6か月を越えて運用中の太陽光発電ラズパイカメラです。
日照時間の少なく日当たりも悪くなる冬至に十分な発電とバッテリーへの充電ができるか気になっていましたが、
無事に乗り切ることができました。
直射日光があたるのは昼間の2時間程度なのですが、晴天続きのおかげかその短時間で充分に充電していました。
冬季の低日照への対策
地表に置いていたソーラーパネルを棚の上に移設して1.8mぐらいの高さにしました。朝夕は日が当たりませんがなんとか日中は直射日光があたります。
角度も60度ぐらいと冬至用のセッティング。
地面では日が当たりにくくなったのでソーラーパネルを高い位置に変えた。#IoT家庭菜園 #太陽光発電ラズパイカメラ pic.twitter.com/xjPWPWpe05
— 山添 知久(zoe)/IoT (@zoe6120) October 18, 2020
北緯35度の東京の太陽の角度は、夏至で約80度、冬至で約30度、春分秋分55度。
冬至に最適化すると太陽光パネルは60度ぐらいなので意外に急角度。
年間平均してパネルの発電効率が良いのは30度程度だそう。
日当たりも悪くなってきたので太陽光パネルを45度ぐらいに変更。 #太陽光発電ラズパイカメラ— 山添 知久(zoe)/IoT (@zoe6120) October 27, 2020
充放電の推移
グラフ
黄色 ： ソーラーパネル出力電圧。左軸 [V]
赤色 ： バッテリー充放電電流。右軸 [A]。マイナスが放電、プラスが充電
青色 ： バッテリー電圧。左軸 [V]
2020年8月
連日晴天が続いています。毎日満充電まで充電しており、バッテリー電圧は13V-14Vを示しています。
バッテリが十分に充電されているため、ソーラーパネルの出力電圧も18V以上を記録しています。
2020年10月
上旬には不日照が続きバッテリ電圧（青色）が徐々に低下しているのが判ります。中旬以降はなんとか持ち直し、下旬は満充電を回復しています。
設置から半年が過ぎ、日照時間は短くなっているも順調に運用中。
トマトは枯れて隠れていたバジルが育っている。#太陽光発電ラズパイカメラ #IoT家庭菜園 pic.twitter.com/NZlQBVPPWM— 山添 知久(zoe)/IoT (@zoe6120) November 22, 2020
2020年12月
12/21の冬至へ向かって日に日に日照時間が短くなってきました。16:30で暗くなってきますし朝は7:00前にならないと明るくなりません。
昼間の12時-14時の間になんとか直射日光が当たる程度ですが、冬場の晴天のおかげで短時間の直射日光でもバッテリーは満充電できています。
安定したグラフです。
冬至 2020年12月21日 @東京
2020/12/21 日の出 6:47 日の入 16:32 南中 11:39 高度 30.9度
冬至の日の1日分のグラフです。
ソーラーパネルの電圧（黄色）が7:00ごろに12Vを超えて明るくなったことが判ります。
日没時刻の直前の16:20頃には再び12V以下に急降下しており、暗くなったことが判ります。
12:00ごろにソーラーパネル電圧が20V近くまで急上昇し、充電電流も0.6A強とソーラーパネルからフルパワーで充電が行われています。
直射日光が当たる14:00頃までは20Vで充電しています。バッテリが充電されるにつれ、充電電流も0.2Aまで低下しました。
この間のバッテリ電圧は14Vを示しており、ほぼ満充電できたと考えられます。
温湿度
最近の温湿度の推移です。最低気温は1℃を記録しています。DHT11は0℃以下は測定できるのでしょうか。この先の測定値を注目します。
まとめ
1日の日照時間は短いものの晴天が続いているために、昼間の2時間程度の直射日光によりバッテリは満充電できているようです。
設置から7か月になったラズパイカメラも安定して運用中です。毎日画像を送ってきています。
冬至を乗り越えたことで一つの区切りではありますが、1年を目指してこのまま運用しようかと思っています。
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