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2020年07月31日 イイね!

車でオフグリッド構想 その3

車でオフグリッド構想 その3 駄文、長文、興味があって、かつ、ひま~な方専用です。お忙しい方は他の方のブログをご覧になられた方が幸せになると思います。
 また、文章の中身については現時点、構想上で検証はしていませんので悪しからず。

 今日は、コロナの関係でお仕事の受注減でお休みになっちゃいました。(--;
 給料が減る現実が目前に・・・やってきてます、嫌だなぁ。

ーーーそれはさておきーーー

 さて、モバイルオフグリッド構想に必要なのが太陽光パネルであるとして、重要なのはそのお値段と効率ですが・・・ソーラーセルの性能でいけば、お値段の安い中国発案の中国製は低めです。(お値段の高いのは国産のソレとほぼ同程度の性能)
 かといって、高額なモノが良いか?といえばそうでもなく、効率とお値段で考えると国産は完全に圏外になります。(過去のソーラーパネルを中古として修復しているものは実用的だと思いますが、正規販売店以外では取り扱わないとか、かつ太陽光発電システムとしての利用以外は保証しないというスタンスでは単品購入する意味はありません。実質、オフグリッドでの利用は儲からないのでしないように!という内容になっているw)
 なにより、後述する仕様によりセダンに設置するなら、フレキシブルパネル一択であり、この仕様を満足させる国内セルというモノはソーラーフロンティアの非売品のみとなっています。(ソーラーフロンティアのセルは発電電圧が高いのでオフグリッドの電力的にはウレシイ事なのですが、今回は目的と仕様があわない部分を含めて却下せざるをえません。他にもフレキシブルパネルを試作したという記述は見つかるのですが社外に出ていない?)

 また、車で利用するコトを前提にするとして、やはり室内設置が望ましいと考えています。
 それは温度の面から、寿命の面から、耐水性の問題から、色々とありますが車内で利用する一番の弱点は約100Wパネルでの発電が最高30W程度になる可能性があるという事実です。(車のガラスで大半の成分が反射・吸収されてしまうため、車内へと届く太陽光発電に使える残りの部分ではかなり弱いのが実情)。
 と、いうコトは車内発電を考えた時に現実的な容量というのはパネル的に約200W程度は必要という事です。1時間あたり20W×8時間=160W/h程度の充電が出来るという理屈です。
※被災時には外に出せば100Wで約60~80W/h/枚の発電はするようですし、放熱用アルミ板は必須になりますが、その辺りはパネル寿命と相談といった所でしょうか。

 セダンの大きくて透明なリアスクリーンがこんな時はお役に立ちます。測定では丁度80~100Wパネルが1枚積載可能だという計算です。
 また、フロントに遮光スクリーン(サンシェード)としての太陽光パネルを考えているのですが、なかなか作成するのは厳しそうなので計画とん挫する可能性が高そうです。(作成費用もソーラーCellだけで2万円くらい、別途スクリーンが1万円くらい)
 折畳み式だと封入されているため、放熱が出来ないのでフレキシブルパネルにアルミ板を設置して放熱性を稼ぐと共に設置し易くする狙いがあります。高温時に、エンジン停止で発電される場合は冷却ファンで冷却しても12W程度なら問題ないと考えられます。

 そんなこんなで探して80~100Wで大きさが1100mm×550mm以内に収まるパネルの候補は3つ程度ありました。
 候補はSunPowerCell搭載のモノで、実働2~5年くらいのモデルを検討中。SunPowerは国内では東芝製パネルに利用されていますが、その内容がCIGS同様面積当りの発電量が多いので一般的なお値段で販売されている中では曲げ対応が高く、効率が高くて壊れにくいという実績をもっています。マキシオンだったかな?実際に曲げにも強いので実質フレキシブルパネルには都合が良いセルなのでコレを利用したパネルなら、危険率は低いと思いますが、絶対的な商品数が少ない。
(フレキシブルパネルは大方の実働報告が固定設置で1~2年程度平均、最大報告が5年以上程度、キャリア方式では数十回未満 メーカーの正式保証で2年出してるモデルならもうちょっと持つようですが、保証のあるメーカって国内で販売してないという問題も。※アリババで販売されている物を代理店保証というのはある様子。)

 なお、ソーラーパネルの性能ですが、最大効率における最大発電量としての電気容量で表示してありますので、100Wが同じでも実のトコロ発電内容は違うモノがありますのでコネクタ形状以外に注意が必要です。
 例えば、最大でCIGS等で130V×0.8Aくらいのモノと、モノシリコンの18V×6Aくらいのモノは同じ100Wのパネルになりますが、自分の購入したチャージコントロールシステムでは前者は対応していないという事で使えないコトになります。
 チャージコントローラーの仕様に合ったソーラーパネルを選択するか、メーカ純正でしかもその装置に推奨されている物を利用するのが良いと思います。
※本来は全体的にどのシステムを組むか?という問題(システムが12Vなのか、24Vなのか等)を解決してから、全体的なパーツを組みます。が、モバイルオフグリッドでは電池、または電池システムが限定されてしまうため、それらのチャージコントローラーの仕様に従って周辺機器をそろえていく手法になります。
 もちろん、ソーラーパネルから出てくる「コード接続端子」も重要で、本当の所は車載程度ならカットして作成してもいいのですが、後述の燃える事を念頭にするとそれなりに難易度は高めなので自分のウデを含めて信頼性がソコソコあるモノを選択する必要があります。

