宇宙(そら)を見上げて

謎の天文機材技師 ☆男(hoshiotoko)のブログです。

粗悪バッテリーケーブルの末路

2024-07-20 21:34:59 | オフグリッド発電への道

太陽光自家発電システムのインバーターケーブルが燃えました。

マイナス側の1本が燃えました。

家庭用SOLAR1システムとして、12.8[V] 200[Ah] LiFePo4とGIANDELの3000Wインバーターを接続しているケーブルです。

GIANDEL 3000Wインバーターに付属されていたもので、21SQ x 2本使いです。(そもそも、2本使いは危ないのです。)

上段が当該SOLAR1システム、下段はSOLAR2で、こちらは24[v]システムです。

21SQ x 2本使いで使用していました。

設置場所は玄関で、かれこれ2年2個月になります。

毎日使用しています。

エアコン、冷蔵庫以外の家電は、ほぼ全てこの2セットで賄っています。(冷蔵庫の自動バックアップ電源には使っています。)

今朝もいつも通り、電子レンジ、T-fal、トースターなどを使って朝ご飯を作っていました。

T-fal (1250W)、トースター(1300W)をSOLAR1で同時使用すると2,550 [W]にもなりますが、

バッテリー側は1.2倍して3,060 [W]として設計しています。

AC-100 [V]側には20 [A] の過電流ブレーカ+20 [A] , 30 [mA]の漏電ブレーカが入っています。

なので、通常は2分以内にどちらかのブレーカが落ちて保護される仕組みです。

ところが・・・

今朝はT-falでお湯を2回沸かした後、トースターを使っている時に玄関から電気火災特有のイヤな臭いが

漂って来ました。

 

あ~、燃えたか・・・

 

案の定、トップ画像の状態になっておりました。

玄関でコレですから、もう少しで火災案件です。

でも実はコレ、想定内の出来事だったんです。

 

< なぜ燃えた? >

 ・中華粗悪ケーブルであった。

   マイナス側黒色ケーブルの1本だけが激しく燃えました。

   トースターは1300 [W]です。

   基本的にT-falとトースターの同時使用は行いません。

   今朝はT-falで2回お湯を作った直後にトースターを使いました。

   当然にケーブルは発熱状態であった筈ですが、21SQ x 2本使いなので許容電流は232 [A]です。

   1300 [W]のトースターを使うと、バッテリー側では1.2倍の電流が流れます。

   1300 x 1.2 = 1560 [W]

   1560 / 12.8 = 121.875 [A] です。

   21SQ x 2本使いであれば、設計上は余裕です。

     ところが、

     2年2個月の使用期間により、マイナス側黒色ケーブルのうち1本が徐々に劣化。

     おそらくは微小な抵抗値の違いから片方のケーブルに電流が集中し、時には

     1本の許容電流116 [A] を大きく上回って流れていたのでしょう。

     その度に芯線が少しずつ焼損して行き、最近では殆どの芯線が焼き切れていたもの

     と思われます。そのジュール熱にとうとう耐えられなくなり、被覆焼損に至った次第です。

 

   とは言え、

   これ程までになる経緯には理由があります。

   それは、元々のケーブル品質が粗悪であったという事です。

   最近信じ難い事件がありましたが、まさかリン青銅ケーブルではあるまいな・・・

   キチンとした銅線ケーブルであれば、21SQ x 2本使いでも、ここまで危険な焼け方は

   しません。もちろん銅線に見えますけど、芯線の品質が悪ければ素線焼損も有り得ます。

   なので、

 

ケーブルの2本使いは危険なのです!!

 

21SQ x 2本 ー> 38SQ 1本に作り変えました。

205[A]対応のキャブタイヤケーブルを50[cm]に切断して使用。

IV , KIV , HIVケーブルだと38SQで161~198 [A] ですが、このキャブタイヤケーブルは205 [A] 対応です。

試しにT-falとトースターを同時に使用してみましたが、AC-100 [V] , 20 [A] の過電流ブレーカが落ちました。

合計2550[W]ですから、20[A]x1.25=25[A]、つまり2500[W]の仕様。

流石Panasonic、日本製の過電流ブレーカは正確ですね!

ちなみに、

2550[W]時にバッテリー側は3060[W]ですから、3060 / 12.8 = 239 [A] も流れる計算です。

このまま10分も流したら、流石に38SQケーブルでも限界になってしまいます。

なので、上記2重のブレーカで保護する訳です。

 

<安全運用のために>

 

SOLAR1とSOLAR2は家庭用太陽光自家発電システムの検証用装置です。

当初より予備電源システムとして運用しており、趣味と実益を兼ねた実験装置です。

しかしながら、

これまでにも粗悪ダイオード焼損事故という火災危機案件が発生しており、

完全無人運用には至っておりません。

そもそも、

こんなエネルギー爆弾みたいな物を室内に設置するべきではありません。

 

