オフグリッド生活を目指して～ソーラーパネルやバッテリーの接続
2016年9月に、何もない山中に移住しました。
電線も何も通ってない場所です。
電気・水道・燃料等は自給自足する「オフグリッド生活」に憧れていた自分。
まずは電気の自給の第一歩として、外部電線に繋がらない独立型の太陽光発電・蓄電の自作に挑戦しました！
今回の記事は、ソーラーパネル、バッテリー、チャージコントローラーの接続について。
太陽光発電としてはかなり基本的な作業ですが、素人なので間違った方法を記録している場合があることご了承くださいm(__)m
移住直後のことは「土地探しと入植」カテゴリで！
バッテリーとチャージコントローラーの接続
購入したバッテリーとチャージコントローラーは、以下のもの。
チャージコントローラーは、電圧12V、電流10Aまで使用できるので、最大電力は120Wとなります。
バッテリーは12Vなので、並列回路にしなければ基本的に容量を増やすことは出来ません。
かなり小規模なシステムなので、思う存分電気を使う生活は送れません。
ただ、1人暮らしの節電生活なら何とか可能です。
入植して2日目、ソーラーパネルは大きいので現地で注文して受け取ることに。
移住前にバッテリーとチャージコントローラーは購入していたので、とりあえずその2つを繋げます。
充電はまだ出来ませんが、電子機器の使用は可能になります！
バッテリーとチャージコントローラーは、「VVFケーブル2.0mm2芯」で接続しました。
以前、第二種電気工事士の試験を受けて合格したのですが、その時に道具を色々購入してたのでそれらを使うことに。
VVF2.0mm2芯だと、許容電流は23A。
VVFストリッパーで外側の保護被覆を剥いて、絶縁被覆を剥いて中の銅線を露出。
銅線を曲げて右方向の円（ネジは右に回すと締まるから）を作ります。
その円を、バッテリー付属の蝶ねじで固定して、バッテリーと電線を接続。
チャージコントローラー側は、「差し込み＋ネジで抑え込み」となります。
差し込んでも銅線が機器の外側に露出しない程度に剥いて、ネジをきつく締めて
＋－は間違えないように！
バッテリーと電線が接続している時に、電線の＋－どうし接触させてショートさせないように！
無事接続出来ればチャージコントローラーに電気が通り、稼働を始めます。
この状態にしてからソーラーパネルや電子機器を繋いでいくのが基本です。
追記
チャージコントローラーには、過電流保護用の機能が備え付けられていることが多いです。
しかし、バッテリーとチャージコントローラー間にも過電流が流れた時に回路を遮断する「ヒューズ」や「ブレーカー」などを足しておいたほうが万全です。なお、ブレーカーだとスイッチのON・OFFも出来るので、再配線時に楽というメリットもあります。
ヒューズは安いので、大量に使う場合におススメ。
チャージコントローラーに12Vソケット機器を接続
チャージコントローラーから流れる電気は、バッテリーと同じくDC（直流）12Vです。
インバータ―を使用すればAC（交流）100Vとなって一般家庭の電子機器を使用できます。
しかし、変換にロスが生じます。
なので、小規模独立型発電システムでは出来ればDC12Vのまま使用するべきです。
DC12Vで使用できる機器は、車載用の電子機器が多いです。
車載電子機器の端子は「シガーソケット」であることが多いので、まずはシガーソケットを使える環境を整えます。
チャージコントローラーからは、「メスソケット」を使って+-配線からシガーソケットに変換。
シガーソケットを1つ作れば、「増設ソケット」で増設出来ます。
なお、増設ソケットはUSB付きのものがおススメです。
USB端子があれば、スマホやモバイルバッテリーの充電も可能になります。
とりあえずこれで、バッテリーから簡単に電気を取り出すことが出来るようになりました。
ソーラーパネルの設置
ソーラーパネルは、2016年9月にAmazonで購入しました。
