我が家の別宅(小屋です)に設置した、太陽光発電システムの紹介です。
DC12Vの小容量のシステムですが、カーオーディオで音楽を聴き、暗くなればLED照明が使え、何かと重宝しています。
ネットで検索して見ると、大規模な発電システムの情報が多く、小規模なシステムの情報が少ないように思えますし、6年間ほったらかしで、どんな構成かも忘れかけてきてたので、この機会に健忘録がわりに概要を残しておこうと思います。
誰かの参考になれば幸いです。
基本的な機材
| 品名 | 型番 | 仕様 | 購入価格(当時) |
| 太陽光パネル | ビームテック SP030 | 12V用30W | 4,690 |
| シールドバッテリー | WP20-12 | 12V20Ah | 3,690 |
| 太陽電池充放電コントローラ | 電菱 Solar Amp B SA-BA10 | 12V用10A | 3,200 |
| ソーラーケーブル延長ケーブル | ESCO PVケーブル 3.5sq-H-CV600用 | 5m | 2,350 |
以上が、当方のシステムに用いた基本的な機材です。
すべて AMAZON で調達しました。
休みの日だけ低消費電力の機器を動かせればいいので、太陽光パネルは30Wという小容量のものを選択しました。
太陽電池充放電コントローラについて
太陽電池充放電コントローラは、バッテリーへの充電管理や、各種保護機能(バッテリー過電圧保護、バッテリー低電圧保護、過負荷保護など)、なくてはならない機器です。
ここで、気をつけなければいけないのは、コントローラ自体が多少の電力を常時消費すること。
特に、小容量のソーラーシステムでは致命的です。
この電菱社製の “Solar Amp B SA-BA10” の自己消費電流は「2mA(平均値)」(取説より)。
2mA x 12V ＝ 0.024W。1週間で、0024W x 24h x 7days ＝ 4 Wh／week。
後述の皮算用で、当方のシステムは1週間で210 Whの蓄電なので、コントローラの消費電力 4Wh ／weekは許容範囲。
Amazonレビューで、「中国製のLCD表示付きのなんか50mA以上ありましたから。」との記述もあり、
50mAだと 100 Wh／week となり、発電した電力の半分が無駄に消費されてしまう計算になる。
(恐ろし… 電菱社製にしてよかった！)
パネルが30Wなので、電流はがんばって3A。コントローラ(10A)には余裕があります。
SA-BA10の取扱説明書は、電菱のWEBサイトで見ることができます。
皮算用
1日3時間、10Wで発電してくれれば(悪めに計算)、210Whの蓄電。
バッテリは、20Ah＝240Wh。1週間でほぼフル充電。
LED照明やオーディオで 2A(=24W)だとすると、週に一度、5時間使ったとして 120Wh。
この程度の使い方なら十分まかなえると考えています。
パネル設置の最適仰角
地軸の傾きにより、太陽の高さは季節によって変わるので、最適なパネルの角度(仰角)も変わります。
月ごとの最適角度を下の図で示します。(元データの出典元がリンク切れしてしまいましたが、同様なグラフが、ソーラーパートナーズさんのページに記載されています。)
固定して使うのであれば仰角は30度あたりが適切で、この場合、入射角のズレが大きくなる12月や6月でも、その影響は15%程度。 （cos(30度)＝0.86なので）
ただ、30度で固定すると、冬場は積雪で、発電効率の低下や、最悪パネルが破損するリスクもあると考え、パネルの仰角は可変にして、冬季は50°、夏季は20°程度にします。
設置
パネル周りの写真です。
- 単管(工事現場で足場として使う鉄パイプ、大きなホームセンターで買えます)で支柱を立てる。
- 単管用「直交クランプ」を使って支柱と直角に短い単管を固定。
- パネル裏面の取付け穴を使って、2X2材を取付け。
- 3の2X2材と2の短い単管を、単管用「タルキ止めクランプ」を用いて固定。
この設置方法だと、パネルの方角と仰角が自由に設定できます。
パネルを設置する方角は、最も発電量の多くなる「南向き」で決定。
仰角については、のちほど。
太陽光パネルでは、MC4型と呼ばれるコネクタが標準的に使われるようです。
購入したパネル配線の末端にも、この形式のコネクタが付いていました。
(安いパネルなので、おそらく「MC4互換」コネクタです。互換コネクタには当たり外れがあるようで、焼損などのトラブルも聞きます。ただ、小電力のシステムでは流す電流自体が低いため、リスクは十分低いと思います。)
パネルから出ている配線は30cmくらいなので、延長ケーブルが必要です。
ここは、素直にMC4型コネクタ付きの専用ケーブルを使いました。
MC4型は耐水仕様のようですが、耐水／耐候性上の信頼性を考え「自己融着テープ」で保護しておきました。(自己融着テープは、いわばゴムでモールドするような効果を発揮します。30%くらい引張りながら巻きつけていきます。)
接続も簡単です。
コントローラにある３つのコネクタに、それぞれパネル／バッテリ／負荷のプラスとマイナスの配線をつないで完了！
バッテリとコントローラは、ドアの上に専用ボックスを作って収納しました。
6年使って見て
太陽光発電システムを設置したのが、2014年11月。
ほったらかし状態で、今まで6年半、ノントラブルできました。
パネルは、どこのメーカーのかわからない安いものでしたが、なかなかどうして、しっかり仕事をこなし続けてくれています。
ところが、ここに来て電源が落ちるようになってきました。
コントローラが、バッテリーの電圧が異常に低いことを検知し、「低電圧」を示すアラートを出すと同時に負荷側を遮断するためです。どうやらバッテリーが寿命を迎えたのではないかと思います。
さっそく同じバッテリをAmazonに発注しておきました。
機会があれば、後日談を上げていこうかと思います。
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