200Wのソーラーパネル4枚の配線について教えてください

本ブログの読者から質問を頂きました。
DIYソーラー(自作太陽光発電)に興味をお持ちの方の参考になるかも知れませんのでご紹介いたします。


読者I氏からの質問

200Wのソーラーパネルを4枚もらいました。

ホットカーペット等に使ってみようと思います。
まだ、チャージコントローラ、蓄電池、コンバータは購入していません。

そこで、配線についてご教示いただければと思います

現在、次の3つの案を検討中です。
このうち故障等を考えれば、第3案が一番安全でしょうが、もう一枚パネルを増やすことの可能性を考えると第2案がいいのかなと思っています。

■1案
・200Wパネル4並列
・50Aチャージコントローラー1台
・12Vバッテリー2直列で24Vに充電

■2案
・200Wパネル4並列
・30Aチャージコントローラー2台並列
・12Vバッテリー2直列で24Vに充電

■3案
・200Wパネル2並列に30Aチャージコントローラー1台
・200Wパネル2並列に30Aチャージコントローラー1台
・12Vバッテリー2直列で24Vに充電

実際に稼働させたご経験からご意見をいただければありがたいのですが。
よろしくお願いいたします。

なお、チャージコントローラを並列に使う場合は同じ製品を使うつもりです。


新潟おてんとサンの返答

はじめまして、Iさま。
新潟おてんとサンのブログにコメントを頂きまして、とても嬉しいです。

さて、ブログのコメントにメールアドレスの記載がありましたのでメールにて返信いたします。
(Iさまのコメントを公開するとメールアドレスまで公開されてしまいますので)

以下に、順を追って新潟おてんとサンならどうするか?を書かせていただきますね。


■はじめに

200Wのソーラーパネルということは、36V5.56A程度の出力のものと仮定して考えてみます。

また、3つある全てのパターンで12Vバッテリーが2つという構成ですね。
12V105Ahくらいのディープサイクルバッテリーを使うものと仮定して考えてみます。


■バッテリーの容量について

12V105Ahのバッテリーを2直列にすると、24V105Ahのバッテリーとして扱うことができます。

参考
複数接続したバッテリーの電圧と容量(運用時間)を知って、DIYソーラー発電に使うバッテリーを選定してみよう


■太陽光パネルの発電量について

晴天時の1日の日照時間を3.5時間とします。

200W、36V、5.56Aのソーラーパネル
・1枚では1日に19.46Ah発電
・2枚並列では1日に38.92Ah発電
・3枚並列では1日に58.38Ah発電
・4枚並列では1日に77.84Ah発電
という具合です。

これで24V105Ahのバッテリーをフル充電するには、
・1枚では約5.4日
・2枚並列では2.7日
・3枚並列では1.8日
・4枚並列では1.3日
を要するってことですね。

また、
4枚並列にした200Wのソーラーパネルは、800W、36V、22.24A
5枚並列にした200Wのソーラーパネルは、1000W、36V、27.8A
6枚並列にした200Wのソーラーパネルは、1200W、36V、33.36A
ということになりますね。

参考
複数接続したソーラーパネルの電圧と電流の関係


■新潟おてんとサンだったらどうするか?

30~40A程度のチャージコントローラーを準備してシステムを組むと思います。

・200W、36V、5.56Aのソーラーパネルを4つ並列
・12V105Ahのバッテリーを2直列で24V
・30~40A程度のチャージコントローラー

プチアスキーアートするとこんな感じでしょうか?
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓↓(発電)
チャージコントローラー
↓↓(充電)
12V⇔12V(24V)
後々パネルを増やしたいのであればチャージコントローラーに余裕を持たせる感じで。

パネルを追加すると?
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓↓(発電)
チャージコントローラー
↓↓(充電)
12V⇔12V(24V)

バッテリーを追加すると?
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓↓(発電)
チャージコントローラー
↓↓(充電)
↓12V⇔12V(24V)↓
↓12V⇔12V(24V)↓


