開放型鉛バッテリーだって、使い方によっては有り。

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。