自宅でできるDIYソーラー発電の始め方！ポタ電選びから配線・費用対効果まで

自宅でのDIYソーラー発電を導入。Jackeryのポタ電とLVYUANのパネル2枚を総額約13万円で購入。設置場所や直列配線、アプリ設定を試行錯誤し、月28.7kWhを発電。約9.3年で元が取れる計算です。

自宅でソーラー発電

もともとソーラー発電には興味がありました。災害などで停電が発生した際でも電気を確保できるという点は、大きな安心材料ですし、普段の生活でも発電した分だけ電気代を抑えられるというメリットがあります。
しかし、我が家の屋根は瓦で、しかも形状が複雑なため設置のハードルが高く、さらに将来的な撤去や廃棄の手間を考えると、業者に依頼して屋根に設置するタイプのソーラー発電システムは見送っていました。
そんな中、最近のアウトドアブームもあり車中泊に興味を持つようになりました。調べていくと、ポータブル電源（いわゆるポタ電）が必須アイテムとされていることを知り、いろいろと情報を集め始めました。
最近のポータブル電源は、リン酸鉄リチウムイオン電池を採用したモデルが増えており、安全性や耐久性が大きく向上しています。さらに、キャンプなどのシーンではモバイル型のソーラーパネルを使って充電できる製品も多く、電源の自由度が高まっているのも魅力です。
そこでソーラーパネルについても調べてみると、据え置きタイプでも軽量な製品があることが分かりました。これならDIYでの設置も現実的で、自分でも導入できそうだと考えました。

ポタ電とソーラーパネル購入

というわけで、思い切って200Wのソーラーパネルを2枚とポータブル電源を購入してみました。
ポータブル電源は、いろいろと比較検討した結果、発売されたばかりの「Jackery 1500 New」を選択。最新モデルでありながら、ちょうど40％OFFのセールが実施されていたのも大きな決め手でした。さらに、Jackeryは将来的な廃棄時に回収サービスがある点も安心材料の一つです。
ソーラーパネルについては悩みました。市場には100Wクラスの製品が多いのですが、Jackery 1500 Newが最大400W入力に対応しているため、発電設置性も考え200Wパネルを2枚構成にすることにしました。
また、パネル選びでは出力だけでなく、縦横比や耐久性、コネクタ形状なども比較検討。その結果、Jackery純正ではなく、コストパフォーマンスや仕様面でバランスの良いLVYUAN製を選びました。
接続面については、ポータブル電源側がJackery独自のDC8020コネクタ、パネル側は一般的なMC4コネクタのため、変換ケーブルも併せて購入しています。
さっそく動作確認を実施。3月の快晴の日に、パネルを地面に設置した状態でテストしたところ、2枚接続で最大235W前後の入力を確認できました。

接続は、各パネルをそれぞれケーブルで接続し、Jackery 1500 Newの2系統入力へ個別に接続しています。使用したケーブルが5mとやや長めだったため、多少のロスが発生している可能性もありそうですが、まずまずの発電量といえそうです。

ソーラーパネル設置

ソーラーパネルの設置場所については、想像以上に試行錯誤することになりました。設置にあたって重視したポイントは以下の2つです。

できるだけ長時間、太陽光が正面から当たること
パネルの一部でも影がかからないこと

この条件を満たすために、いくつか設置方法を試してみました。

① 南側の壁に設置
まず試したのは、南側の壁面への設置です。金具を取り付け、ステンレスワイヤーでパネルを吊り下げる方法を採用しました。
パネルは1枚約3.4kgと比較的軽量ではあるものの、窓から一人で吊り下げる作業は思った以上に大変でした。設置した壁の都合で、1枚は横向き、もう1枚は縦向きで設置しています。
当初、3月のように太陽高度が低い時期は順調でしたが、春に入り太陽の角度が高くなるにつれて、屋根の影がかかる時間帯が発生。結果として発電量が徐々に低下してしまいました。

② パネルに角度をつけて設置
次に、パネルに角度を持たせる方法を試しました。
壁面に対してフラットに設置すると、太陽との角度が直角（90°）から外れてしまい、発電効率が下がってしまいます。そこで角度を調整し、できるだけ太陽光を正面から受けるようにしたところ、発電量の改善が見られました。

③ バルコニーから1階屋根へ設置
②の方法で発電量自体は改善したものの、新たな問題が発生しました。パネルの影が下にある水耕栽培スペースにかかり、作物の生育に影響が出てしまったのです。
そこで最終的に、バルコニーから1階の屋根に沿わせて設置する方法に変更しました。
今回使用しているパネルは比較的柔軟性があるため、屋根形状に沿って自然に角度がつきます。その結果、太陽光の当たり方も良好で、なおかつ作物への影も避けることができました。

配線の屋内引き込み

次に、ソーラーパネルからの配線を屋内へ引き込む作業です。
今回は壁に新しく穴を開けることは避けたかったため、既存の換気口を利用する方法を採用しました。換気口のスリット部分を少し広げてケーブルを通し、隙間はスポンジでしっかり埋めています。これにより、虫などの侵入も防げるようにしました。
室内側の配線には、オレンジ色のケーブルに白いコルゲートチューブを被せて保護しています。見た目の整理と同時に、擦れや劣化の対策も兼ねています。
そのままケーブルを下に引き下ろし、最終的にポータブル電源「Jackery 1500 New」を設置しました。

2枚のソーラーパネルをどう接続するか

ソーラーパネルは直列・並列どちらの接続にも対応していますが、使用する際は受け側となるポータブル電源（ポタ電）の入力許容値内に収める必要があります。
今回使用している「Jackery 1500 New」のDC入力仕様は以下の通りです。

