誰でもできる小規模ソーラ‐の完成へ(レポートその1)
系統電力のサポートで
小規模ソーラ‐発電の自前賄い電を完成させる
自然の循環性に生きるLife & Housing
技術開発・特許・製品企画提案・経営コンサルティング
〒183-0042 東京都府中市武蔵台1-30-5
Email: 25kawakami-sozaemon@jcom.home.ne.jp
Tel: 042-325-6442 (2014.1.9)
エクセルギーハウスとエアコンのハイブリッド・システム化
エクセルギーハウスは,自然エネルギーの循環性を生かすという指針で建築された住居である.それは,太陽光・大気熱・風,雨水等の自然エネルギー・物質を総的に利用して住居の快適性を為すというコンセプトである.住居・生活のその現場で取り出したエネルギーは,使ったら,その現場の環境:自然に戻す.このことで,循環性,すなわち再生エネルギーとなる.このエネルギーを我々は〈エクセルギー〉と言って重視し,住居建築のプリンシプルにしているところである.ハウジングは例えば;夏場は,2階天井板に雨水を滴下してその気化熱で家屋を冷却し,冬場は 2階屋根の温水器による温水を地下に持っていって床暖房:家屋躯体全体の温暖化を為すという技術を基幹にして構築されたものである.これに加えて,家の建て方全てに渡って,伝統的な技の意味を改めて問い直して研究し;太陽光入射管理・家屋断熱性と気流管理等を造作し,住居のエネルギー機能を複合・総合させて室内住環境の快適性を為させるというものである.それは 家を生命体のように扱うことによって,自然の多様な生命環境に共生でき,そのことがMost Comfortableとなるという考えである.生命の営みの哲学に基づく生活・住居の建築という新たな建築運動といっていい.
しかし 現在 建築がなされているエクセルギーハウスにおいての住環境:快適性はどうか.柔らかい夏の冷涼・冬の暖温をつくることができるが,現行の技術に加えて,もう一つ強力な室内空気の温度管理がほしい;昨年度の37℃にもなる猛暑と今年の冬の寒さからの体験からの住居者の実感である.
それで このエクセルギーハウスの技術に加えて,エアコン:冷暖房機器による温冷風吹き出しという方式によって,家屋躯体だけではなく,室内空気自身を強制的に改変させることで強化することにした.エクセルギーハウスとエアコンによるハイブリッド化である.この実行に当たって,エアコン稼動の電気エネルギーを自然の循環性のエネルギーで賄えるようにできないのかということで,この電力自前型のソーラ‐発電の研究実験を始めたものである.
発電能力1.6kWの自前電を
冬場における一般家庭の電力消費量うちの エアコン・冷蔵庫という熱関連機器の電力消費量およそ 120kWh/月(家庭の電力消費量の半分相当)を ソーラ‐発電によって自前賄い電で為したい.そのためには 200Wソーラ‐発電パネルを何枚ぐらい設置したらいいかを求めてみよう.
パネルの発電効率,及びそれ以外のチャージコントローラ・インバータ等の供給システム過程も合わせ,その効率を8割と見て,関東地方;冬3時間/日・晴天日20日として,
(200wx0.8x3時間x20日)=15kWh となり,
120kWh÷15=ソーラ‐発電パネル ∴ 8枚設置
200Wパネル8枚の搭載によって 発電能力1.6kWを自前で発電することになる.
これが どの家庭でも やりたい・やってほしい・やってみようという動機となり,環境保全,すなわち持続可能な住・食環境:人間も含めて生命の営みを保持するための,熱エネルギーに対する都市生活者の最小限のDuty:責務となろう.そうあってほしい.
日本の一般家庭で広く実現可能な方法を探る
その条件は三つある.
A:売電目的ではなく,自分の使用電力を自前発電で賄うことのできるシステムの構築
B:パネル設置台,ソーラ‐発電のシステムを合わせて,エアコン並みの工事で,かつエアコンの設置費用並みで実現すること.
C:家電機器と同様の容易な操作性・安全性を成すこと,及び 電気機器であっても 少なくとも6年x3=18年の恒常的な耐久性は確保すべきである.
現在日本において行われている「白物家庭電気機器」で「6年間保証」など,こんなに短い期間での機器の買い替えは 技術そのものが未熟であると見た方がいい.況や 現行バッテリーのような4・5年使用の消耗品では全く使い物にならない.
実験研究の結果 及び 今後の技術課題
一般家庭で広く実現可能させられる三条件を満足させるシステムを探究して,当技術開発研究所は,現行の技術で持って最もいい形はないか,さらに,現行機器の問題:技術課題は何かを探究した.幾つかの製作・実験を試行して,到達した結論は次の通りである.
結論A:系統電力(電力会社供給電力)のサポートを受けてならば,
現行技術においてもできる.
B: 完成された技術体となるには 二つの課題がある;①系統電力からの電力補充器の開発,及び ②現行の蓄電器の問題/ である.これには発想の転換で思い切った発明がないとできない.
これらの解決によって室内居住空間を冬場外気温5℃以下とき 20℃,夏場33℃以上のとき 28℃の温度環境(東京地方において)にすることができる.
以下にその概容を示し,合わせて 今後の技術課題を提起したい.
※以下に示した製品の価格:費用は,電気工事士の工事費を含まない材料・製品の日本における現行の市場価格である.その内ここでは,メーカ‐あるいはセーラ取り扱いの一つの製品を紹介しておくので参考にしてほしい.
※大手メーカ‐のソーラ‐発電製品は,2階屋根一杯に広げた大掛かりな設備で,そのねらいが売電目的である.価格も,日本においては現行では,1kW当りのソーラ‐発電設置費は50万円が相場という.再生エネルギー先進国ドイツと比較すると,日本は,その5倍以上という.日本のこの現状には,専有される高技術の独占と国との舐めあいによる製品化,及びその市場投入での適度で適切な競争環境がつくられてない等の問題が関わっているのだろう.
家庭電力の自前形態の探究(その3)誰でもできるパネルの設置と国の支援政策
小規模ソーラ‐発電機器の設置方法
1階屋根上利用の場合
問題は突風(瞬間最大風速)である.台風だけでなく,何時のシーズンでも起こりうるということが前提である.造作物の建築基準では,〈地上15m以上では,風速60mに耐える〉となっている.しかし,1階の屋根搭載といえども,キチンとした耐風が必要である.1階屋根の風速は,2階の屋根と違って,その家の周りにある建物・樹木,土地などの高度模様によって大きく影響される. しかし日本のどの地域・街でも,暴風の天気予報になるときは, 最大風速40m以上を見込まないといけないだろう.「想定外」は許されない.そうなると,1階屋根・ベランダ設置は,建築基準法に従って屋根はその強度が施工されている.したがってこの屋根を使って,パネル面を屋根に平行に風に吹き煽られないようにして,屋根に固定して造作するのが一番いいだろう.
以下の探究は,1階スレート屋根上に搭載する木材による設置台の施工方法である.
パネルの傾斜角度は何度が最大受光量となるか
そのシーズンの最大日射受熱量は, 日射:受光角度θのときに,年間を4回に分けて, パネル面の傾斜角度φは何度にしたらいいのか.
★南中高度を求めてみよう.例えば,東京地方は,北緯35度に位置し,地球時点軸の傾斜角度が23.4度だから,.
春分秋分時;55度, 夏至;55度+23.4度=78.4度, 冬至;55度―23.4度=31.6度
※受光角度は,パネル傾斜角度φとは,互いに補角である; φ=90度―θ
※一つの家の事例で紹介する.この家では,1階屋根スペースは8帖分で,半分は既にベランダとして利用している.2階の壁は窓のない部分で4間ある.この屋根は,ガルバリューム鋼板;勾配10の2.5(傾斜角度14度)である.
夏バージョン(春分~夏至~秋分)
(春分秋分の南中角度+12度)の補角23度ぐらい
★α;23度―屋根勾配14度=9度 ∴屋根ベタ置きでいい.
冬バージョン(秋分~冬至~春分)
目一杯冬至の南中高度32度の補角58度→真冬は1月なので50度ぐらいとする.
★β;50度-屋根勾配14度=36度 ∴三角形の一角が36度の形状にする.
東京地方北緯35度の場合は,春分秋分期55度 夏至期78度 冬至期31度
木材使用のパネル設置台を作る
角材2種類(120mm角と120x60mm)で,筏を作ってパネルをそこにはめ込む.
1) 屋根の勾配を考慮して,横断面上記傾斜をつけて置けるように直角三角形をつくる.
辺長の比は 1:(Tan36°= 0.72):1.31(パネルは横置きでその短い方の長さ)
2)シーズンの適値に近いように設置を変える;
★大風・暴風のときは,パネル面を屋根にベタ置きにして避難させる.
使用木材 ※ホームセンターでは次のような値段であった.
□ 9cmx9cmx長3mの角材; 1,280円, □9cmx4cmx長3mの角材; 780円
200Wのパネルの大きさ;1580x808x35mm 1枚につき,
★ 9cm角3m材 →1本を半分にして150cm2本
★ 9x4角3m材 →1本を長さ90cm3本に切って これを4本使う.間隔50cm
★ 30cmの残りは,角の筋交いに使う.
パネル4段の場合材料の合計金額は
1,280円x4本=5,120円 , 780円x6本=4,680円 合計9,800円
★ これをドリルでスクリュー釘(□4.8x75mm130本980円)を打って組み立てる.
※ 屋根の実際を下見して,工場で木材寸法をカットして持ち込む方がいいだろう.
次の費用で,制作可能である.
屋根・壁への固定
★ 屋根・壁の素材と形を見て,それにあった【固定用の金具】で固定する.値段は1,200円ぐらい
傾斜角度可変式装置の工夫
屋根側とパネル側に,それぞれレールを張ってその溝をスライドさせる方式で,簡単に傾斜角度を自由に可変させることができる.月ごとではなく,年4回春分・夏至・春分・冬至の1ヵ月半前に,角度を変える.
