これまでの経緯：
災害時に備えて自家発電をやろう！ということで４人家族が普通に電気を使った場合を想定して設備を検討してまいりましたが、資金不足と電気工事士資格がないという高いハードルのために「エアコンが普通に使える状態を確保する。」という設定変更で設置して状況報告をしてまいりました。
今回からはエアコンを実際に使ってみてバッテリーの減り具合やパネルの追加など試して状況報告をしていきたいと思います。
バッテリー増設：
やはり最終目標はエアコン(消費電力600W)を暑い日に稼働できるようにしていきたいと思いますので、バッテリーを倍増することにしました。
バッテリー２台設置ではエアコン稼働できませんでした。仮に起動したとしてもすぐに電力不足で止まることになると思います。そこでバッテリーを更に2台追加して様子を見ることにしました。
バッテリー２台では扇風機１台(30W)を一日運用できるかどうかというところでしたが、4台あれば確実に行けると思います。
バッテリー増設
このように４並列でつなぎ日中の晴天時にエアコン(窓枠用、定格消費電力600W)を稼働しました。
エアコン起動テスト：
- エアコンを起動して電圧の変化、バッテリーや配線の異常、インバーターの状態など確認しました。
- エアコン起動後にバッテリー電圧が13Vから12Vまで下がる。
- インバーターは入力電圧が11.5Vに下がる
- 660Wの消費電力で冷却排熱ファンが頻繁に稼働する。
結果は以下のようになりました。
| 時間 | ﾊﾞｯﾃﾘｰ電圧 | ﾊﾞｯﾃﾘｰ入電流 | ｲﾝﾊﾞｰﾀｰ電圧 | 消費電力 | 備考 |
| 0分 | 13V | 12.9V | |||
| 1分 | 12.5V | 12.2V | 420W | エアコン起動時 | |
| 5分 | 12.3V | 6.0A | 11.8V | 560W | |
| 10分 | 12.1V | 2.6A〜5.3A | 11.6V | 640W | |
| 15分 | 12.0V | 5.3A | 11.4V | 665W | 排気ファン |
| 20分 | 12.0V | 5.7A | 11.4V | 685W | 排気ファン、扇風機 |
| 30分 | 11.8V | 5.7A | 11.3V | 645W | 排気ファン、扇風機 |
| 40分 | 11.6V | 1.2A | 11.2V | 660W | 排気ファン、扇風機 |
| 停止 | 12.2V | 2.9A | 12.1V | 0W | 曇ってきたのでエアコン停止 |
考察
エアコン起動後は急激に電圧が低下します。特にインバーターは1V近く電圧が低下しました。原因はわかりませんが、バッテリー２個で起動したときはすぐに警告音で停止していました。
今回はインバーター電圧が11Vを切ったらエアコンを停止しようと思っていたので１０分ぐらいで終わるだろうと考えていたところ、約４０分稼働できました。天候が曇らなければ１時間は行けたと思います。
またエアコンの消費電力が600Wのときにはバッテリーとインバーターの電圧差は0.5Vもあることがわかりました。バッテリー配線の太さは充分にあるので他の部分で損失が大きいようです。一応手で触って熱いところをチェックしてみましたが、それらしいところはありませんでした。
また、１６００Wインバーターですが６００W消費でも冷却ファンが３〜４分おきに回るので、かなりの負荷がかかっているのかなとも思いました。
今回使ったエアコンは100V、6Aとしてインバーターの損失を合わせるとおそらくバッテリーからは10Aぐらい流れているのではないかと思います。
なので40Aバッテリー４個の容量は160Aですので、電力供給がなければすぐに電力不足になると思います。
100Wパネル１枚では日中の晴天時でも5A〜6A*しか蓄電しませんので、安定して長時間稼働するには200W以上のパネルが必要であると思います。(*表示はチャージコントローラーの数値ですので実際にどれだけバッテリーに入っているかは不明)
もう１枚100Wパネルを追加することを検討していきたいです。
100Wのパネルを１枚追加
パネルを一枚追加して200W にしました。
今回は２並列ケーブルを使ってパネルを並列接続で200W出力とします。
200W出力ということでチャージコントローラーへは最大で約11Aが入力されます。
エアコン稼働テスト(２回目)
残念ながら気温が上がる日をこの先望めないであろうという判断で９月２１日にエアコン稼働テストを実施しました。
条件：天候 晴のち曇り 気温２５度 インバーター１１．０V以下で終了
エアコン起動前(快晴)：チャーコン電圧 １４．２ｖ(３５℃)３．２A (ほぼ満充電)、 インバーター電圧１４．０ｖ、 エアコン設定２０℃
| 時間 | ﾊﾞｯﾃﾘｰ電圧 | ﾊﾞｯﾃﾘｰ入電流 | ｲﾝﾊﾞｰﾀｰ電圧 | 消費電力 | 備考 |
| 0分 | 14.2V | 3.2A | 14.0V | 快晴、ほぼ入電フロート状態 | |
| 1分 | 12.5V | 3.5A | 12.2V | 420W | エアコン起動(設定20℃) |
| 5分 | 12.3V | 4.3A | 11.8V | 485W | |
| 10分 | 12.2V | 9.5A | 11.6V | 555W | |
| 20分 | 12.1V | 9.6A | 11.5V | 555W | |
| 30分 | 12.0V | 9.0A | 11.4V | 550W | 排熱ファン |
| 40分 | 11.9V | 8.4A | 11.4V | 545W | 45分 電圧低下？エアコン警報後に停止 |
| 50分 | 12.0V | 8.8A | 11.3V | 570W | 46分 再起動 電圧が上がった？？ |
| 60分 | 11.6V | 2.0A | 10.9V | 600W | くもり始めると電圧急低下 |
| 停止 | 12.3V | 1.7A | 12.1V | 0W | インバーター１１V以下で停止 |
考察
結果はパネルを一枚追加して200Wにした効果がさほど得られなかったように思います。
前回のテストと比較して、最初に電圧が急低下する状況を克服したかったのですが全く効果がなく、晴天時の入電流が倍になって稼働時間が約２０分延びたものの曇ったら即終了で、あまり意味がないように感じました。
気になることが前回と比べてエアコンの消費電力が低かったことです。気温２５℃ということで本来の冷房を使う気温ではないことが関係しているのかわかりませんが、４５分後に電圧不足？で急停止したことには驚きました。
また排熱ファンが前回は３〜４分おきに回っていたのが、今回は一度しか回らなかったこと、そのために消費電力の低下と稼働時間の延長つながったことも考えられ、対照のテストとなるのかどうかも怪しくなってきました。
それにしても、どうにかして最初に電圧が急低下する現象を回避したいので、今後やれることとして、バッテリーの増設をやってみたいと思います。
また、今まで使ってきた小さいカーバッテリーを使うことをやめて、大容量(100A以上)のバッテリーでやっていきたいと思います。
とりあえず一旦終了とします。
追記：
２０２２年８月時点では太陽光パネル☓２、カーバッテリー☓５で稼働しています。
状況は晴天時には毎時50W(扇風機＋換気扇)使用が限界といったところです。