実測データーについて

 筆者は2006年8月から2012年12月まで、シャープ株式会社ソーラーシステム事業本部に勤務しておりました。住宅用のパワーコンディショナーやWebモニタリングシステム、住宅用蓄電池などの開発に従事しておりました。また応用商品として、初代の日産リーフ用太陽電池の開発も手がけました。

 太陽光発電は原理的には単純ですが、相手にしているのが太陽光という「自然現象」であるため、なかなか理屈通りには行きません。太陽光発電を上手く使いこなすには、10年20年という長年にわたるノウハウが不可欠です。

 以下を読まれるに当たって、太陽電池の基礎知識を補充しておくことは大変有用です。先ずはこちらの記事をお読みください。この記事は、CQ出版社のエレキジャックに投稿する際に作成したものです。皆さまの太陽光発電ライフのお役に立てれば幸いです。

データの見方1

 2011年4月12日快晴のデータです。この日の総発電量は773.5Wh(公称出力の約6時間分)、総消費電力(日の出〜翌日の出)は568.2Wh、推定蓄電量(日没時)は267.4Whで、夜間消費ののち、翌日への繰越し蓄電量は50.6Whと推定されます。
 植物育成灯が未だ蛍光灯のため、消費電力が大きく翌日への繰越しが少なくなっています。
 最大発電電力は、このような快晴の日ではなく、曇り時々晴れの日に記録されます。また気温の低い日が有利で、3月27日に10分間平均で124W(公称出力の95.4%)を記録しています。

データの見方2

 機器別の動作状況は、
1.統合制御基板:6W(常時)
2.噴水ポンプ:10W(冬8-16時、夏6-18時)
3.植物育成灯:約10W
(DC/DCコンバーターの効率80%と推定)
4.庭園灯:14W(日没〜日の出)
となっています。
 この日の総消費電力は423.1Whで発電量の約60%に当たります。残りの分はバッテリーに蓄えられ電力の足りない日に役立てます。LED化によって日中の負荷が減りますが、発電量への影響に就いては、今後考察して行きたいと考えております。

発電量データの説明

4月13日、29日:快晴の日(ほぼサインカーブの綺麗な山形状)
4月19日、25日:晴れ時々曇りの日(乱れたカーブ、ピーク値は高い)
4月18日、27日、30日:曇りの日(全体に発電量は低い)
4月22日、23日、31日:雨の日(発電量は極端に少ない)

消費電力データの説明

基礎消費:約6Wは制御回路によって消費されている。
昼間:ポンプと植物育成灯、24日からLED化によって消費電力が低減
22日、23日、31日は天候が悪く、植物育成灯は不点灯
夜間:庭園灯、バッテリー電圧の低下と共に消費電力が低下

太陽光発電の特性1

 2011年3月11日の東日本大震災以降、脱原発が唱えられております。原発の代替エネルギーとして太陽光発電に熱い視線が注がれていますが、果たして、現状の技術レベルやコストで大規模な太陽光発電所は次世代の商用電力源となるのでしょうか。評論家先生に騙されないように、実際に検証してみることが大切です。

 理想の太陽光発電は左のような出力特性になります。これは朝から晩まで雲一つない快晴の実測データです。
 まず、このような理想の日が幾らあるかです。筆者の経験では月に2-3日あれば良い方だと思います。
 また、このカーブは現実の商用電力の使われたとはかけ離れています。オフィス・工場・学校など大抵は9時から17時まで一定の電力を必要としますよね。

 では一般的な晴れの日はどうなっているのでしょうか。雲が発生し、晴れたり曇ったりを繰り返しています。雲はおおよそ西から東へ流れて行きます。
 太陽電池は半導体でできています。日射量と発電量は比例します。太陽光発電の発電量は左のグラフのように、雲の動きに連動して常に変動しています。
 この変動を防ぐためには、キャパシターや蓄電池が必要となります。

 雨の日や雪の日はどうでしょうか。当然、太陽光からの日射はそう望めません。
 実際の雨の日のデータが左図です。縦軸のスケールにご注意下さい。晴れの日の5分の1になっています。
 発電電力量は、青いグラフで囲まれた面積になりますが、快晴の日の10分の1程度まで低下します。
 安定的な電力を確保するには蓄電池が必要ですが、当発電所の130W出力に対してトラック用程度の蓄電池が必要で、商用発電所のGW(ギガワット)規模となるとちょっと現実味はありません。

