ソーラー2019年問題のワークショップ計画

以前このブログで書いた計画を先日美濃加茂市生涯学習課へ計画案を提出、無事通りました。
これで正式に「ソーラーワークショップ2019」計画が始動。講座実施は2019年１月中旬予定です。

内容：太陽光発電設置後１０年経過で買取価格が安くなります…今後とるべき対応策は？あなたならどうする？
対象者：自宅に系統連系型ソーラー発電を設置している方。
参加定員：１５名まで（あまりに多ければ２５名まで増やすかも）

ここで問題があるとすれば、電気自動車からのAC100V電力供給問題。
何分ミーブパワーボックスは高価…手持ち矩形波インバーターでアイミーブのバッテリーからキーON供給が無難ですが正直説得力不足です。
不要品のヤフオク売却・ワークショップの在庫一掃などで資金を貯めるしかありません。

これと話は別になりますが、今年７月２１日実施予定のソーラー組立ワークショップは既に４組５名の参加申込があり残りわずか（２組）となりました。
３０Ｗパネルで１万５千円の設定は割安なのか？ワークショップ名乗りが効いたのか？美濃加茂市外からの申込がありました！
しかも当ブログで以前紹介した書籍「わがや電力」読者ときたもんだ!!ww
…これはもう期待大！満員御礼なら来年も計画します。

化学電池各種の特性・まとめ。

電気自動車に乗ったのが縁で、電池の特性をいろいろ調べています。
子供のころから電池が好きで、大学も工学部応用化学科に居たので電池の知識はそれなりにありますが。
ただ、まだ一般的でない電池もあるので、ここでは一般に流通普及しているものを挙げます。
専門用語で言うと今回扱うのは化学電池、いずれも内部で化学反応を伴います。コンデンサーなど化学変化を伴わないものは物理電池と言います。

まずは乾電池として知られる一次電池から。これらは充電すると爆発する恐れがありますので素人は決して充電しないように！（警告）
・マンガン乾電池
昔からある乾電池の定番。定格電圧は１．５Ｖ、定格電流が他の電池より低いので現在は主にリモコンなど消費電力の低い機器に使われます。
内部の主な化学物質は塩化アンモニウム・黒鉛・亜鉛・マンガン酸化物。亜鉛の酸化が電子供給源です。
・アルカリ乾電池
こちらも基本はマンガン乾電池と変わりませんが放電特性がマンガンより良いためモーターを使う機器に良く使われます。
化学物質はアルカリ溶液（水酸化カリウム）・黒鉛・亜鉛。

ここからは二次電池、
・鉛蓄電池
自動車起動用バッテリーの定番。定格電圧２Ｖなので自動車用１２Ｖは内部で６個直列接続しています。
化学物質は希硫酸・鉛・二酸化鉛。

・ニッケル水素電池
昔はニッケルカドミウム電池もありましたが、カドミウムが有害なのでこれに取って代わられました。
定格電圧は１．２Ｖと乾電池よりやや低いですが、大電流が流せるため時折乾電池の代用としても使われます。
化学物質は水酸化カリウム・ニッケル・水素吸蔵合金など。

・リチウムイオン電池
現地点で重量あたりのエネルギー密度が最も高い電池です。
定格電圧は化学物質により異なりますが概ね３．７Ｖ。
化学物質はリチウム・コバルト・黒鉛など。
電気自動車に使われるものは高価なコバルトの使用を避けています…容量が大きいため材料の安さが求められているのが原因。
アイミーブＭに採用されたもの(SCiB)は特殊でチタン酸リチウムを使用した結果定格電圧が２．４Ｖと低くエネルギー密度も電圧が低いため容量は他と比べて２／３ですが、低温特性や大放電特性などが優れているためこれに限っては劣化速度が遅いです。海外での採用例が多いのもそのため。

ソーラー2019年問題の市民講座構想。

巷で話題になっている太陽光発電１０年問題パート２。
簡単に言うと「ソーラー発電の固定買取価格が設置後１０経過したらなくなりますよ」、2009年から始まった再生可能エネルギーの固定買取価格制度(FIT)も太陽光発電装置が普及し過ぎて年々FIT価格は下落。
そして元々固定買取価格の年限は10年。それを過ぎると\10/kWhになってしまいます!!(爆)
※「2019年問題」でググれば判りやすく書いてあると思います。

