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高性能な次世代バッテリー：リン酸鉄リチウム vs 伝統的な鉛蓄電池の比較

1. リン酸鉄リチウム電池（LiFePO4）とは

リン酸鉄リチウム電池（LiFePO4）は、高い安全性と長寿命を特徴とするリチウムイオン電池の一種です。優れたサイクル寿命、軽量、急速充電能力などが利点です。リン酸鉄リチウム電池は、安全性が高く環境に優しいことで知られています。LFP電池は熱暴走のリスクが低く、高温環境でも安定して動作します。これは、電池内部で発生する化学反応が比較的穏やかであるためです。また、リサイクルがしやすいという特徴も持っており、使用済み電池の環境負荷を低減できるため、環境持続可能なエネルギーソリューションとして注目されています。

特長

• 高い安全性: 過熱や過充電に強く、発火や爆発のリスクが低い。
• 長寿命: 約2000〜5000回の充放電サイクルを持ち、10年以上の寿命が期待できます。
• 軽量: 同容量の鉛蓄電池に比べて非常に軽量。
• 急速充電: 短時間での充電が可能。

2. 鉛蓄電池とは

鉛蓄電池は、古くから広く使用されている二次電池です。自動車の始動バッテリーや非常用電源などに使用される信頼性の高い電池です。鉛蓄電池は長い歴史を持ち、多くの産業で信頼されてきました。低コストで製造が可能であり、リサイクルプロセスも確立されていますが、重量が重く、体積あたりのエネルギー密度が低いというデメリットがあります。これは、車両や移動式機器には不向きであることを意味しています。さらに、鉛は有害な重金属であり、環境や健康への影響が懸念されています。

特長

• コスト: 初期費用が比較的低い。
• リサイクル: 高いリサイクル率を持ち、環境負荷が少ない。
• 信頼性: 長い歴史と安定した技術。

3. リン酸鉄リチウム電池と鉛蓄電池の比較

4. 結論

結論として、リン酸鉄リチウム電池は、鉛蓄電池に比べて多くの利点がありますが、用途によって最適な選択肢は異なります。移動性が要求される用途や、環境負荷を最小限に抑えたい場合はLFP電池が適しています。一方、コストを最も重視する場面では、鉛蓄電池がまだ有効な選択肢となり得ます。それぞれの特性を理解し、適切な電池選択を行うことが、持続可能なエネルギー利用の鍵となるでしょう。

リンク：https://lvyuan.jp/collections/lithium-ion-battery

LVYUAN LiFePO4リチウムバッテリーが高品質のグレードA LiFePO4セルを使用し、モジュール構造を採用して、バッテリーパックに組み合わせることができます。太陽が沈んだり、停電が発生した場合、バッテリーを使用して家庭の電化製品、例えば照明、冷蔵庫、エアコンなどに電力を供給できます。LVYUAN LiFePO4バッテリーを使用して、家庭向けのエネルギー生成とストレージシステムを作成し、日本の家庭が費用を節約し、炭素フットプリントを減らすことができるようにする方法を探ります

前回、こちらはハイブリッドソーラーシステムの接続とオフグリッド生活の可能性について既にご紹介いたしました。今回は、どのハイブリッドソーラーシステムが自分に適しているか、機器の設定、そして投資収益率の見積もりについてご説明いたします。ご参考ください。

一、ハイブリッドインバーターの動作設定

（一）出力モードの選択肢

1、PV優先（SOL）： 太陽光発電を最大限に利用し、電化製品への供給を優先。PV不足時にはバッテリーが補助し、PV失効時には商用電源に切り替え、商用電源失効時にはバッテリーを消耗。

2、AC優先（UTI）： 商用電源を優先使用し、商用電源失効時にはPV出力に切り替え。PV不足時にはバッテリーが補助し、PV、商用電源共に失効時にはバッテリーを消耗。

3、BAT優先（SBU）： PV優先使用で、不足時にはバッテリーが補助。PV失効時にはバッテリーに切り替え、バッテリー電圧が一定値未満なら商用電源に、一定値以上なら負荷をバッテリーに切り替え。

（二）充電モードの柔軟性

1、ハイブリッド充電（SUN）： PV十分時はPV優先充電。PV不足時は商用電源が補助（AC入力が商用電源接続中はSUNが使用可能）。PV無効時には商用電源で充電。

2、PV優先充電（CSO）： PV十分時はPV優先充電。PV完全失効時にはAC充電を行う。

3、PVのみ充電（OSO）： 太陽光パネルのみ充電を行う。

4、商用電源優先（CUB）： 商用電源優先充電。停電時にはPV充電に切り替え。

これらの設定は、ユーザーが異なる状況に適応させ、エネルギーの最適な利用を可能にします。 また、商用電源から太陽光発電への切り替え、および太陽光発電から商用電源への切り替えは、オフグリッドインバーターがバッテリー電圧を判断して行うため、電圧の設定に関しては以下の手順に従う必要があります。

1、【15】<【12】<【14】<【35】<【09/11】　
2、【04】<=【14】<【35】
3、【37】＜【05】
パラメーター08は電池のタイプを選択すると、最優値に自動的に変更されます。

二、ハイブリッドソーラーシステムの選択

（一）ハイブリッドソーラーシステム選択の基準

ハイブリッドインバーターの動作原理と設定パラメータを理解した後、月ごとの電気料金を考慮して、最適なハイブリッドインバーター、ソーラーパネル、およびバッテリーを選択できます。

まず、電気料金の使用状況と要件を考慮してください。一定期間の電気料金の請求書をモニタリングし、平均的な月の電力使用量とピーク時の電力使用時刻を把握します。これにより、必要なハイブリッドインバーターやバッテリーの容量を決定し、必要な太陽光発電量を評価できます。

次に、居住地域の太陽エネルギー資源を考慮してください。年間の日照時間と太陽エネルギーのポテンシャルを理解し、必要なソーラーパネルの数とタイプを決定します。地域の気候条件と日照時間は、太陽光発電の性能に直接影響を与えます。

最後に、予算と利用可能なスペースに基づいて、適切なハイブリッドインバーター、ソーラーパネル、およびバッテリーのブランドを選択します。機器の互換性を確認し、将来の拡張の可能性も考慮してください。

