家庭で使うエネルギーを減らす方法を考えることは、大きな太陽光発電装置を設置するよりもコスト効率が高いことがほとんどです。 私たちは、米国の家庭の平均的な月間使用量である1,000キロワット時（kwh）からスタートしました。 効率的な照明、スイッチ付き電源タップ、新しい冷蔵庫、その他いくつかの方策に1,000ドル強を費やし、これを約500kwhまで削減しました（「8 Easy Projects for Instant Energy Savings」を参照）。 これと、月250kwhの節約になるが6,000ドルかかる太陽光発電システムを比較すると、ベストリターンがどこにあるかは一目瞭然でしょう。 まず効率化対策を行い、次にPVシステムを購入します。
私たちは、現在の使用量を約半分にするPVシステムを計画しました（つまり、1カ月あたり約250kwh、年間3000kwhを発電するシステムです）。 私たちは、国立再生可能エネルギー研究所のPVWatts計算機を使って、私たちの地域で年間3,000kwhを発電するシステムの規模を試算してみました。 PVWattsは、2キロワット強のシステムサイズを示しました。 最終的に導入したシステムの推定発電量は2.15キロワットです。
私たちのシステムはEnphaseマイクロインバータを使用していますが、他のブランドのものも利用できるかもしれません。 それぞれ215ワットのPVパネルが10枚あり、190ワットのインバータがパネルで生成された直流を交流に変換しています。 私たちはこのシステムを、PVパネル、マイクロインバータ、マウントレール、その他多くのパーツを含むキットとして注文しました。 このキットは良い選択でしたが、「タブAをスロットBに挿入する」ようなキットは期待しないでください。 基本的には、箱いっぱいの部品が届きます。
PVアレイの設置
理想的には、自宅のソーラーパネルは南向きで、地元の緯度とほぼ同じ角度で傾いているはずです。 また、正午（太陽が空を横切る経路の真ん中にある時間）の約3時間前から正午の3時間後まで、影がなく完全に日光に当たるようにします。 パネルを真南に向けたり、ちょうどよく傾けたりすることができなくても性能はそれほど落ちませんが、わずかな陰影でも重大な悪影響を及ぼします。
ソーラーサイトの調査では、1年中いつでも陰影の問題の可能性を示すことができます。 サイトサーベイは、いくつかの方法で行うことができます。 1つの方法は、地域の「太陽図」を使用する手順と、影を発生させる可能性のある物体の簡単な視認です。これは、1年を通しての太陽の経路について皆に教える、楽しい家族のイベントとなるかもしれません。 もう一つの簡単な方法は、無料のGoogle SketchUpでPVアレイと影になりそうなものをモデル化することです。 SketchUpには、1日中いつでも陰影パターンを表示する機能があります。
マイクロインバータは部分陰影の状況で有利です。このシステムでは、それぞれのPVパネルに最大電力点追跡機能を備えたインバータがあり、部分陰影でも完全な日照でも、パネルから最大限の電力を引き出せるからです。 従来のストリングインバーターシステムでは、部分的な日陰でパネルの電圧が低下し、インバーターが停止して出力がゼロになることがありましたが、これは大きな影響です。 このような場合、太陽光発電はあまり良い選択とは言えません。
私たちは、設置が簡単で（怖くなく）、屋根を交換する必要があってもパネルを取り外す必要がないため、屋根置きではなく、地上置きを選択しました
ソーラーパネルの設置
いよいよ楽しい部分、システムの設置です！
ソーラーパネルの設置
このような状況下で、私たちはどのような方法でシステムをインストールするのでしょうか？ PVパネルの取り付けシステムは、多くの種類を作ったり買ったりすることができますが、PVパネルの寿命はおそらく30年なので、長い間風や天候に耐えられる取り付けシステムを選びましょう。 私たちは、4×4処理木材の柱とコンクリートの足場からマウントラックを自作し、木材フレームの上にパネルを支えるために特別に設計されたアルミレールにパネルを設置しました。
近所の人の助けや借りたコンクリートミキサで、マウントはかなり早く取り付けられました。 マウントの位置がしっかり合っているかが重要です。 縦柱の後ろに仮のツーバイ6フレームを使い、すべての支持枠の位置を合わせました。
木枠の接合部は金属板で補強し、足場は十分な大きさにしてください。 処理した木材の木目端やコンクリートと接触する部分には、木材保存剤を追加で塗布してください。 私たちの気候では、処理済み木材は長持ちしますが、雨の多い気候に住んでいる場合は、金属製のサポートを検討するとよいでしょう。
マウントフレームを地面に設置した後、アルミニウムのサポートレールを取り付けました。 これは付属のL型ブラケットを使えば簡単にできます。 レールの上にマイクロインバータを設置し、インバータ1台につきステンレスボルト2本で済みます。
