廉価版小型ソーラー発電システムをつくる

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工作

10Wのソーラーパネルを使った小型ソーラー発電システムをつくり、畑に設置しています。
消費電流値が「100mA」程度のIoTデバイスを常時稼働させるのに使っています。

さて、このシステムをつくったときの材料費は「15318円」でした(記事は こちら)。
今回、畑に同等のシステムをもう1台設置する必要が生じたので、より低価格に実現できないか検討してみることにしました。

方針としては、信頼性がそれなりに高そうな部材を使った上で、総材料費を10000円程度に抑えたいと思います。

主な材料は以下のとおりです。

  • ソーラーパネル
  • 鉛バッテリー
  • チャージコントローラ
  • 架台
  • 収納ボックス

ソーラーパネルなどの電材については、

  • 「秋月電子」で適当なものが販売されていれば、それなりに信頼できるだろうと考え、秋月電子で購入する。
  • 販売されていないものは、「Amazon」で比較的信頼できそうなショップを選択して購入する。

こととしました。

秋月電子では、12Wソーラーパネルと7.2Ah鉛バッテリーが比較的安価だったため、それらを購入しました。
一方、チャージコントローラについては秋月電子には適当なものがありませんでした。Amazonで検索すると、1000円ぐらいからさまざまな製品が販売されていますが、信頼性を考慮して「ALLPOWERS」が販売しているものを選択しました。


収納ボックス、架台については、前回つくったものがコストパフォーマンス的にも良かったため、今回も同じ構成としました。

材料リストはこちらです。

名称単価(税込)個数金額(税込)購入先
太陽電池モジュール 12W SY-M12W-12250012500秋月電子
完全密封型鉛蓄電池 12V7.2Ah LONG製WP7.2-12180011800秋月電子
ファストン端子(#187メス) STO-41T-187N-8(10個入)500.2(2個)10秋月電子
ソーラーチャージャーコントローラー ALLPOWERS 20A209912099アマゾン
スピーカーコード1.25mm2(5m)3860.08(40cm)31コーナン
NEXT30 アングル3002174868コーナン
NEXT30 フラットバー3002172434コーナン
NEXT30 フラットバー4502722544コーナン
NEXT30 L型ジョイント(2個入り)2172434コーナン
NEXT30 ボルト(20個入り)2720.8(16個)218コーナン
工具ボックス107811078コーナン
RM型Mネジ ケーブルグランド(M20)1201120モノタロウ
RM型Mネジ ケーブルグランド(M10)90190モノタロウ
合計10226

目標金額の10000円を、わずかに超えてしまいました。
内訳は、ソーラーパネルなどの電材が6440円、架台が2498円、収納ボックスが1288円となっています。

ただし、たとえば電材に関して、Amazonでは10Wソーラーパネルとチャージコントーラのセットが3220円で販売されていましたので、それを使えば上記より1379円安価にできます。
信頼性との兼ね合いで選択することになりますが、このような部材を採用することで、材料費10000円以下が実現できます。


また、架台の材料代に2498円かかっています。
今回は実施しませんでしたが、たとえば木材(ベニヤ板など)で架台をつくるなど、仕様を変更することで、さらなる低価格化も見込めます。

それでは、組み立てていきます。

購入した電材です。

架台の材料です。

収納ボックスの材料です。

まずは、ソーラーパネルのケーブルに付いていたクリップを切り離し、被覆をむいてハンダでメッキします。
鉛バッテリーとチャージコントローラをつなぐために用意したスピーカーコードの一方の端も同様に処理しておきます。

スピーカーコードのもう一方の端には、圧着ペンチでファストン端子を取り付けます。

これらを使って、ソーラーパネル−チャージコントローラ間、鉛バッテリー−チャージコントローラ間をつなぎます。

架台はL字アングルなどを使って、写真のように組み立てます。

収納ボックスには、ステップドリルやリーマーを使って、ケーブルグランドを取り付けるための穴を開けます。
小さい方はソーラーパネルのケーブルをとおすため、大きい方はIoTデバイス用のケーブル(USBケーブル)をとおすためのものです。

ケーブルグランドを取り付けます。

収納ボックスに鉛バッテリーとチャージコントローラを入れて完成です。

チャージコントローラのUSB端子から電源を取ることで、IoTデバイスを常時稼働できるようになります。