独立型(売電しない)で太陽光発電をやってます。

鉛蓄電池に対する Bulk/Absolute/Float 充電の設定値について | OKWave
http://okwave.jp/qa/q5892467.html

 ↑のように質問させていただいてから1年が経過しようしてますが、未だに試行錯誤の段階から抜けれません。
 頻繁に 10.5V まで放電させて、かつ満充電にしなかった(充電率30%くらい)という過酷な条件で運用してきたため、早くにバッテリーが寿命を迎え・・・
 これはこれで授業料と割り切り、新たにバッテリーを購入しまして、過放電による劣化を減らすため、今度はカットオフ(過放電防止)を 12.2V くらいに設定して試行錯誤を再開してます。


 最終目標は小型冷蔵庫を24h太陽からの電気だけで運用することなのですが、日が暮れた夕方から翌朝にかけて使う電気はバッテリーに頼らざるを得ないのですが、翌日の昼間6時間でバッテリーの充電を済ませないといけない、という最も根本的な課題の難しさをつくづく思い知ってる状態です。
 そもそも鉛蓄電池って急速充電には向かないと思うので、昼の6時間で満充電にして運用させようとしている時点で、ミスマッチしているのではないか?と思い始めてきました。

 いわゆる急速充電器の要領で、高めの電圧をかければ6時間で満充電に近づけることは出来るとは思いますが、バッテリーの寿命って縮みますよね?
 ずばり、5時間率105Ah のバッテリーを寿命を(あまり)縮めることなく 6時間で(ほぼ)満充電させることは出来るんでしょうか!?

 この命題が困難だとしたら、独立型太陽光発電と鉛蓄電池の相性は悪いと断じざるを得ないのか?という気分に傾きつつあります。
 鉛蓄電池くらいのコストで急速充電むきの2次電池があると良いのですが・・・

 昼間は冷蔵庫の消費電力よりも発電できて電気が余るけど、鉛蓄電池が相手じゃ余った電気を押し込めない、というジレンマ


 まとめますと

Q1.
 5時間率105Ah のバッテリーを寿命を(あまり)縮めることなく 6時間で(ほぼ)満充電させることは可能か? 可能なら具体的な方法

Q2.
 鉛蓄電池くらいのコストで急速充電むきの2次電池があるのか?

Q3.
 似たような独立型発電やってる方で、経験則で何か頂けるような意見があれぱ是非


 以上、よろしくお願いいたします

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A 回答 (6件)

時効になったような回答というか経験談です。



私も質問者様と同じ頃(2011.7)、太陽光パネルとバッテリー+インバータの組合せで運用しているのですが最初に使用していたバッテリ(G&Yu-SMF27)は昨年寿命となりその後12V系と24V系の電源を再構成して約1年が経過しました。

12V系バッテリはG&Yu-SMF31、24V系はACDelcoM31MFを2台直列に使用しています。
どちらのバッテリーもマイコン充電器で充電してみると終了電圧は16~16.2Vで満充電となります。

一般的な充電コントローラーは14.5Vでフロート充電若しくはOFFとなるものが格安?で購入できますがこれでは充電不足になります。
現在は自作で16.2Vと32.5Vを終了電圧にしたコントローラーを使用しています。

私は過去に某社で半年ほど自動車用バッテリーの充放電特性の調査を担当しましたが、自動車用バッテリーは深サイクル充放電には全く不向きですが残量を80%位(実際に使用する電気は20%位)にすれば何とか使用できるようなデータが取れました。
前記のバッテリーはディープサイクルの記載はありますが実際に使用すると深放電には弱いようで(G&Yu-SMF27の経験)価格相応の寿命と思われます。
この経験から、バッテリー寿命までの放電電力を計算してみると大凡30円/kwという結果でした。
これでは電力会社から電気を買った方が余程安いと言う結果ですが我家では太陽光発電をしているので昼間の電力販売価格48円(2009年11月より前から設置していたため)と比較するとバッテリー以外の設備を無視すれば昼間のみだと有効です。

ただし困った問題はインバータで、12V系は15Vで、24V系は30Vで過電圧保護が働くため、充電電圧がこれ以上になると使えません。

そこで、やむなく自動車用のバッテリー75D23X2により充電制御電圧29V放電深度20%以下での運用を開始し、何か参考になるものが無いかと探した所この質問を見ました。

105Ahのバッテリーが現在どの様になっているのか興味がありますので回答にはなりませんが書込んでみました。

太陽光発電パネルと鉛バッテリーに関してはどなたも悩んで試行錯誤しているのではないかと思います。
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以下、何かのお役に立てればと思い回答させていただきます。


質問の答えになっていないかもしれません。

自分の具体例を織り交ぜながら回答させていただきます。

まず、使用しているバッテリーの取扱説明書は入手してますでしょうか?

