【蓄電池を自作して動かす家電】バッテリー並列接続した太陽光発電作り方

猫ちゃん
マッキーさんに教えてもらい「ソーラーパネル・MPPTチャージコントローラー・バッテリー」接続して、小さな太陽光発電所作りました。後は「バッテリー並列接続して作る蓄電池・正弦波インバーター接続」この辺りが良く分かりません!教えて欲しいです。
マッキー
もう少しで完成するね♪今回は「自動車用バッテリー並列接続した蓄電池の自作➡正弦波インバーターと接続➡太陽光発電に組み込む➡発電しながら蓄電➡家電製品を動かす」流れをお伝えします。ここまで覚えたら「太陽光発電・蓄電池の自作」完璧です👍

記事「目的・結果」

記事を読んで分かること

  • バッテリーから蓄電池を自作する方法
  • 「正弦波インバーター・蓄電池・チャージコントローラー・ソーラーパネル」接続方法
  • ソーラーパネル100W発電しながら家電製品を動かしてみる

記事を読んでもらいたい人

  • 「太陽光発電・蓄電池」自作してみたい
  • 余った自動車用バッテリー使い道に悩んでる
  • 少しでも電気代を下げたい
マッキー
そんな悩み・疑問にお答えします。
それでは、結果を先に伝えて➡自己紹介➡太陽光発電の自作➡本文に入ります。
太陽光発電ソーラーパネル100W+バッテリー並列接続して作った蓄電池=「ノートパソコン・扇風機」6時間動かせました。

2019年5月から廃墟寸前な新居生活をしてる「マッキー」です。
趣味は「太陽光発電と蓄電池の自作設置しながら、電気代を下げる事です

ブログ6本【がんばれ!元おとうさん】(雑記/特化/日記)

ブログも人生もリライト中のブロガーです!

みなさんは太陽光発電を専門業者が取り付けるとばかり思っていませんか?実は一般の方でも太陽光発電と蓄電池を自作することができます。難しそうに見える自作ですが、私でも勉強したらできました!ソーラーパネルを数十枚揃えるのではなく、一枚からできる「小さな太陽光発電所」と自動車用バッテリーから作る「小さな蓄電池」から作り始めると良いでしょう✨

太陽光発電を自作で始める方へ
大切なことは「接続方法」を覚え、太陽光発電の「知識」を豊富にすること
私の場合、第二種電気工事資格が必要ない30V未満で太陽光発電システムを組んでいます。室内配線は資格所有者と一緒に設置しました。

太陽光発電付き蓄電池の自作について

ソーラー発電つき蓄電池の自作に使う部品

猫ちゃん
では、太陽光発電付き蓄電池について教えてください✨
マッキー
OK👍接続までは過去の記事を添えて教えます「あわせて読みたい記事からご覧ください」サクサク進めます。

蓄電池自作:必要部品と工具

ソーラー発電つき蓄電池の自作に使う部品と工具

  • KIVケーブル3.5SQ
  • バッテリーターミナル
  • R8-8丸形端子
  • 40B19バッテリー×3
  • 絶縁テープ
  • テスター
  • プラスドライバー
  • メガネレンチ(10番/12番)
  • 圧着ペンチ
  • ペンチ
猫ちゃん
相変わらず準備する部品と工具多いですね💦
マッキー
多いね(笑)作業量も多いから覚悟してね👍それじゃー猫ちゃんも知っている部分は解説手伝ってね♪
猫ちゃん
嫌です!
マッキー
んん~お願いします💦

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蓄電池自作:自動車用バッテリー3つ並列接続

バッテリー並列接続3つ目(完成)

マッキー
40B19バッテリー3つ並列接続して鉛蓄電池を作ります。
猫ちゃん
バッテリーターミナルは取付済みだよ♪先に丸形圧着端子取り付けからスタートです。
  • ペンチを使い3.5SQケーブルを必要な長さで6本切断する
    3.5Sq ケーブル30cm6本カット
  • ケーブル両端を圧着ペンチとR8-8丸形端子を使い圧着、絶縁テープを使い保護しましょう

    ケーブルを丸形端子に通して圧着済
    並列接続用のケーブル完成

3つのバッテリー真ん中を並列接続中

  1. バッテリープラス側:ターミナルへ丸形端子接続
    3つのバッテリーへメガネレンチorドライバーを使い接続する(真ん中のバッテリーは丸形端子2本通します)
  2. バッテリーマイナス側:ターミナルへ丸形端子接続
    3つのバッテリーへメガネレンチorドライバーを使い接続する(真ん中のバッテリーは丸形端子2本通します。3か所目に付ける丸形端子を安全のため絶縁テープで保護しながら作業すること)

