ついにMPPTの実現に向けた検討に入った。MPPT(Maximum Power Point Tracking)とは、太陽光パネル(PV)から絞り出す電力を最大にするための制御方法のこと。太陽光パネルは、図のような特性を持っている。電流が大きくなると電圧が下がり、電圧が上がると電流が急激に下がるという、片方立てればもう片方が立たずと意外とやっかいな代物。
電圧-電流曲線に接する長方形の面積が電力になるため、面積を最大にする電流値、電圧値となるように制御してあげればいい。
ところが、当る光の強さによって、この電圧-電流曲線自体が上下に変動してしまう。更に、パネルの一部が電柱などの影で遮られると、電圧-電流曲線が、ゆがんでこぶが二つに割れたような特性になる。
山登り法を始め、オールスキャン方式などいろいろな最適化制御方法が考案され、特許も存在している奥の深い分野である。
さて、自分で作っているPVシステムにどう組込むか。パネルから出てくるのは、正負の端子だけ。これに自作のパワコン(DC-DCコンバータ)を繋いで、蓄電池に充電する電圧を作り出しているのが現状。しかし、PV自体から出る電圧を制御しているわけではなく、出てきた電圧を蓄電池の充電のために12～15Vの間で制御している。どういうことだろう。。。。。PVから、一度、DC-DCコンバータで、最適電圧を作り出して、更に、蓄電池の電圧を作るか？でも、DC-DC変換が2段になってしまい無駄だろう。。。そもそも、DC-DC自体で変換ロスで1割ほどは電力を無駄にしている。
今まで、いろいろと考えてきたのだけど、なかなかイメージが湧いていなかった。
ところが、本日、曇天の中で起電力が大きくない状態で、あれこれ試していると、大きな負荷をかけて電流を絞りだそうとすると、電圧がドドーンと下がってしまう現象を確認。シャープの単結晶は、電流が多く出るタイプ。今までは、天気の良い日に扱っていたので、蓄電に必要な10A以下の電流は、苦もなく出す能力がある。光量が落ちてくると、先にレポートしたようにシャントレギュレータの発振が始り、電流値を正しく測定することができなかったので、現象に気付けなかったようだ。
光量が足りない時に、電流を絞り出すと、電圧が落ち、論理回路用の5Vさえ維持できなくなってしまっては、そもそも制御回路のCPUが動かなくなる。ある電圧以下に下がらないような制御をしなければならない。
あれ？？？それって、MPPT制御そのものじゃん。。。
つまり、取出される「電流」×PV「電圧」が最大になるように制御をしてやることがMPPTになるんじゃないか。。。。MPPTを機能させるには、PVの能力の限界まで電流を引出す必要があり、負荷の大きな機器を繋がなければならないと言うこと。意外と、大電流を吸込んでくれる機器というのは少ないもので、大型冷蔵庫のAC入力直後のAC-DCコンバータのDC側に直接接続するなんて話も聞くのは、そんなわけがあったのかと妙に納得してしまいました。
さっそく、ソフトに組込んで、試し始めたところで、またまた日没サスペンテッド。。。。続きは、また明日。。。。
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コメント：
Ｈ．Ｎ：うちの大学の教授で中原先生と言う方が，ドンピシャその研究をしてますよ．従来の山登り方だと，収束性や安定性に問題があるので，ニュートン法を使うとうまくいく，というような論文を書いてます． 2012/12/22 21:25
