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ナチュラル スカイ ネットワーク TOP > ソーラーシステムの作り方



ソーラーシステムの作り方


ソーラー発電に必要な物

一般的な各機器の接続例





↓ キャンピングカー・ボートなどのバッテリー充電イメージ ↓





使う電気製品の目的が決まっているソーラー発電のシステムに使う機器の選定は、
負荷(電気製品)の種類や使用時間で使う製品が決まります。

自動車・キャンピングカー、ボートなどのバッテリー充電の場合は掲載できる大きさのソーラーパネルやご予算から選択する場合が多いです。ソーラーパネルが大きく発電量が多いほど、早く沢山バッテリーに充電できます。


一般的なソーラーシステムに使う機器は下記です。

直流を使う場合  ソーラーパネル(使用する負荷の容量に合わせて選ぶ) 
 充放電コントローラー(ソーラーパネルと負荷の容量に合わせる) 
 バッテリー(蓄電させたい量に合わせる) 

交流を使う場合  ソーラーパネル(使用する負荷の容量に合わせて選ぶ) 
 充電コントローラー(ソーラーパネルの容量に合わせる) 
 DC -> AC インバーター(使用する電気製品の出力にあわせる) 
 バッテリー(蓄電させたい量に合わせる) 

交流・直流両方  ソーラーパネル(使用する負荷の容量に合わせて選ぶ) 
 充放電コントローラー(ソーラーパネルと負荷の容量に合わせる) 
 DC -> AC インバーター(使用する電気製品の出力にあわせる) 
 バッテリー(蓄電させたい量に合わせる) 

基本的に、負荷の消費電力・一日あたりの使用時間・使用する頻度・不日照日数から計算して各製品の容量が決定します。
使用する電気製品が決まっていない場合は、設置する場所や、ご予算から考えてシステムを構築します。

[ 太陽光発電の為の 容量計算 ]

キャンピングカー・船
の充電に使う場合
 ソーラーパネル(充電する容量にあわせて選ぶ)
 充電コントローラー(ソーラーパネルの容量に合わせる)

充電のみの機能が必要な場合も、充電コントローラー専用は種類が少ないため、充放電コントローラーの充電機能のみ使いますと多くのコントローラーの中から選択できます。



まめ知識


● 直流(自動車のバッテリーなど) : DC / 交流(家庭のコンセントなど) : AC

● 電流 : A / 電圧 : V / 電力 : W / 電力量 : Wh

● W (電力)= A (電流)× V (電圧)


不日照日数とは、雨の日や曇では発電しないソーラー発電を有効に利用するためのお客様のご希望です。(地区ごとの平均日照時間ではありません)ソーラーパネルが発電しない日は、放電のみになるため予備の充電をする分です。たとえば、本日が晴れで、明日・明後日が雨の場合は発電しませんので本日で明日と明後日の3日分を一日で充電することです。2日連続して雨でもソーラーシステムを使いたい場合(蓄電した電気で利用)は、不日照日数3日となります。一般的な利用では、3〜7日を不日照にする場合が多いです。これは、3〜7日、雨が続いても利用できるシステムです。山小屋などの場合は、稀に30日ほど設定する場合もありますが、不日照日数が多くなると、ソーラーシステムに使う部品も多くなり金額も増えます。例えば、不日照日数が3日の場合は、不日照日数1日の3倍の部品が必要になり大きなソーラーシステムになります。


晴れ



晴れ
例えば↑のような天気の場合、3日分の電気を1日で蓄えることになるので、不日照日数は3日になります。



 

『独立型ソーラー発電(蓄電型)』について

 

『独立型ソーラー発電(蓄電型)』について簡単にご紹介します。

住宅用として屋根に乗っているソーラー発電との大きな違いは、蓄電する点です。

発電した電気はバッテリーに蓄電しますので、送電線で商用電源と繋ぎません。

全くの独立した電源です。

そのため、趣味でのご利用以外では、別荘、山小屋、海の上、電気の無い僻地まで実用的にご利用いただけます。

キャンピングカーを利用したアウトドア・キャンプや、海の上の船でも電気を作って利用できるのが最大のメリットです。どこでも、電気を利用できるようになるわけです。

そんなことから、非常用電源としても利用されています。

 

