まだ電力会社で消耗してるの? 太陽光オフグリッドシステムの作りかた。

イケダハヤトさんのテンプレをお借りしましたm(_ _)m

原発依存の生活見直しの一環で、約半年前の2015年5月から始めたDIYオフグリッド化。

今では、自家発電した電気で普通に家電が使えるようになりました

発電量見える化システムも自作し、ネットでどこからでも発電状況をチェックできるようになったので、けっこう満足してます。

とはいえ、もちろん不満もあります。

そもそも発電量が足りず、完全にはオフグリッドできてなくて、使用電力量の半分は外から買っている状況なんです…。

電力会社はミツウロコグリーンエネルギーに切り替えたので、原発依存からは脱却したつもり。送電網は東電所有だけどね。

それでも、とりあえず半分オフグリッドを謳うことにしました。

この記事は製作過程を簡単に紹介したもので、賃貸住まいでも電力会社依存を断ち切れる可能性があることを多くの人に知ってもらう目的で書きました。

参考資料

1kWの太陽光パネルを使い、DIYでオフグリッドシステムを製作する過程を詳細かつ具体的に解説した本。とても参考になります。

こちらの本は、上記の本より具体性に欠けますが、導入の勉強のためにはとてもいい内容だと思います。太陽光だけでなく風力や水力の例もあって、そこまで個人でやるかと驚きます。

目指すゴール

オフグリッドというと、とても大変そうなイメージがありますが、構造は単純なので、意外と簡単です。

走り出す前の下調べ(目標発電量とか)、部品探し、ほんの少しの勇気(嫁さんに怒られる可能性とか)、最後までやり切る根気、間違えてはいけないポイントを抑える必要はありますが…。

ちなみに、売電はしません。

今現在の売値が維持される保証は全くありませんし、価格や送電網を電力会社に握られたままでは、当初の目的が果たせないので。

それに、売電に必要なシステムが複雑かつ高額になり、個人の手に負えなくなるので、気楽で安価に構築できるオフグリッドの方がオススメです。

必要な機材

ざっくり言うと、以下の4つを揃えて繋げれば、オフグリッドシステムが出来上がります。各機器の詳細は別記事にて触れるつもり。

  1. 太陽光パネル
  2. 蓄電池
  3. チャージコントローラ1 詳細はこちら
  4. 正弦波インバータ1

機器の接続は、ものすごく単純な図にするとこんな感じ。

繋げばいいとは言っても、最大電流量を想定した、適切な太さの電線を選ぶ必要があります。電流量に対して電線が細すぎると発火することもあるので、特に注意が必要です。

この辺りの詳細は、電気工事士の試験で出題される許容電流の表を見ると分かります。

見込み発電量の計算

本来なら使用する家電の消費電力量から逆算して、曇りや雨の日の分を考慮した容量の蓄電池を確保し、それを充電するのに必要な容量の太陽光パネルを揃えて、チャージコントローラを選定、といった流れで考えるんでしょうけど…

