ベランダ ソーラー システム を 自作 してみた
ソーラーパネルを使った オフグリッドが面白そうだったので10Wのソーラーパネルと12V 10Ahのリチウムイオン電池でスマホの充電と LED照明に使って実験していた。
使っていたのはこれら。
いろいろ 具合が分かってきたので 規模を拡大することにした。
買い揃えたのが以下のもの。
集合住宅なので 使えるソーラーパネルは限られる。
ベランダで使えそうなものを探したところ 手すりに取り付けるのに丁度よさそうな細長い 50Wのソーラーパネルがあった。
買ったのは効率の良さそうな サンパワー ETFE 50W ソーラーパネル。
Aliexpressで8500円。
コントローラは効率の良い MPPT方式のものにした。
MPPTの偽物が多くて閉口したが ちゃんとしたものもあった。
買ったのは EPEVER Tracer 2206AN と USB通信ケーブル。
Tracerの細かい設定はパネルから出来ないので通信ケーブルが必要。
Aliexpressで5800円。
選択に苦労したのがバッテリー。
鉛バッテリーは安価だが浅い充放電で使わないと劣化が早く進んでしまう。
そして 充電中は水素を発生するので屋内にバッテリーを置きたくない。
そうなると リチウムイオン電池が選択肢になる。
国産のリチウムイオン電池は一般人には手に入りにくくて高価。
中国のリチウムイオン電池は偽物が多いので見極めるのは大変。
いろいろ調べ LifePO4 (リン酸鉄リチウムイオン) の電池にたどりついた。
18650のリチウムイオン電池は偽物が多いが LifePO4の偽物はまだ少ない。
LifePO4のエネルギー密度は低いが安全性が高く 数千回の寿命がある。
充電中に水素は発生しないので 屋内に置くのにちょうど良い。
買ったのはコスパが良さそうな 3.2V 100Ah 4個。
Aliexpressで27000円。
貯めた電力は スマホの充電と LED照明に使っただけでは余ってしまう。
ノートPCにも使うことにした。
ノートPCの電源は21Vなので バッテリーの電圧を21Vに昇圧する電源が必要。
DC 400W 15A ステップアップコンバータがあったが実力は半分以下だろう。
Aliexpressで500円。
今まで使っていたコントローラは USB端子があったが Tracer2206ANには無い。
DC5Vのステップダウンコンバータも必要。
Aliexpressで350円。
リチウムイオン電池は3.2Vなので 直列接続で12Vにする。
直列接続すると電池のばらつきが問題になり 電池の仕様を外れる可能性がある。
電池はエネルギーの塊なので安全が重要。仕様外の使い方は避けたい。
電池のばらつきを無くすためバランサーを使うことにした。
バランサーは2種類あり 安価なのは電圧の高い電池を抵抗器で放電し熱にする。
高価なのは 電圧の高い電池から電圧の低い電池にエネルギーを移動する。
高価といっても+1000円ぐらい。ずっと使うので効率の良い高価なほうを買った。
Aliexpressで1800円。
電池の電圧を監視できるものが無いか 探してみたところ面白いものがあった。
サバゲーで使う電池用のバランサーで 各電池の電圧が見えるものだった。
中身は抵抗器で放電するするバランサー。自分は電圧測定のみ使用。
Aliexpressで800円。
バッテリーの容量が10Ahから100Ahになったので インバータも欲しくなった。
ふるさと納税の返礼品にあった。
三重県伊賀市に17000円の寄付。去年は15000円だった。
以上のものを以下のように接続。実際はブレーカやヒューズも使用。
リチウムイオン電池の電極がむきだしでは危険なので 何か入れ物が必要。
ちょうど良かったのが 無印良品のメイクボックス。
4つのリチウムイオン電池を ラップで巻いて メイクボックスに入れた。
取っ手の穴は電線の通り道になって ちょうど良かった。
リチウムイオン電池とバランサーを配線し メイクボックスに入れたところ。
なんとなく 爪付きヒューズをつけてる。
バランサーを拡大
バランサーの効果かリチウムイオン電池の電圧が揃ってる。
メイクボックスの蓋をしたところ。
リチウムイオン電池は配線用にM6のボルトを付属してる。
しかし ボルトを使うとメイクボックスの蓋にギリギリぶつかってしまった。
蓋で短絡しないので気にしなくても良いが、念のため背の低いプラスネジに交換。
蓋の上にコントローラを乗せてリチウムイオン電池を配線したところ。
縦横は蓋のほうが大きいが四隅が丸くて蓋の内側にコントローラは入らなかった。
そのため 蓋の上にコントローラが乗っかることになってしまった。
乗っかっているだけだと滑って落ちてしまうが、コントローラのネジ穴にネジを挿しておくと蓋に引っかかって落ちなくなった。
ひとまず このまま使ってみることにする。
現在のコントローラの設定。
何が正解か良くわからん。
コントローラの上に100均のPSクリアケースを乗せて埃除けにしている。
コントローラの放熱を考えると 良くないかも。
残るはソーラーパネルの設置。
62x40cmのワイヤーネットを2つ使った。
40cmを25cmと15cmで折り曲げるとソーラーパネルを30度にできる。
折り曲げたワイヤーネットにソーラーパネルを取り付ける。
そして、ワイヤーネットをベランダの手すりに取り付ける。
カラー針金で固定。思ったよりガッチリ固定できた。
総額 5万円弱だった。
日本のショップで揃えるより 時間はかかったが安上がりだった。
個人輸入のやり取りも含めて面白かった。
他の人にお勧め出来るものでは無いが、何か参考になれば幸いです。
あとがき
大容量のリチウムイオン電池を使った電気工作です。
誤配線や電池の短絡は大事故の可能性があります。
電気の知識をお持ちで無い方は 安易に真似しないでください。
実行は自己責任です。私は責任を負えません。
