定年後・田舎作って・コメ野菜

房総半島大多喜町に山と耕作可能地が揃った素材を購入し、2009年初めから畑と田んぼを作り、半田舎暮らしとほとんど経験がなかった農業を始めた。2010年には農業従事者として認められ、農地も自己所有となる。更にご近所の畑を借り、規模を拡大して農家の仕事にあたっている。コメも野菜もやっており、週末農業の限界も感じていたが、2011年末に40年続けたサラリーマンを辞め、専業農家に脱皮した。穫れた作物は横浜の家の玄関先で販売、最近では配達もやってお客様に喜ばれている。

ソーラーシステム

田んぼの水が・・・

0707干上がった4号

 今日の昼過ぎ、暑いなあと思いながら廊下から田んぼを見ていたら、4号田んぼの底の土が見えている。また、パイプでも外れたかと思い、田んぼの向こうまで歩いていってポンプのスイッチを入れたら、一応川の水は上がってきている。先週末から3日ほど、除草剤を撒くために水を止めていたのだが、その際にひび割れもできたりして、それまでの水量では足りなくなったらしい。

0707緊急給水

 一応、当面出しっぱなしにしながら、これまでの6時間/日からポンプ稼働時間を長くしよう。ただ、今の水の出し方だが、1~3号までしか出し口がなく、4号には3号経由でしか入らないということが、こういう場合には不便である。今日は3号に入る水を仮設パイプ経由で4号に入れているが、少し量が足りない。川から上がったところに分岐を造ることにしよう(冬の仕事)。
 
 水の関係ではもう一つ変えてみたことがある。ソーラー井戸ポンプの接続を変更した。チャージコントローラは、ソーラー・出力・バッテリーの3種の入出力端子があるが、これまではバッテリーにポンプ出力をつないでいた。これはいろいろな経緯でそうしていたのだが、今回、出力端子にポンプへのケーブルを繋いでみた。これまで、バッテリーの過放電を防ぐために色々工夫してきたが、もともとコントローラーに過放電防止機能は付いているはずであり、これで解決するといいのだが。ただ、春に交換したばかりのバッテリー2台は、おそらくもうダメになっていると思われる。

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井戸ポンプの不調

 昨日、養液栽培用のポンプの一つが壊れたことを書いたが、まるで連鎖したかのように本日は(ソーラー)井戸ポンプがおかしくなった。停まるわけではなく、いつもと同じような音で動いているのだが、吐き出す圧力が低いので、上の池はおろかハウスの水栓からも水が出ない。この1年ほどはトラブルがなく、ようやく当たりのポンプに出会ったと思っていたのだが、残念なことに突然の不調に見舞われた。

0602ポンプ本体
  井戸から引張り上げたポンプ本体


 予備のポンプはあったから交換したが、状態は変わらない。さらにもう一つの予備ポンプに替えたが、それでも同じ。結局、井戸の奥から3回ほどポンプ本体を上げて交換したのだが、不調のままそこで日没終了となった。その後も頭の中で色々原因を考えてみたが、パイプになにか詰まっているとしか考えられない。明日朝、もう一度引っ張り上げて点検してみよう。

0602電圧十分
 システム電圧は十分高いし、ポンプに供給する電力も通常時と変わっていない


 ところで、ソーラー井戸ポンプが停まると困ることが2つある。1つはハウスに水を送れないことだ。とりあえず、2棟のハウスそれぞれには500Lの水を貯めてあるから、1週間位は大丈夫だろう。もう一つの困った点は、上の池に水を送れないことだ。ドジョウやメダカなどが結構棲んでいるので、水を止めるわけには行かないのだ。それで、暗くなってから慌てて田んぼの水を小型ポンプで池に上げるという臨時システムを作った。量は少ないから一気に満水にすることはできないが、明日朝には一杯になっていると思う。
 メダカといえば、先程子メダカを見つけた。ボウフラよりもさらに小さいから孵ったばかりだろう。数日前に卵をお腹にくっつけて泳ぐメスをみたから、それが孵ったと思われる。親と一緒にしておくと食われるから、一応網ですくってグリーンウォーター入りの容器に移しておいたが、果たして掬えたのか容器に放せたのか、それがわからないほど小さな小メダカだった。ドジョウもメダカも、手元で飼っているものは水が温かい田んぼに放すことにしよう。
 

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ソーラーシステム小改修

0311ソーラー復活

 えすかる号に100Wのパネル2枚は多すぎるようで、1枚減らして1枚追加購入して、田んぼの脇の井戸ポンプ用ソーラーを24∨3系統並列に戻そうと考えていたが、今日その作業を終わらせた。

0311えすかる号

 えすかる号は、例の雨漏りで今週中には屋根改修を予定しているし、まあタイミングはよかった(と無理やり思う)。予報では雨は降らないようだが、前輪をブロックに載せお尻を少し落として駐めて、勾配を付けてきた。屋根をあらためて見たのだが、漏水箇所は特定できない。防水シートですべて覆うという安易な方法でやることにしよう。

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最近のソーラーシステム

 先日、コントローラーの冷却用基板の冷却ファンを交換したことは書いたはずだ。その際に、日も長くなったので稼働時間を延長してみた。ついでに1時間に10分程度取っていたポンプの休憩時間を3分に減らしてみた。これがどうもいけなかったようで、時々ポンプが動かない状況が発生するようになった。おそらく、バッテリーの劣化もあって、3分程度では電圧が回復せず、起動に必要な電圧が得られないのではないかと思われる。一応、休憩時間をもとの10分に戻したが、エスカル号に100W2枚は要らないようなので1枚外し、もう1枚買い足して井戸用ソーラーを2枚×3組体制に戻そうと考えている。えすかる号用に移設して2組にしたあとは、曇りのときにも水が出ないという状況になっていたし。増強(復旧)しなければと思っていたのだった。
 ソーラーパネルは、前に1万5千円ほどで購入したものが1万2千円ほどに値下げされているようだ。代わりにもっと薄いものが売り出されているらしい。ただ、いくら薄くて軽くても、屋根の2枚を外して新しいものに替えるのは面倒だ。2枚のままでもいいようなものだが、少し軽くすることも意味がある。それに、おそらく一枚でも十分充電できるはずだ。
 
