「オフグリッドDIY」やりませんか?

今日の練習お疲れさまでした。今日のブログ担当のくにです。

今日は、連休中ということもあってか、男性7人、女性4人と少なめで、また途中たばさんとあきさんが早退され、後半は9人で思い思いの練習をしておりました。この前の大盛り上りの会とは対照的でしたが、割と静かな中で、「じっくり自分を見つめなおすww」機会にもなって、良かったです。それでも2時間は短いですね!出来たら3時間くらい練習したいですね。

今日の一言ですが、この前までは「接触時間」、「球持ち」のことで本当に「頭がいっぱい」だったのですが、醒めましてww、、今は、(卓球とは全く関係ありませんが、)「オフグリッド」に熱中しております。(引用)オフグリッドとは、電力会社の送電網(グリッド)に繋がっていない状態、あるいは電力会社に頼らずとも電力を自給自足している状態を指します。」 皆さんの中には、既にソーラーパネルを設置して、電力を自給自足し、余剰分を電力会社に売電されている賢明な方も少なからずいらっしゃると思いますが、自分は今やっとですが、それに目覚めました。どうせやるなら、DIYでと、amazonなどで、「ソーラーパネル」(シリコン単結晶タイプ、とりあえず6枚で200W*6=1200W)、「リチウムイオンバッテリー」(流行りの「リン酸鉄リチウム(LiFePO4)」タイプ)、バッテリー充電を制御する「チャージコントローラ」(MPPT[Maximum Power Point Tracking]方式のもの)、バッテリーのDC12V(24V)をAC100Vに変換する「インバータ」(少し高いけど「正弦波」出力のもの)などを片っ端から注文し、いま連休中ですが、それらが続々と我が家に届いております。上記チャージコントローラとインバータが一緒になった「ハイブリッドインバータ」というのも購入してみました。(2023.5.9追記)最初から家全体は無理ですが、まずは2階の電気分を自給自足するとか目標を立ててやっていきます。そこで参考になるのが、やはりユーチューブとかブログですね。本当に感心するようなコンテンツを発信しているユーチューバやブロガーが多数いて、頼りになります。あと、何と!チャージコントローラとバッテリーとインバータが一緒になったオールインワン型の「ポータブル電源」(通称「ポタ電」)というのもあって、これは「喉から手が出るような」「垂涎の的」の製品ですが、こちらは何せ値段が高くて、自分には不似合いですし、ある意味DIYを楽しむにはいささか楽過ぎるかもしれません)(カーキャンピングなどに人気!)(2023.5.10追記)

「オフグリッドDIY」に興味を持たれた方がいらっしゃったら、ぜひ談義して、情報交換しましょう!

連休明けに、注文していた製品が揃い、さっそく2階のベランダでソーラーパネルを据え付け(南方向30度傾斜)、機器類の結線をして、システムが出来上がりました! ソーラーパネルの発電量は晴天の正午で960W位出ました。公称最大出力の計1200Wの8割が出てまして、これはネットで調べたら、良い方のようです。2階の家電機器を家のコンセントからインバータ出力の方に繋ぎ換え、我が家2階のオフグリッドが実現しました!(※ただし照明は内部配線なのでオングリッドのまま)バッテリーは2560Whなので、停電を想定すると、エアコンつけたままだと数時間しか持ちませんが、パソコン、テレビ、オーディオ位なら丸1日持つと思います。何か安心感が得られました。(2023.5.12追記)

本日は雨です。正午、発電量が「0.00kW」とコントローラに表示されています(9W以下)。エッ? ネットで調べたら、雨天時は晴天時の1/5~1/20になるそうですが、うちのは1/100以下とはショックです😢 メーカのパネルの特性とか関係あるのでしょうか? これでは雨や曇りが続くと不安になります。(2023.5.13追記)

