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あなたがエネルギーを得るための別の方法を考えていて、ソーラーパネルを設置することに決めたなら、あなたはおそらくお金を節約したいと思うでしょう。節約の機会の1つは あなた自身の充電コントローラーを作る。ソーラー発電機（パネル）を設置する場合、電流を技術標準に転送するために、充電コントローラー、バッテリーなど、多くの追加機器が必要になります。
製造を検討する 日曜大工の太陽電池充電コントローラー.
鉛蓄電池の充電量を制御し、完全に放電・再充電されないようにする装置です。バッテリーが緊急モードで放電し始めると、デバイスは負荷を減らし、完全な放電を防ぎます。
自作のコントローラーは、品質や機能の点で工業用コントローラーと比較することはできませんが、電気ネットワークの運用には十分です。信頼性が非常に低い地下で作られた製品が販売されています。高価なユニットに十分なお金がない場合は、自分で組み立てることをお勧めします。
DIYソーラーバッテリー充電コントローラー
自家製の製品でさえ、次の条件を満たす必要があります。
- 1.2P
- 最大許容入力電圧は、負荷のないすべてのバッテリーの合計電圧と等しくなければなりません。
下の画像では、そのような電気機器の図が表示されます。それを組み立てるために、あなたは電子機器の少しの知識と少しの忍耐が必要になります。設計がわずかに変更され、コンパレータによって調整されるダイオードの代わりに電界効果トランジスタが取り付けられています。
このような充電コントローラーは、を使用するだけで、低電力ネットワークで使用するのに十分です。製造の単純さと材料の低コストが異なります。
ソーラー充電コントローラー これは、ストレージデバイスの電圧が指定された値に達すると充電を停止し、ドロップ充電のみが継続するという単純な原理に従って機能します。インジケータ電圧が設定されたしきい値を下回ると、バッテリへの電流供給が再開されます。バッテリーの充電が11V未満の場合、コントローラーによってバッテリーの使用が無効になります。このようなレギュレーターの動作のおかげで、太陽がないときにバッテリーが自然に放電することはありません。
主な特徴 充電コントローラー回路:
- 充電電圧 V = 13.8V（構成可能）、充電電流があるときに測定。
- 負荷制限 Vbatが11V（構成可能）未満の場合に発生します。
- 負荷をオンにする Vbat=12.5Vの場合;
- 充電モードの温度補償;
- 経済的なTLC339コンパレータは、より一般的なTL393またはTL339に置き換えることができます。
- 0.5Aの電流で充電した場合、キーの電圧降下は20mV未満です。
高度なソーラー充電コントローラー
電子機器の知識に自信がある場合は、より複雑な充電コントローラー回路の組み立てを試みることができます。それはより信頼性が高く、あなたが夜に光を得るのを助けるソーラーパネルと風力発電機の両方で動くことができます。
上記は、改良された日曜大工の充電コントローラー回路です。しきい値を変更するには、動作パラメータを調整するトリミング抵抗を使用します。ソースからの電流はリレーによって切り替えられます。リレー自体は、電界効果トランジスタキーによって制御されます。
全て 充電コントローラー回路 実際にテストされ、数年の間に証明されました。
大量の資源を消費する必要のない夏の別荘やその他の物の場合、高価な要素にお金を使うのは意味がありません。必要な知識がある場合は、提案された設計を変更したり、必要な機能を追加したりできます。
そのため、代替エネルギー機器を使用する場合は、自分の手で充電コントローラーを作成できます。最初のパンケーキがゴツゴツ出てきても絶望しないでください。結局のところ、誰も間違いから免れることはできません。少しの忍耐、勤勉、そして実験が問題を終わらせるでしょう。しかし、動作する電源はプライドの優れた理由になります。
充電コントローラーは、ソーラーパネルによって電流が生成されるシステムの非常に重要な部分です。このデバイスは、バッテリーの充電と放電を制御します。彼のおかげで、バッテリーの充電と放電があまりできず、動作状態を復元できなくなります。
