梅雨＆猛暑で太陽光発電から蓄電池の充電が十分できず、我が家ではとうとう夜間充電に頼るようになりました(;´･ω･)
商用充電時の損失が大きい為、効率よく充電するにはどうしたらよいか？
HYP4850U100-Hのスペック
ACモード 変換効率⇒95％
我が家の蓄電池は51.2V×300Ah⇒15360Wh≒15.36kWhあります。
今の時期、雨天にエアコンをフル稼働させて、9：00～17：00の運用でSOC40％程度残っている感じです。
⇓ 蓄電池状況
2月末からの運用で約4ヶ月経過しました。
3～6月は太陽光のみの充電で、更に夜間放電していない状況だったので、1ヶ月あたり10サイクル程度の運用となっています。
No.1だけサイクルが10回多いのはファームウェアのバグが原因で、現在は修正されています。
電力プランの関係上、翌日も雨天であれば、SOC100％まで充電しておく必要があるので、60％程度の容量をAC充電しておく必要があります。
AC充電は損失が多いので極力避けたいのですが…
⇓ こちらの記事で充電時の損失について記載しています
AC充電は充電量の大小に関係なく、250Wを消費します。
そこで、60％充電する場合の充電電流と時間と効率を表にしてみました。
※総電流はHYP2台分で、他のデータは1台分
5Aでダラダラと18時間かけて充電した場合の充電効率は51％
最大AC充電電流40Aで60％充電した場合の充電効率は89％
同じ充電量でも入力電力量は、5A充電で40A充電の2倍近い電力を消費するので、電流が大きく短時間で充電を完了させた方が、充電効率が良い事がわかります( *・ω・)ノ
つまり、AC充電は最大電流＆短時間で充電した方が良い
充電電流40Aで設定した場合、入力電流は46Aとなるので、我が家の6kVA契約では、充電中14A（片相7A）の許容しかなく、エアコンを稼働させて就寝していては容量不足になって、ブレーカーがトリップしてしまいます(´д｀|||)
我が家では30A設定が限界ですね…(;´･ω･)
それを踏まえ30Aで充電する場合の時間の関係を表にしてみました。
※総電流はHYP2台分、その他データは1台分
15kWhの蓄電池を使い切っても5時間で、SOC0％から100％の充電が可能です。
SOC50％程度なら2.5時間ですね。
ハイブリッド充電した場合の最大充電電流は100Aで、充電効率は95％になります。
あくまでも最大発電容量のソーラーパネルを載せて100Aの充電ができた場合の効率であり、充電電流量によって50%~95%となるようですね。
ハイブリッド充電で最大効率95%
AC充電で最大効率89%
PV充電で最大効率99%
充電量が多い効率は良い
まぁPV充電で100A充電可能な訳ですし、わざわざ無駄な電力を消費してハイブリッド充電なんてする人は居ないですよね。
充電効率がACモードの変換効率ということでしょうか(ﾟдﾟ)？
ついでに24VモデルのHF2430U60-100の表も作成しました。
※ こちらの蓄電池容量は7.68kWhです
HYP4850U100-HとHF4850U80-H及びHF2430U60-100の変換効率は同じで95％です。
しかし、ハイブリッド充電の最大電流60Aで充電しても最大充電効率は91％です。
やはり、充電効率＝ACモードの変換効率ではないということになります。
上記の表を見比べると判ることですが、24Vモデルの方が消費電力は小さいので、一見24Vモデルの方が省エネに感じるのですが、同容量の蓄電池を充電した場合、48Vモデルの方が入力電力量が少ないので省エネと言えます。
7680Whの容量を充電する為に使用される入力電力量は
24Vモデル⇒9180Wh
48Vモデル⇒8930Wh
250Whの差ですが、100日も続ければ25000Wh≒25kWhですからね…
結局ACモードの変換効率は？
単純に出力から消費電力（損失）を除いた電力です。
出力＝変換効率95％＋損失5％
24V3000WモデルのHF2430U60-100の場合
変換効率：3000W×95％⇒2850W
損失：3000W×5％⇒150W
48V5000WモデルのHYP4850U100-Hの場合
変換効率：5000W×95％⇒4750W
損失：5000W×5％⇒250W
24Vモデル150W、48Vモデル250W
先の表を見ると判りますが、充電時の消費電力が損失に相当します。
つまり、ACモードの変換効率とは、充電時の消費電力を除いた比率ですね。
インバーターモード 変換効率⇒92％
これもACモードの変換効率と同じように考えた場合…
5000W×8％⇒400W
400Wの損失があることになります
ただ、ハイブリッドインバーターの出力電圧の設定値によって出力電力量は変化するので、損失が400W一定だと、設定電圧によって効率が変わってしまいます。
インバーター出力と出力電圧の関係
常時400Wの損失があると下記表のようになってしまいます…
負荷と効率の関係（一定の消費電力と考えた場合）
どんなに100W程度の負荷でも400Wの消費電力があると、バッテリーから10Aの電流が流れることになるので、ハイブリッドインバーターのデータから見ても一定の消費電力ではないと判ります。
負荷と効率の関係（一定の効率と考えた場合）
一定の効率とした場合、負荷効率10％で待機電力を下回ってしまいます…
負荷電力0Wでも50Wの消費電力があることは確認しているので、一定の変換効率ではないというのが判ります。
⇓ ハイブリッドインバーターのデータ
負荷率50％の場合
バッテリー入力 51.7V×42.3A⇒2186W
PV入力電力（118W） 2186W+118W⇒2304W
インバーター出力 99.9V×19.9A⇒1988W
損失 2304W－1988W⇒316W
負荷率20％の場合
バッテリー入力 52.2V×15.8A⇒824W
PV入力電力（151W） 824W+151W⇒975W
インバーター出力 100V×7.9A⇒790W
損失 975W－790W⇒185W
負荷出力の場合、一定電力を出力する訳ではないので計測誤差もあり、データから算出しても何とも言えない部分があります。
なかなか計算通りにならないですが…多分こんな感じではないでしょうか(;´･ω･)？
負荷と効率の関係（推測）
負荷率が下がるほど効率は下がりますが、消費電力も下がると思われます。
このデータを元に同じ変換効率でHF2430U60-100の表も作成してみました。
インバーター出力の場合も24Vモデルの方が消費電力が小さいことが判ります。
負荷が大きくなる程、24Vモデルの方が入力電力が小さいですが、気にする程ではありません(;´∀｀)
まとめ
ACモード 変換効率
公称電力から充電時の消費電力を除いた比率
機器損失は一定で、充電効率は、
・充電時間が短い程効率が良い
・電力が大きいほど短時間で充電ができるので、充電電流が大きい程効率が良い
・また同じ変換効率でも、24Vモデルよりも48Vモデルの方が充電効率は良い
インバーターモード 変換効率
最大出力での入力電力と出力電力の比率
負荷が大きい程、消費電力は高くなるが、効率は良くなる
24Vモデルも48Vモデルも、同じ変換効率であれば大差はない
