換気扇ソーラーシステムの実験

屋根自体が３０度の傾きがあり、方角が真南でないために西側に１５度の傾きを持たせて設置しています。
手前にある小さなソーラーが日照センサーです。

配線ケーブルは当初は１．２５ｓｑでしたが電圧降下を減らすため並行に１．５ｓｑを合わせて計２．７５ｓｑとなりました。

向こうに見える朝日ソーラは湯沸し用で日射を避けるようにソーラーパネルを配置してあります。

最後にオムロンの通電カウンタを追加しました。日中は不在なので帰宅した時にどのくらいの時間、動作したか気になったからです。　０．１時間単位で９９９９９．９時間まで積算表示できます
１月上旬がｍａｘ６．６時間、３月には入ってmax７．５時間の運転時間で、やはり日が長くなるのが実感です。　　

2011年（H23）2月11日
　丸2年を迎えました。　動作時間は通算 2987.9 時間でした。
１日平均ですと、3.92時間。
毎日、快調に動作しています。（＾＾）　

2015年（H27) 1月２日　７，５４８．６時間　６年経過　３．４ｈ／日

2018年(H30) 1月11日　１０，３８１．０時間　９年経過　３．１ｈ／日

動作中のメーター表示です。

日照が約４ｖでONとなり約２．６Vに低下するとOFFとなります。

この日照センサーはメインのソーラーパネルと同じ多結晶タイプで、予め適度な負荷をかけて日照のパワー（強度）を検知する方式です。

メーターは高価なので、ジャンクのインジケータを改造して電圧計や電流計として利用しています。（４個）

2018/1/10(平成30年) ※9年経過　 10,381ｈ
　日照センサーを交換しました。
　表面の透明樹脂が劣化により白く曇ってきました。
　旧品）3.7V　40ｍA　、新品）5.8V　57ｍA
　若干、感度が上がりました。
　基板の調整VOLにて感度を下げるか様子見です。　
　今のところ、約3.2VでONです。　OFFは？

床下換気扇は北側に２ヶ所と北東に１ケ所の計３ヶ所で、床下から排気方向です。

動作中の騒音は適度にあるといった感じです。　(^^ゞ　

動作中に反対側の南側や西側の換気口からは吸気の確認ができ、床下の通気は循環しているようです。　(^_^)v

床下の換気扇

取り付け前の屋根裏換気扇です。

左側の四角いボックスは外部の温度コントローラから制御を受けるものです。

温度コントローラは市販の温度設定を可変にできるタイプです。冬場でも動作確認ができるようにTESTスイッチを設けてバイパスさせるようにしました。

制御パネルからのDC12ｖは窓の隙間からPCのフラットケーブルを改造して厚さ１ミリ程度で外部から引き込んでいます。

ソーラーパネル

書棚の横に配置した制御パネルです。

外側へのケーブルは使用していないエアコン用の穴を利用しました。
メンテナンス時に取り外しもし易いように自動車用の２０Aコネクタを利用しています。
下部の白いBOXはヤフオクで見つけた湿度コントローラです。本来は本格的な換気扇システム用で屋根裏換気扇も制御できるものですが湿度コントローラ部のみ利用しています。製造元は今は存在していないようです。

内部は電子回路でごった返しています。

ケースはシナベニアの手作りでエポキシで接着しています。

メータの下は開閉できるようにしています。
ここは、調整時にＴＥＳＴモードに切り替えて動作点を調整するためのものです。
ＴＥＳＴ時に使うＡＣアダプタが見えています。普段は不要なので通電していません。

湿度センサーは外部が７０％以上の時に床下換気扇の動作を抑止します。この機能が無いと雨上がりの晴れた日に誤って動作してしまい、床下へ湿気を帯びた外気を吸い込んでしまうからです。

実験風景

実験では全部のファンを回して最大負荷をかけます。けっこう騒々しい音が出ます（＾＾）

実験の失敗動画

ファンの規格
DC　１２V
０．４６A　５．５W　

2009年1月10日～3月7日まで積算時間は188.1時間でした。
今までの一日の最大時間はと言うと7.5時間でした。

一日平均で見ますと曇りや雨の日も有るので平均3.4時間が実績です。

総費用は概算８万円くらいでした。　電気代の損得より家が長持ちすると
考えれば安いのかも・・・・（＾＾）　　確かに床下のカビ臭は気にならなくなりました。　
梅雨時はどうなるか・・・・

2010年1月11日　
　この換気扇システムが丸1年を迎えました。　動作時間は通算１，３７８．６時間でした。
　１日平均ですと、３．７７時間と言う結果です。　　

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制御回路図ほか

屋根裏の換気扇

　当初、ソーラーパネルで換気扇を回すと言うのは、単に直結すれば良いのではと思っていました。
しかし、今回のような起動トルクが大きい換気扇の場合はそうは行かず、実験を繰り返した結果、随分と大げさな回路構成となってしまいました。
　
　まず、第一にソーラーパネルの出力電圧はお天気次第で多様に変化する事です。
試しに実験室の安定化電源を使って換気扇ファンに５Ｖ程度から徐々に電圧を上げてみましたが規定の１２Ｖまで上げてもファンは全く回転しませんでした。　更にに２０Ｖまで上げてみましたがファンは沈黙を保ったままでした(ーー;)　　この時点で何らかのスイッチで強制的にＯＮにする必要があると解りました。
　今回、使用した換気扇ファンではなく消費電力も小さなファンでは制御回路など必要がないかも知れません。

また、ソーラー出力のＯＮ／ＯＦＦする方式は、メインのソーラーパネルの電圧を検知する方式では失敗しました。　そのような方式は一見、簡単そうですが、太陽電池と言うのは曇りでも晴れでも出力はほぼ最大電圧を出力するので、それだけではＯＮ／ＯＦＦ制御は出来ませんでした。　そこで小さな日照センサーを使って太陽のパワー（強度）を検知する方式を取り入れて成功に至りました。