今、太陽熱温水器と独立型太陽光発電と非常用電源装置を組み合わせたようなものを作っています。
非常用電源装置は、鉛蓄電池からインバーターを通じて１００VのAC電源をつくります。
鉛蓄電池は、太陽光パネルからの電力で充電するのですが、MPPT型のチャージコントローラー(Sunsaver MPPT)を昔購入していたので、それを使って充電します。
製作はかなり前に始めていましたが、ちょっとした問題があったため、その解決のために完成にかなり時間を要してしまいました。
その問題というのは、インバーターやチャージコントローラーの待機電力の問題です。
インバーターが待機電力を食うので、鉛蓄電池を充電しておかなければ、電池が空になってしまいます。
ソーラーパネルはその充電のためにあるのですが、ソーラーパネルだけでは少し心もとないです。前に、充電が不十分で電池を過放電させてしまったことがあるため、今回は、充電が不十分な時に、商用電源から充電をしておく必要があるとおもいました。
商用電源からの充電は、ソーラーパネルと並列に、DC電源をMPPTチャージャーに接続することで、擬似的なソーラーパネルのように扱って、MPPTチャージャーに統一して充電の面倒を見てもらうことにしました。
MPPTチャージャーにDC電源をつなぐときは、電流の制限をする必要があります。そのため、電流制限回路を作り、DC電源とMPPTチャージャーの間に挟みました。ソーラーパネルと電流制限回路の出力はショットキーダイオードを挟んで並列つなぎしました。
電流制限回路は、PCH MOSFETを使ったものですが、人の作った回路をそのまま拝借しました。
回路はこんな感じです。
電流制限抵抗は、DC電源（蓄電池が24V系なので、30V程度の出力が必要）をパソコン用のいらないACアダプターを直列にして作った関係で、2A程度しか取れないので、とりあえず0.3オームとして、2A程度に制限するようにしました。
あとで様子をみて、もっと容量の大きいDC電源を用意したときには、電流制限抵抗を小さくすればよいです。
最初に、電流制限装置の動作を試験するために、回路の出力を直接蓄電池につないでみました。
DC電源の出力 31.19V 電流制限回路出力 26.7V 2.08A
電流制限抵抗0.3オームの電圧 0.617V
蓄電池の充電が進むと出力が28.3V 1.96A -> 28.7V 1.93A と変化しました。
問題なし。
次に、MPPTチャージャーを経由した接続に変えて、動作させてみました。
DC電源の出力 31.26V
電流制限回路出力 30.3V 1.48A
(0.3オームとMOSFETとショットキーダイオードが間に入っているので、妥当）
MPPTチャージャーのバッテリー接続 28.54V 1.58A （MPPTがちゃんと動作しています）。
インバーターの待機電流 0.33A (9.4W!)
ためしにインバーターをOFFにしたときの動作も見ておきます。
MPPTチャージャーのバッテリー接続 28.53V 1.14A
この時電流制限回路の出力 30.54V 1.15A
うまく動作しています。
よさそうなので、しばらくこれで電池を充電しておきます。
ソーラーパネルはまだ接続していません。配線の引き回しを日が沈む前にしてしまいたかったけど、間に合わなかったのでまた今度。
太陽熱温水器架台をつくる(3)
昨日は、仮に太陽光（太陽熱ではなく）パネルをつけてみましたが、検討したら、太陽光パネルの位置は架台の反対側の方がいいなということで移設等の作業をしました。
太陽光パネルと太陽熱温水の集熱板を同じ架台に取り付けることにしています。
太陽光パネルは、非常用電源装置の充電用なのですが、太陽熱温水の熱を回収するためのポンプも電気で動きますので、その目的を兼ねています。
最初太陽光パネルは、太陽熱温水用の集熱板の面積を稼ぐために、別の倉庫の屋根上に設置するつもりだったのですが、素人工事で雨漏りが心配なので、まあ最初は一緒の架台に設置して様子を見ようと思いました。
太陽光パネルは、太陽熱温水のためだけであればそんなに必要がないのですが、150Wのパネルと195Wのパネルを直列つなぎをして、その出力を24Vのバッテリー(鉛蓄電池2直2並列)にMPPT充電コントローラー(Sunsaver MPPT)によって充電します。パネルが２枚違うものになってしまっているのですが、これは24Vのバッテリーに充電することと、前に買ったパネルが今手に入らない（し、高価）、ということで、こんなつぎはぎみたいになっています。一応パネルは出力電流量が近いものを選びましたので、たぶん直列につないでも大丈夫でしょう。
