2007年より気になった電気自動車関連のニュースを、コメントとともに書きとめています。記事によっては、時間がたつとリンク切れする場合があります。

(システムを変え、データが変更になったところがあるので書き直しました。2019年2月の元データは削除しました)

自前の太陽光発電で電気自動車を充電することができれば、充電料金ゼロという環境ができました。

まずは現在の運用状況ですが、2019年の立春を過ぎ日が長くなった時期は、太陽が十分に差せばという条件が必要ですが、50度というパネル角度のおかげで、パネル規格合計1600Wでありながら瞬間的にはそれを越えて発電するときもありました。

ただし、雲がかかり発電量が減る時間が長くなってくると、バックアップするリチウムイオン電池は2048Whしかありませんから、充電を維持することが難しくなってきます。そこで、電圧が下がると自動的にリレーが働き、充電がストップするようにしました。また、天候が回復し、電圧が上がれば自動的に充電に復帰するようにしています。低電圧で充電自動オフ(2019/08/03)

1年間の角度変更は以下のようにしています。
 3月〜・・・30度
 5月〜・・・15度
 8月〜・・・30度
10月〜・・・50度

せっかくパネルの角度を変えることが出来るようにしたのですから、1年を通してパネルの発電効率を上げていきたいと考えています。しかし、資料によると夏の太陽に角度を合わせると、パネルの温度が上がりすぎて発電効率が下がるとするものもあります。うちの場合も、コンテナの上という条件から表面温度は上がりやすいと考えられ、角度変更は試行錯誤していきたいと思っています。

また、コメントいただいたように、その時々に点検も行う予定です。太陽光発電の火災事故も報告されていることから、システムの運用は慎重に扱わなければなりませんが、自作だからこそどのように設置されているかどの線とどの線が接続されているか把握できていますし、屋根の上などとは違って簡単に確かめることもできます。
1228PV積雪
(写真2:冬の季節にパネルに角度をつけているのは、当地が積雪地帯であることも1つの理由です)

問い合わせもいただいた経費ですが、次の一覧表のようになりました。

発電システムの部分で一番大きな額は容量2048Whの電池です。システム経費全体の約3分の1を占めています。次はソーラーパネルです。一枚あたりは低いですが、10枚そろえると高額になります。この二つだけで全体の約3分の2も占めています。

このシステムは、三菱自動車工業の仕様(リンク先は200V仕様)にあるように充電専用の回路となっていますが、家庭のコンセントと同じ100Vシステムであるため、充電に使用しないときには冷蔵庫でも使えるようにしています。
ソーラー価格

架台にあったパイプの長さにするために買った、単管パイプを切る道具(カッター)などの分については、この中に含まれていません。また、パイプ金具を締め付けるための六角レンチやクランプをとめるための道具類、タダでもらったチャージコントローラーなどを備え付けた棚、あり合わせのもので工夫した小さな部品、万が一に備えて切替機など設置した一角につけた煙探知機、三菱自動車工業純正の100V充電コードについても含んでいません。

総額で約62万円までにおさまりましたが、関西電力の「ナイトタイム」料金1kWhの10.7円 で充電すれば、62万円分は約5万7900kWhを充電することができる金額ですから、割に合う投資ではありませんが、電力会社の電気に頼らない自給自足の第一歩を踏み出し、非常時の安心を得ることができたと思えば安い買い物です。

予備の1200Wシステム(2号機)は、上記の経費の中に含んでいません。この1200Wシステムは、独立したコンセントで大型テレビや充電式掃除機、地下水くみ上げポンプの電源として使っています。停電時には、電気自動車から給電器で100V1500Wを受け入れることができるようにしています。
2号機
IMG_47922

主な購入先
たいていのものはネットで買う方が安かったですが、後で調べてみたら単管パイプ切断面のさび止め塗料は、実店舗のナフコの方が安かったということもあり、慎重な品物選びでコストをさらに下げることはできそうです。また、ネットオークションで同等の物を安く買うという方法もあります。

太陽光発電の100Vで充電 その1 書き直し(2020/01/15)

太陽光発電の100Vで充電 その2 書き直し(2020/01/17)

太陽光発電の100Vで充電 その3 書き直し(2020/01/19)

(おまけ)
「なぜ、このシステムは系統連結されなかったのか、昼間の余った電気は、買い取ってもらえるのに」という質問をいただきました。
上に書いたように電気自動車用専用線で充電していますが冷蔵庫の電源にも使用し、予備の1200Wパネルは大型テレビなどに使っています。しかし、晴れたときには電気があり余っているのが現状です。