このようなコントローラーは手作業で作成できます。
動作原理
太陽電池からの電流がない場合、コントローラーはスリープモードになっています。バッテリーからのワットを使用しません。太陽光がパネルに当たると、コントローラーに電流が流れ始めます。彼はオンにする必要があります。ただし、インジケータLEDは、2つの弱いトランジスタとともに、電圧が10Vに達したときにのみ点灯します。
この電圧に達した後、電流はショットキーダイオードを通過してバッテリーに流れます。電圧が14Vに上昇すると、増幅器U1が動作を開始し、MOSFETトランジスタがオンになります。その結果、LEDが消灯し、2つの強力でないトランジスタが閉じます。バッテリーは充電されません。このとき、C2が排出されます。平均して3秒かかります。コンデンサC2が放電された後、ヒステリシスU1が克服され、MOSFETが閉じて、バッテリが充電を開始します。充電は、電圧がスイッチングレベルまで上昇するまで続きます。
自己製造
電子工学や電気工学の分野である程度の知識を持っている人は、自分の手でソーラーパネルや風力発電機の制御回路を組み立てることができます。このようなユニットは、機能と効率が産業用シリアルサンプルよりもはるかに劣りますが、低電力ネットワークでは十分な場合があります。
手工芸品制御モジュールは、基本的な条件を満たす必要があります。
- 1.2P≤I×U。この式は、すべての電源の合計電力（P）、コントローラーの出力電流（I）、完全に放電されたバッテリーを備えたシステムの電圧（U）の表記を使用します。
- コントローラの最大入力電圧は、無負荷のバッテリの合計電圧に対応している必要があります。
このようなモジュールの最も単純なスキームは次のようになります。
手作業で組み立てられたデバイスは、次の特性で動作します。
- 充電電圧-13.8V（定格電流によって異なる場合があります）、
- カットオフ電圧-11V（構成可能）、
- ターンオン電圧-12.5V、
- キー間の電圧降下は、0.5Aの電流値で20mVです。
PWMまたはMPPTタイプの充電コントローラーは、太陽光発電機および風力発電機に基づくソーラーまたはハイブリッドシステムの不可欠な部分の1つです。これらは通常のバッテリー充電モードを提供し、効率を高め、早期の摩耗を防ぎ、手作業で完全に組み立てることができます。
モジュール接続図
図をクリックして拡大
後壁を取り外した後、デバイスの回路基板にアクセスできます。
著者が持っていたので、1.2A/hの容量の12Vバッテリーがバッテリーとして選ばれました。実際、晴れた晴れた日には、パネルはそのようなバッテリーを2〜3個充電できるようになります。短絡のリスクを減らすために、ヒューズがバッテリー回路に含まれています。暗い場所でバッテリーがソーラーパネルから放電するのを防ぐために、IN5817タイプのショットキーダイオードがパネルと直列に接続されています。バッテリーが完全に充電されると、ソーラーパネルから引き出される電流は19Vで約50mAになります。
テスト負荷として、自作のLEDフィトランプを1 Wの電力で直列に接続された4つのフィトLEDに使用し、抵抗30オームのMLT-2タイプの抵抗器をLEDと直列に接続しました。 12.6 Vの電圧で、ランプが消費する電流は約60mAになります。したがって、1.2 Ahのバッテリーを使用すると、このランプに約20時間電力を供給することができます。
一般に、組み立てられた自律構造は、技術的な観点から非常に効率的であることが判明しました。しかし、経済的な観点から、太陽電池、電池、および制御装置のコストを考えると、状況は暗いです。ソーラーバッテリーは2700ルーブル、12 V 1.2 Ahバッテリーは約500ルーブル、コントロールユニットは400ルーブルです。著者はまた、直列に接続された2つの6 V 12 A / hバッテリーを使用しようとしました（それらは約3000 rの費用がかかります）、著者は充電電流が270 mAに達する間、3〜4晴れの日にそのようなバッテリーを充電します。
