自然エネルギーで災害に備える 太陽光発電編②


これまでの経緯:

災害時に備えて自家発電をやろう!ということで4人家族が普通に電気を使った場合を想定して設備を検討してまいりましたが、資金不足と電気工事士資格がないという高いハードルのために「エアコンが普通に使える状態を確保する。」という設定変更で設置して状況報告をしてまいりました。

今回からはエアコンを実際に使ってみてバッテリーの減り具合やパネルの追加など試して状況報告をしていきたいと思います。

バッテリー増設:

やはり最終目標はエアコン(消費電力600W)を暑い日に稼働できるようにしていきたいと思いますので、バッテリーを倍増することにしました。

バッテリー2台設置ではエアコン稼働できませんでした。仮に起動したとしてもすぐに電力不足で止まることになると思います。そこでバッテリーを更に2台追加して様子を見ることにしました。

バッテリー2台では扇風機1台(30W)を一日運用できるかどうかというところでしたが、4台あれば確実に行けると思います。

バッテリー増設

バッテリー4並列接続 容量160A

このように4並列でつなぎ日中の晴天時にエアコン(窓枠用、定格消費電力600W)を稼働しました。

エアコン起動テスト:

窓枠タイプエアコン 定格消費電力600W

エアコンを起動して電圧の変化、バッテリーや配線の異常、インバーターの状態など確認しました。

エアコン起動後にバッテリー電圧が13Vから12Vまで下がる

インバーターは入力電圧が11.5Vに下がる

660Wの消費電力で冷却排熱ファンが頻繁に稼働する。

扇風機を当てたら消費電力が下がった?

結果は以下のようになりました。

時間バッテリー電圧バッテリー入電流インバーター電圧消費電力備考
0分13V12.9V
1分12.5V12.2V420Wエアコン起動時
5分12.3V6.0A11.8V560W
10分12.1V2.6A〜5.3A11.6V640W
15分12.0V5.3A11.4V665W排気ファン
20分12.0V5.7A11.4V685W排気ファン、扇風機
30分11.8V5.7A11.3V645W排気ファン、扇風機
40分11.6V1.2A11.2V660W排気ファン、扇風機
停止12.2V2.9A12.1V0W曇ってきたのでエアコン停止

考察

エアコン起動後は急激に電圧が低下します。特にインバーターは1V近く電圧が低下しました。原因はわかりませんが、バッテリー2個で起動したときはすぐに警告音で停止していました。

今回はインバーター電圧が11Vを切ったらエアコンを停止しようと思っていたので10分ぐらいで終わるだろうと考えていたところ、約40分稼働できました。天候が曇らなければ1時間は行けたと思います。

またエアコンの消費電力が600Wのときにはバッテリーとインバーターの電圧差は0.5Vもあることがわかりました。バッテリー配線の太さは充分にあるので他の部分で損失が大きいようです。一応手で触って熱いところをチェックしてみましたが、それらしいところはありませんでした。

また、1600Wインバーターですが600W消費でも冷却ファンが3〜4分おきに回るので、かなりの負荷がかかっているのかなとも思いました。

今回使ったエアコンは100V、6Aとしてインバーターの損失を合わせるとおそらくバッテリーからは10Aぐらい流れているのではないかと思います。

なので40Aバッテリー4個の容量は160Aですので、電力供給がなければすぐに電力不足になると思います。

100Wパネル1枚では日中の晴天時でも5A〜6A*しか蓄電しませんので、安定して長時間稼働するには200W以上のパネルが必要であると思います。(*表示はチャージコントローラーの数値ですので実際にどれだけバッテリーに入っているかは不明)

もう1枚100Wパネルを追加することを検討していきたいです。

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