（二）ハイブリッドソーラーシステム選択の判断

例として、説明させていただきます。

上記の月平均使用電力と月平均電気料金から、お客様の一日あたりの必要電力が16kWhであることを算出しました。

この一日あたりの電力使用量に基づき、お客様には5kWhのリチウム鉄蓄電池および410Wのソーラーパネル12枚、そして5kW以上のハイブリッドインバーターをご提案させていただきました。天気状況と太陽光発電状況に応じて、追加の5kWhのリチウム鉄蓄電池を適宜検討できます。

ハイブリッドインバーターは動作モードSOL、充電モードSUNを決めました

410Wのソーラーパネル12枚は日発電15kwhで、電化製品を直接サポートしています。PV不足時にはバッテリーが補助し、PV十分時はPV出力に戻ってからバッテリーの充電も同時に行っています。これにより、太陽光発電を最大限に利用し、電化製品への供給を優先されます。PV失効またはバッテリー不足の場合、一回商用電源を利用されます。このシステムには商用電源の利用率が10％ぐらいを判断されます。商用電源への依存を最小限に抑え、経済的で環境に優しいエネルギー管理を実現できます。

（三）投資回収率について

上記のシステムの導入について、ソーラーパネルとの設置を合わせて、初期投資が100万円ぐらいだと思います。システムの導入をおかけて、月平均電気代が2万円から2000円ぐらいに減少することが計算できます。 投資回収までの時間も計算できます。毎月の電気代の節約額を計算し、毎月2,000円の電気代がかかることを考慮すると、おおよそ約5年2か月かかる見込みです。

これはおおよその値であり、実際の状況は電気代の上昇、システムの保守コストなど、多くの要因に影響される可能性があります。再度、ご理解いただきありがとうございます。

LVYUANハイブリッドインバーターは、太陽光からの電力と、電力会社の電力と連携して電力供給を最適化させ、調整し使用ができます。再生可能エネルギーを利用して各家庭の消費を優先させ、電力会社からの電力供給依存度を削減します。蓄電池を介して電気を蓄積し、必要に応じて蓄電された電気を利用することで、エネルギーコストの節約やエネルギー効率の向上が可能です。

日本では、電気代がますます高くになり、ハイブリッドインバーターを本格的に運用する事で電力依存度を削減します。ところが、新しいシステムのハイブリッドインバーターの設定は接続や設定が分かりにくいと言わせるお客様も多いかもしれません。こちらでは、ハイブリッドインバーターの接続方法と機器設定について詳しくご説明いたします。

ハイブリッドインバーターの連携

ハイブリッドインバーターはPVポートを経由して太陽光発電からの電力と、 ACポートから商用電力グリッドと連携させ、 BATポートで蓄電池と繋げることで、電力供給を最適化するために使用します。

各ポート連携の注意点を説明させていただきます。

太陽の光を電気に変える太陽光パネルは、PVポートというところに接続します。電力会社からの電気は、ACポートというところに接続します。蓄電池は、BATポートというところに接続します。このように3つの電源をインバーターに接続することで、使用する人が意図する優先順位で電気の使い方が調整できます。接続するときに気をつける注意点は次のようになります。

1、PVポート

ハイブリッドインバーターにつなげる太陽光パネルは、PVポートというところに接続します。この太陽光パネルは、太陽光を電気に変換します。この電気は、PVポートからハイブリッドインバーターに入力します。ハイブリッドインバーターは、この電気を家庭で使用する電気にしたり、蓄電池に蓄電します。PVポートの設定や接続することで、ハイブリッドインバーターは、パネルからの変換電気を使用できます。太陽光パネルで発電した電気を多く利用したり、蓄電池に貯蔵蓄電しておくことができます。

例として、3kWハイブリッドインバーター（HF2430U60-100）を考えます。このインバーターのPV最大入力は1600Wです。したがって、最大8枚の200Wソーラーパネルを接続できる可能性があります。ただし、入力電圧範囲と最大入力電流にも留意する必要があります。

以下のソーラーパネルの仕様を考えましょう。

400Wソーラーパネル
開放電圧：37.3V
定格最大電流：13.04A
3枚を直列に接続する場合、合計の開放電圧は111Vとなります、3kWハイブリッドインバーターの入力電圧範囲（40V〜100V）を超えてしまいます。そのため、この接続ではエラーコードが表示され、充電ができません。 2枚を直列に接続し、2枚を並列に接続すると、合計の開放電圧は74Vとなり、定格電流は26Aです。これは3kWハイブリッドインバーターの動作範囲内に収まりまるということになります。すなわちこの接続方法がこのインバーターの最適な接続方法です。 接続方法によって、ソーラーパネルの電圧と電流を考慮して、インバーターの動作範囲内に収めることが重要です。

ソーラーパネルからのケーブルを部屋の構造を基づいて、サーキットブレーカー（20A）に接続し、その後ブレーカーの二次側をハイブリッドインバーターのPV端子にケーブル（8sq）で接続しています。

2、BATポート

ハイブリッドインバーターに接続させる電池は、バッテリーポートというところに接続します。電気をバッテリーに貯蔵して、電気が必要なときに出力でさせます。これは、使用し絵射る際の電気需要が高まるときや、停電時に役に立ちます。連続的な電力供給が可能となり、電力の安定供給が保たれます。 伝統的なパワーコンディショナーは通常、太陽光発電システムからの電力を変換して使用するための装置であり、バッテリーを接続することができません。ハイブリッドインバーターは、停電時にバッテリーから電力を供給できるため、緊急時に重要な機器や照明を運転できます。これは特に非常に重要な利点であり、居住施設やビジネスにとって信頼性が高いバックアップ電源として役立ちます。

例として、5kWハイブリッドインバーター（HF4850U80-H）を考えます。

インバーターの充電電圧範囲は40～60Vdcです。48V（51.2V）のバッテリーは、この電圧範囲に適応し、エネルギーの変換効率を最大化します。これにより、太陽光発電からの電力を効率的にバッテリーに貯蔵させ必要なときに使用できます。 48Vおよび51.2Vのバッテリーは、市場で広く利用可能であり、多くの異なる製品と性能が選択できます。LVYUANブランドでは12V、24V、51.2Vタイプのバッテリーを販売しております。選定にはお客様の予算や特定の要件に合わせ、最適なバッテリーを選択することができます。

自家消費を優先的に電力供給します。余剰電力はバッテリーに蓄えられ、夜間や天候の悪い日の電力供給を確保することができます。バッテリーとハイブリッドインバーターの組み合わせは、持続可能でより効果的に電力運用ができるのです。