■チャージコントローラーの並列について

新潟おてんとサンがチャージコントローラーを2つ用意して自作するとしたら2系統のソーラーシステムを組みます。

こんなのを2つですね。
↓200W↓
↓200W↓
↓↓(発電)
チャージコントローラー
↓↓(充電)
12V⇔12V(24V)

ゆくゆくは、
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓200W↓
↓↓(発電)
チャージコントローラー
↓↓(充電)
12V⇔12V(24V)
コレを2系統。

チャージコントローラーを2つ並列にして使うメリットが新潟おてんとサンには分からないので、上記のいずれかのパターンでDIYすると思います。
必ずしも僕の考え方が正しいという発想ではなくて、あくまでも新潟おてんとサン的な発想です。

チャージコントローラーを2つ並列にして使っている方々もいますので、僕よりも詳しい方が多数いるかと思います。
チャージコントローラーの並列運用については、新潟おてんとサンは未経験ですので回答できないというのが正直なところです。


以上が新潟おてんとサンの回答です。
Iさまの参考になったでしょうか?

しかし、200Wパネルを4枚も手に入れてしまうとは羨ましい限りです。
僕もこの夏くらいに新しいDIYソーラーを作ろうと考えていますよ。


読者I氏からの返信

懇切丁寧な解説を本当ありがとうございます。

中国製のチャージコントローラを使うに当たって故障が心配です。
電圧についてはともかく、電流容量につては仕様の半分ぐらいと見込むのが適当かなと考えています。

そこで、740Wのホットカーペットを使うのに、30Aのチャージコントローラを2つ並列にすべきかどうか心配になったのですが、よくよく考えれば冬場は200Wパネルが5Aも発生させないでしょうからとりあえずコントローラ1器でやってみようと思います。

なぜか30Aが他の容量よりも容量当たりの価格が安いので、50A1器よりは30A2器の方が何かと潰しが効きそうでいずれは並列接続を検討したいと考えています。

近いうちに、設置して効果があらわれたら報告させていただきます。
ありがとうございました。


新潟おてんとサンの返信

こんにちは、 Iさま。

合計800W、ピークで30A超ですから、チャージコントローラーには予算の許す範囲で信頼の置ける製品も検討してみてはいかがでしょうか?

また、740Wというとナカナカの消費電力なのでチャージコントローラーの出力から電力を取り出すのはちょっと心配です。

大きな電力を取り出すときはバッテリーに直接インバーターをつないで電力を取るのが良いと思います。
チャージコントローラーの破損も防げますし。

すでにご存知でしたら失礼いたしました。

では、また何かありましたら気軽にメールしてください。


本ブログでは、読者の皆様からの質問やご意見を出来るだけ記事に反映させていくつもりです。
質問やご意見などなどコメントや直メールで遠慮なくお寄せくださいね。

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以上、『自作太陽光発電が好き!かんたんDIYソーラー発電』の新潟おてんとサンでした。



200Wのソーラーパネル4枚の配線について教えてください」への15件のフィードバック

  1. もんちゅちゅ

    はじめまして、おてんとサン。
    いつも参考にさせていただいております。
    おてんとサンのおかげで、どうにかこうにか、
    太陽光発電出来るようになりました。
    今後拡張するに当たり、疑問点があるのですが、
    ディープサイクルバッテリーSMF27MS-730(105Ah/20時間率容量)
    2個直列で24Vなんですが、
    この記事によると、ソーラー200w4枚使用で、22.24Aとなっておりますが、
    ディープサイクルバッテリーの最適充電電流は8~10Aぐらいとなっておりますが、
    この辺りは、速く充電できると言う認識だけでよいのか、バッテリーにとっては、よくないのか?
    チャージコントローラーが、調節してくれるのか?
    今は、200Wソラー2枚 
    50Aチャージコントローラー 
    バッテリー2個24V SMF27MS-730(105Ah/20時間率容量)
    1000W正弦波インバーターで
    100V 140Wぐらいのの電灯使用。
    1日おきぐらいに、充電、使用の繰り返しですが、
    200Wソラーを2枚追加したらどうなるのか?
    お聞きしてよろしいでしょうか。

