こんな小さな太陽光パネルでも・・・

　　太陽パネルで自家発電！

太陽光パネル・充電コントローラー・バッテリーなどなど、簡単なものでもいざ揃えてみると結構な金額になります。

「コストを考えたら、全然省エネじゃない！」そう考えている方もたくさんいます。

でも・・・停電ですべての町灯りが消えても・・・灯りのある生活が、それほどコストをかけずに、簡単に出来たらどうでしょう？




電気の自給自足と言っても、あまりコストはかけず（10,000円以下）、日常的に灯りを灯すだけのシステムを紹介します。

日常的に使う最大のメリットは、停電などの緊急時でも普段とまったく変わらないところにあります。また使わないで溜めておけば、緊急時に家電品を動かすことも可能です。

これから紹介する内容は、だれでも簡単に電気の自給自足が出来ることを目的としています。
ハンダ付けや電子回路がわからなければ、余分なものは接続する必要はありません。
全体の流れとして、簡単にとらえて頂ければ良いと思います。

まず、実際に活躍しているシステム内容の紹介です。

「太陽光」パネルとバッテリー」


この2つを接続するだけで、日常使う蓄電システムの完成です。太陽光パネルで発電した電気を、１２ｖのバッテリーに溜める、たったこれだけなんです。

太陽光パネル仕様
・開放電圧	21.6V
・最大出力時電圧	18V
・短絡電流	0.305A
・最大出力時電流	0.277A
・最大出力	5W
・寸法	288×188×15mm
・重量	0.7kg

初めて自然エネルギーに接する方は、信じられないかも知れません。でもたったこれだけなんです。

☆　太陽光パネルとバッテリーを選択する時には、ちょっとした注意点があります。

始めに、太陽光パネルの仕様から簡単に説明していきます。

開放電圧・最大出力時電圧と、電圧には2つの項目があります。
バッテリーに直接接続する場合、最大出力時電圧（負荷に接続した時の電圧）を確認します。
電気をわかりやすく、水に例えて説明します。
水は、高いところから低いところに流れます。
この水位の違いが電圧です。
仮に電圧Ｖをｍに変えると、１８ｍの高さから落差６ｍある１２ｍ（バッテリー電圧）へ流れ込むということです。ですから、12Ｖが最大出力電圧のパネルでは、同じ電圧のバッテリーには充電されませんので、注意が必要です。
では、電圧が高ければ良いのかというと、そうでもありません。

その説明の前に、電流についてもふれておきます。
短絡電流（負荷接続なしに配線をショートさせて電流を測定）と最大出力時電流（負荷接続時電流）とあります。
こちらも、最大出力時電流が実際の発電電流となります。

この２つの積が、

１８V（大出力時電圧）×０．２７７A（大出力時電流）　≒　５Ｗ（最大出力（発電量））
となります。

ここで、先ほどの電圧が高ければ良いのか？ということですが、
たとえば落差が１００ｍある滝から落ちた水と、落差１ｍの堰から流れ込む水は、水量が同じなら溜まる量は同じです。（水の場合、落差だけでなく落ちる速度で量が変わりますが・・・）
電気の場合、電流となるわけですが、電圧の差によって流れ込む量が変わるわけではありません。

つまり、先ほどの最大出力の計算をすると、

１２Ｖ（バッテリー電圧）×０．２７７A　≒　３．３Ｗが実際の発電量　となるわけです。

☆　では、この太陽光パネルに使用するバッテリーは、何を基準に選択したら良いのでしょうか？

上記の太陽光パネルの最大出力時電圧は０．２７７Aです。
充電コントローラーをパネルとバッテリーの間に接続すれば、バッテリーとパネルの関係を考える必要はありませんが、余計なものはなにも接続せず、よりシンプルな使い方を目指していますから、太陽光パネルの出力に見合ったバッテリーを選択しなければなりません。
でも、そんなに難しい話ではありません。

写真のバッテリーはバイク用を使用していますが、一般的なファミリーカーに搭載されているバッテリーは、容量３０A程度です。
バッテリーは、容量の１／１００程度なら、熱として自己消費することが出来ます。
つまり、３０Aの１／１００　＝　０．３Aまでなら、コントローラー無でもいけるわけです。

充電した電気を、毎日使うとか（使用する量にもよる）であれば、発電出力の大きいパネルに変更することも可能ですし、反対にバッテリー容量の少ないものを選択することもできます。

あくまでも、非常時以外使わない、溜めっぱなしの使い方をする場合は、バッテリー保護のために、こう言ったバッテリ選定が必要になることを覚えておいてください。

※　１２Ｖ専用・カー用品などを使う場合、以上で蓄電システムは完了です。パネルの発電量とバッテリー容量を注意して、緊急時の電源として確保しておきましょう。
ちなみに、紹介した太陽光パネルの価格は、３０００円程度で販売されているものです。使わないバッテリーが手元にあるなら、経費はこれだけです。
「再生バッテリー」を購入するなら、２０００～３０００円です。


☆　ここからは、ステップアップ編です。

①　小さな太陽光パネルで発電した電気を日常的に夜間照明として使います。

実際に、このシステムで４か月以上問題なく稼働しています。

A4サイズにも満たない小さなパネルでいったい何が出来るのか？
実験を続けています。


ちょっと、またここで計算です。
太陽光パネルの利用率（実稼働率）は２０％程度と言われています。
夜もあれば雨の日もあり、曇り空の時もあります。
平均的な発電量を考えると、実際の１／５しか電気を作ることができません。

パネルの善し悪しや設置場所（陰になる時がある）によっても、これは変わってきます。

先ほどのパネル出力から

３．３Ｗ×０．２（利用率）　＝　０．６６Ｗ

これが、実際の発電量となります。

とても小さな電気ですから、少しでも無駄のないように活用します。

左は、自作のLED照明。

消費電力は、約１．５Ｗです。

（部品代、約８００円）

右が、ＣＤＳ夜間点灯回路です。

暗くなったら、照明が点灯。翌早朝、明るくなってくると自動で消灯します。

（部品代、２００円弱）

ＣＤＳ回路は、照明が点灯していない時でも回路内に電気が流れていますから、できるだけ省エネ回路を目指し、待機時の消費電流が０．０００１１Aと極わずかになるよう作りました。詳細は、＜5．初心者の作る電子工作 ／CDS夜間点灯回路―その3（超省エネ回路）＞にあります。参考にしてみてください。

製作したLED照明は、今の時期（１２月）約１２時間点灯し続けますから、消費電力１．５Ｗの１／２＝０．７５Ｗ以上は平均的に発電していることになります。

ということは、我が家での利用率は２５％近くはありそうです。

この記事の冒頭にも画像がありましたが、

実際には、これだけの明るさがあります。

自作のLED照明やＣＤＳ回路の製作が出来なくても、市販されている１２Ｖ専用のLED電球を使用することで、スイッチオンで照明を使うことは可能です。

※＜3. 手作り太陽光発電  ／１２Ｖ電球の比較＞にあります。参考にしてみてください。

また日常的には電気を使用せず蓄電しておくことで、市販のDC-ACインバーターを利

用すれば、緊急時に家電品を動かすこともできます。

当然、発電量が少ないため電力量には限りがありますが、携帯電話の充電はもちろん、短時間であれば、ノートＰＣやインターネットだって使うことができます。

まずは、太陽光パネルとバッテリーだけで、簡単な自然エネルギーの活用を始めてみてはいかがでしょうか。