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2005.10.11

MP点と独立型太陽電池

ivmpp 「3Rと太陽電池」の話のときに、すぎやまさんがコメントして下さったので、もう少しその話をしようと思う。寄り道が多くなってしまったらゴメンナサイ。

太陽電池は、負荷が要求する電流電圧によって最大電力が変動する。これを示したのをIVカーブと言う。で、左の図が理想的な状態。
緑色で塗られた面積=定格出力というわけ。
この太陽電池では、最大出力の130Wほどを取り出すのに19V~20V付近で使うと具合が良いことがわかる。この時電圧電流積は最大。このIVカーブ上の点を最大電力点をMPP(マックスパワーポイント)と言う。身近なところでは、住宅用のパワコンは自動的にこの点を追いかけるよう制御されている。住宅用の場合、割合ちゃらんぽらんな人が工事をしてもまぁまぁ満足そうに動くのはこのお陰。

iv144一方、同じ太陽電池をPWMチャーコンやオンオフチャーコンを介して12V電池に接続すると次の図のように(蓄電池の種類にもよるけど)14.4V程度に落ち着いて、太陽電池の動作点が左に移動する。上の図と比べて面積(発電電力)が下がっているのがわかるだろうか?
ここで太陽電池の定格発電量を100として比を計算すると、約80%の出力しか得られない。
ちょっともったいない使い方に感じる。でも、そもそも実際の太陽電池は上図の緑の面積で示された定格出力が得られることは稀。太陽電池の定格出力を定義しているのはJISCシリーズだけれども、この規格によるとセル温度25℃を基準にしている。屋根の上が25℃なんて、普段は、無い。工事していても太陽電池に触れられないほどの熱さになるし、実測すると春夏秋の間では、50~80℃にもなっている。そして一般結晶系のセル電圧には負の温度係数があるため実使用時にはもっと低い電圧で動作している。こうした次第で例え適切にMP点を追いかけたところでそもそも定格が出ることは無いのだから、オレンジの面積も、比例式ほど悪くは無い。また、ガッシングを必要とするレダシッドタイプの12V電池にはとても適している。(赤道直下なんか最高でしょうね。なお、蓄電池にも温度係数もあるから、大真面目なインストール時は、同時に蓄電池側からも考察する必要があります)

話がずれてしまった。。。

iv24さて今度は こいつを24V系で組むとどうなるだろうか、左の図のように小さい紫の面積の分しかその能力が得られない。定格比14%ほど。
これはいけませんねぇ。どうやっても、温度係数によってこれよりも低い電圧になるし、バルク充電どころか普通のアブソーブ充電も出来やしない。

えーと、独立型がお好きな皆さんやすぎやまさんと会話しようとしていたのですが、解説に力を入れてしまったため、54セルネタはまたにします。パラメーター値を導出し、描画するのが大変だからねぇ。これだけでも、イラレで色塗りしていたら発狂モノでした。

●クイズです。この太陽電池は何セルでしょう?

10月 11, 2005 FAQ(独立型太陽光) |

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コメント

回答:40セル!

「根拠は?」と問い詰められたら「う~ん、なんとなく」としか言えませんが40セルだと思いま~すw

なんとなくの根拠→シャープ製品の42セルと比較したら6×7の42セルよりも開放電圧が控えめでその割りには短絡電流が多いから4×9の36セルでもないので間取ると38セルか40セルなのですが、38セルなんていう配列上普通考えにくい変り種はいまだかつてどのメーカーでもあまり見たこと無いですから、多分5×8の40セルならどっかにあったような気が。。。自作や特注パネルでで36+2何て言う変形パネルとかだったらお手上げですがw

しかし、40セルだとすると24Vシステム用にはかなり強引過ぎますねw

42セルや48セルでも厳しすぎます。54セルでかろうじて端っこに引っ掛かる程度だと認識しています。

って言うかよしどみさん、こんな事毎晩やってるから視力が。。。あっ私もだw

余談ですが、

実は私も老眼の口です。

私は高校受験の直前に突然視力ががくんと悪くなり(ど遠視)問題用紙まともに読めませんでしたがメガネ作る暇も無く高校受験を迎えましたが目をよ~く凝らして問題用紙を読んで奇跡的に志望校に受かっちゃったなんて過去もあります)あの頃はせいぜいファミコンぐらいしか目に悪い事してなかったので先天的な若年性老眼でしょう。 

最初は、老眼扱いが嫌だったのですが今ではネタ化してますw

私も大分と言うかぜんぜん話それちゃいましたね。すれ違いのネタまで入ってしまった。おちゃらけすぎでしょうか?

兎に角、模範解答たのしみですw

ではでは、

p.s.なんかわしら似たもの同士ですか?

投稿: すぎやま | 2005/10/12 3:15:23

よしどみさん、こんばんわ。

回答~40セル(すぎやまさんと同じです)

PV-MR134Cだと思います。

根拠は特にないのですが、独立系用ではないく住宅用で尚且つ開放電圧から推理しました。

「54セルネタ」楽しみにしています(笑)。

投稿: aosam | 2005/10/12 17:53:57

正解は40セルです。
まず、短絡電流で7.4Aですから6インチ系セルであるのは明らか。すると現行ラインナップでは多結晶が予想されます。Vpmは0.47~0.5V/セルくらい。(なお、フィルファクタで少し変わってきます)
次に20V前後にMPPが来ているのがミソですね。この程度のセル数であれば、どんぶり勘定ルールで、1セル0.5Vとすると便利です。
20/0.5=40となります。
開放電圧側からも検証します。どんぶり勘定ルールで、1セル0.6Vとすると便利です。
すると24/0.6=40となります。
開放電圧はFF値にあまり左右されませんのでメーカーごとの特徴をつかまえていれば慣れてくれば大体その製品を言い当てることまで出来ます。
すぎやまさんの38セルなんて、という直観も大切だと思います。並べにくいし、どんな用途があるかを考えてみると、38セルは消去法の対象になります。赤道直下灼熱地獄でもまぁ36セルで通常は足りますものね。40は並べやすいし系統連系を対象とすれば、アリの判定になります。同時に7Aというカットセルではないセルは大型モジュールが想像せられ、余計に中途半端な配列は考えにくいものです。大型モジュールでは面積効率を上げるため余白を作らぬよう躍起ですから中途なセル数は、特殊用途で無いかぎり存在しえないのです。
計算:38セルだとヨコ19枚とタテ2枚。6インチ系だから3mと30センチというアンバランス。
計算2:39セルだとヨコ13枚とタテ3枚。同様に2mと45センチというアンバランス。でも両端からジャンクションを取れますし、一辺2mサイズは欧州では珍しくありません。一応39セルは正解に含めます。
計算3:41セルは変態です。長すぎます。6mにもなります。ハンドリングを考えると意味不明です。
計算4:42セルは形状からするとありそうですが、開放電圧から云って考えにくいです。こんな感じでしょうか。

MR134は大当たりです(笑)

投稿: よしどみ | 2005/10/12 20:23:30

39セルもありだったのは目から鱗です♪
ただかなりいびつな形な事は間違いないので

耐風強度的にちょっと厳しいですね。

自重だけでもしなりそう。

それにしても、さすが15年超のキャリアは違いますね。

今まで単セルあたりの出力でモジュール内のセル配置までは深く考えてませんでした。

今回のクイズとても為になりましたよw

また、面白いクイズあったらおねがいします!

投稿: すぎやま | 2005/10/13 9:35:03

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