    返信
  2. 新潟おてんとサン 投稿作成者

    はじめまして、もんちゅちゅさま。
    コメントありがとうございます。

    まず、
    ・合計400Wのソーラーパネル
    ・24V210Ahバッテリー
    ですので、現状でバランスが良いのではないかと感じます。

    バッテリーを今のままで、ソーラーパネルを400W追加したとします。
    そうすると、今までの2倍の発電量になりますね。

    そこで、充電を管理するのがチャージコントローラーです。
    ですが、チャージコントローラーの能力以上には充電できません。
    また、バッテリーの能力以上には蓄電できません。

    充電に要する時間は短縮できるとは思いますが、劇的に(今までの半分)というような改善は得られないと思います。

    電灯使用は夜間のみでしょうか?
    それとも昼夜問わず使用されますか?

    日中にも電灯などを利用しているのであれば、ソーラーパネルのみの追加でも効果があると考えます。

    >速く充電できると言う認識だけでよいのか?
    チャージコントローラーとバッテリーの性能にもよります。
    今までよりは早く充電できるでしょう。

    >バッテリーにとっては、よくないのか?
    チャージコントローラーを介して充電しているのでバッテリーへの負担は変わりません。
    ただし、チャージコントローラーの設定を適宜変更すると良いかもしれませんね。

    >チャージコントローラーが、調節してくれるのか?
    そうです。
    ただし、チャージコントローラーが対応できる入力とバッテリーの容量に範囲内で運用する必要がありますね。

    新潟おてんとサンの意見があるとすれば、
    『ソーラーパネルを増やすのであれば、バッテリーも同時に増やした方が、総合的なバランスが良くなる』
    ですね。

    他にご質問などあればお気軽にコメントくださいね。

    返信
  3. もんちゅちゅ

    早々のご返答ありがとうございます。
    チャージコントローラーの説明書は、英文(ヤフー翻訳で訳したら、ドイツ語でした)で、
    あまりよくわかりませんが、多分全自動かなと思っております。(VS5024N)
    ソラーパネルをトータル4枚にすると約20Aぐらいの電流が流れる感じですが、
    バッテリーをトータル4個にすれば、各バッテリーに、5Aで充電するイメージになるのでしょうか。
    もしそうだとすると、現在12V2個直列なので、200Wソラー4枚で、1個当たりの電流は10Aで充電出来る考えなのでしょうか。
    そうなるとまだ許容範囲なのでしょか。
    電気の使い方は、自営業していまして、充電しながら、昼間の店内の蛍光灯や扇風機などに使いたいと思っております。夜は使いません。

    今日は、朝から照明をつけていましたが、曇りにも関わらず、夕方バッテリーは弱っていませんでした。

    目標は100V・500Wぐらいをまかなえると電気代が節約できるかなというところです。
    現状増設しても300Wぐらいかな?

    素人すぎて、ほんとに、ほんとにすみません。

    返信
  4. 新潟おてんとサン 投稿作成者

    こんばんは、もんちゅちゅ さま。

    『VS5024N』の仕様をネットで見つけたので、かいつまんで書き出しますね。
    ・システム電圧 12V/24V(自動認識) 
    ・定格最大入力電流 50A
    ・定格最大制御電流 50A
    ・最大入力電圧 32V 
    ・充電回路電圧降下 0.24V 
    ・放電回路電圧降下 0.16V 
    ・自己消費電流 18mA

    仮に、お手持ちの200Wソーラーパネルが、
    ・36V
    ・5.56A
    として考えて見ましょう。

    12V105Ahのバッテリーを2直列で使うので、24V210Ahのバッテリーとして使っているワケですね。
    システム電圧は24Vです。

    この、バッテリーの電圧をチャージコントローラーが自動認識してくれます。

    現在、チャージコントローラーに入力されているソーラーパネルは合計400Wですね。

    200Wのソーラーパネルを2つ並列で接続すれば、
    ・400W
    ・36V
    ・11.12A
    となります。

    200Wのソーラーパネルを2つ直列で接続すれば、
    ・400W
    ・72V
    ・5.56A
    となります。

    僕の予想ではありますが、200Wのソーラーパネルを2並列で接続してチャージコントローラーに入力しているのではないでしょうか?

