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【ポータブル電源の自作】安全性が高いリン酸鉄バッテリーで大容量のポータブル電源を作る!

扇風機や電気毛布など消費電力が小さい電気製品なら、500Wクラスのポータブル電源で使うことができます。しかし、エアコンや電子レンジ、冷蔵庫など消費電力が大きい電気製品には使えません。

大容量のポータブル電源が欲しいけど、価格が10万円以上する物が多い。

「もっと安くなるといいんだけど、ポータブル電源って自作できないのかな?」と考える人も多いのではないのでしょうか。

初心者でも、安くて・安全なポータブル電源を自作することができます。

バッテリーやインバーターなど初心者の方には、聞き慣れない言葉が出てきますが、分かるようにやさしく解説していますから安心してください。

この記事を読めば、初心者の方でも「ポータブル電源って、こんなに簡単に作れるの!」と思うはずです。停電や非常用として、ぜひ、自作してみてください。

目次

市販品のポータブル電源の参考価格

1000Wクラスのポータブル電源の参考価格(セール価格を含む)

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを搭載する、ポータブル電源に限っています。

スクロールできます
製品名上段:容量
下段:出力
価格(税込み)重量
EcoFlow DELTA 21024Wh
1500W
128,700円12kg
EcoFlow DELTA Pro3600Wh
3000W
330,000円45kg
BLUETTI EB70S716Wh
800W
62,800円 9.7kg
BLUETTI AC200P2000Wh
2000W
159,800円27.5kg
BLUETTI EB200P2048Wh
2200W
199,880円28.1kg
BLUETTI EP5005100Wh
2000W
598,000円76kg
Anker 5551024Wh
1000W
149,900円
13.1kg
Anker 7571229Wh
1500W
169,900円
19.9kg
BigBlue Cellpowa 500(新モデル)537.6Wh
600W
58,980円7.8kg
BigBlue Cellpowa 10001075.6Wh
1000W
119,800円14.5kg
BigBlue Cellpowa 15001612Wh
1500W
193,480円
18.5kg

ポータブル電源のバッテリーは安全性からリン酸鉄リチウムイオンバッテリーが主流!

BigBlue社の「cellpowa 500」という、500Wのポータブル電源を使っています。2021年の10月に購入したものです。BigBlue社は、ポータブル電源とソーラーパネルの専門メーカーです。

このポータブル電源を購入した理由

購入に際して第一に考えたことは、バッテリーの安全性です。

今では、リン酸鉄バッテリーを使うポータブル電源が主流ですが、2021年当時ではリン酸鉄バッテリーを使った製品は、ほとんどありませんでした。周波数は「60Hz」のみでした。

この商品は新モデルが出ています。

ポータブル電源自作に必要な部品は3つだけ!

ポータブル電源の自作に、必要なものは3つだけ!

  • バッテリー
  • インバーター
  • 充電器

想定するポータブル電源の使用方法

放電の方法

充電済のポータブル電源をインバーターにつないで、100V(ボルト)の電気製品を使用する。

充電の方法

AC充電器を使って、直接バッテリーを充電する

という使い方を想定します。

大容量ポータブル電源の自作

なぜ、大容量のポータブル電源を作ろうと考えたのか。

500Wクラスのポータブル電源は、電気製品を使うには中途半端です。テレビや扇風機などは動かせますが、電子レンジや冷蔵庫デスクトップパソコンなどは無理です。

電気製品の消費電力を気にせず使える、ポータブル電源が欲しかった。というのが理由です。

1000Wクラスのポータブル電源は、市販品では10万円以上します。バッテリーとインバーターを使って、1000Wクラスのポータブル電源を自作すると市販品の半額程度で作ることができます。

