2011年7月31日日曜日

屋上発電所:7/24-7/30の発電量

今週は台風が近づいてきたりとあまり天気の良くない日が続きました。

気になる発電量は以下の通り。

  電流量     電力量  
7/24 13 Ah 156 Wh
7/25 15 Ah 180 Wh
7/26 8 Ah 96 Wh
7/27 13 Ah 156 Wh
7/28 9 Ah 108 Wh
7/29 18 Ah 216 Wh
7/30 14 Ah 168 Wh
合計 90 Ah 1080 Wh

天気の悪い割には発電量が多い。いや、多すぎるような気が・・・。

ちょっとばかりチャージコントローラの表示を疑ってかかっています。

一方で、曇っていると同時に気温が低く、パネルの温度が低かったとも考えられ、長期間データをとり続けていく必要がありそうです。

2011年7月30日土曜日

屋上発電所:買ってはいけない中国製チャージコントローラ WS-MPPT15

独立型の太陽光発電を始めるときに必ず必要になるのがチャージコントローラです。

チャージコントローラは太陽電池パネルの出力電流を、主に鉛バッテリを充電する機能を持つ機器のことを言います。単純に発電した電流をバッテリに流すだけものもから、高度な充電回路を備えたものまで様々。まさに玉石混合です。

最近よく見かけるのが中国製の格安チャージコントローラ。入門用として楽天などでも多数売られています。


格安チャージコントローラの筆頭が、このWellsee製のコントローラです。MPPT(最適動作点追尾機能)対応をうたった高性能チャージコントローラと言うことになっています。

さすがにいきなり通電するのは怖かったため、ばらしてみました。


声を失う・・・

電解コンデンサが、パワーFETの上に寝ています。

パワーFETの熱処理がいいかげん。適当な線材でつなげたり、変なもので押さえつけたり。

電解コンデンサとバリスタの足がシルクと違うところに刺さっています。

通電したら爆発するんじゃ無いかと・・・

爆発しないまでも、煙くらいは出そうです。

アメリカの太陽光発電掲示板でも偽MPPT疑惑など話題に事欠かないコントローラなので、使うのであれば最悪「自分の家から火事を出すかもしれない」くらいの覚悟を持つ必要があるでしょう。

2011年7月23日土曜日

屋上発電所:7/17-23の発電量

先週から発電を開始した屋上発電所の発電量です。

  電流量     電力量  
7/17 13 Ah 156 Wh
7/18 7 Ah 84 Wh
7/19 6 Ah 72 Wh
7/20 6 Ah 72 Wh
7/21 6 Ah 72 Wh
7/22 6 Ah 72 Wh
7/23 9 Ah 108 Wh
合計 53 Ah 636 Wh

今週は台風の接近も有り、発電量は初日の13Ahが最高で、後は少なめ。意外なことに、天気の悪い日でも発電していて驚いています。

7/22にバッテリがフル充電状態になりましたので、発電した電気を使い始めました。

この投稿を書いている今も、太陽光で発電した電力を使ってノートパソコンを動かしています。他にもScanSnapを動かしたりと活躍中です。

2011年7月22日金曜日

太陽電池でノートパソコンを動かそう

台風接近に伴う悪天候が続きましたが、この間も太陽電池はせっせと発電をしていました。

意外にも台風で曇りの続いた3日間も、それぞれ6Ah(72Wh)程度ずつ発電していたのには驚きです。

おかげで115Ahバッテリの充電量は100%になりました。


太陽光発電導入からしばらくの間は携帯の充電など負荷の小さいものばかりつないでいましたが、今日はちょっと負荷を重くしてみました。

その相手はこれ。ThinkPad X201。


特別に重い処理をさせるわけでも無く、普通にメールを読んだり、インターネットに無線LANでつないだりする程度です。

まずは、つなぐ相手の素性を調べます。


ACアダプタのラベルを見るといろいろな情報が分かります。

INPUT側の仕様は 100-240V / 2.0A-1.2A
OUTPUT側の仕様は 20V 3.25A

入力側の仕様は入力条件なので「ここまで許容できますよ」という値。

重要なのは出力側の仕様で、20Vx3.25A=65W

つまりこのACアダプタの最大出力は65W。ThinkPadがいちばん電力を消費する状態でもこれを越えないと言うことです(メーカがまっとうなアダプタを添付している限りは・・・)。