さて、本題ですが、『独立型ソーラー発電(蓄電型)』は、基本的に、昼間にソーラー発電の電気をバッテリーに蓄電します。

その充電したバッテリーから負荷である電気製品に電力を供給します。

負荷に供給する電力は、常にバッテリーから供給されます。

バッテリーに蓄電する作業と、バッテリーから放電する作業は別々です。

バッテリーに電気製品が繋がっていなくても、発電した電気はバッテリーに充電されます。

また、昼夜関係なくバッテリー残量がある限り、電気製品を利用出来ます。

何を基準にソーラーシステムの機器を選定するかは、お客様の用途や希望する状況によって様々な組み合わせが出来ます。

簡単に説明しますと、ご希望の消費電力からシステムを考慮する方法と、パネルなどの設置できる面積から考える方法、それからご予算に合わせて決定する方法などがあります。

ソーラーパネルの発電量により、バッテリーに充電する時間が変わります。

 ソーラーパネルの発電量 × 発電時間 = バッテリーの蓄電量

 バッテリーの容量 ÷ ソーラーパネルの発電量 = 蓄電時間

または、バッテリー容量により、電気製品の使用時間が変わります。

 バッテリーの容量 ÷ 電気製品の消費電力 = 使用時間

実際には、上記の式にロスや効率などを勘案してご希望に合うシステムをご提案してます。

ほかにも、「とにかくソーラー発電を試したい!」と言う方には、交流(家庭と同じコンセント)を使うか?直流(車のシガーソケットと同じ)を使うか?のご希望を聞いて、ご予算からご提案もしています。

一例として下記のご提案をしています。(交流用、直流用など)
http://www.natural-sky.net/island.htm
上記をご覧頂きますと、使う機器の種類が分かるかと思います。

各機器の接続イメージはこちらです。
http://www.natural-sky.net/sisutemusekkei.htm

「バッテリーを持っているので、ソーラーパネルと充電コントローラーだけ欲しい!」と言う方はこちらです。キャンピングカーのバッテリー充電もこちらです。
http://www.natural-sky.net/tedukuri-osusume.htm

他にもお客様のご希望をお聞きしてご提案しますのでお気軽にご連絡下さい。

ご質問 〜 ご注文まで、お気軽に♪
https://www.natural-sky.net/formmail1-situmon.html

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接続

 

○ 交流 100V を使う場合

⇒ ソーラーパネル(使用する負荷の容量に合わせるか予算で選ぶ)
⇒ 充電コントローラー(ソーラーパネルの容量に合わせる)
⇒ DC -> AC インバーター(使用する電気製品の出力にあわせる)
⇒ バッテリー(蓄電させたい量に合わせる)

接続は、コントローラーを中心にしてソーラーパネルとバッテリーを接続します。コントローラーの説明書に記載しているソーラーパネル接続部分に極性を間違えずにソーラーパネルからのケーブルを接続して下さい。また、バッテリーの接続は、コントローラーの説明書に記載しているバッテリー接続部分に極性を間違えずにバッテリーからのケーブルを接続して下さい。インバーターは、バッテリーに接続下さい。コントローラーに接続しますと破損します。

○ 直流 12V を使う場合

⇒ ソーラーパネル(使用する負荷の容量に合わせるか予算で選ぶ)
⇒ 充放電コントローラー(ソーラーパネルと負荷の容量に合わせる)
⇒ バッテリー(蓄電させたい量に合わせる)

接続は、コントローラーを中心にしてソーラーパネルとバッテリーを接続します。コントローラーの説明書に記載しているソーラーパネル接続部分に極性を間違えずにソーラーパネルからのケーブルを接続して下さい。また、バッテリーの接続は、コントローラーの説明書に記載しているバッテリー接続部分に極性を間違えずにバッテリーからのケーブルを接続して下さい。

○ 交流・直流両方 を使う場合

⇒ ソーラーパネル(使用する負荷の容量に合わせて選ぶ)
⇒ 充放電コントローラー(ソーラーパネルと直流負荷の容量に合わせる)
⇒ DC -> AC インバーター(使用する電気製品の出力にあわせる)
⇒ バッテリー(蓄電させたい量に合わせる)

