ソーラー式の扇風機を自分で作る方法をご存知ですか。自分で太陽光発電を作成すれば、自作のソーラー式扇風機でも動くでしょう。そこで、太陽光発電を自分で作る方法や必要な物・注意点などをご紹介します。また、太陽光発電システムを使うメリットとデメリットもご説明しますので、興味のある方は参考にしてみてください。
太陽光発電は自作でできる？
太陽光発電は、目的に合わせて自分で作ることが可能です。例えば、照明用として使う太陽光発電、キャンピングカーのバッテリー補給など、規模が小さいものから大きいものまで自作できます。台風や地震で停電になった時、電源の確保は大切です。電源確保をするためには、ソーラー発電をDIYで自作する人もいます。独立型太陽光発電なら、キャンピングカーや田舎でエコライフをすることにも利用できるでしょう。自作の太陽光発電は、ソーラーパネルとバッテリー・チャージコントローラーを用意し、取り付けをする技術があれば作れるのです。
太陽光発電を自作するメリット
“太陽光発電を自作するメリットは、使用する目的に合わせて作成できることです。大きさや形もさまざまな種類に分けて作れるでしょう。外灯や防犯灯は、日中の間にエネルギーを蓄えておけば、夜に点灯できます。テレビやパソコンの電化製品に取り入れることも可能です。農作物の獣害防止電気柵やキャンピングカーのバッテリー補給用など、予算や利用シーンに合わせてシステム構築すれば自作できます。太陽光パネルを1枚設置するだけでも、小規模の太陽光発電ならできるでしょう。家庭用の太陽光発電をする時は、1枚設置してから、徐々に増やしていくことも可能です。
停電時に電力を確保できることもメリットです。災害などで停電になってしまうと、電気は止まってしまいます。生活するうえで電気は必需品になっているため、電気が止まると不便です。オール電化住宅にしている場合は、電気が止まるとお湯を沸かすこともできません。そこで、自分で太陽光発電をしていれば、停電時にも電力を確保できるのです。個人的に使う太陽光発電は、電力会社の送電線と繋げる必要はありません。
太陽光発電は、バッテリーにも蓄電できます。蓄電できれば、電気が使えない時でもバッテリー不足で困ることはないでしょう。車や船などのバッテリー補給としても使用可能です。電気が止まっていない時も蓄電していれば、電気代の節約にもなります。電気自動車が普及し始め、電気だけで走る自動車も増えています。しかし、電気が止まった時のバッテリー不足が問題です。この問題を解決してくれるのが、太陽光発電でしょう。太陽光発電で日常的にバッテリーへ蓄電できれば、電気自動車のバッテリー不足を解消できます。”
太陽光発電を自作するデメリット
“太陽光発電を自作するデメリットは、規模が大きくなるとコストがかかることです。初期費用がかかってしまうため、自作できない場合もあります。最初は太陽光発電をするパネル1枚でも構いませんが、十分な発電ができません。規模を大きくすると、それだけコストがかかってしまうのです。また、意図しないタイミングで、動作が停止する可能性があります。動作が不安定になるため、必要な電力が確保できない時もあるでしょう。天気が悪い日や日陰になっている時間帯が多いと、期待した分の電力が作れません。
変換ロスや充電ロスの可能性もデメリットです。自作する場合、バッテリーへの蓄電やインバーターで交流に変換することで、電力が蓄えられるようになり、利便性が増します。しかし、交換や充電をする時にロスもあるのです。太陽光発電で作られたものを使用できる電力に変えられる割合を、変換効率といいます。自作の太陽光発電の場合、変換効率が高いとは言えずロスが多めになってしまうのです。
太陽光発電で得た電力を充電する時、夜間は十分な電力を作れないため充電が止まってしまいます。その時、バッテリーから太陽光発電パネルの方に電力が逆流することがあるので、注意が必要です。逆流を防ぐためには、逆流防止ダイオードなどを使用します。しかし、逆流防止ダイオードなどを介してしまうと、充電ロスが増えてしまうのです。太陽光発電は、使用できる機器が限られています。機器のバッテリー容量に合ったものを使用しないと、故障の原因になるので注意しましょう。また、電力会社への販売ができないこともデメリットです。”