以上の設計で,費用の概算は;
パネル設置台材料代総額 12,000円
工事は工事士に
ソーラ‐発電の設置は,DIY自作ではなく,専門の【太陽光発電の電気工事士】にやってもらう.
※1.2kW小規模ソーラー発電による10GW構想の実現に当たって,国は自己のミッションとして政策実行すべきである.それと関わって,基準・資格・認可制についても,実際性をサポートする,安全及び 成果の担保をなすことを主意として充実させることを望む.
具体的には,【太陽光発電の電気工事士】の認定制度を設けて,正当な技術料保障をすべきである.
このことに関しての以下資料です.
経済産業省・資源エネルギー庁 〈太陽光発電に関する製品・施工基準〉
「 ~設備認定を受け付けています~○10kW未満太陽光発電設備の申請 [外部リンク]
※平成25年1月10日より、電子申請の対象範囲が50kW未満にまで拡大されます。詳しくはこちら。
2013年6月11日より10kW未満の設備認定申請時、太陽光パネルの情報としまして、これまで枚数のみの入力でありましたところ、10kW以上の申請と同様、太陽光パネルの種類、変換効率を入力いただくこととなりました。
国の政策についての考察:参考
国家の政策としてどうなんだろうか
;小規模ソーラ‐発電その普及の今後を見極めるときに大事!
1.2kW独立小規模ソーラ‐発電の普及によって,日本全国600万戸・10GWの構築を
統計的には,家庭使用は発電所供給電力の29%(経産省『エネルギー白書2010』)で,その内訳は,家庭平均で,照明・情報関連で4分の1,熱エネルギー関連で40%強となっています.この半分近くの熱エネルギー関連を完全自給するということです.
現在日本においては,ソーラ‐発電システム導入に対して,公的な補助金制度あり,1994年からの導入促進によって,12年4月に目標の100万戸・410万kWを達成したそうだ.それでも,世界で最も進んだドイツの太陽光発電24.5GW(2011年)に比較して,2%にも満たない.
しかし,大手メーカ‐から販売されている現行の住宅太陽光システム標準例で【3.6kW発電,工事費を入れて300万円超】では,一般家庭への普及はどんなに補助金と売電利益を宣伝してもこれ以上は拡がらないだろう.次の施策段階は,1.2kW以下の小規模発電に対しても補助対象として推進して,更に累積して,500万戸・600万kW増の実現を図ることである.
現時点の累積と新たな拡大によって,全国で10GWを達成できれば,原発の再稼動は要らず,原発停止によるLNGの輸入も必要なくなるだろう.
これによってはじめて,日本の全原発が廃炉にできる.
こうした現実的な企業活動の保障がなければ,原発は廃炉にできない.
日本国家の発電量に占める原発分の14%分を全て,500万戸家庭の1,2kWソーラ‐発電で賄う.工業・商業用電力は,水力・火力,その他の自然エネルギーなどの大規模工業発電でやる.そうすれば,日本の全ての原発は廃炉にできる.廃炉は,原発を国有化して,30年掛けて技術開発も含めて国家事業として実行して成功させる.こうした廃炉費用は,原発所有の電力会社と,その供給電力を長らく享受・利用してきた企業が受益者負担する.
日本の家庭における発電所供給電力の消費はなくて済む.
経産省『2010年エネルギー白書』によると,日本全体での電力消費量における家庭の割合は,29%となっている.この割合は,不思議にも,日本おける総発電量に占める原子力発電の割合32%(震災前2010年12月)とほぼ同じである.震災後は,原発が2%に落ち,その分一番増加したのは,LNG(液化天然ガス;ほぼ輸入)で33%から47%となったそうだ.この増加分14%は,ちょうど家庭の使用電力割合28%の半分に相当する.これもまた数字の不思議なる一致である.それは,家庭消費電力の割合エアコン25%,冷蔵16%,その他の熱関連機器およそ10%で,合計51%となり,半分とは,これらの電力消費量に該当するということにもなる.
★年間の発電量1,2kWx日平均日照量3.5時間x年365日=1,533kWh
★買電単価 1kW29円(東京電力の請求書より割り出し)より,年間で45,000円のお得
※文献『太陽光発電システムがわかる本』(工業調査会刊)104頁には,『発電シュミレーションソフト』が紹介されている.太陽光発電メーカーが用意しているソフトを利用できるそうだ.それによると
例えば,【京セラ】計算で;3.96kWアレイで,方位角0度(真南),傾斜角30度のときに
東京地方では,年間で4,104kWhとなっている.1.2kWパネルでは,1,243kWhである.
※年間固定傾斜の【京セラ】も,2シーズン制でパネル角度を変えれば,もっといい線になるはずだ.
ドラッカー:ユニクロ流の成長戦略をどうぞ
このお得分は,家庭負担の消費税の増額分をカバーできる.ということで,この〈1.2kW小規模ソーラ‐発電システム〉を国家政策としてとることは,〈近江商人三方得〉であり,同じことではあるが,〈ドラッガー流のユーザ‐ニーズの有効価値の創出〉となる.新たなニーズの創出で,ユニクロの大きな発展の転換となった【フリース日本版人民服1000万枚売り】である.成功する成長戦略とは,こういうドラッガー戦略である.
家庭電力の自前形態の探究(その2)どのような製品システムで一体いくらぐらいでできるのか
製品化の指針及び,費用の目安
※ 以下は,夏冬;エアコン,春秋;冷蔵庫稼動ように,
ソーラ‐発電量を0.8kWに絞り込んだ見積りである.
価格は,現市場で販売されている数値である.
【H社製ルームエアコン】
◆ 年間運転効率APF6.8 期間消費電力量648kW
◆ 冷房能力2.2kW,消費電力410W, 暖房能力2.5kW消費電力435W
【P社製冷蔵庫】
容積で426Lで年間消費電力量280kW/年=767Wh/日=31Wh/時間である.
太陽光発電システム
ソーラ‐発電パネル
【200Wソーラ‐パネル4枚】 単価35,000円x4= 価格140,000円
※6枚1.2kWのときは x6= 価格210,000円
※ソーラ‐発電パネルの値段は,外国製の輸入でも,随分と値段の違いがある.200Wのもので,最安値25,000Wから,41,000円である.なお,最もソーラ‐の発電量が多いドイツでも,パネルの実際の生産の多くは中国である.その品質維持は,工場指導の品質管理と,注文買い付け者の検査に掛かる.
この製品化価格の見通しを持つために,ここでは,概数計算で便利なように,一応35,000円として計算する.
※ちなみにこの価格数値をW単価で,日本の現行の大手ソーラ‐発電会社の価格と比較してみよう.
□ソーラ‐発電パネルの過ってのトップランナーであったS社; 591円~756円/W
※この会社の200Wパネルは,99,540円
□原発から太陽光発電まで多様に事業展開しているT社; 661円~766円/W
※この会社の200Wパネルは,132,000円
★この数値を眺めてみて貴方はどう思うでしょうか.
この価格の差は一体どこから,そして何故!
ソーラ‐発電ワット数が過不足なく,どれだけ必要か;
★パネルの発電ワット数は 最大出力である.この能力で計算する.
夏季7月~9月の3ヶ月間の90日では
(使用日割合90日の半分45日間)x5時間x使用電力量410W= 92kWh
★ 410Wのエアコン1台稼働総時間400時間では,雨の日の翌日は晴天猛暑となることもあり,充電を考慮すると,この家庭のエアコン冷房使用〈35度以上の猛暑日昼間は,標準の稼動時間の倍にして,10時間の使用〉を目安にして,夏場は,ソーラ発電パネル 最大出力200W2枚分=400Wh で済む.
冬場の計算をする.12月~3月4ヶ月間の120日の冬日に
(晴天日70%84日夜間2時間+雨曇天日30%36日8時間)x430W= 196kWh
〈ソーラ‐パネルの発電量指数〉を使って,もっと簡単に計算すると,
計算公式A;,
(ソーラ‐パネル発電量:必要台数)
=(必要電力量W)÷(ソーラ‐発電ワット時指数3.325)
435(W)÷3.325(指数)≒130 ■435Wの電気製品を1時間稼働させるために必要な発電量≒130Wこの暖房を1日に4時間稼働させるとすると130(W)×6(時間)=780(W) したがって,ソーラ‐発電パネルは,200W4台ということになる.
チャージコントローラ‐
【MPPT方式 50Aチャージコントローラ‐】 セット化希望価格 25,000円
★ パネルで得られた電力の電流・電圧を自動制御して,バッテリ‐に送り込む装置である.電流量A・電圧V,及び過電圧・低電圧値の許容範囲を見て選ぶ.
★ バッテリ‐選択は次の通り;
使用電池電圧 12V/24V 最大充電電流20A(電力量480W)
過電圧値27.4V・低電圧値21.0V
計算公式B;
(コントローラ‐必要定格アンペア)
= (ソーラ‐発電量W)÷(システム構築電圧V)
今回の場合,定格34A以上となり,50Aの製品でいいだろう.
バッテリ‐
【適合バッテリ‐容量24V・100AH】 15,000円x2個=30,000円
★ パネルの発電量(1パネルの最大出力発電量とパネルの枚数,最大日射時間となる夏日=最大発電量)を考慮して,使用家電への稼動電力が,安定して一定量が供給されるようにする容量である.
バッテリ‐は何個必要かと求めてみる.
今回のエアコン410Wを夏場猛暑日に日6時間稼動させるには,バッテリ‐の容量はどれだけかの計算である.バッテリーの性能と個数の選択にとって必要である.
計算式C;
ソーラ‐発電量Wをバッテリ‐容量Ahに換算して台数を求まればいい.
(バッテリー容量Ah)
= (日当りソーラ‐発電量W)÷(バッテリ‐定格電圧V)
夏場の最大発電量の目安では,日照8時間晴天日連続14日間分で,蓄電しながら同時に毎日8時間エアコン400Wを稼動させるとすると,400Wx8h=3200Wh
2個直列につないで24Vで構築すると 3200Wh÷24V=133Ah
★24Vにするには,直列で偶数台必要であり,100Ahの容量では,2台となる.
