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蓄電池は12 V・24 V・48 Vのどれを選ぶ?バンク電圧の決め方

· 読了時間:約5分 ·

バンク電圧で電流、ケーブルの太さ、損失がどう変わるかを見て、システムの出力に合わせて12 V・24 V・48 Vを選びます。計算ツール付きです。

同じ出力でも電流は変わる

蓄電池バンクを組むとき、最初に決めるのは電圧です。負荷の電力は変わりませんが、バンクから流れる電流は大きく変わります。電圧が低いほど電流は大きくなります。以下の計算は、変換損失のない直流電力を前提にしています。

2,000 W負荷の電力÷48 Vバンクの電圧=42 Aバンクの電流
167 A2 kWを12 Vで流したときの電流
83 A2 kWを24 Vで流したときの電流
42 A2 kWを48 Vで流したときの電流

電流が大切な理由

大電流には太いケーブルと大きなヒューズ・ブレーカーが必要で、ケーブルが発熱するため損失も生じます。失われる電力は電流の2乗に比例します(P = I² × R)。電流が2倍になると、損失は4倍です。

25 mm²・3 m(片道)のケーブルでの損失、負荷2 kW

12 Vバンク(167 A)5.8%・117 W
24 Vバンク(83 A)1.5%・29 W
48 Vバンク(42 A)0.4%・7 W

12 Vから48 Vにすると、同じケーブルで損失は元の1/16になります。大きなシステムほど高い電圧を使うのはこのためです。

自分のデータで比べる

電力、バンクの電圧、ケーブルの長さと断面積を入力してください。計算ツールが、電流、電圧降下、銅線で失われる電力を示します。

操作して学ぶ

12 V・24 V・48 Vを比べる

同じ電力で、バンクの電流と銅ケーブルでの損失を確認します。電圧が高いほど電流と損失が小さくなります。

42 Aバンクの電流
0.36%ケーブルでの電圧降下
7.3 Wケーブルで失われる電力
0.36%ケーブルで失われる電力の割合

銅ケーブルの往復で計算しています。断面積は許容電流にも耐える必要があり、適切なヒューズでの保護も必要です。

出力に応じた電圧の選び方

12 V

約1 kWまで

照明、ポンプ、キャンピングカー、ボートなどの小さなシステム向けです。電流が大きいため、ケーブルは短く太くする必要があります。

24 V

1~3 kW

小さな住宅や山小屋に向く中間の選択です。電流は12 Vの半分で、12 Vの蓄電池2個を直列にします。

48 V

3 kW超

ハイブリッドインバーターやラック型の家庭用蓄電池で最も一般的な電圧ですが、すべての製品が48 Vとは限りません。電流が小さく、ケーブルは細く、損失も少なくなります。

これらの区切りはおおよその目安で、厳密な決まりではありません。決め手はインバーターの入力です。バンクは、機器が受け付ける電圧にする必要があります。

希望の電圧を作る方法

4直列 × 1並列:48 V、100 Ah、4.8 kWh12 V12 V12 V12 V
12 Vの蓄電池4個を直列にすると、Ah容量はそのままで、48 Vのバンクになります。
  • 直列は電圧を足す:12 Vの蓄電池4個で48 Vになり、Ah容量は蓄電池1個分のままです(蓄電池の直列と並列を参照)
  • インバーターとバンクは一緒に選ぶ:インバーターの入力電圧が、バンクの電圧を決めます
  • ケーブルと保護:ケーブルの断面積は電流に耐えられる太さにし、ヒューズも電流に合わせて選びます(システムの保護機器を参照)
  • 将来を考える:後から電圧を変えるには蓄電池とインバーターの交換が必要です。増設の余地がある電圧で始めるのが得策です

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この記事の図を読み込んだEditor Solarです。機器を移動し、ラベルを変更し、部品を接続して、PNG・SVG・PDFで書き出せます。無料で、すべてブラウザー上で動作します。

48 Vのバンクが2 kWに給電します。ケーブルを流れる電流は42 Aだけです。

試してみましょう: 出力を、同時に使う予定の負荷に置き換えて、12 V・24 V・48 Vでのバンクの電流を計算し直しましょう。

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