5万円で自作できた!グリッド・タイ・インバーターを使ったDIYソーラー発電

5万円で自作できた-グリッドタイインバーターを使ったDIYソーラー
総額5万円以下で、
・200Wソーラーパネル
・500Wグリッド・タイ・インバーター

を使って自作ソーラー(太陽光)発電を設置しました。

バッテリーを使わずに商用電源に電力を供給するシステムです。
安全性や法のグレーゾーンの範疇となりますので、参考にされる場合は完全に自己責任で運用してください。


5万円で自作したDIYソーラー発電(グリッドタイインバーター使用)の概要図
グリッドタイインバーター概略図
構成はいたってシンプルです。
パネル・GTI・ケーブル・架台が必要になる程度。
設置スペースの確保に悩むところですね。

それぞれを接続するだけの簡単な工作なのですが、以下に詳細を紹介いたしますね。
※写真を多めに掲載しているので長い記事になります。


必要な機器
5万円DIYソーラーGTI編に必要な機器
わざと軽自動車を見切れるように撮影して、パネルの大きさをイメージしやすくしてあります。
国産の高効率なソーラーパネルであればもっと小さなスペースで済むのかもしれませんが・・・お財布の中身がそれを許してくれません(笑)

以下に内訳を書きますね。


グリッド・タイ・インバーター(Grid Tie Inverter)
グリッド・タイ・インバーターの本体とマニュアルと電源ケーブル
・定格電力:500W
・直流(DC)入力範囲:15~60VDC
・最大入力電流:45A
・動作周波数:50Hz/60Hz(自動切換)
・待機電力:最大2W

送料込み21,000円

GTIの詳しい仕様やマニュアルの翻訳などは、
グリッド・タイ・インバーターとは?マニュアルを翻訳して詳しい使い方を知ろう
という記事を参考にしてみてください。


200Wソーラーパネル
5万円DIYソーラーGTI編で使った200Wソーラーパネル
・公称最大出力:200W
・変換効率:18.4%
・公称開放電圧(Voc):44.6V
・公称短絡電流(Isc):5.85A
・公称最大出力動作電圧(Vmp):37.58V
・公称最大出力動作電流(Imp):5.32A
・外形寸法:1580×808×40(mm)
・重量15.5kg
・製造元:中国

送料込み17,000円


架台ほか細かい部品
5万円DIYソーラーGTI編に必要な機器の詳細
なにやら細々と部品がありますが、ほとんどが架台に使うイレクターパイプとジョイントの類です。

・イレクターパイプ一式
・MC4コネクタ付きケーブル
・コンテナBOX
・延長コンセント
・3ピン⇒2ピン、変換プラグ

(元々持っていたモノ含)

7,000円
ほとんどがイレクターパイプとメタルジョイントの代金。


以上が今回のDIYで必用になったものです。
合計で45,000円ほどの投資となりました。

以下に、具体的な製作方法をまとめます。


イレクターパイプの仮組み
5万円DIYソーラーGTI編で使ったイレクターパイプの仮組み
パイプ内部とメタルジョイントには防錆剤を吹き付けておきました。


アルミフレームに穴あけ
5万円DIYソーラーGTI編で使った200Wソーラーパネルのアルミフレームに穴あけ
ソーラーパネルのアルミフレームと架台を固定するために、ドリルで数箇所に穴をあけます。


架台の取り付け
200Wパネルに架台の取り付け
ステンレスのビスとナットでソーラーパネルと架台を固定します。


別の角度から
200Wパネルに架台を取り付け別の角度から
印象としては、だいぶ傾いた会議テーブルといった感じでしょうか(笑)


架台の固定状況
架台の固定状況
イレクターパイプとジョイントはちょっと値段が高くなってしまいます。
でもでもとっても便利!
そしてポン付けです(汗)


グリッド・タイ・インバーターBOX
グリッド・タイ・インバーターBOX完成
カッコいいのは名ばかりで、ホームセンターで買ってきたコンテナBOXに放り込むだけの事です。

GTIのLEDを確認しやすくするために透明のコンテナBOXにしました。

このコンテナBOXにちょっと加工して、ケーブルやグリッドタイインバーターなどを収納します。


コンテナBOXにケーブルを通す穴を開ける
コンテナBOXにケーブルを通す穴を開ける
小さいタイプの屋外コンセントをあてがって、マジックで印を付けます。
ドリルやカッターを使って穴を開けるワケですね。

