電気

New!独立型太陽光発電(ソーラー発電)|12Vシステムの失敗→24Vシステムへ|深放電したカーバッテリーを復活させたい

2016/12/28

200w%e3%82%bd%e3%83%bc%e3%83%a9%e3%83%bc3New!〔前編〕オフグリッド|分かり易いソーラーパネルの選び方|12Vシステムと24Vシステム|バッテリーの直列化と並列化
我が家は電気を引いていないので、3年間ほど50Wのソーラーシステムを使って来ました。そもそも50Wのソーラーパネルでやっていこうとしている時点で、一部のゲーム愛好家がやるような、"縛りプレー"なのかもしれません。さらに、充放電を繰り返す度にバッ...
 
200w%e3%82%bd%e3%83%bc%e3%83%a9%e3%83%bcNew!〔後編〕オフグリッド|分かり易いソーラーパネルの選び方|12Vシステムと24Vシステム|バッテリーの直列化と並列化
〔注意〕僕のソーラーパネル(200W)は、開放電圧が36.5Vです。これは24Vシステムを想定して作られたパネルです。12Vで使った場合は、≒半分の発電量しか得られないとのヒントをメールでいただきました。参考になるページとして、ここを教えて貰いました。〔教えても...
 

 

上の記事にありますが、

50Wソーラーパネル+12Vバッテリー(28Ah)から、

200Wソーラーパネル+12Vバッテリー(56Ah)へとシステムを更新しました。

念願のパソコン充電が出来るようになったのですが、それは最初の頃だけで、次第に使える時間が短くなり、遂には夜間のLED照明すら消えてしまうようになりました。

これはシステムが悪いのか、それとも冬のソーラー発電というのはこの程度なのかもしれないと、切り分けが出来ないでいました。


そんなある日、読者の方からヒントメールをいただきました。

このメールを参考にし、出来るだけ機器の買い替えをせず、システムを変更してみようと思います。


〔ヒントメールから得た情報をまとめると、、〕

僕のソーラーパネル(200W)は、開放電圧が36.5Vです。

これは24Vシステムを想定して作られたパネルです。

12Vシステムでも使えるけど、≒半分の発電量しか得られないらしい...

参考になるページとして、ここを教えて貰いました。

〔教えてもらった対応策〕

1.12Vシステムから24Vシステムに変更する(バッテリー接続を〔並列〕→〔直列〕へ変更)

2.PWM制御方式のチャージコントローラーではなく、MPPT制御方式のものにする

3.発電量は半減するが、このまま使う。


次の日にも、ブログのコメントや、ツイッターなどでヒントをいただきました。

どれもとても参考になりましたので、併せて紹介させていただきます。

〔ブログコメント〕

200w%e3%82%bd%e3%83%bc%e3%83%a9%e3%83%bcNew!〔後編〕オフグリッド|分かり易いソーラーパネルの選び方|12Vシステムと24Vシステム|バッテリーの直列化と並列化
〔注意〕僕のソーラーパネル(200W)は、開放電圧が36.5Vです。これは24Vシステムを想定して作られたパネルです。12Vで使った場合は、≒半分の発電量しか得られないとのヒントをメールでいただきました。参考になるページとして、ここを教えて貰いました。〔教えても...

読者 より:

おまけ5のカーバッテリーは深放電してますね。
カーバッテリーは電圧で容量がわかりますよ。
電圧 13.0V  充電状態100%
電圧 12.5V  充電状態80% カーバッテリーここまで放電
電圧 12.4V  充電状態60%
電圧 11.8V  充電状態20% ディープサイクルはここまで放電
電圧 10.5V  充電状態0%
カーバッテリーは容量80%までの放電で止めておかないと劣化が激しくなりますよ。

おまけ6は電流容量オーバーで回路が焼けたのだと思います。
分岐回路はトータルで5Aまで、150Wインバータの内蔵ヒューズが15Aで瞬間300Wで12Aちかくの電流が流れます。安全のためにインバータとバッテリー15A流せる太さの電線でつないで、万一ショートした時の為にバッテリーのちかくに15Aのヒューズを入れた方が安心です。


〔ツイッター〕

 

2つある12Vのカーバッテリーを〔直列接続〕で24Vへ

200w%e3%82%bd%e3%83%bc%e3%83%a9%e3%83%bc2

200Wのソーラーパネルを買って、最初に繋いだ方法がこの、〔直列24Vのソーラーシステム200W〕です。

簡単に作れましたが、これでは12V用の機器が使えなくなるし、小さな力だけど長く使えるのはこの繋ぎ方なのではないかと思い、下の〔並列12Vのソーラーシステム200W〕に変更しました。

200w%e3%82%bd%e3%83%bc%e3%83%a9%e3%83%bc

ヒントメールにある〔対応策〕の〔1〕をやってみることにしますが、これはつまり、最初の繋ぎ方に戻すということです。

1.12Vシステムから24Vシステムに変更する(バッテリー接続を〔並列〕→〔直列〕へ変更)

 

solar-system-24-8

〔並列〕で繋いで使っていたカーバッテリーを〔直列〕に繋ぎ変えました。

 

深放電したカーバッテリーを復活させたい

カーバッテリーの〔直列化〕により、200Wパネル本来の能力が発揮される予定ですが、既に2つのカーバッテリーの電圧は、12.0Vを切っている状態でした。

ブログコメントにもらった値を参考にすると、、

電圧 13.0V  充電状態100%
電圧 12.5V  充電状態80% カーバッテリーここまで放電
電圧 12.4V  充電状態60%
電圧 11.8V  充電状態20% ディープサイクルはここまで放電
電圧 10.5V  充電状態0%


