発電実験:太陽光発電の実験

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太陽光発電の実験 太陽光パネル　2024/7/2

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１．太陽光パネルの初めての設置:更新 2023/3/11 　(1)架台 　(2)配線 ２．黄砂！で太陽光パネルの清掃：2023/4/23

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１．太陽光パネルの初めての設置:更新 2023/3/11 太陽光パネルを設置したのが、2022年6月ごろから開始しました。 太陽光パネルの説明では、太陽光パネルと配線材料に加えて架台の説明をして行きます。 太陽光パネルを以下『パネル』、蓄電池用充電器を『充電器』と記載します。 パネルは『ソーラーオフ』で＠１２，１００円×４枚に送料４，４００円の５２，８００円で購入しました。 ソーラーオフでは色々な種類のパネルを非常に安価に販売しています。 パネル１枚が１６ｋｇは軽いと思ったのですが、運送会社の車の荷台からパネルを物置まで運搬し終わった時、腰が！腰が痛くなりました。 体力あれば、もっと大きな出力のパネルも良かったかと思います。 ソーラーオフでは『パネル』や『パワコン』『関連部品』を非常に安価で販売されています。 パネルは種類が多く迷われると思います。 私は今でも300～400W位のパネルが良かったかなと思う事もあります。 重量的に見ても400W級で半年前は25kg位でダメかなと思っていましたが、2023年2月現在で20kg[10枚以上]の物が有るみたいで・・ とにかくソーラーオフのURLは　https://www.solar-off.com/　です。 今回使用したパネルの仕様は下記の様になっています。 項　　目 仕　　様 備　　考 製造メーカ 京セラ 国内メーカーで旭化成ホーム用の物 寸法 　長さ×幅×厚み 1338×990×468(mm) 架台の寸法を決定するのに必要 １枚あたりの重量 １６(kg) 加齢？体力不足のため重たい！ 公称最大出力 ２１０(W) 充電器の定格決定に必要 公称開放電圧 ３０．７(V) 同上 公称短絡電流 ８．９４(A) 配線の選定に必要 最大出力動作電流 ８．５０(A) 充電器の定格決定に必要 最大出力動作f電圧 ２４．９(V) 同上 最大システム電圧 ４５０(V) パネルの限界直列数に関係する [目次に戻る]

(1)架台 　自宅の寸法をとって架台の簡単な図面を作成し、コメリで単管パイプなど購入！コメリの軽トラックを借りて家まで運び、単管パイプを切って組み立てました。 　切断部など部分的にさび止め塗装しました。 　架台を作成したのが真夏で製作の状況写真を撮る事を忘れていました。 　熱くて知力・体力が無かった済みません！ 　材料表を下記に記載しました。 アンカー（ステンレス）48本については手持ちがあったので下表にはありません。 品名 枚数・台 単価 費用 送料 計 購入箇所 架台　小計 - - - - 90,337 - 単管パイプ 4 5 2280 11,400 0 11,400 コメリ 単管パイプ 5 12 2780 33,360 0 33,360 コメリ ジャッキベース 12 1280 15,360 0 15,360 コメリ アラオ単管キャプ 41 28 1,148 0 1,148 コメリ 取付金具 24 209 5,016 1,067 6,083 石井建設有限会社 キャップ 46 39 1,794 0 1,794 コメリ ローバルスプレー 2 1680 3,360 0 3,360 コメリ 無収縮コンクリート 1 1980 1,980 0 1,980 コメリ 直交クランプ 64 218 13,952 0 13,952 コメリ 自在クランプ 2 198 396 0 396 コメリ 垂木クランプ 8 188 1,504 0 1,504 コメリ アンカー 48 0 0 0 0 - 架台の写真(撮影は2月末です） 筋交いが無いので非常に不安ですが・・ 正面 側面 パネルのサポート（気休め） 家側の上下単管パイプ固定 パネルの裏側（恥ずかしい配線） パネルの取付金具 パネルの取付金具は非常に安価・簡単で頑固に取付する事が出来ました。 取付金具はドブヅケメッキのためネジが硬いですが、長持ちしそうです。 私より寿命が長いのではと思う商品でお勧めできる商品です。 　パネルの取付金具をインターネットで探したのですが、非常に多くの種類があり、取付方が難しそうで価格も高く、今回使っている金具を探すまでに非常に時間がかかりました。 　今回使用している金具の製造販売は石井建設有限会社でこの金具は太陽光パネルの設置工事の経験から開発された金具だけに非常にコストパフォーマンスの良い金具です。 　『単管パイプに取付ける金具』の他に『パネルを縦に取付ける金具』や『パワコン』も販売されている様です。 石井建設有限会社のURLは　https://ishii-solar.com/index.html　です。 [目次に戻る]