不器用な新潟おてんとサンは無理に力をかけてしまって、数箇所にヒビを入れてしまいました(汗)


MC4コネクタ付きケーブルの被覆を剥く
MC4コネクタ付きケーブルの被覆を剥く
コレは家に余っていたものを使いました。
100Wのソーラーパネルから無情にも切り取ったモノが残っていました。

コネクタもケーブルも200Wのソーラーパネルと同じものでした。


コンテナBOXにケーブルを通す
コンテナBOXにケーブルを通す
白い延長コードは家にあったものを使いました。


グリッド・タイ・インバーターにMC4コネクタ付きケーブルを接続する
グリッド・タイ・インバーターにMC4コネクタ付きケーブルを接続する
通してヒネるだけです。
本当は圧着端子を取り付けたかったのですが、夕暮れ間近で時間がなかったのでそのまま接続しました。


グリッド・タイ・インバーターに付属の電源ケーブルを接続
グリッド・タイ・インバーターに付属の電源ケーブルを接続
GTIの付属品、差し込むだけです。


グリッド・タイ・インバーターBOX完成
グリッド・タイ・インバータ
グリッド タイ インバーターに付属の電源ケーブルは、アース付き3ピンのプラグでした。
このままでは延長コードに挿せないので、手持ちの変換プラグを使って2ピンに変換しました。


グリッド・タイ・インバーターBOXの側面
グリッドタイインバーターBOXの側面
こんな感じで、GTI一式をひとまとめにして防滴対策する感じですね。

200WのソーラーパネルにMC4コネクタを、
電力を供給したいコンセントには白い差込プラグを、
それぞれ接続すれば準備完了ですね。


常時電力を消費している屋外の商用電源にGTIからの差込プラグ接続
常時電力を消費している屋外の商用電源にGTIからの差込プラグ接続
・浄化槽用のブロアー
・新潟おてんとサン専用的な自宅前の自動販売機
に電力を供給している屋外コンセントに、グリッド・タイ・インバーターから電力を供給しちゃう魂胆です。

24時間、80W~200Wほどの電力を使っているので、ここに電力を供給することで節電する狙いですね。


屋外コンセントの近くにパネルなどを設置
屋外コンセントの近くにパネルなどを設置
パネルの陰にグリッド・タイ・インバーターBOXを配置して準備完了です!
コンテナBOXのフタを閉めておけばGTIなどは雨の進入を防げますね。


いざ、グリッド・タイ・インバーター起動!
いざ、グリッド・タイ・インバーター起動
大げさに言ってはみたものの、本体のスイッチを入れるだけ(笑)

あとはグリッド タイ インバーターが勝手に商用電源の電圧などをチェックして、それに見合った電力を供給をはじめます。


さて、いかがだったでしょうか。

当初は気軽に持ち運べる感じでイメージしていたのですが、200Wのパネルがデカすぎて気軽に移動できません(汗)
設置してしまったら、そうそう動かす気力は起きないでしょうね(笑)

実際に『グリッド タイ インバーター』を使ってDIYしてみて感じることは、バッテリーを使わないのでシンプル&低予算ソーラーシステムを自作できたということです。

バッテリーに充電するシステムだと、チャージコントローラーやインバーターなどもそろえる必要があります。
100Wパネル1枚、バッテリー4個程度のシステムであれば4~5万円もあれば作れてしまいますが、200Wのソーラーパネルとなると話が違って来ます。

200Wのソーラーパネルに見合うだけのバッテリーとチャージコントローラーなどを準備して24V系の独立系DIYソーラーを設置するとなると、それこそ4~5万円では足りませんよね。

DIYとしてはチョット物足りないかもしれません。
設置したら放置ですし、システムアップするとしたらソーラーパネルの増設くらいしか方法は無いですからね。
ちょいちょい弄って遊びたい方には向きません。