そこに、充電方法が書いてあるはずです。例えば、私の使用しているAGMバッテリーは、新神戸電機の38ahのサイクル用途のバッテリーで、定電圧充電では、2.45Vプラスマイナス0.05Vとなっています(1セルあたり)。なので、12V(6セル)だと、14.7Vプラスマイナス0.3Vです。バッテリーメーカーに問い合わせると最大の15Vでも大丈夫といっていました。(実は、もっと高くても大丈夫らしいです)。デフォルトのチャージコントローラは安全を考えて充電電圧を少し低めに設定してあると思います。

また、温度補正は必要あるバッテリーでしょうか?

例えば、私の使用しているAGMバッテリーは-5度から35度までは温度補正は必要ないと取扱説明書に書いてあります。
したがって、コントローラには温度補正を行わせないように設定しました。バッテリーは屋内に置いてあるため、この温度範囲にあるからです。
もし、温度補正が必要ないのに、コントローラで温度補正をしていると、充電電圧は25度を超えれば、さらに低い電圧で充電されることになります。

また、何アンペアほど流しているのでしょうか?

使用する電流によって、終止電圧が違います。例えば、私が使用しているバッテリーの取扱説明書を読むと、
1A流している場合は、1.75V/セル。すなわち、10.5V です。

最初の充電するときの初期電流は何A以下でしょうか?

これも、取扱説明書に書いてあります。私の場合は、0.3C=11.4A です。なので、11.4A以下であれば、OKです。
ただし、私の使用しているバッテリーは、15Vで充電し続けて、1.9A以下になったら、1.9A以下で定電流充電せよと
書いてありました。しかし、コントローラではできないので、15Vで2時間以上充電して、それが終わったら、
フロート充電モード(13.65V(これも取扱説明書通り)に移るように設定してあります。

いずれにせよ、取扱説明書を読んで、そのバッテリーにあった設定をするのがよいかと思われます。

私の使用しているコントローラは、 morningstar MPPT です。
最初は、デフォルトで使用していましたが、やはり、充電が不十分でした。
この機種は単体ではなにもできないので、PCと接続して、設定をいろいろ変更しました。

今ここに書いてあるようなことは、私のブログ

http://off-grid.sblo.jp/

にも書いてあります。
ブログなので、記事が整理されていなく、わかりにくいですが、何かの参考になればと思い
紹介させていただきます。

この記事の中で、

http://off-grid.sblo.jp/article/48019273.html

に独立太陽光発電をはじめて、気付いたことをまとめてあります。

それでは、失礼いたします。
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 単純な疑問なのですが、ディープサイクルのバッテリーを使用していないのですか?


 ディープサイクルであれば、容量(105Ahとか)の100%使用できます。普通の(そこそこ品質が良いけどディープサイクルではない)自動車用バッテリーを50%で使うよりも安く、25%で使うよりも長持ちすると思いますが。

 毎日、空のバッテリーを6時間で満充電するとなると、やはり普通のバッテリーには厳しいでしょうね。急速充放電に強いものもありますが、値が張ります。設置場所が許すなら、安価なディープサイクルを2台並列にして、1台あたりの充電電流を半分にした方が安く済むかもしれません。

 私は、野外(山の上の展望台とか)で夜間、天体望遠鏡(のモーター)、曇り止めヒーター、ノートPCなどを駆動するために、ディープサイクルのバッテリーを数台利用しています。長い遠征では太陽電池パネルを持参することもあります(55Wを2~3枚ですがちょっと不足気味)。

