2013年11月15日金曜日

27/07/2013 の続き 自作系統連系太陽光発電 助言求む(特に蓄電池を入れる場合)

ほぼ計画は出来ている。
架台は、壁塗装で使った三共の足場材を追加購入して、庭に、1.8m高さ2段、幅1.8m、長さ1.8mx4スパン=7.2mとする。庭の長手方向が東西からすこし反時計方向にずれているので、架台を建物に沿って、建物側に設けると、夕刻に太陽が建物の陰に入る。そのため架台全体を少し建物から離して、更に架台軸を東西にすることで、建物の蔭から逃げる工夫をする。その状態で庭の寸法取りをしたが、7.2mでぎりぎりであった。
架台の脚部に、コンクリート基礎を作るが、水だけを加えれば良い混合材(インスタントコンクリート)を25kg/袋で579円で売っていた。自分で混合するのは面倒なので、これにするか、と考えている。しかし、10袋で5,790円だ。もうちょっと検討だが、基礎は必ず必要だ。基礎高さは、架台支柱の下に基礎プレート(足場材の場合は固定プレースと称する物)を置いて、この上に設ける。永久構造物だから足場に使うクッション材などは敷かず、設置後、基礎プレートの穴からアンカーを打ち込むのが良いだろう。コンクリート打ち込み時にアンカーを取りつけておくのが簡単かもしれない。架台全体が出来てから、全体にブレス材を取りつけて緩みを無くせば良い。架台下の通路部は開けておくが、台風時にはブレス止めできるようにしておく。
必要な主要部材は、支柱20本、手すり(横材)26本だが、壁塗りで、支柱12本手すり3本を買っているので、不足は支柱8本(単価1860円)手すり23本(単価1320円)が必要で合計45,200円となる。
現有の歩道(踏板)3個は、600mmブラケットは使わないので、手すりに載せて歩道代わりに使うことになるだろう。
水平主材として、足場材の手すりを使うことは少々不安で、42.8φのパイプを使うとすれば、支柱20本、手摺(短手のみ)10本、パイプ42.8φ4m x 8本と、クランプ16個となり、不足分支柱8本(単価1860円)、手摺7本(1320円)、パイプ(1430円)8本、クランプ(200円)16個で、合計38,760円になる。短手もパイプ2mものを使う方が良いかもしれない。要するに追加資材として、足場材を使うより、パイプを使う方が、強度的に強く、経済的にもなるってことだ。
足場材を使うとしても、できるだけガタの無い部材を手に入れたく、上記値段は中古の値段なので、新品ではいくらかを調べねばならない。その点からも、現有の足場材+パイプ購入での組み合わせが望ましい。パイプ材であれば、支柱ピッチを1.8mにするとの制限が無く庭の長さが不足の場合も対応が容易だ。それに、初期投資を少なくして、順次買い入れできる点からも現有足場材+パイプでの対応が良さそうだ。
ただパイプ4m物はかなり重い。これが倒れると人家に大きな被害が出る。足場材料とうまく組み合わせてトラブル無く作業することが必要だなどと、頭の中の計画は順次姿を変えながらもベターな方向に進んでいる。
とにかく、足場材を現有し、その分だけで、1スパン分は出来ることから、計画のみならず計画変更がとても容易にできる。よし、パイプ構成で推進しよう。
架台やパネルの設置だけを考えると、壁塗りとか屋根塗りに比べると遥かに簡単である。
とにかく、焦らずがっちりと造ってゆけば良い等と考えるが、やはり、遣り始めが気分ブルーになってしまう。

架台より問題となるのは太陽光パネルで、補助金の対象となるパネルが決められているようだ。
http://www.j-pec.or.jp/subsidy_system/system.php
ここで決められたメーカーのパネルを買うのがベストと思える。
ここは、J-PEC協会だが、例えば、下記のメーカーではJ-PEC認証と記載されているが、J-PECでは自動的には現れない。メーカーと連絡しながら選定しなければならない。
http://www.tuv.com/jp/japan/services_jp/product_testing_jp/electronic_components_laser_jp/pv_modules/photovoltaic-modules.html
最も重要なのは、電力計とか、パワーコンディショナー、接続器の配置と、配線をどうするかだ。
壁を切り裂いたり線ピを設けて、配線をしなければならない。それも、見栄え良く行う必要がある。
でもまぁ、何とかなるのかな?

