我が家のお手軽ソーラー発電 Ver.1.0 '11/10/14 携帯の充電を追加など Ver.1.1 '11/10/18 ソーラー電源システム電流電圧測定サブシステム Ver.1.2 '11/11/12 ソーラーラジオ、自動車用ルームランプを追加 Ver.1.3 '11/12/12 ソーラーラジオで弱いFM局を聞く方法を追加 Ver.1.4 '12/01/01 50Wソーラー電源の増設 Ver.1.5 '12/03/29 All rights reserved JA3OOK 中村 利和 よく晴れた秋晴れの透明な青い空、太陽の光がさんさんと降りそそぎ、木々の枝や葉っぱも風に そよいでいます。その光の下でこの原稿を書きながら、今さらながら、地球が受けている太陽の無 限のエネルギーに感謝しない訳にはいきません。 屋根や窓際のソーラー発電パネル(略してソーラーパネル)も太陽の恵みを受けて、せっせと発 電し電池に溜めてくれています。 現在、大小あわせて6個のソーラーパネルがあります。順に紹介していきますが、ソーラー発電 や節電は我が家の生活スタイルと大いに関係があるので紹介しますと、 「早寝早起きの規則正しい生活。健康のためにバランスのとれた食事、ウォーキングなどの 運動、楽しい知的趣味。どれもがんばり過ぎないこと」 です。 この生活スタイルに基づく節電への取り組みについては他で書いてありますのでご覧ください。 このページではソーラーについて書きます。 ソーラー利用一覧表 ソーラー発電とその使用状況を表にまとめました。
| No | 写真と名称 | 使用状況 | LEDなどの仕様 | ソーラーパネル の仕様 | 蓄電池の仕様 | その他説明 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 小型ランタン | 2台 洗面所、トイレ |
白色5個、指向性360度 (狭角に改造) |
4×5.5cm | Ni−MH 3.6V 300mA | パネルと本体が一体 | |
| 2 | 中型ランタン | 2台 リビング、キッチン |
白色、2W、190ルーメン LED数不明、指向性360度 |
2.2W 7×8cmが2枚 |
Ni−MH単3型×5 (1.2V 1.8Ah)×5 (計6V 1.8Ah) |
パネルと本体が一体 6のソーラー電源システムでも 充電可能 |
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| 3 | USB扇風機 | リビング | 約1.7W 個人用小型扇風機 |
− | − | 6ソーラー電源システム又は AC100VのUSB電源アダプター から受電(DC5V) |
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| 4 | 扇風機付き ソーラーライト |
自室 | 白色12個、指向性180度 個人用小型扇風機 |
8×12cm | たぶん密閉型鉛蓄電池 幅35×長さ82×高さ50mm |
パネルと本体が分離 5自作デスクライト5Vへ給電 |
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| 5 | 自作デスクライト5V | 自室 | 白色10個、指向性狭角 | − | − | 4扇風機付きライトから 受電(DC5V) |
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| 6 | 10Wソーラー電源 システム |
主に7、9 に給電 |
− | 10W 24×31.5cm |
密閉型AGM方式鉛蓄電池 CCB社 12DD-20 (20Ah/20時間率) |
出力はDC12V、DC5V AC100V |
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| 50Wソーラー電源 システム |
主に3、7、8、9、11 に給電 |
− | 50W 51×69cm |
密閉型AGM方式鉛蓄電池 CCB社 12DD-33 2個 (計66Ah/20時間率) |
出力はDC12V、DC5V AC100V |
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| 7 | 自作デスクライト12V | 自室 | 白色12個と 電球色6個 計18個 指向性狭角 |
− | − | 6ソーラー電源システムから 受電(DC12V) |
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| 8 | 充電式折りたたみ デスクライト |
リビングで 主に読書用 |
白色18個 指向性やや広角 |
− | リチウム 3.7V 1Ah | 6ソーラー電源システムで 充電(DC5V) |
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| 9 | 各種充電や給電 | ノートPC ヘッドホンアンプ 携帯電話機 掃除機、デジカメ ドリルなど |
− | − | − | 6ソーラー電源システムで 充電(DC5V、AC100V) |
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| 10 | ソーラーラジオ | 自室/災害用 | 狭角ライト および広角 FM/AMラジオ |
2.5×9cm | たぶん密閉型鉛蓄電池 3.9?V |
ライト、ラジオ、パネル、 手回し発電機が一体 |
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| 11 | 自動車用 ルームライト |
キッチン 洗面所 |
白色9個 × 6 | − | − | 6ソーラー電源システムから 受電(DC12V) |
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入手したDC−ACインバーターは能率は80%以上でまあまあですが、実測したところ
無負荷でも2.5W前後浪費しています。この浪費は今回のような小規模のソーラーでは大き
な問題ですので、AC100Vを使わない時は蓄電池から切り離してあります。このインバ
ーターからDC5Vも出力できるのですが、この2.5Wの無駄があるので使っていません。
代わりに購入したインバーター方式のDC−DCコンバーターは無負荷で0.36Wほど
浪費していますが格段に浪費が少ないのでDC5Vはこれから供給することにしました。
DC12Vが一番効率よく使える電気です。DC12V用で能率が良い機器がほしいです。
探せば自動車用の機器で良いのがあるかもしれませんね。
結局、このシステムから供給できる電気は、
・DC12V
・DC 5V 最大500mA(いわゆるUSB電源と同じ規格)
・AC100V
で、使用できる電気製品の容量は(DC5Vを除いて)、
・快晴なら、6W前後で時間は快晴である限り! かな?
