【でん】部屋の電気をバッテリーだけで運用＠節電対策
トランプが余計な事をするんで、原油不足に伴う電気代他インフレが騒がれている昨今では御座いますが・・。
(；´∀｀)
この話題とは関係無く、以前から（１０年前）オフグリッド化による節電を趣味の一つとしておりました。
コツコツと、試行錯誤しつつ現在に至ってます。
(；´Д｀)
※詳しくは膨大な過去記事を参考にどうぞ
んで、現在、自分の部屋にある電気代は、（ほぼ）ゼロを実現しています。
正しくは、電気ポッド以外全部、流石に電熱８００Ｗのバッテリー供給は現実的に無理です。
ルータやHGWのネット関連、照明、スマホやタブレット、ＰＣ周辺も全て、バッテリーだけで賄えてます。
本当に全部です。
しかも、ＰＣゲーミングも普通に毎晩楽しめてます。
なるべく、お金を掛けず実現したので、皆様の参考になるかと思い記事にしました。
仕組み
現在は以下の構成で、安定運用しております。
これだと、２日連続でどんより曇日だと、厳しい目な感じになります。
基本的な構成部材だけでしたら、安価に構築出来るかと思います。
とにかく、変換ロスが無視出来ないため、利用状況に応じた最適なデバイスが必要になります。
なるべく、DC24Vそのままの形で利用出来るようにしています。
自動車用（24V）のパーツや、USB系（PDなど）などを想定すると、安価に揃えられます。
案外、発熱するので、屋内設置の場合は、最悪（夏場・湿気・排熱・動物・悪戯）を想定しないと、ヤバい事になります。
屋外設置
ソーラーパネル（全部で公称値計６００Ｗ）※50W*6枚、100W*2枚
※晴天時最大２４V系１１Ａ（充電時実測約２００Ｗ分）
※パネルの汚れ、角度が微妙なので相当低め
バッテリー（リチウム系バッテリ100Ah*2）
※大きい容量の場合、消防法にも注意
充電コントローラ（24V・50A対応品）
※放電は、バッテリー直結
配線（耐候部材）
逆流防止
耐候ケース
ソーラーパネル架台・他
屋内設置
インバーター（DC24V→AC100V用・最大600W）
インバーター（DC24V→AC100V用・最大150W）※高効率
グリッドタイインバータ（DC24V→AC100V用・最大1000W）
DCDCコンバータ（DC24V→DC12V・最大10A）※高効率
DCDCコンバータ（DC24V→USB PD・最大20V）※高効率
ポタ電（DC12V・約250Ah）※手動運用、予備
モバイルバッテリ（USB、DC3.3V・20kA）※手動運用、予備複数台
配線分配（各部材、許容電流に注意）
安全装置（重要、無人時でも動作）
電圧計（動作確認用）
オフグリッドで２４時間運用してるもの
サーバーＰＣ（PD20V・約１０Ｗ）
ＨＧＷ＋固定電話機（約８W）
Ｗｉｆｉルータ（DC12V・約６Ｗ）
Ｗｉｆｉ中継機（DC12V・約６Ｗ）
ＬＡＮハブ（DC5V・約２Ｗ）
照明（DC12V・約２Ｗ）
合計：４５Ｗ（26V2.0A相当）
オフグリッドから必要な時に使うもの
パソコン（PD20V・最大約４５W）
20inモニター（DC19V・約８Ｗ）
27inモニター（AC100V・約１４W）
スピーカーアンプ（USB/24V DC・１Ｗ）
ＵＳＢ・周辺機器（PD/USB・約２Ｗ）
ＵＳＢによる充電（ノートＰＣ、スマホ他）
モバイルバッテリー／ポタ電の充電
以下は、晴天発電時のみ（100VACインバーター経由）
電気ストーブ（３００Ｗ）
充電乾電池の充電（４Ｗ）
電気工具の充電（１台２０Ｗ）
電気自転車の充電（３００Ｗ）
電気ポッド・お湯系（８００Ｗ）※後述
掃除機（６００Ｗ）※後述
洗濯機（６００Ｗ）※後述
節電額を計算してみると
２４時間常時運用してる分だけで言えば・・
１ヶ月総計：45*24*30 = 32.4kW（30day）
月の節電額：32kW * 30 = 960円（1kW=30円として）
となりました。
(；´∀｀)
追記：上写真を追加5/3
現在（夜間）の実測値で、13.3V*2.1A*2(24V)=５６Ｗ分を、２４時間常時バッテリーで給電してます。
ですので、56*24*30=40kW*30= 約１２００円分／月のようです。
ＰＣ利用時の分の月額を計算してみると・・
１ヶ月総計：30*6*30 = 5.4kW（PC20Wとして、6hours/day,30day）
月の節電額：5.4kW * 30 = 162円（1kW=30円として）
情報家電ばかりなので、こんなもんですけどもね・・。
チリも積もればってやつですね。
※わたし、こんな事を１０年続けてますけども
USB充電は計算に入れてませんし。
大きい電力を必要とする時（家電）
なるべく節電したいので、非常に面倒ではありますが。
天気予報を確認しつつ、最大発電時の晴天時にまとめて、実施するようにしています。
それまで掃除や洗濯物を貯めておく・・とｗ
(；´∀｀)
白物家電に、インバーターで１００％電力供給なんて事は、（必要電力が大き過ぎて）まず不可能に近いし、壊しかねないので、商用グリッド電源そのままで使います。
※故障したら、節約の意味が吹き飛んでしまいます
※大容量ポタ電の給電だって、すぐ壊れる（もの凄い電流）
じゃ・・どうやって節電すんの？
