太陽光発電」カテゴリーアーカイブ

我が家のオフグリッドシステム

長年使っているオフグッドシステムですが、リチウムとは相性がわるそうです。同じバッテリーを2並列にして使っていましたが、片方だけ容量がなくなってしまいました。3年の短い寿命でした。残った1台に頑張ってもらいたいところです。


鉛はBMSが無いので直並列は要注意ですが、リチウムはBMSがあるので安心していたら、やはりばかちょんとはいかないようです。何らかの理由で片方の容量が低下しても、並列になっていると浅い放電深度ではBMSシャットダウンしないので発見できません。たまには1台にしてチェックする必要がありそうです。
容量がなくなってしまった原因は充電電圧設定を28.4Vとやや低めにしていたことらしいのですが、半分程度の浅い放電深度を維持していても劣化は起こるようで、要注意です。たまには商用充電器で長めにバルク電圧を維持させてBMSに均等化動作をさせないといけないのかもしれません。モニターでは動いて見えていたので油断してしまいました。ショック!!

ストリングモニターを更新

太陽光発電のストリングモニターをATMEGA328P+ESP02からArduino UNO WiFi Rev.2に代えてみました。ADCもMCP3208からMCP3424に代えてみました。Arduino UNO WiFi Rev.2は下になっているので見えません。最近ADCの調子が悪くなって、オフセットが出るようになったので、新しいものに変更です。基板むき出しで設置しているので埃だらけになっているせいかと思いますが、今度はふたぐらいしておこうと思います。

ストリングモニター基板

Arduino UNO WiFi Rev.2は気象モニター用にも使おうと思ったのですが、プログラムが悪いのか、気象モニターの方はすぐハングアップするので、ストリングモニターのほうもちょっと心配です。これにはmega4809という新しいAVRが載っているということで、そろそろ328Pから乗り換えを画策中です。

IVカーブ測定

久しぶりにIVカーブ測定プログラムを動かしてみました。kikusuiのPLZという電子負荷に測定用のシーケンスを書き込んでスキャンし、PLZの測定機能でIVを測定する方式にしてあります。そのため、1回のスキャンに数十秒かかってしまうので、曇りの日には向かないです。以前、オシロでIVを取得する測定システムを作ったことがあるので、そんな方式か、CONTECのADで取得する方式かにしたいところです。

オフグリッド用に使っているシステムのバルク充電中の出力がやや低いので、IVカーブを取ってみたかったのですが、やっぱりIVカーブで測った方がPmaxが大きいので、チャージコントローラがPmaxをうまく探せていないような感じです。ソーラーパネルのコネクタが古いタイプで、手持ちのものと違うので、簡単に測れない。どこかに売っていないか探してみることにしよう。

太陽光発電モニターシステム

我が家で動いている太陽光発電モニターシステムは4個、
1.系統連系モニター(パワコン+自作売電電力計測器、RS485)
2.日射量+系統連系ストリング電流モニター(自作ストリング電流測定器+WROOM-02)
3.オフグリッド1F居間システム(PV540W,自作インバータリモコン兼モニター,WROOM-02)
4.オフグリッドモニター運転用(PV240W,自作インバータリモコン兼モニター,WROOM-02)
です。Xpノートパソコン1台(LatitudeX1)で運転している画像です。

太陽光発電モニター

狭い画面内になんとかグラフと測定値が見えるように配置しています。系統連系ロガーでは電気温水器が朝方に大電力を消費しているのが良くわかります。エコキュートにリプレースする予定なので、どれぐらい下がるのか楽しみです。

系統連系用ロガー

PVモジュール

ストリングモニター

9年前に設置したときのままですが、ロガーBOXの中に虫の巣がありました。写真を撮ったあとにきれいに除去しました。コードの穴を塞いでおかないといけません。この時はURDのCTとトランスでH8マイコンで逆流電力も測れるように作ったのですが、OMRONの電力センサKMシリーズを使った方が簡単でした。ここからRS485の線はパワコンを経由してロガーまで続いています。発電量はパワコンから取得しています。
PVモジュールの下に見える小さなドームは日射量センサで、各ストリングに付けたDCCTとともにストリングモニターでロギングしています。ストリングモニターは自前のオフグリッド発電で、ガーデンライトといっしょに動いています。ストリングモニターはストリングが日陰になって発電低下するのがよくわかりますが、毎日同じように影になってトラブルなく発電してくれているので最近はあまり見ていません。(^^;

 

 

sakura.ioを使った発電電流遠隔モニタ4

ON時間を4分に延長した後は欠測なくデータを送っているようですが、通常接続まで1分程度のところ時々接続までに2分かかり、2日に一度は3分かかることがあるようです。アンテナの角度を変えてから前のように連続で長くかかることはなくなりましたが、ON時間を短くすることは出来なさそうです。