 ディープサイクルは、普通のバッテリーよりも少し電圧が高いです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
フォークリフト用の(5時間率の)ディープサイクル使ってます。
以前は安さで有名な20時間率のボート用でしてたが、あれは絶対に太陽光には不向きだと断言できます(笑)

普通のバッテリーに比べて完全放電にも強いのは確かですけど、100%放電利用だと寿命が半年くらい(充放電回数200回もたない)になってしまう手応えを感じてます。
あと、ほぼ完放電させた場合、翌日の日照時間だけでは充電完了まで到達できず、2~3日は負荷を切って充電だけに専念させて充電率を上げるようにしないと、放電率100%~60%くらいのバッテリーに負担のかかる部分だけを使う風になって、これまた寿命に影響が・・・と思ってます。
もしくは商用電力で補充電するか。

今のところは、放電率25%~50%の領域だけを使って運用している感じです。(充電コントローラは電圧だけ見てバッテリーが満充電したと勘違いしてるが、実際には満充電には至ってないと思ってる)

バッテリーはUPS代わり程度で、蓄電・放電のサイクルで考えずに、昼間に余る電力をいかに上手に昼間に消費するか、がキーだと思い始めてきました。

お礼日時:2011/06/13 09:45

独立型太陽光発電の適切な充電と放電のバランス管理は経験から結構大変と感じています。


鉛蓄電池の放電深度12.2V(カットオフ)は結構過酷ですね。 当方の場合は、鉛蓄電池を少し
でも長く維持したくて放電率は25%に抑えています。

WEB検索すると夥しい程のバッテリー容量と負荷や日照時間との関連計算式が出てきます
が、過酷な自然環境の中に於いては実体験からあまり参考にならないと当方は感じています。

Q1.
発電システムの規模が不明なので何とも言えませんが、バッテリー放電深度と関係してくると
思います。また、冒頭のリンク先にも記載されていましたが、バッテリーは生ものですから設置
した時点から劣化が始まるので満充電にする事はかなり厳しい(厳密には無理)と思います。

Q3.
当方は独立型太陽光発電と鉛蓄電池のシステムで冷凍ストッカーを24h運用していますが
何かのヒント又は参考になればと思い当方の実験システムをリンクさせていただきました。
http://770w.tuzikaze.com/index_a.html
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。
160VA×5並列とは、これまた奮発なさってますね!

自分で発電を始めて、ようやく「力率」なるものが分かりました。
ワットチェッカーで計ったら力率60%前後

つまり消費電力60Wの機器だったら、100VA供給しないといけないんですね。
力率100%だったら供給は60VAで済むのに・・・と

色々と勉強になりますね

お礼日時:2011/05/18 18:54

おはこんばんにちは。


バッテリーには内部抵抗とターミナル等での接触抵抗があると思いますので
15V程度で充電すれば良いと思います。

たしか10.8V以下の放電はよろしくなかったと思いますので
上記抵抗を考えカットオフは11.5V前後でよいかと思います。

105Ahのバッテリーなら50Aぐらいを超えないと急速充電に
ならないかと思います。

参考になりそうなページがGSユアサにありました。
比重と開放電圧と負荷電圧を測定して、最良のポイントを
見つけられればベストと思います。

また最近のバッテリーは生産地で大きく寿命や性能が違うと思います。
バイクのバッテリーでの当方の使用感ですが
国産>台湾製>中国製とつくづく感じました。
(価格もですね。)
思考錯誤の段階かもしれませんが頑張って下さい。
回答になってないかもしれませんが・・・

参考URL:http://gyb.gs-yuasa.com/support_car/empty/charge …

この回答への補足

>15V程度で充電すれば良いと思います

アブソリュート電圧 14.6V で、10時間設定(要は日照時間中はずっと)で使うようにしました。
充電コントローラのデフォルトは 1時間 でしたけど、100Ah なバッテリーで1時間は短すぎますね。今のところ、以前よりも充電できているぽい気がしてます。

以前は密閉式を屋内においてましたが、新バッテリーは開放型。
ちゃんと屋外に設置しましたので、多少はブクブク言わせても平気ですかね
って言っても、14.6V ではバッテリーに耳をつけてようやく「シュワー」って聞こえる程度ですが。