1つの方法は、電力会社の線へ系統連結をし、余剰分は売電することですが、そうすると私の所の分ではごくほんのわずか、ほとんどないも同じ額ですが、「再エネ発電賦課金」が関わってくることが引っかかりました。

自分自身も電力会社から買っている系統分では再エネ発電賦課金を払っているので、それを取り戻す感覚になるかもしれませんが、自分の電気は自分のところで完結するのが一番と考えています。 

(システムを変え、データが変更になったところがあるので書き直しました。2019年2月の元データは削除しました)

自前の太陽光発電で電気自動車を充電し、充電料金ゼロという環境を作るための2つの課題のうち、一つ目の「充電システム」は決まりましたから、残るは、太陽光パネルをどのように「設置」するかでした。

設置場所に決めた倉庫に使っているコンテナの上は、うちの中でも日当たりの良い場所ですから、パネルの据え付けにはうってつけですが、パネルを扱ったこともない全くの初心者が、パネルはもちろん架台も強風で壊れない強度にすることにずいぶん悩み、試行錯誤しました。

もう一つの課題は、教えを請うた方から、1年を通してパネルの発電効率を上げるためには、パネルの角度を変えることが出来るようにすると良いとのことで、可動式にすることでした。この宿題に参考になる以下のサイトを紹介していただきました。(継ぎ手の配置:「ソーラー単管パイプ架台」内の「断面図」参照)

山のツバル「ソーラー単管パイプ架台」(2017/08/15)

単管パイプは工事現場の足場などに使われる物ですが、工作が比較的容易なので、様々な物の製作にも使われています。その単管パイプを使うにしても、いかに土台のコンテナに固定するか、角度を変えられるようにするかが課題でした。

2018年9月の21号台風では、周辺の家でも瓦がとんだり神社の大木が倒れたりと大きな被害が出ましたが、このコンテナは自重と中にしまっている比較的重い物で幸いにも動きませんでした。しかし、パネルを上に固定すると風の方向によってはパネルの下から回りこむ風で揚力を生むことも考えられることから、角度を変える仕組みを逆に利用することで、台風に備える時には、パネルを平らに・角度ゼロにすることにしました。(写真1参照)

(台風は数日前から進路が予想できることから、強力な台風の場合は10枚くらいであればパネルを外すことも考えたが、パネルをパイプに固定しているステンレスの金具が、締め付け時に手作業で慎重に締めても摩擦熱で固着しがちなため、あきらめた)
4
(写真1)
製作中に手前の2枚を平らに置いたところです。左側の上に向かって突き出ているパイプに通した継ぎ手・「重ね直交金具」(S-20-2X)を動かすことにより、パネルの角度を変えることができます。

一番の問題はパイプのコンテナへの固定でしたが、コンテナの四隅には、ワイヤーについたフックで引っかけ、コンテナをつり上げるための穴があいています。その穴を利用し、単管パイプを固定することにしました。
5-3-1
(写真2)
写真2では見づらいですが、上のすき間から下の写真のT字型をした単管パイプの継ぎ手を差し込み、継ぎ手の横の穴に短く切った単管パイプを差し込みました。L字型に引っかけたことで、上からの引っ張りに抜けないようにしました。ここだけではぐらつくので、上へ伸ばしたパイプを「止まりコーナー3方出金具」(S-5-3Y)で左右90度二方向へ伸ばし、コンテナの上部に手すりのような枠組みを作りました。(文字にするとわかりにくいが、写真1を参照)
T字型
足場パイプ.comのHPより引用 3方出1カ所貫通金具 型番:S-3-2T

(加筆)
IMG_4171
IMG_4170

長い縦の辺は6mほどあるのと、コンテナ上部は比較的薄くできているので、途中に2本横に補強を入れています。(直交クランプ使用)また、短い辺の途中にも、パネルのうしろから角度をつけて支えるパイプを受ける長さ約6mのパイプが入っています。