最小構成での使用済み機器の総コストは3600ルーブルです。ご覧のとおり、このフィトランプは約0.8ワットを消費します。 3.5 r / kWhの速度で、ランプは、機器のコストを正当化するために、50％の電源効率、約640,000時間または73年で主電源から操作する必要があります。同時に、そのような期間、間違いなく、機器を完全に数回交換する必要があり、誰もバッテリーとフォトセルの劣化をキャンセルしていません。
デバイス図
これらのボードは非常に熱くなるので、PCB上に少しはんだ付けします。このために、PCBの脚を作るために堅い銅線を使用します。回路基板用の4本の脚を作るために4本の銅線を用意します。これには、銅線の代わりにピンヘッダーを使用することもできます。
太陽電池は、TP4056充電ボードのIN+端子とIN-端子にそれぞれ接続されています。逆電圧保護のために、ダイオードが正極側に挿入されています。次に、BAT+およびBAT-ボードがバッテリーの+veおよび-ve端に接続されます。バッテリーを充電するために必要なのはこれだけです。
Arduinoボードに電力を供給するために、出力を5Vに上げる必要があります。したがって、この回路に5Vの電圧増幅器を追加します。アンプのIN-に-veバッテリーを接続し、それらの間にスイッチを追加してve+をIN+に接続します。ブースターボードを充電器に直接接続しましたが、そこにSPDTスイッチを設置することをお勧めします。したがって、デバイスがバッテリーを充電するとき、バッテリーは充電され、使用されません。
太陽電池はリチウム電池充電器（TP4056）の入力に接続され、その出力は18560リチウム電池に接続されます。5V電圧ブースターも電池に接続され、3.7VDCから5VDCに変換するために使用されます。
充電電圧は通常約4.2Vです。電圧ブースターの入力は0.9Vから5.0Vまで変化します。したがって、バッテリーが放電しているときは入力で約3.7V、再充電しているときは4.2Vになります。回路の残りの部分へのアンプ出力は、5Vに保ちます。
このプロジェクトは、リモートデータロガーに電力を供給するのに非常に役立ちます。ご存知のように、リモートレコーダーでは電源が常に問題になり、ほとんどの場合、利用可能なコンセントがありません。
同様の状況では、回路に電力を供給するためにいくつかのバッテリーを使用する必要があります。しかし、最終的には、バッテリーが切れます。私たちの安価なプロジェクト ソーラー充電器 この状況に対する優れた解決策になるでしょう。
必要
バッテリーの最大充電時に、コントローラーはバッテリーへの電流供給を調整し、デバイスの自己放電を補償するために必要な量にバッテリーを減らします。バッテリーが完全に放電すると、コントローラーはデバイスにかかる負荷をすべてオフにします。
このデバイスの必要性は、次の点に減らすことができます。
- バッテリーの充電は多段階です。
- デバイスの充電/放電時にバッテリーのオン/オフを調整します。
- 最大充電でバッテリーを接続します。
- 自動モードでフォトセルからの充電を接続します。
ソーラーデバイスのバッテリー充電コントローラーは、そのすべての機能を良好な状態で実行すると、内蔵バッテリーの寿命が大幅に延びるため、重要です。
配線図
ソーラーパネルを相互に接続するための3つの可能なスキームがあります。これらは、シリアル、パラレル、および直並列接続です。今それらについてもっと。
シリアル接続
この回路では、最初のパネルの負の端子は2番目の正の端子に接続され、2番目の負の端子は3番目の端子に接続されます。そのような接続を提供するもの-すべてのパネルの電圧が追加されます。つまり、たとえば220Vをすぐに取得したい場合は、この回路が役立ちます。しかし、それはめったに使用されません。
例を見てみましょう。それぞれ12Vの定格電力の4つのパネルがあり、Voc：22.48V（これは開回路電圧です）、出力で48Vを取得します。開回路電圧\u003d22.48V * 4 \u003d89.92V。最大電流電力Impは変更されません。
このスキームでは、システム効率が低くなるため、Imp値が異なるパネルを使用することはお勧めしません。
並列接続
