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DIY!自作ポータブル電源!①

      2019/05/15

もともとは、以前の記事で、

吊り下げランプをキャンプで使うために、野外にバッテリーを持ち出したい!

と言うところから始まったこの試みでした。。。

 関連  「吊り下げランプ+バッテリー」をキャンプで使う ①

なんですが、自作でポータブル電源を作ると言う記事が思いのほか長くなりそうなので、記事を新たにして、

自作ポータブル電源!

ということで、まとめてこうと思います。

もちろん、目的の最優先事項は「吊り下げランプに使用する」ということです。

「車のバッテリー」+「インバーター」を持っていく場合

前回の記事で書きました、「お手軽なAC100V対応ポータブル電源の既製品を使用する」のではなく、

「バッテリー」+「インバーター」

と言う風に別々に買って自分で組み合わせて、

ポータブル電源を自作する

と言う場合です。

先にも書きましたが、この場合は、これら以外に「バッテリー用充電器」も必要になります。

ディープサイクルバッテリーの選択

さて、まずはバッテリーの選択です。

色々調べてみると、こういったポータブル電源として使うバッテリーは、通常の車のバッテリーのようなものではなくて、「ディープサイクルバッテリー」という、ほとんど空になってから再充電するような使い方(深放電)をしても寿命に影響が少ないバッテリーを使用することがオススメらしいです。

名前くらいは聞いたことがある、とか、バッテリーを電源として使うならディープサイクルバッテリーしかないよね~、とか、表面的に知ってる人も多いと思います。

ただ、自己責任で、大電流を使う可能性(危険な可能性)も出てくるので、ここで私の調べた基本的なメカニズムをまとめておこうと思います。参考にしてもらえるとうれしいです〜。

まず、通常のバッテリーは、例えば「80%使い切ってから再充電」などをしていると、寿命があっという間に来るということなのです。

たとえば、車なんかは、常にエンジンから発電をして、それを充電しながら電気を使っているのでバッテリーが上がらないわけなんです。つまりバッテリー容量は常に少なくとも70%以上程度はあるので、数年経ってもバッテリーがダメにならないわけなんです。

なので、ポータブル電源として使うにしても、せいぜい「50%まで減ったら再充電」といった風な使い方が、バッテリーには優しいんですね。(それでも少しづつ目減りしていきます。。。)

しかし、キャンプでは、当然、ほとんどの容量を使い切る可能性が無いとも言えません。ですので、ここでは、ディープサイクルバッテリーで検討しようと思います。

次に電力容量です。バッテリーは表示方法が、電圧(V)と電流(Ah)で表現されることが多いんですよね。なぜか電力(Wh)ではあまり書いていない。なんか複雑な理由があるようですが、まあ難しい話っぽかったので横に置いておきましょう。笑
今回買うバッテリーは、世の中に多く出回っている12Vのものを想定しています。なので、250Whの電力容量を確保するとなると、

250W/12V=約21Ah 以上のバッテリーであれば良いわけです。

というわけで、探してみましたんですが、、、

ディープサイクルバッテリーという前提ですと、商品数は少ないようです。一応、これが20Ahのものです。電力容量に計算すると 12V×20Ah=240Wh ですね。

擬似正弦波インバーター

次に、AC100Vに変換するためのインバーターです。このインバーターには

  • 正弦波
  • 擬似正弦波(矩形波)

と2種類のものがあります。精密な機械を使う場合は、正弦波の必要がありますが、値段が劇的に高いのです!まあ、電球程度に使おうとしているので、今回は 擬似正弦波インバーター で考えようと思います。

また、インバーターは対応電力が決まっています。どういう事かと言うと、使用する機器の消費電力数よりも、インバーターに設定されている電力数が大きい必要があるんです。

今回は、「LED電球3灯」ということなんで、8W×3灯=24Wh がこの消費電力に当たります。つまり、他の機器類で使わない前提あれば、最大で24Whなので、24Wh以上の対応インバーターであれば良いわけです。

