夜間にも動く太陽光発電式のろ過システムを自作してみました【亀池DIY】

ベランダやお庭などで亀やメダカを飼育している人の中には、
水槽を濾過するための電動ポンプの電源確保に頭を悩ませる人もいるんじゃないでしょうか。

今回は、屋外に設置している亀池やメダカ池（ビオトープ）について、

うちのベランダで飼育している亀ちゃんの水替えが大変だわ・・・

外に電源がないから濾過装置も動かせないし、何か良い方法はないかしら？

太陽光パネルとバッテリーでメダカ池のポンプを動かしたいけど、自分で最初から考えるのが面倒だから誰か作っている人の構成をパクリたいなぁ

といった方向けに、我が家にある特大の屋外飼育ケージに『小型の水中ポンプ』と『太陽光パネル』、『バッテリー』を使って、１日中水を綺麗にしてくれる太陽光発電式濾過システムを自作した際の手順をまとめてみました。

本記事から読み始めて頂いてもわかるように書いたつもりですが、別記事に太陽光発電式濾過システムを導入する前の屋外飼育ケージの作り方もまとめているので、是非この記事を読んだ後にでもチラ見してもらえると嬉しいです。

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宣伝：本記事は動画でも見ることができます

自作する太陽光発電式濾過システムの概要

自作する太陽光発電式ろ過システムの全体イメージは以下の通りです。

亀の飼育設備が屋外設置ということもあり、風で飛ばされてきた小さなゴミなどが水槽に入ってくることも多いです。

表面に浮いているゴミを効率的に取り除くため、今回の濾過システムでは水が一定の水位まで貯まったら次の水槽に水が流れるオーバーフロー方式を採用しています。

オーバーフロー方式の仕組みやメリットなどの詳しい説明は東京アクアガーデンさんの記事がわかりやすいので、気になる人はそちらを参考ください。

参考サイト

オーバーフロー水槽とは！ろ過方式の仕組み・システムとメリットを解説

今回は①太陽光発電システムと③ろ過槽の作り方について重点的に説明するね。

残りの水槽は人によって形状が色々あるから、この記事ではさらっと流すよ。

太陽光発電システムを作る前に用意するもの

材料一覧

太陽光発電システムを作るために必要な材料は以下の通りです。

材料名だけつらつら並べられても全然わからん！

太陽光パネルとかは安い買い物じゃないんだから、ちゃんと部品を選んだ理由まで教えてよ！

記事の中で全部の部品について説明すると大変な量になっちゃうから、太陽光発電システムを組むのに重要な４つの部品だけピックアップするよ。あとは大体適当でもOK。

水中ポンプの選び方

まず最初に選ぶのは水中ポンプです。
水をろ過するにもポンプが動かなければ何も始まりません。

水中ポンプは『水を汲み上げる高さ（揚程）』と『ポンプが動く電圧』の２点を重視します。

今回はバッテリーの電圧と同じ直流電圧（DC）12Vで駆動し、2m以上の高さまで水を汲み上げることができるポンプの中から、消費電力がなるべく少ない『LEDGLE 水中ポンプ DC12V』を選びました。

設置する全水槽の容量（約130L）に対してポンプの吐出量が240 L/hなので、乱暴に言うなら大体30分で池の水が入れ替わる感じです。

『力 is パワー』みたいなノリで消費電力の高いポンプを選ぶと、バッテリーと太陽光パネルが大型＆高額になっちゃうから、池の大きさと予算のバランスを見ながら選ぼうね。

バッテリーの選び方

水中ポンプが決まったら次にバッテリーを選びます。

バッテリーは『バッテリー電圧（ポンプと同じ電圧）』と『水中ポンプを動かせる時間』の２点を重視しています。

今回は、先程の水中ポンプ（消費電力4.8W）を夜間の12時間稼働させたいので、
バッテリー容量が4800mAh（4.8Ah）以上ある『LONG 12V 5Ah 高性能シールドバッテリー WP5-12E』を選びました。

もし違うポンプを使ったり、もっと長時間稼働させたい場合は、補足情報に計算方法を書いておきますので、自分で計算してみて下さい。

ちなみに今回の場合で計算すると、
水中ポンプの消費電力 4.8W × 夜間稼働時間 12h ÷ バッテリー電圧 12V = 4.8Ah となります。

バッテリーの容量だけが大きくても太陽光パネルの発電量が小さいと満充電できなかったりするから、ちょっと余力があるぐらいの容量を選ぶことをオススメするよ。

太陽光パネルの選び方

バッテリーが決まったら太陽光パネルを選びます。

太陽光パネルは『バッテリーが満充電になるまでの時間』で決めています。

充電時間は正午前後の合計３時間ぐらいのイメージですが、日照条件が設置場所や位置、季節によって違うので、参考程度の計算となります。

ちなみに今回の場合は、
バッテリー容量 4.8Ah ÷ 充電時間 3時間 × バッテリー電圧 12V = 19.2W です。

上記の条件に当てはまって、予算内で買えるパネルを探した結果、発電量ギリギリの『GWSOLAR 太陽光パネル 20W』を選びました。

専門の業者ならともかく、一般の人が日照条件まで考えて最適な太陽光パネルを選ぶのは結構難しいと思うから、ざっくり計算したら、後はちょっと大きめのパネルを選ぶ感じで良いと思うよ。

