ときどきリアルタイムな発電状況(気まぐれです。)

2012年03月15日

鉛蓄電池の並列接続

鉛蓄電池の並列接続については,あまりやらない方がよいと書いてあるサイトが多い。
しかし,外国のホームページを見ると,結構普通に並列接続の方法について書かれてある。

並列は,3つまでとか,並列する場合の限界であるとか,
あるいは,並列したときのつなぎ方は,対角線上に端子を付けるとか丁寧に説明してある。

さて,電圧がV1で内部抵抗がr1の鉛蓄電池B1と,電圧がV2で内部抵抗がr2の鉛蓄電池B2を
並列接続して,それに負荷Rをつなぐとする。

このとき,鉛蓄電池B2に流れ込む電流I2は,どのくらいであろうか。

鉛蓄電池.BMP

計算してみると,重ね合わせの原理より,

I2=(r1*V2+(V2-V1)R)/(r1*R+r2*R+r1*r2)

となる。

一方対称性により,鉛蓄電池B1に流れ込む電流I1は,

I1=(r2*V1+(V1-V2)R)/(r1*R+r2*R+r1*r2)

となる。

もし,鉛蓄電池B1とB2の電圧が全く同じだとすると,V1=V2=V。
また,内部抵抗も一緒だとして,その値を r=r1=r2 とする。

このとき,
I2=V/(2R+r), I1=V/(2R+r)

等しい電流が流れるので問題はないはずだ。

しかしながら,V1とV2の電位差があると,どちらかの電池に
多く電流が流れることになり,アンバランスになる。

例えば,V1=12(V), V2=12.1(V) と電池B2の方が0.1Vだけ高いものとする。
また,r1=r2=0.01(Ω),負荷抵抗 12(Ω)としよう。

このとき,電池B2には,なんと,5.5(A)もの電流が流れてしまう!

V1=12(V), V2=12.2(V) だとどうだろうか?
今度は,電池B2には,10.5(A)もの電流が流れる。

V1=12(V), V2=12.4(V) だとどうだろうか?
今度は,電池B2には,20.5(A)もの電流が流れる。
これは,もう,ショートである。

ということは,並列接続をする際は,どちらも
ちゃんと充電して電圧を等しくしてからつながないと
だめだろう。

計算すると,ますます,並列接続は怖くなってくる。


posted by ymurai at 21:01| Comment(2) | 電気系統考察

2011年10月25日

13.8V定電圧電源+昇圧コンバータを太陽光パネルの発電とチャージコントローラに思わせる。

雨の日が続き、日照時間も少なく、バッテリーの電圧が下がる一方である。

電圧が低いまま、晴れの日まで待っていてもバッテリーの健康に悪いからと思い、
スイッチング電源+昇圧コンバータの出力を sunsaver MPPT のソーラー入力端子に
つないで充電する実験を行った。


用意したもの:アルインコのスイッチング電源(DC13.8V)+AQV-2587

ここで、AQV-2587は、昇圧コンバータで、http://www.audio-q.com/power.htm から購入した。

下の写真は、AQV-2587である。

2011-10-25 22.19.47.jpg

しかし、これをこのまま、sunsaver MPPT のソーラー入力端子につなぐと、
過大な電流が流れ、一気にヒューズが飛んでしまった。

そこで、 sunsaver MPPT に入力電流を最大1.65Aに制限する命令を発行したところ、
うまくいった。

しかし、この入力電流の制限は、MSVIEW からは操作はできない。

これは、QMODBUS というソフトを用いて、命令を sunsaver MPPT に送る必要がある。
このブログラムは、
http://qmodbus.sourceforge.net/
からダウンロードできる。

下の画面は、qmodbus の画面。

qmodbus.png

Write Single Register コマンドで、スタートアドレスを 57400 にして、
制限する電流値をセットする。
x(A) にセットしたいときは、x×32768÷79.16 を整数値に丸めたものを入力する。

例えば、1.65A 以上流れないようにするためには、Write Single Register コマンドで
57400番地に683をセットすればよい。

これで、見事、1.65Aの定電流で充電できるようになった。

もちろん、定電圧電源からの充電が終了した後は、また、
57400番地に0をセットして、電流の制限を解除する必要がある。

少々面倒くさいが、雨の日が続く場合は、よいだろう。
posted by ymurai at 22:25| Comment(2) | 電気系統考察

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

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