我が家の節電計画
我が家は3時間帯別料金プランなので、昼間の電気料金は一般より高く、夜間は一般よりも安い電気料金です。
今年よりガスを廃止しオール電化にした為、電気が無いと生活できない家になりました。
もしもの時の為にオフグリッド環境を構築する必要があると言っても過言ではなく、電気代の高騰により節電も兼ね、発電蓄電設備の導入計画を始動。
そこでプラグインソーラー蓄電キットを導入したんですが…
マイクロインバーターは調子悪くメーカー修理となりました( ;ﾟ皿ﾟ)ﾉｼ
そこで、夜間商用電力からバッテリーを充電して、昼間にバッテリーからの電力を使うという方法に移行。
セットで購入したポータブル電源を使用して、タイマー制御で23時～7時に充電し、バッテリーから7時～サーキュレーターと除湿器と空気清浄機の合計100W程を稼働させてみた。
このポータブル電源に搭載されている純正弦波インバーターは、500W出力(最大1000W)。
搭載バッテリーは交換可能で、ディープサイクルバッテリー12V100Ah(1200Wh)。
理論上100W負荷で12時間の容量ですが…
実際稼働させてみると4時間も持たないのであまり実用的ではない。
あと、ディープサイクルバッテリー本体に「水素ガスが発生することがあります。屋内では使用しないでください」の文字が・・・( ;´･ω･`)
屋外で発火爆発しても家屋に影響の無いように設置するしかない…
と言う理由からバッテリーはリン酸鉄リチウムイオンバッテリー(以降LiFePO4)一択になりました。
また、このポータブル電源もバッテリー容量が13V以上残っているのにアラームが鳴ったりと調子悪いので臨時的用途にしか使用できない。
というわけで、せっかく10万円近く出して購入したキットも、ソーラーパネルとチャージコントローラーだけになってしまいました…
バッテリーとインバーターを新しく購入するとして、商用電力との切替をする装置の導入も必要。
今後、UPS内蔵マルチインバーターを購入するかハイブリッドインバーターを購入するか…どちらにしてもバッテリーは必須なので、まずはLiFePO4を購入することにしました。
UPS機能搭載マルチインバーター
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単相三線（100V/200V）対応ハイブリッドインバーター
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bluetooth対応LiFePO4
色々調べるとAmpereTimeのLiFePO4推しの人が多いようで、こちらを購入すれば間違い無いのかなと思いましたが、bluetoothでバッテリー情報がリアルタイムで管理できるものが欲しかったので、チェリーベルさんの24V100AhLiFePO4を購入。
価格は公式サイトの方が安いですが、クレカ情報が漏洩するのも怖いので楽天で購入。
こういう理由で楽天かAmazonで購入できるのは有難い。
単純に12V100Ahのバッテリー２個分の大きさなので場所をとります・・・
噂では聞いていましたが、実際持ってみてLiFePO4ってとにかく軽くて、ディープサイクル12V100Ahの倍の容量なのに重量はそれ以下♪
24Vにしたのはチェリーベルさんでお値打ち価格になっていたのと、ハイブリッドインバーターでは48Vが一般的で、12Vだとバッテリーをいくつも繋ぐ必要があるのでシステム的にもバランス取るのが面倒って理由です。
BMSで安全性が保障されてるのと、温度にシビアのようなので室内設置。
こちらのバッテリーが搭載しているBMSは
・過電圧遮断
・過電流遮断
・高温遮断
・低温遮断
・電池残量算出
・セル電圧、電流の均一化
を行っているようです。※ショップ情報です。
早速アプリをインストールしようと思いましたが…同封されていた取説の通りではアプリがインストールできず( ;´･ω･`)
Googleアプリストアから「bluetooth BMS」というアプリをインストール。
bluetoothでバッテリー固有番号下4桁を確認し接続。
購入した時点で50%よりやや少なめ
表示内容は
バッテリー残量 46％
