直列接合 効果確認 １

＜タヌキが取れました＞

今朝は早くから強烈な太陽光で、８時前より気温は３０℃オーバーの状況が続いています。

この太陽光、お天道様のエネルギーを頂戴しない訳には行きません。

暑い暑いと言う思いと、勿体無い、勿体無いと思う心が揺れます。

そんなお天道様の両面を見せ成られながらのこの頃ですが、今日はソーラーパネル直列接合の効果確認　１を報告させて頂きます。

今回は外部電源接合で、ほぼサブ満タンからのスタートです。とは言いましてもコントローラー自己消費、バックアップ電源、自然放電等で出発時はサブ残量　９５％　電圧　１４．３Ｖからのスタートです。

夏場にはソーラー充電だけでは、１４Ｖ代の電圧を見る事は少なく成ったように思います。

まぁ～エアコンの使用率が高いですから、電気消費が多いと言う所なのですが。

ガレージから引き出し、１０分程度走行した状況なのですが、ソーラーパネル温度は推定ですが、３５℃程度かと思われます。

ＢＭ－１の状況です。

コントローラーは、嬉しい事に狙い通りのようです。

ソーラーパネル発生電圧　４０．６Ｖ　！！！　　今までにあり得なかった数値です。

　　　　〃　　　　　　　電流　　０．４Ａ　　　

これで良いのです。サブは満タンですからサブの内部抵抗が大きく、電流は流れ難く成っているのです。

 

サブ電圧　１４．４Ｖ　　充電電流　１．１Ａ　　これもサブ満タンですから良いのです。

これからエアコンを使用し、サブを放電させますと充電電流は上昇するのです。

因みにソーラーパネル電圧　４０．６Ｖはカタログ値以上の性能ですね。ソーラーパネル温度が上昇しておらずほぼ基本性能を発揮しているのです。

これを言い換えれば、冬場の外気温が低い場合に相当します。直列接合の冬場性能が御心配な方は、どうぞ安心して下さい。効率低下が無く成りますから、更なる充電が期待出来ます。

 

 

次にエアコン作動をさせ、サブを放電してみます。勿論、サブに優しくするのが小生のモットーですからエンジンを稼働しバックアップを取ります。

サブ電圧　１２．３Ｖ

放電電流　５９Ａ　　　う～～～ん　優しくは無いですね。

残量　　　　８０％　　　

エンジン稼働時間が短く、目的地に到着しましたから、ダイネットも冷えておらず消費電流が大きく成ってしまったようです。エアコン稼働時のバックアップ走行（時間）は、ダイネット温度に合わせ時間を調整した方がサブに優しくなるようです。

まぁ～今回は、直列接合の効果確認が目的ですから、大目に見て下さいな。

 

その時のコントローラーモニターの状況です。

ソーラーパネル電圧　２９．１Ｖ　　

直列接合の効果ですね。このパネル電圧が並列だと１４Ｖだったのですから。

ソーラーパネル電流　６．３Ａ

 

サブ　電圧　　　　　　　　１２．７Ｖ

　〃　充電電流　　　　　１５．３Ａ　　夏場に１５Ａ以上の充電電流は今までに、一度も無かったのですから。

この充電電流は不思議でしょう？　パネルでは６．３Ａだった電流が１５Ａまで上昇するのです。

これが、コントローラーのＭＰＰＴ制御効果なのです。

この青空で充電電流　１５Ａは、冬場の並列接合時の晴天の充電電流とほぼ同一です。

冬に成りソーラーパネルの発電効率低下が改善されると、２０Ａ以上も夢では無いのかも知れませんね。

ここからが、また面白いのですが、時間がｐｍ３：３０分を過ぎ、お天道様が傾きます。空には雲も掛って来ます。エアコンは外気温度が高く定常運転には入れず、インバーターファンは連続作動の状況が続いています。

 

サブ電圧　　１２．５Ｖ

放電電流　　１１．１Ａ

サブ残量　　７５％　　　厳しい状況が続いています。

インバータの冷却ファンが停止する定常運転に入れれば、サブ電圧、残量は回復するのですが。

まだまだ外気温３０℃を越える状況では、ソーラー発電量に余裕が有るとは言えないようです。

太陽が傾きますと、ここはソーラーパネルの基本性能が低いので致し方無いのですが、チョット情けない状況と成ります。

ソーラーパネル電圧　　３０．７Ｖ

　　〃　　　　　　電流　　　３．７Ａ　　にも関わらず

 

