出典(内線規程(JEAC8001-2022))より
記事のテーマ
太陽光発電設備の安全基準と注意点について解説する。
系統連系型小出力太陽光発電設備とは?
系統連系型小出力太陽光発電設備とは、太陽電池モジュールで発電した電気を、電力会社の配電線に接続して使用する設備のことです。
適用範囲
本節は、系統連系型小出力太陽光発電設備であって、太陽電池モジュールから直流変換装置(パワーコンディショナ)を経て引込口装置に至る配線等の設備に適用します。
対地電圧
太陽電池モジュールに接続する電路の対地電圧は、1300-1(電路の対地電圧の制限)の規定による必要があります。
逆潮流時の電圧降下
系統連系型小出力太陽光発電設備からの逆潮流によるパワーコンディショナから引込点までの電圧降下は、1310-1(電圧降下)の規定による必要があります。
系統連系型小出力太陽光発電設備からの逆潮流によるパワーコンディショナから引込点までの電圧降下の計算方法については資料3-3を参照する必要があります。
太陽光発電設備の配線
1. 基本的な配線方法
- ケーブル配線が推奨されます。
- 乾燥した場所では、特定の表(3501-1表)に示された方法も可能です。
2. 直流側の配線
- 短絡電流から電線を保護するため、過電流遮断器などの設置が必要です。
- ただし、太陽電池モジュールの短絡電流が小さい場合は例外です。
3. 太陽電池モジュール相互の配線
- ねじ止め、圧着、または同等以上の接続方法で、電気的に完全に接続する必要があります。
- 接続点に張力が加わらないように配慮が必要です。
- 接続する電線は、接続点の電路に適合している必要があります。
- 太陽電池モジュールを保護する過電流遮断器や逆流防止ダイオードが必要です。
4. 交流回路の配線
- 交流回路は専用回路とし、過電流遮断器などで保護します。
- 太陽光発電設備に至る回路を識別できるよう、明確な表示が必要です。
- パワーコンディショナから配線盤までの電線は、十分な保護措置が必要です。
5. 発電停止時の安全対策
- 早期に発電を停止する必要がある場合、負荷の不平衡による中性線の最大電流に注意が必要です。
- 3線式の場合は、3線すべてに過電流引き外し素子を持つ遮断器が必要です。
- 逆流及び短絡など3線に高調波引き外し素子を有する遮断器(ZCBO)の施設例について資料3-6を参照する必要があります。
6. 漏電遮断器の設置
- 太陽光発電設備に至る回路に漏電遮断器を設置する場合、微弱電流による感電防止対策が必要です。
- 逆流を防止する装置とは、資料3-5を参照する必要があります。
太陽電池モジュールの支持物
太陽電池モジュールの支持物は、JIS C 8955(2004)「太陽電池アレイ用支持物設計標準」に示す強度を有するものである必要があります。
また、支持物の高さが4mを超える場合には、さらに建築基準法の工作物に適用される同法に基づく構造強度に係る各規定に適合する必要があります。
中継端子箱の施設
中継端子箱を設置する場合は、以下の各号により施設する必要があります。
- 容易に点検できる隠ぺい場所又は点検できる展開した場所に施設する必要があります。
- 使用状態において内部に機能上支障となるような浸水や結露が生じない構造とする必要があります。
- 外箱の構造は、収納されている機器の最高許容温度を超えないものとする必要があります。
- 中継端子箱内には、必要に応じて避雷素子などを施設する必要があります。
アレイ出力開閉器の施設
アレイ出力開閉器設置の重要ポイント
負荷側電路への近接設置:
太陽電池モジュールに接続する負荷側の電路には、接続点に近接して開閉器を設置します。これにより、異常発生時の迅速な遮断が可能となり、安全性を高めます。
規格への適合:
アレイ出力開閉器は、(一社)日本配線システム工業会規格JWDS 0029(2013)「太陽光発電用直流開閉器」に適合した製品を選ぶことが推奨されます。これにより、品質と安全性が保証されます。
設置場所の選定:
点検・操作が容易な場所、例えば軒下や屋内の壁などに設置します。これにより、メンテナンス時の作業効率と安全性が向上します。
外箱の防水・防露対策:
アレイ出力開閉器外箱は、浸水や結露による機能低下を防ぐため、適切な防水・防露構造が必要です。これにより、長期的な安定動作が確保されます。
過電流保護機能付きの製品選定:
漏電遮断器と引込開閉器を兼用する場合は、過電流保護機能付きの製品を選定することが推奨されます。これにより、漏電だけでなく、過電流による事故も防ぐことができ、より安全な電気設備となります。
パワーコンディショナの施設
インバータ、絶縁変圧器及び系統連系保護装置等のパワーコンディショナの施設は、点検できる場所に設置する必要があります。
接地
1. 接地工事の必要性
機械器具の鉄台、外箱、架台は、感電事故を防ぐために、電気設備技術基準の1350-2表に従って接地工事を行う必要があります。
2. C種接地工事の例外規定(太陽光発電設備)
ただし、太陽光発電設備において、以下の条件をすべて満たす場合は、使用電圧が300Vを超え450V以下の直流電路に施設する機械器具の鉄台や金属製外箱へのC種接地工事は、接地抵抗値を100Ω以下に緩和できます。
直流電路が接地されていないこと。
直流電路に接続するインバータの交流側に絶縁変圧器が施設されていること。
太陽電池モジュールの合計出力が10kW以下であること。
特定の機械器具(太陽電池モジュール、配線器具、インバータ、避雷器を除く)が直流電路に施設されていないこと。
3. C種接地工事の接地抵抗値の緩和
C種接地工事において、地絡が発生した場合に0.5秒以内に自動的に電路を遮断する装置を設置する場合は、接地抵抗値を500Ω以下に緩和できます。
4. D種接地工事の接地線
D種接地工事の接地線には、1.6mm以上の太さのIV電線またはCVケーブルを使用することが推奨されます。
施設協議
電気事業者との技術協議の重要性
- 電気設備の施設は、安全かつ安定した電力供給のために、電気事業者との技術的な協議が不可欠です。
- 特に、分散型電源の系統連系など、系統に影響を与える可能性のある施設の場合は、専門的な知識と技術に基づく協議が必須となります。
技術協議の根拠となる基準
- 技術的な協議は、以下の基準に基づいて行う必要があります。
- 電気設備に関する技術基準を定める省令の解釈第8章「分散型電源の系統連系設備」
- 「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン」(資源エネルギー庁)
- これらの基準は、系統連系における技術要件や電力品質の確保に関する事項を定めており、安全で安定した電力系統の運用に不可欠です。
使用する機器の推奨事項
- インバータ、系統連系保護装置については、上記の技術要件に適合し、認証を受けた製品を使用することが望ましいです。
- 認証製品の使用は、安全性と信頼性を高めるだけでなく、電気事業者との協議を円滑に進める上でも有効です。
協議時の参照基準
- 電気事業者との協議にあたっては、(一社)日本電気協会制定、電気技術規程、JEAC 9701(2016)「系統連系規程」を参照する必要があります。
- この規程は、系統連系に関する詳細な技術基準を定めており、協議を円滑に進めるための重要な資料となります。
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