ソーラー発電

OVERVIEW: You’ll find how to modify solar system to enable charging by vehicle’s alternator.

冬の発電不足に備えたい

昨冬は､北海道で2018年2月28日から3月3日朝まで三泊四日の間､雪に閉じ込められました｡その間ずっと曇天か雪で太陽光発電が止まったため､電気毛布の使用を我慢して電力不足を乗り切りました｡

その後､走行充電装置を取り付けようといろいろと調べたのですが､ハイエースのバッテリー電圧が12Vなのに対し､私が取り付けたソーラーシステムの電圧は24Vのため､サブバッテリーを充電するためにはハイエースから取った12Vの電気を24Vに昇圧しなければならないことがわかりました｡

12Vバッテリーによる24V系システムの走行充電はそう簡単ではない

一般的には走行充電にはアイソレーターを使いますが､車から取った12Vの電気で24V系のサブバッテリーが充電できるものは見つけられませんでした｡12Vを24Vに昇圧する基盤は売っていましたが､それを使って走行充電装置を作る力量もなし｡

そうなると､オプションで取り付けた100Vコンセントから電気を取って市販のバッテリー充電器につなげるしかなさそうです｡

面白いもの発見

そう考えてこの件はしばらく放置してあったのですが､いつもお世話になっている蓄電システム.com　で面白いものを見つけました｡

MPPTチャージコントローラー MPT-7210A ※DC-DCブーストチャージャー機能付き

これは､昇圧機能付きのチャージコントローラーです｡

これの本来の機能は太陽光パネルから入った電流をバッテリー充電に使えるように電流､電圧を調整することですが､この太陽光パネルの側にハイエースのバッテリーをつなげばサブバッテリーが充電できるのではないかと考えました｡

2020/03/25追記

蓄電システム.comはすでに品切れになっています。
アリババを見たら、40ドル弱で売っていました。

aliexpress.com

US $33.76 19% OFF|24/36/48/60/72V 10A DC DC Boost LCD MPPT Solar Regulator Ch...

https://www.aliexpress.com/item/4000037710995.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.28ec3ee1B7MbjZ&algo_pvid=e0859c81-70a9-4010-a21f-f666acacf166&algo_expid=e0859c81-70a9-4010-a21f-f666acacf166-16&btsid=0be3743615851260333418857e3195&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_

Smarter Shopping, Better Living! Aliexpress.com

以前から電圧計は付いてはいたのですが､しっかり固定していなかったために何かに引っかかってもぎ取れてしまったので今回きちんと作り直した､というわけです｡

実際にもぎ取れて電圧が分からなくなってしまうとこれが実に不便｡チャージコントローラーには入力電圧､出力電圧等が順番に表示されるのですが､知りたい数字が表示されるまで待っていなくてはなりませんので実用的ではありません｡

電圧計はどれにしよう?

もぎ取れてしまった電圧計は､アマゾンで買った300円くらいの電圧計です｡(この記事を書いた時点ではちょっと値上がっていますが)

小型デジタル電圧計 2.4V～30V 青(2線式=別電源不要/埋込型) 電圧測定

安いのにしっかり動いてくれます｡

今回は､もう少し高品質なものを買ってみようと考えてチェックしたのですが､30Vまで計れて動作電源が不要､なおかつ文字盤が光るLED表示､という製品は見当たりません｡

いや､最悪電源が別配線でも良いのですが､その電圧は5Vの安定化電源､等となっています｡わざわざ別途電源は用意できません｡

結局､前回と同じものを使うしかない､という結論になりました｡

安全対策

以前は電圧計は作動しっぱなしだったのですが､むき出しでワイヤーネットに引っかけてあったので触ってみるとそれなりに熱を持っていました｡

今回は､前回設置していた

• チャージコントローラー出力電圧
• インバーター入力電圧

に加え､

• バッテリー1　入出力電圧
• バッテリー2　入出力電圧

の電圧も表示させたいと考えているのですが､多少なりとも発熱する電圧計が作動しっぱなしはちょっと危険な感じがしたのでスイッチでオンオフできるようにします｡

スイッチを探す

一つのスイッチで4つの電圧計を同時にオンオフさせたいので､4極単投スイッチが必要です｡このあたり､興味のある方は下記の記事をご参照下さい｡

www.omron.co.jp

 

8 Pockets

基礎編 | 第1部　初歩からのスイッチ | スイッチの基礎知識 | 基礎知識シリーズ | ...

https://www.omron.co.jp/ecb/product-info/basic-knowledge-series/basic-knowledge-of-switches/part-1-switch-from-the-beginning/basics/pole-and-throw