市販品のポータブル電源のデメリットとメリット

使い勝手は市販品のほうが圧倒的に便利です。

デメリット

  • 価格が高いこと
  • 機能的なことを考えると、価格が高くなることは仕方がありません。

メリット

  • 液晶ディスプレイの情報量が多い
    バッテリーの残量表示
    使用している家電などの消費電力の表示
    使用可能な残り時間の表示
    充電時の入力電力の表示 など
  • 充電器を内臓あるいは充電器が付属している
    AC100V充電
    ソーラー充電
    車から充電できる
  • 車の12Vシガーソケット出力に対応している
  • USB出力端子がある
  • Wi-Fi、Bluetoothに対応しているものがある
    スマホでポータブル電源を操作することができる
  • ケースに入っていて、持ち運びに便利

など、メリットが多く、価格に見合うだけの性能がある。

ポータブル電源を自作するデメリットとメリット

大容量のポータブル電源は、自作すると安く作れる。

デメリット

  • 液晶ディスプレイの表示が少ない
    これは、どのインバーターを選ぶかによって、違ってきます。
  • 見た目が良くない
  • 充電器を別に購入する必要がある

メリット

  • 自作の良い所は、価格を安く作れること
  • 大容量のポータブル電源を安く作れること
  • 容量の増設が簡単なこと

大容量のポータブル電源を、安く作りたいなら自作することも選択肢の一つです。

  • 大容量のポータブル電源は、使い易さより「容量を重視」して停電や非常用電源に!
  • アウトドアなどで使用するには、500W程度のポータブル電源と言うように使い分けることもできます。

1000Wクラスの大容量のポータブル電源なら、ひと通りの家電を動かすことができます。

大容量のポータブル電源は容量を重視して、自作で安く作るという方法があります。

ポータブル電源の自作にかかった費用

将来的にバッテリーを増設するつもりなので、2000Wのインバーターを選びました。

商品名価格
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーRedodo 12V 100Ah45,999円
インバーターEDECOA
正弦波 
出力:2000W
28,380円
ケーブル・リモコンインバーターに付属
充電器Redodo 14.6V 10A
充電器(PSE認証済み)
9,899円
合計金額84,278円

バッテリーの容量が1280Wh(ワットアワー)なので、インバーターを1000Wか1500Wで組むこともできます。

その場合は、10,000円ほど安く作ることができます。

商品名価格
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーRedodo 12V 100Ah45,999円
インバーターEDECOA
正弦波 
出力:1000W
17,980円
ケーブル・リモコンインバーターに付属
充電器Redodo 14.6V 10A
充電器(PSE認証済み)
9,899円
合計金額73,878円

このインバーターは、電力表示が無いのがデメリットかもしれない

バッテリーの選び方 

バッテリーを選ぶ際のポイントは、安全性を第一に考えることです。

ポータブル電源のバッテリーは、直流の電源として重要な部品の一つです。ポータブル電源で使用されるバッテリーの種類は主に「三元系バッテリー」と「リン酸鉄系バッテリー」2種類です。

現在のところ、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが安全性と寿命の点から、最も優れたバッテリーです。

ポータブル電源のバッテリーは安全性が高いことが第一の条件です。

リン酸鉄系バッテリーの前は、三元系のバッテリーがポータブル電源の主流でした。最近ではポータブル電源のバッテリーは「リン酸鉄系バッテリー」が主流になっています。

EV(電気自動車)にも「リン酸鉄系バッテリー」が、採用されています。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴

  • 安全性が高い
    バッテリー内部で短絡しても、酸素が発生しないので発火しないので安全である。
  • 寿命が長い 
    三元系のバッテリーに比べて、寿命が5倍以上あり、充電サイクルが3000回以上ある
  • 自己放電が少ない 
    バッテリーは使わなくても、自然に容量が減ります。これを自己放電といいますが、月に1%程度と言われるので、長期的な保存に適している

以上のような理由から
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが、ポータブル電源に適していると言うことができます。

今回使用するのは、次のバッテリーです。最近、amazonでよく見るバッテリーです。

REDODOの 12.8V 100Ah リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
REDODOは、以前Zoomsという名前でした。

