太陽光発電ケーブル太陽光発電システムの中核となる構成要素であり、個々のパネルを繋ぎ、システムを機能させる生命線ともいえます。太陽光パネルで発電されたエネルギーは別の場所へ送られるため、太陽光パネルからエネルギーを伝送するためのケーブルが必要になります。そこで太陽光ケーブルが登場します。
このガイドは、6mmケーブルと並んで最も一般的に使用されている4mmソーラーケーブルの入門ガイドです。ケーブル／ワイヤーの違い、サイズの選び方、そして4mmソーラーケーブルの設置方法について解説します。
ソーラーケーブルとワイヤーの違いは何ですか?
「ワイヤー」と「ケーブル」という言葉は一般的に同じ意味だと思われがちですが、実際には両者には大きな違いがあります。ソーラーパネルは複数の導体の集合体であるのに対し、ワイヤーは1本の導体のみを指します。
つまり、ワイヤーとは、本質的には大きなケーブルを構成する小さな部品のことです。4mmのソーラーケーブルには、複数の小さなワイヤーが内蔵されており、太陽光発電システムの異なるエンドポイント間で電力を伝送するために使用されます。
ソーラーケーブル：4mmの紹介
4mm ソーラー ケーブルの機能を理解するには、ケーブルを構成する基本コンポーネントであるワイヤーを分解する必要があります。
4mm径のケーブル内部にある各ワイヤーは導体として機能し、ケーブルは複数の導体で構成されています。ソーラーワイヤーは銅やアルミニウムなどの丈夫な素材で作られています。これらの素材は、信頼性の高い接続と、ソーラーパネルから住宅への電力伝送能力を提供します。
電線には、単線と撚線の2種類があります。単線またはソリッドワイヤはケーブル内部の単一の導体として機能し、通常は保護層で絶縁され、風雨から保護されています。単線は、太陽光発電ケーブルを含む家庭内の基本的な電気配線に使用されます。撚線に比べて安価になる傾向がありますが、細い線しか入手できません。
撚線は単線よりも強度が高く、「撚り線」とは複数の線を撚り合わせて1本の芯線を形成していることを意味します。撚線は太陽光発電システムで使用されますが、他にも様々な用途があり、特に自動車、トラック、トレーラーなどの移動車両によく使用されます。撚線は太いため、振動や風雨への耐性が高く、価格も高くなります。ほとんどの太陽光発電ケーブルは撚線を使用しています。
4mmソーラーケーブルとは何ですか?
4mm径のソーラーケーブルは、少なくとも2本の電線が1つの保護カバーで覆われた4mm厚のケーブルです。メーカーによって異なりますが、4mmケーブルには4～5本の導線が内蔵されている場合もあれば、2本だけの場合もあります。一般的に、ケーブルはゲージに含まれる導線の総数に基づいて分類されます。ソーラーケーブルには、ソーラーストリングケーブル、ソーラーDCケーブル、ソーラーACケーブルなど、さまざまな種類があります。
ソーラーDCケーブル
太陽光発電システムでは、DCケーブルが最も一般的に使用されています。これは、家庭や太陽光パネルでDC電流が使用されているためです。
- DC ケーブルには、モジュラー DC ケーブルとストリング DC ケーブルの 2 つの一般的なタイプがあります。
どちらのケーブルも太陽光発電パネルに組み込むことができ、異なるDCケーブルを相互接続するには小さなコネクタを使用するだけで済みます。以下では、ホームセンターなどで購入できるコネクタを使用して4mmのソーラーケーブルを接続する方法を説明します。
DCソーラーケーブル: 4mm
4mm DC太陽光発電ケーブル太陽光発電の接続に最も広く使用されているケーブルの一つです。4mmのソーラーケーブルを使用する場合は、基本的にストリングからのプラスとマイナスのケーブルを太陽光発電インバータ（「ジェネレータボックス」と呼ばれることもあります）に直接接続する必要があります。必要なケーブルは、モジュールの出力によって決まります。4mmのケーブルが一般的ですが、ニーズに応じて、6mmのソーラーケーブルや2.5mmのソーラーケーブルなど、他にも人気の高いケーブルをご用意しています。
4mm径のソーラーケーブルは、強い直射日光が当たる屋外で使用されることが多いため、ほとんどのケーブルは紫外線耐性があります。ショートを防ぐため、専門家はプラスとマイナスのケーブルを同じケーブルに接続しないように注意する必要があります。
