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車中泊改造 ソーラパネル取り付け

最初に

このページは自動車にソーラパネルを取り付けてサブバッテリーの充電を行う方法について記述しています。ソーラーパネルの選び方、パネルの取り付け、ケーブルの引き回し、チャージコントローラの選択などについて記載しています。

最初はアイソレータ(走行充電器)で車のオルタネーター(発電機)で発電される電力でサブバッテリーを充電していました。
ところが車中泊期間が長くなり移動距離もそう長くない場合、特に電子レンジの使用頻度が多くなるとサブバッテリーが上がる事が数回ありました。
サブバッテリーが上がると数100km走行しないとフル充電にならなかったです。

そこでソーラーパネルを取り付けて、車のエンジンがかかっていなくてもサブバッテリーに充電出来るようにしました。
私はそれまでソーラーパネルと言うのは1枚数10万円するものだと思っていましたが、調べると意外に安くて発電容量やメーカーにもよりますが、1枚 1~2万円くらいの物が大半でした。これなら金額的にあまり無理なく取り付ける事が出来ると思いました。


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使用した機器リスト

今回のソーラーパネル取り付けで購入した機器リストです。
廃番になったり、ショップで扱わなくなったりしますので下記のリストを参考に似たような製品を探して頂きます様お願いします。

品名 メーカー/形式/仕様 等 備考 ネットで購入
ソーラーパネル ・SUNGA
・100W
・L1020mm×W540mm×T4mm
・USAメーカーの単結晶シリコンセルを使用
購入したPGmarketでは100Wタイプは売り切れ中 PGmarket 楽天市場店

RENOGY JAPAN
チャージコントローラ 12V/24V LCDデュアル液晶 充電コントローラー レギュレーター USB付き ソーラーチャージ 30、40、50、60、100Aから選択可。私は60Aを選びました。
楽天で購入
コネクター H型並列用 MC4用コネクター
楽天で購入
コネクター付きケーブル 必要な長さを選んで下さい
アマゾンで購入
取り付け金具等 フォームセンターで購入    

注:
バッテリー、インバータなどが一体化したポータブル電源もソーラーパネルで充電出来る機種がありますが、その場合はポータブル電源のメーカーが販売しているソーラーパネルを使用して下さいますようお願いします。

ソーラーパネルの選び方

インターネットショップを見ると多くの種類が販売されています。どれを選んだら良いか迷います。以下に選択のポイントをまとめました。

ソーラーパネルの形状について

ネットショップを見ると、 アルミフレームに固定されたタイプの物と セミフレキシブルタイプの2種類があります。
アルミフレームに固定されたパネルは家の屋根などに載っているものを見た事があるのではないかと思います。
セミフレキシブルタイプは発電セルが厚さ数mmのプラスチック板(大きな下敷きの様な感じ)に載せてあり、ある程度曲げる事ができます。

どちらを選ぶかは、どの様に車のルーフに載せるのかによるので一概にどちらが良いとは言えませんが、セミフレキシブルタイプは厚さが数mmなので車高が殆ど変わりません。
私はセミフレキシブルタイプを選びましたがキャラバンの車高ですとソーラーパネルが載っていると気が付かないくらい薄いです。

発電効率が良いものを選ぶ

ソーラーパネルのインターネットショップを見るとスペックのところに ”変換効率” ”転換率”などと書かれている数字です。正確な定義は分かりかねますが、照射された太陽光エネルギーをどの程度電力に変換できるのかという値です。
勿論大きな値の方が同じ条件の太陽光であればより大きな電力を発生します。
ただ、数%の違いを気にしてもあまり意味がないのですが、一般的に発電素子が多結晶シリコンより単結晶シリコンの方が変換効率が高いので単結晶シリコンのタイプを選択した方が良いと思います。

 発電効率=単結晶シリコン>多結晶シリコン

車の屋根に載るサイズである事

当たり前の事ですが、ソーラパネルのサイズに加えて屋根に載せる為の金具などのスペースも必要になります。それらを考慮してソーラーパネルのサイズを決めます。

車高には制限があります
車幅・車長は勿論ですが、車検証に掲載されている車高の高さより 4cm 以上高くなる改造を行うと車検に通らなくなります。
そこで疑問が生まれたのですが、市販のルーフキャリアを取り付けたら車検に通らなくなるのか? と思いました。
それで、ディーラーの知り合いに聞いたら、『簡単に取り外しが出来ない様な改造をした場合は(溶接などで取り付けた場合)、車検に通らず構造変更手続きをしなければならないけれど、簡単に着脱できる、例えば蝶ねじなどで取り付けられているような場合はその限りではない。』との事でした。ですので市販のルーフキャリアなどを取り付ける場合は構造変更手続きは必要ないという事なのだと思います。
私は取り付け金具を上手く選んで4cm以内に収めて取り付けました。

注:上記は法令を調べて記載した訳ではありません。ご自身で信頼できるルートで調査する事をお勧めします。

発電容量はどのくらい必要?

