インバーター装置の仕組みとは?発電システムの構築方法を解説

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インバーター装置の仕組みとは?発電システムの構築方法を解説

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「インバーター装置の仕組みについて知りたい」という方もいるはずです。インバーター装置とは、電流を直流から交流に変換する装置のことです。さまざまな電気機器に使用されており、電力消費を抑えて省エネで運用できるというメリットがあります。

 

今回は、インバーター装置の仕組みやメリット・デメリット、発電システムとの関係性を解説します。インバーター装置に興味がある方は、ぜひ本記事を最後までご覧ください。

 

インバーター装置とは?

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インバーター装置とは、電流を直流から交流に変換する装置のことです。「インバーター」という言葉自体は、基本的に直流電流を交流電流に変換する回路そのものを指します。

 

エアコンや洗濯機、冷蔵庫など、さまざまな家電製品に使用されているほか、エレベーターや工場のコンベアーといった専門的な機器にも活用されています。このインバーター装置を利用すれば、電気機器のモーターの回転数を変化させることが可能です。

 

エアコンを例にあげてインバーター装置の役割を解説します。インバーター装置が搭載されていないエアコンの場合、運転の再開と停止しか基本行えません。極端なオンオフしか行えないため、室内の温度は安定せず、電力を無駄に消費してしまいます。

 

一方、インバーター装置が搭載されているエアコンは、運転時に高速でモーターを回してファンを回転させ、ファンの回転数に応じて室内の温度を調整します。完全なオンオフではなく、微量なファンの回転数のみで温度調整を行えるため、無駄な動きが省かれ電力を大幅に抑えることができるのです。

 

このようにインバーター装置を用いれば、モーターの回転速度や回転数を柔軟に変えられます。あらゆる電気機器にとっては、まさになくてはならない装置だと言えます。

 

インバーター装置の仕組み

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インバーター装置は、コンバーター回路・コンデンサ・インバーター回路の3つで構成されています。

 

まずはコンバーター回路で交流を直流に変換し、コンデンサで充電と放電を繰り返して安定した直流に整えます。コンバーター回路で一度直流に変換するのは、電圧や周波数が希望のものと異なるためです。柔軟に変換しやすいよう、コンバーター回路で一度直流に変換します。

 

コンデンサでより安定した直流に整えたあとは、インバーター回路で直流を任意の周波数や電圧で交流に変換させて出力します。モーターを動かす場合は、周波数のみを変更すると過剰な電流が流れる恐れがあるため、電圧も適切なものに変換する必要があるのです。

 

なお、インバーター回路には複数のスイッチを組み合わせた「スイッチング技術」が応用されており、電流の方向を変えてプラスとマイナスの電圧を作り出すことで、交流電流を出力しています。

 

コンバーター回路とインバーター回路の違い

コンバーター回路とインバーター回路は、どちらも直流と交流を変換するための回路で、名称もよく似ています。

 

しかし、コンバーター回路は交流を直流に、インバーター回路は直流を交流に変換する役割を持ちます。つまり、双方はそれぞれ反対の役割を持っているのです。

 

なお、インバーター装置自体がノイズの発生源になることもあり、その場合はほかの電気機器に影響を与える可能性があります。そのノイズを予防・改善するためにも、インバーター装置の仕組みを知っておくことが大切です。

 

インバーター装置のメリット・デメリット

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インバーター装置を利用するメリット・デメリットをそれぞれ解説します。良い点と悪い点の両方を知ることで、よりインバーター装置への理解が深まるはずです。

 

インバーター装置のメリット

インバーター装置のメリットは、電力消費を抑えて省エネで運用できることです。インバーター装置は回転機が必要以上に速度を出さないよう、周波数を調整して回転数を抑えています。

 

単純にモーターの電源をオンオフしてしまうと、急スピードで動き始めたり、急停止したりなど、非常に荒っぽい動きになります。その動きはモーターそのものに負担がかかるほか、無駄に電力を消耗してしまいます。

 

しかし、インバーター装置を使ってモーターを動かせば、無駄な動きが少なくなりスムーズに回転するため、モーターへの負担や無駄な電力消費がなくなり、電気機器を省エネで運用することが可能です。

 

このメリットはさまざまな電気機器で得られるため、インバーター装置の重要性が高まっています。

 

