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解決!チャージコントローラーとソーラーパネルの関係

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これで完ペキ!チャージコントローラー選びと充電量の目安

という記事に移行しました!

 

ソーラーパネルとチャージコントローラーの組み合わせ

さて、新潟おてんとサンはヤフオクで安価なチャージコントローラーをサクッと購入しました。

ひとえにチャージコントローラーといっても沢山の種類があって、ソーラー(太陽光)発電システムを自作するとなるとどれを選択するか迷ってしまいますね(汗)

ソーラー(太陽光)発電システムを自作する上で一番シンプルな12Vのシステムを前提に、チャージコントローラーとソーラーパネルの選定について書いたのでチョット長いですが参考にしていただければ幸いです。


■チャージコントローラーは何A(アンペア)のものを選べば良いのか?
接続できるソーラーパネルの大きさは?
チャージコントローラーには最大入力電圧や入力電流値などが定められていて、ソーラーパネルに応じたものを選ぶ必要があります。

チャージコントローラーの大きさは、
『5A』、『15A』、『24A』
といった電流(A)であらわすことが多いです。

また、ソーラーパネルからの電圧を自動で認識してくれる仕様になっているチャージコントローラーもあります。
『12V-24V』とか、『12V/24V』なんて表記されています。

例えば、『5A』のチャージコントローラーがあったとすると、
5A × 12V = 60W ⇒60W(理論値)までのソーラーパネルが使用できるといった感じです。

60Wまでのソーラーパネルが使えるからといって、キッチリ60Wのパネルを接続しないでくださいね。あくまで理論値ですので。
とりあえず15%くらいのマージンを持たせて、50W程度のパネルを使えるくらいに考えておけば問題ないと思います。
60W × 0.85 = 51W

一方、ソーラーパネルの大きさはというと、
『20W』、『50W』、『100W』
といった電力(W)であらわすことが多いです。

例えば、
・公称最大出力:50W
・公称最大動作電圧:18.5V
・公称最大動作電流:2.7A
18.5V × 2.7A = 49.95W ⇒50Wのソーラーパネルというわけです。


■新潟おてんとサンが作った自作システムは?新潟おてんとサンの自作システム
パネルの大きさや1W当りの価格が妥当な100Wのソーラーパネルを使いたかったのと、システムの後の拡張性を考えた結果この2つをチョイスしました。
薄く書いている部分は後々の計画です。

・24Aのチャージコントローラー
24A × 12V = 288W ⇒288W
288W × 0.85 = 244.8W
244Wまでのソーラーパネルが使用できるということですね。

・100Wのソーラーパネル1枚
公称最大出力:100W
公称最大出力動作電圧:18.5V
公称最大出力動作電流:5.4A
18.5V × 5.4A = 99.9W ⇒100W
このパネルであれば2枚使っても余裕がありますね。

100Wのソーラーパネルを1枚使いたいだけであれば、12Aのチャージコントローラーでも事足ります。
ですが、100Wのパネルを2枚使うとなると12Aのチャージコントローラーでは不十分です。
安く上げるために必要最低限の構成にするのですが、後の拡張性は確保したいというチョイスですね。


■例えば12Aのチャージコントローラーなら
12Aのチャージコントローラーならば
12A × 12V =144W
144W × 0.85 = 122.4W

120Wのパネルを1枚で運用したり、60Wのパネル2枚で運用したり出来ますね。


■例えば24Aのチャージコントローラーなら
24Aのチャージコントローラーならば
24A × 12V =288W
288W × 0.85 = 244.8W

100Wのソーラーパネルなら2枚使ってもまだ余裕があります。
120Wのパネルを2枚で運用したり、230Wのパネルを単体で運用したりも出来ますね。


といった感じです。


さて、いかがだったでしょうか?

本来はバッテリーの容量も視野に入れて計算するはずです。
ところが、初心者の新潟おてんとサンにはちょっと敷居が高いと感じたので、バッテリーの容量のことは切り離して考えました。

チャージコントローラーを使うのですから過充電の心配はありません。
とりあえず2つ準備したバッテリーの充電具合を見ながら、バッテリーが足りなければ追加すれば良いといったドンブリ勘定(!)です。

ですが、後々ソーラーパネルを追加したい場合などはドンブリ勘定はちょっと危険です。
バッテリーはいつでも追加できますがソーラーパネルはそうはいきませんからね。

ソーラーパネルの増設を考えているのであれば、チャージコントローラーにも余裕を持たせて選択することをオススメいたします。


以上、『かんたん自作ソーラー発電』の新潟おてんとサンでした。


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コラム
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at 18:37, 新潟おてんとサン, 自作ソーラー発電の基本

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吉田, 2013/10/28 1:37 PM

非常にわかりやすい説明をありがとうございました。お勧めブログにリンクさせていただきますので、問題があればご連絡をお願いします

新潟おてんとサン, 2013/10/28 5:25 PM

はじめまして。
参考になったようでとても嬉しいです。
また何かありましたら気軽にコメントしてくださいね。

みんみん, 2015/06/24 9:03 PM

はじめまして、最近DIYソーラーをはじめました。とても参考になりました。
いまが一番発電する季節ですね。で、
驚いたことに雨や曇りから、急に天気が回復した時などに公称最大出力動作電流を超える場合があります。これはパネルは冷えている方が
効率よく発電する為とのことですが、想定外でその時にチャージコントローラの定格を超えてしまって壊れないか、うれしい悲鳴を上げる今日この頃です。

新潟おてんとサン, 2015/06/26 4:00 AM

はじめまして、みんみんさま。

当サイトを参考にしていただいた様子で、嬉しい限りです!