バッテリーには、BMSが内蔵されているので、改めてBMSを付ける必要が無いこと
価格が安かったことで、採用しました。

BMSとは

BMSはバッテリーマネジメントシステムのことです。

リチウム電池の安全制御を行う装置。

過充電、過放電、過電流および短絡からバッテリーを保護し、故障の発生をより防ぎ、安全性をさらに向上させる装置です。

バッテリーの詳細

ポータブル電源に適したバッテリーの選び方については、こちらの記事が参考になります。

インバーターの選び方

インバーターは、直流から交流を作る装置です。

直流から家庭のコンセントに、来ている電気と同じ交流100Vに変換します。

インバーターの種類は多く、どれを選ぶか迷います。

インバータを選ぶ3つのポイント

  1. 波形が「正弦波または純正弦波」であること
  2. 周波数切替ができるもの
  3. 12V用のインバーターであること(使用するバッテリーの電圧と合っていること)

正弦波(サインウェーブ)

インバーターが出力する交流の電気の種類は、正弦波を選びましょう。

正弦波(サインウェーブ)は、家庭のコンセントに来ている電気と同じ種類の交流の電気です。

正弦波は純正弦波と、表示される場合もあります。

この波形の交流の電気は、家庭のコンセントに来ている電気と同じなので、電気製品に使用しても安全です。

インバーターを選ぶ時は、正弦波の商品を選ぶことがポイントです。よほど安い商品でなければ、ほとんどのインバーターは正弦波の商品です。

疑似正弦波

疑似正弦波は、交流の波形に似せた交流になっています。

家庭のコンセントに、来ている電気とは「違い」ます。

疑似正弦波の波形の交流の電気は、電気製品に使うと壊れる場合がありますので注意が必要です。

疑似正弦波で使用することができるのは、電気製品の回路に電子部品が使用されていないものに限られます。

たとえば、熱を出すだけのニクロム線の電熱器などです。

テレビや扇風機などに使用すると、壊れてしまうことがあります。

周波数

インバーターの周波数は、50Hz(ヘルツ)と60Hzがあります。

使用する地域に合った周波数を選ぶ必要があります。

東日本は50Hzで、西日本は60Hzです。

周波数切替ができるインバーターの方が、50Hzと60Hzの地域で変更できるので使いやすいというメリットがあります。

ただし、現在の電気製品の多くが、50Hzと60Hzの両方に対応しています。

インバーターの容量はどれ位必要か?

電気製品の使用する電力は、スイッチを入れた時と時間が経って電力が安定した時では、まったく違ってきます。

電気製品のスイッチを入れた時の電力(起動電力)
起動時に数倍、数十倍の電力を消費する電気製品があります。

電気製品の消費電力を500W程度と想定する時

インバーターの容量は、800W以上が必要

電気製品の消費電力を1000W程度と想定する時

インバーターの容量は、1500W以上が必要

というように、インバーターの容量は多めに見た方が無難です。

電子レンジの場合

電子レンジを使う時には、特に注意が必要です。起動時に通常電力の数倍の電力を、使う物があるのでインバーターの故障の原因になりやすい。

液晶ディスプレイの表示

液晶ディスプレイに表示される情報も重要です。

  • バッテリーの残量表示
  • 入力電圧の表示
  • 出力電圧の表示
  • 出力電力の表示

今回選んだインバーターは、「EDECOAの 12V 2000W」のインバーターです。

価格は他より少し高かったですが、液晶の表示が見やすくてリモコン付きなので「EDECOA 」にしました。

今後、バッテリーを増設することを考えて、2000W出力のインバーターにしました。

価格を抑えたければ、バッテリーの容量が1280Whなので、1000W出力のインバーターでも構いません。

EDECOAの 12V 2000Wを選んだ理由

選んだ理由

  • 波形が純正弦波であること
  • 周波数切替えがあること
  • USB出力があること
  • 様々な保護回路が入っている
    DC入力低電圧保護
    DC入力過電圧保護
    DC入力逆極性保護
    AC出力短絡保護
    過負荷保護
    過熱保護
  • リモコンが搭載されている
  • 液晶モニターの情報が多い
液晶モニターで表示される情報
  • バッテリーの残量表示がある
  • 入力電圧・出力電圧と出力電流が表示される
  • 周波数表示がある
  • 内部冷却ファンの稼働表示がある
付属品

