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インバーターの役割って?直流(DC)と交流(AC)の違いとは?

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インバーターの役割と直流電流(DC)と交流電流(AC)の違い

という記事に移行しました!

 

自作のソーラー(太陽光)発電で使うインバーター
ソーラー(太陽光)発電を自作して家電製品を使いたい場合や、自動車で家電製品を使いたいときなどに使うのが『インバーター』という装置です。

一般的に『DC/ACインバーター』と呼ばれていますね。
一言でいえば、DC(直流)をAC(交流)に変換する機器ということです。

そして、インバーターにもいくつかの種類があって、変換後の電力にも違いがあります。

DC(直流)とAC(交流)の違いや、インバーターが変換した後の電気について説明いたしますので、自作ソーラー(太陽光)発電でインバーター選びに迷ったら参考にしてみてください。


■どうして変換する必要があるのか?
インバーターの働き-概略図
電気には大きく分けて直流と交流の2種類があります。

ソーラー(太陽光)で発電した電力やバッテリーに蓄えられている電力はDC(直流)です。乾電池も直流です。
一方、一般家庭の電源(商用電源)は交流です。

ソーラー(太陽光)発電や自動車バッテリーを電源として家庭用の家電製品を使うときには、インバーターでDC(直流)を交流(交流)に変換する必要があります。


■DC(直流)とAC(交流)の違いって?
交流と直流の違い


・DC(直流)

直流については説明の必要はありませんね。
常に一定の電圧となります。

自動車のバッテリーや乾電池は使っていれば電圧が下がってくるので、厳密に言えば一定ではないのですが電圧がマイナスになることはありません。

電流の向きが常に一定と言ったほうが正しいのかもしれませんね。


・AC(交流)

一般家庭のコンセントに供給されていますね。
トランス(変圧器)を使うことで簡単に電圧を変えることが出来るので、家庭用の電気は交流となっています。

AC(交流)の電気は、時間の経過とともに周期的に電流の大きさと方向(+と-)が変わります。

そして、『1秒間に何回変わるか?』を周波数といいます。
電流の向きが1秒間に50回変われば50Hz(ヘルツ)、60回ならば60Hz(ヘルツ)ということになります。

日本で使われている電気は、東日本が50Hzで西日本が60Hzです。
日本に電気を普及するときに東京と大阪で違う発電機を導入したことが原因で、統一されないまま現在に至っています。

また、電気製品も50Hz用と60Hz用の2種類が流通していました。
ちなみに、今ではどちらの周波数でも使える電気製品がほとんどです。


■インバーターは変換した後の電気にも違いがある!
正弦波と矩形波の違い
インバーターにはいくつかの種類があって、一般家庭のコンセントに供給されている正弦波で出力するものと、矩形波(くけいは)で出力するものがあります。

自作でソーラー(太陽光)発電する場合などは、使用したい電気製品に応じて対応するインバーターを選ぶ必要があります。

また、出力する電気の周波数も考える必要があります。


・正弦波タイプのインバーター
一般家庭のコンセントに供給されている電気と同じなので、インバーターの出力に見合った家電製品であれば問題なく使えます。

・矩形波タイプのインバーター
(擬似正弦波、調整矩形波含む)
擬似正弦波や調整矩形波は、矩形波をもっと段階的にしたもので、階段のようなグラフになります。
波形に依存して動作する機器(インバーター方式蛍光灯や、マイコン制御の電気製品)は使用できません。


いずれのインバーターにも、
・50Hz⇔60Hz、切り替え式のインバーター
・50Hz⇔60Hz、どちらか一方のインバーター
・55Hz固定のインバーター

などがあるので、使用する家電製品とのマッチングを考えた上でインバーターを選ぶ必要があります。


ひとえにインバーターといっても数種類あるので、使いたい機器に合わせて慎重に選んでみてください。

また、インバーターが出力する電力も様々です。
200W程度のものから3000W超の出力を持つものまで価格も多岐にわたります。

正弦波を出力できるものや、定格出力が大きくなるにつれて高額になっていきます。


ちなみに新潟おてんとサンが使っているインバーターは、
・定格出力、750W
・瞬間最大出力、1500W(0.1秒)
・出力周波数、55Hz(固定)
・出力波形、調整矩形波

というものです。


さて、いかがだったでしょうか?

一言でインバーターといっても選択には幅があります。
使用目的に合ったインバーターを探す参考にしてみてくださいね。

以上、『かんたん自作ソーラー発電』の新潟おてんとサンでした。


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at 18:30, 新潟おてんとサン, 自作ソーラー発電の基本

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