ソーラーの記事一覧

ポータブル5V電源用の充電回路を探していたら
MPPTという方法がありました。

MPPTは主にソーラーパネルで使われていますが
ソーラーパネルの最大出力ポイント(MPP)を
追従します。

今回は簡単なMPPT充電回路を紹介します。

回路図など元ネタはこちら
なんでも作っちゃう、かも。　MPPT太陽電池充電器(5)

これにショッキーバリアダイオードと
２セルの電池に接続するので分圧抵抗を追加しました。
あと、追従電圧をアモルファスの60%から80%にプログラムの
定数を変更しました。

ソーラー側の分圧抵抗は
SparkFun Electronics – Solar Cell Large – 2.5W
最大電圧が約９Vなので余裕を見て１０Vとしましたが、
ちょうど良い抵抗がなかったので330KΩと100KΩを使いました。
この場合11Vが最大電圧になってしまいますがこれでいきます。

パーツは共立電子エレショップで
登録されていない2.5VレギュレータやリセットICはダミーデータ
を突っ込んで購入しました。

作ったMPPT充電コントローラはこれ

ちなみにこれは２号機の修正後です。
最初に作った１号機は4.8Vアモルファスソーラーパネル(CNS715)用
に作ったので分圧抵抗値も違いますし、配線などが汚いので
２号機を作成しました。

最初は全然MPPT効果がありませんでした。
ショッキーバリアダイオード(SBD)直接100mAとすると
MPPT経由だと60mAぐらいに電流が流れません。

PICのプログラムやらいろいろ弄りましたが
ダメでした。
MPPTや～めたと思い充電制御だけ(PWMのDUTY100%)にしてもダメ
と回路図をよーく見るとスイッチングトランジスタ2SA1020のエミッタとコレクタが逆になっていました。
ということで2SA1020と付け替えた後が上の写真です。

これで充電電流を計ると
SBD直接だと188mA
MPPT経由だと270mA流れていました。

一応、
2.9V(1セルでは1.45V)になると充電が停止されますが、
2.9では弱いのか暗くなった後電圧を測ったら２．７台まで下がっていました。
充電完了電圧は3.0Vが良いように思います。

あと、MPPTの場合弱い日光では充電できません。
日光が弱い場合、ソーラーパネルの電圧を維持しようと
デューティー比を小さくして出力側の電圧が下がってしまい、
電池との電圧差がなくなってしまい充電されません。

しかし、直射日光下では効果を発揮するので
ポータブル5V電源で使用しています。

家のベランダに設置したミニ太陽光発電の
バッテリを先日変えました。

電圧がバッテリの購入時より上がっていたので
しっかり充電されている様です。
少し前に充電コントローラーも
導入したのであわせて紹介します。

まず、太陽電池

表

裏

昔秋月電子通商で買ったソーラーパネル。
864N SM160 12V 2 WAY
12Vと6V裏の配線を変えるだけでどちらも出力可能です。
定格12V160mAですが無負荷時19Vぐらいまで上がります。
固定はアルミパネル上に留め金があるので
留め金に結束バントでベランダの手すりに固定しています。
結束バンドは熱と紫外線に強いタイプの結束バンドを使用しています。
ちなみにソーラーパネルはほぼ南を向いています。

充電コントローラ
充電コントローラには秋月電子通商で売っている
CM04-2.1を使用しています。
詳しい動作がよく分かりませんが、
充電はしてくれている様です。

バッテリ
バッテリも秋月電子通商で売っている鉛蓄電池を使用しています。
12V5Ahのバッテリです。

ヒューズ
バッテリや負荷保護の為、
必要です使用しているバッテリが5Ahなので
とりあえず7Aのヒューズを入れています。

バッテリボックス
上の充電コントローラ、バッテリ、ヒューズを入れた箱、
結構キツキツです。
この箱は１００円ショップのダイソーで買いました。

あと、直射日光が当たるとバッテリボックスも高温になってしまうので
通常はエアコン室外機の下に収納しています。

ちなみに、
黒い端子は出力用です。
ケーブルをベランダに置いておくと直射日光や
熱で劣化が激しいので使用する時だけケーブルを接続します。
端子には、エーモンのカプラー２極を使用しています。
ケースの素材がポリプロピレンなので接着剤は使えないので
端子の固定にはホットボンドを使用しました。

前に買った、新eneloopを蓄電池として
ポータブル5V電源をつくりました。

ただ単に作るのではなく今回は余っていた
ソーラーパネルを使って外に置いておくだけで
充電できるようにしました。

ちなみに使用した太陽電池は前に
マルツパーツ館で買った SB-2V300MA
というものです。

ソーラーパネル自体の出力は2.0Vですが晴天時では
開放電圧3Vぐらいあります。
曇りなどの日光の少ない時は１Vぐらいに下がってしまうため
今回も昇圧回路を使って充電します。

今回は出力をそのまま使うのではなく
放電防止のため逆流防止のダイオードを設置します。
使うダイオードは順方向電圧低下の少ないショットキーバリアダイオード
を使用します。

使用するケースはタカチ【TW5-3-10B】TW型プラスチックケースと
【CR-20】CR型キーリングを使いました。

実際、届くと少しソーラーパネルの方が大きかったのですが
ほとんど気にならないレベルなので
ドリルとニッパーとカッターなとを使って加工します。

上部

ソーラー面

ソーラーパネルに保護シールが付いてる上に
接着剤が付着しているので汚く見えます。

下部

USBポートと電源入出力端子、放電LED(緑)、充電LEDがあります。
ONスイッチは場所が無かったので横側に配置しました。

内部

線がいっぱいです。未結線の３本(赤×2、緑×1）電池電圧モニタ用に拡張予定です。

ブロック図

ちなみにソーラーパネルを使った充電は実験中です。