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ひらら工作


独立型太陽光発電


リンク  
太陽電池
(Wikipedia)

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□農園の作業小屋に設置した太陽光発電装置です。
総費用約11万円は安価とは言えませんが、まあ趣味の世界だと自分を納得させます。
用途は照明と換気扇の動力です。
■太陽光発電
太陽光発電とは、太陽電池を使って光のエネルギーを電力に変換する発電方式で、ソーラー発電ともよばれます。バッテリーなどに蓄電して使用する独立蓄電方式と、電力会社の送電網につないで利用する系統連系方式があります。ここで製作するのは独立型です。


□1号機 (比較的まともなシステム)
使用した機材等
(予算10万円。少しオーバーしてしまいました。)
シャープ
NE-70A1TP


未来舎
PV-1212D1A


ボイジャー
M27F



コーテック
S150



 

名称

はたらき

価格など




1




 

太陽電池







 

太陽の光エネルギーを吸収して電気に変えるエネルギー変換器を"太陽電池"と言います。電池の名称がついていても、電気を貯める機能はなく、日光が入射した時に、光の日射強度に比例して発電します。
「太陽電池」と言う言葉から判断すると、いかにも電気を蓄えられそうな気がしますが、太陽電池そのものには蓄電機能はありません。

太陽電池の寿命は20年以上あるといわれますので中古品を利用しても良いでしょう。

□NE-70A1T
SHARP 太陽電池モジュール 70W


○入手価格55000円
公称最大出力:70W
公称最大出力動作電圧:15.81V
公称最大出力動作電流:4.43A
公称開放電圧:20.4V
公称短絡電流:4.87A
質量:8.5kg  モジュール寸法:530×1200×35mm


2
 

チャージコントローラ 

 

太陽電池で発電した電力をバッテリーに充電する場合に必要な装置で、過充電や過放電を防止します。
モニタのないものでしたら2000〜4000円で入手できます。

PV-1212D1A 未来舎ソーラーコントローラー

○入手価格 15000円
定格充電電流上限 12[A]
適用システム電圧 DC12V系
最大入力電圧 DC26 [V]
充電制御電圧 HVD、HVR任意設定可能
放電制御電圧 LVD、LVR任意設定可能
周囲環境温度 -20〜+50 [℃]
温度補正 オプション(-30mV/℃)
負荷制御(LOAD端子) 12 [A]まで
負荷切断電圧/復帰電圧 出荷設定時11.5V/12.5V
自己消費電流 30 [mA]
外形寸法 縦85×横150×高さ45[mm]
重 量 470 [g ]



3
 

バッテリー


 

太陽光発電に使用するバッテリーは、繰り返しの充放電に適したデユープサイクル型と呼ばれるバッテリーを使用します。
ただし、これは高価なので普通の自動車用バッテリーを使用することも検討します。
 

□ACデルコ・バッテリー ボイジャー M27F 
容量:105A
サイズ:縦173×横306×高さ(ターミナル含む)225(mm)
液入り重量:23.6kg
○入手価格13400円





4
 

DC−ACインバータ



 

太陽光電池で発電し、バッテリーに蓄えられた電気は、直流と呼ばれる電気で電圧も12V前後です。普通の電気機器で使用されている電気は交流100Vです。
 インバータは、直流12Vを交流100Vに変換するための装置ですが、矩形波出力と正弦波出力があります。
 
矩形波の方がはるかに安価ですが用途が限定されます。
S150コーテック正弦波インバーター
●入手価格 18000円
●入力電圧:DC10.5〜15V
●出力電圧:AC100V±5%
●サージ容量:200W
●出力周波数50または60Hz(正弦波ひずみ率4%)
●効率:91%
●本体サイズ:200L×132W×72H  2.7KG

□KI-300 大j自工業 ファミリーインバーター
●入手価格 3650円
●入力電圧:DC12V
●出力電圧:AC100V
●定格出力:300W
●最大連続(5分)出力:320W
●最大瞬間出力:500W
●出力周波数55Hz(矩形波)
●冷却ファン付
●ヒューズ:15A (CP内)/30A(本体内)
●本体サイズ:約87(W)×50(H)×160(D)mm
●電源コードの長さ:各1m


5

取付金具など

ソーラーパネル設置資材、コードなど

 

■取り付け台の製作
アルミアングルを使って取り付け台を製作しました。
 

角度は30°が効率が良いようです。角度が大きすぎたようですので調整することにしました。
 
○方位角と傾斜角と発電効率(京セラのホームページから
  方位角
0°(真南) 15° 30° 45° 90°(東、西)




