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2011年3月11日。
とんでもないことが起こってしまいました…。
この国に住んでいる以上は大地震は避けられないものと思っていましたが、
まさか非常用ディーゼルが全基使用不能になるだなんていまでも信じられません。
そしてディーゼルが動かなくなった結果がここまで深刻なものになるだなんて、まるで悪夢をみているようです。 亡くなられた方に心からのご冥福を、被災されていまでもつらい避難生活を送られている方に一日も早い安堵の日がやってくることを祈念いたします。 そして今もなお、自らの生命をもリスクに晒して懸命の努力をされている現場作業員の方々がおられます。どう感謝すればいいのか…。 |
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幸いに、わがラボと、家族・親族また関係する人には直接の被害はありませんでした。
が、地震発生から1週間を経過してなお、ほとんど被害がなかった首都圏で燃油不足が続くとは…。 震災当夜に中央研究所に戻るときは、渋滞こそひどかったけれど給油は簡単にできました。 が、3月13日(日)の夜にはすでにどこも売り切れ状態で、 いのぶ〜 から TDM850 に燃料を移し、約18リッターで第3研究所に行きました。 途中ではどこも給油できず。 1週間以内には正常に戻るだろうと思ったのですが、燃料事情は悪化するばかり。 3月18日(金)、結局給油できないまま中央研究所に戻ります。 計算では最短ルートを使えば1.5Lつまりあと27kmぶん残した状態で帰着できるはずなのですが、これではかなりリスキー。 迂回ルートは取れないし、渋滞で燃費が悪化するのも絶対に避けねばなりません。 ので、アイドリングストップとスリップストリームを含む燃費低減走行で行きます。 幸いといっていいのかどうか、燃料不足で交通量は極端に少なく、リザーブタンクを使うことなく帰ってこれました。 3月19日(土)、ふだん使っている給油所で幸運にも明日入荷予定の3000円分の配給チケットを手に入れることができました。 長時間並ばなくてよいのでこれはラッキー。20日(日)、どうにか新たに18Lを確保できTDM850を満タンにできました。 TDM850に20L、デリカD:5から抜けたのが6Lほど (給油口からではタンクの半分ほどしか抜けません) 、 発電機から残り全部の1Lを抜き、合計27L。 ヨメの1週間分として10Lを ターボ・ファルコン に回すと、TDM850には17L。これでは第3研究所往復にはマージンはほとんどありません。 デリカD:5にまだ残っている30Lほどを抜くには、デリバリパイプを抜いたり燃料ポンプを取り外したりすればどうにかなりますが、 そこまではせず、ファミリー･エマージェンシー用に温存しておくことにしました (事実その週はその可能性が極めて高かったのです)。 あるいは向う一週間以内に襲ってくるかもしれない最後の真のサバイバルのためにとっておくことにしました。 いまや重要なのはパワーでも直安でもなく、燃料効率。 そこで第3研究所へ行くのにTDM850はあきらめ、増槽を併用し、残り17Lのすべての燃料をいのぶ〜に回すことにしました。 これなら425km走行可能、1往復半が可能です。 21日、夜の高速に上がり、第3研究所に向かいます。 大型トラックのスリップストリームに入ろうと思いましたが、驚くことに、あるいはむしろ当然、トラックがちっとも走っていないのです。 高速道路のサービスエリアでは給油できるようですが、おそらく1時間以上の長蛇の列。 燃料消費を抑えるため80km/hまでしか出さなかったにもかかわらず、 都内の交通量が極めて少なかったために、過去ベストタイムと同等の所要時間で第3研究所に到着。 23日はまだ給油待ちは解消されておらず、中央研究所ではB型インフルエンザを発症したポゴを計画停電の中ママが看病しています。 帰ってやりたいのですがそうもいかず。 3月24日(木)の夜に中央研究所向け帰投走行。 地震発生からほぼ2週間。 ようやく燃油のサプライチェーンは復旧していて、多くの給油所で待ち時間なしで給油できるようになりました。 国家備蓄放出のおかげと思いますが、ひたすら感謝。 3月25・26日でD:5/ファルコン/いのぶ〜/ティーディそれにEu-9i用のすべてがフルに戻りました。 結局、混乱中の給油は18Lを1回のみで、一回も給油所の列に並ぶことなく乗り切ることができました。それでもしばらく、浪費は慎もう。 |
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地震と津波まではあり得ることとしても、電力供給力の大幅な低下、
しかも標準的な一般家庭の防災計画指標であるインフラ断絶3日間を大きく超える長期に亘ってとは…。
地震の翌週は従業員安否確認はもとより、業務継続のための情報収集や対策検討と手配、さらには義援金のとりまとめも加わり、
かなりの時間を食われてしまいました。 地震発生直後に中央研究所は12時間に亘って停電になりました。 ヨメとポゴは停電でもちっとも騒がず、 パパのフィールドデー運用用バッテリーランタンを枕元に置いてただフトンにくるまって寝ていたそうで、 なんてことなかったよ、と動じていません。 頼もしい。 それでもこの先、夕方から夜寝るまでの間ずっと停電というのも不便だろうから、非常用照明を準備しておくことにしました。 3月13日(日)、2日前に一晩の全域停電を経験した富岡のホームセンターからは、すでに電池や懐中電灯、 DCインバータやガソリン携行缶といったものはことごとく売り切れていました。そりゃそうだな。 電工ドラムは第2研究所に置いてあるので、中央研究所用としてひとつ買い足し。車載用DC12VLEDランプがあったので購入。 AC100V電源ケーブルを宅内にあらかじめ引き込んでおき、 スパイラル蛍光管式ワークライトをリビングに設置。 これなら、D:5のドアをあけて電源ケーブルをD:5のAC100Vインバータ出力アウトレットに差し込み、 インパネのサブバッテリスイッチを押すだけで屋内照明が得られます。 まずポゴにホンダEu-9i発動発電機の使い方を教えました。 操作方法は覚えられたのですが、まだ小さいポゴには発電機のリコイルスタータでエンジンを始動することができません。 そこでつぎに、デリカD:5のサブバッテリーシステムの使い方を教えました。これは大丈夫。 さらにサブバッテリが尽きたときのために、D:5のエンジン始動方法も教えました。 さらに、Vixen SXD赤道儀用に使っていた弱った55B24バッテリを使ってLEDライトも準備。むしろこっちの方がお手軽です。 これだけ用意したものの、計画停電になったらさっさと寝てしまえという2人の前には2週間の間出番なし。 2011-03-13 DC12V LEDライト 980円 2011-03-13 電工ドラム 3980円 |
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中央研究所リビングの非常用照明としてDC12Vで点灯する小型蛍光灯を天井に取り付けました。
8W管を2本使う、本来はアウトドアレジャー用の低価格製品です。
CompromizedSolution号に取り付けようとして買ってあった新品在庫品で、買ってから6年は経っていそうです。 55B24で点灯させてみると、かなり暗いものの、食事の支度や明日の教科書をランドセルに準備するにはなんとかなります。 |
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DC12V 8Wx2蛍光灯は暗く、すごく冷たい色で、いかにも非常時の雰囲気。
とても穏やかな気持ちにはなれそうにありません。
白色LEDを10個使った釣り下げタイプのLEDライトは配光がスポット的で、狭い範囲の夜間作業にはよいでしょうが、
室内照明として広く照らすのには不向き。色もやはり蛍光体発光の冷たい色です。 停電でもヨメとポゴが安心して暮らせるようにと思って準備を進めているわけですが、考えてみれば計画停電は今年の夏も次の冬も、 つまりは失われた原子炉に代わる何かが来てくれるまで続くことが予想されています。 したがってこれはもはや非常事態ではなくて、日常の一部だということです。 から、いまやろうとしているのは非常用照明設備の導入ではなくて、補助照明設備の導入ということになるのです。 であれば、十分な明るさとはいかなくても、心安らぐ明かりであってほしいです。 普段中央研究所でデスクライトとして使っている東芝LED電球は、6.9Wという低電力にしては直下380lmと明るく、暖かい色が魅力です。 そこで、リビングにライティングバーを取り付けて、リビング照明としてもLED電球を使ってみます。 矩形波インバータを使うなら電子回路が入っていないライティングバーにするべきでしたが、 そのうち正弦波インバータを入れるつもりだし、普段使いにもしたかったので、ON-OFFリモコンつきモデルを買ってきました。 6.5W LED電球を2つ取り付け、バッテリからACインバータで点灯させてみると、8Wx2のDC12V蛍光灯よりも部屋全体が明るく、 なにより暖かい色でリラックスできます。 これなら細かい作業をするのでなければ常用も可能。 あと2個LEDランプを増やして倍にしても、いままで普段何気なく使ってきた電力の8分の1ですむ計算です。 ライティングバーからはわずかに電源音がします。やはり矩形波駆動ではバーもLEDランプもつらいかな。 使い始めてから7年も経ったLOTASブランドのB24Rバッテリはもうかなり弱っていますが、それでもLED電球2個を3時間余裕で点灯させられます。 このときPOWER-TO-GOブランドの140W DC12V-AC110Vインバータの入力電流は実測2A。 合計13WのLED電球を点灯するために24Wを要しているので、効率的には疑問符つき。 このACインバータは実測してみるとアイドル時に0.4Aほど、つまり5Wほど食っています。 大は小を兼ねる、といっても、必要もないのに大きなインバータを使うと損なようですね。 正弦波インバータを発注するときはこのへんも考えておこう。 2011-03-27 LED電球ライティングバー設置 2011-03-27 ELPA ライティングバー リモコン付き 5980円 2011-03-27 ELPA ライティングバー用スポットライト E26口金 LRS-BNE26B(IV) 定格容量 150W @880 2個 1760円 2011-03-27 IRIS OHYAMA ECOLUX LDA7L-H-V4 電球色 E26口金 直下310lm 6.5W 定格寿命40000h @1580 3個 4740円 2011-03-27 中間ヒューズホルダ 248円 2011-03-27 AC100V 5m延長ケーブル 548円 2011-03-27 AC100V 10m延長ケーブル 698円 2011-03-27 テーブルタップ 798円 |
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計画停電時のリスクアセスメントのなかで無視できないのが階段灯。
懐中電灯を持って上り下りすればいいだけですが、つい億劫になって真っ暗な中降りようとして足を踏み外し…とは十分あり得そうなシナリオ。
死亡に至る可能性は低そうですが、救急車クラスは起こりえないとはいえません。 人の動きを感知して一定時間だけランプを点灯させる、とは電子回路工作の定番課題のようなものですが、 ホームセンターでちょうどいい製品が手ごろな価格で売られていましたので取り付け。 単3乾電池4本で動作し、焦電センサで視野内の熱源移動を感知し、10秒間だけ2灯の1W白色LEDランプを点灯させます。 感度調整つまみによって昼間は点灯しないように調整できるし、説明書によれば電池は数カ月もつようです。 ほとんど理想的。2つあるライトユニットは独立して上下角度の調整ができますが、左右角度は独立していません。これは残念だな。 階段踊場に設置し、うまい感じで動作を開始しました。これで階段灯の60W白熱電球は使わずにすみます。 うっかりつけっぱなしにして外出してしまうことがありましたから、節電の効果もあり。 2011-03-27 LED階段灯取り付け 2011-03-27 ELPA LEDセンサーライト ESL-102BT(BK) 2980円 |
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新築の中央研究所には太陽光発電とオール電化のセールスがしょっちゅう来ていましたが、すべて断ってきました。
オール電化? 停電したらどうすんの? ウチは電話ですら高所作業車を2台呼んで、わざわざ幹線からアナログメタルを引いたんだよ。
停電してもルータがバグっても使えるようにね。ところでどこのパネルを取り扱ってんの? 効率は? え、知らないの? 実際には、職を失ってこの家をたたき値で売らねばならない可能性がえらく高かったので、固定設備に投資できなかったのです。 技術の話もそこそこできる年配のセールスさんに実情を話すと、 「なるほど、それは厳しいですね。でもなあに旦那さん、あなたはまだ若い。投げ出しさえしなければきっと何とかうまく行きますよ。 事実この私がそうだったんですから。きつかったけど、いまはけっこう楽しんでいるんです。 そのうちまたお邪魔します。 次には安心して前向きなお話ができるようになっているといいですね」 と、ソーラーパネルの話をしながら慰められもしました。 しかし今は、逆送電も可能な本格的な太陽光発電システムの導入を本気で考え始めるべきです。 この先1年、長ければ2年の間の電力事情対策の一環として、政府は一般家庭のソーラーパネル導入のさらなる支援策をとるのではないかと予想します。 余剰電力を売るといういままでのシステムに加え、サイクルサービスバッテリを組み合わせた自立型ソリューションも増えてくるでしょう。 NAS電池の開発にも弾みがつくかな。 今回の震災を機に、日本の家屋の屋根はシリコンでできているといわれるようになれば、災い転じて･･･といえそうですが。 計画停電という今回の事態までは想像できませんでしたが、 ポゴもヨメも停電を意に介さずずぶとく生活しています。 が、この生活が長引くのならやはり不便。 だからいまこうして中央研究所の補助照明システムを検討しているわけですが、 他地区の計画停電実施中に東電の電力でバッテリを充電するのは反社会的行為ですらあります。 最低限、タイマーを使って深夜に充電する工夫が必要。 でも、なるべくなら補助照明システムは商用電力に頼らないものであってほしいです。 オール電化も光熱費低減も興味はありませんでしたが、 ノンカーボンなパワーソースで無線機とコンピュータを動作させて24時間のコンテスト運用というのをやってみたかったので、 値がこなれてきたらソーラーパネルはほしいと前々から思っていました。 今こそソーラーパネルを導入するべきなようです。 おそらく近いうちに、今回の特殊事情、つまり計画停電の間のバックアップ電源としての小規模で低価格の、 使いやすいターンキーシステムも上市されるでしょう。 が、まずは自作で楽しむことにします。 そのうちエネルギー事情が安定したらフィールド運用に転用できる機材にしておけばいいでしょう。 というわけで、120W級パネルと、チャージコントローラと、ディープサイクルバッテリを発注。追って別のベンダに正弦波ACインバータを発注。 2011-03-25 ソーラーパネル発注
10Aソーラーチャージコントローラー 常時出力タイプ C2415-10A 4,500円 120W (実測157W) 多結晶ソーラーパネル (12Vシステム系) 43,000円 |
 A 120W class solar panel has been installed. This easy vertical mount is of course far away from ideal but mounting on top of the roof will require some professional work. The panel charges a 50Ah 12V cycle service battery through a 10A class charge controller, and a sine wave AC100V inverter provides power to the loads. |
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ソーラーパネルは日射角度を考えれば本当は屋根の上に取り付けたいのですが、
簡単に建物外壁に設置。
朝夕には角度が浅くなってしまい、十分な発電はできそうにありませんが、
定格の半分の60Wが4時間得られれば御の字です。
パネルの出力ケーブルには専用の防水コネクタがついていますが、
今回はこれを切り落とし、キャブタイヤケーブルを接続し、屋内に引き込みます。
正弦波A100Vを出力できるインバータは出力125Wの小型機でファンレス。 リモートコネクタがあるのであとあと拡張するのに便利そう。 試してみると、ライティングバーからのうなり音が出ていませんので、いい感じ。 ライティングバーにはもうひとつE26スポットライトを追加し、310lm LEDランプを3灯。 またデスクで従来から使っていたLEDアームライトも補助電源からとるようにします。 合計約30Wの負荷。 ソーラーパネルとディープサイクルバッテリをソーラーパネルチャージコントローラに接続。 正弦波ACインバータはチャージコントローラのDC12V出力から取ります。 これならバッテリ電圧が低下すれば出力OFFになるので過放電になりません。 インバータ出力は個別スイッチつきテーブルタップでLEDライトに接続して、できあがり。 ソーラーパネルからの電力でバッテリへの充電が始まりました。 1745時、部屋の中が暗くなってきたのでLEDライトをON。 18時すぎ、ソーラーパネルの電圧が下がって電源供給できなくなりました。 今日はバッテリでの6時間連続稼動を試します。 当たり前ですがまったく問題なく使用できますし、LEDライトの明かりだけで十分に生活できます。 独立型・オフグリッド電源照明システムが稼動開始!! これでヨメもポゴも計画停電でも安心して過ごせる。 ところが･･･ このシステムが完成した次の日、東京電力がこの先計画停電は実施しない旨を発表!!!! ･･･いやいや、たとえ計画停電が行われなくたって、このシステムの価値はあります。 もしLED電球4個6時間分の電力をソーラーパネルだけで賄えるなら、 いままでは60W電球1個と2灯サークラインで合計120W近くを消費していたところを節電できるわけで、 これはじゅうぶんに立派なものだ! 2011-04-01 ソーラーパネル取付け 自立型電源システム動作開始 2011-04-01 ライティングバー E26スポットライト 880円 2011-04-01 VCTFK2x2.0 15m 1920円 2011-04-01 VFF1.25 15m 1425円 2011-04-01 ガラス管ヒューズ 15A 2本 128円 2011-04-01 ヒューズホルダ 基板取付用 198円 |