スイッチングタイプのACアダプタですから、仮に効率を80%とした場合、必要な電力は81.3W。

バッテリに接続しているインバータの出力は連続80W、ピーク100W(5分間)なので意外とぎりぎりというか越えています。

実際に接続してみました。

注意:
我が家ではチャージコントローラの負荷出力にヒューズ(20A)を入れてインバータを接続しています。インバータのピーク出力(突入電流)時に絶対にチャージコントローラの仕様を上回らないようにしてください。チャージコントローラが壊れます。


ノートパソコンをつないで、無線LANを使いインターネットにアクセスしている状態で、チャージコントローラの表示は1.5A(18W)程度(インバータとACアダプタの損失含む・・・予想よりも小さすぎる気がします)。晴天の昼間なら発電中の電力だけで充分まかなえます。

もう少し消費電力が大きくなって2A(24W)程度で見積もっても、5時間使って10Ah。

使っている115Ahのバッテリであれば充分供給可能で、天気が良ければ、このくらいの消費電力分は太陽電池が一日で発電してくれます。

発電量と消費量のトレンドが分かってくると、もっといろいろと電気製品を動かせるようになるでしょう。

2011年7月18日月曜日

屋上発電所・台風対策

昨日ついに156Whの発電に成功した屋上発電所。よりによって、設置直後に台風がやって来ることになりました。

架台の丈夫さだけでなく、雨対策も本格的に試されることになってしまいました。


架台は良くも悪くも物干し台なので、これはガーデンロープと結束バンドで固定。

屋外配線の露出部分は自己融着テープで保護(家にあったテープが古くて、なかなか上手く負けなかったのは誤算)。

そして、バッテリーとチャージコントローラを雨から防ぐためのコンテナを購入。

配線を通すための穴を空け、さらに念のため水抜きの穴をたくさん空けます。中にバッテリーとチャージコントローラを入れて完了。

ホームセンターの端材コーナーでOSB板を安く買えたので、そのうちに端子台を使って箱の中できちんと配線するようにします。

今日は曇っていたことも有り、7Ah(84Wh)の発電量でした。

2011年7月17日日曜日

屋上発電所・発電開始

今日は発電開始に向けて、仮配線を行いました。

屋上に設置した太陽電池パネルからCVケーブルを使い2階のベランダまで降ろし、チャージコントローラーに接続。

ディープサイクルバッテリにヒューズを付けて、チャージコントローラーと接続。

今回は最大20A(12V)で設計しているため、あまり太い電線は使いませんでした。もし100A(12V)などで使いたい場合には、それなりの容量のケーブルが必要です。選択を間違えると電線が燃えます。

作業自身は簡単なものですが、必要な電線の選び方、圧着加工などそれなりの知識は必要です。


使っているバッテリーはACデルコのディープサイクルバッテリM31MF。115Ahの容量がありますが、表記は20時間率なので、69W(=115Ah/20hx12V)の電気製品を20時間駆動できる容量と考えると、意外と使える量は少ないのです。


今日の仮配線が終わってからの発電量は13Ah(156Wh)でした。

これでは、消費した分を一日で充電するにも足りないですね。

まずは、一日あたりの発電量の目安を調べていこうと思います。

2011年7月16日土曜日

太陽電池パネル設置

独立型太陽光発電。いろいろなパーツを使いますが、やはり花形は太陽光パネルです。

今日はその太陽光パネルを設置します。


初めは屋上の柵の外に架台を作って取り付ける予定でしたが、予定を変更して柵の内側に設置することにしました。手軽かつ落下の危険無く、安全に取り付ける方法を思いつかなかったからです。

そこで登場するのが、通販で購入したベランダ物干し台。これを架台代わりに使います。


太陽電池パネルのフレームの取り付け穴にL字アングルを取り付け、物干し台に固定。

今の季節は、陽が高いので角度は付けず、水平置きにしました。秋が近づいた頃に改めて30度くらいの傾斜を付ける予定です。

2011年7月15日金曜日

太陽電池付きバッテリのその後

先日購入した、太陽電池付きリチウムポリマー電池ですが、さっそく壊れました。


症状は典型的な過充電による膨張。電池の膨張で金属製の蓋が外れ、閉まらなくなってしまいました。

いい機会なので、回路をざっと調べて見ると、特に充電制御用ICは実装されてなく、オペアンプと昇圧用のDC-DC(USB出力用)がある程度。他はLED非常灯用のMOS-FETがあるだけ。

