自作で太陽光発電をする方法!DIYから1年以上たったので報告も

太陽光発電と聞くと、とても難しそうに聞こえますよね?でも、実は素人でも簡単に太陽光発電システムを構築することは出来てしまうのです。その根拠は、素人のイズムでも実際にやってみたら出来たから^^

太陽光発電システムを設置するのに必要なのは、

  1. DIYソーラーパネルセット
  2. 接続方法
  3. 設置スペース

この3つがあれば、簡単に出来てしまいますよ^^ただし、イズムが簡単に出来たのは太陽光発電システムをセットで購入したからという条件が付きます。ひとつひとつの部材を別々で購入すると、電圧などひとつでも間違ったものを揃えてしまうと、その時点でアウトです。素人の方が太陽光発電システムを一から構築するのであればセット売りされているものを選ぶというのが良いでしょう。バラで買いたいのであれば、ここの記事で紹介すること以外に電気の仕組み自体を理解する必要があります。また、バラ売りの場合は、第二種電気工事士の資格が必要となる30V以上の機器には注意が必要です。無資格で行うと罰則があることもあるのです^^;

 

我が家で使ったDIYソーラーパネルセット

我が家に設置したのは、株式会社Looopが販売するDIYソーラーパネルセットです。

既に我が家が購入したセットは売り切れていて無いようなのですが、同じようなセットがありましたので、ご紹介しておきます。ちなみに、我が家で初めて太陽光発電を設置したのは2016年12月です。あれから年月が経ちましたが、現状報告も含めて記事にしたいと思いました。

上記のセットにプラスして、発電をスピーディーに行うためにパネルをもう一枚追加で購入しています。

この2つのセットを購入してオフィスの屋根へ設置しました。

 

我が家で購入したセット内容としては、

  • 太陽光パネル
  • チャージコントローラー
  • バッテリー
  • 正弦波インバーター
  • オフグリッドグリッドパワー切り替え機
  • その他、接続用コードなど

となっており、それぞれの役目と容量は、

  • 太陽の熱エネルギーを電気に換える、太陽光パネルが250W×2枚、500W
  • 発電された電気をバッテリーに充電する時の蓄電量や電圧をコントロールするのが、チャージコントローラー
  • 電気を溜めておくバッテリーが115Ah×2個
  • DC(バッテリーの電流)をAC(家庭用の電流)に変換する正弦波インバーターが1000W、最大2000W
  • 自動で太陽光電源と家庭用電源の切り替えをしてくれるオフグリッドグリッドパワー切り替え機

です。単純に太陽光を使いたいというだけでしたら、最後のオフグリッドグリッドパワー切り替え機は不要となります。

 

DIYソーラーパネルセットの接続方法

太陽光発電をする上で最も重要なのが接続方法です。この方法を間違うと発電することが出来ないのはもちろんですが、機器を破壊してしまう可能性もありますので注意しましょう。販売元であるLooopでとても分かりやすい図がありましたので拝借。

太陽光発電の接続方法

まずは、ソーラーパネルを設置して室内に配線を引き込みます。プラスとマイナスに注意してチャージコントローラーに繋げて(この時パネルが2枚ある場合は2本のプラス配線2本のマイナス配線をそれぞれ同じところに入れてしまって大丈夫です)、コントローラーからバッテリーにプラスを繋ぎ、もう一つの違うバッテリーのマイナスにもコントローラーから繋げ、それぞれのバッテリーから図の様にプラスとマイナスを繋ぎます。次に正弦波インバーターに図の様にバッテリーのプラスとマイナスから繋ぎ、オフグリッドグリッドパワー切り替え機からコンセントを正弦波インバーターに差し込みます。同時に商用電源からも電源を取ることで蓄電がなくなった時点で自動で太陽光から商用電気に切り替えが行われるようになるのです。

はい。難しいですね^^:

後程、もう少し具体的にどのように設置するのかを事細かに解説致します。

 