 Newly added 3 LED lamps for living room, plus 1 LED lamp for workdesk, total 28W are driven by the stored solar power. Dimmer than usual fluorescent lamp illumination, but enough for cozy evening. This setup allows us to save up to 120W in evening time, and of course, operational even during the rolling blackout. |
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LED電球4灯の夜間照明だけならソーラーパネルの電力だけで余裕をもって動作させられますが、
NASやネットワーク機材も動作させるとなるとどうだろう。
04月04日からカタログ消費電力15WのNAS、I-O DATA HDL-Sを自立電源系で24時間動作させていますが、
それなりの負担になっている様子。
ここのところ晴天が続いていますが、曇天・雨天が続いてもダウンしない程度に負荷を増やさないようにしないといけないし、
あるいは不足時は結局東電の電力に依存しないといけないのかもしれません。
やはり充放電の能力をよく観察すべき。
なので、電流計を取り付けてバッテリ電流を計ることにしました。 小規模ソーラー自立電源システムのための充放電管理システムも出回っていて、PC制御で表示・記録したりするものもありますが、 まだちょっと手が出ない価格。 だし、その計測用PCのための電力を自給するのが精一杯だとしたら本末転倒。 やっぱりまずはシンプルに電流計ひとつで計ることにします。 DC±10Aまたは15Aのセンターゼロ電流計がほしいな。 しかし最近ではアナログパネルメータはあまり使われなくなっていて、 通販の取り扱いも少なくなっています。 手持ちの部品に、入手しておそらく22年は経っているNIPPON DENKEI製 DC±2Aのセンターゼロ パネル電流計がありました。 ±2Aではレンジ不足なので、分流器を追加して±10Aにレンジを広げます。 分流器といっても、VFF1.25SQのワイヤを長さ15cmに切っただけのもの。 本来ならマンガニンでつくるべきですが、アマチュア計測だからこんなものでOK。 長さ10cmならば±12A計になります。 さて、±10A電流計をバッテリに直列に入れて計った結果は下記。
LED電球4灯で12V 2.5Aつまり30Wを消費しているという結果です。 定格消費電力7Wの電球を4個で28Wとインバータのロス分ですから、納得のいく読み値。 60W白熱電球を点灯させてみると、ソーラーパネルだけでは電力不足となります。 1600時、バッテリ充電電流はほぼゼロになりました。 ソーラーパネルはかろうじてNASを駆動するだけの電力しか発生できていません。 バッテリ電力に頼らず駆動できるのは8時間、うち有効に充電できるのは6時間といったところ。 すっかり夜になりソーラーパネルからの電力がない状態では、 インバータ動作に0.5A、NASを駆動するためにさらに1.5A。 これではNASを24時間駆動させるのはジリ貧状態、晴天でも電力収支は負です。 ソーラーパネルは4月の正午でおよそ60Wを発生しています。 取付け角からすればほぼ期待通り。 しかし平均40Wで8時間得られたとしても、24時間で割れば13Wにしかなりません。 これではNASを連続稼動させるのは困難。 15Wの装置を24時間稼動させるのがこんなに大変だなんて!! 2011-04-06 充放電電流計製作取り付け 部品代ゼロ---在庫品使用 |
 A bipolar 10A ammeter has been added in order to monitor the battery charge / discharge status. The solar panel only generates 40W worth of power, as it is mounted not perpendicular to the sunshine. With this configuration, running a NAS requiring 15 W for 24 hours a day is difficult. |
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中央研究所ワークステーション用メインアンプとして使っている
Kenwood KR-9340
の無出力時消費電力は38W。
最近調子が悪いこともあり、しばらくの間引退させ、
AIWA TPR-840
を資料室からワークステーションに移してこれを使うことにします。
TPR-840のカタログ上の消費電力は16W。
無出力時消費電力はたぶん12Wといったところでしょう。
アンプを入れ替えて26W節電、です。
でも中央研究所ワークステーションはいまでは週末しか使いませんから、平日のピーク電力削減には貢献できません。 2011-04-23 KR-9340使用中止、TPR-840使用開始 |
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ソーラーパネル設置以降、ポゴとヨメは平日の夕方から寝るまで、ソーラーパワーのLEDライトで暮らしています。
毎晩のピーク時間帯に120Wほど節電の協力ができていることになります。
が、曇りまたは雨天が続くと電力収支は負で、
バッテリの過放電を防ぐためにチャージコントローラが出力をシャットダウンしてしまうことがあります。 問題は、バッテリ低電圧でコントローラがシャットダウンした場合、 朝になってソーラーパネルの発電が始まってもコントローラのリセットボタンを押さないと充電が始まらないのです。これは不便だな。 昨晩もバッテリはすっかり放電。 本日は朝から晴天なのに、リセットボタンを押しても充電が始まりません。 このコントローラはバッテリ電圧をチェックして12Vモードか24Vモードかを自動的に切り替えるのですが、 バッテリ電圧が低すぎると充電動作を始めないのです。 いったんこうなると、バッテリ端子電圧がある程度回復するまで外部電源を使ってバッテリを充電しなければなりません。あれれ。 コントローラからバッテリを切り離し、安定化電源装置を使って4Aで5分ほど充電して端子電圧は回復。 バッテリを元に戻してソーラーパネルからの充電を始めました。 でも、チャージコントローラが動作できないほどバッテリが放電してしまうのはどういうわけなんだろ。 チャージコントローラの低電圧カット電圧は取り扱い説明書によると10.5〜11V。 いっぽう、インバータの入力低電圧遮断は参考値で10.7Vとなっています。 これらの電圧設定の実際値はあまり正確ではないようす。 インバータはバッテリが低電圧になると出力はOFFにするけれど、 インバータそのものを動作させる電流は引き続き消費している、のでしょう。 でもそれなら、チャージコントローラが出力をカットしないのはどういうわけだ。 当面は、ライトを使わないときはインバータもOFFにするようにしましょう。 2011-04-29 補充電 |
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今年からは週末の夜間しか使わなくなったとはいえ、Noobow9100用SONY マルチスキャントリニトロンモニタは140Wもの電力を消費します。
ほとんど壊れかけた状態で我慢して数年間使いつづけてきましたが、
コンピュータモニタに140Wはいまや非国民的行為と思えるようになったので、買い替え。 買ったのは飯山電気ProLite E2208HDS。 動作時にトリニトロンに比べて100Wもの節電です。 飯山電気 ProLite E2208HDS-B2 16,280円 2011-04-30発注 2011-05-02入荷 2011-05-20使用開始 |
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東電の電力調達は当初予想よりも順調に進みましたが、
いっぽうで稼動同意がますます得にくくなった原発はつぎつぎに停止に追いやられています。
有効な代替策もないのにただ反対だけするという行為には賛同できません。 現実問題として計画停電やグリッド全体のダウンの可能性はまだ残っていますが、 現時点で第3研究所には非常用電源がありません。 そこでポータブルバッテリパックを買っておきました。 自動車用のマルチファンクション機で、始動補助、シガーソケットDC12V出力、インバータAC100V出力、エアコンプレッサ、 LEDライトの機能を持っています。 以前使っていたディーゼル始動もできるサンヨーテクニカのものに比べれば小型ですが、 TDM850の始動には問題がないでしょう。 2011-07-17 Remix PD-730 ポータブル電源
10.5Vで低電圧警報、10.2Vで出力遮断 インバータ定格出力100W |
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ポゴとママは毎晩3〜4時間はソーラー独立電源システムでLEDリビング照明を動作させています。
でもいよいよ冬になって電力収支はきつくなってきました。
日曜日は良く晴れて暖かくなったのに、バッテリ上がりで充電できず。
安定化電源で4A定電流で1時間ほど充電しました。このとき充電電圧はバッテリターミナル部で12.3V。
バッテリの充電条件諸元をメモしておくと以下。 2011-11-20 バッテリ補充電 |
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久しぶりに売り込みが来ました。
夏休み初日だし何の予定もないから話を聞いてみよう。
で、案外に好条件のオファーだった(と思う)ので、思い切って契約してしまいました。
せっかくならばいろいろ遊んでみようと思いましたが、へんちくりんなことをせずフツーの一般家庭用システムをフツーに買うのが一番安上がりです。 設計したのは京セラのパネルを使い、設計出力2.92kWの、ごく普通のシステム。 お金が浮くとか安く上がるとか儲かるとかいうのは狙いではなくて、 なるべく化石燃料に頼りたくないから、というのが基本の動機です。 設備投資を15年割賦で考えた場合、その間は売電収入と電気代削減のメリットが設備投資とほぼ同額になる、 つまり経済的負担なし (実質的な追加の支出が一切ない) というセールスエンジニアの計算が本当ならば、 間違いなく化石燃料の使用削減とCO2排出削減に寄与できるこのシステムを導入しない理由はありません。 さあて、はたしてそううまくいくかな。 2012-08-11 太陽光発電システム 見積もり 2012-08-12 太陽光発電システム 契約 2012-08-19 太陽光発電システム 工事下見 一番怖いのはパワーコントローラからの放射ノイズ。 なにしろコントローラのカタログには、周囲100m以内にアマチュア無線局がないか確認しろ、あればそこに許可をもらえ、 と小さな字で書いてあります。 ここはもっと大きい文字で、「このパワーコントローラは無線運用にとんでもなく迷惑な妨害を与える電磁波を発生します。」 くらいのことは書いてほしいし、 そんなことを書かなくてもいいような静かなインバータを設計するのが努めですよ。 |
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太陽光発電システムは市販品を一般家庭と同じにフツーに運用するとして、
オフグリッドパワーシステムは手作りで楽しみながらやっていこう。 去年設置したパネルは、夏は入射角が高くなってパネルの一番上の部分が庇の陰になりパワーロスしていましたので、 8月13日に取り付け位置を20cmほど下げて、パネル全面に直射が当たるようにしました。 当然、発電出力もアップ。 今使っているバッテリの容量は50AH。 これは20時間率です。 つまり、2.5Aで20時間放電すると100%放電、というわけ。 12Vで2.5Aというのは30Wですから、だいたいインバータ込みでのリビングルームのLED電球3灯での消費電力に相当します。 平日に4時間リビングルーム灯を点灯しているとすると、1日に20%使い、5日は使える見当。 このバッテリは放電深度50%のサイクルサービスでのサイクル予期寿命が500サイクルとデータシートに書かれているので、 放電深度20%の使い方なら1000サイクル3年間は使えるでしょうね。 ヨメとポゴは毎晩リビングルーム灯を使っていますが、聞くと一日の使用時間は2.5時間程度のようで、 放電深度はもっと浅いと思われます。 リビングルーム照明を4時間使う程度だと晴れた翌日のお昼前あたりにはフルチャージになり、 チャージコントローラがトリクルチャージモードになってしまいます。 せっかくパネルが発電しているのにそれを充分には受け入れられないわけで、もったいないなあ。 チャージコントローラのマニュアルを読むとバッテリ電圧13.7Vで充電停止とありますが、 バッテリ両端の電圧をテスタで測ってみると13.0Vでトリクル充電になります。 バッテリケーブルはあまり太くありませんが、電流計を入れたケーブルでの電圧降下は0.2Vもありません。 ちょっとチャージコントローラの説明書と数値が合いません。 使っているバッテリはサイクルサービス時は充電電圧14.4〜15.0V、フロートチャージの場合でも13.5〜13.8Vが指定されていますので、 そこまで電圧が上がっていないわけです。 この状態ではトリクルチャージをしばらく続けてようやくフルチャージになるわけだし、 その分フルチャージまでの時間が延びます。 そうこうするうち陽が傾いてきたり雲がかかってきたりしたら損だし、 トリクルチャージ中はソーラーパネルのパワーがたとえば半分くらいは利用されていないことになります。 オーバーチャージは防げるにしても、もったいない話だ。 二つめのバッテリを用意してスピルタンクとして使ってみたらどうだろう。 試しに、2004年12月に使用開始、2009年07月に引退した55B24Rバッテリに充電してみました。 自動車用スタータバッテリとしては寿命を迎え、さらに3年を経過したこのバッテリでは、チャージャコントローラでトリクルチャージに達したあと、 リビングルーム灯は1時間40分しか持ちませんでした。 容量はわずか4AHということになります。 実験用電源としてならともかく、照明用の実用とするには弱りすぎているな。 今回はじめて、バッテリが放電し終わるときの動作をよく見てみました。 バッテリ電圧11.3VでACインバータより先にチャージコントローラが放電を停止します。 インバータが先に止めるというのは勘違いでした。 ま、これなら過放電でバッテリを痛める心配はないね。 夜間ソーラーパネルが発電していないときはチャージャコントローラは13mAを消費しています。 まあこれは気にならないレベルです。 しかしACインバータは無出力時でも400mAを消費。4.8Wに相当します。 やはり使っていないときはインバータのスイッチを切ったほうがいいですね。 とくにバッテリ切れで放電が停止したときは、 インバータのスイッチを切っておかないとチャージャコントローラが再起動できないほど放電してしまうでしょう。 単なるビニール線でこしらえた充放電計のへなちょこ分流器はずいぶん読みが狂い、メータは±4A計になってしまいました。 やっぱりきちんとしたメータを買おう、と思ったら、DC±10Aのパネルメータはネットを探してもどこにも売っていません。 ええっ、そんなに特殊なスペックじゃないと思うんだけれど･･･特注しないといけないのかなあ。 2012-08-18 オフグリッドシステムをいじって遊ぶ |
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ソーラーシステム工事。
って、「ソーラーシステム」というのは英語で「太陽系」のことだから、
以降NoobowSystemsでは「ソーラーパワーシステム」と書くことにします。 当初設計からパネルの数を減らし、2.5kW級にしました。 設備投資は安くなったかたわら、当初経済計算ほどの回収効果は得られないのかもしれませんけど。 工事に関しては特にあれこれとは注文をつけず、ただパワーコントローラは無理のない範囲でなるべく北西の隅に取り付けてほしいと依頼しました。 すこしでも受信用アンテナから離したいと思ったためです。 まあ1m遠ざけても大して変わりはしないでしょうけれどね。 なおこの日以降、近所の家がつぎつぎにソーラーパワーシステム導入を決意したとか。 我が家をパイロットユーザとして売り込みに使いたいというセールスの作戦は大成功だったようで、周囲の家全てに京セラのパネルが載りました。 セールスさんによると「あの人が入れたのなら間違いない」とご近所が口をそろえたように言っていたとのことで、 これは喜んでおいてよいのか、それとも「あの貧乏な家が買うのなら安いに違いない」と考えたのか。 2012-09-15 ソーラーパワーシステム工事 |