僕のバッテリーは、20%くらいの電気しか残っていないようです。


1

ここ最近は、日中に機器の充電はせず、全てバッテリーへの蓄電に回していましたが、バッテリー電圧は12.3Vくらいなのに、液晶のインジケーター(写真内の黄枠)は〔満充電状態〕になっており、それ以上に電圧が上がらなくなっていました。


買ったばかりのバッテリーなので、なんとか13Vに近いところまで充電できる状態に戻したいところです。

直ぐに出来そうなバッテリーの復活方法として思いついたのは2つです。

・バッテリー充電器を使う

・ジムニーのオルタネーター(発電機)で充電する

このツイートは半年近く前のもので、バッテリー充電器を使っています。

この時のバッテリーは、50Wのソーラーパネルで2年間ほど使ったものです。

一昼夜充電して貰いましたが、復活はしませんでした。


今回の新しいバッテリーであれば上の方法で復活するかもしれませんが、冬季の今、職場は閉まっています。

残された充電方法は、ジムニーのオルタネーター(発電機)です。

solar-system-24-6

車に使っているバッテリーも、ソーラーシステムで使っている2つのバッテリーと同じものなので、先ずは1つ目のバッテリーと、車で使っていたバッテリーを交換しました。

因みに、車で使っていたバッテリーは12.7Vでした。

 

深放電したバッテリーではジムニーのセルは回りません。

押しがけをしてエンジンをかけ、その状態で2時間ほどバッテリーの充電をしてみることにしました。

solar-system-24-9

エンジンを停止直後に計ると、12.91Vですが、、


solar-system-24-2

ターミナルからバッテリーを外し、電圧が落ち着くのを少し待つと、12.72V辺りで安定しました。

あっけなく、バッテリーは復活しました。

solar-system-24-10

何も買うことなく、ほぼ満充電に近い状態の、24Vのソーラーシステムが完成しました。


せっかく良いものを買ったのに、知識不足の為に無駄にしてしまうところでした。

 

ヒントをくれた皆様、本当にありがとうございました。

 


〔より良いシステム〕

今のシステムをより良くする為には、先ずはカーバッテリーをディープサイクルや、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーに変えたいです。

12Vのバッテリーを使うなら、同じものを2つ買って、〔直列〕で繋ぎ、〔24V〕にします。


12Vから24Vになったので、アンペア数は半分になります。

200W(ソーラーパネル)÷12V(バッテリー)=16.6...A

200W(ソーラーパネル)÷24V(バッテリー)=8.3...A


すると、、以前にも紹介した、安価だけど〔MPPT制御方式〕のチャージコントローラーが使えるかもしれません。

※この商品は、10Aまでのチャージコントローラーです。今回の24Vシステムは、8.3...Aと12Vシステムの時と比べ半分になるので、可動するはずです。とはいえ、もう少しゆとりのあるものにした方が良いでしょうか?難しいところかもしれませんね。

〔追記〕〔注意〕:よくよく読んでみると、これは通常のチャージコントローラーとは違い、少し癖があるようです。ソーラーパネルからの入力電圧より、バッテリー電圧の方を高くしなくてはならないようです。購入の際は気をつけて下さい。

※また、ファンが搭載されているようで、これがうるさいかもしれません。



パネルやバッテリーを大きくした一番の理由は、自宅(小屋)でパソコンの充電がしたいからです。

その為には、24V用のインバーターか、DCDCコンバーターが必要になります。

※僕が使うインバーターは、DC24VAC100Vに変換するために、DCDCコンバーターは、DC24Vを充電したいパソコンに合わせたDC電圧にまで降圧させる為に必要です。

 

〔24V対応のインバーター※ファン無し

※僕の小屋は自然音以外の音(雑音?)の殆どない静かなところなので、ファン搭載のインバーターは極力使いたくありません。弱点は、ファンがないだけに夏場は熱を持つことです。

〔DCDCコンバーター〕

DCDCコンバーターに上のようなパソコン用のアダプターを切断して繋げるのだと思いますが、ここで幾つか問題が出てきそうです。

僕は64bitの作業用PCと、32bitのネットブックを持っていますが、ネットブック側のアダプター接続口の形状は、丸型ではなく長方形です。変換プラグなどを探す必要がありそうです。


DC24Vのまま、USB接続で充電出来るもの(スマホやモバイルルーターなど)と、パソコンだけが充電出来れば良いと思っていましたが、そういえばエネループの充電や、たまにミルなどを回すこともあるので、変換損失は大きいですが、24V対応のインバーターを買って、一般家庭と同じAC100V電源を作った方が僕には合っているかもしれません。

インバーター、コンバーター、どちらを買うにしても一長一短ありそうです。

先ずはインバーターを買って、越冬後にお金が余っていれば、DCDCコンバーターを買ってみるかもしれません。

 

〔おまけ〕

24Vシステムになったことで、〔12V用のインバーター〕〔12V用の分岐ターミナル〕が使えなくなりました。

〔LEDランプ〕も、12V対応のものを探していたので、24Vシステムでは使えないだろうと思っていましたが、試しに繋いでみたところ、点灯してくれました。

24Vまで対応していたようです。

良かった...

solar-system-24-5

〔おまけ2〕

solar-system-24-1

翌日は少し寝坊をしてしまい、確認出来たのはお昼に近かったのですが、これが本当の200Wソーラーパネルの実力なのかと驚きました。

バッテリー一つ辺り12.95Vと考えると、ほぼ満充電ですよね。

機器の買い替えはありますが、24Vシステムに変更して本当に良かったです。

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