設置スペース

太陽光発電システムを設置するには、

  1. 屋根や庭、バルコニーなど陽が当たる場所にパネル分のスペースがあること
  2. 室内にバッテリーやコントローラー等の機器を設置するスペースがあること

この2つが必要となります。恐らく、この記事を見ているという事は、この辺はクリア出来ているかと思いますので、次に進みたいと思います。

ちなみに、太陽光パネルの設置には、方角と角度も重要となるので、以下の表を参考に設置スペースに見合っているかどうかを確認してみて下さい。

こちらは京セラの全国平均データになりますので、お住まいの都道府県により多少異なりますが、DIYの場合はそこまで気にしなくて良いかと思われます。南向きに近ければ近いほど良い、30°に近ければ近いほど良いという認識だけで良いでしょう。

 

我が家の太陽光発電システム設置の体験談

ここからは、我が家でDIYソーラーパネルセットを使って行った太陽光発電システムの構築の様子です。一応、成功はしていますので、ここに記載している手順を真似してもらって大丈夫だと思いますが、DIYと言っても大きな電流を扱うことになりますから、作業を行う際は自己責任で行っていただきますようお願い致します。ただし、冒頭でもお話ししましたが、この記事を真似しただけで成功するのは、太陽光発電システムをセットで購入している場合のみです。自ら部品を一つ一つ調達して自作する場合には、この記事以外にもう少し電気の仕組みに付いて学ぶ必要があります。

太陽光パネルの設置

太陽光パネルはオフィスの屋根に設置することとしました。向きとしては南南東。パネルを追加したい場合は、隣のウッドデッキの屋根にと考えています。

太陽光パネルは、かなり大きな段ボールで届きました!畳一帖分ないくらいの大きさで重さは19キロほど、これを屋根の上に上げるのか~・・・と出だしからへこんでしまいましたが、作業を続けます。

箱から出すとこんな感じ!デカッ。

屋根に上げる前に、パネルの厚み。

設置する際に取り付けるネジ穴の大きさ。

穴の位置。

設置する側である屋根のサイズなどを測り事前準備します。

支えに選んだのは、このアングル。これをカットしたりして架台(パネルを乗せる台)を作ります。

アングルを屋根に固定して行き

角度調整して

パネルを設置。写真で見ると一瞬ですが作業は1時間以上かかりました。また、19キロという重さもあり屋根に上げるのはさすがに無理だったので、奥さんに手伝ってもらい引き上げました^^;

角度的にはちょっとアングルの長さが足りずに30°弱ですが、発電への影響は恐らく誤差でしょう。と、思っています。アングル同士は六角ナットで強く固定して強い風にも耐えられるように設置しました。また、どちらか一方の一部が影になった時点で発電がほぼストップしますので、パネル同士が夕方になっても影にならないようにピッタリとくっつけて施工しました。なぜ、一方が影になった時点で発電がストップしてしまうのかは、説明するとかなりマニアックになって来るので割愛させていただきます。気になる方は、「太陽光パネル 2枚 影」などで検索してみて下さいね。ちなみに、1枚だけの時は気にする必要はありません。

我が家は海沿いでかなり風は強い方ですが、設置して1年半ほど経ち、太陽光パネルは外れたりすることなく頑丈に固定されたままです^^

パネル設置後には、配線を束ねて

延長用コードで繋ぎ合わせて行きます。

太陽光パネルには、既にコードが接続されており、この様に雄と雌になっているので、間違う事はないと思います^^

コードやコネクタ自体が防水になっているので、そのままでも良いのですが、念のためテープを貼っておきました。

また、コードがぶらつかないようにアングルに固定して屋根と外壁に這わせて行きます。

こんな感じで室内に配線を引き込みました。オフィスを作った際に設置しておいたスリーブが役立ちます^^

後々、失敗と感じたのは、下記画像の赤線の様にコードを室内に入れるスリーブ前で一度下にコードを垂らしてから引き込むべきだったと言うことです。

強い雨の日にオフィス内にコードを伝って水が浸入してしまい工具が雨に当たり錆びてしまうという被害がありました。コードの長さがどうしても足りないので、未だにこのままですが、水が入らないようにパテ等で防水しています。

