地球気候変動防止　Global Climate Change Prevention

自作できる 小型・高効率の太陽光発電・蓄電システム

Compact, high-efficiency solar generation and storage system by DIYers

　世界規模の気候変動で毎年、世界のどこかで起きている大規模な火災、洪水、酷暑、干ばつなの災害は産業革命以降の人間の活動が原因です。

　気候変動防止を政府、企業の責任にしないで、世界中の個人個人がこれまでの活動を反省し、防止のための具体的な行動を起こすことが重要です。

　この具体的な行動の一つとして、私は、過去には「待機電力のゼロ化」技術開発に取り組み、節電に注力し、「省エネ大賞」も受賞し、技術は無償公開しました。

　そして、今、家庭の軒先にも設置できる「小型・高効率太陽光発電・蓄電システム」の開発に取り組んでいます。

　利益志向の活動ではなく、非利益のグループ活動として、以下の考えに賛同、協力いただける方々と社会的に意義のある活動にしてゆきます。

　参加いただける方は他者のアイデア、試作物を批判しないこと、そして自身のアイデアは実際に自ら具現化し、その結果を他者と無償共有できる人に限ります。

　Large-scale fires, floods, extreme heat, droughts, and other disasters that occur somewhere in the world every year as a result of global climate change have been caused by human activities since the Industrial Revolution.

　It is important for individuals around the world to reflect on their past activities and take concrete actions to prevent climate change, rather than making climate change prevention the responsibility of governments and corporations.

　As one of these concrete actions, in the past I worked on the development of "zero standby power" technology, focused on saving electricity, and even won the "Energy Conservation Grand Prize". This technology has been released free of charge.

　And now, I am working on the development of a "compact, high-efficiency solar power generation and storage system" that can be installed even in the eaves of homes.

　As a non-profit group activity, rather than a profit-oriented activity, we will make our activities socially meaningful with those who agree and cooperate with the following ideas.

　Participants must not criticize the ideas and prototypes of other participants and must be able to actually realize their own ideas by themselves and share the results of their work and/or improvements with others free of charge.

自作できる小型・高効率太陽光発電・蓄電システムとは？

What is a compact, high-efficiency solar generation and storage system like?

小型・高効率の太陽光発電・蓄電システム    構　成

＊発電パネル4枚～8枚（200W～400W）　　＊蓄電地 1～2kW

＊簡易太陽追尾装置自作キット　　　　 ＊自動電源切り替え装置自作キット

＊設置台自作キット 　　　　　　　　　　　＊WiFi管理監視

Composition

* 4 - 8 power generation panels (200 - 400W)     * Storage battery: 1 to 2 kW

* Self-built kit for simple solar tracking device 

* Self-built kit for automatic power switching device

* Self-built kit for installation stand      * WiFi management and monitoring

　　ノウハウ無料　見学自由　　Free Know-how   Free to visit

既存の技術や設備に新しい技術や設備を組み合わせてより良いものにする工業的な意味のハイブリットがあります。

自動車では動力源をガソリンエンジンとバッテリーを使用し、実用的で環境に優しい方式と認知されています。

家庭電源も商用（グリッド）電源と自家太陽光発電・蓄電システムを組み合わせてハイブリッド化すれば実用的で環境にはベターな方式になります。

以前、投稿しましたようにわずか400Wの小型・高効率の太陽光発電・蓄電システム（既存の住宅の屋根設置型システムの十分の一のサイズ、価格）で夏のエアコンや他の季節の冷蔵庫や家電製品への電力供給（総使用量の20、30％）が可能となり、地球気候変動防止に貢献し、電気料金の低減につながります。

このような家庭電源のハイブリッド電源化にご関心のある方にはノウハウは無料提供します。見学も自由です。

There is the industrial meaning of hybrid, which combines existing technology and equipment with new technology and equipment to make it better.

In automobiles, the power source is a gasoline engine and battery, which has been recognize as a practical and environmentally friendly method.

Home power sources can also be practical and better for the environment if they are hybridized by combining commercial (grid) power sources with private solar power generation and storage systems.

As I have posted previously, a small, highly efficient solar power generation and storage system of only 400W (one-tenth the size and price of existing residential roof-mounted systems) can supply power (20-30% of total usage) for air conditioners in summer and refrigerators and appliances in other seasons, contributing to the prevention of global climate change and reducing electricity rates.

The know-how is provided free of charge to those interested in this kind of hybrid power supply for home power sources. Visits are also free.