 
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メインソーラーシステムの異常

 先週末(土曜)のことだが、ソーラー井戸ポンプが動いていなかった。コントローラーを見るとソーラーパネルの稼働ランプが点いていない。配線の不具合、コントローラーの故障など、いくつか原因はあると思われたので、点検しようとテスターを探したが見当たらない。えすかる号騒ぎの間に何処かに紛れ込んだらしい。
 テスターに頼らずあらためて考えてみると、その前日ぐらいにバッテリー電圧が異常に低下していたのを思い出した。その時は深く考えずに対処しなかったのだが、どうもそれがあやしいということになった。メインソーラーシステムでは2組のバッテリーを使っていたが、そのうちの新しい方の片方をえすかる号に移植し、古いバッテリーセットを使っていたのだった。どうもその古いやつが完全に駄目になったらしい。
 えすかる号から取り出してきて、置いてあった片割れとともに(24V運用)システムにつなぐと、コントローラーが作動し始めたようで充電とモーターの駆動が始まった。コントローラーの駆動用電源はシステム内のバッテリーから取るというのは認識しているが、それもできないほど超過放電になるとは思っていなかったので、最初のうちは気づかなかった。
 結局、えすかる号用にディープサイクル用バッテリーを1本注文することになった。もとに戻した新しい方のバッテリーセットも、過放電させてしまったことがあるので、本来の規格ほどには働いてくれない。メインソーラーシステムでは、バッテリー過放電の防止機能が必要なのだが、ずっと実現できていない。

えすかる号にもソーラーシステムを載せたので、農場にもともと設置していた井戸ポンプを駆動する方を「メイン・システム(24V)」、えすかる号のそれを「サブ・システム(12V)」として区別することにした。

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ソーラー井戸ポンプの不具合

0512交換201,605
         一年前にも交換していた

 今日、井戸を組み上げているソーラー駆動の水中ポンプが動いていなかった。何度か再起動させたが、しばらくすると停止してしまう。アリババで5000円位で買える安いポンプなんだが、揚程15mと意外に高性能で気に入って使い続けているが、半年に一度くらい故障で動かなくなる。ソーラーシステムは結構高電圧となるので定格以上の電圧で制御回路がイカれることもあるだろうと、昨年秋ごろからはDC-DCコンバーターで24Vに落としており、これで安定すると思っていたがそうはいかなかったようだ。明日、ポンプを交換しようと思うが、それまでに電圧などを計測して原因を捜してみようと考えている。ただ、明日は雨の予報で屋外での作業は無理かなあ。

0512電子部品や回路
         配線用回路など
 

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ソーラーのバッテリー交換

0415バッテリー交換1

 ずっと気になっていたバッテリーを交換した。ソーラーへの組み込みはディープサイクルバッテリーという鉛蓄電池を使うのだが、そのつもりで頼んだにも関わらず自動車の始動用というものが届いた。まあ、有名商品の3分の2で買ったので銭失いかもしれないが、様子を見てみることにした。
 これまでバッテリーは2個直列が3組だったが、当面今回購入した2個1組で運用して見る予定。コントローラのメータでみると、今日は最初から最後まで充電率は30%台で推移した。タイマーの設定は7時から17時だったが、今回の変更で6時から19時に稼働時間を増やしている。真っ暗になってから1時間ほどポンプを稼働させたが、電圧や充電率の低下は見られなかったので、明日の朝の状況によっては更に時間を伸ばせるだろう。0415バッテリー交換2

 実は、これまでポンプへの配線はコントローラの負荷端子ではなくバッテリーから取っていた。最初に使った安物のコントローラーの説明に負荷端子は使うなと書いてあったのでそのトラウマのようなものだった。今回、負荷端子から電気を出すように変更したのだが、メーターで見ていると定格24∨のポンプに29∨くらいの電圧がかかっており、慌てて配線を戻した。これまでの配線では降圧回路を組み込んでいたのだが、負荷端子から直結だとそれを通らないのである。どこかで配線を全面変更する必要がありそうだが、秋まで何とかもたせよう。
 
0415バッテリー交換3

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ソーラーシステムのバッテリー交換検討中

 ソーラーシステムに組み込んでいるバッテリーは、ソーラーパネルと一緒に友人からもらったのだが、うちに来た時点でかなり劣化が進んでおり、回復機能のある充電器でも8台のうち2台は駄目、バッテリーのインジケーターが良(青)になるのは2台だけという状況だった。一応システムの中で過放電を防止したつもりだったが、うまく動かなかった可能性もあり、最終的にはタイマー制御にしていた。それでも陽が照らない日には放電し過ぎになっていた可能性もある。そのためか、ほとんど蓄電機能はなくなってしまった感じで、現在は10時間に限定してポンプを動かしている。1時間に1㎥程度は組み上げているが、合計10㎥程度では一番狭い2号田んぼ(280㎡)でも4cmにしかならず、稲刈りしたままで代掻きもしていない状態では完全に水を溜めるには至らない。ということもあって、新しいバッテリーを導入することにした。まあ、早晩こうなるとは予測していたので、既定の路線である。

0323ソーラーマニュアル

 ただその前に、ソーラーシステムの要であるコントローラーについては知識が十分ではなく、使いこなしているとはいえなかったので、あらためて取扱説明書を読んでみることにした。残念ながら英語のものしかないので、google翻訳の世話になっているが、読解には少し時間がかかりそうだ。使いこなしのポイントはバッテリーの過放電防止機能が有効かという点、カットオフ電圧を変えられるかということ。それに加えて充電電圧を変えられるか、その前に充電電圧の設定がどうなっているかも確認しないと。そのあたりはどうやらバッテリーとの相性につながり、バッテリーの寿命を最大化するためのキーポイントにもなっているらしい。
 ところで、ソーラー用バッテリーとしては「ディープサイクル」というタイプがいいらしい。アマゾンではGS-Yuasa(日本製)とAC-delco(米国ブランドだが韓国製)、それにおそらくAC-delcoにOEM提供していると思われるDelkor CENE(韓国製)の3種がヒットする。価格は順に安くなり、その差は倍近くである。これの選択も悩ましいところで、現在あれこれ調査中だ。