一番気になるのがどの程度の発電容量のソーラパネルを選ぶのか?という事だと思います。ネットには必要な発電容量を計算する計算式が掲載されていますが、単結晶シリコンの変換効率は20%前後なので発電容量はソーラーパネルの面積に依存します。そもそもスペックに書かれている発電容量の100Wとか200Wの値は太陽光が理想的な状態で照射しているときの値です。曇っているとか、ソーラーパネルと太陽光が垂直に照射していないなどで、スペックの発電容量通りに発電する訳ではありません。
次にどの様な電気製品を使い、どの程度サブバッテリーの電力を消費するのかによっても必要な発電容量は変わるので一概に何ワット必要という事は言えないです。

ですが、逆に車のルーフの大きさは決まっているので、ルーフに載るソーラーパネルのサイズや枚数で得る事が出来る発電容量が制限されるという事になるので、大きなキャンピングカーでも無い限り車のルーフの広さで、パネルのサイズと枚数を決めてそれで得られる発電容量を受け入れた方が良いと思います。

ちなみに私は 電子レンジ(一番電力を消費する)、冷蔵庫(夏場は一日中通電状態)、パーキングヒーター、電気毛布、パソコン、スマートフォン・カメラの充電などの電気製品を使い、サブバッテリーは2台積んでいますが100Wのソーラパネルを2枚(200W)使っています。
この組み合わせで、使っていますが、夏場日差しが強いときはサブバッテリーが上がる事はなくなりましたが、冬場日差しが弱いときに電子レンジを多く使うとサブバッテリーの蓄電容量が減って、サブバッテリー電圧が低い場合にインバーターが発するアラーム音が出る事がありました。

ソーラーパネルの取り付け

最初に
書くまでも無い事なのですが、車は高速道路では100km位のスピードで走行するので、ソーラーパネルが風で煽られて飛んで行ってしまうなどの事故が無いように取り付ける事が重要です。

私の車はキャラバンですが、キャラバンはルーフにルーフキャリアなどを取り付ける為のユーティリティナットが付いています。
ユーティリティナットやルーフレールが無い車も多いと思いますが、その場合は市販のルーフキャリアを取り付けてその上にソーラーパネルを取り付けるなどの工夫をして頂きたいと思います。

また、ソーラーパネルは元々長時間 外光・外気に晒される事を前提にしているので大丈夫だと思いますが、取り付ける為のパーツは経年劣化する様な素材は避けた方が良いと思います。例えば耐候性の無いプラスチック、接着剤、防錆されていない金属などです。

ソーラーパネル取り付け

ネットで調べると皆さん色々と工夫して取り付けているようです、取り付け方法は大別すると以下の4つになるように思います。

1)接着剤でルーフに接着する。
2)両面テープでルーフに貼る。
3)マグネットでルーフに固定する。
4)金具でルーフに固定する。(ルーフキャリアに取り付ける場合も含む)

キャラバンにはルーフキャリアなどを取り付ける為のユーティリティナットがあるので、強度と耐久性を考慮して4)をメインに3)を補助的に使って取り付ける事にしました。

ルーフに取り付ける

上にも書きましたが 車高が4cm以上高くなるのは避けたかったので、取り付ける金具は全てホームセンターでサイズを確認して購入しました。

マグネットテープ貼り付け
100円ショップで販売されていた、片面に粘着テープが付いているマグネットテープを購入してソーラパネルの裏面に貼り付けました。
マグネットで取り付けるのはあくまで補助で風で煽られてパネルがバタついたり、パネルとルーフが振動で擦れたりするのを防止する為に行いました。



キャラバンはルーフが波状になっているので波の凸部に合わせてマグネットテープを貼っています。

金具をユーティリティナットで取り付け


パネルの固定
なかなか丁度良いサイズの金具が見つからず探すのが大変でした。
ルーフに付いている黄色いシートはマグネットシートです。金属とルーフが接触して塗装を傷つけない様にしています。

ワイヤーの引き回し
購入したソーラパネルは複数枚を接続して使用する事が出来ます。100Wのパネルを2枚並列接続して200Wで使用しています。並列接続する為のコネクター、ケーブルもネットで探して購入しました。

ワイヤーは風で暴れないようする為と対候性をより確実にする為に 配管チューブとスパイラルチューブで包んで対候性のあるインシュロックで金具に固定しています。

車内への引き込み
車内にケーブルを引き込むには、元々テールランプなどへの配管チューブがあるので、それに切り込みを入れて車内に引き込みました。


引き込む時の注意点ですが、車外からケーブルを伝わって車内に雨が入り込まない様にするため、ケーブルを取り入れる切り込みより下に回してから車内に引き込む様にして下さい。

チャージコントローラ接続


ソーラパネルから直接サブバッテリーに接続するのではなく、チャージコントローラーという機器を介して接続します。

ネット情報ですがチャージコントローラーはその方式が2種類あります。
 ・MPPT制御方式=Maximum Power Point Tracking(最大電力点追従)
 ・PWM制御方式=Pulse Width Modulation(パルス幅変調)

充電効率はMPPT制御方式の方が高くて、PWM制御方式より30%効率が良く、実際の変換効率は97%程度と書いてあるネット情報がありました。
PWM制御方式は制御方式が単純なので価格が安いというメリットがあります。
車載用のチャージコントローラーは価格もそう高価という物でもないのでMPPT制御方式を選んだ方が良いと思います。

私が使用しているチャージコントローラです。LCDパネルにサブバッテリーの電圧や、充電中である事をモニター出来る様になっています。

エピローグ

ソーラーパネルを取り付けてサブバッテリーに充電できるようにしました。
今年6月から3か月程使用し、その間10日間程車中泊をしています。

電子レンジで大きく電力を消費し、冷蔵庫は通電したままで、駐車場に置いておくと夕方にはフル充電状態になっていました。
勿論、どの程度電力を消費したのかや、その時の天候に依存するので、必ず1日でフル充電になるとは限りません。
ただ、これまでの様に電子レンジを多く使った場合にサブバッテリーが上がるというトラブルはこれまでありませんでした。

冒頭にも書きました様に、ソーラーパネルの発電量は天候や太陽光の照射角度により大きく変化します。ソーラーパネルを取り付けたからと言って電力供給が完璧になる訳ではないので小まめにサブバッテリーの充電状態を確認する事をお勧めします。



END

2021年08月25日 作成

Column


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