自作ポータブルソーラーシステム Part.2

インバーターの入出力電流の違い

ヒューズやらインバーターやらを組み込む回路を調べていくうちに、インバーターは思ったより電流を消費するのではないかと気づき始めた。

100V / 36W ( 内蔵バッテリーを充電しながら使うとこのくらいの電力消費になる ) の EeePC を DC/AC インバーターで使うケースで計算してみよう。このインバーターは 90% の変換効率を持つものだと仮定する。

以下はあるサイトの計算式だが、 36W の電気機器を使っていると、 3.3A もの電流を必要とするようだ。

ちなみに、私が単純に計算するとしたら次のようにする。結果は同じだが、間違っているかもしれない ( 電気回路についての知識は 100‰ ない )。

サイトで見たときは「10 倍にもなるのか？」と心配になったものだったが、数字のマジック。3A と 3.3A では、思ったほどの違いはでなかったわけだが。要はロスの分を 10% 程上乗せすればいいんだよなぁ。

で、ここまでで何が言いたいのかというと、インバーターはバッテリー直結にしたほうが良いってこと。らしい。

その場合、必要以上の電力を使わないように、ヒューズかませておく必要がある。 100W だと 10A くらいのインバーター入力電流が必要になる計算。

私は最大でも 50 ～ 60W 程度使えればいいと考えている。 5A くらいのヒューズをかませておくかな。ヒューズはプラス側にかませておくらしい。

で、いよいよ自作。前ふりが長すぎる。

Do It Yourself

配線する上で、色々と足りないものがあることに気がついた。そして買い足したので、改めて材料を書いておく。

※ 送料込みの値段

商品	値段
RV-15B バケツ	\1,080
ATLAS 55B24L 再生バッテリー	\4,600
アモルファスソーラーパネル太陽電池 6W	\6,600
チャージコントローラー SHS-6	\6,800
バッテリーターミナル	\570
ヒューズホルダー & 5A ヒューズ	\273
エーモン M271 ダブルコード 0.50	\510
バッテリー直結シガーソケット	\1,029
シガーソケット用 DC/AC インバーター	\0
シガーソケット用 EeePC 電源	\0
合計	\21,462

あー、当初想定していた金額の倍だ。インバーターは持っていたからいいが、もし買うとしたら \3,000 くらいよけいにかかる計算かな。

当初、シガーソケットはバッテリーから直結しようと思っていた。しかし、購入したシガーソケットに 5A ヒューズが配線されていたため、チャージコントローラーの能力以上の消費電流が流れ、壊れる心配がなくなった。そのため、バッテリー直結はやめて、すべてチャージコントローラーに配線することにした。

何のために一生懸命計算したんだか……

そして出来上がったのが以下の物体。

重心が偏るため、バッテリーはバケツの中心に配置することに。隙間にダンボールとか詰めておけば転がらないんじゃないかと思って、固定用の金具は購入しなかった。給料日直後のはずなのに、もう財布に千円も入っていないのだ。

最終的な配線はこんな感じ。インバーターは使うときだけつなげる感じ。そしてバッテリーからはアースを取らない漢仕様。というか、ラインをバケツの外に引いたとしても、アースできる部分がないわけだが。

ソーラーパネルは最後に届いた。震災で需要が増えたのだろうか。

チャージコントローラーの配線について

上の RVバケツ内の画像の真ん中に、 SHS-6 がある。これがチャージコントローラーだ。

SHS-6 の入出力電流は 6A までとなっている。 7.5A 程度の電流は、何分かは自動で遮断してくれるが、それ以上流れ続けると壊れるし、 7.5A 以上の電流が流れると壊れるという繊細仕様。

というわけで、 5A 以上の電流が流れないように、 5A ヒューズをかませることにする。

SHS-6 の端子が 3 つあることに注目する。

まず、右側のシガーソケット用端子には 5A ヒューズを取り付ける必要がある。

これで、バッテリー → SHS-6 → シガーソケットの回路に流れる電流が 5A までとなる。つまり、真ん中のバッテリー用端子にヒューズを取り付ける必要はなくなったわけだ。

最後に、左側の端子。これはソーラーパネルからの充電用電流が流れ込んでくる。

今回購入したソーラーパネルは、最大 1A もいかないくらいの電流しか流れ込んでこない。しかし、将来ソーラーパネルを複数並列に並べたとき、 6A 以上の電流が流れ込んできて、チャージコントローラーを壊す可能性がある。そのために 5A ヒューズを取り付けた。現段階ではまったく無用の長物なので、なくてもいい。

最後に、バケツ右上に小さな穴を開けてある。ここからソーラーパネルの線を引き込むわけだ。チャージコントローラー左側の端子から延びているラインの先端は、クリップになっている。ソーラーパネルの先端もクリップになっているので、これを外せばバケツ単体で持ち運びできる。釣りに、キャンプに、夜空の撮影に、活躍してくれるだろう。

充電能力の確認

バッテリーの電圧を測ったところ、 12.54V だった。チャージコントローラーのランプは、真ん中の黄色を示している。説明書を読むと、バッテリー残量が半分くらいとのこと。フル充電にならないと測定データが取れないので、検証はまだまだ先になりそうだ。

とりあえず、日中ベランダに放置して、 1 日でどのくらいの充電ができたか、夜に電圧を測ってみようと思う。

シガーソケットとチャージコントローラーの LED が微量に電力を消費しているが、自己放電の誤差の範囲くらいの消費のはずだ、と思っておくことにする。細かく考えすぎるのは、精神衛生上よろしくないのである。

※ 何気なく朝、電圧を測ってみたら、 12.58V で、チャージコントローラーのランプはフル充電を示す緑になっていた。

朝日で充電完了したのだろう。っていうか、SHS-6 のランプ状態が微妙すぎないか。

バッテリーについて調べてみた。

バッテリーの電圧についてのまとめ

バッテリーの電圧を測ることで、どの程度の容量が残っているかを知ることができるようだ。

バッテリー電圧	状態
～ 10.5V	直ちに使用停止
10.5V ～ 11.5V	充電が必要
11.5V ～ 12.5V	良好
12.5V ～ 12.8V	満充電
12.8V ～	過充電ぎみ

チャージコントローラー SHS-6 の仕様は、負荷遮断電圧 11.5V、負荷再接続電圧 12.6V となっている。

ということは、バッテリーの電圧が 11.5V 以下になると、自動的に負荷電圧用の端子からの出力を遮断してくれるわけだ。そして、バッテリー電圧が 12.6V にならないと、電力利用はできないはずである。

ということが分かったので、これで検証できるな。

※ 夕方計ったら 12.65V になっていた。