ジムニー搭載のソーラーシステム概要とサブバッテリー使用可能時間など

こんにちは。からあげです。

 

ここ最近集中して取り組んでいたジムニーへのソーラー発電システムの搭載。一昨日ようやく完成して、今現在は太陽光を受けて順調にシステムが稼働している。
この機会にジムニーに搭載したソーラーシステムについて詳しく説明しよう。

 

ソーラーシステムの解説

システム結線図

ソーラーシステム概要

今回組んだシステムは、メインバッテリー系統とは完全に独立している。
ジムニーのルーフに設置したソーラーパネルで発電した電気はチャージコントローラーを介しサブバッテリーに充電される。
直流を交流に変換するインバーターは出力が大きいのでサブバッテリーから直にとっている。

それではこれから各パーツを個別に説明してゆこう。

メインバッテリー

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型式 55B24R
容量 36Ah(5時間容量)
寸法 238×128×202mm
重量 11.5Kg

バッテリーから伸びる極太ケーブルは、以前900wのインバーターを接続していたブースターケーブル。今現在はサブバッテリーとインバーターを接続する線として使用している。

 

補充電用ソーラー充電器

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セルスター SB-300
充電電流 30mA

短距離走行や運転しない日が多い場合に役立つ。天気のよい日に充電してくれてバッテリー上がりを防いでくれる。青空駐車の場合に有効。

 

ソーラーパネル

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品番         FS-M50-36
セル種類       単結晶
公称最大出力     50W
公称最大出力動作電圧 17.5V
公称最大出力動作電流 2.85A
過電流保護定格    10A

外形寸法       611×534×25mm
公称質量       3.8kg

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厚さ25mm 重量3.8Kgの軽量コンパクト設計のソーラーパネルで小さなジムニーに合う。

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パネル裏面から出力コードが伸びる

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電気コードの先端にはMC4コネクタが取り付けれている。

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サブバッテリー

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発電した電気を蓄えるもの。自動車用のスターターバッテリーとは異なり、ディープサイクルバッテリーは繰り返しの充放電に耐えられる性能をもっている。キャンピングカーに最適。

G&Yu(ジーアンドユー) SMF 27MS-730
容量 105Ah(20HR容量)
重量 22kg
寸法 長さ304 x 幅173 x 高さ225 mm

 

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上面の様子
重量があるので取っ手があるので助かる。

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+-各端子は2個づつ
右のネジを切ってある端子は蝶ネジで端子を取り付けることが出来る。

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インジケーター付き

開放型のとは異なり密閉型のバッテリーでは比重を測ることが出来ないのでインジケーターで大体の残量が分かるようになっている。

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側面の様子

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左右側面上部にはガス抜き穴が設けられている。
エンジンルームなどに設置する場合は二箇所とも開放し、車内などに設置する場合は片方を塞いてもう片方にガス抜きホースを取り付け充電中に発生するガスを車外に排出するようにする。

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ガス抜きホース取り付けの様子
キャンピング、マリンレジャーシ用のSMFシリーズには、別売りでガス抜きホースが設定されている。
車内に設置する場合に必要。

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チャージコントローラー

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独立蓄電型太陽光発電システムで用いられる。電気の充電・放電をコントロールする機械。

ソーラーパネル用充放電コントローラー

PWM制御方式
型式 FS-SJC10A
システム電圧 12V/24V
定格最大入力電流 10A
定格最大制御電流 10A 
寸法 140×89×27mm
重量 250g
逆流防止、過充電防止、放電防止、オーバーロード・ショート保護機能付き

 

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入出力電線の様子

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厚さ27mmのコンパクトですっきりとしたデザイン

自己消費電力が少ない簡素な表示のタイプでPWM制御(パルス制御)方式の安価なタイプを購入した。

 

インバーター

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直流を交流に変換する装置で車内電源をとる際に必要な機器。

入力電圧    DC12V
出力電圧    AC100V
定格出力    900W
瞬間最大出力  2000W
出力周波数   55Hz(50/60Hz表示機器使用可能)
出力波形    調整矩形波
電源入力方式  バッテリー接続
待機モード時消費電流 10mA
保護回路 低電圧入力保護回路・高電圧入力保護回路・出力過負荷保護回路・出力短絡保護回路・高温保護回路・逆接保護回路
USB出力    DC5V 2.4A
USB端子形状  Aタイプ
本体サイズ  178×266×84mm
本体質量   1,540g(付属コード含まず)

豊富な保護機能と液晶画面にバッテリー電圧と消費電力が表示される優れもの。

 

バッテリーの充電日数と使用可能時間

今のところノートPC、スマホ、デジカメ、エネループ、髭剃り機のみの使用となる。
AC電源で充電が必要な機器はノートPCで消費電力は20W。毎日ブログ更新するために絶対必要。

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車内でノートパソコンを効率よく使うためにDC-DCコンバーターを取り付けました。 車にソーラーパネルを付けていますが、パソコンの電気使用量が多くて発電が追いつきません。 インバーターを介さずに効率よく電気を使うようにします。

 

バッテリー充電日数 

ソーラーパネルの最大出力は50W。気象条件とパネルの汚れを考慮してパネルの効率を80%とすると40W相当になる。
チャージコントローラーの変換効率は80%日照時間を1日3時間

 

計算式

50W×0.8×0.8×3h=96Wh

一日で96Whを充電可能。

12Vに変換すると96Wh÷12V=8Ah

容量105Ahのバッテリーをフル充電するのに必要な日数

105Ah÷8=13.125

約13日

 

バッテリーの使用可能時間 

容量105Ahのバッテリーの使用可能な量を80%とすると84Ah相当となる。
インバーターの変換効率は80%として計算。

計算式

ノートパソコン20W÷12V=1.66=約1.7A

84Ah÷(1.7A÷80%)=84Ah÷2.1A=40h

40時間

 

まとめ

今回搭載したソーラーシステムでサブバッテリーをフル充電した場合

ノートパソコン 40時間使用可能

空のサブバッテリーをフル充電するまでに必要な日数

フル充電に要する日数 13日

ということで意外とバッテリーの充電に時間が掛かる。これまで同様に電気を節約して使用する必要がありそうだ。
自分のイメージでは晴れの日が3日続けばフル充電出来ると思っていた。
パソコンを連続して何十時間も使用することはないので、これくらいの規模のシステムで十分だと思う。

ちょっと計算のし過ぎで頭がショートしたので、これでおしまいとする。
ふぅ~疲れた。

コメント

  1. takaじい より:

    バッテリーの充電日数と使用可能時間(2015/4/24)

    ソーラーパネルとコントローラー、サブバッテリーによる「独立系発電蓄電システム」の構築について、具体的な実践例をありがとうございます。勉強になります。
    ジムニーの中で、電力負荷が軽い電気製品等を使用する、バランスのとれた蓄電システムが出来上がりました。

    • karaage より:

      このソーラーシステムだとバッテリーに満充電してくれません。
      取り付けたばかりのころは良かったのですが、今ではノートPCを使うと直ぐに電圧が下がってしまいます。
      バッテリーが劣化しています。

      北海道から戻ったらソーラーシステムの手直しをしますので、また見に来てください。

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