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ソーラーポンプの不調(おそらく復旧)

 今日、農場にやってきたらソーラー井戸ポンプが動いていなかった。最近はほぼ100%問題なく動いていたのだが、最近は日が延びたということで日曜日にタイマーの時間を修正したのがまずかったようだ。それまでは「8時から16時半」だったが「7時から17時まで」に変更したのだった。おそらく、発電量よりも消費量が多く、朝のスイッチが入ったときに電圧が不足したのだと思う。まあ、もともと中古のバッテリーも劣化が進んでいるのだろう。

0201B電圧

 自分でスイッチを入れてポンプを稼働させたあと、タイマーの設定を「7時半から17時」に変更した。先ほどバッテリー電圧を確認したら26∨以上あったので、明日からは順調に動くと思う。これまで、電圧が低下したら遮断する回路をつけたりしたが、タイマーを導入してからはトラブルフリーになっていたものだ。

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ポンプの故障

 今朝、ソーラー駆動の井戸ポンプを動かそうとスイッチを入れたが、反応がない。結構順調に動いていたこのポンプは、最近になって立ち上がりが危うくなり、朝スイッチを一旦切って入れ直すという変な操作でなんとか使えていたのだが、どうやら完全に駄目になったらしい。

1020ポンプ0

 引っ張り出して分解してみたが、中に砂が侵入すると行った問題は発生していない。機構的にはかんたんなもので異物が詰まるくらいしかチェックポイントはない。実は、朝スイッチが入り夕方に切るというタイマーを付けていたのだが、これがだいぶ前から壊れていた。回らないのに電圧だけかかるという状態でだめになったのかもしれない。
 一応、ポンプもタイマーも予備を用意してあったので、どちらも交換して再び水を汲み上げ始めた。ただ、コントローラーなどを入れたプラボックスの中は、ツギハギでゴチャゴチャになってしまっている。この冬には再構築しなければならない。 
 
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ソーラーの小改良

 今日は右足親指の爪の脇が腫れ、仕方なく仕事を休みにした。どうやら朝のうち傾斜地で作業をしたので悪化したらしい。午後は休んだので一応回復し、ソーラー関連で気になっていたところを直すことにした。それはモーターのコントローラーが高温になることだ。さわれないほどではないが、おそらく50度を上回っている。これまで何度かコントローラーも不調になっているが、これが原因である可能性は高い。

0729冷却ファン追加.jpg

 アマゾンでアルミ板を注文し、24∨の小さなファンとヒートシンクは手持ちのものを使い、写真のように組んでみた。その結果、温度は少し下がって40℃内外となっている。コントローラーの函体は放熱板の取り付けをまったく考えておらず、熱伝導両面テープは使ったけれど放熱は不十分のようだ。一応これで様子を見て、次回交換する際は両面にヒートシンクとファンを取り付けてみることにした。これで問題が起きそうなところはほぼ潰したことになると思う


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ソーラーポンプの現状

 最前段にDC-DCコンバータを入れて24∨での運用を開始したのは3週間ほど前だった(ようやくソーラーが安定)。それからはまあまあという状態が続いていた。ちょっと歯切れが悪いが、問題がないわけではなかったのである。それは、朝の起動が不安定なこと、どうやら天気が悪いときなど、ソーラーからの電力の立ち上がりが遅い時にポンプが回らないという事態が発生するようだ。うまく稼働することもあり、回らない時は手でスイッチを入れるというようにしてきたが、どうも面白くない。
 そこで、アマゾンで買っておいたタイマーをつけることにした。一応7時にスイッチが入り19時に停まるという設定で一晩やってみたが、電池の電気随分残しているようなので、先ほど6時スタートで20時停止に変更したところだ。これでほぼ安定状態になると期待している。

0728タイマー取り付け.jpg

しかし、相次ぐ手直しでプラボックスの中はどれも相当混乱している。秋以降に全部やり直しする必要があるだろう。


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ようやくソーラーが安定

 初夏の頃から続いていた不安定な状態がなんとか改善した。その大きな要素はDC-DCコンバーターを前段に入れて最大24∨としたことだ。また、コンバーターの発熱がかなり多めで、すでに2台壊しているが、直付けしたFANで冷やすようにした結果、問題はないようだ。ヒートシンクに触っても少し暖かい程度にとどまっている。
 動作については、再稼働翌日の朝にポンプが稼働しないという状況が発生したが、その後は明るくなると自動起動している。一応タイマーは購入済みで、いざとなればそれを組み込むかもしれない。

0705冷却装置.jpg


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ソーラーシステム、一応復活

0629ソーラー復活.jpg

 この関係では、必ず「一応」をつけておくようにしよう。しかし、今日の復旧作業は割りとうまく行った。昼過ぎにアリババで買ったコンバーターが届き、月曜に(昔の)エジソンプラザで買ったファンを取り付けて、秋月で買ったコンバーターと交換した。ファンは、回路にかぶせるように取り付けたのだが、小さい割に風量は多く、再稼働後ヒートシンクに触れても生ぬるいくらいの温度である。

0629コンバーター0.jpg

 一応出力設定は24∨としてある。夕方の遮断電圧は21.3∨程度、明日の朝のソーラーパネルからの入力で電圧が上がって自動的に再稼働すればオーケーである。あと2個位はコンバーターが届くので、秋月での再購入の必要はなくなったと思いたい。


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ソーラーシステム再稼働は先送り

0625コントロールボックス.jpg

 昨夜組み立てた回路をさっそく取り付けた。ただ、ポンプのスイッチを廃止したり、ボックス内のレイアウトも変更したりで、午前中いっぱいはかかった。それで、運転開始したが問題が発生、出力電圧が3.7∨から変化しないのだ。バッテリーからの入力電圧は27∨である。2種類のヴォリュームが入っていたので、一旦外してもう一つの方に取り替えてみたが、やはり電圧は変わらない。実は作業中にドライバーがどこかに触れ、ポツッというような音がしたことがあったのだが、どうやらICがいかれた可能性がある。ソーラーパネルの出力やバッテリーとの接続は切っていたはずなんだが。一応、ACアダプターからの24∨を繋げられるようにはしてあるので、来週初めに秋月に行ってもう1セット(以上?)買ってくることにした。
 しかし、TIとかサンケン電気などのサイトにも行ってみたりするうち、スイッチングレギュレーターの考え方などがおぼろげながらわかってきた。どうやらそういう基礎をある程度は身につけないと問題発生時にどうにもならないと痛感した。 


