太陽電池でＬＥＤ照明 - 準備編

太陽電池を使って、夜間専用のＬＥＤ照明を構築しようというプロジェクトです。
太陽光発電の需要は高まってはいるものの、いざ導入するには３００～５００万円くらいかかりますので、ちょっとだけやってみたい。という方むけの記事となっております。

このシステムのポイント
一般家庭用の太陽光発電は、発電しまくって余ったら○電に売る。という構造で貯めることはできませんから、夜使うということは出来ないです。このシステムでは昼間に発電→バッテリーに充電して夜間にＬＥＤ照明として使うという構成です。小電力ならではの仕組みです。ＬＥＤ以外でも使えますが、そこはバッテリーの容量次第です。

では早速、機材の紹介。

太陽電池パネル
太陽の光を浴びて発電するパネルです。太陽電池には幾つか種類があります。屋根に乗っている家庭用は単結晶シリコンが多いです。最近はＣＩＳとか何種類かあります。日陰いっさい駄目とか、ちょっとだけなら日陰になっても大丈夫とか、特性もあります。ちなみに今回使うのは単結晶タイプです。単結晶は発電効率がよいです。曇りでもそこそこ。但しわずかな日陰でも能力の落ちは大きいです。


使用する太陽電池は、20W(18V1.2A)　60x25cmくらい
サイズ的にも扱いやすいし、ＬＥＤ用途なので十分な能力です。ただ、曇りの日などは賄えない可能性もありますので、50Wにするとか枚数増やすなどしてもよいです。

ＬＥＤモジュール
今回はＤＣ１２Ｖで直接駆動するＬＥＤモジュールを使います。変換などせずにダイレクトに通電する方が効率がよいので。ＬＥＤ電球ならともかく、ＬＥＤモジュールは売ってませんが、秋葉原でパーツ漁りしている方ならお馴染み秋月電子さんで手に入ります。 400円のやつが消費電力も少なく、おすすめです。


12V/60mAで動くＬＥＤモジュール。

バッテリー充電機器
バッテリーを充電する場合、昼間はともかく夜間は発電がされません。そのためバッテリーの電力がパネルに逆流して破損させる場合があります。これらを考慮し、制御してくれる充電器です。
これも秋月電子さんで売っています。秋月さんでは２つ売っています。１つは充電するだけのもの。もう１つは充電して、日の出日の入りなどを検知して負荷(ここではＬＥＤのこと)を動作させる多機能なもの。
万年付けっぱなしでよいのなら充電オンリーでよいです。ただ、いくつもＬＥＤをつなげたりしていると負荷も相当なので昼間は消して充電に回したいです。こういう場合は後者を選びます。…高いですが。


太陽電池からの電力を充電するための機器。


こっちは多機能。バッテリー残量を％で表示（別売りパネル）したり、負荷のON/OFF機能がある。USBで繋げて（別売り）データも取れます。

バッテリー
バッテリーは安い鉛蓄電池を使用します。使用予定電力の倍くらいの容量のものを選んでください。
鉛電池は容量を使い切ると一気に寿命が縮みますので、残量50～70%の余力を持たせて下さい。


12Vの鉛電池。

配線材その他
とにかく、それぞれの機材をつなげる配線がないと意味がありませんよね。今回はそんな大電流を使うわけでもないので、通常の電子機器用リード線を使います。20WパネルならUL1007-AWG28とかでも問題なさそうです。ただ、線が細いと配線全体が長くなったときに結構な負荷になりますので、AWG22くらいがよい気がします。AWGは線の規格で、数値が小さいと太くなります。


ＵＬ１００７　ＡＷＧ２２（１００ｍ）

他にも、必要そうなのはこれら。
・半田こて、半田
・ドライバ、ニッパーなどの工具
・パネルの設置道具（必要なら）
・絶縁テープ

注意すべきは、パネルは屋外になると思うので、絶縁はしっかりと。

計測機器
機器の状況を知りたい場合はやはり、電流計などが必要です。ここらはオプションですから、そろえる必要はないです。次回以降で紹介。

ではまた次回。