EcoFlow ソーラーチャージャー

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RIVER Proと同時に110Wのソーラーパネルを2枚を購入してた。すでに何度もRIVER Proの充電に使っている。

RIVER Proはソーラー入力が25Vまで。パネルを直列では接続できない(一般的なパネルは20Vちょっとの電圧)。並列接続しか選択肢がないのでスペックは深く見てなかった。能力も晴天で190W以上出てるので問題もない。のほほんと深く考えずに使ってた。

そんな時にひょんなキッカケでEFDELTAを使う機会を得た。さらに追いかけてEcoFlowの160Wソーラーまで試せることになった。


左がRIVERと同時購入した110W、右が160W。それぞれ2枚づつある。110Wと160Wはスペックが違う。組み合わせて試すには理屈を押さえないといかん。

うーむ、これは天がソーラーを学べと言っている。誰ともかぶらないレビューをするには深堀りする必要がある。ソーラーパネルとは、ってとこからひっくり返して学ぶとするか。

基礎的なとこは大昔にトレーラーにソーラーを導入する時に調べて勉強した。でも、もはや条件が色々と違う。能力も重量も価格も発電効率も全てが進歩してる。ついでに入力を受ける側の充電制御も驚くほどに進歩。

昔はPWM方式で電圧を14Vぐらいまで落として12V系バッテリーに充電してた。ソーラーパネルの出力Wは電圧×電流。損失を出して電圧を14Vに下げて使うんだからパネルスペックの出力Wは出ない。なので少しでも効率上げるために17Vぐらいのソーラーパネルがあった。そんな時代だったのでトレーラーにつけてるのは17V系のパネル。並列で3枚、充電Wは電流量で稼ぐ時代のやつ。

あれから15年、いまはMPPT制御の充電が当たり前。Maximam Power Point Tracking(最大電力点追従制御)。電圧と電流の組み合わせを随時可変して最大電力値のポイントを維持するDC-DC変換。

この制御の進歩で「電圧差の余分を熱で捨てる」という無駄がなくなった。パネル電圧が高くても関係ない(入力の上限スペック次第)。入力を最大電力になる電圧と電流を探して受け取り、充電用に使う電圧と電流の関係へ高い効率で変換する。なんとも理想的な充電制御。


あいにく160Wのが届いた日は雨。そしては今日はガッツリと曇り。しばらく曇りや一時的な雨が続くらしく晴れそうなのは来週。

普通はソーラーのテストにならんから晴れを待つらしいが、そんなもったいないことはしない。アウトドアや日常時に使う時に晴れてるとは限らない。曇りの性能も知っとく必要があるだろ。


とりあえず条件合わせるために平置き。雲が分厚くて太陽見えてなければ入射角の差はあまり出ない。

110Wに比べて160Wのは1.33倍面積が広い。出力電力は1.45倍になってるので面積あたりの効率は少し上がってるようだ。とりあえずRIVERに1枚づつ接続して曇り空での体力測定。


110Wパネルは20Wの入力。


160Wパネルは28Wの入力。

本来の能力の18%ぐらいって感じか。分厚い雲の曇り空だと発電量はこの程度。逆に言えば6枚のパネルを用意すれば晴天時と同じ発電量を確保できる。そういう理屈を知っておくことが大事。

本来の性能は晴天になってからやる。試したら随時追記の予定。しばらくは曇り続きなので、先に接続パターンとかを追記で語るかも。


【追記】2021.3.8 少し晴れたのでソーラー発電の理屈を語りつつ軽くテスト


雲の多い空なので本調子じゃないけど時々太陽は出る。ソーラー発電の理屈を語りつつ軽く軽く充電テストする。

太陽光で発電する原理は「光電効果」というもの。

物質に光が当たると原子核と電子のつながりが切れて電子が飛び出す。その効果を最大限に引き出せるのがシリコンとかの半導体。効率の良い材質や結晶でで作って色々な波長で多くの電子が飛び出すようにする。そして飛び出した電子の動く向きを一定方向になる構成にしたのが太陽電池。


小さく四角の模様っぽくなってるのが1つの太陽電池。複数個が接続されて1区画になり、さらにそれらが接続される構造で、太陽電池が腐食しないようにガラスとかアクリルとか保護材料で覆われてパネルになってる。

一般的には開放電圧で22Vぐらいのパネルが多い。12V系の充電を狙ったモノは17V系のもある(今もあるのかな?昔は色々あった)。今ではMPPTの充電制御を使えるから電圧差を気にする必要は減った。


EcoFlowの折り畳みソーラーパネル。左が110W、右が160W。横幅はほぼ同じ。縦の長さが違う。スペックの効率は21〜22%で同等。最高出力時に限ると面積比では160Wタイプの方が少しだけ効率高い。

電圧と電流のスペックは、
パネル 開回路電圧 Vmp 短絡電流 Imp
110W 21.7V 18.5V 6.3A 6.0A
160W 21.4V 18.2V 9.6A 8.8A