充電コントローラに備わってるフロート充電なんて、太陽光発電では必要ないように思えてきました。

補足日時:2011/05/18 19:00
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
車やバイクなどは、バッテリーの充電率に関わらず一定電圧をバッテリーにかけ続ける、かなりラフな設計の定電圧充電らしいですね。

チャージコントローラで、アブソリュート時間のデフォルトが1時間になっているのですが、私のような容量のバッテリーだと1時間では短すぎるみたいです。
新しいバッテリーにしてからは

・アブソリュート電圧 14.6V
・アブソリュート時間 10時間 (つまりは日照時間内は常にアブソリュート)
・曇や雨の次の晴れた日は負荷を外して充電。

という感じで、車のオルタネーターと同じく、単純な定電圧充電にしてテスト中です。

お礼日時:2011/04/28 07:42

こんにちは 頑張ってますね。



私も似たような事をやってますが、まだ遊びの域を出ません。

Q1 105Ahの鉛バッテリーを充電するとのことですが鉛バッテリーは私の場合は全部フルに
   使う事を考えてはいません。半分使えれば良いと思っています。充電は大電流で充電
   してもバッテリーを壊す程度ですから105Ahのバッテリーなら5A~10Aくらいで充電す
   るのが良いと思いますね。そうすると昼間の太陽の出てる時間内に充電は難しいという
   事になりますね。バッテリーは過充電も悪いですが過放電はもっと悪いです。私は
   バッテリーの電圧が24V以下には絶対にならないように気を付けています。

結論は6じかんでは無理だと思います。

Q2 鉛電池よりコストが安くてという事になると今の処まづ無いでしょう。あればソーラー発電
   の装置を作ってる会社は売電ではなくバッテリーを使うでしょうね。まだ今の処は蓄電に
   よる方法はコストを考えると無理があります。そんな関係で私は自分の設備をこれ以上
   大きくするのは止めています。
   
Q3 私は130Ahのバッテリーを4個で直列と並列につないで24Vでやってます。数字的には
   24V260Ahですが実際に使えるのは50%だと思っています。本当はバッテリーを20個
   くらいにしたいのですがバッテリーの寿命を考えると買うのをためらいます。私の場合は
   ソーラーは補助と考えています。いっぱい買うのは財政が困難ですからね。

   というのは私の場合は非常用ですから6時間で充電する必要はありません。そして家の
   設備の中でエアコンを除く電化製品が使えれば良いと思っています。今、実験中ですが
   どうにか節電をすると3時間はもってくれています。
   テレビも見られるしお風呂も入れて快適です。インバーターには24Vで40A前後流れて
   ます。 最近、計画停電が無いので残念なのですけどね。それはそれで良いのですが、
   風力を併用しようと検討中です。風力は面白そうです。大型の自動車のダイナモか直流
   モーターを使おうと思いますが逆流の事を考えるとシリコン整流のダイナモの方が良さそ
   うです。プロペラはけっこう音がウルサイと聞きますのでシロッコファン型で作ろうと思い
   ます。エンビパイプのすっごく太いのを二本もらったので半分に割って作ろうと思って
   います。風は吹かない日もありますが夜でも太陽が出てなくとも吹きますからソーラーと
   併用すると効率が上がると思うので発電が多くなったらバッテリーを増やす予定です。
   3時間でもこの程度ですから全部まかなうには大変な設備が掛りますね。

   
   
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

>5A~10Aくらいで充電するのが良いと

バッテリーを空に近い状態にしてやれば翌日の午前中は 10A 近い勢いで電気を吸い込んでいってくれるのですけど、充電率30%くらいのところで既にバッテリーの端子電圧が上がってしまいます。
 それでも5Aを押し込もうと、定電流回路と同じように電圧を上げればいいのかもしれないですが、これって鉛蓄電池の寿命に影響を与える「急速充電」ですよね。。

 充電率30%から先は、たっぷり時間(10時間以上)をかけて満充電に近づけるのが鉛蓄電池の寿命を延ばす使い方だと思いますが、それだと昼間の時間では全然たりない。

 逆に、過放電をやめて充電率50~70%くらいのところで放電カットしたら、鉛蓄電池の充電率が上がるにつれて充電しづらくなる特性に阻まれて、翌日は(定電流になるよう過電圧にしない限り)あまり効率よく充電できない。

 結局のところ

・過放電気味に運用
  翌日の充電効率は良いがバッテリーが早期に寿命を迎える

・その反対
  バッテリー寿命は延びるが翌日の充電効率が悪い
  (発電した電気が余る) 


 むしろ、深夜電力で充電して昼間つかうほうが、鉛蓄電池の特性にあってますね(涙)

お礼日時:2011/04/17 10:46

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50万円かかるそうです・・・

バッテリーの寿命はどのくらいでしょうか?

