災害時の停電に備え、独立型太陽光発電システムを作ってみた

昨今の台風や地震など災害時の停電対策に、極小規模の独立型太陽光発電システムを作ってみました。いつか作ろうと思っていたのですが、最近になってようやくすべてのパーツが揃ったので、制作に取り掛かってみました。

簡単に作るには①ソーラーパネル、②チャージコントローラー、③バッテリー、④インバーターがあれば作ることができます。
今回作った仕組みは、「停電・アウトドア対応　独立型太陽光発電と家庭蓄電（増補改訂版）」（パワー社）に掲載されているシステムを参考にして制作しました。
独立型太陽光発電システムを構築するにはたいへん参考となりました。





◯そろえた機材
　①ソーラーパネル（蓄電システム.comさん　100W単結晶　AT-MA-100）
　②チャージコントローラー（電菱　SA-BA10　12V10A）
　③インバーター（600W 12V正弦波インバーター）
　④バッテリー（OPTIMA　RED TOP　100D23L 使い古し）
　⑤端子台（春日電機　TC100　T80　T20）
　⑥ANLヒューズ（80A）
　⑦12V10A自動車用平型ヒューズホルダー
　⑧600V CVケーブル
　⑨KIVケーブル（14SQ）
　⑩MC4コネクタ
　⑪シガーライター　メスソケット
　⑫その他、裸圧着端子、機材設置用の板、木ネジ（近くのホームセンターで購入）

◯ソーラーパネル

蓄電システム.comさんで購入した100W単結晶のソーラーパネルです。
取り敢えず非常用で購入したものなので、今の所1枚しか購入していません。
パネルの枚数を増やせば、理論上は早く充電することができます。
実際は曇りや雨天時のことも計算し、トータルのシステムを構築しますが、今回はDIYレベルで制作する非常用、実験用のレベルでもあり、100W1枚でよしとしました。
パネルは追加することができますが、その場合、チャージコントローラーも見合ったものにする必要があります。
独立型太陽光発電システムは、規模を拡張していくことができますが、パネル、チャージコントローラー、バッテリー、インバーター、バッテリーとインバーター間の配線の太さなど、全てのバランスを考えて構築することが重要です。



◯チャージコントローラー（電菱　SA-BA10　12V10A）

ソーラーパネルの能力（最大出力動作電流）に合わせて、入力電流10Aでよしとしました。
安心な日本製です！
本当は正弦波インバーターも電菱製が安心ですが、高いです。






◯インバーター（600W 12V正弦波インバーター）

格安で購入できた正弦波インバーターです。18ヶ月保証、AIG保険の生産物賠償責任保険付きなので、これを買ってみました。
どの程度の耐久性があるかは未知数です。
信頼の点では日本製がよいと思いますが、かなり高価です。同じ出力で、この製品の2倍以上の値段です。






◯バッテリー（OPTIMA　RED TOP　100D23L 使い古し）


取り敢えず自動車用として使っていたお古を使ってみますが、ディープサイクルバッテリーの方がよいようです。
RED TOPはこれで2個目ですが、通常のバッテリーの2倍程度は使用できると思います。
旧車用に使っていたものですが、3年ほど使いましたがまだ使えそうです。
ディープサイクルバッテリーは比較的安く購入できるようです。




◯端子台（春日電機　TC100　T80　T20）



TC100は近くのホームセンターでは売っていないので、Amazonで購入しました。




◯ANLヒューズ（80A）


80AのANLヒューズです。
インバーターにもヒューズがありますが、インバーター保護のために挿入しました。
インバーターの出力は600Wなので、600W÷12V×1.6＝80Aとしました。
購入したものは安すぎで、かつ予備のヒューズ5個付きとお買い得です。
ちゃんと使えるのか心配でしたが、届いた製品は見た目は問題なさそうです。
これも、使ってみて検証したいと思います。が、80Aのヒューズが切れることはそうはないと予想されますので、いつ検証できるのか・・・。これは自己責任で使ってみます。


信頼性で選ぶならば、日本製をお勧めします。






◯12V10A自動車用平型ヒューズホルダー


これは、自動車用品店で購入したエーモンのヒューズホルダーです。シンプルな作りで、ヒューズも自動車用が使えます。
チャージコントローラーの電流に合わせて、10Aとしました。