バッテリー並列接続2つ目

※並列する順番:1つ目バッテリープラス➡2つ目バッテリープラス➡3つ目バッテリープラス➡1つ目バッテリーマイナス➡2つ目バッテリーマイナス➡3つ目バッテリーマイナス(完成)

40B19バッテリー3台並列接続
最後にテスターを使い電圧を計る
猫ちゃん
鉛蓄電池作れた!意外と簡単に並列接続できました✨
マッキー
それは猫ちゃんが今まで色んな作業して覚えた賜物だね♪

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蓄電池・正弦波インバーター接続:必要部品と工具

蓄電池と正弦波インバーターを接続する部品

  • 許容量100Aケーブル(38SQ)×必要な長さ(プラス・マイナス)
  • サーキットブレーカ(切断容量100A)
  • 丸形圧着端子(R38-10/R38-8)どちらか
  • 絶縁テープ
  • ボルトカッター
  • 大きな圧着ペンチ
  • メガネレンチ
  • 電工ナイフ

 

猫ちゃん
100A流せるケーブルって良いのありますか?
マッキー
自動車バッテリー上がりに使う「ジャンプケーブル」とかオススメだよ♪

蓄電池・正弦波インバーター接続

正弦波インバータープラスへケーブルを接続

マッキー
それでは先に、丸形圧着端子をケーブルに取り付け接続します。
  • ボルトカッターを使いケーブルを必要な長さで2本(プラス・マイナス)切断して、2本の内プラスケーブルを更に切断します。(サーキットブレーカーを途中に取り付けます)

    ケーブル(VVR)許容量100Aまで
    ボルトカッター(大)・圧着工具60SQ用
  • 3本準備できたケーブル両端外装を1㎝電工ナイフで剝ぎ取ります。大きな圧着ペンチと丸形端子を使い圧着、絶縁テープを使い保護しましょう。

    60SQケーブル丸形端子:圧着絶縁
    参考画像が無い為サイズアップ「60SQケーブル丸形端子圧着・端子部絶縁」

今回は「1番目バッテリープラス・3番目バッテリーマイナス」ターミナルへケーブル接続します。

蓄電池のプラス側ターミナルと端子を接続
バッテリープラス側
蓄電池・正弦波インバーターマイナス側ケーブル接続
バッテリーマイナス側
  1. 正弦波インバータープラス側と蓄電池ブラス側(1番目バッテリープラス)を先に接続します(サーキットブレーカーを持っている場合はケーブル中間に取り付ける)

    サーキットブレーカー100A
    例え:サーキットブレーカー

     

  2. 正弦波インバーターマイナス側と蓄電池マイナス側(3番目バッテリーマイナス)を次に接続します

※蓄電池マイナス側接続する時、火花出るので注意しましょう。(取り外し方は逆順です)

正弦波インバーターと蓄電池を繋ぐ
写真ではサーキットブレーカー入れてません
ソーラー発電つき蓄電池からの電圧が上がる。正弦波インバーターの電圧12.99Vに上昇
テスターを使い通電したか確認する
蓄電池と正弦波インバーターを接続してインバーターの電源がONになった状態
正弦波インバーター電源ON:完成です
猫ちゃん
正弦波インバーターは13Vあるけど、表示は低いね💦
マッキー
表示誤差あるからインバーター表示は目安程度に考えて、テスターに表示される電圧を参考にしましょう。

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太陽光発電自作:必要部品と工具

ソーラーパネルとMPPTチャージコントローラー

  • ソーラーパネル1枚100W
  • MPPTチャージコントローラー(30A)
  • 3.5SQ KIVケーブル×必要な長さ(プラス・マイナス)
    ソーラーパネルからチャージコントローラー間に使う
    チャージコントローラーからバッテリー間に使う
  • MC4インラインヒューズ(30A)
  • 平型ヒューズホルダー・平型ヒューズorサーキットブレーカー(30A)
  • MC4逆流防止ダイオード
  • MC4コネクタ
  • 丸形圧着端子(R8-8)
マッキー
今回は30Aに統一して書きます。
  • テスター
  • 精密ドライバー
  • 番線カッター
  • 圧着ペンチ
  • ペンチ
猫ちゃん
んん~部品工具多過ぎだ💦
マッキー
私も書き忘れ無いか心配だ💦

