オフグリッドソーラーシステムにおけるシャントの謎めいた役割

自宅にオフグリッドシステムを導入しようとお考えですか？それは確かに素晴らしい選択肢だ。しかし、何から始めればいいのか？どのようにコンポーネントの品質を選ぶのか？これらは非常に重要です。オフグリッドシステムで最も重要な部品のひとつがシャントです。ソーラーシステムで作られ、利用されるエネルギーをモニターするのに役立ちます。バッテリーからシステムへ、あるいはシステムからバッテリーへの流れを測定します。システムの電圧を測定するため、バッテリーのマイナス端子に取り付ける必要がある。シャントは、すべてのデータをモニター内のパラメータと比較します。これは、充電量、消費電力、残りのエネルギーを決定するのに役立ちます。ユーザーは、システムを監視するためのバッテリーモニターを使用して、この情報を評価することができます。

分流式電気系統の仕組みと、オフグリッド太陽光発電システムの特徴を見てみよう。

電気シャントの仕組み

バッテリーの "充電状態 "を効果的にモニターするために、電源システム内にシャントを設置することができる。うまく機能させるためには、バッテリーの近くに設置する必要があります。また、断続的な接続がないようにしなければならない。複数のシャントを設置することも可能です。しかし、バッテリーに接続されているものが最優先される。 

シャントは、応答をトリガーすることによってバッテリーの充電を維持または節約するのに役立ちます。あらかじめ設定されたしきい値以下には充電状態を低下させない。リレー接点がトリガーを生成し、シャントの本体に存在する。また、インバータやレギュレータ上に配置することもできる。しかし、目的は変わりません。 

以下は、シャントが引き起こす可能性のあるアクションの一部である：

• 発電機の始動/停止や自動始動が可能です。
• 必要なときに、ある程度の負荷を流すことができる。例えば、必要なアプリケーションとそうでないアプリケーションの両方を使用している場合、バッテリーが消耗し始めることがあります。その場合、シャントは非必須回路をシャットダウンします。バッテリーの使用を減らすだけでなく、充電状態も回復させる。つまり、シャントは緊急負荷遮断システム（ELSS）として機能する可能性がある。
• Eメールやメッセージでオペレーターと通信し、バッテリーの状態を伝えることができる。

ソーラーシステムで使用されるほとんどのリチウムイオンバッテリーには、"バッテリー・モニタリング・システム（BMS）"が内蔵されています。これらのシステムは、ブランドやバッテリーの種類によって異なる場合があります。これらのシステムの中には、収集したデータにアクセスさせる必要があるものもあります。そのような場合は、BMSを設置する必要があります。このような場合、簡単にデータをモニターし、見るためには、シャントを取り付ける必要がある。一方、一部のリチウムイオンバッテリーにはブルートゥースインターフェースが搭載されている。携帯電話でバッテリーの情報を見ることもできるので便利だ。 

ブルートゥース・システムであろうと、シンプルなバッテリー・セットアップであろうと関係ない。しかし、モニタリングのレベルは各デバイスによって異なる。しかし、両者に共通するのは、オーナーがパラメーターを設定できないことだ。しかし、シャントを含めることは、リアルタイムのデータを使ってバッテリー接続を設定する最良の方法のひとつである。

オフグリッドシステムでバッテリーシャントが重要な理由とは？

前述したように、バッテリーシャントはシステムのバッテリー状態を監視します。そのため、オフグリッドシステムにとって最も重要なのだ。パラメーターの設定が本番だ。そして、いざとなったらバッテリーシャントを使ってやるしかない。まず、バッテリーに入る電流とバッテリーから出る電流の量を表示し、測定する。計算する必要はない。装置がやってくれます。しかし、バッテリーの寿命を管理するためには必要不可欠なことです。また、「充電不足」や「過充電」という言葉を聞いたことがあるかもしれません。いずれもバッテリーの健康にはよくありません。ですから、どちらも防ぐことで、オフグリッドシステムの性能は向上し、バッテリーも長持ちします。

オフグリッドシステムは太陽エネルギーに大きく依存しているため、電力管理が非常に重要になります。エネルギーの貯蔵庫はすべてバッテリーであるため、その性能を監視するのにバッテリーシャントほど適したものはありません。電圧、電流、その他のパラメーターを正確に測定できるため、電力消費に関する意思決定も可能です。

オフグリッドシステムの課題

オフグリッドシステムを管理していると、課題に直面することがある。バッテリーの過充電や過放電は前にも述べたとおりだ。バッテリーにこのようなことが起きてはいけません。これらの問題はバッテリーの消耗につながります。そしてさらに寿命を縮める結果となる。この点で、バッテリーシャントは重要な役割を果たします。それは洗練されたセーフガードです。だから、バッテリーの充電と放電の状態を通知します。したがって、バッテリーバンクの健全性を維持することができます。

適切なバッテリーシャントを選ぶことも要因のひとつです。また、オフグリッドソーラーシステムの性能にも影響する。このような状況では、いくつかの要素を考慮する必要があります。バッテリーの種類、システム電圧、その他の具体的な要件などです。また、バッテリーシャントに自己校正機能があれば、投資する価値がある。

バッテリーシャントの適切なサイズを選択することも重要です。そのためには、電圧校正と定格容量を考慮しなければならない。これらの定格が互いに一致していれば、流れる電流量を測定することができる。例えば、500A/500mVのモニターがあれば、500Aのバッテリーシャントが必要です。他のサイズでも同様です。サイズの小さいバッテリーシャントを使うのはかなり危険です。高温になり、溶ける可能性もあるからだ。ですから、シャントとオフグリッドシステムが十分に機能するように、シャントに過負荷をかけないようにしてください。

結論

バッテリーシャントは、システム全体のパフォーマンスを向上させる上で極めて重要な役割を担っています。また、バッテリーモニターだけに頼ることはできません。正しく動作させるにはバッテリーシャントが必要です。ですから、適切なサイズのシャントを選び、できるだけバッテリーの近くに設置するようにしてください。それが、オフグリッドシステムをより効率的にする唯一の方法です。それでは、試してみてください！