【ソーラー発電 DIY】 あっさり接続完了!窓ガラス内に設置でMax19V4A76Wほどの発電で満足

海外通販のBanggoodやebay.comで買ったものが続々と届いて自作ソーラーを構築する材料がそろったので設置していきます。

といってもソーラーパネルとチャージコントローラーとバッテリーをただつなぐだけで完成するので大した作業は必要ないので簡単であっさり接続完了しました。

とりあえずはソーラーパネルが1枚しかないので以下のように接続してみます。この構成でうまくいったらソーラーパネルを追加していきたいと思っています。ソーラーパネルを増やして並列接続すると一部の1.5sqのケーブルが細すぎるので40A程度まで耐えられるもっと太いケーブルに変更する必要がありそうですが現状はソーラーパネルが一枚なのでこれでよさそう。

ソーラー発電で充電したバッテリーの使い道は主にラズパイやArduinoなどでポンプなどを制御して半自動水耕栽培関連で使います。

自作ソーラー 構築図4

前回の記事で自作ソーラー発電に必要な品物を買った様子はこちら↓

この春から、まだ経験していないことに挑戦していきます。まずは手始めとして自作ソーラー発電から。今までは住居を転々とするタイプの人間なのでモノを増やすことに抵抗があったのですが、部屋が広くなったのを機に前々から気になっていた自作ソーラー発電に手をだすことにしました。(これからも今住んでいる賃貸マンションに飽きた...

ソーラーパネルはこちら↓の窓の開閉しない下側部分、腰窓に置くだけ。それとチャージコントローラーも腰窓に突っ張り棒を使って設置します。(画像では腰窓部分にUSBソーラーを置いてあります。)

ソーラー発電の使いみち 窓

まずはチャージコントローラーを設置してバッテリーとつなげます。

チャージコントローラー設置

MPPT方式のチャージコントローラーを設置していきます。

チャージコントローラー EPEVER  MPPT 12/24V 40A + MT50がやってきた

Banggoodからチャージコントローラーがやってきました。箱はちょっと潰れ気味。

自作ソーラー チャージコントローラー箱

中身はこれだけ(英語の取説もあります)。↓右側のMT50はソーラーの発電量やバッテリーの状態を表示してくれます。ただ、本体(左側)でもボタンを押すと発電量などが表示されるので、EPEVER MPPT 40A本体・MT50を近くに設置する場合は必要ないのかもしれません。自分の場合はPCで詳細が分かるようになったのでMT50は特に必要ありませんでしたがせっかくあるので使うことにします。

自作ソーラー チャージコントローラーセット

EPEVER MPPT 40A本体の下にケーブルを接続する穴が6個あいてます。左2つがソーラー接続、中2つはバッテリーに接続、右側2つは12V(自分の場合)の直流電源を接続しますが今の所バッテリーから直接12Vのケーブルを引っ張ってきて使ってます。

この右側のランプアイコンの電源を使ってもバッテリーから引いた電源と同じなのだろうか?「Enter」ボタンを押すとランプアイコンに送電・停電を切り替えることができる。自作ソーラーを構築した他の方はチャージコントローラーから直接電力を引っ張ってないみたいなのでとりあえずはランプアイコンの電源は使わないことにして慣れてきたら試してみます。

自作ソーラー チャージコントローラー 下

右側のCOMポートに有線LANケーブルでMT50を接続する。本体を外に設置して、LANケーブルを引っ張ってきて部屋の中で発電量などを見る時にMT50が活躍しそう。

左端のTempSensorは別途温度センサーが販売されていますが、特に必要なさそうなので付属の終端ピンを刺しておきます。

MT50は台座が取れて中に余ったLANケーブルを収めておけるようになっていました。

自作ソーラー チャージコントローラーMT50リモートメーター

EPEVER MPPT 40A本体の裏面はヒートシンクがあってけっこうな熱がでるみたい。本体の温度は数日間みてますが現在は最大35度ほどしか上がらないようです。通常は20度くらい。

ソーラーパネルが増えたらチャージコントローラーの温度が上がるのでしょうか?