接続は、コントローラーを中心にしてソーラーパネルとバッテリーを接続します。コントローラーの説明書に記載しているソーラーパネル接続部分に極性を間違えずにソーラーパネルからのケーブルを接続して下さい。また、バッテリーの接続は、コントローラーの説明書に記載しているバッテリー接続部分に極性を間違えずにバッテリーからのケーブルを接続して下さい。インバーターは、バッテリーに接続下さい。コントローラーに接続しますと破損します。

○ キャンピングカー・船のバッテリー充電に使う場合

⇒ ソーラーパネル(充電する容量にあわせて選ぶ)
⇒ 充電コントローラー(ソーラーパネルの容量に合わせる)

接続は、コントローラーを中心にしてソーラーパネルとバッテリーを接続します。コントローラーの説明書に記載しているソーラーパネル接続部分に極性を間違えずにソーラーパネルからのケーブルを接続して下さい。また、バッテリーの接続は、コントローラーの説明書に記載しているバッテリー接続部分に極性を間違えずにバッテリーからのケーブルを接続して下さい。

 

 電線の太さ(導体断面積)を選ぶ際の目安 ( 12V系システムの場合 ) 

電力

送電距離

10m以内

10〜20m

20〜50m

100W程度

3.5平方mm

3.5平方mm

5.5平方mm

300W程度

5.5平方mm

5.5平方mm

8平方mm

500W程度

8平方mm

14平方mm

22平方mm

 



■ おすすめ例として、下記のページに特別価格でご紹介しています。

【 独立電源組み合わせ 】
【 ソーラー 独立電源 】

お好みにより、各部品の容量を変える事で小型にしたり大型のシステムにしたり出来ます。

バッテリーは、ソーラー発電に適したディープサイクルも御用意しておりますが、自動車用としては、使えなくなったバッテリーなどでも十分対応できます。

● 御質問、ちょっとでも解らない事が御座いましたらお気軽にご連絡下さい

ソーラーシステムの計算をご希望の方は下記もご記入下さい。詳しい内容を把握できるほど、より良い内容の回答を差し上げられます。

● 希望の電気製品種類 (例えば、パソコン・蛍光灯・換気扇など)
● 直流 12V or 交流 100V or 他
● 各機器の消費電力(W)

 連続利用日数
● 利用頻度  :  _日に1回、月(30日)に1回、週(7日)に1回など
● 使用時間(電気製品を使用する1日当りの時間、または月・週)各製品についての概算
● ご予算
● 設置する場所(屋根・車・船など)
● 不日照日数(通常3〜7日、バッテリーに蓄えた電気で何日間使用するか)







太陽光発電のための計算方法


■ お客様のご希望を決めます。

○ 負荷(使用電気製品)消費電力  :  __ W ,  __ A ,  __ V ( 直流  or  交流 )

○ 使用時間  :  __ 時間 / 1日あたり

○ 不日照日数  :  __ 日

不日照日数とは、雨の日や曇では発電しないソーラー発電を有効に利用するためのお客様のご希望です。(地区ごとの平均日照時間ではありません)ソーラーパネルが発電しない日は、放電のみになるため予備の充電をする分です。たとえば、本日が晴れで、明日・明後日が雨の場合は発電しませんので本日で明日と明後日の3日分を一日で充電することです。2日連続して雨でもソーラーシステムを使いたい場合(蓄電した電気で利用)は、不日照日数3日となります。一般的な利用では、3〜7日を不日照にする場合が多いです。これは、3〜7日、雨が続いても利用できるシステムです。山小屋などの場合は、稀に30日ほど設定する場合もありますが、不日照日数が多くなると、ソーラーシステムに使う部品も多くなり金額も増えます。例えば、不日照日数が3日の場合は、不日照日数1日の3倍の部品が必要になり大きなソーラーシステムになります。
今日 明日 あさって しあさって

