CLIMBⅠ号、Ⅱ号とソーラーパネルを自己設置してきましたが、いずれもパネルは1枚、コントローラーは単純なPWMタイプでした。今回は少しでも大きく！とCLIMBⅢ号には複数枚での構成を検討、また安価＆メジャーになったMPPTのコントローラー含めて初めての事も多く疑問だらけでした。 ネットを読みあさったてみたものの、当然一般的な内容が多く、記述も難しいものばかりです。住宅用や独立系、太陽光システムの性能、効率、パネルとバッテリーのバランスetc、しかしながら外部充電、走行充電の機能を持つキャンピングカー、使用した電力を停車中に少しでも補充できれば！というのが一番の目的！ この点から見た私学での知識となりますので、解釈が間違っているよ！という点があればぜひぜひ、ご教示くださいm(__)m
◇ソーラーには大きく分けて2つのシステムがある
連携系 ： 電力会社の電気系統とつながっているシステム
独立系 ： バッテリーに充電する独立したシステム
今回は独立
12V系のお話です(^^)/
◇ソーラーパネルには電気的仕様が表記されています
・最大出力 ： 最大出力されるW数
・最大出力動作電圧 ： 最高条件下での最大出力電圧
・最大出力動作電流 ： 最高条件下での最大出力電流
・開放電圧 ： 無負荷状態での電圧
・短絡電流 ： 無負荷状態での電流
最大出力は
最大出力動作電圧×最大出力動作電流
180Wのパネルでも18V・10Aのパネルもあれば、36V・5Aのパネルもあり、どちらもWで表す仕事量（最大出力）としては同じです。
18V×10A＝180W
36V× 5A＝180W
◇ようはどれくらい充電してくれるの！？
W数だのAだのよ～わからん！
ようはどれくらい充電してくれるの？
使う側にとってはこれが重要ですよね (-_-;)
ここはコントローラーによっても変わります。
設置編にも記載しましたが
PWM方式
一定の電圧と電流が発生するよう制御されている方式。装着したソーラーパネルの70～80％くらいの力を引き出しつつコントロールしてくれる。
MPPT方式
一日の中で刻々と変化する日照量や気温の中で最大の電力を供給するようにコントロールしてくれる方式。装着したソーラーパネルの97から99％の力を引き出してくれる。
実際にどう違うかというと・・・
（電気的ロス、温度による効率低下除外、バッテリー電圧を13.5と仮定）
最大出力 ： 180W
最大出力動作電圧 ： 18V
最大出力動作電流 ： 10A
180W÷18V＝10A/時間
最大出力 ： 180W
最大出力動作電圧 ： 36V
最大出力動作電流 ： 5A
180W÷36V＝5A/時間
PWM方式では一定の電圧と電流が発生するよう制御されており、ここではバッテリー電圧13.5Vを出力するように制御されるので、余分に発電した電圧は捨てられ最大出力電流はパネルの仕様通りとなります。 よって12V系では出力電圧18Vのパネルを使用したほうが効率的になります。
ソーラーパネル18V系 ⇒ 12V系バッテリー用
ソーラーパネル36V系 ⇒ 24V系バッテリー用
PWM方式のコトローラーを
MPPTに置き換えた場合
最大出力 ： 180W
最大出力動作電圧 ： 18V
最大出力動作電流 ： 10A
180W÷13.5V＝13.3A/時間
最大出力 ： 180W
最大出力動作電圧 ： 36V
最大出力動作電流 ： 5A
180W÷13.5V＝13.3A/時間
◇MPPTをもう少し詳しく・・
MPPT（Maximum Power Point Tracking）とは、太陽電池が発電する時に出力を最大化できる最適な電流×電圧の値（最大電力点、あるいは最適動作点）を自動で求めることができる制御のことです。 これを繰り返すことにより、常に電力が最大となる最適動作点に制御します
MPPTチャージコントローラーにはDC-DCコンバーターが内蔵されているので、入力電圧が違っても13.5Vに効率よく変換してくれるので、どちらも同じ値になります。また、12V系用（18V）のパネルでPWM方式のコントローラーを使用するより、さらに効率がいい事がわかります。
◇1日の充電量は
最大出力×3.5時間
設計上の充電量は上記より求めることが出来ます。
180Wソーラー + MPPTの場合
13.3A × 3.5時間 ＝46.5Ah
エボリューションのVOTORONIC表示でいうと満充電300に対して、平均的に50弱充電してくれることになります。 もちろんシステム構築上の計算的な数字で、天気が良ければそれ以上、1日雨ならそれ以下になることもあります。
パネル1枚のシステムでパネルの違い、コントローラーの違いを理解したうえ上で・・・・天井に余裕があれば少しでも沢山のパネルを積んで少しでも多く充電を！というのが心情ですね。 ここからは複数枚搭載のお話です。
◇複数枚搭載した場合のパネル同士の接続
並列接続
最大出力 ： 180W
最大出力動作電圧 ： 18V