 ・本格運用するなら48[V]システムを組んで、屋外の金属製防火ロッカーに設置するべき。

 ・大容量リン酸鉄リチウムイオンバッテリー、大電力インバーター、ヒートシンク付きダイオード、

  信頼できる日本製ケーブル、日本製漏電ブレーカ、日本製過電流ブレーカを使用する。

 ・太陽光パネルカットオフ手動スイッチを設置する。

 ・バッテリーカットオフ手動スイッチを設置する。

 ・温度コントロールを別途設ける。

 

などが必須でしょう。

2年2個月の運用検証により、流石に12[V]バッテリーシステムを家庭用に常設するのは危険すぎる・・・

という結論に達しました。まあ、当然ですよね。

200[A]も流せるケーブルを家庭内で使うべきではありません。

何しろ高額だし、加工し難いし、大電流の恐怖が付きまとうし・・・良いことが一つも無い。

48[V]システムなら50[A]なので現実的です。

今の2倍容量でも100[A]で納まります。

 

<総感>

 

2年2個月、毎日使っての感想です。

 

・リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(JITA , Li-Time)は本当に高性能である。

・インバーター(GIANDEL 12.8V , 3000W , xijia 25.6V , 3200W)は確かな製品である。

・RENOGY ROVER 40A , 20A は素晴らしいMPPTソーラーチャージコントローラである。

・RENOGY 100W、175Wソーラーパネルは良い製品である。

 世代が新しい100Wパネルの方が変換効率が良い。

一方で、

  ・中華大電流ケーブルは粗悪品で信用出来ない。

   これはGIANDEL 3000Wインバータに付属して来たものだが、ダメ品であった。

   インバータ自体は80点製品と言えるので勿体ない。

  ・中華逆流防止ダイオードは全くもって信用できない粗悪品ばかりである!

   何しろMC4コネクタの中に10A仕様のダイオードを、ヒートシンク無しで押し込み、

   チョン付けハンダで密封して10A製品としてAmazonで売っている・・・アホか!

   ソーラーパネルを並列接続する際に必要になる部品ですが、ヒートシンク付きで

   15A程度の製品なら安心できる。心配なので自作した方が良いかも。

 

まあ、こんな所でしょうか。

最近の中華製品は・・・って表現を使う時は、本当にしょうもないダメ品を掴まされた時です。

最近の偽装SSDなんて、本当に笑っちゃうレベルでスゴイ詐欺商品ですよね。

アレを作れる技術をまっとうな製品に使って欲しいとは思いますが、

あんなもん、速攻でゴミ箱行きで良し!!

な訳ですが、

大電流を扱う製品では、火災リスクが高くてシャレになりません。

まず、信用しないことです。

良いと思ったメーカ品でも、製作者の力量で当たり外れが多いため信用できません。

大負荷を掛けて実力を試さなければ、安心して使用できません。

火災リスクは自己責任で回避するしかないのです。

 

あ、

 

最近の中国製望遠鏡関連は良い物が大変多くなってきました。

特にファームウェア、ソフトウェア、エンベデッドシステムは素晴らしい!

赤道儀の機構関連の工作精度はまだまだですねえ~。

しかしながら、

チャレンジングな製品を数多く出して来るし、改良対応も早い。

社員も経営者も若いのでしょうね。

 

と、言うことでオシマイ。

GW以降天体撮影に行けていない・・・なんとかしてくれ~( ̄▽ ̄)

 

 

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開放型鉛バッテリーは太陽光発電には使えません!

2024-01-11 16:20:47 | オフグリッド発電への道

1年4箇月前にこんな記事を書きました。

開放型鉛バッテリーだって、使い方によっては有り。 - 宇宙(そら)を見上げて (goo.ne.jp)

ダメでしたねー、開放型バッテリーは。

1年4箇月使用し、上記鉛バッテリーがお亡くなりになっていることに気付きました。

 ・0.2C運用でも1h30m程度しか持たない。

 ・鉛バッテリー専用充電器ACdelco AD-0002の15A充電でも3h程で満充電になってしまう。

 ・比重は全セル1.27で正常値。

 ・解放電圧12.8 [V] の正常値。

つまり、

いつの間にかサルフェーションが進んでしまい、本来の容量に対して20%程度の容量になっていました。

本来は112Ah x 12[V] = 1344 [Wh] / 5HR なのですが、22Ah x 12 [V] = 264 [Wh] 程度に激減!!

3~4回のDOD100%放電をやりましたが、実験なので即刻再充電をしていました。

常時は100W SOLAR充電を接続したままにしてあります。

さて、

いくら非ディープサイクル開放バッテリーと言えども、ここまで一気に劣化するものなのでしょうか?

問題なのは全セルの比重が1.27の正常値であるにもかかわらず、容量が20%まで激減したことです。

 

<考察>

 

・非ディープサイクルバッテリーは1度でもDOD100%放電をやってしまうとお亡くなりになるのか?

 即刻再充電をやってもダメなのか?

・やや放電気味状態は確かにあったが、予備バッテリーゆえ基本的には満充電運用であった。

 それなのに上記の有様・・・なんで?

・自動車用スターターバッテリーなので、毎日200A位の大電流を流し、サルフェーション飛ばしを

 やらないと劣化するのか?