材料のチェックにジョイフル本田とRoyalを走り回った。
全般的にRoyalが安いのだが、セメント類は本田が安い。但し砂利はLoyalが安い。本田は足場材の品数が揃っている。注意すべきは、Royalの売り場の品種からすると、パイプクランプは、48.2x48.2 と、48.2と42.7の兼用のが別にあるようなのだ。が、本田には兼用のは置いていない。それに、異径クランプは48.2+31.8はあるが、48.2+38.2は無いのだ。
基礎ボルトとしては色々考え、色々調べたが、結局、ステンフックセット6(1/4in)mmx75だと、ナット、ワッシャーと、プラスチックワッシャも付いて、10組699円が良さそうだ。(本田で10組499円で売っていたので、試しに一袋買った。Joyful本田を馬鹿にするな、である)後から追加で計40組計2,000円となった。あれこれ金が掛かる。
セメントは、インスタントコンクリートと自分で配合する場合の経済性比較だが、比較するまでも無く自分で配合する方が安価だ。混合するためのトロ箱買うのでなく、バケツのような物を使えば良い。先ずは、基礎関係を購入することにする。つまり、固定ベース、ステンフックセット、コンクリート資材だ。

横材も48.2φを使うことにする。どうやら、その方が経済的だ。斜め材は31.8φがよさそうだ。
基礎を作る時は、コンクリートは一か所に一時に投入するのでなく、一か所には浅く何箇所かを同時に投入する。そうすれば、砂や砂利が分離するのを防止できるし、隙間なく充満するにも容易と思える。だが、分割投入すると、今度はコンクリート同志の接着が問題になる。これを解決するには鉄筋とかを入れて、コンクリート塊同志を結ぶことが必要だ。深さも浅く、架台自重+10kg/m2 と荷重も小さいので、鉄筋は入れたくない。が、他方一気投入できるかとの問題もある。鉄筋を結ぶ針金はあるので、問題は鉄筋の購入と切断になる。鉄筋を切る金ノコもあるし、ここは、徹底的な工事にするか?等と迷っている。結論は穴を掘りながら考える。実は、枚方拠点の垣根ブロックは高さは500mm程度で低く、その上にアルミ垣根を設けているが、その下には頑丈な基礎を設けている。基礎には鉄筋を十分に仕込んだのだ。だから鉄筋仕事は十分に経験がある。
鉄筋を入れれば、コンクリート投入をゆっくりできて、上端のレベル合わせが十分に出来る。やはり鉄筋を入れることにした。つまり、異径鉄筋も購入せねばならないってことだ。

庭の上を通信線の引き入れ線が通っている。できれば太陽光パネルをこの上を通したい。その意味では、支柱高さは、出来るだけ高くしたい。パイプ支柱は長いのを買い、足場支柱はパイプを継ぎ足せば高くできる。この工夫も考えねばならない。

