カテゴリー別アーカイブ: 蓄電システムの自作

蓄電システムの自作 電圧検知について

こん○○は。

蓄電システムを制作する場合に、バッテリーからの電圧が下がった場合に、商用電源からの接続にしなければなりません。

その検知の方法は、太陽光発電のチャージコントローラーの出力端子を使う方法もありますが、ここでは、FA(ファクトリーオートメーション)用のツールを使うことにしました。

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写真が暗くてピントが合わないですが、この真ん中の背の高いものが電圧センサです。

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正面からの写真です。型番がLG2-DBといいまして、オムロンのFA用の部品です。右のSETのツマミである電圧になるとON(100Vを切断してバッテリー供給)、左のRESETのツマミである電圧に下がるとOFF(バッテリー供給を切断して100Vに接続)になるように組んでいます。

これは型番で探せば通販でも購入することができます。接続にはソケットが必要で、このソケットに配線しています。

SETとRESETの電圧を近づけ過ぎると、入→バッテリーが電圧降下→切→バッテリーが電圧上昇→入→…を繰り返してシステムが不安定になるので、いろいろ試した結果、24.0Vを超えるとON、23.0Vを下回るとOFFになるように設定しています。

蓄電システムを自作しよう タイマーの選択

蓄電システムを作るにあたり、タイマー(タイムスイッチ)はとても重要です。

タイマー(タイムスイッチ)は2種類用意すべきです。

1つめは、普通のタイマー。設定した時間になるとONになり、設定した時間になるとOFFになります。

蓄電システムの場合には、深夜電力が23時から7時、電気代の高い7時から23時はバッテリー供給に切り替える必要があります。

そうすると、7時から23時の間はON、23時から翌7時まではOFFとなるように設定します。DSCF8525

私は、オムロンのH5Sというものを使いました。これは環境の厳しい工場で使うことを想定して作られていて、4チャンネルのONOFFが個別に制御でき、時計も温度補正で時刻のずれが少なくなるように作られ、さらに工場稼動日の平日と休日で異なるパターンを設定でき、その休日も自由に設定できるという、ファクトリーオートメーション向けの高スペック品ですが、正直そこまで高級なものは不要です。組んでから分かりましたが、1分単位でONOFFが設定できるものならどのメーカーでもOKです。

 

2つ目は、「ソーラータイムスイッチ」です。

蓄電システムに太陽光パネルを接続している場合にこれが必要になります。

23時から7時まではやすい深夜電力を使ったバッテリー充電の時間です。そして、もし夜明けが5時だとどうでしょう、ソーラー発電の電気とバッテリー充電の電気が競合して、チャージコントローラーか、充電器のどちらかが壊れます。

これを防ぐために、充電器のONOFFを次のように設定します。

23時5分から日の出30分前までON、それ以降、23時5分まではOFF

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こちらの地域では1年を通じて最も早い日の出は4時30分頃、最も遅い日の出は7時ごろとなりますので、「日の出30分前」に設定して太陽光パネルの充電と深夜電力の充電が重ならないようにしています。

これで、夏は23時5分から4時頃まで、冬は23時から6時半頃まで、深夜電力によるバッテリー充電が可能となります。

そして、空が明るくなれば、太陽光パネルの活躍の時間です。

これもパナソニックのものがよく出ていると思います。屋外型、小型のもの、表示が90度回転して横置き縦置き可能なもの、レール取り付けタイプ・・・いろんな種類がありますが、大差ありません。

ちなみに私はオークションで落札しました。

なお、太陽光パネルによる充電をしないのであれば、「ソーラータイムスイッチ」でなくてもOKです。普通のタイムスイッチで毎日23時5分から翌6時55分まで充電すればよいでしょう。

 

蓄電システムを自作しよう 充電器を選ぼう

こん○○は。引き続いて蓄電システムを自作するための部品や要素を選んでいきましょう。

今回は充電器です。充電器に求められるものは、

・バッテリーの容量に対応していること
今回は24V275Ahのバッテリーを使いますので、それが充電できるものでなければなりません。しかも深夜電力で充電するわけですから深夜電力の時間(23時から翌朝7時まで)に充電が終わってくれることが必要です。

・入力は100Vであること
これだけのバッテリーを充電する充電器は、下手をすれば電動フォークリフト用の充電器も考えられます。が、それは三相200Vですのでまず一般家庭では難しいです。したがって、入力電源がAC100Vであることは重要です。

・出力電圧がバッテリーの電圧に適合すること
今回のシステムはUPSのバッテリーに合わせて24Vで作っていますので、充電器も24Vに対応するものでなければなりません。

