生活家電を動かす方法として「容量決め・作り方・使い方・結果(電気代)」の説明です。
1家電オフグリッドへ向けた電源システム作り参考にどうぞ♪
4年間のバッテリー生活と電気代
- ソーラーパネルを使い生活電力を毎日発電する
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリーへ余すことなく蓄える
- バッテリー関連部品を使い電化製品を動かす
※雨・風・晴・自然災害(台風)関係なく1500日以上使用中です。
- 2019年|電気代が払えなかった⇒同年考えたバッテリー生活
- 2020年|ソーラー発電を蓄え使う電源システムを作り⇒電気料金が下がり始める
- 2021年~2023年|バッテリー種類を変えて電気代が大幅に下がり安定する
- 2024年|月々の電気料金1000円未満になる(高騰しなければ)
バッテリー生活の目的は、
月々のランニングコストを極力下げるためです。
ちなみに家庭用バッテリーとして使う場合、
放電能力+容量を意識した蓄電池の自作が必要です。
皆さんと電力の調達方法が反転した使い方です。
簡単に言うと電力「オフグリッド」です。
生活の要としてリン酸鉄リチウムイオンバッテリーが大量に必要になります。
オフグリッド生活には、すべての公共物から解放されるイメージを持っている方が多いと思います。
「電気・水道・ガス・その他」グリッド生活の中に、少しのオフを取り入れた生活が今後必要になると感じています。
私の場合は売電収入の無い
「自家発電+自家消費=電気の自給自足」を取り入れ、電力会社とのオフグリッドを最終目標に4年経過しました。
オフグリッド途中経過として、月々の電気代が既に低く高騰する電気料金に対して危機感は全くありません。
それは、売電収入の無い「自分で取り付けた太陽光発電より電気を蓄え使う方に力を入れた」からです。
今回はリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを長年使い、電気代節約に役立つ事を6点お伝えします。
最後に、近年増えた「みんなの電源システム」について紹介です。
- 発想
- 容量決め
- 作り方
- 使い方
- 結果(電気代)
- 4年間の感想
- 「みんなのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システム」
しかし、これだけは言える
「エアコン⇒自作蓄電池⇒電気代下がる」(覚えてね♪)
※今回の記事中「目次|容量決め」
私の購入した全てのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー使い方をお伝えします。(メーカー借用無し)
※記事内容は体験談
全て独自に考え試行錯誤しながら感じた事・決めた事をお伝えします。
※「発電量・蓄電量」は皆違う
話しの前提として「発電2.7kw・蓄電43kw」オフグリッドを目指すわが家の話です。
家庭用リン酸鉄リチウムイオンバッテリー生活4年間の大切な事
2020年|電気の自給自足を開始した春
始めは、自動車用鉛バッテリー予算を掛けない自作蓄電池を使った電源システムです。
結局「大放電に弱い・セルバランスが崩れやすく蓄電量が安定しない」数か月使って、上手いこと電化製品を使えない悩みが出てきました。
もっと「大容量・充放電に強い・長寿命」な新品バッテリーが欲しい!
調べた結果、安全性が高いリン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePO4)なる物を見つけ、我家のオフグリッド電源用バッテリーへ採用です。
当時、
- LiFePO4セルからリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを組み上げる
- 完成品のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを購入する
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは寿命と言われています。
実際試した事が無いため、私生活に取り入れ毎日使います。
そして、10年使い続けた体験談をブログ投稿すると決めました。(これがリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システムとの出会い)
まず初めに数ある電化製品の稼働へ向けた、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システムについて考えます。
発想|1家電オフグリッド電源システムより電化製品を使う
- 1家電用の電源システム
- バッテリー並列接続(起動電力の対策)
- 電源システム電圧縛り
このようなシステムを増やして、一般家庭に必要な電力をバッテリー蓄電量で補い生活する発想です。
では、上記3点を意識しながら1家電オフグリッド電源システムについてお伝えします。
1家電用の電源システム
普段使う電化製品
- 冷蔵庫⇒24時間
- エアコン⇒15時間(7時間)
- LED照明⇒7時間(4時間)
- 液晶TV⇒4時間(2時間)
- インバーター式洗濯機
・IH炊飯器
・ガス給湯器⇒2時間
※大まかな使用時間と日々使う家電(妻の部屋)
その中でも、バッテリーから電力を取り出して使うには「冷蔵庫・エアコン」2家電が強敵です。
では、どのように消費電力の高い家電を動かすの?
問題と対策を兼ねてお伝えします。
バッテリー並列接続(起動電力の対策)
バッテリー×家電使用の難点
起動電力の問題
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを使用する場合、マニュアルなどに
「起動電力・起動電源」として使わない事が明記されています。
起動電力が足りない場合
- 電化製品の起動
- 瞬間的に大きな消費電力の発生
- バッテリー単体の出力電流値を上回る
- DCAC逆整流器(インバータ)低電圧ダウンまたはリン酸鉄リチウムイオンバッテリー放電停止
エアコン冷蔵庫が必要とする電力が不足気味になります。
仮に動いたとしても長期間使用することで、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを構成する
「LiFePO4セル・BMS・内部接続バー」どれかに異常が発生します。
では、どのような対策を行えば、起動電力の発生する電化製品が使えるの?について申し上げます。
それは「複数のバッテリーより起動電力を分散」させた、各バッテリー放電量を下げる使い方が有効です。
言い換えると、
4年間の連続使用でもトラブル無く使えます。
※「ブランド・シリーズ・容量・電圧・購入時期・接続ケーブル長さ太さ」揃えて並列接続しましょう。
マッキータイミング良く12.8V300ah4個集まりました👍15.36kwh使えるリン酸鉄リチウムイオンバッテリー1200ah作り方を説明します。 12.8V×300ah=3.84kwh[…]
電源システム電圧縛り
ソーラーパネルを取り扱う中で資格が無い場合は制限がある。
しかし、「取り扱う電圧に30V制限はあるが電流に上限は無い」
では、どのような電気の自給自足システムを組めば良いの?
