パネルごとにパワコンを取り付けるマイクロインバータ方式にしているため、パネル1枚でも作動するのでしょうけれど、3枚で1kWのセットにしています。ただ、まだパワコンの認定をとっていないため系統連系として使うのは難しそうです。エクソルは認定をとる予定と言っていますので、それまで待つ方が良いような気がします。

1kWというのは大きさ的には手ごろですが、40万円と言うのはどうでしょうかね。ちょっと検討してみましょう。1kWだと年間の発電量は1200kWhぐらいです。自家消費で20年間使うとすると

40万円 ÷ 20 ÷ 1200 = 16.7円/kWh

電力会社の電気代よりは安くなります。しかし、これは発電した電気を全部使うとした時の話。普通の家庭では昼間になかなか1kWの電気需要はありませんから、全部使うのは難しそうです。系統連系していないと、使わない電気（余剰分）は捨ててしまうことになりますので、実際にはもっと高くなってしまうでしょう。どれぐらい高くなってしまうかは昼間の電気需要によりますので、推定は難しいですね。電力会社の電気代より高くなるかもしれません

やっぱり系統連系で使いたいですね。そうすると余剰分は2019年度案件で24円/kWhで売れますし、システムも簡単になりますからね。ただし24円/kWhで売れるのは最初の10年間だけで、その後は8円/kWhぐらいかな。そうすると利益が出る確率は高くなります。

要するに、利益が出るかどうかは利用者の状況によりますので微妙なところです。

それにしても、1kWのセットで40万円と言うのはうまい商品設定だと思いますよ。昼間の自家消費であまり余剰電気が発生せず、価格も手ごろで、利用者はうまく運用すれば利益が出て、おそらく販売側も利益を確保できるでしょう。しかし、昼間の需要が少ない場合、系統連系は必須ですね。それと、できればもう少し安くなって欲しい、というのがこの商品についての印象です。

系統連系のインバーターは系統（配電線）の交流にぴったり合わせ、停電時には出力を止めるなどの機能が必要なのですが、独立型のシステムの場合はそういう制約がないので安価に作られるようです。

小型独立システム用のインバーターは12V直流を普通の交流100Vに変換するわけですが、このタイプのインバーターは自動車の電源から100V交流を作るものと同じなので、ホームセンターやカーショップで売られているインバーターをそのまま使うことができます。ただ、車用のインバーターは直流入力側がシガーソケット用のプラグになっていることが多く、シガーソケットプラグしか付いていない場合は、バッテリーに接続できるように改造することになるかもしれません。

改造する場合はプラグの代わりにワニ口クリップなどを取り付けることになりますが、直流配線なのでプラス／マイナスを間違えないようにしなければなりません。初めから赤（プラス）・黒（マイナス）配線されていれば分かりやすいですが、そうでない場合はシガーライターソケットの中の電極側がプラス、外がマイナスになっています。

インバーターの容量はつながれる電気機器の2-3倍のW数のものを買うことをお勧めします。電気機器にもよりますが、最近の機器はスイッチを入れた瞬間に大きな電流が流れるものが多く、インバーターのW数が小さいと電流を流せず、システムが立ち上がらなくなってしまいます。

系統連系のインバーターは系統の交流に合わせてきれいな交流波形を出しますが、ホームセンターで売っているようなインバーターはほとんどが疑似正弦波と呼ばれる汚い波形しか出しません。しかし、そのおかげで安く買うことができます。汚い波形でもほとんどの電気機器は正常に動作します。私はこれまで特に問題にあったことはありません。

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さて、これで独立システムについては一通り説明が終わりました。独立システムの最大の弱点はバッテリーで、鉛バッテリーは比較的安いですが寿命が短く、定期的に交換が必要になります。これが面倒でこれまではなかなか独立システムを作ろうという気が起こりませんでした。しかしまぁ、リタイアして暇になってきたので、そのうち気が向けば何か面白いものでも作ってみようかな、とも思っています。その時はまたここで紹介させてもらおうと思っています。

コントローラの機能はバッテリーの種類によって変わりますが、ここでは鉛バッテリーのコントローラについて書いていきます。

まず充電についてですが、鉛バッテリーではバッテリーの容量以上に充電しようとしても充電できずに、中の溶液が分解されて水素が発生するばかりになります（これを過充電と言います）。密閉型のバッテリーですと水素で内圧が上がり、しまいには破裂してしまいます。密閉型でなければ水素は抜けていきますが、同時に水分も蒸発していくので、溶液不足となりバッテリーを劣化させてしまいます。

これを防止するため（過充電防止）、コントローラではある一定の電圧以上では充電を停止するようになっています。ふつうの鉛バッテリーでは14.2-14.3Vぐらいで充電を停止していたと思います。

次に放電についてですが、鉛バッテリーは充電時には電極の鉛がイオンになって溶液に溶けて電気を貯め、放電時にはそのイオンが電極に戻って電気を出していきます。電極に戻った鉛は表面に付着しますが、この状態ではあまり安定ではありません。すぐに充電して鉛を溶液に溶かしている方がバッテリーは安定なようです。放電しすぎると表面が不安定な鉛で覆われ、充電しにくくなってきます（これを過放電と言います）。表面に付着している鉛は放っておくと変質して高抵抗化することがあります（これをサルフェーションと言います）。そうなるともうそのバッテリーは使えません。

