【DIYするよ！】Redodoバッテリー関連部品を使った独立型電源システム

電源システムとは、

独立型電源システム(Stand-alone power system)とは、電力会社の巨大な送電網に頼らず、その場で発電した電力を利用して、電気製品を動作させるシステムです。

引用|DENRYO 独立型電源システムとは何ですか

上記3点は独立型電源システムとして普及しています。

今回は、オフグリッドや電気代節約のために使う電源システムについて、Redodoバッテリー関連部品を多く使いDIYやってみます👍

※狭い板面に電源システムを取り付け、ソーラー発電からリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電・蓄電・放電を行う内容です。

Redodoバッテリー
電源システムについて

部品

主要部品

• リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V410Ah×2台
• MPPTチャージコントローラー12V/24V 40A
• 正弦波インバーター12V2000W
• ソーラーパネル32V200W(フレキシブルタイプ)

関連部品

• サーキットブレーカー250A(インバーター＋側)
• サーキットブレーカー30A(パネル＋側)
• MC4コネクタ式ヒューズ20A(パネル＋側)
• バッテリーモニター(シャント付き)
• ANLヒューズ250A(BOX付き)
• バッテリースイッチ(他社|バッテリー＋側)
• ジャンクションバスバー(他社2個|各部品＋－集中)
• ケーブル22SQ(他社|60℃100A近い許容量)

消耗部品

• 丸形圧着端子(R22-8/R22-10)
• 絶縁テープ
• 自己融着テープ

工具類

工具類一式(圧着ペンチ類・ケーブルカッターなど)

※このよな部品は全てAmazonから揃えられます。
書き忘れの部品などは、DIY内容へ表記します。

電源システム構成

1. 電源システム|関連部品を組み込んだ安全性の高い充電・放電・蓄電システム
2. バッテリー充電|ソーラーパネルを使い電気代0円
3. バッテリー蓄電|安全性が高く長寿命なリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
4. バッテリー放電|エアコンなどが長く使える正弦波インバーター

DIYプロセス

MPPTチャージコントローラーを起点にジャンクションバスバーへケーブルを集める。

ソーラーパネル側の充電ケーブルから取付けを始め、バッテリーインバーター接続過程を終えDIY電源システムを完成させる。

その後、ソーラーパネル接続⇒バッテリー充電を行い「自家発電＋自家消費＝電気の自給自足」へ役立て、完全オフグリッドを目指して使い続ける。

以上がDIYプロセスになります。(電気代削減・節約・節電にもなる)

『発電⇒充電⇒放電⇒節電⇒電気代が下がる』画期的な機能を有した電源システムが作れます。

特に消費電力が大きく長く使う家電製品には、電気代削減の効果大です。(エアコン・冷蔵庫など)

※リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを毎日使って5年目

Redodoバッテリー電源システムDIY構成プロセス

※電源システムを5年使っている中で、最低限欲しい部品の一例です。(もっと良い物があれば積極的に取り入れましょう。多くて書き漏れが無いか心配だ💦)

※今回は予算の都合上DC側のみ安全対策

保護機能の内容はコチラの記事で確認よろしく👍(Redodoリン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V410Ahについて)

Redodoバッテリー

【基本を知る】Redodoリン酸鉄リチウムイオンバッテリーレビュー

黒島Redodoリン酸鉄リチウムイオンバッテリーについてレビューします👍読んで得られる情報[caption id="attachment_6373" align="aligncente[…]

電気代の発生しないバッテリー充電

再生可能エネルギー太陽光発電から電源システム内の自作蓄電池(リン酸鉄リチウムイオンバッテリー)を充電します。

そのため、電気代の発生はございません！バッテリー容量分の電気を取り出し、翌日にソーラー発電を行う充電・蓄電・放電(出力)のサイクルを構築できます。

ソーラーパネルからバッテリー充電を行える事から、日差しがある時間帯に発電⇒蓄電を行い日没後に放電(出力)を行うイメージとなります。

なるべく充電・放電サイクルを混在しない使い方からリチウムイオンバッテリー劣化を防ぎ、長寿命リン酸鉄の恩恵を長期間の電気代節約へ役立て安全に使用する事ができます。

また、ご自身で製作した際に「家庭用コンセントからもバッテリー充電したい！」災害時などの停電に活躍する非常用電源として機能させる場合は、LiFePO4専用充電器を準備しましょう。