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DC-DCコンバーターの組み立て

0624一応完成.jpg


 秋月電子通商に頼んでいた回路が到着したので、晩ご飯のあとにさっそく組み立てた。実は、ハンダ付けはあまり得意ではない。特に細かいプリント基板での作業は心配だ。一応テスターで導通試験やショートしていないかのチェックはやったが、本当にちゃんと動くかどうかは明日の取り付け後のお楽しみだ。中華の回路をいくつか買ったが(どれも破壊済み)、今回のものはさすがに立派なヒートシンクが付いている。これなら大丈夫かも。

0624製作中.jpg

 前段にDC-DCコンバーターを入れて24∨に落とし、次に可放電防止回路を入れる。後者はスイッチとしての利用であり、リレーを使ったりしてもいいのかもしれないが、貧弱な回路知識ではちょっと無理であった。いい機会なので、コントローラーなどを入れてあるボックス内のレイアウトを見直しながら組み立てようと思う。(明日)
 
0624現状.jpg


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ソーラーシステムの改修計画

 これについては「問題あり」と書いたばかりだが、昨日ポンプが完全に動かなくなった。ポンプ自体には問題がないらしいので、24∨のACアダプターをつないで、商用電源で動かせるようにした。

0623コンバーター破壊.jpg

 ダメになったのはDC-DCコンバーターで、ICに貼ってあったヒートシンクをはがすと、セラミックが割れてしまっていた。異常発生時の入力電圧は29∨程度で、出力を22∨に抑えて定格の75W以下に収めようとしていたにも関わらず、オーバーしてしまったらしい。いずれにせよ、熱は発生するものらしいので、排熱対策をきちんとやることが重要だ。

href="http://livedoor.blogimg.jp/kaishofarm/imgs/4/0/4027882a.jpg" title="0623システム変更.jpg" target="_blank">0623システム変更.jpg

 交換部品については、過放電防止回路を注文し一両日中に配達される予定。DC-DCコンバーターは、100W規格のものをアリババで購入して到着待ちだが、まだ中国を出ていないのでまだ1週間位は最低かかる見込み。なので、昨晩秋月電子通商に製作キットを注文した。これは明日到着すると思われるので電子工作をやることになる。このDC-DCコンバーターについては、予備として100W規格のものをアリババで2個注文しておいた。
 ということで、今週中の復旧を目指して手配を進めている。ただ、秋月のキット同梱のヒートシンクが役不足の場合、追加で手配しているヒートシンクが届くまで待つかもしれない。

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ソーラーポンプの現状(少々問題あり)

 ときどきトラブル報告はしているが、いまはまあまあ安定状態。といっても大きな問題がある。朝起きたらスイッチを押してポンプを起動させる必要があるのだ。農場を離れている月火は、実はソーラーは発電していてもポンプは動いていないのだ。
 当初、ポンプの稼働と停止は東京デバイセズ 24V バッテリー過放電防止モジュール IW8990-C24という回路を利用していた。これはシステムのバッテリーに繋ぎ、概ね20∨を割ると接続が断たれ、25∨位になると再接続するというもので、ずっとこれが順調に動いていたのだった。しかし、春以降の陽射しのせいで電圧が上がったりして1枚は不調となり、もう一枚は誤接続で瞬断したのだった。同じものが2枚もダメになったため、その後はソーラーの基幹システムであるチャージコントローラーに制御を任せようとしていたのだが、色々やったけれど東京デバイセズの板のようには上手く動かない。ソーラーの発電が停止し、バッテリー電圧が24∨くらいに下がると遮断はするが、再接続をしてくれないのである。
 システムの電圧は結構高くなる。パネルからの入力は40∨近く、バッテリーの電圧も30∨弱まで上がるため、余裕のある回路を使う必要があるのだが、いま発注しているDC-DCコンバーターで24∨ほどに落としたあとに過放電防止モジュールをつなぐのがベストではないかと考えている。そろそろアリババから新しいコンバーターが届くと思うので、過放電防止モジュールも3枚目を注文しよう。

0621ソーラーコントローラー.jpg



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ソーラーシステムは不具合も多い

 春以降、ソーラーシステムには時々不具合が発生している。5月中旬には、バッテリー過放電防止回路を交換した途端、それが焼き切れた。原因は一部の配線が外れてバッテリーが直列になって、通常の倍程度の電圧がかかったからだった。

0607降圧回路破損.jpgコイルの左のICが割れている

 先週は組み込んであった降圧回路が焼けてしまった。この原因は出力側の配線が外れ、電気の逃げ場がなくなったことにより、素子が高温となり破壊されたらしい。配線については基本的に端子盤を使っているけれど、意外にトラブルが多い。
 直流24V3.6Aで付加回路などはこれを上回る諸元のものにしているが、日差しが強く日照時間も伸びて電圧や電流が規格を大きく上回ることもあるのかもしれない。どうも、そんなときに障害が発生するようだ。
 今朝、新しい降圧回路を取り付けたが、75Wのものでモーターの規格24∨3.6Aをカバーできないので、出力電圧を20∨くらいに抑えて様子を見ることにした。色々探して、アリババで100W規格のものを見つけたので注文した。到着後24∨での運用に戻すことにした。