かような事を考え、実行しながら、人は年老いて行くのだ。まぁ、そんなものだろう。なんとなくさびしく思えることなんだけど、それが真実なのだ。

さて、買取制度のの適用だが、東京電力のHPを見ると、「再エネ買取制度の買取対象設備である旨の、国の認定が必要です。」と記載されている。その認定は、JP-AC(一般社団法人太陽光発電協会)の設備認定が必要となっている。
http://www.tepco.co.jp/e-rates/individual/shin-ene/saiene/index-j.html
http://www.fit.go.jp/
その手続きは、下記に記載されているが、ここの下の方に書かれている。
http://www.wulong.jp/solar.html
その記載によれば、「補助金申請には各パネルメーカーがテストし、JET(電気安全環境研究所)から認証されたパワコンとの組合せしか申請できないらしく、・・・」と記載されている。つまり、指定されたメーカーの指定されたパネルでしか認可されない。更に、架台とかの設備についても認可が必要らしい。規制緩和、規制緩和と言いながらも、一般人が申請し難い方式になっているようだ。
方策としては、架台までは自作して、そこに業者に太陽光システムの設置を頼むって方法もあるが、それでは面白くない。結局は、今回の僕の太陽光設備は、買取制度までは考えず、最悪、自分の消費する電力を抑制することだと割り切る必要があるようだ。
この考えに徹して設備造りを行うことにした。
ところで、系統連系の重要なポイントを記載しておく。
太陽光側からと電力会社系統からの、いずれから電流が流れるかは、パワコンで太陽光側の電圧を系統側よりも高く107V程度に設定しておくと、本来は太陽光側から供給され、電力消費が多くなり太陽光側の電圧が下がった時点では、系統側から供給されることになる。系統側の周波数に合わせることもパワコンで行うことになるのだ。

ただ大きな問題が出て来た。停電時にどうなるかだが、これは業界でも完全には対応できていないようだ。停電時に太陽光にさらしっぱなしにして問題があるかどうかの明確な資料はない。が、あまり気にされていないところを見ると、余程長期間の停電でなければ大丈夫そうだ。
http://kaden.watch.impress.co.jp/docs/column/20110323_434311.html
http://www.smak.jp/diagnosis/smart/index.html
更に、系統側の電圧が上がった場合に、電圧上昇抑制って問題が出て、発電が止まることがあるらしい。つまり、系統側の電圧が高いと、太陽光発電側から電流が流れない状況が生じるのだ。
売電している場合でも問題が起こっているらしい。なかなかいろんな問題があるものだ。

調達開始
材料長さは最大4mとした。これ以上になると扱いが大変になりそうだ。だから伸ばしたい時には、少々金は掛かるが、1mとかの長さと、パイプ接合金具を使う。細かい追加は後にしておおざっぱに主要材を手配する。なお、支柱と基礎プレートの接合をどうするかを悩んでいる。多分、基礎プレートの立て部分にボルト穴が開いているので、支柱側にも穴を開けてボルトどめになるだろう。
更に考えたが、支柱と基礎プレートをはめた状態で、僅かに貫通穴が出来る。支柱と固定ベースが同じメーカーだと同じ位置に穴がくるらしい。とにかく、僕の買ったのは穴が合わない。ここに入るような楔を考えてもよいかもしれない。足場専門用語ではピンと称するらしい。松葉ピン(別名Rピン)、とか、Vピンを調べよう。
Royalで、6x15の松葉ピンが、4個109円であった。代わりに、フックボルトのセットも使えそうだ。パイプと固定ベースの繋ぎの場合は、パイプに穴あけが必要だ。パイプとパイプには手摺用ジョイントに相当するボンジョイント229円が使える。パイプに穴を開けるなら直線ジョイント(239円)が使える。
http://www.taiyoseiki.co.jp/catalog/page/251_255.pdf#search='%E8%B6%B3%E5%A0%B4+%E3%83%94%E3%83%B3'
また、支柱として4mパイプを使う場合、更に1mを追加するなら、3m+2mとする方が扱い易い。これらは順次考えてゆくことにあする。

48.6φ用基礎プレート(固定ベース) 219円(本田278円)x6個=1,314円 4個は既存で計10個
基礎ボルト用ステンフックセット10本入499円(Lで699円)最終時点で、4組(40本)必要=1,996円
基礎鉄筋1mもの(107円)x2本/基礎x10基礎=2,140円  総計5,500円
さて、準備は十分に整った。実は、この間に、AIRASIAの安売りがあって、親戚5人との豪州パースへの航空券を買い、宿やツアーの準備を進めていた。宿についてはほぼ目処がついたので、太陽光の件に集中できるようになった。よ~し!