Aベストアンサー

>バッテリー交換になってしまったら50万円かかるそうです・・・
大ウソです。
10系のバッテリー価格は
初期型
216.300円 (新品)
104.790円 (リサイクル品)
MC後
145.950円 (新品のみ)
いずれも税込み 工賃別途 です。

基本的にはバッテリー交換の必要はありません。
が、若干の”当り外れ”はあるようです。
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2年位で寿命なのでしょうか。

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> 電気的知識が乏しい
という事なので説明しにくいですが、

簡単にやるには、
・DC-DCコンバータの出力電圧をACアダプタより少し高くする。
・DC-DCコンバータとACアダプタの出力を整流用ダイオード2本でミックスする。

これで、太陽光パネルが十分な発電をしている間はACアダプタからの供給は無くなります。(ただしACアダプタの待機電流は消費されます)

電圧の調節ができない場合、ACアダプタ出力の整流用ダイオードを2本直列にします(ダイオードを通ると0.6[V]程度電圧が落ちます)。

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> 電気的知識が乏しい
という事なので説明しにくいですが、

簡単にやるには、
・DC-DCコンバータの出力電圧をACアダプタより少し高くする。
・DC-DCコンバータとACアダプタの出力を整流用ダイオード2本でミックスする。

これで、太陽光パネルが十分な発電をしている間はACアダプタからの供給は無くなります。(ただしACアダプタの待機電流は消費されます)

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※iPhone のバッテリーを長く使う方法
http://kumasystem.info/iPhone3G/iPhone-870.php

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とすると・・。

・消費電流=60(W)÷12(V)=5(A)
・必要電流=5(A)×5(時間)=25(Ah)
・1日当たりの消費電流量=25(Ah)÷0,8(インバター効率)=31,25(Ah/日)
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・60(W)の家電を毎日5時間使用。
・システム電圧12(V)
・1日の平均日照時間を3,3時間(ネットで調べました) 

とすると・・。

・消費電流=60(W)÷12(V)=5(A)
・必要電流=5(A)×5(時間)=25(Ah)
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Aベストアンサー

先ず、システム電圧12Vという時点で電気の理論から脱しています。
公称電圧は12Vだとしても、実電圧が12Vの電気製品はないと思います。
通常は1.1倍から1.15倍の電圧であるので、電力量を計算するなら正しい電圧で計算する必要があります。

ソーラーパネルは公称出力の他に快晴時最大出力というものがあり、最大発電電力というものが求められます。
それの時間毎の発電電力が発電電力量です。
ソーラーパネルの発電する電圧は不安定であり、インバータなどで制御してやらなければいくらでも最低電圧はありえますし、最大電圧もパネルの持つ容量次第ではかなり大きい電圧もありえます。
当然日照が良くて発電する電圧が高くなれば出力する電流値も大きくなります。
よって高性能な制御機能付きのチャージコントローラなどを用いてきちんとした回路を構成してやらなければ、そのような計算式は単なる理論値であり絵に書いた餅に過ぎません。

>・消費電流=60(W)÷12(V)=5(A)
・必要電流=5(A)×5(時間)=25(Ah)
・1日当たりの消費電流量=25(Ah)÷0,8(インバター効率)=31,25(Ah/日)
・太陽電池の必要電流(A)=31,25(A)÷3,3(1日当たりの平均日照時間)=9,47(A)

1時間毎の消費電力量は求めましたか?
この式内の消費電力60(W)は時間毎ではなくて瞬間の消費電力です。
よって消費電流の計算も時間毎ではなく瞬間の消費電流です。
通常は時間毎の消費電力量を求めてから計算します。
時間毎ではないようなのでこの計算式は間違いです。