 ソーラーCellの最大効率は25度での発電能力であるとされており、10℃で2~3%程度落ちるようです。
 但し、コレは一般的なガラス製ソーラーパネルの場合で、プラスチック製のフレキシブルパネルだと「 最 大 温 度 」は60度前後までが多いと思いますので外が火傷をするくらい熱くなっているケースだと、表層や裏層がプラスチックなので溶損(注:但し融けない)する可能性が出てきます。
 配線が高温になるコトで流れる電流に変化が生じてしまうと発熱はさらに進むので結果的に絶縁部分で静スパークが生じる結果になり、その時、一部でも炭化してしまうと継続的にスパークが発生したりして、結果的にショートする可能性が高くなり、またフレキシブルタイプは「ゆれ」により劣化するため、ある程度の寿命が短いという部分は事前に理解しておく必要があります。
 このため、キャンピングカーやキャリアが付いている車なら、天井にガラス製ソーラーパネルがオススメです。
※24V程度だとスパークギャップはかなり広いのですが、実際には上下両面湾面ジャンプのような、広くとられていてもギャップとしてはかなり短めの設定になるハズ。また、湾面ジャンプとは、空気中での放電に比べて低い電圧で、放電ギャップ(間)を絶縁物質の上をすべるようにスパークが生じ、飛んでいく放電。最近はアエテこの放電をするように設計された物が結構あります。

 そして、最大曲げ30度設置可能とか書いて、宣伝上は手でぺらんぺらんと曲げている広告に出会う事がありますが、アレはあのように曲げられるという理解はNGで、曲げて設置する事も可能ではあるが当然のように「推奨はしない」という隠れた存在があります。つまり、曲げての設置をする場合もろもろ覚悟はしておいてね?という意味があるのです(最近は都合の悪い部分を一切説明しないので自分自身で理解しておく必要がある)。
 当然のように何度も曲がるコトは想定されていませんので、ぺらんぺらんとテストしているとすぐに内部セル接続部分が千切れてしまいます。なので可能な限り水平に、設置する時「だけ」はゆっくりなら多少曲がっても大丈夫だとは思うケドね~程度に考えておくのがよろしいかと。また、この場合は多くのメーカーが保証対象外としている様子です。(といっても一般ユーザーじゃ何が原因か解らん。)

 などなどと考えていると、やはりガラス製品を利用するべきなのでしょうねぇ。(あちらは車の震動と温度を除けば、種々の問題がほぼないので、空力を考慮して天面に設置して完全固定できれば20年程度は持つ設計です。)

===蛇足===

 モバイルオフグリッドで想定しているのは、緊急時2人分の夜間車内利用での扇風機と電気毛布の運用。そして毎日の充放電でちょっと何か燃費効率が良くなればいいなぁ?という程度のモノ。(R600はアプリで充電制限が出来るので、1日160Wを発電で稼げるなら1日50~100Wの放出なら5年程度は緊急時も十分に利用できる計算。)
 なので、災害時は寝る時の50W/h×8h=400W/h程度を想定しています。充電を200Wパネルで160W×8h=1280W/h、でも充電できる絶対値は600Whなので絶対数は不足します(夜は8時間ダケじゃない)が、寝ている間の補完が出来れば起きている間はなんとかするでしょう。自転車のダイナモで15W/h充電するとか?(^^;
 また、残り200W/Hで携帯の充電と1日3回700mLのお湯が沸かせればいいのかな?と。二人で生きるだけなら、1日カップ麺3個1回あたりは半分づつ、水約2Lの×7日分≒最低カップ麺1ケース(24個想定)と水1ケース(12L想定)
 コレがあれば色々な絶対数は不足するけど1週間生きては行けるでしょう。さすがに食料と水は車に常備出来ないので、緊急時は自宅からカップ麺と水の持ち出しが出来るかどうか?がカギなのですが。
※現実的にはトイレとかお風呂とか、そういうのもある(ここでは取り扱わない)。

 閑話休題。

 ソーラーCell1枚あたりの出力は、シリコンタイプだと1枚0.5W程度の物が多くその内容は0.5V×2~6A=1~3W程度です。ちなみに広さは手のひら前後(120mm×120mmが最近は多い)なので、1000mm×500mm前後が100Wに相当するハズなのですが・・・販売されている物はスゴイモノがあって、この5倍に相当するモノが販売されています。効率23%前後のCellで前述のとおりなので販売されている最大効率のモノでも研究所レベルの31%は上回らない=その差は数%程度と考えれば、おおよそ真偽が判ると思います。このサイズ以下で100Wを優に超えているなら、2020年時点ではアリエナイという仕様になります(笑)
 説明欄に間違った表記をしている物は中身もマトモじゃないコトが多いので、海外のサイトや国内のアヤシイ日本語のサイトも注意が必要です。
 但し、時々アヤシイ内容でもマトモな製品を作っている所もあるので、全部がダメというワケでもない。困ったモノです。

 そして・・・国内でこれだけ災害が多い(最近は 毎 年 100年に1度の災害がやってくるw)のに国産メーカ製の緊急オフグリッドシステムは出てこない。
※前述のように非売品なら一定量、存在はする。エンジン式発電機では燃料が長期間保存に向いておらず、緊急時に燃料の販売が無い、かつ3カ月に1回中の燃料を利用、または交換してやる必要があり、騒音問題も加わり実際には移動式の緊急時用には向いていない。が、もちろんメンテナンスを十分にするなら検討可能(自分は緊急物は1年に1回以上のメンテナンスをしないので検討外)。

 最後に電気の専門家や、政治家寄りの電気関連のヒトからするとソーラー発電システムは難癖つけて辞めさせたいシステムである(継続的従量制での資金調達が出来なくなる可能性がある)ので、色々な表層問題を議題に「ソーラーシステムは採用に値しない」という文言が目立ちます。
 実際問題、生産に利用される電力が発電される総電力よりも小さいとしても、個人で考えるなら金額と性能の総数で考えるべきなので、このモバイルオフグリッドのソーラーパネルだけで考えてみると・・・
 まず、お値段が2万円で100Wのフレキシブルパネルを購入したとして、利用されている内容は1kW/hが27円計算(あくまで平均的な一例、実際には電力会社や契約電力により かなり 差 があるので自身の地域で計算が必要です)。
 つまり、ソーラーパネル1Wあたりの購入価格は200円、対して自家用100Vコンセントの一般的なお値段は1Wあたり0.027円で約1万倍程度の違いになります。(本当は目的が違うので比べるべきものじゃない)
 そして、約1万倍、実際には7408倍と計算すれば1時間あたりの電力に対してなので、コレの元が取れる計算をすると7408÷8時間(1日)≒925日で約3年毎日発電したとするなら、ワットあたりの元が取れるという理屈です。
 思いっきり、緊急時時の利用だと元は取れない計算ですね。

