太陽光発電自作 次世代のライフスタイルを求めて

はじめに

半年前から８０％自家発電計画というプロジェクトを勝手ながら計画しており、
今回やっと太陽光発電の導入にふみきることができました。

普段使用しているPCから家電など

出来る限り太陽光発電に頼って生活を送ることを目標としています。

結果としては、１００Wのソーラパネルで1000Wほどの電気の蓄電に成功し
夜間でのPC作業 (iMACと MacBook Air)の電力は余裕でまかなえるようになりました。

今回は、太陽光発電の導入手順、説軸方法、注意点など記します。

これから太陽光発電を導入を検討の方に少しでも参考になればと思っています！

 

どの程度の電力が欲しいかまとめてみる

太陽光発電導入の前に
自分がどの程度の電力が必要なのか大まかにでも知る必要があります。

これによってソーラーパネル、バッテリー、
チャージコントローラー、インバーターの選択が決まります。

インバーター変換効率、バッテリー容量の計算方法は下記のサイトを参考に
http://home.solar-make.com/?eid=207

まず僕は太陽光発電で使用した器をリストアップしました。
（消費電力の計算はインバーター変換効率を使用しています）

• Mac Book Air

 idle時 36W

full CPU時 58W

• iMac

idle時 75W

full CPU時 237W

• 照明

100WのLED電球  × ２　47W

• 炊飯器

酵素玄米Pro２ 250W （一回あたりの炊飯）

保温時　50W

• 発酵器

ヨーグルトメーカー 43W

各機器を最低でも6時間以上使いたいと思い、

バッテリーは、100Ahのバッテリーを導入することを検討しました！

 

各機器の使用できる時間予想表

（12V 100Ahのディープサイクルバッテリ、実質使用可能80Ahとして考慮）

	Ah	使用時間
Mac Book Air	idle 3Ah Full 4.8Ah	26時間 16時間
iMac	idle 6.2Ah Full 20Ah	13 時間 4時間
照明　100W×２	4Ah	25時間
炊飯器	20Ah （一回あたりの炊飯）4Ah 保温時	20時間　保温可能
発酵器	3.5Ah	22時間

 

太陽の位置を知る

効率良く太陽光発電を行えるようにソーラーパネルの位置を確認します。

この作業を非常に楽にしてくれるアプリを紹介します！
（iPhoneのみです）

このアプリは、方角はもちろんのこと、
太陽、月の位置までAR技術を用いて調べることが出来ます。

詳細はこちら

最強のコンパスアプリ！AR技術仕様のsunsurveyorについて

 

太陽光発電に必要なもの

ソーラーパネル

太陽光で発電を行うためのパネルです。
ソーラーパネルには主に単結晶と多結晶と２種類あり
単結晶の方はシリコン原子が規則正しく並べられており
安定して発電を行えるようなので
本格的に太陽光発電を行いたい方は単結晶がおすすめです。
（僕は、単結晶の100Wクラスのパネルを導入しました）

 

チャージコントローラー

充放電制御器とも呼ばれ、
ソーラーパネルで発電した電気をバッテリーに充電するためのコントローラーです。

過充電防止、過放電防止、オーバーロード/ショート保護、
などの機能も搭載されている機種もあり、太陽光発電を安全で行うのに必須です。

※ 現在MPPTチャージコントローラーに変更しました！

詳細記事はこちら
変換効率97%!?チャージコントローラーを変えてみた結果

 

バッテリー

ソーラーパネルで発電した電気を蓄電するためのものです。

バッテリーには主に、ディープサイクルバッテリーとスターターバッテリーの２種類があり
スターターバッテリーはバイク、車用のバッテリーの使用されるのが多く、
放電を行わないことが前提で用いられるバッテリーであり
太陽光発電のように充電、放電を繰り返すには向いていないバッテリーです。

ディープサイクルバッテリーは、充電、放電を行っても性能が損なわれず
深い放電の繰り返しにも耐えることができる構造なので
太陽光発電には、非常におすすめのバッテリーです。

その中でもACDelco社のディープサイクルバッテリーは、
密閉型で液の量を点検、補水したり充電時に発生するガス抜きをする必要がないメンテナンスフリーで
充電時に発生する水素ガスも内部処理して外部に出ない構造となっていますので
安全性から見ても優れたバッテリーです。

