Amptストリングオプティマイザの活用方法
既設発電所の【リパワリング】
経年劣化が進行している発電所における発電量向上のための“２つのリパワリング方法”
アンプトジャパン

世界におけるPV+蓄電池プロジェクトの実績と計画

グローバルでトータル：80プロジェクト進行中（4.7 GWh 蓄電池 1.7 GWp PV）
170 MW / 360 MWh 稼働中
450 MW / 1400 MWh 2021稼働予定
1100 MW / 3200 MWh 開発中

EuropeAmericas
Peaker plants
Peaker plant replacements
Peak shifting
Grid support
Microgrids
Includes projects featuring:>2 DC/AC ratios
Long duration (up to 8 hours)

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Peak shifting
Utility-scale
Commercial

Asia
Peak shifting
Commercial

AfricaPeak shifting
Industrial
Microgrid

Includes projects featuring:
2:1 and 3:1 DC/AC ratios
Long duration (up to 18hours)北米におけるPV+蓄電池プロジェクトの拡大
PV+蓄電池システムの割合
PV単独

PV+蓄電池1GW

15GW

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7GW

23GW

目次

1. ストリングオプティマイザとは
2. ミスマッチ発電損失を発生させる要因
3. 既設発電所における2つのリパワリング（発電量アップ）方法
4. モニタリングの装置と概要
5. 納入実績まとめ

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1. ストリングオプティマイザとはストリングオプティマイザは，全てのストリングの最大出力を引き出すために，全てのストリングを最適動作電圧で動作させるための DC-DC コンバータ装置です。
太陽光発電所にストリングオプティマイザを導入することによってこのミスマッチ損失を低減し発電量を増加させることができます。

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ストリング毎の最大出力点追尾でミスマッチ損失を低減（発電量の増大）

500kW集中型パワコン

オプティマイザ

例：PV 650kWpの場合：180ストリング

1ストリング毎にMPPTに一つのMPPT

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ミスマッチ損失低減のメカニズム

〔W〕

〔V〕

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オプティマイザの外観
通信アンテナヒートシンク

出力
入力Ａ＋ －＋ －＋ －入力Ｂ

1000V系外観
220mm×227mm×100mm(高さ）
重量：約4.1kg

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各ストリングレベルで最大出力動作点で運転ストリングオプティマイザ

全てのストリングにMPPT（最大出力点追尾回路）を挿入し発電量を最適化（最大化）する
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2.ミスマッチ発電損失を発生させる要因
積雪や影

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地形

ハット型設置ミスマッチ損失の要因とその損失量
モジュール出荷時のバラつき

温度勾配

不均一
汚れ

雲による
影

導体の電圧降下その他

0.2% to 1%

0% to 1.5%

0% to 2%

0% to 2%

0% to 2%

0% to 2%製造プロセス変動による電気的パラメータの変動

フィールドでのモジュール間の温度差

モジュール表面の不均一な汚れ

アレイ上を雲が通過することによる電力過渡現象（増減）モジュールからパワコンまでの配線による電圧降下

アレイ間の影、山、鉄塔等による影の影響

製造元によって決定される。

アレイのサイズとレイアウト、傾き、架台、地面状態、気候等によって決定される。これは時間の経過とともに劣化したり、改善される可能性は低い。

アレイのサイズとレイアウト、傾き、気候、地面状態によって決定される。
アレイまたは通路の、端に近いモジュールとストリングがより速く汚れる。

予測が非常に難し
く、年間を通して全体的な影響は少ない、短期間の増減である。

アレイのサイズとレイアウト、適切なサイズのケーブ
ル配線及び、ケーブル長によって決定される。

発電量自体が大幅に減少するが、ミスマッチによる損失も10%超える場合もある。

ミスマッチ損失 Total

0.2% to 8.1%

上記が複合化され、時間の経過とともに増加する。
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経年劣化
～ >5%(20年)

