キャンピングカーのサブバッテリーに寿命が来た

おはにゃあこざいます。
6月に入ったにゃあ。
我々が三重県に出稼ぎに来たのが11月末だにゃあ。
それからもう6ヶ月もたったにゃあ。
出稼ぎに来た牡蠣小屋の人たちはみなさん優しい人で快適に過ごせてるにゃあ。
ほんとにありがたいことだにゃあ。

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今回は文章が長く、専門的な言葉が多いです。
興味のある人向けの内容です。
　バッテリーの寿命が来てしまったこと
　新しいバッテリーをどうするか
について書いてあります。
よかったら読んでください。

アルコバレーノ号のサブバッテリーの寿命がきたようだ。
使い始めてから二年ちょっと。
冷蔵庫という電気大食いを入れてから丸一年たった。
このバッテリーを買った時、ケビンは小さな小屋に住んでいた。
冷蔵庫やエアコンは想定になく、電灯、パソコン、扇風機が使えればよかった。

こんなバッテリーを使っています。
トラック用の大型のもので、耐久性には定評のあるGSユアサのバッテリーです。
太陽光発電につかうディープサイクルではなく、ごく一般的なもの。
高さ257㎜幅182㎜長さ505㎜。
重さは、二個で66Kg。
容量の二割くらいを毎日使うのであれば何年も使えたはずだった。

去年の4月、改装を始めた頃の写真。
重くて手が抜けそう。

ところが今は違う。
冷蔵庫を導入してしまったからだ。
天気が良い日は昼のうちに太陽光発電でほぼ満充電の25.6Vまで充電される。
それでも明け方の3時とか4時に電圧低下のアラームが鳴ってしまう。
冷蔵庫が止まってしまうと保存している食品が痛んでしまう。
仕方ないのでエンジンをかけて、アイドリングでサブバッテリーを充電する。
その時間がどんどん早くなってきている。

雨の日は、太陽光発電がないので事情が違う。
電圧が23Vほどになったら昼間でもエンジンをかけて充電する。
一日に合計3時間くらい、軽油を3リットルほど消費する。
金額にして300円強。
商用電源なら10KWhも使える金額。
6畳用エアコンならほぼ一日使える。

バッテリーは、96Ah(5時間率）を直列に二台。24Vで運用している。
容量半分として48Ahｘ24Vで、1152Whは余裕で使えるはずと考えていた。
それに対して使う方を消費電力が大きなものから順にあげてみる。

冷蔵庫 646Wh

最近310リットルのちょっと大きめのを導入した。
運び入れた様子はこちら。
年間330KWhがメーカー公称値、1日で904W、1時間で38Wを消費する。
まだ涼しい季節なので平均の38Wに近い消費電力だと思われる。
38Wx17h=646Wh
昨年5月に導入して先月まで一年使ったものは年間304KWだった。
ほぼ同じ電力を消費していたと思われる。

インバーター自己消費 289Wh
無負荷電流0.7Aで、24Vをかけると17W。
17Wx17h=289Wh

PCやスマホなど 170Wh
10Wくらいかな。（テキトー）
10Wx17h=170Wh

電灯 112Wh
7Wが二箇所で14W。
14Wx8h=112Wh

換気扇 20Wh
夜間は夕食の調理ときに1時間ほど10Wくらい使う。
合計2時間ほど使うとして
10Wx2h=20Wh

合計1360WH
合計は1237Whだが、インバーターの効率を90％とすると1割増しで
1237×1.1=1360Wh

初めてちゃんと計算してみた。（笑）
毎日50%以上の容量を使っちゃつていたのね。
ごめんね、バッテリー。
一年間毎日ヘトヘトになるまで働いて疲れちゃったのね。
このタイプのバッテリーは、充放電サイクルが300回ほどなので1年で寿命が来てもおかしくない。
次のバッテリーへの交換を検討することにする。

次のバッテリーの本命は、リン酸鉄型リチウムイオンバッテリー（LiFePO4 ）だ。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、同じ定格容量であれば、鉛バッテリーに比べて1.5倍位は実質の容量があると言われている。
もし140Ahのものを選べば、現在の鉛バッテリー96Ahに比較すると、140×1.5=210Ahとなり、倍増できる。
天気の良い日に大陽光で満充電にできれば二日ほど使える可能性がある。

問題は、導入コストだ。
調べてみると中国Winston製の単セル型がメジャーなようだ。

画像お借りしました。
日本の代理店で調べてみた。
200Ah・12Vで220,500円 (税込)だ。
2台使うので440,000円となる。
商品ページはこちら。

寿命を見ると、充放電回数 3000～5000回とある。
鉛バッテリーの10倍ある。
ということは、初期投資はかかるが寿命まで使えれば、年あたりの費用はトントンである。
おまけに使える実質容量は3倍ほどある。

もし同じような容量であれば90Ahのもので足りる。
193,600円となる。
寿命は同じく3000-5000回なので、年あたりの費用はむしろ安くなる。
商品はこちら。

ずいぶんと安くなったもんだ。
真剣に検討していくことにしよう。

今使っている他の機器がそのまま使えるかどうかと設置場所、重さなどである。

ソーラーチャージコントローラー

今使っているのは、Tracer 4210ANという機種。商品はこちら
13,800円。ずいぶん安くなったもんだ。
買い替えても全く問題ない価格だな。

リチウムバッテリーを使うには、設定を変える必要がある。
本体やリモコンの設定画面で見たけれどリチウムという項目が見つからなかった。
検索してみると、スマホかPCにつなぎ専用アプリで設定するしかないようだ。
そして設定アプリは、アンドロイド用とWindowsが用意されている。

