プログラマは何でも作ることができる最強の生物ですが、ひ弱です。
プログラマは電源があるところでしか生きていけません。
数年毎に大災害が発生する日本の現実を考えると、電源確保を発電所に任せていてはいつ仕事を失っても文句は言えません。
プログラマとして生き残るためには、自らの力で電源を確保する能力が必要です。

ということで今日は発電の話をします。

数ある発電方法の中でもソーラー発電は最も手軽で安価にはじめられます。個人で行う発電としては一番現実的だと思います。
ソーラー発電装置は4万円程度あれば一式揃えることができます。パソコンを充電する程度であればこれで十分です。

ソーラー発電の基礎知識

私は普段 Rails プログラマとして働いていますが、発電や電気に関する知識はありませんでした。
そこで次の本で勉強することにしました。

わがや電力〜 12歳からとりかかる太陽光発電の入門書

表紙にもあるように「12歳」向けに書かれているのでとてもわかりやすい本でした。
もはや、12歳児も発電の知識を得られる時代ですので、プログラマも発電の知識は必須です。

必要な部品

ソーラー発電装置は上記の図だけのことです。とても簡単ですね。
それぞれの部品について説明します。

ソーラーパネル: 発電をする部分です
バッテリー: 充電をする部分です。安さと使いやすさを考えると、密封型のディープサイクルバッテリーがいいでしょう。お金に余裕があればリチウム電池でもいいです。
チャージコントローラ: 電気の使用を制御する部分です。ディープサイクルバッテリーなどの鉛バッテリーは電圧が下がりすぎると危険であるため、バッテリーの状態を見て電気を使用するかどうかを制御します。
シガーソケット: 鉛バッテリーの出力に対応したソケットの規格として使います。鉛バッテリーは12Vが多く、シガーソケットは12Vで動かせるように作られた製品が多々あります。

部品の選び方

商品は次のものをAmazonで買いました。

ソーラーパネル: 100W単結晶シリコンソーラーパネル太陽光パネル　SP100
バッテリー: 《高性能シールドバッテリー 12V20Ah》Long　WP20-12　　非常用電源等に！GP12170 PE12V17　12SSP18 NPH16-12T 12m17W HF17-12A 互換　サイクルバッテリー等
チャージコントローラ: HIROMARUjp 12V 24V 30A ソーラーパネルチャージコントローラー日本語取扱い説明書付 30A

部品の選び方ですが、作りたい電力量を決めたうえで、電圧と電流に注意します。

まずソーラーパネルですが、ワット数は高いほうが良いです。予算的に 100W 15,000円が妥当な気がしたのでこれにしました。
このソーラーパネルは公称最大出力動作電圧(Vpm)：18.5V、公称最大出力動作電流(Ipm)：5.41Aです。
なので、チャージコントローラは 5.41A 以上が扱えるものを選びます。
私が買ったものは30Aまでいけるので大丈夫です。同じ製品で10Aタイプもあるので予算を抑えるならこちらでもいいですが、
私は将来的に増設することも考えているので30Aにしました。

チャージコントローラは12Vまたは24V用なので、バッテリーも12Vのものにしました。
車用のバッテリーは基本的に12Vまたは24Vです。
バッテリーの仕様にある20Ahというのは1Aで20時間使えるという意味です。
ただ、この値は正確にこうなるというわけではなく、目安程度のようです。

ケーブルの選び方

ソーラーパネル、バッテリー、チャージコントローラともに配線するケーブルが必要になります。
ケーブルには流して良い最大電流値が決まっているので、部品ごとの最大電流値を上回るものを使います。

ソーラーケーブル延長ケーブル5m-MC4型コネクター付-2本1セット-ESCO-3-5sq-H-CV600用
 OHM 配線用ビニール平行線白 10m 1200W (04-7333)

あと、念の為ヒューズもそれぞれの配線に入れたほうが良いです。

ELPA ヒューズホルダー 30mm用中継型 FH-T30H

出力用ソケットの選び方

チャージコントローラから電気を出力して使うわけですが、12Vの電気はカー用品と相性が良いため、シガーソケットのメスをつかうと便利です。

スカイニー-カーソケット（メス）-24VDC-13A-コード長1m-MC-1002

これによりカー用品はそのまま使えます。
ハブを使えばさらに便利です。(最大電流に注意して下さい)

セイワ(SEIWA) 分配器シガーソケット分配器 4口パックユニバーサルソケット4 F225

ソーラー発電システム付き自動車

ソーラーパネルは屋根やベランダなどに手軽に取り付けられますが、私は移動が多い生活なので、車にソーラーパネルを取り付けました。

ソーラーパネルはシステムキャリアを使って取り付けます。ソーラーパネルの背面に穴を空けて、ホームセンターで買ってきた金具にボルトで固定しました。これなら高速道路でも簡単に吹き飛ばないと思います。

バッテリーはトランクにいい感じのポケットがあったので、ここに配置しました。ソーラーパネルの配線もトランクのドアの隙間から車内にいれました。

チャージコントローラは、運転席のカーナビを置き換える形で取り付けました。今時、カーナビはスマホで代用できるので必要ありません。

詳しくはブログを見て下さい。ギークキャラバン

ソーラー発電した電気を使う

LEDライト

明るい

扇風機

涼しい

インバータ

100V交流を持ち運べる全能感

ノートPCを充電する

プログラマとして生き残るためにはPCを充電する必要があります。
これには2つの方法があります。

インバータを使う
コンバータを使う

インバータを使う

BESTEK-カーインバーター-DC12VをAC100Vに変換-MRI3010BU-バッテリー接続コードあり

インバータは直流電流を交流電流に変換する装置です。これにより、家庭用コンセントを使う電化製品が使えるようになります。
ただし、安いコンバータは交流電流がsin派ではなく矩形波になるので、アンプなどの綺麗な電流が必要な機器は使わないほうが無難です。
また、PCを充電する場合、直流 -> 交流 -> 直流という変換を行うことになるのでロスが大きくなります。

コンバーターを使う

ディアイワイモール (DIYmall) 150W DC-DC 昇圧型モジュール 10-32V to 12-35V 6Aステップアップ充電電源モジュール

コンバータは直流の電圧を増減する装置です。ノートPCは直流で充電するため、コンバータを使うほうが無駄がないといえます。
ただし、PCはもともと交流から電源を取る仕様なので、PCを保護する機能により直流電流を流しても充電できない場合があります。

そこで、PCを充電可能なポータブル電源をソーラー発電装置で充電することでPCを充電できるようにしました。

サンワダイレクト-モバイルバッテリー-23000mAh-DC出力・USB2-1A出力-700-BTL017BK

上記のモバイルバッテリーは15V〜24Vの入力で充電できます。そこでバッテリーの12Vを16Vに変換して充電することにしました。

上記のコンバータとシガーソケットを組み合わせた装置によりモバイルバッテリーを充電できます。
そして、モバイルバッテリーからMacBookやThinkPadなどのPCを充電できます。

詳しくはブログを見て下さい。ギークキャラバン - そもそもやりたいことはPCを充電することだった

まとめ

以上のように、ソーラー発電装置を使うことで、たとえ大規模な停電に遭遇したとしても自力でプログラマとして仕事を続けられるようになりました。
また、電気に関する知識やハンダ付けなどの能力も習得できるため、Raspberry Pi などの組み込み分野にも役立ちます。
やはり震災の多い日本では発電能力こそプログラマとしての生き残る必須スキルだと思います。
みなさんもソーラー発電装置を導入して逞しさを手に入れましょう。