 そして、専門家が云う内容で生産電力という項目がありますが、コレは無視して良いかと思います。世界全体の生産量は変わらないのでその一部がソーラーパネルだとしても、ソーラーパネルを生産しない場合は他に電力が回るだけでそのものは変わりません。むしろ大量生産してくれると生産効率は上がるので今よりももっと効率が良くなるハズです。
 家の屋根にあるモノで同様に計算すれば、4kWで200万円として、上記コストは1W500円程度になりますが総量は増えるので対電力としては7年前後、売電総コストで考えると20年前後で元が取れるという理屈でしょう。
※売電すれば元が約20年でトントン、維持費(コンディショナー交換、パネル製清掃)とかを入れるともう少し下がりますが、売電しないなら元を取るのに7年という計算でした。(売電よりも使う方がkW単価が高いため、売らない方がお得になる、但しソーラー発電の電力は貯めておけないため、そのジレンマは発生する。)
 つまり蓄電システムを構築するなら、オフグリッドは無駄にならないシステムであると理解できます。

 ただし、総合的に現時点では家電用電力の方が良いのは間違いないです。(沢山電力を使っても オチない。通常の個人レベルだとほぼ無制限に使える、現在価格が安くなる、等。)

 が、現在、「いざ鎌倉!」という停電率が上がっており、また発電所の危険率が高まっているので、オフグリッド構想も考えていく必要があると感じています。(詳しくは「広報の小さく書いてある部分」を熟読してみましょう。小さい=読まれなくても良い部分。)
 ま~、最終的に1週間をとりあえず生き延びれば、現時点では生き残る可能性が高そうなので、そのあたりを主眼に考えた物ですから将来的には構想そのものが違う可能性というのは否定できませんが、あくまで現段階での構想です。

 国産(可能な限り全てが海外製じゃないモノ)で発売されれば、お値段次第で考えるかもしれないので発売してくだされ。
 また、車メーカの方でも、毎年100年に1度の災害(笑)がやってくるなら、車に常備出来ても良いと思うので考えてもらえませんかね。
 自走式(車に設置すれば自走してくれるお手軽品になる)のモバイルオフグリッドシステムで、容量が1500~2000W/h程度のシステム合計が30~50万円くらいなら十分に検討出来る範囲だと思うのです。
 ボンネットは無理でも屋根とトランクにソーラーパネル、フロント、リアの窓ガラス部分の一部に半透明のソーラーパネルがあれば、それなりに発電はイケますし、床下を利用した充電システムならそれなりの容量と放熱を確保できるでしょう。メーカ純正なら高電圧のモノを利用できるのでもっと効率の良いシステムになるハズですし、絶対数が出せればお安くなるハズですよね!(ここ重要!日本は現在すごく貧乏な国になりつつあるので高い価格は、多分売れません。但し、ある程度の付加価値とそれに見合う金額は必要でしょう。)
 発電・充電・放電の総合システムである程度お安く、維持費が2~3年に1度程度、現実的なお値段でかかる(サブスクリプション方式で毎月1000円程度か?)のが良いと思います。

 云うダケなら、タダなので書かせてもらいました(笑)
Posted at 2020/07/31 01:26:46 | コメント(1) | トラックバック(0) | 日記
2020年07月25日 イイね!

車でオフグリッド構想 その2

車でオフグリッド構想 その2 え~、いつもの長文、駄文、稚拙な文章につき、お時間の無い人は他の記事へどうぞ。

 水害、地震の発生件数が増える中、その対策で車でのオフグリッド構想を多少勉強していますが、自作で実際に家でオフグリッドするなら、バッテリーの電圧は24V一択なのです。

※30V以上は免許必須+何かあった時感電死する危険性の判断が30Vを敷居値に危険性が増すとされている(正味、厳密なエビデンスはない。12Vでも危険な事に変りはない)、少しでも高電圧にする事で導線を細く出来る、導線の電力を下げる事で発熱をおさえる等のメリットがあり、安くするなら軽自動車用の12V鉛電池を×2の倍数(容量的には16個周辺が現実的か?)として外の直射日光を避けて、室外かつ半地下(但し絶対に水没しない)での運用が良いと思われます。(本当は48V程度が色々な意味で実用的なんだけど)

 しかしながら実際問題、車で運用するのであれば電池として選択するなら車載してあるバッテリーでは容量が不足するという壁があり、寿命の面でも、費用の面でも、よろしくない。
※ソーラー発電は良いとして、消費電力が容量の10%以内でないとバッテリーサイクルが1桁以上悪くなる可能性がある。(具体的にはディープサイクル以外の12.6V程度のバッテリーだと11V以下になる事でサイクル寿命を損ねる可能性がある。アイドリングストップ車両等のバッテリーはディープサイクルバッテリーではあるが、やはり寿命のレベルそのものは数倍程度で1桁まで多くはない。結局車のバッテリーは軽放電、軽充電が寿命の面でもお得だと解ります。)