「太陽光発電+蓄電池=自作」始める前に悩んだ部分です。
- 40Vを超える350Wパネル|チャージコントローラー表示量が高く魅力的
- 20V前後に納まる100Wパネル|並列接続をしてもソーラー発電・バッテリー充電量が上がらない
でも、私が選んだ方法は②です。
作られた製品なら気にしない部分ですが、
個別の部品から作る場合は30V未満を守りバッテリー生活をすると決めました。
少しの天候不良でも発電量が、ガクッと下がらず、比較的安定したリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電ができることです👍
以上が1家電オフグリッド電源システムより電化製品を使う発想でした。
次のステップは、電化製品に合わせたリン酸鉄リチウムイオンバッテリー容量決めです。
容量決め|電化製品に合わせたリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
だけど、実際使ってみると「思い描いた通り上手に電化製品を使えない」そんな人も多いのではないでしょうか?
必ずバッテリー「容量・放電能力」の壁にぶち当たります。
電化製品を不満なく使う「適切なリン酸鉄リチウムイオンバッテリー容量」
こちらは節電を心がけ使用を繰り返す事で、不足している・足りているどちらか状況を掴めます。
とても難しい部分は安定しないソーラー発電量に対して、どのくらい電気を備蓄するバッテリー容量を準備できるか?になります。
実際4年間バッテリー生活をする中で、天候不良が多い梅雨時期に
「電気の自給自足に不満が出ない生活ができる」
この課題をクリアできたらホームオフグリッドへ進もうと考えています。
※2024年の変更点も添えて話します。
10畳用エアコン|200ahバッテリー×4個=10.24kwh
エアコン選び
- コンセント形状一般的な10Aタイプエアコン
- 省エネ運転が得意なエアコンをできるだけ選ぶ
個人的には、定格800W~900Wセパレート型ルームエアコンがベストです。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー容量決め
- 大容量12.8V×200ah以上
- 起動電力を分散するバッテリー4個
万が一エアコン起動に2000W以上要求されても、
各バッテリー放電能力は1280W~2560W対応が多いです。
さらに、4つのバッテリーより電力分散する事で安定したエアコン稼働が行えます。
その内の半分は、室内を冷やしたり・暖めたりする「エアコン消費電力です」
電力会社をメインに使った過去の生活では、冷房エアコンを使い月々10,000円前後の電気代です。
1日約10kwh1ヶ月300kwh以上使用していました。
反対に冷房装置の要らない季節の電気代は4000円前後でした。(どちらも節電する習慣の無い頃の電気代)
バッテリー生活を始めた当初は、ソーラー発電量の低い日(天候不良)が続くとエアコンを使い続ける事が難しかったです。
その事を考えたら、エアコンへ放電するリン酸鉄リチウムイオンバッテリー容量は多い方が得策です。
バッテリーエアコンは容量勝負です!
- 電気を蓄える器を増やす
- 節電モードを利用してエアコン消費電力をカット
2つの方法でバッテリー連続放電を長くしましょう。
「拡張性・容量・価格」良いトコ取りリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
マッキーリタイムバッテリー12Vシリーズ新登場により種類豊富になりました。特に容量200ah「サイズ・価格・容量・拡張性」が優れているため大人気です👍今回はリタイム12V(12.8V)200ahリン酸鉄リチウ[…]
次は、小さなエアコンに使うリン酸鉄リチウムイオンバッテリーです。
6畳用エアコン|300ahバッテリー×2個=7.68kwh
リビング寝室に使う10畳用エアコンと異なる部分として、
- エアコン使用時間が短い
- 室内が狭く直ぐ冷やせる(4.5畳)
起動電力を超えるリン酸鉄リチウムイオンバッテリー個数は最低2個です。
低用量(12.8V100ah)リン酸鉄リチウムイオンバッテリー単体からエアコンへ放電すると、
室外機コンプレッサー稼働の際「バッテリー・正弦波インバーター」
どちらかの低電圧保護機能が働き放電停止、安定したエアコン稼働が行えません。
特にバッテリー電圧13.0V以下の場合に起こります。
充放電が得意なLiFePO4でも、
バッテリー単体の容量が低いと瞬間発生する大放電に対して容量不足が発生します。
- エアコン長時間使う⇒大容量バッテリー(単体容量が多い)
- 起動電力の分散⇒バッテリー並列接続する個数(放電量の分散)
※コノ考え方大切!
