ハイエースでのバンライフを向上させるため、ついにソーラーパネルを取付しました。
これによりポータブル電源へ安定した電力供給が可能になり、電子レンジや冷蔵庫などを活用した、より快適な車中泊スタイルに一歩近づきました。
ボルト穴や取付金具が目立たないスマートな見た目で、高さ2.1m以下に抑えたロースタイル。ソーラーパネルに合わせた専用金具のオーダーメイドなど、こだわりを詰め込んだ特別仕様です。
これまで様々なDIYにチャレンジしてきましたが、今までで最高のクオリティを実現出来ました。そんな拘りのポイントを余すことなく紹介します。
必要な部材や工具類の選び方、代替できる汎用性のある金具、配線の引き込みなどもかなり詳しく解説してます。
今後、ソーラーパネルの設置を検討されている、すべての方に向けてまとめたので、ぜひ参考にしてください。
ソーラーパネルの構成と接続方式
まずはソーラーパネルの構成と接続方式を紹介していく。
リジット（枠付き）タイプ 175W×2枚
ハイエースに今回取付するのは、RENOGY製ソーラーパネル175W。単結晶シリコンで高い発電効率を誇り、軽量で耐久性に優れたアウトドアにも最適。
キャンピングカーや移動車両での使用を想定して設計されたモデルです。旅をしている私たちに共感いただき、メーカー様より製品をご提供いただきました。
ソーラーパネルには大きく分けて、軽量で柔軟性のある「フレキシブルタイプ」と、アルミフレームを備えた「リジット（枠付き）タイプ」がある。
フレキシブルタイプは軽量で曲面にも設置しやすく、取り付け方法の自由度が高いのが魅力。一方で、熱がこもりやすく、耐久性はリジットタイプに比べるとやや劣る傾向がある。
リジットタイプは比較的重量があり、取付には固定架台が別途必要になるので加工難易度はやや高め。ただフレキシブルに比べると、発電効率や耐久性に優れている。
今回は発電性能と耐久性を重視し、リジットタイプを選んだ。まずは実際に組み合わせて使う予定のポータブル電源と接続して、発電量を検証することにした。
ポータブル電源で実際の発電量を検証
ソーラーパネルと組み合わせるポータブル電源は、ECOFLOW DELTA 2。こちらもソーラーパネルの取付に伴い、メーカー様よりご提供いただきました。
DELTAシリーズは大容量・高出力、電子レンジや冷蔵庫など、家庭用の家電製品も余裕を持って動かせるハイスペックなモデルです。
接続には別売りのMC4-XT60変換ケーブルが必要になる。あらかじめ用意しておいたので、ポータブル電源が届いてすぐに接続・動作確認を行えた。
ポチップ
やや日が傾き始めた時間帯だったため、ソーラーパネルを太陽の方向へ向けて設置。雲ひとつない快晴ということもあり、約250Wの入力を確認できた。
ちなみにルーフへ設置した状態では、最大で約280Wまで発電を確認。パネル構成の理論値350Wに対して約80％の発電量となり、車載環境でも十分な性能を発揮してくれた。
DELTA 2の容量は1,024Wh。約250〜280W前後で発電できれば、およそ4時間程度で満充電できる計算だ。
検証結果をもとに並列接続を採用
実際に発電性能や使い勝手を検証した結果、今回は2枚のソーラーパネルを並列接続で運用することにした。
並列接続用のMC4コネクタを使って、プラス同士・マイナス同士を接続する。これにより電圧は1枚分のまま維持され、電流だけが加算される。
今回使用している175Wパネル2枚の場合でも、入力電圧は約24Vのままとなるため、DELTA 2をはじめ、多くのポータブル電源がそのまま利用できる計算。
車載ソーラーだと街中の建物や電柱の影、キャンプ場の木陰など、部分的に日陰ができる場面も少なくない。
そこで片側のパネルだけに意図的に影を作り、発電量の変化を確認。総発電量は約150Wまで低下したものの、影の当たっていないもう1枚はそのまま発電を継続していた。
もし直列接続だった場合は、影の影響を受けたパネルに合わせて電流が制限されるため、システム全体の発電量がさらに大きく落ち込む可能性がある。
車載環境のように部分的な影が避けられない用途では、並列接続のメリットを実感できる結果となった。
並列接続と直列接続は、用途によって適した接続方法が異なる。今回のように車中泊でポータブル電源へ充電する使い方であれば、個人的には並列接続の方が扱いやすいと感じた。
