独立型太陽光発電と鉛蓄電池とは相性が良くない？

　独立型（売電しない）で太陽光発電をやってます。

鉛蓄電池に対する Bulk/Absolute/Float 充電の設定値について | OKWave
http://okwave.jp/qa/q5892467.html

　↑のように質問させていただいてから1年が経過しようしてますが、未だに試行錯誤の段階から抜けれません。
　頻繁に 10.5V まで放電させて、かつ満充電にしなかった(充電率30％くらい)という過酷な条件で運用してきたため、早くにバッテリーが寿命を迎え・・・
　これはこれで授業料と割り切り、新たにバッテリーを購入しまして、過放電による劣化を減らすため、今度はカットオフ(過放電防止)を 12.2V くらいに設定して試行錯誤を再開してます。


　最終目標は小型冷蔵庫を24h太陽からの電気だけで運用することなのですが、日が暮れた夕方から翌朝にかけて使う電気はバッテリーに頼らざるを得ないのですが、翌日の昼間6時間でバッテリーの充電を済ませないといけない、という最も根本的な課題の難しさをつくづく思い知ってる状態です。
　そもそも鉛蓄電池って急速充電には向かないと思うので、昼の6時間で満充電にして運用させようとしている時点で、ミスマッチしているのではないか？と思い始めてきました。

　いわゆる急速充電器の要領で、高めの電圧をかければ6時間で満充電に近づけることは出来るとは思いますが、バッテリーの寿命って縮みますよね？
　ずばり、5時間率105Ah のバッテリーを寿命を(あまり)縮めることなく 6時間で(ほぼ)満充電させることは出来るんでしょうか!?

　この命題が困難だとしたら、独立型太陽光発電と鉛蓄電池の相性は悪いと断じざるを得ないのか？という気分に傾きつつあります。
　鉛蓄電池くらいのコストで急速充電むきの2次電池があると良いのですが・・・

　昼間は冷蔵庫の消費電力よりも発電できて電気が余るけど、鉛蓄電池が相手じゃ余った電気を押し込めない、というジレンマ


　まとめますと

Q1.
　5時間率105Ah のバッテリーを寿命を(あまり)縮めることなく 6時間で(ほぼ)満充電させることは可能か？　可能なら具体的な方法

Q2.
　鉛蓄電池くらいのコストで急速充電むきの2次電池があるのか？

Q3.
　似たような独立型発電やってる方で、経験則で何か頂けるような意見があれぱ是非


　以上、よろしくお願いいたします

No.6 回答者： feitomokyou 回答日時： 2013/02/24 11:56

時効になったような回答というか経験談です。

私も質問者様と同じ頃（２０１１．７）、太陽光パネルとバッテリー＋インバータの組合せで運用しているのですが最初に使用していたバッテリ（G＆Yu－SMF２７）は昨年寿命となりその後１２V系と２４V系の電源を再構成して約１年が経過しました。

１２V系バッテリはG＆Yu－SMF３１、２４V系はＡＣＤｅｌｃｏＭ３１ＭＦを２台直列に使用しています。
どちらのバッテリーもマイコン充電器で充電してみると終了電圧は１６～１６．２Ｖで満充電となります。

一般的な充電コントローラーは１４．５Ｖでフロート充電若しくはＯＦＦとなるものが格安？で購入できますがこれでは充電不足になります。
現在は自作で１６．２Ｖと３２．５Ｖを終了電圧にしたコントローラーを使用しています。

私は過去に某社で半年ほど自動車用バッテリーの充放電特性の調査を担当しましたが、自動車用バッテリーは深サイクル充放電には全く不向きですが残量を８０％位（実際に使用する電気は２０％位）にすれば何とか使用できるようなデータが取れました。
前記のバッテリーはディープサイクルの記載はありますが実際に使用すると深放電には弱いようで（G＆Yu－SMF２７の経験）価格相応の寿命と思われます。
この経験から、バッテリー寿命までの放電電力を計算してみると大凡３０円/ｋｗという結果でした。
これでは電力会社から電気を買った方が余程安いと言う結果ですが我家では太陽光発電をしているので昼間の電力販売価格４８円（２００９年１１月より前から設置していたため）と比較するとバッテリー以外の設備を無視すれば昼間のみだと有効です。

ただし困った問題はインバータで、１２Ｖ系は１５Ｖで、２４Ｖ系は３０Ｖで過電圧保護が働くため、充電電圧がこれ以上になると使えません。

そこで、やむなく自動車用のバッテリー７５Ｄ２３Ｘ２により充電制御電圧２９Ｖ放電深度２０％以下での運用を開始し、何か参考になるものが無いかと探した所この質問を見ました。