 なので、他のバッテリーを探していましたが、最近はLiFePO(リン酸鉄リチウム)バッテリーというモノが比較的安全で深度放電に対してのサイクル回数も十分であり、中国製でも生産も安定してきており、危険性もリチウムイオンのそれと比べると桁レベルで安全性が高いというモノで即採用・・・しようと思ったのですが、なにせ高額で車用バッテリーだけで10万円前後する代物が多い。
 さらに通常の車載バッテリーとの交換も可能ではあるが、車のダイナモでは充放電に対して一定の問題が生じるため、バッテリーの寿命は想定より結構短めになるそうです。(専用の充電器でないとサイクル劣化が発生)
 また、現時点においてLiFePOはリチウムイオン電池より電気密度(重量あたりの電力)が低いため比較して重量に対して容量が低い傾向がある。
※国産のもうちょっと先に出て来る固体バッテリーは金額がお小遣いレベルじゃなかったw リチウムイオンでもいいから、SUAOKIにしようかとも考えたのですが、仕様とサポートに問い合わせた内容が気に入らなかったので他のモノを探しました(自分は誇張表現が多いのはキラう傾向でして、「実働」どれだけ動くねん?という問い合わせに容量を割り算しただけを報告されるのは求めません)。

 と、いう事は外部バッテリーとしてコレを運用すれば寿命も長く、かつ燃費向上剤としても活用出来てしかも長持ちするんじゃないの?という構想を立てて・・・とりあえず購入してみました。

 海外からの直接購入になるので到着は9月下旬以降となっているので、とりあえず色々と他を計画していこうと思っています。

購入したモノ ECO-FLOW R600-Pro
★放電スペック★
・USB Type-A×3
・USB Type-C×1(Max100w)
・12Vアダプター出力
・100V商用電源(完全正弦波らしい)
・12V車用シガーソケット
※初期電池特性は700Wクラス。実放電能力値としては放電能力500W/hを目安に3000サイクル/80%寿命までの深度放電が可能?理論上は10年くらい持つ計算ですが、経験上実効5年で半分位という感じでしょうか。
 実際にメーカーの初動実験では実測624wで約62分強動作していましたので、初期状態で実働600W/h程度利用できると考えて問題ないハズ(実働?動画をみてくれ!というコトで視ました)。
(電池放電容量は変圧器の効率で必ず落ちますのでこの位は正常範囲?)
 またコイツは高電力仕様なので実は低電力で長時間利用すると効率はもっと下がる可能性「大」です。現時点、低放電試験の実績は見つからないが前モデルのDelta等はその傾向があるみたい。500W/h=10Wなら50時間使える・・・というワケではない可能性「大」と。(PC電源のような変換効率曲線欲しいなぁ。)
 瞬間電力は1200W可能とありますが単体では利用できなかった事例がR600-Maxで報告されていますので同様に使えないと考えるべきでしょう。但し、平均的な中国製LiFePOの電池特性として瞬間電流は1.5倍流せますからProだと違う可能性もあります。
※メーカサイトにはしっかり「電圧変換効率は平均80%程度だから2割引きした値がおおよその使える電池容量になるよ。」と記載してあります。+Youtubeでメーカが公開している動画でその辺りを自己検証している、この辺りが気に入った所でもある。

★充電スペック★
・商用100V電源からの直接充電(ACアダプター不要)
最短500W程度の充電で2時間で50%前後の利用可能レベルまで充電可能。4時間で完全充電可能らしい(グラフが違っていたので修正)。通常のシステムだと150~200W前後なので2倍以上かかるらしい。
※本機搭載の電池モニタリングにより、バッテリーが熱をもっている時等は安心充電(160W前後の充電)を行う設計らしく、常温前後でないと急速充電は出来ないコトもある様子(使用直後に充電する場合に時間がかかる報告あり)。もっとも、急速充電を行うと当然のように寿命は劣化促進される。
・200W(このメーカー製なら110W×2で220W?)Maxでソーラーパネル充電は条件により4~12時間
(記載が見つからないが、推定100W2枚パラレル接続ではなかろうか?と。)
・シガーソケット12時間以上・・・現実的じゃないけど、まぁ充電は出来るというコトで。
※記載はありませんが、電圧を整流するなら熱発電や風力発電でも利用は可能な模様。
何れか1つからの充電をサポート、だそうです。(2つから同時充電は出来ない、と。)
 入力変換装置の効率は78%~88%おおよそ300W前後が一番効率が良いよ?と動画説明はしていました。(でも入力ってソーラー以外は100vだと160Wか500W(1C)かの2択のような?24V,28V,33Vと表記していあるので太陽光充電のコトかな?)

 また、このProモデルは充電端子(ProUnit:2万円前後)を追加するコトで24Vタイプの鉛蓄電池の充電に対応しているとのコトです。(つまり、追加投資をすれば家で使う時にも太陽光MPPT/100V出力インバーターの両方として、出力変換器として、最上記の24Vシステムがすぐに構築出来ますよ?というコトです。これについてはメーカサイトには記載しかないのでチェックが必要。内部電池がダメになっても「そういう」使い方をすれば壊れるまで使えるよ?と。)
※200W毎(固定式ソーラーパネル1枚毎にこの装置が必要というのは現実的ではありませんが、災害時の最低という意味ではお役に立てそうです。クーラーとかを動かすなら2000W程度必要なのでコレでは無理です。)

 そして重要なのがリミットを超えた場合の対応。この機器の場合は自動シャットダウンしてくれます。オーバー出力や入力に対して、キチンとシャットダウンしてくれるのは助かります。R600-Maxでの動作検証として実績多数あり。
(短時間の過放電は電池特性からあるハズ?130AのLiFePOでは205A程度の短時間出力はOKよ?と仕様書にはある。)

 さらに?充電しながら放電するコトにも対応はしているそうで、無停電原装置としての利用もこのモデルから可能ですよ?となっていました。瞬停時間は30mSec程度、位相はズレますが内臓電池に切り替わる様子。
※但し実機での瞬停動作は確認できていません。(これに関する成功レビューは見当たりませんでした。失敗レビューは結構ある?基板レベルではメーカの動画にも上がっているのですが、実機レベルではない→ファームウェアアップデートで修正済みと出てはいます。)

