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鉛蓄電池 補水作業合理化
 金銭投資すれば如何ようにも出来る自動化なのだが下記記載内容は、お遊びによる蓄電池管理負担軽減の備忘録です。 ●当サイトでは蓄電池の充放電に於いて若干無理の利く開放型を複数採用しているが精製水補充管理が大変で面倒臭いのである。  そこで安定性と再現性を配慮した精製水補充簡素化作業を実践している。  結論を一言で述べると、蓄電池の注水口を開栓して精製水注入器具を載せ市販灯油ポンプ(改造)のスイッチを入れるだけ  設定レベルに到達するとブザー鳴動と同時に精製水注入は自動停止する。(下記画像参照)  過剰注入や注入不足の失敗はなく、全セル均等管理が出来て各蓄電池へのバランス配慮された方法で、狭い場所や照明不足の場所に  設置された蓄電池などでも威力を発揮します。  尚、センサーの液面レベル設定は自在なのでセンサー位置調整により、蓄電池の比重低下防止したい場合や、給水栓に乗せるだけで  ブザー鳴動するので目視による液面確認は不要で、電極露出までの残液チェックにも役立ちます。  市販の精製水20リットル容器には灯油電動ポンプの吸込口が直接入らないため、市販20Lタンクに精製水を移し替える必要が有りますが、  蓄電池への補水時間は一瞬で完了し作業効率は抜群です。・・・市販20Lタンク(半透明樹脂製)は1000円以下で入手可能  市販の電動灯油ポンプは出力ホース内部にセンサーが内蔵されているが、蓄電池の希硫酸がセンサーホルダー等に残留しないように注水口と  センサーを分離する構造にしてあります。(センサー部は透明樹脂で密封されているので希硫酸の影響を受けにくい物と推測、2年以上の使用 実績にて耐久性確認済) 尚、改造部材は、クリーム詰替ケース、観賞魚関連の樹脂製スポイト、口径変換自在アタッチメント、小径ホースで、何れも100円ショップ  やホームセンターで全部材調達可能。(灯油電動ポンプを含む全部材費用は約1,400〜1,600円) 給水方法の合理化
●精製水補充時の注意点として、ポリタンクの高さを蓄電池表面より若干低めにすると給水自動停止時のホース残留水は蓄電池内部に入りません。  注入器具の減圧穴は、充電中に発生する気泡ガスなどで内部圧力が高まり液面レベルセンサーの浮き上がり防止します。 【余談】  バッテリー精製水自動補充でWEB検索すると各種ヒットしますが価格が3万〜6万円程度でターゲットは業務用と推察する。  当サイト製作品の費用は1,600円以下と格安で使用感も抜群で、動作性能も安定していて趣味で取り扱うレベルには最適です。  下記画像に示す蓄電池セル栓6x4台=24箇所を開栓して電極露出および注水レベル確認しながら作業するのは以外に苦痛を感じるものです。  蓄電池補水の半自動化により作業性向上に努めています。 2KW独立型発電の足跡

【鉛蓄電池の並列接続バランス維持管理】  当サイトの場合、蓄電池精製水補充の厳密管理をする理由は、EB160Ah/5hr 4並列接続されていて可能な限りバランスさせる必要に迫られ上記の  半自動化は複数項目の1つに過ぎません。  蓄電池の並列接続は推奨しませんが安全に留意し、労を惜しまず「勘所」を把握して管理出来るのであれば過去実績から寿命に大差無く勝負可能です。 【勘所とは】 ・並列接続バランスを最大限に保つ事・・・配線バランスの徹底と蓄電池セル比重均等化管理や電極露出および短絡の厳禁。                     (軽度の電極露出や短絡が一度でもあれば、そのダメージは後々までバランス不均衡を生み尾を引きます) ・充電不足や深放電による電極結晶化防止設備を具備する事・・・十分過ぎる太陽電池容量設置と人間不介在の自動補充電制御管理。  (当サイトの場合、電極結晶化防止用の市販パルス発生機器は効果疑問と自己電力消費とノイズ発生等を勘案し不採用としている) ・蓄電池の電圧、充放電電流をデーターロガー等により定期的に数値で把握する事。・・・バランス不均衡や経年劣化の兆候をデーターで把握。 当サイトでは2000年の運用開始から蓄電池4並列接続の電圧、充放電電流のリアルタイムモニターとデーターロガーによる終日5分間隔データ  自動記録されている。・・・(蓄電池単位または全蓄電池の同期データ取得も可能)

