直流のコンセント

質問

殆どの電気製品は直流で動きます。電池で動くヤツなら確実だね。しかし、コンセントは交流です。だから、製品内に交流を直流に変換するアダプターを仕込んでいるんだよね。これが重くて壊れやすくて扱いにくかったりする。。。

じゃー、なぜ交流なのかって言うと、発電所から広範囲に送電するには、交流の方が低コストらしいからだとか。

ってことは、家庭発電や自動車内の電気だと、直流の方が良いですか？

家庭発電だと、東京ガスとかからの都市ガスを燃やして発電したり、屋根に付けたソーラーパネルだったり。んで、バッテリーに電気を貯めるでしょ。これだったら、直流になりますよね？

自動車内の電気だと、ガソリンでエンジン回して発電して、バッテリーに電気を貯めるでしょ。これだったら、直流になりますよね？

そうすると、直流のコンセントがあった方が良いのでしょうか？直流コンセントがあると、あらゆる家電セットが軽くなるよね。

大抵の家庭でガスは通っているだろうし、車を持っていたらそこに直流のコンセントなんて簡単に付けられるでしょ。あると使いやすい気がする。

回答No.6

4500rpm · ベストアンサー

ガス：エネファームは燃料電池で発電するので、直流です。家電を使ったり、売電するために交流に変換します。
太陽光発電：直流です。家電を使ったり、売電するために交流に変換します。バッテリーに蓄電する設備がある場合、直流で蓄電するタイプと、交流から直流に変換して蓄電するタイプがあります。
自動車：今の車は、交流発電機で発電するので交流です。バッテリーに充電するため、直流に変換します。車の設備は12Vの直流で動きます。

＞発電所から広範囲に送電するには、交流の方が低コストらしいからだとか。
→電線に電流が流れると、熱が発生して電力をロスします。これを少なくするために、電圧を高くして電流を少なくします。電流が少なければ、電線も細くでき、コストがおさえられます。送電は高電圧で行い、家の近くで低電圧にするとロスが少なく、家庭まで届けられます。このためには、変圧しやすい交流の方が、適しています。

＞車を持っていたらそこに直流のコンセントなんて簡単に付けられるでしょ。
→車には、直流の取り出し口として、シガーソケットが装備されており、12Vの直流が取り出せます。

＞直流のコンセントがあった方が良いのでしょうか？直流コンセントがあると、あらゆる家電セットが軽くなるよね。
→電圧の安定性と供給電圧によると思います。
＜電圧の安定性＞
太陽光発電などでは、天気によって電圧が変動すると思います。
USBファンのような単純な機器であれば、少々の電圧変動は問題ありませんので、直流コンセントは有用だと思います。
しかし、大抵の電気機器は電子制御されていますので、電子機器は安定した電圧を必要とします。直流コンセントから供給される電圧の変動が少ないような設備であれば、アダプターを省略できるかもしれませんが、それでも一度に多くの機器をつなぐと電圧が降下して不具合を生じるかもしれません。

＜供給電圧＞
ACアダプターを使用する機器は、機器によって必要とする電圧が異なります。3V、5V、9V、12Vなど。
供給電圧（例えば12V）によっては、これまでと同じように電圧を変換するアダプターを必要とします。ただし、直流コンセントが普及すれば、機器に組み込まれるかもしれません。
もし、直流コンセントを普及させるなら、車用の機器を流用できる12Vか、USBが使いやすい5Vあたりの電圧が良いかもしれません。

まずは、他の方も書かれていますが、5VのUSBポートがあると対応機器も多く便利なので、普及する可能性はあります。

回答No.7

noname#261831

回答No.1です。
>　100Vが危険ならば、安全な範囲まで下げれば良いと思うけど。

一般に安全な電圧/電流は　DC7.5V程度，0.015A（15mA）程度が限度のようです。
これ以下（未満）で使用となると　0.075W程度かなぁ？

回答No.5

chachaboxx

No4追伸です。

家庭電源の直流化というのではありませんが、昨今の小型省電力機器（USB電源）の需要から、壁100Vコンセントの横にLANコンセントを設ける様にUSBポートを設けることも可能です。

