我家(実家)の自然エネルギー発電システムの紹介
 
 このシステムは、私の実家に機器以外は全て手作りで設置しました。
電力会社に売電をするのが目的ではなく自家用で消費する為の独立型になります。
また この規模ではあくまでも趣味を兼ねた実験の範疇であり、実益はあまり期待出来ません。 (益は有りますが投資が取り戻せるか?)

電気的な設置工事は、電流容量を考慮した電線を使用すれば、比較的に簡単ですが、風力発電機の基礎工事や太陽電池パネルの架台などは、鉄骨加工や溶接などが必要で素人では中々大変なものです。

 風力発電機の支柱を立てる作業では重機を使わない場合、最低でも 4、5人の元気な力と十分な注意(安全対策)が必要です。
最初は、風力発電機だけで始めましたが、現地 南房総は意外と穏やかな日が多く、バッテリの充電が消費に間に合わなくなることが有り、2003年の春に太陽電池アレイを追加して、ハイブリッド発電システムに致しました。

私の場合、システム電圧を24Vで設計しましたが12V でも可能です。 但しこの場合は充放電の電流容量が2倍になるために、電線(ケーブル)の太さに注意が必要になります。

風力発電機

Southwest Windpower社 Air403

24Vタイプ  最大出力 400W

風速2.7m/sから発電を開始して、12.5mで400Wを発電します。
この本体の中にバッテリを充電する為のレギュレタが内蔵されています。 バッテリが設定電圧(本体側面にあるボリュームで調整)に達すると充電を停止します。

他の写真

太陽電池アレイ


三洋電機 HIP-55172 55W×4枚

一枚あたり最大出力17.1V 、3.26A
公称最大出力 55.7W 4枚構成

当初は、3枚直列構成で設置しましたが、チャージコントローラC40がそのような仕様で出来ていなかった為に、急遽変更して二枚ずつ直列にしたものを並列接続しました。

この枚数で、一週間 曇りや雨天が続いても、一日快晴になれば、ほぼフル充電まで回復します。


他の写真

蓄電池 130Ah×4 (24V 260Ah)


日本電池 SEB130(密閉型)
(2個並列+直列 24V)

New! 2004.01.07に、2個増設しました
密閉型の高性能サイクル仕様 のメンテナンスフリー電池です。
充電電圧は、通常の鉛電池より高く14.7V(2個直列で29.4V)です。

この容量になるとうっかり配線をショートさせたりすると、極めて危険です。バッテリと制御盤の保守を安全に行う為に、バッテリの近くにもブレーカを設置してシステムから切離せるようにしています。 

又 この電池は、重量が一個 49sもあるために、床の補強が必要かも知れません。 半地下室(倉庫)に設置

バッテリの周辺
制御・配電盤

風力発電機停止スイッチや、発電機ブレーカ、負荷ブレーカ、充電コントローラなどを収容した函です。
この制御盤も自作です。
パネル面の計器は 風力発電機電圧計、太陽電池電圧計、バッテリ充電々流計、バッテリ放電々流計で 充電々流計は、風力発電と太陽光発電をスイッチで切換えます。

内部写真

蓄電池管理計器 (トレースメータ) このデジタル計器で、蓄電池(システム)の現在の 電圧(V)、 充電電流(+A)、 放電電流(−A)、 バッテリレベル(%)を読み取ることが出来て、 また充放電容量(Ah)を、計時的に累積して表示しますのでバッテリの状態を管理出来ます。
バッテリがフル充電になると、Vランプの下のバッテリマークの中のLED が点滅して状態を知らせます。表示項目は、左下のSelect ボタンを押して切り替えます (写真は2Aの充電電流を表示しています)
各種の(バッテリバンクの容量などの)設定値は、このパネルよりプリセットできます。

DC−AC 正弦波インバータ

電菱 DS600-124

直流24Vを正弦波の交流100Vに変換する装置で、現在は600Wのものを使用しています。 この範囲の家電製品やパソコンなども問題なく動作します。  変換効率は約89%です。
高負荷により、内部が発熱すると側面(この写真だと左側)のファンが周り放熱をします。それ以外は殆ど無音です。またインバータはAC出力が無負荷でも、幾らかのDCを消費します。
ホーム分電盤

この分電盤は、二階居室用の副分電盤です。 本来契約ブレーカが有る部分に、電力転換スイッチを取付けました。

スイッチ部分の拡大写真



負荷(消費する機器)について

 現在のところこの発電により常時使用する負荷は、屋外蛍光灯(AC100V10W 自動点滅常夜灯=下の写真)、及び 廊下照明灯、階段照明灯(DC24V 20Wインバータ蛍光灯)です。

AC100V 10Wの蛍光灯と、DC24V 20Wインバータ蛍光灯の直流側で計測した消費電流は、ほぼ同じ(約0.9A 約23W)でした。 
従って当然の事ながら直流は直流機器で使用した方が効率が良いです。
家中の照明器具を全て直流インバータにすると、消費電力を減らす事ができて常時発電した電力で使用することが出来ますが、市販品が無いために、特注品を購入する必要があります。

(私は東西電気産業(株) http://www.tozaidensan.co.jp/inverter/tzinv_tztroughseries.htm
へ注文しました。)

現状の負荷で、夏場は約12Ah、冬場では(夜が長いために)約15〜17AhのDCを消費しています。
この程度ならば、快晴になれば、太陽電池だけで毎日フル充電まで回復します。

テレビやパソコンなども、インバータで十分動作させることが出来ますが、エアコンは起動時の突入電流が大きく、インバータが過負荷警報を出して、遮断動作をしてしまいます。

今後のささやかな目標は、

DC-ACインバータ   1800Wタイプに交換
太陽電池を現在の    3倍 に増設して、

自然エネルギーで、エアコンやキッチンの電源を供給する ことです。

 今回のこのシステムは、力仕事も含めて、電気工事は、友人の鈴木さん(JE1RPW 写真)に、手弁当で多大なご協力を頂きました。  建物内の配電工事は、電気工事士の資格が必要です。 このような特殊な電気工事のみならず、店舗や住宅電気工事、エアコン工事、TVアンテナ工事、電話線、LAN工事などは、是非 下記の鈴木電機さんにご用命ください。
鈴木電機 鈴木良明   
電話 043-462-1854
Fax  043-489-0097
携帯 090-3247-9426
JE1RPW
風力発電機ゃ太陽電池モジュールなどの資材は、私はこの分野の専門店である安川商事(株)さんから購入致しました。 取り扱い商品も豊富で、たまたま私の住まいの近所ですので、時々お邪魔して色々な相談をして、アドバイスを頂き、とても親切な対応をして頂いて居ります。
規模に係わらず、自然エネルギー発電に興味のある方は、是非一度 安川商事さんのホームページ もご覧下さい。

参考までに私の、システム全体の 接続図 と 部品表は、こちら にあります。
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