単線DCケーブルでも使用可能で、高い信頼性を実現できます。色分けすると、通常は赤（電気を運ぶ）と青（負電荷）の線が使われます。これらの線は、熱や雨から保護するために厚い絶縁パネルで覆われています。
接続することが可能ですソーラーワイヤー太陽光発電インバータへの接続方法は様々です。最も一般的な接続方法は以下の通りです。
- ノード文字列メソッド。
- DC結合ボックス。
- 直接接続。
- AC接続ケーブル。
AC接続ケーブルを使用して接続する場合は、保護装置を使用してパワーコンディショナーを電力網に接続する必要があります。太陽光発電パワーコンディショナーが三相パワーコンディショナーの場合、この種の低電圧接続のほとんどは5芯ACケーブルを使用して行われます。
5芯ACケーブルには、正極、負極、中性線の3相に対応する3本の電線があり、それぞれが電気を運びます。単相インバーター付きの太陽光発電システムをお使いの場合は、活線、アース線、中性線の3本のケーブルが必要になります。太陽光発電システムの接続については、国によって独自の規制がある場合があります。お住まいの地域の規制に準拠していることを必ずご確認ください。
設置準備：太陽光発電システムにおけるソーラーケーブルのサイズの決め方
PVシステムに様々なケーブルを接続する際、ケーブルのサイズは最も重要な要素の一つです。ケーブルのサイズは、電力サージ発生時のヒューズのショートや過熱を防ぐ上で非常に重要です。ケーブルが過大な電力に耐えられない場合、爆発し、太陽光発電システムで火災を引き起こす可能性があります。必要なケーブルは必ず適切なサイズを選びましょう。サイズが小さすぎるケーブルは、火災や法的訴追のリスクを伴います。ほとんどの地域では違法です。
必要なソーラーケーブルのサイズを決定する主な要因は次のとおりです。
- ソーラーパネルの電力（つまり発電能力。電流が大きい場合は、より大きなサイズが必要です）。
- ソーラーパネルと負荷の間の距離（両者の距離が長い場合は、安全な通行を確保するために、より高いカバー範囲/サイズが必要です）。
メインソーラーケーブルのケーブル断面
太陽光パネルを直列に接続する場合（最も一般的な方法）、パワーコンディショナーはできるだけフィードインカウンターの近くに設置する必要があります。パワーコンディショナーが地下室から離れた場所に設置されている場合、ソーラーケーブルの長さによって交流側と直流側で損失が発生する可能性があります。
ここでの要点は、太陽光パネルで発電された電気が、太陽光発電インバーターで損失することなく、可能な限り遠くまで届くようにすることです。太陽光ケーブルは、常温では損失抵抗を持ちます。
メインのDCソーラーケーブルの太さは、損失を防いだり、損失を適切なレベルに抑えたりする上で影響を及ぼします。そのため、ケーブルが太いほど有利になります。メーカーは、損失が発電機のピーク出力よりも小さくなるようにDCソーラーケーブルを設計しています。ソーラーケーブルには抵抗があり、この抵抗点における電圧降下は計算で算出できます。
高品質の4mmソーラーケーブルを見つける方法
高品質の 4mm ソーラー ケーブルかどうかを判断する主な要因は次のとおりです。
耐候性。4mmケーブルは高温と紫外線への耐性が求められます。ソーラーケーブルは温暖な環境で使用され、長時間の太陽光照射と湿度にさらされます。
温度範囲。ソーラーケーブルは、-30°から+100°を超える低温に耐えられるように設計する必要があります。
頑丈な造り。ケーブルは曲げ、張力、そして圧力による圧縮に耐えなければなりません。
耐酸性・耐塩基性。有害な化学物質にさらされてもケーブルが溶解することを防ぎます。
耐火性。ケーブルが難燃性を備えている場合、故障時に火災が広がりにくくなります。
短絡耐性。ケーブルは高温下でも短絡に耐えられる必要があります。
保護カバー。追加の補強により、ケーブルを齧る可能性のあるネズミやシロアリから保護します。
4mmソーラーケーブルの接続方法
4mmのソーラーケーブル接続ガイドへようこそ。ソーラーケーブルを接続するには、2つの基本的なツールが必要です。4mmのケーブルと太陽光発電コネクタ MC4.
