ソーラーパネルで太陽光発電DIY!【その2 配線】

ソーラーパネルで太陽光発電DIY!【その2 配線】

太陽光発電システムのための部材はそろった。

今回はいよいよ施工に挑戦する。

まずは太陽光パネルの設置。

 

小屋の屋根に設置するのがセオリーだろうけど、高すぎて登る術がない。

正確には、登れなくはないが、転落の危険があるので登りたくないのである。

 

悩んだ末、畑の出入り口に設置することにした。

 

設置に使うのは単管パイプ。

ホームセンターで売られていたなかで、一番細くて安い直径19mmのものを購入した。

太陽光パネルは20kg近くあるが、一枚だけなので耐荷重的には問題なかろう。

畑の獣害防止柵に針金で固定しつつ組み立てる。

 

パイプ同士はクランプという金具を使うことで固定する。

直交タイプと自在タイプの2種類を使用。

 

自在は、二本のパイプを任意の角度でつなぐことができ、

直交は二本のパイプを直角固定でつなぐことができる。

こりゃ楽チン。

 

枠があっという間に完成。

クランプのおかけで、あっけないほどカンタンである。

ここにパネルを載せて固定する。

 

パネルは針金で固定。

サビないよう、ステンレス製の針金を使用した。

パネルの向きは、ほぼ真南。

角度は30度程度とした。

 

太陽光パネルの電源ケーブルは裏側にある。

プラス極とマイナス極があって、それぞれメスとオスのコネクタがついている。

オスとメスのコネクタを見ると、つい衝動的につなぎたくなるけど・・・

当然ながら太陽光パネルは光が当たってる状態では、常時発電しているので、つなぐと一瞬でパネルが壊れます(;^ω^)

 

このコネクタは三菱電機の独自コネクタなのだろうか?

ネットで少し調べたけどわからなかったので、カットしてMC4コネクターに付け替える。

 

はさみでチョッキーン!っとカット。

 

こちらがMC4コネクター(の廉価版)

 

必要なMC4コネクターは2セットだけど、失敗することも想定して、ちょっと多めの6セットを購入している。

TOOHUI 6組 MC4コネクター ソーラーパネル 接続ケーブル用


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まず、キャップと防水カバーをケーブルへ通す。

 

そして、ケーブルの先端部の被覆をむく。

むく長さはテキトーであるが、長すぎても短すぎてもよろしくない。

まぁ、1cmくらいか。

 

被覆をむくには、ワイヤーストリッパー(ケーブルストリッパーとも言う)を使うと正確かつ迅速に作業できる。

 

ワイヤーストリッパーには、手動と自動がある。

手動タイプは凹型の刃の噛み合わせで被覆のみを切り取る工具。

凹部分の大きさで、むくことのできる被覆線が決まってくる。

エンジニア ワイヤーストリッパー 太線用 PA-07


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自動タイプは被覆をホールドして引きちぎる感じの工具。

自動とは言うが、握る作業は必要。

ただし、上記の手動タイプは異なり、ある程度の幅で被覆線の太さに対応できる。

オートマルチストリッパ PP707A-200

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私はどちらも持ってます!

 

と言いたいところだけど、上記のような汎用のケーブルストリッパーでは、PVケーブルの被覆を完全に取り去ることができない。

 

PVケーブルの被覆除去には、専用のストリッパーが必要なのだ。

でも、PVケーブルなんて、そうそう扱うモノではないし、ここはケチって無理やり手持ちの工具を使いたい。

専用ストリッパーも、そんなに高価な工具ではないけどね。

ソーラーケーブルストリッパー 2.5sq~6sq

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PVケーブルの被覆は、耐熱・耐寒素材(外側)と、絶縁素材(内側)の2層から成る。

まず、自動ストリッパーで外部被覆をはぎ取る。

次に、内部の被覆を手動ストリッパーで除去する、という手順だ。

 

なお、ストリッパーがなくてもハサミで被覆をむくこともできる。

ハサミでワイヤーを軽くはさみ、ケーブルの外周に切れ込みを入れてから、引っ張って外部被覆を取り去る。

で、同様に内部被覆にハサミで切れ込みを入れ、引っ張って除去する、という手順。

中心の銅線を傷付けないように注意する必要があるが、慎重に作業すれば、それほど難しくはない。

ハサミの代わりにニッパーや小刀を使う方法もあるけど、個人的には力を加減しやすいハサミがオススメ。


↑青いリング状のモノは防水カバー

 

 

次に、接続金具を銅線に圧着する。

金具は、車関係で使われる「ギボシ端子」に似ていて、圧着の形状は同じ。

 

こりゃ、手持ちのギボシ用工具が使えるんじゃないか!?