・タイムスイッチで電源が入ること
最近の家電製品を見ると、デザイン重視のせいかスイッチが電子ボタンになっているものが多いようです。今回は電磁開閉器(マグネットスイッチ)を使ってAC100Vを入れたり切ったりしますから、それに対応しているものでなければなりません。わかりやすく言い換えれば、コンセントの抜き差しで本体の電源が入って充電できるものでなければなりません。

・信頼性があるもの
バッテリー充電器はおよそAC100Vで10A以上の電力を必要とします。電気ストーブの2台分の電力を消費するものです。しかも毎日充電することを想定していますので、充電器の分野である程度は信頼の置けるメーカーのものでなければなりません。

大体以上の条件で考えると、電菱という会社のPancharge1Kという充電器が適すると判断しました(というかそれしかないように思います)。

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上の写真の左下の黒い箱がPancharge1kです。この特徴は、
・100Vに加えて単相200Vにも対応
・出力は12V,24V,36V,48Vが選べる
・電菱というメーカーで日本の会社の製品
・各種安全装置がある
・名前の1Kは1kwの消費電力から来ている(らしい)ので、大容量のバッテリーに対応
・上の写真のように壁にネジ止めできる
・新品で4万円から5万円くらいで販売している(このクラスの充電器としては安価)

まだまだ続く・・・・

蓄電システムを自作しよう UPSの選定

こん○○は。

早速蓄電システムに必要な部品について説明しましょう。
まずはUPS(無停電電源装置)です。

通常はインバーターを使うのですが、今回の蓄電システムはUPSを使います。理由としては、

・もともと連続使用を前提にしているので信頼できそう
・インバーターよりメーカーの数も売れる台数も多いので安価に入手できる(ものがおおい)
・うまくすれば、電源の切替時も瞬断なしでできる。

御存知の通り、UPSは、もともと停電でもコンピューターシステムが動いているようにするもので、大事なデータを扱うコンピューターでは必ず設置されるものです。

今回はこれを購入してちょっとした改造を施して使います。

では、UPSの選び方ですが、実はUPSにもいくつか方式があります。

・常時商用給電方式
・常時インバーター給電方式

常時商用給電方式は、通常はAC100Vをそのまま出力しますが、停電時には瞬間的にバッテリーからの出力に変わります。ただし、切替時には一瞬(数ミリ秒)停電します。

これに対して常時インバーター方式は、一度AC100Vを直流に直した上でバッテリーと並列に接続して、直流からもう一度AC100Vを作り出す、というものです。手間はかかりますが、ノイズの少ないきれいな電力が供給できて、停電時にも瞬断しないという特徴があります。

そこで、今回は常時インバーター方式を採用することにしました。いろいろ見た結果、下のオムロンのインバーターが良いだろうということでこれにしました。その理由は、
・バッテリーの仕様がホームページで丁寧に記載してある。
・天下のオムロン、品質は信用できる。

です。接続する機器類はせいぜい200Wですが、今回は容量は750Wのものを購入しました。

新品の購入はアマゾンでもできますが、中古である程度のリスクはありますがヤフーオークションでも新品の数分の1の価格で購入できます。

ヤフーオークションの「UPS 常時インバーター」
http://auctions.search.yahoo.co.jp/search?min=0&max=29999&price_type=currentprice&ei=UTF-8&va=UPS+%E5%B8%B8%E6%99%82&vo=&ve=%E5%B8%B8%E6%99%82%E5%95%86%E7%94%A8&auccat=0&abatch=0&istatus=0&gift_icon=0&f=0x2&tab_ex=commerce&f_adv=1&charity=&fixed=0&slider=0

私はもちろんオークションで(笑)。

蓄電システムを自作で設置しよう

どんどん上がる電気代、少しでも節約するために蓄電システムを設置することにしました、いや、正しくは蓄電システムを「作る」ことにしました。いってみれば自作、DIYです。

市販の蓄電システムは高額ですので、それ以上の性能(?)を持つ蓄電システムにする予定です。そして、部品、機器類はなるべく入手可能なものを使ってつくろうと思います。

そして、大事なことは、信頼性の高いものを、なるべく低価格で揃えたいと考えています。

まずは、今回自作した蓄電システムの概念図を御覧ください。

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こちらがその蓄電システムの主要部の写真です。

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それでは、これからシリーズで構成部品の説明、作り方などしていきたいと思います。その際にはインターネットの情報をいろいろ参考にしましたので、できたものはインターネットに公開していきます。