【発電】2年目の自作オフグリッドソーラー発電に考察
５月、曇っていても200Ah電池の満充電を維持してくれてます。
かれこれ２年目の夏となりました。
バッテリーが空にならないよう、また、常に最高の蓄電ができるよう設定や構築を重ねてきました。
テスターを手放した日は無いくらいですから（；^ω^）
今のところ、パネル＆バッテリー、これなら１０年は持ってくれるはずです。
去年公開したソーラー発電の図を更新しました。PDF
24Vバッテリーを、AC100V、12V、5Vにして利用してます。
AC100V以外は、常時通電してます。
最大で２～３A程度、夜間は１A辺りの負荷にしてます。
これで、（発電前の）朝方で２４．５Vまで利用してます。バッテリーの約２～３割まで使ってるつもり。
（常時消費分は）電気代にして月400円分だｗ
非満充電時（曇り日が続いた）は、１２V系統の電源をOFFにしてます。
チャージコントローラーのChargeOff設定は、以前28.8Vとしていたのですが、これだと、晴天時にすぐ30Vを超過してしまい、DCコンバータがすぐ悲鳴を上げるような環境でしたが・・（装置が危険と判断して音が鳴る）
これを、デフォの27.0Vにしてみたら、30V以下で収まるでやんの。しかも、28.8Vで満充電した時と、バッテリー蓄電量も変わらないｗ
晴天時は、最大で14Aまで来るので、蓄電不可な捨てる電気をどうにかしたい。
自動で・・。
電子工作で、27V超えたら、別の負荷に通電するような回路を作ろうかどうか考え中。
作ったとしても、24V14A＝336Wものエネルギーを、どう使う？
人が居なくても安全にエネルギーを使うという点がどうにも解決しないんですよねぇ。
んで、２年目を超えた知識を残したいと思います。
まず運用する電圧を決める（重要）
手軽に自作する・・となると、12Vで始める方がほとんどのはずです。
発電を実用レベルで利用するには、どうしても「大電流」を扱わなければいけません。これ、高価なケーブルや端子を使わないといけなくなって、結局高額になります（後から24Vに移行とか、すべての部材がゴミになる）
24Vなら、安価な2.0mmのケーブル径で十分に耐えます（約15-20A）ので、個人的には24Vがオススメですね。
但し、シガーソケット直挿し系のカーアクセサリーはほぼ全滅になりますが。後述
ソーラーパネルの枚数と設置
100Wパネルで、60x120cmと巨大なので、案外場所を取ります。24Vなら、２枚毎揃える必要があるのでなおさらです（１枚で24V系も有り）
当たり前ですが、パネルの裏側には太陽光が当たらなくなるので、夏と冬の時に、問題が発生しないか要確認です（物干し竿とか植木がある、とか）
あと案外忘れがちなのが「風対策」です。台風が吹いても、吹っ飛んでいかないよう注意です。
パネルは、内部セルが直列で繋がって電圧を上げているので、ちょっとでも影が入ると、発電が出来なくなります。
一年を通して、パネルに影が入らないような場所を見つけなければなりません。特に冬季は、太陽が３１度と低い軌道になります。
そのため、出来るだけ高い場所に設置するのがベストですが、メンテナンスが出来るようにする必要があります（降雪対策や掃除も必要）
用意するバッテリーサイズ（Ah数）の、1/10のアンペア数があれば安心です。
バッテリー100Ahなら、パネル出力10Aという事です（100Wパネルが２枚位）
・・・ですが、あくまで「安心」というだけで、晴天時は朝日だけで満充電になっちゃいます。曇り日でも、ギリギリ満充電できるかな？という目安です。
パネルの角度と方向
角度は３０度が平均のようです（冬至が３１度）ホコリの蓄積を防ぐ意味でも、個人的には４０－６０度辺りで良いような気もします（春・秋は５５度ですし）
方角は、もちろん真南ですが。