太陽光発電を自作するのに必要なもの
“太陽光発電を自作するためには「ソーラーパネル」を用意します。ソーラーパネルは、100W以上の出力が出るものがいいでしょう。100Wの場合、単結晶型のソーラーパネルで約18％の変換効率が出せます。メーカーや製品によって具体的な数値に多少の違いはありますが、100Wのソーラーパネルは解放電圧が約22.92V、短絡電流は約5.7Aです。外形の寸法は、120cm×54cm×3.5cmぐらいで、重さは約8kgになります。風圧荷重は約2400Pa、積雪荷重は約5400Paです。25年間の発電能力は、購入から10年間は定格出力電力の90％を維持でき、購入から25年で約80％になるとされています。
「チャージコントローラー」には、「PWM制御方式」「MPPT制御方式」があります。「PWM制御方式」は、パルス信号でのパルス幅を短くしたり長くしたりして、一定の電流と電圧を発生するように制御するものです。バッテリーや負荷電圧に影響されず、一定の効率で太陽光電池の電力を取り出せます。しかし、晴れや雨などの気象条件によって左右されやすく、最適動作電圧が変わりやすいです。PWM制御方式は仕組みが簡単なので、比較的低価格で販売されています。「MPPT制御方式」とは、最大電力点の追従制御方式を利用したチャージコントローラーです。最大出力を発生させようとして、電流と電圧の組み合わせを常時探す回路方式になっています。いつでも、充電しているバッテリーの電圧に合った電力を供給するので、変換効率の高さが特徴です。しかし、値段は高くなってしまいます。
「バッテリー」は、使用する機器に合ったものを使用する必要があります。太陽光発電用として販売されているバッテリーはないため、機器に合ったものを自分で選択しなくてはならないのです。バッテリーは、材質や内部構造によってさまざまな種類があります。「鉛蓄電池」は自動車始動用に使うもので、価格は安めですが蓄電には合いません。「EB蓄電池」は、大容量のものに適していて、電動カートやフォークリフトに使われています。「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー」は、最も主流な充放電用バッテリーです。
「ソーラーパネル用のケーブル」は、チャージコントローラーとソーラーパネルを繋げるために使用するものです。5mぐらいあるといいでしょう。製品によっても異なりますが、専用の防水カプラーが付いているものもあります。ソーラーパネルにはめるだけで接続できるものが多いです。定格電圧は100V、定格電流は30Aとされています。使用温度範囲は、マイナス40℃～90℃まで対応しているため、雪が多い地域でも使用可能です。
「バッテリーターミナル」とは、プラス線とマイナス線を接続する時に介するものです。バッテリーの端子はそのまま配線と繋げないため、バッテリーターミナルが必要になります。「配線や配管」もコードを繋ぐためには必要なものです。配線はVVFケーブルなどを使用します。”
太陽光発電を自作するのにかかる費用
太陽光発電を作る場合、100Wのソーラーパネルは約4万～6万かかります。ソーラーパネル用のケーブルは約1000円～2000円、チャージコントローラーは約2000円～3000円です。パネルやバッテリーが揃った一式のセットも販売されていますが、W数によって価格は異なります。
ソーラー扇風機を自作する方法
ソーラー扇風機を自分で作るためには、「USBでも動く扇風機」と「園芸用ソーラーライトを4つ」を用意します。USBで動く扇風機は約300円、園芸用ソーラーライトは1つあたり約1500円～3000円です。最初に扇風機へエネループなどの充電池を3本付けます。次に園芸用ソーラーライトからソーラーパネルを取り外し、充電池にソーラーパネルを配線すれば完成です。太陽光で発電した電力を充電池に充電しながら、扇風機を回します。
太陽光発電を自作する場合の注意点