 On-Grid Solar Power System has been installed. The KYOCERA solar panels will generate 2.5kW of power under the ideal condition. It will take another 2 weeks or so to get the government approval for assistance payment. After that the system will be finally connected to the power grid operated by Tepco. |
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稼動開始には東電立会いのもとグリッドに接続する工事が必要で、平日にしかできないので、やむなく休暇を取って対応。
(ていうかお役所じゃないんだから東電は土日でも対応するようにすべきと思うよ。)
連絡手違いで作業開始が遅れるトラブルがあったものの、どのみち一日のんびりラボで過ごすつもりだったから困りませんよ。 で、めでたくソーラーパワーシステムが営業運転開始。 太陽エネルギーで発電し、余剰電力を売電するワケなのですが、カラーLCDパネルをもつステータスモニタを眺めると、 思った以上に「節電して、なるべく多く売ろう」という意識になります。 燃費表示計つきのクルマは結果として燃費が良くなるのと同じ理屈だな。 2012-10-01 ソーラーパワーシステム営業運転開始 これでラボのソーラーパワーシステムは一般家庭用のオングリッドシステムと手作りのオフグリッドシステムの2系統ができたことになるので、 以降は文脈から明らかな場合を除き「オングリッド」「オフグリッド」と明記します。 |
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購入後34年を経過した
AIWA TPR-840
のパワーアンプ部がとうとう壊れました。
ので引退させ、
ELEKIT EL-559 ステレオ サラウンドアダプタ
をNoobow9100D用パワーアンプとして使用再開しました。 このステレオサラウンドアダプタの電源はDC9V〜16Vで、 手近にあったDC12V安定化回路内蔵ACアダプタを使い、 オフグリッド電源システムのAC100Vから取るようにしました。 夜間Noobow9100Dコンピュータは東電の電力で動作していますが、オーディオ出力はソーラーパワーで動作していることになります。 TPR-840の待機電力はたぶん12W程度のはずで、その分の節電となました。 2012-10-21 TPR-840使用中止、EL-559使用開始 |
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夏に見積もったときはバッテリは3年は持つだろうと踏んだのですが、
最近は充電受け入れ性能の低下が明らかになってきました。
チャージャコントローラの充電停止電圧設定が低くて、バッテリの劣化が進んでくるとなおさらフル充電できなくなっているのも一因です。
で、今夜は東電の電力と安定化電源装置を使ってフルチャージしてみます。
充電電圧13.6VではKenwood PD35-10D安定化電源装置の最大出力電流10A以上が流れます。
10A定電流モードで充電し、1時間ほどたって充電電流が低下してきたので、少しずつ充電電圧を上げ、最終的には14.4Vの定電圧モードで充電。
充電開始から4時間後には充電電流は1.5Aほどまで下がっています。
50Ahというスペックからするともう少し食べ続けそうなものですが、やはり胃袋が小さくなってきていますね。 2012-11-23 オフグリッドバッテリ補充電 バッテリ端子電圧を測定するためにはデジタルマルチメータを使えばいいですが、 内蔵電池の関係で常時動作させられませんし(外部電源を用意すればいいのですけれど)、 カッコいいものでもありません。 ので、デジタルパネルメータの在庫を引っ張り出し、バッテリ電圧計にしてみました。 フルスケール±DC19.999Vで分解能1mVのメータなので、バッテリ電圧が徐々に下がっていく様子が分かり、 バッテリ残量をかなり正確に予測することができます。 ただしこのデジタルパネルメータの電源はAC100Vで、消費電力は2VA。 オフグリッドシステムのAC100Vインバータで夜間常時動作させるのはどういったものか、と思います。 2012-11-24 バッテリ電圧計設置 |
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単なるビニール線でつくったへなちょこ分流器が無残に狂ってしまったのはすでに書きました。
きちんとした両振れのDC10A電流計が欲しくてネットをけっこう探してみたのですが、標準で在庫しているお店がなかなか見つかりません。
そんな中面白そうな品揃えをしているショップを見つけ、そこにDC±30A計があったので2個買いました。
分流器が外付けのタイプなら、分流器を自分で適当にこしらえて目盛り盤を自分で作ればどんな電流レンジでも作れるわけです。
注文すると、分流器つきタイプは在庫切れ。
急がないから、と、分流器つきタイプが入荷するのを6週間ほど待ちました。
ついでに、以前から作ってみたかった
Velleman K8055 USB実験インターフェイスボード
も発注。 2012-08-18 DC±30A アナログパネルメータ 発注 @1,050円 x 2 = 2,100円 届いたパネルメータはWenzhou Jin & Lai Instruments Co.Ltd. (J&L) 製の JL-670。 プラスチックボディで下半分が黒い典型的な小型アナログパネルメータです。 目盛り盤にはDC±30Aが刻まれていますが、外部分流器タイプで、メータ本体は±50mVでフルスケールになる電圧計です。 メータはきちんと動作していて問題はありませんが、 透明カバー部も黒いボディ部も、プラスチックの成型精度が良くなくて、高級感はありません。 今回の目的には全く問題はありませんが、たとえば真空管オーディオアンプの計装には使えない仕上がりです。 それとも今や入手できるだけマシだと思えということなのかな。 日本国内にはまだ高品質なパネルメータをつくり続けているメーカーがあります。 いままで特注でメータを頼んだことなんかないけれど、そのうち頼むようかもしれないね。 2012-10-08 DC±30A アナログパネルメータ 入荷 で、本日、メーターが到着してからすでに1ヶ月半以上経過して、ようやく分流器製作に着手。 今回の分流器はラグ板とスズメッキ単線を使ってつくりました。 精度も温度依存性もマンガニンできちんと作られた製品にかなうはずはありませんが、 そのへんは相変わらずご愛嬌。 前回の単なるビニール線にくらべて動作が安定していれば改善効果ありとして自分的にはマルです。 つくった分流器はとても人に見せられない不恰好なものなので写真は撮らず。 2012-11-25 DC±10A電流計 シャント製作 2012-11-26 DC±10A電流計とデジタル電圧計を取り付け いままでごちゃごちゃだったオフグリッド系のAC100V配線をテーブルタップを使って整理。 リビング照明のLED電球3灯、ワークステーションのデスクランプのLED電球1灯の照明関係に加え、 オーディオ系としてELEKIT EL-559、オーディオテクニカAT-MX33、 それに菊水電子工業のAVM23ミリバルをオフグリッド系で動作させることにしました。 この状態でオーディオ系にバッテリ電圧測定用デジタルパネルメータをあわせてバッテリ放電電流は1.5A程度、18Wほどを消費しています。 EL-559とAT-MX33はACアダプタで動作しています。 EL-559はDC12Vで動作しますから過電圧保護を用意しておけばACアダプタを省けてロスを減らせますが、 AT-MX33はDC16V。 これはアダプタが必要だなあ。 オーディオ系はテーブルタップのスイッチひとつで切り離せるようにしておいたので、 オフグリッドは平日はリビング照明専用。 2012-11-26 ACテーブルタップ 2個 取り付け @1,480円x2個 (2012-11-25購入) |
 Instrumentation of the Off Grid Power System renewed - a new battery ammeter with a new handmade shunt indicating plus/minus 10 amps, although the meter panel shows original 30 amps. A digital panel voltmeter runs from AC100V which is generated by the AC inverter. An analog center meter (swinging both direction) is increasingly difficult to obtain nowadays. This imported meter is functioning well, however its quality of finish (surface smoothness of the plastics) is only merginal. Perhaps at the next time I would custom order mine to one of the few Japanese companies still manufacturing very high quality analog meters. |
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オフグリッドの蓄電能力不足は今や明らかです。導入後20ヵ月、期待より劣化が早かったなあ。 バッテリをうまく充電するには、最初は充電電流の最大値を制限しながらバッテリ電圧が14.4Vにあがるまで充電し(バルク充電)、 14.4Vに達したら定電圧制御に切り替えて充電を続け(アブソーブ充電)、 充電電流がゼロに近くなったら滿充電と判断して、 その後は13.3V程度でフローティング充電に切り替えるべきです。 しかし現在使用している低価格なチャージコントローラ Welsee WS-C2415-10AはシンプルなPWM制御で、 バッテリ電圧が実測13.1V程度に達するとパネルを切り離すPWM制御が始まります。 このPWM制御開始電圧は13.1V程度だったり13.4程度Vだったりと、多少は充電履歴を考慮した制御が入っているようですが、 14Vに達することはなく、バッテリをフルチャージするために最適な制御にはなっていません。 このため、いったん滿充電となったバッテリの充電状態を維持しながら昼間にソーラーパワーで負荷を運用する用途には良いとしても、 もっぱら夜間に負荷を使用して残容量が少なくなったバッテリを次の夜に向けてフルチャージするというサイクルサービス用としては不足だということになります。 コントローラの設計設定電圧が13.7Vなのにバッテリでは13.4Vにしかならないのは、 実はコントローラからバッテリへの接続で現状0.3V以上もの電圧降下があるからです。 理由のひとつは電流計を入れてあるからですが、これは最大で0.05Vですからまあ許容範囲。 主要因は細すぎるケーブルと安直なターミナル接続で、 ここをまじめにやり直せば、今よりは充電してくれるようになるのは確実。 それでもやはり上限13.7Vでしか充電してくれませんから、14.4Vでの充電は不可能です。 バッテリがフレッシュなうちは13.1Vでもたっぷり吸い込んでくれますが、 バッテリの劣化が進んでくると13.1Vではあまり吸い込んでくれず、コントローラはトリクル制御になってしまい、 バッテリの充電はあまり進みませんし、パネルの電力は有効活用されない状態になってしまいます。 またこのため、昼間は無駄にLEDライトを点灯させてバッテリ電圧が上がり過ぎないようにしたほうが、 バッテリの充電はむしろ進むという奇妙な状況になってしまっています。 チャージコントローラの充電停止電圧をすこし上げてやれないものかと思いチャージコントローラの中を見てみましたが、 トリマポテンショのような調整箇所は見当たりません。 回路を追って調べてPICのA/D入力に分圧抵抗を入れるなどの改造を加えるか、 さもなくば使われているPICのプログラムを解析してハックするとかいった手を取らざるを得ないようです。 それはそれで楽しい研究でしょうけれど。 さあそうすると、対策はやはりバッテリを新品に交換するか、 あるいはもっとマシな制御をするコントローラに買い換えるか。 |
 The solar charge controller was a simple and low cost PWM type, switchig on and off the solar panel to the battery to maintain the battery voltage. When the battery is fresh the panel voltage is dropped to, say, 12.8 V, when it is connected, and the battery is charged. As the battery is gettng old and weaker however, it won't absorb enough current so the battery voltage goes above 13.7V quickly, and the controller disconnect the panel from the battery. The result is that the energy generated by the panel does not charge the battery. Moreover, the controller does not have a separate battery voltage sensing input; it sees the battery voltege including the voltage drop in the battery wiring. Because the battery wiring I used wasn't thick enough, caused up to 0.4V voltage drop. After all the chaege voltage at the battery terminal never exceeded 13.3V. The charge capability of the system was considerably limited. Examinig the interior of the controller, adjusting the voltage setting does not seem to be a simple modification. |
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20ヶ月前に比べると上市されているチャージコントローラの種類も増えて、値段も下がってきています。
Welsee社の低価格チャージコントローラのラインアップとして、
20Aクラスで充電電圧がユーザコンフィギュラブルな製品が発売されています。
これだけ買いかえて、高めの電圧でバッテリを充電するようにすれば、当面の問題は解決するでしょう。
でもどのみち半年程度でバッテリを買い換えることになるし、
今のとおなじ制御であればパネルの電力を最大限に使っているとは言えず、不満が残るでしょう。 いっぽう、バックコンバータをもつMPPT方式も手が届く価格の製品が出てきました。 ソーラーパネルからの電圧をバックコンバータでバッテリ充電電圧に落とし、 かつパネル電圧はパネル電力が最大になるように追従負荷制御するというのがMPPT方式で、 当然そうあるべき方式に思えます。 バックコンバータと、より高度な制御が必要になりますので、シンプルなMOS FETのスイッチングによるPWM型に比べて複雑だし、結果として高価 --- Gen.2のコントローラはGen.1の8倍の値段 --- です。 その見返りとしてMPPT方式は、パネルからの電力を最大限に引き出せますし、降圧したぶんバッテリ充電電流をブーストできます。 バックコンバータをもつことによりバッテリ充電電圧はパネル電圧とは独立に柔軟に制御できますから、 この方式ではバッテリにとって最適な充電制御を行うことができます。 一方で非発電時の消費電力はシンプルな方式よりも大きくなりがちだし、 私のような無線屋にとってはバックコンバータからの放射ノイズが気になるところです。 本物のCE規格ロゴをつけているならばある程度の対策対応は取られているでしょうけれど、 あまり期待しないほうがいいでしょう。この辺はある意味賭け。 ということで、思い切ってMPPT方式のコントローラ EPSolar [外部リンク] eTracer ET2415 を導入し、またバッテリを買い換えることにしました。 NoobowSystemsオフグリッドパワーシステム第2世代、Gen.2です。 バッテリは80Ahのディープサイクル。 当初は100Ahクラスを狙ったのですが、80Ahが安く出ていたのでそれに。 Gen.1のバッテリはまだ完全に死んだわけではありませんので、 そのうち簡単な分配充放電のしかけを考えることにします。 eTracer ET2415には放電制御端子がなく、負荷はバッテリから直接取り出すことになります。 よって、負荷側に低電圧放電停止の仕組みを別途設けないと、過放電でバッテリを痛めてしまうことになります。 そこで、Welsee WS-C2415は放電コントローラとしてそのまま使うことにします。 2012-12-20 Gen.2用機材発注 |
There was a solution of replacing the controller to the same PWM type, yet with an adjustable charge voltage setting.