複数設置ができるのなら、南東と南西もオススメです。春・夏・秋の太陽の軌道を見るとわかりますが、朝方と夕日も見逃さず発電するには、真南だけでは無発電です。
私は、５０Wパネルだけ、夕日方向に向けてます。ギリギリまでバッテリーを満充電状態にしておくためです。夏だとPM7まで発電してくれてます。
バッテリーサイズ
いろんな方が仰っしゃる通り、使えるのは２０％までです。
私は当初、100Ahの大きなバッテリーでも、20Aまでとなり、（最悪）冬季の無発電時間が２０時間としても、１Aなら常時通電できると考えて構築しました。
正解のようでした。電圧の落ち具合を見ても未だまったく衰えてません。
電圧でバッテリー容量を測る事になりますが、あくまでも目安であって、実際は「電圧の落ち着き具合≒残り容量」なので、正確に測ることなんて不可能に近い。
サイズを決めるのが難しい。複数個繋げる事になりますが、同メーカー・同ロットで揃える必要があります。
私の場合は、安価な19サイズ（28Ah）を６個、ほぼ180Ah/12Vで、小さな負荷をそれなりに運用できてます（詳細はシステム図で）
中国・韓国製の安価なバッテリーが出回ってますが、すぐ寿命が来たとかあまり良い話を見ることがありません。
（最悪火災に繋がる）大事なところなので、日本製がオススメです。
チャージコントローラー
ほぼ中国製ばかりな製品しかありませんが、MPPTなど高価な製品なんて不要です。
だって、パネル複数枚設置する事になるので、MPPTが意味なくなります。そんな事よりも、なるだけ太陽にパネルを向けるかが重要です。
中国製の「さらに中国製のパチモノ」が出回ってるらしくｗ、入手の際はとても注意です。
バッテリーの充電制御さえしっかりしてくれれば良いので、余計な機能の付いたものも不要です。電気ロスですし、テスターとか自前のもので十分です。
設定が出来るものがありますが、実際、設定も意味がないようなモンです（バッテリーの識別くらい≒満充電電圧）
安いので、複数購入するつもりで考えても良いかもです。20Aもあれば十分でしょう。
意外にお金が掛かる部材
パネルの固定部材や、ケーブル＆端子台＆開閉器（スイッチ）などの電子系、DCコンバーターなどの負荷系と、何気に揃えるとお金が掛かります。
少しづつ揃えていけば良いけども、ケーブルなどの電子系は、最初にガッツリ用意しないといけません。頻繁にイジる部分では無いし、大電流が走る部分ですので。
VVFなど、2.0mm単線（20A）は安価に手に入ります（屋外では使えませんが）
安く手に入るホームセンターとかあれば良いでしょう。
バッテリー間だけは、より太めで短いケーブルで、専用品は高いので、ケーブルを複数本束ねて加工とかでもOK（実際に自分は4mm2本で8mmにしてる）
安価な交流AC用の部材も多くはそのまま使えます。・・というか、積極的に使いましょう。同じ電気なのに、直流DC用は、なんでか高額なので。
※開閉器／スイッチだけは、直流用を選びましょう（大電流時は、放電が発生して素直に切れてくれない→火事に繋がる）
手に入りにくいのが、パネル並列時に必要なショットキーダイオードです。私は一応５Aのものを使ってますが大丈夫のようです（パネル間で電気が移動するのを防止）
最後に、絶対にショートだけはしないように要注意。必要なら、ハンダ付けする位の気持ちで、ネジの緩みで火事になった・・とかにならない様に。
一瞬で鉄が溶ける温度になるんです。何度も経験してるのでｗ
そうそう、銅線ケーブルの結線に、めちゃくちゃ便利なWAGO
ハンダ付けや、丸型金具とか一切不要で、結線が簡単に出来ます。
単線でも、ヨリ線でもOK（これ重要！）
難点は、若干（電子部材にしては）高価なところ。
５個で７００円位。やり直しが効くので、基幹系では無く、（頻繁に変更する）負荷系で利用すると良いかもです。