バッテリー電圧 26.54V
バッテリー容量 100Ah
動作 充電中
状態 完璧
充電回数 3回
って感じです。
この手のアプリは日本語表記されませんね・・・
チャージコントローラーから充電中～♪
おそらく、電流値マイナスの場合は放電中で、プラスの時は充電中でしょう。
バッテリー温度も確認できます。
アプリで各セルの電圧を確認できます。
順番に0.01Vづつ増えていくので均一に充電されているのがわかります。
ちなみにこのアプリはセキュリティソフトで怪しい動作をするアプリと言われるので、眠っていた古いスマホのWi-FiとGPSをオフにしてアプリを使用
ようやく活躍できたチャージコントローラー
このチャージコントローラーとアプリを確認していて、ソーラーパネルから0.7A以上発電電流があるとバッテリーが充電し始める事がわかります。
今はまだ24V用の負荷やインバーターが無いので、充電するだけ。
充電に関して、LiFePO4は鉛電池用の充電器を使用してはいけないという掟があります。
その為、チャージコントローラーの充電設定を変更しなくてはいけません。
このチャージコントローラーはSRNE製のML2440。
バッテリー設定変更に関しては、
▶️長押しで設定モードに入ります。
バッテリーの種類…FLD（密閉型鉛）→SLD（一般鉛）→GEL（ゲル鉛）→LI（リチウム）→USE（ユーザー）
バッテリー電圧…オート→12V→24V
EQUALIZE：均等充電電圧…14.6V（9～17V）
BOOST：急速充電電圧…14.4V（9～17V）
FLOAT：浮誘充電電圧…13.8V（9～17V）
LowVolRECT：過放電回復電圧…12.6V（9～17V）
LowVolDISC：過放電電圧…11.0V（9～17V）
の順に設定します。
設定が終わったら▶️長押しで設定を保存。
※アンダーラインは初期設定値
※24Vの場合は設定値の2倍で計算
なかなかバッテリー充電設定について詳細の分かる情報がネット上では見つかりません。
Liを選択したいところですが、電圧設定を変更できません。
ユーザーを選択しても、問題なのが過充電電圧設定ができない( ´;ﾟ;∀;ﾟ;)
取説にはLi選択時、過電圧警告は”ー”表記・・・
その他のバッテリーについては16.0V一律・・・
AmpereTimeのLiFePO4の設定では過電圧切断電圧は15Ｖ推奨です。
…
取説にはユーザーパラメーターの設定はモニターソフトウェアが必要とのこと・・・
ネットで色々調べていると…このチャージコントローラーにはbluetoothをオプションで取り付けられるようです。
しかし…国内市場では全く流通無し…
わかっている事は、MLシリーズ共通で使用できるSR-BT1というBluetoothユニットの存在。
そしてRenogyアプリで海外ユーザーは接続していること。
SRNEから提供されているアプリについては詳しい情報は得られず・・・
気になるのはRenogyのROVERとSRNEのMLが非常に酷似していること。
液晶表示なんて殆ど同じですからね。
これは…このチャージコントローラーにRenogy製Bluetoothユニットが使用できるんじゃね？っと淡い期待( 〃▽〃)
Renogy製 BT-1ユニット RS-232C（RJ12）
ちなみにRoverのマニュアル参考にした方がわかりやすいです。
またRoverでは、Li→12.8VLFPバッテリー用に設定されていると記載されており、MLでも設定値は同じです。
とりあえずはLiで使用して様子を見るしかないかな・・・
今後やりたい事
①DCブレーカーの取付
・ソーラーパネル ー MPPT40Ａ間 ： 2P15A（DC）ソーラーパネル＠12.29A
・MPPT40Ａ ー バッテリー間 ： 2P40A（DC) MPPT＠40A
・バッテリー ー マイクロインバーター600Ｗ入力２系統 ： 2P10A（DC）ｘ2＠24Vx10A＝240W ｘ2→480Ｗ ※マイクロインバーターの出力を400Ｗ程度に調整
※購入を考えていたテンパール製B2EAD各Aが生産終了になってしまいブレーカーを再検討することに…
②バッテリーからマイクロインバーターへ給電してグリッドへ安定供給実験