★12Vバッテリ‐を2個直列にして24Vにして,電圧24V・容量100Ahx2個=200Ahとして蓄電する.
正弦波インバータ‐
【正弦波インバータ‐電源電圧24V】 セット化希望価格 58,000円
★ パネル発電・コントローラ‐・バッテリ‐の直流を家電製品の使用電気の交流AC100Vに変換する装置である.
★ インバータ‐は,〈擬似正弦波〉もあるが,余剰電力を,情報機器に使用することもあり,〈純正弦波インバータ‐〉とすることが重要である
★ 製品に求められる性能;
計算式D;
使用機器の消費電力以上というだけではなく,過大電流も考慮して,ソーラ‐パネルの発電量の3倍程度に相当する定格サイズを奨めたい.
純正弦波,定格出力2000W,入力電圧(注入できる電圧のこと)100V・50/60Hz
バッテリ‐電圧24V・出力電流18Aに可変できるもの;DC入力電圧幅が該当するもの
バッテリ‐充電時間5時間以上
※電気機器の耐久年数について注意しておきたい.ソーラ‐発電パネルは,本体は,石の層でモジュールの接続問題意外は,故障は少ない.しかし,コントローラ‐と,インバータ‐は純然たる電気機器である.10年持てば御の字である.大手ソーラ‐発電器機メーカ‐のものでも事情は同じである.カタログでは,このことに触れてないメーカ‐が多い.
ケーブル等も5000円ぐらいを加えて,ソーラ‐発電システムの現有市場販売価格で次の数値でできる.
0.8kWソーラ‐発電セット販売価格 :253,000円
1.2kWソーラ‐発電セット販売価格 : 323,000円
パワーコンディショナー方式の設置費用見通し
自家発電電源を優先にした集電・分電方式を設備するならば,バッテリーの個数が減り,独立配線の必要とせず,その分の経費が要らなくなる.それが,チャージコンディショナーと正弦波インバータ‐を一体にした〈パワーコンディショナー〉方式である.これは,寿命と保守管理が必要なバッテリーがいらなくなる.この方が,一般家庭の取り扱いは容易となろう.
パワーコンディショナーの価格を検索してみる.
【三菱製PV-PN30G】太陽光発電3.0kW・正弦波タイプ;146,630円
【カナディアン・ソーラ‐・ジャパン社製CS-3000J】 3.0kWタイプ;283,500円
※この他に,500W正弦波で25,000円もあり,1.2kWでは,6万円ぐらいでも可能なのであろう.この価格でのパワーコンディショナー方式では;
①ソーラ‐発電パネル200W 3,5000円x4台=140,000円,②パワーコンディショナー6万円,
③設置台機材具及び製作手間賃3万円④工事技術料2万円 / 計25万円
パワーコンディショナー 究極の目的実現となる製品を発見 2013.12.01
【ソーラ‐発電小規模システムの研究 2013.12.6】転載
小規模1.6kW以内のソーラ‐発電システムの完成
系統連系によるシステムの要となるパワーコンディショナーの最適製品発見
すぐれものの装置; EneTelus社製【1.8kWパワーコンディショナ】
この製品のメーカ‐サイトを次頁に転載する. この装置は,1.6kW以内の小規模ソーラ‐発電を系統連系して,不安定:質のあまりよくない電力を,良質なものに変えて安定して,家庭内の電気機器に供給できる.
これは, 系統連系型で主役となるA【パワーコンディショナ】から,不必要な機能を削ぎ落とし, 独立型の場合で必要となっていたB【チャージコントローラ】とC【正弦波インバータ】機能に絞り,さらに系統連系で必要となっていたD【接続盤】も組み込んだ優れものである. そして,系統連系を電力会社と契約するにあたり求められるE【系統連系保護機能】も完璧である.これさえあれば,ソーラ‐発電パネルを1階屋根・軒に設置して,それをこの装置に接続し,さらにそれをF【分電盤】に繋げば工事は完了する.後は電力会社と契約して,G【売買電メータ】の取替えは,そちらさんで工事に来てくれる. 独立型の場合に必要としていたH【バッテリー】もいらない.バッテリーは,1.6kWでは4台以上を購入することになり,費用も高額となり,さらに,5年ぐらいの消耗品である. その管理も不注意で大きな事故になる.だから扱いも厄介なので一般家庭向けにひろく普及するシステムとはなりえない.EneTelus社製【1.8kWパワーコンディショナ】は,今回提案の小規模1.6以内ソーラ‐発電システムの問題を全て解決してくれるすぐものである.
この装置搭載のソーラ‐発電システムの設定
※以下の手続・工事を一括して【太陽光発電受講電気工事士】にやってもらうといい.
1)電力会社へ売買電契約に行く.
2)パネル設置台を1階屋根・軒に設置
メーカーは,この設置台をセットで商品化して, 工事士が現場で組み立て設置に2時間でできるようにしたい. ※住居梁・壁に固定ボルトを付ける必要がある.
3)パネル設置とパワーコンディショナの施設と配線
家庭電力の自前形態の探究 企画提案
御中
ソーラー発電関連機器メーカー
ソーラー発電関連機器販売店
ソーラ‐発電ローンを商品化する金融機関
及び
ソーラー発電を推進・統括する国・地方自治体 宛て
自然の循環性に生きるLife &Housing エクセルギーハウス技術開発研究所
とkkyokaihatu 013.10.24 所在:東京都府中市
Mail: 25kawakami-sozaemon@jcom.home.ne.jp
企画提案・ご検討依頼書
家庭内のエアコン・冷蔵庫等の熱関連機器の稼動電力を
自前できるソーラ‐発電システムの製品・商品化
; 0.8~1.2kW・25~30万円(工事費込)の小規模ソーラ‐発電システム
この普及によって
全国 ソーラ‐発電世帯 600万戸・10GWの構築をめざす.
熱エネルギー関連機器の稼動電力は,基本的にソーラ‐自家発電で賄う.
発電所よりの系統電力依存ではなく,また,大型ソーラ‐発電による売電目的ではなく,1階屋根,あるいは軒先兼用で,あるいは,マンションベランダ等の人間の住まうすぐ傍の余剰スペース畳四帖分を利用して,小規模のソーラ‐発電をし,家庭内における熱関連家電に必要な電力を自家発電する.それは太陽光の当る家屋の余剰スペース;畳5枚分8.1㎡を使った小規模ソーラ‐発電パネル200Wパネル1.2㎡の4台(4.8㎡)~6台分(7.2㎡)を搭載して,0.8~1.2kWの発電で実現できる.
熱関連機器の電力を自前する.こうした人間の生活における営みのスタイルは,熱エネルギー循環の自己完結性ということであり,これによって室内環境・家屋環境から,地域・地球環境へ,全ての階層において,その保全と持続可能性Sustainabilityが支持される.それはまた,人間,あるいは生命にとって,最も心地よい快適性Most Comfortablityであるはずだ.だから,核心の問題は,系統電力利用の過多・過小ではなく,エネルギーと物質の循環性の代謝をなす自らの生の営みにおいて,環境との支持の交流による共生,この循環の自己の完結性を為すことである.それがソーラー発電による住居の熱管理調整の自前という意味である.原発の是非の前に,自らの営みの姿勢が問われているということである.
1.2kW以下小規模ソーラ‐発電システムを25万円~30万円で製品化する
日本のソーラ‐発電の住居における設置の現状は,大規模・高価な設備による売電目的となっている.しかし,これでは,普及に限定が付きまとう.お金に余裕のある人が,そのお金を投資して金を稼ぐと同じであるからだ.また,大規模ソーラー発電だけではない.〈小規模ソーラー発電による自家自給システム〉を生活において構築を促すことこそ,大規模な普及が促進できる.自家自給の発電システムシステムを構築する.これが,売電以前の基本なのだ.エアコン・冷蔵庫を使って生活するなら,0.8~1.2kWの小規模ソーラ‐発電システムを導入して,この稼動電力を自家発電で賄う.そういう生活がどの家庭でも実行されることが,普通でありたい.
そのためには小規模ソーラ‐発電システムが,エアコン・冷蔵庫購入並みの費用(工事費込)で,25~30万円ぐらいで設置可能となるなら,一般家庭でもニーズされるだろう.それは,家庭における使用電力の半分を占める熱関連家電の稼動電力が自給できるということである.
※ 2012年度環境庁モデルケースでは,この小規模ソーラー発電の単価は,約50万円/kWである.これによれば,1.2kW発電システムは60万円となり,上記の「ユーザー希望価格」は,その半値である.
※ サイト記事によると,1kW当りのシステムセット販売で,28.5万円~39万円ぐらいとなっており,1.2kWでは,およそ34万円~46.8万円となる.最安値は,CH社,あるいは,P社の価格水準もある.これに,設置台と設置料が,5万円,高くては,数十万円ということもある.これでは,エアコン・冷蔵庫と並ぶ,家電とはいえない.小規模ソーラー発電に発想を切り替えることが必要である.小規模ソーラー発電機器は,家電なのである.
※ 当研究所の実験的なシステムの設計では,現在の市場に出回っている製品をシステムに組み込むことで,設置工事費込みで,25万円以下で実現できることが分った.
※ 日本のメーカーのソーラー発電システム製品が高いのは,主に発電パネルの価格の違いである.外国製のソーラー発電パネルの方が,性能・保守・耐久性にも,全く遜色ないにも拘らず,ベラボウに安い.世界で最も進んだソーラー発電実績を持つドイツでは,自国製に捉われずに,現地生産工場に出向いて指導し,その製品を「輸入」して,国民:ニーズ大衆にとっては手ごろな価格で普及させている.だから,日本においても,ソーラー発電システムを設置しようとするならば,中国・東アジア製,または,ドイツから迂回輸入して購入してシステムを組んだ方がいい.こうしたシステム商品が日本の市場でも,生み出されることを望む.ソーラー発電の普及にとっては,この方が貢献度が高かろう.大規模売電ソーラー発電を重視して,高価格市場となっている現状を打破できる.これは,過っての,テレビ・冷蔵庫,エアコン等の家電製品の技術競争と価格競争の両追求レースと同じである.くれぐれも言っておきたいが,日本のソーラー発電メーカーとその系統販売店が二の舞とならないようにして頂きたい.イヤ,今その破局の入り口なのであろう.それをカロージテ,政府の基準規制で支えられているに過ぎない.
