定年後・田舎作って・コメ野菜

定年に到達した2008年末、房総半島大多喜町に山と耕作可能地が揃った素材を購入し、2009年初めから畑と田んぼを作り、半田舎暮らしとほとんど経験がなかった農業を始めた。2010年には農業従事者として認められ、農地も自己所有となる。更にご近所の畑を借り、規模を拡大して農家の仕事にあたっている。コメも野菜もやっており、週末農業の限界も感じていたが、2011年末に40年続けたサラリーマンを辞め、専業農家に脱皮した。穫れた作物は横浜の家の玄関先で販売、配達もやっていたが、古希を迎えたこともあり、2019年春に毎週の直売をやめた。不定期の直売と宅配便利用のコメやイモ類の販売に移行している。

ソーラー利用

ソーラー井戸ポンプの概要

 知人から、使える井戸があるのでソーラーで汲み上げる方法について知りたい、との要望があったのでまとめてみることにした。これまでこのブログに何度も書いているが、いずれも断片的で全体をまとめたものはなかったかもしれない。

1113概略図
 
 概要をまとめたものは、上の図の通り。パネルの台となる単管パイプやケーブル、ソーラー用の接続プラグなどもいるので、10万くらいと結構金はかかる。電気代と比較して有利かどうかについては、多少疑問に思うところがある。ただ、少なくとも昼間の明るい間は水を汲んでくれるし、敷地の中を小さな川となっていつも流れるようにもできるので、農的生活をしている場合にはかなり有難いものがある。当家では、2つの池を作っている他、2棟のハウスの水源ともなっている。

1113ソーラーパネル

 基本は24V運用である。当方の場合、一番高い給水箇所は井戸の水面から10m程度上がっているため、このようにしている。12Vでも可能だが、揚程が6〜8m程度となり、厳しい状況もありうる。井戸の水面は地表面からかなり下がっており、その分も考える必要がある。

1113コントロールボックス
    全体の制御ボックス

1113ポンプ制御ユニット
   ポンプ用の制御回路


 ソーラーパネルについては、以前に比べるとかなり安くなっている。当方の場合だと、合計6枚使っているため、曇りや雨でもポンプを駆動するのに十分な電力を発電している。まあ、チャージコントローラーがあるので、バッテリー過放電などはないのだが。そのチャージコントローラーはかなり重要なユニットだが、特にPWMではなくMTTPタイプのものを選択しないと、充電効率が低くなる。バッテリーはコストを考えると鉛バッテリーだが、ディープサイクルタイプ(マリンバッテリー)を選択しないと寿命が短いだろう。何しろ、毎日充電放電を繰り返すわけだから。

1113ポンプ本体

1113水中ポンプ実装
   塩ビ管の先にポンプ本体を取り付ける


 ポンプは、24Vブラスレス3相モーターを勧めたい。当方で使用しているのは24V3.5A84W、水筒15mという性能のもの。機械的には頑丈だが、問題が発生する場合は制御回路部分である、放熱対策や間欠動作(55分稼働後5分休止とか)などを行うと寿命が長くなる。
 といったところが思いついた点、他にも色々あると思うので、思い出したら書き加えることにしよう。

1113AC運用
    これはAC運用の場合



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ソーラー井戸ポンプの見直し

1224井戸ポンプ1

 夏の終り頃から、それまで比較的順調だった井戸ポンプ(ソーラー電源)にときどきトラブルが発生するようになった。そのたびに点検と作業でなんとか回復するのだが、またおかしくなる。井戸の中に入れているポンプ本体がだめになったことが二度、途中の配線の接触不良が二回あったのだが、5年以上も基本的にかわらずつかっているので、色々見直すことにした。

1224水中ポンプ本体

 ポンプ本体だが、24V84Wの3相ブラシレス水中ポンプだが、当初のもの(途中にコントローラーがあり、それ以降は3線)のものから、接続がシンプルな2線式(コントローラーが本体内蔵)のものに変えてきていた。この構造だと、コントローラーの素子に負担がかかり、寿命が短くなっている可能性がある。なので、3線式のポンプに戻そうと考えている。実は、3線式のポンプは壊れたと思って外してチェックしたらオーケーというものが結構たまっている。もう一つの改善点である途中の配線不良が結構多いことの証明である。これの再利用で3線式の戻そうというものだ。
 それでもう一つの配線関係だが、井戸の中の接続部分は高湿度状態なので、どうしてもサビなどにやられてしまうようだ。ビニールに覆われた部分の銅線も青く錆びているくらいだ。粘着テープで覆ったりはんだ付けしたり、熱収縮チューブをかぶせたりしたのだが、完全に保護できたものはない。技術の問題かもしれないが。パーツ交換のことも考えて、接続パーツを使うこととそれの耐湿養生を考えて配線をやり直そうと考えている。
 あと一つ、ソーラーパネルからの配線がいい加減なので、やり直すことも考えている。現在6枚全てが南東向きとなっているソーラーパネルを、南東4枚西2枚にして、午後遅めの発電量を増やすことも合わせてやりたいと考えている。今シーズンは、手間のかかる作業は見送ることにしていたのだが、このくらいはやることにしよう。