サブ電圧　　　１２．７Ｖ

充電電流　　　　９．４Ａ　まで低下するのです。

しかし、見方に依っては、並列時はこれが５Ａ以下に低下していたのですから、約２倍に改善しました。

どうやら人柱は免れたようです。Ｋｅｎｙは永遠に不滅？　かな？

タヌキも獲れましたね。

ソーラーパネル、コントローラー（ＭＰＰＴ）回路は、まだまだ不思議？　が一杯のようです。

次は、直並列でしょうかね～～～～　(#^.^#)

 

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ソーラーパネル直列接合変更

＜並列から直列に＞

昨日は、作成途中のブログが途中でＵＰ、最後には消える？　消した？　状況となり作成に手間取ってしまいました。今朝も朝方はどんより曇り空でしたが、真夏の太陽が照り付ける暑い日が始まったようです。

そんな今日この頃ですが、暑い中ソーラーパネルを並列から直列に変更しましたからお知らせします。

 

コルドバンクスのルーフに登り、５分もしない内に汗がルーフ上に滴り落ちます。

この暑さに負け、誤接合をしますと取り返しの付かない事に成り、名実共に人柱に成りかねません。

そこで気合いを入れ直し、取り掛かります。

現状はＹ字ケーブルを使用し並列接合としています。

ソーラーパネルは直流ですから、＋－の極性が有ります。元々付いていた極性表示を再確認します。

各ケーブルを外す前に極性表示のテープを取付ます。

ソーラーパネル側にも取付ました。

クランプも外し、カプラーを抜きます。夏場ですからカプラーが熱で柔らかく成っており、思いの外楽に抜けます。

カプラーを抜き分かりましたが、安全の為でしょうか？　ケーブルの心線は直接外部には出ていません。

感電事故対策が行われているようです。しかし、以前にもお話しましたように感電事故には充分お気を付け下さい。なにしろ狩猟で仕留めたイノシシ等に留めをさす電気ショック（電撃）は、直流の高電圧を使用している位ですから。

Ａソーラーパネルの＋極をＢソーラーパネルの－極に繋ぎます。Ｂソーラーパネルの＋極をソーラーコントローラー側の＋極に接続します。

そして、Ａソーラーパネルの－極をソーラーコントローラーの－極に接合です。

これで直列接合完了です。

接合後は念の為、作動状況をソーラーコントローラーのモニターで見ますと、正常に作動しています。

その後、Ｋｅｎｙは人間が古いものでして、接合したカプラー部を黒ビニールテープで巻きます。防水の効果ＵＰが狙いです。勿論カプラーにはＯリングでの防水はありますが。。。

 

その後、ケーブルクランプを行います。

ここまでで、時間は３０分程度でしたが、滴る汗を拭きながらの作業でした。

思っていたより、簡単な作業でしたが、これで発電量が向上すると思いますと汗のかきがいが有ると言うものです。さぁ～～旨く行きますでしょうか。

獲らぬ狸の皮算用に成るか、明日のお楽しみで。

 

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直並列接続 補講

＜直並列は懐中電灯と同じ？！＞

ほぼ出来上がっていたブログが消えてしまいました。(*_*;

気を取り直し、直列接合効果確認を行いながらの再作成です。

 

昨日は、ｐｍ３：００過ぎから暑い中でしたが、ソーラーパネルの直列接合を行いました。その後、キャラバン汚れの洗車を行い汗だくのせいか、目標体重に戻る事が出来ました。

身体を動かしますと、御褒美も有るのですね。日頃の運動不足が悔やまれる所ではありますが。。。

 

今日は、愛すべきコメンターの方から、ワカンメ～～～の御言葉を頂きましたので、直並列に付いてウンチクを捻ってみます。すんなりと理解が進む説明が出来れば良いのですが。。。

【疑問】

直列接合は電圧が上がるから電線の損失が少なくなるの？

（電線の損失が少なくなるから、充電電流が向上するの？）

 

