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投稿者: f-otake 投稿日時: 2015-3-22 23:45:47 (808 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

2015-7-5追記:ダウンロードに時間がかかるので、PDFからJPGにしました。
2014年12月6日から12月29日のデーターはここをクリック
2015年1月1日から1月23日のデーターはここをクリック
2015年1月23日から2月15日のデーターはここをクリック
2015年2月16日から3月11日のデーターはここをクリック
2015年3月22日から4月14日のデーターはここをクリック
2015年4月18日から5月8日のデーターはここをクリック
2015年5月8日から5月31日のデーターはここをクリック
2015年6月1日から6月24日のデーターはここをクリック
2015年6月29日から7月19日のデーターはここをクリック
2015年7月19日から8月11日のデーターはここをクリック


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-12-22 15:02:28 (769 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

2008年3月に太陽電池を設置し、6年以上が経過しました。この間試行錯誤を繰り返し、何とか稼働を続けていますので、この辺で参考にする方の為に考察をしてみます。
1:電池電圧:私はコンピューター(サーバー)のみの使用ですので24Vで正解です。(サーバーに使う12Vを安定化するために)
 サーバーは自作で電源はATX電源は使わず(AC100Vにする為インバーターが必要になる)、24Vから直接12VなどをDCDCコンバーターモジュールで作っています。(2015-7-5:追記;今はマザーボードを変更したので19VをDCDCで作っています)
2:太陽電池の公称最大出力動作電圧:これは私は失敗しています。電池が24Vだとすると、最低でも34V位は必要です。巷で、売っている電池を充電する為の太陽電池は12Vで18V位の様で、これくらい必要だと思われる。
3:電池の使用について:これは必ず2セット用意し、片方を放電に、もう片方を充電にして交互に運用する事。これにより充電側の電池がフル充電される確率が高くなる。経験からですが、鉛電池はフル充電しないと寿命が極端に悪くなる様です。
4:電池の容量:現在総使用電流は平均24Vで2.5A位(光変換装置、ルーター、SWハブ、サーバー)ですが、この為に130F51という10時間率で130Ahの電池を2個直列にしさらにそれを2組使用していますが、これくらいは必要だと思われます。ただ、現在のシステムにして、春の一番充電が進む時期を迎えていませんので、過充電保護が必要かと思われます。一番大切な事は消費電力を下げる努力が必要だと思われます。(2015ー7ー5追記:未だに過充電保護回路は作っていません。充電中にかなり高い電圧まで上がっていますが、そのまま使い続けています。この間最大電圧は33.8Vですが、この状態は次の計測時(2分後)には電圧が下がっているので大丈夫ではないかとの判断です)


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-9-23 13:33:36 (751 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

8月29日から9月20日のデーター(ここをクリック)
このPDFファイルを見ると分かるが、9月8日にサーバーを移設し、消費電流が減少したおかげで、ほとんど補充電が入らなくなった。残念ながらデーターが無いが、9月20日の天気は雨だったが、何とか21日も電池が切り替わり、今日現在(9/23)まで補充電は入っていない。但し今度は過充電保護を考えなくてはならないかも、今日は天気が良く、電池が早い時間にパラレルになり、PM1時で、31.9Vになっている。このまま少し様子を見て過充電になりそうか見てみる。
2014ー10ー14追記今の所、過充電にはなっていない。
この期間では天気が極端に悪い日が3日間あったが、補充電は1回しか入っていない、しめしめ。
10月5日にほとんど充電が無く、補充電は入ったが、次の6日も天気はよくないが、補充電なしに持っている(以前は確実に補充電が入っていた)
9月21日から10月14日までのデーター(ここをクリック)。11月8日から12月1日までのデーター(ここをクリック)。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-8-29 11:30:34 (812 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

データーロガーで記録した表をPDFファイルにした表(2014年8月2日から24日)(ここをクリック)。この表の中の8月8日だけを抜き出した分(ここをクリック)。この日はそんなに天気が良くなかったので青い線の電池Bの電圧がかなり上下しています。これは電圧が約32Vに達し、放電が電池Bに替わり(過充電防止の為)電圧が下がって行きますが、天気がもっといいとこの間に電池Aも32Vに達し、電池がパラレル接続になり充電かつ放電になりますが、この日はそこまで天気が良くなく、電池Bの充電が進まないうちに切り替え電圧である約25.5Vになり再び充電に切り替わり、その繰り返しが起きています。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-7-7 11:57:52 (839 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

データーはPDFにしています。6月23日から7月5日はここをクリックして下さい7月1日だけはここをクリックして下さい7月7日から30日はここをクリックして下さい
これを見ると一つ問題が見つかりました。通常は補充電が終わり、どちらか(設定の関係で必ず電池Aから放電)その時点でもう片方の電池はほぼ終了電圧の26.5Vになっていますが、設定値(VR)が電池Aより僅かに高いと思われますが、まだ充電終了になっていませんので、OPアンプの出力がHのままです。昼間で太陽がそこそこあればこの間に設定電圧に達し、問題ありませんが、夜だったり、天気が悪いとHからLに成らず、電池Aが24Vに達すると電池Bに切り替わらず、補充電が始まってしまいます。片方の電池だけに片寄るのはよくないので、改良します。補充電が終わるとHになるのはTC4011の11番ピンですので、ここから、LM358の2番ピンと6番ピンにコンデンサーを介し接続すれば、どちらかが終了電圧に達すると、両電池のOPアンプはLになり問題なくなります。
回路図はここをクリックして下さい(オレンジが今回追加した所)