・常時数アンペアしか使わず、満充電状態で置いておくとサルフェーションが進行してしまうのか?

 

まあ、

 

いずれにしても、これでは予備バッテリーの役目を果たせません。

原因を知りたいですが、知ったところで再度鉛バッテリーを購入するつもりはありません。

私的、鉛バッテリーの終焉ですね。

 

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ソーラーパネル逆流防止ダイオード焼損の巻

2023-11-09 16:05:52 | オフグリッド発電への道

最近は天体撮影用バッテリーシステムも、全て太陽光発電で充電しています。

イロイロ実験しながらも実用域に達して来た訳ですが、使う部品は中国製品が多いです。

良い製品が増えて来たとは言え、Amazonなどで安さに惹かれて購入すると

痛い目見てナンボとなります・・・

これは焼損してしまった逆流防止ダイオードです。

上が家用のSOLAR2_24V系で約半年使って焼損したダイオード。

下が仕事場SOLAR1_12V系で約半年使って機能不全に陥っているダイオードです。

使われていたダイオードは10A10 MiC社製の一般整流ダイオードでした。

常時3A~5Aのパネルなので10A定格品を使ったのですが・・・この有様です。

10A10 MiC社製ダイオードは耐圧1000 [V] , 定格電流10 [A] です。

だから10A定格の逆流防止ダイオードとしてMC4コネクターに組込んで売っている訳です。

え~~~!!っ??

有り得ん!

見ての通りの密閉状態で放熱対策も無し!

これでは3Aでもキツイ状態ですよ。

そして、コチラがチョン付けダイオードの拡大写真。

仕事場SOLAR1で、12V100Wシステム用パネルに使っていたものです。

最近どうも充電したりしなかったりするので不思議に思っていました。

ハンダ付けしてあるのですが、どーやったらこんなアホなハンダ付けが出来るのでしょうかね?

普通、ピンに差し込んでハンダ付けするでしょう―に。 (-_-メ)

クラックが入っており、今にも取れそうです。

 

どうりで家のSOLAR2システムが充電不足から脱却できない訳です。

晴れて大電流が流れると逆流防止ダイオードのところでチョン切れてしまうのですから。

電圧を計ると54V出ている。(100W , 18Vパネル3枚直列接続)

しかし、電流は全く流せないと言うトラップでした。

もちろん、この逆流防止ダイオードユニットをバラシた際に粉々に砕けてしまいました。

酷い設計、工作精度ですね。

言いたくはありませんが、正に中華品質の王道を行く作りです。

 

イロイロ信用出来ないので、危ない奴は屋外設置にしてあるのですが、

この逆流防止ダイオードもパネルの裏側に仕込んでありました。

もし、屋内のチャージコントローラ直近であったなら、

場合によっては火・災・で・す・よ・ね!!

 

自作太陽光発電システムを組んでいる皆さん、

中国製品は安価で面白いものが沢山ありますが、こんな所にも大きなリスクが

潜んでいることを肝に命じて下さい。

RISK OF FIRE !!

 

 

 

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バッテリーシステムのダウンサイジング

2023-07-31 12:00:10 | オフグリッド発電への道

バッテリーシステムばかり作ってどうすんじゃ!

 

・・・って話は置いておき。

 

アレコレ、ダウンサイジングしたのであった。

上からジャンクションボックス、バッテリーボックス、ドライエアボックス です。

コンテナケース11番と7番ですから、かなり小さいです。

手前が今回作ったポタ電、その奥が25番ケースに入った1536Wh電源+1200Wインバーター。

右は前回組んだ90D26L X 2台並列システム(バッテリーは屋外設置)。

ソーラー充電中。

電圧、電流計も装備。

使ったLiFePo4バッテリーはXZNYの18Ahを2台並列接続して36Ah(460Wh)です。

DC12V系出力は3連シガーソケットとΦ5.5標準ジャック。

正弦波インバーターはGIANDELの300Wタイプ。

460Whあるので、SkyMaxシステムでも1晩イケそうです。

 

<懸案事項>

 

ソーラーチャージコントローラはALL POWERS社の20A品。(2セット目の購入)

前回は90D26L X 2台並列だったので開放型鉛バッテリーでした。

今回はリン酸鉄リチウムイオン電池です。

RENOGY社のROVERシリーズでは一切トラブルがありませんでしたが、

このALL POWERS 20Aの設定をB03 = LiFePo4 とすると過電圧アラートで

インバーターが落ちてしまうのです。この時、電圧計には20Vなどパネル電圧

がそのまま出力されてくるような感じです。

満充電近くの14.5V以上になると発生します。

1台目がどうだったかなんてメンドクサくて確認したくありませんが、

実は1536Wh電源に付けてあるDOKIO社の20Aチャージャーでも同様の挙動を示すんです。

なので、

ALL POWERS も DOKIO も B01 = 鉛蓄電池 の設定にしてあります。

それでも14.2Vまでは上がるので、LiFePo4としては満充電になりませんが、

80~90%辺りで充電がフロートへ移行するので、かえってバッテリーには良さそうです。

 

なんでえ~??