【答え】

並列接合をＫｅｎｙのソーラーパネルで考えますと、動作電圧　１８Ｖ（ボルト）ですからソーラーパネルから出力される電圧は、１８Ｖで変化はありません。

電流は９Ａ（アンペア）が2倍の１８ＡにＵＰします。

しかし、夏場の高温時には、約２０％のソーラーパネル効率低下があります。

そうしますと、

効率低下電圧＝１８Ｖ－（１８Ｖ＊０．２）＝１４．４Ｖ

電圧は効率低下から、最大でも１４．４Ｖまでしか出力出来ないのです。

 

ソーラーコントローラーはＭＰＰＴ制御（最大電力点追従方式）ですから、ソーラーパネルから得られる最大電力点で制御しようとアルゴニズムが働きます。

電力Ｗ（ワット）＝電圧Ｖ＊電流Ａ　　ですから

得られる電圧が、最大１４．４Ｖでは、それに見合った電流になる制御が入るようです。

この部分は推定が入りますが、各社とも公表していませんから推定するしか無い所なのですが。

次に並列接合を水タンクにパイプが繋がり、水が流れていると仮定し考えて見ましょう。

水タンクは２個が１段積み状態ですから、１個が９Ａの水を流そうとします。これが２個ありますから、水は合計１８Ａの強さで流れようとします。従いまして水が流出すパイプは太いと考えます。

まぁ～例えが難しいですけど、電圧は流そうとする力。

電流は流れの大きさと御理解下さい。

 

直列接合

ソーラーパネルを直列接合しますと、電圧は１８Ｖの２倍と成り、３６Ｖを発生させる事が出来ます。

直列で電圧が上がるのは、乾電池遊び等で皆さん経験的に御存じだと思います。

電流に付きましては、ソーラーパネル１枚分の９Ａとなります。

 

並列と同じく水タンクからの水の流れで考えますと、まず水タンクは２段積まれていると考えます。

電流は９Ａと１枚分しかありませんから、水タンクから出るパイプは細く、水は少量しか流す事は出来ません。しかし、２段積みの水タンクですから１段積みの場合に比較し強い圧力が掛りますので水は遠くに飛ぶと考えられます。

これは、あくまで電圧、電流を概念的に捉える見方だと御理解下さい。

水はある一定の流量を越えますと、更に圧力を上げても水量は増加しなく成ります。

 

次にソーラーコントローラーで考えます。

３６Ｖの電圧が得られますと効率低下が発生しましても

効率低下　電圧＝３６Ｖ－（３６Ｖ＊０．２）＝２８．８Ｖ　の電圧がソーラーコントローラーに入力される事に成ります。

ソーラーコントローラーは、その時のサブ電圧に対し＋0.２Ｖ程度の電圧を印加するアルゴニズムに設計されているようです。

並列接合では、１４．４Ｖの電圧しか得られませんから、１４．７Ｖ必要なアブソーブモードまで充電出来ないのです。勿論、冬場であれば効率低下も小さくなりますので、電圧は上昇し充電は可能と成ります。

前段で説明しましたように、ＭＰＰＴ制御ですから充電最大電圧を確保した後の余った電圧は電流に変換してくれます。

ここで初めて、ソーラーパネル直列接合で充電電流が増加すると言えるのです。

言い換えますと、ソーラーパネル　１枚分　９Ａしか無いハズの電流が１５Ａにも増加するのです。

 

マトメますと

ソーラーパネルを直列接合しますと、ソーラーコントローラーへの入力電圧が向上し、適切な充電電圧を設定後は余った電圧を電流に変換してくれる結果、充電電流は向上します。

やっと結論にたどり付けたようです。

明日、この辺りは効果報告が出来そうでしょうか？

何故か笑がこみ上げて来ます。。。。何故？

 

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充電混触 対策効果 ２

＜混触対策効果はいかに？＞

真夏の人柱キャラバンから帰り、早速、外部電源に接続しサブを充電、溜まったサルフェーション除去を行い一先ず、胸をなで降ろしているところです。

今日は、キャラバンで長距離を一気走りましたので、充電混触対策効果に付いて、定性的ではありますが第２弾としてお話したく思います。

初めて御読みに成る方に、充電混触を簡単に説明します。

サブの充電は、小生のコルドバンクスの場合、３系統あります。

１、外部電源による充電

２、走行充電

３、ソーラー発電充電

 