家庭におけるソーラー発電の家計簿
年間の発電量と‘買い電’電気料の見通しは次の通りである.
★年間の発電量1,2kWx日平均日照量3.5時間x年365日=1,533kWh
★買電単価 1kW29円(東京電力の請求書より割り出し)より,年間で45,000円のお得
そうなれば,この分の電気料金(買い電)が要らなくなるのであり,多くの家庭で,‘利による行動促進’により,需要ニーズが拡大するだろう.
※家庭ソーラー発電の普及にとって大事な視点は「売電料」ではなく,「買電料」である.
買電は,売電と同じ「バイ」読みなので,分りやすくするときは,「買い電カイデン」にする.
国の電力・エネルギー政策にかかわって,この市場はどんな様子になるか
現在日本においては,ソーラ‐発電システム導入に対して,国・自治体の公的な補助金制度ある.国の1994年からの導入促進によって,19年間を掛けて,12年4月に目標の100万戸・410万kWを達成したそうだ.
次の施策段階は,1.2kW以下の小規模発電に対しても補助対象として推進して,この小規模ソーラ‐発電で,新たに500万戸・600万kWh増の実現を図ることである.これによって累積発電量は,日本において10GWhを達成できる.
★一所帯年間1.2kWソーラ‐発電量見込み1,533kWhx500万戸=7.6GWh
これは,原発の発電量(2009年278TWh;日本の総発電量の29%)には,はるかに及ばないが,今後の可能な発電量の試算では,太陽光発電の累計導入発電量は,大型産業施設53GWpも含めて,戸建住宅53GWp,集合住宅22GWpという.全体では,200GWpとなれば,日本の年間総発電量の約10%となる.(以上は産総研試算)
国の電力・エネルギー政策に関わって,これらの中で,家庭の小規模ソーラ‐発電の普及推進が占める位置づけである.数値的にはささやかではあるが,国民のムーブメントとしては大きかろう.
小規模ソーラ‐発電の普及の推進サポート
小規模ソーラ‐発電500万戸を実現するには,どういう政策的なサポートの手立てが求められるのだろうか.国民の広く普及となるムーブメントには,次の2つが大事である.
受益者となるソーラ‐発電設置者たる所帯は,現住居の家屋に畳4帖分を提供する.1階屋根あるいは,1階軒代わりの設置でもいいだろう.集合住宅では,必ず,その陸屋根に,居住者分のソーラ‐発電分を提供させる.今後建築する集合住宅は,そのベランダ外側壁を30度傾斜させ,ソーラー発電パネルを入れるポケットを造る.これを義務付ける.
〈小規模ソーラ‐発電の設置ローン〉を商品化する.
これらのソーラ‐発電搭載に対して,一括支払いでもいいしが,ローン支払いを商品化することを勧めたい.ローンの支払いは,月々の電気料分(年間4.5万円相当)をローンの支払いに回せばすむ.5年で完済である.
国・自治体は,その担保保証と利払い補助する.
国の補助額は,2013年で,〈設置時に1kW当り2万円〉が出され,これに地方自治体の補助制度が加わる.明治以来,日本においては,何か政策推進に,国・自治体は,こうした補助金・助成金制度なるものを使ってきた.しかし,資金の有効な流通転換としては,現在ではこれ以上に有効なやり方がある.それが,利払いに対する全額代行と保証制度である.こういう制度設計も,家庭ソーラ‐発電10GW構想の受益者が,自己拡大運動を組織するサポートとなろう.
5年完済返済までの利子見通し; 25万円x2.2%+・・・(5年目)= 16,500円
★ 総額で,16,500円x500万戸=国・自治体の持ち出し825億円
★1.2kWhソーラ‐発電による電力料金は,買い電料金で計算して,その総額:国民の年間電気料支払い総額のどれくらい分となるか.
年間で 29円/1kWhx7.6GWh=2200億円,
5年間で 1兆1千万円! これだけの創出となる.
★ 国家の所得で計るならば,825億円が,5年間で1兆1千億円(13倍)の創出となる.
この政策は,近江商人の三方得以上で,五方得となる;消費者ユーザ‐,電気機器メーカ‐・販売企業,電力会社,銀行,国・自治体である.これで五方得である.そのうえで地球という環境・生命,人類そのものの生存に対する持続可能性という大義になりうる.
この政策は,〈ドラッガー流のユーザ‐ニーズの有効価値の創出〉ということになる.新たなニーズの創出をつくることは,ユニクロの大きな発展の転換となった〈日本版人民服となるフリースなる衣類を創出して,1000万枚売り〉と同じである.
‘成功する成長戦略’とは,こういうドラッガー戦略である.〈小規模ソーラ‐発電・ユーザ‐希望価格25万円〉によって,500万戸実現は,夢ではなく,夢中で走れる仕掛け,すなわちオリンピック開催と同じ,ムーブメントである.
ソーラ‐発電; 電力自家自給システムの構築の形態
独立ソーラ‐発電方式
当研究所は,独立ソーラ‐発電・独立配線のシステム実験をした.その構成は,【200Wソーラ‐発電パネル】を4枚(800W),または,6枚(1200W),【チャージコントローラー】,【バッテリー2個,または4個】,【正弦波インバーター】の4部品によるものである.その結果は,
『公称最大出力』発電量の75%前後という各社パンフレットの記載どうりであった.したがって上記の200Wパネル6枚1.2kWhではなく,0.9kWhぐらいである.パネル傾斜角度をシーズン対応可変式にして,5%upの成果を得て,0.96kWhとなる.
この結果を受けて,ソーラ‐発電を系統電力と接続させて,そのシステムを組む形態を検討する.構築する方式は,次の2形態がある.
第1形態;系統連系方式
※この「系統連系」なる言葉が分りにくいが,「発電所の系統電力への配線連結による連携」という意味であろう.
ソーラ‐発電の電力を,エアコン・冷蔵庫への自給だけでなく,余剰電力は,家全体のアチコチでも使おうとなる.そうなると,いっそうのこと,集電盤(接続箱)を設置して,そこにソーラー発電電力も入れ込み,それを分電するシステムの方がいい.謂わば,〈電力会社の発送電を,家庭発電の調整機として使う〉というものである.こうすると,その電気機器への独立配線をしなくても済み,バッテリー設置もなくて済む.このようにエネルギーを集約・自由分配ができることが,他のエネルギー形態と比較して大変優れた電気エネルギーの利点でもある.電力会社は,発電・送電という技術資産をもっているということであり,こういうことにも,もっともっと有効に使うべきである.
第2形態;売電なし・自家自足方式
【逆流防止一通行コネクター】を付けて,自家ソーラ‐発電電力を電力積算盤後に,室内配線連結する方式である.バッテリーを何個か設置して,自家発電の電力を安定化させる.
この場合,余剰電力は,電力会社への売電にはならないが,買い電量をソーラ‐発電分だけ少なくさせることができ,独立配線も必要としなくなる.この形態が,電力会社の関与をなくして,独立して実施でき,小規模ソーラ‐発電システムにとっては最もいいのであろう.しかし,バッテリーの値段が結構いい値で,加えて,その管理と,使用期間が限定されており,買い替えとなる不便さがでてくる.
貴社ご検討依頼事項
次のような製品をセット化して販売できないでしょうか,ソーラ‐発電自家自給用システムの形態として,次の二形態があります.それぞれ,新たな製品開発もあり,その開発の意志,及び,一体どれくらいの価格で,これらのシステムが構築できるのか,ご検討下さい.
第1形態:
1.2kWの小規模ソーラ‐発電・パワーコンディショナーによる系統連系形態
A:【200Wソーラ‐発電パネル】を4枚(800W),または,6枚(1200W)
G:【接続箱】
H:【パワーコンディショナー】を1.2kWレベルで製作
/ ここまでの出力が,電力会社の所有である.
I:【分電盤】 → 住居配線に接続
※この形態での大手全社最小レベルで【東芝社製200W8枚1.6kW】;設置面積10.4㎡,架台付きが,152万円で製品化されている.この製品では,太陽電池モジュール200W1枚の単価が,126,000円となっている.これを代えて1枚4万円のものにすれば,68万円ぐらいは安くでき,1.6kWソーラ‐発電システムは,総額で84万円ぐらいとなる.
※【CIC長州産業】社が,このタイプのシステムで,「日本一の最安値宣言」を出しているが,一体幾らくらいでやっているのだろうか.
※ユーザー希望価格の見通しでは,【パワーコンディショナー】1.2kWレベルの製作を,5万円ぐらいでできるならば,パネル1枚37000円x6万円=22.2万円,接続箱25,000円として,30万円以下で製品化できよう.
第2形態:
0.8~1.2kWの小規模ソーラ‐発電・バッテリー蓄電による安定供給あり・発電電力を電力計後に室内配線接続:余分電力は〈売電なしの買い電減〉とする形態
A:【200Wソーラ‐発電パネル】を4枚(800W),または,6枚(1200W)
B:【チャージコントローラー】
C:【バッテリー2個】 ※2個ぐらいで,エアコン1台分は可
D:【正弦波インバーター】
E:【逆流防止一通行コネクター】 → 住居配線に接続
ソーラ‐発電500万戸10GW実現構想
ソーラー発電パネルの設置台 設計提案 2013.11.3
自然の循環性に生きる
エクセルギーハウス技術開発研究所
エネルギー問題; 売電普及よりも自前電普及で
売電目的の大・中型ソーラー発電の前に
各家庭で熱関連機器の稼動は
小規模ソーラ‐自家発電で賄うことが大事ではないのか.
200Wソーラー発電パネル4枚~8枚を1階屋根・ベランダ等に搭載して,0.8~1.6kWの小規模自家発電をする.エアコン・冷蔵庫などの熱関連家電の動力はすべて,こうした自家ソーラー発電で賄う.これを,0.8kWパネルの場合設置台を含めて全部込み25万円で実現できないか試行してみた.
