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May 15, 2023

ポータブル発電所の設計者および製造者への公開書簡

La domanda e la varietà sono aumentate notevolmente negli ultimi anni

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近年、消費者が利用できるポータブル蓄電池システムの需要と種類が大幅に増加しています。 これにより、10 年前には実質的に存在しなかった業界が最前線に浮上しました。 お客様は、85Wh からほぼ 20kWh までのサイズの、家電製品を実行できるポータブル バッテリーを購入できるようになりました。 スマートフォン/タブレットやラップトップを充電するためのUSB電源の小型パワーバンクは言うまでもなく、さらに小型のバージョンでは2000mAhという低価格でポケットに収まるサイズのものもあります。

この公開書簡は、発電所の有用性を高め、より消費者に優しいものにするために、発電所が備えるべきだと私が考える機能についてのものです。 それにより売上も増加します。

市場にはさまざまなサイズの発電所がありますが、顧客は必要なサイズを必ずしも理解しているわけではありません。 また、多くの家庭用電化製品は、パッケージにワット数を明記していませんし (そしてほとんどの人は、裏面のラベルの細かい文字を読んでピーク電力を知ることができることに気づいていません)、多くのデバイスは電力を消費します。 したがって、製品のサイジングを慎重に行うことが最も重要です。

率直に言って、プラグイン アプライアンス発電所の 250W 未満のものは単なるギミックです。 85W USB/120V の電源ステーションも入手できますが、携帯電話やタブレットの充電、場合によってはラップトップの部分充電以上の機能はありません。 最小 250Wh があれば、ほぼすべてのラップトップを充電でき、非常に小型の家電製品、LED 電球、ラジオ、加湿器なしの一部の CPAP などを適度な時間実行できます。

500Wh は次のサイズです。 このサイズでは、ほとんどの CPAP マシン (加湿器付き) からラップトップ、コードレス電動工具の充電まで、ほとんどのテレビで数時間、ポータブル冷蔵庫で 1 日のほとんどを使用できるなど、あらゆるものを動作させることができます。

500W の利点は、相対的なコストが低いことと、軽量で持ち運びが容易であることです。 これは、ほとんどの人がポータブル発電所を購入する際に目指すべき最小のサイズです。

1kWhは日帰り旅行に最適で、緊急時にも十分です。 これで多くの電化製品を動かすことができ、家庭用の非常用電源としても使えます。非常に厳しいですが、冷蔵庫を最長 1 日稼働させたり、多くの LED ライトに電力を供給したり、太陽光で充電したりできます。 まだポータブルですが、重い領域に入りつつあります。

2kWhは、緊急時や太陽光発電によるオフグリッドに適しています。 非常に重く、技術的には持ち運び可能かもしれませんが、扱いにくい場合があります。 一部のメーカーは、多くのガソリン発電機で見られるように、2kWh 以上の発電所に車輪付きフレームを装備していますが、これは良い考えです。 太陽光発電と組み合わせることで、顧客が電力の使い方を非常に賢く、十分なパネルを持っている場合には、数日間またはさらに長期間の停電に対処できます。 もちろん、この規模の発電所の価格は非常に高いです。

2kWhを超えると、発電機の交換の領域に入ります。 このサイズであれば、ほぼすべてのプラグイン アプライアンスを実行できます (ただし、ワット数によっては短期間だけかもしれません)。また、停電時のバックアップとしても確実に使用できます。 多くの冷蔵庫や冷凍庫は、2kWh の発電所で、再充電が必要になるまで 12 時間から 2 日間 (効率に応じて) 稼働できます。 また、この規模では、発電所はモーター付きの家電製品 (冷蔵庫、窓用エアコン、洗濯機など) を起動するためにサージ電流を出力できる必要があります。

そして、この電力レベルではEVの充電が現実的になります。 高い放電率はリチウム電池にとって理想的ではないため、EV の充電率はレベル 1 充電よりもそれほど高くないかもしれませんが、携帯性は驚くべきものです。

2kWh 以上の発電所の欠点は重量とコストです。

2kWh 以上になると、顧客が経済的に許す限りストレージを追加し続けることができるよう、それらをデイジーチェーン接続する機能があれば理想的です。 これらを連携して動作させることは、メインパネルへの接続、特に現場での太陽光/風力充電と組み合わせることで、家全体に電力を供給できることを意味します。 ブレーカーパネルに接続して発電機から家全体に電力を供給するためのハードウェアは、ガソリン発電機用にすでに販売されています。

したがって、これは基本的に、オフグリッド使用または停電時の DIY (テスラ) パワーウォールになります。

発電所は 4 ～ 6 時間で完全に充電できるはずです。これはかなり早いですが、バッテリーの寿命を維持します。 充電間隔が長くなると、1 日のソーラー充電でバッテリーを確実に充電することが難しくなります。 急速充電はバッテリー寿命を縮めますが、消費者が好む機能です。 したがって、高速充電用に選択可能な機能を設ける価値はありますが、一般的には 4 時間の充電がバランスが取れています。 設計できるオプションが 1 つしかない場合は、バッテリーを長持ちさせるために 4 時間の充電を選択してください。

いくつかの充電オプションがあり、事実上すべての発電所がグリッドから充電でき、ほとんどの発電所はすでに太陽光から充電できるので、これは優れています。 太陽光/風力で充電できることを確認してください。 多くの小規模な銀行やステーションでは USB から充電します。PD 充電は良いアイデアですが、500Wh を超えると速度が遅くなります。 したがって、追加してもそれほどコストがかからない場合には、これは素晴らしい機能です。 また、発電所が複数の電源から同時に充電できる場合は、ユーザーマニュアルに必ずその旨を記載してください。一部の発電所にはその能力があるにもかかわらず、顧客にそのことを伝えていないためです。