半田くずがたくさん落ちているなどは典型的な中国製。特に電池のタブへの半田付けは数回やり直して、かろうじて付いているという感じです。つまり半田付けが下手。

かなり危険な感じがします。

まともな保護回路が無いようなので、この電池の使用をやめることにしました。

どうせ蓋も閉まらないですし。

安いからと言って、あまり変なものを買わない方がいいですね。

2011年7月9日土曜日

独立型太陽光発電への道

以前から考えていた家庭での独立型太陽光発電への第一歩として、注文していた太陽電池が届きました。

独立型というのは、発電した電力を電力会社へ売電するのでは無く、家庭内で完結するシステムのことです。太陽電池パネルと、電力を蓄えるバッテリ。それに充電を制御するチャージコントローラがあれば誰でも簡単に自家発電を始めることができます。


新品の太陽電池パネルはまだまだ高価なので、国産中古(公称出力76.7W)パネルを購入しました。

さっそく週末の午前中に動作試験をしました。


パネルはカーポートに平置き。動作確認だけなので、特に角度を付けることはしませんでした。

太陽電池から出力される電流は、人間の目で分からないような本当にわずかな光量の差で目まぐるしく変化します。しばらく眺めていた間だけで1A~3Aと忙しく数値が動いていました。

雲が無くなり、青空が広がったときに、今日の最高値4.2Aを記録。このときの動作点は13.6Vなので、57.2Wの発電量です。

次は実際にパネルを屋上に上げ、配線をして、実用に向けての設置作業に入ります。

2011年7月8日金曜日

GOAL ZERO GUIDE 10でNiMH電池を充電

先日のアメリカ出張のときにGOAL ZERO NOMAD 7を購入したのですが、店頭に在庫があったのは太陽電池パネルだけ。

実はオプションとして、単三・単四電池を充電できる専用充電器があるのですが、残念ながら品切れでした。

その専用充電器が、ようやく家に送られてきました。


見た目は普通の充電器です。

コンセントに挿すことができない代わりに、GOAL NOMAD 7に接続する専用ケーブルが付属し、太陽光で充電できるようになっているのが大きな違いです。

USB入力もあり、太陽が出ていないときはUSBから充電することも可能。

またUSB出力で、モバイルバッテリとしても使うことができます。

単四電池は付属のガイドを使って充電します。あまり使いやすいとは言えないのが欠点かな?写真では電池の向きを間違えています。実際には逆向きで使います。


NOMAD 7に接続し、充電中。

充電時間は単三4本で6時間程度。実際に天候を考慮するとこの2~4倍程度の時間がかかるとのこと。

パネルのサイズが大きくなってくると、どんどん欲張りになっていくようです。前回の充電器と比べれば、比較にならないくらい早いというのに・・・(笑)

2011年7月5日火曜日

ちょっとだけ、電気の自給自足

とても暑い日には、

こうやって、太陽光で充電した電気を使い、

ちょっとだけ電気の自給自足気分を味わいます。

2011年7月4日月曜日

アシスト充電?

先に紹介した太陽電池付きの2600mAhのモバイルバッテリーは、太陽電池の出力が0.8Wと小さいために満充電まで3日以上かかるのが難点でした。

外部からUSBを使い充電することも可能なのですが、せっかく太陽電池も付いているのにそれではもったいない。

そこで・・・アシスト充電!


GOAL ZERO NOMAD 7の7W出力(USB出力は最大5W)を活かし、この出力をモバイルバッテリーのUSB入力に入れてやります。

(モバイルバッテリのスイッチの設定 IN/OUT を間違えないように注意)