インバーター本体
入力端子ノブ(赤と黒)各1個
入力端子ノブワッシャー 2個
接地ケーブル
スパナ
30Aヒューズ×9個
バッテリーケーブル(赤と黒)各1本
リモコンとネットケーブル

出力電力が表示されないことを、見逃してしまった。
後悔している所!
動作は満足している

YITRANIC インバーター 12V 100V 正弦波 1500W

出力電力が表示できるインバーターです。

ポータブル電源の組み立て方法

自作したポータブル電源です。木材で箱を作り「白のスプレー」で塗装しました。

バッテリーとインバーターの配線方法

ポータブル電源の自作は簡単です。バッテリーとインバーターの端子をケーブルでつなぐだけです。

バッテリーとインバーターの双方に、安全装置が組み込まれているので、安全装置を入れる必要がありません。


バッテリーの電圧は12V(ボルト)なので、感電の心配はありませんので安心して作業することができます。

重要
配線をする時のポイント
インバーターのスイッチは必ず切って置くこと。

配線の順序に決まりはありませんが、次の順序で行ってください。

  1. バッテリーのプラス端子に、赤色のケーブルを接続しボルトで締め付けます。
    絶縁キャップをボルトにかぶせます。
  2. 赤色のケーブルのもう一方を、インバーターのプラス端子に接続してナットで締め付けます。
  3. バッテリーのマイナス端子に、黒色のケーブルを接続しボルトで締め付けます。
    絶縁キャップをボルトにかぶせます。
  4. 黒色のケーブルのもう一方を、インバーターのマイナス端子に接続してナットで締め付けます。
  5. インバーターのマイナス端子に、電線を接続するときに「スパーク(火花)」が出ます。
    これは、インバーターのコンデンサに、電気が流れるためです。
    異常なことではありません。

スパーク(火花)を防ぐ方法

スパークが出るのは、配線の最後のときです。スパークを防ぐ方法は、ケーブルの配線とインバーターのマイナス端子の間に、抵抗を入れることで防ぐことができます。

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抵抗を接続する位置の説明

バッテリーとインバーターの端子を「A、B、C、D」とします。

最後に接続する端子を「D」とすると、図のように端子「D」と配線Cの間に抵抗を接続します。

抵抗を接続する時間は、数秒で大丈夫です。

次に抵抗を取り外して、配線Cを端子「D」に接続します。

抵抗の代わりに鉛筆を使う方法

抵抗の代わりに、鉛筆を使うことができます。別に危険なわけではありませんので、鉛筆を使ってみることも一つの方法です。

やり方は次の通り

  1. 鉛筆の両端を削ります。
  2. 鉛筆の芯は、黒鉛でできていますので電気を通します。つまり、抵抗と同じ役目をします。
  3. インバーターとバッテリーの配線の間に、「数秒間」触れさせればOKです。
  4. この時に流れる電流は、電気の量としては少ないので危険はありません。
  5. その後、普通にインバーターとバッテリーを接続して完了です。