 ま~、実際に利用してみないと解りませんが、容積的にギリギリセダンタイプにも車載が可能ですし、緊急時には必要にして十分だと思います。同じメーカでは国内でサイトでEF-DELTAが発売されたばかりだそうですが、高額かつ、探しているLiFePOバッテリーではないのでコチラを採用した次第です。(運営元は同じだけど海外購入したのは面倒みてくれない・・・だろうなぁ。)

 購入価格は約7万円。あとはソーラーパネルとパネル延長コード、車載一式で完成して、丁度10万円という設計です。

※本当はこの上のEf-1500というモノ、もしくはそれとセットでもよかったのですが、新製品で実際よくワカラン製品に11万円ポンとは出せず、コチラにしました。(モニタ保証は3年とありますが、実質日本国内では無いに等しいようなので? USAだと本当はダメになると交換してくれるらしいのですが、しかし海外は音信不通という事例がある様子)。

 購入に至った動機は、ここのメーカ製のシステムは、ソーラーパネルの充電効率が高い「らしい」のです。加えてLiFePOのシステムが非常に高額だったり、取扱いが無かったりして、範囲が非常に狭いので実質、他の選択肢が殆ど無いという現実もあります。(自作するとして、システムパーツを別々に購入すると結果的に高額になるという現実もある。)LiFePOのシステムはおおよそ10万円~という現状で輸入ではあれど7万円で入手できるコレはほぼ一択となります。
 USAの動画でDELTAは、ソーラーパネル&リチウムイオンだと58%前後の充放電効率(投入電力10を充電して、放電して結果的に使える電力が約6割)になるそうですが、内部抵抗の低いLiFePOだともうちょっと良いハズなので期待してみました。(無停電原装置や24Vシステムとして利用できるというモノ好条件・・・なんですがテスターの動画とかには欲しい機能のみ動かんよ?という報告も見かける。)
※まだ海外でも実機は出回っていないのでLifePO電池特性と、R600-Maxからの推察でしかないので実機は違うという可能性もあるのですが、実際問題、購入時期は「今」だと思うので購入しました。(実際問題、コロナで永続的に給料下がるともう当分買えないかもしれないw)

 んで、例えばこの電池システムを車載した場合、車でMACノート等を7時間程度利用できる事になります。(80W×7h=560W/h)
 自分のノートPCだとMax54Wなので、理論上は11時間程度は安心して使えるというコトになります。
 また通常のAC100Vが使えるとゆ~コトは夏は扇風機の中、冬は電気毛布の弱モードで2人で1晩OKという感じですから、1泊ならホテル あてざん号というのも現実的になります。
 40L程度の棒型氷が入るモノがあれば、氷式クーラーも可能です。12V3W程度のファンとプラ段ボールで覆いをつくって換気口に設置すれば出来上がり。車内箔の時、夜28度位ならイケます。朝方にはすっかり水になりますが。
Posted at 2020/07/25 12:22:41 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記
2020年07月19日 イイね!

5000km走行したオイルレベル

5000km走行したオイルレベル 見えるかな?
 5000km走行後のオイル交換前のオイルレベルゲージです。

 オイル交換時、レベルゲージのほぼ中間(投入時4.5L)を目指しますので、投入したままの量があるという理屈になります。(ただし、おそらく走行後の汚れた低温粘度が増加し、高温粘度が低下しているオイルですし、エンジン停止後の時間が若干違うので、厳密に全く同じというワケではありません。)

 従来はいつも最上位のXではなく、レベル上限で交換していましたので、おおよそ3000km走行出来ないケースも発生していたのですが、テストケース2、2回目も5000km走行してもオイルが増えていません。

※スカイアクティブD2.2の仕様で、圧縮比が低くさらにエンジン内部が負圧であり、ターボチャージの具合により大量のEGRガスが吸引されていきます。
 吸引されるという事はディーゼルでは、燃料が噴射されて燃える前に吸引されればそのまま燃料がエンジンルーム内部へと侵入し、オイルの邪魔をするという理屈なのはご存じの通り。

 それじゃぁ?という事で、EGR排出側にある程度の抵抗があれば吸引力が減るんじゃない?という、作業の副作用としての作戦そのものは成功しているといえます。(オイルキャッチフィルターにより抵抗がかなり増えた。増えすぎると燃焼室側にオイルが入りますのでオイルは減る方向。つまり、均衡を取れれば増えず減らずというのはオイルにとってはスゴく良い状況のハズ?)

 但し、これが別の問題が発生する可能性を孕んでおり、その結果については1万キロ走行程度では出てこないので、これから少しづつチェックしていこうと思います。
※何が問題か?という部分は実施しない人には関係ないし、実施する人には工程上ワカルと思いますのであえて割愛します。

 現状、オイルは純正ではありません。SunocoのSvelt5W-30

 添加剤を投入した時にその違いがハッキリ判るオイルです。ベースオイルそのものの性質は良いと思うのですが、標準の添加剤は・・・このエンジンにはやや寿命が短いのかもしれません。(通常EGR気圧にて走行中、一部の添加剤はなくなるのが早すぎる?希釈されるのが原因なのか消耗なのかまでは不明。なので投入するなら、純正の方が良いと思われる。
 別途追加で、潤滑系添加剤を投入すると純正オイルより燃費が良くなります。燃料希釈がなければ同様に性能は良い感じなのですが・・。

 過去にレベルゲージFullでオイルを投入して、Xマークまで希釈された場合のオイルとしての感触がかなり悪かったので、中間投入→Full交換、300km毎チェックとしている次第です。これでもギリギリだったと思います。)