太陽電池充放電コントローラーの選び方

太陽光パネルとバッテリー、水中ポンプを全て選んだら、最後はそれらを繋ぐ太陽電池充放電コントローラー（チャージコントローラー）を選ぶだけです。

太陽電池コントローラーは『バッテリーの電圧』と『太陽光パネルの発電量（開放電圧）』で決めています。

今回の場合はDC12V / 1.2A以上に対応していればとりあえずOKです。

太陽電池コントローラーで検索すると中華製も含めて色々な商品がヒットしますが、できるだけ自己消費電流が低いものを選ぶようにしましょう。
消費電流が多いとせっかく充電したバッテリーの減りが早くなります。

私はDC12Vに対応していて容量もOKな『電菱 太陽光電池充放電コントローラー SA-BA10』を選びました。

各部品の特徴から、太陽光発電システムを検討する要素としては以下４点。

・太陽光パネルが大きいほど充電時間が早くなる

・バッテリーが大きいほど長時間動くけど、代わりに充電に時間がかかる

・ポンプの出力が高いほどろ過能力が上がるけど、代わりにバッテリーが早く減る

・太陽電池コントローラーは規格に合うものから信頼できるものを選ぶ

工具一覧

太陽光発電システムを自作する際に使用した工具を一覧にします。

電工ペンチは裸圧着端子を圧着するためのペンチと、電線の皮膜を剥いて導線を露出させるためのワイヤーストリッパーが一緒になった工具です。

電工ペンチがなくても普通のニッパーとペンチで代用できますが、工作に不慣れなら１本あると便利です。

今後も電気・電子工作をする予定があるなら、電工ペンチやハンダゴテは安いものでも持っていると色々便利なのでオススメ。

太陽光発電システムを作る

ウォルボックスに太陽電池コントローラーを組み付ける

太陽電池コントローラーやバッテリーなどが露出したまま屋外に放置すると、雨などでショートして故障や発火の原因となり大変危険です。

屋外で使用する場合は、防雨機能のある箱の中に収めて部品を保護しましょう。

ホームセンターの電気配線コーナー近くにウォルボックスという名前で色々なサイズが置いているので、太陽電池コントローラーとバッテリーが収納できるぐらいの大きさのものを選びます。

私はギリギリサイズの『未来工業 WB-2AK』を選びましたが、後からバッテリーを大きくする予定なら倍ほど容量のある『WB-13AK』とかでも良いかも知れません。

太陽電池コントローラーは『M3 x 20mm トラスタッピング』で手締めします。
電動ドライバーで締めると樹脂を破壊してしまう可能性があるので注意してください。

太陽電池コントローラーの中でも『電菱 SA-BA10』は排熱の関係で設置方向が決まっているので、正しい向きに設置します。

この時、ウォルボックスの底面に『PF管コネクタ MFSK-16G』も取り付けておきましょう。

コントローラーの下に配線をつなぐから、ウォルボックスの上にギリギリまで寄せて設置すると後でなんとでもなるよ。

各部品から引かれたケーブルに防水処理をする

太陽光パネルや水中モーターを購入すると最初から電線が取り付けてあります。

備え付けの電線の長さで太陽電池コントローラーの端子まで届けばいいのですが、パネルやモーターの設置位置によっては電線の延長が必要です。

そういった場合はケーブル同士を繋いで延長して、繋いだ上から絶縁テープを巻きつけて保護します。

今回の場合、『LEDGLE 水中ポンプ DC12V』はハンダ付け、『GWSOLAR 太陽光パネル 20W』は『裸圧着スリーブ B形』でそれぞれVVFケーブルに繋ぎました。

