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ソーラー発電について詳しく知りたい！
- ソーラーパネルとチャージコントローラー、バッテリーを繋いで充電していますが、コントローラーの表示がオーバーボルテージとなり、充電できていません。
- 説明書がないため、海外のサイトで調べてみたところ、パネルよりバッテリーの電圧が高いためコントローラーが接続を切っているようです。
- バッテリーの電圧を下げる方法を教えてください。
- tbx
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- 自然環境・エネルギー
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補足に再度回答しようとしたら質問を締め切られていたので書き込みできませんでした。 根本的に解釈をまちがってます。 取説にもあるようにソーラーパネルの出力最大電圧が17.5Vと高いので、そのままバッテリーに繋いではだめってのは常識です。 そこで間にチャージコントローラーを入れるのですが、入力電圧が高い場合に電圧を制御して、バッテリー充電に最適な電圧まで自動調整する機能の付いたものは高額なんです。 ついでに言いますが、そのようなタイプだと出力コントロール機能も併せ持っていて、本体経由で負荷への接続を行えば、バッテリーの残容量などの管理も行えるという非常に便利なものです。 たぶん質問者さんが購入したタイプは過電圧の際にバッテリーへの充電をストップする程度の機能しか持たないタイプだと思います。 なおシールドバッテリーは初期充電電圧をやや高めに設定してやる必要があるのと、充電電流を事細かに管理してやらないと発火などの事故に繋がります。 今のソーラーパネルの容量では20Ahのシールドバッテリーを充電するだけの電流値が出ないのがネックだと思います。 だから先の回答でいいチャージコントローラーを使いなさいと答えました。 それとそこまでやるんなら200Wくらいまでソーラーパネルを大きくして、トラック用の大型の液入り鉛蓄バッテリーを使う方が失敗がないよと言いたかったのです。 今の回路構成でもきちんと充電できる体制になればインバータを使ってパソコンなどの使用は可能ですが、どれだけの時間使えるかはやってみないとなんとも言えません。
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更に追加です。 正直質問者さんが購入したチャージコントローラがどのような構成なのか判らないので想像で回答してましたが、たぶん間違いなく入力電圧が制限されていて、過電圧の際には作動停止するものだと思います。 ソーラーパネルにしても、取説に明記されているように最大電圧は17.5Vでしょうが、これは常時出力を保証されている発電電圧ではなく、太陽のコンディションによって常に変動します。 最悪は乾電池程の電圧しか出力しない事も考えられます。 実はバッテリーにソーラーパネルを直接接続してる場合、ソーラーパネルが発電できない夜間などには僅かに電力を消費してます。 このような接続の場合は、ソーラーパネルが充分な発電をできない時には電圧があまり上がらないのでバッテリーへの充電は全くしませんが、逆に最大電圧まで発電できる天気の良い日には過電圧でバッテリーが壊れます。 チャージコントローラはこような逆流も防止します。 チャージコントローラでそれなりのものには、入力が過電圧の際の電圧抑制はもちろん、過少電圧の時には充電回路（つまりバッテリー）の適正電圧まで昇圧させて常時出力させるものもあります。 先にも言いましたが、このようなチャージコントローラはこれそのものに様々な入出力機能や制御監視機能が付いており、全てこれを経由して配線する事で安全に集中管理ができるようになっています。 ただしこれには制御機能用に電源が必要です。 蓄電装置がそこそこ大容量ならば専用のインバータを使ってそこから取りますが、それ以外では商用電源を使います。 ただこのようなチャージコントローラは本格的な実用を重視したものなので非常に高価です。 一般的なバッテリー1個程度の容量でなら上記程高価ではなく、昇圧回路を省き電源を必要としないチャージコンローラでも、それなりに使えるものは5万円前後します。 ただ昇圧回路を内蔵しないので、ソーラーパネルの発電電圧が低い時には充電回路への出力は待機状態となります。 あとソーラーパネルの出力電流が小さいと当然バッテリーの充電電流も小さいため、充電時間は非常に多くかかります。 それらを少しでも回避するためには、やはりソーラーパネルの枚数を多くして効率を上げるしかないわけです。 先にトラック用バッテリーと書きましたが、何もトラック用バッテリーが最適だと言ってるわけではありません。 そもそも自動車用の鉛バッテリーは深放電には非常に弱いので、可能であるならディープサイクルバッテリーを使うのが理想なんですが、これまた非常に高価なバッテリーです。 このまま50W程度のソーラーパネルで実験するなら必要はありませんが、200Wぐらいまで増量できるなら100クラスのトラック用バッテリーが手頃だという事です。 丈夫で壊れにくいし、大容量の負荷にも対応できます。 あなたが選んだシールドバッテリーは工業用電池で、自動車用シールドバッテリーとは何もかもが全てにおいて違います。 これは複数連結してサーバーコンピュータなどの非常用電源などに使用するバッテリーです。 消費電力の大きな負荷を接続して使用するととても短命になりますし、高熱を持ち非常に危険です。 バッテリーに明記してある20Ahというのは、1時間当たりの放電電流が20Aまでという事であって、最大電流20Aの電流を取り出せるという事ではないので注意が必要です。 そもそも夜間にどれだけの容量の電源を使うかでバッテリーやソーラーパネルの選定をしなければいけないのですよ。 電源容量が決まればチャージコントローラの容量と機能を決めます。 ディープサイクルバッテリーでなければ放電できる容量は最大容量の半分程度まで。 翌日の日中にソーラーパネルから発電した電源で、前夜放電させたバッテリーを完全に充電して回復できる事がベストです。 でないと充電に何日もかけたり放電したままの状態を長く続けてしまうと、バッテリー内部の電極板にサルフェーションが付着し、バッテリーに致命的なダメージを与えてしまうのです。 以上の事から、たかがAC100W程度の電源を取るためにも、このような設備をするならそれなりに大掛かりになってしまうのです。 50Wのソーラーパネルだったらおそらくは単一のニッケル水素乾電池を直列で8本繋いで12Vにするくらいの電源回路構成か、ぎりぎり50ｃｃバイクの小型バッテリーくらいまではなんとかいけるかどうかというところです。 ただチャージコントローラが命であり、全てのカギになりますから、その辺を踏まえて良く調べて勉強して下さい。 電気料金を考えての事なのか単なる節電なのか判りませんが、実は電気料金の方がはるかに安いという事には気付いてますか？ でも何事も自分でやってみる事が大切で、失敗はけして無駄にはなりません。 いつか質問者さんがこのような設備を開発し、安価に販売する日がくるといいですね。
お礼
回答と励ましありがとうございます yukiryoeka様に度々詳しく回答して頂いて本当に感謝してます 電気が買った方が安いのは充分分かってるんですが 先の原発事故のこともあり、原発に反対の立場をとってまして 今の自分の生活でよく使うパソコン分だけでも エネルギーを自給できたらいいなと思い、 無知ながらトライしてみました もうパネルを増やす金銭的余裕はなく やはりアンペアの小さいバッテリーに変え LED電球でも繋ごうかと思います ちなみにチャージコントローラーは 以下のURLの姉妹モデルです http://shop.cycos-japan.com/_src/sc2710/els1024manual.pdf
お礼
度々丁寧な回答ありがとうございます、 いやー、電気の世界は奥が深いですね ちょっと検索して勉強したくらいでは なんともなんないですね 安全のためにバッテリーとコントローラーの間に ヒューズいれれば発火の心配は減りますかね？ しばらくこのシステムで様子みて どうしても満充電できないようなら 、秋月電子でアンペアの低い 安いバッテリーにして対応しようかなと思います もう予算オーバーでして