蓄電池の課題

 詳細な説明は専門家に任せるとして、大容量蓄電池の課題はコストと寿命です。例えばリチュームイオン電池の場合、現在の価格は10万円/kWhと言われています。一般に電池の寿命と放電深度は密接な関係があり、仮に80%に設定すると寿命は4000サイクル、即ち10年くらいの計算になります。太陽電池の寿命は半永久的ですが、実際に発電所として使われる場合には、30年間くらいが妥当ではないかと考えます。すると蓄電池コストは37.5万円/kWhになります。
 勿論、MWやGWクラスの発電所では、もっと大容量かつコストの低い蓄電方法が検討されていますが、実現には10年以上の時間が掛かるのではないかと思います。一方、太陽電池価格は年々下がっており、太陽電池・架台・インバーターのシステムコストでは30-40万円/kWhではないかと考えます。
 当所での実験結果からは、雨や雪の悪天候の日の供給能力は除外しても、太陽電池の公称容量の3倍程度の実効容量を持つ蓄電池が無いと、太陽電池のみでの安定した電力供給は望めません。

用地確保の課題

 一般に販売されている太陽電池の発電効率は15%程度だと思います。150Wの発電容量で1平方メートルになります。原発の容量は1基で1.3GWですから、これを太陽光発電で賄うとすれば8.7平方キロメートルという広大な土地が必要になります。実に3km四方の土地が必要だという計算になります。東京都国立市の全部、或いは宮城県塩竈市の半分程度の面積が必要だということです。
 実際には太陽高度の変化で冬至の日の陰や、メンテナンススペースを加えるともっと広大な面積が必要です。これだけ纏まった陽当りの良い平地の確保と、造成工事には相当の費用が発生します。

結論

 現状の技術レベルでは、太陽光発電が商用発電所として、原子力発電や火力発電に置き変わることは不可能です。工場や地域単位で数MW規模の発電所としてはあり得ますが、やはり他所からのバックアップ電力供給なしには存在し得ません。
 一番適切なのは、住宅用途です。数kWhの蓄電池であれば自動車で実用化されていますので、近い将来には比較的コストが安くできる可能性があります。太陽光発電と蓄電池とを上手く組み合わせて、自産自消、即ち「電気を買わない生活」が実現できるかもしれません。
 電気を買わない生活が実現できれば、電力会社が家庭での売電電力や消費電力を調整するためのスマートグリッドやスマートメーターなる設備は要らなくなります。まさに、シンプルイズベストですね。
 その為には、現在実施されている余った電気を買い取る施策*ではなく、政府が金利ゼロで長期間のローンを提供し、電気代の代わりにローンを返して行くような制度が必要ではないかと考えます。蓄電池+太陽電池の導入補助金制度と太陽光発電金融公庫の設立が必要ですね。

 *今の買い取り制度では、買い取り費用は一般電気消費者の電気料金に上乗せ回収します。長期間の運用により電気代の高騰が予測されます。すでにドイツではこの制度が2004年から導入され、現在は破綻しています。こういう年金のようなツケを皆で負担させる制度は導入すべきでないですね。

太陽光発電の特性2

 太陽光発電システムを設置した人が最初の年に感ずる疑問が幾つかあります。つい故障だと思ってメーカーに問い合わせる人も少なくありません。一般的に常識だと思い込んでいることが、実は非常識だったりします。その謎を解明します。

 ピーク出力は真夏ではなく、春・秋に記録されます。
 ピーク値は太陽光発電システムのモニター画面に表示される電力表示(W)ですが、この値は当所でも3月に123Wが記録されています。その日の発電グラフは快晴の日ではなく、意外にも左図のような晴れ時々曇りの日です。
 その理由は、太陽電池の温度特性にあります。セル温度が50度上がると20%出力が下がります。太陽電池に太陽光が当たると、大半が熱になり、太陽電池の表面温度を上昇させます。この熱は太陽電池の表面から放熱されます。
 従って、連続的に光が当たるより、瞬間的に当たる方が、瞬間出力としては大きくなります。また気温が高いと放熱が悪くなります。

 季節によって出力特性も違ってきます。これは、日の出・日の入りの時間や太陽高度、気温に左右されます。
 左図は3月のまだ寒い日のグラフです。日の出は7時頃、日の入りは17時頃です。
 特徴的なのは正午を挟んで3時間くらいの間、100Wを越える出力が維持されていることです。この日は696Whの発電量がありました。

 左図は梅雨明けに近い快晴の日です。真夏日で非常に暑い日でした。
 夏至を僅かに過ぎた辺りで、日の出は5時、日の入りは19時くらいとかなり日射時間が長くなっています。
 気温が高いためピーク出力は85W程度しかでません。この日の発電量は686Whで、上記3月初旬と殆ど変りません。意外な結果です。

