ソーラーパネル×自動車バッテリーのオフグリッド電源運用開始。100Wパネル1枚では20Wの電力を24時間常時使用することは出来ないようだ。ここまでかかった費用
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2021.04.22

ソーラーパネル×自動車バッテリーのオフグリッド電源運用開始。100Wパネル1枚では20Wの電力を24時間常時使用することは出来ないようだ。ここまでかかった費用

 2か月以上かけて準備を進めてきたソーラーパネル×自動車バッテリーのオフグリッド電源装置の運用を開始しました。下記はテラスに設置した屋外収納庫内の様子。100Ahの自動車バッテリーと、AC100Wを作り出すインバーター、写真に写ってませんがソーラーパネル用のチャージャーコントローラーが設置されています。


↓屋外配線はフレキ管を通しており、購入した屋外収納棚にドリルで穴をあけて配線しています。とりあえずガムテープで仮どめ。


↓屋外収納庫から部屋の中へ配線を引きこむ部分です。この部分は自宅建築時から色々とDIYしようと6cmダクト穴(エアコン設置によく使うやつ)を開けてあるのでそれを使用しています。ガムテープで仮止め。2本のダクトが伸びていますが、1本が屋外収納庫のインバーターから伸びているAC100V線。もう1本は4年前に設置した屋外の監視カメラの配線(5V-DC)です。


屋内に引き込んだAC100Vには24時間稼働している海水水槽の20Wポンプを接続しました。

 日曜日のお昼頃からこの仕組みを稼働開始して順調に3日間は24時間ポンプを動作させていたのですが、今朝、インバーターからバッテリーの電圧低下を警告するピーピーという警告音が。このインバーターは接続しているバッテリーの電圧が11Vを切ると警告音が出る仕様。どうやらこの設備では常時20W使うには発電量が足りないようです。

計算すると常時20W使うには1日の発電量として480Wh必要です。ソーラーパネルは規格上は100Wですが、先日調べたところ最大で70W発電でした。平置きなので少し効率が悪いのかと。この状況で1日7時間フル発電されれば発電量と消費量がトントンぐらいな計算なのですが、まあ最初から計算上も発電量足りなかったかな。

我が家の2月の電気代を見ると16839円で606kWh使用。すなわち1kWhあたり27円です。ソーラーパネルで常時20W使えれば20x24x30=14.4kWhなので1か月に389円の電気代を浮かせられる計算になったのですが。。。。。ひと月に388円も電力代を浮かせられたら年間で4600円の価値があることになる。

ここまでかかった費用をまとめる。

  • 100Wソーラーパネル:10900円
  • ソーラーパネルコントローラー:2100円
  • ソーラーパネル用の太いケーブル(使ったのは10m分x2):4000円
  • ソーラーパネルを強固に固定するための金具、パネルを設置するためのパーツ費用:5000円
  • IKEAの屋外収納庫:8000円
  • DC12V→AC100Vインバーター(もともと持っていた装置を流用したので実際は買ってないけど):5000円
  • 100Ahのバッテリー:12790円
  • 合計:47790円。
けっこうかかったなぁ。もし20Wを常時使えるようになって、バッテリーが劣化しない場合は11年で元が取れる計算。バッテリーが劣化しないわけはないので、バッテリーを3年ごとに交換必要な場合はちょうどバッテリー代金が発電電力分で相殺されて、初期投資の35000円のみかかる計算だけど、これも難しいかもねぇ。バッテリー交換が4年に一度で良いなら一応計算上は28年で元が取れるけど。まあ絶対に元はとれない計算だね。

まあ、この仕組みを導入した目的は電気代を浮かせることではなくて災害対策なのでね。それを考えると、なかなか悪くない出費だったかなと思ってます。

今後のアクションプランと考察したいポイントですが
(1)Raspberry Piを使いバッテリーからの電力の入出力を詳細にモニタリングして、晴れの日、曇りの日、雨の日などのバッテリーの状況を確認出来るようにする。使っているバッテリーが機能低下していく様子をモニタ出来るように。

