2013年4月30日火曜日

とりあえすバンガロールにはMOUSERが有るので・・MPUとか困らない。

折角海外に出たのだから。アマチア向けのちょっと余裕が出たらPCB製作とかキット販売のシステムを考えて見たい。
国際汎用性を考えると、Arduino基準でやりたいと思う。
インドの安い人件費を考慮すれば完成品として生産する事も可能だと思う。
PCB製作などはバンガロールには結構有ると聞いてるし。

インドに来たのは、日本人街を作れないかと言う案で来た訳だが、そうゆう部分を維持していくためにも、インドの低賃金を労働力、日本人のアマチア・エンジニアのアイディアそしてインドからの輸出と言う関係を作って協力してくれるインドに貢献して行きたい。

こうゆうのやってみないか?的なアイディアがあったらぜひメッセージを下さい。

僕は結局2年止めてしまったPEKE規格をあと半年位で再燃出来ないかなと思ってます。

ほとんどの部品を日本に置いて来てしまったのが痛いが・・やっと「マンガロールの秋葉原デパート(パール・エレクトリクと言います)」も見つかり、ある程度の部品は手に入るようになりました。

たった15ルピーの半導体用の半田ごてとか日本にぜひ送りたいような物もありますが・・220Vなので持ってっても無理です。

マンガロール自体は、インフォシスが有ったりして、コンピューター・プログラミングやコミュニケーション系の町です。この国の専業制は強く、コーディングはコーディング、ハードウエアはハード系なので、クロスで出来る日本のアマチアみたいな職域はあんまり存在しないようで、実際そうゆう部分が必要なんだと良くインド人に言われます。

2013年4月29日月曜日

こうゆう台座ってどうだろう。

いわゆる軽2軸トレーラーか、無車検で引っ張れるサイズの物にして・・(図にサスペンションは書いてない)
車軸の前に飛び出てるのは横回転用のタイヤで、牽引時は上に固定する。スペアタイヤにもなる構造。
仮称として、普通の牽引用の軸を牽引軸、回転用のタイヤ部を回転軸と考える。
この部分はトラス構造にして牽引軸中央に地表へのアンカーを刺せるように工夫しそれそ旋回軸と車体が風で移動するのを抑える物にする。
風圧対策は、自重でなんとかするしか無いな・・

太陽電池パネルは3枚構造として、トラス型に折りたためるようにする。
これをワイヤーワークを用いて12Vの150Kgウインチ等で稼働させる。
ウインチでは正確な位置決めは出来ないので方位認識は自立型としてGPSかコンパス、或いは初期値の入力をパソコンやスマホ等から入れられる形にする。
ある程度の水平だし等は必要だけど、それくらいは出来る前提とし、動いてるうちには平らになるだろうと言う甘い考え。

これなら外出時に畳んでカバーかけておけば発電しない。
乗せるパネル量にもよるが、これなら置いてしまえば、大人1人でメンテナンス出来るはずだ。

傾ける機能等、2軸のCNCのでかいの位の感じで、制御盤からON OFF仕様の4個程度動作させられればいい、リレーの制御が出来る程度で良い。

完璧な方位を維持する必要は無く、誤差数度あって構わない。逐次追尾も必要も無く、5−10分に1回程度位置決めをすればいい。(たぶん30分でも平気)

このトレーラーの大きさは太陽光パネルサイズに依存する事になるが・・
最近のソーラーパネルは1平米200−250Wh発電するので・・3x3か2x3の6−9枚乗せると考える。(もちろんもっと多くてもいいと思うが)
6枚で1.2−1.5Kwh 9枚で1.8−2.2kwhになるはず。
これでソーラーのピークを倍程度に伸ばせれば良い。
これで大体6枚パネルで日当たり5−6Kw、9枚パネルで10Kw発電出来れば良いとする。

