| ソーラーパネルでEVへ充電？ (Old Car) |
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| 最近 facebookの、とある「グループ」でこんな動画が話題になりました。 |
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| タイトルは「ソーラーパネルでEVカーへ充電！」 |
| ＵＲＬは 「 https://youtu.be/iQIFXjCjh08 」です |
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| ［目次］ |
| １．最初の感想 |
| ２．大雑把な試算 |
| ３．システムを移動運用する場合の検討 |
| ４．結論 |
| ５．出典 ・ 参考資料 |
タイトルと無関係な前置きが 75%を占める動画(0:00〜3:07)で やっと本題に入ったと思ったら、全てスチール写真のパン＆ズームだけ(3:08〜4:21) 全体の構成を見せただけで、定量的な情報はソーラーパネルからの電流値のみ。 捉えどころの無い内容で、最後の結論に曰く、「いざという時に役立ちます」と。 どんな根拠を以って、役に立つと言うのか理解出来ませんでした。
そこで、これを検証(反論)するために、ある程度根拠を調べて どこまで実用になるのかごく大雑把な試算をしてみる事にします。 算出条件は、現時点(2015年市販)の製品レベル程度の性能を想定します。 (注記)「  」は、環境依存文字なので、以下「m2」と表記した所もあります
(１) 太陽光のエネルギー 1kW／  太陽光エネルギーは 1平方メートル当り約 1kWです。 (２) 発電電力 約 1kW／畳４枚 （155W／ ）面積の想定 動画では４枚のソーラーパネルが映っていますが寸法は不明です。 そこで、大きさは畳サイズを想定します。 畳４枚分の面積は小型車(マーチやヴィッツ)の平面の面積とほぼ同じです。 晴天の発電ピーク時の発電電力 現在入手可能なソーラーパネルの変換効率は約15〜16%程度ですので ここでは 15.5% として計算します。 畳１枚分(1.6平方メートル)のソーラーパネルの発電電力は 1(kW/m2) * 1.6( ) * 15.5(%) = 1000*1.6*0.155 = 248(W)畳４枚分では 248(W/枚) * 4(枚) = 992(W) . . . . . 切りよく 1kW とします。 (３) 発電電力量 3kWh／日 （0.5kW*6hr） １日に発電できる電力量 夏と冬では太陽の高さや日照時間が大幅に違います。 年間の日射量や日照時間のデータもありますが、 ここでは、春分(秋分)の日の晴天(好条件)を想定して、 仮に、平均500Wで 6時間/日 発電できるとします。 (かなり強引ですが概略なので (^_^ゞ ) 500(W) * 6(h/日) = 3000(Wh/日) (４) 充電電力量（一時貯蔵電池） 2.4kWh／日 （効率: 80%） ソーラーパネルから直接インバータで AC100/200Vに変換しない理由は 得られる電流(電力)が小さい事と、気象条件などの変化で発電量が 不安定なためです。 前項で試算した値の 3kWhを蓄えられる容量のバッテリーが必要です。 また、ソーラーパネルは、発電電力を最も効率良く取り出せる様に 負荷を制御する必要があります。 この負荷制御とバッテリーの充電の制御にもロスが発生します。 ソーラーパネルからバッテリーへの充電時の効率を仮に 80% とします。 3(kWh) * 0.8 = 2.4(kWh) (５) 充電電力量（EV電池） 1.5kWh／日 （効率: 64%） 発電した１日分の電力を、インバーターで AC100(or200V)に変換して EVに充電します。この時のインバーターの効率を仮に 80% とします。 2.4(kWh) * 0.8 = 1.9(kWh) また、EVも入力された AC100(or200V)を直流に変換してEV車載電池を 充電します。 この時の車載充電器の効率を仮に 80% とします。 