3000円からはじめる太陽光発電システム[自家発電・非常用電源]

我が家では独立型の自家発電をしていて200Wのソーラーパネル、300Wの風力発電機、5Wの水力発電機で自家発電した電気を車用の12Vバッテリー6個に蓄電してACインバーターを通して居間の照明・TV・空気清浄機・扇風機・オーディオ・無線LANルーター・NAS・携帯電話・パソコン・水槽ポンプの電源として利用しています→初期投資額30000円程度、月500円~1000円程度電気代が浮いてます





必要なもの

今回は最小限の規模でかつ安く作り、非常用の照明や携帯電話の充電利用目的の太陽光発電システムを紹介します。
このシステムは蓄電に使うバッテリーの容量と太陽光パネルの発電容量で必要なものが多少変わってきますがおおまかに必要なものは以下のもの。

・ソーラーパネル
・チャージコントローラー
・シガーソケット
・シガーソケット用 電圧計 USBポート付
・12Vバッテリー
・配線

目安としてに発電に使用したい太陽光パネルの性能の1.5倍程度のバッテリーの容量があるとベター。
規模が大きくなっても基本同じものを使えばできますが配線はできるだけ太いものを使うことをお勧めします。
尚、蓄電に使う12Vの自動車バッテリーに関しては買わずに、車やバイクのバッテリー交換したあとにでる廃棄用のバッテリーを利用する前提として進めていきます。(バッテリーがあがったものは使えません、電圧が12.0V程度あるもの)

 

・ソーラーパネル
12Vシステム用 amazonで2000円程度のもの
今回使用するものは秋月電子電商で買ったほぼ同等の性能のものです。
(逆流防止ダイオードのついたもの)

スペック

 

・チャージコントローラー
12Vシステム用 過充電・過放電を監視するコントローラー。
amazonで300円程度のもの。

スペック
◆ 電圧:DC12V/24V
◆ 自己消費する10MA
◆ 定格充電電流:20A
◆ 定格負荷電流:20A
◆ 過充電
・ 保護:14.4V/28.8V
・ 充電フローティング:13.5V/27V
・ リカバリー:13.2V/26.4V
◆ 過放電
・ 保護:10.8V/21.6V
・ リカバリー:12.3V/24.6V
◆ 過電圧ロード
・ 保護:16.5V/34V
・ リカバリー:15V/30V
◆ 太陽電池パネルの最大開放電圧:25V/36
◆ 動作温度:-20℃~+50℃

 

・シガーソケット
amazonで150円程度のもの

 

・シガーソケット用 電圧計 USBポート付
バッテリーの電圧確認とスマホや携帯電話の充電、USBの照明器具などに使います。
amazonで500円程度のもの

 

・12Vバッテリー


YUASA YTZ7S 6.3Ah
今回は愛車セロー250のバッテリー交換ででた古いものを使います。
電圧は12.0Vありましたがセルモーターを回すパワーはなく交換したもの
6.3Ah、ざっと計算で満充電で1A(1000mA)出力を6時間使えるバッテリー(スマホ充電2回程度、5WのUSB電球を5時間程度)

 

・配線
配線はバッテリーと充電コントローラーをつなぐ10cm程度の適当なものがあればいいです。(なるべく太めのもの)
なければ↓

 

 


 


パーツがそろいました、あとは配線をつないでいきます。
日中に作業をする場合は接続が終わるまでは太陽光パネルは裏にしておくことを推奨します
(接続していなくても発電しているため)
この他に+ドライバー、配線用にニッパーかハサミがあるといいでしょう

 

バッテリーと充電コントローラーの接続



バッテリーに[+]の線と[ー]の線を取り付けて、チャージコントローラーの中央のバッテリーの端子に接続していきます(左から[+])、配線は取り付け時は[+]から、はずす時は[-]からです(ショートを避けるため)

バッテリーのランプが付けば正常に接続できています。

ちなみに今回はバイク用のバッテリで元々取り付け用のネジがついているので配線が楽ですが、一般的な車のバッテリーの場合はそれがないのでこういった


手元のバッテリーにあったサイズのバッテリーターミナルを使うと接続が楽になります
(自己責任ですが園芸用のホースを端子の長さに切ると端子との接続にちょうどよかったり)


あとは[+]側にこういった赤いテープをはっておくのも接続の間違いの防止になります。

 

ソーラーパネルと充電コントローラーの接続



充電コントローラー左側のソーラーパネルの表示のしたの端子にソーラーパネルの配線をつなげます。
ソーラーパネルを太陽に向けてchargeのランプが付けば正常に接続できています。

 

シガーソケットの接続



最後に右側の端子にシガーソケットを接続して太陽光発電システムの構築完了!
我が家の庭先発電所の完成!

