太陽電池
太陽電池について日ごろ生産量は増えているのに価格が低下しない点に疑問を持っていて、全面的に
ソーラシステムにできない理由のひとつです。
当面複雑で維持費のかかる電力逆潮流システムは使わず発電即消費システム(この方がこうりつがいい)
でいく考えです。
将来的にはクーラーの電気をすべてまかなえればこの方式の有効性が最大限発揮できるでしよう。
冬は暖房のソーラパネルのポンプとヒートポンプに使用する手でしょう。
グー グルが大規模な太陽光発電を始めた理由

発電電力量は必要量の30%なので(ほぼ日中の電力)、そのままサーバーが食べます、これも発電即消費システム
 7.5年で投資を回収=逆潮流システムなど余分な設備が不要なのと、低コストでパネルを手に入れることができるからだろう。

元が取れない太陽電池」という 神話 (1/4)

太陽電池の環境負荷が大きいと言うのは原発推進のうそだった?


システム系統図
SolaBattrySystem
 ACアダプタの電圧を12Vとすることで夜間などでバッテリーの起電力が12V程度まで下がるとACアダプタと協調して負荷に電力を供給、
 2個に分けることでバッテリーのアンバランスを補正するとともに安価なACアダプタですましています(ちなみに秋月で1個450円でした)、ただし日中 は 30Vまで電圧があがるのでダイオードでACアダプタを保護する必要がある。
 夜間の使用は主目的でないので1.4Aあれば十分。
 換気扇は夏場に天井裏の熱気を排出するためのものです、これこそ発電即消費システム。
 この手の商品にはソーラ床下換気扇、ソーラ換気扇などがある。

電 力のロス減らす「直流給電」いよいよ実用化
 九電の買取拒否など、このまま行くと自 立システムの必要は大きくなる、社会的にみれば効率低下になるのだろうが。
 非常時を考えると+だ。

充 電コントローラ
自作しました

作業場の冷陰極蛍光管
ET−Tube-24VInvertor 
 アキツキで売っている20cmくらいの24Vのインバータの物を5本並べています、
 2本/5本点燈の切り替えが出来るようにしました。
最近は高輝度LEDを併用しています、それでもソーラパネルの能力以下。

24VのLEDユニット
なかなか無い
ふと手元にあるAitenndoで売っていた、12VLED基板を見ると抵抗の接続変更だけで24V化出来ることが分かった。 
接続変更
くれぐれも改造は自己責任な んちゃって、とくに付属の抵抗はカーボンなのて本来バラスト抵抗にはNG
温度係数がマイナスなので発熱で電流が増える、その上炭素は燃える周りの塗料も燃える  -> 炭化して低抵抗になる
  -> 過電流
と言うことになる

幸いLEDは故障モードがOpenのようだが間違った設計だ。ここはキンピ抵抗を使おう。

 キンピ抵抗は塗料も難燃 性が使われているようだ。

 2019 追記 最近Aitenndoで購入したらキンピ抵抗 が付 属されていたよって安心、このページを見ていただいたか。

バ ラスト抵抗を定電流ダイオードに 変えるのも良い、3V程度の電圧降下で済み電圧変動による明るさの変化が無くなる。


24Vの LEDユニット その2
白色LEDは色が青みかがかったている、正確には赤のスペクトラムが少ないのだそうだ、
なら、赤色LEDを追加すれば良くなりそうだ、12個に1個を赤にして見た。
あかLED入り
結果はOK

安定化電源
 
日中 は 30Vまで電圧があがるので..実際はもう少し高くなるようでLEDが切れる障害が多発、バラスト抵抗を大きくすれば効率が悪くなり、小さいとLEDが切れる、
 特に普通に売られているLEDユニットは単純なパラレル接続が使われ個別のLED間のバラツキで無理しているLEDが熱暴走を起こして切れると思う
LEDはシリーズ接続で定電流駆動が良いのだがパラレル接続しかなければどうしようもない。
 定電圧でシリーズ接続やシリーズ接続のパラレル接続を駆動するとほとんど問題を起こさない範囲で設計出来る(バラスト抵抗は要るが小さめで良い)。
5~24V0.5Aスイッチング電源

太陽電池と電気二重層コンデンサ
 2008になりソーラパネルの値段が上がった、日本の技術太陽電池生産もドイツに追い越されてしまった。
日本の太陽電池メーカー自滅の原因はエネル ギー政策の失敗|産業レポート|ダイヤモンド・オンライン
 不況の中高くなった大型パネルを買うのも惜しい気がする、こんな時は手持ちの太陽電池の有効利用を考えよう。
 かつて、秋葉の?で買ったふ2V/500maのソーラパネルと若松で買った2.3V/56Fの電気二重層コンデンサを組み合わせて電源にするとおもしろ い。
 56Fは1A流して56秒で電圧降下が1Vになる
 2.3V ー> 1.3Vととして 56maで1000秒1maで56000秒=15.5時間
 ラジオなら十分すぎる電力だ。
 
 開放電圧3V/短絡 100mAのソーラパネルと
 秋葉で1個100円の電気 二重層コンデンサ
 0.22F 3.3V  DCK-3R3E224-E
 の組み合わせで、ラジオを鳴ら
  音量小で10秒位なら太陽がかげってもOK、
 実用的には10Fくらいはほしいところだが、大容量で3V程度のものは出回っていない、
 この組み合わせでは1.5Vで動くラジオが必要か、終始電圧は1.2Vていどだろう。
 2.3Vから1.2Vなら1.1Vで容量の1/2程度使える。

