ときどきリアルタイムな発電状況(気まぐれです。)

2013年08月09日

ハイブリッドシステム

久しぶりの投稿だ。
我が家の物置に、200Wのパネルを設置し、震災の年の8月ごろに設置して、すでに2年が過ぎた。
現在は、チープなシステムにも関わらず、LED照明はまったくトラブルなく稼働している。

この間、いろいろ忙しく、記事の更新ができなかったが、その間に、
制作した電子回路は、

1.PICを用いたデジタル電圧計 2.ドロッパ型定電流電源 3.sun saver MPPTが過放電保護のため、電力供給を遮断したときに、自動で、鉛蓄電池を充電するシステム

を作成した。

それぞれの回路図はいずれアップする予定だ。

鉛蓄電池は、やはり、24V以上で使うのが長持ちするみたいだ。
今までは、23Vぐらいまで使って、遮断していたが、
24.2Vを下回ると、遮断するように sun saver MPPT で設定を行い、
遮断したときに自動で、鉛蓄電池を26.5Vぐらいまで充電して、その後、充電をストップする
電子回路を作成した。
2.はスイッチング電源ではないので、効率が悪いが、まだスイッチング電源は試作段階で
開発がストップ中。

とりあえず、今は、安定して動いている。


雨の日が続くときは、どうしても鉛蓄電池の電圧が低下し、システムが電源供給を遮断する。
一瞬室内が真っ暗になるが、10秒足らずで、復帰する。

このシステムのおかげで、鉛蓄電池が、24Vを下回ることはなくなった。


おそらく、今後、電池の電圧が減ったときだけ、電力会社からの電気を電池に充電するような
準独立型電源システムも考案されるのではないかと思われる。
posted by ymurai at 00:13| Comment(0) | 感想・意見・主張など

2012年03月08日

久々の更新

震災以来,独立型太陽光発電を設置して8か月が過ぎようとしている。

これまでのまとめをしておく。

(1)バッテリーが死んでしまった!!
  放電停止電圧を欲張って低く設定してしまったために,バッテリーが死んでしまった。
  今は,前に使用していた,WP26-12 を使用している。

(2)冬の日照時間では,補充電をすべき
  冬はどうしても日照時間が短い。バッテリーのためにも,補充電が必要だ。

(3)リビングは自作の照明で安定して運用できている。


(4)Sunsaver MPPT は買いであった。


(5)補充電は,1週間に一度程度必要だ。
   もったいないからといって,補充電をしないでいるとバッテリーに悪い。
   万が一停電したときにも対応できなくなるので,しぶしぶだが,補充電も行う。

 
 何かと,手間のかかるシステムであるが,今のところ順調である。

 もうすぐ,震災から1年が過ぎようとしている。

 あの日の記憶が頭から離れない。
posted by ymurai at 21:48| Comment(0) | 感想・意見・主張など

2011年10月11日

バッテリーのことが少しずつわかってきた。かも。

今日のバッテリーは、電圧がいつもより下がらない。
これは、もしかして、バッテリーが本当に満充電になったからであろうか?

実は、absorption voltage を30Vから30.4Vに上げたのだ。
これは、1個のバッテリーあたり、15Vから15.2Vに上げたことになる。

sunsaver MPPTの今日のログを調べると、バッテリーの最大電圧は、30.48V に達していた。
その後、absorption charge モードで121分充電したあと、float モードで、193分充電していた。

1個のバッテリーあたり、0.2V取扱説明書より、大きい値だが、
16.5Vぐらいが限界の値らしいので、それほど危険な電圧ではないらしい。

夜中の24時では23V台になっていたのに、まだ、24.5Vだ。

しばらく、absorption voltage を 30.4V で試してみることにした。

ただし、これは、取扱説明書に反することをやっていると思われるので
お勧めできない。
posted by ymurai at 23:55| Comment(1) | 感想・意見・主張など

