蓄電システム・非常用電源

蓄電システムの仕組み

当ページでは、蓄電システムや非常用電源システムの各種機器の働きや機能、仕組みについて解説いたします。

若干の電気的な知識をお持ちの方には、意外と簡単に構築できるものですが、将来的にソーラーパネルと組み合わせて「自然エネルギー発電」を考慮したときには、1日の発電量や接続機器に応じたケーブルの選定(太さの問題)、接続コネクターの単品購入など煩雑な問題を生じます。

蓄電システム・非常用電源システムを安心、安全に使用いただくために、システム機器の基礎知識として当ページをお役立てください。

蓄電システム・非常用電源システムに必要な機器について

蓄電システムに必須となる設備、機器類または接続は、以下のような配線図になります。以下3種類の機器と、機器同士を接続するための専用ケーブル、専用コネクター類が必要となります。

機器等の配線図

蓄電システムに必要な機器の名称

  1. バッテリー(蓄電池)
  2. DC−ACインバーター(直流12V→交流100V変換器)
  3. バッテリー充電器
  4. 接続ケーブル、コネクター
1, バッテリー(蓄電池)

文字どおり、電気を蓄えるためのバッテリーです。最も格安・安価なバッテリーは、皆さんもご存じのとおりの自動車始動用バッテリー(鉛蓄電池)です。同じ鉛蓄電池の仲間になりますが、マリンレジャーや車中泊などに利用されている「ディープサイクルバッテリー」という、一般的な自動車用バッテリーよりも充放電回数や放電深度を高く設定したより品質の高いものもあります。

バッテリー(蓄電池)の写真です

ディープサイクルバッテリーは、太陽光発電システムやゴルフ場のカート、電気自動車、電気式フォークリフトなどに使用されており、充放電頻度・回数が多くなるため、主にこちらのバッテリーが採用されています。

蓄電システム・非常用電源システムでは、絶対にディープサイクルバッテリーでないといけないことはありません。1年に数回程度しか使用しないような場合、コストパフォーマンス的には、自動車始動用の安価なバッテリーで十分です。

また、ディープサイクルバッテリーには、以下のような種類があります。

開放型鉛バッテリー 電解液式 電解液補充が必要
シールド型バッテリー(MF) 電解液式 電解液補充が不要
AGM型バッテリー ジェル式 電解液補充が不要

そのほかに、最近の蓄電システムには、以下のような充放電回数や放電深度、耐用年数をさらに高く設定した高品質な(かなり高価ですが)蓄電システム専用のバッテリーも開発されています。

  • 酸化鉄リチウムバッテリー  ※弊社にて販売取扱いがあります。
  • リチウムイオンバッテリー(リチウムコバルト)
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー  ※弊社にて販売取扱いがあります。
2, DC−ACインバーター(直流12V→交流100V変換器)

家電製品やパソコンは、通常家庭にある電気コンセント(商用電源:AC100V)から電力の供給を受けています。一部のアウトドア、キャンプ用の電気製品では、最初から直流12V(バッテリー供給電源)で使用することを前提としたものも存在しますが、通常「電源」といえば、皆さんがご存じの形状をした「電気コンセントプラグ」というのが共通の認識でしょう。

DC−ACインバーターの写真です

インバーターとは、バッテリーから供給される直流12V(DC12V)の電気を、商用電源と同じ交流100V(AC100V)に変換するための装置機器をいいます。ですから、DC12Vで動作するアウトドア専用製品だけを使用するときには、インバーターは不要ということになります。

蓄電システムの選定で最も難しくなるのが、このインバーターの選定ということになるでしょう。ショッピングサイト上では、擬似正弦波インバーター、サイン波インバーター、矩形波インバーター、修正正弦波など、紛らわしい専門用語が沢山でてきます。

以下、インバーターの種類について、間単にまとめておきます。

正弦波インバーター

基本的に、すべての電気機器に使用することができますが、使用機器の最大消費電力を考慮したインバーターを選ぶ必要があります。但し、格安の正弦波インバーターの中には、(特に海外製品)電子機器や医療系精密機器、計測機器など動作しないものもありますので、機器選定に当たっては注意が必要です。

弊社では中国製正弦波インバーターと、DENRYO製(台湾:COTEK社のOEM品)の正弦波インバーター、アーガス製正弦波インバーターを販売しております。中国製はまだまだ発展途上であり、特に低周波ノイズの面でDENRYO製と性能差があります。医療用や、ノイズの面で心配がある場合は、DENRYO製を選択することをオススメします。