それなりに大きな庭が必要になるが、6枚で6平米(2坪)程度なので、それくらいは有ると言う前提。

駆動方法だが・・ワイヤーワークと言う手もあるが、電動ドライバーをコックドベルトで減速してもずるずる動くのでは無いかと思ってる。駆動速度はズルズルでいいのだ。輸送時はコックドベルト外しておく。
回転軸だけ駆動すれば良い。
傾斜軸は、ワイヤーワークか、ボルトナット式として、ボルト回せばシャフトが縮むような物でもいいし、ウインチのようにしてヒモ引っ張ると傾斜するとかで充分だとも思う。
傾斜軸の質量バランスをうまくとってやれば、総重量を持ち上げる必要は無いので、わずかな力で傾斜させられるはずだ。
どちらにしろ、モーター二個を正逆回転させる機能があれば良い。
電源自体はバッテリーに結構有るので、12VDCで作動させれば良い。


こんな形状を発電部として考えてみたけどどうでしょう?

これの実験から始めようと思ってる。


インドのハイブリッドソーラーシステムでバッテリーは別になってる。
http://www.shopeco.co.in/home-full-solar-inverter-system
インドの商用電圧は220V 50Hzこれを100V 50Hzに改造する事は出来ると言ってる。

インドの人件費はかなり安いので、量的なオーダーをすればそんなに大変で無いと考えてる。

バッテリーは市販の鉛電池を使う方式なので各自で入手しやすいバッテリーに交換していくような考え方。
DIYかサポーターによる施行になると見てる。
フレーム類は日本に適合した物を場合によってはインドで作らせて一緒に送るのも可能だと考えてる。
別件で書いてる角度追尾とかも含んで日本とインドのコラボレーション的に出来ると望ましいのだが。

移動出来るテンポラリー型のシステムとして開発し、要らないときは自動車用のカバーでも被せておけば割と簡単に家を空けたり出来るのでは無いかなと考えてる。

逆説的に、インドでの利用方法も出てくる・・祭りやパーティ、日常的な停電で、テンポラリーの発電機をインド人は重宝するはずなのだ。

日本で発想するとちょっと考えにくい事だが、アンドロイド携帯はインドで5000ルピーからあり、通信費は最少なら105ルピー(200円弱)なので、制御系を全てアンドロイド携帯のGPSやコンパスに任せて・・ポンと置けば自立的に方位を自動設定するシステムも構築可能だ。
元々インドのピーク時間は長いので固定式の2−3時間のピークから自動追尾式の5−6時間にするだけで倍の発電量は得られる。
日本での固定式太陽光発電は大変不利だが、追尾出来るなら話が変わって来る。

このテンポラリーで価格の安いシステムが出来れば、日本、インドに限らずかなり高度な事が出来ると見ている。仰角で10−20度程度追尾、回転角で90度程度将来出来ればずいぶん変わって来るだろう。

日本の建築法を根本から変えないとオフグリッドは難しいかも知れない。

欧州の城や旧家の壁はなんと最大5mもある。
シェークスピアで「カーテンの影に隠れ」とあるが日本家屋みたいなカーテンで隠れられるはずが無いが、欧州の城や邸宅の窓には予備室が一個ついて兵や従者を潜ませられるほど広い空間がついている。
キッチン前の窓の手前に物がおける出窓・・なんて認識が日本にはあるが、イタリアの家とか壁厚が80センチから1メートルのあり、その途中にガラス窓が付いてるから、手前に30センチくらい物を置くスペースが出来る。インドの窓も実はそうだ。本棚くらい作れる空間がある。
これらは厚みによる壁断熱になってる。
この厚みのよる真っ向勝負に壁断熱に日本の家はかなわない。日本の家は建築法の関係で、壁芯で内側を計算するので、分厚い壁は内部面積の損害になるのだ。
インドはと言えば、作り付けの壁は壁内側から、自分で作る壁は壁芯か壁外で計算してるようだ・・

この関係があって、日本の建築法だと、日本古来の土壁でさえ厚く、5センチとか10センチの壁しか無く、中に発泡スチロールを入れて断熱してる訳だ。
これは構造にもよるが、部屋の省エネ化い対していい効果を生まない。

そして庇やオーバーハングに対する日本の建築法により巨大な庇とかのデザインを許容しにくい状況になってると思われる。(すまんが専門では無い)

この壁厚が充分あれば普通のサッシを二重に使うなどで、十分な空間を持った二重窓の構造は簡単に作れる。アルミサッシ1個しか載らない壁の厚みを考えた時断熱性の問題が出てくるのは当然だと思う。