セルやモジュールは異なる速度で経年劣化する。
動作温度が10℃上昇するごとにおよそ2倍の速度で劣化する。

経年劣化

オプティマイザ有り と 無し
経年劣化と1年毎の発電量

20年間シミュレーション

MWh1800100

条件：
PV: 1399.8kWp
PCS: 1000kW AC
設置場所：千葉県

％

100

97.9
95
97.4

1700

1600

95
91.3

MWh1565 1570.3

93.1
90

88.4
1537.21524.5

89.1

1491

1500

1455.4+5.3

1432.9
1394

+12.7

1400

82.9
1388.1

85

80

+35.6
+38.9

1300

1200
０+90.1

75

70
５年目

1年目
オプティマイザ無Ampt© 2021

1298

オプティマイザ有10年目
オプティマイザ無劣化率

1５年目

20年目

オプティマイザ有劣化率

3. 既設発電所における 2つ のリパワリング（発電量アップ）方法

オプティマイザ導入

ミスマッチ損失低減

接続箱の周辺にオプティマイザを取り付け配線するだけで発電量をアップできる。

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新型パワコン
交換

パワコン
変換効率アップ

太陽電池ストリングの直列数を変更する事なく、600V系のパワコンを1000V系のパワコンに置き換えることができる。
パワコンの変換効率アップによって発電量をアップできる。

3-1. 後付けオプティマイザを使用した部分影によるミスマッチ損失の低減の実データ

A
導入例
太陽電池：694kWp
パワコン：500kW
設置場所：大分県

B

影の影響のあるパワコンB

ストリングオプティマイザを導入
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東側（写真右側）に約15m高の木々（針葉樹）が隣接している。年間を通じて、午前中にアレイの東半分は影になる。影が生じているアレイと影の生じていないアレイが混在することにより、最適動作点の違いからミスマッチ損失が発生している。

後付けオプティマイザの設置状況

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ミスマッチ損失低減の効果(実証データ)

PCS Bにのみ オプティマイザ導入

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3-2.新型パワコンへの置き換え

パワコン置換え前

アンプトオプティマイザ 使用し置き換え後
14直列

出力電圧550-650
6並列

14直列

Vm
420-480600V系パワコン

1000V系パワコン

アンプトオプティマイザ

12並列
MPPT範囲300-550

MPPT範囲550-950

アンプトオプティマイザが出力電圧Vmを1000V系パワコンのMPPT範囲(530~550V)に制御
パネルの14直列はそのままで1000V系パワコンを使用可能

5~10年経過しているシステムにおいては6.5~8.5%の発電量UPが期待できる
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600V系
旧式パワコン

1000V系
最新型パワコン

オプティマイザ無し

オプティマイザ有り

パワコン
変換効率

95.5%

98.5%

アンプト導入による発電量向上－

3~5%

トータル発電量向上－

6.5~8.5%

ケース1: 旧600VDC 集中型PCS を 新1000VDC 集中型 PCSへ交換
サイト：北米1.9MWシステム
経年：5年目
リプレース：425kW集中型→500kW集中型をディレートして使用理由
 600VDC 集中型 PCSが故障
 PCS保証期限切れ
オプティマイザによるソリューション
 1000 VDC集中型PCSを最大出力で動作させるため
 DCバス電圧を1000V PCSに合わせて高く設定する
結果
 最新型の高効率／低コストPCSに置き換わる。
 アレイ直列配線の変更は不要
 ストリング単位のMPPT 追加によりミスマッチ損失をリカバリーし発電量アップ

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ケース2: 旧600VDC 集中型PCS を 新1000VDC ストリング型 PCSへ交換
サイト：北米1.5MWシステム
経年：7年目
リプレース：1.4MW集中型PCS→60kWストリング型×24個

理由 600VDC 集中型 PCSが故障
 PCS保証期限切れ
オプティマイザによるソリューション
 1000 VDC集中型PCSを最大出力で動作させるため
 DCバス電圧を1000V PCSに合わせて高く設定する
結果
 最新型の高効率／低コストストリングPCSに置き換わる。
 アレイ直列配線の変更は不要
 ストリング単位のMPPT 追加によりミスマッチ損失をリカバリーし発電量アップ
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4. モニタリング機能 (オプション)
O&M品質を向上
オプティマイザ

お客様のお取引先のモニター

CU

コミュニケーション・ユニット

お客様のオペレーションセンター

お客様のゲートウェイ• Modbus / TCP• 精度+/- 0.25% accuracy• 1分毎にデータ採取• ローカルデータストレージ• PoE電源供給

現地モニタリング

ワイヤレス通信で、ストリング毎の詳細監視• ストリングの出力電流や、日毎の発電電力量

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お客様のデータセンター

CU

コミュニケーションユニット モニタリング画面
Site Overview
ストリング単位モニタリング

電圧・電流

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5. 納入実績
合計

約150MW
サイト数

70サイト※2021年8月現在

既設
新設

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まとめ

ストリング毎のMPPT『既設』発電所をアップグレード
パワコンのリプレース
ストリング毎のモニタリング

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発電量

発電量

Ampt© 2021