2011年09月18日

独立型太陽光発電感想

1.鉛蓄電池は、日本製がいい。
 −>取扱説明書が丁寧。

2.ソーラーチャージコントローラはMPPTで、細かく設定できるものがよい。
 
 例えば、sunsaver MPPT。今までに設定したものは、吸収充電時の電圧、吸収充電の時間、フロート充電の電圧、温度補正係数、充電電流の最大値。
 特に、鉛蓄電池の充電電圧はデフォルトは低めなので、用意した鉛蓄電池の充電電圧に設定する必要がある。

3.24Vシステムがいい。

 12Vシステムの方が簡単だが、24VをDC/DCコンバータで降圧してから直流家電につなげるので、電圧が
安定して供給できる。LED照明は抵抗駆動でも明るさが変化しない。

4.DC・DCコンバータは秋月電子のスイッチングコンバータがよい。

 変換効率がよく、安定している。発熱も少ない。電圧調整の抵抗はつけたままにして、電圧を13Vくらいにすると、LED照明も明るい。(抵抗を外すと、12.1Vぐらいになるので電圧が少し低い)

5.ソーラーパネルは、直流家電(今のところLED照明)を使用する場合であれば、ヤフーのオークションで販売している100Wソーラーパネル二万円程度で十分かもしれない。

 これは、引き続き使用して経過を見るしかないが。

6.MPPTコントローラは、発振するので、音が少し気になる。

 これは、住宅用のコンディショナもそうらしいが、音が気になる場合は屋外におくことも検討した方がよいが、幸い sunsaver MPPT はそんなにうるさくない。

7.AGMバッテリーも充電電圧満充電電圧に近づくとぶくぶくと音を立てる。

 これは、ふつうの鉛蓄電池も同じ。水素が発生している音である。

8.sunsaver MPPT には、バッテリーと接続するところに、サーキットブレーカーもしくは、トグルスイッチをつけた方がよい。

 そんなに電流を流さないので、僕は、トグルスイッチをつけた。30Aまで流せるが、今のところ、最大で4A程度だ。

9.sunsaver MPPT のパラメータを設定すると、一度再起動することになるが、スイッチを切らなくても、
「reset control」コマンドを送信すれば、再起動され、設定したパラメータが有効になる。
 これで、頻繁に書きかえることが多くなった。

10.sunsaver MPPT についている温度センサーは不正確すぎる。

 僕のところでは、気温が28度なのに、sunsaver MPPT のローカル温度センサーが38度を示している。これは、sunsaver MPPTのヒートシンクのせいで温度が高く出ていると思われる。もし、リモート温度センサをつけずに、充電すると、温度補正のせいで充電電圧がかなり低くなる。もしかしたら、世界中でこのことに気がつかずに、使っている人が大勢いるのではないかと思われる。
「あれっ。あんまり充電されないなぁ。どうしてだろ?」と不思議に思っている人がいるのではないだろうか。
 というわけで、リモート温度センサは必須である。
 もし、急ぐ場合は、電子部品ショップに行って、25度で10Kオームになるサーミスタを買ってきてとりつければよい。(しかし、これは自己責任で)

11.新神戸電機のAGMバッテリーは、-5度から35度では温度補正が必要ない。

 というわけで、sunsaver MPPT の温度補正係数を0に設定して、温度補正が行われないようにした。


12.鉛蓄電池の状態によって、その日の発電量が極端に少ないこともある。できれば、毎日同じ量の電気を消費することが理想的だ。

 例えば、鉛蓄電池が満充電で電気が使われなかったとしよう。すると、翌日はすぐに、absorption mode
(吸収充電モード)になり、フロート充電に移行する。電流が制限されるため、昼間に積極的に電気を使わなければ余剰電力は熱として消えてしまう。もちろん、ちゃんと設計段階で綿密な計算をしていればよいのだが、なかなか難しい。
 
 
posted by ymurai at 20:19| Comment(0) | 感想・意見・主張など

独立型太陽光発電総まとめ2

独立型太陽光発電システムを構築して2カ月が過ぎた。
設定等をまとめる。

1.バッテリー
  12ボルトのAGMバッテリー38Ahを2個直列に接続して24Vにして運用

2.ソーラーパネル
  100Wのソーラーパネルを使用。(200Wに増設予定)

