小さなオフグリッド電源を作ってみた(その1)

先日、何度も上げてしまい使えなくなってしまったバッテリー3つ、パルス充電によって復活させました。

古いバッテリーを復活させてみる

2018.03.16

これで独立型の電源装置を作りたいと思います。
電力会社から独立したオフグリッド、自家製の電源装置。
独立型の電源です。

車のバッテリーを家電に使用するには、2つの方法があります。
1つは、「直流」であるバッテリーを、そのまま「直流」で使う方法。
つまり、電池を電池のままで使うということですね。

パソコンのUSB端子に接続して使用する電気製品が、この頃多く出ています。
USB端子から出ている電気は、5Vの「直流」。
これを上手く組み合わせて使うのが、最も簡単な独立型バッテリー電源の構築方法です。

照明器具、扇風機、加湿器。
電気ブランケットやマッサージ器もあるんですね。
デスクトップのパソコンにつなげて使えますので、デスクワークのOLさんに人気の商品だそうです。

個人的には、ノートパソコンと、携帯充電器、照明器具が使えれば重宝します。
夏はこれに小さな扇風機でしょうか。
冬はコーヒーカップを温めてくれるカップウォーマーなんてのも良いですね。

照明器具も消費電力の少ないLED電球に、明るさを調整できる調光器を付けてみました。 これは思いの外とても便利です。 周りが明るいときは暗く調整することによって、消費電力を下げることが出来ます。

USB機器をバッテリーに簡単に接続出来るようにするには、車用のUSB変換器を使います。

スイッチがついているものや、消費電力を表示してくれる優れ物もあります。
鉛バッテリーは、中の電気を使いすぎるとサルフェーションをおこし使えなくなってしまうため、電圧が下がる前に別のバッテリーに交換するか、充電する必要がありますので、電圧を常に確認できるのは、とても便利です。

百均でみつけた組み立て式の棚に入れてみました。

もう一つの使い方としては、「直流」を「交流」に変換し、家電全般を使う方法です。
電池の電気を、家庭のコンセントの電気に変えると言うことですね。

インバーターという機器をバッテリーに接続すると、通常のコンセント形状の家電が使えるようになります。
インバーターは数千円の物から10万近くのものまで様々な商品が出ています。
インバーターを選ぶ基準は、使用できる消費電力の大きさと、電気の波形の2種類の組み合わせで選択します。
消費電力は、何ワットの家電を使用したいかによって選びます。 冷蔵庫や洗濯機、電子レンジを使いたい場合は、かなり大きなワット数のインバーターを選ばなければなりません。
バッテリーも大きな物を必要とします。

また、電熱器が入っている、電気ストーブやドライヤーも消費電力が大きく難しいです。
ドライヤーなどは1500や2000ワットという商品もあり、これをバッテリーで動かすには、高価なインバーターと大容量のバッテリーを必要とします。

次に電気の波形。
「交流」は波のように振動を繰り返しながら流れていく特性があります。 家庭用のコンセントには、プラスとマイナスはないですよね。
「直流」の乾電池にはプラスとマイナスがあり、反対に接続すると正常に使えません。 しかし、壁についているコンセントにはプラスマイナスの表示がなく、どちら向きに指しても使えますね。 これは、プラスとマイナスが交互に入れ替わっているからなんですね。

この入れ替わる回数を表したものがヘルツです。
50ヘルツと60ヘルツ、東日本と西日本で異なるあれです。
この「交流」の波形をオシロスコープでみると、きれいな曲線、波の形になっているんです。 プラスからマイナスへ、またマイナスからプラスへ、となだらかにきれいに波打っています。
このきれいな波形を作り出すインバーターが高いのです。

曲線の波形を「純正弦波」と呼びます。
安いインバーターは、これがカクカクした階段状になってしまっています。 これを「疑似正弦波」とか「矩型波」と呼びます。

きれいな正弦波の電気であれば、どのような電気製品でも動かすことができるのですが、カクカクした汚い波形の電気の場合、動かない家電が多くあります。
コンピューターが内蔵されている物は正常に動かない可能性が高いです。
LED電球も、内部に基盤が入っており、点滅してしまったり、点かなかったりします。
電気毛布のようなものも、温度を制御するコンピュータが入っており、全く機能しません。
使用する家電製品によって、インバーターの大きさと種類を選ぶ必要があるんですね。

インバーターは、それ自体が電気を使用しながら変換を行っていますので、捨てられてしまう電気が少なからず発生します。
変換すること無く、直流を直流で使うことが出来れば、そのロスはなくなります。
コンセントからの電気を使用しているときには、そんな小さな電力やロスを気にすることなどないのですが、こういった電気の使い方をしていると、もったいない気分になってしまいます。

エコな思考を生み出してくれる装置でもある、オフグリッド。
次は、これに太陽からの無限のフリーエネルギーを蓄える方法をお伝えしますね。

ドームハウスにご興味をお持ちの方へ

一人で家族のみの協力の下で始めた、森のドームハウス建設に始まり、
ドームハウスの専門家が集まり始めたドームドリーマーズを経て、
より多くの方々への情報を伝えるためのドームハウスインフォ設立に至りました。

 

お陰様でドームハウスの実績や活動内容も充実してまいりましたので、
カタログを制作してお届けすることができるようになりました。

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ABOUTこの記事をかいた人

和田 啓宏

一級建築士事務所 studioPEAK1(スタジオピークワン)代表。 山梨の県北、南アルプス山脈甲斐駒ヶ岳の懐に位置する白州町の森にて建築・設計活動をしています。白州に活動の場を移して十数年。この自然の中でしか感じることの出来ない事を学び吸収し、建築に反映してきました。技術力やデザイン力のみではなく、心からわくわくし、楽しくなる建築をめざし日々精進しています。