ソーラー ワイヤを適切な場所に接続するためにコネクタが必要です。4 mm ソーラー ワイヤで最も一般的なコネクタ タイプは MC4 コネクタです。
このコネクタは、最近のほとんどのソーラーパネルに使用されており、ケーブルの防水・防塵保護を提供します。MC4コネクタは手頃な価格で、6mm径のソーラーケーブルを含む4mm径のケーブルに最適です。新しいソーラーパネルを購入した場合、既にMC4コネクタが取り付けられているため、別途購入する必要はありません。
- 注意: MC4 コネクタは新しい機器であり、MC3 ケーブルでは動作しません。
ほとんどの太陽光発電システムで大きな問題となるのは、屋根に設置されたパネルから発電した電気を家の中の別の場所に引き出さなければならないことです。これを行うには、直径の異なる（通常10～30フィート）プレカットのケーブルを購入するしかありませんが、より良い方法は、必要な長さのケーブルを購入し、MC4コネクタで接続することです。
他のケーブルと同様に、MC4ケーブルにはオスとメスのコネクタが付いています。4mmソーラーケーブル、オス/メスのMC4コネクタ、ワイヤーストリッパー、ワイヤークリンパーなどの基本的な工具と、約5～10分の作業時間が必要です。
1) コネクタを設定する
コネクタはケーブルをソーラーパネルに接続する最も重要な部品です。まず、既存のコネクタにコネクタをどの程度差し込むかを示す印を金属部分に付ける必要があります。ケーブルがその印を越えて伸びると、すべてのMC4コネクタを接続できなくなる可能性があります。
2) 圧着オスコネクタ
圧着には圧着工具が必要です。MC4 4mm圧着コネクタをお勧めします。MC4ならしっかりと接続でき、圧着時にケーブルをしっかりと固定できます。ほとんどの圧着工具は40ドル程度で購入できます。これはセットアップ作業の中で簡単な部分です。
まず、ネジナットを金属圧着端子に通し、プラスチックハウジングに逆止クリップが付いていることを確認してください。ナットをケーブルに取り付けないと、プラスチックハウジングを取り外すことができません。
3) 4mmケーブルを挿入する
4mmのソーラーケーブルを正しく圧着していれば、コネクタに押し込むと「カチッ」という音がして、しっかりと固定されたことがわかります。この段階で、ケーブルをプラスチックハウジングにしっかりと固定します。
4) ゴムワッシャーを固定する
ケーブルの端にシールワッシャー（通常はゴム製）が平らになっていることにお気づきでしょう。これにより、ナットをプラスチックハウジングに締め付けると、4mm径のソーラーケーブルをしっかりと固定できます。しっかりと締め付けないと、コネクタがケーブル内で回転し、接続部が損傷する可能性があります。これでオスコネクタの接続は完了です。
5) 圧着メスコネクタ
ケーブルを少し曲げて、圧着部の表面接触を良くします。圧着するために電線を露出させるため、ケーブルの被覆を少し剥がす必要があります。手順2でオスコネクタを圧着したのと同じように、メスコネクタも圧着します。
6) ケーブルを接続する
この段階では、ケーブルを挿入するだけです。ネジナットをケーブルに通し、ゴムワッシャーを再度確認するだけです。次に、圧着したケーブルをメスハウジングに押し込みます。ここでも「カチッ」という音が聞こえ、固定されたことがわかります。
7) 接続テスト
接続プロセスの最終段階は、接続テストです。メインのソーラーパネルや充電コントローラーに接続する前に、MC4コネクタのみでテストすることをお勧めします。これにより、すべてが正常に動作していることがわかります。接続が成功すれば、今後何年も安定した接続が確保できることが保証されます。
投稿日時: 2021年10月3日