新潟県では春と秋が好調です。
冬場でもガンガン発電できる関東が羨ましく感じますね。

最近は新潟でも最高気温が30℃近くになることもあります。
まぁ6月も終わり頃ですからね。

なので、終日快晴でも発電量は5月に比べて若干低くなってきました。

とはいえ太陽の恵みをタップリ感じる季節。

熱中症を覚悟で24VでDIYソーラーを検討しています。

また何かの際にはお気軽にコメントをお寄せくださいね。

KAZちん, 2016/08/12 5:53 PM

はじめまして。
ソーラーシステムについては全く知識がないもので、この度、自作でソーラーシステムを構築しようと考え、貴殿のHPを拝読させていただいています。ありがとうございます。
さて、現在、私の手元には
・ 100Wのソーラーパネルが2枚
(1枚の性能は、動作出力18V、動作電流5.6A、開放電圧18V、短絡電流6A)
・ チャージコントローラーMPPT60Aが1基
あります。
そこでチャージコントローラーの性能を生かし、ソーラーパネルを買い足して計10枚を並列につなぎ56A、18Vにしてコントローラーにつなごうと考えました。
しかし、使用できるパネルについては
12V×60A×0.85=612W
となるので6枚までとなります。
となると、33.6A、18Vとなり、60Aのコントローラーでは効率が悪くなる等の支障が生じてくるのではと考えています。
バッテリーは12Vの105ahディープタイプを考えています。
トンチンカンナ質問で申し訳ありませんが、支障がなければ、ご教授願います。

新潟おてんとサン, 2016/08/14 4:19 PM

はじめまして、KAZちんサマ。
コメントありがとうございます。

さて、60Aのチャージコントローラーとパネルについてですね。

『チャージコントローラーのギリギリのAでなければ効率が悪い』のか?といえば、そうでもないかと考えます。

むしろ、バッテリー電圧(システム電圧)を上げてやって、電流(A)は低く抑えた方が、結果的に多くのパネルを使うことができます。

そうやって突き詰めた方がチャージコントローラーのポテンシャルを余さず効率良く使えるのではないでしょうか。

まずは、60Aクラスのチャージコントローラーの仕様を良く確認してみてください。

動作電圧(バッテリー電圧)が複数あるハズです。

※機種によって違いますが、
12Vなら800Wまで、
24Vなら1600Wまで、
36Vなら2400Wまで、
48Vなら3600Wまで、
といった具合です。

たとえばですが、合計1000Wのパネルを使いたいのであれば、バッテリーの電圧を24V(12Vを2直列)にすれば解決しますね。

バッテリー電圧を36V(12Vを3直列)や48V(12Vを4直列)にすれば、さらに電圧を低く抑えることができますよね。

100W:18V:5.6Aのパネルを、10枚並列だと、電流がドンドン高くなってしまいます。

この場合だと、まずは100Wのパネルを2直列として、それをさらに5並列にすることで、電流を抑えられるかと考えます。

100W:18V:5.6Aのパネルを2枚直列で、
200W:36V:5.6Aとなります。

コレをさらに5並列とすると、
1000W:36V:5.6A:28Aとなりますね。

※はじめから200W:36V:5.6Aのパネルを5枚で使うっていう方法もあります。

別なパターンだと、まずは100Wのパネルを5直列として、それをさらに2並列にするっていう方法も可能かと。

100W:18V:5.6Aのパネルを5枚直列で、
500W:90V:5.6Aとなります。

コレをさらに2並列とすると、
1000W:90V:5.6A:11.2Aとなりますね。

どちらかというと、電流を低く抑えるように組み合わせるのが、より安全にDIYできるかと考えます。

ただし、チャージコントローラーの仕様(入力範囲)に収める必要はありますけどね。

なので、システムの電圧(バッテリーの電圧)を再考されるのが良いのかな?と感じます。

12Vで使うよりは、24Vや48Vの方が、多くのパネルを使えます。

ただ、DC12Vをそのまま使いたいなどの理由があるのであれば12Vのこだわるのも良いかと。

以下は、僕が運営する新しいブログなのですが、合わせて参考にしてみてください。

『これで完ペキ!チャージコントローラー選びと充電量の目安』
http://www.solar-make.com/off-grid-solar/choose-charge-controller/584/

『ソーラーパネルとチャージコントローラーの仕様をよく確認してトラブルを回避しよう!』
http://www.solar-make.com/off-grid-solar/check-to-charge-controller-spec/2681/

『複数接続したソーラーパネルの電圧と電流の関係』
http://www.solar-make.com/off-grid-solar/panel-array-string/472/

では、また何かの際には気軽にコメントをお寄せください。

KAZちん, 2016/08/18 10:50 AM

新潟おてんとサン

詳細なご回答ありがとうございます。
大変参考になりました。
見えない電気のことなので、いろいろと不安になっていましたが払拭しました。
ご指導していただいたことを含め、24vでシステムを再考してみます。
ありがとうございました。
完成するまで、まだ少し時間がかかりそうですが、またご指導のほど宜しくお願いします

新潟おてんとサン, 2016/08/19 8:14 AM

おはようございます、KAZちんさま。

無事にDIYが成功すると良いですね!

何かあれば気軽にコメントしてくださいね。










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