電気柵用オフグリッドソーラーを自作しよう7 バッテリーボックスの温度上昇はどのくらい?

バッテリー容器温度変化グラフ 電気柵用オフグリッドソーラー
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(この記事の最終更新日は、2020年5月29日です。)
こんにちは!山猫おソーラーの備えるブログ 管理人の山猫です。(@yamaneko_solar
今回は、電気柵用の電源をオフグリッドソーラーで実現しよう!の7回目!

前回の記事で課題になった5つの問題点について検討していきます。ちなみに5つの問題点は

1.バッテリーボックス内の温度は大丈夫なのか?
2.ソーラーパネルの取り付けはどのようにすればよいか?
3.バッテリーボックスの防水対策はどうするか?
4.ソーラーパネルの防水対策はどうするか?
5.ソーラーパネル-バッテリーボックス間のケーブルはどうするか?

今回は、バッテリーボックス内の温度がどのくらいまで上がっちゃうのかを調べた記事だよ!

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バッテリーボックスの内部温度

最初に考えるのは、バッテリーボックスの内部温度。
電気柵用オフグリッドソーラーは、屋外のしかも畑の周りに置かれる可能性が高いのです。
当然日当たりもよいと考えた方が自然ですね。。

と言うことで、炎天下に置かれたバッテリーボックスの内部温度がどの程度になるか、測定しました。
ただ、まだ季節は6月。真夏の暑さとはだいぶ環境が違います。
とりあえず、今の環境でどの程度外気温と差が出るかを検証したいと思います。

バッテリーボックスとして今回山猫が選んだのは、アイリスオーヤマ ボックス RVBOX バケツ RV-15B グレー/ダークグリーン 幅34×奥行31.5×高さ27.5cmです。

測定日 2017年6月20日
測定場所 静岡県中部
天候 薄曇~晴天
気温 最高気温 28℃
温度計の設置状況はこんな感じです。

電気柵用バッテリーボックス温度試験

中央に見える白い物体が温度ロガーです。

バッテリーボックスの底に温度計を置いてしまうと、ボックスの壁の温度を拾ってしまうので、今回は、使わなくなったヒートシンクをバッテリーボックスの底において、ヒートシンクの上に温度ロガーを置いています。

温度変化の記録を見ていきます。

バッテリー容器温度変化グラフ
画面の黒細線がバッテリーボックス内の温度。
赤線が外気温をあらわしています。
なるほど、バッテリー内部は、外気温に対して温度が上がっています。
特に晴天になってからは、温度がぐんぐん上昇しています。
この日の最高気温は28℃に対し、バッテリーボックスの内部温度は38℃くらい。
外気温よりも10℃高いという結果になりました。

今回は、外気温がそれほど高くなかったのと、一日中晴天ではなかったという点で、実験環境としては参考程度ですが、それでも外気温に対してバッテリーボックスの内部温度が10℃以上高くなることは分かりました。

真夏の外気温は35℃を越えることも珍しくなくなった昨今、バッテリーボックスの内部温度が50℃を越えてしまうことも十分想定されることが分かりました。

使用するバッテリーの動作温度範囲は、充電時 0℃~40℃ 放電時 0℃~50℃ですので、本来なら40℃以下にしたいところですが、そもそも外気温が40℃近くになる可能性もあるので、現実的ではありません。
なんとか50℃以下には抑える必要がありますが、そのためには何らかの対策が必要ですね!

バッテリーボックスの防水性能

2017年6月21日は、記録的な豪雨。静岡県中部地方は、冠水するところが多数出るくらい猛烈な雨になりました。
一昨日までは干上がっていた安倍川が今日は轟々と流れています。
本当に自然にはかなわないな!と思います。
という話はさておき、せっかくの豪雨なので、バッテリーボックスの防水性を試してみました。
と言っても一日中外に出しておいただけですが。。。
夕方になって蓋を開けてみると。。あれ?底に水滴が。。

この水滴は蓋を開けたときに蓋の溝に溜まっていた水滴が中に落ちたものだと考えました。
雨が進入したにしては、ボックスの壁に雨が流れた跡はありません。
一応この容器は、かなりの防水性がある事が分かりました。
そして、蓋を開ける時に水滴が落ちてしまう事もわかりました。
これからケーブルを通す穴を開けたりしなければいけないので、本当に防水性が問題ないかはもう少し調べる必要がありそうです。

※ その後の調査で、蓋のヒンジの部分に隙間が空いていることが分かりました。雨はそこから侵入したのです。という事でヒンジ周辺をコーキング材で埋めて雨漏り対策をしました。

もろもろの問題の解決策

前回の記事であげた5つの問題点。
この問題を解決する方法はないでしょうか? お金を掛ければなんとかなるとは思いますが、できるだけ安く。
使えるものを作りたいという想いがありますので、なるべく安価で出来る対策を探さなくては!

いろいろ考えた結果、ソーラーパネルを蓋に水平に取り付ける。という案が再燃。(以前も検討したのですが、蓋と一緒に飛んでいく未来が見えたのと、水平に設置すると効率が落ちると言う点で却下しました。パネルに汚れが溜まりやすそうですしね)

ただ、調べてみると、ソーラーパネルの水平設置による効率の低下は10%程度であるという報告もあり、(冬場は厳しいことが予想されますが)実際にパネルを水平に設置しているとう例も多数ある事が分かりました。
後は、雨水が抜けにくいので汚れやすいのでは?とう懸念はありますが、これは、今後実際に使ってみて結果を見たいと思います。

ソーラーパネルをバッテリーボックスの蓋につける利点はほかにもあります。

・ソーラーパネルをつける架台がいらなくなる。
・ソーラーパネルが屋根になるので、バッテリーボックス内の温度上昇が抑えられる。。かも。

特に、ソーラーパネルをつける架台や支柱がいらなくなる点は、メリット大です。
単管パイプ等を使って安く済ませても、架台だけで数千円はかかる計算だったので、この架台(支柱)がいらなくなるメリットは大きいです。

ソーラーパネルの日傘効果は、実験してみないと分かりません。
もしかしたら熱がパネルとボックスの間にこもって逆効果という事も考えられます。
これは今後実験していきたいと思います。
ソーラーパネルが蓋ごと吹っ飛んでしまう懸念は、バッテリー容器の蓋が予想よりもしっかりと固定されていた事と、蓋が飛ばないように、バンドで容器を固定すれば、解決できるのかなと考えています。

これで、大体の構想が固まりました。部品は発注済みなので、後何日かしたら組み立てが開始できそうです!

作業の状況は逐一このブログで報告していきたいと思います。
お楽しみに!

~続きの記事~

農業用 電気柵用ソーラーバッテリー(ソーラー充電式バッテリー)を作ろう! 記事一覧ページへ

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※免責事項:ソーラー発電に限らず、電気を扱う機械の製作は、常に危険をはらんでします。万が一、事故が起きた場合、著者は責任を負えません。このブログは、電気柵用オフグリッドソーラーの作り方について出来るだ詳しく説明していく予定ですが、このブログだけを参考にして、一人でオフグリッドソーラーを組み立てよう!と考えるのは危険です。出来れば電気の扱いに慣れた方と作業をしていただきたいと思います。

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