6mのパイプは店から運ぶのも持ち上げるのも重くてたいへんでしたが、4mと2mを途中でつなぎ合わせるような作り方をするとどうしても接合部が弱くなるので、長い辺はあえて1本を通しで使っています。(写真4参照)
5-1
(上の写真3)
11
(上の写真4、配線は仮止め)
パネルを後ろから支えるパイプは、上は「重ね直交金具」(S-20-2X)下は「3方出1カ所貫通金具」(S-3-2T)を利用し動くようにしており、角度が決まったら締め付けてあります。また、パネルを前で支える約6mのパイプにも「重ね直交金具」(S-20-2X)をつけパネルが動くようにしてあり、同時に締め付けて固定しています。

ソーラー単管パイプ架台」に紹介されていた可動式のものは、後の支えが下に伸びるようになっていますが、ここでは取付場所がコンテナの上ということで、支えの出っ張りを上に持ってきました。

この160Wソーラーパネル1枚は約12kgですから、2枚をつけると1組のパネルだけで24kgになりますが、後の支えは1本です。「ソーラー単管パイプ架台」でも1本で支えているためにこの仕様で作りましたが、強度的に不安なところもあるため、後で斜めに補強を入れてあります。(稼動方法から北寄りの吹き返しの風は、巻き込みやすいと考えられるが、1年近く使ってみて強風時にも問題がないので、2シーズン目の2020年冬には斜め補強を入れていない。北側に家があるために冬の北風が軽減されるためでもある)
5-0
(上の写真5)
手前の列は、画面下のひさしによって影ができるため、横にしたパネルを縦に2枚ですが、真ん中の列は3枚、一番奥の列は棚があるために手前と同じ2枚です。写真6は、手前の一列を立ち上げてみたところです。
6
(上の写真6)
8
(上の写真7=60度)
10枚を載せる関係で四列のうち中の二列は3枚ずつとなっており、1枚分はコンテナからはみ出しています。(この5枚が直列につながっています)
中の二列は3枚ずつで1組の重量はさらに増していますが、右下の1枚が支点の反対側に来るため、後ろの支えにかかる重さは2枚のものよりも半分ほどに軽くなっています。
10-0
(上の写真8)
10枚を取付終わったところです。写真7では、60度にしていましたが、壁のように感じられるために、写真8では50度に変更しました。パネル上部に突き出ているパイプが後ろの支え棒です。(コンテナの南端に設置しているのと隣家との間には空き地があるため、後方にパネルによる日陰の影響はない)
13-1
(上の写真9)
真ん中のクリーム色の箱がパネルの配線を集めてきた接続箱です。ここで5直2並列の線をまとめて、チャージ・コントロールへ送っています。
18
完成!

パネルを単管パイプにどのように固定しているかは、以下の写真をご覧ください。他にも方法はありますが、今回は単管パイプ専用の金具を使いました。

これはパネルの縦列の一番上と一番下を止めている単管端取付金具( 29-US-20-35)です。
IMG_4111
次ぎはパネルとパネルの間に挟み込んでいる単管中間取付金具( 29-UW-20-35)です。どちらもステンレス製でパネルの厚さに応じた金具を選定する必要があり、今回の160Wパネルは35mmでした。 
IMG_4112

製作費用などについては「その4」で

太陽光発電の100Vで充電 その1(書き直し)(2020/01/15) 

太陽光発電の100Vで充電 その2(書き直し)(2020/01/17)  

設置後に読んだ本
単管パイプによる 太陽光発電所」大友 哲著、誠文堂新光社 (品切れのために図書館で閲覧)

25年前の1月17日朝は、ガタガタ揺れ続けるガラス戸が割れたときに備えて、頭から布団をかぶっていました。

テレビは刻々と阪神淡路の情報を伝えていましたがなすすべはなく、休みが取れた2ヶ月後少しでもお役に立てればと西宮市へボランティアへ出かけました。

自分の食料は自分でと弁当持参でしたが、すでに落ち着きを取り戻し始めていた街には店も開いており、買い求めることもできました。そのような状況でも避難所で配給される弁当は冷たく、少しでも暖かなものをと、底が割れて水がなくなったプールサイドで、ゆで卵500個を作りました。しかし、今となっては、その時にプロパンガスを使ったのか思い出すことができません。

そんな時に今なら、電気自動車に蓄えられた「電気」を使うことができるでしょう。

うちのような田舎でも避難所と指定されているところに、近隣の住民全てが入る余裕はありません。まずは自分でできることから始め、備えるしかないのかもしれません。近年は「災害は忘れたころにやって来る」のではなく、「災害は忘れる間もなくやって来る」のですから。

太陽光発電の100Vで充電 その2(書き直し)(2020/01/17)

