バッテリーが消耗するとBMSが出力を遮断しインバータが停止します。インバータが停止すると屋内にある2基のAC自動切替器で商用電源に切替わる仕組みです。その後太陽が出て発電が始まるとBMSが出力を再開しインバータが起動しますが、充電開始初期は突入電流発生時に閾値越えの電圧降下が起こるためバッテリーが出力を再遮断、その後継続して充電中のため電圧がすぐに回復して遮断が解除され・・・といった流れでインバータの起動停止を繰り返すというバタつき動作が発生します。
これを抑止するために、測定システムと連動させて、バッテリー消耗後の充電開始初期からは、突入電流による閾値越えの電圧降下が発生しない、ある程度の充電率に上がるまでインバータの起動を抑止する仕組みが必要です。
測定システムが稼働しているRaspberryPIにリレーモジュールを接続し、各インバータに制御線をつなげてインバータの起動停止を制御できるような環境を構築しました。これによりバタつき動作解消だけでなく先々の天気予報を踏まえた放電規制なども自室から可能になります。
⇒前回記事:「車庫屋根ソーラー発電システム66(倉庫屋根⇒車庫屋根変更)」

再構築前のウォールボックス

再構築後のウォールボックス
・電源は別系統の24Vシステムから供給して48Vシステムの電源状態に影響されないようにしました
・リレー2基/モジュールx3を追加しRaspberryPIの6カ所のGPIO端子に接続しました
⇒内3基のリレーをそれぞれ3台のインバータに接続
⇒内1基のリレーを充放電コントローラ用ファンの電源入り切りに使用
⇒内2基は拡張用予備未使用とする


48Vシステム構成の変更前後


48Vシステム負荷構成(車庫)の変更前後


48Vシステム負荷構成(家屋)の変更前後


24Vシステム構成の変更前後、後に記載の理由でUPSは廃止、伴って24Vの自室引込みを廃止


また、家屋のAC自動切替器について、大容量化(63A)しました(左)、念のためお試しで片方だけ交換しました。運用状況が良好で有れば右側も交換します。
左の大容量リレーは切替時間がUPS並みのようで、切替に伴う瞬断対策で利用していたUPSを廃止して構成を簡略化しました。
自室にUPS用に24Vの引き込みに使用していたCTケーブル(本来は屋内引き回し用)の被覆が天然ゴムのために裂け割れなどの劣化が著しかったので同じく廃止のちょうどいい機会でした。屋外で使う場合はVCTケーブル以上でないとダメですね。

RaspberryPIに接続しているリレーは以下OS上のコマンドでON、OFF制御できます。
・3台のインバータのON制御コマンド
・3台のインバータのOFF制御コマンド
・状態確認コマンド
しばらくは自室から手動制御で運用しますが、今後この仕組みを使ってどのタイミングで自動制御するかを含めてソフトウェアの作り込みをしていく予定です。
バタつき対策以外に自動で天気予報の情報を収集して適切なタイミングで独立・商用切替を自動で行ったり、そこにAIを絡めて効率的にインバータの起動停止を判断して制御するとか・・・いろいろと今後の妄想は広がります。
これを抑止するために、測定システムと連動させて、バッテリー消耗後の充電開始初期からは、突入電流による閾値越えの電圧降下が発生しない、ある程度の充電率に上がるまでインバータの起動を抑止する仕組みが必要です。
測定システムが稼働しているRaspberryPIにリレーモジュールを接続し、各インバータに制御線をつなげてインバータの起動停止を制御できるような環境を構築しました。これによりバタつき動作解消だけでなく先々の天気予報を踏まえた放電規制なども自室から可能になります。
⇒前回記事:「車庫屋根ソーラー発電システム66(倉庫屋根⇒車庫屋根変更)」

再構築前のウォールボックス

再構築後のウォールボックス
・電源は別系統の24Vシステムから供給して48Vシステムの電源状態に影響されないようにしました
・リレー2基/モジュールx3を追加しRaspberryPIの6カ所のGPIO端子に接続しました
⇒内3基のリレーをそれぞれ3台のインバータに接続
⇒内1基のリレーを充放電コントローラ用ファンの電源入り切りに使用
⇒内2基は拡張用予備未使用とする


48Vシステム構成の変更前後


48Vシステム負荷構成(車庫)の変更前後


48Vシステム負荷構成(家屋)の変更前後


24Vシステム構成の変更前後、後に記載の理由でUPSは廃止、伴って24Vの自室引込みを廃止


また、家屋のAC自動切替器について、大容量化(63A)しました(左)、念のためお試しで片方だけ交換しました。運用状況が良好で有れば右側も交換します。
左の大容量リレーは切替時間がUPS並みのようで、切替に伴う瞬断対策で利用していたUPSを廃止して構成を簡略化しました。
自室にUPS用に24Vの引き込みに使用していたCTケーブル(本来は屋内引き回し用)の被覆が天然ゴムのために裂け割れなどの劣化が著しかったので同じく廃止のちょうどいい機会でした。屋外で使う場合はVCTケーブル以上でないとダメですね。

RaspberryPIに接続しているリレーは以下OS上のコマンドでON、OFF制御できます。
・3台のインバータのON制御コマンド
raspi-gpio set 17 op dh ※2500Wインバータ
raspi-gpio set 18 op dh ※1500Wインバータ
raspi-gpio set 27 op dh ※3000Wインバータ
raspi-gpio set 27 op dh ※3000Wインバータ
raspi-gpio set 22 op dh ※予備
raspi-gpio set 23 op dh ※予備
raspi-gpio set 24 op dh ※充放電コントローラ用ファン、50度超えるとON、30度まで下がるとOFF制御予定
・状態確認コマンド
raspi-gpio set 24 op dh ※充放電コントローラ用ファン、50度超えるとON、30度まで下がるとOFF制御予定
・状態確認コマンド
raspi-gpio get 17
raspi-gpio get 18
raspi-gpio get 27
raspi-gpio get 22
raspi-gpio get 23
raspi-gpio get 24
raspi-gpio get 22
raspi-gpio get 23
raspi-gpio get 24
※ON時出力例:GPIO 24: level=1 fsel=1 func=OUTPUT
・3台のインバータのOFF制御コマンド
raspi-gpio set 17 op dl
raspi-gpio set 18 op dl
raspi-gpio set 27 op dl
raspi-gpio set 22 op dl
raspi-gpio set 22 op dl
raspi-gpio set 23 op dl
raspi-gpio set 24 op dl
raspi-gpio set 24 op dl
・状態確認コマンド
※OFF時出力例:GPIO 24: level=0 fsel=1 func=OUTPUT
しばらくは自室から手動制御で運用しますが、今後この仕組みを使ってどのタイミングで自動制御するかを含めてソフトウェアの作り込みをしていく予定です。
バタつき対策以外に自動で天気予報の情報を収集して適切なタイミングで独立・商用切替を自動で行ったり、そこにAIを絡めて効率的にインバータの起動停止を判断して制御するとか・・・いろいろと今後の妄想は広がります。

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