【災害時の電力】200Wソーラーパネルで使える電気製品は?

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災害時の停電にどこまで耐えられるか?

私のハイエースは、通常はレジャーに使っていますが災害のときにシェルター代わりに使うことも意識して手を加えてきました。昨今は日本国内においても甚大な被害をもたらす災害が毎年発生しており、もはや絶対に安全な場所はどこにも無いという状況です。
電気や水道が長期間止まる事例も発生しており、わたしもなるべく多くの電力がまかなえるようハイエースの充電能力のアップを行ってきました。
しかし、燃料が手に入らず電気も止まったとなると、最後はソーラーパネルですべてをまかなわなくてはいけません。一体全体、私のハイエースに取り付けた200Wソーラーパネルだけでどの程度電気製品を使うことができるのでしょうか。

発電量と消費量の収支を知りたい

そこで、この秋、只見線を撮影するために福島県/新潟県に一週間ほど滞在した際、下記のデータを測定して発電される電力と消費される電力の内訳がどうなっているかを調べました。

  1. ソーラーパネルからバッテリーに充電される電力の積算値
  2. 走行充電装置からバッテリーに充電される電力の積算値
  3. バッテリーの電圧
  4. 毎日の天候(晴れか、曇か、雨か?)

収集したデータ一覧

主として朝起きたときと夜寝る前にバッテリーの電圧充電された電力の積算値を記録、これをもとに、充電された電力を計算しました。

車中泊旅行における充電量と消費電力データ一覧

データ整理の条件

このデータを、下記の仮定に基づいて整理しました。

  • 湯沸かしポットで毎日一リットル程度を沸かしていましたので、8日間で8リットル沸かしたと仮定
  • 1リットルの湯を沸かすことで減少するバッテリーの容量は、0.11kWhと仮定
  • 500Whの電力を使うとバッテリー(2個直列)の電圧が1V低下すると仮定

これらは、下記過去記事に記載したテスト結果に基づきます。

また、バッテリーに充電された電力の値は、下記の過去記事に記載した電力計で行っています。(従って、このメーターの表示は正しい、という前提です)

  • 惣菜の温めは、(記録がないので)毎日80分行っていたと仮定
  • エンゲル温蔵機能付き冷蔵庫による温めの消費電力は 12V✕2.8A=33.6→34W と仮定(メーカーの仕様表に基づく)

エンゲル温蔵機能付き冷蔵庫については、下記の記事をご覧ください。

ハイエース車中泊8日間の電力収支

蓄えられる電力を赤、使われる電力を青で示しました。

なお、車内で使用している12V電源は、チャージコントローラーから取っているので、ソーラーパネルが発電しているときに12V電源を使用した場合、この電力はバッテリーを経由せず直接使われます。(図のX)
従って、このXの値は測定できていません。

また、夜間などにバッテリーから給電して12V電源で使われた電力量も不明です。(図のY)

それ以外は測定値、及び前項の仮定に基づいた数値が記入してあります。

XとYの値を推定する

Yの値

図の収支から、Yの値の算出が可能です。
つまり、バッテリーに入ってきた電力、バッテリー蓄電量の減少の合計使用した電力に等しいはずですから、
Y=496+1540+250-880-362
ということになり、これを計算すれば Y=1044 Wh となります。

Xの値

これがなかなか難しいのですが、この期間の天候から、ソーラーパネルによる発電量を下記の要領でざっくり算出してみました。(とても乱暴な論法ですが)

  • 雨の日 20Wh
  • 曇りの日 50Wh
  • 時々晴れ 100Wh
  • 一日晴れ 200Wh

すると、こうなります。(赤枠の部分を追加しています)

車中泊旅行における充電量と消費電力データ一覧

つまり、この8日間のソーラーパネルによる発電量の合計は、

20+20+20+200+50+100+200+100=710Wh
となり、前掲の図から、X+496=Y=1044 となりますので、
X=1044-496=548 Wh となります。