で､こちらも色々と探してみたのですが､単投は見当たらず､双投タイプしか見つけられませんでした｡(ちなみに、このスイッチはすでに取り扱い終了となっています)

www.monotaro.com

https://www.monotaro.com/p/3844/4472/

https://www.monotaro.com/p/3844/4472/

本当はプッシュ式のスイッチが良かったのですが､それも見当たらず｡

そして､このスイッチはわたしの嫌いなはんだ端子なのですね｡何故嫌いかというと､はんだ付けがうまくできないからです｡でも､仕方ありません｡

ソーラーパネルの取り付け方法

以前の記事、　ハイエースにDIYでソーラーパネル設置　でご紹介したソーラーパネルは、現在も元気に稼働しています。

このときの記事には詳しく書かなかったのですが、コの字型金具とステンレス製六角ボルト、六角ナットを使ってソーラーパネルをルーフキャリアに取り付けました。

六角ボルト・ナットとコの字金具で取り付け

久しぶりに簡単な図面を書いてみたのですが、非常に下手くそになっていてちょっとショック。

設置当初からの取り付け方法を描いてみました。下記の図面、わかりますか?

青がボルト・ナット、黄色がソーラーパネル(の部材)、赤がキャリアの梁です。

ハイエースの屋根の上を横方向に走るルーフキャリアの梁3本に、コの字金具とM6の六角ボルト・ナットで取り付けてあります。

上図Bの方向から見ると、下記写真のような状況です。(こちらは蝶ナット・ボルトに組み替えたあとの状態ですが)

工事を行ってはみたものの…

12月中旬に､ハイエースソーラーシステムバッテリー増設計画にてご紹介した工事を実施しました｡

切り替えスイッチは船舶用のバッテリー切り替えスイッチを当たってみたのですが､300Aから350Aの電流に耐えるハイスペックかつ高価なものしか見つからなかったため､代わりに大電流用のトグルスイッチを購入しました｡(これが後に思わぬ幸いのタネとなるのですが)

船舶用のバッテリー切り替えスイッチは､下図のように､二系統のバッテリーを切り替えて使うことができます｡

わたしはこれと合わせて､ソーラーパネルによる充電も切り替えられるよう､2つのスイッチを組み合わせて使うことにしました｡

つまり､こういう感じです｡

バッテリーを増設したい

現在わたしのハイエースにはバッテリーが2個設置されています。
ACDelcoのM27MFで、公称容量は105Ah

電力量に換算すると、
105Ah×12V=1260Wh

実際に取り出せる電力を70%とすると、
1260Wh×0.7=882Wh

現在はこれが2個なので、バッテリー満タン時に使える電力は、
882Wh×2=約1700Wh

冬の北海道を想定した最低限確保したい一日あたりの電力は、
電気毛布　30W×10h=300Wh
湯沸かし　420W×0.5h=210Wh
15,000mWhのモバイルバッテリー二本充電　15000mW×3.6V×2本=108Wh

合計　618Wh

となります。
よって､現状ですとぎりぎり3日分､ということになります｡

今回は､バッテリーを増設して蓄電量を倍増させることにしました｡

ハイエースにソーラー発電装置やオーディオを自力で取り付ける際、電気関係のことが分からずてこずりました。特に電線の種類や接続の方法などはさっぱりでしたが、色々と調べてやっと全体が分かってきました。自分の覚えも兼ねてまとめておきます。

知っている方にはほんの入門程度の話だと思いますが…。

なお、内容には不正確な部分もあろうかと思いますので、お気づきの方はご指摘いただければありがたいです。

また、本稿の不備が原因で何らかの損害が発生しても当方では責任を負いかねますのでご了承下さい。

Overview: I installed solar panel with batteries to secure the electricity for emergency. In this article, I explain how to design and install solar system on HIACE VAN.

ソーラーパネルを付けようと思った理由

車で旅行した場合、1つの場所に数日とどまるケースがあります。

1つは妻の実家に帰省した際の待避所として使う場合。また、一箇所にとどまってじっくり写真撮影を行いたい場合。そして、災害時の避難所代わりに使う場合。

特に燃料の入手が困難になる災害時を考えると、ソーラーパネルがあるとないとでは大違い。

例によってネットで情報を集めてハイエースにソーラーパネルを載せることにしました。

システムの仕様検討

車内で使いたい電気機器は?

　PC、電気ポット、USB扇風機、電気毛布、車載冷蔵庫、USB充電器など。PCは自作デスクトップを使いたいため、通常100W程度(起動時などは300W程度)、電気毛布は60W程度、ポットは500W程度、冷蔵庫は30W。