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投稿者: f-otake 投稿日時: 2012-9-4 2:31:06 (501 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

日曜日に電圧計を見ているとマイナス側の電池が12V強位からの電圧が急峻に下がる。この前のプラス側の電池の現象と同じになった。15V過ぎ位の充電末期で泡の出方を見てみるとやっぱり一つのセルで泡が出ていなかった。原因が分からないが、同時期に買った電池なので同時期に壊れるのは考えられるが、それにしても二年も持たないのはおかしいが、仕方がないのでやっぱり同じ電池(PT210)を追加注文した。電池が来るまではマイナス側だけマニュアルで充電しながらごまかしていくしかないか!


投稿者: f-otake 投稿日時: 2012-9-2 21:37:35 (492 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

マイナス側の電池を交換していないので、今までのままだと電池のアンバランスにより、マイナス側はかなり低くなり、以前失敗した過放電になるので、補充伝開始の電圧測定点をマイナス側電池のプラス側、つまり電池の中間点から持ってくる事にした(放電時は確実にマイナス側が低くなる)。その際、補充電開始電圧は11.8Vでなく、12Vにした。又、終了電圧は13.8Vに設定。先日サーミスタは屋根の上の太陽電池の側に取り付け。その際、手持ちに多芯ケーブルの長いのは4芯しか無かったので、CDSと同じ15Vから持ってくる事にした。これで4芯で収まる。回路図はここをクリックしてください。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2012-8-31 7:13:29 (555 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

今日の朝5時、まだ日の出前に見てみるとマイナス側(交換していない方)の電圧が低かった。12Vを切っている。新品の電池との電圧差は0.5V以上もある。このまま行くと確実にマイナス側が過放電になる(自動充電開始の判断は合計電圧を見ている。これは電池のバラツキが殆ど無い事の条件がある)。ちなみにプラス側電池交換後一度も補充電が入っていない。やっぱり両方変えないとダメかなー。取り敢えずマニュアルでマイナス側だけ充電をするようにして、少し様子を見る。過充電になるのも心配なので、出勤前に充電を止めた。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2012-8-22 23:41:16 (514 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記


プラス側の電圧が高いほうが放電中の時の写真で、プラス側が低いのが充電中の写真です。この意味する所は、つまり交換していない下側の電池の内部抵抗が大きくなっているので、充電中(充電とは消費電流より充電電流の方が大きい:当たり前)は電圧が高くなり、放電になると電圧は低くなってしまう。でも2万円出して交換するのは躊躇する、だって使えるんだもの。この結果が凶と出るか吉と出るかは解からない。取り合えずこのまま一個の電池のみを交換して様子を見る。ちなみに3色のLEDが点灯しているが、これは太陽電池が直列になっているインジケーター。緑は東側の2個、青とオレンジは西側の2個づつ。西側はLED一個で足りるが、2個なのは過充電防止用回路が前にはあったので2個のLEDを付けたが、今は過充電防止回路は無いがそのまま2個のLEDがある。青とオレンジは必ず同時に点くか、消灯するかとう言うこと。









投稿者: f-otake 投稿日時: 2012-8-22 23:05:03 (476 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

この所天気がいいのに補助充電が毎日入る。何にかおかしい。
ローガーのデータを調べてみる。ここをクリック(8月14日から19日まで)のデーター。これを見ると解かるように25V弱からの放電が急峻になっている。負荷は変化していないので、電池の問題と思われる。18日から19日にかけてはいくら18日の天気が少し悪くても、夜中に3回も充電状態になるのは異常。充電中で電池電圧が30V位の時に電池のキャップを空け液面を確認すると一つのセルは全然気泡が出ていない。正常ならばかなりの気泡が出る筈である。写真では判り辛いが左が正常のセル。気泡の為に液面が波打っており、下に見える鉛のセルがぼやけている。右側がおかしいセル。気泡が出ていないので、下の鉛のセルがはっきり見える。ビデオも撮ったがストリーミング化する為少し時間がかかる。
原因は判らない。1年半も持たないのは納得できないが、電池の保障は無いし、、、
ともかく新しい電池を探す。なんせPT200という(サイズでいうとH52というものすごく重くでかい代物)電池は少し特殊みたいで、探しても無かった。PT210(メーカーは韓国のATLUSBXというメーカー。日本の電池は高くて買えない)という電池があったので、ネットで調べて購入した。タイヤバンクという店で送料込みで2万円であった。本来なら2個とも交換したほうがいいのだが、何せ高価なので、取り合えず一つのみで様子を見る。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2012-8-22 22:54:42 (504 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

記入途中
写真を撮ったらアップします。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2012-4-30 11:46:20 (694 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