バッテリーケーブルを使用して、バッテリーを並列接続し、サーキットブレーカーを使用して保護しています。最初にプラス（＋）リードをブレーカーに接続します。続いてマイナス（―）リードを同じブレーカーに接続し、その後ブレーカーの二次側からハイブリッドインバーターのバッテリー端子に接続します。

3、AC入力・出力ポート

ハイブリッドインバーターには、ACポートは外部の交流電源、電力会社電源（電力グリッド）からの電力をハイブリッドインバーターに供給するための接続ポイントです。AC入力ポートを介して外部電力が供給されると、ハイブリッドインバーターは電力を太陽光発電などの再生可能エネルギー電力と組み合わせ、供給状況に応じてバッテリーに蓄えたり、家庭電源としたりして利用できます。 ハイブリッドインバーターのAC出力ポートを分電盤に連携させることができます。分電盤から利用している電力配布が効率的に制御されるので、自家発電電電源の利用とバックアップ電源の利用が可能となります。

1、グリッド電源（送電系統）は既設の分電盤からケーブルで配線されています。
2、既設分電盤には2P1E30Aのブレーカーが組み込まれ、ケーブルが接続されている状態です。（＊3kwの例）
3、ハイブリッドインバーター付近にも同じく2P1E30Aが設置され、これに接続されます。二次側はケーブルでハイブリッドインバーターのAC入力に接続されます。
4、ハイブリッドインバーターのAC出力からはケーブルで出力電源を配線し、出力用の2P1E30Aに接続されます。
5、この出力用のブレーカーからは二次側にケーブルで配線され、既設分電盤裏側に設置した新設の単相2線分電盤に接続されています。（＊3kwの例）

ハイブリッドインバーターは防逆流機能が備えられているため、AC入力・出力ポートを直接コンセンに挿すことで使用可能ですが、電力供給の効率的な制御、最適化、バランス調整、安全性確保などことにより、ハイブリッドインバーターのACポートは分電盤を介することで連携することが可能です。

また太陽光発電や蓄電池を活用する場合、連携は効果的な電力システム運用に不可欠です。 安全な分電盤の設置のため、電気工事資格を有する専門家による電気工事作業を推奨します。電気の安全性と適切な配電で利用いただくために、現地の電気規制に従い、電気の専門技師の意見や指導を受け、安全な節電電気使用を心掛けることが重要です。

オフグリッド？ハイブリッド？近年来、これらの用語は再生可能エネルギーの世界で注目されています。電力の高いコストと気候変動への懸念から、多くの人々が持続可能なエネルギーソリューションを模索しています。そこで、ハイブリッドソーラーシステムが注目されており、オフグリッド生活の新しい可能性を提供しています。この記事では、ハイブリッドソーラーシステムの概念を探り、オフグリッド生活を実現する方法について詳しく説明します。

LVYUAN あらゆる人に、清潔エネルギーを享受し、地球環境を守るために、パワーインバーターのほか、太陽光発電システムやポータブル電源など、アウトドア用品や防災用品を中心に幅広く全力でサポートを行っております。

一、オフグリッドとは

オフグリッド（=自家発電/Off-Grid）とは通常、電力会社の送電網から独立して電力を発電、蓄電、および使用する仕組みを指します。主要な構成要素はソーラーパネルや蓄電池などです。完全なオフグリッド生活は、通常、電力網や水道、下水設備などの公共インフラを利用せずに、自己供給型の生活を実現することを意味しますが、こちらは自家発電に注目します。

相関記事：太陽光発電システム導入のメリット

二、完全なオフグリッド生活を実現するための難点

家庭で完全なオフグリッド生活を実現することは、多くの課題と難点が伴います。以下はその主な要点です：

1、初期費用がかかる：オフグリッド生活を始めるためには、太陽光パネル、バッテリーなどの設備を購入し、設置する必要があります。地方自治体によっては補助金が出るところもありますが、一式を揃えるための費用は高額であり、特に高品質な機器や大容量のバッテリーを必要とする場合、コストはさらに上昇します。

2、エネルギー収集の依存度：エネルギーを収集するために日照の気象条件に依存するため、天候の変化がエネルギー供給に大きな影響を与えることがあります。天候によって発電量が不安定であるため、エネルギーの確保に工夫と計画が必要です。

3、メンテナンスと修理：オフグリッド生活では、エネルギーシステムの定期的なメンテナンスや修理が不可欠です。機器やバッテリーの定期点検と交換が必要です。

4、発電量を把握しにくいと停電する：エネルギーの消費と供給をバランスさせることが難しい場合があります。エネルギーの供給が予測困難な場合、エネルギー不足により停電が発生することがあります。過度な電力消費や機器の同時運転を避ける必要があります。

三、小規模なソーラーシステムでハイブリッド生活を体験しましょう

オフグリッドソーラーシステムは、完全な電力独立性を提供する魅力的な選択肢ですが、一般家庭で完全なオフグリッド生活を実現するには、先述4つの課題があることをお伝えしました。

そのため、多くの家庭では、ハイブリッドソーラーシステムや部分的なオフグリッドシステムを採用して、商用電力供給とのバランスを取ることが一般的です。ハイブリッドソーラーシステムは、太陽光発電とバッテリーシステムを組み合わせたエネルギーシステムで、主な特徴として次の点が挙げられます：

1、エネルギーの信頼性: ハイブリッドシステムは商用電力供給と連携するため、電力供給の安定性と信頼性が向上します。停電時にはバッテリーから電力供給が可能です。

2、コスト効率: オフグリッドシステムに比べて初期費用が低く、電力網からの電力供給があるため、バッテリー容量を最小限に抑えることができ、コストを削減できます。

3、電力の貯蔵と効率性: ハイブリッドシステムは余剰の電力をバッテリーに貯蔵し、必要な場合に使用するため、エネルギーの効率的な利用が可能です。

ハイブリッドインバーターの柔軟性のおかげで、バッテリーの数を増やすことで,ハイブリッドシステムにしてもオフグリッド生活を実現することもできます。

四、LVYUAN ハイブリッドソーラーシステムの紹介

1、3000W単相2線式ハイブリッドソーラーシステム

LVYUAN社製3000w ハイブリッドインバーターと24V系のバッテリー、4枚410Wのソーラーパネルと共に利用いただくことで最大出力が実現、AC100v/3000wの定格出力のAC電源システムを構築できます。3000Wハイブリッドソーラーシステムを導入することで、家庭やビジネスの電力供給を管理し、電力網からの依存度を低減できます。