１０５Ａｈのバッテリーが現在どの様になっているのか興味がありますので回答にはなりませんが書込んでみました。

太陽光発電パネルと鉛バッテリーに関してはどなたも悩んで試行錯誤しているのではないかと思います。

No.5 回答者： off-grid-man 回答日時： 2011/09/24 23:00

以下、何かのお役に立てればと思い回答させていただきます。

質問の答えになっていないかもしれません。

自分の具体例を織り交ぜながら回答させていただきます。

まず、使用しているバッテリーの取扱説明書は入手してますでしょうか？

そこに、充電方法が書いてあるはずです。例えば、私の使用しているAGMバッテリーは、新神戸電機の38ahのサイクル用途のバッテリーで、定電圧充電では、2.45Vプラスマイナス0.05Vとなっています（１セルあたり）。なので、12V（6セル）だと、14.7Vプラスマイナス0.3Vです。バッテリーメーカーに問い合わせると最大の15Vでも大丈夫といっていました。（実は、もっと高くても大丈夫らしいです）。デフォルトのチャージコントローラは安全を考えて充電電圧を少し低めに設定してあると思います。

また、温度補正は必要あるバッテリーでしょうか？

例えば、私の使用しているAGMバッテリーは-5度から35度までは温度補正は必要ないと取扱説明書に書いてあります。
したがって、コントローラには温度補正を行わせないように設定しました。バッテリーは屋内に置いてあるため、この温度範囲にあるからです。
もし、温度補正が必要ないのに、コントローラで温度補正をしていると、充電電圧は25度を超えれば、さらに低い電圧で充電されることになります。

また、何アンペアほど流しているのでしょうか？

使用する電流によって、終止電圧が違います。例えば、私が使用しているバッテリーの取扱説明書を読むと、
1A流している場合は、1.75V/セル。すなわち、10.5V です。

最初の充電するときの初期電流は何A以下でしょうか？

これも、取扱説明書に書いてあります。私の場合は、0.3C＝11.4A です。なので、11.4A以下であれば、OKです。
ただし、私の使用しているバッテリーは、15Vで充電し続けて、１．９A以下になったら、1.9A以下で定電流充電せよと
書いてありました。しかし、コントローラではできないので、15Vで2時間以上充電して、それが終わったら、
フロート充電モード（13.65V（これも取扱説明書通り）に移るように設定してあります。

いずれにせよ、取扱説明書を読んで、そのバッテリーにあった設定をするのがよいかと思われます。

私の使用しているコントローラは、　morningstar MPPT です。
最初は、デフォルトで使用していましたが、やはり、充電が不十分でした。
この機種は単体ではなにもできないので、PCと接続して、設定をいろいろ変更しました。

今ここに書いてあるようなことは、私のブログ

http://off-grid.sblo.jp/

にも書いてあります。
ブログなので、記事が整理されていなく、わかりにくいですが、何かの参考になればと思い
紹介させていただきます。

この記事の中で、

http://off-grid.sblo.jp/article/48019273.html

に独立太陽光発電をはじめて、気付いたことをまとめてあります。

それでは、失礼いたします。

No.4 回答者： SKB_gou 回答日時： 2011/06/10 16:20

　単純な疑問なのですが、ディープサイクルのバッテリーを使用していないのですか？

　ディープサイクルであれば、容量（１０５Ａｈとか）の１００％使用できます。普通の（そこそこ品質が良いけどディープサイクルではない）自動車用バッテリーを５０％で使うよりも安く、２５％で使うよりも長持ちすると思いますが。

　毎日、空のバッテリーを６時間で満充電するとなると、やはり普通のバッテリーには厳しいでしょうね。急速充放電に強いものもありますが、値が張ります。設置場所が許すなら、安価なディープサイクルを２台並列にして、１台あたりの充電電流を半分にした方が安く済むかもしれません。

　私は、野外（山の上の展望台とか）で夜間、天体望遠鏡（のモーター）、曇り止めヒーター、ノートＰＣなどを駆動するために、ディープサイクルのバッテリーを数台利用しています。長い遠征では太陽電池パネルを持参することもあります（５５Ｗを２～３枚ですがちょっと不足気味）。

　ディープサイクルは、普通のバッテリーよりも少し電圧が高いです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
フォークリフト用の（5時間率の）ディープサイクル使ってます。
以前は安さで有名な20時間率のボート用でしてたが、あれは絶対に太陽光には不向きだと断言できます（笑）