正弦波の波形イメージ

擬似正弦波インバーター

矩形波インバーター、修正正弦波インバーターと同義。正弦波のような滑らかな波形でないため、インバーター式の蛍光灯やマイコン制御の電気毛布など、波形に依存する電気機器ではご使用になれません。また、テレビ・ラジオ音声にノイズ(雑音)が乗ったり、冷蔵庫からやはり異音が発声したりしますので注意が必要です。

特に、最大負荷電力量(サージ電力量)の多いモーター駆動系の電動工具や井戸の汲み上げポンプ、掃除機、洗濯機などに使用する場合には、余裕をもった電力供給のできるインバーターを選定する必要があります。

擬似正弦波の波形イメージ

3, バッテリー充電器

バッテリー充電器に関しましては、あえてご説明の必要もないでしょう。しかしながら、バッテリーを充電する際には、以下注意をよく守って管理してください。

バッテリー(蓄電池)は、全く使用しなくても中の電気は自然に放電してしまいます。

バッテリー充電器の写真です

また、放電状態のまま長期間放置しますと、バッテリー自体の劣化が進み、早いときでは6ヶ月程度で交換が必要となることもあります。

全く使用していない場合でも、1ヶ月に1回程度は充電してあげるだけで、バッテリーメーカーの公称する3〜4年は十分に使用できます。(但し、全体の容量は徐々に減っていきます)

また、バッテリーの充電器は、バッテリー容量に応じた電流値を持つものが必要となりますが、概ねバッテリー容量に対し1/10(40Ahのバッテリーならば、4A程度の電流値を持つ充電器)を目安に選択します。

蓄電システム・非常用電源システムに必要な機器は、これまで解説申し上げたとおり、上記3種類の機器だけで構築できます。

バッテリー充電器の代わりにソーラーパネルからの発電で賄うことももちろん可能です。
但し、雨の日や曇り空の時にはほとんど発電しないので、大容量のバッテリーを充電するためには、それなりの規模のソーラーパネルを用意する必要があります。

ソーラーパネルと蓄電システムの組み合わせにつきましては、以下ページからご確認ください。

ソーラーパネルの選び方

ソーラーパネルのイメージ画像です

以上ですが、先の計画停電をきっかけに、蓄電システムに関する沢山の問合せを頂くようになりましたが、皆さま一様に「どんな機器を組み合わせることが合理的なのか?」という、とても素朴な疑問ばかりです。

知っているようで知らない家電製品の性質や消費電力のこと、また連続使用時間やサージ電流のことになると、やはり素人の手に負えるものではありません。

プロが用途や環境に応じて企画構成したパッケージ製品は、安全性、価格、品質性、デザイン性、機能性においても合理的に考えられております。この機会にぜひ【蓄電システム.com】の数あるパッケージ商品群の中から最適なものをお買い求めください。

別表:ケーブル仕様表

公称
断面積
導体
構成
本/mm
導体
外径
(mm)
絶縁体
厚さ
(mm)
仕上
外径
(約mm)
最大導体抵抗
Ω/km (20℃)
許容電流値
(A)
標準条長
(m)
0.3sq 12/0.18 0.7 0.55 1.8 61.1 6 200
0.5sq 20/0.18 0.9 0.8 2.5 36.7 10 200
0.75sq 30/0.18 1.1 0.8 2.7 24.4 13 200
1.25sq 50/0.18 1.5 0.8 3.1 14.7 18 200
2.0sq 37/0.26 1.8 0.8 3.4 9.50 24 200
3.5sq 45/0.32 2.5 0.8 4.1 5.09 35 100
5.5sq 70/0.32 3.1 1.0 5.1 3.27 50 100
8sq 50/0.45 3.7 1.2 6.1 2.32 60 100
14sq 88/0.45 4.9 1.4 7.7 1.32 88 100
22sq 7/20/0.45 7.0 1.6 10.5 0.844 124 100
30sq 7/27/0.45 8.1 1.6 11.5 0.625 150 100
38sq 7/34/0.45 9.1 1.8 13.0 0.496 176 100
50sq 19/16/0.45 10.4 1.8 14.0 0.389 206 100
60sq 19/20/0.45 11.6 1.8 15.5 0.311 239 100
80sq 19/27/0.45 13.5 2.0 17.5 0.243 291 100
100sq 19/34/0.45 15.2 2.0 19.5 0.193 339 100
125sq 19/42/0.45 16.8 2.2 22.0 0.149 387 100
150sq 27/34/0.45 18.7 2.2 24.0 0.129 428 100

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