１～３系統の内、２と３の走行充電とソーラー発電が、走行中に同時に入る事を充電混触と呼んでいます。

充電が２系統から同時に入ると、何が問題なのかと言いますと。

特にソーラーコントローラーに言える事ですが、ソーラーコントローラーは充電を行うさい、サブ電圧を測定し供給する電圧、電流を決定しています。

サブの電圧測定時に走行充電が入っていますと、正しい電圧が測定出来ない事に成ります。

 

一般的に走行充電は、１３、２～１３、８Ｖの電圧で充電します。

 

例えば、ソーラーコントローラーがサブ電圧は１３、８Ｖと判断した場合、更に高い電圧印加するとメインバッテリー側に逆流し、メインバッテリー満充電と判断し走行充電電圧を絞ります。

走行充電側はメインバッテリーの電圧を監視しています。

その結果、実際は電圧は低いにも関わらず、充電電圧を落としますから走行充電不足に至ります。

 

また、ソーラー側はサブ電圧変動から、正しいサブ電圧が測定出来ていないと判断し、ゼロ点再確認をしますが、この時は充電停止と成ります。

実際の作動はソーラーコントローラーが持っています、アルゴニズムにて決定、作動します。

 

そこで、対策としてソーラーパネル、走行充電に間にスイッチを入れ切り離すよう対策しました。

今回のキャラバンで片道約５００Ｋｍ走行しましたが、ソーラーコントローラーのバルクモード（バルク充電）は変化は無かったようです。

 

夏場に冷蔵庫使用していましたので、ダイネット内の室温上昇から消費電力が発電充電量を上回ったようです。

しかし、定性的でスミマセンがサブへの充電電流はすんなり入るような気が？　します。

以下の図は、黒髪の彼女の充電モードです。

 

マトメますと

昼間の太陽が出ている時の走行時は充電混触が発生し、本来の正しいサブ電圧測定が出来ず、コントローラーも再々ゼロ点確認を行い、その間は充電停止しますから勿体無い話なので、対策される事をお勧めします。

 

ソーラー発電は、まだまだ使いでが有るようです。

夕方涼しく成ったら、次の改善であるソーラーパネル直列接続をやるとしましょうか？

まぁ～カプラーの脱着だけで出来ますから、簡単と言えば簡単なのですが。。。。暑い！

 

 

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ソーラー極暑の人柱実証試験結果

＜夏場のソーラー発電充電改善＞

北関東では、３７℃の最高気温を記録しているようです。

昨日、尻尾を巻き引き揚げたのは正解だったようです。ホント名実共に人柱試験に成る所でした。

しかし、今日はその人柱実証試験で得られました結果から、ウンチクを捻ります。

この所、下調べが多くＵＰが遅く成りますが、一度は３行位でマトメて見たいものです。

 

朝ではありますが、こんな天気で充電電流　７Ａ（アンペア）は無いでしょう？　と言う疑問なのです。

昨日の写真で恐縮ですが、記憶に新しいもので、説明の信頼性が高いと思いますので悪しからず。

小生の黒髪の彼女　福島電機製　ＳＰＣ-００５の実力からしてこんなハズは無いでしょう？　と思う所からがスタートなのです。

黒髪の彼女は、こんなスタイルなのです。

下部写真の充電電流は１３．１Ａを示していますが、この時はソーラーパネル（以下　パネル）の温度条件が良かったものと考えられます。

パネルの高温時の発電効率低下は、過去ブログにありますので参照願います。

http://blog.goo.ne.jp/kenycorde/e/c607aa9d5bb00925abb4dd7289ea10c4

外気温度、パネル温度にも左右されますが、おおむね夏場の外気温　３０℃時にはパネル発電効率は２０％ダウンすると考えられます。

ｋｅｎｙのソーラーは、１６０Ｗパネルを２枚　並列接合しています。

１枚での動作電圧　１７．５Ｖ　　　どうもこの辺りが、高温時に大きな影響を受けているようです。

 