かんたんに言うとお手軽なんです。

しかし、お手軽ではありますが気をつけなければならない点も当然あります

一番の問題点は、勝手に商用電源に電力を供給してしまうことです。

ソーラーパネルやグリッドタイインバーターの故障で済めば良いのですが、家屋の分電盤や電気製品、商用電力網に異常をきたしてしまっては元も子もありませんよね。


さて、運用を開始してからたったの1日ですが状況をお伝えいたします。

グリッド タイ インバーターの電源をONにすると、しばらく後にLEDが画像の状態になりました。

・AC電圧表示は125VAC
接続している商用電源は交流100Vということですね。

・DC電圧レンジ表示は『HIGH』『LOW』を行き来
200Wのソーラーパネルからの電圧が高くなったり低くなったりしていることを表しています。

・出力パワー表示は、一番低い状態がほとんど
これはGTIの500Wというスペックに対して、ソーラーパネルが200W1枚のみなので妥当だと思います。

・青色表示
MPPT回路が何かしら動作している程度には分かる感じです。

1日運用してみて、どの程度の節電(電力供給)ができたのかは、残念ですが今のところ不明です。

本当はワットモニターを一緒に接続する予定だったのですが、購入から1ヶ月経たずに壊してしまいました(汗)
調子に乗っていろんなモノの消費電力を測りすぎたのかも知れません。

早急に新しいワットモニターを使って、商用電源に供給した電力を測定してみるつもりです。

グリッド タイ インバーターの仕様書には、
120VAC(90~140VAC)出力時の効率85%
と記されています。

つまり、200Wのソーラーパネルを使うとピーク時で170Wの電力を供給できる計算になります。

まぁ実際のところは分かりませんが、もっと余裕を持たせて考えても140Wくらいは電力を供給できそうですね。

晴天時、1日あたり5時間稼動させたとして700Whの節約になります。
電気料金の単価が1kwhあたり24円だとすると、0.7kwhは16.8円ということになります。

30日晴天であれば504円の節約になりますし、12ヶ月で6,000円程度の計算ですね。
実際には雨天や曇りもありますから、年間で3,500円ほどの節約になれば上出来かもしれません。

GTIやソーラーパネルの元を取ることを考えると13年かかってしまうということですね(汗)

仮に42円で売電契約を結んでいる場合だと、いままでは消費していた分が売電に回せることになるので、8年ほどで元が取れるのではないでしょうか。

機器の故障などは考えていない場合の計算なので、現実的な数字とは言いがたいですが・・・。

200Wのパネルを使って4万円台の出費であれば、まずまずといった所です。
100Wのカーバッテリー流用のシステムで4万円かかりましたから、この金額は優秀と言えますよね。

今回使った200Wのソーラーパネルは、GTIの実験を済ませたら別の用途に使うつもりです。

24Vのシステムを組むのに丁度良いソーラーパネルなので、100Wのシステムのパネルを交換してみようと考えています。

バッテリーも新旧混合はよろしくないですし、システムを一新する必要がありそうですからね。

また、何度も言いますが『グリッド タイ インバーター』は『あくまでも実験用』です。

この記事は『グリッド タイ インバーター』の使用を推奨するものではありません
参考にされる場合は、ご自身の判断で安全にDIYを楽しんでくださいね。


実際の運用状況(不定期追記)

2014年
1月:3.59kWh
2月:4.11kWh
3月:7.51kWh
4月:15.64kWh
5月:16.52kWh
6月:13.87kWh
7月:14.7kWh
8月:13.6kWh
9月:15.6kWh
10月:12.6kWh
11月:6.48kWh
12月:1.96kWh
合計:126.18kWh
単価22円 ¥2,776
単価42円 ¥5,300

2015年
1月:3.17kWh
2月:5.59kWh
3月:12.03kWh
4月:13.91kWh
5月:18.6kWh
6月:14.47kWh
7月:15.1kWh
8月:15kWh
9月:11.39kWh
10月:14.2kWh
11月:6.21kWh
12月:4.95kWh
合計:134.62kWh
単価22円 ¥2,962
単価42円 ¥5,654

2016年
1月:1.94kWh
2月:6.83kWh
3月:12.3kWh
4月:15.38kWh
5月:15.3kWh
6月:15kWh
7月:14.23kWh
8月:18.3kWh
9月:11kWh
10月:11kWh
11月:7.68kWh
12月:4.36kWh
合計:133.32kWh
単価22円 ¥2,933
単価42円 ¥5,599

2017年
1月:4.33kWh
2月:6.31kWh
3月:13.2kWh
4月:14.4kWh
5月:17.5kWh
6月:14.6kWh
7月:14.1kWh
8月:14.7kWh
9月:15.5kWh
10月:kWh
11月:kWh
12月:kWh
合計:kWh
単価22円 ¥
単価42円 ¥