バッテリーは『LONG WP5-12E』なら接続用の圧着端子が付属しているので、15〜20cmぐらいのIVケーブルに繋げるとちょうど良いと思います。

VVFケーブルそのものは太陽光で劣化しちゃうから、あとから別の方法で保護するなら柔らかくて取り回しのしやすい『IVケーブル』で統一しても良いかもね。

太陽電池充放電コントローラーにバッテリーなどを接続する

いよいよ水中ポンプを動かす時です。
PF管の中にケーブルを通して、ウォルボックスに接続します。

PF管の切断はカッターで溝をなぞるだけで良いので、初めての人でも簡単に切断できると思います。

すでにウォルボックスの下部にPF管コネクタを取り付けている場合、コネクタにガチャっと挿し込むだけで固定されます。

太陽電池コントローラーに『電菱 SA-BA10』を使う場合、『①水中モーター』、『②バッテリー』、『③太陽光パネル』の順に電線を接続してください。

購入したてのバッテリーなら容量が残っていると思うので、バッテリーを繋いだ瞬間に水中ポンプが動き出すと思います。

水中ポンプは水のない場所で稼働させると空転時に熱を持って故障しやすくなるので、水に入れた状態で動かすようにしましょう。

私の場合、ぶっちゃけ水中ポンプが動いている時にバッテリーを抜き差ししたり、水中ポンプにスイッチをつけてON / OFFできるようにしているよ。

今のところ1年以上使えていることから、すぐに壊れたりはしないみたい。

ろ過システムを作る前に用意するもの

材料一覧

ろ過槽に関連する材料は以下の通りです。

代用品も含めると全てDCM系列のホームセンターで揃います。

バックルコンテナはろ過槽界隈で有名（？）なNFボックスなど、積み重ねできるプラスチックコンテナであれば何でもOKです。

ただコンテナは穴あけ加工をするため、ある程度の厚みがあって丈夫なものを選んでください（コンテナの耐久性はおおよそ値段に比例します）。

コンテナは加工する時に割れやすいから、できれば近くの店舗で入手性の良いものを選ぶことをオススメするよ。

工具一覧

ろ過槽を作るのに使用した工具は以下の通りです。

ボアビットは決まった大きさの穴を正確な寸法で空けるのに使います。

今後、樹脂や薄い板を加工するだけなら穴の大きさを自由に変えられる自在錐の方が良さそうです。

塩ビパイプ用のノコギリを使うと切断面が少し綺麗になりますが、普通の木工用ノコギリがあるならわざわざ追加で購入する必要はありません。

工具なんてDIYが好きな人じゃないと使わなくなって邪魔なだけだし、使用頻度が高くて時間効率の良いものからちょっとずつ揃えていくぐらいで良いと思うよ。

ろ過システムを作る

ろ過槽（1段目）を作る

水中ポンプで吸い上げた亀池の水から、フンや食べかす等の細かいゴミを取り除く濾過槽を作ります。

ろ過槽の上段部分になるのでコンテナは小さい方を使用します。

穴あけの際はコンテナの下に当て木を置くなど、ドリルを当てた時に樹脂がたわんだりしないように注意して加工してください。

私は穴あけ時に変に負荷がかかってしまい蓋を１個壊しました。

水中ポンプにつながっているホースの先は濾過槽の水が触れないよう置いてください。

ちなみに、ホースの先にシャワーパイプを取り付けると、水が良い感じに分岐されてフィルターの汚れ方が均一になります。

水が逆流した時の詳細と対策方法は亀池濾過槽の改造動画（YouTubeリンク）でしているから、気になる人はチェックしてみてね。

ろ過槽（2段目）を作る

ろ過層（1段目）が完成したら、生物濾過用の濾過槽を作ります。

作るときは側面のソケットの隙間からの水漏れ対策と、ろ過槽（1段目）との接続用塩ビ管の切断位置の調整が結構面倒くさいかもしれません。

今回は予算の関係でろ材として安い鉢底石を使用していますが、高価なアクアリウム用のろ過リングでもOKです。

ろ過槽が大きくてろ材がいっぱい入るほどろ過能力が高くなるけど、水中ポンプがしょぼいと水を回しきれないから、バランスを見ながら調整しようね。

太陽光発電システムとろ過システムを合体する

太陽光発電システムとろ過システムが作れたら、あとは亀池にパイプや太陽光パネルを取り付けるだけです。

池の形状や製作者のこだわりによって作り方が大きく違うので本記事では省略しますが、私の場合、屋外用アルミケージに設置するために色々作って取り付けました。

太陽光パネルの架台は、お昼に太陽が当たる位置に取り付けてください。
30度ぐらいの角度をつけてあげると発電効率が良くなるようです。

水中ポンプを直接亀池に沈める場合は汲み上げ槽は不要です。
ただしその場合、万が一どこかで水漏れすると亀池の水が全部吸い上げられて空になる可能性がありますので注意して下さい。

濾過槽を設置するための台は必須ではありません。
ろ過した水を亀池に直接戻す場合は地面に直接置いてしまっても良いと思います。

メダカ池も必須ではありません。
水の容量が増えると水質が安定するという意味もなくはないですが、ほぼ私の趣味です。

希望があれば、この辺りの細々した設備の作り方もまとめる予定だよ。

まとめ：作るなら失敗前提！少しずつ改善していく気持ちで！

といった感じで、今回は過去に作った亀の屋外飼育ケージに太陽の力で１日中動くろ過システムを作ってみました。

実際に作ってみると、太陽光パネルの位置が悪くて全然発電しなかったり、水槽同士を繋げるパイプの水圧が足りなくて水が止まったりと小さな失敗はつきものです。

また、ろ過したい水場によって部品構成や作り方は様々だと思うので、今回紹介した作り方と合わないところがあれば、どんどんオリジナルの要素に置き換えていきましょう。

「私が作ったろ過システムの方がよくできてるわ！」って方はこっそり教えて下さい。是非ぱk・・・参考にさせていただきます。

今回紹介した濾過システムは「これで完成！」ってわけでもなくて、今後もちょっとずつ改良を続けていく予定だよ。

現在の亀池の様子が気になる人は是非YouTubeチャンネルで最新の動画をチェックしてみてね。

ささき

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生き物用の設備を作って楽しんでるサラリーマンです。最近の推しはカラカネトカゲ。