太陽光発電自作:蓄電池・MPPTチャージコントローラー接続

チャージコントローラー配線全体写真
ソーラーパネルの無い状態を作ります
マッキー
説明が多いから箇条書き+写真で伝えます。
  1. KIV3.5SQケーブルをケーブルを必要な長さで2本「プラス・マイナス」切断して、2本の内プラスケーブルを更に切断する(サーキットブレーカーor平型ヒューズホルダー途中に取り付けます)

    平型ヒューズホルダー
    平型ヒューズホルダー
    サーキットブレーカー30A
    サーキットブレーカー30A
  2. 先程切断したケーブル両端1cm被膜を3本分剥ぐ(ペンチ使います)
  3. MPPTチャージコントローラーバッテリー表示「プラス・マイナス」へケーブルを1本ずつ取り付ける(精密ドライバー使用)

    MPPTチャージコントローラーと蓄電池を接続して表示パネルが点灯した状態
    バッテリーマーク(下)「プラス・マイナス」部分へ接続
  4. MPPTチャージコントローラーに接続したプラスケーブル先端へ「平型ヒューズホルダーorサーキットブレーカー」を取付ける
  5. 平型ヒューズホルダーorサーキットブレーカー反対側へケーブル取り付け、丸形圧着端子を取り付け絶縁テープ処理

    MPPTチャージコントローラー・サーキットブレーカー接続
    MPPTチャージコントローラー・今回はサーキットブレーカー接続
  6. バッテリーマイナス側に丸形圧着端子を取り付け絶縁テープ処理
  7. バッテリープラス側ターミナルへ丸形端子を取り付ける
    蓄電池とMPPTチャージコントローラープラス側接続
  8. バッテリーマイナス側ターミナルへ丸形端子を取り付ける
  9. サーキットブレーカーor平型ヒューズを入れてチャージコントローラーパネル表示を確認したら「蓄電池・MPPTチャージコントローラー接続」完成です。

太陽光発電自作:ソーラーパネル・MPPTチャージコントローラー接続

ソーラーパネルを野外へ持ち出す。まだ接続していない

猫ちゃん
ソーラーパネル・チャージコントローラー接続の説明も多そうだから箇条書き+写真で教えて欲しいです。
  1. KIV3.5SQケーブルをケーブルを必要な長さで2本「プラス・マイナス」切断して、2本の内プラスケーブルを更に切断する(MC4インラインヒューズ・MC4逆流防止ダイオードを途中に取り付けます)
  2. 先程切断したケーブル両端1cm被膜を3本分剥ぐ(ペンチ使います)
  3. MPPTチャージコントローラーソーラーパネル表示「プラス・マイナス」へケーブルを1本ずつ取り付ける(精密ドライバー使用)

    MPPTチャージコントローラーと蓄電池を接続して表示パネルが点灯した状態
    ソーラーパネルマーク(左下)「プラス・マイナス」部分へ接続
  4. MPPTチャージコントローラーに接続したプラスケーブル先端へMC4コネクタを取り付ける(注意:ソーラーパネルプラス側MC4コネクタ構造を良く見て付け間違えないようにしましょう)

    MC4コネクタ:オス(内部金属はメス受け)
    ソーラーパネルプラス側MC4コネクタ:オス(内部金属はメス受け)
  5. MPPTチャージコントローラーに接続したマイナスケーブル先端へMC4コネクタを取り付ける(注意:ソーラーパネルマイナス側MC4コネクタ構造を良く見て付け間違えないようにしましょう)

    MC4コネクタ:メス(内部金属はオス受け)
    ソーラーパネルマイナス側MC4コネクタ:メス(内部金属はオス受け)
  6. MC4コネクタ取り付け方(プラス)

    昭和電線 3.5SQ 先端1cm被膜剥がし
    MC4コネクタ受け部品をケーブル通す
    MC4コネクター(プラス端子作成)
    MC4コネクタ受け部「オス」ペンチまたは圧着ペンチで締める
    昭和電線とMC4コネクター接続
    水色の付属防水部品をケーブルに通しMC4メス本体部分を金属オスに被せ、手ごたえがあるまで差し込む
    昭和電線とMC4コネクター接続完成
    「受け部品・本体」締め込みMC4コネクタプラス側の完成です。
  7. MC4コネクタ取り付け方(マイナス)