本来壁には、室内の温度を維持する能力も必要なのだが・・日本式は単に断熱してるだけで蓄熱効果はあまり無いのだ。つまりすぐ暑くなり、すぐ寒くなってしまう。
欧州建築の場合、一度温められた床や壁は簡単には冷たくも暑くもならない。その温度を維持しようとする力が働く。
そしてこの燃えない床材等をオイルラインを通してボイラーで温めている。

このシステムがあると、あの凄く寒いドイツでも部屋の中はTシャツ一枚でも寒く無いのだ。日本家屋にはこの構造が欠落してると思う。

マイコン系の方にお願いしたい事

例えばリヤカーに太陽電池積んだ場合、タイヤを軸にして簡単に角度変えられますよね。太陽電池を太陽方向に向ける事で太陽電池のピーク時間は伸ばせます。
例えばこれを・・
リヤカー 車軸を傾斜軸に・・
Gセンサー(角度検出)
マイコンか型遅れのスマホかパッド(時間管理と傾斜角制御)
安い電動ウインチ(巻き取りのONOFFのみマイコン制御に改造)
バランス取るためのウエイト
こんな感じで、方位と緯度経度登録してやれば自動制御出来るようにならないかな・・

太陽にほぼ直行してる時間を固定より倍以上に伸ばせればいいと思う。

天体望遠鏡ほど正確に追尾させる必要は無く・・センサーに「何度」とデーター送ると、ウインチのスイッチをON OFFして位置指定するような機構が作れると面白い。

横方向のパンは将来余裕あったら作ってもいいかな・・GPSあれば簡単なはずだ。

この制御部だけ作れば、動作はウインチでもギヤでも何でもいい。

この簡単な機構が作れると、ソーラーパネルの設置や、太陽光を反射させて曲げるための反射パネルの制御とかが可能になる。
ステッピングモーターの制御回路とかを動作させられればいいと思う。

例えば、南側窓を廃止した場合、冬場の北側窓への太陽光の導き等が必要になる訳だ。
ヘリオスタットを制御するほどの機能は必要ない・・だいたいでいいのだ。1度単位の誤差なんかも気にしない。

出来ればARDUINOで動かしてしまいたいので(これなら特殊理由でセンサーとパネルの誤差とか数値書き込む事で改変出来るしね)マイコン系の開発者さんぜひご協力をーー

2013年4月28日日曜日

オフグリッド希望者の電気代

先日貰ったオフグリッド希望者の電気代(今月は1000円ほど安いとコメント付きですが)
電力消費116KWh
金額 2473円

ここに1000円ほど安いを足し算すると
電力消費160KW
金額 3500円位と考える事にしましょう。

僕の住んでたとこの電気代だと1万円弱位だったので充分省エネと言えます。

まず160Kwを30日で割ると5.3Kw(日)位だと解ります。

最近のソーラーパネルは200−250Wですので、4−5枚で毎時1Kwを発電します。が・・これは一日の内にせいぜい1−2時間です、あとは太陽が傾斜していくのと同じく傾斜グラフになります、一日の日照が12時間でピークが2時間だとすればあと10時間割る2=5時間実質3時間分位は発電すると予測します・・こうすると大体5時間分で、5Kw(日)に達します。

なので、この4−5枚のソーラーを効率的に使えばそれで済む?・・済まないですね。

単純にコンピューターならば、その計算で良いのですが、このソーラーから出る5Kwを5Kwのバッテリーに貯め、5Kwの機器に使えば、いくらでも繰り返せる・・は単なる論理値です。

人は電気使う日もあれば使わない日も有るので、ソーラーパネルの量はほぼ合ってます。問題はバッテリー量にどんだけバッファーを持たせるかになります。

つまり10Kw分のバッテリーをバッファーにして常に二日分あり、それに毎日1日分を足し、予定外の大量消費が1日あったら、省エネモードの日を1日か2日与えないといけない。

更に言えば、1週間旅行に出てしまった場合、発電量は35Kwもあり、10Kw分のバッテリーがオーバーフローする事になります。
この辺はイタチごっこであり、じゃあ2ヶ月旅行に行ってしまったら、320Kwも余ってしまいます。