開回路電圧は、接続されてない無負荷時の最大端子電圧。これ以上高い電圧は発生しない。

短絡電流は、ショートさせた時に流れる最大電流。これより多い電流は流れない。

VmpとImpは、この電圧電流の組み合わせ時が最大出力。MPPTではこのポイントを狙って制御して最大電力を得る。

※余談だけど、、、
160Wの仕様を確認してたら8.8A(Imp9.6A)になってた。短絡よりImpが大きいって変だわな。EcoFlowに数値が間違ってない?って連絡入れておいた。すると「8.8と9.6が逆で9.6A(Imp8.8A)が正解です!」と早々に返事きた。

で、驚いたのは数十分後にはWeb掲載の仕様が正しい値に修正されたこと。当たり前のように思えるがこれができるメーカーはあまりない。数日のタイムラグは当たり前で酷いとこだと数ヶ月単位で放ったらかしのとこもある。

ミスがあっても指摘されたら瞬時に訂正すれば影響は小さい。聞く耳をもち素早く動く、今の時代はこの体制が重要。EcoFlowのレスポンスはとても素晴らしい。

結果的に記載ミスに気づいたのは私だけだったと思われる(紙の説明書には誤記が残ってるけどね。ま、誰も見ないと思うが)


太陽が出てるタイミング狙って発電テスト。パネル数が多いのでEFDELTAを使う。

EFDELTAの入力仕様は、10-65V DC10A(最大400W)

電圧は65Vまで入力できる。電流は10Aまで(400Wか10Aかどちらかの制限に到達したらそのポイントで制御&充電される)

110Wと160Wのパネルをどう接続するか?最大能力を引き出すには直列と並列の混合になる。直列に接続すると端子電圧が足し算になる。開回路電圧を足し算して65V以下になる組み合わせまで。
※65Vを超える電圧を入力すると壊れるので注意!

電流は直列だとパネルの短絡電流の少ない値に制限される。160Wと110Wを直列にすると6.3Aが最大電流になる。それでは160Wパネルの能力を制限することになる。じゃあどうするのか?電流値の少ない110Wを並列にして電流値を上げる。並列にすれば電圧そのままで電流値は足し算になる。


160W 2枚は直列、110W 2枚は並列にした上で160Wと直列。

EFDELTAから見た時の入力は、電圧は最大で64.5V。電流値は最大で9.6A。どちらかの最大値で両方同時に最大にはならない。EcoFlowアルゴリズムのMPPT制御で最大電力点の電圧と電流の組み合わせで使われる。


太陽がしっかり出るとパネル能力の方が高い。サクッと400W入力になる。400Wが上限なのでEFDELTAが最大値を制御&維持する。うーむ、すげー技術進歩だ。

今日は雲が多くて太陽光の状態はコロコロ変わる。厚い雲に入ると150Wぐらまで一気に落ちる。少し薄いとこにかかると250Wになったり目まぐるしく変わる。MPPT制御が常に最大電力のポイントを探しながら追従する。不安定な太陽光を余さず電力に変換してくれる。

110Wと160W単体の比較は、雲が多くて不安定なので今日は見送り。キッチリ晴天じゃないと比較にならないので。

代わりに取り扱いで気づいた違いを少し。

これは160Wパネル。ケースがスタンドになるのだが下側にもカラビナがある。


裏側から。カラビナがつくリング状の輪っかが縫い付けられてる。


110Wのケースには無い。下側は固定できない。向き変えたり持ち上げると下の部分はくっついてないから好き勝手に動く。パネル自体がグネグネ動くので取り回しがとても悪い。

160Wのは下がカラビナ固定できるようになっただけだが、持ち上げてもスタンドの状態が追従するので取り回しやすい。ちょっとした改善だけどだいぶマシになった。

根本的にグネグネしてまっすぐ固定できないとか扱いにくさはある。カッチリしたスタンドが欲しいと思ってしまうが、それを求めるとたぶん収納性が悪くなる。持ち出して適当に広げて使うパネルとしてはこの辺が落とし所。その上で高効率&高性能。割高だけど価格相応の価値はある。使用目的次第かな。


【追記】2021.3.10 複数枚をまとめて扱える簡易の枠を作る


複数枚のパネルを組み合わすと高い発電力が得られるが取り扱いがめんどくさい。建物やら木やらいろんなモノの影を避けて地面にパネルを置いて配線繋ぐのに無理があるし、おまけに影は移動するし太陽の位置も変わる。ちょっと場所と向きを修正?複数枚の連携だとほとんどムリゲー。

あまりにめんどくさいので手元にあった細い角材で簡易の枠を作る。複数枚をまとめてひっかけてズルズルと場所や向きを変える想定。とりあえずの実験なので目分量で枠だけを作る。


