自前の太陽光発電で電気自動車を充電し、充電料金ゼロという環境を作るには、2つの課題がありました。一つは、その「充電システム」をどのようなものにするか。もう一つは、太陽光パネルをどのように「設置」するかでした。

現在は、関西電力の「」「ナイトタイム(夜間時間)」料金で充電しており、その200V充電コンセント設置工事を見て、大まかな仕組みは理解していましたが、電気知識には欠けるために、「充電システム」を確かなものにするために、まずは並行して電気工事士(第二種)の勉強を始めました。(その後に取得)

(2011年に業者が設置した200V充電コンセント。23時からの夜間時間に充電が始まるように、タイマーを入れている)

「設置」場所の第一候補となる屋根は、入り組んだ形をしているためにメーカー製の太陽光発電を断念した過去があり、自作でなおかつ日常的な点検ができる場所として、倉庫代わりに使っているコンテナの上に架台を作ることにしました。

ただし、強風でも壊れない架台を作ることができるかが大きな課題でしたが、パネルの数や配置をどのようにするかは、「充電システム」とも関わってくる問題なので、架台の固定をどのようにするか考えつつ、まずは「充電システム」の設計に取りかかることにしました。

自宅での普通充電システムは、200Vと100Vがありますが、これまでに使っている交流の200V15Aというと、電力は電圧と電流の積(交流は時間平均)ですから、3000W(3kW)にもなります。メーカー製の一般家屋に載せるパネルでも4kWとか5kWとかですから、その時期は電気の知識がないこともあって、個人でできるのか想像もできませんでした。

そこで、漠然としていましたが、三菱のにある100V充電ケーブルは10A(家庭のコンセントは100V15A)ですから、これならできそうかもと事例をネットで調べを読みました。

また、専門知識を持つ人に聞くのが早いという安易な考えで、2018年8月には講師をお呼びして太陽光発電による充電を学ぶワークショップも開きました。

この方から学ぶ中で、100V10Aの1000W充電を目指すなら、その1.5倍のパネルが最低限必要であり、同等の蓄電地もいるとの指摘を受け、1500W(1.5kW)のパネルで1000Wの蓄電地、そして、インバーターは余裕を見て倍の2000Wというシステム基準が決まりました。 (3kWの1.5倍は4.5kWだから、それほどのパネルを載せる面積がない)

曇りによる発電量の減少やインバーターなどの損失を考慮した上でのパネルが1.5倍で、そのパネルで発電した電気をすべて電気自動車へ流すというイメージで、足らない時にはその分の電気を蓄電池から補うというシステムです。

さらに、電圧は「48V」にすると、以下のような メリットが多いことも教えていただきました。 太陽光発電の入門では12Vが取り上げられますが、今回の目的は電気自動車への充電ですから、最初から48Vで組むことにしました。(30V以上の取扱は、第2種電気工事士の資格が必要)
  1. 同じ電力で電圧が上がるということは相対的に電流値が小さくなるので、配線を細くすることができ、発熱の危険性も少なくなる。
  2. 12Vをインバーターで100Vに上げるよりも、48Vを100Vにする方が変換損失が数パーセント少なくてすむ。
そして、価格は鉛電池に比べ高いですが、メンテナンスのしやすさや長い目で見たときのコストの安さから、リチウムイオン電池を推奨され、以下のような48V(社製 48V20Ah)の「充電システム」が計画できました。

◯ソーラーパネル160W10枚(JAsolar社製 1.6kW)5直2並列、開放電圧21.6V×5=108V

◯チャージ・コントローラー(I-PANDA社製 eSmart3-40A)

◯リチウムイオン電池(社製 48V20Ah)

◯インバーター(社製 2000W)

◯漏電遮断機付ブレーカー(20A)

◯充電コンセント(パナソニック WK4311B)
|・三菱自動車充電ケーブル100V10A
◯電気自動車

(左:インバーターと 右:リチウムイオン電池)

架台の製作過程については「その3」で


太陽光発電の100Vで充電 その1(2019/02/02)

太陽光発電の参考にした「」テンダー著、ヨホホ研究所、1800円(税抜)

太陽光発電で走る時代へ 2(2018/03/15)