オフグリッド蓄エネルギーマイクログリッド：発電・蓄電・制御をひとつのシステムに
オフグリッド蓄エネルギーマイクログリッドは、公共電力網に頼らずに「発電―貯蔵―配電―利用」の工程を自律的に完結する独立電源システムです。 太陽光パネル、ディーゼル発電機、蓄電池、蓄電用パワーコンデッシャ（PCS）|パワーコンデッシャ（PCS）、配電設備、エネルギー管理システム（EMS）を、電圧と周波数を自ら確立する単一の独立電源に統合します。 一般的な「太陽光＋オフグリッドインバータ」構成との工学的違いはインバータ自体ではなく、電力バランシング能力にあります。蓄電は同時に電力バッファ、電圧・周波数の基準、そしてエネルギー->_time-shift_->という三つの役割を担うためです。
- ≤10ms受動的な連系／非連系切替時間
- 99.3%多ポート直流結合時の充電効率
- -30~60℃動作温度（45℃超で出力低下）
- IP54 / IP65キャビネット・壁掛けの保護等級
システム構成：4つの層がそれぞれを担う
完全なオフグリッド蓄エネルギーマイクログリッドは、機能ごとに4つの層に分解できます。それぞれが固有の工学的責務を負います。
太陽光を主、ディーゼルを下支えに
太陽光は最もkWh単価が低く、燃料依存がなく、保全も少ない主力電源です。ディーゼル発電機は長期の曇天時の保険充当します。 实践中は「ディーゼルゼロ」を目指すことはほとんどありません。SOCと負荷予測にもとづいてエンジンの起動閾値を設定し、連続的な低日射の時間帯にのみ稼働させつつ、蓄電池のサイクル寿命も守ります。
[SP200/150HAPV 太陽光MPPTコントローラ](/ja/product/sp200-150hapv) は IP65 壁掛け設計で、最高効率 99.26%、昇降圧変換に対応します。多ポート MPPT の意義は日陰とストリングのミスマッチへの耐性にあります。建物・植生・移動する雲で配列が部分的に日陰になっても、各ポートが独立に最適点追随するため、1ストリングの不整合が全体を牵引停止させません。
容量が续航を、瞬時出力が負荷を決める
蓄電池容量の算定基礎は日照が途切れる最長期間と日平均使用電力量であり、「太陽光設置容量×係数」という単純な式でありません。瞬時出力側は負荷の起動電流を検証します。モーター・ポンプ・コンプレッサーの起動電流は定格の5〜7倍に達し、余裕のないPCSは起動と同時にトリップします。
直流結合方式では太陽光・蓄電池・PCS が直流母線を共用し、DCDC モジュールが電圧整合とエネルギー経路選択を担います。[SP120/60HCPV および SP105HCDC DCDC モジュール](/ja/product/sp120-60hcpv-sp105hcdc) は絶縁風道設計で最大効率 99.3% を実現し、広範囲の直流電圧入力と多ポート太陽光入力に対応します。異なるセルバッチが混在する場合にも有効な異種電池対応（SOC バランス）を備えています。既存電池の増設や混在という難しい局面で、この機能が、混在という難しい局面でも確実な運用を可能にします。
PCS がシステムの中核
PCS は直流と交流の双方向変換を担い、非連系モードでは電圧と周波数を確立します。非連系運転ではグリッドフォーミング能力がもっとも要求される時期です。大容量電網が基準を提供しないため、PCS が同期発電機の代替として機能します。
連系／非連系の切替を交流母線上の独立モジュールとして必要とする場合は、[STS200/400/600 静電切替モジュール](/ja/product/sts200-400-600) が切替時間 20ms 未満、電網側／負荷側の双方向検出、RS485/CAN/4G 通信インターフェースを備えており、複数国規格の連系／非連系切替に対応します。
EMS が収益と電池寿命を決める
EMS は運用戦略を実行します。太陽光を負荷へ優先供給するか蓄電池を優先充電するか、ディーゼル 何SOC で起動するか、放電深度をどこまで許容するか、并列機間の電力配分をどうするか。これらの判断は燃料消費量、サイクル寿命、設備稼働率の三つの核心指標を直接決定します。
中騰数能のオールインワン内蔵 EMS は SOC バランス、ピークカット・谷埋め、自家消費、余剰電力上网、クラウドプラットフォーム、逆流防止、ディーゼルハイブリッド運用に対応し、通信インターフェース経由で上位監視システムへ接続できます。
中騰数能のオフグリッド製品群
出力と集積度による3つの区画。まず形式を決め、その後に容量を設計します。
光蓄電 非連系オールインワン
- 定格出力（連系）250kVA
- 最大出力（非連系）275kVA
- 連系／非連系切替能動 0ms / 受動 <10ms
- 絶縁変圧器内蔵
- 保護等級IP54
シリーズ 光蓄電オールインワン