1224制御盤


1224screen1

これでみると、バッテリーの充電率がかなり低い。バッテリー交換も行う予定。15時だから陽は傾いており発電量も低いが、バッテリーは情けない状況だ。


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井戸のソーラーシステムがダウン

 2015年の秋頃から、ソーラーで発電した電気を利用して井戸水を汲み上げるシステムを運用していた。1年中、明るい間は水を汲み出してくれるので、ハウスの用水(特に養液栽培)・2つある池への配水・僅かではあるが田んぼへの給水、これらに使って重宝していた。
 最初の頃はトラブルが多く、年に数回はポンプなどの交換を行っていたが、降圧モジュール利用・タイマーによる間欠動作などにより、この頃はかなり安定していた。しかし、一昨日これが止まっていることに気づいた。点検するとコントロールボックス内のいくつかの装置、ソーラーのコントローラー・降圧モジュール・タイマーがいずれも高温になっており、なんとなく無事ではない感じ。これまでのようなちょっとした部品交換などでは収まらないようだし、ポンプ自体も壊れている可能性がある。

0905コントロールボックス

 イネ刈り真っ最中なので手はつけられない。必要な資材を揃えて来週にでも修理することにした。ただ、ちょっと気になるのは、ソーラーで最も大事なチャージコントローラーがの規格が20Aであるというところだ。当初は100Wのパネル4枚だったが、その後6枚に増やしている。2枚直列の24∨運用だが、どうもピークには20Aを超えるようだ。実は予備を買ってあるのだが、それも20A。大容量タイプを買う必要がある。ちょっと回復には時間が必要だろう。
 
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ハウスの換気扇

0323ファン1

 取り付けていた20日はカンカン照りでハウス内の温度も40℃以上に上昇したが、その翌日はどんよりした天気に終始していて、換気による温度低下の効果テストができなかった。それでも29度ほどに上がった瞬間を捉えてファンを回してみた。10分後に28.1℃、20分後に27.8℃、30分後には26.9度と、少ないながらも低下していたので、40度とか50度ほど上がったら有効であると思いたい。と思いながら2日間も出かけてきたりして。

0323ファン2

 まあ、きっと役に立つという前提でちょっとまとめておこう。使ったものは車用のファン、エアコンの冷媒冷却用のラジエターなどに取り付けるもののようだ。12∨80Wだから7Aほどの電流を必要とするらしい。
 
 

なので、これの駆動用に12∨10AのACアダプターも購入した。ACアダプタはいくつもあるが、10Aというと珍しい部類に入るので手持ちはなかった。



稲の苗の発芽と初期生育期間だけならACアダプターでもいいが、その他の作物(トマトやメロンなど)にも有効ということであれば、ソーラーシステムとして運用することにしよう。ただ、2棟で100Wパネルが4枚(5万円)、コントローラー(1.2万円購入済み)、バッテリー(1.2万円)、架台(1.5万円)、合計9万円というコストはメリットに見合うかどうかは微妙かもしれない。今年はACでやってみて効果を確認することにしよう。

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井戸ポンプの不調

 昨日、養液栽培用のポンプの一つが壊れたことを書いたが、まるで連鎖したかのように本日は(ソーラー)井戸ポンプがおかしくなった。停まるわけではなく、いつもと同じような音で動いているのだが、吐き出す圧力が低いので、上の池はおろかハウスの水栓からも水が出ない。この1年ほどはトラブルがなく、ようやく当たりのポンプに出会ったと思っていたのだが、残念なことに突然の不調に見舞われた。

0602ポンプ本体
  井戸から引張り上げたポンプ本体


 予備のポンプはあったから交換したが、状態は変わらない。さらにもう一つの予備ポンプに替えたが、それでも同じ。結局、井戸の奥から3回ほどポンプ本体を上げて交換したのだが、不調のままそこで日没終了となった。その後も頭の中で色々原因を考えてみたが、パイプになにか詰まっているとしか考えられない。明日朝、もう一度引っ張り上げて点検してみよう。

0602電圧十分
 システム電圧は十分高いし、ポンプに供給する電力も通常時と変わっていない


 ところで、ソーラー井戸ポンプが停まると困ることが2つある。1つはハウスに水を送れないことだ。とりあえず、2棟のハウスそれぞれには500Lの水を貯めてあるから、1週間位は大丈夫だろう。もう一つの困った点は、上の池に水を送れないことだ。ドジョウやメダカなどが結構棲んでいるので、水を止めるわけには行かないのだ。それで、暗くなってから慌てて田んぼの水を小型ポンプで池に上げるという臨時システムを作った。量は少ないから一気に満水にすることはできないが、明日朝には一杯になっていると思う。
 メダカといえば、先程子メダカを見つけた。ボウフラよりもさらに小さいから孵ったばかりだろう。数日前に卵をお腹にくっつけて泳ぐメスをみたから、それが孵ったと思われる。親と一緒にしておくと食われるから、一応網ですくってグリーンウォーター入りの容器に移しておいたが、果たして掬えたのか容器に放せたのか、それがわからないほど小さな小メダカだった。ドジョウもメダカも、手元で飼っているものは水が温かい田んぼに放すことにしよう。
 

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ソーラーポンプの計画

 稲刈りも一段落したので、明日はソーラーパネル架台の材料を買いに行くことにした。基本は単管パイプを利用する。

1001最適傾斜角.jpg

 いろいろ調べたところでは、最適な角度は月によって大きく違うらしい。それをグラフにした資料が見つかった。この辺りとほぼ同緯度の三浦市のデータによるものだ。平均では31.3度になるらしいが、4~9月=12度、10~3月=50度という考え方もできそうだ。
 いちいち変えるのも面倒な気がするし、それは手間と効果の関係を見て考えよう。大まかには、約4mの間隔で東西2本ずつのパイプを打ち込み、北側・南側のパイプの高さを可変にして角度も変えられるようにした。土曜日には組み立てるつもりなので、完成形を紹介できるはずだ。
 

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