※設置台を含まない,小規模ソーラー発電システム本体部分の構築で, 0.8kWの制作費が25万円の企画提案は,前号のレポートにおいて,既になされたので,そちらを参照して頂きたい.
これによって,家庭内使用電力の半分を占める熱関連家電稼動分の〈買い電〉をなくし,その浮いた電気料で,設置に必要な費用のローンを5年で完済する.これは新たなユーズ価値を創出して産業の活性化を図るドラッガー流である.ユーザーシステムを支援し,ムーブメントを起こし,全国600万戸・10GWを実現する.
今回のレポートは,このパネル設置台をつくるための探究である.1階屋根搭載・軒張りで,パネル1台を1万円以内で,〈耐風性・安全性を確保〉して設置できないものかどうかの実証実験である.
提案する方式は,次の通りである.
200Wソーラー発電パネルを1階屋根搭載・軒張りで,パネル1台を材料費1万円以内で,〈耐風性・安全性を確保〉して設置する. この試行を通して完成させ,1.6kW以内の小規模ソーラ‐発電設置台を製品化して普及させる.
各方式を実際に造作した設計図面は,別紙に掲載したので参照してほしい.
【1階屋根置き型2方式】
A:パイプ利用で組み立て → 4シーズン傾斜角度可換方式で
※ 実際は,パイプは矢崎化工kk社製の【イレクターパイプ】を使用して組み立てた.
※ アングルレールは,福富士kk社製【コンビネーション・アングル】を利用した.
1)パネルと架台の連結は,パイプでは不適当で,アングルレールを用いて行う.
※パネルの製品によってことなるが,図面のような場合,【40ミリ幅横穴】でないとパネルの穴と合わせられないので注意のこと.
2)架台は,φ30㎜のパイプと自在クランプを用いて組み立てる.
3)壁側架台土台として,角材を利用する.
4)耐風性には4つの方法:で対処する:①本体家屋への連結②パネル裏吹き込みブロック③全ての辺の三角形構造④2点固定法
B:アングルレール利用で組み立て → 傾斜角度固定, あるいは2シーズン方式で
※ アングルレールは,上記と同じく,福富士kk社製【コンビネーション・アングル】を利用した.一つだけ大事な欠点は,直方体構造と違って,三角形・三角柱構造の場合は,3辺で辺が結合できないことである.このために,【コーナープレート】を必要とするが,この社のものでは,薄くて耐力性がないので別のコーナープレートを利用した.結合に当たってはさらに,幾つかの部品が必要となるので注意のこと.
1)パネルと架台の連結は,40mm横穴アングルレールを用いて行う.
2)これとは別幅30mmのアングルレールを用いて架台を組み立てる.
3)耐風性に関する4つの方法は上記と同じ.
【1階軒張り型・方式】
C:アングルと木材利用で → 冷却溝を空けて屋根傾斜と同角で据え置く.
1)パネルと架台の連結は,アングルレールを用いて行うが,
2) 架台の足は付けずに,冷却目的のための溝を空けた筏イカダ方式で組み立て,設置時間は1時間で住む簡易型である.
3) 家屋への結合は,軒下梁にプレートボルトで固定する.1階軒平行置き・木材錘であり,耐風性はこれで充分である.
市販されている現行のパネル設置方法の難点
★ソーラー発電システムの大手メーカ‐のやり方は,その多くは,屋根に穴を開け,梁に鋼材で接合するという設置法である.このやり方は,2階屋根向きではいいが,1階屋根では,余りにも工事が大変で,だから設置工事代が,高額すぎて,大衆化できない.
※例えばT社の場合で,200Wパネル8枚1.6kWのスレート屋根搭載で,設置料は152万円であり,1kW当り95万円にもなっている.
★一方で通販で多くが売り出されているものは,〈パイプに脚付き〉で,セイゼイ庭置き用としてしか使えない.そういう感じのつくりである.耐風性がなく,とてもでないが1階屋根・ベランダ等の設置でも使えない.「工作遊び」程度と揶揄されても仕方があるまい.
※例えばD社の場合で,200W1台の搭載設置台が,47,000円であるが,耐風設計は全くなされてない.
設計の課題
1) 200Wパネル1台当りの設置費用1万円以内での実現
★エアコンを使うならその電力は自前でやる.ソーラー発電は,パネルの設置も含めて,エアコン並みの設置工事でできるようにする.この課題を実現できるような,最も合理的な設計プランを考え出す.
2) 建築基準法で求められる耐風性・安全性を求める.
すなわち屋根の耐風性と同じ強度で造られること. そして少なくともパネル耐久年数と同じ耐年性を確保すること.
3) 屋根を傷めないで, 設置型で造る.
現在 多くのメーカーの設置方法は,屋根・瓦に穴を開けて固定する方法である.2階屋根では,こうしたことが必要であろうが, 1階屋根・軒張りでは,もっと別の方法がある.それを工夫することである.日本の多くの住居家屋は,1階に屋根があり,あるいは軒がある構造となっている.そして2階の外壁をもっている.こうした特長を生かして設置を工夫することである.
4) シーズン対応で,パネル傾斜角度を変換できるようにする.
このことで,受光量:モジュール変換効率は,パネル傾斜角度年間固定制よりも,かなりよくなろう.単純計算でも,10%の効果量アップとなる.パネルの基幹となっている半導体機構の製品開発と同時に,この工夫が大事である.
5)パネル裏面は必ず,風が通るようにして,冷却する必要がある.
ソーラー発電パネルの設置で大事なことは,パネル裏面は必ず,風が通るようにして,冷却する必要があるということ. これはシリコン光電気変換原理に関わることである.この考慮がされてない設置方法が,大手メーカーでも往々にして見受けられる.
以上の条件で,パネル設置台を,ホームセンターに置いてある製品で作ってみよう.
★ 集合住宅(低層マンション)では,屋上の陸屋根利用だけでなく,外壁は,ソーラー発電パネルを設置できるように,ポケットを付けさせるようにしたい.最近は,壁に鋼材メッシュを張ってそこに植物を伝われせる工夫が見られるが,これをソーラー発電パネル設置にすればいいだろう.だから,集合住宅は,3階建てが,いいのである.
★ そもそも家を建てるときには, 2階屋根は,太陽光受光量最大角度(緯度による)の傾斜で建てるようにしたい. これはおそらく過って,ガラス窓が住居建築に取り入れられるようになったとき, 窓の開口部を南に広くして採光・暖房をする建て方となった時代と同じである. 東京地方の場合,南向き屋根が35度である三角屋根の家が普通にしたい.そういう町風景である.
★ そして,新築工事にあっては,2階屋根上に,ソーラ‐パネル固定用の金具を設置してほしい.これは,1階屋根・軒にも求めたい.ここまでの建築設計配慮がほしい.
ソーラー発電パネル形状にかかわった現行の問題点
1) 取り寄せたパネルは,中国製で,1580x870㎜(製品表示は1615x838x50となっている).重量は16.5kgである.
※それぞれのパネルは,大きさが規格化されていないので,必ずその製品ごとに実測のこと,
※パネルのサイズの規格化を国がすべきである.
2) 更に加えてこれらのソーラー発電パネルは,その設置台と連携した設計となっていないのである. どのような設置台に,どのような方法で連結して,耐風性構造を持たせるかが,全く考慮されていない. したがって, 実際に設置設計するにあたっては,実測されたパネルの寸法と形状に対応して設計することが必要である.
※今回の試行では,アングルレールを利用してこの解決を図った.
耐風性を如何に確保するか
設計に当たっての最大の課題
200Wパネルは,かなり重いが,パネル面を斜めに設置するとなると,耐風性が問題となる.
大事な指針は, 家自身は建築基準法で建てられているのであり,その家屋の構造に依拠して設置することである.
その解決の方法は次の通り;
1) パネル架台背面からの風の吹込みをさせない.
→冬・春秋は,背面に〈吹き入れブロック・フード板〉を張って,2階外壁に近接して設置する.
夏シーズンは,傾斜を20度(屋根傾斜とあわせるとそれと平行でいい.)以内とする.
2) 同時に,パネルの後ろ縦の梁を,90x90x1800正方角材でつくり,これを屋根壁側に置いて,重りにして,これに固定する.※壁側の位置は,均等に長く,屋根桟に重量を掛けても家を傷めない.
★三角形パネルの上横梁を2階壁の柱に固定金具を使って固定したい.
3) 風速35m/sec以上の暴風との時は,パネルを折って,パネル面を屋根にくっつけるようにして避難させることも考慮する.
4) レール・パイプの長さ方向の耐性強度を生かして,梁の形状は,三角形に作る.
用材の選定と設計の実際
大手メーカ‐が現行でやっている〈鋼材での屋根固定設置法〉はとらないで,以下のようにして工夫する. その二つの方法A;パイプ利用とB;アングルレール利用を紹介する.
★木材の利用も侮っていけない.今回の設計では,屋根に直にパネルを連結・固定しない代わりに,重石として角材を利用する.木材は,屋根を傷つけず,大きさが選択でき,防腐塗装すれば,耐久性もある.
A:パイプを利用した組み立て; φ30㎜のパイプを用いて行う.
→ 傾斜角度を可換方式でやることができる.
★パネルの長方形対辺をパネル枠幅に合わせたアングルレールを用意する.例えば,幅40㎜の場合, 【横穴40㎜・長さ1800㎜】を使う.
※横穴・縦穴は,パネルの穴の位置を見て決める必要がある.
★パネル設置台は,次の材料で作る.
【ヤザキイレクター社製】でφ30㎜パイプの最適な用材が売られている.
メタリックパイプ2000mm.【HPS-2000】958円/本, 同900mm【HPS-900】427円/本
★この製品シリーズでは,これらの接合の部品が豊富に用意されている. 特に自在クランプに最適なものがある. 【HJ-7】661円/個
※このクランプの使い方には注意が必要である;パイプ通し側のジョイントが噛み合わせ入れ構造となっている.これをキチンとはめ込んでボルト締めをしていないと,パイプに固定されない. 固定できてなくて使っては,破壊事故につながる.