我が家は南西向きの庭付きアパートで、洗濯物を干すには程良く良好な日当たり具合ですが、太陽光発電向きな直射日光は夏の晴天であっても1日5〜6時間しか当たりません。

そもそも庭の面積から、300W程度の太陽光パネル2枚が限界。

ということで、合計600Wのパネルが発電可能な電力量を貯めて使い切るのに必要な機材を揃えることにしました。

曇りや雨の日も考慮して、1日平均3時間程度の日光が当たると仮定し、300W x 2枚 x 3時間 / 日 = 1.8kWh/日の発電量になるはず。

その発電量を貯める蓄電池は、蓄電容量の50%を超えない範囲で使うとして(蓄電池の寿命を縮めるので…)、倍の3.6kWhが必要。

チャージコントローラはMPPT方式1なので、最大電流値から必要な電線の太さを割り出し、電線管に収めた場合の電流減少係数も考慮して…(以下略

といった感じで、少しずつ進めていきました。

これらの計画(というより勉強?)、部品集めに1ヶ月くらい要しましたかね…。

組み立てと設置

蓄電池をバッテリーボックスに収め、パネルの角度が30°になるように架台を組み立てます。

というより事前にそうなるように架台用の単管パイプ長さを切り揃えるんですけどね。

架台は、大人2人が鉄棒代わりにぶら下がっても大丈夫なくらいの強度です。

基礎

組み上げた架台にパネルを載せます。

1枚あたり18.6kgあるので、1人で持ち上げて載せるのは、なかなか骨が折れました…。

奥に見えるのは当時2歳の娘なので、力仕事では戦力にならず… でも色々と手伝おうとしてくれました。感謝。

組み立て中

下の写真が完成図です。

組み立て完了

使用感と今後について

正弦波インバータは1500Wの容量があるので、ドライヤー(1400W)、電子レンジ(1470W)、炊飯器(1430W)全て使えます。

ただ、やっぱり600W程度の太陽光パネルでは発電量が足りず、一度蓄電池を使い切ると再充電に2日はかかってしまいます…。

完全オフグリッドまでの道は遠い。

あと、「オフグリッド化するとお得なのか?」 とよく聞かれますが、費用的には得しません。多分。

蓄電池の耐用年数とかもありますしね。

でも、そもそもコスト削減が目的ではなく、原発や電力会社への依存を減らすのが目的なんで。

今後の目標としては、家庭の消費電力をもう少し減らした上で、太陽光パネルをもう2〜3枚増強して、完全オフグリッド化することですが… 今住んでるアパートじゃ無理だー。どうしたものか。

お世話になったお店とNPOの方々

必要な機器の入手にあたっては、以下の方々に非常にお世話になりました(敬称略)。

  • エムソーラーシステム株式会社
    • 耐久性、発電効率が良いSunPower社製の太陽光パネルを1枚単位で取り扱います
  • NPO法人 非電化地域の人々に蓄電池をおくる会
    • 劣化の少ない、使用済み蓄電池の再生、リユース販売をされています
    • HPに載っていない蓄電池も多数あるので、組もうとしているシステムの情報から、蓄電池選定の相談に乗って頂ける
    • 最近では、太陽光パネルのアウトレット品も取り扱っています
  • オヤイデ電気
    • 様々な太さのケーブルを1m単位で切り売りしてくれる上、それをネットショップ経由で購入できるという、とても有難いお店です
  • ナチュラルスカイネットワーク
    • 各種チャージコントローラ、太陽光パネル、正弦波インバータを取り扱います
    • 他店と比べてTS−MPPTシリーズの値段が若干安い
    • 組みたいシステムの構成を伝えると、コントローラ選定の相談に乗ってくれます
  • 蓄電システム.com
    • 各種チャージコントローラ、太陽光パネル、正弦波インバータを取り扱います
    • MPPT形式チャージコントローラの品揃え豊富です

チャージコントローラや正弦波インバータは、Amazonで買い揃えることもできます。

チャージコントローラ

TS-MPPT-30/45/60全て日本のアマゾンで取り扱っていますね。

数字は最大充電流量を示します。

また、Ethernet経由での情報取得はTS-MPPT-60のみサポートしているので、ご注意ください。

正弦波インバータ

太陽光で蓄電した電気は直流なので、家電製品を使うには交流に変換する必要があります。

その役割を担うのが正弦波インバータです。

品質面で評価が高い、電菱製がオススメです。

といっても、台湾COTEKのOEMなんですが・・・。

おまけ

すでに使っている人も多いと思いますが、家庭の消費電力量を知るには、東京電力管轄下であれば電気家計簿が便利です。

月毎の消費電力量や電力料金の推移を知ることができ、CSVファイル形式でデータをダウンロードすることもできます。

以下の表は、我が家の去年の消費電力量です。1日12〜15kWhを消費していたことが分かります。

視覚的に分かりやすいグラフも描画してくれます。

これを見てわかるように、オフグリッド化を始めた5〜6月に、買電量が急激に落ちてます。

特に6月の電力料金は、去年の8000円から半額の4000円になりました。意外とオフグリッドシステムの効果覿面だったのは自分でも驚きです。

電力会社のシステムを活用して、電力会社のシステムから脱却しましょ〜。


  1. 発電設備が建設・製造され、寿命を全うして廃棄・処理されるまでの一環のライフサイクルにおいて消費されるエネルギーを、その発電設備を使用することで相殺できる期間のこと(引用元:太陽光発電想像情報) ↩︎ ↩︎ ↩︎

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