小型ソーラー発電システムをつくってみる

畑にソーラーパネルを設置して、モバイルWi-Fiルータとインターネットカメラ(M5Camera)を常時稼働させています(記事は こちら)。

50Wのソーラーパネルと20Ahのバッテリーを使って、3台のデバイス(モバイルルータと2台のカメラ)を動かしています。
既に4ヶ月近く稼働させていますが、これまでのところ問題なく動いています。

ソーラーパネル、バッテリーなどがセットになっているこの製品は18000円程度で購入でき、大変お買い得ではあるのですが、架台など諸々を含めると、結局トータルの製作費は5万円以上かかっています。
また、大きさも結構なものです。乗用車になんとか載せることができる程度のサイズで、移動させるのはなかなか大変です。

上記の能力であれば3台のデバイスを動かすことができるということなので、1台でよければもっとコンパクトで安価なシステムがつくれるのではないか?と考え、試してみることにしました。

カウスメディアの「5Wソーラー発電蓄電 電気柵用セット」が、非常にコストパフォーマンスがよさそうなので、これをベースにして構成を考えます。


5Wソーラーパネル、9Ahバッテリー、チャージコントローラなどがセットになっています。
いろいろと計算した結果、5Wパネルでは能力不足のようなので、別途10Wソーラーパネルも購入し、パネルはそちらを使うことにします。

チャージコントローラにはELコネクタがついていますが、10WパネルにはMC4コネクタがついているので、両者をつなぐためにMC4ケーブルとELコネクタも購入しました。

今回稼働させる予定のデバイスは、5V動作でUSBポートで給電するものです。
車載用のUSB電源レギュレータも購入し、こちらにもELコネクタをつけてチャージコントローラにつなぐことができるようにします。


架台はL型アングルでつくります。
また、バッテリーなどを収納するために工具ボックスを準備します。このボックスはフタにパッキンがついており、防水性能が高そうです。
いずれもコーナンで購入しました。

工具ボックスにケーブルを引き込む際の防水性能を高めるため、ケーブルグランドも準備します。

それでは組み立てていきます。

5Wの電気柵用セットはこのような構成になっています。各パーツをELコネクタで接続するようになっています。

5Wパネルを10Wのものに取り替えるため、MC4ケーブルを用意します。

このケーブルにELコネクタを取り付け、これを使って10Wパネルとチャージコントローラを接続する予定です。
実際には、先に工具ボックスにケーブルを通してからコネクタを取り付けることになります。

L型アングルを組み立ててソーラーパネルを取り付けます。

次に、工具ボックスを加工していきます。

まずはケーブルグランドを取り付けるための穴をあけます。

ケーブルグランドを取り付けます。小さい方がMC4ケーブル用、大きい方は稼働させるデバイスのためのUSBケーブル用です。

ケーブルグランドにMC4ケーブルを通してから、ELコネクタを取り付けます。

バッテリー、チャージコントローラをボックスに収納し、バッテリー−チャージコントローラ間、パネル−チャージコントローラ間をつなぎます。

電源レギュレータにもELコネクタを取り付けます。

こちらもチャージコントローラにつなぎます。動作確認のため、USB扇風機を動かしてみました。

これでできあがりです。
しばらくベランダに置いておき、動作確認したいと思います。

今回の材料費をまとめると以下のようになります。
15000円程度となりました。また、セットに入っている5Wパネルや一部のケーブルがあまるので、それらは他に流用することができます。

名称 単価(税込) 個数 金額(税込) 購入先
5Wソーラー発電蓄電 電気柵用セット 6386 1 6386 カウスメディア
10W単結晶ソーラーパネル 2918 1 2918 カウスメディア
MC4ケーブル 1245 1 1245 カウスメディア
電源レギュレータ12V→5V(2個入り) 1399 0.5 700 アマゾン
ELコネクタプラグハウジング 22 2 44 共立エレショップ
ELコネクタソケットコンタクトピン 16 4 64 共立エレショップ
RM型Mネジ ケーブルグランド(M20) 120 1 120 モノタロウ
RM型Mネジ ケーブルグランド(M10) 90 1 90 モノタロウ
NEXT30 アングル300 218 4 872 コーナン
NEXT30 フラットバー300 218 4 872 コーナン
NEXT30 L型ジョイント(2個入り) 218 2 436 コーナン
NEXT30 ボルト(24個入り) 273 1 273 コーナン
工具ボックス 1078 1 1078 コーナン
合計 15098

サイズは縦、横、高さともに30cmちょっととなり、以前のシステムに比べるとかなりコンパクトになりました。

追記

ソーラーパネルの設置角度は30°程度がよいそうですが、前述の架台では、下に置いている工具ボックスが邪魔になってしまい、あまり角度をつけることができません。

そのため、架台を少しだけ改良しました。
フラットバーのうち2本を300mmから450mmに変更し、パネルをもっと高い位置に取り付けられるようにしました。

高さが約45cmとなり、以前に比べるとコンパクトさに欠けますが、パネルの角度が調整しやすくなりました。

前述の価格表に対し、フラットバーの価格が55円/本アップします。
百均で盗難防止用の鍵も購入したので、材料費は 15098円 + 55円 * 2本 + 110円 = 15318円 となります。