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新しいチャージコントローラ

使用しているチャージコントローラが壊れた(と思った)ので新しいチャージコントローラを購入しました。

P3150004.jpg
色々乗っていますが、一番上の白い奴です。

BEIJING EPSOLAR TECHNOLOGY CO., LTD.のTracer-1210RNです。
それまで使用していたのがその下の基盤むき出しの東京デバイセズのチャージコントローラ。両方ともMPPT方式のものです。

かなり前から、電圧は正常に測れているのに電流が0になってしまい、MPPの探索で無限ループに陥ってしまって、充電量がゼロのになってしまう事が多々ありました。チャージコントローラを何度かOFF/ONを繰り返しているとそのうち元に戻っていたので、だましだまし使っていましたが、ついにずっと0Aの状態になってしまいました。もうこれは故障したのだろうと、それに代わる安価なMPPT方式のチャージコントローラを探して見つけたのがTracer-1210RNです。前に質問コメントの回答に書いたことですが、Raspberry PIの電力計に使用しているINA226は電源のマイナスとセンサー端子のマイナスが共通になっています。その為、ソーラーパネル用とバッテリー用で2個のINA226を使ってそれにRaspberry PIから電源を供給すると、バッテリーのマイナスとソーラーパネルのマイナスが直結した状態になります。ですので、間に入れるチャージコントローラは「マイナスコモン」のものを使用しないと、プラス側もソーラーパネルとバッテリーが直結されて、チャージコントローラを入れる意味が無くなってしまいます。

ネットで検索するとそこそこの種類のMPPTチャージコントローラが出て来ますが、マイナスコモンかどうかまで書いてあるのは稀です。Tracer-1210RNはメーカーのホームページにあったデータシートにマイナスコモン(接地)と書いてありましたので、とりあえずOKかと思って購入しました。

中国からの直送でかなりの日数を要しましたが、商品が無事到着したので交換すると、やはり太陽光パネルからの電流が流れていないようです。色々調べてみたら、太陽光パネルのMC4コネクタ部分の接触不良だという事が判明。対策を施したら問題無く動作を始めました。これ、新しいの買う必要なかったわ。

交換した頃は天気の良い日が続いていましたが、充電する方のバッテリーを充電器でフル充電した直後だったので、充電が抑え気味になってしまい100%の充電能力を確認できません。そうしているうちに今度は天気の良くない日が何日も続き、本日やっと良い天気が訪れました。程よくバッテリーも放電していたので、久々のフル充電が行われたようです。

20160315発電量2
日が沈んだ後にキャプチャーしたモニター画面の様子です。ソーラーパネルは50Wですので結構効率よく充電できたみたいです。1Lの水(20℃)を2回沸騰させるくらいの電力は発電できたようです。前の東京デバイセズのチャージコントローラより明らかに性能は上だと思いました。中国製侮り難し…ですかな。

因みに、上の写真の左下の奴はBeagle Born Blackでして、我が家のVPNサーバーです。太陽光発電で動いております(笑)。
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こんなの作った

ベランダ太陽光発電の発電量計測の為にIN226で作った電力計の計測結果をリアルタイムに見たくなったのでこんなの作りました。

monitor.png
こちらのサイトで入手したフリーの7セグメント数字を使用し、足りない小数点とマイナス記号のGIFファイルは自作しました。この例の日は一日中良い天気でしたので、試しに持ち出し用の50Wのパネルを並列に繋いでみました。合計100Wとなりますが、片方のパネルには一部分に影がかかっている影響で若干発電量が落ちています。フルに当たっていれば60Wは超えます。電力計を繋いでいるRaspberry Piではapacheを動かしていますので、PHPで刻一刻更新されている測定値ファイルの末尾1行を10秒おきに読み込んでその数値を表示しています。Raspberry Piは小さいのに何でもできてしまって面白いですね。

気圧とか気温のロガーも作りたくなってきました。
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Raspberry Pi で電力計を作る(3)

IN226とRaspberry Piを使用して作成した電力計で太陽電池パネルの発電電力を計測してみます。

ブログには書きませんでしたが、以前使用していた32Wのパネルから今は50Wのパネルに変わっています。ヤフオクで入手したものですが、説明には「逆電流防止ダイオード付」と書いてありました。太陽電池パネルの裏に付いているボックスを開けると・・・
PC160001.jpg
確かにダイオードは入っているようなのですが、どうも繋ぎ方が変です。これは逆電流防止ダイオードではなく、バイパスダイオードと呼ばれるものです。太陽電池セルの一部分が影に覆われるような場合、その部分に他のセルからの電流が流れて発熱するのを防止するためのものです。どうも業者の方もこの辺の事良くわかっていないようですね。

