ソーラー発電システムの自作 その3(チャージコントローラ)

前回までの記事で、ソーラーパネル側、バッテリー側の準備がそれぞれ出来ました。
ソーラー発電の自作用に,パネルを購入しました
ソーラー発電システムの自作 その2(バッテリー側)

今回は、両者を接続する事にします。

ソーラーパネル接続の仕組み

ソーラーパネルとバッテリの接続ですが、仕組み上は、ソーラーパネルからの端子をバッテリーに直結することは一応可能です(実際に30分ほど直結してみましたが、ちゃんと充電してくれました)。

ですが、それだと電気を使わない日が続くとバッテリーが過充電状態になってしまいます。また、雨の日が続いて充電が出来ていないのに電気を消費し続けてしまうと、今度は逆に過放電の状態になります。
ですので、ソーラーパネルとバッテリを直結して利用する場合は、日々バッテリーの電圧を測って、過充電や過放電が発生しない、適正な蓄電量になっている事を確認しなければなりません。

チャージコントローラー

前述のような形で、常に電圧を監視するのは、運用が非常に面倒です。
なので、通常はチャージコントローラーという機器を使用します。

チャージコントローラーは上記の過充電、過放電の管理を行ってくれます。
バッテリが十分に充電されている時は、パネルから給電されているときでも電気的に回路をカットする事で過充電を防いでくれます。また、バッテリ容量が残り少なくなると、強制的に電気の供給をカットしてくれます(そうなると、もちろん電化製品を使用することは出来なくなります)。


また、高価格なチャージコントローラーだと、上記の機能に加え、MPPT(Maximum Power Point Tracking)という仕組みで充電効率をアップしてくれます。
ソーラーパネルは天気によって発電量が異なるため、バッテリ直結すると、発電した電気を常に効率よく充電できるわけではなく、ロスが発生します。MPPT機能に対応したコントローラは、その辺をうまいことやってくれる事で、発電した電気を最大の効率でバッテリに充電できるようコントロールしてくれます。
これによって、同じパネルを使用していてもより多くの電気を充電可能となります。

MPPT対応のコントローラは価格が高くなるのですが、パネルの設置には場所をとることもあり、物理的な制約がある場合が多いため、ここはコストを掛けてもMPPTに対応したコントローラを購入した方が、後々の事を考えると良いです。



で、今回購入したコントローラは、以下の商品です。

最新！最大電流30A MPPTチャージコントローラー 12V-24V 価格：6,800円（税込、送料別）

OEM品が、楽天オークションで安く売っていたので(8000円ぐらい)、オークションで手に入れました。
オークションに出ていない場合は、同じものが楽天より上記のショップでも販売しています。

このコントローラの仕様は以前調べた事があるので、詳しく知りたい人は下記のページを確認してください。チャージコントローラMPPT10シリーズ(MPPT30,MPPT60,WS-MPPT30,SE-MPPT30 etc…)の機能説明



このコントローラの接続端子は、被覆を向いた電線を直接はめ込んだ後、ドライバーでネジを締めこむタイプでした。バッテリとコントローラ間は追加で線が必要となる為、ホームセンターで4sqの太さの電線を買ってきて接続しました。40cmの切り売りで、数百円(200円ぐらい)で買えます。

接続時の注意点としては、バッテリーを先に接続してから、その後でソーラーパネルを接続することぐらいで、非常に簡単です。この辺もコントローラによって異なるので、違うコントローラを使う場合はマニュアルを熟読する必要があります。

コントローラは6本の電線をつなぐ必要があり、左からソーラーパネル、バッテリー、負荷(シガーソケット)をそれぞれ接続します。


接続し終わると、無事動作してくれました。


静止画だと分かりませんが、CHARGEのランプが点滅しMPPT機能を利用して充電が行われます。

また、シガーソケット(負荷側)から電気を使いすぎると、BATTERYのランプが赤くなり、電気の供給が遮断される事も確認しました。