2020年7月14日火曜日

オフグリッドソーラー蓄電のインバーター電源スイッチ増設他

先日DIYで作成した18650リチウムイオン電池48本の12V蓄電池に正弦波400Wインバーター経由で24時間稼働の防犯カメラを駆動しています。 約50ahの容量で、100Wソーラーパネルからの充電では曇りが続くと充電不足となるため100ahのディープサイクルバッテリーを増設しました。

ディープサイクルバッテリーも同じソーラーパネルから充電してソーラチャージャーの12V出力から24時間リチウム電池へ電源を供給するようにしてあります。 これで充電不足は解消する予定でしたが、曇りが続くとディープサイクルバッテリーの電圧も降下してインバーターのアラームが鳴ることがありました。

インバーターのアラームが鳴ると蓄電ボックスの蓋を開けてインバーターの電源をOFFにしてから防犯カメラの電源を商用電源に切替える必要があり、 室内からインバーターの電源を切れるようにスイッチを蓄電ボックスの外に増設してリレーでインバーター電源を切れるようにしました。


スイッチは20A対応のものなので、インバーターロスと合わせて240Wまではリレー無しで行けそうですが、非常時には冷蔵庫に電源供給を想定しており、 ディープサイクルバッテリーに1000Wインバーターを接続しているので、こちらも合わせてリレー経由でスイッチを増設しました。

インバーターとバッテリーの間にリレーを挟むことになるので大容量のリレーを探して80Aのものを入手しました。 80Aあれば12V電源で960Wまで対応できることになり、1000Wインバーターでもギリギリ耐えられるる計算です。

蓄電ボックスにスイッチを取り付けるには直径20mmの穴を開ける必要がありドリルビッドを入手しました。 ドリルで下穴を開けてドリルビッドに切替て穴を広げていくのですが、蓄電ボックスは強化プラスチック製なので比較的簡単に広げることができました。

次にスイッチにリレーの動作電流用の細い方の電線をスイッチのプラス側に配線し、スイッチのLED電源用にマイナス側にも配線します。 あとはリレーの通電用の太い電線をバッテリーとインバーターのプラス側の配線に割り込ませることでスイッチに電流が流れるとバッテリーとインバーターにも電流が流れるようになります。

負荷を掛けた状態でスイッチON/OFFの動作確認してOKです。その他、バッテリー充電不足を補うため室内にバッテリーに直結した電線を引き込み、電圧計を付けて電圧低下時に手持ちのバッテリーチャージャーで充電可能にしました。


手持ちバッテリーチャージャーは、バッテリーの活性化、脱硫化、修復、パルス電流充電 、CC、CV、浮動充電、安定充電、解析バッテリー、補償充電の10段階全自動充電とのことでバッテリーにも良さそうです。 このバッテリーチャージャーはモデルチェンジがあったようで、形状が変わっていますが新型をスポンサーリンクに貼っておきます。

バッテリー電圧チェックのため、室内側にもバッテリーモニターを設置しました。小数点2桁までの電圧表示で充電状態をENPTY/LOW/MEDIUM/HIGHTの4段階のLEDで表示してくれます。 また、オルタネーター(充電)側もGOOD/HIGHTの2段階での表示になっており、DEAD(バッテリー寿命)やREVERSE(逆接続)のアラームも付いています。

あとは、20Aスイッチが余ったので非常時に2つの蓄電ボックスを切り離すために取付けたMC4コネクターの代わりにスイッチを増設する予定です。 増設するのはディープサイクルバッテリーからリチウムイオン電池側に12V電源を供給しているラインとソーラパネルからリチウムイオン電池に分岐させているラインの2か所です。

これにより、非常時も含めて蓄電ボックスへの操作は室内側から窓を開けて雨天や夜間でも簡単に行えるようになります。

オフグリッドソーラー蓄電のインバーター電源スイッチ増設他




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