自作する太陽光発電システム - Hand made Solar Power System -

設置工事

 ソーラーパネル設置

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 木造の平屋建ての事務所の屋根に設置します。
カラートタンを張った屋根なので、パネルの設置は比較的容易だと思いましたが、結構大変でした。
写真は、建物の下から撮影しました。

ソーラーパネルの取付方法

 ソーラーパネルの長さと同じ長さで、3cm角の垂木を50cm間隔で縦に70mm長さの木ねじでしっかりと取付ました。
その垂木に橋渡しをするような形で5cmx1.5cmの角材を横にして木ねじを使って固定しました。

 横に張り渡した角材の上にパネルを載せています。
パネルの取付は、アルミのL型アングルを5cm幅に切断し、取付金具を作りました。取付金具に固定用のタップネジをが入る穴をドリルで開け、4mm径のタップネジで固定しています。

下の写真は、横材にL型金具を使って固定している様子です。

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  このようにして、ソーラーパネルを取り付けています。
下は、4枚のソーラーパネルを設置している写真です。

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ソーラーパネルの取り付け方法

  • カラー屋根にソーラーパネルを取り付ける方法の写真がないか質問がありました。すでにある写真以外に参考になるものがなかったので、取付け部の断面図を手書きですが、描きましたので、その画像をスキャンして、下に掲載します。

ソーラパネル取付図1

ソーラーパネル配線

 4基のソーラーパネルを直列に接続するのはパネルについている50cmぐらいのケーブルで接続できました。コネクタに差し込むだけですから超簡単です。
直列に接続されたパネルの初めと終わりに断面2平方ミリのキャプタイヤケーブルを接続して、配電盤に引き込んでいます。およそ8mです。AC100Vでは20Aまでの許容電流ですが、このソーラーシステムでは最大6Aですから、十分余裕です。

ソーラーパネル8枚に増設したときには、4枚づつの直列を追加してこれを並列に接続するつもりです。こうすると、最大電流は12Aとなりますが、このままのケーブルで大丈夫でしょう。

 

バッテリーの設置

 使用したバッテリーはパナソニックの40B9L2個、40B9R2個
の4台です。LとRを混在させたのは、4個を直列接続をして、48Vにするので、接続の結線が短くできるからです。
40Bとあるので、てっきり40Ahの容量があると思いこんでいたのですが、実は28Ahしかありませんでした。

 これは、このHPの記事を書くに当たって、詳しいデータを得ようとネットで調べていたら発見したのです。2ケ月も経ってからのことです。
下の図はこのバッテリーに仕様です。充電電流は3.5Aとなっています。容量も少なすぎました。

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 バッテリーを設置した場所は、事務所の建屋の裏側の軒下にブロックを並べて、その上に4基のバッテリーを並べました。
下の画像がそれです。
バッテリ間の接続は、屋内配線用のVA線を引き裂いて単線にして使っています。

 端子の取付は、バッテリーの端子に3mmのドリルで深さ10mmの穴を開けて、4mmの真鍮木ねじをねじ込み、頭に半田付けをしています。ほんとはバッテリー専用端子を取り付けて結線すべき所ですが、8個必要なので端子だけで2000円あまりになります。

 あくまで、実験用の仮結線ですので、当面これで様子を見ることにしました。今のところ最大電流は10Aぐらいですから、その点では問題なさそうです。

インバーターの設置

インバターは中国製の1KWの物で、320x165x90mmの大きさがあります。
重量は3.11Kgです。事務所建屋の裏側の外壁に板材を取付、これに取り付けています。丁度、4基のバッテリーの1mぐらい上側に位置します。

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 軒下なので、少々の雨では濡れませんが、吹き降りの雨では濡れますので、ビニールの覆いを仮に付けています。工事や調整が終わったらちゃんとした屋根や囲いを作ろうとは思っていますが、今のところ裸です。
下は、入力側の写真です。DC48Vの入力端子が見えます。配電盤に接続されています。

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下は、インバータの出力側です。
黄色のケーブルはAC100Vの出力です。8芯の信号ケーブルが見えています。マッチ箱のような物が2個見えていますが、これはノイズフィルターです。パソコン用の無停電電源装置(UPS)についていたものを流用しました。
インバーターは正弦波なので、ノイズは余り出ないと思ったのですが、さすが中国製、無線機が使い物にならないくらいのノイズが発生していました。これでだいぶんに収まりました。

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機器間のケーブル配線

ソーラーパネルと配電盤

 ソラーパネルは平屋のカラートタン屋根の上に設置されています。

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一方、配電盤(配電盤といえるようなものではありませんが)は事務所の裏側の外壁に5cm角材を固定し、これに端子になるよう5mmのビスを取り付けて端子板としています。

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この間約7mあります。
ソーラーパネルは4基直列で48V、流れる電流は最大で6Aと考えられます。
近い将来4基増設して、同じように直列して48Vとして現在のシステムに並列に接続する計画です。
そうすると、最大電流は12A程度になりますから、それに対応出来るようなケーブルをと考えました。

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採用したキャプタイヤケーブルです。2sq (2mm2 )の芯線でAC100Vでは27Aの許容電流ですので、パネルを増設しても十分耐えられるでしょう。
長さはおよそ7mですから、ケーブルの抵抗はおよそ0.05Ω、12A流れるとして、ケーブル内の電圧降下は0.6Vぐらいになります。

配電盤とバッテリー

 配電盤は建屋の外壁地上1mの所に設置され、バッテリーはその直下の地面にブロックを置き、その上に4基並べて置いてあります。距離は1m、必要なケーブルの長さは1.5mぐらいでしょうか。

 流れる電流は最大で20Aぐらいと予想されます。(電圧は最大60V)
短い距離なんですが、手持ちの3相VA線2mm径の単線を使いました。単相用でもいいのですが、手持ちがあったので使ったまでです。

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バッテリの接続はワニグチクリップを使いました。ここはバッテリー専用の端子を使うべきでしょうが、当面いろいろ実験するのに便利だからです。

端子盤とインバーター間

 端子盤とインバーター間は20cmぐらい離れています。最大電流は30Aぐらいが予想されます。現システムで最大の電流が流れるところです。
3sqのより線を使っています。これも手持ちの歯切れケーブルを使ったまでです。

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インバーターから室内取り込み

 インバーターからの出力はAC100Vです。最大で10Aですから一般的な平型ビニール線0.75sqでもいけると思いますが、建屋の外から内へ貫通するのでキャプタイヤケーブルを使いました。
ソーラーパネルと配電盤間に使ったケーブルと同じ物を使うことにしました。

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信号線

 バッテリーやインバーターなどは建屋の外壁にありますので、室内からソーラーパネルのバッテリーへの充電状態を監視、コントロールする必要があります。
そのための予定している信号線は

1.ソーラーパネルの充電電流
2.バッテリーの電圧
3.過充電を防止するためのソーラーパネルの切り替えスイッチ
4.インバーターの電源ONOFFスイッチ
5.インバーターのパイロットランプ(LED)

 以上の5回路を考えました。5回路だと10本のケーブルが必要ですが、グランドを共通化できそうなので、8本で大丈夫だろうと思い、LANケーブルを使うことにしました。電流は最大でも50mAでうので、大丈夫と判断しました。長さは室内のコントローラーまでで約5mと踏んでいました。

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