チャージコントローラーの設置と接続

室内機器も箱から全て出して設置して行きます。

太陽光パネルから配線を引き、室内に引き込んだらチャージコントローラーのSolarという個所に繋ぎます。パネルが2枚あるので、2枚共のプラスコードをチャージコントローラーのプラス側に入れて、マイナスも同じように2本合わせて入れます。

続いて、チャージコントローラーのBatteryと表示されている箇所に配線を設置して、バッテリーに繋げます。

バッテリーの設置と接続

太陽光パネルと同じくバッテリーもかなり重いので持ち運びが大変です^^;

この様に2つ並べて直列で繋いで行きます。12Vのバッテリーを直列で2つ繋ぐので24Vになります。

繋ぐ時はマイナスから始めてプラスで終わりましょう。

また、固定は確りと行い、ドライバーなどを電気の通る場所に当てないように注意しながら、出来ればゴム手袋をして作業して下さい。

 

接続は以下の様にして行きましょう。

チャージコントローラーのマイナスからBバッテリーのマイナスへ、チャージコントローラーのプラスからAバッテリーのプラスへ、最後にAバッテリーのマイナスからBバッテリーのプラスへ。

※バッテリーは大きな電流が流れますので細心の注意を払って作業するようにして下さい。作業もなるべく1人では行わず、不測の事態備えて2人体制で行うのが良いでしょう。

また、バッテリーは一度でも電圧がゼロになってしまうと元の状態には戻らず使い物にならなくなるので注意して下さい。ちなみに、直列配線にするのは、次に設置する正弦波インバーターが24V使用だからです!

正弦波インバーターの設置と接続

今度は、バッテリーから正弦波インバーターへ接続して行きます。

先ほどのBバッテリーのマイナスから正弦波インバーターのマイナスへ、Aバッテリーのプラスから正弦波インバーターのプラスへ接続すれば完了です。ここは簡単ですね。

ちなみに、この正弦波インバーター我が家の場合は数か月で壊れました・・・が、保証期間内だったので新品と交換して貰えました!こちらが新しい正弦波インバーターです。1000Wから800Wに容量ダウンしましたが、特に支障はありません。古い方の正弦波インバーターは電力不足の時の警告音がやたらとうるさく困っていましたが、新しい方は電力不足になっても特に警告音などは鳴らないので逆に助かりました。

通常は必要ないのですが、心配なので途中にヒューズを取り付けました。

補足知識として。

インバーターとは、バッテリーの電気である直流電流DC(今回はバッテリーを2つ直列しているので24V)から商用電気である家庭用コンセントの交流電流AC100Vへ変換させる機器で、そのインバーターの中でも正弦波とは、家庭用コンセントと同じ波形を作り出すものになります。その他に疑似正弦波インバーターもあり価格は安いのですが、動かない機器やノイズが入るなどデメリットも多いのでお勧めは致しません。

 

オフグリッドグリッドパワー切り替え機の設置と接続

このオフグリッドグリッドパワー切り替え機は、簡単に言うと太陽光電源の電池容量がなくなると自動で家庭用コンセントの電源に切り替えてくれる優れものです。また、太陽光の充電がされれば再度太陽光電源に自動で切り替えてくれます。ただし、デスクトップパソコンやテレビなどは一旦電源が落ちてしまうという欠点もありますので、注意が必要ですね。

ですので、デスクトップパソコンなどを利用する際には、無停電電源装置の設置をお勧め致します。これがあれば一定時間電気が切れたとしてもこの装置が電源の役割をしてくれますのでパソコンが落ちずに済みます。これは家のブレーカーが良く落ちるという家庭にも重宝される代物ですよ^^