という事ですが、ここで、グリッドタイインバータの登場となります。
発電分だけをグリッドに流して、足りない分を商用電源から補填してもらう感じになります。
家電の配線もそのまま、発電を無駄無く、利用出来ます。
うちでは３００Ｗ位しか発電能力が無いので、白物家電を使う際は、差し引き分を、通常電気から頂くことになります。
およそ、半分位の電気代で動かせる感じ。
例）掃除機：５００Ｗ－発電３００W＝電気代分２００W
運用中の補足
超重要な発熱の触診
ちょうど、この記事の写真を撮っている最中に気付いたんですが。
写真のチャージコントローラーの左側２端子、これ、ソーラーパネルからの配線になります。
つまり、システム内では、一番、電気が流れている部分になります。
２ｓｑを２本束ねて、４ｓｑ相当としてますが、触ると、それなりに発熱してました。
最大、１２Ａ程度で、許容電流内のはずなのですが、事実、発熱してます。
※電線の品質が悪いのか・・・
不安でもあるので、もっと太めの電線に変える必要がありそう。
こんな感じで、運用中は、あらゆるケーブル、端子部を実際に触って、発熱してないか確認する必要があります。
ネジで締めたとしても、簡単に、振動で緩んでくるものです。点接点状態になったら、そこから、火事に繋がってしまいます。
※近くに、モーター／空冷ファンとかある場所が特に危険（経験談）
パネルの清掃
写真撮っておけば良かった。
ちょうど今は４月、そう、花粉の季節なのです。
前日の雨の水分を吸ってか、パネル全面を覆ってました。
爪でコスっても取れないくらいに固まってました（水で溶かして拭けばOK）
パネルは意外にも汚れます。
鳥のフン、黄砂、葉っぱなど、風でいろんなものが飛んで来ます。
パネルのセル１個で２Ｖ、これを直列接続で、１８Ｖを作ってる訳なので、１箇所だけでもゼロ発電（≒切断）だと、パネル全体で、発電出来なくなってしまいます。
１箇所のゴミで、２４Ｖシステムだと、パネル２枚分全損に相当してしまいます。
清掃は、めっちゃ大事。
最大３０Ｗのインバーターなのですが、一見、使い道無いだろ！と思ってしまいますが。
それが、効率という点で見ると、あながち、そうとも言えません。
インバーターは無負荷状態でも、電気を消費（発熱）してしまいますが、上記の３０Ｗインバーターは、ほのかに温かいといったレベル。
３０００円程度で購入できる安価なので、オススメでもあります。
※効率を考え、半分の合計１５Ｗ程度で想定しておこう
※今は、プリンター用の電源で利用
ちなみに、テスターで計測したら、電圧８５Ｖでした。
１００Ｖ出てないし、矩形波なので、正常に動作しないものもあるかも、ですが。
これの他にも、最大300Wや150W、600Wと沢山所有してます。適材適所です。
ノイズが確実に乗るので、製品選びは慎重に。ちゃんとしたものなら、ほぼゼロノイズで利用できます（無線受信機とか、スピーカーなど）
※うちのCOTEKインバーターは、（ほぼ）ノイズ無し
まだまだ乾電池を使う場面がありますよね。
防災の観点から、充電池に電気を貯めておいたり。
皆さんもお持ちであろう、モバイルバッテリーも同様。
ＰＤ２０Ｖ対応品だと、ノートＰＣなども充電出来るので、１本持っておくと何かと便利。
Anker Power Bank (20000mAh, 87W, Built-In USB-C ケーブル)
発電が有り余る場合は・・
晴天が連日の場合など、もうバッテリーが満充電状態になってしまい、BMSによる切断が行われてしまいます。
※注意：パネル電圧がそのまま負荷側に流れます
こうなると、あまり精神的によろしくない状態になります。
単純に、バッテリー容量を大きくすればいいんですが・・。
(；´∀｀)
私の場合は、天気予報とバッテリー残量を見て、満充電になりそうな場合は、前日に予め沢山消費しておいたりします。
発電時なら、電気を貯めるという考えから改めて、「熱エネルギー」として貯めます。
つまりは、「お湯」を作ります。
電気ケトルじゃなくて、電気ポットというのがキモになります。
電気ポットは、低電力（６００－８００Ｗ）の製品が多いので、なるべくグリッド電力を使わないなら・・という工夫になります。
本体容器に保温性能もある。
お湯は、料理にも使うし、洗濯／掃除とか、何かの消毒とか、何かと便利ですよね。
ケトルしかない場合は、保温する容器に移し替えとか。お湯エネルギーとして考える訳であります。
逆思考として、冷蔵庫を使って、マイナス方向の熱エネルギー（つまりは氷）を作っておく、なんて工夫も出来ますよね。
バッテリーの容量
バッテリー電圧だけでは、残容量を確認する事は出来ません。
負荷接続時や充電時は、その影響を受けてしまうためで、基本、上画像の様なバッテリー管理アプリが無いと、正確なバッテリー容量や、充電量を確認する事が出来ません。
※バッテリー内ＢＭＳの電流値で、出口を見ている
うちでは、１２Ｖ２００Ａｈと、小さいオフグリッド環境ではありますが、今のところは、必要最小限に何とか運用できてます。
※全日晴天時で、パネル発電実測３６Ｖ１２Ａ≒４３０Ｗ で、このバッテリー７０％分充電（負荷繋いだまま）
曇り日が続くと、厳しいので、正直、もうちょっと大きくしたい所ではありますが。。
(；´Д｀)