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5W太陽電池の出力電圧・電力特性を測定

 最近、ベランダミニ太陽光発電の発電量が落ちているような気がするので、太陽電池パネルの出力電圧/電力特性を測定してみました。
電圧・電力特性
◇グラフの見方 
 横軸が電圧。縦軸は電力です。3本のグラフがありますが、黄色い線が晴天の日(今日)。他はやや雲があったりした日の測定結果です。青いグラフが11V付近で少し落ち込んでいるのは、測定中に雲がかかってきた影響だと思います。また、違う日に測っているので電圧測定ポイントが違ったりして、グラフが交差するなど変なところがあります。

◇最大出力が低下しているかも、
 このパネルは5Wの単結晶なのですが、最大でも3.4Wくらいしか出ていません。2月に設置したころはもっと出力が出ていたような気がするので、パネルが劣化してきているのかもしれません。あるいは、季節的な要因があるのかも知れません。もっと前からこのような測定をやっておけば、原因がはっきりしたのですが、今となっては後の祭りです。

◇MPPTを入れるべきか?
 この測定にはもう一つの目的があり、それは、MPPTを入れると効率UPする余地があるかどうか、調べることでした。
 グラフによると、天候によって電力最大となる電圧は少し変わりますが、およそ16~17Vで使えば最大出力が取れることが判ります。つまり現状は、晴天なら16Vで3.4Wの出力があるところを、チャージコントローラー(CM04-2.1)でバッテリーに直結しているので、13Vで3Wで使っていることになります。ということは0.4Wのロスがありますが、効率というか電力の利用率は88%。うーん、これってそんなに悪くない数字です。
 MPPTで電圧変換するにしても、効率は良くて90%くらいでしょうから、これならメリットはほとんど無い、へたをしたら逆効果になる恐れもある。ということで、MPPTは不要という結論になりました。

◇測定用簡易電子負荷
ダミーロード
 こういう測定をするには容量の大きな可変抵抗が必要になりますが、その代わりに作ったのがこれです。最小限の回路構成なので、パワーがかかると温度上昇でトランジスタの動作点が変わり、安定するまで一呼吸待つ必要があるのが難点です。
 キャンドゥのデジタル温度計の測定周期を2秒に改造し、サーミスタを引き出してヒートシンクの温度が測れるようにしてあります。この測定では最高で42℃まで温度が上がっていました。太陽電池で集めたエネルギーが実感できて、何だか不思議な気がしました。
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