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ソーラー発電&サブバッテリー初期構築～メインバッテリー自動連係まで

まとめ記事

ソーラー発電&サブバッテリー初期構築～メインバッテリー自動連係まで

2020/05/30 9,994

今まで整備手帳に掲載したソーラーパネルとサブバッテリーの搭載から、メインバッテリーとの完全自動連係回路構築までのまとめになります。 ※注意事項この内容は当方の実験結果をもとに掲載しているだけで、類似構成を組んでも同じ結果になるとは限りませんので、参考にされる方は自己責任を承知の下で実行をお願いします。特に、ソーラーパネルとチャージャーコントローラーの違いにより動作が異なることが予想されます。

ソーラー発電化計画その①　ベースキャリア自作

ソーラーパネルを架装するためのベースキャリアを自作しました。ソーラーパネル含めて地上高2m5cm以内に収めたかったため自作しました。

出典：ムーミンパパパさん
ソーラー発電化計画その②　ソーラーパネル架装

昨日完成したベースキャリアへソーラーパネルを架装しました。実はベースキャリア作成に2週間前から試行錯誤していたため、パネルはしばらく物置で眠っていました。 Renogy製の100Wパネルを2枚載せました。 ※楽天マラソン中に購入したため、2枚で送料税込み、ポイントマイナスで実質\16000程度で購入できました。

出典：ムーミンパパパさん
ソーラー発電化計画その③　配線及び電装系接続

その③で暫定完成になり、まず完成系の写真掲載します。今後、MPPTチャージャーコントローラーと走行充電用アイソレーター、昇圧器を導入予定ですが、とりあえず格安型(PWM)のチャージャーコントローラーで今夏をしのぎたいと思います。

出典：ムーミンパパパさん
サブバッテリー用チャージャーコントローラー交換

サブバッテリーをソーラーパネルから充電するためのチャージャーコントローラーを交換しました。理由はディープサイクルバッテリーを100%満タン充電するためです。ソーラーパネルは慎重に選定しましたが、サブバッテリーはあまり深く考えずに皆さんがよく利用しているACDelco Voyagerを安易に選定したために、充電電圧が最適でないためです。交換前のものは何ちゃってMPPTで実際はPWM式で充電圧調整も不可能な安価なものでした。交換したものは充電パラメーターを調整可能で製品サポートと品質が良さそうなRENOGY Roverシリーズ20Aを選択しました。

出典：ムーミンパパパさん
サブバッテリー　ソーラー/走行充電、負荷給電半自動切替

雨、曇天時にソーラー充電から走行充電への手動切り替えと、負荷の給電を走行時にサブからメイン(ダイナモ)へ自動切替する仕組みを実現できましたのでアップさせていただきます。

出典：ムーミンパパパさん
ソーラー&サブバッテリー充電回路改善準備

サブバッテリーの充電をソーラーパネルメイン、曇天&雨天時に走行充電へトグルスイッチにより手動切り替えで運用しているのですが、この切り替えを自動化するための準備として、電流見える化するためにクランプメーターを用いて確認しました。ソーラーパネルからチャージコントローラーへ接続しているプラス or マイナスどちらか片側のケーブルをクランプメーターで挟み確認しました。コントローラー1.82A、クランプメーター1.57A表示しています。少し誤差ありますが、クランプメーターをもう少しケーブルに直角に当てれば誤差小さくなります。曇ってきて、ソーラー発電されていない状態ではほぼ0Aになりましたので想定通りです。

出典：ムーミンパパパさん
サブバッテリーからメインバッテリー充電

新車から2年経過したらバッテリーがへたって来たようなので、いつもお腹一杯のソーラー+サブバッテリーから、充電出来るように回路変更の実験をしてみました。この写真は実験結果ＯＫ!の状態です。

出典：ムーミンパパパさん
サブバッテリー充電回路改善作業完了

今までソーラー充電と走行充電を手動切替していたのですが、この自動化と停車時のメインバッテリー補完充電するための回路改善作業が完了しましたので、簡単に報告させていただきます。

出典：ムーミンパパパさん
メイン&サブバッテリー充電回路調整作業

地味な作業ですが、先日完成したソーラー&走行充電併用回路と、駐車時メイン充電回路を電圧調整しましたので報告させていただきます。 1週間晴天時と曇天時のソーラーパネルの電圧変化とサブバッテリー(ACDelco Voyager)の充電電圧仕様を鑑みて、DC-DCコンバーターの出力を16vにボリューム設定し、ダイオード電圧降下分を差し引いた15.5vまではソーラーパネルから充電し、ソーラーが15.5v以下になると走行充電されるようにしました。また、駐車時のメインバッテリーへの充電電圧が毎朝最大15.4vまで上昇していることが判明し、切り分け調査した結果、このチャーコンの動作仕様によることがわかったので、安全対策しました。メインバッテリーもこのチャーコンで充電時は入力側電圧であるサブバッテリーと同じ電圧になり、電流のみ制限されていました。朝方Boost時に15.4vまで上昇してしまいますので、ダイオードを噛まして0.5v低下させ、最大14.9vまでで制限させました。これで安心して長期運用できそうです。

出典：ムーミンパパパさん
サブバッテリー&充電回路ボックス仕上げ作業

充電回路が完成したので、回路保護とバッテリー固定具を簡単に作成してみました。有り合わせのもので作成したため、見た目はちょっと?ですが、まあ、実用上問題ないので大目に見てください。

出典：ムーミンパパパさん
ソーラー走行充電自動切替回路動作確認　【最終版回路図あり】

先日完成したサブ&メインバッテリーのソーラー走行充電自動充電自動切替動作をテスターを用いて動作確認しましたので、詳細な動作結果を報告させていただきます。尚、本結果はあくまでも本構成で用いた機器構成での結果になりますので、他の車種、他の機器を用いた場合は同じ結果になるとは限りませんので、このことを理解したうえで参考にしていただければと思います。当方も、何度かトラブルに見舞われ、いくつかの機器をゴミと化してしまいましたので、参考にされる人は自己責任でお願いします。

出典：ムーミンパパパさん