.NETでパソコンからデータを取得するプログラムを作ってみました。10分毎に送ったデータを1時間に平均化してグラフにしてあります。折れ線は日射量で、各パワコンともに日射に追従した発電電流が出ていることがわかります。何事もなく動いているようです。
sakura.ioは20日間のデータを保存してくれるので、最大20日分のデータを取得することができます。JSONの日時データをローカル時刻に変換するときにたまに12時間制で返すことがあるようです。.NETのバグなんでしょうかね…

 

sakura.ioを使った発電電流遠隔モニタ3

フィールドに設置したsakura.ioの電源を入れてから接続が完了するまで、最長3分ぐらいかかってしまうことがあります。バッテリー駆動なので消費電力削減のため間欠運転しているのですが、当初3分間ONにしていたら接続が完了しない内に電源が切れてしまったようです。
2本のアンテナの内の1本を水平にしてみましたが、効果のほどはどうでしょう。今のところ1分程度で接続完了しているようです。

sakura.ioを使った発電電流遠隔モニタ2

製作したsakura.ioを使った発電電流遠隔モニタを実際の発電システムにモニター設置させていただきました。日射センサも取付け、CT×5系統測定にしてあります。これからデータを取得して、表示方法などの仕上げを行う予定です。sakura.ioは月64円という格安サービスなので格安モニターができるのですが、設置していただけるよう見栄えも良くしていくつもりです。

sakura.ioを使った発電電流遠隔モニタ

電源自前で、単管1本立ててもらってそれに全部取り付けていますので、設置はあっという間に終わりました。5年は稼働するだろうという予想ですが、風雨よりは日射に耐えられるか心配ではあります。

 

sakura.ioを使った発電電流遠隔モニタ

格安でデータをインターネット上のサーバーに上げることができるsakura.ioというサービスを使って、自宅のパワコンの出力電流モニタを作ってみました。

制御BOX

取得したデータ

ARDUINOのsakura.ioライブラリを使ったので初めてARDUINO UNOを使いましたが、10分毎の電流値をアップする動作が簡単に実現できました。ARDUINOとsakura.ioと電流インターフェース基板の3段重ねが透明なボックスに入れてあります。その他の部品は10分毎起動用のタイマとオフグリッド電源用のPVチャージコントローラ+バッテリーです。sakura.ioのサーバーからはデータ保存オプションを追加して過去データをダウンロードする方法にしましたが、初めてのjavascriptでネットの情報をかき集めてやっとグラフ化することができました。こっちの方がかなり大変でした。昼間だけしかデータ収集していないので2日分が連続で表示されています。

これで通信料110円/月ということになっています。簡単なモニタ用にいろいろ応用できそうです。

ある日のバッテリーバランス

オフグリッドのメインシステムは中古の90Ahバッテリー4個で2直2並列にしてあります。1年前にバランスのいい組み合わせにして運用していたのですが、先日個々の電圧を測定したら吸収充電時には1Vほどの差が出るようになっていました。吸収充電時以外のときも0.2Vぐらいの差がついています。普段は2直の電圧をモニターしているだけなので気づきませんが、実際は片方は過充電されているわけです。最近、他で直並列のデータを取る機会があり、直列時はバランスを直すという働きが無いことがわかり、念のため測ったら設置時よりかなり悪化していたということです。

ある日のバッテリーバランス

ある日のバッテリーバランス

再充電したら吸収充電時で0.2V程度まで小さくなりました。GELバッテリーなので充電電圧を上げられないため、チャージコントローラで設定できる最低の28.0Vにしてありますので、壊れるほどでは上がっていません。LVD24.0Vで平均1.5kWh/dayぐらい使えていますので、容量はまずまず使えています。LT3305バランサの使用も含めて対策を検討していく予定です。

鉛バッテリーの直列時のアンバランスは話題に上がったのを聞いたことがないのですが、新品バッテリーなら大丈夫なんでしょうか?

 

バッテリーバランサLTC3305

LTのバッテリーバランサIC LTC3305を使った2直用基板を作って動かしてみました。回路はデータシート通りで、モニター用にAVRを載せてありますが、まだ動かしてはいません。LTC3305はマイコン無しでスタンドアロンで動作します。

バッテリーバランサ基板

バッテリーバランサ基板

バッテリーバランサ試験の様子

バッテリーバランサ試験の様子

バッテリーは7Ahで行いましたが、バッテリーからバッテリーへの充放電なのでゆっくりしたもので、なかなか終了しません。電圧が高いバッテリーから低いバッテリーに間欠的に充放電しているので、時間をかければバランスしそうです。アンバランスな2個のバッテリーを直列にして充電すると吸収充電時に極端に電圧差ができますが、それを補正するようなことはできないようです。常時動かしておいて常にバランスさせておくような使い方になるのではないかと思います。

動くようなので実際のオフグリッドシステムに付けてみようと思います。