ソーラーパネルの取付加工と手順を解説
まずはハイエースに取付したソーラーパネルを紹介。固定架台にはINNOベースキャリアINLDK、165cmスクエアバーを加工して取付しました。
ハイエースの標準ボディ/標準ルーフだと最も低く抑えられるベースキャリアで、バーを取り付け後の高さを2.1m以下に抑えたい場合は必ずINLDKを選びましょう。
ポチップ
ぼくたちの場合はカヤックを乗せる時に少し長めの方が都合がいいので、165cmタイプを選んでいます。
ソーラーパネルを取り付けるために加工するスクエアバーは、基本的には147cmタイプでベースキャリアの間隔は足りるので、必要に応じて選び分けてください。
とにかく取付後の見た目のスマートさを意識しました。ソーラーパネルを眺めた時に、固定用の金具や配線などが全く見えない構造になってます。
このスマートさを実現できたのは、専用金具の制作やパーツ加工のおかげ。本業が機械設計のお仕事をされている、Hさんに全面的に協力してもらった。
Hさん宅には趣味で構築されたという、自作の発電システムがずらり。
ベランダにも50〜100Wクラスのソーラーパネルが何枚も設置していて、機械設計だけでなく、電気系統にもかなり精通している方です。
本来は自前で用意しないといけないけど、工具類のほとんどは貸していただけた。おかげで導入費用を大幅に抑えられて本当に助かった。
ここからは具体的な加工方法や、取付手順を解説していく。ソーラーパネルを取付するにあたり、特に拘ったポイントをまとめていきます。
- 高さ2.1m以下に抑える
- ボルトや金具を見せない
- メンテナンス性を確保する
- 振動による緩み対策
パネル固定用のバーへタップ加工
まずはソーラーパネルをスクエアバーに固定するための加工。Hさんの提案で、ポール盤を使ったタップ加工で雌ネジを作成してもらった。
個人で所有するのにはちょっとハードルが高い機材ですが、Hさんはご実家の家業が鉄工所なので、設計だけでなく金属加工もお手のもの。
スクエアバーの内側からは、フランジロックナットを仕込んでます。手が届かない範囲も、エフモールという配線用モールを差し込んで対応されてます。
ボルトを緩めた時に、脱落しないようにオートウェルドで接着しています。硬化まで少し時間はかかりますが、溶接並みの固定力のある強力な接着剤です。
これでスクエアバーを貫通させず、ボルト固定ができるようになります。加工側が裏面になるので、これで上部からは穴が見えない形にできる。
アルミレールとTスロットナット取付
次は加工したスクエアバーに、アルミレールを取付していく。事前に穴位置もぴったりに計算済みで、受け側のフランジロックナットでガッチリ固定した。
このアルミレールにTスロットナットを入れる。これにより好きな位置にボルト穴をスライドで配置できるようになる。
今後、固定箇所を増やしたり、他のソーラーパネルに変更する場合でも、一からバーへ加工し直すリスクを減らすことができる。
これでスクエアバーの裏側に、ボルト固定できるようになる。ソーラーパネルはこの裏側から専用金具を使って支えることになる。
オーダーメイドのステンレスプレートを製作
ここで登場するのが、専用設計のステンレスプレート。今回のハイエースへソーラーパネルを取付するにあたって、肝となる最も重要なパーツ。
ソーラパネル取り付ける上で、希望のイメージを伝えたところ、その日のうちに図面を起こしてもらい、あっという間に仕様が決定。
後日、知り合いの鉄工所の方にお願いし、レーザーで切り出して制作。オーダーメイドで、このためだけに作られた特別仕様のパーツだ。
アルミフレームにボルトで、ステンレスプレートを固定。スクエアバー1本に対して4枚、計8枚で2枚のパネルを支える。
十分な強度を保ちつつ、最小限の枚数で済むようHさんにより強度計算済み。
振動による固定ボルトの緩みと脱落対策
専用プレートのソーラーパネル固定側もタップ加工済み。これにより、万が一ナットが緩んでしまったとしても、ボルトが簡単には脱落しないようになってます。
締め付けのナットは、U-NUTで固定しています。普通のナットと同じ要領で締め付けていきますが、フリクションリングと呼ばれる特殊バネのおかげで固定力が増しています。
有名なものだとハードロックナットとよく似た構造のものらしい。