普通のバッテリーに比べて完全放電にも強いのは確かですけど、100％放電利用だと寿命が半年くらい（充放電回数200回もたない）になってしまう手応えを感じてます。
あと、ほぼ完放電させた場合、翌日の日照時間だけでは充電完了まで到達できず、２～３日は負荷を切って充電だけに専念させて充電率を上げるようにしないと、放電率100％～60％くらいのバッテリーに負担のかかる部分だけを使う風になって、これまた寿命に影響が・・・と思ってます。
もしくは商用電力で補充電するか。

今のところは、放電率25％～50％の領域だけを使って運用している感じです。（充電コントローラは電圧だけ見てバッテリーが満充電したと勘違いしてるが、実際には満充電には至ってないと思ってる）

バッテリーはUPS代わり程度で、蓄電・放電のサイクルで考えずに、昼間に余る電力をいかに上手に昼間に消費するか、がキーだと思い始めてきました。

お礼日時：2011/06/13 09:45

No.3 回答者： sm770 回答日時： 2011/05/14 02:25

独立型太陽光発電の適切な充電と放電のバランス管理は経験から結構大変と感じています。

鉛蓄電池の放電深度12.2V(カットオフ)は結構過酷ですね。 当方の場合は、鉛蓄電池を少し
でも長く維持したくて放電率は25％に抑えています。

WEB検索すると夥しい程のバッテリー容量と負荷や日照時間との関連計算式が出てきます
が、過酷な自然環境の中に於いては実体験からあまり参考にならないと当方は感じています。

Q1.
発電システムの規模が不明なので何とも言えませんが、バッテリー放電深度と関係してくると
思います。また、冒頭のリンク先にも記載されていましたが、バッテリーは生ものですから設置
した時点から劣化が始まるので満充電にする事はかなり厳しい(厳密には無理)と思います。

Q3.
当方は独立型太陽光発電と鉛蓄電池のシステムで冷凍ストッカーを24h運用していますが
何かのヒント又は参考になればと思い当方の実験システムをリンクさせていただきました。
http://770w.tuzikaze.com/index_a.html

この回答へのお礼

どうもありがとうございます。
160VA×5並列とは、これまた奮発なさってますね！

自分で発電を始めて、ようやく「力率」なるものが分かりました。
ワットチェッカーで計ったら力率60％前後

つまり消費電力60Wの機器だったら、100VA供給しないといけないんですね。
力率100％だったら供給は60VAで済むのに・・・と

色々と勉強になりますね

お礼日時：2011/05/18 18:54

No.2 回答者： yoko1mgs 回答日時： 2011/04/27 20:52

おはこんばんにちは。

バッテリーには内部抵抗とターミナル等での接触抵抗があると思いますので
１５Ｖ程度で充電すれば良いと思います。

たしか１０．８Ｖ以下の放電はよろしくなかったと思いますので
上記抵抗を考えカットオフは１１．５Ｖ前後でよいかと思います。

１０５Ａｈのバッテリーなら５０Ａぐらいを超えないと急速充電に
ならないかと思います。

参考になりそうなページがＧＳユアサにありました。
比重と開放電圧と負荷電圧を測定して、最良のポイントを
見つけられればベストと思います。

また最近のバッテリーは生産地で大きく寿命や性能が違うと思います。
バイクのバッテリーでの当方の使用感ですが
国産＞台湾製＞中国製とつくづく感じました。
（価格もですね。）
思考錯誤の段階かもしれませんが頑張って下さい。
回答になってないかもしれませんが・・・

参考URL：http://gyb.gs-yuasa.com/support_car/empty/charge …

この回答への補足

＞１５Ｖ程度で充電すれば良いと思います

アブソリュート電圧 14.6V で、10時間設定(要は日照時間中はずっと)で使うようにしました。
充電コントローラのデフォルトは 1時間 でしたけど、100Ah なバッテリーで1時間は短すぎますね。今のところ、以前よりも充電できているぽい気がしてます。

以前は密閉式を屋内においてましたが、新バッテリーは開放型。
ちゃんと屋外に設置しましたので、多少はブクブク言わせても平気ですかね
って言っても、14.6V ではバッテリーに耳をつけてようやく「シュワー」って聞こえる程度ですが。

充電コントローラに備わってるフロート充電なんて、太陽光発電では必要ないように思えてきました。

補足日時：2011/05/18 19:00

この回答へのお礼

ありがとうございます。
車やバイクなどは、バッテリーの充電率に関わらず一定電圧をバッテリーにかけ続ける、かなりラフな設計の定電圧充電らしいですね。

チャージコントローラで、アブソリュート時間のデフォルトが1時間になっているのですが、私のような容量のバッテリーだと1時間では短すぎるみたいです。
新しいバッテリーにしてからは

