太陽光発電システムと設置テスト方法

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  太陽光発電システムと設置方法 1



  1. 1.出力50kw未満の太陽光発電は、設置申請・届出不要。
  2. 2.電圧30V未満は、危険の少ない電圧として、電気事業法による規制にかからない(電気事業法施行令第1条)。30V以上は電気工事士の資格が必要。
  3. 3.低電圧取扱業務(電気事業取扱業務・事業者の場合):低電圧とは直流750V以下、交流600V以下、充電電路の対地電圧50V以下。感電による危害の生ずるおそれのないものを除く。

※太陽光発電に変えた場合、5年後にバッテリーを買い換えたとして、その経費は約10年分の電気料金に等しい。ソーラーパネル200W2枚、20時間率100Ahバッテリー8個(計16個)で計算。公共電気料金の場合、一人月額2,000円で1年24,000円、10年で240,000円。

※太陽光発電に変えた場合の方が初期費用がかかり、10年後結果的に公共電気料金と同じになるか、バッテリーの買い換えなどで約2倍以上経費がかかることもある。

※長所としては、電気関係に詳しくなる他、直流12VのLEDライトなどを使用できる。家電の消費電力量や天気予報などに敏感になるなどの心理的傾向的な変化が多少ある。

※注意!:以下の解説は、「ソーラーパネルによる発電と蓄電方法を理解」するための20年から5年前の方法で、現在はリチウムイオン型ポータブル電源が発展しつつある。DC12V・AD100V/200W程度の電源であれば、ソーラーパネルとポータブル電源の方が簡単で便利。


<100WソーラーパネルDC12Vシステム/テスト用>

長さ90cmの付属PVケーブルを風除室軒下から室内まで配線。そのPVケーブルをペンチで切り、DCダブルコード2.0sqでつなげ、風除室室内のチャージコントローラー左端に接続。※PVケーブル4sqの素線は、プラスが4sqマイナスが2sq程度。100Wソーラーパネルの最大開放電圧22V、最大動作電圧18V。

  • 初期テスト用には100Wソーラーパネル程度が適切。200Wソーラーパネルの場合は、晴れると短時間(約20分)で過充電になるため、100Ahバッテリー個数を4個以上に増やさなければならない。
  1. ソーラーパネルは、最初にPVケーブル素線を金属板に付け、完全に放電してからペンチでダブルコードとつなげ、ビニールテープを巻く。
  2. プラスマイナスを絶対に間違わないように接続する。反対に接続するとチャージコントローラーが壊れる。
  3. 重要な事として、バッテリー端子へのコード先端は、『プラス(赤)を先にマイナス(黒)を後から取り付け、外す時はマイナス端子を先に、プラス端子を後から外す』(赤から取付け黒からはずす)。バッテリーに既にコードが接続されている場合、インバーターへの接続などの場合は、逆にマイナスを取り付けてからプラスを取り付ける。端子を電極に瞬間的に接触させるとフラッシュ(火花)が出るので、火花が出る場合は逆順番にする。原則としてプラスの赤は赤端子、マイナスの黒は黒端子へ接続し、火花が出ることもあるので、接続の前に瞬間接触で試してみる。

「ソーラーパネル」

  1. ソーラーパネルのケーブルコネクターMC4型には、延長ケーブル(PVケーブル4sq耐圧1,000V)を接続。PVケーブルとMC4型は屋外用で完全防水。それをカットし、KIVケーブルにつなげる。ケーブルを接続する個所が雨風をしのげる室内であれば、先から10cmの所をペンチで切り、KIVケーブル14sq(耐圧600V)の赤と黒につなげ、ビニールテープを巻く。KIVケーブルのプラスマイナスの線は、同じ太さ同じ長さ。透明ビニールテープで要所を束ねる。KIVケーブルの太さは直列・並列の枚数によって異なり、特に直列は電圧が倍増するので要注意。
  2. ソーラーパネルが帯電している場合、PVケーブルとKIVケーブルの接続の時に高圧電流が流れる事もあるので、近くの金属板などに放電してから接続する。
  3. その時にプラスとマイナスの識別テープを間違わないようにPVケーブルに貼っておく。プラスコードは太く、マイナスコードは細い。コード金属素線の直径の違いからプラスマイナスを識別する事ができる。
  4. 住宅用ソーラーパネルは、平均気温20℃地帯が効果的で、気温25℃以上で蓄電量が下がりはじめる。日中は午前11~12時までがピーク、年間を通し5月に蓄電量が最大になり、冬は50%~55%に半減以下になる。曇り日の発電量は晴天日の30%、雨天日は約10%。
  5. ソーラーパネル自体はパネル表面40℃をピークに、それ以上に温度が上がると蓄電量が下がり始める。夏場はパネル表面温度が70℃まで上昇するので、蓄電量はさらに下がる。
  6. ソーラーパネルの原理は、表面のN型半導体がマイナス電子、その下のP型半導体がプラス電子を帯電するため2つの皮膜層に電気が流れる仕組みを利用している。pn半導体であれば、2つの異なる半導体を使用している点でLEDのpn接合による発光原理と似ている部分がある。
  7. 100W単結晶ソーラーパネルを使用する場合は、20時間率ディープサイクルバッテリー100Ah2個が相応しい。500W以上まで必要な炊飯器は、バッテリーを直列にしなければ、途中で警報アラームが鳴る。
  8. 一人用であれば、200Wソーラーパネル1枚と100Ahバッテリー4個でパソコン・ルームライト・炊飯器・掃除機・扇風機などを使用する事ができる。しかし、68W冷蔵庫を24時間使用するには、100Wソーラーパネル1枚+バッテリー4個必要。
  9. 外気温22℃で快晴の時に、100Wソーラーパネル(変換効率18.4%)照射角90度で30分、照射角45度の場合は1時間程度で200Ahバッテリーの50%を充電する事ができる。バッテリーは気温によって異なるが、日中20℃~25℃の時に4個、合計400Ahまで追加する事ができ、快晴であれば1時間以内で満充電になる。気温0℃~15℃の場合は、バッテリー100Ah2個が標準。