 

と考えたところで、この安価(2,000円程度)な中国製品には無意味でしょう。

まあ、

鉛バッテリー用のつもりで使う分には便利なチャージャーではあります。

中・は・同・じ・で・す・か・あ・~( ̄▽ ̄)

 

-----  追記 -----

 

B03(LiFePo4)設定のまま、充電電圧設定をデフォの14.6V -> 14.4Vに再設定すると

14.4Vのままフローティング充電になるようです。14.5V以上の設定ではダメです。

満充電の14.5Vになると、突然20V(RENOGY 100W G3 パネル電圧)なんて電圧が

出て来ます。こうなると、GIANDEL 300Wインバーターの上限電圧16Vを大幅に

越えてしまうので、インバーターがエラーダウンしてしまいます。

まあ、

しばらくB03_14.4V設定で運用してみます。

怪しいならB01に戻します。

 

-----  追記 -----

ALL POWERSのサポートにメールでアレコレ聞いていましたが、

らちが明かないのでバラシてみました。

基板は美しく、特に問題個所も発見できませんでした。

そして再組立てしたらアラ不思議!

B03設定デフォ14.6Vでも正常に動作するようになりました。

実はLOAD出力が全く出て来ていなかったのですが、これも出るように

なりました。

 

なんで?

 

だからあ~

 

何でって考えたって無駄だって!

基板をアチコチテスターで当たりましたが、修正などは行っていません。

この手の安価なチャージコントローラを常設チャージャーとして使うのは

怖いですねえ。RISK OF FIRE ですね!

基板のバージョンは  2019/11 Ver,2.0  でした。

案外古いのねえ~。

まだリン酸鉄リチウムイオン電池が出始めの頃ではないかと。

う~ん、

2,000.-円で十分に楽しませてくれる奴ですな。

 

 

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SOLAR2システム稼働

2023-04-25 16:55:10 | オフグリッド発電への道

我が家の太陽光発電システムを増設しました。

今回は25.6V系で組み、電流を半分に減らすことが目的です。

手前の100WパネルX3枚を新設しました。

階段の上部に設置してあるのですが、下に花壇があるのでスカスカ配置としています。

玄関に設置したソーラーバッテリーシステムです。

今回増設したのは下段の黒い系システムです。

LiTime(旧AmpereTime)の25.6V_100Ah (2560Wh)バッテリーです。

最大1C放電が出来れば良いので100Aに耐えられるケーブルで大丈夫。

付属のケーブルは8SQ相当X2本使いのようです。まあ、大丈夫でしょう。

1300Wクラスの電子レンジを使っても暖かくなりませんでした。

インバーターはXijiaの24V 3200W品。

Amazon.co.jp: Xijia純正弦波 インバーター6000W DC 48VをAC 100V変換器50/60Hz 瞬間最大12000W 車から家庭用電源 非常電源・補助電源に 防災 太陽光発電 LEDディスプレー搭載 (DC48V (範囲40V-60V) 6000W) : 車&バイク

これが今回のメインです。

50/60Hz切り替えが出来るため、GIANDELインバータよりも良さそう。

実際、GIANDELインバータで動作しなかった家電製品が問題なく動作しました。

家電製品名 GIANDEL 12V3000Wインバータ  Xijia 24V3200Wインバータ

掃除機   Low , Midがすぐに停止する    High , Mid ,Low全て正常

      Highのみ正常動作

石油ファンヒータ Err09 停止(ホコリ)    正常動作

         時計が狂う         正常動作

洗濯機   タイマーが遅れる         未確認

給湯器   時計が大きく進む         未確認

冷蔵庫   起動までに何度も再起動する    正常動作

      3回目でようやく動き出す

ドライヤー  正常動作            正常動作

電子レンジ  正常動作            正常動作

T-fal     正常動作            正常動作

トースター  正常動作            正常動作

炊飯器    正常動作            正常動作

ざっとこんな感じです。

全てヘルツフリー機種なので、本来であれば商用周波数は関係ない筈。

ところが、GIANDELインバータは55Hz。

どうも、これが時計やタイマーに影響している感じなのです。

今時ねえ、時計関連は全てDC駆動でしょうしねえ・・・なんでズレるの??

って感じでした。まあ、Xijia の方がキチンと動作するようです。

BlueToothUnit BT-1が2つになりました。

ソーラーチャージコントローラは信頼のRENOGY社製で統一しています。

SOLAR2システムは100W_21VパネルX3枚直列接続で300Wとしました。

電圧が高いとMPPT制御が特性良く動作するからです。

SOLAR1とSOLAR2で台所のパワー家電は全部賄えます。

流石に568Lの冷蔵庫を24h稼働するのは無理なので、

常時東京電力で稼働させ、有事にはSOLAR2へ自動切り替えが出来る様にしました。

新品冷蔵庫なので省エネ性能が優れており、50Hzでは75W ave.となっています。

電熱線が250Wなので、ほぼ100W ave.で遠からずでしょう。

15時間バックアップして1500Wh程度ですから、電子レンジなどでバッテリー残量が低下

していても10~15時間は持つと思います。

この切り替え器は仕事場でも使っており、10A仕様となっています。

コンプレッサーの起動電流がちょっと心配ですが、しばらくはコレで様子を見ることにします。

コケたら過電流ブレーカと漏電ブレーカで保護できるようにしてあります。

 

