太陽のエネルギーであれこれする-1-

みなさん、こんばんは。

いつものように、ようやく自分の自由時間がやってまいりました;
貧乏性で休む時間も惜しいので、日々工作や研究、学習などやってます。
(手を動かしている方が、気分が紛れるので忙しいのは半分意図的にです)

今回は大分前にお約束?していた「太陽光発電趣味レベル)」
のお話しの序章(再録)です。

ここでは、家電を動かすやオフグリッドという
実用性レベルの装置はひとまず置いておき、趣味でやることをまず。
僕の場合で。

[動機]
◆震災経験が複数回な為、ああなればこうなるが分かっている
◆ボランティア経験の為、水、電気の重要性が分かっている
◆社会インフラから、切り離した(ある程度の)自足体制にしておく
(沈むプレートの極に住んでる住人なんで;)
◆輸入に頼らないエナジー(しかも自然から)は重要
◆市場があるから、製品種類が豊富で大量生産により、価格もこなれている
↑ここまでは真面目な話;
↓楽しい話;
●電源をDC化すると色々楽しい;
日本のガラパゴスなAC事情を考えるだけで、、、
◆バッテリー直、いいことある
◆発電能力は太陽エネルギーのほんの少ししか使えていないが、
人間のことだから、変換効率など将来、技術、価格に上積みできるはず
(出始めから現在では価格が大幅に下がり、敷居が趣味レベルに)
◆先人がいるから情報が豊富


我が家は現在 100Wパネルx1、50wパネルx1の
極小規模実験レベルの状態。まだ完全に設置できていませんが、
工事が必要ではなく、立てかけて、風に飛ばされないように固定して位。

イメージ 1
<<100W単結晶ベランダ>>

手すりなどが影を落とすため、効率はかなり低下していますが、
これでもモバイル機器やノートPC位は動きます。
借家だと屋根に置いてとかできませんから
使い方(趣味)次第ではOK(安価な単結晶パネル)。

イメージ 2

楽●市●で大分前に買った初心者用「はじめようセット」の一部。
rakuten.co.jp/looop-shop (<<大人の事情でこの表記)
ヤフーショッピングやヤフオクでも同様のものが手に入ります!
※大人の事情で太字にしておきました;

で、導入に必要なもの。。。。

なんとなく予備知識(なくてもよい)
http://home.sato-gallery.com/research/solar_kihon/Chap1_v2.pdf
電気の基本知識は必要。

システム(趣味レベルで)

色んな家電を動かしたい >> 24Vのシステム

実験、趣味レベル、バイクバッテリー(MF、ディープタイプ)と
兼用したい>> 12Vのシステム

どのくらいの時間、動かしたいかでバッテリーや太陽電池が複数必要。
(HPの時間やバッテリースペックはあくまで理想値)
バッテリーは電池の法則通りのつなぎ方。(危険性は考慮)
太陽電池の場合>https://looop.club/editorials/detail/115
趣味の実験程度なら1個で。より本格的にやりたい場合、2個~~。
12V+12Vの24Vの場合、24V対応の太陽パネルが必要(12V品より高い)。
12V-12Vの12Vの場合、劣化で非推奨だが上記のつなぎ方で
運用している人が多いよう。

太陽光パネル

単結晶のものを。空き耕地などに設置する場合は
多結晶でも。(最近は単結晶がかなり安い)

太陽光パネルは逆流防止用のダイオードが背面ボックスに
ついています。(ごく稀にDIY用途で入っていないものがあり後付け)
夜間にパネル側(逆方向)に流れないように保護のため。
パネルは10~25年の保証がついています。

PVケーブル(MC4)

防水&シールド仕様。パネル側がこれなので便利。
太陽光発電のスタンダードケーブル。オスメスがある。
オスメス(計2本)でセット(+-)なので、注意。

バッテリー
シールドタイプでメンテナンスフリーのもの!
ディープサイクル推奨)
http://www.chikuden-sys.com/category/battery_list.asp?bid=14

僕のはG&Yu=100W,LONG=50W.
鉛で重い。LONGが入手性と値段で、実験用にはいい。
ACデルコ、オプティマが高級品?
リン酸鉄リチウムイオンもある。
問題になるのが、使用後のリサイクや回収
鉛バッテリーは廃棄(カーショップやガススタンド)が容易。
リチウムイオンはリサイクルマークがあれば電気屋など。
(ただし太陽光用のものなどを引き取ってくれるかは事前要確認)
(一部チャージコントローラーとの相性がある模様(未確認)=リチウム)


チャージコントローラー

イメージ 3
<<100W用装置一式>>

チャージコントローラー。12V用と24V用、両対応がある。
両対応品がお勧め。後はチャージする方式で値段の差
(趣味レベルではそれほど気にしなくてもよい)
http://www.chikuden-sys.com/solar/chargecontroller.asp
チャージコントローラー自体の消費がある、
10mA~200mA位。液晶などついた機種ほど消費が多い(けど便利)。
チャージコントローラは数年経過で故障する場合があるので、
あまり高価なものは要らないかも。(僕も2台目です)

チャージコントローラーへの負荷(機器)の接続は非推奨。
LOADという端子がある(アイコンは電灯)が、
ここには小WのLED灯やUSB機器位。
http://www.solar-make.com/faq/dc-ac-inverter-connect-battery/3374/

DC-ACインバーター

ACの機器を動かしたいときのオプション。正弦波を推奨。
疑似だと動かないものやノイズの原因に。正弦波でも安いものは…
今のところ、電菱
denryo かCOTEKの二択。(高いけど)
オーディオやりたい人は勿論上記。
これ自身の消費電力が結構あるので、非力なシステムに大W数のものはNG。
僕位の規模では300~400W以下のもの。
これ自体の保護回路はまともな物ならあるので気にせずともよい。

リレーとヒューズとヒューズボックス(車用のでも可)

どれも保護用。DCバッテリー直など配線するときは
カーアクセサリーを配線する要領と同じ。エーモンに聞いて下さい;
僕はチャージコントローラのLOADをリレー起動シグナルにして、
電流自体はバッテリーからとる配線にしています。(ついでにヒューズもいれる)


注意すること、その他:

太陽光パネルが発電中に配線などを弄らないこと!
(日中はパネル全体を毛布などで覆って確認後作業)
◆バッテリーに負荷が無い場合、配線接続時に火花が飛ぶ事があります
つないでいる機器がオフになっていることを必ず確認して作業。
シールドバッテリーではそれ程。以外は危険(水素)。
バリスタを入れとく人もいる模様?…
◆太陽光発電システムとACからのバッテリー充電機を同時併用しないこと!
発電能力は高低があり、バッテリー消費によっては充電容量回復までに
かなり時間を要する場合があるので、気長に。

極端に高温多湿のとこに設置するのは止めましょう
(パネルはもつがチャージコントローラーなどが故障)