パイプキャップは,φ30㎜用キャップあり.
このパイプ利用の方法は,見た目も綺麗で,一押しのお勧めである.
シーズン対応で,パネル傾斜角度を容易に変換できる.
※必要全部品のトータル材料費が11,290円となり, 当初目標の1万円を超えてしまった.
B:アングルレールを利用した組み立て
→ 傾斜角度固定, あるいは2シーズン方式で
アングルレールの利点と利用法
1) 現在パネルの規格がなされていない現状では,これを架台に連結するには,アングルレールは,L字形状の鋼材に縦に多数の穴が空いていて,これにフレキシブルに対応できて,利点がある.
※ 特に外国製のソーラー発電パネルを利用するときは,パネル製造と設置台は全く無関係に形状設計がされているので,注意が必要である.実際の架台設計では取り寄せた個々の製品を見て,それに合わせる必要がある.
2) 2本のレール接合が,ボルトナットで簡単にでき, またこの2本の交叉部分の角度がフレキシブルにできるところがいい.シーズンに対応した傾斜角度の変換,大風の時の避難など,外して再組み立てのときに,ユーズナブルでやり易い.
★ アングルは,幅によって幾つかある.200Wパネルの場合,これを囲うようにして固定するにはパネル枠の幅と同じ長さで,【幅40㎜・長さ1800㎜】1300円/本がいいが,他の部品も含めて,架台全部の梁をこれにする必要はない.他の部分は,【幅30㎜・縦穴・長さ2種類】が適当である.
※パネルの長方形対辺を支持するアングルレールだけは,幅をパネルと合わせないといけない.
3) レール同士の接合→外側2面を面で合わせて,ボルト・ナットで固定.穴が大きいので,必ず,座金・ばね座金を入れること.
4) 木材との接合→レールの1面が平面であり,木材と木ねじで固定できる.この場合も①アングル側に座金を入れて,②木ネジの長さ.・太さは,耐風・耐久性を考えて充分深く入れること.
5) アングル,あるいはパイプなどの金属材料が,屋根に直接触れる形の場合は,レールの角で傷つけないように,ゴムクッションを必ず入れること.この方法で,一番手っ取り早くて手軽・格安にできるやり方は,バイクの古タイヤを適当に切って利用する方法である.劣化もせず,耐久性もあり,10年20年は軽く持つ.
6) 土台錘となる90㎜正方角材,及び,90x45長方角材とこれへのアングルの固定ボルトの購入も忘れないこと.斜めの架すかいの木部への固定は,L字金具の折れ角度を変形しないと合わせられないので注意のこと.
7) 材料費はパネル4台連結で,トータルで, 円となった. この方法でも,目標のパネル2台当りの材料費1万円目標が実現できた.
8) アングル利用で組み立てるに当り,幾つかの“絶対必要な金具”というものがある.これメーカ‐は,必ず作ってほしいものである.くれぐれも言っておきたい.
日本家屋独自のソーラ‐発電パネルの製品化を
ソーラ‐発電パネルの設置台では,ドイツでは,【クラニヒ・ソーラ‐社】のように,独自設計によって,製品化して世界に売り出している.この点でも,‘ソーラ‐発電普及先進国’ドイツに遅れをとっている.日本でも,ソーラ‐発電パネルの架台レールを規格化して製造すべきである.
この設計にあたって,日本の自然条件,及び家屋は,ドイツとは異なるということが大事である;
自然条件:
多雨・年何回かの暴風という温帯モンスーン地帯である.加えて大事なことは,日本の緯度は,中緯度であり(東京地方で北緯35度),ソーラ‐発電パネルの設置角度の創意が求められる.それは,夏と冬の南中高度度差が大きいということである.だから,少なくとも年2シーズンでパネルの傾斜角度の変換がほしい.
家屋条件;
日本の住居家屋の多くが,木造・2階屋根・屋根建材の多様さ・1階屋根あり・軒ありである.これにフィットした設置台がほしい.
規格化した製品で最高の設置台がほしい
その第一の求める課題は設置台の汎用性である.
それは上記の日本家屋の特徴である,屋根の多様性にある.屋根の形・建材,設置場所によって,規格製品化した架台は,この多様性に合わせてフレキシブルに対応できるものであること求められる.
そして第二の求める課題は1階屋根・軒設置型では,年2回のシーズンに合わせた傾斜角度の変換ができる工夫である.
これは“家屋の模様替え”のように年2回シーズンになったら行うということ,この営みは,この国に住いて何千年も続けてきた住生活の知恵である.
↓
この課題で一番いいのは,
アングルレールで架台を規格製品化することである.
これが今回のソーラ‐発電パネルの設置台の試行実験の結論である.
★ 費用は,2台連結方式で,連結1万円以内で材料費が納められ,
★ 工事はソーラ‐発電受講電気工事士が1時間以内で設置できるようにしたい.
補足シーズン変換方式のパネル設置傾斜角度
パネル面設定を〈真南・南中角度〉の条件で,年間傾斜角度固定の場合と比較してみる;
東京地方の場合南中高度とパネル傾斜角度
地球自転軸の傾斜角度が23.4度である.そして東京地方の場合,緯度は35度である.このことから,南中高度は,その補角55度を基準にして±で求められる.パネルの最大効率傾斜角度は,その補角である.以下は比較の目安として南中高度時に絞っての計算である.
南中高度 最大効率 傾斜角度35度固定との比較(率)
パネル傾斜角度
夏シーズン 78度 12度 35°-12°=23° ∴ cos23°=0.92
春秋 55度 35度 同じ = 1
冬 31度 59度 35°-59°=24° ∴ cos24°=0.91
※ 全日の受光量積算は, 三角関数の積分で求められる.これは高校の数Ⅲの問題である.
★年4回シーズンごとに角度を変換する場合,
年間35°固定制と比較して,およそ10%ぐらい得するということ; これは大きい!
★年間4回の変換では大変というならば,少なくとも年2回6カ月ごとに角度を変換することをお勧めする. この場合は,太陽移動角速度を考慮して次のようにする.
※全くの感覚的な概算である.
夏バージョン(4月~10月;一番暑い7月に合わせる) →
南中79°-8°=71°その補角で29度 あるいは, 春秋35°-8°=27度
冬バージョン(11月~3月;一番寒い1月に合わせる) →
南中30°+8°=38°その補角で52度 あるいは, 春秋35°+16°=51度
方法;
φ30mmパイプでも,アングルレール利用の架台でも,固定した部分は自在クランプ,あるいは,ジョイント・ボルトを外して三角形の2点間距離を調節して,簡単にパネル面を,シーズンごとに換えることができる.
★家屋根の傾斜を考慮
この傾斜角度を設計するとき,パネル設置に当たっては,家それぞれの屋根傾斜があり,これを考慮すること.今回の事例の場合1階屋根の傾斜は,14度である.設置工事にあたって角度決めは, 分度器ではなく,三角関数を使って三角形の長さでやることで,より正確に・確実に組み立てられる. 部品のセット製品化の時点で,パイプ・レールに印を付けておきたい. なお,屋根傾斜が分らないときは,エアコン工事でも使う【水準器】が必要となる.
メーカ‐・セーラ‐, 及び国へのお願い
以下のレポートで提起するように,幾つかの方法で試作してみて, 200Wパネルの設置台は,4台当り 材料費が,1万円ぐらいで制作できることが分った. このことによって,
売電目的の前に,自家電力は,自前で賄う.これが普通のことになるようにしたい.
そこでメーカ-・販売店,及び国に対してお願いである.
1) 1階屋根,あるいは1階軒張りで,畳4~5帖分のスペースを利用して行う小規模ソーラー発電パネルの設置台をパネル4台当り材料費1万円以下で製作できるように,部品セットを商品化し,設置工事は,エアコン並みにできるようにしたい:‘柱・梁にコ字形ボルトを打って固定し, エアコン工事のように,セットを組み立て,ト~ンと置いて,ハイで設置完了’のように出来ないものなのか. ここで提起する試案の設置台設計図を参考にして,パイオニアとなることを期待する.
2) 国は,大・中規模ソーラー発電システムだけでなく,こうした〈個人住居屋根・売電目的でなく,電力自前電の小規模ソーラー発電〉の設置方法,その設計に対しての指針を提示して支援すべきである.
3) こうしたニーズの広がりを受けて, 金融機関も,【2kW以下小規模ソーラ‐発電設置ローン】が商品化されることを望みたい. 既に,大・中規模では,こうした【ソーラー発電ローン】が商品化されて売られている.
国は,補助金もいいが, こうしたローンの保証と利子支払いに支援することを奨めたい.
4) なお当然のことであるが,エアコン設置と同様に,ソーラー発電パネルの現場での設置は,【太陽光発電システム施工講習会受講認定の電気工事士】によって,耐風性・耐久性・安全性を踏まえた工事設置がされるようにしたい. この講習内容にも,〈2kW以下の小規模ソーラー発電の場合〉の指針を独自に入れるようにすべきである.
行政的な支援の仕方, 工事基準法規について
ソーラー発電に対して,行政的な設置基準区分では, 中規模20kW,50kW 大規模500kW等の基準を設けていたが,これらは,発電産業向きの基準である. その措置は,【システム導入に伴う関連法規】では,20kW未満に対して,【工事計画・使用前検査・使用開始届・主任技術者・保安規定】の全てに不要となっている.最近になって, 過程の屋根搭載型の小規模発電が広がり,‘行政指導’が入るようにするために,10kW未満についても,施行基準が設けられた. しかし,この措置についても,売電目的が主流の対応である.今必要なのは, 住居屋根搭載のソーラ‐発電に対する指導・支援である. この普及によって,全国600万個・10GWを実現することである. だから,屋根搭載型のパネル基準では,住居屋根中規模5x5=25枚;5kW発電以外に, 200W住居屋根小規模2kW以下を一つの範疇にして,扱ってほしいということである. 後者の規模は,売電目的やではなく, 家庭における電力使用の半分を占めている熱関連機器(エアコン・冷蔵庫等)の稼動電力目的で行う自前電である.
