非常用電源システムの動作について、調べています。
12/11/18 21:40 測定
DC電源 31.48V 電流制限回路 30.88V 0.59A バッテリー 27.79V 0.53A インバーターON負荷なしの条件
ここで、停電を模擬して、非常用電源装置の試験をしてみました。
12/11/18 夜21:50
分電盤のところに設置した切替スイッチで、非常用系統へ切り替えを行う。 リビングTV,照明（白熱灯など含む）,給湯器, 浄化槽ポンプ, インターネットルーター等が非常用の系統に切り替わる。
消費電流は非常用全体で 100V 5.6A程度。非常用の系統につけたブレーカーは15Aだったかな？OK。
装置のインバーターは転換スイッチ付きなので、この段階では、商用からバイパスされている。
停電を模擬するために、インバーターへの商用電源入力を断。
バッテリーからに切り替わり、インバーターへバッテリーからの電流 23.6-26.1A 流れる。 このとき、バッテリー電圧 24.6Vに低下。
インバーターのファンがガンガン回って一生懸命電力を変換しているような感じでした。
バッテリーへの充電は活かしたままなので、バッテリー充電に2.6A 流れている。
停電終了させる。
バッテリー電圧は、25.3V 程度に戻る。
チャージャーの充電を切っても、25.5V程度であまり変わらない。負荷が減ったのでゆっくりとバッテリー電圧が回復しているようだ。
試験終了。系統切り替えスイッチを元に戻す。
インバーターの効率ははっきりとはわかりませんが、85%程度？まあまあ、よい。
電流を少しでも減らすために24V系でシステムを作りましたが、それでもやっぱり電流はたくさん流れるなあ。バッテリーが115AHのものを2並列なので、0.1C程度の放電率ですが、定格容量は20時間率(=11.5A程度の放電）なので、その約２倍の放電率ですね。まあまあ厳しい条件です。
ソーラーパネルによる充電はせいぜい12A程度だと思うので、今回のような条件でバッテリーを放電しながらだと、ソーラーパネルに太陽の光がフルにあたっていても、蓄電池は放電を続けるということですね。
というわけで、これは、あくまで非常用として使わないといけないです。
非常用電源装置の製作（その？）
今、太陽熱温水器と独立型太陽光発電と非常用電源装置を組み合わせたようなものを作っています。
非常用電源装置は、鉛蓄電池からインバーターを通じて１００VのAC電源をつくります。
鉛蓄電池は、太陽光パネルからの電力で充電するのですが、MPPT型のチャージコントローラー(Sunsaver MPPT)を昔購入していたので、それを使って充電します。
製作はかなり前に始めていましたが、ちょっとした問題があったため、その解決のために完成にかなり時間を要してしまいました。
その問題というのは、インバーターやチャージコントローラーの待機電力の問題です。
インバーターが待機電力を食うので、鉛蓄電池を充電しておかなければ、電池が空になってしまいます。
ソーラーパネルはその充電のためにあるのですが、ソーラーパネルだけでは少し心もとないです。前に、充電が不十分で電池を過放電させてしまったことがあるため、今回は、充電が不十分な時に、商用電源から充電をしておく必要があるとおもいました。
商用電源からの充電は、ソーラーパネルと並列に、DC電源をMPPTチャージャーに接続することで、擬似的なソーラーパネルのように扱って、MPPTチャージャーに統一して充電の面倒を見てもらうことにしました。
MPPTチャージャーにDC電源をつなぐときは、電流の制限をする必要があります。そのため、電流制限回路を作り、DC電源とMPPTチャージャーの間に挟みました。ソーラーパネルと電流制限回路の出力はショットキーダイオードを挟んで並列つなぎしました。
電流制限回路は、PCH MOSFETを使ったものですが、人の作った回路をそのまま拝借しました。
回路はこんな感じです。
電流制限抵抗は、DC電源（蓄電池が24V系なので、30V程度の出力が必要）をパソコン用のいらないACアダプターを直列にして作った関係で、2A程度しか取れないので、とりあえず0.3オームとして、2A程度に制限するようにしました。
あとで様子をみて、もっと容量の大きいDC電源を用意したときには、電流制限抵抗を小さくすればよいです。
最初に、電流制限装置の動作を試験するために、回路の出力を直接蓄電池につないでみました。
DC電源の出力 31.19V 電流制限回路出力 26.7V 2.08A
電流制限抵抗0.3オームの電圧 0.617V
蓄電池の充電が進むと出力が28.3V 1.96A -> 28.7V 1.93A と変化しました。
問題なし。
次に、MPPTチャージャーを経由した接続に変えて、動作させてみました。
DC電源の出力 31.26V
電流制限回路出力 30.3V 1.48A
(0.3オームとMOSFETとショットキーダイオードが間に入っているので、妥当）
MPPTチャージャーのバッテリー接続 28.54V 1.58A （MPPTがちゃんと動作しています）。
インバーターの待機電流 0.33A (9.4W!)
ためしにインバーターをOFFにしたときの動作も見ておきます。
MPPTチャージャーのバッテリー接続 28.53V 1.14A
この時電流制限回路の出力 30.54V 1.15A
うまく動作しています。
よさそうなので、しばらくこれで電池を充電しておきます。
ソーラーパネルはまだ接続していません。配線の引き回しを日が沈む前にしてしまいたかったけど、間に合わなかったのでまた今度。