『太陽光発電DIY』中国製チャージコントローラーとソーラーパネルの並列化
電線も何も通ってない山中で、自家発電を行ってオフグリッド生活を営もうと頑張っています。
今回の記事では、前回壊した国産チャージコントローラーから中国製のものに変更。
そしてソーラーパネルを100Wから300Wに増設したことを書いていきます。
今回は前回と違って、上手くいきました！
前回の記事は、チャージコントローラーやパネルを壊してしまったことについて…
https://inakalib.com/infrastructure/electrical/6282チャージコントローラーの交換
中国製（Anself）の安物、でも12/24Vで20A
Amazonで注文した、Anselfのチャージコントローラーが中国から届きました。
特徴は、以下のとおり。
- 12V、24Vシステムどちらでも使用可能。自動で設定してくれる。
- 充放電電流は20Aまで。
- LCD（液晶ディスプレイ）付き
- バッテリー電圧や、発電・放電電流をテスター無しで見ることが出来る
- 充電停止電圧や放電停止電圧、放電再開電圧が設定可能
- USB端子あり
今まで使っていた国産の物と違って、機能が豊富です。
安価な割にはシステム電圧も最大電流量もなかなか良し。
LCDがあるので便利な反面、自家消費電力が若干多くなります。
しかし、そこそこのシステムにするから充放電量自体が多くなります。
それらの電力に比べれば、無視できるほどの量です。
超小規模のオフグリッドシステムなら、チャージコントローラーの自家消費電力も考慮すべきかも。
追記
中国製チャージコントローラーは、性能や価格が刻々と変わっています。
購入する時はその都度調査を！
端子のネジは4mmマイナス
早速電線を接続してみようとしましたが、端子ネジが4mmマイナスで、しかも固い！
マイナスドライバーは5.5mmのもの以外は眼鏡用の精密ドライバーくらいしか持ってませんでした…。
ソーラーパネルもバッテリーも整っているのに、端子に取り付けられないからシステム構築出来ないとは！
相変わらず発電量が少ない
マイナスドライバーを購入し、2016年9月30日にようやく接続していきました。
ソーラーパネル、バッテリー、チャージコントローラーを繋いでいきます。
接続エラーとかにもならず、無事チャージコントローラーも起動しました。
しかし、発電電流量を見てみると0.0A…
「何故だ、何かが間違っているのか！？」
「単に、日射量不足なのか？」
とも思ってバッテリーの様子を見ていたら、1日で0.1Vずつ電圧が上がっていっていました。
充電は、出来ていることが判明しました。
しかしやっぱり、電流量はどの時間帯でも0.0Aのままです。
「チャージコントローラーの電流計が壊れているのか？それとも、パネルが壊れていて正常な電力を出力出来なくなったのか？」
と考えて、今のままでは埒があかないのでパネルを追加しようか、という考えに至りました。
追記
近くにあるコナラの巨木を伐採すると、100Wパネル1枚だけで0.3Aの電流を確認。
単に、日射量が不足していただけでした。
12V系300Wシステムにする
ヤフオクでソーラーパネルを購入
さて、またAmazonでパネルを注文しようかと思っていたけど、他のブログなどで『パネルはヤフオクで購入した』という記事を発見。
試しにヤフオクで「ソーラーパネル」と検索すると、多くの太陽光発電関係の物が売られていました。
色んなメーカーの新品・中古のソーラーパネル、チャージコントローラー、MC4関係の物があり、Amazonよりも品揃えが良いように見えました。
パネルの相場はAmazonよりも安く、送料込みでも100W×2枚を15,000円ほどで落札出来ました。
早速入札して落札し、Yahoo!かんたん決済で支払って購入完了！
ダイオード入りMC4コネクタで逆電流を防止
以前と同じく、充放電は12V系のシステムとします。
なので、12V系ソーラーパネルを追加する場合は、直列ではなくて並列にする必要があります。
しかしソーラーパネルを並列にする場合、パネル毎の日射量と発電量の違いによって、逆方向電流が流れてしまう恐れがあります。
そのような故障と発電量低下の要因を無くすため、パネルの並列回路にもダイオードを組み込むことにしました。
ヤフオクで「MC4 ダイオード」と検索すると、15Aダイオード入りのMC4コネクタが出品されていました。
ケーブルを切断して普通のダイオードを繋ぐのもアリかもしれません。
しかし、ソーラーパネルのケーブルは野外に設置するから生半可な方法ではダイオードを保護しきれません。