発電効率　２０％　ダウンとすれば

１７．５Ｖ－（１７．５Ｖ＊０．２）＝１４Ｖ　と成ります。

 

【重要】バッテリーの充電には、充電されるバッテリー電圧より高い電圧を要します。

言い換えますと、バッテリー電圧より低い電圧では充電は出来ないと言う事です。

 

上記写真の例で言いますと、パネル発生電圧　１５．４Ｖです。また２０％ダウン時の動作電圧は１４Ｖですから、余裕が有るとは言えません。

この辺りは、コルドバンクスの場合、１２Ｖ車ですからパネル動作電圧　１７．５Ｖあれば充分だと考えていたのですが、夏場の発電効率を考慮すると不足したようです。

以前、コメントでパネルを直列接合した方が良いとのお話を頂いたのですが、ピンと来ず忘れていました。

しかし、夏場になり発電効率ダウンからこんな問題が出るとは、予測出来ませんでした。

それにアブソーブモードに入るには、１４．７Ｖ以上が必要になるのですから。。。。

もう少し説明しますと、

コントローラーがパネルから電流を引き出そうとしても、電圧に余裕が無い状況で、高い電流を無理に引き出しますと電圧が低下し充電出来ない状況になります。

従いまして、充電電流を絞り、電圧を確保する制御にコントローラーは入ります。

結果、充電電流が物足りないに至ります。

 

余談ですが、パネルは過負荷（性能より大きな電圧、電流を引き出す）には非常に強いのです。過負荷でもパネルを傷める事は有りません。しかし、前段でお話したように電圧は低下します。

それに比較し、発電機の場合は過負荷の場合は、エンジンストール、エンストに至ります。

 

【今後の対策】

パネルの高温時、発電効率低下で電圧低下が、大きな原因と考えられますのでパネルを並列接合から直列接合に変更して見ます。

小生の場合、同一銘柄のパネルを使用していますので（製造ＬＯＴは異なります）　特に手を加えず直列接合が可能なのです。尚、パネルの直列接合は基本は同一仕様品に揃えます。仕様に差が有る場合は、１０％程度までの範囲で構成する必要があります。

また、電圧が上がりますので、感電事故には注意が必要です。絶縁手袋の装着をお忘れ無く。直流の場合、電圧が一見低く見えましても死亡する確率は高いそうです。

 

＜直列接合に変更した場合の性能変化＞

パネル

最大動作電圧　１７．５Ｖ＊２＝３５Ｖ　　　　１７．５Ｖ　→　３５Ｖ

開放電圧　　　　２１．６Ｖ＊２＝４３．２Ｖ　　２１．６Ｖ　→　４３．２Ｖ

最大動作電流　９．１４Ａ　／枚         並列時　１８．２８Ａ　→　９．１４Ａ

 

コントローラー

最大入力電圧　１５０Ｖ

最大入力電流　　３０Ａ　ですから共に余裕があります。

 

＊尚、当直列接合化は御自身のパネル、コントローラーに合わせ調整願います。

　　また自己責任でお願いします。

 

＜効果予測＞

コントローラーはＭＰＰＴですから、最大動作電圧が３５Ｖに大きく成ることで、発電電力は大きくなると予測されます。

夏場の発電効率低下でも

３５Ｖ－（３５Ｖ＊０．２）＝２８Ｖ　確保出来る。

過去、冬場の最大パネル電圧は、２１．７Ｖを発生させる場合があった。

ちなみにその時のサブ電圧　１４．４Ｖでフロートモードに入る直前だったようです。

従って、パネルの発電効率の良い冬場は、充電に問題は無かったが、夏場の効率低下状況ではパネルを直列接合にし、電圧を稼ぐ事が重要と考えられる。

仮に電圧に余裕が有る場合は、コントローラーが電圧を電流に変換し、充電電流に上乗せしてくれると期待できます。

ここは、人柱に立つしか無いようですね。

コントローラーモニターＬＣＤを眺めていますと、コントローラーの充電電流制御は電圧が基本とされているように見受けられます。また余談ですが、いわゆる動作電圧　１８Ｖパネルは日本の夏場の暑さに対応不足と言わざるを得ないのかも知れませんね。

まぁ～パネル直列接合がどうなるか、一汗掻いてみましょうかね。

 

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