自作での太陽光発電を、一旦保留した理由。

ようやく、ログハウスキットを組み立てました。

ログハウスの設計当初から、
「できれば、ログハウス内で扱う電力は太陽光発電のみでまかないたい!」
と思っていたので、屋根は『南向きの片流れ』にしています。

もちろん、太陽光発電も自作で行いたい。
というわけで、

  • 太陽光発電を行うためには何が必要か
  • そもそも、どの程度の発電量が必要なのか

を自分なりに調べてみました。
参考にさせていただいたサイト

可能であれば、さっそく作ってみたいですね。

太陽光発電に必要なもの

◆ ソーラーパネル
◆ ソーラーパネル架台
◆ ソーラーパネル固定用ワイヤー
◆ チャージコントローラー
◆ バッテリー(蓄電池)
◆ インバーター
◆ 配線類

「ソーラーパネルが太陽光により発電、チャージコントローラーを介して充電(バッテリーへ)と放電、インバーターで交流に変換、家電へ電力を供給し使用」
というイメージ。

正直、化学屋(ばけがくや)さんの私にとって、このような「いかにも電気」っていう分野は、本当に苦手なのですが、それをいったら建築も農業もITも苦手なんですよね~。。。
ゆっくりじっくり勉強することで、なんとか理解したいな。。。

どのように太陽光発電に必要な部品を選ぶべきか

最初に考えるべきことは、「システム構築の目的」だそうです。
それは、

  1. 使用する電気機器の消費電力(W:ワット)
  2. 電気機器を使用する1日の延べ時間(h:アワー=時間)

確かに、必要な電力量がわからなければ、システムは組めませんね。
(ここには私も気づいていた。良かった良かった)

◆ バッテリー容量の計算。

まず、バッテリーの容量をどのように考えるか。。。
「一日に使用するトータル電力量」を見積もったとして、
それがイコール「バッテリーが蓄えられる電力量」とはならない。

インバーターにより、電流を変換するため、
「インバーターの変換損失(10%~15%程度)」
「インバーターの低電圧保護遮断時の放電可能容量率低電圧(70%程度)」
を考慮しなくてはならないとのこと。

すなわち、
「一日当たりの電力量」=「バッテリー容量」×「1-インバーター変換損失」×「インバーターの低電圧保護遮断時の放電可能容量率」

例えば一日30Wのパソコンを6時間使用する場合、

30W × 6h = 180Wh

「バッテリー容量」 =  180wh ÷ 「変換損失」÷「インバーターの低電圧保護遮断時の放電可能容量率」
= 180wh ÷ 0.85 ÷ 0.70
= 303wh

一般的なバッテリーが 12Vなので、
303Wh/12V = 25Ah余裕をみて、30Ahのバッテリーが必要になる。
という計算だそうです。

さらに、
「システムの無日照動作担保日数:天気等で発電しない日は、放電のみになるため予備の充電をする分」
を考える必要があるようで、余分に充電するぶんを考慮しましょう、とのこと。

例えば、
一日30Wのパソコンを6時間使用し、無日照動作担保日数が3日の場合は、

30W × 6h × 3 日= 540Wh

「バッテリー容量」 =  540Wh ÷ 「変換損失」÷「インバーターの低電圧保護遮断時の放電可能容量率」
= 540Wh ÷ 0.85 ÷ 0.70
= 908Wh

バッテリーは、908Wh ÷ 12V = 75.6Ah

パソコン1台を動かすために、ここまでのバッテリーが必要となるとは・・・。

◆ ソーラーパネルの計算。

前述の考え方(バッテリー)を当てはめると、

一日30Wのパソコンを6時間使用し、無日照動作担保日数が3日の場合は、

30W × 6h × 3 日= 540Wh

日照時間 5h 発電効率 70%を加味して、

540Wh ÷ 5h ÷ 0.70= 154W

すなわち、154Wのソーラーパネルが必要。。。
うーん、、、パソコン1台を動かすために、154Wのソーラーパネル。。。

◆ いったんまとめる。

パソコン1台を動かすためには、154Wのソーラーパネルと、75.6Ahのバッテリーが必要。

◆ 実際に必要な電力量は。。。

プログラミング教室として考えているログハウスですから、

  • ノートパソコン5台(1台30Wで見積もる。実際にはもっと低そう)
  • 照明2つ(60型LED。パナソニック製7.3W)
  • WiFi中継器(NEC製 最大6.5W)

上記3項目をざっくり足し合わせただけで、

171.1W (=5 × 30W + 2 × 7.3W + 6.5W)

さきほどの計算に置き換えると、

◆ バッテリー
171.1W  × 6h × 3 日= 3080Wh

「バッテリー容量」
= 3080Wh ÷ 0.85 ÷ 0.70
= 5176Wh

◆ ソーラーパネル
171.1W  × 6h × 3 日= 3080Wh
3080Wh ÷ 5h ÷ 0.70= 880W(200W パネル4枚+α)

そこに、プロジェクター(?)、扇風機(20W程度)。
うーん、プロジェクターや扇風機を加えると、自作の太陽光発電は現実的ではない。

2018年夏。
猛暑を通り越して、『酷暑』が日本を襲った。
連日37度越え。ログハウス内、チンチコ。
扇風機では、この暑さはしのげない。エアコンが確実に必要である。

保留します。
エアコン、いれました。ガマンできなかったので。

(メモ)アスファルトシングルへのソーラーパネル固定方法。

どうやって、ソーラーパネルを固定するか悩んでいた時に見つけました。
ログハウスの屋根材としてアスファルトシングルを使っているのですが、ここに架台を固定する方法がわからなかったのです。

なるほど、非常にわかりやすい。

 

2018年秋。
最大級の台風(21号)が日本を襲った。
自作で組み立てたソーラーパネルの架台が、台風に飛ばされないか、非常に不安。

...保留。

私が施工したら、確実に飛ばされると思いました。

それでも太陽光発電を行いたい。

「ログハウス内の電気をすべて賄うという妄想」は捨てました。
しかし、太陽光発電を自作してみたいとい思いは捨てられない・・・。
視点を切り替えます。

災害大国、日本。

『停電に備えるために、太陽光発電を常備しよう!!(ここ2か月で2度の停電があったので)』

今後は、このテーマで進めようと思います。