最適動作点
 wikiに よると最適動作点最適負荷点という最大電力を取り出せる方法があることが判った。
 有効利用だ、これも考えよう。
 MPPT(Muximum Power Point Tracke)と言う方式である、あえて言うならば、システム設計時にバッテリー電圧と太陽電池の動作点はこれに近い設計がされている-しなくてはいけな いはずだが、そこからどの程度改善されるかと言うことだろう。
 大幅にずれている場合は大幅な効果が期待できる。
 
単にダイオードを噛ませただけの充電実験

 開放電圧3V/短絡100mAの
ア ルモファス太陽電池と単四 NI−HM電池の組み合わせで25mA であった。
 
NI−HMは充電時1.4V 程度まで上がる、一方太陽電池 は3.1V(セル当たり0.52V)を期待していたがなんと正直に3.0Vで有った、以前使った単結晶と、アルモファスでは違いがあるのか??原理をまっ たく理解していない私である。
 この場合昇圧コンバータを噛ませて
太 陽電池側の電流を増やし=電池 側の面倒を見ずに太陽電池の面 倒を見ればいいだけだ。
 
 ト ラ技の記事
 乗算器を使わずに太陽電池の最大電力を得る
 製品も出ている

等価回路
 太陽電池セルのI-V特性 評価理論およびLabVIEW解析コード
SolaSelEmulator
等価回路を回路図に落としてみました、こ れで太陽の加減に関わらずエネ ルギーハーベ スト程度の小電流なら実験できます。

 TIのソーラー・エネルギー・ハーベスト
eZ430-RF2500-SEH Solar Energy Harvesting Development Toolいただきました。
中身
eZ430-RF2500無線モジュールが2コ
Solar Energy Harvester Module
2セルの太陽電池電気二重層コンデンサ、EH Module
が目立つ
EH Module EH CBC5300が最適動作点と負荷への定電圧電源の機能を果たしているようだ。
2セルの太陽電池から最適動作点を保ちながら電気二重層コンデンサに充電する、
電気二重層コンデンサ放電時は時間とともに低下する電圧をドロップ型SWレギュレータで定電圧化して負荷に供給すると
言うことににるはずだが、このブロックの回路図が無いのではっきりしない。
ほとんどデスクリートで出来ているまだIC化の段階ではないのか、高効率に作るのは結構むずかしいかもしれない。
その他USBデペロップツール一式。

2セルの太陽電池でなにか応用が出来るかという事だ。
 
世界では注目されている技術である
"Energy Harvesting"
日本では電卓、時計が主流だ、かつては、リコーの一眼レフ、マツダの穴明き太陽電池サンルーフなどもあったが。

 
追記 EH Module
の構成で主要部品はCymbet Introduces 社 CBC050と言う薄膜電池だそうだ。
仕様 50μAh, 3.8V これが2個、その他コイルと裏面にデスクリート部品が多数載っている、
4V程度まで昇圧しているらしい。

車輪の再発明?
Solar Energy Harvester Moduleは薄膜電池だがこちらは電気二重層コンデンサで頑張ってみよう。
電気二重層コンデンサはどちらかと言うと、短時間の充放電に向いているので、サイクル寿命が大きい利点がある(10万回、1日1回とすると270年以上)。
エネルギーハーベストの利点は独立した機器が給電無しに寿命まで動作することだろう、電卓がいい例だ。
電池の廃棄がなく?ニッケルなどレアメタルの消費量を減らせる、環境に優しい技術である。
エネルギー面での効果はどの程度か。。
電気二重層コンデンサからマイコンなどの3Vの電源を取り出す回路の設計
 容量計算等もして見ました。
電気二重層コンデンサでマイコンなどの3V電源
鉛電池復活

 2008
 太陽電池と並列でフロート運用して、不良になってしまった鉛電池

 資源が高くなったら廃品回収に持っていってもらおうと思っていたら、不況で資源が安くなりまた金をとられそうだ、これも復活努力
 結果はNGでした、電池は管理が大事と反省しました。

2011 東日本大震災
 家族友人を亡されたた方、避難されている方大変ですね、わたしも役立てることをやりたいと思います、とりあえず非常用に買って おいたカセットボンベを医療生協のボランテアに。
  ところで計画停電の影響はさまざまなところに出ていますが、乾電 池の 在庫がないようです。
 買占めをしている人もいますが、あるスーパーで見たところ一家庭1パックのみにしてくれと書いてありました、それでも売り切れたそうです。
 
いままで蓄電に力を入れてきた訳ではないのですが、それでも今回大いに役立 ちました。
例陰極蛍光管インバータ
 急きょ停電対策、母屋の居間にも
冷 陰極蛍光管仮設でとりつ け、(作業場はもともと有る)
 
乾電池を買わないことで、最大の応援、消費資源0
 乾電池は 二酸化マンガン、亜鉛などを消費(すべてはリサイクルはしていないようだ)するので被災地の人以外使わないように。
  NI−HMを使おう。
かつて秋月で売っていた2V/500MAの太陽電池を使って
NI−HM の充電装置を作って見ました、地震対策にもなります。
 
起電力が2V なので電流制限抵抗と逆流阻止ダイオードのみでいけそうです。
 4月の晴天日に
NI −HM2本を各40MA、計80MAで充電出来ました、充電可能時間5H/日として単四で2日 かかります