前回の記事は11月にアップしたので、それからすでに3ヶ月経過してしまいました。もともとは、冬の到来に間に合わせるつもりだったのですが、2月にずれ込んでしまったのでした。
当初はこのように、ソーラーパネルとDCDCコンバーターのどちらかを選んでチャージコントローラーにつなげるような配線でした。
しかし、前回の記事でお伝えしたように、Drok DCDCコンバーターの電圧はチャージコントローラーが充電可能な36Vまで上がらないため、これを下記のように変更し、DCDCコンバーターからチャージコントローラーを介さず直接バッテリーを充電するようにしました。
作業を終え、ハイエースのエンジンをかけてDCDCコンバーターに供給したのですが、なんとDCDCコンバーターは反応せず。運悪くこのタイミングで故障してしまいました。
以前の記事でハイエースのオルタネーターにDCDCコンバーターをつなげて12V直流を36V直流に変換、これをソーラーパネル用のチャージコントローラーに供給してバッテリーを充電しようというところまでご紹介しました。
この図でいうと、赤枠で囲んだDCDCコンバーターを追加し、ソーラーパネルに代わってここから供給した電気をチャージコントローラーに送ってチャージコントローラー(青枠)からバッテリーを充電しようという目論見です。
がしかし、結局のところ取り出した12Vの電流をチャージコントローラーが作動する36Vまで昇圧することはできませんでした。
DC8V-60Vの入力を10V-120Vに変換可能、出力も900Wを謳っています。わたしは150Wも出れば御の字なので、これを試してみました。この価格では国産の類似品は見当たりません。(国産だと価格の桁が違ってきます)
また、これ以外の中国系メーカーのものは☆が一つ、二つといった低評価なので怖くて手が出せません。
商品説明では電圧は120Vまで上がることになっていますが、きちんとした仕様書があるわけではありません。取説もいかにも中国語を機械翻訳したようなわけのわからない英語が書いてあります。このお値段なので能書き通りに動くとは全く考えていませんでしたが…
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私のハイエースは、通常はレジャーに使っていますが災害のときにシェルター代わりに使うことも意識して手を加えてきました。昨今は日本国内においても甚大な被害をもたらす災害が毎年発生しており、もはや絶対に安全な場所はどこにも無いという状況です。
電気や水道が長期間止まる事例も発生しており、わたしもなるべく多くの電力がまかなえるようハイエースの充電能力のアップを行ってきました。
しかし、燃料が手に入らず電気も止まったとなると、最後はソーラーパネルですべてをまかなわなくてはいけません。一体全体、私のハイエースに取り付けた200Wソーラーパネルだけでどの程度電気製品を使うことができるのでしょうか。
そこで、この秋、只見線を撮影するために福島県/新潟県に一週間ほど滞在した際、下記のデータを測定して発電される電力と消費される電力の内訳がどうなっているかを調べました。
主として朝起きたときと夜寝る前にバッテリーの電圧と充電された電力の積算値を記録、これをもとに、充電された電力を計算しました。
以前の記事で、サブバッテリーが約一年でヘタってしまったことを報告しました。しかし、この判断は間違っていたようです。
と申しますのは、この記事にあるバッテリーの不調は昨年10月下旬。このときはよく調べずにバッテリーを交換しました。
その後、昨年末からの正月前後の旅行中にも同様の症状が出ました。さすがにそう続けてバッテリーがへたるのはおかしい。そこで、バッテリーチェッカーとバッテリー充電器を購入して状況をきっちりと調べることにしました。
バッテリーの内部抵抗を測定する装置です。内部抵抗が大きくなると、大電流を流した時に電圧が下がってエンジンなどが起動できなくなります。湯沸かしのときも20A程度の電流が流れるので、内部抵抗が高いと同様の現象が起きます。しかし、内部抵抗値は0.01Ωレベルの微小な抵抗なので普通のテスターでは測定できず、こういった装置が必要となります。
当初はサブバッテリーユーザーから熱い支持を受けている下記の購入を考えていました。
ACDelco(エーシーデルコ) 新世代全自動バッテリー充電器 12V専用 AD-0007
ところがよく調べてみるとこのバッテリー充電器はこちらの製品のOEMでした。
