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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13「続続電線の話」

投稿日:2017年6月5日 更新日:

オフグリッドソーラー発電の電線の選び方 その3

皆様こんにちは。管理人の山猫です。
本日はオフグリッドソーラー(独立型太陽光発電)で使用する電線選び方の3回目です。

今日は、具体的にどんな電線が良いか考えていきたいと思います。

電線の太さの選び方

まず、大事なのは、オフグリッドソーラーでは「想像よりも太い電線が必要!」という事。

普通の家庭で使う電化製品は、電力会社から供給される AC100Vを使っています。電化製品を買ってくると、ほぼもれなくACコンセント用のコードが付いてくるわけですが、それほど、ごついケーブルを使っているイメージはありませんよね。
それはAC100Vだからなんです。

電化製品がどのくらい電気を使うか?という単位に電力(ワット(W))があります。電化製品がどのくらい電気を使っているかは、このワット(W)と書かれたところを見れば分かるようになっています。
掃除機だと500W~1000Wくらいでしょうか。

このワット(W)という単位は、
電圧(V)×電流(A)=電力(W)
という式で表すことが出来ます。

例えば、100Wの電化製品(100V で動くもの)は、
電圧(100V) ×電流(1A) = 電力(100W)とあらわす事が出来ます。
先ほどの式を変化させると
電流(A) = 電力(W)÷電圧(V)
になります。分からない方は、

電流(電気の流れる量)は、電力を電圧で割ったものと言うことだけ覚えればOKです。

なるほど、100Vの電圧で100Wの電化製品を動かすと、
電線には、約1Aの電気が流れる。という事が分かります。

では、100Wの電化製品 (今度は12V で動くもの)は、
どの程度、電流が流れるのでしょうか?
先ほどの式にあてはまると、

電流(A)=電力(100W)÷電圧(12)
ですので、8.3A!も流れるわけです。だいぶ大きいですよね!

電圧が低くすると、その分多くの電流を流す必要があるのです。

オフグリッドソーラーで使う、電圧は、12V か 24Vがほとんどです。
大きなシステムでは48Vを使ったりしますが、電圧が高いシステムは、これはこれでちょっと怖い。また、24Vまでは自動車用の機器が使えますが、36V以上は自動車で使わないので、自動車用の便利グッズが使えず、いろいろと不自由な点が出てきます。だいぶ高価になりますしね!

ここでは、一般的な12Vのバッテリーを使う事を考えます。
12Vのバッテリーで
100Wの機器を動かすと、 8.3A
200Wの機器を動かすと  16.6A
500Wの機器を動かすと  41.5A
1000Wの機器を動かすと 83A
と、電気をかじった事のある人なら、少し恐怖を覚えるくらいの電流が流れます。

では、この電流を流すためには、どの程度の電線を使えばよいのでしょうか?
電線にもいろいろあるのですが、ここでは例として、
YAZAKI (矢崎)という会社が出している、自動車用の電線で考えてみます。

  • 矢崎の自動車用低圧電線の仕様
  • AV1.25(1.25sq) 許容電流 21A 銅線の直径 約1.3mm
  • AV2 (2sq) 許容電流 28A 銅線の直径 約1.6mm
  • AV3 (3sq) 許容電流 38A 銅線の直径 約2mm
  • AV5 (5sq) 許容電流 51A 銅線の直径 約2.5mm
  • AV8 (8sq) 許容電流 67A 銅線の直径 約3.2mm
  • AV15(15sq) 許容電流 91A 銅線の直径 約4.4mm
  • AV20(20sq)許容電流 132A 銅線の直径 約5mm
  • AV30(30sq)許容電流 170A 銅線の直径 約6mm

実際は、銅線の周りに絶縁体の被覆がありますので、電線の太さは想像よりも太くなると思います。ちなみにほとんどの電化製品につてくる電気コードは、1.25sqくらいの電線が付いています。100Vの時は、これで十分なんですね。

さて、例えば、12Vのシステムで、500Wの電化製品を使いたいと考えると、500Wの時に流れる電流は、41.5Aなので、5sq以上の太さの電線が必要になります。但し、電線は、条件が悪い(設置場所の温度が高くなる場合とか。)と、許容電流が小さくなるので、ある程度余裕を持たせる事が多いです。
そう考えると、8sq以上を使う事になっちゃいますね。
実際に見ると、びっくりするくらい太い電線です。

移動式オフグリッドソーラー装置(1号機2号機)に使う電線の太さ

今回作る移動式オフグリッドソーラー装置(1号機2号機都共に)の電線の太さは、2sqをセレクトしました。
ソーラーパネルからバッテリーに向かうルートでは、100Wなので、8A程度。 バッテリーから負荷(電気製品)に向かうルートは50Wなので4A程度と見積もりました。この程度だと、1.25sqでも問題なさそうですが、将来、ソーラーパネルを増やす可能性もあるという点と、一時的に負荷を増やさなければいけない非常事態も考慮して、多少太めの電線をチョイスしました。

電線の種類

電線の太さが決まったので、次は電線の種類です。ホームセンターに行くと2sqの電線も沢山売られていて迷うところです。一般的に住宅用電線として使われているIVケーブル(インドア・ビニル電線と言って屋内用の安価な電線です。)でも、問題ないと思いますが、移動式のオフグリッドソーラー装置は、半分外で使うということと、内部の温度環境があまり良くない(夏の屋外に置かれる可能性もありますよね)ということも考えて、もう少し耐候性や耐熱性に優れた電線を選びたいと考えました。装置が小さいので、多少、高いケーブルでもあまり財布に響かないですし。

そこで、目をつけたのが、自動車の内部配線に使う電線です。使用電圧はDC12やDC24ですし、使用条件も、移動式のオフグリッドソーラーと自動車はかなり似ています。ホームセンターの、自動車用品売り場には、エーモンという会社の電線が売られている場合が多いです。大きい店だと、YAZAKIの電線も売られていたりします。どちらも有名なメーカーですので品質も安心です。

もちろんネットでも買えます! 今回、移動式オフグリッドソーラー装置では、エーモンの「エーモン 配線コード AV2.00sq 5m 黒/赤 1179」を使用しました。

エーモン 配線コード AV2.00sq 5m 黒 1179

※赤も選べます。

電線の色

電線の色には、使い方の決まりがあります。別に違った使い方をしてもちゃんと繋がっていれば動作上問題ないのですが、他の人が見てびっくりしないように、また誤配線を防ぐために、一般的な使い方にそろえたほうが良いと思います。
なぜか、直流と交流で色の使い方が違うのですが、オフグリッドソーラーで使う「直流」では、

黒 (-)マイナス
赤 (+)プラス

で配線するのが、普通です。
電源電圧がいくつかある場合は、黄色を使ったりしますが、とりあえず小規模のオフグリッドソーラーでは、この2色を使い分ければよいと思います。

以上今回は、電線の選び方についてお伝えしました。
次回は、負荷の周りで使うグッズを紹介して行きたいと思います。

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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