PV入力：16〜60V ⎓ 12A
2ポート合計電流制限：21A
最大入力：400W

一方、ソーラーパネル（LVYUAN製）の仕様は、

出力：200W
サイズ：1580×710mm
重量：3.4kg
出力特性：23.6V／10A

初期構成では、パネルをそれぞれポタ電の2ポートに接続しました。説明書には「2ポート使用時は同一種類のパネルを接続すること」と記載があるため、内部的には並列接続に近い制御がされているものと考えられます。
しかし、設置位置からポタ電までの距離が長く、配線も長くなってしまったため、配線による抵抗損失を抑える目的で直列接続へ変更しました。
パネル2枚の直列接続であれば電圧は約47Vとなり、入力上限の60V以内に収まります。一方で、3枚直列にすると60Vを超えてしまうため、この構成は使用できません。
直列接続は非常に簡単で、ソーラーパネルのMC4コネクタをそのまま接続するだけです。プラスとマイナスがオス・メスで対になっているため、自然に直列接続となり、残った2本のケーブルをポタ電へ接続すれば完了です。
直列接続にすると電圧が上がり、その分電流が下がるため、配線ロス（抵抗損失）を低減できるというメリットがあります。
一方でデメリットとして、片方のパネルに影がかかると全体の発電量が低下してしまう点があります。そのため、パネルはできるだけ同じ条件（同じ向き・同じ日照環境）になるよう、まとめて設置するのがおすすめです。

発電量の記録

Jackeryのアプリ設定

まず「Jackery 1500 New」にソーラーパネルからの配線を接続し、あわせて充電ケーブルを家庭用コンセントに接続します。
その後、専用アプリを使って各種設定を行います。
アプリには「動作モード変更」という項目があり、ソーラー発電の電力を優先的に使用するモードを選択できます。
さらに「エネルギー備蓄量」を設定することで、バッテリー残量の下限を決めることができます。この設定値を下回ると、コンセントからの電力に自動で切り替わり（UPSモード）、接続された機器へ電力供給が行われます。
なお、バッテリー残量が100％になるとソーラーからの充電が止まってしまうため、日中に発電を有効活用するには、あえて満充電にならないよう調整する必要があります。そのため、エネルギー備蓄量は低めに設定するのが基本です。
一方で、停電時の備えを考えると、バッテリー残量はできるだけ多く確保しておきたいところ。このあたりは運用のバランスが重要です。
我が家では、水槽のポンプなどで常時約70Wの電力を使用しており、快晴時の日中は最大約240Wほど発電しています。
現在はエネルギー備蓄量を50％に設定して運用しており、この条件だとバッテリー残量は日中でも最大80％程度に収まる状態です。
なお、電力消費を例えば120W程度まで増やせば、備蓄量の設定をさらに引き上げることも可能です。しかしその場合、UPSモードへの切り替えが頻繁に発生してしまいました。
ポータブル電源への負荷としてあまり好ましくなさそうな挙動だったため、現在は安定性を優先してこの設定に落ち着いています（なお、以前使用していた初代1500の故障との関連は不明ですが、この挙動も一因の可能性は否定できません）。

実際の発電量

瞬時の発電量

　3月中旬、①の南側の壁にフラットに取り付けた状態で計測したところ、晴天時の昼頃にはピークで約220Wの発電量を確認できました。
その後、パネルの角度や設置場所を試行錯誤しながら調整を行った結果、5月の快晴時には最大267Wまで発電量が向上しました。
一方で、時間帯や天候による影響も大きく、朝方は太陽との角度が浅いため50～60W程度にとどまり、雨天時では20～30W程度の発電量となります。
これらの変動は設置位置だけでなく、使用しているソーラーパネル自体の特性にも左右されるため、最適な条件を見つけることが重要だと感じました。

Jackery 1500 New　故障

Jackery 1500 NewのAC出力が突然使えなくなってしまいました。
USB出力や本体への充電は問題なく動作しているため、インバーター系統の不具合の可能性が高そうです。
使い始めてまだ2週間ほどだったこともあり、すぐにカスタマーサービスへ問い合わせを実施。
2〜3回のメールでのやり取りを経て、初期不良と判断され、交換対応してもらえることになりました。
その後、約1週間で代替品が到着。
配達時にそのまま不具合品を宅配業者へ引き渡す形で、スムーズに交換が完了しました。
現在は新しい本体で問題なく使用できています。

元を取るには何年かかる？

5月の発電量は合計で28.7kWhに到達しました。設置場所や角度の最適化が効いた結果だと感じています。

そこで、この実績値をもとに費用対効果をあらためて試算してみました。

■ 発電量と電気代削減効果
月間発電量：28.7kWh
年間換算：28.7 × 12 ＝ 344kWh
電気単価を1kWhあたり40.49円とすると、
年間の電気代削減額は
344 × 40.49 ≒ 約14,000円 となります。

■ 初期投資額

Jackery ポータブル電源 1500 New
　149,800円 − 71,904円（48％クーポン）＝ 77,896円

ソーラーパネル（LVYUAN 200W ×2枚）
　45,048円

ケーブル類
　約2,500円

パネル固定用部材
　約5,000円

合計：約130,000円

■ 回収年数
130,000円 ÷ 14,000円 ≒ 約9.3年

シミュレーション上は、ついに10年を切る回収期間となりました。
ただし、これはポータブル電源やソーラーパネルが故障しない前提での話になります。
また、今回の結果から感じたのは、購入タイミングの重要性です。
ポタ電やソーラーパネルはセール時の価格差が大きいため、安いタイミングを狙わないと、費用対効果はかなり悪化してしまいます。
うまく条件を揃えれば、個人レベルでも十分に現実的な投資になる、というのが今回の実感です。

耐久性検証&実発電量

ポタ電やソーラーパネルの耐久性や実発電量は今後更新していきます。

まとめ