    昭和電線 3.5SQ 先端1cm被膜剥がし
    MC4コネクタ受け部品をケーブル通す
    ソーラーパネルMC4コネクター作成(マイナス側)
    MC4コネクタ受け部「メス」ペンチまたは圧着ペンチを使って締める
    ソーラーパネルMC4コネクター作成(マイナス側)
    水色の付属防水部品をケーブルに通しMC4オス本体部分を金属メスに被せ、手ごたえがあるまで差し込む
    ソーラーパネルMC4コネクター作成(マイナス側)完成
    「受け部品・本体」締め込みMC4コネクタマイナス側の完成です。
    MPPTチャージコントローラー側MC4コネクタ
    MPPTチャージコントローラー側MC4コネクタ(左マイナス/右プラス)
  8. 「MC4逆流防止ダイオード・MC4インラインヒューズ」取付け

    ソーラーパネルとMPPTチャージコントローラーをMC4コネクターを使い接続する
    差し込むだけです。(写真にはMC4逆流防止ダイオード付いてません)
  9. ソーラーパネルを太陽に向け発電させる
    ソーラーパネル日光に当て発電させる
  10. MPPTチャージコントローラー表示がちゃんと動いているか確認する

    ソーラー発電つき蓄電池完成(MPPTチャージコントローラーに発電状況が追加された)
    「発電・充電」開始:12.6V
  11. 蓄電池へ充電されているかテスターを使い確認する

    太陽光発電付き蓄電池(電圧13.28V)
    蓄電開始:テスター表示13.28V

「太陽光発電付き蓄電池の自作」完成です。

マッキー
お疲れ様でした✨
猫ちゃん
作業内容多かった💦確認のためもう一度、自作順番書きます。
  1. バッテリー並列接続(蓄電池作り)
  2. 蓄電池・正弦波インバーター接続
  3. 蓄電池・MPPTチャージコントローラー接続
  4. ソーラーパネル・MPPTチャージコントローラー接続

太陽光発電付き蓄電池の完成です。

マッキー
「言葉・写真」を使って伝えるには難しい作業のため、ご自身でも考え参考程度に思って頂ければ嬉しいです。あわせて読みたい記事にも「バッテリー1つ・MPPTチャージコントローラー・ソーラーパネル100W」接続方法書いています。
それでは、バッテリー並列接続して自作した蓄電池を使って、太陽光発電しながら家電製品を動かしてみましょう♪

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自作した太陽光発電・蓄電池:充電・家電製品を動かす

ソーラー発電を始め蓄電池に電気を貯める

マッキー
それでは、自作した太陽光発電と蓄電池へ電気を貯めます。今回は狭い裏庭へソーラーパネル置いて蓄電池へ1時間充電した後、実験開始です。
猫ちゃん
そっか💦使ってないバッテリーから作った鉛蓄電池だから、充電しないと使えないんだ!

発電効率を上げて蓄電池を充電する

ソーラー発電つき蓄電池1時間チャージ完了!MPPTチャージコントローラー12.6V表示

マッキー
午前9:00~10:00まで充電します👍ソーラーパネル設置方向「朝:東南向き➡昼:南向き➡夕方:西南」ずらしながら置いて太陽光を取り入れ発電効率を高めます。
猫ちゃん
「太陽にパネルが向いてる」ってやっぱ重要なんですか?
マッキー
「パネル角度・向き」が適切じゃないと、発電量は少なくなります。って事は「蓄電量も少ない」言い換えると「使える電気が少なくなる」だからとても重要なんです。
ソーラーパネル発電中
ソーラーパネル発電中
MPPTチャージコントローラー4.6Aチャージ中
日差しが強くなり4.6A蓄電池へ充電しています
マッキー
1時間充電が終わりましたので、実験内容を伝えて家電製品動かしてみましょう。

家電製品を動かす内容

MPPTチャージコントローラー電圧が上がった12.7v ソーラー発電つき蓄電池を使って家電を動かす実験を始める

猫ちゃん
楽しみにしてました♪
マッキー
発電しながら蓄電すると「何時間動かせるか楽しみですね♪」

「扇風機・ノートパソコン」同時に動かす実験

  • 開始:1時間動かしてみた
  • 実験中:2時間動かしてみた
  • 実験中:3時間動かしてみた
  • 結果:何時間動かせた?
  • 感想・反省点
猫ちゃん
1時間事に様子見るんですね?
マッキー
そうです👍様子を見る理由は「ソーラーパネルが影に隠れない」様に移動しながら発電効率が下がらないためですでは、正弦波インバーターへコンセントを繋いで家電を動かします。