3.ソーラーチャージャー
  sunsaver MPPT を使用。

4.用途
  リビングの照明を既存100V照明と入れ替える。LEDユニットは、秋月電子から購入。ペットボトルで照明を制作。

5.バッテリーの充電電圧等の設定
  新神戸電機のSC38-12の充電電圧を、15V に設定。(これは、一般の電圧よりも高めであるが、取扱説明書の充電電圧の最大値である。)
  バッテリーの温度補正は、行わないように設定。

posted by ymurai at 16:42| Comment(0) | 感想・意見・主張など

2011年09月09日

独立型太陽光発電と余剰電力

最適なバッテリー容量はどのくらいなのか?

いろいろな計算方法があるが、もし発電した電力をチャージコントローラが
制限することなく蓄電したい場合は、
大きなバッテリーを選ぶ必要があるだろう。

日照時間は平均して3時間だが、例えば、本日は仙台は、7.6時間である。

7.6時間で、効率がまあ80%ぐらいだとして、
100wのパネルで、100×7.6×0.8=608(w)で、
これが、効率90%ぐらいで、24Vバッテリーには、
608*0.9/24=22.4(ah)ぐらい蓄電される。

少々余裕のある容量の鉛蓄電池が必要だ。



posted by ymurai at 22:19| Comment(0) | 感想・意見・主張など

2011年09月04日

総まとめ

独立型太陽光発電の実験システムを構築して以来、気付いたことをまとめる。

1.太陽光パネルの増設のときも考えて、いいパネルにすべきだった。

 今回、実験システムとして、100W のパネルを1枚購入した。最高で、110W ぐらいの発電をしたので、
 仕様通りの性能であるが、雨の日は極端に発電しない。一日発電してもたったの0.6Ah のときもあった。 これは、我が家のリビングのLED照明の1時間分しかない。現在、パネル1枚の増設を検討してい るが、結局同じパネルでないとだめなので、最初の購入時に慎重に検討しないといけない。

2.MPPTの性能をいかすためには、100Wでは効率が悪い。

 MPPTは、消費電力がPWMコントローラに比べて多いので、200Wぐらいからでないと効率が悪いと思われる。ただし、sunsaver MPPT は 35mA とMPPTの中では比較的消費電力が低いので100Wでも意味があると思われる。実際、充電電流は、4A を超えているときがあった。もし、PWMコントローラであれば、パネルの仕様から、2.99A が最高だからだ。

3.メインの仕事の効率が落ちる。

 メインの仕事をしていても、どうしても、システムのことが気になる。今日はどれくらい発電しただろうかとつい思ってしまう。

4.sunsaver MPPT のデフォルトの充電電圧、温度補正を実行する温度範囲は、日本製のバッテリーの仕様に合わない。

 現在私が使っている、日本製AGMバッテリーの充電電圧は、2.45±0.05V/セル だ。だから、12Vバッテリーで、14.7V である。さらに、温度補正は、5℃から35℃では不要だ。
 しかし、sunsaver MPPT のデフォルトでは、液式(Flooded)でも14.4V であり、温度補正の範囲は、-30℃から60℃となっている。したがって、もしデフォルトでバッテリーを充電しようとすると、
 温度補正も手伝ってさらに低い電圧になってしまう。
 sunsaver MPPT は最初バルク充電で電流を最大限に流していくが、もしデフォルトで充電すると、AGMバッテリーの場合、14.3V でAbsorption charge モードに入り定電圧充電モードに早々と変わり、電流が制限されてしまう。これでは、せっかく太陽光パネルから電流がたっぷりと流れているにも関わらず、コントローラの方で電流を制限してしまい、蓄電池に十分充電されなくなってしまう。
 したがって、コンピュータと接続するMODBUSアダプタを購入して、設定をカスタマイズしないと、
 sunsaver MPPT の本来の能力を発揮できないことになってしまう。
 感覚的だが、デフォルトのままだと PWM コントローラの方がたくさん充電する気がする。