自作ソーラー チャージコントローラー ヒートシンク

板に取り付ける

賃貸マンションなので壁に穴をあけて取り付けるわけにはいかないので、板にビス穴をあけてとりつけます。

本体とMT50にはビスを通す穴があるのでその位置に穴を開けて取り付ける。

自作ソーラー チャージコントローラーMT50リモートメーター

板は3Dプリンターがなかったころにこの板↓をつかって工作しようとしましたが3Dプリンターがやってきたので必要なくなって部屋の隅に放置されていたもの。3Dプリンターが来てからなんでもプリントできるので家具やちょっとしたパーツなど簡単につくれてかなり便利な生活に変わりました♪、まだ体験したことがない方はぜひ3・4万円なので試して損はないと思います。ちなみに自分が使っている3Dプリンターはコレ(Anycubic I3 Mega)です。

板は腰窓の枠に突っ張り棒で固定してみます。

自作ソーラー チャージコントローラー 裏

本体やMT50のビス穴に合わせて穴をあけていきます。それと突っ張り棒と板を結束バンドで固定するための穴もあけます。

自作ソーラー チャージコントローラー 板穴あけ

こちらの道具もBanggoodで買いました。

どちらも10数ドルで買えて細かい穴あけや切断に使えるのでかなり便利です。

近すぎてあまり意味はなさそうですが本体とMT50を隣り合わせにつなげます。

自作ソーラー チャージコントローラー 板 印

画面が2つあってあまり意味は無いのですが・・・こんな感じ↓に隣り合わせに板にくっつけてみました。

自作ソーラー チャージコントローラー 板

そして突っ張り棒で腰窓枠に突っ張って仮に設置。これでよさそう。  自作ソーラー チャージコントローラー 設置

続いてソーラーパネルを設置していきます。

18V 130W ソーラーを設置

初ソーラーパネルがやってきたので設置します・・・・設置といっても腰窓にただ置くだけという適当すぎる設置です。

ソーラーパネルはこちら↓の曲げられるタイプのフレキシブルパネルで厚み2.5mm,サイズは1180x540mm、最大130W発電できて18V、Max6.1A IP67防水なので外に設置してもよさそう。Banggoodからやってきました。

実際に来た時の画像はこちら↓思ったより固く曲げにくい。大きめのダンボールの中に厚めのライトロンでカバーしてあったので海外から来ても安心です。パネル表面にシールが付いているのでまずはシールをめくる。

自作ソーラー ソーラー

裏面はこのようになっていてケーブルが出ているだけ。

自作ソーラー ソーラー 裏

とりあえず↓こんなふうに設置しました。屋根につけるともっと効率よく発電してくれると思いますがなにせ賃貸マンションなので屋根や外には設置できず、多分ずっと適当に置くだけの状態。これでも少しは発電しますので実験としてはいいかな。

現状では少しななめになってカーテンで支えてます。斜めではなく垂直でも同じような発電量だったら窓にテープでくっつけたほうがカーテンの開け締めで邪魔しないのかもしれない。

自作ソーラー 設置場所

ソーラーパネル・チャージコントローラー・バッテリーをつなげる

まずはバッテリーとチャージコントローラーをつなげます。下画像ではまだソーラーパネルを接続していない状態。ソーラーパネルが表示されるところ(液晶パネル左側)に月アイコンが表示されています。

自作ソーラー チャージコントローラー設置

次にソーラーパネルとEPEVER MPPT 40Aチャージコントローラーを接続(左下のソーラーアイコンの+と-とソーラーパネルを接続)するとあっさり発電開始されました♪

ケーブルの選び方

ソーラーパネルからチャージコントローラー、またはチャージコントローラーからバッテリーへつなぐケーブルは流れる許容電流によってケーブルの太さを選んだほうがよさそうです。

許容電流に合わない細いケーブルを使うと熱を帯びて発火する恐れもあるというので気をつけます。

選び方は発電する予定のアンペア以下のケーブルを選ぶ。自分の場合はチャージコントローラーが40Aなので40A以上の電流を流しても大丈夫な3.5sqのケーブルを選ぶのがベストですね。60Aのチャージコントローラーだったら5.5sqのケーブルを選ぶといったようなことでしょうか。