以前NTPサーバーを作成した時のようにMRTGで発電量のグラフを作成するようにしました。

solar_p-day140411.png
4月11日の発電電力の時間変化です。8時半頃から10時頃までは、太陽電池パネルに電線の影が落ちるので、発電量が落ちてしまっています。そして11時過ぎからも影が落ちるのですが、この頃になると電気を貯めているバッテリーがフル充電になってきて、電流がカットされてしまいます。

solar_wh-day140411.png
電力を積算して電力量のグラフにしてみたものです。1日毎にリセットしています。4月11日の発電電力量は153Whでした。

solar_v-day140411.png
同じ日の電圧の変化です。チャージコントローラにはMPPTのものを使用していますが、大体18V位がMPPになっています。12時頃からはバッテリーが満杯になって充電量が制限されている関係で、電圧が太陽光パネルの解放電圧に近付いています。

solar_p-week140411.png
月曜から記録を始めて5日間ほど経ちました。最近になって発電量が多くなっているのは、バッテリーが満タンになって充電が制限されるのが勿体ないので、たくさん電気を使うようにしたためだと思います。

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ドイツの太陽光発電の現状

ドイツが、太陽光発電による電力の買い取り価格を4月から15%値下げするそうです。
あわせて、全量買い取り制度も見直されて、これから新たに連系される所に付いては、発電量の85~90%を買い取る方式に変わるそうです。

太陽光発電に否定的なサイトでは鬼の首を取ったように「それ見たことか」などと騒いでおりますが、当ブログでも言っていたようにFITなどの「補助金」的性格の強いものは、導入が進むにつれて見直されるべきであります。それでも、意外に早く引き下げ時期が来たように思いますが、ドイツでの太陽光発電の実績はどんなもんでしょうか。

下記のサイトでは、毎日リアルタイムにドイツ国内の太陽光・風力による発電量を見ることができます。

http://www.transparency.eex.com/en/

例えば、3月26日の1日に太陽光発電により発電された電力は以下のようになっています。

ドイツ120326
ピーク時にはなんと17GW(1700万kW)にもなっています。2010年の東電の夏のピーク時の使用電力は6000万kWくらいなんですが、その28%位は賄えている計算になります。太陽光発電のピークは電力消費のピークとも重なるので、かなり有力な電力供給源になっていることがわかります。

下のグラフは同じ日のスペインでの状況です。
https://demanda.ree.es/demandaGeneracionAreasEng.html
スペイン
上から2番目の緑色が風力発電の発電量ですが、それほど変動は激しくないのがわかります。太陽光にしろ風力にしろ、1か所の発電量はたしかに気象条件の変動を受けやすいものですが、多くの発電所が連系すると、変動量はこのように小さくなります。

従来の送電網を利用しているため、現在ではこういった太陽光や風力発電の電力を送るには必ずしも最適な構成になっていないのも確かです。しかし、「だからダメなんだ」的発想ではなく、前向きに克服していって欲しいものです。
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ベランダ発電の1年

早いもので、ベランダで小さな太陽光パネル(32W)で発電を始めてから1年が経過しました。

電力計を作るという構想も、工作意欲が減退して結局実現せず、手っ取り早い方法で片づけてしまいました。
aP1000008.jpg

アルミケースにWatt's Upを二つ取り付けたもの。電力量を記録することはできていませんが、1日の発電量は夜に見るとわかります。これはリセットボタンを押さないとどんどん積算されていってしまうので、夜の12時にリセットするための仕組みを作りました。
P1000009.jpg
秋月電子のGPS時計です。これはタイマーでリレーをON/OFFできるので、上の写真のリセットボタンを押すのと同じことを自動でしています。でもこの時計は1Wほど電力を消費するので、1日24Whくらい使ってしまいます。なので、ずるをしてACアダプターで電源を賄っています。同じ秋月電子の電波時計の方が消費電力が少ないので、いずれこちらに取り換えるつもりです(リレーが付いていない分、多少工作が必要)。

今までモニターしていて色々なことがわかりました。

・太陽光パネルに落ちる影は大きく発電量を低下させる
ほんの少しの影でも発電量が5分の1とかになってしまいます。これはシリコン系の太陽光パネルの宿命のようです。有機薄膜太陽電池などはこの影響が少ないそうです。日本では今後そちらの方が主流になって行くのではないでしょうか。

・快晴の日の発電量は95Whほど
太陽光パネルの設置場所が時間によってはかなり影が落ちるため、あまり発電量が伸びません。特に夏は、太陽が高く上り過ぎて、屋根の影がかかってしまい、発電量が低下していました。95Whというと1Lの20度の水を沸騰させるエネルギーとほぼ等しいです。また、以前に測定しましたが、3合炊きの炊飯器で2合のコメを炊くのと同じくらいですね。これを多いと見るか少ないと見るか。
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プロフィール

夜行虫

Author:夜行虫
夜行虫とは天体撮影等、夜に出歩くのが多いことから名づけました。夜光虫の誤変換ではありません。海に潜ったり温泉浸かったりも趣味です。

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