エアコンに使うリン酸鉄リチウムイオンバッテリー容量決めについて説明しました。
次は、冷蔵庫についてお伝えします。
冷蔵庫|200ahバッテリー×3個=7.68kwh
バッテリー冷蔵庫が意外と難しい理由
- 自動車用バッテリー(鉛)
- セミシールドディープサイクルバッテリー(鉛)
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
- ポータブル電源(LiFePO4)
色んな電源システム(バッテリー)を経験しました。
自動車用12V鉛バッテリーなら、
3個以上4個まで並列接続する事で冷蔵庫を12時間安定させて稼働できます。
この話は太陽光の有る時間帯だけ順調に使え、
日差しの無い時間帯では思った以上に長く使えません。
調べてみると冷蔵庫は起動電力の高い電化製品と知り、
インバーター表示画面1700Wまで跳ね上がる数字を目視できました。
日差しの無い時間帯になると、起動電力の発生に伴い各鉛バッテリー電圧が極端に下がり、
インバーター低電圧まで発生する状況になります。
これは、セミシールドディープサイクルバッテリーでも似たような使い方に留まりました。
円柱型LiFePO4電池採用DC25V・50V仕様ポータブル電源では、
直並列接続メリットを最大限使えるため冷蔵庫は長時間使えます。
「バッテリー冷蔵庫⇒難しい」体験できました。
悩む部分は冷蔵庫に使うバッテリー容量決めです。
起動電力の有る冷蔵庫エアコンと異なる点は「回数・時間」
- 起動電力が高く発生回数が多い
- 消費電力は低い
- 使用時間が強烈に長い
24時間365日使う冷蔵庫
「狭い空間を急激に冷やす」
広い室内をゆっくり冷やすエアコンと似ているため、近いバッテリー容量が必要になります。
急激に冷やす分「起動電力の発生回数が多い⇒冷えたら電力消費しない」昼夜繰り替えし稼働する。
「少し前の型式・廉価版」冷蔵庫を使いバッテリー駆動するには、
エアコン同等のリン酸鉄リチウムイオンバッテリー個数が必要です。
要するに、大容量前提としたバッテリー個数から電源システムを組まないと使い勝手が悪くなります。
12.8V200ahバッテリー×3並列接続すると、バッテリー放電1280W×3個=3840W…めっちゃ安心(起動電力クリア余裕♪)
冷蔵庫オフグリッドが難しい話(過去記事)
冷蔵庫を電力会社から切り離して「再生可能エネルギー太陽光発電」から動かす事に成功しました。今回はリン酸鉄リチウムイオンバ…
娯楽家電・予備|230ahバッテリー×2個=5.888kwh
しかも、バッテリー内部BMS(バッテリーマネジメントシステム)200A充放電可能な豪華仕様です。
では、1日6時間TV視聴するのに「なぜ230ah+230ah=460ah必要とするか?」
特に、「梅雨・冬季」天候不良が続く時期の緊急用バッテリーとして冷蔵庫エアコンへ使っています。
太陽光発電が期待できない天候が続くと、いくら節電生活を心掛けても電力不足になります。
バッテリー生活は蓄電量が大切です。
発電量の少ない日が多いと節電が徐々に厳しくなり、
最終的に電化製品を使わなくなります。
仮に使えたとしても放電時間が極端に減り、満足なバッテリー生活を過ごす事が出来なくなります。
予備蓄電を準備する余裕があれば設置する事をおすすめします。
LED照明|200ah×2個=5.12kwh/200ah=2.56kwh
これじゃ人生半分は暗闇生活になってしまう💦
なので、贅沢にリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを使っています。
LED照明に使うバッテリー容量
- 妻の部屋⇒200ah=2.56kwh
- 他の3部屋(キッチンリビング・自室・寝室)⇒200ah×2個=5.12kwh
私の本心は「照明もこまめに消して節電したい」意見が割れているため、妻の部屋は1室200ahバッテリー不満の出ない容量です。
逆に他の部屋は容量決めまで時間を費やしました。
バッテリー駆動は長持ちするLED照明
12.8V100ah1280whでも、消費電力の低いLED照明を使うならソーラーチャージ無しでも3日~4日大丈夫。
但し、光量がとても少ない照明です。少々暗い部屋作りに雰囲気が悪いと感じました。
現在のバッテリー容量になるまで
ソーラー発電を行っている状態、シールド鉛ディープサイクルバッテリー12.8V100ah1280wh3並列接続(3840wh)では、
深く放電すると使用サイクル数が減り寿命が短くなる。
放電深度の問題により節電の限界がきました。(一週間続く天候不良は買電へ切り替えた)
色々悩んだ末、鉛バッテリーを取り下げリン酸鉄リチウムイオンバッテリー12.8V300ah3840wh導入(もちろん節電は必要)
結果として夜間の明かりに不自由しない生活を送れました。
でも、正直言って節電したくない生活家電です。
こまめに消すは当たり前として「光量は欲しい」
現在、200ah+200ah=大容量400ahバッテリーとして電源システムを組み、
使いたい時間に自由に使えるバッテリー照明の完成です。
※家に風呂場無いっす💦…恥ずかしい話だ。
短時間使う消費電力の低い生活家電|200ah×2個=5.12kwh
短時間使う消費電力の低い生活家電
- インバーター式洗濯機(8.5kg|300W)
- IH炊飯器(三合炊き|495W)
放電に強いリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを使っています。
同時に使う炊飯器・洗濯機
短時間使う電化製品は個別に消費電力を見ると高くありません。
でも、同時に使うと
「炊飯器500W+洗濯機300W=バッテリー放電800W」
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーへ負担が掛かる。
そして、1つずつバッテリー駆動する場合は用途を終えるまでに待ち時間が長くなります。
200ah×2個バッテリー並列接続する理由は、
放電能力の高いリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システムにより、炊飯器・洗濯機を同時に使う時短目的のためです。
※わが家は少々オーバースペック
短時間使う出力の高い生活家電|ポータブル電源(LiFePO4)
短時間使う出力の高い生活家電
- Ihクッキングヒーター(400W~1400W)
- 電子レンジ(1250W)
- ケトル(1250W)
※ドライヤーも稀に使う
使う時間は短いけど「どれも1000W超える消費電力の多い電化製品です」
バッテリー容量は、
ポータブル電源の容量(電力量)
- 1.3kwh(ポタ電)
- 1.3kwh(ポタ電)
- 1.7kwh(拡張バッテリー)
合計4.3kwh
ポータブル電源の並列接続に加えた拡張バッテリー接続
容量の少ないポータブル電源単体では放電能力が非力です。
並列接続ボックスを使用したポータブル電源2台の接続を行い、
2台の出力を1つに集めて電化製品を使う出力アップを目的に並列接続しました。
そして、消費電力の高い電化製品を長時間使う場合2.6kwhでは心もとないです。