システム電圧12V、最大出力100W、価格は約15,000円。
普通の宅配便よりも大きいものだからか、西濃運輸が運んできました。
追記
ソーラーパネルの価格はどんどん変化しています。
Amazonでも安いものは売られてますが、ヤフオクやメルカリなどで探してみるのも良いかも。
パネルの裏には、初めて見るMC4コネクタの付いた短いケーブルが伸びており、プラスとマイナスのシールも付いています。
MC4コネクタは、雨などに強くてワンタッチで繋げられるもの。
ソーラーパネルにはよく使用されているようです。
MC4コネクタ付きのケーブルを持ってなかったので、10mのものを新たに注文。
チャージコントローラーに繋げる場合、片端だけMC4コネクタが付いたものを選びましょう。
ケーブルどうしを延長させる場合、両端にMC4コネクタが付いたものを。
木杭でソーラーパネルの架台づくり
ソーラーパネルは、地面の草木に光が遮られないような、太陽光の角度に合うような架台に乗せて使うと発電効率が良くなります。
架台をちゃんと作るには、ホームセンターで鉄パイプとか買ってきて固定するべきでしょう。
しかし自分は極力自然素材を使っていきたい（というかお金を使いたくない）ので、木杭で固定してみることにしました。
パネルの裏側にはアルミ製？の枠が付いており、ここに引っかけて固定することが出来そう。
枠の4隅に杭を立ててパネルを載せれば大丈夫か？
どうせ木杭なんてタダの資材。
失敗しても損害無し！
まずは一番日当たりの良さそうな場所を探します。
パネルの仰角はその場所の緯度と同じくらいが良く、本州なら35度くらい。
方向はもちろん、南向き。
ひとまず基点となる杭を1つ、ちょっと深めにハンマーで打ちます。
杭の上にパネルを仮設して、隣の杭の場所を決めて、打ちます。
うむ、なかなかいい感じですねえ。
スマホアプリの「角時計」で、パネルがどの位置なら仰角35度になるかを測ります。
パネルの位置が決まれば、パネル下側の杭2本の位置を地面にマーキング。
必要高さになるまで杭を打ちこみます。
地面が固くて打ち込めないなら、杭の上端を削って調整。
ソーラーパネルの架台完成！
案外しっかりしており、台風レベルの風が直接吹き付けない限りは落ちることはないでしょう。
チャージコントローラーはテント内にあるので、ケーブルもテント内まで引き込まなくてはなりません。
ケーブルはプラスとマイナス用の2本となっているので、結束バンドで約1m毎に結束しておきました。
結束すると見やすくなるし足を引っ掛ける危険性も少なくなります。
本当なら埋めてしまうのがベストです。
でも今は仮設なので、こんなもんで。
ソーラーパネルとチャージコントローラーの接続
ケーブルとチャージコントローラーを繋ぐには、まずケーブルの被覆を剥いて銅線を露出させます。
VVF用のストリッパーなどは使えないので、電工ナイフを使用。
電工ナイフでの作業は危険なので、要注意！
＋－を間違えないように、慎重にチャージコントローラーに繋げます。
充電中のランプが点灯し、見事ソーラーパネルによる発電成功！
追記
バッテリーとチャージコントローラー同様、チャージコントローラーとソーラーパネルの間にも「ブレーカー」や「ヒューズ」を付けておいたほうが万全。
また、チャージコントローラーにはホコリや水がかからないように防水・耐熱容器で囲い、近くには可燃物を置かないように！
小さなテントで暮らしながらオフグリッドの自家発電！
こういう生活に憧れていたのですよ…
しかし大きなトラブルが！
憧れは露と消えるのか！？
お願い！死なないでチャージコントローラー！
あんたが今ここで倒れたら私のPCゲーム三昧の生活はどうなっちゃうの！？
ここを耐えれば9月の長雨に勝てるんだから！
次回「チャージコントローラー発火」。
デュエルスタンバイ！('A`)
https://inakalib.com/infrastructure/electrical/6282