次に、PVパネルをレールの一端から横方向に設置します。 注意! 一歩間違えれば、600ドルのPVパネルが台無しです。 パネルの扱いが難しいので、この部分は手伝ってもらうことが重要です。 私たちは、パネルの下にツーバイシックスを仮止めして、パネルを支えながら最終調整を行いました。 マウントクランプは、サポートレールのスロットにスライドさせるだけ。 パネルを設置した後、クランプを締めて固定します。
パネルを設置する際には、頻繁にアライメントを確認してください。 アライメントの小さな誤差が積み重なると、目立つようになる傾向があります。 パネルクランプを固定する程度に締め、後でトルクレンチを使って最終的に締めました。
PV System Wiring
Enphaseシステムの配線は比較的簡単ですが、必ずすべての説明書を読み、安全に関する問題を理解しておいてください。 高電圧を扱っており、PVパネルはグリッドに接続されていなくてもシステムを「ホット」にしてしまいます。 これはあなたが取り組みたいよりもかもしれないと思う場合は、配線を行うには、地元の電気技師と提携することができます。 配線にかかる実際の労力はそれほど大きくないので、システムのコストに大きく影響しないはずです。
各PVパネルからの出力線は、マイクロインバータの相手側の線に差し込みます。 マイクロインバータからの出力ケーブルはデイジーチェーン接続されているだけです。 最終インバータからの出力は、まずPVアレイの接続箱へ、次にハウスメーターの近くにあるPVアレイ断路器へ送られます。 ディスコネクトスイッチから電源はブレーカーボックス内の未使用のサーキットブレーカーに送られます。
PVアレイディスコネクトスイッチは、電力会社の作業員がPVアレイをグリッドから切り離すことができるようにします。 このスイッチは、ロック可能で、母屋メーターの近くにあり、明確にラベル付けされていなければなりません。
私はPVパネルと新しいサーキットブレーカーを最後に接続したので、ほぼすべての配線は「死んだ」システムで行われました。
システムの接地
すべての配線をチェックし、必要なだけ接地されていることを確認します。 これらの部品（PVパネルフレーム、PVパネルサポートレール、マイクロインバーターケース、PVアレイ接続箱、断路器）はすべて承認された接地方法によって接地する必要があります。
例えば、PVパネルが接地レールにボルトで取り付けられていても、これは承認された接地の接続方法ではありません。 私たちはこれらのほとんどに Weeb 接地システムを使用し、うまく機能しました。
安全性の問題に加えて、検査官は適切な接地を確認します。 もしやり直すとしたら、とても簡単なので、どこでもWeebシステムを使うでしょう。
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Start Up the Inverter
Enphase システムでは、EMUという装置が電力線を介して信号を送信して、すべてのインバータと通信しています。 EMUは、システムがどのように機能しているかの情報を提供し、インバータの状態や健康をチェックし、自宅のインターネット接続を介してEnphaseサーバーにデータを送信します。
検査官がシステムを承認し、電力会社がネットメーターを設置したら、システムの電源を入れてEMUを通常の電源コンセントに差し込みます。 EMUがインバータを検出し、レポートを開始します。 この時点で、システムは発電中であり、EMUは基本的な統計情報を提供します。
PV Performance and Savings
私たちのシステムは2009年11月から稼働しており、そのパフォーマンスは良好です。 故障もなく、メンテナンスも必要ありません。 今のところ、発電量はPVWatts計算機の見積もりより10％ほど多くなっています。
私たちのシステムのコストは9,960ドルで、1ワットあたり4.63ドルでした。 連邦政府の30%のリベートと州の500ドルのリベートで、コストは6,470ドル、1ワットあたり3.01ドルに下がりました。 1664>
このサイズのシステムを専門家が設置した場合、1 ワットあたり 7.50 ドルと見積もられることが多いので、私たちは約 6,000 ドル節約できたことになります。 コストが自分でシステムを組み立てる主な動機である場合、設置済みシステムの入札を受け、同様のシステムに必要なすべての部品のコストと比較することをお勧めします。
最初の年の電気代の節約は 332 ドル (kwh あたり約 10 セントに基づいています) で、さらに 4,700 ポンドの二酸化炭素排出を削減しました。 私たちが投資した 6,000 ドルの単純な回収期間は 18 年ですが、電力価格が上昇し続ければ、もっと短くなると予想しています。 例えば、料金が年率10％上がれば、総返済期間は11年で済みます。
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