電気代の発生は仕方のない事ですが、停電になっても電気が使える安心感はプライスレスとなります。

「エアコン・冷蔵庫など」各1台ずつ使えるバッテリー放電(出力)

消費電力の大きな家電製品に対して1家電オフグリッド電源システムを使用します。

なぜ、2家電オフグリッド電源として同時に使わないの？について、消費電力の大きな電化製品は「誘導負荷・電力消費」が、そもそも高いです。

代表的な製品がエアコンとなり、消費電力が高くおまけに長く使う事で満足した機能を体感できます。バッテリー容量をなるべく保つ節電運転を取り入れながら、エアコン稼働を目指しましょう。

そうする事で、用途に適した涼しい環境が長続きします。

冷蔵庫に関しては、1000Ｗ以上を瞬間的に発生する誘導負荷の大きな製品です。

そして、24時間365日稼働する物ですから通常運転時の消費電力が低い場合でも、容量・バッテリーパワーの両方が必要となります。

エアコン自体にも誘導負荷が高く設定されている事を踏まえ、インバーター12V2000Ｗ定格出力から両家電製品が使えたとしても、ケーブル電流許容量やバッテリー容量的に負担が大きく余裕の無い状態が続きます。

1電源システムから消費電力の大きな2つの家電製品を使うことは、大きなソーラー発電量も必要になるためオススメしません。

どうしても2家電オフグリッドを1つの電源システムより行いたい場合は、

• インバーター定格出力3000Ｗを選ぶ
• ケーブル許容量を上げてバッテリー個数を増やす
• 出力の高いハイブリッドインバーターへ切り替える
• バッテリー電圧24Vを選び電源システムを作る

など、選択肢を広げた方が良い結果へ繋がります。

今回は、2000Ｗインバーター・10Kwh蓄電池と比較的小さな蓄電型電源システムのため、1家電オフグリッド用電源システムとしての範囲でDIYを行い、エアコンを対象に使いたいと思います。(エアコンが使えたら冷蔵庫も動きます！)

RedodoバッテリーDIY電源システムの開始

特に、電流に対してスムーズな流れを作れず、圧着不良・締め込み不良が有ると抵抗が掛かり各部品の温度が上がります！

その状態で家電製品側の負荷を強めると、ブレーカー類が働く前に、ケーブルや各部品が焼けたり溶け出すから注意しましょう。

それでは、手っ取り早く内容を知りたい方へ動画を用意しました。作業別に貼り付けていますから、DIY電源の参考にどうぞ♪

MPPTチャージコントローラー取り付け

※動画を作りましたが、ノイズが終始入ってしまいました。(ごめんなさい)
そのため、音楽を入れてまとめたSNS動画を参考にどうぞ

@one_battery_life コレ作れば電気代0円っ！と言いたいトコだが、自宅をカバーする程のレベルじゃないぜ!! でも、こんな電源システムを複数作るとオフグリッドできる👍 リン酸鉄リチウムイオンバッテリーとソーラーパネルが必要だけどね💦 #電源作り #オフグリッド #redodo #diy ♬ lost boy – Billy Marchiafava

プラス側の部品設置ケーブル配線

マイナス側の部品設置ケーブル配線

バッテリーへ接続

ソーラーパネル接続

DIY電源の反省点

溶接用に使う22SQケーブルでは、ANLヒューズ⇔ジャンクションバスバー(赤)間の発熱が起こる。

そのため、対策を後日に行います。(圧着不良の可能性・ケーブルを2重にする・ケーブル径を太くするなど)