太陽光発電を自作する場合、電流が逆流する可能性があるので注意しましょう。逆流防止ダイオードなどを使用してパネルを保護しないと、ソーラーパネルが発電しない夜間は、バッテリーからソーラーパネルへ電流が逆流してしまいます。また、電流によって、感電や火災の可能性もあるので、注意が必要です。自作の太陽光発電で電流や電圧を誤ってしまうと、爆発や火災を起こしてしまいます。太陽光発電の配線を触ってしまうと、感電してしまうかもしれません。濡れている配線を触っても感電するので注意しましょう。
太陽光発電システムを利用するメリット
“太陽光発電システムを利用することで、余剰電気を売却できるというメリットがあります。もし、使用せずに余った電力があれば、電力会社に売電できるのです。売電価格は毎年変わっていますが、一度売電価格を決めたら10年間は同じ価格で売ることができます。つまり、太陽光発電を設置して売電をし続けていると、安定した収入を得られるのです。
電気料金を節約して家庭の光熱費が抑えられることもメリットです。電力自由化によって、電力会社が電気代を決めることができ、電気代が上がる可能性もあります。そこで、太陽光発電でためた電気を使えば、電気代が安くなるでしょう。特にエアコンやヒーターなど、冷暖房を多く使う時期は電気代に大きな差が出てきます。太陽光発電を活用しながらオール電化住宅にすると、ガス代もかかりません。電気代の基本料金や従量課金はかかってきますが、太陽光発電を併用することで大幅に電気代を抑えられます。
太陽光発電は経年劣化が穏やかなため、すぐに壊れることはありません。壊れる頻度が高いと交換費用や修理代がかかってしまいますが、価格の高いモジュールなどは壊れる可能性が低いです。太陽光パネルも熱や水・衝撃に強くできているため、故障や傷みがほとんどないでしょう。太陽光発電は補助金制度があり、初期費用を安くできます。蓄電池や燃料電池に関する助成金制度もあり、補助金と助成金を合わせて使うといいのです。また、売電目的ではなく、自分の家庭用に設置する場合も補助金があります。
雨や曇りの日に発電できることもメリットです。発電量は日射量によって変わりますが、太陽の光が見えなくても発電を続けています。雨や曇りの日でも、散乱日射が太陽光パネルに届くことで、発電をしているのです。夜間は発電しませんが、日の入りから日の出までは電力を作っています。”
太陽光発電システムを利用するデメリット
“太陽光発電システムを利用するデメリットは、発電量が不安定なことです。発電量は日射量に影響されるため、天気の悪い日は発電量が少なくなってしまうでしょう。夏と冬だと、日射時間が長い夏の方が多く発電できます。また、影ができると発電量は減るので注意しましょう。影に左右されない場所に設置することは大切ですが、今後近いところに大きなビルが建たないかを確認することも重要です。さらに、落ち葉や鳥の糞でパネルが汚れると、発電量が減るだけでなく故障の原因になります。よって、定期的なメンテナンスが必要です。メンテナンスには、費用が発生するので、注意しましょう。
初期費用が高いこともデメリットです。十分な電力を得るためには、補助金や助成金の金額・パネルの枚数によって異なりますが、約100万円～300万円は必要と思っていた方がいいでしょう。雨漏りのリスクがあることもデメリットです。一般家屋の屋根には、防水ピッチや防水シートによって、雨漏りを防ぐ施工がされています。しかし、太陽光発電機器の設置をする時、防水シートなどを破ってしまう可能性があるのです。よって、屋根下や屋内に雨漏りが発生してしまいます。すぐに気付けない場所だと、発見が遅れて被害が大きくなってしまうでしょう。
売電価格が年々低くなっていることもデメリットです。固定価格買取制度が始まった2012年は1kW42円でした。しかし、2017年は1kW28円になっています。つまり、5年間で14円も低くなっているのです。この数値は、今後も低くなるとされています。”
まとめ
太陽光発電を自分で作るのは、趣味の範囲で楽しめます。しかし、感電や火災のリスクもあるため、安全なものを使用した方がいいでしょう。安全に太陽光発電を使用したい場合は、自作したものではなく、しっかりとした太陽光発電システムを導入する方が確実です。これを参考に、太陽光発電の特徴やメリット・注意点を知り、導入を考えてみてください。
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