0608降圧回路新旧比較.jpg上が新しいもの、今度はケーブルを接着固定

 ということで、冬の間の安定状態からはハズレ気味だが、一応解決方法も見えてきた感がある。ただ、電子回路の勉強を始めてみることにした。

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ソーラーポンプの非常事態

0519バッテリー電圧.jpg

 この前の日曜日、夕方には横浜に向けて出発という日だが、ソーラーポンプの部品{過放電防止回路}が届いたので旧部品との交換を行った。それと関係があるかどうか今でもわからないのだが、ポンという音がして交換したばかりの基板に載っているICが溶けて落ち始めた。それと、テスターで測ってみたらバッテリーの電圧がゼロになっており、一番肝心なチャージコントローラーが停止している。慌ててチェックしたらバッテリー回路のヒューズが溶けていた。テスターでバッテリー電圧を測ると、使用しているバッテリー別に、1(49.6∨)2(23.5∨)3(23.5∨)となっていた。このシステムは24∨で運用しているので、1系統は明らかに異常な数値だ。1系統のバッテリー自体の電圧は26∨前後なので、どうやら何らかの理由で直列接続になっていたように思えた。接続部分はすべて端子板を利用しており、ハズレとか接触はあるはずがないという認識だが、現実はそうじゃなかったようだ。ボックス内の配線は太い単線で行っており、それが原因で緩んだかもしれなかった。まあ、家を燃やすわけにも行かないので、ソーラーパネルとバッテリーの接続を切って対策は今週まで延期することにした。

0519ソーラーシステム概念図.jpg
 
 火曜日に戻ってくると、注文していたDC-DCコンバーターが届いていた。32∨までの直流を24∨以下に落とす回路だ。いつもテスターでポンプに繋がるバッテリー電圧を測るのだが、天気が良ければだいたい28~29∨になっており、過放電防止回路や24∨規格のポンプ本体には悪影響があるのではないかと懸念していたのだった。しかし、今はそれどころではない。日曜の出来事でどの程度のダメージがあったかの確認が先だ。最初に、バッテリー周りの配線をすべて組み直した。回路ごとにつけてあるS/Wを順次断続し慎重に電圧を測定して異常がないことを確認し、チャージコントローラーに通電した。意外にもチャージコントローラーも過放電防止回路も生きており、モーターの回転音がし始めた。ただ、それは一様ではなく止まったり動いたりを繰り返すだけだった。そこでDC-DCコンバーターを取り付ける。どうやらこれは効果的だったらしく、ポンプは順調に回り始めた。
 この作業は水曜日(昨日)行ったが、本日も順調に動いており、ようやく安定状態を取り戻したようである。最後は電圧を24∨に抑えることによって問題は解消したが、その他に何か原因があった可能性も否定出来ない。まあ、様子を見ていこう。
 
0519エコチェッカー.jpg
 
 ところで、今回こんなものを買った。AC100∨の機器の消費電力を測定するものだ。実は今回、2万円を超えるチャージコントローラーなどが壊れた可能性があったため、再投資するメリットが有るかどうかの判断用である。しかし、無事復旧したのでその必要は薄れてしまった。しかし、ソーラーではなく24∨のアダプターでACから給電した場合、どのくらいのコストかを確認したところ、2円/毎時ということがわかった。12時間/日稼働として750円/月、9000円/年位である。4~5年ほど動けば元が取れるかな。(パネルは別)ちなみに、横浜の家の冷蔵庫を測ったら3000円/月、それより10年ほど新しい会所の冷蔵庫は1800円/月程度だった。旧い冷蔵庫は結構電気を食うのである。

 
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ソーラーポンプ、ようやく復旧

 昨夜、農場についてからすぐに水の状態をチェックしてみた。田んぼはほぼ満水状態。月曜日に40mmほど雨が降ったようだが、先週の代掻きで吸水量が減ったこともあって、ポンプ稼働4.5時間/日でもかなりの程度間に合うようになったと考えている。
 問題は上の池の水が3分の2程度に減っていたことだ。ここに水を入れているソーラーポンプに異常があったことを確認。今朝になって様子を見たのだが、数分でポンプが停止するという障害が発生していた。使用しているポンプはバックアップ用に買っておいたもので、今回新規に使い始めたものだ。ポンプは、井戸の中に沈めている本体と、地上のプラボックスに収めているコントローラーに2分されているが、状況から考えてコントローラー不良の可能性が高いと思われた。そこで本体を井戸から引き上げずに、コントローラーの方を別のものに替えてみた。しかし、同様に数分で停止してしまう。どうやらポンプ本体に異常があることが確認できた。

0406ポンプと制御ユニット.jpg

0406制御ボックス.jpg

 次に、今度は控えのポンプ本体2台をチェックしてみた。どちらも問題なく稼働するし止まらないが、比較的水量の多い方に交換することに決めた。井戸から本体ユニットを引っ張りあげてそれに交換した。今度のポンプでは、上の池での水量は1立米弱/毎時となり、最も多かった記録よりは2割ほど少ないが、停止はしないしこのままで様子を見ることにした。田んぼの水の足しになるほどではないが、ハウスや畑で使う水も今はこれに頼っている。いつも水が出るというのはとてもありがたいことだ。
 
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ソーラーの改良結果

 先週、3系統のソーラーパネル感の逆流を防止するためのダイオードを組み込むという改良を行ったのだが、今日の午前中にメーターの数字を確認してみた。
0305逆流取り付け後.jpg
 
 
 末尾にダイオードをつける前の数値を掲載するが、予想外の効果だった。つける前は3A前後だったものが、つけたあとは最大5A前後になっている。実は、使用しているポンプのモーターは24∨3.6Aのものであり、つける前のレベルだとなかなかバッテリーの充電には回らなかったとみえる。ただ、5Aとしても百数十Wだから、100Wのパネル6枚を並べている割には低いように思う。その辺りは引き続き考えてみたい。
 
 なお、使用したダイオードはショットキーバリア・ダイオード(1200∨20A)という高圧高電流対応のものだが、今調べたところでは逆方向の漏れ電流は他に比べて大きいと書いてあった。まあ、効果が大きいのでよしとしよう。


0305逆流取り付け前.jpg
 
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ソーラーシステムの小改良

 パネルを1枚増やして、24∨3系統にしてから確かにポンプ稼働時間が増えたようだし、トータルの揚水量も増えた感じはあるが、まだもう一つという感じは拭えない。いろいろ調べたところでは、逆流防止ダイオードという仕掛けを挟んで、系統別の電圧の違いによる問題を防止する必要がありそうとわかった。
 どれほどの効果か不明だが、さっそく秋葉原の秋月電子通商からダイオードを取り寄せた。プラボックスや端子も予備があったので、逆流ダイオードを組み込んで、更に系統ごとの切断ができるようにすることにした。それほど複雑なものではないからプラボックスの板にマジックで配線を書いて、それに従って組み立てるというずぼらな方法を採った。

