商用電源と蓄電池インバーターの自動切替装置

Question

一般家庭で自家消費用の太陽光発電を計画しています。
日中に鉛蓄電池に蓄えた電気をインバーターを通して家の電気を終日まかなうつもりです。
しかし、雨続きで充電量が少ない時は朝までもたないかも知れません。
そんな時蓄電池の電圧が一定値まで下がったら自動的に商用電源に切り換え
太陽が出て再び電圧が復旧したら商用電源を切る装置が安い既製品で販売されていないでしょうか。
家にはエアコンはなく最も消費電力が大きいものが電子レンジか家内が使うヘアドライヤーですが、
これは同時に使うことがないと思います。
ただし、パソコンがあるのでその動作が途切れない程度の性能が必要です。
月の使用量は２００KWh余りです。
昔は２〜３千円程度だったと記憶している電気代も今や５千円超です。
”（株）盗電”に貢ぐのは嫌になりました。

xpopo · Accepted Answer

こちらのような商品（https://store.shopping.yahoo.co.jp/yasukawa/ogs-20.html?sc_e=slga_pla）で実現できると思いますよ。

n556 · Answer

No.4です。
＞電池電圧が下がった時に出力を切り
＞電池電圧が回復した時に出力する仕様でなければなりませんね。
電池の容量残量を知るのは電圧だけでは無理です。空になったのはわかってもどの程度充電できてきたかわかりません。完璧な方法はないに等しいです。
電流の出入りやその大きさ時間から演算するしかないでしょう。電池特性は複雑なのであらかじめメーカーが実験、公表した放電特性のグラフを数表にして記憶させなければいけません。コンピュータが必要というのはその為です。しかし先に書いたタイマー方式でもある程度実用になります。電池をどの程度大事に使うかとの妥協で決めることになります。

1ヶ月２００ｋWhあまりなら太陽光パネルは雨や曇りの日がないとしても３ｋW位はないと1日で1日分の発電分にならないでしょう。電池はフル活用になるので長持ちしないでしょう。ディープサイクルバッテリーでも1年持つかどうかです。東京の例でも3週間ほど連続雨という記録があります。他地域ではもっと長い記録があります。晴れの日以外は商用を使い電池を温存するというのも考え方です。

電力会社から独立したいのなら電子レンジ使用時のためにガソリン発電機を使うという方法もあります。

n556 · Answer

No4です。紹介した切り替え器も他のものでも太陽光側の出力がなくなったとき商用に切り替えるのはうまうゆくと思います。逆に太陽光が復活したとき切り替えてよいかは、その発電量がその時使っている電力に対し十分なのかを判別する必要があります。また十分であっても蓄電池にある程度たまってからでないと日がかげるとすぐまた商用に切り替えなければなりません。バタバタと頻繁に切り替わってしまいます。簡単な方法は太陽光で蓄電池がある程度充電されるであろう時間をタイマーで待つ方法です。厳密にするには日射計で発電量を見たりバッテリーの充電量を積算するなどして条件判断する装置が必要です。市販品はないと思います。〔少なくとも小規模のものは）ご自身で開発できるなら安いコンピュータでできる話ではあります。
雨続きで翌朝までバッテリーが持たない場合を心配されてますが逆に晴れ続きだとバッテリーが満杯になって電気を使いきれず無駄になる日々が続きます。太陽光パネルの持ち腐れですがよろしいでしょうか。
バッテリーの寿命ですが自動車用は新品でも一度電気を使い切るだけで寿命となります。正確には寿命と判断されるレベルにまで性能が落ちると言う意味ですが数回でまったく使えなくなります。ディープサイクルバッテリーでも200回ぐらいで寿命が尽きます。どうしても自動車用を使うなら大容量のものを用意して出し入れする電気がバッテリー容量の１～２割にするとかなら、ある程度使えます。
商用電力の契約を残すのなら電子レンジなど高消費電力でごく短時間のものは初めから商用電力でのみ使うほうがインバータを大きくしないですむのでよいでしょう。大きいほど軽負荷時の効率が落ちます。（夜中わずかな電力が必要な時間が長く続くでしょう）どうしても太陽光発電で電子レンジを使いたいなら日射計と電力計を設置し余力があるのを確認しながら使うとよいでしょう。
商用契約があるとめったに使わなても基本料金はかかります。自分の払ったお金が特定の電力会社の利益に回るのがいやなだけなら電力会社を変えればよいでしょう。また太陽光発電にかけるお金によって電力会社の利益分を少なくなればよいと思うなら通常の系統連系で余剰分売電すればよいと思います。見方によっては電力会社を蓄電池代わりにしているようなものです。