「接続ケーブル」

  1. 電気作業の時は、必ず絶縁手袋を着用。素手では銅線が指に刺さる時もある。
  2. 接続個所は素線露出部・芯線露出部が絶対無いように取り付ける。素線露出部は感電・漏電・火事の原因になる。接続には絶縁手袋とペンチを使用。
  3. ソーラーパネル用延長ケーブルはPVケーブル4sq(耐圧1,000V)。
  4. 接続コードは、直列24VシステムであればKIVケーブル(公称断面積14sqで最適)。ソーラーパネル、チャージコントローラー、バッテリー、インバーターの接続に使用できる。
  5. KIVケーブルはプラスマイナス同じ太さと長さで、赤と黒の色で識別。
  6. バッテリー115A以下の並列直列用ケーブルはKIVケーブル22sq、115Ah以上のバッテリー並列直列用ケーブルはKIV38sq。ケーブル両端に8mm丸型圧着端子とビニール管を付ける。
  7. バッテリーは、+と+の並列で使用時間が2倍長くなり、+と-の直列で電圧が12Vから24Vに上がる。24Vに対応しているチャージコントローラーとインバーターであれば、バッテリー2個を直列にする事ができる。直列の場合、約800Wまでの家電を使用する事ができる。
  8. チャージコントローラーとインバーターに内蔵されてあるヒューズはハンダ付けで、ヒューズが切れると壊れた事になる。ハンダ付けのできる人であれば内部のヒューズを付け替える事ができる。
  9. LEDライト・ハロゲンランプ・12V電化製品への12V/24V用配線コードは、DC12V/24V・60W/120W以下0.5sq、DC12V/24V・80W/160W以下0.75sq、DC12V/24V・200W/400W以下2.0sqコードを使用。
  10. 24Vシステムの場合は、12Vシステムの2倍の太さのコードを使用。
  11. 太陽光発電による電力を家庭用に使用する場合は、200Wソーラーパネルで24Vシステム。家庭用に試験的であれば100Wソーラーパネルで12Vシステムが適当。

「インバーター(AC/DC変圧器)」

  1. DC12V/24V(直流)のバッテリー電力を、家電AC100V(交流)に変換するため、インバーターを使用。
  2. 最初、バッテリーにインバーターとバッテリーチェッカーを試験的に接続し、インバーターが正常か、扇風機や掃除機などの家電を接続し、確認してみる。
  3. インバーターのワニ口は、切断して丸型圧着端子とビニール管を付け、バッテリーターミナルに固定する。ソーラーパネル200W以上の場合、KIVケーブルでプラスマイナスの識別可能なコードが望ましい。
  4. 赤いコードが+で、+と+を接続し、+と-を接続しないように注意する。+と-の接続を間違うと瞬間的に高圧電流が流れ、火花が散る。チャージコントローラーやインバーター内部のヒューズが切れ、壊れる事もある。
  5. 低価格のインバーターの連続使用限界は3~5時間のため、時々スイッチを消して休ませる必要がある。擬似正弦波・矩形波インバーターの中には低周波ノイズを家電に発生させる製品もある。できるだけ正弦波インバーターを使用。
  6. 2Pプラグでインバーターに接続するとノイズを発する場合があるので、125V15A3Pプラグ(WF5113)のアース用ビスに0.5sq単線コードをつなげ、そのコード先端にアース棒(釘などの金属棒)を付け、地面に埋める。
  7. バッテリー並列12Vシステムでインバーターがノイズ音を発しやすい場合は、直列24Vで使用。直列24Vシステムで250W以下の家電などを使用することができる。





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