水平面 88.4 88.4 88.4 88.4 88.4
10° 94.3 94.1 93.4 92.3 87.6
20° 98.2 97.8 96.6 94.6 85.8
30° 100 99.6 97.8 95.1 82.8
40° 99.7 99.0 97.0 93.6 78.9

■接続試験をしました。順調です。後は設置するだけ。それにしてもM27Fは重い。
 
□畑の農機具小屋の屋根に設置しました。
    

□1号機のパワーアップ
 太陽電池とバッテリーをそれぞれ2個並列にしました。
インバータの待機電力がもったいないのでインバーターの前にリレーSWを入れてON-OFFすることにしました。

□インバータ付近の回路です。リレーは自動車用12Vの汎用リレーを使用しました。30Aですので360Wまで制御できます。
回路図にはありませんが、安全対策のためヒューズを入れる予定です。

□トラブル
 ある日、インバーターをつけ忘れてバッテリーを空にしてしまいました。電圧を測ってみると5Vもありません。こうなると、チャージコントローラも作動しませんので充電ができません。設置場所に商用電力はありません。重いバッテリーM27Fを運ぶのも大変なので、自動車用のバッテリー(中古)を並列に接続したところチャージコントローラが作動しました。M27Fの電圧が上昇するまでしばらくの間そのままにしました。




□2号機  (ミニシステム)設置費用1万円
太陽電池
 ソーラーポンプ アマテラス付属品
 サイズ:33.5(W)×2(D)×30(H)cm
 発電量:16.8V、電流:298mAh、電力:5W


チャージコントローラ
 メーカー不明
 


バッテリー
 12V7.2AH


軽トラの屋根に太陽光パネルを設置しました。取り付け金具をビニタイ2本で固定しているだけです。
 
チャージコントローラとバッテリーをプラスチック製工具ケースに収納しました。
用途は水やり用のバスポンプの電源です。
バッテリーの容量は7.2AHと小さいのですが15分程度の連続運転ならまったく問題なさそうです。
 
シンプルなソーラーチャージコントローラー
LEDストリートランプ制御向け。ソーラー充電制御器
対応電圧 6V, 12V (自動認識)
自己消費電力 3.5mA以下
サポートバッテリー NI-MH, LI-MH, SLA, SRLA, 鉛蓄電池各種...
対応機能 過充電防止機能、過放電防止機能、
サイズ 80*30*11mm(L,W,H) 重量 45g
動作温度 -20〜+80C
(詳しくは以下の英文マニュアル参照)
http://global-import.jp/man/under10wcont.htm
入手価格は送料込み2800円


□3号機  2万円で構築しました。
1 ソーラーパネル 
yahooオークションで送料込み約7500円で入手..super_jewelry_off

最大出力20w
最大出力動作電圧17.0V
最大出力動作電流1.18A
開放電圧21.5V
短絡電流1.26A
外形寸法535×340×28o
質量1.9KG
原産国 中国




2 チャージコントローラ yahooオークションhorieshop2004で本体2500円送料込み3360円でした。

○JUTA   CMP12
定格(A) 12A
バッテリー切断開始電圧10.4V
コントローラー出力開始電圧12.6V
充電終期電圧14.4V
自己消費電力3mA
電圧降下<210mv
サイズ105x95x38mm
重量135g
詳しくは
このサイト
中国製 価格は送料込み3500〜4500円







3 バッテリー GS NP38-12 YAHOOオークションjhm55jpで中古品送料込み4000円でした。










インバータ 

、YAHOOオークションで大自工業のCD−500(矩形波500W)を送料込み4500円で入手しました。









□4号機
1 ソーラーパネル
出力50W 11500円  YAHOOオークションhorieshop2004タイプ:単結晶
1枚最大出力:50W
最大出力動作電圧:17.6V
最大出力動作電流:2.85A
開放電圧:21.6V
短絡電流:2.98A
サイズ:835*540*35mm
最大のシステム電圧:1000V
1枚重量:5.5KG
枠:アルミ

















□利用
1 電気ポット 
消費電力の少ない物を探しました。YAHOOオークションで1円で落札しました。
最大容量0.8L。定格電圧110V。消費電力450W。空だき防止機能・自動電源オフ機能付き。保温機能は付いていません。大きさ:幅23cm、奥行17cm、高さ19cm。コードの長さ:約1m
AYAHOOオークションで送料込み2050円。用途は育苗用です。
ペット用のパネルヒーター中古品。大きさは38×28センチ。消費電力は20W