I歯科医院の高楊枝通信。

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2021/10/29

脱（耐）原発ハウス（solar house) 674（充電コントローラー全回路図2）

テーマ： *地球環境について語ろう*(2024)

カテゴリ：太陽

前回

回路図の各部分の実際の画像と合わせた解説だ。

これから電力の買い取り価格が下がって、ソーラーパネル（PVモジュール、太陽電池）で発電した電力は自家消費の方向に向かっていくだろう。こちらの方が売るより儲かるからだ。

今の所不要になったパネルは引き取り先が少ないという問題もあるが、これから資源エネルギーの急速な減耗時代を迎えるにあたり、中古市場もそれなりに立ち上がっていくと思われる。

ところが、通常の売電に使われるソーラーパネルは直列に接続する関係上、同じメーカーの同じ型番でないと上手くいかない。
しかし、シャントレギュレーター型は並列接続するために同じ型番である必要はない。
日が落ちてきたら、出力電圧がバッテリー電圧より低くなるものからカットオフしていくので、全く問題ない。これは大きなメリットだ。

このことは中古市場で入手できるPVモジュールの選択範囲が広がることを意味する。

中長期的にはシャントレギュレーター型の充電コントローラーは今後のバッテリーを使用する独立型ソーラー発電システムの主流になっていくだろう。

これがシャントレギュレーターのアンプ部で差動１段回路と非常に単純だ。これでも64個の並列接続されたパワーMOS FETの大きな入力容量をドライブできる。それは気象変化の周波数は音楽信号と違い非常に低いからだ。

差動アンプの2つのコレクターの負荷抵抗の電圧を常時観測している。向かって右の電圧計がMOS FETのVgsを見ていることなる。これが小さいとシャント電流は少ないということを表す。
2つの電圧計は2つのコレクター抵抗の両端の電圧なので、お互いにシーソーの様に動くので正常動作しているかどうか、一目で判る。

この向かって左がシャント電流を消費するMOS FETで、 4個で1組にしている。放熱に取り付けられる数が4つだったというだけの話だ。これが16組、MOS FET は合計64個だ。

真ん中は12V100Ahバッテリーを2直列にし24Vのバッテリーで、DC/ACインバーターも24VDC/100VACを選択している。

向かって右はソーラーパネル、ブレーカー、直列制御用のリレー、逆流防止用ダイオード部分だ。

これがON/OFFによるシリーズレギュレーター部分で、ウインドウコンパレーターで制御電流範囲を設定し、その出力でジョンソンカウンターを2つ使いぐるぐる回し、その出力をRSラッチで受けリレーをON/OFFする。ランダムに切り替えるのでロシアンルーレット制御と呼んでいる。

今後の展開だが、今の所タイマーでシステムの日中ON、夜OFFを繰り返しているだけだが、負荷つまり電化製品は手動でソーラーと電力会社を切り替えている。これを自動化しようと思う。負荷電流つまり出て行く電流が発電電流つまり入ってくる電流を上回ると自動的に電力会社に切り替えるシステムだ。パワー半導体リレーは入手してある。
後はバッテリー容量がどの程度減ったら切り替えるとか、センサー電圧をどこから得るかの検討だ。