1/100以下とはどうも腑に落ちないので、機器類の接続を再確認してみました。パネルの並列接続に入れる「逆流防止用ダイオード」を繋ぎ変えたところ、発電量が20W位になりました。(2023.5.13 14:30追記)

昨日、今日と晴れが続いています。コントローラを見ると、バッテリーが「満充電」になってまして、パネルからの充電が停止状態になっていました。2階の電気使用量は今それ程でもないので、日中のパネルの発電の大部分が使われず、「勿体ない」状態。自分貧乏性なのでww、急いでドラム(コードリール)を2階から1階に這わせて、1階の洗濯機と冷凍庫だけでもオフグリッドにしました。(2023.5.15追記)

今日は、朝から雨です。先日の雨では20W程しか発電しませんでしたが、今日はざっと見て100W以上発電しています! 同じ雨でも、雨雲の厚みとか、光の質(波長スペクトル分布など)とかによって、だいぶん変わるようですね。現在14:00ですが、今日は朝からの積算で700Whも発電しています。良かったです。(2023.5.18追記)

結局、雨時々曇りの本日の総発電量は900Whでした。900Whというと、普通車のバッテリをフル充電した以上のエネルギーになろうかと思います。グリッドの電気料金でいえば20円程になりますね。毎日チャージコントローラの表示を見る(クラウド経由で履歴や解析データも見れる)のが楽しくなりました!(2023.5.18 18:30追記)

ここ1週間、1階で、インバータ出力の電源タップ、延長コードを引き回し、冷蔵庫、電子レンジ、オーブントースター、炊飯器、テレビ、DVDデッキ、AVアンプ、パソコン、プリンタ、WiFiルータ、etcと、家電機器を次々に繋ぎ変え、主要なものはほぼオフグリッド化しました。残るは、照明類と1階のエアコン位となりました。照明類は内部配線なので分電盤含めた電気工事になりまして、たとえDIYであっても基本、電気工事士の資格(->資格試験「電験2種」等)が必要となります(だれか有資格者に頼むか、自分でやるためにいつか試験を受けようとも思います)。あと、1階のエアコン2台ですが、今組んでいるオフグリッドシステムでは容量的に足りないので、ソーラーパネルやバッテリーの増設を今後計画していきます! それから現状のオフグリッド賄いでも、曇りや雨が続くとバッテリーが底をついてしまいますが、その時はグリッド電源に切り替えるようにしています(「ハイブリッドインバータ」が自動で切り替えてくれます~優れモノです!)(2023.5.22追記)

我が家のオフグリッドシステムですが、実は1200Wパネルのメインシステムと、当初試作した200Wパネルのサブシステムの2つが稼働しています。両方のパネルとも2階ベランダに置いていましたが、建物の影になる時間帯があるので、サブシステムの方のパネルだけでも2階の屋根(陸屋根)に移設しました。ガルバリウム鋼板の立平葺にパネルを固定するための金具というのがありまして(勘合部をギュッと挟む方法で、屋根に穴明け不要で安心)、ネットで購入してこれを使いました。設置は平置き(傾斜わずか)になりますが、建物の影にならないので1日の発電量は多くなると思います。(2023.6.1追記)

照明類は内部配線で、怖いし、資格がないと基本作業出来ないので、これを何とかできないものかと考えあぐねていましたが、安易で、別段資格がなくてもやれる方法がユーチューブ見てて、遂に見つかりました! 「グリッド・タイ・インバータ(GTI)」というもの(「マイクロインバータ」と呼ぶ製品もある)を使えば、GTIのプラグを屋内のどこでもいいからコンセント(グリッド側)に差せば、ソーラーパネルで発電した電気を「コンセントを通じて流し込んで」、家庭内に供給できます。このとき、家庭の電気使用量以上は供給しないようにうまく制御して、外の送電網側にまでは供給(逆潮流)しないようにできるそうで、公共に影響を及ぼさず、届け出とかも要らないそうです。実はもう、手始めに小容量のGTIをネットで購入して、いま試しているところです。これがうまくいけば、家全体のオフグリッド化が(特別、電気工事もせずに)可能になるということですね。GTIはアメリカで先行し、流行っているそうですよ。 (2023.6.2追記)