ここまでは以前書いた内容と同じですが…あなたは一体どうしたらいいと思いますか？（質問）

一番多い答えが「家庭用蓄電池の設置」だと思います。
確かに停電時の備えにはなりますが、価格は百万円以上!!
さらに電気自動車と比べて価格あたりの容量が少ない…それなら中古の「動く蓄電池」を買ったほうが得でしょう!!(爆)
※当家がアイミーブＭ中古を買ったのもミーブパワーボックスの追加で電気自動車から交流100Vをアウトドアでも取り出せる利点を突いています。

次善の策はエコキュートの稼動時間帯移動。
太陽光発電導入の際、一緒にエコキュートを取付けた家庭は少なくありません。理由は当時３時間帯別でないとソーラー発電設置の旨みがないから。
電力会社も「ピークシフト可能な機器導入で深夜電力を安くする」制度を設けていたので、ソーラー発電設置業者もそれに従ったのです。
このピークシフトこそがミソ！深夜帯に運転していたエコキュートを太陽光発電電力量の多い日中時間帯にシフトすることで解決できます。
2019年問題の解決をググればこの答えが多く出ているのも納得ですが。

そして一番進んでいないのが、電気自動車の充電！
電気自動車の普通充電は大概200V15A(3kW)なので、3.5kWあれば殆ど吸収できます…晴れた日に実験、2.8kWの発電に対して3.1kW消費となり全量吸収していました!!
ただアイミーブＭでは３～４時間、10kWhまでしか吸収できませんが、リーフ,e-NV200なら計算上丸一日分吸収できます。電気自動車と太陽光発電は最強のタッグなのです。
Ｖ２Ｈを導入すれば完全オフグリッドも夢ではありませんが…装置が百万越えで正直旨みは少ないです。
ただ200V30A(6kW)充電可能なので新型リーフのように40kWh以上バッテリー容量があればＶ２Ｈ導入の価値はあるでしょう。
逆にアイミーブなど電池容量の少ない車種では倍速充電の有難味は少ないし、その割に契約電力を上げて月々の基本料金を押し上げる欠点もあるので導入しづらいのは確か。ミーブパワーボックスに対応した自前電気工事にしたほうが得策といえます。

当家が2023年秋にFIT終了を迎えたときの手は、午前中は電気自動車充電・午後はタイマー設定変更でエコキュート稼動にするでしょう。
…ソーラー発電歴５年弱・電気自動車歴３ヶ月の自分ですが、これで方針は確定。

今月中に美濃加茂市の2018年度冬季の市民講師申し込みがありますが…手間とお金のかかるオフグリッドソーラーは今回行わず、この2019年問題に絡んだ市民講座をシンポジウム形式にして２時間程度の討論会にしたいと思います。
参加上限は１回10家庭、第３土曜日の14～16時あるいは19～21時に設定して新たなウェーブを築きたいですね。
ていうか今まで中濃地区のどこの市民活動支援センターも実施してこなかった内容ですので、これら設備と運用経験のある自分がやるっきゃありません!!
生涯学習と市民活動、一石二鳥ならやっちゃえ!!

オフグリッドソーラーの有効活用方法

今までオフグリッドソーラー（独立型太陽光発電）を運用して気になったことを挙げます。

１．適したバッテリーの考察。
今まで自動車用中古再生バッテリーを使ってきましたが蓄電能力の低さが判明。
自動車用は大電流出力に対応する分、電圧が下がりやすいのが難点です。
チャージコントローラーは電圧低下を検出して負荷出力を遮断する制御（ＵＶＲ・不足電圧継電器と同じ）なので電圧特性がコントローラーで電池容量低下と判断されて全容量の１／３までしか使えません。
電圧低下の少ないディープサイクルバッテリーが有利とはいえ価格は１台１万数千円。
１号機のバッテリーはセミディープサイクルなので電圧低下は少ないもののあくまで自動車用。
２号機は現在55B19L(Panasonic CAOS)、普通の自動車起動用バッテリー。これを同容量のディープサイクルで置き換えると結構な差が出そうです。
今まで１日で満充電できたのが今後２日がかりになるかもですが、逆に無日照で２～３日間使えれば御の字です。

２．メインバッテリー充電以外に使えること。
今までメインのバッテリーしか蓄電していませんでしたが、これだと午前中に充電が終わって昼からはフロート充電で殆ど電流が流れないこともしばしば。メイン蓄電池の容量不足ともいえる事態です。
そこで電池が空になったノートパソコンとＤＣアダプターを接続すると、その分充電電流が上がるもの。丸一日晴天だと１２Ａｈ→２０Ａｈ程度の違いは出てきます。
１号機でこれですから２号機もニッケル水素蓄電池の充電に使いました…結果は蓄電0.17kWh、うち負荷電力にあたる0.09kWhがニッケル水素への蓄電に使われたので充分効果があることが実証されました。
あとは[5V/USB]負荷も増やしてみたいです。スマホは昼間持ち歩くので、予備のモバイルバッテリーの充電が候補。
生憎昼間は自宅に居ないためできることは少ないですが、DC12Vで動くタイマーが手元にあれば他の負荷も試してみたいです!