基礎穴を掘り始めたが、3か所目で排水配管との干渉が生じた。架台脚をずらすか架台配置を変更する必要が生じた。

Joyful本田で砂利を3袋買った時点で、4袋目を買いに行ったところ、20kg178円から198円に値上がりしていた。Loyalどころか近所の長崎屋と同じ値段になってしまった。ので、運動にはならないが近所で買うことにした。
セメント25kg一袋 378円 砂3袋、砂利5袋各198円= 合計2000円購入

配線方法を調べた。今の配線は、2階で引込、それが地上に降りて、
電力計(時間別契約)を経て、2系統に別れ、家屋内配線は3線(白、黒、赤)で台所の分電盤の、契約50A過電流ブレーカー⇒漏電過電流ブレーカー⇒各系列配線用ブレーカー⇒各系統配線 となっている。配線用ブレーカーの一つは、単層200V(2線赤、黒線)で他は単層100V(2線全て黒、白線)となっている。実測していないが白線は中性線、赤線は第一相、黒線第2相だろう。2系統への分岐は、電力計から14mm2(4φ)白赤黒3線で鋼板プールボックス内で、多分、圧着端子で結線し、屋内側3線 エコキュート側2線(赤、黒)に分岐し、エコキュート側は、20A過電流ブレーカーとなっている。普通ブレーカだから、2mmφだ。が、しかし、パワーコンディショナーの施工要領書では、5.5mm2(2.6mmφ)が要求されていた。アース線は3.5mm2(2mmφ)が要求されているが、これは、1.6mmφでも良いだろう。ブレーカーは樹脂製ふた開閉式のスイッチボックス(ウオールボックス)に入っている。
この系統のどこに太陽光からの配線を入れるかだが、ベストなのは、太陽光用逆接続可ブレーカーからの配線を、系統の契約ブレーカーと漏電遮断機の間にいれる方式らしい。
系統線上で示すと、
引っ込み線⇒既設電力計⇒新設売電力計⇒系統とエコキュートに分岐⇒(系統側)既設契約ブレーカー⇒太陽光から逆接続可ブレーカー経由入線⇒既設家屋内漏電過電流ブレーカー
となる。
我が家の場合、屋内部を分電盤まで配線は困難なので、既設契約ブレーカーを太陽光側からの配線を繋ぎ易い場所に位置替えするか、その位置に新しい契約ブレーカーを付けるかとなる。
新売電力計は屋外の検針容易な位置に配置すべきだろう。取付は電力計代金を支払わねばならないが、電力会社が行うらしい。
屋内の機器配置計画をして、木製カット合板(300x900x9t)2枚280円x2枚と同じく合板(300x400x9t)1枚180円を購入した。300x400板は屋外の新Whメータを取付けるので、支持パイプ19φを2本138円x2 及び SUS製パイプホルダー4個 25円x4 も購入した。取付ネジは既存のを使う。地上に固定したパイプに板を取付けるが、パイプの固定方法は、ブロックを地中に埋め込み、その穴にパイプを差込み、そこにモルタルを入れる予定だ。
また、14mm2(4mmφ)用6φ穴圧着端子(10個)499円を購入した。ボルトは別購入だ。
電気配線機器類は、配線自体は前面からできるようになっているが、配線を背面に通せるように、合板を柱に取り付けて、壁との隙間に配線を通すように考えている。屋外から屋内へは、壁に穴をあけるまでもなく、なぜか余分な通気穴があるのでこれを利用する。屋外に設ける新電力計は、配置上、地上に近いので、地上にパイプを基礎打ちで設け、これに合板を取り付ける。新配線や、配線接続用プールボックスはネジで壁に打ちこまねばならないだろう。

その後、東京電力のHPを調べたが、やはり太陽光からに入電は、契約ブレーカーの負荷側、漏電過負荷ブレーカーの電源側に繋がねばならないようだ。契約ブレーカーの位置変更の可否を東電に問うべきかとも考えたが、壁に穴を開けて、分電盤まで配線さえすれば、売電電力計さえ追加すれば、契約ブレーカまでの配線は電力計追加だけで良いことになる。そこで、壁に穴を開ける方向で考えることにした。LOYALを見に行くと、壁から天井ににかけての配線を隠す樹脂製線ピとして接着剤付があるので簡単に出来そうだ。ってことで、この方向で検討する。
なお、電力計の位置は、地上から1.8m~2mとも記載されていて、19.1φのパイプ長さは1mでは不足になる。直線ジョイントがあれば接続して長くすることとした。が、以下に示すように、この中途半端なパイプは、結局無駄になった。

