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シズオカAR96／JR2GUI
(2024/4/23 19:05:06)
非常用電源システムの構想
(2018/10/19 23:32:41)
先日の台風24号による停電を教訓に、東海地震への備えとして非常用電源システムの構築を計画しています。
◆発電機
電源といえばまず頭に浮かぶのはコレ。けどデカいしガソリン備蓄しておかないといけないし、時々エンジンかけないとキャブのジェット詰まるし・・・。頻繁に移動運用行って発電機も使うのであれば良いですが、いつも乾電池だし・・・（笑。ホンダのエネポならカセットガスなので燃料やメンテの心配は減る。運転音もエンジンに比べたらかなり静かです。ただ値段が・・・10諭吉オーヴァーはキツい。
◆鉛バッテリー
発電機に比べると使用できる電力は少なくなりますが、こっちの方が金額的にもメンテナンス的にも負担が少ない。騒音や燃料確保の心配も要りません。ということで早速125D31という巨大なバッテリーを購入。容量は72Ahだそうです。ヤフオクで8千円ほど。韓国製ですが、一応老舗メーカーだそうでレビューも悪くないので安さにつられました(^^;
◆ソーラーパネル
鉛バッテリーは浜松レピータにも使用した秋月の3Wのヤツ
これで毎日定電圧充電しておけば常に最高の状態をキープできます。ただ、いざ非常時になると使った分の電力をこのパネルで補うのは無理。Amazonやヤフオクのぞくと100Wクラスのパネルで1万5千円弱。これなら晴天であれば昼間のうちにバッテリー満タンにできそう。
平常時は3Wで定電圧充電、非常時は100Wで急速（といっても1C）充電するのが良さそうかな。
◆DC/ACインバータ
素性不明（サイズ的におそらく出力150Wくらい）のインバータは持ってます。けどできればもう少し大出力のものが欲しい。電子レンジとかは使えなくても良いけど、できれば冷蔵庫を動かせると食材を腐らせることなく使いきれるので助かる。450Lクラスの冷蔵庫だと定格消費電力は300W程度のようです。モータを使う機器は起動時に瞬間的に大電力を食うのでやはり1000Wくらいの出力が欲しいところ。
出力電力とバッテリーからの出力電流、何時間使えるかを単純計算してみたのが上の表。これからすると5時間率72Ahのバッテリーでは安全に出力できるのは14A程度なのでせいぜい180W。となると冷蔵庫も危ういですが、ずーっと連続300Wではなく間欠運転なのでギリなんとかなるかな。
※5時間率72Ahとは、14.4Aを5時間（=72Ah）出力できる容量であり、14.4A以上の電流を取り出すとバッテリーにダメージを与えるものと理解してますが合っているでしょうか？もし間違っているようでしたらご指摘いただければ幸いです。
そして出力電力の他にもうひとつ気になる項目が。それは出力波形。安いヤツはたいてい矩形波（方形波）での出力になっています。おそらく50~60Hzで単純なスイッチングをしているだけなのでしょう。コンセントにきているAC100Vは正弦波なので大きく異なるわけですが、矩形波でも多くの家電は動くらしい。ただ、一部の機器では誤動作したり壊れたりということもあるようです。矩形波なんて高調波てんこもりですから無理もない。矩形波を階段状にして正弦波に近づけた「疑似正弦波」ってのもあるらしいですが、やはり動かないなどトラブルはあるようです。これに対しPWM制御で正弦波出力をする機種もありますが、値段が跳ね上がる。安さをとるか、高くても安全をとるか、という二択なわけです。
ここでふと考えました。
安い矩形波の出力にLCでLPF（ローパスフィルタ）かませば正弦波になるんじゃね？
しかしよく考えてみたらそれだと実効値下がっちゃいますね(^^; どういうことかというと・・・
コンセントに来ているAC100Vはピーク141Vの正弦波交流
です。これの実効値（同じ仕事量になる直流電圧）が100Vということです。これに対して矩形波の場合は波形のピーク値＝実効値になります。ということはおそらく矩形波のDC/ACインバータの出力はピーク100Vの矩形波になっているはず。
ピーク100V（＝実効値100V）の矩形波をフィルターを通したらピーク100Vの正弦波となる。ということは
実効値が70.7Vになってしまう ことになります。こりゃダメだ。
そこで再び閃いた！
1:1.4の電源トランスがあればピーク141Vになるんじゃね？しかもトランス通すことでフィルター効果も得られそう。ふはは！オレ天才！
トランスめちゃ高ぇ・・・orz
20～30A程度流すことができるトランスはウン万円。だったら最初から正弦波出力のインバータ買った方が安上がりです。いいアイディアだと思ったんですが、やはり世の中甘くないですね(^^;
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