３．今後の展望。
バッテリーに難ありですが現在自室の非電化は目標の大半を達成。
予備バッテリー(60B19Lx1)があるので無日照が２日続いても部屋の照明は何とかなります。
さすがに自宅の完全オフグリッド化は困難ですが、バッテリーさえ変更すれば今後はルーターやIP電話のアダプターをオフグリッドにでき、自宅通信完全オフグリッド化は可能かもしれません。
その他、リン酸鉄バッテリーの採用（バッテリー容量拡大）やMPPTチャージコントローラーの採用など、効率化の面で色々やりたいことはありますが…予算の都合上現在はここまで。

今後の投資は無理のない範囲でいきます。

電池の正しい使い方（液漏れを避けるために）

おもちゃに限らず、電池を使う携帯機器・家電・測定器は多いもの。
今まで会社にある測定器やおもちゃ病院で預かるおもちゃなどに電池切れや液漏れはしょっちゅうあります(爆)
なんでかって？…それは電池の正しい使い方を知らないからですっ!!

学生時代化学専攻だったから判るのですが、電池というものは化学エネルギーの塊、金属の酸化反応あってこそ電力を発生するもの。
金属が還元されると元に戻りますが、それができるのは二次電池（充電可能なもの）だけ。一次電池は金属が還元されるものの他の化学物質が別の反応を起こして気体が発生し、容器の圧力を高めて爆発させる危険を伴います。
代表的なものがマンガン乾電池。塩素が使われているので充電すると塩素や水素などの気体が発生して爆発します!!(爆)当然液体は人体に有害！触ったら水で洗い流してください。
アルカリ乾電池は充電以外に、中のパッキンが脆いので経年劣化でアルカリ溶液が漏れます…これはマンガン電池以上に人体にとって危険です！
苛性ソーダや苛性カリなどアルカリ性の溶液は目に入ると失明の危険があるので、早急に水分を含んだ布などでふき取るべきです。溶液を取扱うには保護眼鏡装着が原則…決して油断しないで下さい！

液漏れの条件は以下の通り。
１．過放電：中の金属が酸化で脆くなり穴が開くと液が漏れます。大概このパターンが多い。
２．電池の逆挿入：３本以上直列で入れるとき、１本でも逆向きになるとそれが充電された状態になり内圧が大きくなって爆発あるいは液漏れが起きます。
３．経年劣化：金属疲労・発錆腐食など、経年に伴う劣化で電池の缶に穴が開いて液体が漏れることもあり長期保存はできません。あしからず

これら条件を満たさないようにするには、電池使用機器を使わないときは面倒でも電池を外すのが基本。
電池には推奨使用期限というものが書いてあるので、それを過ぎた電池は液漏れ防止の観点から早めの処分をお勧めします。

オフグリッドソーラーの手入れ1.～端子の締付。

当ブログで散々話題にしてきたオフグリッドソーラー（独立型太陽光発電）。
現在我が家には１２Ｖ系蓄電型が２回路設置されていますが…いずれも順調に稼動しています。

しかしそこに落とし穴が！
…実はバッテリー～コントローラー間の端子が緩んでいると発電量が減ってしまいます。
試しに今まで使っていたバッテリーのCCA値を測定すると310A程度ですが、以前0.10kWh前後発電していたのに最近は0.06～0.07kWh程度しか発電していませんでした。
冬だからと思っていましたが、いざここにきて発電量が上がらないので端子を触っていたら緩みに気がついた次第。

そこで増し締めを実施、一日の発電量と夕暮れ時の電圧を確認すると…
[Before] 13.0V/0.06kWh → [After] 13.5V/0.09kWh
なんと1.5倍の差がついていました!!(爆)跳ね上がった

かくしてソーラー発電装置の不具合は解消され、無事普段どおり使えるようになりました。
定期メンテは重要ですね…月一回は確認しないと。

春を感じる瞬間とは！？

ｇｏｏお題が「春の訪れを感じる瞬間」です…皆さんは自然に関わる事柄を想像するようですが、こっちはメカニカルな話題を振っておきますww
それは…電気自動車の一充電航続距離が伸びること!!(爆)それかぃっ
※たしかに「自然科学」ではありますが。

