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ソーラーチャージコンバータをパラレル接続でフル発電

 先日行ったセミフレキシブルソーラーパネル(120Wx2)に交換で50Wx2枚のソーラーパネルを120Wx2枚にグレードアップし発電量が3倍近く増加したが、充電状態をリアルタイムでモニターするためにはテスター2台とAVモニター2台が必要になってしまい現実的ではない。

P1030717(1).jpg
そこで、Tracer-1210RNにリモートメーターMT5を2台取り付けて、一目でそれぞれ2枚のソーラーパネルの発電状態をリアルタイムでモニターできるように改良し、

P1030685_20170411212443849.jpg
また、ON⇔OFF⇔ONの2極双投DPDT2回路2接点 オルタネート 抵抗負荷 AC125V15A 小型トグルスイッチを利用して、

P1030718(1).jpg
走行充電や、AC/DCチャージコンバータの充電制御(IQ4)との競合を避けたり、片方のサブバッテリーが満充電時に捨てていたソーラーチャージコンバータの出力を、もう一方のサブバッテリーに並列接続して振り分けるための切り替えスイッチを取り付けてみた

P1030719.jpg
2台のチャージコントローラーの出力をそれぞれ2台のリモートメーターの電流値表示を合計すると、3.4AでAVモニターの表示と一致

P1030788_20170415205943153.jpg
両方ともアブソーブ充電(吸収充電)中の状態

P1030790.jpg
両方ともバッテリーアイコンは100%の表示

P1030793.jpg
ここで、バッテリースイッチ サブ①ON サブ②OFFに切り替え、250Wインバータ・テレビ26ZP2・HDD・などを起動した状態での消費電力は
電圧:サブ①ON13.68V サブ②OFF(充電中)14.6V
電流:5.5A+1.6A+|-1.2A|=合計-8.3A

しかし、実際にはサブ②は切り離されているため、サブ①からは|-1.2A|+1.6A=-2.8A放電してしまっている。日中の使用電力量と発電量のバランスを調整するため、トグルスイッチでアブソーブ充電中のチャージコンバータ②の余剰発電力を振り分けてサブ①の放電量を抑えるように改良

P1030794_20170415205939af9.jpg
充電ステージをリセットするために、いったん2台のソーラーチャージコンバータの電源を落とし、トグルスイッチをサブ①に切り替えて再度電源オン

P1030796.jpg
ソーラーパネルからの入力電圧22.8V

P1030799.jpg
電源オンから10秒~20秒経つと充電開始 2台並列接続で14.0V*10.5A=147Wの発電量
切り替え前は、2.8A放電してしまっていたサブ①はチャージコンバータ②の余剰発電量約4Aを加えて-8.4A+10.5A=2.1A充電状態にさせることに成功

ROOTS12VDC回路図Rev1-9
マルチチャージシステムブロック図


今回の改良でソーラー発電のモニターがリアルタイムで簡単に出来るようになって利便性が向上。トグルスイッチの切り替えによりチャージコントローラーのシングル・パラレル接続が可能になり日中のサブバッテリーの消費も減少し、ジェネレータで補充電などの頻度がさらに低下しそうだ。欲を言えば、①走行充電との競合②AC/DCチャージコンバータの充電制御(IOTA IQ4 Smart Controller)との競合③ソーラーチャージコンバータのマルチ接続・パラレル接続の切り替えなどが自動化出来ればベストだが、電圧・電流の監視アルゴリズムが複雑でコストも掛かるためソーラーパネルの増設を行うほうが現実的な対策かもしれない。

今後の予定としては、3年経過したEB100サブバッテリーの交換を、リン酸鉄リチウムイオン電池をダブルで組み合わせに変更して、ソーラーパネルもサブ容量の増加に合わせて240Wから480Wに増設を行ってみたいものだ。
ルーツのマルチチャージシステムは充放電がそれぞれ別々に制御できるため、充放電特性に優れたリチウムイオン電池には最適なシステム。現在の設備のままで2,3倍の容量のサブバッテリー電源システムを構築するにはもってこいだろう。



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