2週間経ちまして、我が家のオフグリッドシステムは、各部の容量増しや拡張、改善を行い、以下のようになりました。

システム区分 構成 対象家電
メインシステム パネル: 200W*8=1600W
パネル追加し、2000W(2023.11.28)
パネル追加し、2400W(2024.3.6)
バッテリ: 24V100Ah(2560Wh)ハイブリッド・インバータ(3000W、充放電制御、グリッド自動切替)
冷蔵庫、洗濯機、冷凍庫、電子レンジ、オーブントースター、炊飯器、プリンタ、WiFiルータ、2階エアコン、2階オーディオ、2階パソコン、2階テレビ、掃除機、電気ポット、
サブシステム1 パネル: 100W*2=200W
バッテリ: 24V40Ah(1024Wh)チャージコントローラ(20A)インバータ(24V->AC100V,
2000W)
テレビ、扇風機
サブシステム2

(昼間のグリッド補充用)

パネル: 100W*4=400W
パネル100W*2追加し、600W(2023.12.20)
グリッド・タイ・インバータ(400W,AC100Vコンセント接続)※電力調整はスマホアプリでリモート操作できる。或いは調整の代わりに、サブシステム3のバッテリーにグリッド側のコンセントから150Wで充電し、逆潮流を避ける)
照明器具、ガス給湯器、換気扇、温水洗浄便座、井戸ポンプ、1階エアコン2台、扇風機、パソコン、AVアンプ、DVDデッキ
※DVDデッキはパネルだけで賄うサブシステム1の方で良かったのですが、一度韓ドラ録画中にバッテリー切れを起こし録画が切れてしまったことがあり、家内から非難を食らいまして、グリッド側としておりますww
サブシステム3

(夜間のグリッド補充用)

バッテリ: 24V50Ah(1280Wh)

バッテリー充電器(AC100V,150W, 昼間のパネル発電で充電しておく)

バッテリ追加: 24V100Ah(2560Wh)バッテリー充電器追加(AC100V,600W, 昼間のパネル発電で充電しておく)(2024.1.19)
バッテリー充電器追加(AC100V,300W)
(2024.1.19)
バッテリ追加: 24V100Ah(2560Wh)
(2024.3.7)
バッテリ追加: 24V100Ah(2560Wh)
(2024.3.15)

グリッド・タイ・インバータ(600W,AC100Vコンセント接続)

DC降圧コンバータ(電力調整用)

サブシステム2と同じ

1階エアコン2台を除けば、晴れた日なら何とかオフグリッドで家全体を賄えそうです。でも曇りや雨の日ではグリッドも頼らないと足りない計算ですね。そして1階エアコン2台もオフグリッドで賄うには各部の容量増しがまだまだ必要です。

そもそも卓球とは全く関係ありませんでしたがww、世の中の誰かがネット検索で見つけて、参考になればと思って、DIY日誌をブログ(Web Log)しています。(2023.6.19追記)

2階のエアコンも使わなければ、曇りや雨の日でも一定の発電量があるので、オフグリッドで賄えそうです(どんより雲では難しいですが)。とにかくエアコンは使用電力が一桁大きく、また5~6時間は連続使用しますので、その「電力量(kW・h)」が半端なく、手強いです。ただ、曇りや雨の日はエアコン負荷をかなり軽減できますので、味方もしてくれます。一方、電子レンジとか電気ポット、ヘアドライヤーとかは使用電力はエアコンよりもむしろ大きい位ですが、使用は短時間ですので、大したことないですね。(2023.6.22追記)