晴れ



晴れ

例えば↑のような天気の場合、
3日分の電気を1日で蓄えることになるので、不日照日数は3日になります。



必要なものは下記の通りです。

  ● ソーラーパネル
  ● コントローラー
  ● バッテリー
  ● 交流を使用の場合は、インバーター



使用量の計算

(計算方法、損失などの数字は製品の種類や状況により変化します。参考としてご利用下さい。)



□ ソーラーパネル

○ (負荷 消費電力) __ W × (使用時間) __ 時間 = (1日あたり消費電力) __ Wh

○ (1日あたり消費電力) __ Wh ÷ 3.3時間(1日平均日照時間) = (必要発電量) __ W

○ (必要発電量) __ W × (発電ロス)1.15 = (必要ソーラーパネル) __ W

○ (1日分の消費電力に必要なソーラーパネル) ⇒ __ W

○ (1日分の消費電力に必要なソーラーパネル) __ W × (不日照日数) __ 日 =__  W(日)

○ (合計で必要なソーラーパネル) ⇒ __ W



□ バッテリー

○ (1日あたり消費電力) __ Wh × (不日照日数) __ 日 ÷ (バッテリー損失) 0.8 ÷ 12V × (余裕) 2= (必要バッテリー容量) __ A



□ コントローラー

充電機能 : ソーラーパネルの出力にあわせて充電機能の容量を決定します。例えば、入力 6A のコントローラーは、ソーラーパネル 6A まで対応します。同じソーラーパネルであれば2枚以上でも繋げます。

負荷機能 : 使用する直流の電気製品の容量により出力容量を決めます。一般的に、直流の負荷を使用する場合は放電機能も使用出来る充放電コントローラーを選択します。

交流の負荷を使用する場合はバッテリーからインバーターへつないで負荷を使用しますのでコントローラーは充電のみ使用出来る充電コントローラーを選択します。



□ インバーター

負荷の容量・使用する電気製品の出力と種類に合わせて使用します。交流を使用する場合にバッテリーから接続して使用します。







ソーラーパネルの発電量とそれにより使える電気製品について

● ソーラーパネルは、どのくらい発電するの?

ソーラーパネルの出力 × 1日の日照時間 = 1日の発電量
1日の発電量 × 充電日数 = 蓄電量

パネルの発電量

パネルの容量の大きさです。
各製品に表示されています。
÷ 1.15

ソーラーパネル発電による損失
実質発電量
例)3000mA 12V 54W 仕様 ÷ 1.15 46.9W
    ÷ 1.15  


● 1日あたりの実質発電量

日本の日照平均時間 約3.3時間/日 (季節・地域・天候により変わりますのでご注意下さい)
実質発電量 × 3.3時間 1日発電量
例)46.9W × 3.3時間 154.7Wh
  × 3.3時間  


● どのくらいでバッテリーをフル充電にできるの?
御使用バッテリー容量 ÷ 1日発電量 フル充電必要日数
例) 204Wh ÷ 154.7Wh 1.3日
  ÷    


● バッテリーに蓄えた電気は、どのくらい使えるの?(バッテリーにより違いますのでご注意下さい)
バッテリー容量 × バッテリー損失 実質バッテリー容量
例) 12V 17A 204Wh × 0.8 163.2Wh
  × 0.8  


直流で使用した場合
実質バッテリー容量 ÷ 御使用電気製品 必要エネルギー 御使用可能時間
例) 163.2Wh ÷ 直流 14W のラジカセ 11.6時間
  ÷    


交流で使用した場合
実質バッテリー容量 ÷ 交流損失 1.1 ÷ 御使用電気製品 必要エネルギー 御使用可能時間
例) 163.2Wh ÷ 1.1 ÷ 交流 14W のラジカセ 10.5時間
   ÷ 1.1 ÷    



上記の計算方法、損失などの数字は、製品の種類や状況などにより変化致します。参考としてご利用下さい。






ソーラー発電システム製作の アイテムの選び方


● ソーラーパネル

容量により、発電量・充電量・充電時間が決まります。使用したい電気製品の消費電力や、使用時間などを考えて最適な物を選びます。



● コントローラー

直流を中心に使用するか DC-AC インバーターを使い交流を中心に使用するか、また 直流・交流両方使用するかにより基本的に決まります。それぞれの、コントローラーにより付加機能がありますので最適な物を選びます。