日本最大基礎自治体の横浜市と日産自動車、電気自動車を活用した「災害連携協定」を締結(2020/01/14)・・・2020年1月1日現在、横浜市の人口は3,749,929人

自然災害と停電/地域で非常用電源の備えを(2019/12/30)

災害時にEV車の電気活用 マニュアル作成へ (2019/12/29)

情報家電にEV車で給電 神戸市、日産と災害時協定 (2019/12/26)・・・2019年12月31日現在、神戸市の人口は1,532,495人

(システムを変え、データが変更になったところがあるので書き直しました。2019年2月の元データは削除しました)

自前の太陽光発電で電気自動車を充電し、充電料金ゼロという環境を作るには、2つの課題がありました。一つは、その「充電システム」をどのようなものにするか。もう一つは、太陽光パネルをどのように「設置」するかでした。

現在は、関西電力の「はぴeプラン」「ナイトタイム(夜間時間)」料金で充電しており、その200V充電コンセント設置工事を見て、大まかな仕組みは理解していました。しかし、電気知識は乏しく「充電システム」を確かなものにするために、並行して電気工事士(第二種)の勉強を始めました。(その後に取得)
5a6a5a14
(2011年に業者が設置した200V充電コンセント。23時からの夜間時間に充電が始まるように、タイマーを入れている)

「設置」場所の第一候補となる屋根は、入り組んだ形をしているためにメーカー製の太陽光発電を断念した過去があり、自作でなおかつ日常的な点検ができる場所として、倉庫代わりに使っているコンテナの上に架台を作ることにしました。
10-0
ただし、近年上陸する台風のような強風でも壊れない架台を作ることができるかが大きな課題でした。パネルの数や配置をどのようにするかは、「充電システム」とも関わってくる問題なので、架台の固定をどのようにするか考えつつ、まずは「充電システム」の設計に取りかかることにしました。

自宅での普通充電システムは、200Vと100Vがありますが、これまでに使っている交流の200V15Aというと、電力は電圧と電流の積(交流は時間平均)ですから、3000W(3kW)にもなります。メーカー製の一般家屋に載せるパネルでも4kWとか5kWとかですから、その時期は電気の知識がほとんどないこともあって、個人でできるのか想像もできませんでした。

そこで、漠然としていましたが、三菱のディーラーオプションにある100V充電ケーブルは10A(家庭のコンセントは100V15A)ですから、これならできそうかもと事例をネットで調べ三菱の資料を読みました。

また、専門知識を持つ人に聞くのが早いという安易な考えで、2018年8月には講師をお呼びして太陽光発電による充電を学ぶワークショップも開きました。

この方から学ぶ中で、100V10Aの1000W充電(実際に流れた電力は860Wほど)を目指すなら1.5倍のパネルが最低限必要であり、その1500Wを受け入れることができる充放電容量の蓄電地もいるとの指摘を受け、1500W(1.5kW)のパネルで2000Wの蓄電地、そして、インバーターは余裕を見て倍の2000Wというシステムの基準が決まりました。 (3kWの1.5倍は4.5kWだから、それほどのパネルを載せる面積がない)

曇りや日の傾きによる発電量の変動や減少、インバーターなどの損失を考慮した上でのパネルが1.5倍で、そのパネルで発電した電気をすべて電気自動車へ流すというイメージです。雲がかかって足らない時間帯には、その分の電気を蓄電池から補います。

さらに、電圧は「48V」システムにすると、以下のような メリットが多いことも教えていただきました。 太陽光発電の入門では12Vが取り上げられますが、今回の目的は電気自動車への充電ですから、最初から48Vで組むことにしました。(30V以上の取扱は電気工事士の資格が必要)
  1. 同じ電力で電圧が上がるということは相対的に電流値が小さくなるので、配線を細くすることができ、発熱の危険性も少なくなる。
  2. 12Vをインバーターで100Vに上げるよりも、48Vを100Vにする方が変換損失が数パーセント少なくてすむ。
そして、価格は鉛電池に比べ高いですが、メンテナンスのしやすさや長い期間で見たときのコストの安さから、リチウムイオン電池を推奨され、以下のような48Vの「充電システム」が計画できました。(当初とは違い一部変更) 
1CCとインバータ
◯ソーラーパネル160W10枚(JAsolar社製 1.6kW)5直2並列、開放電圧21.6V×5=108V

