【災害対策】停電時に車からAC100V電源を供給する方法

2020年10月21日

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こんにちは、車好きのたか爺です。

毎年、9月は「防災月間」で、台風のシーズンでもあります。

最近は大雨で住宅などが浸水したりまた大雨の影響で土砂災害なども多く発生しています。
ある程度予測可能な災害もあれば、地震などいつ発生するか分からない災害もあるので、いつどんな災害に遭っても慌てないためには、普段からその対策をしておくことが重要ですよね。

災害が発生すると電気・ガス・水道の供給が止まったり物流が途絶えたりする可能性があり、そのためには水や食料をはじめとする災害対策用品の備蓄が必要で、大抵の企業や家庭ではいくらかの備蓄をされているかと思います。

今日は災害が発生した場合の停電対策にしぼって、私が実施した停電時に車からAC100V電源を供給する方法を備忘録として記事に残しました。

この記事では、車からAC100V電源を供給する方法とそれに必要なインバーターの種類や選定などについて綴り、実際に車のバッテリーにインバーターを接続して電化製品を稼働することが出来たという話は別記事で投稿しています。

【9/25追記】 車のバッテリーにインバーターを接続して実際に電化製品を稼働させた話は以下を読んでくださいね。
車のバッテリーから100Vを取り出し電化製品を動かしてみた

もし真似をしてやられる方は十分な知識を持った上で、自己責任で作業してください

被災地で非常電源として活躍

つい最近の話ですが、台風の大雨や土砂崩れなどから大規模な停電が発生し、それが1週間ほど続いた例がありました。過去にはもっと大規模な停電がいくつも発生しています。

トヨタは2019年9月、台風15号の被災地支援でプリウスHV20台、プリウスPHV28台、MIRAI 23台、SORA(燃料電池バス)1台を派遣し、避難所や一般家庭での電力供給に使用されたそうです。
被災地での炊き出しをはじめ携帯電話の充電など様々な電力の供給を行ない被災者の支援を行いました。
同様の被災地支援を、日産自動車や他の企業などもされています。

普通のエンジン車の場合はエンジンでオルタネータを回して発電し、バッテリーに蓄電しながら電装品を動かす仕組みになっているが、そのオルタネータの発電量は最大で50A~70Aほどでアイドリング回転数では20A(200w)程度しか発電能力がありません。

一方で、電気自動車はもちろんですが、ハイブリッド(HV)やPHVは大容量のバッテリーを積載しており、またHVやPHVではバッテリーの電気が無くなったらエンジンがかかって100A以上の大きい発電能力でバッテリーを充電する仕組みになっています。

これらの車には大容量のバッテリーや大きい発電能力があるので、これをインバーターでAC100Vに変換すれば1500W程度の電化製品を稼働させることが出来、被災地での非常電源にすることが出来た訳です。

必要な最低限の電力とは

日常生活では料理をしたり、風呂を沸かしたり、照明、冷蔵庫(食品の保存)、冷暖房、、洗濯機、テレビなどいろんな用途で電気やガスなどのエネルギーを使っています。
オール電化の家庭ではガスを使用せず電気だけに頼っているので、電気に対する依存度が高いです。
だから長期の停電になると大変困りますよね。
電気が止まった場合を想定して、何を準備すればよいのか考えてみました。

さて停電時の電力の供給方法ですが、最近の車には車中で電化製品が使えるように、AC100Vのコンセントが標準で付いている車種やオプションで設定されているものがあります。
普通のエンジン車では120W程度の給電しか出来ませんがハイブリッド車(HV)やPHVなどでは1500Wまで使えるものがあります。
新車購入時にコンセントを取付けてもらえば、非常時の電源として電化製品を稼働させることが出来ますが、後付けでもインバーターを取付ければ100vの電気を取り出すことは不可能ではありません。

まず、停電時に必要な最低限の電力がどのくらいなのか拾ってみて、インバーターの大きさ(能力)を決定する材料にした。

停電時でも出来れば使いたいものとしては、
夜間の照明器具 100w程度、
料理(調理器具) 1,200w程度、
冷蔵庫(食品の保存) 300w程度、
洗濯機(乾燥を除く) 200w程度、
テレビ(情報収集) 200w程度、
ノートパソコン 100w程度、

真冬・真夏のエアコン(2.2kw) 冷房800w~暖房1,200w、
電気毛布(冬場の暖)70~80w、
灯油ファンヒーター(冬場の暖) 起動時600w程度
くらいがあった方が良いのかなと思いますが、欲を言うときりがありません。また、同時に稼働させれば大きな電力が必要になってしまう。

今回考えている停電対策は車(HV)から電力を供給するので1500w程度までに限定され、大きいほどコストがかかるし、大電流が流れるのでリスクが大きくなります。

何もかも電気に頼るのは無理があり避けた方が良いかと思うので、料理などに必要な熱エネルギーは、出来れば電気に頼るよりもカセットコンロがあるならカセットボンベを買い置きしておく方が効率が良いのではないかと思います。(ただし、カセットボンベの使用期限は製造から7年ですのでご注意を)

プリウスに後付け電源を検討

私は2019年3月にプリウス(HV)を購入したのですが、その時オプションで1500wの給電システム(4万円余り)を選択できたのですが、当時は野外でのレジャーなどで電気を必要とすることは考えていなかったので必要ないとして付けなかった。

しかしその後、災害で停電が発生して困っているというニュースを何度か見て、その必要性を強く感じるようになり、インバーターを後付け出来るのか検討しました。

トヨタでは、1500w給電システムはメーカー仕様なのでの後付けは出来ないとしていますが、町の修理工場などでは取付けしてくれるところがあるようです。

方法は簡単で、バッテリーにインバーターを繋げてAC100vに変換して電化製品を稼働させる、というものです。
ネットで検索してみると、1000w~1500wくらいのインバーターを自分で取り付けている人が何人もいて、私はそれらの記事を参考にさせて戴きました。
参考までに、それらの記事のURLを以下に貼っておきます。