posted by ymurai at 12:11| Comment(0) | 感想・意見・主張など

2011年08月06日

脱原発に向けて取り組むべきこと

震災にあった宮城県に住む者として思う。

今、現在東北電力は原発が動いていない。ちょっと前かなり需要と供給がほとんど同じで
危なかったようだったが、
東京電力の融通でなんとか大丈夫だそうだ。

ただ、危ないって言っても、ほんの一瞬のピーク時の電力を賄うことができれば
いいのだ。夜まで補う必要はない。

だから、たとえば、一般家庭がそのピーク時にもっと発電して自分の消費電力を自分で
賄うことができれば電力供給が安定になって、停電にならなくて済むのではないかと思われる。

そこで、昼間に発電すればいいということになるが、まさに、太陽光発電ではないだろうか?

もちろん、不安定だけれども、暑くて冷房をつけたくなるときは、
太陽が照っていることが多いから、太陽光発電による発電量が多くなる。
だから、自然とピーク時電力を補うことができるのではないだろうか。
すなわち、消費電力が鋭く急激に大きくなったときに、自然と太陽光によって
発電され、ピーク時の消費電力を補うようにすることが可能ではないだろうか?

そもそも安定した電力を供給するということは安定した電力消費が前提だが、
実際は、消費側は不安定だ。だから、供給側が不安定でも別に供給できれば
問題ないのではないだろうか。

もちろん、工場などは安定的に電力が供給されなくてはならないから、自社で発電システムを
構築したり、電力会社から安定した電力を供給してもらえばよい。

そのためにも、戸建住宅側で発電を少しでも行えば、多くの電力を必要とする企業に融通できることが
可能ではないかと思われるのだ。

そう考えると、段階的ではあるが、各家庭で行うミニ発電を増やしていったり、
地熱発電や風力発電、バイオマス、潮流発電などを整備していくことによって、
原発を段階的にすべて廃炉にすることができるのではないだろうか。

たった一か所があんな大惨事になっただけで、日本中は多くの損害を被るのだ。
原発は日本全国に55基ほどある。このうち、たった一か所の惨事で多くの作業員が
線量を気にしながら決死の作業を日々行っている。
もし、女川が駄目だったら、復旧のための作業員はいったいどれだけ必要になったのだろうか?
考えただけでもぞっとする。

リスクを分散させた方がよいという考え方からは、原発は少しはあった方がいいという結論になるかもしれない。でも、それは、リスクすなわち標準偏差の幅がある程度予測できればという前提があるからだ。
のるかそるかというリスクが無限大のようなリスクをポートフォリオの中に入れていいのだろうか?
たとえば、ポートフォリオの中に、CDS(クレジットデフォルトスワップ)を入れよというのだろうか?
バフェット氏が言っているように、CDSは核爆弾のようなものだと言っているではないか。

代替エネルギーを本格的に研究するべき時代がやってきたのだと思う。

それに少しでも協力できるように節電だけでなく、発電のことも考えるべきだと思う。





posted by ymurai at 22:15| Comment(0) | 感想・意見・主張など

運用してみて

家のリビングでの照明は、ほとんど自作の照明で過ごすことが多くなった。

今まで、使っていたリビングのトータル約100Wの蛍光灯の照明はつけていない。

また、家中のレフランプをLEDに変更した。

節電は最近涼しいのも手伝って、同時期-200kwh を達成。

100wの照明は今まで結構な電力消費であったのではないかと見ている。

リビングは少々今までとくらべて暗いが、勉強や読書でも十分な明るさだ。

家族も100%太陽光によるものだと思って
楽しんでいるようだ。





posted by ymurai at 21:24| Comment(0) | 感想・意見・主張など

24Vシステムにした理由

1.電圧が12Vの2倍のため、同じ電力でも流す電流が1/2になるため、ロスが少ない。
2.インバータで交流にするときもロスが少ない。
3.12Vの直流を駆動するとき、24Vから降圧して供給するため、電圧を安定させることができる。
  とくに、直流照明を駆動するとき、電圧降下を調整することができる。
posted by ymurai at 21:18| Comment(0) | 感想・意見・主張など