    また、気になる点があります。
    『最大入力電圧32V』と記されています。誤表記かもしれませんが。

    ソーラーパネルによって仕様が違いますので、それによって接続方法など違ってきますね。
    このセット向けのソーラーパネルなのかもしれません。
    この変はソーラーパネルの仕様が分からないと何ともいえません。

    あとは、チャージコントローラーに入力できる最大電圧を超えない範囲でソーラーパネルを追加する必要があります。
    セットで販売されているものだと、チャージコントローラーの許容ギリギリのソーラーパネルがセットになっている場合もあります。

    やはり、チャージコントローラーの説明書を解読して、詳細の仕様を確認するのが先決かと思います。

    返信
  5. もんちゅちゅ

    毎日毎日すみません。
    最初から使用を書き込めば良かったですね。(反省)
    現在使用しているパネルは、
    200Wソーラーパネル単結晶
    最大出力 200W
    開放電圧 45.10V
    短絡電流 5.80A
    最大動作電圧 37.50V
    最大動作電流 5.35A
    サイズ 1580x808x35mm
    重量 15.5Kg
    フレーム アルミ(耐腐食仕様)
    表面材質 強化ガラス
    防水タイプ 防水
    輸入元 (株)アルクジャパン
    で、2枚並列です。
    最初はバッテリー1個で12Vで使用しようとしましたが、
    チャージコントローラは、エラーランプも点灯せず、充電ししてますよ~、
    的な、マークで感動していましたが、どうも充電していない事に気づき、
    おてんとサンのページにたどり着きました。
    このタイプのパネルは、24V仕様なのだと、あわててバッテリーを購入し、
    2個直列24Vで設置いたしました。
    使用しながらの、充電でしたが、バッテリーが弱ったマークになって、
    バッテリー本体の識別でも、満充電の時は、グリーンなんですが、
    黒くなっていました。翌日1日使用せず充電したら、
    バッテリーの色はグリーンになりました。
    今回は充電出来ている感じと思い、とりあえず第一段階成功でホッ!
    ただ色々ナゾだらけなので、思わずおてんとサンに質問してしまいました。

    パネルとチャージコントローラーは、一年前に購入して、今年取り付けました。
    その頃、今のチャージコントローラは、楽天などでもよく出ていて、
    仕様なども色々書かれておりました。

    今年なって、もう一度コントローラのことを復習しようと思ったら、
    ほとんど販売されていなくて・・・?

    マニュアルの最後の方の表に、
    Maximale Batteriespannung  32V
    Maximale PV Spannung   48V
    と書かれていますが、
    バッテリーに充電が最大 32Vで仕事をし、
    最大入力電圧が48Vということでしょうか。

    この状況から最初に戻り、200Wソーラを2枚・並列・追加し、
    (予算の関係上)バッテリー2個で、電気を使用しながら、充電できるかが課題です。
    今日も曇りでしたので、朝は満充電ぽかったですが、
    140Wぐらいの照明を6時間ぐらい使ったら、バッテリーが弱りました。
    (パネルからは2A~5Aぐらいしか出ていないようでいた)
    あさってから天気も良くなりそうなので、電気を使用しながら、充電で、
    どれぐらい蓄電できるかです。

    公式もあるようですが、仕事をしながらなので、理解するのに時間がかかりそうです。
    時間があるときに、おてんとサンのブログを、熟読しようと思っております。

    毎日お付き合い下さりすみません。

    返信
  6. もんちゅちゅ

    またまたすみません。
    追加購入しようと思っているパネルですが、
    200Wでも、若干アンペア、ボルトが、0.5ぐらいの数値の差が、
    各社違っているのですが、まったく同じじゃないとだめなのでしょうか?
    問題なく使えるのでしょうか?

    返信
  7. 新潟おてんとサン 投稿作成者

    こんにちは、もんちゅちゅさま。

    >200Wでも、若干アンペア、ボルトが、0.5ぐらいの数値の差が、各社違っているのですが、まったく同じじゃないとだめなのでしょうか?

