令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 機械（電気技術者試験センター）問10

✓ これが正解1パワーコンディショナは降圧チョッパとインバータを組み合わせて太陽電池の直流電圧を交流電圧に変換制御する機器である。

解説

図の前段は昇圧チョッパなので、降圧チョッパとする記述が誤りです。

図のパワーコンディショナは、太陽電池の側からコンデンサ、リアクトル、上下2個のスイッチング素子と続き、その先に直流のキャパシタ、単相ブリッジのインバータ、出力のリアクトルとコンデンサのフィルタが並んでいます。決め手は前段のチョッパの形です。

太陽電池の電圧はリアクトルを通ってスイッチング素子の接続点に入ります。下の素子をオンにするとリアクトルに電流がたまり、オフにするとリアクトルの電圧が太陽電池の電圧に加わって、上の素子のダイオードを通じてキャパシタへ流れます。これは入力より高い電圧を作る昇圧チョッパの形です。降圧チョッパなら電源のすぐ後にスイッチング素子が直列に入り、リアクトルは出力側に置かれます。したがって、前段を降圧チョッパとする記述が誤りです。

ほかの記述は正しい内容です。太陽電池の出力は日射や温度で変わるので、最大電力点追従制御（MPPT）で最大の電力を取り出します。チョッパとインバータの間のキャパシタは直流電圧を平滑し、容量が大きいほどリプルが小さくなります。インバータは PWM 制御とフィルタで系統へ流れる高調波を抑え、系統連系保護装置が異常時に出力を遮断します。

リアクトルが電源側にあって素子が電源に並列に入れば昇圧、素子が電源と直列でリアクトルが負荷側なら降圧、と見分けると図から判断できます。

ほかの選択肢の解説

• 2太陽電池の出力は，日射や温度などの環境からの影響を大きく受けるため，その時々の条件で最大電力を出力できるように最大電力点追従制御(MPPT)が行われる。：最大電力点追従制御の記述は正しい内容です。太陽電池の電圧と電流の関係は日射や温度で変わるため、制御によって電力が最大になる動作点を探し続けます。誤りを含むのは前段のチョッパの種類の記述です。
• 3チョッパの出力電圧はチョッパとインバータ間に設置されたキャパシタによって平滑され，キャパシタ容量が大きいほどチョッパの出力電圧リプルは小さくなる。：キャパシタによる平滑の記述は正しい内容です。図の中央のキャパシタはチョッパの出力側の直流電圧を保ち、容量が大きいほど電圧の変動（リプル）は小さくなります。誤っているのはチョッパを降圧とした点です。
• 4パワーコンディショナのインバータでは，高調波抑制用のフィルタが接続され, PWM 制御により電力系統への高調波流出を少なくする。：高調波抑制の記述は正しい内容です。図のインバータの出力側にはリアクトルとコンデンサのフィルタがあり、PWM 制御と組み合わせて系統へ流れ出る高調波を少なくします。誤っているのはチョッパの種類の記述です。
• 5パワーコンディショナの出力を電力系統と接続するためには系統連系保護装置が必要で，系統側やパワーコンディショナ内に異常が起きた際に，パワーコンディショナの出力を遮断する。：系統連系保護装置の記述は正しい内容です。電力系統とつないで運転するには、系統側や装置内の異常を検出して出力を遮断する保護が必要です。誤りは、前段を降圧チョッパとした記述にあります。