太陽光発電の特性3

 独立型発電所と系統連係型発電所の違いについて述べます。
 まず、共通点は太陽光という自然エネルギーを利用していますので、発電量はお天道さま任せ、理想と現実のギャップはかなりあります。
 どれくらい発電するのかは立地条件やその年の気候により差が出ますが、奈良県で言うと、太陽電池の定格出力(W単位)の約3時間平均分の発電電力量(Wh)が年間を通じた1日当りの発電量です。即ち、年間で太陽電池1W当たり1100Whくらいの発電ができます。1日当りの発電電力量(Wh)の振れ巾は、定格出力の7時間分〜ほぼ0までかなり広範囲に振れます。ゼロは稀で台風等で1日中街灯が付くような暗い日です。普通の雨の日であれば0.5時間分程度です。
 また、太陽電池のピーク出力(W)は、南向き設置の場合で、正午前後の3時間くらいの時間帯で定格の85%程度です。10分間程度の短い時間であれば瞬間的に定格をオーバーすることもあります。これは太陽電池の温度特性とメーカー定格表示のマージンによるものです。なお、定格表示の条件は、表面温度25℃、1,000W/m2の日射量です。太陽電池は温度に弱く、表面温度が50℃上昇すると20%効率が低下します。(真夏の日中には太陽電池表面は75℃になります。)
 逆に、気温が下がると有利で、北海道は東京より条件が良くなります。ただし、積雪すると発電はゼロになりますので、積雪地域の発電量は期待できません。北海道は設置角度が50度近くあり、パウダースノーで太陽電池に積雪することは殆どありません。逆に、沖縄は気温面で不利ですが、北海道とは日射量が格段に違いますので北海道よりは年間発電量は多くなります。日射量と気温のバランスで、日本で一番条件の良いのは静岡だと言われています。
 このように気候に大きく発電量が左右されますので、特定の事象だけみて故障だと早とちりするユーザが多いのも特徴です。少なくとも1年くらいは様子を見てからクレームを言うべき商品です。

系統連系型太陽光発電所

 現在の主流です。太陽電池で発電した電力は系統連係インバーター(パワコンディショナー)を使って、電力会社の電力線に流します。家庭内で使用する分(自家消費)を差し引いて余った電力を電気会社に買取って貰います。この電気はよそのご家庭などで使われます。逆に、夜間は通常通り電力会社から電気を買います。要は系統が無限大の蓄電池の役目をしていると言えます。
 系統連係に厳しい規定があり、その規定に合格したパワーコンディショナーしか使用できませんし、設置には電力会社の許可も必要です。
 原則は自家消費分だけの太陽電池を設置すべきですが、最近は買取り価格が高いため、金銭的に余裕があれば、売電収入を当て込んで、大容量の太陽電池を設置される方が増えています。家庭用で7年くらいで設備償却を済ませ、それ以降20年目くらいまで太陽光発電は可能です。13年間はほぼ丸儲けになります。(途中の設備メンテナンスは必要)

独立型太陽光発電所

 当所のように電力会社と切離されて、発電と消費を自己完結で行う発電所です。電力の安定供給と夜間供給のため、蓄電池設備が必須です。
 小規模な発電所では、12Vまたは24Vの低電圧で運用されるものが一般的です。街路灯とか道路標識などです。大規模なものはDC/ACインバーターによりAC100Vで運用されるものもあります。山小屋とか灯台、通信中継設備などがあります。
 運用上難しいのは、太陽電池の定格容量と消費電力量のバランスです。特に夜間電力を必要とする用途では、冬場を基準に設計する必要があります。そうすると、必然的に夏場は電気が余ってくる訳で、定格通り発電せず途中でカットオフされます。
 当所の例では、20Wの庭園灯と10Wのポンプ、6W程度の制御機器を運用するために、266Wの太陽電池と4,800Whの鉛蓄電池を必要としています。なお、Liイオン電池であればこの1/4程度で済みます。

モジュール過積載に注意

 最近、LP社を初めてとして太陽光発電の新参者が、モジュール過積載を推奨しているようです。私は老舗SH社で長年PCS開発業務に携わってきました。プロの意見として、太陽電池モジュールの容量(W)とパワーコンディショナー(PCS)の容量(W)の関係について解説します。
 結論から言えば、PCS容量の1.2-1.3倍程度の太陽電池モジュールなら、何ら問題なく発電します。現実に、住宅用太陽光発電システムでは、そのように設計します。しかし、それ以上の過積載では、何らかのトラブルが発生する確率が高く、20年間に亘る品質保証はできない。ということです。
 先ず、PCSの許容入力電圧VinとモジュールのVoc(解放電圧)です。直列に繋いだモジュールのΣVocが、Vinを越えないことが絶対条件となります。これが守れないとPCS内部回路が破壊します。勿論、メーカーの保証対象外です。特に日中気温が低い地域では、公称Vocより高くなることもあります。PCSのMPPT動作ではVocを計測しますので、「常に電流が流れているのでVocは無関係」とは言えません。
 更に、力率制限がある地域の場合、無効電力注入動作が必要なため、パワコンは公称出力の80%程度しか入力できません。平たく言えば、パワコンの容量が80%になったと考えて下さい。この場合は過積載は無理です。
 過積載は「パワコン定格出力の1.2倍まで」の根拠ですが、大凡次のように考えて下さい。