3,000Wのハイブリッドインバーターを使用することで、多くの一般的な家電製品を動作させることができます。冷蔵庫、電子レンジ、小型のエアコンなど、別々で動作できますが、実際の使用においては同時に複数の電化製品を動作させる場合や、電化製品の起動時に瞬時に高電力を必要とする場合があるため、電化製品の合計消費電力を考慮し、インバーターの容量を適切に選択することが重要です。 まず24v系のバッテリーを接続して、インバーターはオフグリッドシステムになります。太陽光発電からの電力と、商用電力グリッドと連携して電力供給を最適化に使用されます。

2、5000W単相2線式ハイブリッドソーラーシステム

3000wタイプより、5000W出力のハイブリッドインバーターは、より多くの電化製品を同時に動作させる場合に適しています。48Vバッテリーシステムにより、エネルギー効率の向上や安定性の確保など、電気的なリスクを下げることができます。

自社の5.12kWhLiFePO4 バッテリーとの組み合わせは、非常に適合している製品で、特にその無需複雑な操作と簡単な接続の特点が際立っています。LVYUAN LiFePO4バッテリーは、6000サイクル（80% DOD）以上の優れた寿命の上で、ハイブリッドインバーター5000Wの出力はほとんどの家庭や小規模な商業施設の電力ニーズを満たすことができ、非常に実用的なソリューションとして使用できます。

さらに、LVYUAN 5.12kWh家庭用縦型ハイブリッド蓄電システムは一体式のシステムで、インバーターとエネルギーシステムがすでに接続されており、簡単に導入できるため、工事や時間のかかる手続きが不要です。（ソーラー側は工事必要）

3、8000W、10000W単相3線式ハイブリッドソーラーシステム

該当システムは、自社の10.24kWhのLiFePO4バッテリーとの組み合わせは、エネルギーの貯蔵と効率的な利用を可能にし、電力供給の安定性が向上します。この製品は、最大11000Wのソーラー入力をサポートし、小規模なソーラーシステムを構築することができます。これにより、オフグリッド生活を実現する可能性が広がります。

主な特徴と利点：

1、高い出力容量: 8000Wおよび10000Wの出力容量を持つ単相3線式ハイブリッドソーラーシステムは、多くの電化製品や設備をサポートできるため、快適な生活を実現します。

2、バッテリー統合: 自社の10.24kWhのLiFePO4バッテリーとの組み合わせにより、エネルギーの貯蔵と効率的な利用が可能となり、電力供給の安定性が向上します。

3、オフグリッド対応: 最大11000Wのソーラー入力は、オフグリッド環境で独立した電力供給を実現するのに適しています。電力ネットワークにアクセスできない場所での使用に適しています。

このハイブリッドソーラーシステムは、高い出力能力とバッテリーの統合により、電力供給の自立とエネルギーコストの削減を実現するための優れた選択肢です。オフグリッド環境での生活や、再生可能エネルギーの活用をお考えの方に最適です。

ソーラー発電は、再生可能エネルギーの中でも人気のある選択肢であり、太陽光から電力を生成するシステムです。太陽光発電の課題の1つは、発電が日中にピークに達し、電力の需要が変動することです。この問題を解決する方法の1つとして、リン酸鉄リチウムバッテリーのソーラー発電システムへの統合が浮上しています。LVYUANのハイブリッド インバーターは蓄電池さえであれば簡単な設定の上で、オフグリッド生活の実現は可能となります。

ソーラーシステムを構築する時、主要な消費者ニーズに応えるため、バッテリー技術はより大容量、高電圧、長い寿命、持続可能性、および安全性を提供する必要があり、そのためにリン酸鉄リチウムバッテリー（LiFePO4）が注目を浴びています。これが、未来のソーラー発電システムにおける電力革命の一端となるでしょう。LVYUAN 51.2V 100Ah LiFePO4リチウムバッテリー内蔵100A BMS、高品質のグレードA LiFePO4セルを使用し、最大5000W 負荷電力、6000-15000 回サイクル & 25 年寿命、エネルギー貯蔵ソリューションを求めるユーザーにとって理想的な選択肢です。

リン酸鉄リチウムとは

リン酸鉄リチウム（LiFePO4）は、リチウムイオンバッテリーの一種で、特にその正極材料が鉄リン酸リチウムであるために名づけられました。このバッテリータイプは、従来の鉛酸バッテリーや他のリチウムイオンバッテリーに比べていくつかの利点があり、ソーラーパネル発電の蓄電池として注目されている理由がいくつかあります。

5.12kWhリン酸鉄リチウムイオンバッテリー：https://lvyuan.jp/collections/lithium-ion-battery/products/lifepo4-battery-5kwh

10.24kWhリン酸鉄リチウムイオンバッテリー：https://lvyuan.jp/collections/lithium-ion-battery/products/lifepo4-battery-10kwh

リン酸鉄リチウムのメリット

長い 寿命

リン酸鉄リチウムバッテリーは、鉛酸電池に比べ、驚くほど長寿命を誇ります。その持続性は驚異的で、通常2倍から4倍の長寿命が期待されます。この卓越した耐久性は、主にリン酸鉄リチウムの材料が高温下での安定性に由来しており、その結果、鉛酸電池と比較しても遥かに長いサービス寿命を実現しています。

さらに、自己放電率が非常に低いため、リン酸鉄リチウムバッテリーは長期間の保管にも適しています。この特性は、ソーラーパネル発電のアプリケーションにおいて非常に重要です。なぜなら、ソーラーパネルとエネルギー管理システムの寿命が20から30年に達し、バッテリーの交換は高い費用を伴う上、建物の電力供給にも影響を及ぼす可能性があるからです。

したがって、リン酸鉄リチウムバッテリーは、その長寿命により、ソーラーシステム全体の寿命に合わせて設計され、多くの充放電サイクルを繰り返しても効率を維持できる優れたバッテリーと言えます。 LVYUAN LiFePO4バッテリーは、6000サイクル（80% DOD）以上の優れた寿命を持って、使用年限はやく25〜30年に達します。