オフグリッドDIYを5月の連休から始めまして、およそ2か月経ちました。コストとか採算性とかあまり考えず、Amazonなどで片っ端から機材を購入してきました。一区切りできたので、どれくらい出費したか、恐る恐る集計してみました。何と601,077円(税込み)でした!またホームセンタであれこれ部品を購入しましたので、合わせると61万程かかりました。もし、賢くヤフオクやメルカリ等で中古品をゲットしたり、アウトレット品を入手したりすれば、40~50万で出来たかもしれません。いずれにしても高価な買い物です。(これは10日間ヨーロッパ旅行の費用に匹敵、あるいは65型の有機ELテレビ買うの同じくらいですかね)オフグリッドで今後電気代が安くなることで、「何年で元取れるか」とか計算はできますが、敢えてしません。あくまでも「趣味」として楽しみます。でも、頭と体にはとても良いですよ(いろいろの組み合わせ・最適化を考えたり(頭)、屋根に上ってパネルを設置するとか(体))。だから最近は、卓球・ギター・オフグリッドDIY、ほどよい疲れで、夜はぐっすり眠れます!(2023.6.24追記)

ソーラーパネル
※世界ではPV(Photovoltaic)と呼びます!

ハイブリッドインバータ(上)と
リン酸鉄リチウムバッテリー(下)

夏を越して、エアコンを使わなくなった9月、10月は家全体の7~8割をオフグリッドで賄えて、満足感に浸ってましたが、11月に入ると、今度は冬に向かって日照時間が短くなることで発電量が減って、賄い率が低下、鬱々としてきました。発電量を少しでも上げるために、2階ベランダのパネルをこれまで30度傾斜だったのを42度にまで起こしました。でも思ったほど発電量は上がりません。そこで半年ぶりにパネルを追加しました(200Wパネル*2枚、取付金具含めてamazonで5万円、2階陸屋根、作業は妻協力のDIY)。これでトータルで2600W(公称出力)となりました。これで少し、気持ちが落ち着きますね。(2023.11.28追記)

オフグリッドDIYやり始めて1年程経ちました。我が家のオフグリッドシステムは、その後も各部の容量増しや拡張、組み換えを行い、以下のようになりました(たぶん最終系、サブシステム1、2、3は統廃合しました)

システム区分 構成 対象家電
メインシステム パネル: 200W*12=2400W


バッテリ: 24V/200Ah(5120Wh)


制御器:ハイブリッド・インバータ(3000W、充放電制御、バッテリ低電圧でグリッドに自動切替)

冷蔵庫、洗濯機、冷凍庫、電子レンジ、オーブントースター、炊飯器、プリンタ、WiFiルータ、2階エアコン、2階オーディオ、2階パソコン、2階テレビ、掃除機、電気ポット、1階テレビ、扇風機、井戸ポンプ、1階エアコン① 、扇風機、1階パソコン、AVアンプ、DVDデッキ
サブシステム

(グリッドへ補充用)

パネル: 100W*8=800W

バッテリ: 24V/50Ah(1280Wh)+24V/100Ah(2560Wh)※DCDC充電器でタンデム接続

制御器:チャージコントローラ(20A)、グリッド・タイ・インバータ(600W、AC100Vコンセントへ接続しバッテリの電気をグリッド側に流し込む)、DC降圧コンバータ(流し込む電力の調整用)

電灯、ガス給湯器、換気扇、温水洗浄便座、1階エアコン②

予備システム

晴天の日、メインシステムのバッテリが満充電になったときに予備バッテリに充電しておく

予備バッテリ: ①24V/100Ah(2560Wh)、②24V/100Ah(2560Wh)、③24V/40Ah(1000Wh)

バッテリー充電器(AC100V->24V(12V)):
①50W、②150W、③300W、④600W

雨天が続いたり、エアコンを長時間使ったりして、メインシステムのバッテリが低電圧になったときに、充電済の予備バッテリとインバータで電力を補う

インバータ(24V->AC100V, 2000W)

(2024.6.4追記)