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ぱんどらの日常プロジェクト

ぱんどらのはこの、料理以外の日常プロジェクトの日記です。

チャージ・コントローラー

2012-05-15 17:03:22 | 発電

さて、最後のアイテム、「チャージ・コントローラー」です。

テスト配線しているところ
(取説には「ふたをあけたまま電圧をかけてはいけません」と書いてあるけど・・・)

チャージ・コントローラーとは、ソーラー・パネルから来る電力でバッテリーを充電するための回路を提供する機器です。アメリカのTriStar社のもので、「TS-MPPT-60」という機種。この手のものとしては最上位機種だと思われます。定価は8万円くらいですが、日本ではだいたい13万円くらいで売られています。私はオークションで57,000円で購入しました。通常メンテ(保証)はつきませんが、故障時には対応してもらえるそうです。

いろいろ資料を読みまして、今回、理解したのは以下のようなことです。

  • ソーラーパネルの開放電圧は、日照によって変動する。
  • 並列接続すると、電子(電力)が電圧の高いほうから低いほうへ移動する
  • バッテリーの解放電圧(負荷をかけてないときの電圧)より高い電圧をかけることにより、バッテリーが充電される
  • ソーラーパネルの開放電圧がバッテリーの解放電圧より高くなければ充電できない
  • とはいえ、ものすごく高いとだめ(バッテリーを傷める)
  • 放電が進むと開放電圧は低くなる(最低42V)
  • 充電が進むと開放電圧は高くなる
  • 充電促進時の目標電圧を14.3V(57.2V)に設定(シールドバッテリー)
  • MPPTが放電・充電の状態に合わせて、充電に適した電圧をかける(追従)

MPPTというのは、変動するソーラーパネルの電圧を最大限活かしてバッテリーに少ない負担で効率よく充電するためのテクノロジー、だそうです・・。日照状態によって変動するパネル・アレイの電圧を、流れる電流量のほうを調整することでバッテリーの目標電圧に合わせて変動させることで追従させ、パネルの能力を最大限に活かし・・・なんちゃらかんちゃら・・・。

このチャージコントローラーは無駄に高いのですが(笑)、その理由は、DC48V構成で最大3200W入力(ソーラーパネルからバッテリーへ送り込む電力)まで対応している大容量機器であることです。しかし、もうひとつ、この機器を選定した多きな理由があります。それは Ethernet 接続により監視できることです。


Web監視画面

こちらはWebブラウザーで接続して「現在の状況」を見るための画面です。これだけだとつまらないので、実は、ここからJavaプログラムでデータを取得できるようにしてしまいました。この画面は、Ajaxでできているのですが、バックエンドのサービスをJavaから呼び出してデータを取得しています。TS-MPPT-60に装備されている取得サービスは、GETパラメーターでデータ種目を指定し、可変長のCSV(?)が返ってくる、という仕組みです。しかも、4番目と5番目のデータが1バイトめ、2バイトめの10進の数値(0~255)をあらわすというすごい設計でした。なんじゃこりゃ。

現在、これでクローラー的にデータを1分おきに収集しておりまして、EXCELでグラフなど書いて遊んでいます。

充電電圧の変化

下のほうにある紺の線は、放電時に、パネルを西向きの窓においていたころの電圧で、日当たりが悪いので、きちんと充電できてないことがわかります。またピークが少し右へずれています。これは西に向いているからですね。上のほうにある平らになっている箇所は、ルーフバルコニーにパネルを平面配置したときのもので、ほぼ真南に向いています。(というか、ほぼ水平に置かれているのですが・・・)一気に目標電圧(57.2V)へかけあがり、MPPTによりAbsoption、Floatというフェーズへ移行しているのがわかります。これはほとんど満充電状態です。

線が立ち上がりはじめているのがだいたい朝の5:40くらい、下がるのが18:30くらいです。これから夏至にむかって、長くなっていくはずです。

これを今後集めて、分析し、最大限にパネルの発電力を自宅で使いきる「最適化」計算をしていってみようと思います。これって、Smarter (^o^)/ ?