 (1)モジュール昇温による電圧低下で最大発電時は、公称出力の80%程度しか出力しません。低温時を考えても90%でしょう。
 (2)PVケーブルのロスが5%、PVケーブルは6SQ以上のものがベターです。太陽電池の内部抵抗が高いので、ケーブルの電気抵抗が高いと十分な電力を引き出せません。
 (3)PCSのロスが5%です。
合計でロスは20-30%あります。120%過積載*(1-0.2)=96%出力です。150%過積載なら120%ですが、パワコンは定格(100%)出力しかできません。20%は捨てることになります。

 販売事業者が、自社製品を売らんが為に、リスクの大きな設置方法をお客様に奨めているのは感心しません。彼らは10年先、20年先まで保証はしてくれません。保証してくれのは、モジュールだけ。それもメーカー押し付けです。
 太陽光発電は、僅かな発電量の違いを云々しても差は微々たるもの。むしろ長期に亘って安定的に稼働することが大切です。騙されないように注意してください。

各月の発電・消費電力量データー

 各月の1日の発電電力量と消費電力量をグラフにしております。

 チャージコントローラーのテスト期間のため、必ずしも正しく比較ができませんが、11月はお天気の悪い日が多く、天候がコロコロと変っていました。平均発電量は274Wh/Dayです。
 この頃は、蓄電池が1基のみで、翌日への繰越し電力が余り取れていません。
 なお、チャーコンは11/6-11/22がJUTA, 11/23- がSB2512です。

12月は奈良県にしては寒い日が多かった印象です。平均発電量は260Wh/Dayです。
 13日は一日雨で、蓄電池の余裕もなく、負荷への電力供給が止まっていました。
 なお、チャーコンは2010/1-3がSB2512、2010/4-10はPowerTitle、 2010/11-24はMPPT15L、 2010/25-はPS30Mです。

 1月は全般に天候が良く、幸先の良いスタートでした。平均発電量は328Wh/Dayです。
 発電量と消費電力量が上手くバランスして安定動作をしておりました。
 チャーコンテストは2011/1/1-8が PS30M, 2011/1/9- SB2512ixです。やっぱりPS30Mは余りよろしくないようです。天候のせいとは言い切れないです。

 ここからは発電量のスケールが変っていますのでご注意ください。
 2月は荒れました。例年になく雪が良く降る月でした。後半は良かったと思います。平均発電量は391Wh/Dayです。
 2月4日にデータロガーが故障してしまい、代替機が届く12日までデータがありません。降雪時のデータが取れず残念です。
 2月19日に蓄電池を1基増設しております。これ以降、消費電力が安定しています。

 3月は毎日のようにお天気が変わっていましたが、大きく崩れる事はありませんでした。平均発電量は479Wh/Dayです。
 全体的に発電量が増えています。消費電力量が安定しており、発電と消費のバランスが上手く保たれていると思います。

 4月は結構メリハリのあるお天気でした。4月にしては寒い日もありましたし、1日雨の日もありました。平均発電量は509Wh/Dayです。
 4月24日から植物育成灯をLED化して消費電力を減らしています。3月に較べると消費電力が減っていないように思えますが、これは点灯時間が長くなったためです。

 5月は27日頃から梅雨に入り、ぐっと発電量が低下しています。平均発電量は399Wh/Dayです。
 後半は発電量が少なく、消費電力がかなりセーブされています。

 6月は後半まで天気が良かった日が無いイメージです。太陽光発電にとっては試練の月でした。平均発電量は414Wh/Dayです。
 後半は快調です。電力の安定供給が実現できています。

 7月は前半は梅雨の影響で雲の多い日が多かったです。中盤は持ち直しますが、17日の週は雨の日が続きました。平均発電量は441.3Wh/dayで思った程良く有りません。
 このグラフからも分かるように、現在のシステムでは雨の日が続いても2日間は電力がバックアップできるようです。3-5日目は流石に厳しいようで、400Wh/dayの安定電力供給には、あと2-3個蓄電池が必要です。