環境にやさしい

リン酸鉄リチウムバッテリーは環境にも非常にやさしい選択肢です。このバッテリーは、環境への負担を最小限に抑えるために設計されています。以下はその環境へのポジティブな影響のいくつかです。

第一に、リン酸鉄リチウムバッテリーには有害な物質が含まれておらず、鉛酸バッテリーなどの他のバッテリータイプに比べて、製造、使用、および廃棄物処理時の環境へのリスクが低いです(主な材料：リン酸鉄、石墨、鉛、銅)。これは地球環境と人間の健康にとって大きな利点です。

また、リン酸鉄リチウムバッテリーは高いエネルギー密度を持つため、同じエネルギー容量を提供するために必要な材料の量が少ないです。このことは資源の節約に繋がり、鉱石の採掘や処理に関連するエネルギーコストを削減します。さらに、リン酸鉄リチウムバッテリーの高いリサイクル可能性は、材料の再利用を容易にし、廃棄物の削減に貢献します。

このように、リン酸鉄リチウムバッテリーは環境に優しいバッテリーオプションであり、持続可能なエネルギーシステムの一環として採用されることで、地球環境の保護と資源の持続可能な利用に寄与しています。

コスト削減

リン酸鉄リチウムバッテリーは、消費者やメーカーにとってコスト効率に優れた選択肢です。その実用的な利点に加えて、経済的な観点からも魅力的です。

まず、リン酸鉄リチウムバッテリーの長寿命は、財布に優しい要素の一つです。リン酸鉄リチウムバッテリーは通常20年以上の寿命を持ち、これに対して鉛酸電池は通常3年程度で交換が必要です。そのため、リン酸鉄リチウムバッテリーの採用は消費者に電池の頻繁な交換費用を節約する機会を提供します。また、バッテリー交換作業が煩わしいことを考えると、長寿命のバッテリーは導入コストを長期間にわたって分散し、結果的に費用対効果が高まります。

さらに、リン酸鉄リチウムバッテリーは特別なメンテナンスや補充が必要ないため、一般的なユーザーにとって非常に使い勝手が良いです。酸液の注入や水の追加など、鉛酸バッテリーに関連する煩わしいタスクが不要です。そのため、ユーザーはバッテリーの操作をシンプルに保つことができます。設置と運用が非常に簡単で、追加のコストや手間をかける必要がありません。

従って、リン酸鉄リチウムバッテリーは経済的かつ環境に優しい選択肢であり、持続可能なエネルギー分野においてコスト削減と環境保護の双方に貢献します。

LVYUAN51.2Vリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴

【信頼性の高いシステム】

100A（10.24kwhの方は200A） BMS、5000W（10.24kwhの方は10000W）出力、大型家電同時使用可能。最大9つのバッテリー並列接続で45kWh（10.24kwhの方は90kwh）まで拡張可能。

【LCDタッチスクリーン搭載】

高解像度と色再現性を提供し、視覚体験向上。ハイブリッドインバーターとの組み合わせで遅延なしのリアルタイムデータ。

【スマート管理】

WiFi、Bluetooth、USBをサポートし、電池情報を簡単にアクセス可能。高度なコミュニケーション機能を備えた使いやすいバッテリーソリューション。

【取り付け簡単】

壁掛けとフロアスタンド対応、柔軟な設置選択。ハイブリッド インバーターとの簡単な接続でエネルギーシステムの統合がスムーズ。

LVYUANについて

©LVYUAN(リョクエン)

住所：神奈川県相模原市中央区田名字赤坂3700-1 GLP ALFALINK相模原１ 四階WS11

運営：アコラデイジャパン株式会社

電話：050-5536-3547

FAX：050-5536-3547

郵便：252-0244

メールアドレス：service@lvyuan.jp

公式サイト：https://lvyuan.jp/

2023年9月より、LVYUAN社は9月より、5.12kWh、10.24kWh LiFePO4 バッテリー（51.2V）の販売が始まります。

太陽エネルギーシステムは持続可能なエネルギー供給の未来を形作っていますが、その核心には効率的なエネルギー蓄積が必要です。この目的でバッテリーを選ぶ際、我々は51.2Vの高電圧バッテリーが注目を集めています。

当社「https://lvyuan.jp/」では、会員様すべてに、独立型ソーラー蓄電システムの導入を一生懸命働いています。家庭用に設置された発電システムは「3,000W～11,000W」で、様々なセットとして会員様に提供いたします。「ハイブリッド発電システムについて、我々はバッテリーを基準に、24Vシステムと48Vシステムに分けています。24Vのシステムが1つだけで、残りはすべて48Vのシステム（44V～54V範囲）です。この報道では、なぜ51.2Vバッテリーが太陽エネルギー発電システムでの理想的な選択肢であるのかを説明します。

一、51.2V高電圧バッテリーのメリット

1、高いエネルギー伝送効率

51.2Vバッテリーの最も顕著な特徴の一つは、その高いエネルギー伝送効率です。この高電圧により、ケーブルと接続部分でのエネルギー損失が大幅に削減されます。これは、システム全体の効率を高め、長期的な運用コストを低減する重要な要素となります。

2、バッテリーマネジメントシステム（BMS）

LVYUANの51.2Vバッテリーは、16個の3.2Vセルを直列に接続して構成されます。この設計が、各セルの状態を容易に監視し、調整するバッテリーマネジメントシステム（BMS）と非常に親和性が高いです。これにより、バッテリーの性能が最適化され、その寿命が延びることに繋がります。

3、スペース効率と設置の容易さ

LVYUANの51.2Vバッテリーは、比較的小さなサイズで大量のエネルギーを蓄えることができます。特に家庭用や中小規模の商業施設では、スペースが限られているため、このような特性は非常に価値があります。

4、環境への配慮

さらに、LVYUANの51.2Vバッテリーは、リン酸鉄リチウムなどの環境に優しい材料で作られています。これらのバッテリーは熱安定性が高く、過充電や過放電に対しても高い耐性を有しています。

総じて、51.2Vバッテリーはその高い伝送効率、優れたBMSとの親和性、スペース効率、多様な用途への適応力、そして環境への配慮によって、太陽エネルギーシステムにおいて非常に有用な選択肢です。これらの特性は、エネルギーの持続可能な未来を実現する上で非常に価値のあるものとなっています。それゆえ、51.2Vバッテリーは太陽光発電システムを設計、導入する際の理想的な選択肢と言えるでしょう。