貯めた電気を使いましょう(プリウスαにインバータ取付け)
https://minkara.carview.co.jp/userid/2696442/car/2691753/5508894/note.aspx

車載インバーター(100Vのコンセント)取り付け(新型シエンタ)
https://ameblo.jp/yopike/entry-12251231864.html

i-MIEV M補器バッテリーから1KW電力取り出し
http://ev-owners.jp/blog/blog.cgi?id=7703

インバーターやバッテリー初心者の方へ【インバーターの知識】
https://www.shachu-haku.com/invertertoha.html

インバーターの選定ですが、大型のエアコン等の消費電力の大きい電化製品まで稼働させようとするならかなり大きなワット数のインバーターが必要になるが、非常時を想定した最低限のワット数と車の給電能力などを考慮して1000w~1500wくらいまでにするのが無難だと思います。

インバーターの種類・選定

今回使用するインバーターは、普通自動車のバッテリーから家電製品を稼働させるものなので、DC12vをAC100vに変換する「DC/ACインバーター」で、これには出力波形の違いで3種類があります。

AC100vと言ってもその波形には「矩形波」「疑似正弦波」「正弦波」の3種類があり、その価格は「矩形波」のものは比較的安価ですが「正弦波」のものはかなり高価になります。※矩形波(くけいは、と読みます)
我々が家庭で使っている交流(AC)100vは、正弦波です。

  矩形波と正弦波

バッテリーを充電したり扇風機を回すくらいなら「矩形波」のインバーターでも問題無いそうですが、最近のマイコン搭載などの電化製品になると動作しない可能性があり、その点「正弦波」ならほとんどの家電を稼働させることが出来るそうです。
また、当然ですがワット数が大きいほど高価になります。

一般の電化製品と違って、インバーターを作っているメーカーは少なく、いろいろネットで調査ししましたが、日本では電菱、大橋産業、大自工業(メルテック)、セルスターくらいしか見つけることが出来ませんでした。

Amazonなどの通販で売られているものは中国製などの比較的安価な海外製品が多く、日本製のものは種類が少なく海外製品に比べてかなり高価です。
以下に、私が知っている国産メーカーのホームページのURLを載せておきます。

株式会社電菱 http://www.denryo.com/index.html
大橋産業 http://bal-ohashi.com/
大自工業(メルテック)  https://www.daiji.co.jp/
セルスター工業 https://www.cellstar.co.jp/

通販サイトで購入者のレビューなどを読むと海外製のものにはいろいろ難が多いような感じであり、いざという時に使えないと困るのでやはり高価であっても信頼のおける日本製を選ぶのが無難かと思います。
日本製の1000~1500wの製品を比較するために一覧表にしてみました。

  日本製のメーカー名と型番、参考価格など

これらの製品の中で、私は大橋産業の正弦波1200Wを選びました。最低限必要なワット数と価格をにらめっこしてこれに決めました。
Amazonのレビューも良かったし、★4.3でした。日本製の中では一番安いと思います。

メーカーの詳しいカタログと取扱説明書のURLを以下に貼っておきますのでご参考に。
PDFカタログ
取扱説明書

インバーターの接続方法

120w程度のインバーターへの給電なら車のシガーライターから電気を取るようになっていて、誰でも簡単に差し込むだけですが、1200w~1500wくらいのインバーターへの給電方法となると、大電流なのでバッテリーから直接電力を取るのがマストで、インバーターの取り付けには専門知識が必須になるので素人が個人で行うのは難しく、プロの人に相談した方が賢明でしょう。

接続方法というのは、プリウス(HV)の場合だと以下の赤色の部分です。

駆動用バッテリー ⇨ 補機バッテリー ⇨ インバーター ⇨ 電化製品
           DC12V            AC100V

インバータを接続(+はバッテリー端子から、-は車体から)

※補機バッテリーとは普通の乗用車のバッテリーと同じもので、HV車には別に駆動用バッテリーもあります。

補機バッテリーと電化製品を線でつなぐだけの作業ですが、補機バッテリーとインバーターを繋ぐ線は12Vなので電流値が大きく、1,200wの電化製品を稼働させと100Aぐらい流れる。
例えば、インバータに付属のバッテリーに接続する電線は断面積22mm2(22sq)で長さ0.85mであるが、長くしたい場合は抵抗を少なくするためにはもっと太い線にする必要があるでしょう。

インバーターを入手したら説明書をよく読んで結線作業を行いましょう。
結線作業はしっかりと行うことが重要であり、接続部分がゆるいとその部分で発熱したり、22sqの電線で1,200w以上の電化製品を使うと電線が発熱する可能性があるので出来れば1,000wくらいまでにした方が良いでしょう。

最後に

私は信頼できる日本製の中で、比較的安価な大橋産業(BAL)の DC/AC正弦波インバーター1200 (1200w)を購入しました。3万円弱でした。
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そして動作テストで、扇風機、洗濯機(洗濯脱水)、テレビ(37インチ液晶)、エアコン(2.2kw)を問題無く動かすことが出来ました。

いずれにしても素人が適当にやると火災事故につながる可能性があるので、専門の業者或いはそれなりの知識のある人に相談した方が良いと思います。
繰り返し書きますが、自分でやる場合は十分な知識を持った上で、自己責任でお願いします。

【9/25追記】 実際に接続して電化製品を稼働させた話は以下を読んでくださいね。
 車のバッテリーから100Vを取り出し電化製品を動かしてみた

最後までお読みいただき有難うございました。