ちなみにロックタイトなどのネジ固定剤を使われる方もいますが、故障での交換やメンテナンス時には、逆に取り外ししにくくなるので注意が必要。
今回はU-NUTとの併用ですが、緩み止めをより確実にするため、中強度のロックタイトも少量塗布しました。
ポチップ
このネジ加工やボルト類の選定、固定方法の発想はほんとすごい。幅広い知識をお持ちで、適材適所で様々な部材をうまく取り入れていらっしゃいました。
こうしてスクエアバーとソーラーパネルを連結。
RENOGYのソーラーパネルの厚みは35mmですが、スクエアバーが23mm、アルミレールは12mmとなるので、横並びでちょうど綺麗なツライチになる。
パネル側と取付側の厚みが統一されていることで、抜群の一体感を実現している。
配線ダクトを使ってケーブル類を整理
次はパネル裏側の配線のまとめ方について。結束バンドだけで固定するのが多いと思うけど、見た目をすっきりとさせるため、配線ダクトを活用しました。
ここもかなり試行錯誤で、車載してから一度下ろしてやり直ししてます。一度目の失敗例も含めて配線している様子を残しているので参考にしてほしい。
まず一度目は興和化成の配線ダクトでまとめた方法。ごちゃつきやすいケーブル類をまとめて、蓋ができるので配線をまとめるのにはピッタリのダクトです。
元々はこの配線ダクトの中にケーブル、コネクタをすべて収める予定だった。けど思ったよりY字型コネクタの径が太くて入りきらず、泣く泣くダクト外側に配置してます。
途中からダクトの中に再度引き込んで、最低限の露出に抑えました。ダクト自体はソーラーパネルに元々ある穴位置を基準にボルト固定しました。
このようにケーブル自体は配線ダクトに収まっているので、ぱっと見はかなりすっきりとしてます。ただ横から見ると配線ダクトが丸見えだったのと、ハイエースのルーフにピッタリ接触していたのが気になりました。
一度はこの形で行こうと決めたのですが、やっぱりもう少しうまくまとめられるんじゃないかとなり、後日やり直すことになりました。
二度目はマサル工業のエムケーダクトでまとめました。基本的には配線ダクトの中にコネクタとケーブルを収めているので、考え方は一度目と同じです。
もう一つの変更点はボルトではなく、強力な両面テープでの固定に変えました。これによりハイエースのルーフ部分と干渉しないようになりました。
前回からの変更点は、並列用Y字コネクタを少し細めのタイプに変更。これでもプラグ部分がかなり嵩張って、ギリギリ入るかどうかで焦った…。
配線ダクトの中にケーブルを回した後は、最低限露出する部分だけ、耐候性の結束バンドでパネル本体に固定してます。
ソーラーパネル側に穴あけして内側を通し、ダクトも曲がりタイプを併用すれば、極端に露出を減らすこともできそうでした。
ただ配線の始点部分は必ず露出するので、そこまで厳密にやらなくても良いかなと思います。
配線がすべて終わった全体像がこちら。エムケーダクトの貼り付け後は、パネル裏側の厚みとほぼ同じなのでかなりすっきりとしました。
これでルーフ部分に接触もせず、浮いたような状態になります。コネクタ類も剥き出しにならないので、長期的に見た時に配線の保護にもなると思う。
パネル表面が太陽光を受けて高熱になると思うので、両面テープでの貼り付け固定がどこまで耐久性があるかですね。
ベースキャリア取付後にルーフへ移設
配線が終わったら、いよいよハイエースのルーフへ移設。あらかじめベースキャリアは、ちょうど良く乗るように位置を調整しておきます。
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足場台を車体の両サイドに置いて、パネルを持ち上げて雨樋に載せます。一枚あたり約10kgあるので、総重量は20kgオーバー、ここはかなり重労働。
二人で持てばそこまでの重さではないけど、ハイエースの高さまで持ち上げないといけないので、足場台がなければもっと大変だったと思う。
落としてしまえば全て水の泡なので、この瞬間はかなり緊張しました…。うまく載せたあとはベースキャリアを手回しで固定。
車内への配線引き込みルートを紹介
最後はソーラーパネルの配線を車内へ引き込む方法を紹介する。基本的にはリアゲート上部には隙間が空いているので、ここから引き込むパターンが多いと思う。
それ以外だと車体に直接加工が必須になってくる。それから車内まで引き込むまでの具体的なルート探しにかなり苦労しました。