リチウムイオン蓄電池は温度によって特性が変わり、低温だと出せる能力（容量）が低下するので一充電航続距離も減ってしまいます。
先月だと満充電しても90km程度だったのが最近110km前後を指しており、それで春が来たと感じます(笑)
アイミーブＭのＳＣｉＢ電池は低温に強いとはいえ、少なからず温度の影響は受けています。
実際イオンモール大垣まで約50kmありましたが、到着時点で残量半分＋αなので間違いはあるまい。

あとドライブ関連で言うなら、タイヤがスタッドレスからノーマルに変わっていくのを目の当たりにするときでしょうか(笑)

太陽光発電10年問題の解決方法

巷で話題になっている太陽光発電１０年問題です。
簡単に言うと「ソーラー発電の固定買取価格が設置後１０経過したらなくなりますよ」ですが。
2009年から再生可能エネルギーの固定買取価格制度(FIT)が始まり、設備容量10kW未満の余剰電力買取価格は\40/1kWhと相当高価でしたが…あまりに太陽光発電装置が普及したため年々FIT価格は下落。今や\20/kWh前後で旨みはありません。
そして元々固定買取価格の年限は10年。それを過ぎると\10/kWhになってしまいます!!(爆)
※「2019年問題」でググれば複数ヒットしますのでそちらも参考に。
そりゃ仕方ない…日本の電力会社の配電線系統は逆流を考慮して設計されていないですから。
実際ソーラー発電から逆流する電力は配電線電圧を押し上げ、制御が大変だそうです…産業消費電力の大きい関東中部関西以外は逆流制御付きのパワーコンディショナーでないとダメだそうで。

こうなったらなるべく余剰電力を自宅近隣で吸収する他ありません！

1.現在巷で話題になっている家庭用蓄電池の設置
確かに自宅にあれば停電時の備えにはなりますが、如何せん数百万円は高い!!
しかも電気自動車と比べて価格あたりの容量が少ない…それなら中古の「動く蓄電池」を買ったほうが得かもしれませんよ？
※当家がアイミーブＭ中古を買ったのもそのためですが!!(爆)
　ミーブパワーボックスがあれば電気自動車から交流100Vをアウトドアでも取り出せます。

2.次善の策として挙げられるのが、エコキュートの稼動時間帯移動。
太陽光発電導入の際、一緒にエコキュート取付となた家庭は決して少なくありません。理由は当時３時間帯別でないとソーラー発電設置の旨みがなかったからです。
電力会社も「ピークシフト可能な機器導入で深夜電力を安くする」制度を設けていたので、ソーラー発電設置業者もそれに頼っていたんでしょう。
このピークシフトがミソで、従来深夜帯に運転していたエコキュートを太陽光発電電力の高い日中時間帯にシフトすることで解決を図るのです。
出力3kW程度のソーラー発電ならこれで過半数は吸収できるはずです。

3.電気自動車の充電に充てる:これこそが本命!(爆)
電気自動車の充電電力は大概200V15A(3kW)なので、3.5kWあれば殆ど吸収できます…晴れた日に実験、2.8kWの発電に対して3.1kW消費となり全量吸収していました!!
ただアイミーブＭ型なので３～４時間、10kWhまでしか吸収できませんが、リーフ,e-NV200なら丸一日分吸収できると思います。
※電気自動車と太陽光発電は最強のタッグ。
更にＶ２Ｈを導入すれば完全オフグリッドも夢ではありません。
今導入するなら三菱電気がオススメ…逆流しないように制御するので理想的。
ソーラー発電容量が4kW以上あるなら間違いなくベストです。

以上、電気屋の勘と実験、ググった結果を総合して書きました。
※外部リンク：三菱電機Ｖ２Ｈ

使用済みソーラーパネルの処遇。

太陽光発電の売電が一般に認められるようになってはや１０年以上。
ソーラーパネルやパワーコンディショナー（パワコン）の故障などに伴いソーラー発電設備を撤去するケースが増え始めました。
パワコンは電子部品だから仕方ないかもしれませんが、ソーラーパネルは破損でもしなければ元来２０年は使えるもの。もったいないですね。
もちろんあと１０年もすれば廃棄に困る事態が発生するかもしれません。