 

インバーター

インバーターとは、バッテリーから供給される電気(12V)を
家庭用コンセントと同じAC100Vに変換するための装置です。

DC12Vで使用するのが目的ならインバーターは必要ありませんが
パソコンなどの家電を使用するにはインバーターが必須となります。

インバーターには主に正弦波インバーターと擬似正弦波インバーターと２つの種類があり。
（他にも矩形波インバーター、修正正弦波など多々有り、、）
正弦波は、家庭用コンセントとほぼ同じで
出力波形がきれいなのでほとんどの電化製品に使用することが出来ます。

矩形波、擬似正弦波インバーターは、使える電化製品が限られており
電子レンジや炊飯器、医療機器など精密な周波数を必要とする製品には使用できません。

ちなみに僕が導入したのは定格出力1000Wの純正弦波インバーターです。

 

ケーブル

太陽光発電に必要なケーブルです。

ソーラーパネル延長ケーブル

ソーラパネルからチャージコントローラーに接続するためのケーブルです。

導入した太さ : 3.5sq

KIVケーブル8mm丸型付き

チャージコントローラーからバッテリー、
バッテリーからインバーターの接続時に使用します。

導入した太さ : 3.5sq

 

太陽光発電にかかったコスト

	価格
ソーラパネル	￥ 14,330
バッテリー	￥ 12,499
チャージコントローラー	￥ 3,580
インバーター	￥ 17,900
その他・ケーブル類	￥ 5,650
合計	￥ 53,959

※　 現在、Amazonで購入したソーラパネルの値段が２０００円ほど値上がりしています。

 

接続方法

接続方法について説明します。

各機器をプラス、マイナスと正しく接続しましょう！
赤と赤（プラスとプラス）、黒と黒（マイナスとマイナス）となるように接続します。

また、ソーラパネルは接続完了まで壁側に向けて発電しないようにしておきましょう！

 

① チャージコントローラーとバッテリーを接続

ケーブルの外皮をカッターで剥き取りチャージコントローラーに接続します。

バッテリーに丸型端子の方を接続します。
（後にインバーターへのKIケーブルも接続するため、ネジはまだ締めないようにします）

“BAT” が点灯してバッテリーとインバーターが正常に接続されました！

 

② バッテリーとインバーターを接続

インバーターの背後にある端子とKIVケーブルの丸型端子側を接続します。

先ほどのチャージコントローラーからのKIVケーブルの上に
インバーターからのKIVケーブルを接続しネジを締めます。

 

③ ソーラーパネル延長ケーブルを接続

ソーラパネルの背後から出ているケーブルと延長ケーブルを接続します。
（カチッと音が出るまできちんと接続しましょう！）

 

④ ソーラーパネルとチャージコントローラーの接続

外皮をカッターで剥き取り、プラスとマイナスを間違えないように
チャージコントローラーに接続します！

パネルを太陽光に向けて“SUN”が点灯したら成功です！

 

⑤ チャージコントローラーと電圧計の接続

最後に電圧計です。
正常な電圧値を保っているかの確認に凄く便利です。

以上、接続方法についてです。

 

最後に

太陽光発電を自作というと電気的な知識が必要でるイメージがあると思いますが
全くそんなことはありません。

必要な装置を手に入れ
（一部のケーブル以外すべてAmazonで購入しました。）
30分ほどで自宅に太陽光発電システムを導入することが可能です。

現在は、PC、照明を主に使用していますが、
将来的に炊飯器、暖房機器など家電の分野にも挑戦し
自作の太陽光発電だけで電力をまかなえるようにしたいと思っております。

また現在、食品関係のプロジェクト及び、研究所の開発を行っており
ここでは100%太陽光発電による運営を将来的に考えています。

20年後には、2〜30%の家庭が毎月電気代を払う必要がなくなるとのデータもあり
太陽光発電は新たなエネルギー革命を起こす可能性のある、
次世代のライフスタイルに必須の発電システムだと思います。

皆様も太陽光発電を自作に挑戦し、
次世代ののライフスタイルの可能性を切り開いてみませんか？

ご観覧ありがとうございました！

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