なぜか、バッテリー直結用のケーブル付き物は最低でも300W以上対応のものばかりでした。100W対応とかのものはシガーソケットタイプしかありませんでしたので、今回はオーバースペックですが、この「300W対応のもの」選びました。

バッテリー用充電器

これも、バッテリー容量によって対応しているので、12V×20Ah=240Wh以上のものを探しました。

これは、サルフェーション除去機能というものが搭載されているので、バッテリーの寿命が結構長くなるみたいです。この機能、難しいことはわかりませんが、バッテリーの中のゴミを除去して、充電量が減らないようにしてくれる機能だそうです。

ちなみに、バッテリーの充電は、バッテリー容量(Ah)の1/10の電流(A)での充電 が、標準だそうです。ですので、今回のような20Ahのバッテリーの場合は、「2A」の設定で充電することになります。

車で行くキャンプや旅行で使うつもりなら、

車の発電機(オルタネーター)から直接充電できるシステム

のほうが良いかな?とも思いましたが、今回は思い立ったらすぐ充電できる、コンセント充電タイプで考えていくことにしました!

※ ただ、可能ならば、機器をつなげ変えるだけで、両方とも対応したポータブル電源システムを組むのが一番良いと思います!

これで、必要なものは全てそろいました。ここまでで、合計の値段を計算しますと、

吊り下げランプのソケット 2598円
LED電球×3灯 3750円
ランプ類合計 6348円
   
ディープサイクルバッテリー(12V、20Ah、6.3kg) 3990円
AC変換インバーター(300W、0.5kg) 3192円
バッテリー用充電器(45Ah、0.5kg) 3624円
ポータブル電源合計 10806円

バッテリー周りの合計重量は約7.3kgです。
こう見てみますと、「お手軽なAC100V対応ポータブル電源の既製品」と比べましても、値段の差はほとんどありませんね。

ここまでの組み合わせは、どっちを選んでも、「2日間LED電球3灯をともす」だけでバッテリーはほぼ空になる、と言う感じです。

「バッテリー」+「インバーター」の場合は、バッテリー容量を、自分で好きなように設定できるので、ためしにちょっと容量を大きくした場合でも考えてみました。。。

と言うか実際は、嫁に「わたくし、ドライヤーで髪を乾かさないと風邪をひくけど、それでもよくって?」などと、かなり高圧的に脅されたので、そもそもドライヤーが使えるのか?の検証でもあります。。。バッテリーはこれにしました。

80Ahのものです。12V×80Ah=960W の大容量となります!元々想定していたものの 4倍の容量 です! 前の記事で書いた、リチウムイオンバッテリーのメガトン級ポータブルバッテリーの2倍もの容量です!まさにモンスター級です。笑

といっても、キャンピングカーに積まれているサブバッテリーなどと比べたらまだ少ないんですけどね。。。

さて、使用する機器の最大消費電力、バッテリーの容量が増えたので、必然的に、インバーターのランクや、充電器のランクも上げる必要があります。

ドライヤーの消費電力が600Wなのでインバーターは1000Wまで対応のもの、バッテリー容量が960Wh(80Ah)なのでバッテリー用充電器は90Ahまで対応しているものを選びました。

やはり、付属品の値段も、結構上がってきますね。では、ポータブル電源の合計金額を出してみましょう。

ディープサイクルバッテリー(12V、80Ah、20kg) 9750円
AC変換インバーター(1000W、1.8kg) 9980円
バッテリー用充電器(90Ah、1.1kg) 6872円
ポータブル電源合計 26602円

となりました!
バッテリー周りの合計重量は約22.9kgです。バッテリー自体の重さが圧倒的に増えましたね。

もちろん、インバーターについては、今回の検証のように「ドライヤー」のような劇的に消費電力の多いものを使用しないで、ノートPC(消費電力60W程度)などのような、最大でも消費電力300W未満のものしか使わないのであれば、元々の300W対応インバーターで充分です。そうすると6800円くらい安くなって、総額で19800円くらいになりますね。まあ、その選択肢は普通に却下されるでしょうけど。。。