そんなこともあってか最近ヤフオクで中古パネルが出回るようになって来ました。今見ただけでも３０件
電圧は２４Ｖ系３６Ｖ程度が多いですがバストラックと同じだと考えればオフグリッドソーラーには向くかもしれません。
チャージコントローラーがＭＰＰＴ対応ならばそれ以外の電圧でも何とかなりますので無問題。
効率は落ちるかもしれませんが系統連系していなければ十分。そもそも自分のほしい電力はカー用品の１２ＶかＵＳＢよ電源の５Ｖが主流だから!!(爆)
※オングリッド（系統連系型）は設置後１０年すると固定買取ではなくなり売価が１ｋＷｈ１０円になるので自宅は将来的にその電力をエコキュート昼間稼動か電気自動車アイミーブへの充電へ回します。

電池のいろいろ～一次電池・二次電池など。

おもちゃ・携帯機器・直流蓄電装置・電気自動車…社会の随所に使われている電池。

最近おもちゃ病院でまた電池切れの依頼者が増えてきましたが…なぜこんなに電池の劣化に気付かない人が多いんだろう？
自分の場合、電池の液漏れは赤ちゃんのお漏らしに例えて話すことで「放置するとお漏らしで大変なことになるよ」と触れています。
こういう話術も大切ですが…電池にも種類があるから詳しく書きます。

電池は充電の可否で二種類あり、充電不可のものはマンガン・アルカリなどの一次電池、充電可能のものはニッケル水素・リチウムイオンなどの二次電池。
おもちゃや携帯機器に使われる電池は多くがアルカリ一次電池。メーカーもアルカリ推奨とするほどこのタイプが主流です。
マンガン電池は以前主流でしたが電池に求められる性能の関係で今や日陰の存在…しかしリモコンなどの小電流機器用に今も生き残っています。
アルカリ溶液を使う電池は過放電などで内部でガスが発生するとパッキンが外れて液漏れしますので使わないときは面倒でもはずしてください。
アルカリの液漏れは後処理が大変！電極のみならず電線まで腐食させます。
※おもちゃの修理でも部品交換で高額を請求されますので覚悟下さい!!(爆)

一方、ニッケル水素電池は充電可能な二次電池、別名「蓄電池」。
アルカリ一次電池とサイズの互換性があるので最近よく使われますが、大電流放電可能な反面その特性から機器を痛めることもありえます。高級なおもちゃだとポリスイッチが働いたりヒューズが切れたりしますので修理可能ですが、それがないおもちゃは基盤が壊れて修理不能になりますので使うときは自己責任で！

蓄電池といえば自動車エンジンの起動用バッテリーである鉛蓄電池も一例。
非常用発電機の起動や直流制御装置の電源など、常時充電環境でのフロート制御に適しているため今も使われていますが、制御技術が発展してきた今となっては他の蓄電池などに取って代わられていくでしょう。

最近ポピュラーになったのはリチウムイオン二次電池。
ノートパソコンや携帯スマホなど消費電流の大きい携帯機器には必需品。それらへ電源を供給できるモバイルバッテリーもリチウムイオン蓄電池です。

いまや小型携帯機器だけでなく、電気自動車に採用されている大型のものもあります。
ただまだ電気自動車用としては発展途中、日産リーフ初期型・三菱アイミーブベースグレードのバッテリー劣化問題は避けては通れません…熱対策（冷却）が充分でないためか、高温状況で満充電にするのが一番いけないです。
これら口コミを見てきた自分、アイミーブ中古を探すときは東芝製SCiB[Super Charge ion Battery]搭載車種[Mグレード]中心にしていました…尤もその地点でアイミーブＭの銀色しか出回っておらずラッキーでしたが。

リチウムイオン二次電池にも種類があり、電圧の違いだけでも２種類あります。
一般的なリチウムイオン電池は黒鉛電極を使い1セルあたり3.6Vありエネルギー密度も高いですが、チタン酸リチウム(LTO)を使うSCiBだけは1セル2.4V…それでエネルギー密度が2/3になり、両者とも採用しているアイミーブは搭載電池の違いで走行距離にも差が出ます。
しかし電池の温度特性や耐久性などは圧倒的にLTO型(SCiB)に軍配が上がります…金属リチウムの析出を減らす技術や黒鉛不使用による発火の危険低減などに工夫があるので安心。
「LTO電池」「耐久性」で検索すれば製造元[Toshiba]のサイトがヒットするので理工系の方なら見る価値はあります。
もっとも一充電航続距離を重視するユーザーが多いのであまり見向きされないのが残念ですが…もしこの電池を搭載した電気自動車を買うならアイミーブＭが量産されて５～６年になる今こそが中古としてお買い時でしょう。

他にも色々ありますが主な電池のみ紹介しました。