色々データーを取ってみてどうも過充電防止回路は必要無いみたい。
電池を購入した店に聞くと少々の過充電は問題無いみたい。お店の方によると充電末期でガスが大量に発生するが、それを10時間以上も続けると問題があるが、少々の過充電には強いみたい。この装置の場合は充電末期でも太陽が曇れば充電は少なくなるし、時間が経てば夕方になり充電は減る。むしろ私が失敗したように過放電にはくれぐれも気をつけなければならない。それと直列にする時に周囲温度も関係するみたいで、屋根にサーミスターを取り付け温度も考慮するようにした。これで少し様子を見る。注:この変更は去年の夏にしていた。
左はサーミスタの写真。回路図はここをクリック。
2012年4月10日から30日までのデーターはここをクリック。
2012年4月30日から5月21日までのデーターはここをクリック。
2012年5月22日から6月13日までのデーターはここをクリック。
2012年7月10日から8月2日までのデーターはここをクリック。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-12-31 11:31:27 (586 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

12月9日から30日までのデーターはここをクリック


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-9-15 18:09:54 (593 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

しばらくデータを取っていますが、同じ電圧で同じような照度でも並列、直列の切り替えは違うみたい。どうも温度も関係しているかも???
というのは一度設定した電圧、照度になって直列に自動でなった時にリレーがチャッタった。何でかというと、直列にすると並列より効率が落ち、なので電池電圧が下がり、設定電圧より低くなり、リレーがOFFになり、又ON,又OFFとチャッタった。でもこの設定は前に直列のほうが効率が良かったのでそのようにしたのでが?後パラメーターとして考えられるのは温度くらい。
もう少し様子を見てみる。
9月4日から15日までのデーターはここをクリック
10月2日から24日までのデーターはここをクリック。消費電流:10月3日に下がっているのはサーバーを停止していた。充電電流が18、19日にゼロに成っていないのはおかしい。原因不明


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-8-13 10:07:10 (655 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

何度目の改造だろう。全ての問題は太陽電池の公称最大出力動作電圧が26.4Vなのが問題で、これが31V位あれば、太陽電池を並列、直列に切り替えなくても済んだが、今更悔やんでもしょうがないので改造を続ける。
やはり懸念していた通り、CDS一つで東、西側の判断は無理がある(CDSを真上に向けて、東、西の中間点で判断しようとしていた)。CDSを2つ付け、東西の電池と同じ角度で、照度を判断するようにした。ここで問題は、CDSから室内のコントローラーには3芯のキャプタイヤーコードで、引き入れているので、CDSだけを独立で設置すると4芯の線がいる。それゆえCDSと10KΩをセットで東西のCDSを設置すれば一本は15V+で、それぞれのCDSが一本づつで、3芯で足りる。照度判断の回路が2回路になり、OPアンプが足りないので、LM358を増やして、コントローラーを対処。回路図はここをクリックして下さい。
8月1日から12日までのデータはここをクリックしてください。このデーターはCDSが一つの時のデーターです。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-8-2 22:10:43 (819 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

どうも電池電圧で判断したのでは良くない。
例:26.5V位でも晴れていれば直列の方が良いが、曇っていると28Vでも並列の方が良い。
なので、直列に切り替える基準を電池電圧でなく、照度で切り替えてみる。
早速制御回路を作り、今日からテストしてみる。でも今日は曇りで、26.5Vにならず、結果は後日データーが取れてから報告します、この制御回路はここをクリックして下さい。(PDFファイル)
この回路は太陽からの照度が十分な時は(CDSの抵抗が100Ω位?)リレー駆動用のトランジスターのベースに電流を流し、リレーをON(太陽電池が直列になる)にしますが、電池の電圧が低い時は(26.5V以下)それを検知し、ベースをグランドに落とし、リレーが働かない様にする(並列の方が効率が良い)。また過充電保護の為、太陽電池2枚毎に(東側2枚、西側2枚2セット)設定電圧より高くなると並列に戻し、過充電を防ぎます。この時、一セットでも並列にすると、充電電流が減りますので、急激に電池電圧が下がる為、ここにヒステリシスを持たす必要はありません。
電池電圧を基準にしていた時は一つのOPでONとOFFをヒステリシスにより、行っていたのですが、2つのVRはそれぞれ影響しますので、調整が大変でしたが(今でも補充電の制御回路はそうですが)、今度の回路はONとOFFを別のOPでやっており、調整も影響し合う事はないので、非常に楽になりました。
7月10日から8月1日までのデーターはここをクリックして下さい(pdfファイル)。このデーターの前半部分の夜にも太陽電池から僅かに充電している様になっていますが、これはウソ、何らかの原因で零にならなかった。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-7-10 11:29:32 (684 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