参考
https://www.best-parts-media.jp/element/4078

別ケースでは、LANコンセントをPoE給電仕様にしておくのもありかもしれません。USB同様に約100W相当の電力供給が可能です。

回答No.4

chachaboxx

送電効率自体は直流の方が高いです。
なので海底ケーブル経由の長距離超高圧（100万V級）送電は効率のよい直流に移行しつつあるようです。

交流送電が効率悪い原因は誘導損失：インダクタンス（交流抵抗）です。直流なら誘導損失はゼロです。

それがわかっているにもかかわらず交流送電が一般的なのは、上記損失を相殺して有り余るほど変圧効率が高い＆設備が単純（鉄心に求める変圧比でコイルを巻くだけ）というメリットが原因１です。

原因２としては保全・安全面です。
要求される絶縁性能が直流になると５倍ほど必要になります。
判りやすく言えば、被覆の厚さが５倍必要ということです。
また変圧器（トランス）の仕組みによる電気的絶縁もあります。
柱上電線経路とは電気的に接続されていないので、直流にすると被雷対策が必要になります。
PLC（電源ラインLAN）を利用している場合は、セキュリティー対策も必要です。
電蝕も直流の方が顕著なので水回り家電では特に対策が必要になります。

ですが、最終的に電気部品が消費するのは直流の方が圧倒的に多いので、一つの機器内では直流で配電しています。（PC や自動車も含む）

直流の絶対的なメリットは蓄電できるということです。
交流はそのままでは蓄電できないので、直流に変換するか、
電気以外の物理エネルギー（水力発電所＝ポンプアップ　等）への変換が必要です。ですが電圧の変換は容易なので、充電する電圧の制限はあまり気にする必要がありません。
直流の場合は、バッテリー容量に合わせて変圧（直流⇒交流⇒直流）する必要があります。

家電直流化は不可能ではないですが、機器のコスト（重量）は下がりません。
なぜなら、殆どの家電製品は世界共通仕様（コストダウン）にするため、電源電圧の範囲が100V～240V程になってます。
つまり電源電圧が上記範囲でいい加減でも問題なく動作するように作られています。これは、交流から直流に変換する機構にその仕組みがあります。

もし電源を直流化した場合、電源電圧の変動に伴い電圧を調整する上記機構が必要になるので殆どコストはかわりません。
コンセントを現行と共用する場合の逆差し込み対策も必要なのでコストは同様です。

太陽光パネルやその他の自家発電やその充電でも然りで、すべての機器で個別電圧の調整が避けられないので、容易に変圧できる交流をプラットフォームにしておけばあとは個別対応とできますが、直流の場合は内部利用電圧が電源電圧と同じでない限り、変圧する必要が生じます。

因みに、太陽光パネルの発生電圧は１枚あたり直流数ボルトです。EVなどの動力バッテリー電圧は直流数百ボルトで、車両の制御バッテリー電圧は普通自動車で直流12Vです。

他、発電設備は耐久性・保守目的から殆ど交流発電したものを変圧して送電・利用してます。

回答No.3

ohkawa3

家庭内の直流配電は普及はしていませんが、かなり古くから研究されています。取り急ぎ、最近の文献を貼っておきます。
https://nissin.jp/technical/technicalreport/pdf/2020-153/2020-153-11.pdf

電気自動車、太陽光発電、リチウム電池など、直流配電に適したインフラが充実しつつありますので、今後普及する可能性はありそうです。
ただし、送配電に関しては交流が直流に置き換わる気配は全くありません。

回答No.2

sknbsknb2

バッテリーとか太陽光発電で家庭内のすべての電化製品が24時間稼働できるかというと、現在の技術では不可能なので、どちらにせよ送電してもらわないとダメ。

そうなると、電流の2乗に比例する損失をできるだけ小さくしようとして、高電圧/小電流で送電したくなる。家庭では送電線より電圧を落とさないと危険なので、結局、電圧変換が容易な交流にたどり着く。

常温に近い温度での超電導が実現したら損失は関係なくなるので、直流送電も可能かなと思いますが。

補足

交流の送電は、半分で良いかと。だから、全ての交流コンセントを無くすわけではありません。

都市ガス発電だと、容量を期待できませんか？あるいは、自動車ならば。

回答No.1

noname#261831

DC100Vコンセントですか？
死にますよ。

補足

100Vが危険ならば、安全な範囲まで下げれば良いと思うけど。