反省点の改善|ケーブル追加

再チェック|ポータブル電源へ出力

MPPTチャージコントローラー設置|PV側・バッテリー側の配線まで

仕様	詳細
モデル	RO-MPPTCC2440
システム電圧	‎12V/24V/自動
無負荷損失	12V時12mA/24V時10mA/
バッテリー電圧	9V~32V
最大ソーラー入力電圧	100V
最大パワーポイント電圧範囲	バッテリー電圧+3Vから76Vまで
定格充電電流	40A
定格負荷電流	20A
最大容量負荷能力	8000uF
最大ソーラーパネルシステム入力電力	12V時600W/24V時1200W
交換効率	≤97%
MPPTトラッキング効率	99.9%
温度補償係数	‎-3mv/°Fまたは℃/2V（デフォルト）
動作温度	-31°Fから113°F／-35℃45℃
保護等級	IP32
重量	4.41ポンド/2kg
標高	≤3000m
寸法	L9.65*W7.07*H3.25 inch/L245*W180*H82.5mm

引用|Redodo 12V/24Vソーラーチャージコントローラー

チャージコントローラー設置
(板へビス止め)

これから他部品へ配線するため、邪魔にならない場所へ取り付けを行いましょう。

PVケーブル接続

チャージコントローラーPV側へケーブルを作り接続を行います。

サーキットブレーカー30A設置

MPPTチャージコントローラー＋側へサーキットブレーカー30Aを取り付けます。

ソーラーパネルから発電した電力(電流・電流)のON・OFFを行うための設置です。その他のケーブルで今後、板面がゴチャゴチャします。上部隅へ設置すると割ときれいに整いおすすめです。

※サーキットブレーカーの代わりに、ちゃんとしたDCブレーカーでも可(レーン・レーン止めなどが必要になる)

※しっかりとソーラーパネルとのコネクタ同士が噛合うように作りましょう。

バッテリー充電ケーブル接続

MPPTチャージコントローラーバッテリーケーブル接続部分へ配線を行います。

ジャンクションバスバー設置

MPPTチャージコントローラーバッテリー充電側のケーブル2本(＋－)、先端の丸形圧着端子を各ジャンクションバスバーへ接続する。

そのため、ジャンクションバスバー設置場所を決め固定からスタートする。

※後から取付け場所を変更すると、他ケーブルの長がネックになり作業が難儀になる。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー設置|並列化・ヒューズ・スイッチの配線まで

ブランド情報

• ブランド Redodo(レッドオデオ/レッドード/レッドオド)
• 旧ブランド zooms
• 製造国 中国 深圳市(シンセン)
• 公式ウェブサイト(US)https://www.redodopower.com/
• 公式ウェブサイト(JP) https://jp.redodopower.com/
• 会社名 深圳麦呈科技创新有限公司
• 英語名 Shenzhen Maicheng Technology Innovation Co., Ltd
• 住所 深圳市龙岗区龙城街道黄阁坑社区吉祥里豪庭1栋B座16B
• 設立 2020年10月12日
• 代表取締役 晏琼瑶
• 流通先 日本・アメリカ・ドイツ・カナダ

スペック(基本情報)

• 公式商品ページ https://jp.redodopower.com/products/redodo-12v-400ah-lifepo4-battary
• 商品名 Redodo 12V 410Ahリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
• PSE 認証 (メーカー・輸入業者が国内で電気製品を販売する電気用品安全法)
• 国内倉庫 埼玉・千葉に倉庫(注文の翌日に発送)
• 24時間の日本語サポート(HPチャット機能あり)
• 5年間の品質保証

本体ケース内セル情報

• セル 四角LiFePO4
• セル抵抗 6ミリオーム
• 正極素材 リン酸鉄リチウム|リン(P)鉄(Fe)リチウム(Li)
• 負極素材 グラファイト(黒鉛)
• 電解液 リン酸鉄リチウム
• セル構成 3.2V4直列

充電・放電・電力量など

• 充電方法 専用充電器/ソーラーパネル(コントローラー付き)/走行充電器
• 動作電圧 12.8V
• 充電電圧 14.4±0.2V
• 最大放電電流500A(5秒)
• 最大瞬間負荷出力6400W(5秒)
• 最大継続充放電電流 250A
• 最大負荷出力3200W
• 使用可能容量 410Ah
• 電力量 5248Wh

