太陽光発電 チャージコントローラー交換&パネル追加

2016年11月12日発電・配線

前回 太陽光発電 チャージコントローラー発火!

 

100wパネルのダイオードを交換する

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2016年9月27日、秋月電子からダイオードが届いたので、試しにつけてみることにしました。
まずは破裂したダイオードを取り除きますが、最初は半田付けされているだろうから先をニッパーで切ってリングスリーブで圧着しようかと考えていましたが、単に差込型コネクタのように抜き差し自由であることが判明。

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古いダイオードを抜いて、新しいダイオードを差したら完成です。
かなり簡単な構造ですね…

ダイオードの線が入っているほうをマイナス側に、ということだけが頭に入っていたので、ソーラーパネルでもそのような向きにしてみて電圧を測ってみました。
パネルには三列あるようで、それらが二つのダイオードで繋がっているような感じです。
電圧を各列の組み合わせで測ってみると、一列目と三列目では正常な開放電圧なのに、二列目が加わると電圧ゼロになる…
試しにダイオードを取り除いて測っても同じ結果。電流計が無いので電流量を測ることは出来ません。
一体パネルはどういう状況なんだ!?どれかの列が壊れていたりするのか?

とまあ頭の中に???が渦巻いていましたが、そう言えばよくよく考えたら、パネルのプラス側から発電された電流が流れるんだから、パネル内の電気はマイナス端子からプラス端子に流れるのであって、ダイオードのマイナス側をパネルのプラス端子側に繋げるべき何じゃないの?ということに考えが至り、早速ダイオードの向きを変えました。
すると一列目と二列目、二列目と三列目の電圧は一列目と三列目で測ったときの電圧の半分になっており、二列目にも電気が流れていることが分かりました。

この繋ぎ方が正解か?と思いましたが、怖くてバッテリーに直接つなぐことは出来ず、新しいチャージコントローラーが届くまで待っていました。

 

Anselfのチャージコントローラー

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同日の夕方、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。
今までの物と違ってLCD付きで、電圧や電流量を常に見ることが出来ます。また、充電停止電圧や放電停止電圧などを自由に変えることが出来、信頼性は別にしてなかなか高機能なものになっています。
12vでも24vでも使え、入出力電流は20Aまで可能です。
12vバッテリーやパネルを直列にして24vにすると同じ電力量でも電圧が上がることで電流量が減りますので、つまるところ増設も簡単というわけです。

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いなかったので、試しに精密ドライバーで回してみようとしましたが、固くて回らない…。無理に回そうとするとナメてしまう恐れがあるので、諦めることにしました。

パネルやダイオードは揃っているのに、端子に取り付けられないとは!
4mmマイナスドライバーなんて安いものですが、わざわざホームセンターに買いに行くのは面倒だ、というわけで他に欲しかった物と一緒にAmazonで注文しました。
なかなか道具が揃いきらず、時間はどんどん過ぎていってしまいます。

 


 

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9月30日、マイナスドライバーが届いてようやく接続!
接続エラーとかには特になりませんでしたが、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!?単に日射量不足かな?とも思ってバッテリーの様子を見ていたら、一日で0.1Vずつ電圧が上がっていっていたため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などと考えて、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。

 

補足:10月6日に近くにある巨木のコナラを伐採したところ、お昼頃では100パネル1枚だけでも0.3Aの電流を確認しました。
単に日射量が不足していただけのようですね。

 

12v300wシステムにする

さてまたAmazonで注文しようかと思っていたけど、他の田舎暮らしブログなどではパネルはヤフオクで購入したという記事があったので、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。
パネルの相場はというとAmazonよりも安く、送料込みでも100w×2枚を15,000円ほどで落札できるようでした。
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です。