直流電気を使用する場合 : 放電コントローラー付きの SS-6L や C12 を使用
インバーターを使用して交流を使用する場合 : 充電コントローラーの SG-4 を使用
直流・交流両方使用したり、将来のステップアップの為に充放電機能を用意しておく場合 : SS-6L や C12 を使用

○ 充電コントローラーの特徴

過充電を防ぎ、バッテリーに最適な状態で充電します。

夜間や曇天など、ソーラー発電をしない時間に、ソーラーパネルからバッテリーに逆流しないように制御します。


○充放電コントローラーの特徴

過充電を防ぐ機能と共に、過放電を防ぎ  バッテリー・負荷を最適な常態で使用できます。

ソーラー発電から、バッテリーに充電 負荷の使用まで効率良く使用できます。

● インバーター

直流から、交流に変換する機械。ソーラー発電、バッテリーは直流ですので、インバーターで交流に変換して家庭用の電気製品を使います。ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話の充電などに便利

使い方は、バッテリーに直接インバーターを接続します。

ソーラーパネル -> 充電コントローラー -> バッテリー -> 『インバーター』

インバーターを選ぶ一番大切なことは、利用する電気製品の消費電力を知る事。

例えば、50W のノートパソコンと携帯電話の充電であれば、100W 程度になります。200W のテレビを使うのであれば、200W 用になります。

インバーターの、容量○○Wは、そのワット数まで使えるという意味です。

この容量(W)により、価格が変わります。

また、定格消費電力以外に、電源を入れた場合に大量の電気を使う電気製品もありますのでよくご確認下さい。容量は余裕をもって下さい。

2種類のインバーターですが下記の通りです。インバーターは他にも安価なものが市販されてますが、当店では高性能な下記の『擬似波』と『正弦波』の2種類です。

インバーター 正弦波(サイン波)
商用電源(家庭用電源)と同じ正弦波を供給するタイプ。電気製品全般で利用いただけます。家庭のコンセントで使う電気と同じタイプです。

インバーター 疑似波(変形サイン波)
安価で人気のタイプ。携帯電話の充電、ノートパソコン、電球、LED 照明など、ほとんどの電気製品が使えますが正弦波が必要な電気製品は使えません。

 

● バッテリー

使用する電気製品・目的により 最適な大きさ・種類を選びます。

自動車用のバッテリーは車の発電機(オルタネーター)から、常に充電され満充電に近い状態で使用されます。その為として設計されてますので、一度放電してしまうと充電しても、適正な状態に復帰することが出来ません。ディープサイクルバッテリーは、放電・充電を何度も繰り返し行うことを想定して設計しているメンテナンスフリーバッテリーですソーラー発電、アウトドアでの電源や、電動モーター、船、キャンピングカーの電源に最適です。

○ 自動車用 バッテリー : 深度が浅く、ソーラー発電には使い難いです。耐久性に問題があります。利点としては、手に入り易く価格が非常に安いです。中古でも使用できないことはありません。始動用のセルモーターを回すために大容量の電気を短時間に放出する用途。CCA能力が重要。自動車用のバッテリーは容量の75%程度を残した範囲で充電、放電を繰り返す設計になっています。

○ メンテナンスフリー型 バッテリー : RV や 船舶の電池として使用されています。ソーラー発電でも使用するときがあります。この電池は、電解液の補充を最小限にして格子セルに電解液の蓄えを持っています。シールド型バッテリーとは違います。

○ ディープサイクル バッテリー : ソーラー発電に最も適した充電池です。深度が深く容量表示の大部分が使えるように設計されています。比較的容量の大きい物も揃っており、選択のしやすさもあります。微弱な電気をコンスタントに長い時間を使用する為に設計されているバッテリーです。電動カートや電源、ソーラー発電などの充放電を繰り返す目的で利用します。自動車バッテリーを瞬発力のある短距離ランナーに例えると、サイクルバッテリーは持久力で勝負する長距離ランナーと言える。


使用出来る電気製品の時間は、使用電気製品の消費電力とバッテリー容量により決まります。使用目的・使用する電気製品・使用時間・消費電力・雨などで何日発電しないでも駆動させるかの目安 等で、全体のシステムが決定します。

システムの設計や御相談の場合は、上記わかる範囲で結構ですので記入して御連絡ください。 詳しい内容がわかるほど、具体的な御提案が出来ます。

メンテナンスについて。

開放型は、電解液の水分が減れば、補水が必要。密閉型は、液口栓が密閉されたタイプで内部の電解液の水分が減少しにくい構造。補水のいらないメンテナンスフリー

 

 

手軽で簡単なソーラーシステムを作りませんか?

