ときどきリアルタイムな発電状況(気まぐれです。)

2011年08月31日

温度補正がどうもあやしい。満充電するためのヒント

なぜ、蓄電池が満充電しないかわかった気がする。

どうも、sunsaver mppt についている温度センサー(おそらく10KΩのサーミスタ?)
が内部の熱のせいで実際の温度より6度〜8度ぐらい高くなっているようだ。

したがって、実際の充電電圧も、-0.031V/C の温度補正によって、0.18V〜0.24V ぐらい低く
なってしまう。

たとえば、デフォルトでは、AGMバッテリーのAbsorption voltage(定電圧充電での電圧)は
25度で、14.3V だから、25度での充電電圧は、14V ぐらいになってしまう。
これでは、満充電はできない。

現在使用しているバッテリーは、新神戸電機のSC38-12 であり、
サイクル使用での充電電圧は、15V ぐらいだ。(問い合わせると、18Vぐらいまで大丈夫らしいが
、16.5V ぐらいがいいようだ。でも心配だから15Vにしている)
したがって、実際は、14.7Vぐらいになってしまう。

これを解決する方法は2つある。

1. 充電電圧を実際より0.2V ぐらい上乗せして設定する。

2. リモート温度センサーを付ける。

1.の方法は試した。早速効果が現れた。
いつも帰宅して電圧を調べるのだが、12Vのバッテリーあたり、
12.6V ぐらいだったのが、12.8V ぐらいまであがっていた。よって、24Vシステムでは、
25.6V 程度。いい感じである。

2.の方法は、RTSを購入しないとだめだと思われるが、
失敗覚悟で、25度で10KΩになるサーミスタを購入して
接続したところ、うまくいっているようである。

2011-09-03 19.56.53.jpg


本当は、morningstar 社の純正品を購入した方が安心できるが、
サーミスタは150円程度という激安であり、
すぐにマルツパーツに行って購入できるので、
よさげかと思われる。



posted by ymurai at 21:34| Comment(0) | sunsaver mppt

2011年08月26日

出力電圧が安定しない

最初、バッテリーの出力電圧が安定しないのかと思っていたら、

DC/DCコンバータの出力電圧が安定しないことがわかった。
ジジ・ジジ・・・と音を立てている。

少々出力電圧を上げてみたが、すこし安定したみたいだ。
posted by ymurai at 06:31| Comment(0) | 電気系統考察

2011年08月16日

WP26-12 のバッテリー性能翻訳

まず、Safety Valve の翻訳から。

安全弁

安全弁は、ゴム製であり、バッテリー内のセル(1個2ボルトの電圧の電池)
の気圧をコントロールしています。
もし、一定の気圧以上になると、安全弁が開きますが、
(そうすると機密性が保たれないかもしれませんが)
中の機密性を保ち、弁が開いて閉じるときに、バッテリーの中に外部のガスが侵入してこない
構造になっています。

ぐらいだろうか。

これは、いわゆる、浮き輪の空気を入れる弁と似ている気がする。
浮き輪に空気を入れるとき、空気は出ていくが、中の空気は出てこない。

ちょうどバッテリーのセルから弁を見ると、浮き輪の空気弁のような
構造になっていると思われる。

タグ:バッテリー
posted by ymurai at 21:40| Comment(0) | 電気系統考察

LONG社のWP26-12バッテリーについて

日本のバッテリーメーカーと違って、ホームページからはあんまり詳しい情報が
読み取れない。
詳しい情報を知りたい場合は、メールしてねと書いてある。

メールで問い合わせる前に、ホームページをいろいろ見てみた。

http://www.kunglong.com/

それで分かったことをまとめる。

WP26-12は、

1. UPS(無停電電源装置)の中のバッテリー用である。
2. AGMバッテリーである。
(これは、ホームページでのTech. Support の battery structure をクリックすると出てくる。)
実際の画像は、これ。
WP18-12_3D-en.jpg
日本の販売店ではAGMという文字はどこにも書いていないが、シールドバッテリーといえば、
AGMが当たり前だからだろうか?それとも、いわゆるAGMバッテリーとどこか違うのだろうか?

