電源実装計画


電源は商用と独立の2系統

 電源(AC100V)は2系統とります。商用電源と独立電源です。独立電源は風力発電機で蓄えた電力が矩形波または疑似正弦波として出力します。これは1階と2階の最低限に増設コンセントとして配置します。正弦波インバータが高価であることは他でも述べました。

ノイズ対策に商用電源の分電盤を2つ用意する?

 もっと大切なことがありました。商用電源のノイズ対策です。もともとチープシックなオーディオマニアである私は、やはり電源には気を配りたいものです。アナログ系を分電版の上流からとり、ディジタル系を下流からとる、とか、電流の経路の一部分に高品質な部分が有ると高音質化に寄与するとか、電源プラグの極性を統一するとか、イワシの頭かと思えるようなマニアの間では良く知られた経験的事実が有りますね。

 分電盤をオーディオのアナログ系だけ独立させようかとも考えました。コストは約5万円です。しかし、今日、オーディオといってもホームシアター系のアンプはDSPやDA変換やらディジタルのオンパレードです。本当にピュアなディスクリート構成のアンプや管球式のマニア向け製品ぐらいが必要とするものです。それに、ディジタル系を電気信号のケーブルでアナログ系に接続した瞬間、微妙にアース電位が異なるはずですから、悪影響がでます。光ケーブルなどでアイソレーションをすれば別ですが、機器構成によっては出来ないこともあります。また、アースループも気になります。そんなことをあれこれ考えて消耗してもしかたがありません。

アースの設置

 そこで考えたのが、分電盤は一つ。そしてアース付きの3ピンコンセントを用いて、1点アースです。1点アースというのはノイズを極端に嫌う場合によくやる方法で、アース棒を1ヶ所だけ埋設しそこにすべてアースをとることです。これは私が昔、電気生理の実験をやっていた時に耳でノイズを聞きながら対策をしたときに学びました。最終的に最大のノイズ源は私自身となってしまいました。靴を脱いでアースに触れるとウソのように静かになったのです。

 もちろん各コンセントのアースから一本ずつケーブルを引いて一点アースにするのが一番なのですが、コストが高くてできません。そこで1点アースから何本かのグラウンドラインを幹線として這わせ、そこに各コンセントからのアースを接続します。適当な数のコンセントを一まとめにまとめて何ヶ所かアース棒を埋設するという、なんとなくやりたそうな方法はダメです。グラウンド電位は土地の状況で変りますから、接地抵抗はアース棒ごとに異なるでしょう。また、近くに落雷が有ったとき、誘導雷で次々に家電品がやられてしまうでしょう。誘導雷というのは、落雷地点から同心円上に広がるアース電位の上昇の「波」です。野外活動中、近くで落雷がある可能性が出て来たら大きな木を避け、身に付けている金属を遠ざけ、身体を低く、足をそろえてピッタリと閉じていること、というのはアウトドアズマンの常識です。これは、誘導雷が片足から反対側の足へと電流を流して人を感電させることを避けるためです。1点アースはまさに「足を閉じた状態」なのです。

 ついでにいうと、パソコンの内部などを見ると最短距離での多点アースです。これは動作が高速で、高周波技術そのものとなってているからです。したがって、高速動作のパソコンはアースのパターンの取り回しが勝負となります。ほとんど浮遊容量と表皮効果との戦いの世界です。ノイズに弱いフラットケーブルはクロストークとノイズ対策で1本おきにアースに落してありますね。安物の(というか大概の)パソコンは、細い電源ケーブルなどがよじっていないのがほとんどです。自作で安定動作を望む方はぜひ、ご自分でよじよじしてください。ノイズ耐性があがるはずです。

 脱線しました。 アース棒の埋設は、家の周囲を掘削して水道の配管をするときに一部を少々深く掘ってもらい、安価な木炭を砕いてきっちりと入れてそこにアース棒を打ち込むことで行います。ガス管などからは離したほうはよいのは理解できるでしょう。

 さて炭をいれる理由を考えてみましょう。木炭はそれ自体が良伝導体であるだけでなく、多孔質で 水をはじめとし、小分子を強力に吸着します。活性炭を用いた脱臭剤はみなさんも良くご存知でしょう。有機化学の世界では脱色炭と言って、不純物で着色した粗反応物溶液の初期の純化に使います。医療現場でも万能解毒剤の構成物として長く使われていますね。
 さて、炭に水が入り込むわけですが、自然界の水は間違いなくイオンを含んでいますから、電解質として作用しうるはずです。電子デバイスにスーパーキャパシタと呼ばれる「電気二重層コンデンサ」というコンデンサと電池の中間のような小型高容量の部品がありますが、原理的にほとんど同じ状況を炭の埋設によってアース棒の周囲で作りだすことができるように思えます。

 まぁ、インバータや調光器が盛大にノイズをばらまいてくれるはずですが、これで外来、内部に関らずノイズには随分強くなると期待しています。さらにやるのなら、室内配線部分のケーブルをツイスト(よじり)にしたいところです。キャプタイヤケーブルなら、アースに落した金属管に入れると良いはずです。電気工事店ではなかなかやってくれなさそうです。どうして、家庭の電源環境を良くするという発想がないのでしょうか?
 昔、日立製作所の創業時、これからはモーターが一つの家庭でいくつも使われるようになる、と言って失笑を買っていたと伝え聞いていますが、今日、モータは数十個は最低あるのではないでしょうか?それ以上に予見されうる将来像として、ほとんどの家電がCPUを内蔵し、有る一群はインターネット接続が常識となるだろうと言っても笑う人はいないと思います。今でもたくさんの家電品にCPUチップが内蔵されていますしね。というわけで、インターネット家電や高速ネットワーク機器ほかの安定動作のマージンを稼ぐためにきれいな電源を確保する、これ、近未来の必須の仕様といってもいいでしょう。もちろんアナログオーディオも美しい音で鳴ってくれるのではと期待できます。

 そうそう、分電盤はもちろん避雷機能付きにします。その上で、独立系という別系統も確保する。独立系はプラグの差し替えだけで発動発電機でもバックアップ出来ますし、燃料電池も実用になるといいですね。そのときは試用時には独立系に繋ぎ込み、最終的には分電盤をパワーコンディショナーに入れ換えて売電も出来るかもしれませんね。災害に強くすることが私の提案する自立志向の家作りなのです。あとからやり直すことは難しいのが電源配線です。今やっておくしかありません。それでもそれほどコストはかからないはずです。

 コストはかからないはず、といいつつ、コンセント増設、すべてアースつき3ピンコンセント、電源2重化、1点アース、避雷機能付き分電盤などのコストは約200万円。かかりますねf^^;;;
 われながら驚いてしまいました。
 後に検査に来た関東電気保安協会の方が「この分電盤は1000棟に一つぐらいしかついていないスゴイものだ」と言っていました。確かに建て売り住宅などは、コストを下げられるところですから、そういうもんなんでしょう。

@Nemoto's|10万円風力発電|自立住宅(旧)自立住宅トップ根本正2000.03|