    同じメーカーで同じ仕様のものを使うのが理想ですが、出来るだけ近いものを使えなくも無いです。

    チャージコントローラーの定格最大入力電流が50Aということなので、200Wソーラーパネルを2つ追加するのは問題ないかと思います。

    システム電圧24Vでの運用なので、200Wのパネルは1枚ずつ追加していくことが出来ますね。
    無理に2枚一気に追加する必要はありません。

    バッテリーも2直列を1組として追加していくことができるでしょう。

    >140Wぐらいの照明を6時間ぐらい使ったら、バッテリーが弱りました。

    曇っている状態だとバッテリーへの負担が大きいですね。
    ソーラーパネルが発電していなければ、照明の電力をバッテリーで賄う事になってしまいます。

    日中(日照があるとき)の使用が多いのであれば、ソーラーパネルの追加で効果を発揮すると思います。

    僕だったら・・・、
    ⇒バッテリーを2個追加
    ⇒充電に時間が掛かるようだったら200Wパネルを1枚追加
    という感じで試してみます。

    もしくは、
    ⇒照明140Wをもっと小さいものにする
    という感じでしょうか。

    急いでシステムアップしなくても、順を追って勉強しながらコツコツやるのも楽しいと思いますよ。

    返信
  8. もんちゅちゅ

    ありがとうございます。
    最近は天気も良く、朝9時~夕方5時までの間ですが、
    140W使用もバッテリーが、弱まらず、電気供給ができているようです。
    日の出から9時までの間でも、少量ですが発電し、
    9時の段階で満充電になっているようです。
    曇りの日とは全然違うのを痛感いたしました。

    経費削減のため、さらに2枚パネルを購入しました。
    昨年は、中国市場のソーラーパネル事業の崩壊ということもあり、
    200W20000円前後で購入出来ましたが、
    最近は、持ち直しているのか、
    価格も上がってきていました。
    ヤフオクの方で今回限りかも、
    と言うセリフに踊らされ購入にいたりました。
    あとはバッテリーを秋ぐらいに増設出来たら
    良いかなと思っております。

    おてんとサンには、本当に感謝しております。
    ありがとうございました。

    返信
  9. 新潟おてんとサン 投稿作成者

    こんばんは、もんちゅちゅ さま。

    このブログや僕の意見が何かの参考になれれば嬉しいです!

    また何かありましたら気軽にコメントやメールしてみてください。

    返信
  10. 東インドマグロオート

    はじめまして ソーラー素人です
    いろいろ探して こちらに たどり着きました
    よろしくお願いいたします
    太陽熱温水器を 中古で 買って
    自分で 庭に 二基設置して 使ったりして
    太陽を 楽しんでおり 最近 ソーラー発電
    に 大変 興味が あります

    とりあえず パネルを 探し まとまった枚数
    で 直接引き取りに いけるものを 探して
    やっと 手に はいりました
    昭和シェルの 単結晶
    最大出力 109w
    最適動作電流 3.15A
    最適動作電圧 34.6v
    短絡電流 3.15A
    解放電圧 43.2v
    を 10枚 ゲットしました

    周辺機器は 今から 用意しますが
    ちゃんとした 製品は 値段も 張るので
    もとが 取れるか ちと 不安ですが
    楽しんで やりたいと 思います

    自営業を してまして 日中 500wの
    集塵機を 多い日は 日中ほとんど 回して
    おります
    それをカバーできれば 最高なのですが…

    パネルの 組合せ
    ベストな 周辺機器の アドバイスなど
    頂ければ 幸いです
    何とぞ よろしくお願いいたします

    返信
    1. 新潟おてんとサン 投稿作成者

      はじめまして、東インドマグロオート さま。
      パネル10枚を手に入れたのですね!

      さて、ご質問の件。

      >>パネルの 組合せ ベストな 周辺機器の アドバイス

      運用形態によって選ぶ機器は変わってくるかと考えます。
      なので、『こういうのがベスト!』ってのは提案しにくいんです。

      合計1000Wのパネルといっても、1000W発電するのは晴天時のピークで1~2時間かと。
      500Wを超える発電はピークのさらに前後1時間程度。
      つまり、晴天で10時~15時は500W以上の発電とか、そういうイメージになるかと考えます。
      1日4~5時間ってトコロでしょうか。

      こういうのはパネルの設置方位や角度などによって変わってしまいますが。

      バッテリーに予算を掛けられるのであれば、12V115Ahほどのバッテリーを4直列48V115Ahとかで使いたいですね!