 なお、テストケース2の5000km走行後と、オイル交換後の感触は、アクセル開度に対して追従性が若干良くなり、回転がスムーズに、音が静かになるのが解りますから、オイルとしてダメになっているのは間違いありません。
 ただ、本当にダメなオイルになっているワケではなく、まだ乗れるよ?という感触のオイルでした。(走行距離が増えるに従い、密封性ダケは良くなるのかトルクのモリモリ感は交換前の方が良い。交換してトルク感は減りました。)
 C3だから15000km程度の走行が可能というコトですがそれは連続走行における事例であって実際は半分くらいな感じです。(ただし、燃料希釈がない状態でのお話。燃料希釈があるとしてその分を差し引いてやっぱり5000km位が交換時期でした。合計4回の投入計測による。)

※価格性能比とかを考えるなら、純正がイチバンですね。(^^)b
希釈されてもこのオイルよりも感触は良いですし、変質系潤滑剤の有機モリブデンもちゃんと途中までは効いてますよ。
Posted at 2020/07/20 00:14:25 | コメント(0) | トラックバック(0) | エンジン? | 日記
2020年07月18日 イイね!

車でオフグリッド構想 その1

車でオフグリッド構想 その1 久しぶりに駄文、長文なので、お暇な方向けです。
★注意点等は記載していますが、現時点実験施設や装置により千差万別なので内容に責任は持ちません。参考に何かするなら全ては自己責任で!

 車でオフグリッド構想。
 現実味を帯びるかどうかは微妙な所ですが、実際にキャンピングカー等では実際に多用されている様子です。
※国内での実績も徐々に上がってきていますが、海外の方が盛んですね。

 オフグリッドとは、電力会社や、車の場合はエンジンを介さない発電と電力供給方式の事を主に指します。(海外での意味と国内での意味は若干異なるが、ここでは「電力会社や車の発電機が発電していない電力を利用する」という理解でOK。(厳密には「電力会社の送電線網から受給しない」という意味らしい。)

 何が良い所なのか?という部分は、実質的な光熱費が当面0円という部分。実質的には初期投資や、維持管理費がそれなりに掛かりますが、その時の利用電力としての価格は0円になるという意味です。

 そして、最近増えてる災害時に非常にお役に立てるという部分でこれが重要と考えています。地震、台風、火山、色々ありますが災害時に車の燃料が補給できなくても、降灰、降雪以外なら最悪一定量の電力は確保できるのです。
※つまり、移動できなくてもオフグリッドシステムで一定の生活レベルが保てる。電話に加温に扇風機、もはや一定の電力は本当の意味での死活問題です。

===ここから次の二重線部分までは読み飛ばしましょう====

 環境活動家からすれば、文句を言いたい所、ツッコミ所満載ですが、いいんです。生産エミッション(Co2排出)が高くてもモノによっては20年使えるんです。
 維持コストエミッションが高くても発電効率が悪くても、現時点は進まない考えで専門家の柵(シガラミ)にハマらなくても、結果的にお安くなれば生産効率も上がって、エミッション効率も良くなり、高耐久性のモノが出来てくれば、後成長でも結果は良くなるという理論でいいんです。
 今が大事でしょ?といいますが、ソレに高額な中間マージンをお支払しなくてもいいんです。何より「今のままが一番イケナイ」というジレンマを、つまり不都合を一切語らない専門家は不要です。

 理解の苦しむ所はメディア等では必ずZeroエミッション=EcologyのEcoという事になっていますが、我々の求めているEcoとはむしろEconomyのEco。
 要するに我々の求めているのは、環境問題からくる省エネではなく、省コストなんです。ソコが解ってないから、色々な間違った議論が発生するのです。

 中間マージンを大量に支払って、わざわざ超高コストで低エミッションが達成できたとして、その会社に対して、今の倍額、10倍額とか誰が払うのでしょう?
※もちろん原子力に頼らない方法にして、将来的な償却部分で高額になり、結果的な問題で総額が同じというケースなら、現状高額になっても仕方ないと考えるが、結局ソコは「超高度に政治的な問題」で みんなの安全 な ん か よりも、「天下り先が無くなるらない事」は現政権にとっては許される事ではない様子。

 低コストのついでに少しでもEcologyにもなればいいよね?という感じなので、同時に出来る部分で出来るだけ、という所もあります。
 生産コストで高エミッションだとしても、生産効率が上がれば単価は安くなる資本主義の構想からは外れないので、みんなでオフグリッドを進めればお安くなるのかもしれませんが・・・既に車関係の純国産は無いので国内単価が安くなる事は多分、ナイです。(少子化の昨今、今から参入する気概のある会社は見つかりませんねぇ。)

===ここから本題=====================

 さて、長くなりましたが、オフグリッドをなんとな~く理解出来た所で次はシステム。

 車載出来る、一般的なオフグリッド発電機として主に太陽光パネルが有効です。主にという事は他にも選択肢はあるのですが、効率が悪くて局所的なモノになりますのでココでは割愛。
 なので基本的には、ソーラーパネルを車に設置して、パネル(セダンなら100W程度)の発電で、電気製品を賄おうという試みです。

 まず、準備するのは「太陽光発電器:ソーラーパネル」「充電変圧器:コントローラー」「蓄電池:バッテリー」「変圧変電装置:インバーター」の4つ。

1)太陽光パネルは理解が早いと思うので詳細は割愛。
 要は発電機です。光が一定以上あれば発電する、なければ発電しないという事で、夜やトンネルの中、場合によっては曇り空でも発電しません。パネルの仕様やコントローラーの仕様によりかなり左右されます。
 また、温度は20~25度前後が一番発電量が多くなるので熱くなりすぎる場合は冷却を検討する必要があります。