拡張バッテリー追加により容量アップを図る事で安心感を備えました。
近年のポータブル電源には、リン酸鉄リチウムイオン電池を蓄電部に採用搭載されてます(LiFePO4・LFP)
- リン酸鉄リチウムイオン電池(四角柱型・円柱型)
- リン酸鉄リチウムイオン半固体電池
※今回の記事は四角柱セル(半固体電池についてはインスタグラムをどうぞ)
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だからと言ってリン酸鉄リチウムイオン電池が不十分な品質では無く、高い安全性に加えて長寿命です。
1000Wを超えるバッテリー放電はポータブル電源が有効です。
蓄電部リン酸鉄リチウムイオン電池構成がDC25V・DC50V仕様のため、低い電流値でのDCtoAC100V変換しやすく安定した動作が可能です。
逆にDC12Vバッテリーより電流値を上げて大放電をすると、各部品までのケーブル「長さ・太さ」
自作ケーブルの場合は丸形圧着端子の加締め状況などによって上手に動かない場合もあります。
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1000Wを超える電化製品を1家電オフグリッド電源システムより使う場合は、
定格出力の高い正弦波インバーターを選び電化製品の同時使用はなるべく避けて使いましょう。
作り方|リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システム
太陽光発電の自作
- 自作蓄電池(リン酸鉄リチウムイオンバッテリー)
- ソーラーパネル
- MPPTチャージコントローラー
- 充電用ケーブル
- その他細かい部品(ヒューズブレーカー類)
他にもバッテリー関連部品として、
蓄電池の自作
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
- DCAC正弦波インバーター
- 放電を使わない場合のバッテリースイッチ
- 充放電の開始停止ブレーカー各種
- 状況把握バッテリーモニター
- バッ直充電を避け安定した充放電に使用するバスバー
- 放電用ケーブル
ソーラー発電を行うメリットは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電に掛かる費用が0円になる事です。(作り方の詳しい方法はテキストリンクをチェック)
では、「蓄電池+太陽光発電=自作」について説明します。
蓄電池の自作
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー並列接続
- ブランド
- シリーズ
- 容量
- 電圧
- 購入時期
- 接続ケーブル長さ太さ
上記6点を揃えたリン酸鉄リチウムイオンバッテリー並列接続を行います。
電流許容量の高い太いケーブルを選び、放電用ケーブルをバッテリー個数分サブバスバーを介して接続しましょう。
ここから電源システムを作り放電側を完成させるため、ひとまず並列接続を行う時点で自作蓄電池の完成です。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー容量の増量方法
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電源システムの自作
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バッテリー放電用|電源システム作り
- 自作蓄電池⇒サブバスバー
- サブバスバー⇒バッテリースイッチ
- バッテリースイッチ⇒メインバスバー
- メインバスバー⇒バッテリーモニター
- メインバスバー⇒サーキットブレーカー
- サーキットブレーカー⇒DCAC正弦波インバーター
上記6点の放電ケーブル接続により電源システムを完成させる。
現在はソーラー発電よりバッテリー充電できない「放電のみ可能な電源システム」を作った状態になります。
現状でも電化製品を使うことが可能になり「簡易ポータブル電源」みたいな使い方に限定されます。
デメリットは、バッテリー残量が無くなると放電不能なる事です。
簡易ポータブル電源を充電するには、LiFePO4専用充電器を使うことでバッテリーチャージ可能になります。
そして、LiFePO4専用充電器を使ったバッテリーチャージでは、
電力会社より電気を購入しながらリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電を行います。
正直このような使い方では、電気代節約へ繋げオフグリッド電源システムを作るメリットは感じられません。
停電時の非常用電源としては最適です。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電へ再生可能エネルギー太陽光発電を取り入れ初めて
「電気代節約⇒セミオフグリッド⇒オフグリッド」継続的な電気の自給自足が可能になります。
太陽光発電の自作
バッテリー充電用|発電システム作り
- 自作蓄電池⇒充電用ケーブル
- ケーブル⇒サブバスバー
- バスバー⇒小容量ブレーカー
- ブレーカー⇒MPPTチャージコントローラー
- チャージコントローラー⇒ブレーカー
- ブレーカー⇒MC4ヒューズ
- ヒューズ⇒ソーラーパネル
バスバーをサブメインで分け「充電・放電」を区別した「太陽光発電+蓄電池=自作」になります。
使い方|家庭用リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
電源システム蓄電部には、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを使い再生可能エネルギー太陽光発電を余すことなく貯電可能です。
実用的な電源システムを作ると毎日の充放電が楽しくなります。
楽しい理由として「リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは長時間の連続放電が得意」
その連続放電を毎日繰り返し、
再生可能エネルギー太陽光発電より蓄えたエネルギーを使えば使うほど電気代節約になります。
翌月の電気料金明細書に、自作電源システムへ代替えた分が反映されセミオフグリッド生活継続に繋がる。
(明細書確認は私の楽しみの1つです。)
だけど、使い方を覚えてないうちは四苦八苦したことが多く、
4年間のバッテリー生活経験を皆さんへ共有したいと思います。
バッテリー電圧13.0V以下まで放電しない
管理する電源システムが少ない場合、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー残量チェックは簡単です。
電圧計を設置してバッテリー電圧を確認するだけです。
電源システムが増えた場合では、複数の電圧計を確認するため面倒が増えます。
各電源システムへ接続されたソーラーパネル・リン酸鉄リチウムイオンバッテリー個数は異なり、電化製品の消費電力も異なります。
要するにバッテリー生活は毎日の電圧管理が大切なのです!