契約ブレーカーと漏電過負荷ブレーカのどこに太陽光からの配線を入れるかだが、ブレーカーの接点は、共に、差込タイプなので、ブレーカーの接点での接続は難しい。そこで、両ブレーカーの中間に圧着端子を使って、3本をまとめることにする。配線は太陽光側2φ、50Aブレーカー側14mm2(4φ)圧着端子は購入済みのR14-5を使い、2φ側は、R2-6を追加購入が必要。6mmのボルトも必要になる。圧着工具は14mm2用を購入するかペンチで済ませるかは一度試しで圧着してみる。なお、ここの作業は、契約ブレーカーを切れば安心作業となる。電力計の追加を含めてできるだけ配線作業が単純・安心で、配線の変更少なくできるように計画する。

東京電力の、電力計接地の資料を更に読み直した。
http://www.tepco.co.jp/service/custom/koujiten/naisen/images/07-j.pdf#search='%E9%9B%BB%E5%8A%9B%E9%87%8F%E8%A8%88%E9%A1%9E%E5%8F%8A%E3%81%B3%E8%A8%88%E5%99%A8%E7%AE%B1%E3%81%AE%E6%96%BD+%E6%9D%B1%E4%BA%AC%E9%9B%BB%E5%8A%9B'
ここから判断すると、取付方法は、かなりがっちりとしていないと駄目そうだ。パイプ、それも、中継したパイプを立てて、そこに板を取り付けて、これに電力計を取付ける方法では、東京電力担当者が自分の責任問題として拒否する可能性が高い。
そこで、既設分の取り付け方、樹脂板を壁に取り付けて、これに取り付ける方法を考えることにした。先ずは、取付板を調べると、上の資料に表があり、我が家の電力計は単相3線~120Aだ。
1単相3線式50以上は、410x250、30A以下350x200となっている。が、我が家のは実測すると、350x220になっている。Loyalに行って調べると、ボックスは下記で、
WP-3J-Z ~120A 420x260 4990円 WP-2J-Z ~30A 350x220 2990円
取付板は、下記となっている。
B-3J-Z  ~120A 1650円、 B-2J-Z ~30A 1290
http://item.rakuten.co.jp/kys/mir-wp-3j-z/

ところが、我が家の電力計は、~120であるにも拘わらず、サイズは350x220になっている。
でもまぁ、既に取りつけられているので、これをどうのこうの言うことはないでしょう。
新しいのは、売り電用電力計で、これは~30Aで良さそうだ。このことは、下記の電力計の写真を拡大で見れば判る。
http://www.wulong.jp/solar.html

以上の事情で、新しく壁付け板とボックスは30Aのを使用する。
写真で、入力は、右上引込口から降りてきて、ぐるっと下を回り電力計左側の入力に入り、出力から出て、電力計の下を上に上がり、窓の上を左の、屋内配線経由で契約過電流遮断機+漏電過負荷遮断機+分電盤 と エコキュート遮断機への分岐へと配線されている。
新しい、売電用電力計は、配線の交差を無くすとか、ケーブル結線を最小にするには、窓と電力計の間に、新しい売電電力計を置くのがベストだ。そのためには、既設電力計を右に移動させてスペースの確保が必要になる。なお、電力計の高さは、既設電力計の高さと同じレベルにする必要がある。(東電の基準では1800mm~2200mm)
そこで、既設電力計を右に移すことで、窓との間に空いた隙間に新しい売電電力計を置き、既設電力計の出力配線を下に回して、売電電力計の入力に入れる。次いで、売電電力計から分電盤への配線(つまり出力配線)を上から繋ぎこめば良い。恐らく、電力計間の短い配線を除けば、他の配線は、既存配線で出来るだろう。それも、線を切ることなく繋ぎ換えだけで出来ると思う。
今現在でも、既設電力計を横にずらせるが、600V以下の電力計取付は電気工事士でなくとも出来るものの、電線を直接、造営材に取付ける作業は電気工事士でないとできない。資格無しでやれるかどうか、微妙なとこだが、別に無理をすることはない。電気工事士の資格を取ったら、まっさきにやろう。ただ、売電電力計は、太陽光レベルの30Aで良いのか、家の契約電力50A(~120A)が必要か判然としない。ここは、やはり東京電力に申請を出すときに相談するのが妥当だろう。