◯600V CVケーブル


ソーラーパネルとチャージコントローラーを接続する、CVケーブルです。延長用に5mだけ購入しました。






◯KIVケーブル（14SQ）


バッテリーとインバーターを接続する、大事なケーブルです。インバーターの出力から許容電流１心88Aである14SQを選択しました。22SQも検討しましたが、線が太くなり、工作もしにくいと思い、これでよしとしました。ちょうどよい長さのものが購入できました。端子もついています。




◯MC4コネクタ


安かったのでこれにしてみました。工具もついています。





◯シガーライター　メスソケット


これは秋葉原で購入したものです。

◯工具
インバーターとバッテリー間の14SQのKIVケーブルを、裸圧着端子で圧着する場合、大きめの圧着工具が必要です。
裸圧着端子の工具は、安いものでは中国製もあるようですが、高電流も流れるシステムのため、しっかりした日本製の工具を使うのがベストです。
2.0SQ程度であれば、ホームセンターで売っている格安品でよいと思いますが、14SQは日本製をお勧めします。
14SQ以上が使える圧着工具は高価です。
しかし、それほど高頻度で使う工具ではないので、購入には躊躇されると思います。
新品を購入すると、それなりの金額となりますが、しかし、この工具がないと14SQの圧着はできません。

自分が使っている工具はこれです。



日本製だとこんな商品もあります。
1.25　2.0 　5.5　8　14SQが使えます。




MC4コネクタの圧着

◯購入したコネクタは、オス、メス、金属端子、スパナが入っていました。


◯分解すると中からパッキング出てきました。


◯上がオスで、下がメスです。


◯金属端子は細いものと、太いもとあります。間違わないようにする必要があります。


◯太いほうがオス用、細いほうがメス用です。


◯ケーブルの被覆を剥きます。


◯中の白い被覆も剥いて、電線をむき出しにします。


◯金属端子を圧着します。専用の工具もありますが、ギボシ端子圧着用でも工夫すればできます。でも、できれば専用工具の使用をお勧めします。


格安な、こんなセット製品もあります。圧着工具付きのようです。




◯パッキンとナット部を挿入します。


◯ソケットを押し込みます。


◯最初は手でねじ込んで、最後にスパナでねじ込みます。あまり力を入れすぎると、ネジ部分が壊れます。


◯こんな感じでできあがりました。


◯非常時にはバッテリーとインバーター、ソーラーパネルを接続すればすぐ使えます。12Vも使えるところが便利です。気をつけなければならないのは、バッテリーとインバーターの接続部分は高電流が流れることです。
分からない人や子供が間違って触らないようにしないとなりません。特に子供が触らないように、注意が必要です。
今回はここまで作りましたが、そのうちスイッチボックスのようなものに収納しようと思います。


そのうち、こんなボックスに収納したいと思います。



◯さっそく、試しに使ってみました。問題なく使えました。


◯非常時にはこんな感じで使えそうです。


◯普段使用していないときには、このコンテナボックスに収納しました。
本当は普段も常時バッテリーを充電し、使うことで放電した方がバッテリーにはよいと思いますが、作った目的が災害の際の緊急時用なので、普段は使わずに保管しておくことにしました。インバーターやCVケーブルを入れてもまだ余裕があるので、アマチュア無線のハンディトランシーバーやバッテリー、LED懐中電灯なども一緒に入れておくことにしました。


◯耐久性があるこのボックスをまとめて購入しました。

◯災害時に工具がないと困ることもあるため、最低限分解に必要なプラスドライバーと、予備部品も一緒に入れておくことにしました。




◯工具は安心の日本製、VESSELです。


☆注意！
バッテリーにつなげたプラスとマイナスの配線を接触させるとショートして危険です。
バッテリーをショートさせると火花が出て、充電時に発生する水素に引火してバッテリーが爆発することもあります。バッテリーの扱いには十分注意しましょう。
全ての配線は、プラスとマイナスが間違っていないか、必ず確認しましょう。配線が間違っていると機器が壊れるばかりか、火災など事故にもつながります。