 8月前半はお天気が良く、お盆開けに少しお天気がぐずつきました。平均発電量は501.1Wh/dayと想定していたより良いです。陽射しの強さから言うともっと良さそうなものですが、気温が高いことに加え、夏のお天気の特徴で、午前中は快晴、午後から積雲(綿雲)が発生して、発電量が大幅に変動するというパターンが災いしています。
 ピーク電力は晴れ後曇りの日で90W(10分間平均)、快晴日で80Wです。これは気温の影響だと思います。逆に日の出〜日の入りの時間が長く、積分値では冬より大きいです。

 9月は台風による悪天候の影響がモロにでています。お天気が変わりやすく発電量が大きく変化しました。平均発電量は427Wh/dayです。少し蓄電池への充電量が少ない印象です。原因の調査が必要です。
 平均消費電力は371Wh/dayなのでシステム効率は87%です。

 10月は晴れ後雨の繰り返しの天気で、秋晴れとまでは言えない日が多かった印象です。加えて、蓄電池の1基が寿命のようで、午後から満充電状態となって発電が抑制されてしまう日が多かったです。夜間途中で電池切れを起こす日が多く、結局、発電量も消費電力量も振るわない月になりました。
 平均発電量は391Wh/day、平均消費電力量は332Wh/dayと5月並の水準になっています。月末に蓄電池を発注致しました。

 11月は波乱です。天候はそう悪く無かったのですが、3日に蓄電池の入れ替えを行った際、うかつにも新旧電池を混在させてしまい循環電流が発生し、蓄電池の容量が急激に低下する事態となりました。この原因究明に手間取ったり、ディープサイクルバッテリー用の充電器の手配や、充電により全ての蓄電池の電圧を合わす作業などで完全復旧は20日になってしまいました。
 従い、発電電力量<消費電力量となっています。また発電量も怪しい状況です。

 12月は循環電流対策の実験に終始しました。漸く光明が見えてきましたので、後ほどレポートすることにします。
 天候が「晴」ではあっても雲の発生が多く、日射量が急激に変動する日が多いのもこの季節の特徴です。平均発電量は325Wh/dayで昨年と較べ25%増加です。天候の影響は否めませんが、1年間の努力の賜物です。
 それにしても、SMF31MS-850は本当に扱い難い蓄電池です。SMF27MS-730と較べ明らかに循環電流が多いです。

 1月はお天気が荒れました。元旦から良くないです。どんよりした雪雲の日が多く、平均発電量は314Wh/dayですが、昨年比では4.5%増です。ピークでは2割以上増加しているのが功を奏していると考えます。
 循環電流防止装置の検証も終了しました。冬場は日射量が低いので負荷>発電の状態になっており必ずしも循環電流により消耗している訳ではないことがかなり明確化しました。ですが、SMF31MS-850は循環電流の影響がかなり在る電池であることは間違いないです。また最初に導入した電池は寿命末期に来ています。循環電流防止装置の効果は抜群で確実に循環電流をブロックできます。

 2月データロガーWDR-3が故障して完全なデータが揃っていません。晴れ〜雨と周期的に繰返すお天気となり、発電量<消費電力量となるため、随時、蓄電池に補充電しての運用となります。
 平均発電量は290Wh/dayで、夜間消費はほぼ固定で236Wh/dayありますので、太陽電池の容量が不足していると思われます。この時期の運用では、1カ月トータルでは発電量と消費電力量はほぼ同じですが、夜間蓄電池が完全に無くなる日があり、太陽電池公称容量の3倍の蓄電池では未だ不足しています。最初に導入した1号機蓄電池は充電器で充電しても容量が少なく、そろそろ寿命が来ています。

 今年の3月は天気が急変し、全体的に日射量が少ないと思います。平均発電量は350Wh/dayと昨年の75%です。
 3月は蓄電池2台(115Ahx2)での運用を続けてきましたので、明らかに蓄電量は不足しており、晴れの日の次の日が雨の場合、夜間の電力不足になっています。(3月は補充電ゼロです)

 4月は比較的お天気が良かったですが、春独特の霞の掛かったようなうす雲の空でピーク発電量はそれ程高くはありません。平均発電量は416Wh/dayで昨年度の82%です。ただし、昼間の消費電力をかなり省エネ化していますので、その影響もあると考えます。
 4月から蓄電池3台(115Ah x2,105Ah x1)での運用を始めています。晴れの日が4日以上続けば翌日雨でも丸1日分は賄えるようになりました。ただし循環電流防止装置によるロスが4%程度あるものと思われます。(0.2Vの電圧降下がある)