インバーター装置のデメリット

インバーター装置にはメリットだけでなく、デメリットも一部存在します。最大のデメリットは、高額なコストが発生することです。

 

インバーター装置の本体は数万円、場合によっては複雑な回路の電気工事費も発生します。コストが高額になってしまう以上、インバーター装置を利用する際には、費用に対するメリットが本当に見込めるかどうかの検討が必要です。

 

また、インバーター装置は使い続けるとノイズが発生します。コンデンサには寿命があり、安全に長く使い続けるためには、定期的なメンテナンスや交換作業が求められます。

 

発電システムの構築にはインバーター装置が必要不可欠

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環境に優しい太陽光発電を行うためには、インバーター装置が欠かせません。そもそも太陽光発電は、太陽の光エネルギーを太陽電池を介して電力に変換する発電方法です。

 

太陽電池は光エネルギーを浴びて直流電流を作り出しますが、実際に電気機器で利用する際には交流電流に変換する必要があります。その変換を行うために、インバーター装置が太陽光発電で活用されているのです。

 

つまり、太陽光を使った発電システムを構築するためには、インバーター装置が搭載されている発電機器が必要となります。とはいえ、最近のポータブル電源や蓄電池にはインバーター装置が搭載されているため、そこまで気にかける必要はありません。

 

太陽光発電のメリット・デメリット

太陽光発電には、メリットとデメリットの両方が考えられます。太陽光発電システムの構築を検討している方は、以下のメリット・デメリットをご確認ください。

 

【メリット】

  • 太陽光さえあれば確実に電力を作り出せる
  • アウトドアや緊急時でも発電できる
  • エネルギー不足に陥る心配がない
  • 排気ガスや二酸化炭素を発生させない

 

【デメリット】

  • 太陽が出ていない夜間や天候が悪い状況では発電できない
  • エネルギー密度が低く、発電効率は決して高くない
  • 大量の電力を作るためには広大な土地が必要になる

 

スマートに発電システムを構築できる「パワーシステム」

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スマートに発電システムを構築したいなら、ソーラーパネルやインバーター装置、バッテリーなどのモジュールがセットになった「EcoFlowパワーシステム」がおすすめです。

 

EcoFlowパワーシステムは、業界初のコンパクトなモジュール型電源システムです。カスタム性が高く、小住宅やトレーラーハウス、キャンピングカーなどの電源として活躍します。

 

本製品は携帯性に優れており、持ち運ぶ際に負担になりづらいため、アウトドアや緊急時にも有効的に活用できます。

 

また、専門知識がなくても簡単にセットアップできるので、初めて発電システムを構築する方でも安心です。普段使っている電子レンジやノートパソコン、テレビなど、さまざまな電気機器へ電力を供給できます。

 

EcoFlowパワーシステムの充電方法

EcoFlowパワーシステムはソーラー充電入力・オルタネーター入力・外部電源入力・スマート発電機入力の4種類の充電方法に対応しています。車のオルタネーター入力でも、1000Wの高速充電が可能です。

 

外部充電があれば3000Wで充電できるため、電力消費の激しい電気機器を使用しても問題ありません。発電システムの構築を検討している方は、ぜひ以下の公式サイトから商品情報をご確認ください。

 

コンパクトな次世代RV&オフグリッドシステム「パワーシステム」はこちら

 

ソーラーパネルとポータブル電源を導入するのも1つの手

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スマートに発電システムを構築する方法はパワーシステム以外にも、ソーラーパネルとポータブル電源を導入するという手があります。初期コストが低くて手軽に導入できるほか、サイズがコンパクトで軽量なので、より携帯性に優れているのが特徴です。

 

しかし、パワーシステムに比べて発電効率が悪く、機能が限られているという難点を持ちます。とはいえ、太陽さえ出ていれば確実に発電できるため、自宅やアウトドア、緊急時など、さまざまなシーンで活躍します。

 

EcoFlowが販売するソーラーパネル「220W両面受光型ソーラーパネル」

「220W両面受光型ソーラーパネル」は、両面に受光パネルを備えて高い発電効率を実現したソーラーパネルです。表面から太陽光を受けるだけでなく、地上や屋上、大気中などのあらゆる反射光を裏面のパネルで受光して発電できます。

 

