こんにちは、たかおです。
たかおのビオトープには電気がないので独立太陽光発電をしています。
名付けて、「たかおの太陽光発電所」
周囲を山に囲まれ、さらに日照時間が短くなるこの時期、貴重な太陽光を最大限利用したく太陽光パネルの設置角度を変えてみました。
目次
- １ 現在の設置状況と現在の発電状況
- ２ 理想の設置角度を考える
- 2.1 通年で同じ角度で設置する場合
- 2.2 年2回角度を変える場合
- ３ 材料と費用
- ４ 仮設置でまさかの結果
- ５ ソーラーパネルを本設置
１ 現在の設置状況と現在の発電状況
現在のソーラーパネルは薪棚の屋根の上に置いてあります。概ね南向きに設置されていて角度は約３度です。夏は特段問題を感じませんでしたが、太陽の高度が下がるこれからの季節には不向きです。実際には100Wパネルでも0.2Aしか発電されておりませんでした（この日は曇天の影響）。
２ 理想の設置角度を考える
季節ごとの太陽の高度を再確認してみます。
すると
春分：約55度
夏至：約80度
秋分：約55度
冬至：約30度
最大に発電量するためには太陽光をソーラーパネルに直角に当てたいので90度から太陽の高度を引いた角度が設置角度になります。
理想の設置角度は
春分 35度（90-55）
夏至 10度（90-80）
秋分 35度（90-55）
冬至 60度（90-30）
毎日毎日、理想の角度で設置するわけにもいきません。
では、いつ何度に設置すればいいのかということを考えます。
2.1 通年で同じ角度で設置する場合
春分や秋分の角度（夏至と冬至の平均）の35度で設置するのが良さそうです。
家の屋根の場合はこんな感じだと思います。
2.2 年2回角度を変える場合
たかおのビオトープは日照時間が短いので理想に近づくよう年に2回角度を変えます。
2つの方法の違いのイメージを図で示すと次のとおりです。
縦軸をソーラーパネルの設置角度、横軸を季節（時間）にしています。
実際のところは曲線になりますが簡易に示しています。
下の図が半年毎に47.5度と22.5度に設置した際のズレ（青）
通年設置よりも2回角度を変えた方が理想とのズレが小さくなります。
ということで、設置角度は次のとおりとします。
３ 材料と費用
今回は薪棚から単管パイプでひさし風に延長して、さらに角度を調整します。
これに自在クランプで単管（メッキ）を追加し角度調整が可能とした
材料と費用はこちら（ご参考までに端数丸め）
コンクリ平ブロック 300円/枚 ✖ 2枚 （ストック）
ベースプレート 300円/個 ✖ 2個
単管パイプ１ｍ 550円/本 ✖ ４本
単管パイプ2ｍ 1100円/本 ✖ 2本 （ストック）
自在クランプ 200円/個 ✖ 8個 （ストック）
松角材１ｍ 200円/本 ✖ 4本
サポート金具 200円/5個 ✖ ２セット
防腐剤 ストック
写真は冬季の角度になっています。仮組（横）の写真でいうと、右側を中心点にして左側を持ち上げることで角度を緩くします。その際、横の単管パイプの間隔は変えずに、縦の単管パイプを前に出すことで対応します。
４ 仮設置でまさかの結果
効果を早く知りたくてパネルを仮設置し発電量を確認
なんと発電量は0.3Aと0.2Aとなりました。
ほぼ同じというか寝てる方がまだ多い？？
ちなみに大きいソーラーパネルは2枚とも100Wです。
パネルとメーターは左は左、右は右で接続されています。
2倍の発電量を期待したのですがほぼ同じ。
なんで？？
曇りや日没後では太陽光は拡散するためパネルの向きはあまり重要でないと思われます。発電量の違いは誤差か、もしくはコードの長さの影響で逆転しているか。
気をとりなおして後日、直射日光が当たる時間帯で確認
５ ソーラーパネルを本設置
そこそこの効果が確認できたので本設します。
防腐剤を塗ることで木材のもちは大きく変わります。
自己満足のため薪棚と同様に単管パイプ等を着色します。
単管パイプや取付金具の亜鉛メッキを塗装するには下地処理が必要です。
こうした作業は天気のいい日にやりたいです。できれば午前中がいいです。
日が陰ると気温が下がり大気中の湿気が下りてきますので。
左：下地処理のスプレー 中：組立途中 右：この日の眩しい太陽ももうすぐ沈む
なんとか日が高いうちに作業を終えることができました。突貫作業に近かったため塗り残しも多少ありますが、まぁまた今度なにかのついでにタッチアップします。
正午近くでは、なかなかいい発電量です（自我自賛）
日照時間が短いのが何とも言えません。
あっ！！ ３０Wパネルを置き去りにしたことに気づきました。
まぁまた今度、何かのついでに・・・
お読みいただきありがとうございました。