「従来法との比較」、   「発電＆消費データ」、   「自作ワークショップ」

「Comparison with conventional systems」, 

「Generation & Consumption Data」, 「Workshop for DIY work」

「従来法との比較」、「Comparison with conventional systems」

発電・使用状態 2024.09.26（木） 

東西変更度 100（-50～+50）度　南中角度26度　北2度

発電効率：パネル特性の太陽エネルギー変換率（通常15～20%）ではなく、使用したパネルの発電可能量（400W ）に対する実際の発電量の％です。

Power generation and usage data 2024.07.28（Sunday）

East-west change angle 100（-50～+50）degrees　 Noon Sun Angle 11 degrees　

Northeast angle 60 degrees　

Power generation efficiency: It is not the solar energy conversion rate of the panel characteristics (typically 15-20%), but the % of actual power generation relative to the amount of power the panel used can generate (400W).

他の「発電＆消費データ」、More「Generation & Consumption Data」

太陽光発電を、年間を通じて、最大効率化するためには発電パネルの角度を毎日及び季節ごとに変更する必要があります。

毎日のパネル角度の変更は東西方向の変更で、自作した太陽追尾方式で自動的に行っています。

季節ごとのパネル角度が南中角度ですが、春分と秋分時期は22度、冬至時期は34度、そして夏至の時期は10度です。

南中角度の修正は一年で4回だけですから、手動で行います。重心を中心に回転させて行えるようにパネルの台座を製作していますので、大きな力は不要で、簡単に行うことができます。

おかげで、天気が良ければこの時期でも9時から4時くらいまで発電効率が通常の倍以上の70%以上になります。（通常は30%程度です。）

添付データは11月9日、午前11時時点の数字で、発電効率は７７％です。

The south-central angle of panels during the winter solstice and its modification process

To maximize the efficiency of solar power generation throughout the year, the angle of the generation panels must be changed daily and seasonally.

Daily panel angle changes are made in the east-west direction, using a self-made automatic sun tracking system.

The seasonal panel angle is the south-central angle, which is 22 degrees during the spring and fall equinoxes, 34 degrees during the winter solstice, and 10 degrees during the summer solstice.

Corrections to the seasonal south-central angles are made only four times a year and are done by hand. The base of the panel rotates around its center of gravity, so no great force is required and it is easy to do.

Thanks to this ingenuity, the power generation efficiency is more than 70%, more than double the normal efficiency, from 9:00 to 4:00, even during this season when the weather is good. (Normally, it is about 30%.)

The attached data is as of November 9, at 11:00 a.m., with a power generation efficiency of 77%.

以下はカリフォルニア州、ロスアンゼルス在住の友人からのメール内容です。（2024年10月）

アメリカでのご自宅での太陽光発電利用状況が記述されています。

私の方式は発電パネルの対太陽露出が最大になり、素晴らしい、とのことです。

The following is the content of an email from a friend of mine living in Los Angeles, California. (October in 2024)

It describes the use of solar power at their home in the United States. 

He says that my method is great because it maximizes the solar exposure of the generating panels.

Dear Karl,

I read your website on renewable energy. Growing trees is a long term strategy and slow process. One can take immediate action to renewable energy by reducing power consumption at home. I did that in two stages. First I replaced most of my  incandescent and quartz lamps with compact fluorescent lamps (CFL), however  the color temperature was awful.  Later when LED became available, I replaced them with LED and selected the color temperature to suit.  

 

When I rebuilt my home in 1990, the 200 Ampere power panel was selected based on loading of the house illuminated by incandescent and quartz lamps.  Now, with LED, power consumption is less than one quarter of incandescent. That is a significant saving.  When we are both away traveling, the house draw power for security camera & lights, internet equipment and home power control plus the all important refrigerator. The consumption is below 600w. Our house power is 240VAC split phase, three wires: L1, L2 and Neutral. House hold power is tapped between the Neutral and L1 for 120V. 

My solar 8.5KW PV system with 27 Panasonic panels was installed in 2017 and the investment is already recovered by electrical utility savings over 6 years. I do not have a battery as power outage is very rare.  The Los Angeles Department of Water and Power (LADWP) installed “Net Metering”. In the day time when PV is generating and the house is consuming low power, the excess power is fed back to the grid, and DWP gives me credit for this power generation.  In the evening when the PV is idle and the house draw power for lighting, TV, fridge, power is drawn from the grid.  My most recent electric bill is US$0.01 per month.  There are times when it is higher when we run the AC a lot.  This include powering the house and charging my EV. I hope this information is of interest to your readers.