◯チャージ・コントローラー(I-PANDA社製 eSmart3-40A)

◯リチウムイオン電池(O'cell社製 48V40Ah)=最大の充放電容量「80A」(4,096W)

 ◯電圧検知リレー(電圧の上下で自動でオンオフ。詳細はリンク先を参照) 
 ◯インバーター(DENRYO社製 SK2000-148 2000W) 
◯漏電遮断機付ブレーカー(20A)

◯充電コンセント(パナソニック WK4311B)
|・三菱自動車充電ケーブル100V10A(実際に流れる電力は860Wほど)

◯電気自動車
スクリーンショット 2020-01-18 18.19.56

実際の架台の製作過程については「その3」で

太陽光発電の100Vで充電 その1(書き直し)(2020/01/15)

太陽光発電の参考にした「わがや電力」テンダー著、ヨホホ研究所、1800円(税抜)

太陽光発電で走る時代へ 2(2018/03/15)

(システムを変え、データが変更になったところがあるので書き直しました。元データは2019/02/02ですが、そちらは削除しました)

電気自動車はいうまでもなく電気で走りますから、うちでは基本的に電気代の安い深夜電力(23時から翌朝7時まで)で充電しています。遠くへ行くことはまれであるために、この方法で十分であり、まれに遠くへ行ったときだけ急速充電器のお世話になります。

この深夜電力を関西電力では、「はぴeプラン」の「ナイトタイム(夜間時間)」料金としており、1kWhは2020年1月現在10.7円となっています。(2019年2月10.51円、「はぴeプラン」は、2015年4月1日以降、新規加入停止)

これをうちのアイミーブ・Mグレード及びミニキャブミーブ・トラックにあてはめると、両車ともリチウムイオン電池10.5kWhしか積んでいませんから、ゼロからの満充電で約112円でしかありません。

これで今の時期にスタッドレス・タイヤをはいて暖房をいれてと電費があがらない状態で走っていても、約112円で60kmぐらい走るのですから、コストパフォーマンスも十分です。

電気自動車は走ることのできる距離が短いと何かにつけて課題にされてきましたが、リーフ e+になって大幅に距離が伸び普通のクルマに近づいたら、今度はやれ「充電器には地域差がある」だの、「充電には時間がかかる」だの、挙げ句の果てには「サーキット走行」を考えたタイヤとブレーキではないだのと、買わない理由を並べたがる日本人の何と多いことか。(TV番組風に)

「ガソリン車と比べれば・・・」は最初から電気自動車を買う気がない人の常とう句です。

他にも買わない理由の中に、充電に使う「電気」も火力発電なら「CO2を出している」だの、原子力発電なら「再稼働を早く」だのと次々と持ち出してくるに決まっていますが、自前の太陽光発電なら「うちは太陽光で走っています」で胸を張ることができます。
IMG_3917
(電トラの後部。このシールを指さして、「ソーラーパネルが車に載ってないけれど?」と言われます。三菱電機でいただいたシールの社名部分を切って貼っています)
前置きが長くなりました。

ガソリン車と比べようがない環境を作りたいという思いで、自前の太陽光発電で100Vというユックリ充電で、充電料金ゼロという環境が改良できたので報告します。

このような太陽光発電を備えることにより、2018年9月6日に起きた地震によって北海道内全域での大規模停電(ブラックアウト)のような非常時にも電気を確保できます。もちろん、メーカー製のソーラーパネルを屋根に上げ、蓄電地つきの充電システムをつければよいのですが、システムそのものがまだまだ高いですし、自分で作り上げることが好きな性分ですから、架台からすべて自作しました。
18
充電環境の主な機器は以下のようになっています。
  • ソーラーパネル160W10枚(JAsolar社製 1.6kW)
  • チャージ・コントローラー(I-PANDA社製 eSmart3-40A)
  • リチウムイオン電池(O'cell社製 48V40Ah
  • インバーター(DENRYO[電菱]社製 SK2000-148 2000W)
1CCとインバータ
(eSmart3-40AとSK2000-148

40Ah
( 48V40Ah) 

以前のものは、裏口外に作った雨が入らないスペースに機器を並べていましたが、万が一の発火に備えて自宅とは離した場所にスチール製棚を改造して設置しました。一見してスペースが狭いですが、ファンが回ったときの換気には気をつけています。
 
 具体的なシステム設計については「その2」で

↑このページのトップヘ