3. その他はまだ英語なのであまり読んでいない・・・

posted by ymurai at 21:02| Comment(0) | 日記

バッテリーの残量を電圧と消費電流から求める

Msview で現在のバッテリーの電圧と、負荷に流れている電流を調べる。

state.png

現在1.22Aの電流が負荷側に流れている。また、バッテリーの電圧は、25.42Vである。

さて、我が家のバッテリーは、kunglong社のWP26-12というバッテリー。
WP26-12で検索をかけると、次のようなDischarge Time vs. Discharge Current
の表を見つけた。

dtvsdc2.png

縦軸が、バッテリーの電圧で、横軸が放電時間だ。
たとえば、満充電の状態から、15.6A流し続ければ、1時間で100%放電することになる。
横軸は、底を2とする対数目盛になっていることに注意。
対数目盛にしているのは、流す電流が2倍になると、およそ放電時間が1/2になっているためである
と思われる。
したがって、流す電流が大きくなると、放電時間が急激に短くなる。
様々な、電流を流したときのグラフを同一のグラフに表示するためには、横軸が対数目盛になって
いると都合がよいためであると思われる。

さて、1.22Aに一番近いのは、1.3Aだから、1.3Aの曲線を見る。
この曲線の場合は、20時間で100%放電し、そのときの終止電圧は、10.5V(21V)である。

25.42/2=12.71V だから、縦軸の目盛で、12.7V付近を見る。
このときの横軸の目盛を読み取るとだいたい3時間ぐらいだ。

したがって、満充電から3時間放電している状態だから
3/20=15%放電していることになる。

この表より、およそ、満充電から3時間放電している状態だから
3/20=15%放電していることになる。
実際、17時に点灯して、現在は20時30分だからおよそこのグラフ通りだ。

今日はあと4時間ほど点灯するから、電圧は、12.4V(24.8V)ぐらいまで下がるのだろうか。
そうすれば、放電率は、7/20=35% 程度だろう。

タグ:バッテリー
posted by ymurai at 20:14| Comment(6) | 電気系統考察

2011年08月14日

リモートスイッチの制作

現在、リビングに置いているチャージコントローラは、テレビの台の下にあり、
スイッチがとても押しにくいところにある。
できれば、100Vのリビング照明のスイッチと同じところに、自作LED照明のスイッチを
作りたいので、リモートスイッチを作成することにした。

材料は、オムロンのDC24V定格のリレーとその他だ。
このオムロンのリレーは、G6B-1114P-US 。コイルは、DC24V駆動で、接点には、直流30Vで5A流せるというもの。
接点には、秋月電子のDC/DCスイッチングコンバーターをつなぐため、リレー側からは、
このDC/DCは、容量負荷に見える。したがって、リレーの接点がつながったときに、もし、
突入電流の対策をしていなければ、突入電流のせいで接点が溶接して、コイル側をOFFにしても
通電しっぱなしになってしまう。(実際やってしまった・・・)

そこで、1Ωのセメント抵抗10WをDC/DCの入力側に直列につなげることにした。
これで、最初の通電時に、リレー側から見た抵抗の最小値は 1Ωだから、流れる電流は、(瞬間だが)最大24/1=24A程度となる。(これでも十分大きいが、リレーの接点は溶接しなくなった。)

また、リレーのコイル側に流れる電流は、コイルの抵抗は、2880Ωだから、24V定格で8.3mAと
消費電力はとても小さい。ただ、バッテリーから電源をとるので、電圧は、最大で30V程度なる。
そこで、1KΩの抵抗を直列に接続し、降圧した。これで、たとえ、電圧が30Vになったとしても、
30/(2.88k+1k)=7.7mA 程度流れて、リレーのコイル駆動の電圧は、22V 程度だから、
データシートによれば、24Vの70%を超えれば大丈夫なので、OKである。
また、バッテリーの電圧が、23V(バッテリー1個の電圧が11.5V)ぐらい低くなったとしても、23/(2.88k+1k)=5.9mA 流れ、リレーのコイル駆動の電圧は、17Vでこれも24Vの70%を超えている。