0302ソーラーパネル接続ボックス.jpg

 明日、ソーラーパネルのプラス側配線をつなぎこめばいいだけだが、成果があるかどうかについてはあまり期待してはいない。ただ、チェックなどのために3系統にS/Wをつけたのはいろいろいいことがありそうだと考えている。
 
 

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ソーラーパネル到着

0225パネル表.JPG

 半端だった5枚目のパネルを有効活用して発電能力を5割増しにするため、もう1枚のパネルを発注していたが、本日到着した。夕方近くだったので、単管パイプ製課題に設置して配線するところまでしかできなかったが、明日には夏向けの角度(現在の50度から35度に)変更を行い、発電能力の確認などを行う予定。

0225パネル裏.JPG

 6枚のパネルは2枚一組(直列)で、3組が並列接続になっている。2枚直列なので、一応24Vシステムということになり、一時蓄電するバッテリーも12Vのものを2台直列としてある(こちらも3組)。これまでの2系統ではあまりバッテリーの充電に回らなかったようだが、その辺りがどう変化するかが楽しみだ。
 

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ソーラーシステムの増強

 チャージコントローラーを交換したあと、システムの安定度は上がったようだ。時々、モーターが起動していないことがあったが、それは皆無である。あと、曇りや陽が落ちかけている時も水は揚がっている。ただ、日没後早めにモーターがストップするという状況は相変わらずだ。
 パネルの発電量・バッテリーの容量など、基本的な数量を認識できていないため、どこが不十分かということはわからないのだが、2枚直列で24V運用しているため、5枚のソーラーパネルのうち1枚はつかっていないので、もう一枚同様の100Wパネルを増強することにした。先ほど発注したが、数日以内には全部揃うと思う。発電量は5割増しになるので、昼のあいだの余剰分がバッテリーに溜まり、ポンプの稼働時間が増えると期待している。

次の写真は現況、左端の一枚は繋がっていない。もう一枚足して、2枚組3系統にする。(10月初旬の写真)
0217パネル.jpg


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ソーラーのコントローラー変更

0130旧BOX内.jpg

 ソーラーシステムについては、基本的にうまく稼働してはいるけれど、パネルからの電気が来なくなるとポンプも止まる、つまりバッテリーへの充電が十分ではないきらいがあり、コントローラーを高機能のものに替えるべく、以前から準備を進めていた。今日は終日雨が降るので、屋外作業はできないし、ソーラーシステムの入れ替えには絶好ということで作業開始。

0130コントローラ比較.jpg

 新旧のコントローラーを比較すると随分大きさが違う。価格も6~7倍違うのだが、大きくて重ければいいというものではないけれど、ちょっと期待してしまう。プラボックスも大きなものを買っており、そこに全て移植しようと考えていたが、バッテリーやパネル、ポンプなどのBOX外からの線を外してゴソゴソと調整したところ、どうやら詰めれば全部入ることが判明し、もとのBOXを使うように方針変更した。0130配線外し.jpg

01301リモートBOX.jpg

 今度のコントローラーは、別売りのリモート装置を取り付けることができる。これはなかなか画期的だ。ソーラーとバッテリーの電圧だけでなく、ソーラーが送ってきた電力量なども表示してくれる。それだけでも、これまでに比べ様子の把握がしやすいと思う。ただ、写真でもおわかりかも知れないが、ケーブル長の関係でトイレット内につけている。これがいいかどうかはちょっと疑問だ。また、英語の説明書なので全貌はまだ理解できていない、これも問題だ。しかし、明日の晴天が楽しみである。

0130変更後.jpg



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ソーラーシステム一部見直し

1226コントローラー.jpg

 ソーラー利用の井戸ポンプは、これまでのところ順調に水をくみ上げている。しかし、それは陽が出ているときのみ。夕方暗くなるとたちどころにポンプは停まってしまう。どうも十分に充電されていない感じなのでいろいろ調べたところ、一番肝心なチャージコントローラーに2種類あり、私が買った安いもの(PWM方式)と高級版(MPPT方式)では充電効率などにかなりの差があるらしいことが分かってきた。もともとテストランということだったので、安い(3K程度)にしたのだが、一応実用レベルであると判断し、7~8倍するMPPT方式のコントローラーを注文したのだが、昨日届いた。

1226コントロールボックス内.jpg

 ただ、マニュアルは英語のみ、一応google翻訳で日本語(的?)に変換したので、正月中に何とか読み解くことにした。あともう一つは、せっかく収まっているコントロールボックスには入りきれないことも判明。新たに大きめのプラボックスを買って2系統併存とすることにした。バックアップシステムがいるほど重要なものでもないんだが。今度の機械は、別売りのコントローラーがあり、これで発電量やバッテリーの状態などをモニターできるらしい、これも購入した。別にアリババでワッテージメーターなるものも買ってあるんだが、これが不要になりそうだ。

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電圧計の異常

1205メーター壊れる0.jpg


 設置した時点では、スペースの都合で首を傾けてみる必要はあったけれど、並んで電圧が表示される様子はなかなかいいと思っていたのだけれど、今日見たら片方(ソーラー側)が表示されていない。やっぱり中国製だなあと思いながら、こんなこともあるだろうと買っておいた予備を取り出し、活かしたままの交換を試みた。配線してねじを締めたら、かすかな音がして視界の片隅に煙が見えた。えっ、電圧オーバーだ。そういえば、スペックでは~30Vが計測範囲、テスターで測っていた時も快晴の昼間は30Vを軽く超えていた。これは自分のミスじゃないか。

1205メーター壊れる.jpg

 ということで、アリババで交換部品を選んでいたところだが、大体が30Vmaxで適当なものは見当たらない。電圧だけでなく、電流・電力も測れるものがあり、どうせならこれにするかなどと思案中。
 