ダイオード入りMC4コネクタと分岐コネクタも買う

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パネルの枚数が増えるので念には念をということで、ヤフオクで「MC4 ダイオード」と検索し、15Aダイオード入りのMC4コネクタもヤフオクで購入しときました。秋月電子で購入したダイオードがあるのでMC4ケーブルを切断して繋ぎなおすことも出来るのですが、まあやはり雨風に晒されることを考えたら既製品を買うのが良いだろうということで買いました。
パネルは直列ではなく並列で接続するつもりです。
並列に接続するとパネルの一部が日陰になったりすると逆電流が流れたりする恐れもあるようなので、このようなダイオードがあると良いらしいです。

Amazonではパネルの並列接続のための分岐コネクタを二組購入して、三枚のパネルを接続できるようにしました。
100wパネル3枚なので最大電流は15Aほどだと思いますが、やはりヒューズは有った方が良いかなと思って、同じくAmazonで20Aヒューズとヒューズホルダーも購入しときました。

一度失敗してダイオードとヒューズを咬ませておくことを覚えたのですよ。

 

間に合わせの架台作り

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10月7日、営業時間外かもしれないのに西濃運輸さんがパネル2枚を運んでくれました。
私用車で来ていただいてありがとうございます。スマホの電源切っていてすみません…。

次の日の10月8日、早速架台を作ることにしました。
将来的にこれらのパネルは小屋の屋根に設置するつもりですが、 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ケーブルの長さが足りなくなって追加で買う羽目になってしまいます。

そこで、伐採した43cm径のコナラの切り株と1.5m資材置き場の間に設置することにしました。
パネルは今まで横向きに置いていましたが、設置場所の幅が足りなさそうなのでパネルは縦向きに三列置くようにしました。
横向き前後二列でも置けるのですが、そうすると前のパネルが邪魔になって後ろのパネルに少し陰がかかりやすくなりそうだし、やっぱり一列が良いかな。

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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、流石に面倒だということで下部は 丸太の上に置いて、上部はパネルの境には太めの柱を立てて計4本立てるのみとしました。

仰角は30度程度にするため、柱の天端をチェーンソーで30度になるように削ってみました。
出来れば裏のアルミ枠が引っかかるようにしたかったのですが、現実はいつも上手く行きません。
適当に切ってしまったので引っかかることはありませんでした…。

まあ ポンと載せるだけでも、衝撃を与えなければずれたりはしなくなったので妥協しましょう。所詮仮設だ!

 

300wシステム完成!

10月8日夕方、ダイオード入りMC4コネクタと  分岐mc4コネクタの両方が届いたので、早速繋いでみます。

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まずはガラス管ヒューズをチャージコントローラーのパネル側に取り付けてMC4ケーブルを繋げます。

次に今まで使用していた100wパネル1枚に、ダイオード入りMC4コネクタを繋げてチャージコントローラーとも接続。
…上手くいってそうだ、ヒューズその他諸々に異常は見られません。
パネル内の交換したダイオードがまた破裂した、なんていうことも無さそうです。

その後他の2枚のパネルも同じように繋げてみます。
ダイオード入りMC4コネクタを繋いで、分岐コネクタをプラスマイナス側二つずつ繋げていきます。
これも異常は無し。

電流量はどうなっている?と思ってみてみると、お昼頃だと1Aほどの電流を確認!
とりあえず成功か。

 

チャージコントローラー容器を作る

充電は上手く行っていますが、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。しかしテントの前室では雨が降ったときに少し濡れてしまう危険があります。

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10月17日、入手したインパクトドライバーの初作業として、100均で購入した保存容器に電線用の穴を開けて、コントローラー入れにすることにしました。
これなら雨滴の防水くらいにはなるでしょう。

以前から所持していた下穴開け用の六角軸ドリル4mm径などで容器の側面に穴を開けていきます。
チャージコントローラーを中に置いて、穴にケーブルを通して接続したら完成です。
…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月の正午くらいでも最大2.5A程度です。
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を使い出すと電力が足りなくなってきます。
特に丸ノコの消費電力は大きく、14.4vの5Ahバッテリーを一日で二つ使い切ることもありました。

今のチャージコントローラーのままでもパネルをもっと増設していくことも出来そうですが、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すればいいので、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が、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、パネルを多めにすることをおススメします。

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