 

Your equatorial mount for your PV System is brilliant. This maximizes exposure to the panels.   

以下はこのシステム開発を開始して約3か月間の間にSNSに投稿した6件の内容です。（下の記事から古い順になっています。）

Below are six posts on social networking sites during the first three months of developing this system. (From the bottom, the posts are in order of oldest to newest).

自作できる小型・高効率太陽光発電・蓄電システムのビデオ紹介

昨日のホームページに紹介に引き続き、現在開発中のシステムが従来型の2倍以上に高効率の発電ができるのかを、この段階ですが、以下のビデオで紹介します。

https://youtu.be/-F2GWhxX_ss

開発中ですが、独占せずに、誰でも自作できるシステムとして協力いただける方々と更に共同開発、改良を進めます。

できるだけ多くの人にこのシステムを日曜大工感覚で自作、設置してほしいからです。

それが地球気候変動のために世界中で頻発している熱波、山火事、洪水、干ばつなどの災害防止のための具体的な行動の一つになることを願っています。

なお、BGMは太陽をイメージして、ラテン音楽で、私のギター演奏曲の一つ、「ソラメンテ ウナ ベス」（https://youtu.be/yJGNqctp2q4）を使っています。

よろしければ、この投稿を拡散して下さい。

A compact, high-efficiency solar power generation and storage system that can be made by oneself, introduced in video

Following yesterday's introduction of our website, the following video shows how the system we are currently developing can generate electricity at more than twice the efficiency of conventional systems.

https://youtu.be/-F2GWhxX_ss

We further continue to develop and improve it jointly with our collaborators as a system that anyone can build on their own DIY work, without monopoly.

We hope that this will be one of the concrete actions to prevent heat waves, wildfires, floods, droughts, and other disasters that have been occurring frequently around the world due to global climate change.

The background music is "Solamente Una Ves", one of my guitar pieces (https://youtu.be/yJGNqctp2q4), in Latin music with the image of the sun.

If you would like to help, please spread the word about this post.

電源自動切替装置第2号　

自作した2台目の装置のテストを太陽光発電・蓄電装置に接続したエアコンで行っています。

主電源をこの太陽光発電・蓄電装置に、副電源を商用電源に接続していますので、仮に主電源（蓄電池）からの電力供給がゼロになれば、自動的に商用電源に切り替わりエアコンは運転を続けます。

自家発電電力の100%自家消費には欠かせない大切で不可欠なスイッチ道具です。

Automatic Power Switching Device No. 2

I have been testing the second device (switch) I have made by myself on an air conditioner that is connected to the solar power generator/storage power supply system.

The main power supply is connected to this solar power generator/storage power supply system and the secondary power supply to the commercial power supply. If the power supply from the main power supply (battery) from the solar generator drops to zero, the air conditioner will automatically switch to the commercial power supply and continue operating.

This is an important and indispensable switching tool that is indispensable for 100% self-consumption of self-generated power.

自作電源自動切替装置

商用電源と自家発電電源の切り替えを自動的に行うスイッチを作りました。

太陽光発電で発電し、蓄電した電源を主電源にして、これがゼロになった場合に自動的に商用電源に切り替えるためのスイッチです。

不要の電気製品の電線とプラグ、購入したモジュールを無償の収納箱に入れて配線しただけ、ですが。

おかげさまで、テスト、作動確認では期待通りの結果になりました。

小学生の図工の時間みたいに、何かを作るのは楽しいですね。

商用電源と自家発電電源の切り替えを自動的に行うスイッチを作りました。

太陽光発電で発電し、蓄電した電源を主電源にして、これがゼロになった場合に自動的に商用電源に切り替えるためのスイッチです。

不要の電気製品の電線とプラグ、購入したモジュールを無償の収納箱に入れて配線しただけ、ですが。

おかげさまで、テスト、作動確認では期待通りの結果になりました。

小学生の図工の時間みたいに、何かを作るのは楽しいですね。

Home-built Automatic Power Supply Switching Device

I have made a switch that automatically switches between commercial and private power generation sources.

The switch is designed to use the power generated and stored by solar power generation as the main power source, and automatically switch to commercial power source when the former power source becomes zero.

I just wired up the wires and plugs of the unneeded electrical products and the purchased module in a free box I had been given, though.

Tests and operational checks showed that the results were as expected.

It is fun to create something, just like in elementary school arts and crafts class.