したがって、こうしておけばコイルにも負担がかからない。

照明をつけっぱなしにしている間も、リモートスイッチ側の電流は8mA 程度だから驚くほど消費電力は
小さい。したがって、リモートスイッチの線は細いもので十分だ。


というわけで、回路図は、次の通り。

回路図手書き.jpg



posted by ymurai at 15:40| Comment(0) | 自作物

2011年08月11日

DC/DCコンバータの突入電流について

秋月電子のDC/DCコンバータの突入電流は、以下の通りであると思われる。

(1)無負荷のまま、DC/DCの1次側の電源を入れる。
   これは、大容量のコンデンサが充電されるので、ほぼ電源投入時は、0オームなので、
   大電流が一瞬流れる。

(2)負荷を繋いだまま、DC/DCの1次側の電源を入れる。
   これでも、突入電流が流れるが、(1)よりはかなり小さい突入電流である。


もし、DC/DCコンバーターを、チャージコントローラーのLOAD端子に接続する場合は、突入電流によるエラーが
起きないように、DC/DCコンバーターの2次側にLEDなどの負荷を接続しておくことが重要である。

ただし、これでも、かなりの突入電流が流れるので、とりあえず、1オーム/10W 程度の抵抗を、
チャージコントローラとDC/DCコンバータの間に入れるとよい。
これは、必須ではないが、私のように、リレーを用いる場合は、リレーの接点が溶接してしまうから、
抵抗を挿入して、突入電流を阻止するのがよい。
posted by ymurai at 18:46| Comment(0) | 電気系統考察

2011年08月09日

秋月電子のDC/DCスイッチングコンバータを接続したときに火花が出た理由

いろいろホームページを検索しているうちに、次のことが分かった。

1. スイッチングコンバータでは、電源を入れたとき、コンデンサに電気が充電されるため、
 何倍もの電流が流れる。この電流を突入電流という。

2. 突入電流を回避するには、サーミスタなどを取り付けるとよい。

秋月電子を見ると、ポリスイッチが該当する部品らしい。

http://akizukidenshi.com/catalog/c/cfuse/

この部品は、さらに並列接続できるみたいだから、コンバータの入力側に、
2A程度のポリスイッチを並列接続して実験してみたいと思っている。

posted by ymurai at 13:14| Comment(0) | 電気系統考察

2011年08月08日

バルク充電、吸収充電、フロート充電

バルク充電(bulk)とは?

- 電流を調節(regulate)し、電圧を調節しない充電モード。通常は、なるべく多く電流をバッテリーへ送るモード。このモードで75%〜80%充電する。ちなみに、充電器の場合は、定電流モードのことだと思われる。ソーラーパネルから充電する場合は、変動するので、そもそも定電流では充電できないので、
とにかく、電流を多く送るモードになっている。

吸収充電(absorption)とは?

- 電流と電圧の両方を調節するモード。バルク充電が終了したあと、あらかじめ設定された閾値(電圧)を超えると、電流を制限(減じる)し、電圧をコンスタント(定電圧)に保つ。バッテリーは、残された20%程度の電流を吸収(absorb)し、ゆっくりと満充電に向けて充電していく。
吸収という言葉を用いるのは、バッテリーの擬人化だろう。
英語ではバッテリーを主語として、バッテリー「が」電流を吸収するという表現を用いる。
 この吸収充電の時間はを正しく設定しないと、満充電にならない。
なお,吸収充電電圧は,鉛蓄電池の種類によって異なるが,AGMバッテリーだと,14V〜15V程度である。

フロート(float)充電とは?

-電圧を調節するモード。吸収充電のあと、吸収充電の電圧よりも低い電圧で、微弱な電流を流し、満充電の状態を維持する。フロート充電の際の電圧は,13.8V程度である。満充電になると,13.8Vでは,微弱な電流しか流れない。このような充電をトリクル充電ともいう。


posted by ymurai at 08:37| Comment(1) | 専門用語・英語

2011年08月07日

抵抗でドライブするLED照明

秋月電子で購入したパワーLEDユニットは、定電流ICではなく、抵抗駆動によるもの。
したがって、駆動電圧で、電流が多少変化する。

リビングの照明を拡張するごとに、電圧降下が無視できなくなるので、
電圧を上げて調整することが必要だ。

幸い、24Vシステムなので、DC/DCコンバータで降圧することにより、微妙に調整することが可能だ。

我が家のシステムでは12.8Vぐらいで照明の末端の電圧が12Vぐらいになっているようだ。
posted by ymurai at 23:55| Comment(0) | 電気系統考察