この方式では、パネルの電圧を上げることなく、電流を増やすことができます。例を見てみましょう。それぞれ定格電力12V、開回路電圧22.48V、最大電力5.42Aの時点での電流を備えた4つのパネルがあります。回路の出力では、定格電圧と開回路電圧は変化しませんが、最大電力は5.42A * 4=21.68Aになります。
直並列接続
•ソーラーパネルの公称電圧：12V。•開回路電圧Voc：22.48V。•最大電力Impのポイントでの電流：5.42A。
2枚のソーラーパネルを直列に接続し、2枚を並列に出力すると、電圧は24V、開回路電圧は44.96Vになり、電流は5.42A * 2=10.84Aになります。
これにより、emuはピーク時に多くの電圧に耐える必要がなくなるため、バランスの取れたシステムを実現し、バッテリー充電コントローラーなどの機器を節約できます。この回路により、2〜12Vなどの異なる電力のパネルを使用して24Vに変換することもできます。家庭で最も便利なネットワークオプション。
最高の固定ソーラーパネル
固定デバイスは、大きな寸法と増加した電力が特徴です。建物の屋上などの空き地に多数設置されています。一年中使用できるように設計されています。
サンウェイズFSM-370M
4.9
★★★★★
編集スコア
98%
バイヤーはこの製品をお勧めします
このモデルはPERCテクノロジーを使用して作成されているため、悪天候でも安定しています。陽極酸化アルミニウムフレームは、鋭い衝撃や変形を恐れません。紫外線吸収の少ない高強度強化ガラスがパネルの安全性を確保します。
定格電力は370W、電圧は24 Vです。バッテリーは、-40〜+85°Cの屋外温度で動作できます。ダイオードアセンブリは、過負荷や逆電流からダイオードを保護し、表面を部分的にシェーディングすることで効率の低下を低減します。
利点：
- 耐久性のある耐食性フレーム。
- 厚い保護ガラス;
- あらゆる条件での安定した動作。
- 長い耐用年数。
欠陥：
大きな重量。
大規模施設の恒久的な電源供給には、SunwaysFSM-370Mをお勧めします。住宅やオフィスビルの屋上に配置するのに最適です。
デルタBST200-24M
4.9
★★★★★
編集スコア
96%
バイヤーはこの製品をお勧めします
Delta BSTの特徴は、単結晶モジュールの不均一な構造です。これにより、散乱日射を吸収するパネルの能力が向上し、曇りの状態でも効率的な動作が保証されます。
バッテリーのピーク電力は200ワットで、寸法は1580x808x35mmです。堅固な構造は困難な条件に耐え、排水穴のある補強されたフレームは悪天候時にパネルの安定した動作を保証します。保護層は、厚さ3.2mmの強化反射防止ガラスでできています。
利点：
- 困難な気象条件での安定した動作。
- 補強された構造;
- 耐熱性;
- ステンレスフレーム。
欠陥：
複雑なインストール。
Delta BSTは、年間を通じて一貫した電力を提供するように設計されており、今後何年にもわたって信頼性の高い電力を提供します。
フェロンPS0301
4.8
★★★★★
編集スコア
90%
バイヤーはこの製品をお勧めします
フェロンソーラーパネルは困難な状況を恐れず、-40 ..+85°Cの温度で安定して機能します。金属製のケースは損傷に強く、腐食しません。バッテリーの電力は60Wで、すぐに使用できる形式の寸法は35x1680x664ミリメートルです。
必要に応じて、構造物を簡単に折りたたむことができます。便利で安全な持ち運びのために、耐久性のある合成繊維で作られた特別なケースが用意されています。キットには、クリップ付きケーブルとコントローラーの2つのサポートも含まれているため、パネルをすぐに操作できます。
利点：
- 耐熱性;
- すべての気象条件で安定した動作。
- 耐久性のあるケース;
- 迅速な設置;
- 便利な折りたたみデザイン。
欠陥：
高価。
フェロンはどんな天候でも使用できます。個人の家に設置するのに適していますが、十分な電力を得るには、これらのパネルのいくつかが必要になります。
ウッドランドサンハウス120W
4.7
★★★★★
編集スコア
85%
バイヤーはこの製品をお勧めします