However it would inherit the limitation of the PWM design ---
the voltage is controlled by means of disconnecting the PV cell ---
that cannot fully utilize the enegrgy offered by the solar panel.
So I decided to replace the contriller with much more expensive but promising MPPT type. MPPT stands for a Maximum Power Point Tracking. The controller has a buck converter circuitry which effectively lowers the PV voltage to the battery charge voltage. With this concept the battery charge voltage can be controlled independently from the PV voltage so that the optimal charging can be made possible. When the voltage is dropped by the buck converter the more current could be obtained, if the converter has a good efficiency. By using a buck conver it is made possible to control the PV voltage indepemdent from the battery chage voltage. The true merit of the MPPT type is that the controller controls the converter input voltage (=PV voltage) to where the maximum power could be delivered by the panel. Because the PV cell has a some sort of contant current characteristics, connecting a load with too low impedance would reduce the PV voltage. Since the power is a product of voltage and current, there is the best point where the product of PV voltage and PV current is maximum. A MPPT controller automatically searches the best PV voltage to get most from the panel, and this action is repeated as the PV output changes due to the sunlight condition is changed. Thus the name of "tracking." |
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Gen.2移行への決心がついたので、Gen.1の成果をまとめてみました。
右図参照。 このシステムの当初導入の目的は計画停電時の非常照明提供、その後は供給逼迫に対する節電協力であり、 さらにはごく微力なカーボンフリーへの努力。 ざっくりした見積もりではありますが、この安直簡単な手作りシステムで80kWhを生み出せた計算です。 電気代を浮かせようというつもりは全くありませんでした。 なにしろこのページの研究テーマは"Value of Power"であって、"Cost of Power"ではないのですから。 とはいえ、実際のところ経済的に見るとどうかも計算してみました。 20ヶ月でキロワット時単価でアマタイズしたと考えると、BOMコストはキロワット時あたり1360円ということになり、 TEPCOからの電力購入価格とは比べ物にならないコストがかかっていることになります。 ホビーであるから許せるわけですが、月額5000円というのはCO2排出削減に協力しているという喜びを買っているとしても安上がりとは言いにくいね。 |
 Decided to upgrade the charger controller to MPPT type and renew the deep cycle battery to 80Ah, summary of the original -- now calling as "Generation 1" --- off-grid power system is prepared for the annual executive review :-) Ammortized cost is approx. 15 USD per kWh, incomparably high to the TEPCO buying price of 0.32 USD per kWh. However the purpose of this system is not to save money therefore it is not the primary issue. If only the battery is to be replaced then the cost for the next 20 months will be approx. 2 USD per kWh. |
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新しいバッテリと新しいチャージコントローラが届きました。
eTracer ET2415は、こりゃすごいな。
大型の放熱フィンとドットマトリクスLCDディスプレイをもつ筐体デザインはなかなかハンサムなスタイルだし、仕上げもきれい。 イーサネットコネクタはどうやって使うのかなと思いましたが、実はこのコントローラ自体にウェブサーバ機能があって、 ウェブブラウザからログインし、ステータスを確認したり設定を確認したり、さらには発電履歴を参照したりできます。 てことは、ルータを設定しておけば、海外出張中も自宅のオフグリッドシステムの様子がモニタできるわけだ (わがラボでは固定IPはとっていませんから、移動DNSサービスを使わないといけませんけどね)。 さらに驚きは、CANインターフェイスを持っていること。 表示パネルとの接続に使うためらしいです。 CANは自動車ECUばかりではなくて工業制御機器にも使われると聞いたことはあったけれど、 実際に自動車ECU以外でCANを持っている機器は初めて見ました。 CANoeもCANalyzerも高くて買えないけれど、最近では格安の怪しげなCANインターフェイスとソフトウェアが出回っているみたいだから、 遊んでみるのも楽しいかも。 RS-232Cも装備されています。でもいまならUSBで仮想COMポート接続する方が普通な気がしますけれどね。 いずれも、添付マニュアルにはプロトコル詳細は書かれていません。 公開されていればいろいろと遊べると思いますけれど。 今回くやしいなあと思ったのは、これほどの機能をもった製品が中国のメーカーから出てきたということ。 コモナイズしてしまった民生製品のコピー・パクリ・物まねの低価格・低品質生産という時代から、 オリジナリティある先進的な製品開発へのフェーズに移行しつつあるということでしょうか。 2012-12-23 MTTPコントローラ / バッテリ入荷 翌朝、eTracer ET2415が動作開始。 まずは出荷時そのままの設定での運用です。 冬至をちょっとすぎた朝9時、良好な日射でのACDelco Voygerバッテリへの充電電圧は13.9V、充電電流4.6A。 64Wがバッテリに吸い込まれています。 バッテリ容量80Ahということは、ざっくりした見積もりなら4.5Aで約18時間ですから、 日射時間6時間とすると、現状のパネル出力まるまる3日分のエネルギーを蓄積できることになります。 いい感じだ。 eTracerのLCDパネルにはPV電圧、PV電力、日積算総発電量、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ充電モードなどが表示され、 システムの状態を正確に把握できます。 うむ、やはり高いだけのことはある。 Gen. 1 システムに比べてeTracer自体の電力消費が負担になりますが、非発電時の消費はよく抑えられていて、 さほど気にするほどでもないでしょう。 残念ながら朝10時を過ぎたら曇ってしまって、1時間ほど充電したエネルギーをさっそくデスク照明に消費するようになってしまいました。 フルチャージ動作の様子を見るのは明日以降。 ので今日は配線資材を買い込み、今まで1.25SQで細すぎたバッテリ接続ケーブルを2.00SQに交換、 配電ターミナルとY型圧着端子を使って配線しなおし。 これでバッテリケーブルによる電圧降下は3分の1に減り、0.1V程度にまで抑えられました。 さらにはeTracerにはバッテリ電圧測定用のポートが用意されているので、それも接続。 これでバッテリケーブルの電圧降下はチャージコントローラが補正してくれるので、 より正確に充電制御してくれるでしょう。 eTracerには標準で充電電圧補正用のバッテリ温度センサも付属しています。 これの取り付けは明日以降でいいや。 2012-12-24 配線ひきなおし |
 The new EPSolar eTracker ET2415 has been installed. The controller does not have a discharge control funtion, so the previous charge contoller WS-C2415 continues to serve as a discharge controller. When the battery voltage drops below 10.7V or so the battery is relieved from discharging. |
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12月25日午前10時、快晴。
バッテリ電圧13.2V、充電電流6.0A、PV出力電力80Wでコンスタントに充電中。
おお、いままでに成し得なかった充電能力だ。
12時30分、バッテリ端子電圧がブースト充電設定電圧(BCV) 14.4V に到達。
ここからは定電圧で充電です。充電電流は5.5A流れています。 途中13時ころちょっと日がかげって発電量が低下しましたが、ブースト動作は継続。 15時10分、ブースト充電動作が終わったと見えて充電電圧が13.3Vに落ちましたが、 おそらくブースト充電再開電圧(BVR) 13.2V を割り込んだために、 さほど経たずに再び14.4Vに上昇してブースト動作を継続しています。 ブースト充電を再開するときもいきなり電圧が上がるのではなくて、 バッテリの様子を伺うかのように13.3Vから14.4までなめらかにゆっくりと電圧を上げています。 ううむ、結構手の込んだ制御をしているようだ。 16時00分、ステータスがFloatingに切り替わり、バッテリ電圧はフロート充電電圧設定値(FCV) 13.8V になりました。 これは、ブースト充電での充電電流がゼロに近くなったという判定ではなく、 ブースト充電設定電圧(BCV) 14.4での充電が120分経ったらブースト充電完了という判定をしているようです。 もう少し電力を搾り出してやろうと思い、50Ahバッテリを並列につないでバッテリ電圧を下げてみました。 コントローラが認識しているバッテリ電圧が13.1Vに下がっても、コントローラはすぐにはブーストモードに戻りません。 ブーストモードになったのは2〜3分ほどしてから。 急な負荷変動で制御が暴れないよう、充電モードの切り替えは慎重に行っている様子です。 さすが、このコントローラはいままで使っていた安直なPWM制御とは比べ物にならない、良い充電をしています。 さあもうひとがんばり、と思ったら、16時15分、お日様ははるかかなたの山の稜線に沈み、本日の営業は終了。 eTracerログから算出した本日の出来高は 495Wh、eTracerフロントパネルの出来高表示では 445.8Wh。 設備価格が15倍のNoobowSystems中央メガソーラー発電所の本日の出来高は、このシステムの20倍の10kWhでした。 設備価格あたりの発電能力では、KYOCERAパネルとOMRONパワーコンディショナのほうが上ということになります。 いや、いまは垂直につけているパネルを傾斜させて取り付ければ勝てる可能性はあるぞ。 今日一日の様子を表とグラフで示します。 データはすべてeTracerのウェブインターフェイス"eTracer Monitor"で表示されたもの。 表の中でCharger Output Currentとしているのは、 バッテリ以外の負荷があるためにコントローラの出力電流とバッテリ充電電流がイコールではないからです。 10時50分以前はACインバータそれにデジタルパネルメータが動作していて約0.5Aの違い、 10時50分以降はAT-MX33とEL-559用の2個のACアダプタが負荷として加わって、計1A程度の違いになっています。 ログ記録の時間間隔はユーザ設定変更が可能で、デフォルトでは20分ごとの記録になっています。 ログの最初の3点、つまり1時間ぶんには、およそバッテリ電圧52V、PV電圧124V、バッテリ電流16A、出力840Wのデータが記録されています。 おそらく工場でのバーンインのときのものでしょう。 このチャージコントローラはeTracerシリーズ中で一番小さいモデルで、電流定格は20Aですが、 20A以内なら48Vバッテリシステムも使えるし、パネル電圧は150Vまで受け付けます。 12Vシステムなら260Wまで、48Vシステムにすれば1040Wまで取り扱うことができます。 この先さらにパネルを増やしてパワーアップを図るときも柔軟に対応できます。 |
 Controller status data was obtained via the eTracer Monitor web interface. The new MTTP charge controller generates 80W of power from the PV panel in the noon several days after the winter solstice, providing 6A into the battery and the AC inverter load. This performance was never achievable with previous PWM type controller. |
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シンプルで単機能なPWMチャージコントローラに比べてEPSolar eTracer ET2415は多機能です。
でも、ほかのさまざまな機器についてもそうですが、機能が増えてくると、とくにコンピュータ制御が入るといろいろな細かい不満とか要望とかが出てきますね。
そのぶん、いじって遊んだり、工夫したりで楽しめます。 EPSolar社のウェブサイトに情報がない
eTracer Monitor: ログをダウンロードする方法がない
eTracer Monitor: 細かな点
このページには、「最後のページに飛ぶ」ためのボタンが用意されていません。このボタンこそ"Last"と表示されてしかるべきです。 ログを読もうとしてLogQuery画面を出して最新のログを読むためには、たとえば今ログが全部で59ページあるならば、 "Input Page NO"のテキストボックスにキーボードから"59"と入力して"Jump"ボタンをクリックします。 なんだかなあ。 おそらくこの画面は、ソフトウェア要求仕様書を誰かが書いて、プログラマはその要求仕様書に忠実に開発するという、 分業スタイルで開発された証です。 自分がユーザの身になって開発したのなら、こんなイラつくインターフェイスを見逃すはずはありません。 分業スタイルで開発するならば、最初のサンプルのユーザビリティ評価を行い、 より使いやすくなるよう要求仕様のアップデートを行ってもういちど開発サイクルを回すべきです。 多くのフリーソフトウェアが使いやすいのは、要求仕様作成者とプログラマとユーザが同一人物であるために、 この改善サイクルが分業スタイルでは到底不可能な猛烈な速度で回るからに他なりません。 一日の出来高表示
低電圧警告は何のため
このバッテリステータス表示灯によりバッテリ低電圧は一目で分かるのですが、 それに応じて外部機器を制御するようなハードウェアインターフェイスは用意されていないので、 リレー等を接続して負荷を制御する工夫はできません。 eTracerは充電と電力供給の装置であり、負荷制御は全く別個に自由にお考えください、ということだと思います。 あるいは、そういった機能はCANで接続する別体ボックスみたいなもので実現しようと考えているのかな? CANのメッセージ仕様が公開されていれば自作も可能とは思いますが、 プロトコルドライバを含めて自分で書くのはサンデーホビイストには無理だろうなあ。 バッテリ低電圧警告はeTracerの内部では"イベント"のひとつとして扱われています。 eTracerのマニュアルを読むと、イーサネットのセクションにその機能の一つとして 「各種イベントが発生したときにテキストメッセージを送信する」 ことができるとかかれています。 しかしマニュアルの他のページにはその方法について全く言及がなく、 ウェブインターフェイスにもその類のものはありません。 イベント発生時に電子メールを自動送信するという機能をもつ計測装置・制御装置はどんどん増えています。 eTracerはハードウェア的には必要なものを全て持っていますから、あとはファームウェアだけ。 まだ開発が続いているのかな? いっぽう、太陽光コントローラが電子メールを送信する機能を持ったとすると、そのコントローラのセキュリティも考えなくてはなりません。 外部から侵入されてコントローラのファームウェアを書き換えられコントローラが勝手に政府機関に爆破予告の電子メールを送りつけるとか、 プロミスキャスモードになってパケットをキャプチャするとか、 イントラネット内のゲストアカウントにログインした後にアドミン権限を獲得されファイルサーバ上のファイルをこっそりごっそり某国政府の諜報機関に送るとか。 さらに被害妄想を膨らませるなら、このコントローラなら遠隔指令を受けて火災を発生させることすら不可能ではありません。 そんなことあるはずがない、と言い切れなくなっているのが現代社会の危うさ。
マニュアルには、RS-232Cを使ってのコントローラのモニタの方法は書かれていません。 現状でその準備が整っていないのか、あるいは実は非公開で、マニュアルの勇み足なのか?