電気回路の配線について

一般的に直流回路では
プラスに赤色の電線を使い
マイナスに黒色の電線を使います。

インバーターのスイッチを入れれば、使うことができます。

ポータブル電源を自作するときの注意点

ポータブル電源を自作するときの注意点は、バッテリーとインバーターを接続する電線の太さが重要です。

電線の太さが重要

電線の太さは、許容電流(電線に流せる電流の量)の大きさに関係します。

バッテリーの容量が電圧12V 100Ah の場合

バッテリーとインバーターを接続する電線には、100A(アンペア)近くの電流が流れます。

細い電線では、熱を持ったり、焼き切れてしまうこともあります。

許容電流に十分な余裕がある、太さの電線を使うようにすることが重要です。

バッテリーとインバーターの接続の注意点

バッテリーとインバーターの端子接続には、圧着端子を使った電線でしっかり接続することが大切です。

接続端子の止め方

接続端子の止め方のポイント

バッテリーやインバーターの端子の近くに、大電流が流れる電線を止めること。

端子から遠くなる順に止めると、それだけ抵抗が大きくなることが考えられます。

大電流が流れる回路では、抵抗の大きさが非常に重要です。

電流の2乗に比例して、損失が大きくなります。

バッテリーの紹介

Redodo 12V 100Ah リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのスペック

仕様詳細
重量11kg
寸法(長さ×高さ×幅)329 x 214 x172 mm
定格容量100Ah
公称電圧12.8V
最大継続充電電流100A
最大継続放電電流100A
定格容量1280kWh
最大負荷/インバータパワー1280W
サイクル回数4000回以上サイクル可能です
保護回路(BMS)過充電、過放電、過電流および短絡からバッテリーを保護
内部抵抗6ミリオーム(6/1000オーム)
ソーラーパネルの設定をお勧めします
(効果的な日光4.5h/日でフルチャージ)
300W
端子コネクタータイプM8ボルト
稼働温度充電:0°C ~ 50°C
放電:−20°C ~ 60°C
放電ピーク電流280A 5秒
直並列接続/負荷のワイヤーAWG 6=14sq
許容電流 88A
保証期間5年間
価格¥51,999
返品・返金

返品ポリシーは30日間返品で、つまり商品を受け取ってから30日以内返品申請可能です。
返品の条件など詳しくは、公式サイトを御覧ください。

Redodo 公式サイト

Redodo 12V 100Ah リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの購入

Redodo(レッドオディオ)をどこで購入すれば、一番安く買えるかを調査しました。

今回はアマゾン、楽天、ヤフー、公式サイトで調査をしました。

アマゾンでの価格

インバーターの紹介

インバーターの注意点
インバーターの性能や耐久性については、実際に使用してみるまでは分かりません。
どの製品の口コミを見ても、「良いカキコミも悪いカキコミ」もあります。
最終的な判断は、自分でするしかありません。

引用先:amazon

EDECOA 12Vインバーター 正弦波 2000W (瞬間最大出力4000W)

EDECOA インバーター 正弦波 2000W (瞬間最大出力4000W)インバーター 12Vのスペック 

仕様詳細
重量3.3kg
寸法(長さ×高さ×幅)350 x 150 x 125 mm
波形純正弦波
定格出力2000W
瞬間最大出力4000W
入力電圧12V DC
出力電圧100V AC
出力端子AC100V×3 USB5V×2
周波数50Hz/60Hz 切り替え
無負荷電流0.8A
インバーター効率90%
保護回路DC入力低電圧保護、DC入力過電圧保護、DC入力逆極性保護、AC出力短絡保護 、過負荷保護、過熱保護
リモコン装置リモコン搭載
価格¥28,380

EDECOA インバーター 正弦波 2000W (瞬間最大出力4000W)インバーター 12Vの感想

使用して残念に思ったことは、LEDディスプレイに出力電力の表示が無いこと。
これだけが、このインバーターのデメリットです。

おすすめのインバーター

この次に作る時は、次のインバーターを使ってみたいと思います。

  • 正弦波なこと
  • 周波数切替があること
  • 出力電力表示があること

充電器の紹介

ポータブル電源には、充電器が必要になります。

amazonにある充電器を、紹介します。

12V 100Ahのリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの充電器は、リン酸鉄用の充電器を使います。

充電器の充電電流と充電時間

電流充電時間
10A約10時間
20A約5時間
40A約2.5時間

充電器紹介

品名価格
LiTime 14.6V10Aリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電器17,999円
Ampere Time 14.6V20A リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電器 19,999円
LiTime 14.6V40Aリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電器35,000円

LiTime 14.6V10Aリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電器

Ampere Time 14.6V20A リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電器

LiTime 14.6V40Aリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電器

自作ポータブル電源の動作状況

自作したポータブル電源で使えた家電の例。

  • 電子レンジ:約900W
  • 電気ファンヒーター:約800W
  • コロナ石油ファンヒーター:起動時650W 燃焼時20W
  • コーヒーメーカー:約750W