DIYソーラー発電メニュー


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。



5万円で自作できた!グリッド・タイ・インバーターを使ったDIYソーラー発電」への9件のフィードバック

  1. MMAys

    “イレクターパイプを使った架台作り” が参考になります。
    “GTI一式をひとまとめにして防滴対策” も参考になります。
    私も挑戦してみようと思い準備を始めました。
    ありがとうございます。

    返信
    1. 新潟おてんとサン 投稿作成者

      こんにちは。

      イレクターパイプはちょっと値段が高くなってしまいます。
      ほかに適した『何か』があれば良いのですが・・・(汗)

      この記事では半透明のコンテナBOXに危機を格納しました。
      が、こういう素材だと紫外線に弱く、1年ほどでもろくなってしまうことが分かりました。
      もっと濃い色で紫外線に強い素材のものがよいかと考えます。

      本記事執筆時の僕は、BOX中の視認性を重要視してしまったのです。
      ですが、数値を確認するときなんかはBOXを開けて確認しますしね、濃い色のBOXにするべきでした。

      返信
  2. ゴールド

    この写真ではグリッド・タイ・インバーターから延長コンセントにつなげてましたが、家庭コンセントに繋げずにそこの残り二口に直接家電つないだ場合動くのでしょうか?
    w数足りてる前提ですが。

    返信
    1. 新潟おてんとサン 投稿作成者

      はじめまして、ゴールドさま。
      コメントありがとうございます。

      >>家庭コンセントに繋げずにそこの残り二口に直接家電つないだ場合動くのでしょうか?
      についてですね。

      グリッド・タイ・インバーターは商用電源(家庭用コンセント)の周波数に同調して動作します。
      商用電源(家庭用コンセント)に接続しない状態では動作しません。

      パネルで発電してチャージコントローラーやバッテリーを介さずにAC100Vを得られれば便利なんですけどね。
      そうはいかないようです。

      返信
      1. ゴールド

        なるほど、返信ありがとうございます。
        では家庭用コンセントにつないで配電盤のメインブレーカー?落とした状態で繋げた場合はW数足りてれば家電は動くのでしょうか?

        返信
        1. 新潟おてんとサン 投稿作成者

          >>ブレーカーを落とした状態
          だと、コンセントに電気機器を接続しても使えない状態ですね。
          つまり、コンセントに電力が来ていない状態です。

          これだとグリッド・タイ・インバーターが同調できないので動作できません。

          グリッド・タイ・インバーターは電源を投入すると、まず初めに商用電源(家庭用コンセント)の周波数を調べます。

          ご存知かと思いますが、AC(交流)の電力は常に電圧が変動しています。

          日本の商用電源は1秒間に50周期(主に東日本で50Hz)や60周期(主に東日本で60Hz)です。
          つまり、1秒間に141Vと-141Vを50回(もしくは60回)行き来しているワケですね。

          グリッド・タイ・インバーターはこの50Hz(60Hz)に同調します。
          ソーラーパネルからの直流(DC)電力を、商用電源(家庭用コンセント)の周波数(50Hz・60Hz)に合わせて供給するんですね。

          ソーラーパネルで発電した直流(DC)電力で、交流(AC)用の機器を動かしたい場合は、
          ・ソーラーパネル
          ・チャージコントローラー
          ・バッテリー
          といった一般的なオフグリッドソーラーの構成とするべきでしょう。

          返信
          1. ゴールド

            なるほど、ありがとうございます。
            災害による停電時、使えるかと思いましたがそうは簡単にはいきませんか^^;

  3. 新潟おてんとサン 投稿作成者

    系統連系型ソーラーだと、パワーコンディショナーに自立運転用のコンセントがあって、停電の時などはそこからAC100Vを得られるんですけどね。

    グリッド・タイ・インバーターではそれができません。

    便利なようでちょっと融通が利きませんね。

    返信
  4. 新潟おてんとサン 投稿作成者

    本記事のGTIを運用してから3年半ほど経過しました。

    なので、2017年9月までの成果を、給電量(kWh)と金額(22円と42円)でまとめて追記しました。

    以降不定期ですが追記していきます。

    返信

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