2024年2月13日火曜日
ソーラーパネル架台の製作
ソーラーパネルの最適な設置方位角や傾斜角のデータベースとシミレーションソフトを国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が無償で提供しています。
例えば宮崎県庁でソーラーパネルを南方向に向けた場合のソーラーパネルの最適傾斜角を上記シミレーションソフトを利用して調べると下図のようになりました。
本地点での最適傾斜角の平均は29.9度ですが、月別による最適な傾斜角は-0.3~58.7度とかなり幅があることが分かります。
さらに驚くべきことは夏至の時期は傾斜角がマイナス、つまりソーラーパネルを0.3度ですが北向きにした方が良いということです。
夏至の時期の日の出・日の入りが真東・真西より少々北側になっていることを考えると納得はしましたが体感的にはビックリでした。
次の図は同地点における『最適傾斜角における日射量グラフ』です。
毎月、最適となる傾斜角を選んだ場合の年間平均日射量は4.59(kWh/m2)であることが分かります。
さらに次の図は同地点における『年間最適傾斜角における日射量グラフ』です。
つまり年間最適傾斜角で固定した場合の年間平均日射量は4.36(kWh/m2)であり、毎月最適となる傾斜角を選んだ場合より約5%程年間平均日射量が低いことが分かります。
5%は結構大きな値です。
ソーラーパネルの傾斜角を各月ごとに手動で最適傾斜角に変えることができるようにすると太陽光を約5%増しで電気に変換できそうですし、そのことにチャレンジすること自体が楽しそうです。
ということで、傾斜角を各月ごとに手動で変更できるソーラーパネル架台を製作することにしました。
ソーラーパネル架台の土台は単管パイプで製作することにしました。
その為に単管パイプの支柱を地面に突き刺したいのですが、この場所は庭園内の街路灯用の配線が埋設されている可能性があるので下手をすると切断してしまいます。
掘り返してみると案の定井戸ポンプ小屋脇の電柱から薪棚の真下に向けて埋設ケーブルが敷設されていました。
丁度今回製作したポータブル電源収納庫の真下を通っているのでソーラー発電した電気を配電盤に届ける際には、この埋設ケーブルに沿って新規にケーブルを埋設すれば良さそうですのでその意味ではラッキーでした。
埋設ケーブルの位置を確認し薪棚の背後に単管パイプを打ち込もうした際にふと頭上を見上げると電線が通っていました。
電気設備技術基準によると電線による他の工作物等への危険防止のため、上部造営材の上方と低圧架空電線のとの最小離隔距離が2mに規制されています。
よって薪棚の背後を諦め横に設置することにしました。
多関節脚立を足場台にして単管パイプに単管打込みキャップを付けて掛矢でコツコツと3mの単管パイプを1m程地面に突き刺しました。
無理な態勢でしかも掛矢で打ち込んでいるため少々斜めになっています。
煙突やぐらの製作の時もそうでしたが、こんなに単管パイプを打ち込む事になるなら支柱ハンマーを購入すればよかったと思ってしまいました。 (-_-;)
時間は掛かりましたが無事4本の単管パイプを打ち込み終え、各単管パイプの水平、垂直、距離等を角材をあてがい少しずつ矯正していきました。
許容範囲の誤差で単管パイプの土台が出来上がりました。
単管パイプの土台の上に自在クランプを利用して傾斜角を手動で変更できるソーラーパネル架台の枠組みを組み込みました。
実は当初構想した方法では思ったように上手く動作せず何度も何度も組み換え作業の末落ち着いたのがこの形です。
次に、あらかじめ製作していたソーラーパネルを載せる木枠を単管パイプの枠組みに垂木止めクランプを利用して取り付けました。
最後にソーラーパネルを木枠にボルトで固定して完成です。
次はソーラーパネル、ポータブル電源、配電盤間の配線作業です。
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