両面のパネルで太陽光発電を行うことで、より効率的に電力を生成できるほか、IP68の防塵・防水仕様により、148度の耐熱性能を兼ね備えているのもポイントです。

 

折りたたみに対応していることから、キャンプや車中泊、ハイキングなど、本格的なアウトドアでの利用にも向いています。

 

サイズ

82×183×2.5cm

重量

約9.5kg

定格出力

表面 220W / 裏面 155W

効率

22〜23%

接続タイプ

MC4

開回路電圧

21.8V (Vmp 18.4V)

短絡電流

13A (Imp 12.0A)表面/ 8.8A (Imp8.4A)裏面

電池タイプ

単結晶シリコン

公式URL

https://jp.ecoflow.com/products/220w-solar-panel

EcoFlowが販売するポータブル電源「DELTA 2」

続いて、EcoFlowが販売するポータブル電源「DELTA 2」を紹介します。本製品は新発売したばかりのポータブル電源で、ブランド創業5年のテクノロジーとノウハウが余すことなく集約されています。

 

日常からアウトドアまで、これ1台で電力をまかなえるほどパワフル。その上、重量は約12kgと比較的軽量なので、持ち運ぶ際に負担になりづらいのが利点です。

 

本体の蓄電池には、いま流行りの「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー」が採用されています。この蓄電池は安全性が高く、発熱や有毒ガスが発生しづらいという特徴を持ちます。

 

蓄電池のサイクル寿命も長いため、「パワフルなポータブル電源を長く愛用したい」という方にもおすすめです。

 

容量

1,024Wh

定格出力

1,500W

AC充電入力

最大1200W

サイズ

40.0 x 21.1 x 28.1 cm

重量

約12kg

出力口

合計15

ACx6

USBx6

DCx2

シガーソケット x1

公式サイト

https://jp.ecoflow.com/products/delta-2-portable-power-station

 

ソーラーパネルとポータブル電源のセット商品

本サイトを運営するEcoFlowは、ソーラーパネルとポータブル電源のセット商品も販売しております。セット商品を購入すれば、それぞれを接続してすぐに太陽光発電を実施できます。

 

本製品による太陽光発電のセットアップは簡単なので、ソーラー発電の入門としておすすめの商品です。自宅で発電して電気代の節約に役立てたり、アウトドアで電気機器に電力を供給したりなど、さまざまなシーンで活躍します。

 

なお、ソーラーパネルは折りたたみが可能で、ポータブル電源はコンパクトかつ軽量なので、荷物の負担を感じやすい緊急時でも有効活用できます。セット商品の一例は、以下の一覧表をご確認ください。

 

セット内容

DELTA Max 2000 +400Wソーラーパネル

EFDELTA +220W両面受光型ソーラーパネル

DELTA mini +220W両面受光型ソーラーパネル

容量

2016Wh

1260Wh

882Wh

ソーラー入力

最大800W

最大400W

最大300W

参考価格

357,440円

202,540円

179,260円

公式サイト

https://jp.ecoflow.com/products/delta-max-2000-solar-generator-400w-solar-panel?variant=42188872253601

https://jp.ecoflow.com/products/efdelta-solar-generator-220w-solar-panel

https://jp.ecoflow.com/products/delta-mini-solar-generator-220w-solar-panel?variant=42188960366753

 

EcoFlowが販売するソーラーパネルとポータブル電源のセット商品は、以下の公式サイトよりご確認いただけます。太陽光発電に興味がある方は、ぜひ一度セット商品の詳細をご覧ください。

 

EcoFlowが販売するソーラーパネルとポータブル電源のセット商品を確認する

 

まとめ

本記事では、インバーター装置の仕組みやメリット・デメリット、発電システムを構築する方法を解説しました。

 

インバーター装置はエアコンや洗濯機、冷蔵庫など、さまざまな電気機器に使用されています。インバーター装置を利用すれば、電力消費を抑えて省エネで電気機器を運用することが可能です。太陽光発電システムの構築にも、このインバーター装置が一役買っています。

 

なお、EcoFlowが販売する「パワーシステム」にもインバーター装置が内蔵されており、スマートに発電システムを構築できます。簡単にセットアップできるので、初めて太陽光発電を実施する方でも安心です。

 

「発電システムの構築に興味がある」「アウトドアで電気機器を利用したい」という方は、ぜひ以下の公式サイトから製品情報をご確認ください。


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