 5月は曇りの日が多かった印象です。平均発電量は375Wh/dayですから、昨年とそう変らないのですが、何となく納得しがたい発電量です。
 3台の蓄電池は太陽光による充電があるにも係わらず、ピーク電圧が徐々に低下し2週間ほどで終止電圧に達することから、充電が十分でない印象です。
 21日の金環日食は見事に発電量に現れています。日射量が40%まで低下しています。

 6月梅雨入りです。平均発電量は320Wh/dayで昨年の77%しかありません。梅雨明けには太陽電池の点検が必要ですね。
 35Ahの小型蓄電池が入手できましたので、115Ah,105Ahとの混在試験を実施しています。従い、発電電力量と消費電力量との相関は全く取れなくなっています。こういう状況でも循環電流防止装置はかなりの威力を発揮しており、実用に耐えると確信しました。近日中に公開致します。

 7月の前半は梅雨の影響を受けました。後半は天候は良好ですが、気温が35℃になる日もあり、高温で太陽電池にはあまり好ましくない状況で、平均は379kW/day、最高は524kW/dayと低調でした。
 太陽電池の出力が落ちているようで、MPPTが17V付近である筈が、13V付近になっています。

 太陽電池の表面を写真撮影してみますと、30W太陽電池の1つのセルのグリッド線に焼け切れたような跡があります。出力はしているようですが、他の足を引っ張っている可能性があります。
 133Wの太陽電池が入手できましたので、入れ替えを検討したいと思います。

 8月も相変わらずパッとしない発電状況でした。平均で414Wh/dayですから。昨年の83%です。しかし、漸く原因が判りました。PVケーブルには2sqのケーブルを使用していますが、途中で継ぎ足しのため自動車用のコネクターを使用しています。このコネクター自体は15A定格ですが、真鍮製の端子をケーブルにかしめる構造になっています。真鍮は銅よりかなり堅く、カシメ圧力が不足していたため、接触抵抗が大きくなり、相当な発熱をしていました。実にこの部分だけで2V程度の電圧降下がありました。
 コネクターを外してコタツ用の手元SWを付けたところ、修理後に581Wh/day、ピーク出力で90W以上の発電ができ、昨年と同等に戻りました。どうも12月に循環電流の実験をした直後からおかしかったようです。これでまた、暫く様子を見ます。
 太陽電池の増設はスペシャル取付け金具の設計が終わり、製作依頼を始めたところです。涼しくなってから作業をしようと思います。

 9月は修理の甲斐もあって例年通りの発電量に回復しました。平均発電量480kW/day、最大発電量664kW/dayと調子が良いです。後半は台風の影響で天気が悪くなっています。
 太陽電池の増設作業ですが、部材調達が済み、追加のモジュールの取付けと電力量センサの組立が終ったところです。10月中旬に稼働を予定しております。乞うご期待!

 10月15日から太陽電池を増設しました。20日からは蓄電池の充電電圧※を調整し、満充電状態となりました。これにより、天候に左右されずにほぼ一定の消費電力が実現されています。増設効果もあり、1日の最大発電量は1,222Wh(定格出力の5時間分相当)を記録しました。
 ※従来はAccept電圧を14.4V、Float電圧を13.4Vに設定していましたが、循環電流防止装置での電圧降下分を考慮して、各14.8V,13.8Vに設定しました。これでほぼ市販の3段階式充電器と同じ状態まで充電できます。

 11月は雨の多い天気でした。例年と較べると気温が低くピーク出力が出やすい気候で、10分間平均の最大出力は256Wで定格出力の95%を記録しました。1日の最大発電量は1,112Wh、最低発電量は9Whと極端な開きが出ています。
 充電電圧の調整により満充電は達成できておりますが、逆に電力利用の効率は90%充電時に比較して10%程度低下しています。
 天候が悪くとも丸2日は蓄電池から電力供給可能で、漸く停電の無い安定した電力供給ができるようになりました。この冬はこれで乗り切ります。

 12月は前半快調でしたが、後半はぐずついたお天気が続き、蓄電池のスタミナ切れになりました。晴れの日でも薄雲が掛かった天気で最大発電量も864Wh/dayと奮いませんでした。
 電圧の異なる2系統の太陽電池を並列運転して感ずることは、雨の日の発電量が殆ど無いことです。チャージコントローラの協調運転の問題かも知れません。

 1月は安定した電力供給が達成できました。平均発電量は582Wh/dayです。最大は1,069Wh/day、瞬時値は10分間平均で252W(95%)ですので、かなり成績は良いと考えます。
発電量の変動値は大きいですが、蓄電池装置が上手く機能して、消費電力がほぼ毎日一定になっています。2月の安定運転を期待したいところです。