う~ん、それにしても。。。当初の値段からすると、約2倍以上の値段になってしまいました。。。でも、使えるバッテリー容量は4倍になっています。たしかに、お得になってはいるんですが、、、

では、このモンスター級のバッテリー容量を使って「LED電球3灯をともすだけ」なんていうのは、非常にもったいないので、先述のドライヤーを含めて、これ以外に何に使えるのか考えてみました。
というか、キャンプ中に使いたくなる可能性のある電気機器類の、必要な電力容量を挙げてみました。

想定は「冬季キャンプ 2泊」です。

LED電球 8W×3灯×5時間×2日 240Wh
嫁の髪を乾かすドライヤー 600W×1/5時間×2日 240Wh
Wサイズの電気敷き毛布  約27W×8時間睡眠×2日 432Wh
合計必要電力 912Wh

敷き毛布は、メーカーHPによると、この商品で「中」で使用の場合は消費電力が約27Wだそうです。

確保できるバッテリー容量が、960Whでしたから、必要なのが912Whであれば、かろうじてクリアです!とはいえ、ここまで使ってしまうと、バッテリーの劣化が気になるところですので、ちょっと苦しいかな、、、と言うところですね。1泊であれば余裕で大丈夫って感じですね。

冬のキャンプで、電気敷き毛布があれば、かなりヌクヌクでとても快適に朝を迎えられます。これはかなりの魅力ですよね!

ちなみに、ドライヤーと電気毛布は、商品によっては「精密機器」の部類に入るようで、今回採用しているような「擬似正弦波インバーター」では動作しない可能性もあります。ネットでも、使えるという意見と、使えないと言う両方の意見が出回っていますね。ドライヤーは原始的な構造のものであればいけるかもしれません。電気毛布は性能の高いマイコン制御のものはアウトっぽいです。いずれにしても、これらはやってみないとわからない、ってとこですね。

まとめ

では、これまでの記事をまとめてみると、

  • AC100V対応のポータブル電源の良いところ : 全てがオールインワンなので、携帯性やサイズがコンパクト。
  • 自作ポータブル電源の良いところ : ダメになった部分だけを交換できるというメンテナンス性が良い。容量などを自分で設定できる。

これはどちらにするか非常に悩むところですが、どちらを選んでも間違いは無いような気がします。何を一番優先するかでどちらを選ぶか決まるって言うところでしょう。

というわけで、結構悩みましたが、私は、こちらを選ぶこととしました! 次回記事へつづく。。。笑

 

<2018.09.05 追記>

この記事をはじめて書いてから、けっこう経ちますが、今ではこんな既製品も発売されているようです。

大容量ポータブル電源【PowerArQ】 371426595_1fcadf5787 DIY!自作ポータブル電源!①

かなり売れているようですが、容量もすごいですけど、値段もなかなかですね。汗

371426595_1fcadf5787 DIY!自作ポータブル電源!①

それでも、この「大容量 600Wh」と言うのは、キャンプに限らず、最近の災害対策などまで考えると頼もしい限りです。

そして、重さ 6kg と言うのは気軽に持ち運びが出来る重さですね。

インターフェイスも、

  • シガーソケット×1
  • USB×3
  • AC100V×1

と、バリエーションも充分ですね。

そして、どうやら、「メーカー保証 24ヶ月」が付いてくるようです。。。これが一番大きなメリットかもしれませんね。。。

キャンプだけでなく、災害時にも役立てたいと言う方 は、こういった コンパクト&軽量で大容量な商品 の方がおススメかもしれませんね。

「DIY!自作ポータブル電源!」全記事のまとめ

この記事、かなりの長編記事なので、見たい記事に簡単に飛べるようにまとめました~!

良ければここからお好きな記事にお飛び下さい~!

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DIY!自作ポータブル電源!⑤

DIY!自作ポータブル電源!⑥

DIY!自作ポータブル電源の収納箱を作る

番外編:「DIY!自作ポータブル電源!」への導入記事一覧

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「吊り下げランプ+バッテリー」をキャンプで使う ②

「吊り下げランプ+バッテリー」をキャンプで使う ③

 

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