二、12Vバッテリーを48Vシステムに構築することをお勧めしない理由

12Vバッテリーにおいて、一般的に最大で4直4並（4S4P）の接続方式が推奨されていますが、この方式にはいくつかの欠点があります。

1、エネルギー損失と効率の問題

まず、多数のバッテリーを並列・直列に接続すると、エネルギー損失が生じやすくなります。特に、ケーブルや接続部における抵抗が増大し、エネルギー効率が低下する可能性があります。

2、バッテリーマネジメントの複雑性

さらに、4串4並の接続方式では、バッテリーマネジメントシステム（BMS）が各バッテリーの状態を正確に監視し、調整するのが難しくなります。これにより、一部のバッテリーが過充電または過放電の状態になるリスクが高まり、システム全体の信頼性と寿命に影響を与える可能性があります。

3、スペースと設置の問題

4串4並の方式は、多数のバッテリーと接続ケーブルが必要であり、結果としてスペースを多く取る上、設置が複雑になります。特に、家庭用や中小規模の商業施設では、限られたスペースを効率よく利用することが求められるため、このような設計は不利となりえます。

以上のような理由から、12Vバッテリー4直4並の接続方式は、エネルギー損失、バッテリーマネジメントの複雑性、およびスペース効率の観点から見ると、必ずしも最適な選択とは言えない場合があります。

太陽光発電を構築するため、今度はバッテリーの選定を進めてまいります！この記事では、太陽光発電、オフグリッド生活を向けの方に予算や環境に応じたバッテリーの選び方について理解を深めていただいていって説明させていただきます。

この前ソーラーパネル取付の注意点の一文にはソーラーパネルの直列と並列の繋がりも簡単に説明いたしました。ソーラーパネルを効率的に家やRV車の電気機器に接続する方法について考えてみましょう。複数のソーラーパネルを接続する際には、直列接続と並列接続という2つのオプションがあります。どちらの方法を選ぶかは、具体的な条件や環境に応じて決めることが重要です。以下では、それぞれの接続方法の特徴について説明します。

直列接続と並列接続の違い

ソーラーパネルを複数枚直列・並列に繋ぐと、電圧と電流の変化はこの通りです。

    直列の場合：電圧は枚数倍（電流は変化なし）

    並列の場合：電流は枚数倍（電圧は変化なし）

システム構築に最も直接的な影響を与えます。そのため、ソーラーシステムの構築前の計画はまず、どのぐらいの出力を実現したいのが一番考えすべきのものです。

直列接続と並列接続のメリットとデメリット

直列接続のメリットは

1. 高電圧による送電損失の低減：直列接続では、複数のソーラーパネルが直列に接続されるため、合計の電圧が増加します。高電圧の利点は、電力を長距離に送る際の送電損失を低減できることです。
2. 高い電圧条件での最適な動作：高い電圧条件での最適な動作：多くのインバーターは高電圧条件で最も効率的に動作するため、直列接続では効率的なエネルギー変換が期待できます。
3. パネル故障の影響を最小限に抑える：直列接続では、1つのパネルの故障が他のパネルに影響を与えず、システム全体の性能に大きな影響を与えることがありません。

並列接続のメリットは

1. 高い電流容量：並列接続では、複数のパネルの合計の電流容量は、接続された各パネルの電流容量の合計となります。これにより、システム全体の出力が向上します。
2. パネル間の出力の均等化：並列接続では、異なる条件下で動作するパネル間の出力を均等化することができます。そのため、1つのパネルの出力が低下しても、他のパネルが補填することでシステム全体の出力が安定します。

システムが必要なパネルの枚数を決めたら、接続作業を始まります。システム構築のためには、直列・並列をうまく組み合わせて、全体の電流・電圧がシステムが許容する最大電流・最大電圧の範囲内にする必要があります。

直列接続と並列接続の選択

ここではLVYUAN社のソーラーシステム（AC3kw～10kw出力）の例を挙げて直列と並列のメリットとデメリットを説明させていただきます。

3kwソーラーシステムの構築

1640wソーラー発電キットにはPV1600W出力ハイブリッド インバーター一台と410wソーラーパネル四枚の組み合わせです。まずは各々の仕様を見せてください。

ハイブリッド インバーターのPV（ソーラー）仕様

PV最大入力（W）：1,600W / 1.6kW
PV動作電圧範囲：30V ～ 100V （MPPT動作範囲：30V ～ 85V）
PV最大入力電流：60A

410wソーラーパネル仕様

開路電圧（V）：37.3V（ポータブル電源と対応可否の参考）
短絡電流（A）：13.95A

システム構築のためには、直列・並列をうまく組み合わせて、全体の電流・電圧がハイブリッド インバーターが許容する最大電流・最大電圧の範囲内にする必要があります。そのため、このシステムは四枚ソーラーパネルを利用して2直2並の接続方法が一番おすすめです。

合計の最大電圧・電流を計算する際には、パネル単体の最大電圧（＝開放電圧）、最大電流（＝短絡電流）を使って、総電圧と総電流は下記のようになります。

電圧：37.3V（パネル単体の開放電圧） × 2枚= 74.6V
電流：13.95A（パネル単体の短絡電流） × 2枚=27.9A

3kwハイブリッドインバーターの電圧範囲（MPPT動作範囲：30V ～ 85V）、最大入力電流60Aの許容範囲内に収まっていることを確認できます。3kwハイブリッドインバーターは比較的小規模なソーラーシステムに適しています。特に家庭電力節約、補足用のソーラーシステムや小規模な商業用途を汎用しています。

結論：3KWハイブリッドインバーター410Wソーラーパネルの接続方法：2直列＋2並列

5kwソーラーシステムの構築

LVYUAN3kw以上のインバーターは全て500V以内高電圧条件で働いてます（3kwシステムは100V以内の電圧を抑制されています）。多くのインバーターは高電圧条件で最も効率的に動作するため、電流・電圧共に許容範囲内で十分余裕がある場合には、電圧をなるべく上げる構成（直列数を増やし、並列数を減らす）とした方がよいと思われます。電流が増えると、ソーラーパネルとチャージコントローラ間の送電ロスが大きくなるためです。