 

庭先発電所完成



このままだと持ち運びに困るののでセリアで買ったCDケースに収納。
システムの防水にもなってちょうどいい♪

あとは陽当たりのいいベランダなり、庭先に置くなりして発電を開始!
※一般的な車の鉛バッテリーは充電時に可燃性の水素ガスが発生するので基本的に発電は外で行ってください。
今回使用したバッテリーは密閉式のシールドバッテリーを使っているので室内での使用も可能です。

 

発電チェック


陽当たりのいい場所に太陽光発電システムを置くと見た目は何も変わりませんが、発電がはじまっています。そのまま見ていても面白くないので、シガーソケットプラグに用意したUSBポート付電圧計をつなぎます。


現在の電圧が表示されて、発電がすすむとじわじわと電圧が上がっていきます。
これはやってみればわかることなのですが、自分で作った太陽光発電システムの発電を実感できる瞬間なのでまるで
実験に成功したような、なかなか面白い体験になると思います。

ちなみに太陽光パネルは常に太陽のほうを向けると最大効率で発電してくれるのでシステムを作ってすぐの時は
時間ごとに太陽の方向にパネルをじわじわ動かして見たりしたくなりますが(笑)

毎日そうしているわけにはいかないので設置する基準は

真南に向けてできるだけ日が当たる場所に35°くらいの角度で置く

ちなみにこの角度の基準値は地域によって違って、
札幌43° 東京35° 那覇26°

あとは季節によってもかわってくるので

夏場は基準値から5°ひいた角度、冬場は基準値から10°たした角度が適当

充電が進んで電圧が13.9Vになると充電がほぼ完了。
チャージコントローラーのChageのランプが点滅して過充電防止機能が働いて充電が停止します。

この電圧計は発電状態の確認、バッテリーの状態確認に使えるのでとても重宝します。
・充電中のバッテリーの正常な電圧範囲 12.5V~14.0V
・通常時のバッテリーの正常な電圧範囲 11.5V~12.8V

 

発電した電気をつかってみる

さていよいよ次は実際に発電した電気を使ってみます。

日没後にこのLED電球を灯してみました。

17時過ぎから
10WのLED電球を3時間点灯できました。
5Wのものなら6時間くらい点灯できるかな。

これも体験してみないとわからないことですが、自分で発電した電気で部屋が明るくなる。
この体験もなかなか面白い体験だと思います。
スマホなら2回程度、ガラケーな10回程度充電できる計算。
廃棄用のバッテリーの活用としては充分な結果でしょう。
セルモーターを回すような大きく強い電気は取り出せなくても、小さく弱い電気を細く長く取り出すことはできます。

このシステムのいいところはかさばらないので設置場所を選ばないこと、電源のきていない車庫や倉庫、
庭先のガーデンライト、噴水やポンプの電源、夜間照明の電源、いろんな活用法があります。
そしてこのシステムを応用すれば我が家を停電しても困らない家、何かあった時にも自分の家で対応できる家づくりの足掛かりになります。

なんだそんなものか

と捉えるか

そんなにつかえるの?

と捉えるかはあなた次第

実際に自分で発電をしてみると、普段コンセントにさせばあたりまえに好きなだけ使える電気というのがどういうものなのか実感として知ることができます。

東日本大震災以来、そういう意識が高まってこういった太陽光発電まわりのパーツも安く手に入るようになりました。
その反面時間が経ってその感覚が薄れていっているのも事実、あってあたりまえの感覚がもどってきている。

自分で使う電気は自分で作る。

よくわからないものに頼って日々を生きるより

自らの知識と経験を生かして確かな日々を生きる

これからを日本を生きるのに必要なスキルのような気がしています。




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