畑にWi-Fi中継機を設置し、ソーラーパネルで発電した電力で常時稼働させているのですが、このWi-Fi中継機が停止してしまいました。
現物を確認しましたが、パネルの周囲に雑草は生えているものの、パネルへの日射を大きく遮るほどではなく、また、パネル表面もそれほど汚れていませんでした。
ここ数日は雨の日が続いており、全く陽がささなかったので、発電ができずに停止してしまったようです。
つまり、元々の発電能力が足りなかったということです。
この状況について、少し考察してみました。
使用しているソーラー発電システムは「12Wソーラーパネル」と「7.2Ahディープサイクルバッテリー」を組み合わせたものです（関連記事は こちら）。
また、この電力で常時稼働させているWi-Fi中継機は「ESP32-DevKitC」でつくったもので、常時130mA＠5V程度の電力を消費しています（関連記事は こちら）。
最初に停止したのは7月4日の18時16分です。
ここのところ天気が悪く、前の日から全く日射がなかったので、ソーラーパネルでの発電ができず、バッテリーに充電されていた電力を使い切ってしまい、日没のタイミングで停止してしまったようです。
翌日の7月5日 7時25分に再稼働しはじめました。夜明けとともに、ソーラーパネルで発電した電力で動作開始したようです。
7月5日の日中も、ほとんど日射がありませんでした。
そのため、この日の22時29分に再度停止し、翌7月6日の6時50分に再稼働しはじめました。
7月6日は比較的天気が良かったので、それなりに発電できたようで、その日の夜には停止することはありませんでした。
ちなみに、すぐ近くの場所に、類似のソーラー発電システムを設置しています。
そちらは「10Wソーラーパネル」と「9Ahディープサイクルバッテリー」を組み合わせたもので、市販のモバイルWi-Fiルータを常時稼働させています。
モバイルWi-Fiルータの消費電力は常時135mA＠5V程度で、Wi-Fi中継機とほぼ同じです。
こちらのシステムは、上記の期間も問題なく稼働していました。
両者の大きな違いはディープサイクルバッテリーの容量で、この差によりWi-Fi中継機の方だけが停止してしまったようです。
気象庁のホームページで、近隣地域での日照時間を調べてグラフ化してみました。
7月2日までは、日照時間の多い日が1週間近く続いています。
この期間に、バッテリーが満充電状態になるまで充電されていたとすると、日照時間ゼロの日が2日続いたことで、満充電だったバッテリーが一気に空になり、停止してしまったということになります。
過去2ヶ月の日照時間を見ると、日照時間が少ない日は多数あるものの、日照時間ゼロが2日続いている日はありません。
つまり、これまでもギリギリのところで何とか稼働できていたシステムが、日照時間が足りずにとうとう停止してしまったという感じのようです。
今回停止しなかった、モバイルWi-Fiルータを動かしているソーラー発電システムの方も、バッテリーの容量の差はわずか（1.25倍）なので、同じくギリギリのところで稼働していると思われます。
一応、机上計算してみました。
バッテリ容量は7.2Ah（12V）なので、
7.2Ah × 12V = 86.4Wh
となります。
一方、Wi-Fi中継機は、
130mA × 5V = 0.65W
なので、このバッテリーで稼働できる時間は
86.4Wh / 0.65W = 132.9h ≒ 5.5日
となります。
今回は、上記の机上計算結果の半分以下の時間で停止してしまった訳ですが、原因としては「バッテリー容量の理論値と実容量の差」「バッテリーの劣化」「チャージコントローラの電流消費」など、いろいろ考えられます。
いずれにしろ、今回のシステム構成では全く余裕がなかったということは分かりましたので、今後同様のシステムを検討する際には、もう少し余裕を持った構成にする必要がありそうです。