ソーラーパネルの直列と並列接続の注意点

1、直列接続する際に考慮すべきバイパスダイオード

ソーラーパネルの直列接続とバイパスダイオードは、ソーラーパネルの電気的な特性や効率性に関連しています。

直列接続時のバイパスダイオードは、ソーラーパネルの出力安定性と効率性を向上させる重要な役割を果たします。部分的な影や汚れによって影響を受けたセルの出力が制限されると、他のセルと比べて電圧が低下し、システム全体の出力が減少します。

バイパスダイオードは、影響を受けたセルを回避するための経路を提供し、そのセルの低い電圧が他のセルに伝播するのを防ぎます。

これにより、出力低下が最小限に抑えられ、システム全体の効率が向上します。大規模なソーラーシステムでは、バイパスダイオードの適切な配置と設計が重要であり、個々のセルのパフォーマンスを最大化し、信頼性と持続可能性を確保します。

（参考写真リンク：http://home.solar-make.com/?eid=219）

2、並列接続する際に考慮すべき逆流防止ダイオード

一方、ソーラーパネルの並列接続時に考慮すべき逆流防止ダイオードは、逆流電流の制御を目的として配置される重要な要素です。これにより、電力損失やダメージを最小限に抑え、安全で効率的な運転を確保することができます。特に複数のパネルが組み合わさる大規模なソーラーシステムでは、逆流防止ダイオードの正確な選択と配置が重要です。

購入リンク：https://lvyuan.jp/collections/accessories/products/backflow-prevention-diode-15a-mc4-connector

並列接続では、複数のソーラーパネルがポジティブ（＋）端子とネガティブ（－）端子を並列に接続されます。しかし、パネル間の微小な電圧差や環境条件の変動により、逆流電流が発生する可能性があります。

（参考写真リンク：http://home.solar-make.com/?eid=219）

LVYUAN社生産されたソーラーパネルはバイパスダイオード内臓されています。バイパスダイオードのダブルセキュリティで、信頼性と効率を最大限に引き出します。太陽光の力を最大限に利用し、持続可能なエネルギーを手に入れましょう。 

3、接続する際に考慮すべきソーラーパネルの仕様

LVYUAN社の100W～545Wソーラーパネルは全部バイパスダイオードが揃っている非常に魅力的な人気商品です。また、ソーラーパネルの間に接続するために、よく用いられる、MC4コネクタ付きのダイオードも販売されています。これならワンタッチ接続可能ですね。TUV認証製品なので、「25年間で83%」以上の高水準のリニア出力を保証致します。

まとめ

直列接続は配線が簡素であり、並列接続は特に仕様違いのパネルの出力差に対する影響が少ないです。しかし、直列接続ではパネルの出力差が出力全体に影響を与える可能性があり、並列接続では配線の管理が複雑になる場合があります。ソーラーシステム構築において、システムの設計とソーラーパネル仕様選定は重要であり、パネルの特性や出力均等性、配線の管理などを考慮し、最適な接続方式を選択する必要があります。

 2023年に太陽光発電システムの取り付けを計画したら、前回は「太陽光発電導入のメリットとデメリット」または、「ソーラー発電システムの仕組み」の知識を了解したはずですが、電気工事士不要、家庭でも簡単に作成できる発電キットとして日本国内でも人気ありのソーラーパネルは材料と知識さえあれば自作することも可能です。今回はその準備の第一歩、ソーラーパネルの自作方法、また接続中の注意点を解説させていただきます。 

せっかく太陽光発電システムを取り組みしたいのであれば、できるだけ長く使っていきたいものですよね。まずはソーラーパネルの選択から、必要な知識と共に紹介していきましょう！

一、ソーラーパネルとは？選択の基準は

1、ソーラーパネル（PV）とは

ソーラーパネル（PV）とは、太陽光を電力に変換する装置で、家庭用や商業用の電力供給、EV充電などに使われます。再生可能エネルギーであり、環境に優しい電力を供給することができます。まずは必要な電気的特性の理解を確認します。基本的にソーラーパネルの選択はこの5つの内容から出ます。

（注意：ソーラーパネルを利用したポータブル電源を選ぶ際には、開放電圧よりも動作電圧の方が参考になります。）

2、ソーラーパネルを取付する必要なアイテム

ソーラーパネルの自作に興味がある方に、まず必要なアイテムを紹介します。これらのアイテムを揃えることで、太陽光発電自作に取り組むことができます。

1）インバーターとソーラーパネルのシステム

ソーラーパネルの自作に興味がある方に、まず必要なアイテムを紹介します。これらのアイテムを揃えることで、太陽光発電自作に取り組むことができます。

1）インバーターとソーラーパネルのシステム

インバーターとソーラーパネルの組み合わせの場合、インバーター、チャージコントローラ、バッテリー、ソーラーパネル、またはそれぞれの接続ケーブルで、いずれも不可欠な部品です。このシステムは家庭内、車中泊の場所にお勧めです。このセットは接続配線がやや複雑ですが、拡張性は高いです。使用するインバータの出力に応じて、使用する電気製品を変えることができます。

2）ソーラーパネルとポータブル電源のシステム

ポータブル電源とソーラーパネルの組み合わせの場合、ソーラーパネルとポータタブル電源、自宅設置またはキャンプ用にも便利なセット商品です。このセットは操作が簡単で、持ち運びにも便利で、アウトドア旅行向けのものです。

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二、ソーラーパネル取付の注意点

1、並列と直列

高出力のソーラーパネル（一枚400w以上）を接続しない限り普通に直列、並列で行う必要があります。

ソーラーパネルを直列接続する場合は、正極と負極を順番に繋いでいき、出力電圧を増加させることができます。一方、並列接続する場合は、全てのソーラーパネルを正極同士、負極同士で繋ぐことで、出力電流を増加させることができます。

直列接続の場合、出力電圧を増加させることができることです。これにより、長距離送電の際に電力損失を減らすことができます。一方、一つのパネルでも出力が低下すると、他のパネルの出力も低下するため、システム全体の出力が低下する恐れがあります。

並列接続の場合、出力電流を増加させることができることです。これにより、電力需要が大きい場合でも十分な電力を供給することができます。一方、パネル間の出力の違いがある場合、出力の低いパネルによってシステム全体の出力が制限される可能性があります。 

どちらの接続方法を選択する場合でも、同じ種類のソーラーパネルを使用することが重要です。また、過剰な電圧や電流が発生しないように、適切な回路保護を設置することも重要です。