バッテリーを使用しない、簡単で実用的な利用方法です。

太陽 ⇒ ソーラーパネル ⇒ 直流 12V製品

ソーラーパネルから出ている配線を、容量以内の 直流12V 製品につなぐことで太陽が出ている間は ↓ の流れでソーラー○○○を作る事が出来ます。
ソーラー○○○の、○の中は、換気扇やポンプなどが簡単で実用的です。

太陽が当ると動き出す仕組みですので、夏の昼間換気したい場所や、簡単な噴水を作ったり、池の水を循環させたりして藻の発生などを押さえることも出来るかもしれませんね。
ポイントは、ソーラーパネルに接続する電気製品ですが、電気製品には一般的に消費電力が記載されています。それにあわせて、ソーラーパネルの種類を選択します。
ソーラーパネルの容量が少ない場合(電気製品の容量が多すぎる場合も同じ)は、満足な動きがしませんので、必ず消費電力を調べてください。適切な容量のソーラーパネルと電気製品を組み合わせるのが基本です。容量が足りない場合は、後からソーラーパネルを追加することも出来ます。
ポンプは、お風呂ポンプが安くてお薦めです。ホームセンターやスーパーでも売っています。通常は、交流 100V用ですが、アダプターにより直流 12V に変換されている物が多いので確認してお買い求め下さい。1000円くらいからいろいろと有ります。
換気扇のファンは、パソコン用のファンが安くてお薦めです。直流 12V 用がありますので確認して、お買い求め下さい。1000円くらいからいろいろ有ります。
他にも 12V 直流製品は販売されています。自動車用の 12Vアクセサリーなども探してみてくださいね。
おもしろい、ソーラー○○○が出来ましたら是非教えてください。
まずは身近なところから、自然のエネルギーを楽しんで見ませんか?

 

 

まとめ

○ 消費電力を減らす(機器を減らしたり、使用時間を減らしたり、一部のみ太陽光発電を使用)と簡単なシステムになります。また、価格も安価になります。ソーラー発電は、システムやご希望により、数千円から作ることが出来ます。予算など教えていただけますとご予算に合わせた具体的なアドバイスも出来るかと思います。予算の中で揃えて、実際に取り付けた後で、容量が足りない場合は継ぎ足すことも出来ます(詳しい内容を把握できるほど、より良い内容の回答を差し上げられます。ご理解いただけます様、お願い申し上げます)

 

 

ソーラーシステムの計算について

ご希望のシステムが作れますように、出来る限りのアドバイスをさせて頂きます。どうぞ、宜しくお願い申し上げます。しかしながら、ソーラー発電は太陽という自然のエネルギーを利用します。その関係上、地域や季節・使用状況により変化致します。太陽光システムを製作する上での一般的な計算方法により、ご提案、ご紹介を致しております。実際のシステム運用とは異なることがありますこと、ご了承下さい。これらは、太陽光発電・風力発電などの自然エネルギーを利用する上で大切なことです。最大限、自然のエネルギーを利用して理想に近いシステムを作れますようご協力させて頂きます。ご質問など御座いましたら、何時でも何度でもご連絡下さい。どうぞ、宜しくお願い申し上げます。

 

 

ソーラーシステムを作製・利用する為の記事は、製品をご利用いただく為の一般的な情報です。ソーラーパネル・バッテリーなどは、電気を発生しそれらを利用します。ご利用の際は各製品の取扱説明書を良く読んで安全に注意してご利用下さい。当店は通信販売のため、各製品・部品の販売、作製の為の一般的ご案内しかできません。システム作製などはご自身の責任において安全に注意してお楽しみ下さい。

 




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