Chariot SACS（从家庭用电中节省超过太阳能电池板发电量的电力）

您好！ 这次，我将介绍一种能够从家庭用电中节省超过太阳能电池板发电量的电力的方法。

真的能够节省超过太阳能电池板发电量的电力吗？ 这里所说的并不是通过使用储存的电能来节电。 也不是永动机之类的幻想。 此外，效率会因各种条件而变化，因此有时能够节省超过发电量的电力，有时则不能。 请理解为：在某些情况下可以节省超过太阳能电池板发电量的电力，而在另一些情况下则无法做到。 您认为怎样才能节省超过太阳能电池板发电量的电力呢？

我把注意力放在了使用个人电脑的供电系统上。 为什么是个人电脑？ 这是因为： 个人电脑内部几乎所有部件都使用直流电， 会消耗一定量的电力， 全年都会使用， 而且每次使用时间通常较长。 下面介绍这一构想的核心。

个人电脑由两套电源系统协同供电：一套来自太阳能电池板，另一套来自电脑电源。 协同供电是利用反馈控制，将太阳能电池板的电力与电脑电源的电力组合起来的方法。其特点是优先使用太阳能电池板的电力，仅在太阳能电力不足时，才由电脑电源补足缺口。 在这种情况下，太阳能电池板提供的电力只需进行一次电压转换，即从17V转换为12V，或从17V转换为5V。 如果太阳能供电线路的转换效率高于电脑电源的转换效率， 那么，太阳能电池板每发出1W电力，是否就有可能节省超过1W的、原本需要由美国110V市电提供的电力呢？ 例如，太阳能供电线路的转换效率约为92%，而电脑电源供电线路的转换效率约为88%。 太阳能电池发电量的92%，相当于从市电中节省电量的88%。 因此，从市电中节省的电力与太阳能电池发电量之比为92/88。 在这种情况下，可以节省超过太阳能电池板发电量的电力。 效率会因各种条件而变化，而且控制电路本身也会消耗电力。 另外，还存在每个电力转换电路可处理功率下降等因素，因此并非始终都能节省超过太阳能电池板发电量的电力。 不过，希望您已经理解，在一定条件下确实有可能节省超过太阳能电池板发电量的电力。

下面更具体地看一下电路。 控制电路的概要如下。 为便于理解，本图对实际电路进行了简化。 该方法利用反馈控制，将太阳能电池板与电脑电源的电力组合起来。其特点是优先使用太阳能电池的电力，仅在太阳能电力不足时使用电脑电源，从而实现协同供电。 虽然此次不作详细说明，但系统通过确保静态裕量和动态裕量来保证个人电脑稳定运行。 在实验中，个人电脑连续运行了三个月，未发生非预期断电或蓝屏错误。

太阳能电池发电时，太阳能电池提供的功率为48.9W，个人电脑在12V和5V线路上的功耗为63.7W。 个人电脑的总功耗为114W。在这种情况下，从日本100V市电中节省的功率，也就是电脑功耗中被削减的部分，为50.3W。 此时，电脑节省的功率除以模拟太阳能电池的直流电源所提供的功率，结果为103%。 在这个例子中，可以节省超过太阳能电池板发电量的电力。

除上述特点外，该系统还具有多项优势和创新，例如以适当电压从太阳能电池取电、仅使用一块太阳能电池时无需防反向电流二极管，以及支持电脑待机与电源联动。

最后，我们来验证该供电系统的投资回收情况。 能够节省超过太阳能电池板发电量的 Chariot SACS，计划售价为7.5万日元；太阳能电池板约2万日元，布线材料约5000日元。 系统总安装成本为10万日元。 太阳能电池板的额定功率约为160W。 假设每天以40W功率使用8小时，电价为每千瓦时40日元，效率为100%， 每天可节省电费12.8日元。 据此计算，系统约需21年收回成本。 如果今后火力发电的能源采购成本上升并带动电价上涨，投资回收期将会缩短。

您觉得怎么样？ 我们希望这项技术哪怕只能发挥一点作用，也能为改善世界能源状况作出贡献。

*Chariot SACS 中的“SACS”是 Solar Assisted Computer System（太阳能辅助计算机系统）的缩写。 只有在太阳能发电时，系统才会自动提供辅助供电。