容量拡張性・サイクル寿命

• 4P(並列)4S(直列)接続83968Wh(51.2V 1640Ah)
• サイクル数4000回以上
• 期待寿命10年以上

バッテリー本体情報

• バッテリーパックケース アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)
• 本体サイズ L520*B268*H220mm
• 本体重量 約37.5kkg

温度範囲

• 充電：0℃～50℃(32℉ to 122 ℉)
• 放電：-20℃～60℃(-4℉ to 140 ℉)
• 保存：-10℃～50℃(14℉ to 122 ℉)

並列接続・直列接続の方法

※Redodoバッテリーレビュー(12.8V410Ah)

※バッテリー並列接続ケーブルは60SQ(この後は22SQを使います。皆さんはケーブル径を揃えてね♪)

プラス側ANLヒューズBOX設置

[大電流対応]REDODO ANLヒューズは電気機器や設備を安全に運用するためには欠かせない部品となっています。32Vの定格電圧と250Aの高い定格電流のANLヒューズはDC回路を安定して保護するためには適切な選択となります。

[表面メッキ技術処理]金メッキ処理されたREDODO ANLヒューズは、金属特有の優れた導電性と電気伝導性を持つと同時に、表面のメッキ処理により錆びにくく、優れた防湿性と耐食性を有します。導電性が安定し、耐用年数が長い。

[簡単な取付]ナットを緩めるだけでヒューズの脱着が可能となっています。特殊な工具を必要とせず、誰でも簡単にヒューズの交換作業が可能です。簡単な手順でヒューズの交換作業が行えるため、メンテナンス性に優れた設計と言えます。

[幅広い用途に対応] Redodo 250A　ANLヒューズは簡易に取り付けられる一方で、高い汎用性と信頼性を兼ね備えた、幅広い分野の電気機器やシステムに不可欠な過電流保護部品として多用されています。太陽光発電システム、家庭用独立電源システムなど幅広い用途に適用でき安心してお使いいただける製品です。

[サービス]高品質と品質向上の追及が Redodoの事業の基盤となっており、提供する全ての商品やサービスに対し最高の品質を追求し続けることで、世界中から高い信頼と支持を得ています。付属品であっても同様で、Redodoの品質に対する姿勢は全商品とサービスに渡って貫かれています。

引用|Redodo ANLヒューズ250A

今回はリン酸鉄リチウムイオンバッテリー2個に対して、1つのバッテリー出力(放電)を行える電源システムを作ります。ANLヒューズBOX(ヒューズ)取付位置は、バッテリー＋側一ヶ所とした電源システムです。

バッテリープラス側の近くへ設置する事で「断線・許容量オーバーによる短絡を防ぐ」安全面の向上を行う部品になります。(リン酸鉄リチウムイオンバッテリー側にも短絡時のカットオフ機能有り)

ケーブル許容量100A付近を想定して使い、ヒューズ自体は250Aとバランスが取れてない状態で作成します。(バッテリー性能含めてシステム全体の許容量を揃えるなら、Amazonなどに色々あるため参考にして欲しい。)

ケーブル以外の各部品は、電流に対して余裕ある電源システムとなります。

バッテリー出力の高い使用を考えているなら、2個それぞれの＋側端子へ出力ケーブル配線を行い、ANLヒューズBOXを追加設置しましょう。

2つのバッテリーからジャンクションバスバーへ配線すると言うことは、家電製品が必要とする電力(負荷)を2つのバッテリーから分けて取り出せます。

そのため、1本のケーブルに掛かる負担が下がる接続方法になり、家電製品の安定動作へつながるメリットがあります。

※今回はケーブル節約のため1本通しの作業(最後の改善点にて2本通しへ変更)

マイナス側バッテリースイッチ設置

電源システムバッテリー側の充電・放電ON・OFFを行うメインスイッチになり、回路内のバッテリー付近へ取り付ける事で機能します。

バッテリースイッチ許容量はケーブルより高くなっています。

そのため、大きなバッテリー出力はケーブルへ負担が強いため厳禁です。

また、丸形圧着端子の接続に対してシャント・バッテリーボックス接続ボルト径が大きくなっている事から、端子選びには注意が必要となります。(R〇〇-10が多い)

