３．シン・電源ボックス （2023.10.12－2023.10.31）
以前から不思議に思っていたんですが、200Wのソーラーパネルを設置したのにチャージコントローラーの電流を確認すると多い時でも5A程しか流れていません。理論的には12V出力で16A以上流せるはずなので、あまりにも少ない値です。現在は出力先がリチウムイオン電池１個なので、充電に必要な電流値で制限されているのかもしれません。そこで、バッテリーを１個追加して並列接続し、どうなるか確認することにしました。丁度パーソナルソーラーを夜間中心に活用したいと思っていたところで、容量アップは実用性の向上にも繋がります。バッテリーを並列接続する場合は同じ仕様のものが必要なため、前回購入したものを再度amazonで注文しました。タイミング良く大幅な値引きを行っていたため、この物価高の折、前回よりも600円程安い価格（15024円／税込）で購入できました。
バッテリーの追加に伴い、バッテリーやチャージコントローラー等を収めた電源ボックスも新調することにし、サブシステム用のセットとインバーターも内蔵することにしました。ボックスはホームセンターで1000円程で売られていた半透明のプラスチック製で、フタ付きなのでホコリや虫の侵入防止にもなります。インバーターは稼動時にかなり熱が発生するため、ボックスには排熱用のファンを取り付け、温度コントローラーによって一定温度以上になるとファンを駆動するようにします。温度コントローラーはamazonで３個で902円（税込）と格安のものです。こういったものは部品を集めて組むとむしろ高くなるため、本当にありがたい商品だと思います。ただし、説明書等は一切入っていないし、不良品のリスクもあり耐久性も未知数なので、大いに自己責任を伴います。
温度コントローラー（冷却ファン制御用）
組み換えのために元の電源ボックスを分解していたところ、アクシデントが発生しました。サブシステム用のチャージコントローラーのリードをうっかりバッテリーに接触させてしまい、コントローラー内部が焼損してしまったのです。見たところ基板のパターンが焼き切れただけのようでしたが、他に故障があると最悪ソーラーパネルやバッテリーにダメージを与える恐れもあり、流用は断念して新たに購入することにしました。最初は安価なので同じ製品で良いかとも思ったのですが、どうやら使用していた製品は本家のコピー品だったようで、調査の結果本家らしきメーカー（ALLPOWERSの記載）の製品にすることにしました。価格は若干高め（amazonで2099円／税込）でしたが、出力電流をちゃんとモニターできる仕様になっていて、コピー品の場合はその機能が付いていません（表示上は可能なように見せかけている）。
新たな電源ボックスでは、インバーターを室内からON／OFFできるように、電源スイッチに並列にリレーモジュール（RasPiのコーナーで何度も使った製品）を追加しました。実を言うと、採用したインバーターは電源スイッチを入れると常時ファンが回転する仕様で、うるさい上に電力を消費するため、使用する時だけ電源スイッチを入れる必要があったのです。更に一次側は大電流が流れるためバッテリー近くに設置しなければならず、100V出力を使いたい時にはいちいち外に出て、インバーターのスイッチを入れなければなりませんでした。快適に使用するためには、今回の改善が必須だったと言うわけです。
室内電源スイッチ
手動電源スイッチ回路
リレー駆動用には5Vの電源が必要で、これはチャージコントローラーのUSB端子から供給します。コントロール信号も室内のスイッチを介して5Vを供給するようにし、状態が分かるように直列にLEDと制限抵抗（470オーム）を入れています。元々インバーター出力は玄関扉の隙間から室内にケーブルを引き込んであり、これで夜間でも天候にも煩わされること無く、パーソナルソーラーの電力を使用したい時にはいつでも室内でON/OFFが可能になりました。
シン・電源ボックスの内部
温度コントローラーとリレーモジュールは、ショートを避けるために食品用の小型プラスチックケースに収めました。100均で４個セットで売っていたもので、安価な上に加工も簡単（リード線取り出し用の切りかけをニッパーで切るだけ）で使い勝手は上々です。温度を30度にセットしたところ、32度でファンがONし、30度でOFFしました。個人的には50度程度までは問題無いと考えていますが、バッテリー寿命にも関わるため温度上昇は極力避けたいところです。このまま様子見して、来夏になったら再検証するつもりです。
今回のバッテリー容量アップでソーラーパネルからの充電電流がどうなるかがポイントだったのですが、表示を見るとバッテリー１個の時と全く変わっていません。最大時には10Aは超えると思っていましたが予想外の結果です。こうなると実際のソーラーパネルの発電能力がやはり低いと考える方が妥当に思えます。パネルの設置角度がかなり大きいためにロスが発生しているのは否めませんが、それにしても低過ぎます。計算上は60～70Wにしかならないので、200Wパネルと言いながら実際には100W程度の能力しか無いのではないかと疑いたくなります。これを確認するには別のパネルに置き換えて比較するしか無いため、次の課題として保留にしておきます。ただ、このソーラーパネルでも晴天で１日かからず満充電になるので、実用上はさほど問題無い状況ではあります。
30Ahのバッテリー２個で60Ahの出力が可能になり、夜間の電力活用に期待が膨らみますが、実際どれくらいのことができるか検証はこれからの段階です。参考までに、昼間の実験では420Wの電気ポットでの湯沸しにおいて、開始時はボックス内温度が21.5度でバッテリー電圧が14.1Vでした。約15分で沸騰して保温に移行し、その時のボックス内温度が41.5度、バッテリー電圧が13.2Vになりました。バッテリー電圧が12V以上あれば十分使用できるため、更にもう１回湯沸かししても余裕で使えそうです。昼間であればソーラーパネルからの電力も併用できるし、今後色々な実験を通じて検証を進め、結果はその都度追記していくつもりです。