ESETのネットワーク設定をすべてデフォルトに戻したり、いろいろ試しましたが、ダメ。 そのうち、どうやら問題はeTracer側にトラブルが起きているのではないかと思いはじめました。 eTracerとHTTPでの通信はできているのですが、ログインできないのです。 ファイヤーフォールを停止させた状態であれば、eTracerからはpingは正常に返ってきます。 ブラウザでeTracerのIPアドレスをポイントすると、eTracer Monitorのログイン画面が表示されます。 しかし、パスワード (6桁の数字) を入れても、何の変化もないのです。 昨日まではちゃんとメインのモニタ画面が表示されたのに。 eTracerのIPアドレスを変更してみたり、パスワードを変えてみたり、デフォルトパラメータへの復帰を行ってみたり、 バッテリを取り外してeTracerの再起動も何度となく試みましたが、一向に直りません。 Noobow8200からも試しましたが、症状は同じ。FireFoxでもIEでも変わらず。 数時間苦戦して、断念。 eTracer内でなにか異常な状態になっているものがなんらかのタイムアウト機能で正常復帰してくれたりすればいいのですが、 もし使えないままだとすると"Network MPPT Solar Charge Controller"を標榜しているeTracerの価値は半減だよ。 この手のトラブルは、どういうわけか時間が解決してくれる場合があります。 どのみちベンダも年末年始の休みに入っているから、クレーム返品するとしても年明けだな。 それまで様子を見よう。 そして、充電機能は正常に動作していることを祈ろう。 |
 The eTracer ET2415 has three computer interfaces. The controller itself contain a web server, user can hook up a PC via Ethernet and log in to the controller using a web browser. The web interface "eTracer Monitor" provides realtime status as well as the history data up to 30 days. User can also reconfigure the various control parameters through the web browser. The second is a RS-232 communication port. According to the manual it can be used to update the firmware in addition to monitor the controller status. The third is a CAN interface. This is to hook up an external display which is sold separatedly. To me this is the first time to see an equipment having a CAN, other than automobile ECUs. |
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本当にeTracer Monitorが使えなくなっちゃったのなら返品修理を依頼しなくてはなりませんが、
この手のトラブルは往々にしてユーザ側に責任があることが多いもの。
返送するのは落ち着いて調べてからにするべきです。
のでさらに調査を継続。 調べるとeTracerのイーサネットインターフェイスはなんだか奇妙です。 いろいろ変なことがあります。 これらのどこかに解決のヒントがあるのかも。 eTracerがDHCPサーバを発見できない eTracerの"Network Type"を"Auto"にしてDHCP有効にすると、eTracerのIPアドレスは169.254.1.0に設定されます。 169.254.1.0は、RFC5735でリンクローカルアドレスとして定義されているアドレスです。 つまりeTracerが、DHCPが有効になっているにもかかわらずDHCPサーバからIPアドレスのリースを受けられないために、 やむなくリンクローカルアドレスを割り当てたのです。 この状態では、当然NoobowSystemsイントラネット内の他のコンピュータと通信はできません。 ※ 169.254.1.1になる場合もあるようです。 現状 中央研究所では Buffalo Air Station WZR-HP-AG300H (いわゆるブロードバンド無線ルータと呼ばれている製品のひとつ) をDHCPサーバとして使っているのですが、 eTracerとAir Stationの間に何かあるのかも。 DHCPサーバはeTracerのMACを拒否する それではDHCPサーバ--- に、手動でeTracerのMACアドレスを教えてあげよう。 Air Stationにウェブブラウザでログインし、eTracerのLCDパネルに表示されるMACアドレス
Windows7はeTracerのMACを取得できていない eTracerの"Network Type"を"Manual"にしてIPアドレスを手動で 192.168.1.7 に設定しました。 ESET Smart Securityのファイヤーウォールを無効にした状態では、 eTracerは Noobow9100D Windows7 コンピュータ からのICMPエコー要求に正しく応答しており、 ウェブブラウザにeTracerのログイン画面も正しく表示されます。 この状態で Widnows 7 のARPキャッシュを確認してみると、 D:\home9100D>ping 192.168.1.7 192.168.1.7 に ping を送信しています 32 バイトのデータ: 192.168.1.7 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=255 192.168.1.7 からの応答: バイト数 =32 時間 =13ms TTL=255 192.168.1.7 からの応答: バイト数 =32 時間 =1ms TTL=255 192.168.1.7 からの応答: バイト数 =32 時間 =1ms TTL=255 192.168.1.7 の ping 統計: パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、 ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒): 最小 = 1ms、最大 = 13ms、平均 = 4ms D:\home9100D>arp -a 192.168.1.7 インターフェイス: 192.168.1.3 --- 0xb インターネット アドレス 物理アドレス 種類 192.168.1.7 00-00-00-00-00-00 動的 D:\home9100D> 他の全てのノードは正しくMACアドレスが表示されているのに、eTracerのIPアドレスについては、MACアドレスが
Windows7から打ったpingは帰ってくるのに、ルータから打ったpingは帰ってこない Noobow9100D Windows 7 からeTracerにpingを打つと、すぐさまICMPエコー応答があります。 このときNoobow9100DとeTracerはルータ(スイッチングハブ)を介してつながっているので、 ICMPエコー要求パケットもICMPエコー応答パケットもルータを通って届いているわけです。 ところでBuffalo Air Stationブロードバンドルータにはping機能があって、ブラウザからログインして指示すると、 任意のアドレスにルータからpingを打つことができます。 これを使ってルータからeTracerにpingを打ってみると、なんと応答がありません。 ルータのICMP機能がヘボなのかと思いましたが、ルータからのpingに他のコンピュータ、 たとえばNoobow8200 WindowsXPや、 Noobow1100 WindowsMobile 6.0 Professional は正しくエコー応答を返してきました。 なんでeTracerではうまくいかないんだろう。 eTracerのMACは変更可能 そもそもMACアドレスというものは製造メーカーを示すOUIと機種名・シリアル番号が入っていて、 自動車の車台番号のように機器1台1台にユニークなものだと思っていました。 しかしeTracerのマニュアルに掲載されているウェブインターフェイスのスクリーンショットを見ると、 私のeTracer実機のディスプレイに表示されたのと全く同じMACが読めます。 てことは、eTracerのMACは同一モデルには全て同じものが入っているというわけ? それに、eTracerのマニュアルを読むと、MACはユーザが全く任意に変更可能になっています。 あれあれ。 もし自分で変更できるなら、どういうOUIを使おうか。 00:0E:ABのCRAYのなんかどうだろう。 でも今も活動しているメーカーのを使うのはまずいかな。 08:00:4Dの Corvus Systems なんかどうだろう。涙を流して懐かしむ人も少しはいるはずだ。 eTracerのOUIは登録されていない IEEEに行ってeTracerのOUI、つまりED:E0:25を検索してみました。 結果･･･該当なし。 eTracerのMACの第一オクテット、つまりEDは、2進数で表記すれば 1110 1101。 第一オクテットのビット2 (下位から2番目のビット) はU/Lビットと呼ばれ、 グローバルアドレスとして国際的に管理されているものか、 それとも製作者やユーザが自己責任で勝手に決めているローカルアドレスなのかを示します。 eTracerではU/Lビットが0なので、このMACアドレスはグローバルアドレスです。 すなわちIEEEに登録してOUIを発行してもらい、機器1台ごとのユニークネスを担保する管理を行うべきもののはず。 でもIEEEのOUIリストには掲載されていません。 こりゃひょっとして闇アドレスか? それとも、ただIEEEの公開手続きが遅れているだけというのなら良いですが。 eTracerのMACはマルチキャスト eTracerのMACの第一オクテットのビット1 (下位から1番目のビット) は1です。 このビットはそのMACアドレスがユニキャストかマルチキャストかを示します。 普通のイーサネット機器ではユニキャストアドレシングを使うと思うのですが。 ひょっとしてこれがAir StationがeTracerのMACアドレスを受け付けなかった理由かな。 試しに第一オクテットをEDhではなくて00hにしたらOK、 EChでもEEhでもOKです。 やはり家庭用ブロードバンドルータBuffalo Air Stationは、 LAN側にマルチキャストノードが接続されることなどあるはずがないと考えているのです。 いやそれとも、実際にeTracerはマルチキャスト接続として作られた機器なのだろうか? eTracerのMACの第一オクテットをEEhにしたら それではeTracerのMACの第一オクテットをEEhにしたらどうだろう。 U/Lビット"1"がローカルアドレスを示すのでユーザの勝手な設定であっても許されますし、 アドレシングモードビット"0"はユニキャストを示します。 はたしてMACを
フロントパネルの挙動の違い eTracerのフロントパネルを使って動作パラメータやシステムパラメータなどを変更する操作を行うと、 新しい数値にセットしてENTERキーを押した直後に短い時間の間
Modify OK ところがこの表示、最初の頃は1秒ほど表示されていたのに、 いまではほんの一瞬･･･読むことができないほどの、たぶん0.2秒ほどしか･･･表示されないのです。 eTracerコンピュータに何らかの変化があるのは間違いがなさそうです。 それとも、一瞬すぎて読めないけれども、なにかエラーメッセージを表示しているのだろうか? eTracer Monitorでパスワードを受け付けてくれないのは、 eTracer内部のパスワードが異常値になってしまっていて、それを修正できずにいるということなのだろうか? eTracerには、システムパスワードとネットワークパスワードの2種類があります。 システムパスワードがおかしくなっているのならそもそもフロントパネルでパラメータ変更ができないはずですので、 こちらは正常。 とすると、ネットワークパスワード? ネットワークパスワードを変更して試してみても、症状は同じで、ログインできません。 念のために、マニュアル32ページに書かれているパスワード初期化の操作、 つまり＋キーとESCキーを同時に押す、を試しても変化はありません。 MACが怪しいと思っていろいろ調べてみましたが、考えてみればログインページは表示されるのですから、MACのせいではなさそうです。 |
On the first day and the next, the web interface worked nicely.
I could easily draw a graph of charge current in a day, as shown above.
However on the third day, somehow the web interface got a trouble.
Although its login screen appears on the web browser, the screen does not change even if a correct password is entered.
