オフグリッド太陽光発電、パネルの容量は曇りを前提に考える

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オフグリッド電源の蓄電池切れで遠隔監視システムがダウン…

昨日の朝から鹿島で太陽光発電所2ヵ所のO&Mである。

いずれもオフグリッド電源が天候不順により蓄電池の電気を使いきってしまい、遠隔監視システムがダウンしてしまったので、復旧作業を行っている。

今夏に設置した防犯カメラは秋頃まで大丈夫だったのだが、晩秋から冬場となって日照時間が短くなったうえ天候が悪くなると、太陽光パネルでの充電が追いつかなくなってしまったのだ。

それまでは100Wのパネルと1200Ahの蓄電池に負荷が7WのLTEルータだけだったので、多少天気が悪くなっても、まったく問題がなかったのだが、欲張って監視カメラの電力(こちらも6Wだが…)も供給したら、もたなかったのだ。

同様のトラブルは広島県大竹市の6号基や東広島の4号基で経験済みなので、基本的にはそれらと同様の対処を行っている。

具体的には、今回は2か所のオフグリッド電源(100W、1200Wh)で太陽光パネルを200W以上に増設し、スマートプラグを設置してバッテリ―切れになりそうな場合は部分的に負荷(=監視カメラ)の電源を落とすことでオフグリッド電源の延命を図るというもの。

筆者の場合、産業用太陽光発電所のオフグリッド電源という、相当にニッチでマニアックな使い方ではある。

だが、さすがにこれだけオフグリッドの太陽光発電システムを弄っていれば、ノウハウや経験知が相当に貯まった感じで、一般的なオフグリッド住宅等のシステムも組む自信がついた。

曇りや雨でも負荷を稼働できる大きさの太陽光パネルを設置

悪天候でもオフグリッドがダウンしないようにするためには、とにかく太陽光パネルとバッテリーに余裕を持たせることがカギだ。

極論すると、雨や曇りの際のソーラーパネルの発電電力量でも常時稼働させる負荷の電力を賄えるようにすることで、バッテリーの電源を長時間温存できる。

筆者の場合であれば、ルータの7Wと監視カメラの6ワットで合計13W、余裕をみて15W位の負荷に対して、1200Whの蓄電池は、1200Wh÷15W=80h、つまり80時間=3日と8時間は太陽光パネルからの充電がまったくなくても耐えられる計算。

それに対して、パネルが200Wあれば曇りでも1割程度、つまり20Wは発電するので、昼間ならバッテリーの電力を消費せずにすむ。

(なお雨天では太陽光パネルは10%も発電せず、ほぼゼロかそれに近い電力のレベルとなるが、雨が三日三晩絶え間なく降り続くということはほとんど無いので、曇りを前提にしてよいと考える。)

夜間はもちろんバッテリーの電力だけで稼働させることになるが、200Wに増設すれば曇りや雨の日が続いてもオフグリッドのシステムは1週間程度なら耐えられる計算だ。

梅雨時など、なかなか晴れない日が続いたとしてもパネルが200Wで、監視カメラの電力を必要に応じて節電するようにすればなんとかオフグリッド電源をダウンさせずに稼働させられるという仕組みである。

オフグリッド住宅となると、消費電力は最低でも1kW(100V×10A)くらいだろうか。
だとすれば、太陽光パネルは10kW、蓄電池の容量は例えば1kW×80h=80kWhとなる。

テスラの定置型蓄電池「PowerWall」の容量が13.5kWhだから、上述の消費電力を前提としてオフグリッド住宅でPowerWallを使う場合は6個位(そういうのをPowerPackと呼んでいたような…)あれば足りると思われる。

ベランダ太陽光発電にチャレンジしたいかも…

今年は新型コロナ禍にロシアのウクライナ侵攻で化石燃料の高騰から未曽有のレベルで電気料金が高い状況となっているため、オフグリッドにはしないまでも自宅の電力を一部でも太陽光発電で賄いたいという人が増えているのではないかと思う。

筆者のように団地や集合住宅に住んでいても、ベランダに太陽光パネルを1枚設置すれば、スマホやノートパソコン程度なら給電できるようになるし、いざという時の非常用電源としても使えそうだ。

ということで、ベランダへのソーラーパネル設置を現在真剣に検討している。
これについても、実行に移したら本ブログでお伝えしようと思う。

コメント

  1. >1200Whの蓄電池は、1200Wh÷15W=80h、つまり80時間=3日と8時間は太陽光パネルからの充電がまったくなくても耐えられる計算。

    鉛蓄電池(ディープサイクル)だと、放電深度は最大で50%くらい(1200Whの蓄電池だと600Whくらいくらいまでしか使わない)という想定にしておかないと、蓄電池の寿命が短くなってしまいます。

  2. >ディープサイクルでも放電50%位までじゃないと寿命に響くというのは、知りませんでした。
    >(「ディープサイクル」という言葉からは、耐久性が高いと勝手に思い込んでいた?)

    自動車用のバッテリーと比較すると「ディープサイクル」ですが、リチウムイオンと比較すると
    ディープではないです。(リチウムイオンの場合は80%とかでもいけるものが一般的です。)

    早いものであれからもう8年。発電設備も自分も健康に留意したいものです。

    • ビッグふぃ~るど より:

      なるほど… リチウムイオンでは、20~80%とか言われてますよね。

      >発電設備も自分も健康に留意したいものです。

      そうですね。

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