完成!手元にあった角材使ったので長さが少し足りんかった。1枚は標準のカバースタンドを使って独立設置。まーこのぐらいなら動かすの許容範囲。3枚をまとめて上に伸ばしたことで占有する面積が減った。だいぶ楽になった。


裏側。作業台で支えてるだけなので角度は自由に変更可能。適当に縦枠だけにしたけどちゃんと作るならパネルサイズに合わせて横枠も作った方がいいだろな。

これはパネルを横方向に並べたけど縦の方がもっと簡単かも。上を固定して吊るせば下は固定しなくても問題ないはず。できるだけ簡易で収納できるフレームで土台に車輪とか付いてると自由が効く。そこまでする必要あるか?ってなるとビミョーだが、、、複数枚で実験したい人向け。

160Wは直列2枚、110Wは2枚並列にした上で160Wに続けて直列接続。前回試したのと同じで晴れてればEFDELTAで400W付近のソーラー発電入力を得られる。なかなかスッキリした透明感のある快晴にならんのだが、、、引き続き実験。


【追記】2021.3.13 スッキリ晴れないが110W vs 160W

今の季節は完全な快晴って巡ってこない。晴れでも薄い雲が漂ってる。雲のない快晴をずっと待ってるものの週末はまた天気崩れる。まーこれが現実。空の都合の方が影響大きくてソーラーパネルの最高出力なんて滅多に得られないわけである。

実情に沿ってちょっと薄い雲が漂ってる空の状態で110Wと160Wの比較勝負をする。最高出力は出なくても差はわかる。どのみち今の季節に使うならこれが実力。


まずは110Wパネル。こないだ作ったフレームに並べてる。角度と向きの条件はまったく同じ。雲の状態は完全に同じかは不明だができるだけ似たような状況を狙った。


EFDELTAに110Wパネルを1枚だけ接続。入力は85W。まー今日の空ならこんなもんだろ。雲がなくて太陽位置がもっと上がる季節なら100Wコースと思われる。


期待の160W。面積比では1.33倍。スペックの最高出力比では1.45倍。さてどうなるか。


113W。110Wパネルの1.33倍。面積比の差って結果。最高出力時の発電効率は160Wパネルの方が上だが(スペック的には1.45倍になるはず)、晴天になり切れてない状態では面積単位の発電効率は同じようだ。

完全な晴天の機会はそんなに多くない。ソーラーパネルと使う機会と条件のいい晴天が重なるって相当に運がいい時だけなので、110W vs 160Wの違いは面積分と思ってた方が実情にあってる。運良く晴天に巡り合えば160Wの発電効率はさらに伸びるオマケを持ってるって程度。

110Wと160Wどっちがいいの?となると悩ましいが、
「1枚だけ所有なら160Wパネル」

基本的に1枚では足りない。足りないがゆえに発電した電力は無駄なく充電に使える。なので最大出力Wが少しでも大きいパネルを持つのが有利。

直列に接続すると電圧は足し算。電流は小さい方に制限される。並列は電圧はほぼ変わらない(電圧スペック似てるので)、電流は足し算。なので、110Wと160Wを直列にすると160Wの電流が制限されて能力落ちるので損。

※パネル電圧(開放電圧)は入力を超えてはいけない(入力側が壊れる)。パネル電流の最大値は超えていても問題ない。入力側で制限される。入力最大電流になる以前に最大上限Wになった電流で制限される。


DFDELTAで実際に試すとこうなる。1つづつ試したのと同じ条件下で110Wと160Wの直列接続では180Wの入力。

電流上限が110W側に制限されるので、85+85=170Wになるかと思いきや180W出てる。これは直列全体としてMPPT制御された結果。110Wパネルは最高出力時は6Aだが短絡電流は6.3A。160W側は電流値は楽々の余裕がある。その合計バランスとして最大電力になるように制御すると180Wを引っ張り出せるようだ。

パネル能力的には85+113=198Wを期待するが180Wしか得られない。でも110Wを2枚の85+85=170Wよりは多い。そんな結果になる。

じゃあ、110Wと160Wを並列にしたら?

EFDELTAの場合はこうなる。

EFDELTAの入力スペックは、
「10-65V DC10A(最大400W)」

入力電流値が10Aで制限される。パネルを1系統で並列につなぐ限りは電流で制限されて180Wぐらいが上限となる。

RIVERの入力スペックは、
「10-25V DC12A(最大200W)」

なので、RIVERで同じことをすると190W以上は出る。12Aの入力上限は並列時には有利。というかRIVERは25V上限なので直列接続はできず並列しか選択肢がない。

そんな特性なので、
「RIVERは110Wを2枚並列」
「EFDELTAは160Wを3枚直列」
が能力引き出せてバランスが良い。

むろん、RIVERに160Wを2枚並列とか、こないだやったEFDELTAに160Wを2枚直列+110Wを2枚並列にした上で直列ってのもアリ。すでに110Wパネルを持ってるとか、曇り重視で余力が欲しいとか都合は人それぞれ。その辺はお好みで。




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