独自のものを構築する方法

DIY 太陽光発電に挑戦したい場合は、完全な屋上太陽光発電システムよりも小型のオフグリッド システムの方が安全で設置が簡単です。 ほとんどの場所で、太陽光発電システムを設置して送電網に接続するには、専門的なライセンスまたは認定が必要です。 また、前回の記事で取り上げたように、多くの州では住民が DIY システムを電力網に接続することを制限しています。 しかし、小規模なオフグリッド システムの構築は驚くほど簡単です。 必要なのは、簡単な計算と基本的な電気のノウハウだけです。

オフグリッド太陽光発電システムを計画、設計、設置する方法を見てみましょう。

インストールについて説明する前に、必要な機器とツールのリストを以下に示します。

太陽光発電システムを設計するということは、必要なシステムのサイズを決定することを意味します。 このサイズは主に、システムが電力を供給するすべての機器の合計電力要件によって決まります。

これを行うには、すべての電化製品とその電力 (時間) およびエネルギー (毎日) 消費量をリストします。 各アプライアンスの定格電力はワット (W) で示され、多くの場合アプライアンスに記載されています。 オンライン ツールを使用して、アプライアンスの消費電力を調べることもできます。

消費電力量に使用時間を乗じて、エネルギー消費量を計算します。 太陽光発電で稼働させる予定のすべての家電製品の定格電力がわかったら、電力とエネルギーの値を記載した表を作成します。

これがサンプルテーブルです。 最後の列の値は、前の 2 つの列 (ワットと時間) の積であることに注意してください。

上の表は、1 日のどの時点でも、ソーラー パネルからの最大消費電力は 470 W であり、24 時間サイクルで消費される総エネルギーは 2,740 Wh、つまり 2.74 キロワット時 (kWh) であることを示しています。 これらの数値を使用してソーラー パネル、インバーター、バッテリーのサイズを計算する方法を見てみましょう。 まずはバッテリーから始めます。

ソーラー パネルのサイズを決定するには、まず、お住まいの地域の平均日照時間を調べることから始めます。 インターネット上の多くの情報源から、任意の場所の毎日の日照時間を見つけることができます。 その数値がわかったら、以下にソーラーパネルのサイズを求める簡単な計算を示します。

必要な総エネルギー量 (Wh) ÷ 日照時間 (h) = ソーラーパネルのサイズ (W)

上の例の場所に毎日約 4.5 時間の太陽光が当たると仮定すると、次のようになります。

2,740 Wh ÷ 4.5 時間 = 608 W パネル

繰り返しますが、ある程度の安全マージンを確保すれば、350 ワットのソーラー パネルを 2 枚使用できます。 これら 2 つのパネルは、以下に示すように直列に接続されます。

現在、ほとんどの企業は、Wh または kWh で指定されたバッテリーを提供しています。 上記の例の負荷プロファイルの場合、バッテリーは少なくとも 2.74 kWh を蓄えることができる必要があります。 これに安全マージンを追加すると、信頼性の高い 3 kWh のバッテリー サイズを使用できます。

チャージコントローラーの選択も同様です。 パネルとバッテリーの電圧 (12 V など) に一致する電圧定格を持つ充電コントローラーを探してください。 コントローラーの仕様をチェックして、その電流容量がソーラーパネルの定格電流よりも大きいことを確認してください (たとえば、11A ソーラーパネルには 20A コントローラーを使用します)。

インバーターの選択は、バッテリーとソーラーパネルの定格によって異なります。 パネルよりわずかに高い電力定格のインバータを選択してください。 上の例では、750 W のパネルがあり、1,000 W のインバーターを使用できます。

次に、インバータの PV 入力電圧がソーラー パネルの電圧 (例: 36 V) と一致し、バッテリ入力電圧がバッテリの定格電圧 (例: 12 V) と一致していることを確認します。

ポートが統合されたインバータを購入し、アプライアンスをインバータに直接接続すると使いやすくなります。

私たちが設計しているような小規模なシステムの場合、ケーブルのサイズは大きな問題ではありません。 すべての接続に一般的な 4 mm ケーブルの使用を選択できます。

大規模システムの場合、安全で最適なパフォーマンスを確保するには、正しいケーブル サイズが不可欠です。 その場合は、必ずオンラインのケーブル サイズ ガイドを使用してください。

この時点で、適切なサイズの機器がすべて揃ったことになります。 これで、最後のステップであるインストールに進みます。 太陽光発電システムの設置はそれほど複雑ではありません。 最新の機器には既製のポートとコネクタが付属しているため、コンポーネントを簡単に接続できます。

コンポーネントを接続するときは、以下に示す配線図に従ってください。 これにより、電力が正しい順序と方向に流れることが保証されます。

太陽光発電を導入するということは、チームを雇って数千ドルを費やす必要があるという意味ではありません。 シンプルで小型のオフグリッド ユニットを設置する場合は、少しの数学と基本的な電気知識があれば自分で設置できます。

あるいは、バッテリー、インバーター、その他の電子機器を 1 つのユニットに組み合わせたデバイスを使用するポータブル ソーラー システムを選択することもできます。 あなたがする必要があるのは、ソーラーパネルをそれに接続することだけです。 このオプションは少し高価ですが、最も簡単でもあります。