ユーザーが 50%、80%、または 100% で充電を終了するオプションを追加します。 現在私が知る限り、この機能を備えた発電所はありません。

この背後にある考え方は、50% は発電所が使用されていないときの優れた貯蔵料金であり、発電所の寿命を延ばすことになるというものです。 80% は標準的な使用に最適な充電レベルであり、バッテリー寿命も長くなります。 この充電量で蓄電すると、その日または緊急時に蓄えられる電力とバッテリー寿命のバランスが取れます。 もちろん、ユーザーが最大のストレージを必要とする場合は 100%。

パススルー充電 (充電中に家電製品を発電所に接続できる) は、特に発電所がオフグリッドで使用されている場合、または停電時のバックアップとして使用されている場合に非常に便利な機能です。 さらなるサイクルの使用を防ぐために、使用されている電力がバッテリーではなく入力電力から来ていることを確認してください。 これにより、発電所を無停電電源装置 (UPS) として使用することも可能になり、消費者層が増加します。 50% および 80% の充電終了機能と組み合わせると、現在市場にある鉛蓄電池ユニットよりも優れた UPS となり、電力密度が高く、寿命が長くなります。 この能力を宣伝してください。

発電所が 100% の充電状態で保管されている場合は、バッテリー寿命を最大限に延ばすために、1 週間使用しなかった後に意図的に 80% まで放電するように設計します。 この機能についてはオーナーズマニュアルで説明してください。

発電所が使用されていないときにファントムドレン率を測定し、これが何であるかをユーザーに通知します。 たとえば、発電所が 1 日あたり 0.75Wh を貯蔵で使用する場合、ユーザーは、500Wh の発電所を 80% 充電すると、266 日で 40% に低下すると計算できます。 そして532日後には0%に。 したがって、顧客は必要に応じて補充することができます。 これを説明する図は良いアイデアです。

ユーザーが残りの電力量を正確に把握できるように、発電所には数値パーセント表示が必要です。 多くのステーションには、あまり正確ではないバーやドットがあり、範囲が広いことに加えて 20 ～ 30% オフになる場合もあります。ドットが 4 つあるステーションでは、ドットが 2 つあるステーションでは、30 ～ 70% を意味する場合があります。 これは消費者にとって十分な精度ではありません。

何かが接続されて電力を使用しているときのワット数の消費率を数値で示すことも良い考えです (ステーションによっては、残り時間を表示する場合もあります)。

120/230V インバーター、USB コンセント、および 12V コンセント (該当する場合) の効率を測定し、消費者に伝えます。 このようにして、消費者は最終的に発電所から得られるエネルギー量を計算し、それに応じて計画を立てることができるため、早期の電力不足に関する苦情を減らすことができます。

ユーザーには、毎日参照できるように、詳細なオーナーズマニュアルと簡略化された（ラミネートされた）ユーザーズマニュアルを渡します。

簡略化されたユーザーマニュアルには次のことが説明されています。

発電所にファンが内蔵されている場合は、連続的にではなく必要に応じてファンを稼働させます。 低描画ではまったく必要ないため、ノイズが減り、バッテリー寿命が延びます。

消費者に、発電所で使用されているバッテリーのブランドとモデル、およびそれらのバッテリーの定格サイクル数を伝えます。

50% の保管充電機能や 80% の充電機能など、バッテリー/発電所の寿命を延ばすためのベスト プラクティスについて顧客に教育します。 または、私のリチウムイオン電池ケアガイドにリンクすることもできます。 ただし、無断で盗まないようにしてください。

発電所が生成できるピークワット数と一定ワット数を必ず記載してください。 これはすでに一般的ですが、普遍的ではありません。 ほとんどのリチウムは 1C を維持し、2 ～ 3C のサージ電力を生成できます。 これに合わせてインバータのサイズを調整してください。

バッテリー状態モニターの追加を検討してください。 Apple および Android のラップトップおよび携帯電話 (Accubattery を使用) は、バッテリーの状態 (容量) を計算できます。 このようなパワーバンクの中には、元のバッテリー容量の何パーセントが残っているかを表示するものもあります。 表示される健康データにサイクル数を追加することも検討してください。

もちろん、競争力のある価格設定は重要です。 そして、それは常に品質と価格のトレードオフですが、寿命が短い製品を生産すると会社と業界に悪い評判を与えることになるため、競争力のある価格で販売しながら長寿命を実現する発電所を設計するようにしてください。

そして最後に、強力な保証は消費者​​の信頼を強化し、Amazon の評価とリピート販売を高め、新規顧客を獲得します。 電子部品は耐久性に優れた製造コストがかからず、1000 サイクル以上の寿命を持つバッテリーのオプションも多数あるため、5 年以上の保証が実現可能です。 なんと、LiFePO4 では 3000 サイクル以上が達成可能です。

私は、ディープサイクル鉛酸変換と再利用された駆動モーター (そして 1 ワットあたり 10 ドルのソーラーパネル) の時代から、再生可能エネルギーと EV に興味を持っていました。 物事はどのように変わったのか。また、私はシステム思考 (または第一原理と呼ぶ人もいます) に興味があり、物事がどのように機能するかを根本から掘り下げています。ウィキペディアのすべての記事の 97% が哲学にリンクしていることをご存知ですか? プラグマティズムとのリンクはごくわずかですが、お金を有効に使うために、私はテスラ株を 1 株 (3 倍に分割) 所有しています。 私のすべての記事へのリンク

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