小規模太陽光発電＆蓄電装置のすすめ

これまで太陽光発電された電気は電力会社に売ることができましたが、その売電価格は低下の一途をたどっています。政府の方針はいつでも身勝手に変わります。

さらに、電力会社はいつでも太陽光発電された電気の買い取りを停止できます。

このような不利な条件下で個人が太陽光発電を開始する時には売電は考えずに、以下のことに注意すべきです。

１．大きな太陽光発電装置（3 – 5キロ）は導入せず、1キロ規模、せいぜい2キロ規模まで発電＆蓄電装置にする。必要以上に大きな装置はお金と資源の無駄使いです。

２．小規模太陽光発電＆蓄電装置で発電された電気は日中に使用し、余分量は蓄電し、夜間使用で使い切る。

３．太陽光発電電気を主電源として、不足が生じれば商用電源をバックアップ用の副電源として補う。

Recommendations for small-scale solar power generation and storage devices

Until now, solar-generated electricity could be sold to the power company, but the price has been steadily declining. Government policy can be changed at will at any time.

Furthermore, power companies can stop purchasing solar-generated electricity at any time.

When individuals start solar power generation under these unfavorable conditions, they should not consider selling power, but should be aware of the following

1. Not to install a large solar power generation system (3 - 5 kilometers), but rather a small power generation and storage system up to 1 kilowatt or at most 2 kilowatts in size. Equipment that is larger than necessary is a waste of money and resources.

2. To use the electricity generated by small-scale solar power generation and storage devices during the day, store the extra amount, and use it up at night.

3. To use solar-generated electricity as the main power source, supplemented by commercial power as a backup sub-power source if shortages arise.

太陽光発電の100%利用

持続性のある太陽光発電による電気は直流を交流に変換する損失（5 %）、遠くへ運ぶ時の損失（3 - 5 %）を最少にすることで、地球環境保護により大きな意味を持ちます。

自家発電し蓄電した電気は100パーセント自家消費、有効利用するのがベストです。

蓄電池からの電気がゼロになった場合には商用電源電気をバックアップとして使いますが、これは通常の電気利用の考えとは真逆です。

世界で携帯電話が主流になり、回線電話がバックアップの通信方法になっているように。

100% use of solar power

Sustainable photovoltaic electricity is more significant for global environmental protection by minimizing the loss of converting DC to AC (5 %) and the loss of transporting the electricity to distant places (3 - 5 %).

It is best to consume and effectively use 100% of the electricity generated and stored on site.

If the electricity from storage batteries becomes zero, commercial electricity is used as a backup, which is the exact opposite of the normal way of thinking about electricity use.

It is just as cellular phones have become mainstream around the world and line telephones are the backup communication method.

太陽光発電の効率向上：

二酸化炭素排出抑制のために個人レベルでできることはいろいろな分野で多くの人が実行していると思います。

電気エネルギーに関し個人ができることは効果的な節電と効果的な再生エネルギー発電です。

前者の節電については、私は約30年前に開発し、省エネ大賞を受賞し、NTTでも技術を採用いただいた「節電虫」技術と装置があります。

後者の効果的な再生エネルギー発電については、現在、5月から小型家庭用太陽光発電と蓄電システムを使って、より効率的な発電方法のテストに注力しています。

目標は既存の地上固定型の太陽光発電より発電量を数十パーセント高めること、そして、発電された電気の送電ロスを生じないように昼夜、自宅で100％利用すること、そしてそれを実現できる安価で簡単な装置システムの開発です。

Improvement of efficiency of solar power generation

Many people are doing what they can do on a personal level to reduce carbon dioxide emissions in various areas.

In the area of electric energy, what individuals can do is to effectively save electricity and effectively generate renewable energy.

For the former, I have a “Setsuden-mushi” technology and device that I developed about 30 years ago, which won the Energy Conservation Grand Prize and was adopted by NTT.

Regarding the latter effective renewable energy generation, I have now been testing a small household solar power generation and storage system under various conditions to generate electricity more effectively since this May.

My goal is to increase the amount of electricity generated by tens of percent over existing ground-based fixed solar power generation, and to develop an inexpensive and simple equipment system that make use of the generated electricity 100 percent at home day and night without transmission losses.

こちらを参照下さい。    Please refer to this site.

こちらも参照下さい。    Please visit this site as well.

このプロジェクトの目的は待機電力消費をゼロにすることにより原子力発電所一基分、100万キロワットを削減することでした。

The goal of the project was to reduce standby power consumption to zero, saving one million kilowatts, or the equivalent of one nuclear power plant.

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