(ロスを4割想定しています)
しかし、6Wをいつも使ってはいけません。蓄電池の充電もさせないと・・・
・曇りや夜なら、7Wで10時間くらいです!?
(20Ah/20時間率の蓄電池であり、満充電状態、放電深度50%、ロス4割として計
算しています。ごく大ざっぱな計算)
です。
特にAC100Vを使う場合はDCからACへの変換ロスやインバータ自体も電力を消費し
ているので、その分を引いています。
もっと大きい消費電力の電化製品も使えると思いますが。どの種類の蓄電池も、一般的に大
きな電流を使うほど使用可能時間が短くなります。仮に14Wの機器をつなげば4時間くらい
でしょうか?
例えば、お座敷扇を使うには瞬間電力も通常電力も大きすぎて問題があります。仮に使えて
も短時間しか使えなさそうです。
試しに、パネルが発電していない時間帯にノートPCを動かしてみましたところ、2時間ほど
でバッテリーの電圧が11.5Vに下がったので終了しました。
充電がお天気まかせです。満充電されていることは少ないので益々余裕がありません。
充放電電流を知りたいものです。この時点での本電源システムでは充電や放電の様子を測定
できなので、発電能力も蓄電能力も小さい現状では、少し大きめの消費電力の機器を使用する
ときなど特に知りたくなります。
そこで、充放電電流を測定できる工夫をしました。 別ページを見てください。
大容量のインバーターは、前述のとおり無付加でも2.5Wも浪費電力があるので、その後、
代わりに買ったのがこれ。
FMラジオにイヤーホーン端子がなかったので追加し、ついでにアース端子(ゼロ電位)も出
してあります。
特にFMラジオ側は、とにかく色々な方法を試行してみることです。(このように不安定な原
因はアンテナと同軸ケーブルのインピーダンスが一致していないからと思われますが、個人的に
は実用上問題なし)
11.自動車用ルームライト
炊事の時にランタンを使っていましたが、光の角度が悪くてまな板などを明るく照らしてくれ
ません。上から下を照らすライトを作りたいですが場所がキッチンなのでデザイン(見かけ)が
良くないと妻がOKしません。自作では自信がなくて自動車用品店を物色して買ったのがこのラ
イトで12V車用。写真のようにLED9個が透明パイプに入っています。これが2本セットで
売られていて、約1,750円。(株)リッツインターナショナル製の「LED STICK」ブ
ランドのLEDライトです。照射方向の調整が簡単で、上品なデザインです。
ソーラー電源システムから12Vを、屋外を経由するので太いAC100V用ケーブルで引き、
ライト2本をキッチンに少し離して取り付けて別々にON/OFFできるようにしました。
なかなか明るいですが、実測13Vで約47mA、0.6W(1本当り)。2本同時に点灯して
も1.2W程度なのでバッテリーから余裕で灯せます。
充放電電流や電圧の測定もSWで切り替えられるようにしました。
詳しいことは別ページを見てください。
バッテリーは今まで室内に置いていましたが、バッテリーが増えて収まりきらなくなり、微か
ですがバッテリーからの臭いもあるので、ベランダに架台を製作して設置しました。