 今年の2月はまともな測定ができました。日々のお天気の変動が激しく、安定した電力供給が難しいことが分かります。平均発電量は576Wh/dayで、1月と変わりありません。最大も1,014Wh/dayと大差はありません。
 発電量の変動値は大き過ぎて、蓄電池装置が追いついていないことが分かります。ライブカメラの設置によりリアルタイムでの空の様子が分かるようになりました。

 3月は無停電が達成できました。狙い通りの結果です。雨の日が連続しないため、晴れの日に蓄電池の満充電が維持できたためと考えます。
 しかし、電力収支は1日当り消費電力量/発電量が60%とかなり効率が悪いことが分かります。太陽電池増設前では、満充電になることは滅多にありませんでしたが、効率は80%程度です。この差は蓄電池の充電状況を90%以上にするために消費されたものと考えます。(化学反応的に効率が悪い領域)

 4月は天候も良好で安定しております。午前中に満充電になっていますので、発電量は3月と余り変わりません。

 5月の発電と消費は安定しており、発電所として立派に機能しております。
 太陽電池容量が十分にあるため、殆どの日は午前中にバルク充電、吸収充電を経てフロート充電状態まで達し、蓄電池が常に満充電状態で夜間を迎えます。従い、夜間電力の不足は全くありません。
 一日の発電量データは理想型とはかけ離れておりますが、鉛蓄電池を使いこなすには今の方法が最適のようです。

 6月の平均発電量は563.5Wh/dayです。循環電流防止装置の導入から1年になりました。
太陽電池の増強により昨年度までとの比較は出来ませんが、3日続きの雨でも安定した電力供給が可能になっております。

 7月の平均発電量は600.5Wh/dayです。平均消費電力は367.4Wh/dayです。消費電力は安定しています。

 8月は晴れの日が連続で23日あり、面白いデータが取れました。発電電力量613W/dayに対して消費電力量371W/dayが均衡しました。充電効率は61%です。3段階充電にすることで約30%のロスが生じている計算になります。

 9月は初旬に台風がきて5日間お天気がぐずつきましたが、この間も安定電力の供給が達成できました。循環電流防止装置の効果発揮です。電力会社並みの安定供給ですね。1日の最大発電量は1kWhと太陽電池も夏バテから回復したようです。

 10月後半は台風兄弟が居座り、ぐずついたお天気が続きました。発電量もかなり乱高下依しましたが、この間も安定電力の供給が達成できました。1日の最大発電量は1.1kWhと太陽電池も絶好調です。

 11月は雨の日は25日だけで比較的安定したお天気であったと思います。1日の最大発電量は957Whと最低が99Whと昨年度と較べても安定しています。

 例年12月は雲の多い日が多く、日射量が少なくなりがちで、太陽光発電には向かないのですが、今年は特にひどい状態でした。平均発電量は470Whで、それも数日連続する日が続き、電力供給が途切れる日が続きました。

 1月も相変わらずお天気がよろしくないようで、前半は蓄電池のスタミナ切れが続出、やむを得ず18-19日で補充電を行いました。蓄電池1-2号機は余り復活をしませんでしたので、そろそろ寿命かと思われます。
 蓄電池補充電後は、一応状況は回復しております。このまま2月を乗り越えられるのでしょうか。

 2月は昨年度と同じ傾向です。降雪の影響で発電量がかなり落ち込んだ日があります。14日は全国的に大雪で混乱しましたね。
 最近、循環電流防止装置に関する問い合わせが多くなってきました。皆さん同じ悩みをお持ちのようです。

 3月は久しぶりに無停電が達成できました。発電の傾向は昨年と殆ど変わりません。

 4月は好調にスタートしましたが、8日昼過ぎにデータロガーがダウンしてしまいました。2012年2月25日に再起動してから実に774日目です。ロガー停止に気づくのが遅れ、復帰は19日になってしまいました。この間10日ほどのデータはありません。残念です。データロガーWDR-3もメーカーでは製造中止となって居ますので、代替品を探す必要がありそうです。

 5月は5日にデッキのメンテナンスにため一時運転停止を行いましたが、それ以外は極めて順調です。

 6月は梅雨にも関わらず順調に発電しています。オリジナルの循環電流防止装置も問題無し。

 7月の平均発電量は583Wh/dayです。平均消費電力は358Wh/dayです。消費電力は安定しています。昨年度と殆ど同じです。安定稼働しています。
 2012年と比較して太陽電池容量が2倍になり、充電効率は悪いですが、発電所しては、かなり良い状態を維持しています。

 今年の8月は天候が不順です。昨年と較べれば一目瞭然ですね。平均発電量は567Wh/dayです。平均消費電力は368Wh/dayです。消費電力は安定しています。平均発電量は昨年度の92%程度、平均消費電力は99%です。安定稼働しています。