これはオフグリッドした一戸の住宅でのエネルギー保存量として限界超えてます。
こなるとソーラーパネルのカバーかけてくか、消費するために家電付けっぱなしにするか・・(これはこれで別にいいけど)

同時にこのカバーも台風で飛んだりしないかとか、家電が発熱して火災にならんかとかの問題も含みます。

全く逆の問題で、どん曇りや雨が1週間続くとエネルギーは足らなくなります。冬も結構問題でしょう。
この辺考えると、バッテリーと言う個体に封じ込むのは非常に危険とも言えます。
せいぜい二日分程度のバッファーにしかならないと考えるべきですね。

電力会社式であればここで売電と言う文句が出てくるのですが、オフグリッドの場合ここに発電する人の責任が出てくると思われます。

787よろしくバッテリーから煙が出て更に気付かず家が燃えても困りますからね。

この辺から考えると、オフグリッドする家は常にそこに居ないといけない感じになってしまいます。

ただこのソーラーパネル4−5枚は4−5平米であり、畳3枚分程度なので、リヤカーみたいな物に乗っけてガレージに入れるなんて方法で回避出来るかも知れませんね。

まるでキャンプ生活ですが、オフグリッド化すると言う事はそんな事ではとも思って居ます。

こうゆうハードウエアごと皆さんで考えていけたら良いですね。

ちょっとマイコン話

やっと少しずつ日本から部品を持って来てもらって、Arduinoが使える環境になって来ました。
まだまだ不足物は多いので余剰材料送ってくれる方とか募集しますー

インド・マンガロールのマイコン状況はと言えば、PICやAVRのプログラミングする学校は結構ありますし、色々な専門課程でマイコン制御の教育は実施されてます。
ただ生活の中で、かなり高度な電子機器と昔ながらの手動式等が混在し、自動化の道はまだまだと言う感じに思います。

ソーラーパネルの方位変更とか、反射板の角度調整とか電子でカバー出来そうな事は結構一杯有ると同時に、インドでは結構自然科学が進んでいて、環境に適合したエネルギーを全然喰わないような部分もあり結構驚いてます。

例えば横笛みたいな構造になったビル等は、風さえあればどの方位からでも建物中央部が低気圧になったり、高気圧になる構造で出来ていたり・・考えてみたらエネルギー使って処理しなくても扇風機並みの風なら簡単に発生させられるのさ・・と言わんばかりの設計になっていたりします。

お陰でほとんどエアコン要らないし・・

こうゆうエネルギーを無駄遣いしない構造を、パッシブな方法、アクティブな方法両面から考えていきたいと思います。

それとまあ、インドの物価問題もあり、結構電子部品は安いので、何処かで中継しながら日本へのソーラーパネル出荷や、制御機器出荷なんかも目指したいと思ってます。

日本の建築に思うこと

南面大窓・・これを好む国は温暖な地方にはありません、エアコンの使用量とかが半端で無くなるからです。

ここで日本の古い家を見直してみると、南面の大きな開放窓はありますが、大きな庇がついてます。この庇が大きな家が日本の祖先からの伝承なのです。

この大きな庇は何か?
1 夏の暑い太陽を直接室内に入れない事
2 冬の外気をこの屋根と雪の積もっていない地表空間で一旦制御する事
これは日本の四季にとって重要な事です。

これに例えばイタリアの建築は
1 鎧戸による室外での熱反射(室内のカーテンでは窓から熱を入れる事になる)
2 やはり鎧戸による二重窓効果+カーテン断熱(保温)
これによって暑い夏は外からの熱を外で放出し、屋内への冷気の侵入を防いでいます。

それではインドの家・・ここでは主に夏対策しかしていません。
1 南にあるのは、風呂、トイレ、炊事場、北に大窓と庇があり、北の空の熱を取り入れてます。
2 空気の流れを利用して部屋の中を南北への風の流通を作っています。(風がその方向に吹くのが普通だから)

こう考えて改めて日本の今の家を考えた時、いかに環境性能が悪いか良く解ります。この間違った環境性能の家を使って人間が住める空間にすると、莫大なエネルギーが必要になります。