(2)使用しているバッテリーは説明書に「電圧が12Vを切らない範囲で使用ください」と書いてあるので、電圧低下時にバッテリー電力の使用をカットする仕組みが必要かも。ソーラーパネルチャージャーコントローラーにはそういう機能もあるんだけどなぜか「ACインバーターを使用したい時はバッテリーに直接接続してね」って書いてあるんだよね。また、バッテリーの電力が足りなくなった場合に接続している機器が止まっていては安定運用出来ないので、買電した電力を供給する仕組みにしても良いかもしれない。12Vで切り替える(足す)か、100V部分で切り替えるかは難しいところ。

(3)現在平置きのソーラーパネルを少し南に向けて傾けてみて発電量の増加を試みる。

(4)ガムテープで仮止めしている部分を綺麗に加工。フレキ管の雨たまり対策。

(5)インバーターの検討。現在使っているAC100Vインバーターは安い短形波出力。
そもそもモーターを使う機器の使用は推奨されないはずだし、実際にモーターの動作音が普段と違って少し大きい気がする(汗)。正弦波を出すインバーターって電力効率は単形波のインバーターと比較してどうなんだろう?正弦波インバーターはけっこう高いな、120Wタイプで17000円ぐらい
効率は単形波と大して変わらない感じ。この商品ファンレスなのはいいな。
(6)バッテリーは100Ahで十分か?、常時20W使用することを考えるとソーラーパネルの発電が終わってから15時間ぐらい(PM4:00-AM7:00)はバッテリーから電力供給することになる。この時の電力量は20x15=300Wh(ロス無しで12V x 25Ah)。このバッテリーをフル充電するには現在のソーラーパネルでは3〜4日かかる感じかな?あまり深い充電サイクルを行わせるとバッテリーが劣化すると思うが、100Ahの全体容量で毎日25Ahの充電サイクルがあるのはどれぐらいの負荷なんだろう?車のバッテリーは全体容量の5%程度の充電サイクルで5年で寿命と聞くし。

(7)こりずにソーラーパネルを3枚に増やし、バッテリーも1個増やし、オフグリッド沼にハマっていく。

(8)ソーラーパネルを念のため、ワイヤーで固定。バッテリーを入れている屋外収納庫を壁に固定。

アドバイスあったらよろしく。

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■ ■ ■ コメント ■ ■ ■

いいっすね!=21
001 [04/22 10:34]はずし@Au:現状一般的な使い方なら太陽光がペイするはずはなく、災害対策や地産地消などの追加の条件は必要だろうねえ。条件一切無視の環境派は狂っとる。 (2)
002 [04/22 10:36]応援してます:ここの管理人の行動力にはいつも驚かされる (5)
003 [04/22 10:42]「商用電源からの充電機能を足す」は?@OCN:切替式で商用電源からの充電を短時間すれば警告が出ないようにすることはできるような。発電量も消費量も変動があるはずなので、うまく制御する仕組みを作るとか面白そうじゃないですか。
004 [04/22 12:38]やん@Au:室内、盤の配線引き込み部分は一旦、配線を下に垂らして下から引き込む形が水侵入対策に良いかも。家の電線引き込み部で良く見るやつです。承知の上のような気もしますが、盤の入線口は膜付きグロメットおすすめです。配線保護だけでなく後々塞ぎたくなった時も楽。膜をキリで突いて線をムリ気味に押し通せば防水。複数本では効果は落ちますが。ホールソーも必要になりますかね。φ60?の方はエアコンパテが役に立つでしょうか。 (1)
005 [04/22 13:21]gw@Biglobe:4マンちょいもドイヒDIYにかけられるってロマンだなw。俺なら中古の原付買うわ (1)
006 [04/22 15:46]ふぇちゅいん(管理人) TW★79:>>004 なるほど、配線を一回垂らすのは重要な気がする。膜付きグロメットは名前知らなかったけど利用を考えています。ただ、手持ちのホールソーだと設置した金属の棚に穴開かないんですよね。刃が金属に食い込んでいかない感じ。もっとするどいホールソーを購入すべきなのか。ドリルだと穴が開くので、今は持っているドリルで一番太い12mmの穴しかあけられていません。
007 [04/22 17:26]ふぁ★1:前にも言った気がするけどその太陽光パネル…平常時はマイクロインバータでオングリッド運用して電気代減らす、緊急時には運用スイッチしてバッテリーと太陽光パネルのオフグリッドで稼働…ではあかんの?そういうわけで、おすすめは太陽光発電の自家消費&仮想通貨のマイニングやけど。笑笑
008 [04/22 20:04]tnk’@Asahi-Net:(誤)短形波、(正)矩形波 です。字は似ていますが。 (2)
009 [04/22 20:31]ふぇちゅいん(管理人) TW★79:>>008 なんと!サンキューです「くけいは」だったのか!!!!!!
010 [04/22 20:31]通りすがり@OCN:何カ所か穴あけて、ホールソー(糸のこ)で予定の大きさにしたあとヤスリで軽く均してグロメットはめ込みでは駄目なん? (1)