2、配線と保護

ソーラーパネルの接続において、適切なケーブルを選択することは非常に重要です。容量不足のケーブルを選択すると、電力損失、過熱または耐候性など様々な問題が起こる恐れがあります。このような原因によるソーラーパネルの破損や出力の問題は、通常、メーカーが不良品と認めない可能性があります。

以下に、ケーブルの選択についての注意点をまとめました。

ケーブルの太さ：ソーラーパネルからの出力に応じて、ケーブルの太さを選択する必要があります。電力が大きいほど、太いケーブルを使用する必要があります。ケーブルの太さは、ソーラーパネルのワット数（開放電圧と短絡電流）とケーブル長に応じて決定されます。通常、太さが大きくなるほど、電力ロスが少なくなります。

ケーブルの種類：ケーブルには、銅製のものとアルミ製のものがあります。銅製のケーブルは、アルミ製のケーブルよりも導電性が高く、より信頼性が高いとされています。また、銅製のケーブルは、耐熱性に優れているため、高温環境での使用に適しています。LVYUAN社が販売しているケーブルは全て銅製ケーブルです。お適当なワット数と距離を計算した上で、ケーブルの太さを選択してください。

ケーブルの保護：ほとんどのソーラパネルは屋外で使用されますので、防水、保護チューブやケーブルクランプも大切です。LVYUAN社が販売しているケーブルは全て外装カバー（PPO製絶縁材）を採用し、20年以上の超寿命を保証します。

三、ソーラーパネルの取付にはいくらかかる？

自分の使用シーンによってソーラーパネルの出力を自分で選ぶことができます。それとも最低限の価格が計算できますか？

LVYUAN社生産した商品を例として、実際にそれぞれのアイテムの価格は下記のとおりです。

100Wソーラーパネル……10000円

10Aチャージコントローラ……5000円

100AHバッテリー……20000円

1000Wインバータ……10000円 

自社には上記の製品をセットとして購入するリンクもあります。これらはそれぞれの中でも特に小規模で安いものを選んだ場合の価格ですが、セットとして合計で4万円程度で抑えられます。大手企業であれば、宣伝コストの増加でセットの価格は上がる一方です。

四、ソーラーパネルセットの購入がおすすめ

LVYUAN社は専門的な太陽光発電システム製作メーカーです。ユーザーのニーズに応じて、LVYUAN（リョクエン）はユーザーに4種類の異なるセットを用意しました。

1、インバーターとソーラーパネルのシステム——DIYに自由

インバーターとソーラーパネルのシステムをDIYで構築する場合、各部分の選択は自由です。まずはご使用したい電化製品を確認した上で、インバーターの容量を選択してください。そして、使用時間を考えて、バッテリーの容量を選択してください。さらに、充電スピードによって、ソーラーパネルとコントローラーの出力を考慮してください。いずれも自己選択可能ですので、システムのdiyを楽しむことができます。

デメリット：取付用の配線の考慮は難しい、電気設備などの豊富な知識と専門の道具やアイテムが必要です。

2、ソーラーパネルとポータブル電源のシステム——接続簡単

LVYUAN（リョクエン）は2018年からソーラーパネルとポータブル電源の技術を専攻しています。これまで世界各地に100万台以上設置してきた実績があります。一般的なソーラーパネルは屋根または天井に取り付ける場合が多いですが、折りたたみとポータブル電源の組み合わせで、地面に立てておくこともOKです。しかもソーラーパネルとポータブル電源のセットは、本体価格に加えて取り付け工事費が不要です。また、システム全体は36V以下の系統の配線工事なので、電気工事士の資格が不要です。

デメリット：選択肢が少ないし、出力はポータブル電源によって制限されました。

3、ハイブリッドインバーターシステム——すべての電力を賄えることは可能

インバータやソーラーパネルのシステムをさらに進化させたものと考えられます。LVYUAN（リョクエン）のオフグリッドインバーターはチャージコントローラーとインバーターが組み合わされたもので、一体化の設計で、スペースの節約や設置の簡便性も著しいです。最新技術を採用し、エネルギーの変換効率の向上、コストの抑制などのメリットがあります。10kwオフグリッドシステムを使用するユーザーは更にすべての電力を賄えることは可能です。

デメリット：接続はやや複雑し、セットは高額です。

4、ハイブリッド蓄電システム——現在パワーシステムの最終バージョン

LVYUAN（リョクエン）のハイブリッド蓄電システムは従来の太陽光システムとは異なり、3つのモジュールが1つのパワーハブに集約され、省スペース、低コスト、簡単なセットアップの3つが実現しました。オフグリッドインバーターの上でリン酸鉄リチウムバッテリー拡張モジュールを組み合わせたモジュールの設計を採用しているのでユーザーが必要とする必要容量のシステムに簡単に組み合わせることができます。

デメリット：接続はやや複雑し、セットは高額です。

関連人気記事：3kw〜10kw家庭向けのオフグリッドインバーターシステムを発表

まとめ

今回の記事は、まず、ソーラーパネルの基本知識を説明させて、そして、取付の注意点や方法は解明して、最後にソーラーパネルと共に、販売しているお買い得のセット用品を説明しました。以上四つのセットは別々に購入するよりもまとめて購入すればお得な金額によって入手できます。そのため、LVYUAN（リョクエン）も各々のセット販売もサポートしています。

LVYUAN社のソーラーパネルは国際基準であるIEC基準、及びドイツの技術検査協会である「TUV規格」を正式に認証を受け、厳格な基準に準拠して製造されています。人為的な損傷や自然災害などでの損傷を除き、製造及び納品から10年間の製品保証（製品の品質に起因する本体の故障など）と、「25年間で83%」以上の高水準のリニア出力を保証致します。

トラブル時の解決方法も公式サイトや各ECサイトの担当者に豊富に掲載されているので、ソーラーパネルを初めて利用する方でもすぐ対処できます。また、LVYUAN社は最大で永久保証のメーカー保証つきますので利用中に故障した、使いにくくなった、発電の効率が悪くなったなどの不具合を感じたら、気軽にメーカーに問い合わせられます。

弊社は太陽光発電システムの導入やお見積りなどはもちろん、ご相談やお問い合わせなどだけでも承っております。お気軽にこちらのメールにご連絡、または下記のご連絡先までご連絡くださいませ。 電気料金が高騰している今、お得なこの機会にぜひ導入のご検討を！

LVYUAN（リョクエン）アコラデイジャパン株式会社
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