ディープサイクルバッテリーにソーラーパネルの発電から充電させ、夜間などに表記の負荷を使用すると理解します。
ディープサイクルバッテリーは自動車用などの鉛バッテリーに比較して数倍のエネルギー容量を持ちます。
バッテリーから電力を消費して放電したものを補うためには、そのバッテリーの持つ容量に見合った充電電流で規定時間(8~12時間)充電しなければ満充電にはなりません。
放電後速やかに満充電してバッテリー内部の科学反応を促進してやらなくてはサルフェーションの元になり即寿命に直結します。
よほどの大容量のソーラーパネルで高額なディープサイクルバッテリー用の充電器を使って充電するのでなければ、そのディープサイクルバッテリーは非常に短命で終わるでしょう。

12Vで60W程度の負荷を5時間程度の使用であれば、普通の自動車用バッテリーを200W程度のソーラーパネルで充電するくらいの設備でいいと思います。
しかしそれではバッテリーは常時満充電状態にはできないので、1週間に1回程度は通常の商用電源を使用し、通常のバッテリー用充電器にて捕充電してやる必要があるでしょう。

先ず、システム電圧12Vという時点で電気の理論から脱しています。
公称電圧は12Vだとしても、実電圧が12Vの電気製品はないと思います。
通常は1.1倍から1.15倍の電圧であるので、電力量を計算するなら正しい電圧で計算する必要があります。

ソーラーパネルは公称出力の他に快晴時最大出力というものがあり、最大発電電力というものが求められます。
それの時間毎の発電電力が発電電力量です。
ソーラーパネルの発電する電圧は不安定であり、インバータなどで制御してやらなければいくらでも最低電圧はありえます...続きを読む

Qノートパソコンのバッテリーの寿命について

ノートパソコンのバッテリーについてお伺いしたいのですが、まだ残量がある間に充電すると、バッテリーの寿命が短くなる、と聞いたことがあるのですが、本当でしょうか? また、バッテリーの寿命は、充電の回数によって決まるのでしょうか? アドバイスよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

まずバッテリーは基本的に「リチウム・ニッケル」の2種類存在します。継ぎ足し充電で容量が低下する現象をメモリー効果といいます。

ニッケル(エネループなど)・メモリー効果が起こるが解消できる(一度完全放電する・過放電ではない)過放電での劣化が起こる(リチウムほどではない)

リチウム・メモリー効果はまず起こらず、高温での保存や満充電により劣化がやや早くなる過放電での保管でバッテリーの充電機能が壊れる事がある

充電の回数はサイクルで数え、50%継ぎ足し充電をしたなら0.5回とカウントします

尚、ノートPCのバッテリー管理でリフレッシュ機能がついている機種があり、それを使えばノートPCのバッテリーを多少回復させられるものがあります。

Q小型発電機の発電容量はどれくらい? どのくらいのものを買えばいい?

お金に余裕が出来たときに、ガソリンの小型発電機を購入したいと思っています。

使用目的は
1.電動雪かき機800Wとミニ投光機27W併用
2.電気チェーンソー(まだ購入していないので正確なワット数はわかりませんが、庭の立ち木を切る程度です)
他電動工具用
3.その他アウトドア・レジャー・非常用など

目的が以上ですので、1の雪かき機の使用について間に合えば、他は賄えるかな、と思っています。
ところが、店頭で発電機の説明書を見せて貰うと、「モーターを使用した機器は始動時に定格より大きな電気を使用するので、定格通りの発電機では動かせないことがあります」と記載がありました。
800Wのモーター雪かき機なら、どのくらいを見込めばいいのでしょうか? (雪かき機に最大電流が書いてあればいいのですが特売品のためか、説明書もコピーで最大電流が書いてないのです。)

わかる方、目安で良いのでよろしくお願いします。

Aベストアンサー

5Aの発電機で、1100Wの卓上切断機を無理やり使っています(笑。始動時に回転が上がり難いですね。後切断中も負荷を掛け過ぎるとストップします。ですので、快適に使えません。300Wのジスクグラインダーが、限界のようです。


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