011 [04/22 21:54]y@Iij:開口部に丸形ボックス(https://www.monotaro.com/g/00546116/)かアウトレットボックスを付けて、PF管をボックスコネクタでつなぐといいんじゃないですかね。
012 [04/22 21:58]ぽな@Biglobe:チャージャーコントローラの負荷接続端子は電流値が低いのと、パネル電圧連動で電圧が上下するのでインバーターが安定しないのが接続NGの理由です。
013 [04/22 22:00]y:ただ、ボックスを造営材に取り付けたり、電線を電線管に収めたりするのは電気工事士にしか認められてないはずなので、現状のAC100Vの電線がPF管に入っていたりするのもアウトなのでは?
014 [04/23 02:02]やん@Au:ホールソー、鉄板OKなヤツならあく筈。耳栓して鉄の表面を削る感じでゆっくりどうぞ。熱持つので一気に行かず休み休み。あと面(線)で削るとドリルがしんどいのでほーんの少し角度をつけて点で接触させ気味で円を描くようにゆっくりモミ回して削ると良いかも。
015 [04/23 02:14]やん@Au:あとフレキから線出し等で絶縁ビニルテープを使いたくなる所は、ビニルテープではなく「自己融着テープ」を使うとテープ同士重なる部分が融着されて剥がれにくいです。ホムセンに売ってます。
016 [04/23 07:37]ふぇちゅいんさんふぁん(ゆるりゆラリー)★85:>>013 こういうのめんどくさいから電気工事しとれば? と何度も言われてるのに、落ちるのが恥ずかしくて逃げてるふぇちゅいんさん。取らないか、「実は受験してましたw 合格しましたw」みたいな形になる。
017 [04/23 08:57]ふぇちゅいん(管理人) TW★79:ちょっと興味あるけど暇が無いのでとらないだろうな。>>014そもそも手持ちの7.4Vの電動ドリルが非力すぎてダメなのかも。。。。自己融着テープは以前使ったんだけど、あれ紫外線でボロボロになるよね?
018 [04/23 10:58].@Au:現時点で公開されてる作業に資格がいる作業は無いけどな。
019 [04/23 12:03].:>>016黙れカス、同じこと何度も言わせんな
020 [04/23 19:55]ふぇちゅいんさんふぁん(ゆるりゆラリー)★85:>>017 自己融着テープの上から絶縁ビニールテープを巻くんですよ。それぞれ機能が違うので、併用してお互いを補い合うのです。

021 [04/24 00:54]土木施工管理技士:所謂、Uテープ、Sテープって奴だな。だが、Sテープの巻き方は経験が無いと、経年劣化により剥がれやすい。それを「ボロボロになる」と表現しているんだろうな。仕事で10年ぐらい巻いていたから知っている。
022 [04/24 00:57]土木施工管理技士:当たり前だが、冬と夏では発電量が違う。角度も方角も重要な要素。もちろん、天気も。だからバッテリーに蓄電するのが重要。 (2)
023 [04/25 16:13]ごーるどういっく@Biglobe:次はウンコ貯めてメタンガス発電やってや。燃料ただだし効率良さそうだぞ (2)
024 [04/25 16:13]ごーるどういっく@Biglobe:天気関係ない
025 [04/26 01:10]やん@OCN:7.4vマジか〜w 今までの穴それで開けてたんですねすごい
026 [05/11 01:05]ごーるどういっく@Biglobe:天気関係ない

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