The controller responds to the ICMP echo request (ping) immediately so the IP layer connection seems to be fine. In most of the cases this type of problem is caused by the user, therefore I attempted many things to recover. It includes disabling the firewall program on the PC, using other browsers, clearing browser cache, resetting all the controller parameters, power cycling the controller, using other PCs, using simple hub instead of switching hub and so on and so on, all resulted in no success. It now seems that the problem is in the controller side. Futher investigation revealed that the MAC address used in this controller is strange - it shows it is a multicast node which my broadband router refused to accept. It should be a globally managed address because the bit 2 in the firsr octet is not set; nevertheless the IEEE OUI list does not show the OUI of this manufacturer. I also found that the Windows ARP cache showed all zero MAC - the PC cannot see the MAC of the controler. Although the MAC used in this controller is something suspicious, it won't be a root cause of the current problem. |
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eTracer Monitorがつながらないトラブルは、残念ながら時間が解決してくれるタイプではないようです。
とはいえ、日にちがたつと思い当たるフシも出てくるというもの。
以前にThunderbirdが電子メールをメールサーバからダウンロードできなくなるというトラブルがあり、
そのときの犯人はなんと古いブロードバンドルータでした。
それまでウェブのブラウジングやFTPのアップロード、イントラネット内の接続などは普通だったのに、
ある日突然、
Thunderbirdで電子メールを読もうとするとどうしたわけかルータ自身がリセットされてしまう
ようになりました。
で、今回もひょっとしたらブロードバンドルータの中のスイッチングハブ機能が悪さしているのではないかと疑ったわけです。 こんなときは不確実な要素を切り離してみるのがセオリー。 捨てずにとってあった SOHOWare 10Mbps Ethernet 4port Hub ND4205 を引っ張り出してeTracerにつなぎ、 いままでeTracerとはつないだことのなかった Noobow710 工人舎SA5 を相手方としてつなぎました。 ND4205は14年前に買ったクラシックなハブ。 今売られている家庭用ブロードバンドルータのLAN側は単なるハブではなくてスイッチですから、 取り扱うIPパケットのヘッダが何かしか変だと、内蔵のコンピュータがうまく転送してくれないという可能性があります。 シンプルなハブならそういったこともないはずなのです。 結果･･･残念、まったく症状は同じ。 eTracer Monitorのログイン画面まではスムースに表示されますが、ログインパスワードを入れても画面が変わりません。 まあこれで、使っているブロードバンドルータはシロという判断になりました。 もうひとつ参考に記すと、PCのARPキャッシュにMACアドレスがキャッシュされていないの件ですが、 シンプルなハブとNoobow7100 WindowsXPの組み合わせでも現象は同じでした。 Noobow7100にパケットキャプチャプログラムを入れて、eTracerのHTTP応答を覗き見るという作戦もありえますが、 今日はそこまでの元気はありません。 さらに備忘メモ。 eTracerの設定を変更したときのLCDパネルの"Tip message"は、いまは最初と同じように1秒ほどきちんと表示されています。 あれれ? 一方、問い合わせを送ったらベンダさんは製造元に連絡し調査に乗り出してくれるとのことで、心強い限りです。 やっぱりサポート力のあるベンダさんを選んでおくべきだね。 |
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eTracerは相変わらず調子よく充電してくれていますが、相変わらずeTracer Monitorに接続できません。
ログ機能の利用は、ファームウェアアップデート、またはコントローラ完全初期化の手順が判明するまで待つことにしよう。 昨年11月末からAC100V正弦波インバータにACアダプタを2つぶら下げて、 プリアンプがわりのオーディオテクニカAT-MX33とメインアンプがわりのElekit EL-559をソーラーパワーで動作させています。 この2つの機器のためのバッテリ放電電流は、ACインバータとチャージコントローラ電源を含めて約1.5A。 週末は一日中使うこともあり、結構な負担になっています。 ACインバータとチャージコントローラのための0.5Aは現状仕方がないとして、 ミニオーディオアンプで1Aは食いすぎです。 やはりACアダプタを使うのはやめたいし、 照明の使いすぎでバッテリが上がってしまうとオーディオも止まってしまうという実用上の問題があります。 そこで、LONGの50Ahバッテリはまだ使えますし、照明系とオーディオ系を別のバッテリで動作させることを考えます。 DCディストリビュータパネルをこしらえて、小電力の電子機器はこちらから給電するようにすればいいかな。 どんな構成がいいのかいろいろ試したいので、いきなり新品の電子機器用ケースの加工を始めるのではなく、 ローコストでお手軽なプロトタイピングパネルからはじめます。 側面が格子状になっているプラスチック製の100円ショップ書類入れと、 ホームセンターで買ってきたワッシャを使って、ジョンソンターミナル、パイロットランプそれにパワースイッチを簡単に取り付けてみました。 さらにバッテリ接続用のケーブルを1本つくって、 まずは高齢の55B24で使用開始。 EL-559はバッテリ直結で問題なしです。 アイドル時の消費電流は40mAとちょっと。普通の音量で音楽を再生しているときは70mA以下です。 これならまったく負担になりません。 オーディオテクニカAT-MX33は電源電圧12Vでは内部で飽和が始まり、音量を上げられません。 さらに下がると動作しなくなります。 ここはひとつ、プリアンプをひとつ作ってAT-MX33を置き換えよう。 でも結構先の話だな。それまでAT-MX33は火力発電所の重油で動作させよう。 2013-01-12 DCディストリビュータパネル検討用プロトタイプ準備 |
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Gen.2の具合でもうひとつ気になるのは、今回買ったACDelco Voyagerバッテリ。
なんだか元気ありません。
昼間にソーラーパワーで充電されているときは14.4Vで充電電流が1A程度にまで下がるので満充電に近いと思えるのに、
4Aの負荷で4時間もたつと11.5V近くまで下がってしまいます。
その先が粘るタイプなのかな。 それに、このバッテリにはボール式比重計が内蔵されているのですが、 14.4Vで充電電流が1Aを割り込んでいるときでも赤ボールが見えていて、充電50%以下を示しています。 いままでに充電状態75%以上を示す緑ボールは見えたことがありません。 ひょっとして届いた直後に深く放電させすぎて早くも痛めてしまったんだろうか。 11.0Vを下回るほどには放電させていないのだけれど。 それともまさか長期在庫の老化品を押し付けられたなんてことはないだろうなあ。 調べてみると、どうやらこのACDelco Voyagerなるディープサイクルバッテリは、普通の鉛バッテリにくらべて指定充電電圧がかなり高いらしいのです。 それが正確に何Vだという資料はまだ見つけられていませんが、 Voyagerのための充電電圧設定と充電アルゴリズムを持つ専用の充電器とか、 Voyagerポジションつき充電器とかが用意されていて、 とにかく普通のチャージャではフルには充電できないようなのです。 そこで今夜は、悔しいけど火力発電所の電力で安定化電源装置を使い、高めの充電電圧での充電を試みます。 15Vを超えるあたりまでは8A以下で、15.3Vを過ぎたあたりから3Aの定電流で充電してみます。 また終末電圧を16Vにセットしておきました。 一晩経てばと思いましたが、10時間経過時点で16Vで3A流れ続けており、比重計はまだ赤ボールのまま。 さらに充電を続けると、20時間経過時点でも16Vで2.8A流れています。 が、22時間ほどたった時点で比重計の赤ボールが姿を消し、75%以上充電を示す緑ボールが現れました。 緑ボールが見えて1時間経過。 14.4Vでは充電電流0.5A、15.0Vで0.7A、15.5Vで1.3A、16.0Vで2.8A、16.5Vで5.8A。 照明のために毎晩4Aを4時間使って、昼間にパネルで15.0Vで6時間充電するとしたら、この充電状態を保持することはできないでしょう。 いろいろ探して見つけた、とあるバッテリチャージャの充電アルゴリズムでは、Delco Voyagerの場合は また別のチャージャでは とありました。やはり充電電圧は16V必要なようです。 15.0Vでも充電は進みますが、とても長い時間を要し、お日様が出ている間にたっぷり貯め込むには無理があります。 これはいかにも普通のバッテリとは違います。 し、ひょっとしてこれは、充放電効率はあまり良くないバッテリといえるのかもしれません。 商用電力で出航前にフルチャージしておき、なるべく多くのエネルギーを洋上で利用したい(しかも長サイクル寿命)というマリン用途には向いているのでしょうが、 せっかく発電した貴重な電力を最大限有効に活用したいというアプローチにはこのバッテリはファーストチョイスではなさそうです。 さて、だからといってせっかくのこのバッテリをすぐに見捨てるつもりもありません。 とりあえず簡単にできることといったら、充電電圧設定値をなるべく高くすること。 でも、eTracer ET2415は12Vモードで動作しているときのブースト充電電圧の設定上限は15.0V。 16Vにセットすることはできません。 さらにバッテリ電圧がこの設定値に達したら最長でも180分でフロート充電に切り替わってしまい、 その後は最大でも14.2Vでしか充電してくれません。 このチャージコントローラは自由度が大きいと思いましたが、残念ながらVoyagerをフルに活用することはできなさそうです。 ということでeTracerの設定は このあたりかな。 もうひとつの問題点は正弦波ACインバータ。 もしブースト充電電圧を16Vに設定できたとしても、 いま使っている正弦波ACインバータFI-S126Tのマニュアルによれば、15.0Vで高電圧保護が働いてしまいます。 なにか工夫しない限り、16Vでの充電とAC100V給電を同時に行うことはできません。 ソーラーパネル、チャージコントローラ、バッテリそしてACインバータ。 これらがうまく調和してこそいいシステムができる･･･というわけですね。 直流相手の取り扱いやすい世界ですが、懐はなかなか深いなあ。 次の1週間は、フルチャージできたVoyagerはオフラインさせ、 Gen.1のバッテリであるLONG WP50-12で運用してみます。 このバッテリもデータシートを見るとバルク15.0Vを許容していますので、 の設定でやってみましょう。 2013-01-12 to 13 ACDelco Voyager M24MF フル充電テスト / Voyagerはオフラインして、オフグリッドはLONG WP50-12を使用 |
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Voyagerは充電に16Vを要する、という上記の実験結果が自分でも納得し切れていないので、
ひきつづきいろいろ調べてみます。 IEEE1361-2003 Guide for Selection, Charging, Test, and Evaluation of Lead-Acid Batteries Used in Stand-Alone Photovoltaic (PV) Systems [外部リンク] を読むと、独立型ソーラーパワーシステムの性能評価試験において最初に行われるバッテリ初期充電の手順 (セクション6.4.2 Intial Battery Charge) でバッテリタイプごとの初期充電条件が指定されているのですが、 ベント型鉛アンチモンバッテリでは1セルあたり2.55Vつまり15.3V、 ベント型鉛カルシウムバッテリでは1セルあたり2.66Vつまり16Vで充電する、とあります。 また、アブソーブド・グラスマットのVRLAではセルあたり2.35V、つまり14.1V、ただし製造メーカーの仕様書を参照方、となっています。 ひとくちに12Vの鉛バッテリといっても電極材質と構造で充電電圧はやはり異なるようです。 考えてみれば自動車用バッテリも、HEVやEVの走行用バッテリは別として、昔とは違っていろいろ進化してきています。 最近の新車ではおしなべて充放電制御を行っていますから充電受け入れ性能の高いバッテリが使われているし、 アイドリングストップ車では当然要件が異なっていて、それ用のバッテリが使用されます。 バッテリもここ10年でいろいろ進化してきているのでしょう。 IEEE1361もリリースされてからもう10年近いですし、チャージコントローラもPWMを前提としていて、 MPPTシステムに適用するには読み替えが必要な部分もありそう。 Voyagerは鉛カルシウム電極を使っているので、充電電圧は高めというのはこの資料からでも推測はできます。 が、ACDelcoの公式仕様書が得られていない現状では、やはり謎のまま。 |
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週末に中央研究所に戻ってみるとLONG WP50-12は完全放電し、システムは停止していました。
月曜日の雪と、つづく曇天のために充電不足になったかなと思ったのですが、
ヨメに聞くと月曜日は最初から照明が使えなかったとのこと。
