太陽光の幹線をアルミ電線にするとどうなる?|銅との重さ・太さ・電流減少係数を実案件で比較

太陽光×アルミ電線 銅との比較

銅の値段が上がり続けています。太陽光発電所では電線の盗難も多く、狙われるのはほとんどが銅の電線です。私の案件では盗難は少ないですが、「アルミ電線は使えるのか」を一度きちんと調べることにしました。

ちょうど、屋上に太陽光を載せる建物で、PCSから受電側まで電線を高さ16m立ち下げる設計があります。立ち下げが長いと、電線の重さはそのまま建物(ラックや支持金具)にかかります。この記事では、その案件の条件で銅とアルミを比べ、重さ・太さ・電流減少係数・施工の注意点を整理します。


アルミ電線のメリットとデメリット

メリット

  • 材料費が安い:銅の相場が高いほど差が大きくなります。ただし差額は相場と数量で大きく変わるので、案件ごとに見積もりで比べます。
  • 軽い:アルミの比重は銅の約3分の1です。太くしても、全体ではかなり軽くなります。
  • 盗まれにくい:くず鉄としての値段が銅より安いため、盗む理由が減ります。

デメリット

  • 太くなる:導電率が銅の約60%なので、同じ電流を流すには1〜2サイズ上げる必要があります(重さは同じ電流の銅の約6〜8割)。ラック・配管・盤のスペースも大きくなります。
  • 接続部が弱点:表面の酸化皮膜、銅との接触による腐食(電食)、締め付け部が時間とともに緩む「クリープ」があり、専用の端子と施工が必要です。
  • 曲げ直しに弱い:柔らかく曲げやすい反面、同じ所を何度も曲げると折れやすくなります。

実案件の条件

  • PCS出力:三相210V、125kVA × 3系統
  • ケーブル長:立ち下げ16m+水平15m=1系統31m(3系統で93m)
  • 敷設:ケーブルラック

1系統の電流は次のとおりです。

I = 125,000 ÷(√3 × 210)≒ 344A

210Vで125kVAは電流がかなり大きく、ここで電線の太さが決まります。


電流減少係数をどう見るか

複数のケーブルをまとめて敷設すると熱がこもるため、許容電流に「電流減少係数」をかけます。配管の場合、3本以下なら0.70です。係数の考え方は、アルミ電線も銅線と同じです。

ラックの場合は配管より放熱しやすく、本来はもう少し緩い係数で見られます。ただ私は、ラック上でケーブルが寄ってしまうことや、夏の屋上の温度を考えて、ラックでも配管と同じ0.7で見るようにしています。


アルミ電線と銅線の許容電流

日本電線工業会の技術資料(JCS 0168-2にもとづく値)から、600V CVTの許容電流を並べました。気中・暗きょ布設、周囲温度40℃、1回線の値です。

アルミCVT許容電流同等の銅CVT許容電流
22sq88A14sq86A
38sq120A22sq110A
60sq160A38sq155A
100sq225A60sq210A
150sq295A100sq290A
200sq365A150sq380A
250sq420A――
325sq500A200sq465A
400sq575A250sq535A
500sq670A325sq635A

アルミは、同じ電流を流すのに銅より1サイズ(100sq以下)〜2サイズ(150sq以上)太くなります。


実案件での太さの選定

344Aに減少係数0.7をかけて選ぶと、次のようになります。

選んだサイズ許容電流×0.7判定
銅CVT250sq535×0.7=約374AOK
アルミCVT325sq500×0.7=350AOK(余裕は少ない)

銅は200sqでは325Aで足りず、250sqになります。アルミは250sqでは294Aで足りず、325sqになります。アルミ325sqは350Aで、344Aに対して余裕がほとんどありません。


重さと外径の比較

製品の仕様書にある概算質量(CVT、ケーブル全体)で比べます。

外径1mあたり93m(3系統)うち立ち下げ48m
銅CVT 250sq約60mm約7.4kg約690kg約356kg
アルミCVT 325sq約66mm約4.0kg約375kg約193kg
差+6mm約3.4kg約315kg約163kg

ケーブル全体で約315kg、建物にぶら下がる立ち下げ部分だけで約160kg軽くなります。外径は1本あたり6mmほど太くなるので、ラックの幅や盤の引き込み口に余裕があるか確認します。

曲げ半径

曲げ半径も、減少係数と同じく考え方は銅と同じです(ケーブル外径の何倍という倍率は変わりません)。ただし外径が太くなるぶん、曲げ半径もその割合で大きくなります。

今回なら外径が約60mm→約66mmなので、外径の6倍で見ると曲げ半径は約360mm→約400mmです。立ち下げの曲がり角やプルボックス、盤内の配線スペースは、そのぶん広く取ります。(倍率は内線規程とメーカーの値で確認します)


電圧降下

31m・344Aで計算すると、次のとおりです。

  • 銅250sq:約1.3V(約0.6%)
  • アルミ325sq:約1.7V(約0.8%)

距離が短いので、この案件では電圧降下で太さが決まることはありません。長い距離を引く案件では、アルミの方が電圧降下が大きくなる点に注意します。


アルミ電線の接続で気をつけること

  1. 酸化皮膜を落とす:接続の直前に、ワイヤーブラシや専用工具で導体の表面を磨きます。
  2. アルミ専用の端子を使う:スズめっきされ、中に酸化防止のコンパウンドが入った専用の圧縮端子を使います。端子が大きいので、ブレーカーの端子の間隔に合うか事前に確認します。
  3. 緩み対策:メーカー指定の座金を使い、トルクレンチで規定トルクに締めます。
  4. 防水処理:屋外の盤では、結露水が入らないよう、端子の根元を自己融着テープなどで巻きます。
  5. 曲げは一発で:曲げ直しに弱いので、くせ付けは慎重に一回で決めます。

埋設配管で使うときの留意点

アルミは銅より水に弱いため、埋設配管が禁止というわけではありませんが、留意が必要です。被覆の中にあるうちは問題ありませんが、むき出しの導体に水が付くと腐食が進みます。腐食してできる白い粉は電気を通さず、接続部の接触不良や発熱の原因になります。

  • 配管内に水がたまるのは前提として考える
  • ハンドホールや管路の途中で接続しない(1本ものにする)
  • 通線前後のケーブルの切り口は、キャップやテープでふさぐ
  • 通線時にシースを傷つけない

盗難対策として効くか

盗まれるのは電線で、狙いは銅です。アルミに変えると、盗んでも売れる値段が安いので、狙われる理由は減ります。

ただし、外から見ただけでは中身が銅かアルミか分からないので、切られてから気づかれることもあります。「アルミ電線使用」の表示を目立つ場所に付けると、効果が上がると考えています。


まとめ

  • 210V・125kVAは電流が約344Aと大きく、減少係数0.7をかけると銅は250sq、アルミは325sqになる
  • 減少係数の考え方はアルミも銅と同じ
  • アルミにすると、93mで約315kg、立ち下げ部分だけでも約160kg軽くなる
  • ただしアルミ側は許容電流の余裕が少なく、外径も太くなるので、ラック・盤のスペースを確保する
  • 接続部(皮膜の除去・専用端子・トルク管理・防水)が品質のカギ
  • 盗難対策としても一定の効果がある

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