ちなみに、この無停電電源装置でも正弦波と疑似正弦波がありますので注意しましょう。疑似正弦波の方がかなり安いので、そちらに手が伸びてしまいそうになりますが、必ず正弦波を選んだ方が後々の後悔がないはずです。

これで、太陽光発電システムの設置接続は全て完了しました。後は、コンセントコードを使いたい場所に引き込み使用するだけです。

宅内への配線引き込み

我が家の場合は、自宅内で使いたかったので、屋根に登り天井の壁に穴を開けて屋内へ配線を引き込みます。

この時に使うコンセント延長コードは、屋外に出るので防雨仕様の物を選びました。

屋根裏に上がり配線を伸ばして、利用したい部屋の天井に穴を開けてコードを引き込んで完了です。

 

我が家の太陽光電源の使い道

我が家では、トイレの電気。元々あった天井のシーリングは今は使っていません。

リビングの電気。

こちらもリビングの電気。

その他には、テレビ50インチやパソコン、浄化槽のポンプなどに使っています。晴れた日にフル充電された状態で夜の23時頃に家庭用の電源に切り替わる感じですね。曇りの日には早い時で19時から20時頃には充電切れ、雨の日にはほぼ使えません。こんな感じです。115Ahのバッテリー2つでこの様な結果ですので、バッテリーが1つの場合は単純にこの半分になるということでしょう。

太陽光電源で使えない機器は、エアコン、暖房器具やレンジ、冷蔵庫など瞬間的に大きな電気を必要とする機器です。流石にこうした機器を動かすには正弦波インバーターが定格出力800W最大瞬間出力1600Wでは無理でした。この様な大型機器を動かすには定格出力1500W最大瞬間出力3000W以上が必要となるでしょう。

 

ここまでに紹介した太陽光関連の部品一覧

長々と記事にしてしまったので、ここまでに紹介した太陽光発電システムに関連する部品等を一覧にしておきたいと思います。

DIYソーラーパネルセットは、他にも色々な種類や容量のセットがありますので、あなたの利用用途にあったものを探してみて下さいね。

 

太陽光発電を1年使ってみて思ったこと

太陽光発電システムを2016年12月に設置してから1年以上経ちましたが、この1年で色々と学ぶことがありましたので、これから太陽光発電を始めてみようと考えている方の参考になればと思い、イズムの個人的な感想を述べたいと思います。

まず、設置してすぐの頃は、どんな機器が使えるのか分からず良くインバーターの保護機能を発動させてしまった記憶があります^^;湯沸かしポットなどは良い例ですね。瞬殺です。。。他にも冷蔵庫、最初は機能するんですが、冷蔵庫って途中で消費電力が一瞬だけ上がるんですよね。そのことを知らずに何度も「あれ?太陽光切れてるな」というのがありました。

他にも、昼間にためた電気でコタツくらいなら付けることが出来るのですが、コタツを使った場合は数時間でほぼ充電を食いつくされてしまうということも学びました。やはり500Wくらいの機器は使えるが電力を食いすぎるんですよね。まんべんなく色んなところで使いたいと思っていたので、その後は使わないようになりました。

電気料金はそんなには変わらないと言う事も学びましたね。毎日、太陽光発電の電気をフルに使ったとしても100円~数百円程度の節約にしかなっていないんです。だから、見た目では電気料金は変わったようには見えない。DIYで行う太陽光発電の場合は趣味程度と認識する方が良いでしょう。

停電の時には役立つ!我が家は海沿いで台風が来ると良く停電します。その時にはこれでもかっ!というくらい活躍してくれますね。ただし、台風が近づくと雨が降りますので、充電はされない・・・だから、停電になっても普段と同じようにガンガン電気を使ってしまうとすぐに空になってしまうんです。停電時の電気使用は計画的に行うことを学びました^^

 

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筆者

O-ismの記事は全てイズムが執筆しております。房総半島の御宿町へ2017年に移住、移住後にイズムが体験したお金や地域の生の声を記事にしています!

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