・アブソリュート電圧　14.6V
・アブソリュート時間　10時間　(つまりは日照時間内は常にアブソリュート)
・曇や雨の次の晴れた日は負荷を外して充電。

という感じで、車のオルタネーターと同じく、単純な定電圧充電にしてテスト中です。

お礼日時：2011/04/28 07:42

No.1 回答者： hibari2011 回答日時： 2011/04/16 20:33

こんにちは　頑張ってますね。

私も似たような事をやってますが、まだ遊びの域を出ません。

Q1　１０５Ahの鉛バッテリーを充電するとのことですが鉛バッテリーは私の場合は全部フルに
　　　使う事を考えてはいません。半分使えれば良いと思っています。充電は大電流で充電
　　　してもバッテリーを壊す程度ですから１０５Ahのバッテリーなら５A～１０Aくらいで充電す
　　　るのが良いと思いますね。そうすると昼間の太陽の出てる時間内に充電は難しいという
　　　事になりますね。バッテリーは過充電も悪いですが過放電はもっと悪いです。私は
　　　バッテリーの電圧が２４V以下には絶対にならないように気を付けています。

結論は６じかんでは無理だと思います。

Q２　鉛電池よりコストが安くてという事になると今の処まづ無いでしょう。あればソーラー発電
　　　の装置を作ってる会社は売電ではなくバッテリーを使うでしょうね。まだ今の処は蓄電に
　　　よる方法はコストを考えると無理があります。そんな関係で私は自分の設備をこれ以上
　　　大きくするのは止めています。
　　　
Q3　私は１３０Ahのバッテリーを４個で直列と並列につないで２４Vでやってます。数字的には
　　　２４V２６０Ahですが実際に使えるのは５０％だと思っています。本当はバッテリーを２０個
　　　くらいにしたいのですがバッテリーの寿命を考えると買うのをためらいます。私の場合は
　　　ソーラーは補助と考えています。いっぱい買うのは財政が困難ですからね。

　　　というのは私の場合は非常用ですから６時間で充電する必要はありません。そして家の
　　　設備の中でエアコンを除く電化製品が使えれば良いと思っています。今、実験中ですが
　　　どうにか節電をすると３時間はもってくれています。
　　　テレビも見られるしお風呂も入れて快適です。インバーターには２４Vで４０A前後流れて
　　　ます。　最近、計画停電が無いので残念なのですけどね。それはそれで良いのですが、
　　　風力を併用しようと検討中です。風力は面白そうです。大型の自動車のダイナモか直流
　　　モーターを使おうと思いますが逆流の事を考えるとシリコン整流のダイナモの方が良さそ
　　　うです。プロペラはけっこう音がウルサイと聞きますのでシロッコファン型で作ろうと思い
　　　ます。エンビパイプのすっごく太いのを二本もらったので半分に割って作ろうと思って
　　　います。風は吹かない日もありますが夜でも太陽が出てなくとも吹きますからソーラーと
　　　併用すると効率が上がると思うので発電が多くなったらバッテリーを増やす予定です。
　　　３時間でもこの程度ですから全部まかなうには大変な設備が掛りますね。

　　　
　　　

この回答へのお礼

ありがとうございます。

>５A～１０Aくらいで充電するのが良いと

バッテリーを空に近い状態にしてやれば翌日の午前中は　10A 近い勢いで電気を吸い込んでいってくれるのですけど、充電率30％くらいのところで既にバッテリーの端子電圧が上がってしまいます。
　それでも5Aを押し込もうと、定電流回路と同じように電圧を上げればいいのかもしれないですが、これって鉛蓄電池の寿命に影響を与える「急速充電」ですよね。。

　充電率30％から先は、たっぷり時間(10時間以上)をかけて満充電に近づけるのが鉛蓄電池の寿命を延ばす使い方だと思いますが、それだと昼間の時間では全然たりない。

　逆に、過放電をやめて充電率50～70％くらいのところで放電カットしたら、鉛蓄電池の充電率が上がるにつれて充電しづらくなる特性に阻まれて、翌日は(定電流になるよう過電圧にしない限り)あまり効率よく充電できない。

　結局のところ

・過放電気味に運用
　　翌日の充電効率は良いがバッテリーが早期に寿命を迎える

・その反対
　　バッテリー寿命は延びるが翌日の充電効率が悪い
　　(発電した電気が余る)　


　むしろ、深夜電力で充電して昼間つかうほうが、鉛蓄電池の特性にあってますね(涙)

お礼日時：2011/04/17 10:46