バッテリー生活を始めた頃、1番苦労した習慣です。
この苦労を減らす対策として、
- 電圧計を一ヶ所へ集合した
- バッテリー電圧下限を決めた
上記2点を取り入れたことで、各電源システムを止める基準を作りました。
バッテリー電圧13.0Vなど下限を決める
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー放電特性は、13.0Vまで長時間放電でき12.9V以下から電圧降下は早いです。
何も気にせず電化製品へ放電を続けると、
12V前半まで電圧は低下してインバーターを駆動できないバッテリー電圧まで下がります。(消費電力の大きな電化製品ほど早い)
電圧0.1V下がる毎にバッテリー上がりへ進む時間が短縮されます。
そして、深く放電するとバッテリー寿命は短くなる。
繰り返し充放電できるバッテリー(電池)は全部一緒です。
電力オフグリッドを目指すにはバッテリー寿命が長くないと生活は成り立たず、
どこかで電圧制限を掛ける必要が出てきます。
各バッテリーブランドにより残量は多少異なりますが、大まかに12.9V前後0.1V残量50%以下を示してます。
深く放電可能なリン酸鉄リチウムイオンバッテリーでも残量が少ない状態では、
消費電力の大きな電化製品をバッテリー駆動する場合、低電圧保護まで電力を引っ張られ無理が発生する。
そのため「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電圧下限を決める」
10年以上使い続けるための基準として取り入れました。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーセル電圧のバラツキ(不均等)は、深く放電するほど電圧差が発生します。
余裕あるバッテリー電圧を残す事で、
ソーラー発電から毎日リン酸鉄リチウムイオンバッテリー満充電を行いセル電圧の不均等を整えます。
加えて、バッテリー並列接続中でも循環電流を最小限に留めるには
- 電圧下限を決めて深い放電を避ける
- バッテリー充電を毎日行う
放電したら充電する癖を付け、電圧13.0Vを下回らない使い方を毎日繰り返す。
バッテリー個数勝負になり、正直言って出費は大変です。
その代わり蓄電量を増やした事で、とても良い充放電サイクルが作れました。
お伝えした内容は、
4年間リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを日々使い考えた「私なりの使い方」です。
バッテリー放電の無い状態「電圧13.0V以下は電源システムを使わない」
このように独自ルールを決めた使い方が、家庭用リン酸鉄リチウムイオンバッテリーに適してると感じました。
翌日の天候チェックから節電を考える
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でも、天候は日々変わるため、先々の天気予報を必ずチェックしましょう。(梅雨・冬の時期はめっちゃ節電した)
最低限として、翌日の天候チェックは必ず行う事!
- 翌日の天気予報が晴れ⇒本日は贅沢に電気を使う
- 翌日の天候予報が雨曇り⇒本日は節電する
日々チェックしながらバッテリー生活を過ごしましょう。
週間天気予報が雨曇り空の場合は、
予報を知った日より節電を開始する(バッテリー満充電に近い状態を保つ)
具体的な節電方法は
「照明をマメに消す・省エネモード付き家電を使う」など一般的な対策と同じです。
それでもバッテリー電圧下限を割る場合は、
オフグリッド電源システム使用を中断して電力会社より電気を買いましょう。
特に翌日の天候(曇・雨・晴)は、バッテリー放電量を考える1つの目安になります。
※根本的に毎日節電中の状態です。
無理維持を張り「電力会社を絶対使わない」このような生活は正直キツイです。
バッテリー電圧が下がったら潔く電源システムを停止しましょう。
その方がストレス無く日々オフグリッドを体験できます。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー長寿命を体験できる優しい使い方を覚えましょう。
太陽光発電中のバッテリー満充電は勿体ない
ソーラー発電はバッテリーチャージが終わると仕事をサボります。
太陽光の有る日中でも、バッテリー電圧が下がり始めるまで充電を受け付けません。
これは「MPPTチャージコントローラー+リン酸鉄リチウムイオンバッテリー=適正な充電管理」安全上とても良い事です。
捉え方を逆に考えると「日差しの有る時間帯に充電が終わる⇒夕暮れ時間まで太陽光発電できない」
はっきり言って勿体ない状況です。
では、夕方までどのようにバッテリー満充電を回避しながらソーラー発電を継続するの?