電源ON・OFF2点スイッチの為、ケーブル接続は2か所と簡単に行えます。

バッテリースイッチの先端は、この後バッテリーモニター用シャントへ接続する事を覚えましょう。

プラスマイナス側ジャンクションバスバーへ配線

プラス側(赤)・マイナス側(黒)2個のジャンクションバスバーを取り付けましょう。

他部品からの配線をジャンクションバスバーへ集中した電源システムです。

直接バッテリーへ充電を落とし込まず、1度バスバーへ電気を合流させています。合流させた電気へケーブル接続口を増やし、負荷機器や変圧器機に応じた電気の出口を作る。

そのために、ジャンクションバスバーが必要となっています。

狭い板に電源システムを組み立てる場合は、ジャンクションバスバーの位置が重要となります。(ケーブルの長さへ余裕を持たせても良いですが、金銭的に勿体ないし板面から飛び出しても整っている感じが出ず、少々無骨な外見となります)

正弦波インバーター設置|サーキットブレーカーの配線まで

高効率な純正弦波インバーター：Redodo 1000Wインバーターは、1000Wの連続出力と2000Wの瞬間サージ電力を提供し、低消費電力で91％の高い変換効率を実現します。純正弦波インバーターは、電圧と電流を安全なレベルに保ち、さまざまな家電に安定した電力供給を行い、安全性と寿命が向上します。また、改良型正弦波インバーターに比べて動作音が静かです。

安全な保護機能：REDODO 1000W純正弦波インバーターは、低電圧保護、過電圧保護、インバーターの過熱防止、出力過負荷保護、出力短絡保護など、複数の安全機能を備えており、家電や接続機器に完全な安全保護を提供します。

見やすいLCDインジケーター：バッテリーの電源供給、バッテリー入力電圧、AC出力電圧、出力電力などの情報をリアルタイムで表示し、実際の動作状況をより正確に監視できます。インバーターの動作状況を簡単に確認できます。

幅広い適用範囲：このインバーターは、最大1000Wの家電製品に対応しており、サブバッテリーと組みわせると、キャンプ、車中泊、船、災害時の非常用電源としても最適です。

梱包内容＆取り付け：REDODO 1000W純正弦波インバーター、本体とバッテリー接続用ケーブル（60cm）×2、取り付けネジ×4、プラスチックアンカー×4、取扱説明書×1。横向きや縦向きの取り付けが可能で、壁に固定しても単体で使っても便利です。バッテリーからインバーターへの接続時に、正負の接続を逆にしないようご注意ください。

引用Redodo|正弦波インバーター12V2000W

冷却ファンの音量は、耳に刺さる様な高音ではない(悪くない方)

しかし、温度に達すると本体冷却のため、定期的に動くことを覚えておきましょう。

サーキットブレーカー設置

仕様	詳細
重量	約120g
寸法	‎88x 50 x 45mm
防水・防塵レベル	IP67
動作温度	-32℃~82℃
貯蔵温度	-34℃~149℃
ポストサイズ	M8
最大電流耐久性	250A/150A
適切な電圧は範囲	12V~48V

引用|Redodoサーキットブレーカー250A

バッテリーモニター設置|回路へ割り込み配線・電源システムの出力(放電)確認

仕様	詳細
電圧範囲	8V~120V
電流範囲	‎0A~500A
バッテリー容量	0.1Ah~9999Ah
電流精度	±1.0%
電圧精度	±1.0%
容量精度	±1.0%
作動中消費電力	10mA
スタンバイ消費電力	1.0mA
温度範囲	-10~60°C
モニター画面	100*61*18mm
シャント	6*35*30.5mm
シャント接続ボルト	M10
シールドワイヤー	‎20ft(6m)
電源ワイヤー	3ft(1m)

引用|Redodoバッテリーモニター(シャント付き)