車中泊の電力収支

これらの値を使うと、電力収支は下記のようになります。

車中泊旅行におけるエネルギー収支

つまり、ソーラーパネルだけでは図の①冷蔵庫、スマホ充電等 さえもまかなえていないことがわかります。

①冷蔵庫、スマホ充電等 の中味

冷蔵庫

今回は、定格消費電力が約50Wと大きめなTerzoの冷蔵庫を使いました。これも大雑把に推測すると、今回、Terzo冷蔵庫のコンプレッサーが回っていたのは1割位で、それ以外は停止していました。(多分)つまり、Terzo冷蔵庫の消費電力は、24時間で、
50W✕24時間✕10%=120Wh
従って、8日間で、
120✕8=960Wh ということになります。(これも非常に大雑把ですが)

スマホ充電

車を運転しているときはナビとして使っていたので、シガーソケットにつないで充電していました。これ以外に一日1回分程度フル充電していたと思われますので、消費電力は、

スマホの電池の容量が、3000mAh=3Ah、リチウムイオン電池の電圧は3.7Vなので、スマホ一回のフル充電で使用する電力は、
3Ah✕3.7V=11.1Wh、つまり約11Whとなりますが、充電や12V→5V変圧器の効率などを考慮し20Wh程度消費しているものとします。

そうすると、8日分で、 20✕8=160Wh

カメラのバッテリー

カメラのバッテリー充電 バッテリーに、容量14Whと記載がありますので、充電に使われる電力は20Wh程度でしょうか。
今回の撮影では、5回分ほど充電しましたので、ざっくり 100Whの消費となります。

それ以外

他に、wimaxのルーターを一日4時間程度稼働、LEDライトを一回充電、PCを2時間ほど稼働させました。
上記の大雑把な数字から、「それ以外」に消費された電力は、
548+1011-960-160-100=339Wh となります。

これらを当てはめると、下記の図のようになります。

車中泊旅行におけるエネルギー収支

200Wソーラーパネルの発電でどこまでまかなえるのか?

この図から分かる通り、走行充電から1540Wh、バッテリーから250Whを補っています。
従って、災害で停電したときなどにこの車載ソーラーパネルだけで暮らしていこうとすると、1540+250=1790Whを節約しなくてはなりません。
そこで、この図から優先度の低いものを除いていきます。

  • カメラのバッテリー充電 100Wh
  • ③惣菜温め 362Wh
  • ②湯沸かし 880Wh

これらをすべて削ると、1342Whで、まだ448Wh足りません
スマホやLEDライトの充電は最優先ですので、冷蔵庫の消費電力を減らすしかありません。
Terzoの冷蔵庫をエンゲルのMD14F-Dに変更すれば、消費電力が三割ほど削減できます。それでも不足するようなら冷蔵温度を調整するしかありません。

以上の考察より、200Wソーラーパネルの発電でまかなえるのは、

  • スマホの充電
  • LEDライトの充電
  • 様子を見ながらのエンゲル車載冷蔵庫MD14F-Dの使用

くらいが関の山のようです。(もちろん、スマホの充電ができるだけでもとても助かるのは間違いありませんが)

まとめ

10月下旬、8日間のうち2日晴れ、2日晴れたり曇ったり、4日は曇りか雨、という条件で200Wソーラーパネルの発電でまかなえるのは、下記の3つ程度であることがわかった。

  1. LEDライトの充電(夜は車内の照明に使用、寝るときは常夜灯的に使用)
  2. スマホの充電(1台を毎日1回フル充電)
  3. エンゲル車載冷蔵庫MD14F-D(容量14リットル)を、電力の残りを気にしながら使う

今回は色々と乱暴な仮定を積み上げているので、測定法を工夫してより正確なデータを入手したいと考えています。
また、夏はこれより発電量が増えるものの、冷蔵庫の消費電力が増えるでしょうし、冬は冷蔵庫の消費電力は減るものの、発電量は更に減りそうです。これらについてもデータを集めたいと考えています。

以上、読んでくださりありがとうございます。

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