一度目と二度目でケーブルの規格を変更して気づいたんですけど、ケーブルの硬さや太さがシビアでギリギリ通らない場所が多いです。
まずはリアゲートに沿った配線方法を紹介。上部から引き込んだケーブルを、バックモニター類の配線を保護しているチューブに結束バンドで固定。
その後はリアゲートのウェザーストリップ（ゴム部分）の脇を通していく。配線をしっかりと固定するために、粘着タイプのケーブルクリップを使いました。
ちょうどテールランプの上部には、ケーブルを通せる穴が空いてます。よほど太い規格のケーブルでない限りはここを通せるはず。
ただし、MC4端子があるとこの隙間からケーブルが通せないので、車内へ引き込みができてからMC4端子を作る必要がある。
テールランプはネジで二箇所固定されているだけなので、プラスドライバーだけで簡単に取り外せます。
ここまでやって気づいたんだけど、テールランプのボディとの接触部分は、ケーブルを通すだけの隙間が一切ない…。
なので、最終的にはテールランプ側に切り欠け加工が必須と判明。
どうしてもパーツにも車体にも無加工で配線したかったので、最終的にリアゲート上部からそのまま直接車内へ引き込むことで落ち着いた。
意外と気付きにくいポイントなんだけど、リアゲートを閉めても案外普通に閉まります。多少ケーブルが挟み込まれますが、ぼくの環境では問題なく使用できています。
この引き込みルートのメリットは、両側端子加工済みのケーブルでも問題ないこと。専用の圧着工具など用意する必要がないので、初心者の方にもオススメ。
ソーラーパネル取付に必要なパーツと工具
ソーラーパネルを取り付ける際に、必要になる部材と工具類を紹介していく。
実際に利用したものや一般的に必要になるもの、あると便利なものなど、幅広い方におすすめできるものをまとめています。
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ソーラーケーブルを配線する上で必要不可欠なのが、MC4端子用の圧着工具セット。
延長ケーブルは少し長めに販売されていて、片側の加工がされていないことがほとんどなので、MC4端子を作るには必要になる工具です。
それとMC4端子は噛み合わせが悪いことがよくあって、力づくで無理やりこじ開けようとすると破損する恐れがある。
工具セットがない場合でも、最低でもMC4レンチだけでも用意した方が良いです。
あとスクエアバーへの取付が専用金具だけだと、ちょっと不親切かなと思ったので、別の金具を使う代替案も紹介しておきます。
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ハイエースへルーフキャリアと組み合わせて取り付ける場合に、活用されるのが多いのが、このダイドーハントの2×4サポート金具。
スクエアバーに電動ドリルで貫通穴を開けて、長めのボルトで固定。パネル側も加工が必要になると思うけど、今回の取付と同じように裏側から支える形を取ることが出来ます。
パネルの厚みと金具の接触面が同じ35mmなので、見た目もかなりスッキリします。Hさんの協力がなければ、ぼくもこれを使ってたと思う。
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ソーラーパネルを車内へ引き込む際に必要になる延長ケーブル。今回取付した位置なら大体3mほどあれば長さは足ります。
大体どのメーカーのものでも問題はなく、直列・並列接続どちらかで必要なケーブル太さが変わりますが、3.5〜4SQぐらいあれば十分です。
まとめ
ハイエースへソーラーパネルを取り付けたことにより、今後の車中泊旅で家電製品を組み合わせた幅広いスタイルを模索できそうです。
細部までこだわった設計、専用金具のおかげでとてもスマートに仕上がりました。高さも2.1m以下と、日常使いにも支障が出にくいロースタイルを実現。
一昔前と比べるとソーラーパネルは性能が大きく向上し、以前より導入しやすい価格帯の製品も増えてきました。
今回はプロによる専用設計による取付方法を紹介しましたが、汎用的な金具や部材だけでも十分取り付けは可能です。
もし興味のある方はぜひ参考にしていただき、ソーラーパネルを取り入れてみてください。
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