バッテリーの充放電の変換ロス、変換効率の実測値

2022-09-192022-11-06バッテリー,ソーラー発電

天候と充電忘れによりバッテリーの電圧が遮断する電圧値に設定している24.8Vまで落ちたついでに、24.8Vから10時間AC充電して、その後バッテリーで再び24.8Vになるまでに使えた電気量を測定してみました。

これにより、AC充電の交流から直流の変換ロスとバッテリー出力の直流から交流への変換ロス・変換効率を確認します。

計測したバッテリーとインバーター（充電機能含む）は以下の製品になります。

ハイブリッドインバーター ：Solar charge inverter HF2430U60-100 – SRNE Solar

バッテリー：Ampere Time | LiFePO4 リン酸鉄リチウムイオンバッテリー 12v200Ah

上記のバッテリーは12V200Ahを2直列で1ヶ月ほど利用しています。

とはいえ、充放電の変換ロスについてはインバーターの性能に依存しますので、バッテリーの性能や劣化具合は、ここでは気にしなくて良さそうです。

バッテリーの充放電時の電力量実測値

バッテリーの充放電の電力量の実測値になります。

上記ではわかりにくいですが、バッテリー電圧の流れは充電開始（24.8V）→ 充電終了＆放電開始（2.64V）→ 放電終了（24.8V）となっています。

充電終了＆放電開始の電圧は充電を終了してから時間をおいてバッテリーの電圧を安定させたものです。

充電量は10Aに設定、AC出力を計測したところ、おおよそ265W/hで充電している事を確認。
10時間の充電でAC電源から2,650Wを使いました。（こちらもエコチェッカーで計測しておくべきでした。）

バッテリー放電は毎時200w前後で常時稼働する家電で、総量はインバーターからの出力先でエコチェッカーを使って計測しました。

バッテリーの充放電時の変換ロス・変換効率

上記の実測データでは充電に使った電力量は2,650wh、その分を放電した際に使えた電力量は2,020whとなりました。

充放電での変換効率は76.3%となりました。
変換ロスは23.7％です。

※ 現在、一度だけの検証ですので正確な値から離れている可能性もあります

ハイブリッドインバーターのメーカー公表値は充電時の変換効率は95％、放電時の変換効率は92％となっています。
AC充電+放電合算ですと、変換効率は87.4％となるのでしょうか。
100*0.95*0.92＝87.4

公表値より10％くらい低い結果になりましたが、メーカーはベストな状態での値を出しているはずですので公表値通りとはならないのは想定内です。

公表値より低くるなっているのは主にAC充電時の変換効率なのではないかなと予想しています。
動画の実測値をメモして計算した時も充電でロスが大きいように見えましたし、充電の条件で効率は大きく変わるのかもです。

また、今回はバッテリーの電圧値が低いレベル帯（残量数％～30％あたり）での検証になります。
バッテリー電圧が低くなると変換効率が下がると見た事がありますし、これも今回の変換効率に影響を与えている可能性があります。

充放電合わせて変換効率70％くらいになるのでは？と予想していましたので77.4％は予想より良い結果です。

とはいえ、電気代の安い夜間電力を充電して高い時間帯の昼間に使っていますので悩ましいです。
この変換ロス分を穴埋めできているのでしょうか？

空の状態から満充電までの検証が理想ですが、予定はありません。
今後は細かく、例えば２、３時間の充電と放電で検証していければと考えています。