      チャージコントローラーは、使いたいバッテリーの量や、パネル10枚の接続方法をどうするかで変わってきます。
      インバーターも同様ですね。

      また何かありましたら気軽にコメントやメールしてみてください。

      返信
      1. 東インドマグロオート

        お返事ありがとうございます
        助かります
        今 バッテリーの 値段 調べてみました
        16000円〜20000円×4 位ですかね
        バッテリーだけで これだけいくと つらい
        ですが がんばったとして
        48vバッテリー システムだと
        パネルの 繋ぎかた 周辺機器の 用量は
        どのように なりますでしょうか?

        また 24vバッテリーシステムだと
        使用できる ワット数 時間は どの位まで
        落ちますでしょうか?

        素人 質問で すみません

        返信
        1. 新潟おてんとサン 投稿作成者

          おはようございます、東インドマグロオートさま。

          パネルが発電している時間帯だけ(昼間だけ)利用できれば良いのであれば、バッテリーは12Vでも良いかと考えます。
          ただ、日が傾いてからや夜間はすぐにバッテリーが音を上げるでしょう。

          パネルの発電が500Wを下回ったら、あとはバッテリーを頼りながらインバーターで500Wを供給することになります。
          明るい時間でも発電量は変動します。

          仮に、10時~14時の4時間は500W以上発電しているとします。
          ・何時から何時まで運用する必要があるか?
          ・曇りや雨天時は?
          ・雨天が続いた場合は?
          こういう場合のときに、どの程度ソーラーで対応したいのか?
          などのイメージによって、必要になるバッテリーは変わってくるかと考えます。

          パネルの接続方法は、チャージコントローラーの入力範囲に収まっていれば問題ありません。

          いろいろなチャージコントローラーの仕様をよく眺めて、先々のことも視野に入れて慎重に検討してください。

          >>48vバッテリー システムだとパネルの 繋ぎかた 周辺機器の 用量はどのように なりますでしょうか?

          チャージコントローラーの入出力範囲に収まるパネルの接続方法とバッテリーを使うのであれば、おのずと必要なインバーターも決まってきます。

          まぁパネル側の電圧は、バッテリーの電圧より高いほうが良さそうですよね。

          パネルの仕様と枚数は決まっているので、後々パネルの追加があるか?などでチャージコントローラーを決めるのが良いでしょう。

          >>24vバッテリーシステムだと使用できる ワット数 時間は どの位まで落ちますでしょうか?

          24Vだと、インバーターは3000W(瞬間6000W)程度の製品もあります。
          使用できる時間は短いでしょうけれども、使用できるワット数は3000Wも可能となりますね。

          また、使う電力が500Wで、12V115Ahのバッテリーだった場合、ソーラー無しで使用できる時間は3~4時間(大まか過ぎる目安です)といったところでしょう。

          また何かありましたら気軽にコメントやメールしてみてください。

          返信
  11. 東インドマグロオート

    ありがとうございます
    少しつづ 分かってきました

    とりあえず 3直列 3並列 か 2直列 5並列
    位が 組める コントローラを 買ってみます
    バッテリーは 予算を 考えて
    それに あわせて インバータは 購入
    致します

    すぐには そろいませんが
    そろったら また アドバイスよろしくお願いいたします

    返信
    1. 新潟おてんとサン 投稿作成者

      こんばんは、東インドマグロオート さま。

      そういうイメージですね。

      パネルが、
      109W:3.15A:34.6V
      ですから、

      2直列で、
      218W:3.15A:69.2V

      3直列で、
      327W:3.15A:103.8V

      良くある100W:5.56A:18Vみたいなパネルとは違って、高電圧・低電流なしようになっているワケですね。

      また何かありましたら気軽にコメントやメールしてみてください。

      返信

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