ドライブは、信頼性を損なうことなく屋外に設置でき、掃除や交換するフィルターがないためメンテナンスも必要ありません。 ドライブは PV モジュールと同じ構造に取り付けることができ、その陰影を利用してドライブへの直射日光による過熱を回避し、その結果ディレーティングを回避できます。

この地上システムには発光ダイオード (LED) が装備されており、電源オン、実行、準備完了、障害などのドライブの動作状態を外部から確認できるようになります。 IP66 ディスプレイ パネルには、動作速度や MWh 測定値など、ドライブの詳細情報が表示されます。

このエンクロージャはドライブから分離されているため、設置者はさまざまなレイアウトでポンプを実行するのに適したキャビネットを設計する際に柔軟性が得られます。

結露従来の太陽光発電ポンプ設備では、日中の断続的な運転と夜間と日中の内部温度の変化により、ドライブ内部の周期的な凝縮と蒸発のプロセスが促進されます。

キャビネット内に設置された IP 20/21 ドライブは内部結露の影響を受けやすいため、温度制御されたヒーターが必要です。 通常、遠隔地では AC 送電網が利用できないため、太陽光発電のポンプ システムではこれが問題になる可能性があります。 このため、エネルギー供給を必要としない結露防止ソリューションを検討する必要があります。

屋外設置用の BMG Vacon IP66 IP 66/NEMA 4X ドライブの利点は、水や塵の侵入から十分に保護されており、特別に設計された GORE® ベントがヒーターを必要とせずに結露を効果的に防止できることです。

温度範囲太陽光発電ポンプシステムは通常、高温が太陽光発電システムにとって問題となる可能性がある地域に設置されます。 このため、適切なドライブ モデルを選択する際には、現場の最大周囲温度を考慮することが重要です。 この最大温度はドライブの動作温度範囲内に収める必要があります。電力損失を避け、ドライブの耐用年数を延ばすために、できればディレーティングのない範囲内に収めてください。

ユーザーは、IP 20/21 ドライブが取り付けられているキャビネット内の温度が常に周囲温度よりも高いことを考慮する必要があります。 キャビネットを日陰に設置しない場合は、直射日光による過熱の影響を考慮することが重要です。

BMG は、請負業者、設計者、エンドユーザーの正確な仕様に合わせて調整された技術顧問およびサポート サービスによって、広範な電気機械製品をサポートしています。