(2)配線 　ここではパネルの配線材料として接続コネクタとケーブルの説明をします。 a.接続コネクタ パネルから出ている接続コネクタは別に購入したMC4コネクターに取替ました。 コネクターはアマゾンで１，１９９円で購入、コネクタ８組と接続する工具(MC4コネクタ専用レンチ)がついてました。 アマゾンの商品サイトでMC4コネクタの説明には ・電流３０A ・適用ケーブル：2.5mm2、4mm2、6mm2（AWG14、AWG12、AWG10） ・軽量でコンパクトで持ち運びが使いやすいです。良い材料は、安定した状況で伝送を確保することができます ・本コネクターは、高い機械的要件と極端な気象条件を持つ太陽光発電システムを接続するために特別に設計されています ・指で回らないところまで締めたら、MC4コネクタ専用レンチで更に締める ・密封防水及び防塵の設計なので、耐久性があり、過酷な環境で使用することができます。 b.配線材料のケーブル コネクターはMC4で使用出来るケーブル最小断面積で電流容量など支障無い事を確認して３．５ｓｑ※１を使用する事にしました。 また屋外で保護管無で配線するため、ＨＣＶ※２を使用する事にしました。 ※sqとは、「スケア」と呼ばれ電線の導体の断面積を表すものでJIS規格により規定されています。(「square mili-meter」が語源となっています。) 導体サイズを表す際、日本では一般的にsqが使用されアメリカではAWGを使用しています。 ３．５ｓｑは断面積が3.31mm2でAWG１２相当になっています。 ３．５ｓｑより小さい断面積のケーブルは２ｓｑのためＭＣ４コネクタでは細すぎる事になります。 ※HCVについて 耐候、耐熱、耐寒、耐油、柔軟性があります。 極性を識別するためにラインを入れたものもあります。 ケーブル被覆に耐候性の素材を使用しておりそのままで紫外線や風雨にさらされる屋外や地中に埋めて使用できます。 ９０℃の耐熱で、パネル配線用で販売されています。 ケーブルは楽天の『SCO SHOP』で長さは４０(m)を送料込みで６，９６０円で購入しました。 ３．５ｓｑケーブルの電力損失と使用電圧に対する注意点 (a)パネルを直列に接続する場合 ケーブルの抵抗は５．２(Ω/km)なので、５．２×０．０４＝０．２０８(Ω) 今回パネルは直列に接続したので、８．５(A)×８．５×０．２０８≒１５（W) 最大損失の率は１５／（２１０×４）＝１．８（％）となります。 使用電圧は ３０．７(V)×４＝１２２．８(V) 太陽光用充電器の入力電圧がこれ以上である事を確認下さい。 ３０V以上になるのでケーブルの接続に第二種電気工事士の免許が必要となります。 電気工事士で学ぶ事で接続作業等による『火災』なども減ると思います。 第二種電気工事士の免許を持っていないなら、是非免許取得セットも多く販売されていますので、是非免許取得にトライして見てください。 (b)パネルを並列接続した場合 ケーブルに流れる電流ｊは８．５×４＝３４（A)となるので ３４×３４×０．２０８≒２４０（W)と１６倍となり ２４０／８４０＝２９（％）の損失となります。 並列接続より直列の方が良いですね！ 使用電圧は最大３０．７（V)と怪し電圧ですが・・ 是非工事士を持った人が配線接続作業をして下さい。 [目次に戻る]

２．黄砂！で太陽光パネルの清掃：2023/4/23 朝7時30分ごろから清掃の準備をしてすぐ清掃を始めてしまい清掃前のパネル写真を撮らず！ 　清掃道具は写真の様な高圧洗浄機を使用しました。 　ブラシを3回以上往復して清掃しましたが、ぬめりが取れません。 　黄砂は砂でなく粘土の様なもか？ 　清掃が終わった状態のパネルは 　掃除は20分程度で終わり発電電力の変化を見ましたが薄曇りになってきており発電電力も低下方向で清掃による発電向上を確認する事は出来ませんでした。 　清掃が終わって１時間後に乾いた太陽光パネルの状態を写しました。綺麗には見えますが・・ 　今回の反省点は前後の比較が甘かった！と言う事で次回からもう少し比較出来る様に考えて行きたい！ [目次に戻る]