これを防止するために（過放電防止）、コントローラではある一定の電圧以下では放電を停止するようになっています。過放電防止電圧は10.5-11.0Vぐらいだったと思います。

コントローラの主な機能はこのような過充電・過放電防止ですが、近年ではこれ以外に均等充電やパルス充電など、よりうまくバッテリーを充電できるような機能が追加されるようになってきています。

また、太陽光発電用のコントローラでは一定の時間だけ負荷をオンにする機能をつけて、例えば常夜灯などにそのまま使えるようにしたものもあります。

コントローラとして最も有名なのはモーニングスターです。Webを探せば簡単に見つかります。ふつうコントローラの仕様は電圧と電流で決まります。日本の会社もコントローラを出しているようですが、あまり使われていません。所詮、小さなマーケットなので、日本の会社は興味をもっていないのでしょう。

今は、独立型太陽光発電装置の話を書いていますが、この話はよく見られる入門書のような内容にどうしてもなりがちです。そこは工夫して書こうかと思っていますが、つまらなくなってしまっているかもしれません。ご容赦頂いてお付き合いしてもらえれば幸いです。

さて、バッテリーは電気を貯める装置なので、これがあれば太陽光発電の電気を夜でも使えるようになります。バッテリーで有名なものは自動車用の鉛バッテリーで、12Vのバッテリーもカーショップなどでよく売られています。

太陽光発電でも鉛バッテリーが良く使われますただ、正確に言うと自動車用のバッテリーと太陽光発電用のバッテリーは少し違っています。車用の鉛バッテリーも使えますが、多分、寿命が短いでしょう。

車用のバッテリーはエンジンの始動のために一瞬で大電流を流せるように作ってあります。大電流を流すには極板の面積が大きいことが必要です。このために自動車用鉛バッテリーの電極は多孔質状になっていて、表面の穴や凸凹で面積を稼ぐようになっています。いわば粗な感じの電極になっています。

一方、太陽電池システムの場合は大電流は必要とせず、少ない電流でよいので長い間電流を流せるほうが使い勝手上便利です。このため極板はできるだけ密にしっかりと作っています。このように長時間用途に使えるバッテリーは深放電バッテリーと言われています。

自動車用のバッテリーを太陽電池用途に使うと、長時間使用に電極が耐え切れず、寿命が短くなるようです。

ただ太陽電池用のバッテリーは自動車用の2倍3倍の値段で、寿命がせいぜい3倍4倍程度にしかならないので、コストパーフォーマンスではそれほど良くなったという感じはしないかも知れません。

まぁ、バッテリーについての話はこれぐらいにして、次回はコントローラーについての話にしようと思います。こちらもちょっと退屈するかもしれませんが、頑張って書くつもりです。

小型の独立型太陽光発電システムは12Vシステムになることを前回のブログで指摘しました。最終的にはインバーターでAC100Vにして使いますが、中で使われているパネルもバッテリーもインバーターも12Vのものです。

さて、パネルで12V仕様のものは普通に住宅用などに使われているものよりも少し小型になります。電圧だけの問題ですが、12V用のものはパネルの中のセルの数が36枚と普通のものより少なくなります。上の絵でも9枚4列で36枚にして描いてあります。

Webや秋葉原で買う時も12V用と書いてあるものもありますが、判らなければ36枚のものなら12V用です。

あとは何Wのものを買うかです。もちろんW数が大きいほど電気を多く使えるわけですが、50Wぐらいでもかなりのサイズで、もし持ち運んで使うとなれば30Wぐらいまででしょう。ベランダなどに置いて使うなら50-100Wぐらいですか。それぐらいまでなら12Vで構成しても問題ないでしょう。それ以上大きくなると、12Vではちょっと厳しく、24Vシステムで組むことになり、配線が少し複雑になります。

少しWebを見てみましたら、12V用のパネルもいろいろ出ているようです。他のパーツも組み合わせた12Vのシステムのセットも出ているようです。50Wぐらいのパネルなら1万円以下で買えるようなので、パネルもずいぶん安くなったものだなぁと感心してしまいます。

私はアフリカなどで太陽光発電普及の仕事をしましたが、そこで使われるのはこのようなシステムです。一般的にこのようなシステムはソーラーホームシステム（またはSHS）と呼ばれ、主に未電化地域の家庭などに設置され、照明などのために使われていました。

現地では使い方などの説明のために、このようなセットを作り使っていたのですが、それらは現地に置いてきたので、日本でも一つ作っておこうと思い用意しました。

簡単なシステムですがこれで基本的な独立型の太陽光発電システムとなっています。システム容量を大きくすれば、日本の家庭などでも使えます。

私は個別にパーツを買い揃え自分で作りましたが、ネットで探せば同じようなセットが多分あるでしょう。

簡単に動作を言いますと、太陽電池で発電した電気をバッテリーに貯めて、それをインバーターで交流(AC)100Vに変換して使います（インバーターはパワコンとも言われています）。更にバッテリーへの充電・放電をうまく行うためにコントローラーが必要となります。電気はAC100Vに変換されているので、このセットでたいていの電気製品を動かすことができます。

一つ重要なポイントを指摘しておくと、小型のシステムは大体１２Vで作るという点です。従って、太陽電池もバッテリーもコントローラーもインバーターも１２V用のものを揃える必要があります。

このシステムを応用すればいろいろなものを太陽電池で動かすことができるので、面白いのではと思いました。

これからしばらく小型独立型の太陽光発電システムの話を書こうと思います。