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ソーラーポンプ稼働中

1204電圧計設置.jpg


 少しずつ改良や手直しを加えて、ようやく昼のあいだは順調に動くようになっている。今日は、一応作業の最終段階として電圧計を取り付けた。その前は、雨ざらしとなっていたバッテリーを簡易に囲うといった作業もやった。

1204バッテリーハウス.jpg

 かなり傷んでいたらしいバッテリーは、回復機能を装備しているという充電器を買って、使用する8台を全部充電しなおしたのだが、結果はまだ判定できていない。ただ、本日取り付けた電圧計は、ソーラーパネルが送り込む電圧とバッテリーのそれをリアルタイムで表示するもので、これの観測を重ねることで稼働状況を確認できると思う。
 一応電圧が低下すると(現在の設定では21度以下)ポンプへの電力供給を遮断する装置をつけてあり、これはうまく働いている模様だが、暗くなるとすぐ停まるということから日中の充電が不十分という感じだ。チャージコントローラーがうまく働いていない可能性もあり、使用中のPWMタイプ(安価)をMPPTタイプに交換することも要検討事項だ。現在のところは、2つの池やハウス・畑への配水、野菜洗い用の水の供給などは賄えておりありがたいけれど、春の田んぼ湛水までの課題で、24時間給水を実現したい。

1204電圧測定.jpg電圧計をつけるまではテスターで計測、これがなかなか面倒だった
 


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ソーラーポンプの立ち上がり状況

 手探りでやってきたソーラー灌漑システムは、一応晴天であればポンプをちゃんと動かして田んぼへの配水も可能だというところまで確認した。現時点で、上の池(1号田んぼレベルより3mほど高い)まで入れるのであれば350L/毎時、そこから4m下(2号田んぼのレベル)に出す場合は500L/毎時程度の能力である。昨夜、上の池を点検したら相当数のドジョウが出てきていたので、この池は廃止しないで継続にするかも。
 うちの田んぼの必要水量は1.5立米/毎時なので一部を賄う程度だが、それでも農事用電力を使わないシーズンオフに水を出してくれるのはありがたい。一枚に限れば湛水も可能だろう。これは微生物から水鳥までの幅広い生物の維持に役に立つはずだ。

1114ソーラー1.jpgポンプのコントローラー用にプラボックスを追加した

 ただし、問題もある。日没になるとまもなくポンプは停止してしまう。チャージコントローラー(PWM方式)のランプを見る限りでは朝の早いうちにバッテリーランプは満充電状態となってしまう。どうやら8台もつないだバッテリーにちゃんと充電されていないように思える。中国製のコントローラーには、極めて貧弱な注意書きの他に、それほど充実もしていない中国語・英語の説明がついてあるが、現在それを翻訳アプリで解読しながら設定をいじり始めているところである。

1114ソーラー2.jpg左側にバッテリーが並ぶ(小屋が必要だ)

 バッテリーは、大型のディープサイクルのものを計8台貰い受け、それを2台直列(24V)で4系統として繋いであるが、長期間放置状態だったこともあり、再充電して使えるものに絞り込んだりといった工夫は要るようだ。今のところ仮接続の状態なので、プラボックスをもう一台購入して系統別のスイッチやヒューズをつけたりする予定。また、新品のバッテリーの購入も要検討かもしれない。
 
 
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ソーラーポンプシステムが動き始めた

 最近は、どうも荷物の到着日がちぐはぐだ。ほとんどアマゾンで買っていたときは到着日を想定できたが(大体翌日)、このごろはアリババだったり、アマゾンで買っても中国から直送だったりで、到着日は予測不可能になってきた。それに、最近のリズムは農場にいない時を狙って届くような感じである。ということで、今回も横浜に戻っているときに待っていたポンプが届いた。

1112水中ポンプ.JPG

 不在票で再配達を依頼して本日到着、さっそく組み立てて井戸の中に押し込んだ。井戸は、手押しポンプから下に伸びているパイプの径を細くしたので、ポンプの方も余分なプレートなどを外して出っ張りをなくしたので、手押しポンプ脱着なしに水中ポンプの出し入れ(交換・修理等)ができるわけだ。
 ということで、本来のポンプが動き始めた。一応、一番上の池まで十分水が行くことを確認した。しかし、日没後しばらくして点検に行ったら、ポンプはすでに停止していた。譲ってもらった再利用のバッテリーがうまく貯めていないのか、コントローラーの設定か何かで充電できていないのか、そのあたりはこれからいろいろ調べていくことにしよう。しかし、少なくとも晴れの日はずっとポンプは稼働するはずだ。

 写真で、黒い円筒状のものが24Vブラシレス直流モーター使用の水中ポンプ、揚程は15mでGL▲3mの井戸から水をくみ上げる。一番上の池までは10m程度揚げていると思う。これを井戸の底に入れるのだが、塩ビ管(VP13)とケーブルとロープで吊り上げる構造。
 
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ソーラーポンプ仮稼働中

1030ポンプ試運転.jpg

 本来使う予定のポンプ(買い替え分)は中国から輸送中(11/6までに到着予定)だが、放っておくのもつまらない。テストとして能力的には劣るが同様に24V駆動の小型水中モーターをつないでみた。昨晩の段階ではモーターは動かなかったが、夜中に取説を見て設定のミスを発見したので、今朝はちゃんと動いた。しかし、ソーラーパネルからの配線が正負逆であることを発見し、慌てて修正。それでいろいろなインジケーターを含めてうまく動き始めた。

1030ポンプ試運転0.jpg

 バッテリーはもともと充電してあったものなのですぐにフル充電になり昼間中そのまま(バッテリーランプが点滅状態)だったが、夕方以降はバッテリーの放電でモーターは動き続けている。小さなモーターだから朝までこのまま動き続けると思う。モーターが何をやっているかというと、バケツの中で水を循環させているだけ。カミさんは、もっと有効に使えないのかというが、24Vという電圧はちょっと特殊であるため、他には使えない。早く本来のポンプが到着してほしいものだ。