と思ったけど、大きさが違ってうまくいかなかった。。。

 

すなわち、MC4コネクターを自分で取り付けるには、専用の圧着工具が必須ってことになる。

が、MC4コネクターの接続以外には、全く用途のない専用工具をわざわざ購入するのは気が引ける。

こちらは地味に高いし。

MC4コネクター 接続用 圧着工具 LS-2546B


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ガッチリ固定されたので、まぁこれで良いでしょう。

 

プラス極側にメス、マイナス極側をオスのMC4コネクターを取り付ける。

極性は、ケーブル基部に記載されている。

 

最後に、コネクタのカバーをはめて、付属の工具でねじってキャップと接続する。

 

なお、金具の圧着部分や接点部分の接触不良が、火災の原因となることもあるそうなので、心配な人は純正部品に正規工具を使用しましょう。

さっと作業を終わらせる必要のあるプロのお仕事と違って、DIYでは慎重に時間をかけて作業&確認できるので、非純正でもしっかり施工すれば問題ないとは思うけど・・・

 

 

次にバッテリー設置。

カーバッテリーを室内で充電するのはご法度とされる。

充電中、水素ガス発生の恐れがあるからだ。

とは言え、小屋の気密性はそう高くはないから、小屋内で充電しても大丈夫な気はする。

 

が、やっぱり万一ってこともあるし、安全を考えてバッテリーは外に置くことにした。

風通しが良くて、雨や直射日光に当たりにくく、邪魔にならない場所が理想、、、ってことで、軒下に配置。

配線は、むき出しだと小動物にかじられる不安があるため、PF管に通しておいた。

 

 

チャージコントローラーとインバーターは小屋内部に設置する。

 

まず、チャージコントローラー。

バッテリーへの充電を制御する機械だ。

購入したのは、発電量や充電状況がモニタリングできるタイプ。

「今どのくらい発電しているのか」などを把握できるよう、見えやすい場所に設置。

まぁ見れなくても特に問題はないのだけど、一応ね。

 

次にインバーター。

バッテリーや太陽光パネルからの電流を家庭用の100V交流に変換する機械である。

インバーターは常に電力を消費するため、使うときだけスイッチをONにできるよう設置。

 

以上の機器をPVケーブルでつなげば完成である。

 

太陽光パネルとチャージコントローラーをつなぐケーブルは、直射日光をもろに浴びる位置に敷設する必要がある。

PVケーブルは、紫外線に強い作りではあるが、先のバッテリーとの接続同様に小動物にかじられる危険性もあり、念のため、PF管を通しておくことにする。

なお、ショートする恐れがあるため、太陽光パネルへの接続は最後に行う。

 

PF管は白色のモノが主流だが、ここは目立たないチョコレート色のモノを購入。

PanasonicのカラーPF管だ。

 

このPF管、どこのホームセンターにも見当たらず、仕方なくネットで購入した。

パナソニック(Panasonic) パナフレキエーススルー16チョコ DM316SRA

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PF管は細い16サイズを購入したので、ケーブルを通すのには苦労した。

最初は普通に通そうと試みたものの、途中からどうしてもケーブルが先に進まない。

結局、最後は通線ワイヤーを使って通した。

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小屋へのケーブル引き込みは、外壁にホールソーで穴あけし、アウトレットボックスを設置したうえで引き込む。

 

 

引き込んだケーブルはチャージコントローラーへ接続。

また、バッテリーからのケーブルも同じく引き込んでチャージコントローラーとインバーターへ接続。

 

以上、引き込み部分を図示すると、↓こんなイメージである。

 

最後に、太陽光パネルとチャージコントローラーをつなぐMC4コネクターを接続して完成!

とりあえず、照明をつけてみたら無事点灯(^^)/

当たり前だけど、何だか感動的!

 

チャージコントローラーでは、太陽光パネルの発電電圧、電流、バッテリー電圧がモニタリングできる。

この時の太陽光パネル電圧は18.2V程度。

 

電流は6.7Aなので、約120Wの発電量である。

10時30分でこの発電量であれば、上々ではないでしょうか。

 

ちなみに、バッテリーの充電電圧は14.4V

 

こうして、小屋で電気が使えるようになった。

小屋内部の電気配線は、追々やろう。

 

以上、太陽光発電システムの立ち上げは、大人の工作としてとても楽しめました。