OMEGAPRO OP-0007
しかもこのあと新製品が出ています。最高出力はOP-007が40Aに対してこちらは15Aと低いですが、わたしはせいぜい10Aあれば十分なのでこちらを購入しました。それ以外の機能は同等で、小型化されて価格も安くなっています。
まずは取り付けたばかりのAC100V対応スイッチング電源を使ってバッテリーをしっかり充電しました。
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【ソーラー発電・充電能力アップ】関連記事の内容と相互関係についてまとめました。
ソーラー発電システムの機器を選定し、これらを取付て配線作業を行いました。
ソーラー発電の施工にあたってかき集めた電気の基礎、部品などの規格、必要な工具の種類などの情報を、自分の覚えも兼ねてなるべく体系的にまとめてみました。
サブバッテリー2個を使ってデスクトップPCを何時間運転できるかテストしてみました。
当初はバッテリー2個を直列につないで使っていましたが、これでは厳冬期に電力が不足するため、2個追加して4個に増やすための検討を行いました。
検討に基づいてバッテリーを2個追加しようとしたのですが回路に致命的なミスがあったため、工事を中断して検討をやり直しました。
冬の北海道旅行に備え、サブバッテリーだけで電気毛布が何時間使えるのかをテストしました。
発電状態、充電状態がわかるよう、電圧計4個を取り付けました。
冬の北海道へ出かけて車中泊旅行をしながら厳冬期のバッテリーの持ち具合を調べました。
2回目の極寒北海道旅行に備えてチャージコントローラーを利用した走行充電装置を追加しました。
ものはついでと、家庭用100Vコンセントにつないでバッテリーの充電が行えるようにスイッチング電源を追加しました。
今までは同時に使えなかったソーラーパネルと走行充電装置ですが、ある部品が見つかったことで同時使用が可能となりました。
災害時にハイエースで暮らした場合、ソーラーパネルの発電する電力だけでどの程度の家電製品を使うことが可能なのかを検証しました。
走行充電用の充電装置をもう一台追加し、2系統あるバッテリーを両方同時に走行充電しようとしましたが、うまく作動しませんでした。
結局昇圧コンバーターは破損して使えなくなったので別の製品を中国のアリババで購入し、テストしたところ動作まで確認できました。
ルーフキャリアに取り付けたソーラーパネルの脱着が非常に難しいため、一部部品を交換して作業性を改善しました。
実際にサブバッテリーにどれだけ充電されているのかがわかるように、アマゾンで見つけた電流/電力計を取り付けました。
初めての車検でしたが、ルーフキャリア、ソーラーパネル、各種機器を自力で取り外さずに済むようトライしました。
使い始めてから一年強でバッテリー2個がヘタってしまいました。
定期的に発生していたバッテリーの電圧降下によって湯が沸かせなくなる問題の原因と対策がわかりました。
ハイエースのソーラーシステムに走行充電、100V充電を付け加え、更に走行充電のパワーアップも行ったのですが、それぞれどれくらい充電できるのかがよくわかりません。わかることと言えば、充電を行うとバッテリーの電圧が上がるので「おお、充電してるね」というくらいのものです。ソーラーパネルについても、充電能力が最大200Wということは知っていても、今、この天候でどれだけ充電できているのかがわかりにくい。(チャージコントローラーに表示させることは可能ですが、ボタンを何回も押さねばならず使い勝手はよくありません)そこで、前から付けたいと思いながら面倒で先送りしていた電流計をつけることにしました。
できればアナログよりデジタル、ついでに電力も表示できればなおよし、と思って探していたら、良さそうなのがありました。電流、電圧、電力、それに積算電力まで表示できるとは素晴らしい。メーカーは、ハイエースソーラーシステムの充電能力50%アップで使用したDCDCコンバーターと同じDrokです。アマゾンで2,088円だったのですが、商品紹介ページが消えていますね。先日買ったばかりなのに。
メーカーのHPはこちらです。(そしてこちらのほうがずいぶん安い)
ちなみに、DC用は、50A用、100A用もあるのですが、DCの100Aとなると被覆も含めた電線の太さが鉛筆くらいになるはずなのに商品説明にある端子の形はこの20A用と変わらないように見えます。どうやって配線するのでしょうか??