モデルは多結晶シリコンウェーハでできています。フォトセルは強化ガラスの厚い層で覆われているため、機械的損傷や外的要因のリスクが排除されます。彼らの耐用年数は約25年です。
バッテリーの電力は120Wで、すぐに使用できる状態の寸法は128x4x67センチメートルです。キットには、パネルの保管と輸送を簡素化する耐摩耗性材料で作られた実用的なバッグが含まれています。平らな面への取り付けを容易にするために、特別な脚が用意されています。
利点：
- 保護カバー;
- 迅速な設置;
- コンパクトなサイズで持ち運びが簡単。
- 長い耐用年数;
- 耐久性のあるバッグが含まれています。
欠陥：
フレームは薄っぺらです。
ウッドランドサンハウスは12ボルト電池を充電することができます。カントリーハウス、狩猟基地、および文明から離れた他の場所に設置するための優れたソリューション。
ソーラー接続オプション
ソーラーパネルは、いくつかの個別のパネルで構成されています。電力、電圧、電流の形でシステムの出力パラメータを増やすために、物理法則を適用して、要素が相互に接続されます。
複数のパネルの相互接続は、3つのソーラーパネル取り付け方式のいずれかを使用して実行できます。
- 平行;
- 一貫性のある;
- 混合。
並列回路では、同じ名前の端子を相互に接続します。この場合、要素には、導体の収束と分岐の2つの共通ノードがあります。
並列回路では、プラスがプラスに接続され、マイナスがマイナスに接続されます。その結果、出力電流が増加し、出力電圧は12ボルト以内に留まります。
並列回路で可能な最大出力電流の値は、接続されている要素の数に正比例します。数量を計算するための原則は、推奨する記事に記載されています。
直列回路には、反対の極の接続が含まれます。最初のパネルの「プラス」と2番目のパネルの「マイナス」です。2番目のパネルの残りの未使用の「プラス」と最初のバッテリーの「マイナス」は、回路に沿ってさらに配置されたコントローラーに接続されます。
このタイプの接続は、電流の流れの条件を作成します。この条件では、エネルギーキャリアをソースからコンシューマーに転送する方法は1つしかありません。
シリアル接続では、出力電圧が上昇して24ボルトに達します。これは、ポータブル機器、LEDランプ、および一部の電気受信機に電力を供給するのに十分です。
直並列または混合回路は、複数のグループのバッテリーを接続する必要がある場合に最もよく使用されます。この回路を適用することにより、出力で電圧と電流の両方を増加させることができます。
直並列接続方式では、出力電圧がマークに達し、その特性が家庭用タスクの大部分を解決するのに最適です。
このオプションは、システムの構造要素の1つに障害が発生した場合でも、他の接続チェーンが機能し続けるという意味でも有益です。これにより、システム全体の信頼性が大幅に向上します。
直並列回路を組み立てる原理は、各グループ内のデバイスが並列に接続されているという事実に基づいています。そして、1つの回路内のすべてのグループの接続が順番に実行されます。
異なるタイプの接続を組み合わせることにより、必要なパラメータを備えたバッテリーを組み立てることは難しくありません。主なことは、接続されたセルの数は、充電回路での低下を考慮して、バッテリーに供給される動作電圧がバッテリー自体の電圧を超え、同時にバッテリーの負荷電流を超えるようなものでなければならないということです時間は必要な充電電流量を提供します。
必要
バッテリーの最大充電時に、コントローラーはバッテリーへの電流供給を調整し、デバイスの自己放電を補償するために必要な量にバッテリーを減らします。バッテリーが完全に放電すると、コントローラーはデバイスにかかる負荷をすべてオフにします。
このデバイスの必要性は、次の点に減らすことができます。
- バッテリーの充電は多段階です。
- デバイスの充電/放電時にバッテリーのオン/オフを調整します。
- 最大充電でバッテリーを接続します。
- 自動モードでフォトセルからの充電を接続します。
ソーラーデバイスのバッテリー充電コントローラーは、そのすべての機能を良好な状態で実行すると、内蔵バッテリーの寿命が大幅に延びるため、重要です。