この所、日射が強くなって来たのが原因なのか、前より低い電圧、26.4Vでも直列にした方が(並列で2個合計2.6A、直列で5A)断然良い。春は27V位だった。
又、梅雨も終って、曇や雨の日が少なくなって、この所、補充電が入っていない。つまり太陽電池からの充電のみで、サーバーが動いている。何日位補充電が入っていないかは、ロガーを見ればいいのですが、今は記録途中なので、記録中のデーターは見れない仕様なので、後日報告します。これは6月20から7月1日までのデーターです。この頃はまだ梅雨で、晴れてる日があまり無かったのですが、補充電は殆ど入っていません。途中で強制充電をしているのは電池の比重をあげる為です。補充電が入らなくなったのは、サーバーのディスクをSSDにし、消費電流が減少した為です。このサーバーは仮想化(XEN)を使って、全部で4台のコンピューターが入っている設定をしていますが、今、付いているハードディスクは3台のwindow機とサーバーのバックアップ用の500GBの2.5インチ7200回転の1台だけです。
又、このサーバーの他に、電池から電源を取っているのは、常時電源ONでなければならない光終端装置、NTTからレンタルのルーター(このルーターはレンタルのみ、私みたいに同じ者を長く使っている者には非常に不経済。NTTさん何とかして) とスイッチング・ハブ。それでも消費電流は4A弱


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-6-18 23:00:00 (690 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

比重を測ると電圧は28Vもあるのに、1.18(比重計の赤い所)しか無い 。  しょうがないので、過充電を覚悟で、強制的に補充電を入れる。1時間ごとに比重計でチェックすると、1.26(緑の所)になった時には電池電圧は31.75V(約4A弱の負荷を付けたまま)になっていた。この時の充電電流は10.2A位ですが、負荷をつけたままですので充電には8A強しか廻っていません。
うーむ、やっぱり過充電防止電圧を上げよう。東側の2枚の太陽電池を直列から並列に戻す電圧を31.6V。西側の2枚づつを31.65V、31.7Vにそれぞれ設定しなおして、様子を見てみます。
その後は以前に比べて電池が持つようになった。やはり充電が足りなかったみたい。 5/6から5/17のデーターはここ5/28から6/8のデーターはここ6/8から6/18のデーターはここ、この時サーバーのハードを変更しました。マザーボード、CPU、メモリーなどは変更ありませんがハードディスク2.5インチ3台プラスSSDをハードディスク2.5インチ1台とSSD二つに変更しましたので一瞬電流が増加し(2台動いていた)その後の平均の消費電流が減少しています。変更後に消費電流の変更幅が多い所では、3台あるWindow機のバックアップを新しいサーバーにしていた為ですので、今後はもっと消費電流は下がります。この後の強制充電の電圧を見るとわかりますが31.5V位から充電をしても電圧の上昇はありませんが、比重はこの時に上がっております。この結果から過充電防止は電圧でなく比重などで判断をしたほうがいいのですが、比重を電気的信号に変える方法が安価に出来そうにありません。こうであれば過充電防止はつけなくてもいいのかも?。単位はA又はVで充電電流に補充電の電流は入っていません。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-5-17 10:28:34 (725 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

ロガーでデータを取りました。ここをクリックして下さい(PDFファイルで259KBあります。)メモリはV(ボルト)またはA(アンペア)です。太陽電池からの電流は6台あるすべての合計で補充電の電流は入っていません。
24V弱で急激に電圧が上がっている所でSW電源が入り、充電し、28V強でOFFになり電池電圧が急激に落ちているのがわかります。5月6日から17日までに3回補充電が働いています。又、30Vを超えたところで急激に上がったり下がったりしているのは、自動で太陽電池を直列にしたり並列に戻したりしている所です。夜中に電流が増えているのはこのサーバーはXENで仮想化し、WEB・メールサーバーやファイル・バックアップサーバーを動かしていますが、そのバックアップサーバーがWEB・メールサーバーなどをバックアップしているので使用電流が増えています。


投稿者: f-otake 投稿日時: 2011-5-9 9:48:49 (678 ヒット)
太陽電池を使った無停電電源(サーバー用) 奮闘記

今まで東側の太陽電池は手動のみで直列にしていましたが、こちらも自動で切り替えるようにしました。直列にする電圧は西側と同じ28.3Vにし、並列に戻す電圧(過充電防止の為)を30.8Vにしました。制御回路図はここをクリックして下さい。
直列にする電圧は天気が良ければ27.2V位でも並列より良くなりますが、雲が多いと、悪くなるので、ここに設定するとリレーがチャタリングを起こしますので、28.3Vにしています。
そもそも太陽電池の公称最大出力動作電圧が30V位あればこんな苦労はしないのに
現在の制御基盤


























SW電源の100V整流用のブリッジダイオードが触れないくらい熱くなるのでアルミ板を付け放熱した。又その際突入電流防止のためにある抵抗と半導体をはずした。ゼロクロスSWで電源が入るので突入電流は考慮しなくて良い。


















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