以下の表を目安にケーブルを選びます。日本では単位にスケアを使うようです。ebay.comなどの海外で買う場合はAWGという単位をつかうようです。

許容電流(A)
単心
sq(スケア)
mm2
AWG
25 1.25 16
32 2 14
47 3.5 12
62 5.5 10

つなぎで買った1.5sqのケーブルですと約27Aまでしか電流を流せないのでソーラーパネルを追加して並列接続していくと許容範囲外の電流が流れてしまう。

今はソーラーパネルが1枚なので大丈夫そうです。

バッテリーとチャージコントローラーを接続するケーブル

上画像真ん中の2本のバッテリーアイコンに接続してバッテリーにつなげます。

最初はバッテリーを室内に設置するつもりで↑こちらのケーブルだけで済まそうと思いましたが、バッテリー充電中に謎のガスが出るので以下のケーブルを買って延長してベランダに設置しました。

こちらのケーブルは上の4sq(43Aくらい)の太さのケーブルと違って1.5sq(スケア)の太さしかないのでだいたい27Aくらいしか電流を流せないので今後ソーラーパネルが増えた(並列接続で40A近くなった)場合にはソーラーパネルからチャージコントローラーの間のケーブルとしては使えなさそう。とりあえずは安かった・・・のでこのケーブルを使います。

ソーラーパネルを増やす予定だったのでケチって失敗しました・・・今度は47Aまで流せる単線3.5sqの太さで10Mのケーブルを買ってみます。

MT50の表示

右側のMT50は常時発電量とバッテリーの充電量が表示されて、バッテリーアイコンの上に顔アイコンでバッテリー残量の状態が表示されます。

自作ソーラー チャージコントローラーMT50

残量が多いとニコニコ顔で残量が少なくなってくると怒り顔になる。5日ほど雨や曇りの日が続いても気にせずUSB機器や照明を使い続けたらバッテリー残量がなくなって怒り顔になった。

自作ソーラー チャージコントローラーMT50  無い

ディープサイクルバッテリーの表示をみてみると赤くなっている。↓70%以上の充電量になるにはソーラー発電だと数日かかりそうなのでバッテリー充電器で80%ほど充電する。

自作ソーラー バッテリー 赤

MT50はEscボタンを押して上下ボタンを押すと発電量や各種設定が可能。このあたりはパソコンとつなげて専用ソフトからでも設定できます。といってもまだ詳しく理解していないのでこれから試してみます。

自作ソーラー チャージコントローラーMT50 設定

窓設置で最高4A程度の発電量

数日間ソーラー発電してみて、快晴の日に瞬間的にですが最高の発電量はだいたい19V4Aほどの発電で76Wほど発電するようです。窓ガラスの内側でこの発電量だったら概ね満足です。

自作ソーラー チャージコントローラー3.5A

発電した12Vバッテリーの使いみち

ソーラーパネルで発電してディープサイクルバッテリーに貯めた電力は12Vのまま5Vに変換してUSB機器の電源としてつかったりLED照明や水耕栽培のポンプなどで使います。

当面はインバーターを導入して交流100V電源として使うことはしないことにします。

ソーラー発電の使いみち USB

USB機器や水耕栽培に必要な電力として使う。

IKEAのHYLLISシェルフユニットがピッタリ

1500円という激安なIKEAのシェルフを買って水耕栽培の水槽やUSB機器の設置場所として窓際に置いてみました。ブリキの鉄板でできているのでごちゃごちゃしたラズパイなどのガジェットに3Dプリンターでケースを作って磁石をつけて棚の裏にくっつけておくのにもちょうどよい。

https://www.ikea.com/jp/ja/catalog/products/80278579/

IKEA - HYLLIS ヒュッリス, シェルフユニット, , 室内・屋外兼用付属のプラスチックカバーを脚先に取り付ければ、床に傷が付きません

1個買って試してみたけど、ちょいキャシャなので3Dプリンターで窓枠とくっつける部材を作ってみた。

ソーラー発電の使いみち 棚

こんなふうに窓枠と棚をくっつけてグラグラして倒れないようにしたけど・・・カーテン閉まらない・・・

ソーラー発電の使いみち 棚 留め

コレだと↑カーテン閉められなくて昼間眩しすぎるので、外して棚を少し前にだしてカーテン締められるようにした。↓でもちょっとグラグラするので下に重いものを置く。

ソーラー発電の使いみち 棚 設置

バッテリーからケーブル配線してUSB機器の電源として使う

バッテリーからのケーブルは1.25sqの細めのケーブルを使いました。このケーブルは12V12Aまで電流を流せるので多分問題ないですよね??多分。

途中でつなげたり分岐したりするのでBanggoodで買ったExcellway ET15 20Pcs 2 Pin Spring Terminal Block Electric Cable Wire Connectorを使って分岐します。

