太陽光発電設備の接続箱とは？

太陽光発電設備の接続箱は、主に以下の役割を持つ機器です。

• ●太陽光パネルの電力を集める
• ●電力の逆流を防ぐ
• ●落雷の影響を防ぐ

それぞれ順番に解説します。

太陽光パネルの電力を集める

接続箱とは、太陽光パネルで発電した直流電力をまとめてパワーコンディショナー（パワコン）に送るための装置です。

複数の太陽光パネルからの電力をひとつに集電（集約）し、効率的に電力変換ができる中継地点として機能します。

発電容量が大きいほど電流を安全かつ確実に束ねる必要性が高まるため、産業用太陽光発電設備では接続箱が必須です。

電力の逆流を防ぐ

太陽光パネルで発電された電力は、パワーコンディショナーに送られる仕組みです。

しかし、例えば複数のパネルのうち一部に影がかかる等して発電が停止すると、他の正常なパネルから故障したパネルに電力が逆流し、過負荷がかかるおそれがあります。

そこで、逆流防止用のダイオードが組み込まれた接続箱を使用することで、電力の逆流を遮断でき、安全性の向上と発電効率を保つことが可能です。

落雷の影響を防ぐ

産業用太陽光発電設備は屋外に設置されるため、落雷の影響を受けやすいです。

近くで雷が落ちると、雷サージと呼ばれる過電圧が配線を通じて機器に伝わり、パワーコンディショナーの停止や太陽光パネルの破損といった深刻なトラブルにつながります。

そこで、避雷素子（サージ防護デバイス ： Surge Protective Device ）を内蔵している接続箱を使用することにより、近くに落雷があった場合は電気を地面へ放電し、パワーコンディショナーや太陽光パネルの故障を防ぐことが可能です。

接続箱は、電気を集約してスムーズに送るだけでなく、太陽光発電設備全体を安全に保ち、安定操業を支える重要な役割を担っています。

太陽光発電に適している企業 3つのポイント

自社が太陽光発電の導入に適しているかを判断するためには、基本的な3つのポイントを抑えることが重要です。太陽光発電パネルの①設置場所、②設置面積、③設置建物の竣工時期です。これらについて、詳しく解説します。

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接続箱と集電箱の違い

接続箱と集電箱は、どちらも電気を集める役割を担いますが、役割に明確な違いがあります。

前述のとおり、接続箱は、太陽光パネルから出力される直流電力をひとつにまとめ、パワーコンディショナーに送るための機器で、太陽光パネル単位での配線を集約します。

一方、集電箱は、複数の接続箱から出力された電力を集約するために使用されます。高出力が求められる大規模な発電施設では、接続箱だけでは管理が難しくなるため、電力を段階的に集約するための集電箱が設置されることが多いです。

つまり、接続箱は太陽光パネルからの発電を集約する中継機器で、集電箱は接続箱から出力された電力をさらにまとめる集電システムの中核的な役割を担う機器です。

太陽光発電設備の接続箱の種類

太陽光発電設備の接続箱の種類を、以下の2つの観点から紹介します。

• ●住宅用と産業用
• ●屋外用と屋内用

住宅用と産業用

太陽光発電設備は、発電容量が10kW未満であれば 「住宅用」、10kW以上であれば 「産業用」 に分類されます。

住宅用の太陽光発電は太陽光パネルの枚数が少ないため、接続箱を設置せず、接続箱の機能が一体化したパワーコンディショナーへ直接接続するケースが多いです。

一方、10kW以上の産業用は、大規模になるほど多くの太陽光パネルを直列につなぐため、過電流防止や落雷対策のために接続箱が必要となります。

そのため、産業用の接続箱は、より多くの太陽光パネルを接続できるよう設計されており、直射日光や高温環境にも耐えられる構造で開閉器の数が多いのが特徴です。

屋外用と屋内用

接続箱には、設置環境に応じて 「屋外用」 と「屋内用」 があります。

一般的な屋外用の接続箱は、雨風や直射日光にさらされる場所に設置されることを想定して設計されています。屋外用は防水・防塵性能が高く、耐候性にも優れているため、価格はやや高めのものが多いです。

一方、屋内用の接続箱は、屋外用に比べて防水・防塵性が低いため比較的安価です。ただし、設置する際は外壁に穴を開ける工事が必要です。

安全性や施工性、導入コストをふまえて、設置場所に適したタイプを選びましょう。

太陽光発電設備の接続箱を選ぶポイント

太陽光発電設備の接続箱を選ぶポイントは、主に以下のとおりです。

• ●最大入力電圧
• ●耐久性
• ●施工やメンテナンスのしやすさ

それぞれ順番に解説します。

最大入力電圧

最大入力電圧とは、接続箱が安全に受け入れられる直流電圧の上限値です。太陽光パネルは、直列に接続することで電圧が上昇するため、設計上の電圧と接続箱の許容範囲が一致しなければなりません。

例えば、太陽光パネルの規模に対して最大入力電圧が低すぎる接続箱を使用すると、過電圧状態となり、内部部品の破損や劣化、最悪の場合は火災につながるおそれがあります。

安全な運用には、設計段階から太陽光パネルの構成と接続箱の電圧許容値を正確に確認することが欠かせません。

耐久性

産業用太陽光発電設備では、接続箱は基本的に屋外に設置されます。そのため、雨風や積雪、砂埃、強い紫外線等、過酷な自然環境に長期間さらされます。

過酷な環境下でも安定して稼働させるためには、防水性や防塵性に優れ、耐久性の高い接続箱を選ぶことが重要です。

防水・防塵性能の指標であるIP等級（Ingress Protection） が高い製品や、紫外線による劣化に強い素材を使用した製品を選定すれば、機器の故障リスクやメンテナンス頻度を大幅に抑えられます。