 

 

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開放型鉛バッテリーだって、使い方によっては有り。

2022-09-22 11:44:35 | オフグリッド発電への道

開放型鉛バッテリーへのリスペクトを込めて、新規に1セットを増設しました。

まずは、何時ものRENOGY社100W(G3モデル)パネルを 直列接続 並列接続 で2枚増設。(手前の2枚)

以前、天体撮影遠征で使っていた45サイズボックスを穴だらけに加工。

中にATLAS BX 90D26L X 2個を並列接続で収納。

バッテリーケーブルは8AWG(概ね8SQ)、66Amaxですが、50A以下で使用。

(マイナスケーブルはプラスケーブルの対角側端子へ接続変更済みです。)

水素ガス発生事故防止のため、室外設置。

塗料が載らない材質のボックスですが、とりあえず白色に塗装。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePo4)のメイン電源システムに対し、

予備電源システムとして作成しました。(右側の系列)

インバータはGIANDEL_600Wを新規に導入。

50Aまで使える電圧・電流計も取り付けました。

実はこのシステム、前記事で導入した電源自動切り替え器に接続してあります。

つまり、メインの電源システムがシャットダウンした場合、自動的にこちらに切り替わるのです。

今までは(って、僅か数日ですが・・・)東京電力のコンセントが切り替え先でした。

これにより、予備電源もソーラー発電になった訳です。

さて、

今回のチャレンジは、このソーラーチャージコントローラです。

ALL POWERS 20A PWM仕様。

  ・ソーラーパネル電圧 <50 [V] 未満

  ・バッテリー側電圧12 [V] / 24[V] 自動判別

  ・最大パネル容量 18[V] 320[W] / 12 [V] バッテリーシステム

           36[V] 430[W] / 24 [V] バッテリーシステム

  ・最大充電電流 20 [A]

  ・最大負荷端子電流 20 [A]

  ・充電方式 PWM

と言った仕様ですが、

最近出荷されている新型は一部仕様変更されており、電流表示が出来なかったり

鉛バッテリー専用になってしまったりしているようです。

幸い、今回購入したものはどうやら旧型機種であり、充電電流表示やバッテリー種別設定で

LiFePo4などの選択が出来ました。

この会社の説明は一応日本語語らしきもので記載されていますが、サッパリ意味不明です。

新型機種なのに充電電流表示が出来なかったり、バッテリー種別設定が出来ないのは

明らかにスペックダウンですよね。

で、

これの30A品のページを読んだら解りました。

どうやら、半導体不足で電流検出センサー部品または素子が入手困難・・・

になった模様です。取説の日本語も支離滅裂であり、英語で書いてくれた方が余程に有難い。

製品にはバラツキがあるようですが、今のところはキチンと動作しています。

 

特に心配だったのが100Wパネルを 2枚直列接続して36Vとしている 所です。

                     

                     +ー>PWM制御コントローラでコレやっちゃダメです!

                        PWM制御の動作原理を考えれば至極当然に電流は1枚分しか出て来ません。

                        よって、2枚並列接続に変更しました。

 

RENOGY ROVERシリーズであればMPPT制御なので、バッテリーが12V系ならば12V用パラメータ

で充電してくれます。果たして当該機種はちゃんとやってくれるのだろうか・・・・? <ーPWM制御ではやってくれません!

こう言った大切な情報が何も書いて無いのですよ。

似たようなバチモンが巷に溢れていますが、どうやらALL POWERSが本家? なのかな?

 

と言うことで、

現在晴れたり曇ったりですが、充電電流をモニターしていると6Aなどとなっています。

つまり、100Wパネルの2枚直列接続が有効に機能していると言うことになります。 

        

        +ー>12Vバッテリーシステム+PWM制御において、

           18Vパネルの直列接続は無意味であるだけでなく危険です。

           もしMOSFETがぶっ壊れたら2倍以上の充電電圧がバッテリーに掛かり、

           BMSを持たない鉛バッテリーは電解液が沸騰して事故になります!