最大出力動作電流 ： 10A
18V ×20A ＝360W
360W÷13.5V＝26.6A/時間
直列接続
最大出力 ： 180W
最大出力動作電圧 ： 18V
最大出力動作電流 ： 10A
36V ×10A ＝360W
360W÷13.5V＝26.6A/時間
というように、MPPTを使用した場合パネルの電圧が違っても、同じ充電量を得ることが出来ます。
26.6A×3.5時間＝93.1Ah
今回CLIMBⅢ号に搭載したのがこのスペックになります。
◇並列のメリット、デメリット
・1枚のパネルが故障しても他方で発電可能
・一部が日陰になっても、他のパネルに影響がない
・低い電圧で大きな電流を流せるが、太いケーブルが必要
◇直列のメリットでメリット
・電圧が上がるのでロスが少ない
・電流が単体時と変わらないので、太いケーブルが不要
・電圧が高いので日照条件が悪いときは並列より効率がいい
・1枚のパネルが故障した場合、システムが停止
・一部が日陰になった場合、他のパネルも影響を受ける
簡単にまとめると上記のような感じです。一長一短ですが、自宅の大きな屋根ならいざ知らずキャンカーの場合、建物の陰になれば一枚が日陰になることも無いとは言えませんが、ケーブル太さ、悪条件下での効率等を考えると、直列のほうがいいのかもしれませんね。 小さなシステムなので、効率といっても誤差程度かもしれませんが(;'∀')
ハイパーEVOは80%にて充電カットのために一度ユニットに取り込む必要があり、この入力電圧の許容がわからなかったので並列にしました。
最近はポータブルのリチウム電源が流行っおり、MPPT入力を持った製品も沢山あるので、その入力電圧との兼ね合いも考慮してたほうがいいと思います
◇大きさの違うパネルを設置できるか？
今回の設置にあたり、スペースの許す限り少しでも！と欲張って色々と検討しました。180W×2枚にするか、180W+100W×2枚？いやいや、50Wだとここにも設置できる。。等々 複数枚を接続する場合、全く同じパネルの接続に関しては直列、並列ともに全く問題ありませんが、異なるパネルを設置する場合は色々な注意が必要みたいです。
・電気的な仕様の異なるパネルの直列接続は出来ない
（差異10%程度までならｏｋ）
・電気的仕様の異なるパネルを並列接続した場合、開放電圧の低いほうに逆流防止ダイオードを入れる必要がある
・電気的な仕様の異なるパネル接続ではPWM方式では適正な充電が可能だが、MPPT方式では最大電力点を追従できない
電気的な仕様って？電圧？電流？？
等々、難しい文言が沢山出てきました。 ようは出来ないことは無いけど・・・・って感じみたいです。 いい加減ですいません💦
なら、同仕様で異なる大きさのパネルだとどうよ！？って思ったんですが、50W、100Wの同じ18Vタイプを接続した場合もPWM方式だと問題はありませんが、MPPT方式だとそれぞれの出力電流値が異なるので、MPPT制御されているのもかかわらず、最大電力値（パネル出力電力の合計）が記録できず、コントローラーが100%の性能を発揮しないようです。
PWM方式なら正常動作、という事が多いですが、MPPT方式の良さを知った今わざわざPWMにするのもね～💦 損失を覚悟の上でならＯＫ、なんで注意書きも見られますが、損失ってどれくらい？
結果、スペースに合わせて同じパネルを複数枚！という構成が無難だな！という結論に達しました (^_-)-☆
今までのところを踏まえパネルの種類、枚数、接続形態を決め、コントローラーの選択です。
◇コントローラーの選択
コントローラーの選択は最低限下記を確認します
・バッテリーの種類
鉛蓄電池、三元リチウム電池、リン酸鉄リチウム電池等、それぞれベストな充電電圧が違うので、使用しているバッテリーに適合したものを選ぶ
・システム電圧
使用しているバッテリーの電圧に合ったものを選ぶ
最近は12V・24Vが自動選択できる製品が多いです
・最大入力電圧
並列、直列等接続形態によって流れるＶ数を把握して選択
・最大入力電流
並列、直列等接続形態によって流れるＡ数を把握して選択
最大入力電圧や電流は、パネル仕様にある開放電圧、短絡電流の値をもとに計算します。
あとはUSB電源が取れるもの、液晶表示されるもの、Bluetoothを使い、スマホで発電状況を確認できるものなどありますので、お好みで選べばいいですね。
稚拙な表現も多々ありますが、CLIMBⅢ号にソーラーパネルをDIY設置するにあたり、私なりに調べ解釈したソーラーのお話しでした。冒頭にもお書きしましたが、なにぶん素人ゆえ解釈が間違っているよ！という点があればぜひぜひ、ご教示くださいm(__)m
ではまた (@^^)/~~~
https://ameblo.jp/climb-cap/entry-12497299337.html
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