そこで、既製品を買うのが良いだろうということで、このコネクタを買いました。
追記
後年、ダイオード入りMC4コネクタはAmazon等で販売されるようになってます。
並列化にはMC4分岐コネクタも必要
チャージコントローラーに繋がる＋－の2本のケーブルにパネルを複数繋ぐ場合は、分岐コネクタが必要です。
圧着端子などで繋ぐことも可能ですが、やはり野外に設置するケーブルだから、既製品を使う方が安全です。
分岐コネクタは通販で購入。
＋－があるので、最低でも2個必要です。
間に合わせの架台作り
ソーラーパネルが届いた10月8日、パネルの架台を作ることにしました。
将来的にはこれらのパネルは小屋の屋根に設置するつもりです。
しかし、建築が終わるまでは別の場所に置いて発電する必要があります。
充電式電動工具も多く使う予定だし、いっぱい発電してほしいのですね。
さて、架台の場所を考えますが、 今まで置いていた場所は小屋建設予定地ですから置けません。
かと言って、テントから離れさせすぎると長さが足りなくなって追加でケーブルを買う羽目になってしまいます。
色々考えた結果、テントのすぐ南側に置くことを決定。
パネルは横向きに置くと設置場所の幅が足りなさそうなので、パネルは縦向き3列に。
架台は柱4本×3枚分で12本立てようかと思ったのですが、流石に面倒。
パネル下部は丸太の上に置いて、上部は太めの柱を立てて計4本立てるのみとしました。
ポンと載せるだけの、単純すぎる架台です。
でも、衝撃を与えなければずれたりはしません。
しょせん仮設だから、これで良い！
12V系300Wシステム完成！
同日10月8日、MC4コネクタが届き、全ての部品が調達出来ました。
分岐コネクタにダイオード入りコネクタを接続。
ソーラーパネルから伸びるケーブルも繋いでいきます。
パネルの並列化が終われば、チャージコントローラーにケーブルを接続。
「発電電流量はちゃんと増えているのか？」
と思って充電量を見てみると、お昼頃に1Aほどの電流を確認！
パネルの増設成功です！
チャージコントローラー容器を作る
充電は順調です。
しかし、チャージコントローラーが発火してしまったという経験から、テント内にコントローラーを置く気にはなれません。
でもテントの前室に置くと、雨が降ったときに少し濡れてしまう危険があります。
ひとまずのチャージコントローラー保護容器として、100均で購入したプラスチック箱を使ってみることにしました。
安物ですが、雨滴の防水やホコリ避けくらいにはなるでしょう。
インパクトドライバーにドリルをセットし、電線が通るような穴を開けます。
…黄色のテープは誤爆です。
電流量の確認等を行う場合は蓋を開けなければいけませんが、蓋は簡単に開くため衝撃でケーブルの接続部分が緩むことは無いし、蓋をすればちゃんと雨滴から守ってくれます。
これで一応、テント生活での太陽光発電関係は完成！
300Wシステムの感想
理論上最大15Aくらいの電流が発生するようですが、まだまだ木々が残っている林床に置いているだけだと10月の発電電流は最大2.5A程度。
まあ毎日ノートパソコンは1,2時間使えるしスマホの充電も難なく出来ますが、セルフビルドのために電動工具のバッテリーの充電をしていると、電力が足りなくなってきました。
特に丸ノコの消費電力は大きく、14.4vの5Ahバッテリーを1日で2つ使い切ることも。
今のチャージコントローラーのままでも、12V系から24V系に変更するだけでパネルをもっと増設していくことも出来そうです。
でも、電力が足りなくなってきたら電気を使わない別の作業（例えば土木工事や伐採作業）をしたり、買い出しや旅行に出かけたりしても良いのです。
お天道様に今日の作業を決めてもらうということで、しばらくはこのシステムでいこうかと思います。
それに、これからも伐採作業を進めていくと日射量が増えて、発電量も増えてくるかもしれないしね。
将来的には小屋内でテレビゲームしたり冷凍庫を設置したりしたいので商用電源も引く予定です。
でも、ただ生きるだけなら300Wシステム（森林地帯）でも十分です。
もっと開けた場所なら、恐らく100Wとかでも十分でしょう。
ソーラーパネルを置く場所が森林か空き地かで発電量は大きく変わると思いますので、これから森林内でオフグリッドな生活を送りたい方は、パネルを多め（発電量を多め）にすることをおススメします。
追記
次の年の2017年秋、24V系600Wシステムに増築しました。
商用電源を引こうかという思いは、だんだん薄れてきました。
