キャンピングカーや、DIY太陽光発電で使われるインバーターとは


▼太陽光発電のシステム構成
taiyoukouhatuden

バッテリーの直流12V や 24V を、交流 100V に変換し、家電を使えるようにする装置です。



直流と交流


直流(DC)とは

乾電池のように、+から-に向かって電気が流れます。
オシロスコープで見ると、時間の変化に関係なく、+側で真っぐにれている様子がわかります。
乾電池や充電池、自動車などのバッテリーがこれにあたり、これらを直流電源と呼びます。

▼直流電源を、オシロスコープで見ると
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オシロスコープ:縦軸に電圧、横軸に時間を表示。
       一言でいうと、時間の流れとともに電圧がどのように変化するか見るもの。

※ 実際にオシロスコープで見ると、赤線部分が表示されますが、ピンクの部分は表示されません。
  そこが電気が流れているところという意味で解りやすくしたつもりですが、かえって解りづらいという場合もあるかも知れません。




交流(AC)とは

コンセントまできている電気で、+と-が交互に入れ替わりながら電流が流れます。
オシロスコープで見ると、時間の変化とともに、+と-をれている様子がわかります。
自転車の発電機や、家庭のコンセントにきている電気がこれにあたり、これらを交流電源と呼びます。

▼交流電源を、オシロスコープで見ると
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この時、+と-の 1セットで、1サイクル(周期) と呼び、単位に Hz(ヘルツ) を使います。
ラジオなどで使う、周波数○○ヘルツと同じですね。

この1サイクルを、1秒間で 50回 おこなわれると、周波数 50Hz と呼び、60回 おこなわれると周波数 60Hzと呼びます。

AC100V  50Hz や AC100V  60Hz と言う言葉を聞いたことがあると思いますが、日本ではだいたい静岡・山梨・新潟県の糸魚川周辺を境に、東側が 50Hz、西側を 60Hz の電気が発電所から送られています。

この直流を交流に変えて家電で使う 100V に変換するものが、インバーターとなるわけです。



インバーターの種類

  • 正弦波
  • 疑似正弦波
  • 矩形波 ( くけいは )
ここにあげた3種類を一般的な例として取り扱いたいと思います。


▼3種類の波形(一例)
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正弦波が家庭のコンセントにきている交流の波形です。
この正弦波に近づけるほど、使える家電製品が増えます。

矩形波のものは、モーターなどの動力を動かすことが難しく、動いてもスムースに回転しません。
無理して使用すれば壊れてしまいます。

正弦波のものを使用することをお勧めしますが、正弦波として販売されているインバーターも、何処まできれいな正弦波なのか製品によって異なると思われます。
価格差もあり、矩形波のものより正弦波のインバーターは高価です。





容量 何ワットのインバーターにするか

インバータの容量が小さいと、使える電気製品も限られてきます。
また、電気製品を使うとき、スイッチを入れた瞬間に通常の1.5~2倍程の電気が流れる事もあるので、余裕を持って選択したいものです。

しかし、容量が大きなインバーターは高価で、大きく場所をとります。
また、スイッチを入れておくだけでもそれ自体の消費電力も気になるところです。

私の使用しているものは、500W で、空気清浄機や電話、ゲーム機などがつながっていますが、バッテリーの容量も関係してくるので、あまり大きな消費電力のものは使っていません。

スマホの充電などは、12vのバッテリーから車用のシガーソケットを通して、USB充電器を使っています。
12Vで直接使える電気製品の方が無駄が少ないだろうという考えです。



バッテリーとインバーターをつなぐケーブルについて

ケーブルは流れる電流の大きさによって、太さが変わります
インバーターに付属すると思いますが、バッテリーまで長さが足りない場合も考えられます。
何処にどのように設置するのかを検討して、必要な長さのケーブルを同時購入することをお勧めします。
インバーター購入時に、対応したケーブルの長さを指定できるお店もあります。

電流の大きさで決まりますので、ワット数の大きいインバーターほど、太いケーブルが必要です。
取り回しも大変になります。


※ 重要
家庭で使用する延長コードに1500Wまで使用可能と書かれていても、バッテリーとインバーターの間に使用してはいけません。

延長コードの1500wは、
  100V × 15A = 1500W です。
15A まで対応していると言う意味です。

12Vのバッテリーで考えると、
  12V × 15A = 180W
計算上は、180W のインバーターまでとなりますが、インバーター購入時に専用のものを用意しましょう。







  


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