山猫おソーラーの備えるブログ

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オフグリッドソーラー

災害時に役に立つ移動式のオフグリッドソーラーを作ろう!その12「続電線の話」

投稿日:2017年6月3日 更新日:

そもそも電線は何で出来ている?

皆様こんにちは。管理人の山猫です。今日は天気がいい土曜日いかがお過ごしでしょうか?

今日の内容は、電気の事を勉強した事のある人には、簡単すぎてあくびが出そうな話から始まります。なかなか、組み立てが始まらないなあと思う方もいると思いますが、電気の事がよくわからないよ!という方のためになるべく、基本的な所から話をしていますので時間がかかっています。もうしばらくご辛抱ください。

前回は、電線の太さが大事!という所で話を終わりにしましたが、そもそも電線、電線というけれど、何から出来ているのでしょうか?ホームセンターに行くと本当に沢山の電線が売られています。沢山あって、どれを選んだらよいか迷う人もいると思います。なんでこんなにいろいろな太さの電線があるのでしょうか?

電線は、大体 「銅」で出来た心線と「ゴムやビニル」のカバーで出来ています。

芯の銅の部分に電気が流れます。ゴムのビニルのカバーは、絶縁材といって、電気配線を持っても感電しないようにしてくれている大事なものです。

銅の話

銅という金属は、とても電気を流しやすい金属です。そしてある程度柔らかい配線を作ることが出来るとても便利な金属なのです。もちろん、銅よりも電気を流しやすい金属はあるのですが、金属の価格や、流通量、扱いやすさなどを考えると、銅の配線がとても便利なのです。なので、市販されている電線は、ほとんどが銅で出来ています。

単線とより線

電線には、単線とより線があります。簡単に書くと
  • 単線:1本の銅線で作られた電線。安価に制作可能で、同じ太さならばより線よりも多くの電流を流すことが出来る。しかし、1本の銅線なので、どうしても固くなってしまうし、何回も曲げていると、折れてしまう。家などの動かない構造物の内部配線でよく使われる。 住宅用の配線は単線を何本かまとめて平たく被覆したVVFケーブルというものがよく使われています。
  • より線(撚り線):細い銅線を束ねて(撚って)作られた電線。単線よりも柔らかく、ある程度の曲げに対応できる。家庭用電気機器のコードは、ほとんどがより線。
オフグリッドソーラーの配線には、どちらも使用できますが、曲げやすく取り回しが簡単な、より線の方が使いやすいと思います。(特に配線が太い場合)

絶縁材

銅線は、はだかのままでも電気を通せるのですが、とっても危ないですよね。電気が流れている銅線をつかむと感電してしまいますし、銅線同士が触れてしまうと、ショートして大変な事が起こります。そんな事が起こらないように、銅線の周りを電気を通さない物(絶縁材と言います。)で覆っているわけです。ビニールがよく使われますが、ビニールは熱に弱いので、使う場所によって、ビニールよりも熱に強い絶縁材を選んで使います。

電線の太さの単位

さて、より線でも、いろいろな太さの電線が売られています。より線の電線の太さを表す規格はいくつかあるのですが、よく使われるのは、[sq] とい単位ですね。他にも[AWG]とかありますが。。
この[sq]というのは何を意味しているかというと、銅線の断面積(つまり太さ)を表しているのです。
例えば、0.75sq というのは、銅線の断面積が約0.75㎟(平方ミリメートル)という事になります。
市販されている電線を見ると、
0.5sq
0.75sq
1.25sq
2sq
3sq
・・・ といろいろあることが分かります。
0.5sqの電線と、3sqの電線を持ってみるとすぐにわかるのですが、だいぶ太さと重さが違う事に気が付くと思います。
ちなみにもう一つよく使われる単位の[AWG]ですが アメリカン ワイヤー ゲージの略です。 AWG 20とかAWG14とか書かれています。この単位の面白いのは、数字が小さくなればなるほど、太い電線になっていく点。[sq]と逆ですね。 [sq]と[AWG]の変換表がネットに出ていますので、検索してみてください。

電気の通りやすさ

さて、銅はとても電気を通しやすい金属ではあるのですが、通しやすいというだけで、無条件にどんどん通せるというわけではありません。電気は銅の中を通る時に、ある程度力を使ってしまいます。
これは、「抵抗」と呼ばれています。。電気は銅線の抵抗を押しのけながら進んでいくという感じですね。電気は、抵抗を押しのけて電線を通る中で、少しずつエネルギーを失っていくのです。そして失ったエネルギーは、「熱」に変わってしまうんですね。
 そして、たくさん電流を流すほど、この発熱は大きくなっていきます。
 一方電線の抵抗は、電線が太くなればなるほど小さくなるという性質があります。通る道が広くなるというイメージでよいと思います。
 細い電線に、たくさんの電流を流すと、電気はどんどん熱に変わり、電線が熱くなっていきます。電線の温度がどんどん上がっていくと、電線の周りの被覆材(ビニルなど)が溶けてしまったり、とっても危険な事態になります。 電線の過熱を防ぐには、その電線にどのくらい電気が流れるか考えて、その場所にあった、電線を使うという事になります。
もちろん、電線は太ければ太いほど、たくさん電流を流しても大丈夫なので、ドーンと太い電線を選ぶというのも一つの考え方ではありますが、、太い電線は、重いし、高いし、使いにくい面が多いのです。
次回は、どの程度の太さの電線を選べばよいかの続き(その3)をお伝えします。

お楽しみに!

~続きの記事へ~

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※免責事項:ソーラー発電に限らず、電気を扱う機械の製作は、常に危険をはらんでします。万が一、事故が起きた場合、著者は責任を負えません。このブログは、オフグリッドソーラーの作り方について出来るだ詳しく説明していく予定ですが、このブログだけを参考にして、一人でオフグリッドソーラーを組み立てよう!と考えるのは危険です。出来れば電気の扱いに慣れた方と作業をしていただきたいと思います。どうしても一人で・・・という方は、出来るだけ小さなシステムから始める事をお勧めいたします。

また12V系のオフグリッドソーラー(最大18V)を組み立てるのは資格はいりませんが、24V系(最大36V)のオフグリッドソーラーの場合、組み立てには電気工事士の資格が必要になります。ご注意ください。



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