           いろいろ調べたところ、RENOGY社のパネルインストールマニュアルに

           ”12VシステムのPWM制御ではパネルを直列接続するな” との記載が

           有りました。気付いて良かったです。

           危なかった・・・

 

100Wパネル1枚だと4.9A程度ですからね。

うん、どうやら正常に稼働しているようです。 

 

<追記_2022/09/25>

 やはり100Wパネル X 2枚直列での運用はダメです。

 本日晴天時の充電電流を測定した結果、パネル1枚でも2枚直列でも殆ど変わりませんでした。

 この辺りがRENOGY社のROVER 20A(MPPT)との大きな違いでしょうね。

 仕方がないので、パネルを並列接続するコネクターをRENOGYへ発注しました・・・トホホ

<追記_2022/09/28>

 100Wパネルを2枚並列接続に変更したところ、下記のように正常動作となりました。

  ・パネル2枚分の合計電流値で充電が出来るようになった。

  ・パネル入力端子電圧が21.1[V]となり、バッテリー充電端子電圧が14.2[V]となっている。

   最大充電電圧14.2[V]で2時間充電後、13.7[V]のフローティング制御へ移行する仕様だが、

   現在14.2[V]で1.0[A]まで下がって来た。(14.2[V]になって1時間半後)

    |

    +ー>100Wパネル2枚直列接続で使ったときは、パネル入力端子電圧が12.6[V]など、

       バッテリー充電端子電圧と同一となっていました。これは何故??と

       思っていましたが、そもそも12Vバッテリーシステム+PWM制御で

       18V 100Wパネルを2枚直列で運用すること自体がNG.だったので、

       並列にして21.1[V]というパネル本来の電圧が出てきてホッとしました。

  ・鉛バッテリー(B01)の最大充電電圧は14.2[V]で2時間と取説に書いてありますが、

   正確なテスターで測ると14.4[V]でした。0.2[V]高いようです。

   許容範囲とは思います。

  ・負荷端子(LOAD)出力電圧も14.4[V]出力されるので要注意である。

   LCD設定項目に バッテリー表示->ランプ表示 12.6[V]などとあるが、

   これは低電圧遮断後の負荷出力復帰電圧であり、負荷端子への出力電圧設定ではない。

   勘違いしやすいので要注意である。

  ・負荷端子(LOAD)の過電流遮断感度が非常に高いので使い難い。

   例えばシガープラグ仕様のスマホ充電器を接続して充電を開始すると、

   即、過電流遮断機能が働いで出力OFFになり、電球マークが点滅する。

   約30秒後に再度自動的に出力ONとなり、今度は充電が開始される。

   また、セルスター社の150W矩形波インバータ程度でも全く電流出力されない。

   特にインバータを接続されないように保護が過剰に設定されている模様。

   逆に、ニクロム線ヒータなどの抵抗負荷では問題なく電流が出てくる。

   600[mA]流れるニクロム線ヒータを接続したところ、何の問題もなく使えた。

   まあ、そう言う仕様だとは思うが、壊れている? との誤解を受けやすいかも・・・

 

予備電源システムとして組んでみましたが、晴れた日中であればメイン使用も十分に可能です。

仕事場の環境では常時60W程度しか消費しないため、12Vシステムでは概ね5Aです。

晴れていれば5A以上の充電電流が入って来るため、開放型鉛バッテリーを常時満充電使用できる

と言うことです。電流計と電圧計で常時モニターできるのは有難い。

12Vまで下がると50%容量と言えるので、常時70%容量目途で使えば余裕です。

直ぐに12.6V以上まで復活します。

そうなると、開放型鉛バッテリーでも5年間程度持ちそうです。

ATLAS BX 90D26LはMPVやアテンザで沢山使って来たバッテリーです。

車載だと3年半が寿命で、4年辺りで突然死します。

歴代全部その程度でした。(6個ぐらい使った結果)

今回は、ほぼフローティング使用となるため、4年半~5年程度は使えるでしょう。

 

バッテリー液のチェックが出来るのも良いですね!

ACDelco MF31などのセミディープサイクルバッテリーだと、液がカラカラに減っても

解らないために事故を起こす可能性が高いです。

特に並列接続で使っている場合、特定のセルが劣化して死んでいても気付き難い。

コレ、かなり危ない状態なのですよ。

昨今は爆発し難いリン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePo4)が一番使いやすいですが、

開放型のクラシカルバッテリーだって、使い方によっては十分に役立ってくれます。

なお、

今回のシステム価格は¥65,000.-程でした。(購入品価格)

 ・ATLAS BX 90D26L x 2個

 ・GIANDEL 600W インバータ

 ・ALL POWERS 20A ソーラーチャージャー

 ・50A電流・電圧計

 ・ハーネス関連一式

 ・RENOGY 100W(G3 model)パネル x 2枚

 ・60Aヒューズ

 ・塗料他雑多なモノ一式

まあ、

安いちゃー安い。

あまりに晴れないもんで、天体撮影はどっかへ吹っ飛んでしまいました。

そろそろ遠征に行きたいぞ~~!!

 

------- 2024/01/11  追記 --------

 

1年4箇月使用し、上記鉛バッテリーがお亡くなりになっていることに気付きました。

 ・0.2C運用でも1h30m程度しか持たない。

 ・鉛バッテリー専用充電器ACdelco AD-0002の15A充電でも3h程で満充電になってしまう。

 ・比重は全セル1.27で正常値。

 ・解放電圧12.8 [V] の正常値。

つまり、

いつの間にかサルフェーションが進んでしまい、本来の容量に対して20%程度の容量になっていました。

本来は112Ah x 12[V] = 1344 [Wh] / 5HR なのですが、22Ah x 12 [V] = 264 [Wh] 程度に激減!!