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ソーラーポンプ計画は一時中断

1028ポンプ本体.jpg    回らないポンプ本体:分解中

 いろいろなことが一段落したので、本日朝から手押しポンプを取り外して井戸に入っているパイプを全部引っ張り出し、同時に水中ポンプユニットも取り出した。とりあえず動かなくなっているポンプが修理して再稼働できるかどうかということと、井戸ポンプの配管を細くして水中ポンプユニットの出し入れをいつでもできるようにすることが今日の課題だった。

1028試運転.jpg    仮接続して試運転中

 水中ポンプユニットは、取り出しても当然動かない。ただ、ポンプの動力系はかなり頑丈であることを確認しているので、制御ユニットが湿気で損傷しているのだろうと考えていたが、日干しして乾かしたくらいでは復活しない。まあ、こんなこともあるだろうと予備ポンプを発注済みなので、本格復旧は到着まで待つことにして、制御ユニットは明日でも分解してみることにした。中身はICやFETを基盤に載せたものだから、不具合は考えにくいが開けてからのお楽しみだ。直流3相モーターの制御装置については回路図などを探しているが、容易に作れそうにはないようだ。電気は弱い領域なのである。

1028手押しポンプパイプ変更.jpg
1028パイプ穴.jpg

 手押しポンプのパイプはVP40を使っていたが、井戸の蓋の穴がそれほど大きくないので、穴を通過する部分をVP25に2段階縮めることにした。これで今までより15mm余裕ができるわけだ。心配だったのは、細くすることで手押しポンプが重くなりはしないかということだったが、幸いほとんど変化は感じられなかった。しかし、今までのポンプユニットのままではまだ引っかかって入れづらいため、ポンプ自体の取り付け方も見直すことにした。新しいポンプが届いた段階でポンプユニットを作り直すが、同時にコントロールボックスや速度可変機能のボリュームは電源ボックスまでもってくる予定。
 このような状況で、本格稼働は中国から荷物が届く10/28~11/06以降になる。ただ、小型の24V水中ポンプユニットがあるので、ソーラーパネルやバッテリーもつなぎ、試運転はやってみようと思う。
 

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本日夕方は電気工事

 ちょっと前にLEDのセンサーライトを買ってあった。玄関と納屋の前を照らすセンサーライトが元々あったのだが、光源がハロゲンランプであり、省エネ的見地から(というわけでもないが)LED化することにしたのだった。アリババで一応探したが、同等品をアマゾンでも売っており、2割程度しか価格差がないので、不具合時の返品なども考えてアマゾンで購入した。
 

1023LED防犯灯.jpg
 
 ほぼ同じ場所に取り付けるのだが、そのあたりはちょうどソーラーパネルからのケーブルも這わす場所であり、軽トラをぴったりくっつけて作業台にして両方の作業を行った。
 明るさは、2台で200Wのハロゲンよりはちょっと暗いかもしれないが、20Wだから電力は10分の1である。センサーの感知距離は6m程度、点灯時間は3分強に設定してみた。時間が長めなのはBBQをやる際には明かりとして使うからである。
 ソーラーシステムについては、まだバッテリーの接続とポンプの修理・接続が残っている。水中ポンプのチェックについては、手押しポンプを外して再取り付けも含まれるためちょっと面倒、そこまでの時間はまだ取れない。

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ソーラーパネルを設置

1003ソーラーパネル.jpg

 昨日暗くなるまでやっていた作業の続きをやった。予定を変更して籾摺りになるはずだったが、もう少し乾かすことになり、空き時間ができたのである。パネルは友人からもらったものだが、100Wが5枚である。2枚直列の24∨で使用するため、最初は1枚半端になるが、片隅においておくと壊れそうなので5枚目として並べてある。そのうち同等品を1枚増やす予定、順調なら。

1003ソーラーパネル裏.jpg

 裏側を見ると、毎度おなじみの単管パイプで組んだ架台となっている。傾斜している土手に杭を打ち込んだため、位置もずれており傾いている。ある程度は補正したけれど、ちょっと不満のある出来栄えだ。しかし、当面冬用として50度ほどの傾斜にしており、春には夏用の勾配に変更することになるので、そのときに是正することにした。
 単管にパネルを取り付ける方法は、当初垂木用クランプを使用する予定だったが、現物を確認するとボルトナットの径が合わず、ジョイフル本田であれこれ探した結果、?型のボルトを見つけて買ってきた(25円/本)。これがちょうどうまく使用できた。
 あとは配線とスイッチなどの取り付けだが、バッテリーは少しくたびれているようであり、電圧が下がった時にはモーターに電気を送らない仕掛けを何か考える必要がある。その辺りは来週の作業だ。
 
 

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バッテリーの再生

 最近巷でも有名になった電気柵は、入植当初から利用しているのでひとごとではない。まあ、昇圧してそのままというような非常識な使い方ではなく、12∨のバッテリーを使って専用の装置を駆動し、3000∨程度の微弱電流を流しているものだから、触ってビリビリっとくるレベルである。

0903バッテリー.jpg

 だから、バッテリーは10台くらいはある。ただ、使い古しの再活用などだからかなり弱まっている嫌いがある。そこで、このほど復活する装置を購入した。大体このようなものは眉に唾をつけなければならないものが多いが、これもその一つかもしれない。しかし、今のところは12∨ を大きく下回るほど放電したものも14∨程度まで復活しており、もしかしたら元気になるかもしれないと期待している。

0903バッテリー回復ツール.jpg

 なぜこんなことをやるかというと、近いうちにソーラーパネルをもらうことになっており、それとバッテリーを組み合わせる計画があるからだ。とくにG&YUのSMF31MS-850という大型のバッテリーは4台あり(もともとソーラーパネルとセットで使われていたものだが)、これがうまく使えそうなら新しく買い直してみようと考えている。これの容量は115Ah(20時間率)で、2個直列として24∨で運用するが、水中ポンプは3.6Aだから30時間位は運転できるはずだ。まあ、劣化の度合いにもよるんだが。
 パネルは、田んぼの土手に置こうと考えている。おそらく0.6×1.2m位だと思うので、高さ1m幅4m程度の単管製の台を作る予定。もらえるのは5台だが、6台設置できるようにしておく予定。実際の設置は稲刈り終了後になると思う。
 
 
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