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ソーラー発電用LEDパイロットランプを作りました


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オフグリッド・ソーラー発電用に、LED (発光ダイオード) パイロットランプを作りました。

正直、とても手こずりました。そのお話です。

さて、私のやっているソーラー発電では、3枚のソーラーパネルを並列にして、“接続箱” で合流させています。

1枚でも光が当たっていれば発電できるのが並列のメリットなのですが、逆に言うと、ほかの2枚が発電しているかはわからないのです。

実際に、ソーラーパネルのコネクターが抜けていたのに気づかず、数カ月間、発電していないことがありました。もったいない。

電圧電流計

このように、発電量のメーターがついていますが、1枚1枚の確認には向きません。

さらに、この日は雨でしたので、電流 (上のパネルメーター) がほとんどなく、こういう場合には、各々のパネルの確認はとくに困難です。

それっぽい方法として、テスターで電圧を測るというのがあります。

ソーラーパネルの電圧測定

ソーラーパネルの電圧測定

上が発電中、下はコネクターを抜いて切り離した状態です。

電気の合流前に “逆流防止ダイオード” があるので、パネルごとの電圧を知ることができます。(停止中もビミョーに電圧が出ているのは、ダイオードから漏れた逆電流でしょうか)

なんですが、いちいち面倒……

そこで、発電中に光るパイロットランプが欲しくなりました。

イメージとしては、LEDが3つある感じです。

条件として……

  • 将来的な24V (ボルト) 化 (昇圧) にも対応させる
  • 明るさのバラツキは無くしたい
  • 誤接続の防止用に整流ダイオードを入れる

ワガママですね。

ここで、LEDを流れる電流の制限に抵抗器 (電流制限抵抗) を使うと、電圧によって電流が変化し、明るさも変わります。

また、システム電圧を現在の12Vから24Vに上げると、過電流でLEDが壊れるかもしれません。

さらに、蓄電池を切り離したときに現れる、ソーラーパネルの “開放電圧 (Voc)” は、1枚あたり22V程度になりますから、これも過電流の原因となります。

ここは “定電流ダイオード (CRD)” の出番です。
定電流ダイオードなら、ある程度の電圧の変化を吸収してくれますので。

パイロットランプの回路図

回路のイメージ。

では、部品集めです。

ダイオード各種

黄色LED,整流用ショットキーバリアダイオード,2mA (ミリアンペア) 定電流ダイオード (チップ型)。

電線類

電線,銅線 (LANケーブルとインターホンケーブルの導体)。実際には、これらの端材・廃材を使いました。

ほかに、ユニバーサル基板,圧着端子 (R1.25-3.5) も用意しています。

はんだセット

ハンダの一式。(こて,糸ハンダ,フラックス)

自作パイロットランプ基板

いきなりほぼ完成です。

なんとなくわかると思いますが、何度も失敗しています。写真を撮っている余裕がありませんでした。

自作パイロットランプ基板

見た目はアレですが、LEDは光ります。

自作パイロットランプ基板

基板を切り出して、電線をハンダづけしました。

自作パイロットランプ基板

裏面。

配線がむき出しなので、表面には塩ビの透明カバー、裏面はエフコテープ (自己融着テープ) で覆います。

接続箱

接続箱の中に取り付けました。

自作パイロットランプ

1枚だけコネクターが抜けている状態。

自作パイロットランプ

3枚とも発電している状態。(正常)

これで、発電していないパネルが一目瞭然です。

消費電力は、最大で86mW (ミリワット) 程度です。もったいないので、スイッチを追加するかもしれません。

使った部品の詳細です。

素子 型名・仕様 価格
定電流ダイオード S-202T (2mA) 236円/10個
LED Vf:2.0〜2.2V (20mA) 144円/100個 (5色)
整流ダイオード SB1100 (100V・1A) 100円/100個

LEDと定電流ダイオードはアリエクスプレス (中国)、整流ダイオードは梅沢無線 (実店舗) で買いました。

定電流ダイオード

定電流ダイオードには、左のリード線型と、右のチップ型があります。スペック的にはあまり違いがないので、どちらを選んでもかまいません。

私は迷ったあげく、“ブレッドボード” で使えない、チップ型から消費することに決めました。

LEDの点灯回路が作れると、ソーラー発電の楽しみが増えますね。

閲覧ありがとうございました。

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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

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