実証実験 STEP５

実証実験STEP５として、今回はキャンピングトレーラHobby545KMFに標準搭載されている冷蔵庫をバッテリー+ソーラーでの稼働実験です。今回の実験のポイントはホワイトトップオリジナルリチウムバッテリー(ＬＦＰ-４Ｓ　１２．８Ｖ　３．８４ＫＷｈ)からの消費状況による変化及び、4月時期でのソーラー発電効率が最高時期での発電状況を一定の消費電力にて検証です。

まずはリチウムバッテリーの満充電にします。

そこで今まで気付かなかった現象に気付きます。

それはＰＶ電圧の変化です。

以前のＦＩＡＭＭのＧＥＬバッテリーでは見たことがない現象です。

充電が必要な環境で、4月ですのでソーラーパネルに対しての太陽光の照射角度も良い状況でパネル温度も上昇し難いハズです。

よってパネルはほぼほぼで開放電圧が出るはずです。

ソーラーチャージコントローラーのエラー？？

ソーラーチャージコントローラーのＰＶ入力部の電圧やバッテリー接続部の電圧。ＰＶプラスとバッテリーマイナスでの電圧検証。

表示に偽りなし。

パネルがおかしい？？

キャンピングトレーラーのルーフ上で直列接続されているパネル電圧の確認。

1枚づつ行います。

もう1枚

再び直列接続を行い

やはりどの電圧も開放電圧に近い状況。

ここからコントローラーへは途中でカットスイッチ用のＤＣブレーカーはあるが、電圧を変化させるような配線はない？？

そこでＤＣブレーカーの１次側２次側と測定するも、ソーラーチャージコントローラーに表示される電圧と同じ。

意味が不明となり、自分でも色々調べましたが不明((+_+))

そこで購入元の蓄電システム.comさんへメール。即日に社長より携帯電話に電話がありアドバイス頂きました。

※私のソーラーシステム状況もここに掲載されています。

ソーラーチャージコントローラーの動きは正しいそうです。バッテリー側が欲しい電力をチャージ出来るようにコントローラーがソーラーパネル側電圧をコントロールしているとの事。ここにリチウムバッテリーではＢＭＳ制御も関与しているとの事です。ＧＥＬや一般的鉛バッテリーとは違う動きをコントローラーが行うとのこと。勿論状況次第では鉛バッテリーでもこの状況は見られるらしい。つまりソーラーチャージコントローラーがMPPT制御やPWM制御をコントロールを行う上で一番効率よく発電出来る状況を、コントローラーとソーラーパネル間で行うらしい。他にも少々質問しましたが、なるほどと理解出来るように丁寧に説明を受けました。やっぱり電気は嘘をつかない！楽しく色々な会話が久々に出来良かったのですが～あとで思うに～どうやってＰＶ電圧をコントロールしているのかが？？？素人には難しい制御を行っていると言われましたが…('◇')ゞ

色々考えましたが、やはり素人の私では理解出来ない…(*_*;

とりあえず、正常で良かったと言う事で…。

ちなみに満充電付近になると、ソーラーチャージコントローラーのＰＶ電圧は１４.４Ｖ付近となる事も…。外は良い天気なのに～と思いながらも驚きの状況…。

では本題である冷蔵庫による定消費を行いバッテリーとソーラーチャージコントローラーの動きを検証です。

ちなみにHobby545KMFに搭載されている冷蔵庫仕様は下記です。

ＡＣ２３０Ｖ　５０㎐　１９０Ｗ

以前ＦＩＡＭＭのＧＥＬバッテリーで検証した際は、昼間の良い時期で行うと、バッテリーからの消費は０Ａに出来ました。

これが以前行った時の電流状況です。

つまり…

１９０Ｗ+インバーター変換ロス+２３０Ｖ変換トランスロス以上にソーラー発電が出来ている事になります。

バッテリーからインバーター間の電流値測定してみました。

１９Ａ流れています。この電流値が冷蔵庫へ使用する電流値になります。

結構ロスが大きい((+_+))

では今回は現在搭載のリチウムバッテリーで実験を行います。

天気快晴でソーラー日和です(^^)

この状況よりスタートします。左の残量表示は合っていませんので無視して下さい。

スタート直後のHobbyコントロールパネル状況です。

１８.４A消費しています。

２時間ほど放置し状況確認です。

Hobbyコントロールパネルではやはり消費が出ています。

ソーラーチャージコントローラーは…なぜかＰＶ電圧が制御され、発電量もＭＡＸではない。

もうしばらく様子をみます。

再び２時間後です。

Hobbyコントロールパネルでは、さっきより少なくなりましたが消費が表示されています。

ソーラーチャージコントローラーは頑張り始めています。

ここで表示で気付きますが、ＰＶ電圧は制御されていますが、発電状況は２４．２Ａ！

ＭＰＰＴコントロールされている証拠で、まさにバッテリーが求めるチャージがされている状況でしょう。

２時間後

Hobbyコントロールパネル状況は、やはり完全０Aにはならず…。

ソーラーチャージコントローラーは、先程よりＰＶ電圧は上昇していますが、充電電流値は下降。勿論消費を続けている為バッテリー残量は減少しています。

ソーラーチャージコントローラーはバッテリー電圧で充電アルゴリズムを形成していると思いますので、リチウムだとなかなかブーストチャージに変わらないのでしょうか？リチウムバッテリーのＢＭＳ制御により充電が行われにくいのでしょうか？

この日最終でチェック

Hobbyコントロールパネル状況は消費が増えています。勿論夕方ですので…

ソーラーチャージコントローラーは…ＰＶ電圧は１４．０Ｖ…もう少しあっても良い気はしますが、ここもやはりバッテリー側の求める状況なのでしょう。

この検証を１週間後にも同じ状況で、朝から開放電圧が取れそうな日に実験を行いました。

やはり同じ様な動きでした。ＰＶ電圧は都度制御が入り、変化は凄かったですね。よく見ると定電流値で充電を行っているようにも見えました。ここまで充電状況を電圧と電流で見てきたのですが、電力つまりＷで考えると動きがもっと面白い事に気付きます。

この消費実験で、バッテリーより出力される電力と充電される電力が同じになり、消費ゼロになる事を検証したかったのですが…。ＢＭＳ制御リチウムバッテリーではどうやらそれは無理のようです。

この状況でリチウムバッテリーの消費はＳＯＣ６０％でした。つまり９時間１９０Ｗの冷蔵庫を変圧器経由で使用して４０%の容量を消費したことになります。計算上ではこのままバッテリーでは朝まで消費には耐えれない事が判明し、少々残念な展開でした。

ガスと電気使用を効率よく検討しどの程度であれば耐えれるのかがわかる結果となりました。

しかしリチウムバッテリーは電圧変化は少ないですね。ＦＩＡＭＭバッテリーも優秀ですが、ここまで電圧変化がなければリチウムバッテリーに変更した効果は絶大です。

少々漠然的結論となりましたが、もう少しソーラーチャージや高電流消費等の状況を使用しながら検証してみます。