 9月は天候は順調です。平均発電量は576Wh/dayです。平均消費電力は370Wh/dayです。消費電力は安定しています。平均発電量は昨年度の96%程度、平均消費電力は96%です。安定稼働しています。

 10月は15日から16日にかけてロガーが故障し記録ができていません。天候は雨が連続する日があり、途中で蓄電池がスタミナ切れしてしまいました。

 11月も18-21日の4日間、ロガーが故障し記録ができていません。2ヶ月連続で停止しています。故障の兆候かも知れません。平均発電量は485Wh/dayで、昨年の85%に留まりました。雨や曇りの日が多かったのが災いしているようです。

 12月はあまり天候良くありませんでした。平均発電量は391Wh/dayで、昨年度の83%しかありません。午後から雨の日が多く、発電量不足が目立ちました。加えて蓄電池の状況も良く無く、満充電になる事は無かったようです。
 蓄電池回復のため、補充電を試みてみましたが、少し蓄電池が劣化しているようにも感じます。もう少し様子を見て、蓄電池の交換も検討したいと思います。

 ついにバッテリーの寿命が来ました。充電器で満充電しても直にスタミナ切れになってしまいます。2010年8月(53ヶ月)、2011年2月(46ヶ月)、2011年11月(37ヶ月)が2台です。特に前2つは充電しても復活しない状態です。1600-1100サイクル使用していますから、良く保ったものだと思います。
 今回は、太陽光発電用としてもポピュラーなACデルコ(クライスラーの関連会社)製のボイジャーM27MFと呼ばれる、マリーン向けのディープサイクルバッテリーです。

 古い2つだけ変えるという手はあったのですが、モデルチェンジ前ということで結構安い価格で出回っていましたので、4つ同時に交換することにしました。(@12,300円、税込み)です。
 @50円で古いバッテリーの引き取りサービスもある、SHARE WEB STOREという会社から購入しました。
 有名なバッテリーですが、実力は如何程でしょうか。楽しみです。

 バッテリー交換の効果はあると思います。発電量の増加と夜間電力の維持が回復しました。
 ただし、残念な事にロガーがまた故障停止し、記録が飛んでいます。2月のデーターで正式なコメントを書く事にします。
 ピーク発電量に劇的な変化が見られます。恐らくは、バッテリー側の受け入れ電流が違うのだと思います。放電も電圧降下が極めて少なくなっています。

 バッテリー交換の効果は絶大です。2月で初めての無停電です。平均発電量は535Wh/day、最大発電量は836Wh/dayです。完全に復帰して嬉しいです。

 完璧です。平均発電量は549Wh/day、最大発電量は957Wh/dayです。スケールに注意。

 2013年の状態に復活しています。蓄電池が正常に動作していると、発電量も安定しています。4日間の雨にも十分に耐えています。平均発電量は543Wh/day、最大発電量は1057Wh/dayです。

 5月は天候が良かったです。毎日安定した発電量が得られました。平均で514Wh/day、ピークで776Wh/dayです。

 6月は梅雨空で晴の日は僅か8日でした。発電量も昨年より1割少なかったです。平均で515Wh/day、ピークで777Wh/dayです。

 7月は梅雨明けが昨年より遅く、発電量も昨年より1割少なかったです。平均で528Wh/day、ピークで901Wh/dayです。

 8月は順調でした。発電量は昨年並み、平均で552Wh/day、ピークで709Wh/dayです。消費電力は平均で369Wh/dayです。

 9月は前半台風の影響で不調でしたが、平均では発電量も、消費電力も昨年とほぼ同じです。
 最近、前年度と余り変わりがないようですので、来月からグラフだけ掲載します。変化があればコメントを付記します。

 今年最後なのでコメントしておきます。
12月は天候が周期的に変化しましたが、バッテリーは健在で、安定した電力供給が達成されています。観測史上初めて12月無停電を達成できました。

5月19日停電によりブロードバンドルーターが停止しDDNS機能が使えなくなりました。6月9日に復旧しましたが、5月19日-20日のデーターがメモリーオーバーフローにより消滅しています。

3月5日17時50分頃から3月29日19時35分頃まで、山本邸改修工事により、発電所停止

データロガー不調

データロガーが寿命と思われる故障が頻発しております。下記期間中のデータは記録がありません。悪しからずご了承ください。

・2018年7月30日6:24から8月11日9:54まで

・2018年8月16日11:14から17日10:04まで

・2018年8月20日15:24から9月8日10:04まで

9月下旬にデータロガーの入れ替えを致します。(発注済み)


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