産業用太陽光発電システムを安定して長期運用したい場合は、耐久性の高い接続箱を選びましょう。

施工や維持管理、メンテナンスのしやすさ

太陽光発電設備の規模が大きくなるほど、接続箱の数も増加し、集電箱、パワーコンディショナーへの配線の引き回しや設置スペースの確保が必要になります。

そのため、現場での施工がスムーズに行えるよう、作業性に配慮された接続箱を選ぶとよいでしょう。

また、接続箱は長期にわたって運用されるため、定期的な点検や維持管理、メンテナンスが必要になります。

メンテナンスがしやすい接続箱であれば、保守コストの削減やトラブル発生時の迅速な対応にもつながるため、おすすめです。

つまり、機能性だけでなく「施工のしやすさ」 や 「維持管理、メンテナンスのしやすさ」も、接続箱選びで重要なポイントとなります。

太陽光発電設備の接続箱に適した設置場所

接続箱は、太陽光パネルとパワーコンディショナーの中継機器であり、距離が遠くなるほど発電効率が低下するおそれがあります。そのため、屋外に設置されるケースが一般的です。

設置する際は、風雨や直射日光の影響を最小限に抑え、かつ点検や修理がしやすい場所を選ぶことが重要です。

例えば、屋外の設置場所としては、建物の壁面や架台の下等、日陰になりやすく、熱がこもりにくい場所が理想的です。屋内に設置する場合は、温度や湿度が高くなりやすい場所は避けましょう。

また、接続箱には放熱のための通気構造があるものが多いため、密閉空間や水がたまりやすい場所は適していません。

万が一の故障時にも迅速な対応ができるよう、作業員がアクセスしやすい場所を選ぶことも大切です。

設置環境に適した場所を選ぶことで、接続箱の寿命を延ばし、太陽光発電設備全体の安全性と効率性も保てます。

太陽光発電設備の導入なら関西電力の「太陽光発電オンサイトサービス」がおすすめ

産業用太陽光発電設備を導入する際は、発電容量や設置環境に応じて適切な接続箱を選ぶ必要があります。

しかし、「どの接続箱を選べばよいかわからない」「安全性に不安がある」 と感じて、迷う方もいるでしょう。

機器の選定で迷っているなら、ぜひオンサイトPPAをご検討ください。

オンサイトPPAとは、企業（お客さま）の敷地内にエネルギーサービス事業者が太陽光発電設備を設置し、維持管理するサービスです。初期費用ゼロで太陽光発電設備を設置でき、発電した電力を割安で購入できます。

例えば、関西電力では、初期費用ゼロで太陽光発電設備を導入可能なオンサイトPPA「太陽光発電オンサイトサービス」を提供しています。

関西電力グループが太陽光発電設備の設置から運用、メンテナンスまでをワンストップで行うサービスです。発電した電気をお客さまが利用し、契約期間は20年ほどです^※1。

太陽光発電設備の設置費用等の初期費用や追加の維持コストはかかりません^※2。月々の発電量に応じたサービス利用料は発生しますが、割引プランの適用で節約も可能です。

また、オプションで余剰電力の売電も選べます。休日や就業時間後の電力使用量が少なくなるタイミングで余剰電力を売電すると、電気料金のさらなる削減効果を得ることが可能です。

関西電力の太陽光発電設備は、工場や倉庫、大規模店舗の広い屋根や900㎡以上の折板屋根、カーポート、遊休地等、さまざまな場所に設置可能なので、ぜひご相談ください。

「割引プラン」や、補助金の申請をサポートする 「補助金サポート」 等、お客さまにあわせて最適なプランをご提案します^※3。

ただし、オンサイトPPAのご提供には、設置場所の面積が900㎡以上必要なため、条件に合わないお客さまは、設置場所不要の太陽光発電「コーポレートPPA」をご検討ください。

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• 途中解約には違約金が発生します。
• 故障時に保険金額を超える修理をお客さまが希望される場合等、追加料金が発生する場合もございます。
• 割引プランは、補助金との併用はできません。

接続箱は太陽光発電設備で発電した電力をまとめる役割がある

接続箱は、複数の太陽光パネルから発電された電力をまとめて、パワーコンディショナーへ効率よく送ります。

安全性を確保しながら電力を管理するためにも、最大入力電圧や耐久性、防水性等を考慮して、用途や目的に合った接続箱を選ぶことが大切です。

なお、機器の選定や運用、メンテナンス等に不安がある場合は、PPAモデルの活用も検討しましょう。

関西電力では、「太陽光発電オンサイトサービス」や、設置場所が不要な太陽光発電「コーポレートPPA」もあるので、自社だけで太陽光発電システムの設置が難しいと考えている企業の方はご検討ください。

「太陽光発電オンサイトサービス」の詳細を見る

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太陽光発電で発電した電気をご使用いただくことで、脱炭素・コスト削減につながるサービスです。

初期費用ゼロで、導入時の工事から導入後の運用・メンテナンスまで、ワンストップでおまかせいただけます。

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監修者 近藤 元博（こんどう もとひろ）

愛知工業大学 総合技術研究所 教授

1987年トヨタ自動車に入社。分散型エネルギーシステム、高効率エネルギーシステム並びに新エネルギーシステムの開発、導入を推進。「リサイクル技術開発本多賞」「化学工学会技術賞」他エネルギーシステム、資源循環に関する表彰受賞。2020年から現職。産学連携、地域連携を通じて資源問題、エネルギー問題に取組中。経済産業省総合資源エネルギー調査会　資源・燃料分科会　脱炭素燃料政策小委員会　委員他