3~4回のDOD100%放電をやりましたが、実験なので即刻再充電をしていました。

常時は100W SOLAR充電を接続したままにしてあります。

さて、

いくら非ディープサイクル開放バッテリーと言えども、ここまで一気に劣化するものなのでしょうか?

問題なのは全セルの比重が1.27の正常値であるにもかかわらず、容量が20%まで激減したことです。

 

<考察>

 

・非ディープサイクルバッテリーは1度でもDOD100%放電をやってしまうとお亡くなりになるのか?

 即刻再充電をやってもダメなのか?

・やや放電気味状態は確かにあったが、予備バッテリーゆえ基本的には満充電運用であった。

 それなのに上記の有様・・・なんで?

・自動車用スターターバッテリーなので、毎日200A位の大電流を流し、サルフェーション飛ばしを

 やらないと劣化するのか?

・常時数アンペアしか使わず、満充電状態で置いておくとサルフェーションが進行してしまうのか?

 

まあ、

 

いずれにしても、これでは予備バッテリーの役目を果たせません。

原因を知りたいですが、知ったところで再度鉛バッテリーを購入するつもりはありません。

私的、鉛バッテリーの終焉ですね。

 

 

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太陽光電源切り替え器

2022-09-16 14:15:23 | オフグリッド発電への道

この夏は曇り日が多く、仕事場の太陽光発電システムは結構ギリギリでした。

パネルを300Wに増設してMPPTチャージコントローラで制御しているため、

以前に比べれば随分効率が良くなりました。

それでもデスクトップPCを長時間使っていると、度々不安な状況に陥り、

やむなく東電側へ手動切り替えをやっていました。

先日、作業に集中していたところ突然インバータ電源がカットオフされてしまい、

部屋も真っ暗になってしまいました。いつの間にかバッテリー残量が限界になって

いたのです。もちろんUPSを使っていますからPCがぶっ飛ぶことはありませんが、

精神衛生上宜しくありません。

そこで、こんなものを取り付けてみました。

Amazon | 自動非常用電源スイッチ、AC 85-240V 110V 220V 230V 10A自動スイッチモジュールデュアル電源自動スイッチングコントローラモジュールAC電源スイッチ | Leftwei | 家電&カメラ

左側端子の上側2つが太陽光発電側、下側2つが東電側です。

右側が出力端子です。

AC125V_10Aのリレーが2つ搭載されています。

テストで800Wヒータを10分程運転してみましたが、特に壊れることもなくクリアしました。

このシステムは1KW以下で運用しています。実際の最大消費電力は900W短時間程度です。

通常は200Wにも満たないため、この基板でも大丈夫でしょう。

切り替え時間は10ms程度でしょうから、PCやルータはUPS経由でないとコケますね。

とりあえずはバッテリー残量を気にしなくて良さそうです。

 

 

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ノイズフィルタを追加

2022-07-10 18:41:00 | オフグリッド発電への道

毎日イイ感じで太陽光電力を使っていますが、
インバータノイズ対策として、外部にノイズフィルタを付けました。


TDKラムダの20Aのものです。


妻からFENにノイズが入るようになったとの報告があり、
確認したら確かにインバータONで雑音が入っていました。
家のラジオと、車のラジオです。
車の方は、家の前に来ると雑音が入るようになったとのこと。
それ、結構マズいやね・・・
っと言うことで、キチンとしたノイズフィルタを設置したのですが、
あまり効果が無いようです。(家のラジオ)
車のラジオはどうなのか、今度確認してみます。

家の太陽光用バッテリーは2560Whなので、炊飯器を常用しなければ
525Wの太陽光パネルで復活してくれます。
日中はあまり使わないため、満充電になってしまうことが度々発生
しています。かと言って、調子の乗って炊飯器を使っていると
残量不足になります。 つまり、バッテリー容量が少し足りない
と言うことです。
2倍の5120Whあれば、安心して炊飯器も常用出来そうです。
でも、
LiFePo4バッテリーはまだまだ高価ですからねえ~~(-。-)y-゜゜゜

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ソーラーパネルを増設

2022-06-20 09:38:00 | オフグリッド発電への道

現在、家と仕事場に太陽光発電システムを設置して使っています。
イロイロ実験した結果、バッテリー容量よりもパネル発電量が効く
ことが分かりました。梅雨時は晴れても薄日が射す程度ですから、
PWMチャージコントローラでは発電量を有効活用できません。

そこで、

<家> 175Wパネルを1枚追加。
      チャージコントローラを2倍容量のROVER 40Aに変更。

<仕事場> 100Wパネルを3枚新設。
        チャージコントローラをROVER 20A(MPPT)に戻した。

昨今の流通状況を考慮して、入手できるうちにRENOGY社から購入。

175W X 3 = 525 [W] システム(3枚直列接続)


ROVER 20A -> 40Aへ変更



100W X 3 = 300 [W] システム(3枚直列接続)


