太陽光発電システムの概要をみていると、必ず出てくるワードの１つに【キュービクル】があります。

高圧連系のメガソーラーをはじめ、規模の大きな太陽光発電所には必ず設置されている電気設備です。

なんとなくは理解していても、機能や役割などの詳細は知らない…

そんなあなたに、今回はキュービクルの仕組みや、メリット・デメリットなどを解説しましょう。

キュービクルとは

【キュービクル式高圧受電設備】とは、発電所から変電所を通って送られてくる6,600ボルトの電気を、単相100ボルトや単相200ボルトなどの低圧に変圧する受電設備のことです。

【キュービクル】は、厳密にはそれを収めた金属製の箱のことを指すのですが、その受変電設備を総称して【キュービクル】と呼ばれています。

変電所から送られてきた6,600ボルトの電気は、家庭用などに使うため変圧する必要があり、一般的な送電網では電柱についている円筒形の箱、柱上変圧器（トランス）が行っています。

しかし、事務所ビルや店舗、工場などの大規模な施設では、この柱上変圧器からの電気では容量が足りないため、建物に直接高圧のまま電気を送り、敷地内に設置するキュービクル式高圧受変電設備で使用する電圧に変圧していくのです。

そのためキュービクルは、多くの電気を必要とする商業施設や、店舗、工場、オフィスビルなどの施設に設置されています。

ビルの屋上や、マンションの共用部分などに置かれている、扉のついた大きな箱状の設備が【キュービクル】です。

キュービクルの内部機器

受変電設備の内部機器には、配電盤、分電盤、開閉器、断路器、変圧器や制御装置などがあります。

これらの内部機器を収容する鉄の箱が、キュービクルです。

内部機器により、電力会社から高電圧で供給されている電力を使用するために電圧を、100V・200Vに下げることができるのです。

装置を安全に、かつ正常に動かすためには、上記のような変圧器や断路器が欠かせません。

内部機器の露出を減らして外部からの影響をなくすことで、感電や停電といったトラブルを防ぐ役割を担っています。

また、ボックス内に全機器を収容することで、そのコンパクトでシンプルな構造が点検などの作業性を高めています。

キュービクル式高圧受電設備には、PF-S形とCB形の2種類があります。

■キュービクルPF-S形

主遮断装置にLBSと呼ばれる開閉器を使用しており、PF-S形を使用する場合は、動力や変圧器の容量が300kVA以下であることが条件となります。

CB形と比較をすると、受電方法がシンプルで、キュービクルの箱自体をコンパクトサイズにすることができ、コストを抑えることが可能です。

■CB形

主遮断装置に真空遮断器を使用しています。

CB形を用いる必要があるのは、動力や変圧器の総容量が300kVAを超え、4,000kVA以下である場合です。

高圧ヒューズ、真空遮断器の両方を使用することができます。

また、停電が起きた場合に、停電範囲を全体ではなくピンポイントに限定することが可能です。

キュービクルを使うメリット

キュービクル式高圧受電設備は、様々な特性が高く評価され、広範囲に使用されています。具体的なメリットをみていきましょう。

• 高圧電力契約は電気料金が安い

契約電力を高圧にすると、電力会社を通さず電気を利用するため、低圧受電契約とくらべて電気の単価が安くなります。

• シンプルでコンパクトなため、さまざまな施設で設置ができる

大きな設備を設置することができない小規模施設でも設置が可能です。
個人病院など、安定した電気供給が必要不可欠な施設でも、限られたスペースに設置できるため、キュービクル式高圧受電設備の需要は高いといえます。

• 工事期間が短い

高圧電気工事の際に、工場で組み立てているユニットを備え付けして高圧ケーブルを引き込むため、比較的短い工事期間で終了することができます。

• 安全性が高い

機器が完全に収納されているため、感電などの電気事故が少ないのも大きなメリットです。

また、工場で組み立てた上で備え付けをするため、信頼性や安全性も評価されています。

• メンテナンスが容易

コンパクトに機器類がまとまっており、メンテナンスが標準化されているため、保安点検作業の効率化が図れます。

• 小型でシンプルなデザインで外観を損なうことがない

小型のため、ビルの屋上などの商業施設に設置してもひどく目立つことがないといえます。

キュービクルを使うデメリット

メリットが多いキュービクル式ですが、デメリットもあります。

• 届出などの手続きが必要

当然ですが、キュービクルを新設するためには、いくつかの届出と申込みが必要です。

まずは、電気主任技術者の選任です。

電気主任技術者がいない場合は、管轄の電力会社に相談して電気保安協会を紹介してもらうことができます。

• 費用負担

キュービクル式高圧受電設備を設置するには、電力消費量に応じてまとまった費用が必要になります。

一般的に、キュービクル式高圧受電設備の設置にかかる費用は、概ね200〜600万円前後です。

コンビニや小規模工場などでは、100kWの電力消費量で200万円前後、スーパーや中規模工場などでは300kWの電力消費量で300万円前後が目安になります。

大規模な工場や病院などになると、500kWの電力消費量で600万円前後かかるケースもあります。

• 耐用年数

キュービクル式高圧受電設備の耐用年数は、設置場所が屋内か屋外によって大きく変わります。

一般的に、耐用年数は屋内であれば50〜60年、屋外であれば20〜30年程度といわれています。

上記は再塗装や点検補修、清掃などのメンテンスをきちんと実施した場合の目安であり、これらを怠ると耐用年数が短くなってしまいます。

また負荷開閉器、遮断器などの内部機器に関しては、一般的に15〜20年程度の耐用年数といわれており、個別の修理や部品交換が必要です。

太陽光発電に必要なキュービクル

太陽光発電にも必要な場合がある「キュービクル」。

一般家庭ではキュービクルが不要でも、工場ではキュービクルが必要なのと同じで、50kW未満の低圧太陽光発電システムではキュービクルは不要ですが、50kW以上の高圧太陽光発電システムでは、キュービクルなどの設備で変圧し高圧の配電線へ接続する必要があります。

太陽光パネルで発電した電気は、直流集電盤を経由してキュービクルパワーコンディショナー、昇圧変圧器で変圧され、買電メーターを通って配電線へと連系されます。

太陽光で使われるキュービクルでも、一般のキュービクルと同じように保守点検などのメンテナンスが義務付けられており、電気主任技術者の選任や保安規定の提出などが必要になってきます。

500kW未満のミドルソーラーの場合は、電気主任技術者を外部委託する方法以外に、電気主任技術者免状の交付を受けていない者を選任させることができる「主任技術者選任許可制度」もあります。

大きな電力にはキュービクル

大きな電力を取り扱う施設では、キュービクルなどの高圧受電設備が必要です。

電力会社などが発電した電気は、高圧送電線を通して変電所を通り、工場や大きなビル、あるいは一般家庭というように、それぞれの用途に合わせた電圧へと調整された後、適切な量休となり休みなく送られています。

そこで、50kW以上の電力が必要な大規模な施設では、高圧受電契約に基づいてキュービクルなどの高圧受電設備を使用して電気を引き込む必要があります。

大規模な施設では、使われる電源や受電設備容量も比例して大規模になるものです。

受電電圧や受電容量によって電気代や基本料金が変わるため、コスト削減率を上げるために高圧受電設備を導入する施設が多くなっています。

solar-lab