日曜日夜の時点ですでにバッテリが弱ってたのかな。 バッテリ電圧がET2415の動作電圧を下回ってしまうと、天候が回復しても充電動作が始まらず、 放電コントローラとしてつないでいるC2415-10AのPICマイコンの消費電力でバッテリ電圧は低下する一方です。 今回の場合は、バッテリ端子電圧は9Vを割り込む状況になってしまっていました。 あれあれ。 このシナリオを回避するには、ACインバータの動作電圧下限を割り込んだらチャージコントローラを含む一切の負荷を切り離し、 翌日すくなくともチャージコントローラを動作できる程度にPV出力が得られたら再接続するような装置を工夫するようでしょう。 もちろん、そんなことをしなくてもチャージコントローラだけなら数日間は動作させられるようなバッテリ電力を保持しておけばいいのですが。 やむなく安定化電源で3A、10分ほど充電して端子電圧を上げ、土曜日のお日様で充電。 あれ? eTracerの時刻表示が狂っている。 どうやらeTracerはバッテリバックアップつきRTCは搭載しておらず、 時刻は内蔵マイクロコンピュータで計り、不揮発性メモリに最後に認識した時間を記録している様子です。 今回の場合は4日前の日付になってしまっていました。 午後1時、まだ20Ah程度しか吸っていないはずなのに、バッテリ端子電圧が15Vに達し、充電電流は2Aまで落ちました。 もったいないのでオーディオアンプ用に使っていたへたばり55B24をつないだり外したりしていたら、 充電動作がとまってしまいました。 あれれ? フロントパネルは応答しますが、まったく充電してくれません。 もしやと思ってチャージコントローラからバッテリを切りはなします。 が、eTracerは止まりません。 ソーラーパネルも切り離してダウンさせ、 バッテリをつないで再起動。 ソーラーパネルをつなぐと、正常に充電動作を始めました。 どうやら急激な負荷変動に対処しきれず、eTracerの内部でエラーが起きたようです。 フロントパネルの故障表示ランプは点かなかったし、エラーログも残っていませんが、 さっき秒まで正確にあわせた時計は10分ほど遅れていました。 エラーが発生して充電しなくなって以降、時刻管理ルーチンも動かなくなっていたようです。 やはり組み込みECUの初期品にはいろいろありそうですね。 その日の夜は、LED電球4個3.5Aで5時間とちょっと動作した後にバッテリ電圧は11.0Vを割り込み、 放電コントローラが出力を停止。 弱ってきたLONG WP50-12バッテリですが、一日晴れなら、夜に16Ahは出せる、というところですね。 バッテリが放電して定格負荷を動作させられなくなったあとに数日間悪天候が続いても、お日様が出たら自力で復旧できるようにしておきたいです。 月・火・水曜日が悪天候でも夜の照明は使えて、木曜日が晴れならば木曜日の夜は使える。 木曜日も悪天候だったら木曜用の夜はダメだけれど、金曜日が晴れならば金曜日の夜は使える。 ･･･といった感じにしたいです。 悪天候が何日続いても所定の負荷に電力を供給できるか、ということをオートノミー(autonomy)といいますが、 まずは上述のようにオートノミーは3日ほしいところ。 5日あれば二重マルです。 夜に48W 4Aの負荷を4時間使うとすれば、一日16Ah。 オートノミー3ならば48Ahとなり、これは50Ahのバッテリでは実用上無理ですので、すくなくとも80Ahのバッテリが必要。 オートノミー5ならば80Ahですから、100Ahクラスのバッテリでどうにか、ということになります。 100Ahバッテリを選んだとして、晴れが2日続けばフルチャージに回復したいと考えたとき、 1日の日射時間を6時間として、2日で12時間。 この12時間で1日目の夜の消費量16Ahも含めた116Ahを得るには、平均7.25Aの充電電流が必要です。 これはいま使っているパネルを角度をつけて取り付ければ実現可能に思えますが、 バッテリは充電した分を100%引き出せるわけではありません。 2日で100%SOCにしたかったら、パネルの増強も必要なようです。 2013-01-19 WP50-12完全放電でシステム停止、外部充電で再起動 2月08日、中央研究所に戻るとまたまた完全放電していました。 ACインバータを切らずにいて悪天候の日射不足が3日続くとダウンしてしまうようです。 土曜日は朝から晴れ。 老いぼれ55B24Rバッテリを並列につないでシステムを起動。 eTracerが充電を開始してすぐに外部バッテリを切り離しました。 しかしこのシナリオでは10.5Vを割り込む放電状態のバッテリを数日間放置してしまうことになるので、 寿命にも影響を与えてしまいます。 事実WP50-12の劣化は徐々に進んできているようです。 eTracerではうまく充電できないVoyagerは本当の非常用バッテリとしてとっておくことにして、 普段使いのディープサイクルをもうひとつ買うようかな。 2013-02-07 WP50-12完全放電でシステム停止、外部バッテリ接続で再起動 |
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そういえばLEDライトが点かないんだよね、とヨメが報告。
おいおい、もう日曜の夜10時だぞ。
早く言ってくれれば何とかしたものを。
リモコンの電池を入れ替えてみましたが、ダメ。
修理は来週だよ。 翌週は私がそのことを忘れていました。 やはり日曜の夜にチェックしてみたところ、 ACインバータで生成したAC100VはLEDライティングバーにつながる電源レセプタクルまできちんと来ています。 これはどうやらELPAブランドのリモコン式ライティングバーの故障だな。 5980円もしたのに、2年持たなかった。 同社の製品は最近ホームセンターの定番ですが、あたりはずれがあるようでいまだに信頼できません。 中華製といってもいいモノをつくるメーカーも出てきていますから、同じ中華品でも同社の取り扱うものなら安心、 と言えるようになればいいのですが。 もっとも、このライティングバーはACインバータ、特に初期は矩形波インバータを使っていましたから、 ボード上の電源回路がACインバータの電力波形を好きになれずに壊れてしまったという可能性もあります。 普通に商用電力で使っていたら永く使えたのかもね。 さらに翌週、修理にとりかかります。 修理といってもリモコン受信制御基板を正面切って修理するのではなくて、 リモコンボードをバイパスし、リモコン無しのライティングバーへのグレードダウンです。 バスバーとワイヤの接続はカシメで行われていて、再カシメは難しいつくり。 ので、半田付けで接続し、収縮チューブで保護。 当然のことながら、LED電球3灯の独立系リビング照明が復旧しました。 5980円のリモコンつきライティングバーは3980円のリモコン無し仕様になりました。 ON-OFFはパワーステーション (要するにバッテリとチャージコントローラとACインバータを設置したボックス) に取り付けてある個別配電スイッチで行います。 ま、普段はACインバータの本体電源スイッチで操作しておけばいいよ、とヨメとポゴに伝えておきました。 このACインバータにはアクセサリスイッチがあって、 電源スイッチをリモートに配置できます。 要望があればもっと便利なところに、たとえば普通の照明用スイッチを使って壁に組み込んだりすれば見栄えもいいでしょうね。 さて壊れてしまって取り外したリモコン制御ユニットですが、正直言うとリモコン送信機側の故障かもしれないのです。 基板には目立った焼けや変色はなく、部品もすべて外観は正常。 ちいさな整流ダイオード、ツェナーダイオードを使ったリレーコイル用定電圧回路、 ソケットに装着されたDIP 14ピンの制御IC EW78P153SPJと、それを動作させるための3端子レギュレータ。 制御ICは2SC945を介して10A容量のメカニカルリレーを駆動します。 どこが壊れたかわからないけれど、リレーあたりは取り外して再利用できるかな。 2013-02-17 LEDライティングバー点灯せず 2013-02-24 ELPA製リモコンつきライティングバーの故障と判明 2013-03-03 ELPA製リモコンつきライティングバー 制御回路撤去 ACケーブルをバスバーに直接接続 修理費用 0円 |
 The ELPA lighting bar did not turn on. The cause was a failure of the remote control unit (well, could be a failure of remote control transmitter, though). The remote control board was removed and the power cable was directly connected to the bus bar. |
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EPSolar社のウェブサイト
[外部リンク]
を見たら、いまだにeTracerの製品情報は掲載されていませんが、
3月11日にアップされた製品カタログにはeTracerが現れています。
それに、おおっ、テクニカルサポートページにeTracerのアップデートプログラムVer2.1がアップロードされていることに本日気がつきました。
さっそくダウンロードしてファームウェアのアップデートをしてみよう。 公開されたアップデートに含まれているドキュメントとユーザーマニュアルを参照すると、 アップロードはコントローラとPCをRS-232Cクロスケーブルで接続して行う、とあります。 ありゃ、これは手間がかかるな。 最近では家庭用途ではRS-232Cはほとんど使われず、RS-232Cインターフェイスを持つPCはほとんど売られていません。 そこでUSB-RS232Cアダプタを使うことになりますが、買おうにもちいさな電気店では売られていないでしょうから、 大型家電店やPCショップに行くか、通販で買わなくてはなりません。 だいいち一般ユーザはeTracerのためだけに出費するのをためらうでしょうね。 中央研究所には秋月電子通商FT232RL USB-シリアル変換モジュールがあり(以降USB-RS232Cアダプタ)、またちょうどよいクロスケーブルがありましたので、 これを使います。 組み込み機器の制御などでは、 正確な転送タイミングが得られなかったり、 またハンドシェイク線の制御が正確にエミュレートされていないなどの理由でUSB-RS232Cアダプタが使えない場合も多くあります。 eTracerアップデートももしそういったパターンであれば、RS-232Cをもつコンピュータを用意しないと。 そうなったら、モスボールしてあるNoobow8100 WindowsXPを再稼動させるのが一番簡単かな。 eTracerとワークベンチのNoobow9100DコンピュータはeTracerとちょっと離れていて、USB延長ケーブルを使わないとお互いをつなげられません。 これが使えれば便利だなあ、と、Noobow7200 Dell Latitude 10 Windows8 Professional でアップデートプログラムが動くかどうか試してみました。 秋月USB-RS232Cアダプタはデバイスドライバのインストールの必要もなくすぐに認識されましたが、 eTracerアップデートプログラムは"abort()が呼ばれた"というダイアログボックスを表示して失敗終了します。 WindowsXP SP3互換モードを試しても結果は同じ。 どうもWindows8では動作しないようですね。 最近Windows8のPCに買い換えたeTracerユーザさんは、気の毒ですが、Windows7でインストールしなおすか、 中古のWindowsXPコンピュータでも買ってきてください。 ヨメとポゴ用のNoobow8200 IBM ThinkCentre E60 Windows XP ProfessionalはeTracerに近いところにおいてあるので、 これを使うことにします。 まずは秋月USB-RS232CアダプタのためのFT-232RドライバとUSBシリアルポートドライバをインストールし、 ついでeTracerアップデートプログラムをローカルコピーしておいて、準備完了。 eTracerアップデートプログラムCLM3SProgrammer.exeを起動し、 秋月USB-RS232Cアダプタが割り当てられたCOM5を選びます。 ファームウェアファイルは2つあり、ドキュメントによればどちらを先にアップデートしても構わないとのこと。 そのほかは書かれている手順どおりにアップデートを行います。 アップデートツールの"Open"ボタンをクリックすると、ただちにシリアル通信線にネゴシエーション信号が連続して出力されます。 eTracerは起動したときにRS-232C通信ポートにこのネゴシエーション信号が入っていると、 通常起動ではなくてファームウェアのアップデート動作に移行するという設計のようです。 ファームウェアアップデートデータを受信している最中はeTracerのフロントパネルには何も表示されず、 全部転送し終わるとPC側には転送終了を示すダイアログが表示され、eTracerは通常動作を始めます。 USB-RS232Cアダプタと適切なクロスケーブルを探し、PCにデバイスドライバをインストールするなど、 準備の手間はそれなりにかかりましたが、アップデート手順は問題なく完了。 ところが。 eTracerが動作しなくなってしまいました。 eTracerは起動時の"Welcome! EPSolar"というスプラッシュスクリーンを表示したまま、何も起きず、 バッテリステータスLEDも点灯しないし、もちろん充電動作も開始しません。 キャリブレーションモードを呼び出すフロントパネルの隠し操作を行っても応答せず、回復の見込みなし。 eTracer Monitor機能のみならず、全ての機能を喪失。 アップデートプログラムにはあらかじめ現在のファームウェアをダウンロードして保存しておくといった機能はなかったので、 いままでのバージョンに戻すこともできません。 死んでしまった。 幸いなのは、アップデートプログラムには反応するようなので、 修正されたファームウェアファイルが手に入れば返品することなく修復は可能と思われます。 ひょっとしてこのファームウェアプログラムは本来ならば公開するには早すぎる試作品レベルのものだったのかもしれません。 あるいは他の特定のモデルにしか対応していない、とか。 ま、だったらxxxx専用とか書いておいてほしいな。 ･･･喜んで飛びついた私が悪かったのだろうか。 なんにせよ、人柱になってしまったのは確かなようです。 一般流通を始めて4ヶ月経つのに公式ウェブサイトに製品紹介が掲載されていないばかりではなく、 他にもいろいろと疑問点はあります。 製品がうまく動いていれば受け流すところではありますが、 実際に機能障害が起きてしまうと、どうしても気になってしまいます。 バージョン番号の不一致
ドキュメント記載内容との不一致
そもそもお粗末なのは
http://www.epsolarpv.com/en/index.php/Technical/dowmload となっています･･･フォルダ名をタイプミスしてるじゃん。 まあこれはウェブページオーサリング会社に外注しているのかも知れないですが、 これに気づかないままにいるというのはそもそも注意力の欠如というかなんなのか、トホホ状態。 eTracerは想像をはるかに超えて楽しめる製品のようです。 とりあえずeTracerを切り離し、ソーラーパネルをWelsee WS-C2415-10A PWMチャージコントローラにつなぎなおしました。 バッテリはLONG WP-50のままだし、システムは完全に第1世代の構成に戻ってしまいました。 ベンダさんと連絡ののち、eTracerは調査のために返却。 さあて今後どうなる。 参考に、犯られたときの使用ファイルは以下。
http://www.epsolarpv.com/en/uploads/news/201303/1362964340292840.zip
V2.1 eTracer update software
2012/08/30 14:53 6,309,376 CLM3SProgrammer.exe
2013/03/08 11:27 165,884 Display-Ver2.2.Lof
2013/01/25 15:27 25,415 ET_charge_V2.2.Lof
2012/12/06 14:30 48,640 instruction .doc
2013-03-20 eTracer ベンダに発送 |
 Although the EPSolar website still does not have the eTracer listed in their product page, a firmware update files are now avaiable in the download page. With a big anticipation of the eTracer regaining the network monitoring capability, a firmware update was performed. Updating the firmware of eTracer is done via RS-232C connection. Recent PCs do not have COM port anymore, therefore a USB to RS-232C adapter shall be used. In our case Akizuki FT232RL USB-Serial Conversion Module was used, together with a DSUB-9 female-female cross cable found in the lab's storage room.   The update program ran smoothly on Windows XP. ( It won't work on Windows8.) The result was, however, nothing but disastrous. The eTracer does not startup, only showing a splash screen of "Welcome" EPSolar" on its LCD screen. It never responds to the front panel keystroke. LED does not illuminate, and of course, there is no charging action taking place.  The eTracer has been removed from the system and the PV panel is now connected to the older PWM charge controller. All of the 2nd generation investment is no longer contributing to the lab's off-grid power system. After the communication with the vender was made, the doomed eTracer was sent back to them for investigation. |
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ベンダさんがテストしてみたところ確かにeTracerは起動せず状態ではあったものの、
ベンダさんがファームウェアを書き込んでみたらなんと復活!!