本体裏面に接続図が描かれています。
つまり、こういうことです。(端子の番号はわたしが勝手に付けただけで、商品には書かれていません)
以前の記事、【暑さ対策】エンゲル冷蔵庫で食料と人を両方冷やせるか? でご紹介した通り、車内の暑さをアイスノンでしのぐためには現在の充電能力では電気が足りなくなってしまうことがわかりました。
このための対策としては下記の2点が考えられます。
① エンゲルポータブル冷蔵庫をもう一台追加し、食品を冷やすために保冷剤を凍らせることをやめる→保冷剤を凍らせるためには冷蔵庫をほぼフル稼働させることが必要であるが、フル稼働は消費電力が大変多いため、冷蔵庫を2台体制にしてフル稼働させる時間を減らす。
② サブバッテリー充電回路の能力を上げることで使える電力を増やす
今回の記事では、この②の課題を解決していきます。
図を御覧ください。上のブロック図は現状の回路、下のブロック図は問題を解決するための改造案です。
発電側: スイッチAとBを使ってAC100V(外部電源)、ソーラーパネル、オルタネーター(走行充電)の中から一つ選ぶ
充電側: スイッチCを使ってバッテリー1,バッテリー2のいずれかを選ぶ
という回路になっており、バッテリー1とバッテリー2の両方を同時に充電することはできません。
発電側: AC100Vとソーラーパネルのいずれかを選ぶ
充電側: スイッチBとスイッチCを使って選び、AC100Vとソーラーパネルのいずれかとオルタネーター(走行充電)のどちらかをバッテリー1に、他方をバッテリー2に割り当てる
という回路に変更するとバッテリー1とバッテリー2の両方を同時に充電できます。
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ソーラーパネル、ベッドキット、ルーフキャリアと、好き放題にいろいろと取り付けてきたハイエースの初回車検がやってきました。面倒なのでどれも外したくはないのですが、どこまで外さなくてはいけないのでしょうか。
屋根の上にルーフキャリア、ルーフキャリアの上にソーラーパネルを取り付けています。
車内はベッドキットとソーラー発電機器を取り付けています。そして、床下にはサブバッテリーが4個。
先般の記事で走行充電をDIYで追加したことをご報告しましたが､調子に乗ってAC100Vを利用した充電装置も取り付けることにしました｡
これがあれば､明日の出発までにバッテリーを満タンにしておきたいが曇っていて充電できない､といった時に役に立ちそうです｡それに､ソーラー充電､走行充電､AC100V充電と3つそろっているとちょっと格好良さそうです｡
今回の外部充電追加は､家庭のコンセントから取った100Vの交流電源をソーラーパネルの公称最大出力動作電圧に等しい36V直流に変換したうえでソーラーシステムのチャージコントローラーに供給してやろうという算段です｡
下記のブロック図で言うと､前回実施した走行充電追加が青い部分､今回実施するAC100V充電追加が赤い部分です｡
スイッチング電源はACアダプターの一種で､電圧､交直流の変換を行う装置です｡
これをバッテリーに直接つなぐのではなくソーラーのチャージコントローラー経由とすることで､過充電の危険を避けることができます｡
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OVERVIEW: You’ll find how to modify solar system to enable charging by vehicle’s alternator.
昨冬は､北海道で2018年2月28日から3月3日朝まで三泊四日の間､雪に閉じ込められました｡その間ずっと曇天か雪で太陽光発電が止まったため､電気毛布の使用を我慢して電力不足を乗り切りました｡
その後､走行充電装置を取り付けようといろいろと調べたのですが､ハイエースのバッテリー電圧が12Vなのに対し､私が取り付けたソーラーシステムの電圧は24Vのため､サブバッテリーを充電するためにはハイエースから取った12Vの電気を24Vに昇圧しなければならないことがわかりました｡
一般的には走行充電にはアイソレーターを使いますが､車から取った12Vの電気で24V系のサブバッテリーが充電できるものは見つけられませんでした｡12Vを24Vに昇圧する基盤は売っていましたが､それを使って走行充電装置を作る力量もなし｡
そうなると､オプションで取り付けた100Vコンセントから電気を取って市販のバッテリー充電器につなげるしかなさそうです｡
そう考えてこの件はしばらく放置してあったのですが､いつもお世話になっている蓄電システム.com で面白いものを見つけました｡
MPPTチャージコントローラー MPT-7210A ※DC-DCブーストチャージャー機能付き
これは､昇圧機能付きのチャージコントローラーです｡
これの本来の機能は太陽光パネルから入った電流をバッテリー充電に使えるように電流､電圧を調整することですが､この太陽光パネルの側にハイエースのバッテリーをつなげばサブバッテリーが充電できるのではないかと考えました｡
2020/03/25追記
蓄電システム.comはすでに品切れになっています。
アリババを見たら、40ドル弱で売っていました。
