記事一覧

ソーラー発電の設備を改良しました


この記事は、広告を含む場合があります。

2018-10-09(火)
おはようございます。

連休中はオフグリッド・ソーラー発電がいろいろ進みましたので書きます。
今回は“ソーラーパネルの並列化”です。

ちょっとお勉強からはじめます。理論ですので読み飛ばしてもかまいません。
ソーラーパネルも乾電池と同じく直列並列に接続できます。

WS000100.jpg

電池やソーラーパネルの直列では電圧が加算され、並列では電流が加算されます。

ただし、ソーラーの場合はダイオード(電流を一方通行にする部品)が必要です。

直列の場合は“バイパスダイオード”。
故障や影などにより電流が流れないパネルをバイパス(迂回:うかい)します。

WS000101.jpg
50W(ワット)以上の出力のパネルには既に取り付けられている場合もあります。
さらに大きいものでは1枚のパネル(モジュール)に何個も入っている場合があり、同じパネル内でも電流をバイパスできます。

100Wのパネルのジャンクションボックス内.真ん中の黒い円柱形のものがバイパスダイオード.

WS000105.jpg


並列には“逆流防止ダイオード”。
名前のとおり、電流の逆流を防ぎます。
パネルの電圧差やバッテリーからの逆流はパネルを傷める原因らしいです。また、バッテリー上がりにもつながります。
逆流防止ダイオードがはじめから取り付けられている製品を見たことはありません。

WS000102.jpg
逆流防止ダイオードには常に電流が流れるので大きく発熱します。電圧降下の小さい(効率がいい)ダイオードか冷却が必要です。

お勉強はここまで。


今回は“ソーラーパネルの並列化”ですので“逆流防止ダイオード”を入れることになります。
今まではパネルを一枚ずつ別個にシステムを組んでいましたが、これからは複数のパネルをひとつのシステムに集約できます。

使った50Wのパネルです。今年の8月に楽天市場で買いました。楽天スーパーポイント払いです。

WS000111.jpg


パネル裏面の仕様表です。

WS000104.jpg

並列につなぐと系のImp(Maximum Power Current :公称最大動作電流)とIsc(Short Circuit Current :短絡電流)が増えていきます。
Imp が実用上の最大電流ですが、後に出てくるチャージコントローラーや電線類は理屈上の最大電流であるIsc を参考に選んだほうが無難です。

パネルからのケーブルは専用のMC4コネクターで先のコードとつなぎます。

WS000107.jpg


コードがつながる接続箱という設備です。適当な部品を集めて自作しました。

WS000110.jpg

接続箱には複数のパネルからの電気をまとめるための端子台と逆流防止ダイオード,スイッチそしてヒューズを入れました。
スイッチは個別と全体出力の2箇所,ダイオードは45V(ボルト)・15A(アンペア)のショットキーバリアダイオード(電圧降下が小さい),ヒューズは平型の15A(青)です。
このときの電圧降下は0.34Vでした。

メガソーラーなどのガチな施設の接続箱ではダイオードとヒューズもしくはダイオードかリレーとブレーカーを組み合わせているそうです。


次にチャージコントローラーです。2014年に楽天市場でポイントを使って買いました。

WS000103.jpg

これはソーラーパネルからバッテリーへの充電やバッテリーの放電を監視する機械で、写真のはPWM方式(Pulse Width Modulation :パルス幅変調)という安いものです。
ほかにはMPPT方式(Maximum power point tracking :最大電力点追従制御)というのもあり、効率は優れていますが高いので買えません。

マジな太陽光発電ではこれの代わりに、パワーコンディショナー(パワコン)というリッチな正弦波インバーター付きの機械です。

そして、デジタル電圧計がありますが、黒い線のハンダが外れたため飾りです。何度も直しているのですが…


チャージコントローラーのインジケーターです。

WS000108.jpg

ソーラーからの入力とバッテリーの状態,バッテリーからの出力を表しています。
真ん中は緑の点滅で、バッテリーが満タンのため電気を捨てている状態です。(過充電の防止機能)
最近はUSBポートと液晶ディスプレイを搭載したハイテク品が安く出てきています。


その先は、ヒューズを経てバッテリーです。

WS000112.jpg

ヒューズは平型の20A(黄色、ただし写真では切れた赤の10A),バッテリーは普通車に使った75D23L(容量は約50Ah:アンペアアワー) で、赤と黒の太目の電線はインバーターコードになる予定のものです。


バッテリーの上の前時代的なモノは自作のヒューズホルダーです。

WS000109.jpg

爪付ヒューズ(つめつき)の60Aをつけました。
古臭い代物ですが、安くて壊れにくいのでDIY(日曜大工)にはぴったりです。
バッテリーをショートさせると銀色の鉛合金が瞬時に蒸発します。吸い込みたくないですね。

ヒューズホルダーも古臭くセメント製(砂を混ぜたのでモルタル)で耐熱性や絶縁性,不燃性,強度など重さ以外は合格です。透水を防ぐために塗装をしています。
最近はレジン(エポキシ樹脂)などハイテクなマテリアルもありますが、高いのが難点。
この量のセメントなら5円程度です。


最後はヒューズホルダーを自作する場合に。

WS000106.jpg

手前の平型端子は左から110型,187型,250型と言い、インチサイズでの呼称のようです。それぞれに互換性はありません。
ミニ平型ヒューズには110,平型ヒューズには250が合います。

上の黒い昆布のようなものは熱収縮チューブで、平型端子の金属部分を絶縁するために使います。

ところで、端子の絶縁被覆(写真の赤青黄色)は電線の太さによって色が違いますが、その電線の許容電流と平型ヒューズの定格電流(赤10青15黄色20A)はだいたい同じようです。

ソーラー発電ではチャージコントローラーとバッテリーのトラブルが多いそうで、その保険としてヒューズをしつこく噛(か)ませました。
チャーコンやバッテリーが燃えたら楽しくなくなりますので。

「あれ?結局パネル一枚じゃん!」というツッコミはやめてください。
コードが足りなかったためです。

どうぞ参考までに。


閲覧ありがとうございました。

関連記事
にほんブログ村 その他生活ブログ 一人暮らし貧乏・生活苦へ

コメント

コメントの投稿

非公開コメント

プロフィール

しゅう

Author:しゅう
1991年北海道三笠市生まれ。プロフィール

全記事表示リンク