など消費電力が大きい家電も動作します。エアコンは夏に使って見る予定です。

もちろん、テレビなどの家電は、消費電力が小さいので使用できます。

電子レンジ

シャープ電子レンジ RE-TF1

電源:AC100V 50Hz/60Hz共用
消費電力
50Hz:950W
60Hz:1300W

電気ファンヒーター

コイズミファンヒーター KHF-0870

電源:AC100V 50Hz/60Hz共用
消費電力
50Hz:800W
60Hz:750W

石油ファンヒーター

石油ファンヒーターは、点火の時の電力を供給できるかどうかが問題になります。

500Wのポータブル電源では、オーバーロードして使用することができませんでした。

コロナ石油ファンヒーター FH-G3217Y

電源:AC100V 50Hz/60Hz共用
消費電力
点火時:650W
燃焼時:20W

コーヒーメーカー

シロカ全自動コーヒーメーカー SC-C111

電源:AC100V 50Hz/60Hz共用
消費電力:750W

収納ケースの作成

バッテリーとインバーターを配線しただけでは、使い勝手が悪いので桐材でケースを作成しました。

長さ 600mm 幅 350mm 厚さ 13mm を2枚
長さ 600mm 幅 200mm 厚さ 13mm を1枚 

を次のように、カットしてビス止めすれば完成。

木枠を作り白で塗装しました。枠を軽くするため、桐材を使用しています。

ケースがあるとやはり、移動するのに便利です。

ポータブル電源の仕組みを知ろう

ポータブル電源を作るには、まずポータブル電源の仕組みを知って置きましょう。

ポータブル電源は、バッテリーなどの「直流の電気」を「交流の電気」に変換しています。市販のポータブル電源も、基本的には同じ仕組みです。

バッテリーなどの「直流12V(ボルト)」を、家庭のコンセントに来ている電気と同じ「交流100V(ボルト)」に変えます。

交流100Vにすることで、テレビなどの電気製品を使用する事ができるようになります。

  • 直流の電気・・・12(ボルト)バッテリーなどを使う
  • 交流の電気・・・インバーターを使って変換する

バッテリーとインバーターの配線

バッテリーとインバーターのつなぎ方の動画
引用先:EDECOA公式サイト

直流と交流の形

直流は乾電池やバッテリーなどで、使われているので知っていると思います。

電圧の値が一定であることが特徴です。

交流は家庭の、コンセントに来ている電気のことです。

電圧の値が変化するのが、特徴です。

ポータブル電源や家電で使われる電気の用語については、こちらの記事が参考になります。

ポータブル電源に表示される単位の見方

電気に詳しくない方のために、電気の単位について簡単に説明します。

単位読み意味
電圧(V)V(ボルト)電圧の高さ
電流(A)A(アンペア)電流の大きさ
電力(W)W(ワット)W=V×Aで消費電力
電力量(Wh)Wh(ワットアワー)電気製品などの消費電力量
AhAh(アンペアアワー)バッテリーの容量
W(ワット)とは

電気製品などの消費電力(単に電力ともい言う)を示します。
たとえば、このテレビの消費電力は「100W」などと言う。

消費電力=電圧×電流
つまり、「W=V×A」です。

たとえば、消費電力「100W」のテレビは
100V(電圧)×1A(電流)で
コンセントに「1A」の電流が、流れていることになります。

Wh(ワットアワー)とは

電力量を表し、「電力と時間」を掛け算したものです

たとえば、100Whの場合には
「100ワットの電力(電気)を、1時間使える」
「50ワットの電力(電気)を、2時間使える」

と言うことです。

ポータブル電源の容量はWhで見るとわかりやすい。

Ah(アンペアー)とは

バッテリーの容量を見る単位です。

たとえば、バッテリー容量が100Ahの場合には
「1時間に100Aの電流を取り出せる容量」
「2時間に50Aの電流を取り出せる容量」

と言うことになります。

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