家庭用非常用電源装置設置のすすめ　2011

家庭用非常用電源装置設置のすすめ　2011.3.18　　2011.7.18蓄電装置を追加

3月11日に起きた東日本巨大地震では福島原発の事故などから、首都圏でも計画停電が実施されています。未だ余震が続く中、停電が起きると情報源であるテレビをみることが出来ません。また、夜間の停電の場合照明がなくなります。このような場合、家庭に非常用電源を備えていれば非常用の照明利用は勿論、液晶テレビであれば数時間は見ることが出来ます。

我が家で設置している非常用電源装置を紹介します。

（１）装置の概要

ローカルな小規模のソーラー発電で鉛バッテリーに充電しています。バッテリーにはインバータを接続し、交流55Hz100Vが得られるようにします。システム構成を図-1に示します。また実物を写真-1に示します。

なお、この装置は普段は池の浄化ポンプ（約50Ｗ）に既に３年以上利用（タイマーで昼間のみ作動）しています

図-1家庭用非常用電源のシステム構成

ソーラーパネル

バッテリーおよび充電装置とインバータ

写真-1

（２）システムを構成する主な部品（我が家の場合）

主な部品	メーカー、型名、価格など	機能	摘要
ソーラーパネル	シャープ製ＮＥ－132ＡＮ　1枚　最大出力：132Ｗ、無負荷開放電圧：33.17ＶＤＣ、電流：5.4Ａ	太陽光を受けて発電する。（ＮＥ-132Ａは24Ｖバッテリー充電にはやや電圧が低い）
バッテリー	DC12V鉛バッテリー160Ａｈ×2個直列接続してＤＣ24Ｖで使用（このバッテリは中古品である）	発電した電力を貯めておく。容量は大きい方が長時間利用できる。
充放電制御ﾕﾆｯﾄ	電菱製　SUNSAVER-10　入力24VDC　充電電流：10A	バッテリーに充電する電流を最適に調整する。
電圧計1	フルスケールＤＣ50Ｖ	バッテリーに充電している電力の電圧を監視する。	省略している
電圧計2	フルスケールＤＣ30～50Ｖ	バッテリーの電圧を監視する。
電流計１	フルスケールＤＣ10Ａ	バッテリーに充電している電流を監視する。
電流計2	フルスケールＤＣ10～20Ａ	バッテリーから放電される電流を監視する。
インバータ	セルスター工業㈱製　HG-500/24V　　入力DC24V 　ｍａｘ500Ｗ	バッテリーのDC電圧をAC100Vに変換する。正弦波インバータが望ましいが、このインバータは矩形波	電圧波形は下図参照
照明器具	AC100V用のLED照明器具　消費連力：８Ｗ×4基	非常時の照明用。LED式が省電力で望ましい。
配線類、スイッチ類	操作用ボックスを製作	動作の確認、充放電ﾕﾆｯﾄ、インバータを収容
バッテリー補充液		定期的にバッテリー液をﾁｪｯｸし、不足の場合補充。

◇ インバータＨＧ－500/24Ｖの出力波形について

ＨＧ－500/24Ｖの出力波形は下図のとおり正弦波でなく矩形波です。負荷によっては接続できないものがあります。

インバータＨＧ－500/24Ｖの電圧波形（矩形波）

商用電源の電圧波形（正弦波）

（３）システム構成上の考慮事項

（3-1）ソーラーパネルについて

たまたま他のテストで使用したソーラーパネルがあったので、これを使用しましたが、ＤＣ24Ｖバッテリーを充電するには、無負荷解放電圧が少し足りない感じです。36～40ＶＤＣ程度のパネルが良いと思います。

（3-2）バッテリーについて

最近リチウムイオン電池が出始めましたが、まだ主流は鉛バッテリーです。容量は出来るだけ大きい方がよいと思いますが、大型のものはかなりの重量となり、一人で移動できません。12Ｖ50～60Ａｈ程度のものが良いと思います。使用電圧は24Ｖ（12Ｖバッテリーを2個直列接続して使用）がよいでしょう。24Ｖであれば充放電制御回路が標準品として市販されています。

（3-3）インバータについて

正弦波出力のインバータが好ましいのですが、価格が高くなります。上記図のような矩形波出力のインバータが市販されています。負荷に制限がありますので注意する必要があります。詳細はインバータ取説をご覧ください。

（3-4）電流計と電圧計について

電流計、電圧計があると、動作状態をこれで監視することが出来ます。設置することをお勧めします。電圧計はフルレンジ50ＶＤＣ程度、電流計はフルレンジ10ＡＤＣ程度のもので良いと思います。

（４）メンテナンス

非常用電源は日常のメンテナンスが重要です。システムを作ったまま放置していると万一の場合、動かないことが多々あります。従って、このシステムを作ったら、毎日作動させる必要があります。我が家の場合、庭の池の浄化ポンプに毎日利用しております。24時間稼動するのではなく、タイマーで昼間だけ稼動するようにして、バッテリー蓄電容量の過剰消費を抑えています。このポンプが動いていれば、先ずはシステムが正常であると判断できます。玄関照明や門灯に利用することでも、動作確認が出来ます。

また、バッテリーの液の確認が重要です。液は徐々に減って行きます。液が減って、電極が露出すると、バッテリーは急速に劣化します。定期的（半年に1回程度）にﾁｪｯｸする必要があります。

（５）実際に稼動させた場合の状況を紹介します。