2018年11月4日日曜日

DIY非常用電源の完成

正弦波インバーター

楽天ポイントが貯まっていたので、正弦波インバーターを入手しました。矩形波だと動作しない家電があることと、最悪の場合回路に不具合が出る可能性があるので、高価ですが、正弦波のものにしました。

定格出力400W、最大出力450W、最大瞬間出力800Wの大橋産業製のものです。1000W以上の正弦波のものは2万円以上するとこと、400W以上必要なものは、他で代用可能なドライヤーやエアコン等の一部家電に限定され、冷蔵庫も280KWh/年以下の省電力タイプなので単純計算(280000÷(356日×24H=8760h))だと32W以下で使用可能ですので、この程度で良しとしました。

商品到着後、早々にテストしました。矩形波インバーターでは点灯しなかった4WのLED電球も問題なく点灯しました。日本製の安心感と50Hz/60Hzの切替がついており、海外製に比較して国内向け家電との相性が良さそうです。 別記事で紹介済のDIY制作した、バッテリーの収容BOXにも丁度収まり、インバーター使用時はそのUSB出力からBOXに取り付けたPC用ファンに電源供給してBOX内の換気が出来るようにしてあります。

古バッテリー3個合計で260Ahなので、平均360W消費の場合12V×30Aで約8.7時間、一晩は稼働できる計算です。 日中晴れていれば100Wソーラパネルで70W程度で充電できるので、満充電まで45時間掛かる計算になります。

消費電力120Wの場合、12V×10Aですので、12時間で120A消費、充電に20時間強掛かる計算なのでソーラパネル2枚で消費電力を100W程度に押さえれば、十分使えると思われます。

将来、家庭用蓄電池が普及価格になるまでの災害対策としては、別記事のポータブルバッテリーと、到着待ちの発電機の併用で賄うしかないです。電気自動車のテスラが格安の家庭用蓄電池を提供しはじめており4.5年後には普及価格になることを期待しています。

ちなみにポータブルバッテリーは、120000mAhなので120Ah、120W消費(10A)で最大12時間は持つことになります。発電機は定格出力0.7KVA=700Wですので、3つの電源を合計すると、1000W程度は使用できる計算です。

この発電機は12V、8A出力も付いているので、バッテリーへの充電も可能です。発電機については商品到着後、別途記事にする予定です。ちなみに米国では停電が多いのか、家庭用発電機の普及率が30%程度もあるようです。日本の住宅事情では、大型発電機は設置場所や騒音の関係で病院等の一部施設が殆どですね。


4WのLED電球でテストしている所です。バッテリーBOXに丁度収まっており、手前に見えているのが手持ちの150W矩形波インバーターで、予備で入れてあります。


50HZ/60HZの切替スイッチの画像です。蓋がネジで固定されていますが一度設定すれば、変更することは殆ど無いので、問題ないですね。工場出荷時は60HZのようですので、関東の方は注意が必要です。


バッテリーBOXに充電器を繋いで充電している所です。BOXの蓋を開けずに、防水コネクターに接続して充電できるようにしました。

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ソーラパネルとポータブル電源との接続

別記事でDIY制作した、古バッテリー3個のバッテリーBOXをベランダに移設して、既存の100Wソーラーパネルに接続しました。このソーラーパネルは、ポータブルバッテリーに接続していたものです。

ポータブルバッテリーには、車用12Vシガーソケット充電アダプターが付属していたので、電源BOXの12V出力からポータブルバッテリーに充電するよう配線し直しました。

100W電源2系統とポータブルバッテリー充電用の12V電源1系統と室内に引き込み、室内側にコンセントを設置しました。非常時はこのコンセントから延長コードで電源を供給可能としました。

非常時にバッテリーBOXの3個バッテリー合計260Ahとポータブルバッテリーの120Ah、合わせて380Ah、700Wの大容量電源システムを確保できました。

ソーラーパネルの発電量が足りない状況ですが、700Wの発電機を導入予定なので、非常時は発電機で不足する分を、この非常用電源で賄う事で対応すれば実用レベルでは問題ないとの判断です。

ソーラーパネルは晴天で60W~70Wの発電量ですが、この接続で、ポータブルバッテリーに30W程度充電できているので、電源BOXへも30W程度の充電が出来ています。

別記事で記載したように、全てのバッテリーを空の状態から満充電にするのに、晴天で45時間程度掛かる計算ですが、実際は空になる前にインバーターが止まると思うので、そこまで時間は掛からないと思います。

トータルで1週間以上掛かりましたが、インバーターと合わせて制作費用2万円以内です。似たような鉛バッテリーの非常用電源システムが数十万で販売されているので、非常に安価に構築できたと思います。 鉛バッテリーが寿命を迎えても船舶用110Ahのディープサイクルバッテリーが13千円程度で入手できるので、多変経済的です。


ベランダに移設したバッテリーBOXにソーラーパネルからの電源接続、外壁に穴あけして、室内へ100V電源2系統+12V電源1系統を引き込みました。防水シーラーで仕上げる予定です。ポータブルバッテリーへ充電できている(撮影時26W)のが確認できます。


室内側コンセント。ホームセンターで部品ばら売りしているので、12V電源(赤黒の電線)を一番下から引き込めるようにしました。

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