行政の監督・指導・支援は, 規模別よりも,目的別に発電産業と住居屋根搭載とに分ける.
ソーラー発電規模 発電能力 発電目的 監督指導基準
大・中・小規模 10・20・50kW等 発電の産業である. 設置基準が必要
住居中規模 10kW~3kW 売電目的の住居屋根搭載 々
住居小規模 3kW以下 自家発電・自前消費 指針提起でいい.
★現行では経済産業省資源エネルギー庁管轄で,【太陽光発電に関する製品・施行基準】があり,10kW未満の小規模でも,平成25年1月10日より, 太陽光発電設備の申請・認定制となった. ここでもまだ,国の目線は,売電目的のソーラー発電で,大が中になっただけの規模発電の発想である.
今回の実験に基づく企画での法的な課題は,2kW未満の全く小規模ソーラー発電であり,それを1階屋根・軒張りに搭載することに対する,安全性確保のための利用ユーザ‐への指針提起である. こうした姿勢による援助をしない限り,全国600万戸10GWソーラー発電へ拡大はできない. その基準設定・監督・指導は, エアコン設置と同レベルでいい.
★ 家庭小規模ソーラー発電に対する〈システム導入に伴う関連法規〉の現状は, 隙間があって,不備である. そーら発電システムは,「電気工作物」あり, これを建物に連結すれば,「建築物の一部」ともなる.だから,電気事業法にも,建築基準法にもかかわる事例である. しかし,現場では,具体的には次のような状況がある;
① 200Wパネル1.6kW以内を1階屋根搭載・軒張りで行う小規模ソーラー発電の設置は,建築物高度基準に該当せず,建築基準法に該当しない. しかし,建築物に連結する工事であり,建築物の一部となり,建築基準法適用となる.
② また, 発電・蓄電は,1枚当り24V以下であっても,何枚も連結するのであり,動作電圧は36V以上となり,工事士規定の30Vを超えて対象となる.
③ さらに言えば,ソーラ‐発電システムの異なる方式によって,発電電力規定が異なってくる.〈独立ソーラー発電〉の場合は, 使用機器への電力の独自な配線によってなされる. こうした自家発電・電力自前であり,電力会社との契約も必要としない. しかし,バッテリー使用方式でなく,系統電力に連結して,それを電力調整機能で使う場合は,例え少量電力でも,電力会社との契約が必要となり,発電電力規定に関わってくる.
④ 家電への配線は100Vであり,電気工事士にやってもらう必要がある.
以上のような国の基準が絡み合っているが,2kW以内の1階屋根・軒設置型の家庭小規模ソーラー発電方式は,こうした現行の法的な基準状況からすれば, 電気工事士の設置工事で済み,国の指針提示・工事環境整備よりも先に, ユーザーのニーズとそれを受けた企業側のセット製品・商品化の方が,先行拡大するのかもしれない.
国もこうした展望を受けて,法的な体制も整えて,ソーラ‐発電500万戸10GWを実現できるようにしてほしいものである. また,メーカ‐・セーラ‐は, 1.6kW以内のソーラー発電システム,及び設置台をセットにして製品化して,市場に出すことを期待したい. このレポートで提起する企画案をパイオニアでやっていただく企業を求める次第である.
(2013.12.28 ブログ発表)
ソーラ‐発電をエアコン並みの工事と費用で可能にさせたい
ソーラ‐発電関連機関・企業・ユーザ‐各位 2013.12.4
小規模ソーラ‐発電システム構築企画のご提案
自然の循環性に生きる
エクセルギーハウス技術開発研究所(Y.K)
Mail; 25kawakami-sozaemon@jcom.home.ne.jp
小規模1.6kW以内;1階屋根・軒搭載
系統連系型のソーラ‐発電の普及を
エアコン・冷蔵庫の稼動をソーラ‐発電で
エアコン並みの工事と費用で可能にさせたい
200Wパネル4~8枚分で 家庭使用電力の半分を自給し
全国500万戸で10GWの実現で原発なしでも済む電力環境の一つにする.
※‘1.6kW以内’としたのは,日本の多くの家屋は,ソーラ‐発電で,1階屋根・軒を利用する方法で行うとき,南側に2間~4間,200Wパネルを4枚~8枚設置分はあるということの規模である.
★エアコン・冷蔵庫をソーラ‐発電で自足稼動
□家庭においてはエアコン・冷蔵庫などの熱関連機器の使用電力が半分である.この分を自然循環性のエネルギーで賄う.
原発の是非を問うならば,これからの産業技術・生活スタイルを代えることを問えということ,すなわちそのコンセプトとして自己完結・環境共生・持続可能型であることを求めよということである.この1.6kWソーラ‐発電はその一環である.
★メーカ‐への開発要請
□売電目的の装置ではなく, 系統発電を電力調整用として使う1.6kW以内用装置の開 発; これによってバッテリー使用なし・分電盤への配線で済み,高額な売電目的の数百万円設置費用でなく,この自前電用をエアコン・冷蔵庫設置費用並みのコストマネージメントをして,格段に安く設置できるようになさせる.このことで,ドラッガー流の経済政策として,広くユーザ‐の新たなニーズを喚起して経済を活性化できる.
★パネル設置台は
□その地域に10年に1度は襲来する台風の風速35m/秒以上に耐えるものを
アングルレール・パイプ・木材等を使って組み立てセットで商品化して市場に出す.
□それを電気工事士は,講習を受けて, パネルを2時間で住宅1階屋根・軒に設置ができるようにする;建築関連工事における,日本の職人さんの多能工化を進めることの一つの事業でもある.
★電力会社に求めること
□電力会社は発電しているだけではない. 良質の電力を系統的に供給できる力を持っているのである. これを活かさない手はない.
だから,売電目的の大規模発電だけでなく,小規模1.6kW以内ソーラ‐発電の系統連繋を「電力調整代」を徴収してでもいいから,できるようにすることを求める.
★国・自治体に求む
□1階屋根・軒利用の1.6kW以内小規模発電パネルの施工指針を作成する.
その内容はパネル設置台施工指針(建築基準法より) 及び小規模ソーラ‐発電システム施工指針(電気工事士講習基準)である.
□ソーラ‐発電設置補助は,ローン利子の支払いと保証とする補助とする.
★金融機関に求む
□小規模ソーラ‐発電にも,日の当る屋根の所有権を担保にしたローンを商品化する.
電気料金をローン返済金として6年で完済とする.
※パネル設置台材料費・パネル代・パワコン代,及び電気工事士による工事費総額で,自分の家で稼動させるエアコン,あるいは冷蔵庫の購入・設置工事代金と同程度でありたい.それがコストマネージメントというものである.例えば,1.2kWソーラ‐発電(200W6枚)の場合,30万円ぐらいに収められないか.・・・・(A)
※ソーラ‐発電の設置をローンで組んだ場合,月あたりの発電量1.2kWx年間日平均3.5時間x30日=126kWh;買い電料を東京地区で1kWh29円とすると,月3654円分 年4.4万円・・・・(B)
※以上の通りとなり,ローン返済は, A/B:およそ6年9ヶ月で完済である! これは,近江商人流の3者ではなく6者得である:ユーザ‐・メーカー・セーラー・電力会社・銀行・国自治体.そして,自然エネルギーを循環利用して,自己完結性・自然環境共生・持続可能性の都市文明をなせる.
小規模1.6kW以内;1階屋根・軒搭載 系統連系型で500万戸10GW普及を
ソーラ‐発電関連機関・企業・ユーザ‐各位 2013.12.4
小規模ソーラ‐発電システム構築企画のご提案
自然の循環性に生きる
エクセルギーハウス技術開発研究所(Y.K)
Mail; 25kawakami-sozaemon@jcom.home.ne.jp
小規模1.6kW以内;1階屋根・軒搭載
系統連系型のソーラ‐発電の普及を
200Wパネル4~8枚分で 家庭使用電力の半分を自給し
全国500万戸で10GWの実現で原発なしでも済む電力環境の一つにする.
※‘1.6kW以内’としたのは,日本の多くの家屋は,ソーラ‐発電で,1階屋根・軒を利用する方法で行うとき,南側に2間~4間,200Wパネルを4枚~8枚設置分はあるということの規模である.
★エアコン・冷蔵庫をソーラ‐発電で自足稼動
□家庭においてはエアコン・冷蔵庫などの熱関連機器の使用電力が半分である.この分を自然循環性のエネルギーで賄う.
原発の是非を問うならば,これからの産業技術・生活スタイルを代えることを問えということ,すなわちそのコンセプトとして自己完結・環境共生・持続可能型であることを求めよということである.この1.6kWソーラ‐発電はその一環である.
★メーカ‐への開発要請
□売電目的の装置ではなく, 系統発電を電力調整用として使う1.6kW以内用装置の開 発; これによってバッテリー使用なし・分電盤への配線で済み,高額な売電目的の数百万円設置費用でなく,この自前電用をエアコン・冷蔵庫設置費用並みのコストマネージメントをして,格段に安く設置できるようになさせる.このことで,ドラッガー流の経済政策として,広くユーザ‐の新たなニーズを喚起して経済を活性化できる.
★パネル設置台は
□その地域に10年に1度は襲来する台風の風速35m/秒以上に耐えるものを
アングルレール・パイプ・木材等を使って組み立てセットで商品化して市場に出す.
□それを電気工事士は,講習を受けて, パネルを2時間で住宅1階屋根・軒に設置ができるようにする;建築関連工事における,日本の職人さんの多能工化を進めることの一つの事業でもある.
★電力会社に求めること
□電力会社は発電しているだけではない. 良質の電力を系統的に供給できる力を持っているのである. これを活かさない手はない.
だから,売電目的の大規模発電だけでなく,小規模1.6kW以内ソーラ‐発電の系統連繋を「電力調整代」を徴収してでもいいから,できるようにすることを求める.
★国・自治体に求む
□1階屋根・軒利用の1.6kW以内小規模発電パネルの施工指針を作成する.