しかし、我が家にはMAC、Chrome、iPhone、Fireしかないのである。
このためだけに端末を買わなきゃいけないのか。
なんとかならないかなあ、と思い巡らせていたらひらめいた。
アマゾンのFireタブレットは、アンドロイドをベースにアマゾンが作ったもの。
おまじないをかければアンドロイド用のプリも動かせることを思い出した。

検索したら手順が詳しく書いてあるページがすぐに見つかった。
夜半に目が覚めてしまって時間を持て余してたから、使ってない古いFireをガサゴソ引っ張り出してきて、ゴニョゴニョ開始。
1時間ほどで完了。
アンドロイドのアプリが使えるようになった。

続いてアプリのチェック。
チャージコントローラーのメーカーEPEVER（EPSOLAR）のダウンロードページからアプリをダウンロードしてインストール。
ちゃんと動いた。

チャージコントローラとタブレットの接続には、アダプターが必要だ。
アマゾンで検索してみつけた。
wifi用とBluetooth用があり日本に在庫があるBruetooth用を選択。
アマゾンの商品ページで早速ポチッと。
2,499円なので迷うことなく。
なんとこれが国内在庫の最後だったみたいで現在は商品なし。
他パージにも同じ商品があるが中国発送なので時間がかかる。

翌日にはアダプターが到着した。
ショートホープの箱くらいの大きさ。
配電盤の中にラクラク入れられそう。
早速接続してテスト。
以下、画面のキャプチャー二枚。

データの読み出し、表示が出来た。
バッテリー設定のところにLiFePo4（リン酸鉄リチウムイオン電池）の選択肢もある。
細かい設定も可能だ。

走行充電器
次に検討が必要なのは走行充電器だ。
今使っているのは、CLESEED SJ202という機種。

メーカーの商品サイトは、こちら。
ソーラー充電と走行充電を自動で切り替えてくれる機能があって選んだ。
最大充電電流は、走行充電時30A、ソーラー充電時25Aと十分にある。
昇圧機能がないのでリチウムバッテリーを満充電には出来ない。
最大でも27.6Vくらいなので、リチウムバッテリー1セルあたりは3.45Vしかない。

Winstonのリチウムバッテリーの充電特性の図で見ると0.5CAの条件で3.45Vだと50−70％で頭打ちになりそう。
まあ半分まで充電できれば、電源なしに比べればマシなのでそれでもよいかなと。

アルコバレーノ号は4.3リットルの大きなディーゼルエンジンに見合ったオルタネータを装備している。
仕様は良くわからないけど。
いまのバッテリーで23Vくらいに電圧が下がったり、エアコンをかけているときには、20A以上の電流がサブバッテリーに流れる。
アイドリング状態での電流だ。
最大で30A流れることもある。
走行充電器が30Aで制限しているので、ひょっとしてもう少し能力があるかもしれない。
エアコンを使い大電流を流すとバッテリーの電圧は下がるので、走行充電器からの電流はたくさん流れるようになる。
エアコンを使うためにアイドリングするという手もありだ。
暑くてハルさんが苦しむならそのほうがましだ。

上で紹介したリチウムバッテリーの販売店がリチウバッテリー対応の走行充電器も扱っている。
説明の中でCLESEED製は満充電できないよって大きく書いてあった。

そのページはこちら。
この機種も走行充電／ソーラー充電の自動切り替えができるが、24V運用のソーラーシステムには使えないのが残念。

イギリス製で使えそうなのがあった。
たぶん使える。はず。
商品ページ
こちらが取り扱い説明書。なぜかドイツ語混ざりの英語。（笑）

走行充電器は、そのうち良いものが出そうな気がするので現状のままで気長に待つことにする。

ソーラーパネル
現在は250Wのを2枚直列で使っている。

屋根の上に2枚、合計500W。
1000×1600ミリのでかいやつ。
大規模ソーラーの仕事をしている人からもらった。
工事中にフレームを曲げてしまって使えなくなったようだ。
天気の良い日には300Wほど出力する。
ソーラーパネルはチャージコントローラを介してバッテリーに繋ぐので相性の問題はない。
問題は、満充電にするのにどれくらいの時間がかかるかだ。

昼間の4時間に1時間あたり250Wを充電できるとして、1日1KWh。
バッテリ200Ahが2台で200Ahx24Vで5KWh。
容量の70％を使うとして3,5KWh。
3日以上かかる計算。

将来的にはソーラーパネルの増設も検討しなければなるまい。
屋根は大きいので100Wのを10枚のせられそう。
定格1000W、実効600Wくらいか。
いまの倍の発電ができそうなので夜使った分を次の日に十分回復できそう。
フレキシブルパネルの薄くて軽いやつで100Wで13000円くらい、10枚で13万円の概算だ。
600ワットあれば暑い日にエアコンの常時運転も視野に入ってくるし。

インバーター
電菱の1500Wの正弦波SK−1500を使っている。

動作電圧が最大30Vなので問題なし。
デフォルトだとバッテリー電圧が21Vまで作動してしてう。
この電圧まで放電するとリチウムバッテリーを痛める。
安全を見て24V程度で動作停止する必要がある。
チャージコントローラで、DC出力を停止する電圧を任意に設定できる。
チャージコントローラからのDC出力をインバータの制御入力につなげば実装できる。
（実際にはインバーター用リモコンに接続する）

設置場所
先のWinston製の200A、12Vのものが
高さ266 ｘ横幅361 ｘ奥行242（mm）
重さ 30kg
いまの鉛バッテリーより体積は小さく重さも軽いので設置には大きな問題はなかろう。

さてさて、リチウムバッテリー導入へのもろもろの問題は解決できそうなことがわかった。
あとは何を誰からいくらで買うかだ。

その作業を進めていく。
次回はバッテリー購入編として書くつもり。