2)充電変圧器:コントローラーとはなんぞや?という事ですが・・・
 太陽光パネルの電力というのは光の具合によって、電圧や電流が継続的に変化するモノです。
 対して電力を貯める蓄電池:バッテリーという部分では、整流された一定量の電圧、電流のエネルギーを供給してやらねば劣化が激しくなったり、充電されないという代物。
 なので、蓄電池:バッテリーに充電するならそのバッテリーに合った充電電圧と電流で充電してくれるモノという理解でOKです。
※但し!ソーラーパネルの仕様にあった充電変圧器が必要で、必ずソーラーパネルの合算電力<充電変圧器 というカタチにしないと、カンカン照りの気温が低い時に電力オーバーで燃えたりします。
 また、厳密にはPWM方式(電圧をパルスに変換して充電方式:お安い)、MPPT方式(最大電力追従変換充電方式:高額)という回路があり、それぞれ長所と短所があります。基本的に車に緊急システムとして積載するならMPPT一択ですが、お値段次第。曇り空だとPWM方式では充電出来ない事が多いよう(パネルにもよるが一定の電圧が必須)です。
 
3)蓄電池:バッテリー、ご存じバッテリーです(笑)
 発電した電力を貯めておく場所となる場所ですが、一般的な車用の鉛バッテリーでもOKです。
 が、後述しますが車用の鉛式バッテリーは室内設置は基本NGです。室内設置するなら完全隔離できる部分か空気を外排出可能な空間に限定です。リチウム式バッテリーの場合も基本は同じですが、室内配置してもおおよその場合、問題ないでしょう。充放電時に隔離場所にあるのが望ましいのはどちらも変わりません。
 結局、充放電を繰り返すシステムになるのですが、一般的な鉛バッテリーシステムであれば、120サイズ以上を推奨です。そして利用できるエネルギーは、10.5Vをミニマムとして考え、放電時にはそのバッテリーに合った容量の放電をする等の充放電をする必要があります。(この機能は通常のチャージコントローラーに含まれない。)実際問題、オフグリッドで利用できるどのバッテリーでも充電/放電量差が大きい程寿命が短くなると考えて差し支えないかと思います。
 理由は簡単で充放電の量が増えるとバッテリー表面に鉛の結晶が出来たり、液面低下が起り易くなり、老化が激しくなるので通常の車で利用する範囲で納める必要があります。(リチウム系も似たようなイメージ)
 基本的な考え方は変わりませんが、ディープサイクルバッテリーはこの深度をもう少し深くまで放電出来るダケと考え、お値段分の効果はありません。(可能ならお安いバッテリーを複数運用する方式が良い?)深度放電をご希望なら多分リチウム系(リン酸鉄リチウム電池等)がオススメです。
 また、鉛式バッテリーには致命的な問題がありますので、可能な限り外、または換気出来る場所に設置して下さい。基本的にその電解液は希硫酸であり、空気と液面と基板と触合う部分では硫化水素が発生する可能性が極めて高く、液面が基板から出てしまうとこの面積が加速度的に広がるため、硫化水素濃度が高くなり、本当に危険です。(リチウム系は排気弁がありますので発熱しなければ鉛式よりは比較的安全。)
 まぁ、何であれ私のような一般人が購入できるお安いバッテリーである以上、水素の発生は避けられない(一般じゃなければそういうモノも存在はする)ので、水素=爆発の危険性、硫化水素=致死の可能性といえば、理解できると思います。
 鉛式バッテリーを室内で利用して、死んでもいい、爆発してもいい、という理解は周りにかなり迷惑なので可能な限り避けましょう。

 本当の所は、充放電時にほんの少しの排気が出来れば良いのです。また鉛式バッテリーの場合は液面が定常位置にある事を毎日確認するというなら、理論上は室内でも健康を害さないレベルの流会すその発生で済むハズですが、緊急時等に長時間になると結局総量が増えるので「よろしくない」という理解です。(短時間利用は室内、長時間利用時はバッテリーは外で、水気のない日蔭にて運用というのがよろしいかと。あくまで一般論なので耐性の無い場合は少量でも致死に至るケースがあるかも?です。)

4)変圧変電装置:インバーターといってもピンときませんよね。
 車の内部で家電を利用する、PHEVに標準搭載されている家庭用電源のコンセントです。
 PHEVは搭載電池がスゴイので1500Wとか書いてありますが、車載オフグリッド運用なら、200W前後にしておきましょう。理由は簡単で、12Vで1A=12Wという計算式は小学校で習いました。
 では100Vで1500Wを使いたい場合、12Vで流すと?回路損失もあるので効率80%としておおよそ150A必要になる計算ですが、まて、待て、マテ!
 150A流れるケーブルゆ~たら、極太なんてものじゃぁない、重いなんて代物でもない(笑)電圧じゃなく電流で電線の太さは決まるので細いケーブルを使うと加熱して発火しまっせ!!!(本当!)
※送電線がなぜ発電所から超高圧で、民家の近くで200Vにしているか?それは熱損失とケーブルの太さ問題があるからです。100Vだと送電できません。
 つまり極太ケーブルを床下に埋め込め、基本電圧が高い(電池側で48V以上)PHEVなら1500Wを安全に作り出せる(三菱PHEVで確か300Vなので5AのケーブルでOK!)けど通常の12Vバッテリーで運用するなら150A流せるケーブルがバッテリーからインバーターまでの引き込みで必要です。乱暴に言えば家庭用延長コード、アレが安全に10A流せる太さです。単純に150Aならアレを15本束ねれば・・・必要最低レベルにはなる計算ですが。
 素直に12Vで運用するなら、100Wが安全ラインで最大でも200W程度推奨、24Vでも最大400W程度にしておきましょう。
 12Vで200Wなら20A程度の配線で済みます。100Wなら10Aだからカー用品店や電気屋で気軽に購入できます。本当に乱暴な話をすれば前記一般家庭用の100V/1500Wのラインが多少余裕をもって10Aと考えていいベースだと思います(厳密には違うけど十分使える)。