1週間でeTracerはラボに戻ってきました。
そんなあ、やはりどこか私の作業に間違い、あるいは不適切なところがあったということなのでしょうか。
もうすこししつこく試せばよかった。
そうすればどこが悪かったのかが判明したかもしれなかったのに。 返却されたeTracerはたしかに正常に動作しています。 返却された時点での内蔵クロックのカレンダーは、起動不能になった3月17日を示しており、 イベントログもそのまま内蔵メモリに残っていました。 すると、ファームフェアをアップデートしても内蔵メモリの動的パラメータは消えないということです。 これではeTracer Monitorの復活は望み薄か。 試すと、やはりeTracer Monitorは最初の画面が出るのみでログインできません。 もっともこれは依然としてラボの環境に問題があって、eTracerは無実なのかもしれません。 ともあれeTracerは再稼動開始。 でも今日は、残念、うす曇。 一日の出来高はわずかに46Whでしかありませんでした。 2013-03-27 eTracer 修理完了 2013-03-29 eTracer 再稼動開始 |
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中央研究所のデスクトップコンピュータNoobow9100Dは商用AC100Vで動作させていますが、
ミニオーディオアンプとして使っているElekit EL-559は独立系ソーラーパネルで作った電力で動作させています。
独立系バッテリを使い切ったときに音が出なくなるのも困るので、こちらはさらに老いぼれB24バッテリをサブバッテリとして使い鳴らしています。 しかしコントロールアンプとして使っているAudio Technica AT-MX33ミキサは、電源としてDC15Vが必要。 電源コネクタは旧タイプのφ5.5DCジャックで、アウターポジティブ。 AT-MX33用純正ACアダプタは非安定タイプであると見えて、無負荷出力はDC20Vも出ています。 AT-MX33をバッテリ電源で試してみると、12Vでも鳴らないことはないのですが、すでに出力はクリップし始めており、実用に適しません。 11Vまで電圧が落ちると音が出なくなってしまいます。 これをサブバッテリで動作させたければ、DC-DCコンバータを使って昇圧させてやる必要があります。 で、ラボをちょっと片付けたら、DC12VからDC±15Vを生成するDC-DCコンバータモジュールの新品が出てきたので、これを試してみます。 これはすでに廃品種になった、 COSEL [外部リンク] のZW101215。 出力は350mAまで流せます。 みのむしクリップで配線してみると、おお、外付け電解キャパシタなどを使わなくても再生音へのノイズ混入などなく、具合よく動作し始めました。 このDC-DCコンバータは、無負荷時にも入力電流が100mA流れています。 コンバータ自体の消費電力が1Wとちょっとある、ということ。 AT-MX33の消費電流は100mAなので消費電力は1.5Wというところですが、 バッテリ電圧12Vのときはコンバータへの流入電流は230mAで、2.78Wを消費しています。 ので、この場合のエネルギー変換効率は53%ということになります。 DC-DCコンバータ自体は触れないほどではないにしろ熱くなりますから、 ちょっともったいないなあ。 5月12日の日曜日はよく晴れましたが、独立系の出力は14Wまでと振るわず。 これは入射角が高すぎるため。当然だな。 垂直設置のパネルではお日様が低い冬のほうが高出力です。 |
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ワークデスクのデスクランプのLED球を交換。
取り外したLED灯は第3研究所で再利用。 今度のは消費電力9,8W、830ルーメンのコメリインハウスブランド品の白色灯。 いままでのものよりもずっと明るく、作業しやすいくっきりした色です。 ただしバッテリ消費はいままでよりも大。 夏場は入射角が高すぎて収支はよくありませんでした。 そろそろ独立系のパネル増強を本気で考えだそうか。 2013-08 LEDランプ交換 |
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1週間天気がよくて、バッテリはフルチャージ状態。土曜の午前は15Vを超えてもバッテリの充電電流はわずか。
これではもったいないので、AC DELCO Voyagerバッテリを充電することにします。
ソーラーパワーからインバータで作ったAC100Vで菊水PAB32-2A安定化電源装置を定電流動作させて充電。 メインバッテリを放電させない、つまりチャージコントローラ出力電圧が13.5Vを下回らないようにするには、 充電電流を1.3Aに抑える必要があります。 このときチャージコントローラの出力電流は5.8A。 ソーラーパワー出力のうちバッテリに入るのは約1/4でしかなく、約3/4はインバータと安定化電源装置で熱になっていることになります。これはもったいないなあ。 でも70%程度まで充電できているVoyagerは15Vではほとんど充電できませんので、チャージコントローラ直結ではソーラーパワーはどみち全部無駄になるわけですし。 今回使っている菊水PAB32-2A安定化電源装置はシリーズパス型。 シリーズパス トランジスタで20V落として15V・1.3Aを取り出しているとすれば、20V x 1.3A で26Wを電源装置内部で消費しなくてはなりませんから、効率は悪くて当然です。 さすがにこの方法を常用するのは賢くありません。 チャージコントローラの出力、充電動作中のバッテリ母線電圧の約13.5〜15Vを入力とし、Voyagerをフルチャージするための15.5〜17.5Vを作り、定電流動作ができる、 効率のそんなに悪くない電源装置があればなあ。 ラボには他にもスイッチング式安定化電源装置がありますが、この用途専用にしておくつもりはありません。 ラボの在庫部品で簡単に作れそうな、専用の装置を検討してみよう。 定電流定電圧制御には、組み立ててから10年が経った 秋月の鉛バッテリ充電コントローラ を使えばいいでしょう。 あるいはそれをベースにして新規にこしらえてもいいな、LM723なら2個在庫しているし。 LM723を使ったチャージコントローラは要するにシリーズパス型ですから、 スイッチング方式ほどの効率は期待できません。 それでも効率よくしたいなら、シリーズ･バスの入力と出力電圧の差を少なくしてやる必要があります。 Voyagerのために16Vでアブソーブ充電をするなら、シリーズパス入力は18Vとすればいいでしょう。 18Vで3Aくらい取れそうな電源トランスはないかなあ。 安定化電源装置でVoyagerを充電したまま、2時間ほどで戻ってくるつもりで食事に出かけました。 でも予定していた焼き魚弁当定食がおいしい喫茶店はお休み、足を伸ばして手ごろだけど品の良い日本料理店でランチ。 せっかくなので見せたことのなかった多胡碑をポゴに見せて、多胡碑記念館を見学。 ついでにお買い物をして帰ってきたらすっかり真っ暗、メインバッテリが放電しきってWelsee放電コントローラがトリップしていました。 メインバッテリからVoyagaerにエネルギーを移し変えた格好です。 でも移し換える際にその3/4は電源装置で熱に化けてしまいました。 まあごくわずかだけど部屋を暖めておいてくれたと考えればいいか。 ジャンクパーツの中にタムラ製の電源トランスが2個。 特注品と見えて、巻線定格が表示されていません。 まずはこのトランスの素性を調査。 そのためのテストシャーシを、部品箱の整理をしながらのんびり準備して日曜日を過ごしました。 2014-01-18 Voyager充電 2014-01-19 タムラPEE型電源トランス調査開始 |
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秋月の鉛バッテリチャージャ
はどういうわけか第3研究所のパーツボックスに入っていました。
はて、どうして持っていったんだろう、なにか充電しようとか考えたのかな。 この基板には整流・平滑回路はつけていなかったので、小さいものをひとつつくりました。 部品取りジャンクのユニバーサル基板をノコギリで切り出し、古いはんだを取り除き、整流用ダイオードを4つと電解キャパシタを取り付け、できあがり。 100円ショップ書類整理箱を使ったテストシャーシにおいて、 ACケーブル、電源スイッチ、ヒューズを配線。 いよいよAC100Vを投入してみます。 トランスの各巻線の整流・平滑出力電圧は次のようでした。 つづいて秋月チャージャをつないでテスト。 しかし秋月チャージャは、電圧設定トリマVR2をどう回しても出力電圧は13.3V以上になりません。 回路図と723のデータシートを参照して、そうか、こりゃ改造が必要だ。 秋月チャージャでは、出力電圧を7.5kΩの抵抗2本で半分に分圧して誤差増幅器の反転入力 (4ピン) に入れています。 いっぽうの非反転入力 (5ピン) は、723のリファレンス電圧出力 (6ピン) をトリマで分圧したものを入れています。 723内蔵のリファレンス電圧は7.15Vですから、どう調整してもリファレンス電圧の倍の出力電圧は出ないわけです。 ので、出力電圧の分圧抵抗のうち1本 (R5) を、オリジナルの7.5kΩから22kΩに換えました。 これで、リファレンス電圧の4倍までは出るはず。 22kΩを使ったのは特に意味はなく、手近に転がっていたからというだけ。 出力を18V以上にするのは今回の目的からすると危険ですから、 正式に組み上げるときは見直し要。 このチャージャには電流検出抵抗として1Ωと5Ωのセメント抵抗が付属していて、ビルダが目的に応じて選択して組み付けます。 当初は自転車のハロゲンヘッドランプ用バッテリを充電するのが目的で、420mAの定電流制御を狙っていましたので、 電流検出抵抗は5Ω品を取り付けていました。 今回は2A程度までの出力を狙いますので、1Ωのものに交換しました。 秋月チャージャはたぶん10年ぶりで動作し始めましたが、残念、タムラの小型トランスで得られるVoyager充電電流は1Aといったところでした。 まあトランスのサイズから想像できてはいたことですけどね。 800mAで2時間ほど充電したら、トランスは相応に熱を持っています。表面温度で50℃くらいかな? バッテリチャージャ用には無理がきついようです。 はて、別のトランスを試すか、それともいっそ新品を注文しちゃおうか? トランスをどうするかもさることながら、単なるAC100Vからのチャージャをこしらえるだけでいいのかな? 商用電源で充電する非常用電力として考えるならそれでいいけれど、 独立系システムのメインバッテリがフルに近いときだけ充電するソーラーパワースピルタンクとして使いたいなら、充電開始・中断を自動判断する仕組みを考えておくべきです。 そうすれば平日の余剰発電電力を週末に使うということができるでしょう。 あるいは、独立系システムのメインバッテリは使いきり運用を主体とした照明系用とし、Voyagerはふだんはほぼフルを維持するオーディオアンプとか実験試作回路用とかの研究開発用という分け方もありそう。 どうせならVoyager側をサブシステムと見立て、ほかにもいろいろな機能を拡張しうるようにしておくとか。 そこまでしなくても、Voyagerのコンディションをモニタするための電圧計・充放電電流計とか、いろいろアイデアが浮かんできます。 2014-01-25 タムラトランスと秋月チャージャを試す |
Secondary Windings
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ずいぶん前秋葉原ロケットで買ってあった24V電源トランスを試します。
今まで試していたタムラよりもちょっとだけ外形が大きいから、もうちょっとパワーが取れるかな。
試してみると、2.5A以上の充電電流が得られます。
これはいいかもと思ったとたん、ACインバータが過負荷警告ブザーを鳴らしました。
あれれ?
あわててトランス入力のAC100V電源スイッチOFF。 調べてみると、整流ボードのダイオードがショート故障しちゃってました。 これは仕方ないな、たまたま使った1N5818は順電流1A・逆耐圧30Vの低圧小電流整流用ダイオードなのでした。 在庫部品に4A程度流せる整流用ダイオードがないか探しましたが、 適当なものが見つからず。 Noobow8000のジャンクAT電源基板 に使われていたのは4本の2A05。 これは2Aクラスです。 テストとはいってもちょっと余裕はないな。 |
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Voyager充電器バラックは、2014年03月23日に埼玉支部のハムの集いで整流ダイオードブリッジを入手してからも5ヶ月近くほったらかしでした。
ということは、バッテリは7ヶ月も放置だったわけだ。
Voyagerは自己放電が少なくて長期保管ができるといっても、ちょっと長過ぎるな。
比重インジケータはまだ緑ボールが見えていましたが。
で、夏休みにベンチの片付けをしながら充電器バラックに整流用ブリッジを組み込みます。 ブリッジは3種類、計5個買いましたが、いずれも取り外しの中古部品。 4つは25A級だったので、Voyager充電器には15A級の 新電元 D15XB80を選んで取り付けました。 が、安定化回路出力は5Vに達していません。 整流ブリッジ出力も5Vです。 ダイオードを外して サンワU-70Dアナログテスタ であたると、 ブリッジを構成している4本のダイオードのうち2本がショート故障の症状を呈していました。 ジャンク扱いの1つ120円の中古部品だから仕方ないね。 つぎに3個ある新電元D25XB60のうちひとつを選んでテスタで見ると、内部の4つのダイオードのすべてが正常。 これを組み込みました。 安定化回路は元気なDC30V。 あれっ? 30Vとは出過ぎだな、17V程度に調整してあったはずなのに。 時間が経っているので配線も回路構成も忘れてしまい、回路図を引っ張り出してチェック、ああこれが外れていた。 正常に動作しはじめた秋月AE-723ボードを再調整し、 無負荷時出力をVoyagerのアブソーブ充電電圧16.0Vにあわせました。 AE-723キットに付属していたパワートランジスタは2SD1773、中速度スイッチング用NPNダーリントントランジスタで、コレクタ電流は8A取れます。 十分な余裕。 それでもシリーズドロップとして2A程度を流すとそれなりに発熱しますから、 取り外し品の80mmファンを隣においてヒートシンクを空冷しテストを行います。 長期間放置してしまったVoyagerは、充電電圧13V以下で2A程度を吸い込みます。 6時間ほど経った時点では15.0Vで1.5A程度。 バッテリ端で計った充電電圧が安定していないのは、電源回路とバッテリとをつないでいる配線に一部細いものが含まれているためです。 AE-723からは正確に16.0Vが出ています。 おおむねこれでOK、上限16.0Vで2A取れる充電装置ができました。 ただし、AE-723キットに付属のパワートランジスタ2SD1773では2Aを連続で出力するにはかなりしっかりと放熱しないといけません。 ケースに組み込んで実用機とするには、ひとまわり大きなパワートランジスタ、たとえば2N3055を使うほうがよさそうです。 さらに、充電装置からバッテリまでのケーブルが十分には太くないので、 電源装置の出力を16.0Vにセットしておいてもバッテリ端では15.0Vとすこしにしか上がりません。 太いケーブルを使えばいいまでの話ではありますが、 電圧検出はバッテリ端から行うように改造したほうがいいかもしれません。 でもなあ、メインバッテリからつくったAC100Vでこのシリーズドロップ電源装置を使ってVoyagerを充電するのではエネルギー効率は悪過ぎるなあ。 Voyagerは非常用の待機バッテリとして使い、その充電は商用電源から行う･･･というコンセプトならこれで完成ですが、 ソーラーパネルの発電余力でVoyagerの充電を行いたいと考えるなら、やはりスイッチング式のアップコンバータを考えるべきだなあ。 2014-08-16 Voyager充電器バラック試用 2014-08-17 Voyager補充電 さてオフグリッドソーラーパワーシステムのほうですが、 ほぼ3年半を経過して弱ってしまったバッテリでひきつづき使っています。 ポゴとママは平日夕食時の2時間ほどLED灯を使っているようですが、 夏場はお日様が高くて壁に垂直のパネルでは発電量不足でバッテリのSOCは低いまま。 ラボのデスクライトや半田ごてを動作させる余裕はなくなってきています。 |
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1ヶ月近くの海外出張から中央研究所に戻ってみると、オフグリッドが完全停止状態でした。
バッテリが放電してチャージコントローラも動作できないほどだったのか。
別のバッテリを並列につないでスタートさせ土日を過ごしましたが、
ジャンプバッテリを切り離してみると途端にシステム停止。
見てみると、Long WP50-12バッテリは開放端子電圧が8Vほどしかなく、14Vで充電してもほとんど充電電流が流れてくれません。
ああ、完全に終わってしまった。 なので、100AhのGEL式ディープサイクルバッテリを発注しました。 質量が30kgを越えていますので、設置するときに腰を傷めないといいけれど。 2014-12-13 LONG 12V100Ah GEL式バッテリ LGK100-12N 27,500円 発注 |
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