yucco_chan · Answer

>インバーターが壊れるのはなぜでしょうか。

No4さんが言われたアークが主な原因です。
リレーを使うなら、２つ使って、切り換えの間に意図的に瞬断させる時間を
設けなければなりません。
電子リレーなどを使って瞬断を少なくする事は出来ますが、電子回路設計が
出来なければ不可能です。

なので、UPSを使う方法が素人には簡便です。

n556 · Answer

>出力がオフになった時に外部のリレーで商用電源と切り替え
電源同士の切り替えは切り離し側と接続側が独立した電磁接触器を使います。一つの可動接点が二つの電源(商用とUPS)交互に接触するタイプではアークで短絡します。
https://www.aichidnk.com/equipment_categories/%E9%9B%BB%E6%BA%90%E5%88%87%E6%9B%BF%E9%96%8B%E9%96%89%E5%99%A8/

yucco_chan · Answer

オフグリッドでは無いですが、ご希望に近い商品があります。
約３００万円ですが、１０年保証があります。
自治体から補助金がでます。東京都の場合最大２４万円です。
http://news.panasonic.com/jp/press/data/2015/02/jn150212-1/jn150212-1.html

No2さんも言われていますが、自動車用のバッテリーは不向きです。
新品を購入しても１ヶ月も持たないでしょう（経験談）。
自動車用のバッテリーは、エンジンをかける為だけに存在すると言っても過言では無いです。
ご希望のように、一定電流を流し続ける用途で使うと、あっという間に寿命になります。
　最近の充電制御車は別ですが。

>出力がオフになった時に外部のリレーで商用電源と切り替え

非常に危険です。
切り換えた瞬間にDC-ACインバーターが壊れるでしょう。
実際に実験を行った友人たちは、全員壊しました。

手作りで行いたいなら、常時インバーター方式のUPSを使って、
AC入力を手動切り換え（ON/OFF）するのが良いでしょう。

n556 · Answer

バイパス回路付きUPSと太陽光充電回路の組み合わせ、改造で出来るとは思います。装置が高価で蓄電池も2年ほどしか持たないと思いますので大変費用が掛かります。電気代換算で10倍位を覚悟しないといけないでしょう。

中古の自動車バッテリーはすぐ駄目になるのでかえって高いかも知れません。そもそも自動車用バッテリーは十分充電した後エンジン始動のためごく短時間大電流を流すために特化した物で少ない電流を長時間取り出すとすぐ駄目になります。

yucco_chan · Answer

私も2000年から探しているのですが、見つかりません。
通常は電力会社のAC100Vを使っていて、停電時などに
バッテリーからのAC100Vに切り替えるものはあるのですが。

後は、手動切り換え。
中国製のAC110V用でそれらしき物は見つかったのですが、
説明文が意味不明な所が多く、期待動作するか分からないです。

ただ、部屋全体の電源を切り替えるのは無謀です。
バッテリー代だけで、１００万円ほどかかります。
一部の電化製品を手動切り換えで利用するのが一般的です。

商用電源と蓄電池インバーターの自動切替装置

No.4です。

No4です。

こちらのような商品（

>インバーターが壊れるのはなぜでしょうか。

>出力がオフになった時に外部のリレーで商用電源と切り替え

オフグリッドでは無いですが、ご希望に近い商品があります。

バイパス回路付きUPSと太陽光充電回路の組み合わせ、改造で出来るとは思います。

私も2000年から探しているのですが、見つかりません。

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