ここから改めないと、日本のオフグリッドや省エネルギー対策は出来ないと思います。

同時にこれらは日本の地域にも依存します。北海道や東北では冬の温度確保のために南側窓は廃止できないでしょう。
関東以南では暑さの方も多きため南側大窓は反射板等を使用する事で無くす事は可能だと思います。

今回相談して来た方が四国と言うのがあり、寒さ対策は別に検討したいと考えてます。


ガラス

まずはガラスです。日本家屋は本来ガラス窓ではありません。これを思い出して下さい、障子や襖を利用しているはずです。
ガラスと障子や襖の差は何でしょう?

ガラスはマイナス温度まで物質温度が下がります。太陽エネルギーは通過します。外気温度が低い時ガラス窓は障壁になりません。窓が開いているのとの差は風がない程度です。これは冬のエネルギー問題を悪化させています。
太陽エネルギーを通過させてしまう問題は、南面窓を付けると、暑い太陽光をそのまんま通過させてしまうと言う事になります。

これ暑い方、寒い方共に百害あって一理無しですね。

メリットとしては外が良く見える事・・位ですか・・これや写真屋的に言えば、風景が逆光になるので、北側大窓の方がずっと奇麗な風景を見れます。写真を撮る時太陽を背中に向けなさいと言うあれですね。

これは建物立地にも依存しますが、太陽の方向にカメラ向けた時、遮光フードの性能が重要になる・・これが日本の古い家にあった庇です。今の日本の家にはこれが無い。

このガラスの欠点を補う答えは、イタリアにあります。ガラスの前で、遮光するか、温度の下がらない木などで二重窓を形成するかです。日本の家でも真空にした二重ガラス等でも寒い方は相当改善します。

同時にこの冷える窓ガラスに対して分厚いカーテンを付けるのは、寒さを部屋に侵入させない方法として正しいです。

日本人の場合夏場、この南大窓の光を、内側のカーテンで遮光しようとしますが・・これは窓から室内に熱を侵入させてしまってるので、まったく逆効果です。室内に熱源を発生させてしまってます。暑い熱が窓から室内に入る前に外側に突っ返すべきなのです。

この辺で、日本人がいかに無駄にエネルギーを使ってるか解って来ます。

ちなみに、インドのマンガロールは常夏ですが、私達はエアコン無しで快適に生活出来ています。

マンガロールは北側に大窓がありますが、これは北側の空からの輻射を受けてますが、実は北側の空はとても冷たいのです。マンガロールみたいに太陽サンサンの地域は北に大窓を付けると、室内は勝手に冷えます。(日本と同じ程度湿気ありますが)

建物の北側の壁は常に冷えています。

それとマンガロールの家は、二重屋根を採用してます。
いわゆる平屋でも屋上があり、その上に駐車場みたいな屋根が付いてるのをイメージして下さい。この大屋根が建物の天井が熱せられるのを回避しています。
これが無ければ天井にあたる太陽光による、天井の石焼き状態で室内は暑いです。
この屋上の風の通る暑い屋根のある空間は洗濯物にこそ相応しい空間になってます。
耐震構造が無いと言う欠点はお国柄ですが(南印度に断層ありません)建物の構造は応用出来ます。


この北側大窓を日本で採用した場合、冬場室内がどんどん冷えてしまうと言う欠点を持ちます。
この辺はテクノロジーで解決出来る問題になって来ます。

同時に日本の冬は寒く、エネルギーが少なく、省エネルギーで乗り越えるのは厳しいと私は思って居ます。(雪が降ってる時なんかどーしようも無いですね)

しばらくオフグリッド計画をここでやります。よろしく

インド・マンガロールに来て早1年を超え、円も順調に下がり(汗)予想通りに定位しています。
こちらに来て思うのは、停電の多さとそれに対する対策の多さ、日本の夏よりはるかに過ごしやすい環境と、毎日が夏と言う安定したエネルギー環境です。

これなら日本で出来ない太陽電池の応用とか楽に出来るし開発出来ると思い立ちました。

そして海外に住んで思う、日本の間違いや欠点などから、最終的な解決案まで持ち込みたいと考えてます。