バッテリーモニターとは、「充電放電量の表示・バッテリー電圧のみ表示」色々あります。

両方の違いはモニター以外にシャント付属の有り・無しとなっており、バッテリー電圧のみを表示するタイプより設定機能が多くなっています。

また、バッテリー容量の設定からバッテリー残量まで、充放電の状況を見て読み取ることが可能です。

作り上げた電源回路へ配線

電源システムの出力(放電)チェック

バッテリーから安全に電気を取り出して、正弦波インバーターへ電気を送り変圧する。一連の流れにより、家電製品が使える電源システムの完成となります。

バッテリー充電に関してはソーラーパネルの接続を行うため、後ほど接続したいと思います。

電源システムの出力
(エアコンへ30分バッテリー放電チェック)

• バッテリースイッチON
• MPPTチャージコントローラー電源の立ち上げ
• エアコンのコンセントプラグを正弦波インバーターへ差し込む
• サーキットブレーカーON
• 正弦波インバーター・エアコン電源ON

エアコン消費電力

• DC12V側 バッテリーモニター|0W~1000W(1Kwh)まで上昇(80A出力)
• AC100V側 正弦波インバーターモニター|0W~780Wまで上昇

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー電圧13.3Vから12.3V~12.5Vまで引っ張られる大きな出力となりました。

使用した22SQキャブタイヤケーブル電流許容から見ても大きな余裕は無いため、少々発熱のある電源システムとなりました。(触ると温かい)

他の部品に関しては問題ありません。何台も作っているため知っている事ですが、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12Vから作る電源システムは「38SQケーブル以上だと安定出力が行えます。」

個人的にはケーブル許容量に対して、半分の電流を通す使い方がおすすめです。

ソーラーパネル接続|電源システム充電側の仕上げ

それでは、ソーラーパネルを接続します。

以上が、Redodoバッテリー関連部品を使ったDIY電源システム(独立型電源システム)の完成となります。

呼び方を変えると、小規模な

となります。

太陽光発電から蓄電池の充電を行いシステムチェック

再生可能エネルギーとは、枯渇する恐れのない無いエネルギーです。

その中でも、一般家庭に多く普及している太陽光発電より、無駄なく発電を行いMPPTチャージコントローラーを介してリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電を行います。

安全性が高く期待寿命10年と長く使えるサイクルバッテリーより出力する事で、正弦波インバーターを介した独立型電源システムが機能する流れとなります。

一例として、

それでは、「太陽光発電＋蓄電池＝DIY電源システム」へ充電を行い、仕上がりをチェックして記事を終わります。

太陽光発電から蓄電池の充電を行う

無事に、太陽光発電から蓄電池の充電が行えました。(あいにくの天候により、少ない発電量💦ごめんなさい)

そのまま、正弦波インバーターを使い家電製品を使うことで、

が行えます。

また、DIY電源システムを複数持つ事で、自前電気の使用が増える事から電気代削減の効果が大きくなります。

今回の反省点|出力ケーブルの発熱を抑える

ANLヒューズからジャンクションバスバーへ続く22SQケーブルに発熱があった

手で触れる範囲の温度ではあるが、対策を施すこととする。

3通りのチェックがあります。

その中でも、消費電力の大きな家電製品を使う場合の対策として、ケーブルを2重にする方法を取り入れて抵抗熱を下げる作業を行います。

改善作業|ケーブル・ANLヒューズ・バッテリースイッチ追加

再チェック|ケーブル発熱するの？

2重線へ変更したことで、ケーブル発熱を抑えられました。

その代わり、ジャンクションバスバー⇒サーキットブレーカへ繋がるケーブルに少し負担が掛かり、少しの発熱があります。

この辺りは、最初から38SQ・60SQケーブルを使えばクリアできた問題です。

ケーブルを追加した効果

• ANLヒューズ⇔ジャンクションバスバープラス側のケーブル発熱が無くなった
• バッテリー電圧が定格付近で安定した(12.9V付近)
• 正弦波インバーターの温度上昇を抑えられ本体冷却ファンが動く回数が減った

以上、Redodoバッテリー関連部品を使った独立型電源システムDIYの記事でした。

このような内容でDIY電源を仕上げ安全に使いたいと思います。