次いで、パワーコンデショナーを手配すべきかどうかを検討だ。各メーカー一覧表はここ。
http://太陽光発電・ソーラーパネル比較.com/maker/mkr_pwcdn_list.htm
http://item.rakuten.co.jp/conpaneya/vbpc227a3/?scid=af_pc_link_txt&sc2id=274976029
http://search.rakuten.co.jp/search/mall/VBSSK4R/-/?l-id=s_search&l2-id=shop_header_search&x=40
以前に調べたパナソニックVBPC227A3またはA4、2.7kw115,500円と接続箱VBSSK4R19,000円または三菱電機接続箱PV-CN03G11,400円以外にあるかも調べたら、あった。
パナで安いの見つけた。合計13万円未満だ。
http://www.conpaneya.jp/category/999.html
http://item.rakuten.co.jp/conpaneya/c/0000001252/
http://www.conpaneya.jp/category/998.html
三菱電機PV-PS18GA(接続箱付)1.8kwがあった、金額は共に13万円程度だ。容量的には前者が有利だが、配線や手配も後者が楽そうだ。前者には使用者の記録があるが、後者には使用者の記録は無い。
http://item.rakuten.co.jp/smartcity/bmj-tu-43522/
更に、サンテック社のGP27Dは、接続箱別で2.7KW115,500円(パナソニックと同金額)
http://www.chubu-all-denka.com/00item/taiyo/index5.html
なお、PV-PS18GAについて疑問があり三菱電機に問い合わせた。回答が下記です。
■ご回答
①のご質問について
 ・PV-PS18GAは、昇圧接続箱機能を内蔵しており、他のパワーコンディショナー(例えば
  屋外型のPV-PS40Jは標準接続箱機能内蔵)と比較して、特別に別途余分な
  機器を必要とすることはありません。
  但し、本機は他のパワコンと違ってリモコンが付属しており、運転操作はそのリモコン
  で行ないます。そのための通信ケーブル(PVC 2芯でφ0.5~φ0.8mm)を別途
  準備いただく必要があります。

②のご質問について
 ・PV-PS18GAは自立運転機能が無いため、停電時は完全に運転(発電)を停止
  し、系統連系で運転中の家の配電系統は停止します。
  尚、他の自立運転機能つきのパワーコンディショナーも、発電できる状態で停電に
  なると運転を停止し、自立運転に切り替えた場合、自立運転コンセントからのみ
  電気を取り出すことが出来ますが、家の配電系統への通電はできない為、
  系統連系で運転中の家の配電系統は停止します。

③のご質問について
 ・PV-PS18GAのアース線につきましては、従来は余裕を見て5.5sqをお願いし
  ておりましたが、見直しの結果、太陽光用ブレーカの容量が50A以下の
  場合は、3.5sq以上で可とさせていただいておりますので、PV-PS18GA
  システムのアース線径は3.5sqで問題ございません。


尚、他にご質問等ございましたら弊社太陽光発電技術相談センター(0120
-314-382)までお問合せいただきますようにお願い申し上げます。 以上

アース棒を調べたら、R型とF型があり、F型が安い。どうせならとSF-900(F型900mm)400円を2本買った。緑のアース線は5.5mm2が、149円/mであったが、長さが未定なので、購入は後だ。

2014年4月18日時点で、基礎3か所打込み。位置決めが間違ったのもあるが、架台はそれに合わせて組むことにする。特に基礎の上の方は、砂利を少なく、砂とセメントだけで形を作ったり、隙間を埋めるので砂利は余り、セメントが不足するようだ。
真に1mの鉄筋を叩きこんでいるのでかなり丈夫だとは思うが、基礎全体が沈下の恐れはありそうだ。