太陽光発電のニーズを評価する

アプリケーションの種類に関係なく、家庭に太陽光発電を設置する場合、最初のステップは電力需要を評価することです。個々のアプライアンスの消費電力と実行する必要のあるその他の負荷を合計できますが、同時に実行する負荷の数と時間も定義する必要があります。関心のある4つの仕様は次のとおりです。

• 1日あたりのキロワット時で測定される総システム容量：これは、1日の間に必要な総電力量です。

• ワットで測定されたピーク瞬時電力出力：アプライアンスをさまざまな時間に実行できるため、この仕様を細かく制御できます。たとえば、通常のルーチンに、コーヒーメーカーをオンにすると同時に朝にライトをオンにすることが含まれている場合は、目覚める前にコーヒーを準備できるプログラム可能なコーヒーメーカーに変更できます。または、すべてのライトがオフのときにのみ電子レンジを実行することもできます。

• システムが毎週使用される頻度の測定（デューティサイクル）：週に2日間使用される週末のキャビンのデューティサイクルは2/7、つまり約28パーセントです。毎日使用されるシステムのデューティサイクルは100％です。

• 1日に何時間の良い日光が期待できるか：日光は天候に大きく依存するため、正確に推定することは困難です。また、システムの使用に関心のある時期によっても異なります。

次の表は、週末のキャビンの負荷分析チャートの例を示しています。この状況では、デューティサイクルは約28％（週に2日）であり、キャビンは夏の間のみ使用されるため、1日あたりの平均予想日光は約8時間です。

週末のキャビンでのエネルギー消費

• 1日の総エネルギー必要量（kWh /日）を決定します。「ワット時/日」列を合計し、1,000で割ります。

• 非効率性（10％）を調整した1日のエネルギー需要を計算します。1日の総エネルギー需要に1.1を掛けます。

• 最大瞬間負荷を計算します。同時にオンにするアプライアンスを決定し、消費電力を追加します。

• デューティサイクルの見積もり：キャビンが使用される1週間あたりの日数を7で割ります。

• 1日あたりの平均kWhを求めます。調整された1日のエネルギー需要にデューティサイクルを掛けます。

サンプルシステムを定義する仕様は次のとおりです（システムを購入するときは、システムのサイズと構成を示すためにこれらの番号が必要です）。

• ソーラーパネルの出力： 1日あたり8時間の良好な日光で、この例では67.5ワットのソーラーパネルが必要です。（1日あたりの平均kWhを0.54とし、8時間で割ります。）控えめに言うと、この数値に1.3を掛けるのが最善です。これにより、約90ワットが得られます。

• 電圧出力：この例では、12VDCですが、他の電圧を使用することもできます。（12VDCは、ボート、車、RVが使用するものであるため、最も一般的です。）

• バッテリーサイズ：アンペア時（Ah）で指定されたバッテリーサイズを計算します。ほとんどのバッテリーは12VDCですが、他のサイズも利用できます。この例では、12VDCシステムがあると想定します。調整されたkWh /日を合計し、これに1,000を掛けてkWh /日を求め、この値をバッテリー電圧で割ります。

  バッテリーから最高のパフォーマンスと経済性を引き出すには、容量を100％オーバースペックするのが最善です。これにより、約300Ahが得られます。

• ヒューズサイズ：ヒューズサイズは、最大消費電流によって決まります。最大瞬間負荷を取り、電圧で割ります。たとえば、これにより100アンペアが得られます。

  これは問題です。30アンペアを超える電流は危険であるだけでなく、ワイヤサイズも非常に太くする必要があります。電子レンジを写真から外すと、瞬間的な最大停電は約300ワットになり、25アンペアになることに注意してください。この数は実用的です。ソーラーオーブンを作るか、プロパンで作動するキャンプ用ストーブを手に入れる時が来ました。

基本的な12VDCスターターシステムのコストはバッテリーで1,100ドルで、1日あたり0.4 kWhを出力します（これはそれほどエネルギーではありません）。