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-7-5 13:50:23 (822 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

先日問題が起き、今までの制御回路に問題がありました。これは過充電防止の為両電池をパラにした後どちらかの電池が25.5Vになるとパラレルを外し、どちらか一方の電池からの放電にしますが、その際EXORのTC4030の3番ピンはLからHになります。その際、両電池とも電圧が高いのでa'とb'はそれぞれLになっております。と言う事はcは不定ですが、これがHになっていたとすると、TC4030の11番ピンはLになり、切り替えリレーがOFFになり、電池Aからの放電になりますが、ここで問題です。電池Aの電圧が24V以下になったら、aはLからHになりますが、RSFFの出力(C点)は元々Hだったので、切り替えリレーはOFFのままで、電池Bに切り替わりませんので、ずーっと電池Aは放電しっ放しになってしまいます。(今まではいろいろな調整をしている中でこの状態にならなかったので、気がつきませんでした。
早速改造をしますが、方法はどちらか一方の電池が25.5VになったらTC4030の1、2番ピンをLにするようにコンデンサーでOPアンプを反転します。そうすれば通常の状態になり、問題はなくなります。回路図はここをクリック1(青の枠が今回の追加分)


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-6-2 10:36:40 (861 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

今日は6月、まだ梅雨には入っていないので、比較的晴天の日が多い。
様子を見ていると、電池の電圧が上昇し、32Vを過ぎると充電電流がかなり小さくなって来ています。これは温度が上がり、太陽電池の効率が落ちてきて、春には充分充電していたものが出来なくなっております。
このままでは効率が悪いので過充電の切り替え電圧を32.5Vに変更しました。切り替わるタイミングで充電電流が0.5A位だったのが、3.5A位になりました。もちろん電池が切り替わりますので、電池電圧は25〜26V位に下がりますので、充電電力は電流の差ほどはありませんが、それでも効率は上がっています(32.5VX0.5A=16.25Wだったのが25VX3.5A= 87.5W)
これで少し様子を見よう。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-5-5 17:28:45 (905 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

様子を見ていると我が家の太陽電池の問題もからんできますが(シャープのNE-132AT:公称最大出力動作電圧:26.41Vに秋葉原で買ったきたパナソニックの最大出力動作電圧:18Vを4分割しているので一つに付4.5Vになり合計30.9V位)33.3Vまで持っていくと、充電電流がかなり少なくなり(1A強)効率が悪いので、切り替わる電圧を33.0Vにしました。見ていると少なかった充電電流が、3ー4倍に増えています。(当然で、充電すべき電池は今までの電圧とはかなり差がでるので)こうすると、完全充電をしなくなるので(私は簡易的な比重形:よく自動車のバッテリーについている赤や青などの玉で判断するもの)気をつけて1ヶ月に1度くらいは完全充電を手動でしようと思います。今のところ、両方の電池が33Vを越え、パラレル運転になっても33.3Vには達していません。今まで電池の寿命がかなり短いので気になっていますが、原因が特定出来てなく、どなたかスペシャリストの方がいたら、メインメニューのお問い合わせから連絡を頂けると助かります。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-3-26 10:37:21 (902 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

日射時間も長くなり、そろそろ過充電防止回路を考える。回路図はここをクリック各電池の電圧が33.3VになったらOPアンプ(NJU7034)の出力をHIGHにし、充電する電池を切り替えます。又、この出力がLOWになるには25.5V(だったと思う)になった時です。この電圧をあまり高めに設定すると電池の放電があまり進まない内に電池が切り替わり、再び充電に入ってしまうので、この位がいいと思われます。放電になると33.3Vも一気に電圧が下がり、27Vにはすぐに到達してしまいます。又この出力がHIGHの時もう片方の電池も33.3Vに達するとさらに電池が切り替わりますが、この状態ではOPアンプが両方ともHIGHになっていますので、どちらか片方が25.5Vなるまで、電池は切り替わりませんので、この間に再び33.3V以上になり過充電になってしまいます。なので両方のOPアンプがHIGHになると、ショートリレーをONにして、両電池を並列にします。つまり充放電とも両電池になります。この状態で、放電電流と充電電流の関係で、両電池とも33.3V以上になる事も考えられますが、今の所は大丈夫です。最も効率の良い4〜5月に状況を調べ、報告します。
充電終了電圧の33.3Vは随分高いと思いますが(昔は15V強x2だったと思う)これ位までしないと比重が1.275になりませんでした。










投稿者: f-otake 投稿日時: 2014-3-26 9:40:50 (1094 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

37:リレーが触れないくらい熱いで触れたように、触れない位、熱を持つリレーを交換した。新しいものはAM3P−24Pという型番で24Vで80A/60AのON/OFFが出来る。入手はここを参照。ついでに電池との配線も太い物に交換した。これで20A位充電中でもリレーは十分触れる温度になった。写真右二つが交換したリレー。








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