「扇風機・ノートパソコン」同時に使い家電製品を長時間動かしてみる

家電を長い時間動かすために必要な正弦波インバーターの電圧12.0v安定している

マッキー
午前10:00から実験開始です。正弦波インバーターコンセント口1か所だけ使います。延長コードから「扇風機・ノートパソコン」へ電気を送ります。
「太陽光発電・蓄電池」正弦波インバーターを使って家電を動かした
自作した「太陽光発電・蓄電池」からノートパソコンへ充電しながら動かす
ノートパソコンへ充電しながら動かす
自作した「太陽光発電・蓄電池」から扇風機を動かす
扇風機を動かす
猫ちゃん
お!動きましたね✨
マッキー
動かすだけなら余裕です👍ここから「長時間動かせるか」が本題です。「使ってないバッテリーから作った蓄電池+ソーラーパネル100W」1時間ずつ様子見ましょう。

実験開始:1時間動かしてみた

太陽光発電付き蓄電池:発電中12.6v充電しながら家電を動かす
午前11:00「12.6V」
マッキー
1時間経過:余裕で動いています。扇風機を使い涼みながら、ノートパソコン使って本記事を書いてます
猫ちゃん
太陽光発電も順調ですね♪

実験中:2時間動かしてみた

少し曇りでソーラー発電が低下12.4v安定して家電を動かしている

マッキー
2時間経過:曇り空にもなり発電が安定しません💦電圧12.4Vと少し下がったけど、扇風機とノートパソコン順調に動いてます。

自作した「太陽光発電・蓄電池」からノートパソコンへ充電しながら動かす

自作した「太陽光発電・蓄電池」から扇風機を動かす

実験中:3時間動かしてみた

日陰がソーラーパネルに近づいて発電効率が落ちるため移動する

猫ちゃん
3時間経過:ソーラーパネルが日陰になりそうだよ💦
マッキー
そうだね💦陰に隠れては発電しないので、パネルを立て掛けて日差しが当たるようにしました✨扇風機とノートパソコンは順調に動いてるよ♪

結果:何時間動かせた?

立て掛けたソーラーパネル
立て掛けたソーラーパネル
マッキー
5時間経過:ソーラパネルは陰になり、発電が殆ど終わりました💦ここからは蓄電池の出番です✨電圧は徐々に下がっているけど、扇風機とノートパソコンは順調に動いています!
発電終了:12.0V
殆ど発電してない:12.0V
猫ちゃん
そろそろ電圧落ちてきましたね💦結局「扇風機・ノートパソコン」何時間動かせました?
マッキー
夕方16:00になったら蓄電池電圧が12.0V以下になったので実験を終了しました。
朝10:00から実験したから「太陽光発電付き蓄電池を使って6時間ノートパソコンと扇風機を動かすことができました」
猫ちゃん
使っていない余ってるバッテリーにしては意外と動かせたんですね!

実験の感想と反省点

ソーラー発電量が低下!もうすぐ実験終了

マッキー
せっかく作って実験したから「感想・反省」でも書いて見よっかな👍
  • 低予算で組み上げた太陽光発電付き蓄電池でも、意外と実用的なシステムを作れた
  • 100Wソーラーパネル1枚とバッテリーから作った蓄電池でも、長く家電を動かせた
  • 準備を早く終わらせ午前8:00から実験を始めれば良かった(寝坊しました)
  • 発電量を上げるため、日差しが入りやすい場所を選んで実験を始めれば良かった(裏庭は狭く直ぐ陰る・・・長いケーブルを買えない💦)
猫ちゃん
マッキーさんらしい「貧乏と朝寝坊」言い訳ですね!
マッキー
すみません💦
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【まとめ】

ソーラーパネル・mpptチャージコントローラー・正弦波インバーター・蓄電池を取り外して片づける

マッキー
それでは記事をまとめます。
  • バッテリー並列接続(蓄電池作り)
  • 蓄電池・正弦波インバーター接続
  • 蓄電池・MPPTチャージコントローラー接続
  • ソーラーパネル・MPPTチャージコントローラー接続
  • 実用的なシステムが作れた
  • 6時間、家電製品を動かせた
  • 朝早くから始めたら、もう少し長い時間動かせた
  • 陰らない場所を選んで太陽光発電すれば、蓄電池へ多く充電できた
猫ちゃん
これで私も太陽光発電付き蓄電池を始められる♪
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