- 定格出力（連系）375kVA / 500kVA
- 太陽光出力120kW×3 / ×4
- 連系／非連系切替能動 0ms / 受動 <20ms
- 並機台数3台
- 充電効率>99.3%
大容量一体型キャビネット
- 定格出力750kVA
- 最大出力（非連系）825kVA
- 最大電池電流200A×6
- 保護等級IP54
- 多台並機対応
壁掛けマイログリッドPCS
- 保護等級IP65
- 設置方式壁掛け
- 最大バイパス電流230A
- ATS 二重交流入力内蔵
- 寸法950×650×306mm
マイログリッドPCS（STS内蔵仕様あり）
- 定格出力125kVA
- 切替時間<10ms
- 最高効率98.5%
- 結合方式直流 / 交流
- 過負荷能力125%
ハイブリッドインバータ（中小容量）
- 定格出力60/50/40/30kVA
- 最高効率98.2%
- 過負荷能力150%
- 対応セル280/314Ah
- 切替内蔵STS、無瞬断
形式1・オールインワンは中小規模現場向けです。PCS、MPPT、EMS、PCM 連系／非連系切替スイッチ、直流／交流配電を同一キャビネットに集約し、現場では太陽光・蓄電池・負荷・ディーゼルという4つの系統を接続するだけです。設計工数、設置面積、立ち上がり作業のいずれも軽くなります。
形式2・シリーズ品は中大容量向けです。高い保護等級と大きな出力ブロックを備え、増設時は同一シリーズ・同一出力の機種を用いることを推奨します。異なる機種の混在は循環電流を生じ、制御を複雑にします。
形式3・一体型キャビネットは緊急電源や建設現場向けです。高い出力と迅速な展開、電網／ディーゼル／蓄電池の入力、および内蔵の太陽光接続スイッチを備えています。
容量設計：まずエネルギー、次に電力
オフグリッド系統の設計には独立した二つの目標があり、それぞれ別に算定する必要があります。
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第1段階：日使用電力量から蓄電池容量を決める
- 使用可能容量 ≥ 日平均使用電力量 × 自立日数 ÷ システム効率
- 放電深度（DoD）は通常 80〜90% に留め、磷酸鉄リチウム系では長期間の満放電を避ける
- システム効率には PCS 変換損失・DCDC 損失・配線損失を含みMES の工学的取り値は 85〜92%
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第2段階：負荷特性からPCS出力を決める
- 各負荷の定格出力の合計に最大同時係数を掛け、定常時の電力量を求める
- 誘導性負荷（モーター、ポンプ、コンプレッサー、空調）を個別に検証し、最大1台の起動電流を加える
- 将来負荷増と並機時の配分余裕として 20〜30% の余裕を確保する
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第3段階：過負荷と温度 ديرーティングを検証する
中騰数能のオフグリッド機は一般に1.1倍連続／1.25倍短時間の過負荷に対応し（SP60HCG2 は 150%）、モーター起動を吸収できます。しかし周囲温度は別途検証が要します。全機種とも動作温度の上限は 60℃、45℃ 超で出力を低下させ、標高 2000m 超でも同様に低下が必要です。
代表的な応用シーン
島のマイログリッド
東南アジアの島嶼での独立供給。コストの高いディーゼル発電を代替し、塩霧・台風環境に耐える設計が求められます。
アフリカの村落マイログリッド
光・柴油・蓄電池のハイブリッドで基礎的な電力を供給。低い低い保全難度と遠隔監視を前提とします。
アフリカの鉱山マイログリッド
負荷が大きく起動電流も激しい。重負荷の起動に合わせてPCSの過負荷能力を検証する必要があります。
油田の採油マイログリッド
採油機が周期的な衝撃負荷となります。太陽光＋ディーゼル＋蓄電池の連携によりディーゼル消費を大幅に削減できます。
中東の豪宅マイログリッド
高級住宅・商業施設のための安定した電力供給。空調などの大電力負荷にも対応します。
遠隔の農場・牧草地
灌漑ポンプや飼料加工などの生産用負荷。供給半径が長く、末端電圧が落ちやすい環境です。
可搬式蓄電車
緊急・仮設電源。復旧作業、建設工事、大型イベントなどに適宜移動して使用できます。
通信基地局・边防駐屯所
小容量で長期稼働。信頼性、保全フリー、遠隔アラームが主要な検討事項となります。
設計・施工の要点
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負荷の分類と保電範囲
「どの負荷を必ず停電させないか」を明示的に決める必要があります。通常は三段階です。1 段は照明・通信・医療・安防、2 段は生産用負荷、3 段は遮断可能な負荷です。容量の算定は 1 段＋2 段を基準とし、3 段は SOC が低下した際に、EMS が自動的に遮断することでシステム全体の停電を避けます。