 あらゆる事態を想定管理し更新設置(2010-11-10)〜5年経過時点でも各蓄電池のバランス状態は良好に維持されています。(追記:2018年11月  で更新設置から満8年経過、劣化は実感しますが実用上寿命までは十分過ぎる余裕があり今後、最終着地点まで維持管理が続きます) ※鉛蓄電池EB160Ah/5hr 4並列接続の更新設置〜満8年経過までの「負荷条件と維持管理 」経緯を記載。 1.各蓄電池と銅版ターミナル・バス間の均一配線長・・・(銅版ターミナルを中心に均等最短放射状接続) 2.商用電源による自動補充電及び自動停止制御(蓄電池電圧の常時監視と記録含む)・・・(蓄電池電極結晶化軽減対策)  3.蓄電池零クロス充放電の常時監視と記録可能(データーロガーによるPV発電電流と蓄電池放電電流記録)  4.蓄電池毎の事故防止遮断と接続開閉可能・・・(各蓄電池間のアンバランス発生を想定し単独切り離し及びレベル合わせ即実施可能な体制  を整えています)因みに並列接続による各蓄電池間のアンバランスでレベル合わせは一度も実施されていません。 5.無負荷時の各蓄電池並列接続アンバランス監視設備を具備(充放電状態を分解能20msecデーターロガーにて同期計測と記録可能) 【アンバランス監視】・・・(蓄電池並列接続による蓄電池間エネルギーの奪い合い計測可能)  インバータ及び各蓄電池と各チャージコントローラーそれぞれが瞬時に単独切り離し自在なシステムを構築しているので接続デバイスを  切り離す事により、蓄電池任意並列接続に於ける充放電状態は各ホール素子センサー検出により無損失で計測可能となっている。 ※当サイトでは蓄電池並列接続による循環電流防止策は特にしていない(上記アンバランス軽減対策のみ)その理由は、蓄電池の電流が大きく  半導体デバイス挿入損失又はデバイス制御電力自己消費又は制御商用給電の必要性や半導体デバイス挿入による蓄電池アンバランス助長リスク  など勘案した結果による。・・・(蓄電回路で半導体デバイス挿入する抵抗感と、商用給電の半導体デバイス挿入制御で循環電流防止するまで  の価値があるか自問した結果でもある)
●上記画像の通り蓄電池周辺の結線は1極集中方式を採用しており、チャージコントローラの設定バイアス影響リスク配慮と各蓄電池  に対する充放電配線バランスに配慮しています。・・・(低圧システム故に最大電流実測値は115A処理される為、各種の配慮が必要) (別解するとバランスとは、各太陽電池バンク通過電流、各蓄電池充放電、インバーター通過電流、各チャージコントローラのバイアス  点変動リスクを意識し、帰還電圧発生差と電力制御部のバランス不均衡が最小限となるような配慮を意味し、蓄電池内部抵抗を勘案  すると僅かな結線抵抗差および接触抵抗差や各蓄電池の保守差が起因する充放電変化が想像される) 【維持管理のまとめ】・・・(鉛蓄電池並列接続バランス維持) 0.蓄電池補水の半自動化により注水レベル均等化管理と電極露出監視に努めている。  (習熟してくると蓄電池電圧監視だけで兆候把握が可能) 1.銅版ターミナル・バスを基準とした均等最短放射状接続を徹底している。・・・(帰還電圧のバランス維持) 2.蓄電池電極結晶化軽減対策として自作機器(設定値任意)により蓄電池電圧監視と自動補充電制御する場合がある。  (イレギュラー的な放電時と冬期間の日照不足や連日不日照継続した場合など) 3.充電不足やイレギュラー的な放電による電極結晶化防止目的とした蓄電池容量に対する過分な太陽電池パネルを設置している。 (蓄電池容量に対する太陽電池パネルの設置容量は、設置環境を踏まえ計算式は目安以下としか捉えていない) 4.蓄電池の電圧及び充放電電流をデーターロガーによりリアルタイムモニターと終日自動記録している。・・・(個別または合算選択可能)  (バランス不均衡や経年劣化の兆候を数値で把握)・・・状況により蓄電池並列状態での強制均等化充電実施 5.蓄電池充電電圧は、充電不足回避のため蓄電池結線ロスを換算考慮してチャージコントローラ(CC)設定している。 (具体的には、各蓄電池に一定電流流した時に生じる電圧降下分をCCの充電設定電圧に繁栄補正している) ※当システムの蓄電池4並列接続は、蓄電池更新から8年間、問題なく維持されていて上記内容の総合効果と考えています。 ■web上で散見する蓄電池の並列接続は、循環電流理由のNG表現が多数見受けられますが、並列接続時の勘所を把握して、適切な蓄電池の  選択と運用が可能であれば記載した年数維持は可能である事が当サイトで証明されています。・・・とここで記載しても、諸々の計測  条件やデータ提示及び画像や動画を駆使して証明がなければ信頼度に疑問が生じるのは必然で、自身で必要なスキルを取得して実証され  るのが一番でしょう。  また、電力部の配線接続バランス配慮に触れる方は少数派なのでしょうか?・・・(当サイトでは重要な一要因と捉えています)  0.x mΩ〜mΩオーダーの抵抗バランス差が及ぼす影響は微々たる問題と取られがちですが、一例としてインバータの負荷に応じた充放電 を例に計算するとmΩオーダーの抵抗差が及ぼす各蓄電池の通過電流差はキルヒホッフの法則により直感する事ができます。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 当サイトの鉛蓄電池寿命は近い将来到来しますが、重量57kg x4個の自力更新は体力的に恐らく困難、維持管理費負担の不安も付き纏います。
■リチウムイオン蓄電池並列接続・・・pdf参考資料 web検索:キーワード「蓄電池並列接続 バランス pdf 四国総合研究所」 (四国総合研究所の蓄電池並列接続pdf参考文献)
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