午前中に色んな電化製品を贅沢に使い、正午から夕方までの太陽光発電をリン酸鉄リチウムイオンバッテリーへ充電します。
バッテリー満充電を回避する私の工夫
- 昼・夜食べる分として炊飯器を2回使う
- 洗濯機を2~3回使う
- 日中もエアコンを使う
※3点以外にも長時間「扇風機・TV」を使うなど色々ある
雨が続く日でも電力カバーできる蓄電量です。
晴れた日は③エアコン使用も問題なし!
※晴が続く場合は、積極的にバッテリー放電しましょう。
外泊する場合はバッテリーチャージを止める
チャージコントローラーはソーラ発電を管理しながら、
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電停止電圧までチャージを行う。
過充電防止に向けた安全機能が搭載されています。
※このようなLiFePO4バッテリー画像を見たことがあります。
バッテリーから噴き出す煙は人体に悪影響です。
発火しないと言われ安全性の高いリン酸鉄リチウムイオンバッテリーでも
「膨張・破損・破裂」は起こります。
設置者本人の外泊などにより数日家を空ける場合は、ソーラー発電の停止バッテリーチャージの停止を行い安全なオフグリッド生活を送りましょう。
※屋内に発電・充電管理できる同居人がいるなら問題なし
家を空けた状態での電力消費は主に冷蔵庫です。
年間電気代1万円前後なら、数日外泊しても大した金額にはなりません。
お伝えした内容を日々繰り返すことで、電気代が下がりバッテリー生活が成り立ちます。
電気代|リン酸鉄リチウムイオンバッテリー生活の結果
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全期間の電気代を合計すると約105,000円支払いました(2019年5月~2024年4月)
年々バッテリー個数を増やし電源システムを作った結果、
大まかに計算すると1ヶ月2,000円以下の電気代になります。
主にエアコン・冷蔵庫へ
「ソーラーパネル+リン酸鉄リチウムイオンバッテリー=1家電オフグリッド」
取り入れた電気代削減です。
ちなみに、住んでいる人数は年々増えました。
- 2019年|1人暮らし
(電気代⇒半年間41,616円) - 2020年|同棲(2人暮らし)
- 2023年|家族3人
では、4年間どのくらい電気代が下がったか結果をお伝えします。
2020年|電気代51,044円
色んな種類のバッテリーを含め1年生活しました。
内容は、ソーラーパネル2kw主に鉛バッテリー主力の節電生活でした。
- 自動車用鉛バッテリー
- ディープサイクル鉛バッテリー(シールド・セミシールド)
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
3種類のバッテリーから電気代削減に取り組みました。
月々4,300円、正直言ってオフグリッドするには程遠い金額です。
2021年|電気代17,355円
- ディープサイクル鉛バッテリー(シールド・セミシールド)
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
この時期からエアコンオフグリッドはほぼ完成して、オフグリッド冷蔵庫するために奮闘中でした。
月々1,500円の電気代
完全オフグリッドを夢見ましたが、思い返すと
「悪天候が続く冬・暑くて湿度の高い梅雨時期」どちらも惨敗でした。
悪天候が続く「冬・梅雨」の失敗談
- エアコン使用時間が制限された
- LED照明が1週間以降厳しい
雨曇りが続く時期に、電力が足りないと感じました。
ソーラーパネル追加設置は家主NGが出ており、色々考え「晴れた日にもっと蓄電量を増やす」
この方法で乗り越えようと決めた年です。
2022年|電気代21,208円
- ディープサイクル鉛バッテリー(シールド)
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
月々1,800円の電気代
電気代増えてない?気づいた方に説明です。
同棲中の彼女とケンカ
- 彼女⇒電力会社
- 私⇒再生可能エネルギー太陽光発電+蓄電池
ライフスタイルが一時期変わりました💦
買われた分の電気代が上乗せされて年間電気代アップになります。
彼女と口論になった最大の理由は
「もっと自由に電気を使いたい」
その後、和解して「発電量・蓄電量」どちらもアップを考えた年です。
2023年|電気代12,516円
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電気代1ヶ月1,300円以下
使い続けるバッテリー「容量・ブランド」を整え、12.8V100ahは取り入れないと決めました。
ポータブル電源含めた、電力量43kwhリン酸鉄リチウムイオンバッテリー生活です。
ソーラー発電場所の追加
- 裏庭
- 別館風呂トイレ屋上
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おかげさまで電力に困らなくなり、オフグリッドはいつでもできる状態です。
だけど、子供が産まれて…電力会社との契約終了しようか継続するか悩んだ年でした。
※光熱費を下げ月々のランニングコストを軽くする事が私の目的です。
急いでオフグリッドする理由も無いため、その内できたら良いなと感じています。
4年間の感想|メリット・デメリットどちらも感じるバッテリー生活
簡単にメリット・デメリットに置き換えて話すと、
- メリット⇒大きな設備が無くても電気の自給自足ができる考え方
- デメリット⇒手間が増えても習慣に変える行動力
私が自分で作った太陽光発電・蓄電池の総額は、現在230万円です。
一般的には、
- 太陽光発電⇒5kw
- 蓄電池⇒10kwh
250万円が相場と書いてありました。
メリット|コストパフォーマンスが高く年中電気に困らない
分散型電源でも
少量で済むソーラーパネル
- 売電1kwh10円代
- 電気代1kwh30円代
儲けるにはパネル枚数勝負⇒コストアップ
友達の家などは、ソーラーパネル435W36枚設置パワコン2台込み500万円と言ってました💦(出費凄いけど…羨ましい!)