ソーラー発電の使いみち 電線

12Vなどの電源を5VにしてUSBポートに送電してくれる便利なパーツ3pcs DC8V-35V To 5V 8A Power Step Down Module 4-Port USB Mobile Phone Car Chargerに3Dプリンターでケースを作って100円ショップで買った強力磁石をはめ込んでブリキ棚の裏にくっつけておく。

ソーラー発電の使いみち USBポート

USB4ポートの3Dデータも公開しておきます。縦に3Dプリントするとサポート剤なしでプリントできて、サポート剤を除去する作業が必要なくて簡単かもしれません。

USB4Port 3Dデータ

あまり出来はよくなく・・・ビス穴などがちょいズレ気味なので予めご了承くださいませ。

3D design 'USB4port' created by Bey.jp with Tinkercad.

裏にDCプラグがあるので別途パーツを買って差し込むだけで接続完了するので便利。

ソーラー発電の使いみち USBポート 裏

このあたりのパーツ類は興味がありましたらこちらを御覧ください。↓

この春から、まだ経験していないことに挑戦していきます。まずは手始めとして自作ソーラー発電から。今までは住居を転々とするタイプの人間なのでモノを増やすことに抵抗があったのですが、部屋が広くなったのを機に前々から気になっていた自作ソーラー発電に手をだすことにしました。(これからも今住んでいる賃貸マンションに飽きた...

これらを使って棚にケーブルが目立たないように配線していきます。

LEDフロアライト

交流100Vを直流9V1AにするACアダプターを使って発光するLEDフロアライトをACアダプターを使わずにバッテリーから引いた12V電源を9Vに変換して使います。

以前デスクライトもACアダプターを使わずに自作パソコンの12V電源から9Vに変換して使った様子は以下のページ。今もこのデスクライトを使っています。

自宅作業部屋のデスク周りがノートパソコンから自作パソコンに変わったので大分スッキリしてきましたが、今度は配線周り、ACアダプタがぐちゃぐちゃしてタコ足配線なのが気になって、なんとか減らす方法はないかと考えていました。

今回は12Vバッテリーの電源をLEDフロアライト↓、変換パーツに3Dプリンターでケースを作ってつなげてみました。バッチリ使えてこれでACアダプターがまた一つ減って嬉しい♪

LEDフロアライト

ケースの3Dデータは以下からダウンロードできます。(ビス穴がちょっとずれてるかもしれませんのでそのあたりはご勘弁を・・・)

LEDフロアライト 3Dデータ

3D design '9V-box' created by Bey.jp with Tinkercad.

棚にあるUSB機器やポンプ・照明で電力を使う

調子にのってIKEAのシェルフを3つにして現状(ソーラーパネル設置前)はこんなふうにしてみた↓水耕栽培の容器はIKEAのスクエアボックスや100円ショップのボックスを加工したり3Dプリンターのパーツをくっつけたりして作りました。水耕栽培の状態も後ほどご報告します。

ソーラー発電の使いみち 現状

自作ソーラー発電の今後

あっさりとソーラー発電できてしまったので、調子にのってソーラーパネルを増やしていきます。

その前にパソコンと接続してPCからでも専用ソフトで発電の様子が見えるようにして、最終的には発電の各種数値をハックして自前のデータベースに保存してグラフにしていきます。

あと、バッテリー切れになるとUSB機器などが使えなくなる問題があります。バッテリー切れ時に電力を自動的に12VDC出力のACアダプターに切り替えるシステムもラズパイを使って構築していきます。

あとバッテリーも曇っていてソーラー発電しない期間が長い場合は5日ほどでバッテリー切れになのでバッテリーももう一台必要なのかもしれません。まぁ、引っ越す時が辛いのでバッテリーは増やさずにバッテリー充電機で充電すればいいのかな?

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