これまでも太陽電池とバッテリーでリビングの照明にしていたのですが、バッテリーが寿命になったのでポタ電に変更しました。
仕組み
これまでの仕組み
こちらが、ベランダの屋根の上に設置してある太陽電池です。もう10年以上経っていて汚れてはいますが、今でも発電できています。
これまでのシステムでは、12Vの太陽電池を2個直列にして24Vとし、24Vのニッケル水素充電電池に電気を蓄えていました。その電気で24Vで光るように改造したIKEAの99円LED電球を点灯させて、リビングの照明にしていました。
以前の電球を改造した記事はこちらです。
このシステムで使っていたニッケル水素充電電池は約10年くらい使っていて、ほとんど充電できなくなってしまいました。そこで、代わりの充電電池を探すこととしました。
新しい仕組み
充電電池を探してみると、今は大容量のリン酸鉄充電電池が安価に手に入ることがわかりました。しかし、買ったはいいものの捨てるときにどうしたらいいのかわかりません。私の市では大型のバッテリーは収集してくれないそうです。
そこで、リン酸鉄の大容量バッテリーですが、捨てる時にはメーカーが回収してくれるポータブル電源(ポタ電)に注目しました。
また、ポタ電であれば、太陽電池の入力機能を備えた物もあります。うちに設置してある太陽電池は24Vですが、開放電圧(無負荷の場合の最大電圧)は40V程度あります。太陽電池の入力電圧が40V以上のポタ電を探すと、Jackeryのポータブル電源 500 Newが見つかりました。このモデルは60Vまで対応しています。
バッテリー容量も512Whと、これまでのニッケル水素充電電池の数倍多くの電気を貯めることができます。
太陽電池の入力は8020という規格のコネクタなので、純正のケーブルを切って使うこととします。ポタ電の出力はシガー出力とUSB-C出力があります。シガー出力は12V、USB-Cは最大20Vです。24Vが必要で、USBでは20Vまでしか出力できないので、シガーの12V出力をDCDCコンバータで24Vに昇圧して使うこととします。
新しい仕組みは上の図のようになっています。これまで太陽電池のケーブルを、Jackery純正の延長ケーブルを利用して8020コネクタに変換し、ポタ電に入力します。
ポタ電のシガー出力に、24Vに昇圧するDCDCコンバータを接続し24Vに変換します。
この電気をこれまでの照明に供給します。
準備
必要な物の購入
こちらがJackeryのポータブル電源 500 Newです。A4サイズと広告されていますが、そんな感じのそれほど大きくないサイズ感でした。Amazonのセールで安価に購入しました。
充電入力ポートに接続するために使う延長ケーブルです。
シガーケーブルと、24Vへの昇圧DCDCコンバータです。DCDCコンバータは出力が5Aのものにしました。というのもシガーの出力が最大10Aなので、24Vに昇圧したら5Aも取れないためです。
充電テスト
Jackeryのポータブル電源 500 Newは、太陽電池とセットのものを購入しました。若干曇があり屋内に適当に設置した状態ではありますが、太陽電池をポタ電につないでみると 9W発電し、電気が充電されていました。
充電ポートに太陽電池をつなぐことで、充電できることが確認できました。
充電ケーブルの改造
太陽電池の延長ケーブルをカットし、被覆をむき、中のケーブルの先端10mmだけ被覆をむきます。むいた側を既設の太陽電池と接続し、コネクタ側をポタ電に接続します。
DCDCコンバータ
DCDCコンバータにシガーケーブルを接続します。シガーケーブルの先端は、丸端子をかしめました。また、シガーコネクタに内蔵されたLEDを赤から高輝度緑に変更し、内部抵抗を470kΩにして、超低消費電力のパイロットランプとしました。
ポタ電のシガーソケットに接続すると、DCDCコンバータから24Vが出力されることを確認しました。
DCDCコンバータ自体の消費電流は24mAでした。これくらいであれば、常時接続され消費していてもさほど問題ないかもしれません。
設置
ポタ電と配線
ベランダの太陽電池の配線から、Jackery純正の8020コネクタに変換し、ポタ電に接続します。するとINPUTの数字が16Wとなり、ベランダの屋根の太陽電池で発電した電気が、ポタ電に充電できていることがわかりました。この日は薄曇りで、日が出たり翳ったりという日でした。
照明と配線
DCDCコンバータの出力を照明に接続します。無事にポタ電の電力でリビングの照明が点灯するようになりました。
曇っている日は発電しない
夜間リビングの照明を使っていると、一晩でバッテリーが25%程度減少することがわかりました。翌日晴れていれば午後2時までには満充電になります。
しかし、曇っていると全く充電されません。薄曇りなら発電しますが、完全に曇っていると良くて6Wほとんど0Wといった感じです。
このため、曇った日が3,4日続くとバッテリーが空になってしまいます。その時はポタ電をコンセントに接続して充電する必要があります。
ポタ電のソーラーシステム完成
太陽電池からの充電機能のあるポタ電を使うことで、既存の太陽電池と照明装置をそのまま利用することができました。
DC出力を使う分には、ポタ電の内蔵ファンが回ることなく静かなのでよかったです。
Jackeryのポータブル電源 500 Newはバッテリーの寿命が10年もあり、製品の保証もAmazonで購入すれば2年延長され5年あるので長期利用でも安心です。
システムがうまいことリプレイスできてよかったです。
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