DOKIO 20A(PWM)からROVER 20A(MPPT)へ戻した。


変更・増設のポイントはパネルの3枚直列接続です。
バッテリーは12.8[V]のLiFePo4ですが、パネル側は55[V]程度になります。
RENOGY社のROVER20A , 40Aは、共にパネル側最大入力電圧=100[V]です。
これにMPPT制御が加わると、薄日が射す程度でもフル出力の50[%]程度
の充電電流が得られます。MPPT制御はPWM制御と異なり、電圧が高い程
最適ポイントの追従性効率が高まります。
ドン曇りでも1/3出力ぐらい出てくるのでビックリです。

増設作業は昨日1日で済ませました。
日曜日だと言うのに、日の出と共に作業開始。
15時には全て終了しましたが、炎天下の作業でかなり日焼けしました。

家のシステムは、元々 ”非常用予備電源システム”のつもりで
作りましたが、毎日アレコレ常用出来ています。

<アレコレ>

・洗濯機1日2回~3回
・家族5人でドライヤー
・全員のスマホ充電
・1FのLED照明5個
・IHで2Lのお湯沸かし(時々)
・トースター(時々)
・一升炊き炊飯ジャーで7合炊き(時々)
・1000W電子レンジ(時々)
・扇風機

これからは(時々)ではなく、(毎日)使えそうです。

<仕事場>

・通信環境全部
・PC環境全部
・DCモータ扇風機(YAMAZEN , YLX-SD30(W))<-コレ良いです!
・LED照明、作業灯
・はんだごてなどの工作環境
・100[V]系卓上旋盤、卓上フライス盤、ボール盤

エアコン、ヒーター、冷蔵庫以外は十分にカバー出来そうです。
尚、冷蔵庫は専用品を組む予定です。

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パススルー使用が非推奨な理由

2022-04-26 12:19:00 | オフグリッド発電への道
まず、

”パススルー”と言う呼称(またはその概念)が間違っています。

パスしてスルーするのだから、充電中の放電はバッテリーをパスして
スルーすると言うのが正しいですね。

パススルー機能付きポータブル電源ではバッテリーをパスして
スルーしているのでしょう。だから見掛け上は充電中も放電側機器を
使用出来る訳です。

一方、”パススルー”使用を非推奨としているポータブル電源の場合、
バッテリーをパスしてスルーしていない訳であり、常時充電と放電
を同時に行っている訳です。
  |
  +->つまり、発熱するんですよ!

<ポータブル電源の場合>

・筐体を極限まで小型化しているため、充電・放電の同時使用では
 放熱が追い付かなくなる。
   |
   +->結果として、バッテリー寿命が短くなる。(45℃オーバー)

・ACアダプター別置きである場合、かなり緩和される。

・真のパススルー機能搭載機であれば、充電中に放電を行っても
 問題が無い。但し、充電器の出力電流を超えない範囲での放電推奨
 となる。更にコストを掛けている機器では、充電器の出力電流容量を
 オーバーした瞬間にバッテリー側へ切り替えている。(10ms程度必要)

・ソーラーパネル充電器内蔵型ポータブルバッテリーの場合、晴天の
 炎天下で充電される訳であり、発電量が増える。
    |
    +->つまり、太陽光発電用チャージコントローラが大いに
        発熱し、大電流を供給されるバッテリーも、より
        発熱しやすい環境に陥る。
         |
         +->よって、充電・放電の同時使用は非推奨となる。

道理である!


<固定型太陽光発電システムの場合>

・当然ながら充電・放電の同時使用である。

・決して”パススルー”ではない。

・太陽光発電用チャージコントローラ別置きであり、キチンと放熱がされる。

・曇天や夜間は当然に、充電側電力<放電側電力となる。

・バッテリーを開放設置するため、放熱が容易である。

・太陽光パネルは炎天下設置、チャージコントローラ、バッテリーは日陰設置
 である。

・太陽光発電用チャージコントローラは、常時パネル電圧とバッテリー側
 電圧をモニターしている。晴天・日中に大電力放電が行われた場合でも、
 本体が壊れないように過電流保護が働く。その時は全電力がバッテリー
 から供給されている。

以上より、固定型太陽光発電システムでは充電・放電の同時使用でバッテリーが
異常発熱する理由が見当たらない。
    |
    +->よって、充電・放電の同時使用に何ら問題は無い!!
         |
         +->これが問題なら、太陽光発電は成り立たない。

------------

ポータブル電源メーカが”パススルー非推奨”などと煮え切らない表現を
するのは、真のパススルー切り替え機能を搭載しておらず、また、
筐体の放熱性能に限界があるからでしょうね。
だって、アウトドアシーンで炎天下の充電・放電をやられたら危ないと
思っているのでしょうし、実際に危険極まりないと思いますよ。

なので、

屋内使用想定の超大容量ポータブル電源で、かつ、大きな冷却ファンを
搭載した製品では充電・放電の同時使用を非推奨とはしないでしょうし、
”真のパススルー機能搭載”によって発熱問題もクリアしていると
思われます。逆に、
       |
       +->そうではない超大容量ポータブル電源は
          恐ろしく危険なエネルギー爆弾化する可能性が
          あると言うことです。 怖わっ!!


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