 そして回路。これもまた2パターンあります。正弦波と矩形波とよばれる出力軸を持つモノに分かれます。
 長所・短所がそれぞれにありますが、単純に正弦波≒家庭用コンセントと同じ、矩形波=機械的に変換した100Vという理解で、単純に成分の違いで矩形波だと動かない機器が出ます。正弦波でも同様に全く同じ波形を出力できるモノとそうでないモノがありますから、正弦波でも動かない機器も存在します。
 じゃぁ?となりますが、基本的に家電がACアダプターを利用しているならどちらでも利用可能だと考えて差支えないと思います。またヒーター類、モーター機器類も動くかどうかをチェックして動くならOK(起動電力に達しない場合は温まらない、時間がかかる、回らない)という理解で良いかと。
 その他の機器も実際に動かしたいモノの説明書を確認して、事前にチェックしておくと良いです。(仕様でダメな場合は最初から使わない、仕様でOKでも動かないモノもある、という理解で。)
 また、Hzの問題が関与するモノについては、利用する家電の説明に従って下さい。例えば、スイッチのない55Hzの矩形波では時計が使い物にならないレベルでズレます(笑)
 基本的な部分では、正弦波=高額で寿命が短く高発熱、矩形波=低額で寿命はお値段次第で低発熱、といったイメージです。矩形波で動くモノをベースにするのが一番良いように思います。
※PHEVのアレはアウトランダーもプリウスも正弦波だったかと。つまり家電が本気で使えるのはアレだけのシステムが必要なんです。(真面目な話で、次回購入時はPHEVや電気自動車が良いのかもしれませんね。)

 という事で長くなりましたが、この4つを揃えて運用をしたいな?と考えている次第です。
 モチロン、これを運転中に行えば(システムは必要ですが)発電しなくてもよくなりますから、燃費もアップするというイメージです。
 何を購入するか?は全て手探りになってしまいますが、とりあえず10万円以内での運用を考えています。
★写真のブツは、EcoFlowのR600。
 太陽光からのMPPTチャージコントローラー、充電池、正弦波インバーター、USB-C、USB端子、シガーを全部内臓している太陽光パネル以外のオールインワンの充電池です。
 似たような者を国内で購入するなら、SUAOKIが安くて有名です。
Posted at 2020/07/18 12:54:25 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記
2020年07月05日 イイね!

オイル増量を減らす

オイル増量を減らす 自分でオイル交換したり、オイルゲージをたま~に見る人にしか解らない記事ですみません。(駄文に興味が無ければ是非、他の方の記事へジャンプして下さい。)

 アテンザのエンジンにおいて、オイルがEGR循環している事、及びオイルの中に燃料が入り込んで希釈されてしまうのは有名なお話ですが、この内容に関連性を見つけました。

 オイルのEGR循環が多いという事は、エンジン内部からの吹き抜けが多いという事。ここにフィルターを入れた事により(燃費は悪化して効率も悪化しますが)、当然流量そのものが減るので途中で吹き返しのオイルが極端に減り、シリンダー内部でも押し下げる圧損にはなるのですが、圧損がある事で燃料がピストンリング下へ落ちていく量が制限されて、筒内で煤に変換される(残念ながら煤になっている模様)ため、結果としてオイルの燃料希釈と、インタークーラー側へと抜けるオイルの量は極端に減っています。

 約4000km走行して、増えたオイルの量は人差し指半分くらい。

 つまり、エンジン内部からEGR流量が多いために結果としてエンジン内部で撹拌されたオイルミストがPCVバルブをぬけてインタークーラー側へと出てしまう(ミストの大きさがかなり小さいので出てしまうのは仕方ない)、するとエンジンの内部では筒内よりもターボで吸気されているエアフィルター側の方が負圧になるので、当然圧力的には低い方、つまりPCVバルブ側へと出ていく事になります。

 そして、この力が強い=流速が早いと圧力が低いワケですから、ピストン速度は早くなる=軽い力でピストンが動く事になり、色々と良い面が多いのです。

 しかしながら、その軽く動く事と引き換えにオイルミストの流出であったり、筒内からエンジン内部への吹き抜けを多くしてしまっている事にもつながります。

 恐らく、比較的走行距離(厳密にはエンジン回転時間=エンジン回転数)が多いエンジン程、この吹き抜け量が多くなっている可能性が高く、そうなると想定以上に吹き抜けが発生して、オイルミストが多く抜けているのではないか?とも取れます。

 オイルキャッチフィルターで実験している限りは、燃費の悪化と、パワーダウンは避けられませんし、さらに回転数縛り(1200回転以下は封印、通常利用するのは、1500~2000回転前後)という乗り方をしないと、息つきをするようになったりしますが、この状態で先の4000kmあたり、7mm程度しか増えない状況を鑑みると、走行距離が10万キロをこえてさらに先にするむ時、この対策は意味をもってくるのかもしれません。

※走行距離が増えたエンジンの通常では5000km(本当は5000km未満)走行するとレベルゲージF未満の状態からスタートしてXまで来る。(毎日チェックしたりすると、DPF焼成毎に見えるレベルで増える感触があります。但しDPF焼成時以外でも微量に増えている事は確認できると思いますが・・・微量です。)

 ただ、現状では上記のように問題があるため、残りの構想がうまくいくかどうかは資金面を含めて微妙な感じです。(とりあえず次はPCVバブル側のエンジン内部EGRの流量を若干ですが上げてみようと思います。)
Posted at 2020/07/06 00:01:09 | コメント(0) | トラックバック(0) | エンジン? | 日記

プロフィール

「こんなヤツ(見せられたモンじゃありませんが)」
何シテル?   07/23 17:48
てすくです。 アテンザセダン外見ノーマル仕様です。 (中身も、殆どノーマル仕様・・・です、たぶん。) よろしくお願いします。
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