参考動画↓
www.youtube.com
構成プラン
ソーラーパネル(220W46.8V2並列＠12.29Ａ計440W)→6sq→2P15A→VVF2.0-2C→
MPPTチャージコントローラー(40A)→8sq→2P40A→8sq→
LiFePo4(24V100Ah)→VVF2.0‐2Cx2系統→2P10Aｘ2→VVF2.0‐2Cｘ2系統→
マイクロインバーター(600W)２系統入力→タイマー（設定時間AM9:00～PM5:00）→商用電源（コンセント）
説明
・ソーラーパネル220Wからの入力電流は実測で7A程
・24Vシステムなので並列で接続し、入力電流は14A程となる
・配線はHCV3.5sq以上あれば問題ないので、手持ちのHCV6sqを使用
・ブレーカーは2P2E15Aまたは20A。2P1Eでも良いが両切りしたいので2P2Eに拘る
・ブレーカー2次側は宅内に引き込みたいのでVVFケーブルを使用
・MPPT40Aなのでバッテリー接続ケーブルはEM-CED14sqで2P2E40Aに接続
・バッテリーにそのままケーブルを接続するとスパークするので、必ずブレーカは欲しい
・チャージコントローラーを切り離してもマイクロインバータが動作するようにブレーカー2次側（バッテリー側）からVVF2.0-2ｃで2P2E10Aブレーカー2個に分岐。15Aだとマイクロインバーターの定格入力（600W）を超えてしまう
・2P10Aブレーカー2次側はマイクロインバーターに接続するため、HCV6sqでMC4に変換し、＋側に逆流防止ダイオードを接続しマイクロインバーターに接続
・マイクロインバータ600WのAC出力はMaxでも5A程度なのでコンセントタイプのプログラムタイマーに接続し、マイクロインバーターの電源入切をプログラムタイマーで制御
・バッテリー容量を考慮して電気代の高いAM9:00～PM5:00で設定。
・冬でも晴れていればAM8時以降は発電を開始するのでAM9:00まではバッテリー充電を優先できる。
・マイクロインバーターの入力を10A以下に抑える為に出力設定を低く設定する必要がある。仮にオーバーしても、10AブレーカーによりMAXでも480W以上では遮断されるため、マイクロインバータは壊れないはず…。但しマイクロインバーター定格600Wの80％程度しか使えないことになる。
※マイクロインバーターの出力設定はアプリ上でしか行えないので、システム構築前にソーラーパネルに直接続し、アプリの出力調整を25％程度に設定しておく必要あり。
推定（25％≒150W、50％≒300W、75％≒450W、100％≒600W）
※AM9:00～PM5:00→8h
150W（25％）x8h≒1200Wh ＜ 24Vx100Ah≒2400Wh
1日の発電量 2h→50W、2h→100W、2h→200W、2h→300W ≒ 1300Wh
晴天でバッテリー残量があるとき→75％≒450W（約4.5A出力）→3600Wh消費（バッテリー消費1300Wh）
雨天でバッテリー残量があるとき→25％≒150W（訳1.5A出力）→バッテリー消費1200Wh消費
この場合、23:00~7:00に充電することも視野に入れる
※我が家の常時消費電力はL1相約1A、L2相約4AなのでL2相にマイクロインバーターを設置しても400W以上の出力は逆潮になるので65％以下→安全マージンを考えて1％～60％（360W）の運用になる
360Wx8h≒2880Wh（1日のバッテリー消費580Wh以上）
この条件では27％（163W）運用がバランスが良いと言える
163Wx8h≒1304Wh ≒ 1日の発電量1300Wh
ソーラーの容量を3倍に増やせば60％運用も可能になる
またバッテリー容量も増やせば雨の日の運用も可能になる
③マルチインバーター又はハイブリッドインバーターの導入
・現在躊躇している理由としては、金銭面の問題…
楽天で検索してもハイブリットインバーターを取り扱っているのは数店舗のみで、価格も10万超えの製品ばかり…
Amazonは中国ショップばかりで、トラブル時の対応は期待できないし詐欺業者が後をたたないが価格は安価なものがある
SRNEのロゴ消したやつが多い