- 売電0円
- 電気代1000円以下
最初から「電気を売らない・極力買わない」方がコスパは高い
「ソーラー発電1kwh10円代で売電する」日中は家に居ないため、売りっぱなし状態は魅力的です。
しかし「ソーラー発電を蓄えて使い1kwh30円を買わずに済む」
電気の自給自足の方がダイレクトに電気代を削れ、
ソーラーパネル100w1万円前後、1000日300kw近く発電を続け購入費用を相殺する。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーも同様です。
ソーラーパネル含めどちらの寿命も長く大切に使う前提なら、
電源システムを作ることはコストパフォーマンスが高いと思います。
これは大きなメリットだと感じました。
ソーラー発電しない時間天候でも
自前電気が使える
4年間追い求めたどり着いた
「天候不良が数日続いてもバッテリー生活が成り立つ」蓄電池量の話です。
電圧制限を設け深い放電を避け毎日充電を繰り返す使い方として、
「40kwh」リン酸鉄リチウムイオンバッテリー設置するとホームオフグリッドできるかな?
そんな希望が見えてきます。
- 就寝中に使う冷暖房エアコン
- 梅雨時期の一か月続く雨
- 冬の毎日続く曇り空
- 台風など自然災害による数日停電
でも、蓄電量(バッテリー個数)を増やすって、めっちゃお金が吹っ飛びます💦
そのため「1つの電化製品をオフグリッドして電気代を下げる」
手軽に始められるリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システムの発想は、
天候時間帯を気にせず蓄えた電気を自由に使えるメリットを最大限活用できます。
- 高騰する電気料金は節電を心がけカバーする。
- 自前電気をバッテリーから取り出して電気代削減に繋げる。
- バッテリー電圧が下がったら電力会社へ切り替える。
「節電+自前電気=管理する手間を加え電気代削減」
※6kwh~15kwhリン酸鉄リチウムイオンバッテリー準備すると長持ちします。(もちろんポタ電+拡張バッテリーでも可)
デメリット|手間が増える・停電話しに疲れる
朝の習慣
ソーラーパネルケーブル差し替え
前夜から今朝まで放電したリン酸鉄リチウムイオンバッテリーへソーラー発電を集中する
ケーブル差し替えを行う事で、就寝に使うエアコン電力を蓄える(冷蔵庫用も同じ)
冷蔵庫用インバーター切り替え(日中用)
冷蔵庫を日中だけ使う最低限バッテリー個数・ソーラーパネル枚数へ電源システムを切り替える作業
夜の習慣
冷蔵庫用インバーター切り替え(日没後用)
翌朝まで安定して冷蔵庫が使える電源システムへ切り替える
深夜の習慣
エアコン・冷蔵庫のみインバーター2つ残した小型扇風機を使う冷却
小型扇風機を使い外部冷却を行いファン回転を阻止する。
(就寝中インバーター冷却ファン回転音は不快)
そして、就寝中は静かに寝たいのでインバーター冷却をやってます。(夏は24時間冷却)
※既に4年経過して慣れましたが、正直手間です!
周囲の住宅が停電したらなるべく外出しない
- 職場で話す昨晩の停電話し
- 近所で話す停電の話
これしか言えません!(地域狭いから嘘がつけない💦)
質問を行った相手も「バッテリー生活…何それ?」内容を説明する…毎回億劫です。
友人知人に出会うたび挨拶ついでに会話する停電話し、正直言って疲れます💦
なので、停電に気づくため電力会社より電気を買ってWi-Fiモデムを使っています。
停電が発生して通信が切れると、テレビ視聴中のYouTubeが途切れます。
もしバッテリー生活を始めるなら、周囲の停電に気づく方法を1つ考えましょう。
みんなのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システム
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最後は近年増えてきた、ホームオフグリッド用リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システムについて紹介です。
- LiFePO4バッテリーをセルから組み上げキャンピングカーへ搭載する方
- リチウムイオンバッテリーをエアコンに使う方
どちらも2019年やっている方は少数いました。
当時は鉛バッテリーが主流だったことを踏まえると、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システムをホームオフグリッドへ使用する。
この発想は、ポータブル電源含め最近の話です。
電源システム歴の長い人は、外見も整った素敵なオフグリッド電源システムに脱帽です。
それでは紹介します。
12V50ah
ソーラー発電量が足りず充電器を併用した使い方のオフグリッド電源システムになります。
12V100ah
充電は専用充電器オンリー正弦波インバーター1000WによるDCtoAC変換素敵なシステムです
12V100ah Mini
チャージコントローラー側電圧14.2V~14.6V制御できるか少々不安ですが、立派な電源システムです。
12V200ah
素敵な電源システムを現在は組み上げているでしょう。
12V200ah Plus
走行充電器を使った珍しい12V200ah Plus×2個の並列接続電源システム(私も好きです✨)
12V230ah
BMS放電能力の高いPlusを選んだことは、電子レンジ使用目的に合ってると感じました。
12V460ah
バッテリーターミナルを活用した1クッションを挟んだ充放電に加え、放電側の2重線対策も最高です。
「製造⇒輸入⇒管理」特に国内倉庫での最終点検管理をお願いしたい所です。
24V100ah
ハイブリッドインバーター式のため部品数が少なく仕上げる事が可能です。
51.2V100ah
「15kw揃えてエアコン日常使いしたい」私と同じ気持ちのレビュー内容も拝見できます。
驚いたレビュー
自宅も綺麗で美しい仕上がり!(わが家は築60年なので羨ましい)
凄いなと感じる部分は、使っている部品の種類・設備の高さです。電力オフグリッドに必要な物が詰まったレビュー画像です。