太陽光パネルの単管パイプ架台への取り付けは、前日のブログにも書きましたが、垂木状に斜めの単管パイプを渡し、その斜めパイプに垂木クランプを取り付け、そのクランプに2×4の桟木を渡して、その桟木を枕に太陽光パネルをM5 60mmのステンレスねじでねじ止めしました。
２つのパネルが違ったものなので、桟木の渡し方で調整しました。
桟木はこんな感じでつきました。
太陽光パネルを取り付けるのは位置の調整が大変だったですが、何とか雨が降り出す前に終わりました。
一応２枚の太陽光パネルの天端は同じ高さに合わせました。片方だけ地面のほうに伸びている感じ。
太陽光パネルが屋根になったような感じで、その下は雨がたくさんはかかりませんので、菜園用の道具を置いたりして活用しようかな。
次は、太陽熱温水の集熱板を作りますが、架台ができていますので、ここに2×4の材木や合板を張っていくという建築的なやり方で作っていこうと思います。
太陽熱温水器架台をつくる(2)
今日は、朝から架台を作るのを再開しました。
重量ブロックを使った基礎ができていますので、そこに挿す単管パイプを用意します。
その前に長さは基礎の作りがいい加減なので、長さをそれぞれ変える必要があります。
現場でパイプの長さを測れるよう、まず、基礎の周りに杭を打ち、バケツとチューブを使って水準を取り、水糸を張りました。その水糸を基準として、基礎に差し込んだ単管パイプにマーキングして、その長さから、必要な寸法をそれぞれのパイプについて算出してパイプの切断をしました。
このパイプの切断、最初は単管パイプカッターを使ってやったのですが、とても大変なので、一度、サンダーを使って切断しようとしたのです。ところが、えらい火花は出るし、砥石もすぐなくなるしで不安だったので、やはりパイプカッターで切ることにして、えっちらおっちら切りました。
切断ができたら架台のくみ上げですが、あらかじめどこに組み付けるかをマーキングしてそこに金具をつけていくと比較的に簡単でした。
基本の架台ができたところ。幅6m, 高さ1m程度のものです。
この後は、斜めに単管を取り付け、垂木用のクランプを使って垂木を渡し、太陽光パネルや太陽熱集熱パネルを取り付けていくつもりです。
日没には間に合いませんでしたが、太陽光パネル（１９５W）を取り付けてみました。
このパネルで発電した電力でポンプを動かし、太陽熱集熱板の熱を家の裏側に設置した温水タンクに輸送する計画です。
まだまだ先は長いです。。。
正直メーカー品を取り付けた方が早いし、確実ですねー。でも、楽しい。
太陽熱温水器集熱板架台をつくる（1)
だんだんと秋も深まり、暖房が欲しい季節がやってきました。
まだ我が家の太陽熱温水器はできていません。
我が家は早くも床暖房を使い始めましたが、プロパンガスの値段が心配です。。。
一刻も早く太陽熱で床暖房をアシスト、ガス代の削減をする必要性を感じます。
今のところ温水タンクをコンクリ基礎をうって、据え付けているだけです。
今日は太陽熱を受ける集熱板を取り付ける架台の製作にかかりました。
架台は、単管パイプを金物で組んで作ります。
幅6m程度の架台を庭に作り、集熱板を組み付けようと思っています。
また、製作する太陽熱温水システムは、ポンプなどの動力を、非常用電源装置として使っているバッテリーからとろうと思っていますが、非常用電源装置の蓄電池を太陽電池パネルで行うつもりで、その太陽電池パネルも当座この架台に据え付けるつもりです。
単管パイプは本当は６ｍのを購入したかったのですが、運搬の手段がなく、４ｍものを購入してつないで使います。４ｍのパイプを7本、1mのパイプを8本、それから、多量の単管パイプ金物（自在、直交、垂木用）、それから、パイプのキャップを購入しました。さすがにFITに４ｍのパイプは乗らないので、ホームセンターで軽トラを借りて運びました。
また、足場管が乗る基礎が必要ですが、これは重量コンクリブロックの穴に単管を差し込んでモルタルで埋めて使うことにしました。
今日はとりあえず、買い出しが午前中いっぱいかかってしまったので、午後に、基礎が入る穴を掘り、コンクリを練って穴に入れ、そこにブロックを置いて、大体の場所を測って位置を決め、水平を取っておきました。
単管パイプはパイプカッターで切断したりしてみたのですが、あまりに大変なので今度からはディスクサンダーで切るかも。
他には、温水器コントローラーを非常用電源装置にどう組み込むか、床暖房の熱源をどのようにアシストするかなどの検討などをしたら、一日おわってしまいました。