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接地形式と保護構成
電網側から基準接地が供給されないため、接地方式は設計段階で確定します。PCS 交流側中性点を直接接地またはインピーダンス接地とし、独立した漏電保護と絶縁監視を設けます。雷保護は直流側と交流側の双方を対象とし、一体機には避雷器が内蔵されていますが、現場の引下線と接地抵抗は別途算定が必要です。
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並機と電力配分
容量が単片机を超える場合は並機とします（SP250HAG2T、SP375/500HAG2 はいずれも 3 台並機に対応）。確認すべきは三点で、機種間で並機プロトコルが一致するか、通信系が冗長か、電力配分が均等か主従か、ということです。増設時は同一シリーズ・同一出力の機種を選ぶことを推奨します。
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環境適応性と保護等級
保護等級は設置条件で選びます。壁掛け位置には IP65（SP135HAPSS、SP200/150HAPV）、一体機キャビネットには IP54（SP375/500HAG2、SP250HAG2T、SP750H54PSTD）を用います。高温・高湿・塩霧環境では、風道隔離設計（SP60HCG2、SP120/60HCPV が採用）を選び、電子部品の劣化を抑えます。
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試運転と検査
順序を推奨します。まず単片机に模擬負荷をかけ、電圧・周波数の出力を確認します。次に太陽光を接続し、MPPT の追従と出力制限の動作を確かめます。続いて蓄電池を接続し、充放電切替と SOC の校正を検証します。最後にディーゼルをつなぎ、ハイブリッド起動停止と連系／非連系切替を確認します。検査の重点は、実測切替時間、定常電圧偏差、周波数の変動範囲、高調波歪率、エンジン起動成功率です。
納入実績
よくある質問
オフグリッド系統には必ずディーゼル発電機が必要ですか。
必ずしもありませんが、推奨されます。日射が安定し自立日数の要求が小さい現場では、太陽光＋蓄電池のみの実例もあります.長期の曇天時には、蓄電池の増強か負荷遮断しか手段がありません。蓄電池の増強の限界費用は小型エンジン 1 台の導入コストを上回ることが多いです。実務では「光・蓄電主体、ディーゼル補助」が基本で、エンジンの容量は設備全体のピーク負荷ではなく 1 段負荷の定常出力に合わせて選定します。
蓄電池容量は大きいほど安全ですか。
いいえ。過大な容量は初期投資を押し上げるだけでなく、電池が長い間低い SOC 域や浅充電放電の状態のまま運用されると、逆にセル間の性能ばらつきが拡大します。自立日数と日使用電力量から精密に算定し、妥当な SOC 運用ウィンドウを必ず確保してください。
オフグリッド（おそれ）に、連系／非連系切替の意味はあるのですか。
「オフグリッド」と呼ばれる現場でも、実態は弱電網または間欠供給である場合がほとんどです。昼間は市電があり、夜間は停電する、あるいは週に数回計画停電がある。这类現場では PCS が双方向切替を行う連系／非連系対応機が必須です。純粋な非連系機は連系運転ができず、復電時に自動的に復帰することもできません。中騰数能のオールインワンは能動切替 0ms、受動切替 10ms 未満を達成しています。
太陽光の出力変動で電圧・周波数が不安定になりませんか。
まさにそこが蓄電システムの本質的な価値です。グリッドフォーミング PCS が電圧・周波数の基準を確立し、蓄電池が瞬時電力を供給し、太陽光の変動は蓄電が吸収します。負荷側には伝わりません。追従型機器と蓄電池を併用しない場合、変動はそのまま負荷に到達します。
遠隔で監視できますか。
はい。中騰数能の製品は原則として RS485/CAN/4G 通信インターフェースを備えており、運転データを監視プラットフォームへ送信し、SOC、充放電電力、警報状態、故障履歴を遠隔で確認できます。島嶼や鉱山などアクセスの困難な現場では、遠隔運用がライフサイクルコストを抑える鍵になります。
現場の条件に沿ったオフグリッド設計を承ります
島嶼・村落・鉱山・油田・農場、あるいは緊急電源。中騰数能は容量試算、システム設計、機種選定から試運転引渡しまで、オフグリッド蓄エネルギーマイクログリッドを一括でご提供します。
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