1.9(kWh) * 0.8 = 1.5(kWh) (６) EV電池容量を充電する日にち 晴天８日 （1.5kWh／日） アウトランダーPHEVの電池容量はカタログ値から 12kWh です。 空っぽの状態から、満充電状態にするには、1.5kWhづつ毎日充電すると 晴天の日が続いたとして８日間かかります。 12(kWh) / 1.5(kWh/日) = 8(日) （晴天日） (７) 実際にEV電池容量を充電する日にち 20日 （2.5倍） 実際には好天は続かないので、仮にこの 2〜3倍 程度の日数が必要と 思われます。 8(日) * 2.5 = 20(日) この 2.5倍はあまり根拠は有りません。 農業と同じで「お天道様次第」です。
この投稿では「屋根もってなくても」と言っているので これらの装置類を持ち運ぶ場合の検討をします。 (１) 重量 150kg 畳位の太陽電池パネルが 20kg/枚とすると 4枚で 80kg。 よく使われている鉛電池の場合を想定すると 約1kWh(12V,90Ah)で 18kg、1日の発電分を貯めると 3個で 54kg。 （リチウム電池ではこの重量の 1/2〜 1/3位？） その他に、バッテリへの充電コントローラ、インバータなどの 重量も加える必要が有ります。 仮にそれぞれ 5kg とする。 80(kg) + 54(kg) + 5(kg) + 5(kg) = 144(kg) (２) 寸法・容量 軽トラの荷台程度の大きさが必要 畳４枚、電池３個、制御装置２台、 さらに実際に使うには、ソーラーパネルを地面に直接置けないので、 簡易な架台や、接続ケーブル類など細々とした装備が必要です これらを積載するには、軽トラの荷台程度の大きさが必要です。 アウトランダーならルーフキャリアと荷物スペースに載るかも？ でもそれでは、本来の人や荷物は少ししか運べない。 乗用車タイプだったらトレーラーでも牽引しないと持ち運べません。 ↑ PageTop
(１) 悲観的な結論 あまり役立ちません 晴天の日に１日中（昼間）、フルに充電しても 1.5kWh程度なので アウトランダーの場合は 10kmも走れないでしょう。 プリウスでも 10km程度。 これでは、あまり役立ちません。 ソーラーパネルがもっと沢山必要です。（当然ですが持ち運びが難しくなります） (２) 前向きな結論 役立てる事も出来ます ソーラーパネルからの電力で車を走らせるには電力が足りませんが 災害時の非常用電源として EVのバッテリーを活かす事はできます。 屋根の上のソーラーパネルは、独立型太陽光発電（オフグリッドソーラー） として稼働可能なタイプなら、昼間だけでも利用可ですが 電力を蓄える仕組みが無いと夜間や雨天の日は利用出来ません。 最近は、電力を蓄える事ができる EVのバッテリーを非常用電源として 使う事に感心が集まっています。 大電力が必要な機器（エアコンや電気釜など）以外の、殆んどの家電品は 動かす事が出来ます。 （インバータの容量さえ許せば大電力機器でも短時間なら可能） ↑ PageTop
大雑把な試算が目的なので根拠は、手っ取り早く wikipedia を利用しました。 wikipedia には、またその根拠が示されています。 （測定器におけるトレーサビリティと同じ考え方ですね） (１) 太陽光 (参考資料) 太陽エネルギーは約 1kW/ 太陽から放出されたエネルギーは 地球軌道付近で約1.37kW/ （太陽定数）日本付近では最大約1kW/ となる(２) 太陽電池 (参考資料) 発電の原理や特徴 (３) 変換効率ランキング (参考資料) 市販品は 15〜16%が多い (４) 太陽光発電 (参考資料) 一般知識 (５) 年間晴れ日数 (参考資料) 全国平均 217.6日
(６) 日射量 (参考資料) 年間 1100〜1600kW/ (７) 日照時間 日本各地の年間日照時間は、おおむね1500時間から2200時間程度 日照時間は、直達日射量が120W/m2以上である時間と定義される 日照なしの目安（120W/m2以下）は、直射光によって物体の影が認められない程度。 1850(h) / 365(day) = 5(h/day)
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