さすが、7W級の太陽電池パネル。午前中の数時間で75%以上まで充電することができました。

上手く組み合わせて使ってやることで、それぞれ使い道が広がります。

2011年7月3日日曜日

折り畳み携帯できる太陽電池 GOAL ZERO NOMAD 7

折りたためる太陽電池というとPowerfilmが有名ですが、今回は同様のラインナップを持っているGOAL ZEROのNOMAD 7を購入してみました。


7Wの太陽電池パネルを搭載し、USB出力とDC12Vのシガーアダプターが付属します。

もともとアウトドア用なので、ぶら下げたり、リュックに固定できるようになっているのが特徴。

Ruggedと書かれているとおり、丈夫さも売りの一つで、製品の紹介ビデオでは床に投げつけたり、車で踏みつけたりしているほどです。

さすがにそこまでやる勇気はありませんが・・・


試しにUSB出力を使って携帯電話を充電してみました。

空の状態からの充電ではありませんが、1時間程度で充電が完了です。

太陽電池付き○○といった機器と比べると、比較にならない出力の太陽電池のため、充分実用的な時間で使用することができるのが嬉しいです。

ちなみに、実際に携帯を充電してみたところ、直射日光を受けてとてつもなく暑くなります。長めのUSBケーブルを使い、パネルの裏に隠しておくのがいいかもしれません。


これまで太陽電池の付いた商品というと遊びの要素の強い製品が多かったです。しかしこのNOMAD 7は家庭でも電池や携帯の充電に耐える実力を持っています。

今回の東日本大震災の被災地のように、充分電気のないところで携帯電話の充電が手軽にできるというのは一つ大きな利点です。

いろいろと使い道を考えるのが楽しい製品です。

2011年7月2日土曜日

太陽電池付きリチウムポリマーバッテリ(2600mAh)

昨日の太陽電池付きニッケル水素充電器に引き続き、最近購入したのが、この太陽電池付きリチウムポリマーバッテリ。

公称2600mAh。

充電は太陽電池だけでなくて、USBからも可能です。出力は4.5V/5.5V/6.5V/9Vを選ぶことが可能。USB出力で5.5Vを選ぶのが一般的な使い方でしょう。

あまり使わないと思いますが、Nokiaなど海外で使われている携帯のプラグがたくさん付いてきます。


定格0.8W/5.5V/150mAの太陽電池パネルを搭載して、内蔵バッテリを10~15時間で充電できるという代物です。

リチウムポリマー電池の充電電圧が4.2Vですから、DC/DCのロスが0として充電電流が196mA。2600mAhを196mAhで割ると約13時間。

ということはフル充電まで約4日(晴天時)。

実際に試してみたところ、屋上に二日間おいて25%まで充電したランプが付きました。100%までの道は遠いです。


まだフル充電まで行ったことが無いので、どのくらいの容量を使えるかどうかは分かりませんが、携帯を充電したあと、まだXperiaを30%程度充電する余裕はありました。

もっと早くフル充電できると、モバイルバッテリーとして利用価値が高いのですが・・・


ただいま発電中!

がんばれ!

2011年7月1日金曜日

太陽光で遊んでみよう!

東日本大震災の後、原発事故や電力不足の影響もあって、自然エネルギーがもてはやされています。

そのためちょっとしたソーラーグッズもあちこちで売れ出していて、品切れになっているのは驚くばかり。

私も試しにソーラー充電器を買ってみました。


中国製のちょっと怪しいソーラー充電器。一度に単三電池もしくは単四電池4本を充電できるスグレモノです。

太陽電池に十分パワーがありさえすれば・・・

太陽電池の出力が0.5W/2.5V/200mA。つまり電池の充電電流は

1本 : 200mA
2本 : 100mA
3本 : 67mA
4本 : 50mA

一般的な単三1900mAhのEneloopを充電しようとすると、

1本 : 9.5時間
2本 : 19.0時間
3本 : 28.4時間
4本 : 38.0時間

こんなことでいいのだろうか?

一般に太陽電池の一日の発電量は定格出力×3~3.5時間程度で計算しますから、それぞれ3時間で割ると充電に必要な日数が出てきます(一日中良く晴れている場合)。

実際に1900mAhのEneloopを1本充電するのに、約1週間かかりました。途中曇りや雨の日もありましたし、一日中屋外の日影にならないところにおいているわけでは無いことは差し引く必要があります。

それでも、この充電器を使ってニッケル水素電池を充電するのは、実用と言うよりは、趣味の世界であることは間違いなさそうです。

どうしてもという人は、私のように2セット購入して、最大でも電池1本ずつ充電する程度にすると、まだ使えるかもしれません。

充電中を示すLEDは太陽電池パネルと反対側にあるので、充電状態を確認するには、いちいちひっくり返す必要があります。ちょっと不便。またこのLEDは、いやこの充電器はそもそも充電終了を検知しているのかが疑問です。日に当てている限りず~とつきっぱなしのような気がしています。

ちなみに、6月の日差しでもかなり高温になり、Eneloopの周りの皮膜がはがれてきました。ちょっと心配です。