太陽の力で地下水を汲みあげる

~ソラポンプ完成~

梅雨の合間の曇天の今日。オフグリッド設備のひとつとなる「ソラポンプ」が完成しました。かねてからこの古井戸の再生を計画し、昨年末に井戸を浚い(さらい)、電動ポンプを取り付け揚水のテストは終わっていました。今回は基礎杭を打設し、ソーラータワーを設置、ポンプを結線、完成しました。ソーラータワーは株式会社風憩セコロさんにご提供いただきました。

元々の構想は、オフグリッドサイトの「上水のオフグリッド」に記載している通りですが、今回は汲み上げた地下水をそのままシャワーで使えるように配管をしました。弊社の基礎杭と風憩セコロさんのソーラータワーをベースに、川本ポンプさんのソフトカワエース NF3-250S /100Vを動かし、ZEZHEさんのシャワーシステムを導入しました。

ソーラータワーはオフグリッドの象徴として井戸のすぐ脇に、ポンプは木柵の後ろに隠し、シャワーシステムは木柵の前面に取り付け、一目で井戸水を太陽光で汲み上げ、シャワーとして使えるという分かりやすいレイアウトとしました。ビーチから歩いて帰り、ここで地下水の冷たい水でシャワーを浴び、オリオンビールを楽しむ。という娯楽も太陽からの恩恵です。


以下は、ソラポンプの設置画像ですので、興味のある方はご覧ください。

ソーラータワーは風憩セコロさんのソライトFSL-MF3V-ACという製品を改造してオリジナルで作っていただきました。最大出力90Wのソーラーモジュールを頂部に搭載し、ポール(A6005CS-T5)、 バッテリーボックスは(A6063S-T5)と海沿いの設置環境を考えたアルミニウムの構造体です。
タワーを支える基礎は、自社製品の螺杭(D-16:φ76×1600)と専用アタッチメントを採用しました。

アタッチメントは杭とソーラータワーを連結する重要なパーツです。ソーラータワーにかかる風圧力を基礎杭に逃がす構造と、施工時に設置位置の微調整ができる機能を両立させなければなりません。今回は風憩セコロさんの□120mm×120mmの支柱をアタッチメントに被せるスリーブ式のベースアタッチメントを設計しました。下図の通り、丸パイプのスリーブと製品支柱とのクリアランスは片側0.7mmとかなりギリギリな納まりとしましたが、現場では拍子抜けするほどスムーズに挿入できました。

揚水ポンプは 川本ポンプさんのソフトカワエース NF3-250S /100V なので、インバーターは余裕を持って350Wを出力する電菱さんのSK350-112をビルトインしています。
バッテリーはさすが風憩セコロさんで、40Ahのリチウムイオン電池1台と38Ahの鉛電池2台のハイブリッド式で、出力に応じてバッテリーを切り替えてくれる仕組みのようです。
配線はとても分かりやすく、各配線の端部につけられたタグに従い結線していくだけなので、初めて同社の製品を扱う方にも安心をいただけると思います。
今回は他社の揚水ポンプをインバーターで動かしたいという弊社の希望を実現してくれたわけですが、安全対策としてソーラーパネル、バッテリーの各回路にブレーカーを装着してくれていましたので、安心して作業をすることができました。
もともとソーラー照明灯用のコントローラーを使用してくれているので、これに照明器具を追加することも可能です。いましばらくは「漆黒の闇」を楽しみたいので、このままにしておきますが。













このソラポンプの設置を通じて、ランドスケープ事業とオフグリッド事業は極めて近い立ち位置で存在しているものだと感じています。オフグリッドの世界では、この場所のように、動力源のない土地に施設を設置したいという需要はたくさんあると思うのです。今回は揚水ポンプを動かすという目的でしたが、照明灯はもとより、Wifi中継基地、監視カメラなどなど、電気機器の省電力化により、アイディア次第でたくさんの用途がうまれることでしょう。その新たな用途を支えるのが、屋外で高い耐久性が求められるランドスケープ事業のモノづくりです。暴風暴雨に耐え、内部の精密機器を水密構造で守る。これは機能としてあたりまえですが、さらに周囲の景観に溶け込むデザインとして設える(しつらえる)。ランドスケープとオフグリッドは、こんなに近い立ち位置なのです。
ソラポンプで汲み上げた水を今後、何に使っていくのか。乞うご期待願います。

太陽の力で、井戸水を汲み上げる

2021年末に敷地に隣接する古井戸の底質、水質を調べようと、レンタル屋さんで水中ポンプを借り、井戸水を汲み上げました。2mあった水深は順調に減って行きました。水深が1.2mになるとそれまで通りポンプから排水はされるのですが、水深が浅くなりません。そう、ポンプで汲み上げている量と同量の地下水が流入しているのです。井戸の内径が0.75mなので、半径は0.375m。この場合、常時ある水の量=0.375m×0.375m×π×1.2m=0.53㎥=0.53t=530ℓとなります。計測時の水深2mの場合は880ℓと、屋外で使う水の量には十分な量ですね。 脚立で井戸の水面まで降りると、底質は砂と砂利で、不思議と堆積物はほとんどなく、水も澄んでいました。

この地下水を植物への水やりや、収穫物の洗浄、屋外シャワーなどに利用したいと考え、揚水ポンプで汲み上げることにしたのです。ここで上水のオフグリッドです。屋外シャワーにも使用したいので、電動ポンプを利用することにしました。
電動ポンプは川本製作所のソフトカワエース(NF3-250S)を選び、これに荏原製作所 エバラ 砂取器 (TBST-25)を取り付けました。川本製作所の製品を選んだのは、 ポンプの回転数をインバータ制御することにより、地下水位に影響されることなく、吐出圧を一定に給水を行えること、そして接液部はステンレスを主要部品に採用しており、耐久性も高く清潔だからです。
NF3-250S のスペック

木柵の下桟に専用の台座を製作し、そこにポンプを設置し、呼び水を入れAC電源を入れると、勢いよくきれいな水を汲み上げてくれました。ポンプがきちんと動くことが確認できたので、これを独立電源で動かすことにします。最終的には井戸の横に90Wのソーラーパネルを装着したポールを建てる予定ですが、その前に太陽光から充電をしたEco Flow DELTA MAX2000でも試運転をしました。
Eco Flow DELTA MAX2000 のスペック

無事に Eco Flowに貯めた自然エネルギーで揚水することができました。 機械の性能を考えれば当前のことですが、井戸水の利用という上水からのオフグリッドに一歩近づいたのは嬉しいものです。これから、計画する「発蓄電ポール」には、12Vの鉛バッテリーと、これを交流に変換するインバーターを装着する予定です。インバーターはポンプの容性能から、菱電のSK350-112を選択しました。 この製品は 定格入力電圧 12Vdc 、連続出力 350W、最大出力(3分間) 385W、サージ電力 700Wという性能です。

現在、「発蓄電ポール」は、本業のビジネスパートナーである風憩セコロさんに製作をお願いしており、基礎にはsaiブランドの螺杭を使用します。 新規事業のオフグリッド分野にも、本業の技術を導入し、更なる進化を目指していきます。