その内容はパネル設置台施工指針(建築基準法より) 及び小規模ソーラ‐発電システム施工指針(電気工事士講習基準)である.
□ソーラ‐発電設置補助は,ローン利子の支払いと保証とする補助とする.
★金融機関に求む
□小規模ソーラ‐発電にも,日の当る屋根の所有権を担保にしたローンを商品化する.
電気料金をローン返済金として6年で完済とする.
※パネル設置台材料費・パネル代・パワコン代,及び電気工事士による工事費総額で,自分の家で稼動させるエアコン,あるいは冷蔵庫の購入・設置工事代金と同程度でありたい.それがコストマネージメントというものである.例えば,1.2kWソーラ‐発電(200W6枚)の場合,30万円ぐらいに収められないか.・・・・(A)
※ソーラ‐発電の設置をローンで組んだ場合,月あたりの発電量1.2kWx年間日平均3.5時間x30日=126kWh;買い電料を東京地区で1kWh29円とすると,月3654円分 年4.4万円・・・・(B)
※以上の通りとなり,ローン返済は, A/B:およそ6年9ヶ月で完済である! これは,近江商人流の3者ではなく6者得である:ユーザ‐・メーカー・セーラー・電力会社・銀行・国自治体.そして,自然エネルギーを循環利用して,自己完結性・自然環境共生・持続可能性の都市文明をなせる.
田淵電機:EneTelus社製1.8以内パワーコンディショナーのカタログ転載
ソーラ‐発電小規模システムの研究 2013.12.6
自然の循環性に生きる
エクセルギーハウス技術開発研究所(Y.K)
小規模1.6kW以内のソーラ‐発電システムの完成
系統連系によるシステムの要となるパワーコンディショナーの最適製品発見
HOME サイトマップ English 田淵電機企業サイト TOP > 製品ラインアップ一覧
超小型で分電盤付近やベランダ、ガレージなど場所を選ばず設置可能。
各種太陽電池に対応します。
- 外観寸法図
- ブロック図
- オプション
- 設置・接続イメージ
- 系統連系保護・整定値
入力(DC) |
|
最大入力 |
1950W |
最大入力電圧 |
380V |
MPPT電圧範囲/定格入力電圧 |
80-320V/250V |
最小入力電圧/起動電圧 |
60V/80V |
ストリング数 |
1 |
最大入力電流(ストリングあたり) |
10A |
出力(AC:連系運転時) |
|
電気方式 |
単相2線式(単相3線式配電線に接続) |
変換方式 |
電圧型電流制御方式 |
定格出力 |
1800W |
公称出力電圧 |
202V |
公称出力電圧範囲 |
190〜214V |
出力周波数 |
50Hz / 60Hz |
定格出力周波数/定格出力電圧 |
50Hz,60Hz/202V |
定格最大出力電流 |
8.9A |
定格時力率 |
0.95以上 |
出力(AC:自立運転時) |
|
電気方式 |
単相2線式 |
変換方式 |
電圧型電圧制御方式 |
最大出力 |
1.0kVA |
出力電圧 |
101V |
効率 |
|
最大効率 ※1 |
95.0% |
保護 |
|
単独運転検出:受動的方式 |
電圧位相跳躍方式 |
単独運転検出:能動的方式 |
同期高調波注入方式 |
基本データ |
|
寸法(W/H/D) |
230/340/141mm |
質量 |
7.9kg |
使用環境温度範囲 |
-20〜+40℃ |
騒音(定格) ※2 |
30dB以下 |
待機電力(夜間) |
2W |
絶縁方式 |
トランスレス方式 |
冷却方法 |
自然空冷 |
防水防塵保護等級(JIS) |
IP55相当 |
特徴 |
|
入力端子 |
端子台(+,-) |
系統出力端子 |
端子台(U,O,W) |
自立出力端子 |
端子台(2極) |
接地端子 |
端子台(1極) |
本体ディスプレイ |
モノクロ液晶 |
カラー液晶リモコン対応 |
- |
通信インターフェイス |
RS-485 |
保証期間 |
1年 |
JET認証番号 |
P-0210 |
※1 JIS C 8961 にて規定される条件下においての効率
※2 パワーコンディショナの全面中央から1m離れた床面から高さ1mの位置において、JIS C 1509-1 のA特性で騒音を測定。
保護リレー |
整定値 |
整定範囲 |
||
交流過電圧 |
検出レベル |
115V |
110V, 113V, 115V, 119V |
|
検出時限 |
1.0秒 |
0.5秒, 1.0秒, 1.5秒, 2.0秒 |
||
交流不足電圧 |
検出レベル |
80V |
80V, 85V, 90V, 93V |
|
検出時限 |
1.0秒 |
0.5秒, 1.0秒, 1.5秒, 2.0秒 |
||
周波数上昇 |
検出レベル |
50Hz |
51.0Hz |
50.5Hz, 51.0Hz, 51.5Hz, 52.0Hz |
60Hz |
61.0Hz |
60.5Hz, 61.0Hz, 61.5Hz, 62.0Hz |
||
検出時限 |
1.0秒 |
0.5秒, 1.0秒, 1.5秒, 2.0秒 |
||
周波数低下 |
検出レベル |
50Hz |
48.5Hz |
49.5Hz, 49.0Hz, 48.5Hz, 48.0Hz |
60Hz |
58.5Hz |
59.5Hz, 59.0Hz, 58.5Hz, 58.0Hz |
||
検出時限 |
1.0秒 |
0.5秒, 1.0秒, 1.5秒, 2.0秒 |
||
復電後一定時間の遮断装置投入阻止 |
300秒 |
10秒, 150秒, 180秒, 240秒, 300秒 |
||
電圧上昇抑制機能 |
109V |
107V〜112V(0.5Vステップ), 切 |
単独運転検出方式 |
整定値 |
整定範囲 |
||
受動的方式 |
電圧位相跳躍 |
検出レベル |
3° |
3°, 6°, 9°, 12°, 15°, 18°, 切 |
検出時限 |
0.5秒以下 |
固定 |
||
保持時限 |
5秒 |
固定 |
||
能動的方式 |
同期高調波 |
検出レベル |
150µ秒 |
固定 |
検出要素 |
半周期 |
固定 |
||
解列時限 |
0.5〜1.0秒 |
固定 |
· 2.0kWパワーコンディショナ
3.0kWパワーコンディショナ
Enetelusとは Enetelusのパワーコンディショナ 導入計画例 用語解説 Enetelusの優位性 再生可能エネルギー開発センターのご紹介 新着情報 展示会情報 お問い合わせ ご提案からお取引開始までの流れ
ソーラ‐発電1.6kW以内小規模・系統連系のシステム完成 500万戸10GWをめざして
ソーラ‐発電小規模システムの研究 2013.12.6
自然の循環性に生きる
エクセルギーハウス技術開発研究所(Y.K)
小規模1.6kW以内のソーラ‐発電システムの完成
系統連系によるシステムの要となるパワーコンディショナーの最適製品発見
すぐれものの装置; EneTelus社製【1.8kWパワーコンディショナ】
この製品のメーカ‐サイトを次頁に転載する. この装置は,1.6kW以内の小規模ソーラ‐発電を系統連系して,不安定:質のあまりよくない電力を,良質なものに変えて安定して,家庭内の電気機器に供給できる.
これは, 系統連系型で主役となるA【パワーコンディショナ】から,不必要な機能を削ぎ落とし, 独立型の場合で必要となっていたB【チャージコントローラ】とC【正弦波インバータ】機能に絞り,さらに系統連系で必要となっていたD【接続盤】も組み込んだ優れものである. そして,系統連系を電力会社と契約するにあたり求められるE【系統連系保護機能】も完璧である.これさえあれば,ソーラ‐発電パネルを1階屋根・軒に設置して,それをこの装置に接続し,さらにそれをF【分電盤】に繋げば工事は完了する.後は電力会社と契約して,G【売買電メータ】の取替えは,そちらさんで工事に来てくれる. 独立型の場合に必要としていたH【バッテリー】もいらない.バッテリーは,1.6kWでは4台以上を購入することになり,費用も高額となり,さらに,5年ぐらいの消耗品である. その管理も不注意で大きな事故になる.だから扱いも厄介なので一般家庭向けにひろく普及するシステムとはなりえない.EneTelus社製【1.8kWパワーコンディショナ】は,今回提案の小規模1.6以内ソーラ‐発電システムの問題を全て解決してくれるすぐものである.
この装置搭載のソーラ‐発電システムの設定
※以下の手続・工事を一括して【太陽光発電受講電気工事士】にやってもらうといい.
1)電力会社へ売買電契約に行く.
2)パネル設置台を1階屋根・軒に設置
メーカーは,この設置台をセットで商品化して, 工事士が現場で組み立て設置に2時間でできるようにしたい. ※住居梁・壁に固定ボルトを付ける必要がある.
3)パネル設置とパワーコンディショナの施設と配線
価格の見通し
200Wパネル6枚で発電量1.2kWの場合で計算する.
★設置台資材費を2枚連結セットで1万円ぐらいで,合計1万円x3組=3万円.
★パネル台1枚35,000円x6枚=210,000円
※外国製でかまわない.この分野で日本が専有できる技術環境ではなくなった.
★1.8kWパワーコンディショナ1台 ○○○ 円
※特許部品がたくさん詰まっている.だから,値段は高くても,日本製の方が性能は高く,安心できる.そして今後さらにこの分野でテレビ機器分野であったように,画期的な発明がありうる.インバータがそれ自身で,系統連系保護の高度な機能を持つような技術である.これによって,世界市場の占有を再び為すことである.
★配線等その他の資材 1万円
★工事費が半日ぐらいの工事で,専門性の仕事として,3万円ぐらいに設定したいがどうだろうか.
以上1.2kW(家庭消費電力のおよそ半分ぐらい)を賄うソーラ‐発電システムと設置
総計で 30万円ぐらいでできないだろうか.
★この価格の希望は,エアコン・冷蔵庫購入・設置台と同程度の価格で為すという,コストパフォーマンスである.