このページは実験中で、まだ編集途上です

中古の太陽電池パネルが安価に入手できるようなので、コレを使用して自宅で24時間稼動しているAPRSとNavitraのデジ電源にしてみようと思い立った。

ソーラーパネル

ヤフオクに多数出品されている。
大規模システムで排気になった物を点検整備したものらしく、概ね20年程度前に生産されたもののようだ。
その中から初期性能の65%を維持しているものを選別しているのを見つけて採用してみた。 初期性能は45W、この65%なので約29Wが保証されている。

入手したパネルは、検査性能として「39W」と記載されていた。
さらに、貼ってあった検査データは、

パネルの使用効率を最大にするには、この電圧になるように負荷電流をコントロールすると良いらしい。

バッテリー

軽自動車用のをカー用品店またはホームセンターで安売りしているときに購入予定。
バッテリーの容量は5時間率で表示されている。最初の2桁は容量に相当するが性能ランクという数字であり容量そのものではない。
30で21Ah、40で28Ah、55で36〜48Ah

結局、原材料高騰のあおりか安売りしていなかった。 購入したのは一番数の出る乗用車用「40B19」を採用。

充放電コントローラー

設計構想

過充電防止、過放電防止のために装備する。
設計から完全自作しようとおもったら、すでに製作例を方している方が居たので使わせてもらう。
PIC12F675(A/D内蔵マイコン)で制御している。これをベースに、パワーMOSは手持ちに無いのでリレーを代替として使ってみる。消費電流の点では損だが、まあ、遊びですので。

PICで制御
http://www.asahi-net.or.jp/~SE1M-NITU/html/pic_charge_controler.htm

DC/DCでCVCC
http://mcalc.zapto.org/otherDoc/CVCCusingDCDCConverter/index.html

ただいま実験中

DC/DCをそのまま使い、出力電圧設定のみできるようにした。電流制限はユニットの保護回路をそのまま期待する。
ユニットの保護回路のリミッターは3〜4A程度らしい。 パネル電圧21.4V、電流1.8Aとすると、出力14.4Vでは効率100%なら2.7A程度取れる。
DC/DCの効率は80〜90%なので、85%と仮定すると最大電流は2.3Aとなる。
2A程度でリミットしたほうがよさそう。

過放電保護は「PICで制御」をそのままいただいてしまおうという魂胆に落ち着きそう。
過充電は定電圧にするため不用。コンパレーターとゲートで組むよりもPICが簡単。
ブレッドボードで組んでうまく動作した。とりあえずリレーでカットする構成。
リレーは秋月の12V/20Aのを使う予定。消費電流は50mAだった。
ちょっと多いので、本番ではFETに置き換えようと思う。が、あのカチリという音と動作はなかなか捨てられない・・・

MPPTと動作ポイント

電圧制御型MPPTの場合、太陽電池の最大動作電圧を基準にする。
開放電圧のみで最大動作電圧の表示が無い場合は、結晶のシリコンでは開放電圧の80%に、非結晶のアモルファスシリコンでは開放電圧の68%を基準にしてやる。
アモルファスシリコンは屋外設置型の太陽電池には使われていない。(低輝度に有利なので、電卓等に使われている)

簡易MPPT

MPPT.jpg

調整方法

過電圧(過充電)保護

Vo=14.5 サイクルチャージ
R2=(Rx*Ry*Vs)/(Ry*(Vo-Vs)-Rx*Vs)
  =(6.2k*1.63k*2.5)/(1.63k*(14.5-2.5)-6.2k*2.5)
  =6.22k
Vo=13.62 フローティングチャージ
R2=(Rx*Ry*Vs)/(Ry*(Vo-Vs)-Rx*Vs)
  =(6.2k*1.63k*2.5)/(1.63k*(13.62-2.5)-6.2k*2.5)
  =9.62k

SBDの電圧降下を加味して、Vf分電圧は高く設定する。(SBDのVfは実測後に決定)

緊急充電

深夜電力を使った補助充電

全体のシステムコントロール

将来的には

PIC(F877 BASICかな)マイコンボードで独立制御を行う

パネルはこんな感じ

Front

panel.jpg

Back

panel_back.jpg

メモ


添付ファイル: fileMPPT.jpg 1464件 [詳細] fileHRD12003E.jpg 699件 [詳細] filepanel_back.jpg 1264件 [詳細] filepanel.jpg 1269件 [詳細] fileDC-DC.jpg 723件 [詳細]

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Last-modified: 2008-10-30 (木) 14:14:21