お安く簡単にオフグリッドで太陽光発電、電気自動車、商用100Vと電源を切替える方法です(手動)

追記2020/06/09
またまた再実験致しました(*’▽’)。結果、6月時点で50%をクリア。2日で満タンになるし、1日でも50km走行できると考えれば十分な結果といえるかもしれません。♪ ご興味があれば最新の記事は以下になりますので、ご参照ください♪

https://tech.hippo-lab.com/solar-30/

ここより以下は3月に40%ほど充電できた際に、更に手動切替え機を導入し「ソーラ発電」<->「電気自動車」<->「家庭内消費」を実現した方法の記事となります。

以前から報告している「自作DIYオフグリッド太陽光発電」ですが、たま~に曇りが続くと、オフグリッド蓄電していたバッテリーが空になり、電源が落ちてしまいます。その度にコンセントを指しなおすのが面倒で、商用電源との切替機の導入を考えていました。まず始めに思い浮かんだのは、有名なオフグリッドソーラ社の自動切替え器です。

■自動切替え器■(高価なので導入を断念)
家全体を自動切り替え系統にするという感じではありませんが、コンセントごとに繋いで自動で切り替えてくれる優れものです。



ん~♪ 便利ですね。でも「27,500円」は高いな~と、もう少し探していたら、アマゾンで面白いものを見つけました。

2pcs 2極ナイフスイッチ 切換カバースイッチ



価格:¥1,609 & 配送料無料(2020年3月時点)

自動じゃなく手動になりますが、これなら、安価に切替え機を自作できますね。という事で、さっそく購入して作成してみました。

※注意※ ちなみに購入してみた処、かなーりチープで玩具みたいな作りでした。私は貧乏性なので買ってしまった本商品を使用していますが、正直、これに商用100V電源を流すのは不安です。一応今でも問題なく使えていますが、皆様は、もう少し高級なナイフスイッチを購入される事をお勧めいたします。

DIYで手動切替え機の作成

まずはオフグリッド電源、及び、商用電源を屋内に引き込みます。(配線が汚くてスミマセン(;・∀・))

そして屋内に切替ナイフスイッチを設置しました。これで完了です(笑)。

なお電気自動車とオフグリッド太陽光発電の、電源切替えスイッチも設置しました。

すこしヤヤコシイですが、まずはインバータの説明から行います。我が家のオフグリッドには2つのインバータがあり「3000Wの高出力は主に電気自動車の充電用」、「屋内で使用する電源は小さい300Wのインバータ」を利用しています。小さくしているのは単に安全の為です。

ちなみに「電気自動車を充電するインバータ」と「家庭用の小さなインバータ」と2つにわけておけば、電気自動車を充電しながら屋内でも安全に電気を使える、というメリットがあります。

また電気自動車のシガーソケットを電源として、インバータで100V電源を供給します。

それを、さきほどのオフグリッド電源と繋ぎ、ナイフスイッチで切替えできる様にしている訳です。

ちなみにガソリン車はキーを回すとエンジンが回転しオルタネーターが発電してバッテリーを充電します。同様に電気自動車もキーを回すと走行用バッテリーから電力を供給して補器用(鉛)バッテリーへ充電します。つまりエンジン音も排気ガスも無く、大容量の電気を取り出すことができます。

この構成で「夜は電気自動車から給電」、「昼は電気自動車を充電」しながら、私のオフィスの電源として供給しています。PCはノートなので小電力ですが、モニタ2つに防犯カメラ、タブレット、スマホ等、まぁまぁの消費電力です。

実際にどれくらいの充電と放電を繰り返しているか、4日間(3/3~3/7)測定してみました。以下がそのグラフになります。電気自動車の走行用バッテリーが50%~90%ぐらいを行き来しており良い感じです。とくに最終日は45.5%から85.0%までと、およそ40%近く充電できました♪ 我が家のアイミーブは16kWhモデルなので6.4kW充電できた計算になります。

なお測定に使用した機器はEV Manager EVM-01-USB(TECHTOM製)で、USBに各データをCSVとしてロガーしてくれる優れものです。

EV Manager EVM-01-USB

またグラフがカクカクしている理由ですが、充電する際、インバータにコンセントタイマーを利用した為です。

なぜタイマーを利用したかと言うと、オフグリッド太陽光発電の電力が足りなかった為です。なお電気自動車(アイミーブ初期型)へ供給する電力は(101V × 13.49A)=1362Wも必要です。対して太陽光パネルはネクストエナジー社のNERP255P(255W)を6枚用意したので、理論上は1530W発電し十分足りる計算でした。しかし実際には、以下の写真の通り( 57V × 12.9A )+( 58V × 5.6A )=1060W しか発電してくれませんでした。





なお以前、1月に測定した際は最大でも800W程しか発電しませんでしたが、今回3月に測定したら1060Wまで増えていたので、夏になれば1500W近くまで発電してくれるかもしれません。しかし以下のグラフを見てください。発電量は12時から13時ごろにピークを迎えますが、それ以外の時間は発電量が少ないです。また天候によっても発電量が減ってしまいます。

(注意:なお上記のグラフは本システムとは別の物です。参考までに「エネバカプロジェクト」の「えこめがねグラフ」を掲載しました)

そこでタイマーを利用し、こまかくオンオフし、電力が足りなくならない様に調整した次第です。まぁ、パネルやバッテリーを増設して発電量を増やせば良いだけなんですけどね。。お金がかかるのでタイマーでごまかしたって事です。(;^_^A

夏になれば、もう少し発電してくれると思うし、それまでにパネルやバッテリーを増やしてパワーアップさせる予定なので、またいつか、ご報告いたします♪

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