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
2018/04/04
［前編］オフグリッド生活｜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...［後編］オフグリッド生活｜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...
タイニーハウスピリオディカルズ
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〕
〔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〕
いやいやいやいや、買ったばかりのバッテリーがこんなにも早く二つともダメになったなんてそう簡単には飲み込めないじゃん？
— 森のテロル (@morinoterror) December 22, 2016
あれ、今なら車に繋いで充電って出来るか？
2年くらい使ったバッテリーの時は充電出来なかったからやっぱり駄目か？
独立型の太陽光発電が面倒なことは確からしい。
並列だと充電電圧がかかっていないときに電圧が低くなってしまったバッテリーに電気が流れてしまうから両方早く傷むよねぇ。どうしても12Ｖで使いたいのだったらスイッチ付けて交互にがいいと思う。最近は優秀なデコデコ安いから、24Ｖで降圧して使った方が正解では？
— わたなべあきひこ (@musikusa) December 23, 2016
(続き)12Ｖのインバーターように容量の大きなデコデコ使い、パソコンには電圧計付きの可変タイプのＤＣＤＣを使うことでインバーターを介さないで給電できるのでロスも少ないように思います。https://t.co/oolaLqorUx
— わたなべあきひこ (@musikusa) December 23, 2016
２つある12Vのカーバッテリーを〔直列接続〕で24Vへ
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。
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）
〔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。
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
［バッテリの充電］
— 森のテロル (@morinoterror) June 27, 2016
※夏の職場でお願いしました。
バイク屋さんやスタンドでお願いしたことはあったけど、個人で充電したのは初めてでした。
今日引き取りに行き、小屋で電圧計ったら何と10Vちょっと…
今日は夜の照明がありません。 pic.twitter.com/UbPo2Hl7vB
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。
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。
エンジンを停止直後に計ると、12.91Vですが、、
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。
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、DC24VをAC100V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...
〔おまけ２〕
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。