12V230ahバッテリー向きを工夫した1本線で繋ぐ2直列2並列接続(芸術的✨)
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システム増加中です。
レビュー内には、
- エアコン
- 電気代
気にする方が多く、1家電オフグリッドを中心にホームオフグリッドを狙う方も多いです。
もし、期間外に手に入れたいなら6%OFFクーポンコード「kuro」支払い時に使ってください。(最後まで読んでくれてありがとう)
まとめ|家庭用リン酸鉄リチウムイオンバッテリーおすすめ
家庭用リン酸鉄リチウムイオンバッテリー生活
4年間の大切な事
1家電オフグリッド電源システムより電化製品を使う
- 1家電用の電源システム
- バッテリー並列接続(起動電力の対策)
- 電源システム電圧縛り
このような発想を膨らませて電気代削減に繋げます。
電化製品に合わせたリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
- 10畳用エアコン|200ahバッテリー×4個=10.24kwh
- 6畳用エアコン|300ahバッテリー×2個=7.68kwh
- 冷蔵庫|200ahバッテリー×3個=7.68kwh
- 娯楽家電・予備|230ahバッテリー×2個=5.888kwh
- LED照明|200ah×2個=5.12kwh/200ah=2.56kwh
- 短時間使う消費電力の低い生活家電|200ah×2個=5.12kwh
- 短時間使う出力の高い生活家電|ポータブル電源(LiFePo4)
電化製品の消費電力を基準に計算すると大失敗します。
天候不良も続くことを考えて、予備電源を含め多く準備すると容量不足を回避できおすすめです。
※容量が足りない場合は、早めに同じバッテリーを追加する(発電量も気にしてね♪)
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システム
- 蓄電池の自作
- 電源システムの自作
- 太陽光発電の自作
作り方は、
- リン酸鉄リチウムイオンバッテリー並列接続(直列接続したい方はお好みで♪)
- バッテリー関連部品の取り付け
- 放電主要部品の取り付け
- ソーラーパネル関連の部品取り付け
※太陽光を利用したリン酸鉄リチウムイオンバッテリー0円充電器が作れます。
家庭用リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
- バッテリー電圧13.0V以下まで放電しない
- 翌日の天候チェックから節電を考える
- 太陽光発電中のバッテリー満充電は勿体ない
- 外泊する場合はバッテリーチャージを止める
ご自身の基準を決めて安全に使いましょう。
そして、バッテリー・パネルどちらも長寿命を目指して下さい。(上記①~④は、わが家の目安)
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー生活の結果
- 2020年|51,044円
- 2021年|17,355円
- 2022年|21,208円
- 2023年|12,516円
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システムを増やして正解でした👍
※2024年|料理に使うガスをIHクッキングヒーターへ変えて電気を余すことなく使う
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メリット・デメリットどちらも感じるバッテリー生活
- メリット|コストパフォーマンスが高く年中電気に困らない
- デメリット|手間が増える・停電話しに疲れる
※バッテリー生活4年継続して、売るより蓄える方が性に合っていると気づきました。
今後お金持ちになっても遊びながら自作するでしょう。
感想|みんなのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システム
率直に嬉しいです。
セミオフグリッド(1家電オフグリッド)同じ考え方を持ちリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電源システム始める方が増えたと感じています。
手作りする規模は人それぞれ大小どちらの容量も、個性が際立ち魅力的な電源システムでした。
電源システムを綺麗に見せるって難しい事です。(作った事の有る人ならわかると思います)
設置盤・部品設置場所・ケーブル配線など、機能を維持しながらシンプルに見せる方法に私も未だ苦戦中です。(要するに私も素人です。)
出費を増やして関連部品を揃えた豪華なシステム作りも正解です。
部品点数を減らした最低限の接続方法も正解です。(後から他の部品は取り付けられる)
皆さんが取り組む「電気の自給自足」この活動は、とても素晴らしい行いです。(日本SDGs協会へ確認済)
今後の私の話し
本心はバッテリーをラックへ置き、主要部品を繋いで簡単に終わらせる。
そして、ブログを書く…このような方法を選びたいです💦
でも、Li Timeリン酸鉄リチウムイオンバッテリー専門ブログです。
継続するため良い情報だと感じる「物・方法」を採用し、日々取り入れ電源システムを作っています。
猫ちゃん 「太陽光発電/蓄電池」について興味があります。 素人でも自作できるかな?それと費用も知りたいです。 マッキー …
年々新シリーズが誕生するLi Timeバッテリー、素晴らしい製品借用を毎度ありがとうございます。
オフグリッドへ役立つバッテリー容量のみ購入する。
少々わがままですが、私の最終的な目的は電気代0円です。
これからも色んな電源システムを作り皆さんへ紹介します。
2024年は全ての電源システムへ追加部品を入れ作り直し、初期に作ったシステムへ安全強化を施します。
追加する部品として
- バッテリースイッチ
- バスバー
上記2点を中心に電源システム記事を作ります。
Li Timeチャージコントローラーまもなく日本上陸と情報が入っており、楽しみに記事をお待ちください。
皆さんご一緒にリン酸鉄リチウムイオンバッテリー生活盛り上げましょう!