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MPPT 充電コントローラーのサイジングに関するガイド

2023.11.20

太陽光発電への切り替えを検討している場合は、システムの部品やコンポーネントを選択する前に、多くの調査を行う必要があります。検討できるソーラー デバイスの 1 つは、MPPT 充電コントローラーです。 MPPT 充電コントローラーとは何か、必要かどうか、どのサイズが必要かについては、この記事を読んでください。
 
太陽エネルギーについて詳しくない場合は、圧倒されてしまうかもしれません。最適な太陽光発電のセットアップは多くのコンポーネントで構成されており、電気用語に詳しくない場合は、複雑に思えるかもしれません。理想的な太陽系を研究すると、多くの疑問が生じます。ソーラーチャージコントローラーとは何ですか? MPPTとは何ですか?
 
充電コントローラーは、太陽光発電システムの中で最も困難なコンポーネントの 1 つです。容量と電圧のため、サイズを正しく設定するのは必ずしも簡単ではありません。太陽電池アレイとバッテリーバンクの両方の容量と電圧など、さまざまな要因が関係します。広く使用されている最大電力点トラッカー (MPPT) コントローラーなど、複数のタイプも利用可能です。
 
この記事は、システムに MPPT を使用する必要があるかどうかを判断するのに役立つことを目的としています。また、ニーズに合ったものを見つける方法についてのガイダンスを提供することも目的としています。

チャージコントローラーとは

 
ソーラーレギュレータとしても知られる充電コントローラは、オフグリッドおよびグリッドタイド太陽光発電システムにおいて重要なコンポーネントです。その主な機能は、これらのシステムのバッテリーを充電するソーラーパネルまたは風力タービンからの電圧と電流を調整することです。充電コントローラーは過充電を防止し、バッテリーの適切な充電を保証することで、最終的にバッテリーの寿命を延ばし、再生可能エネルギー システムの全体的な効率を向上させます。
40a mppt charge controller

MPPTチャージコントローラーとは

 
最大電力点追跡 (MPPT) 充電コントローラーは、太陽電池パネルからのエネルギー収集の効率を最適化するために太陽光発電システムで使用される電子デバイスの一種です。 MPPT 充電コントローラーの主な機能は、ソーラー パネルの電気的動作点を動的に調整し、バッテリーまたは負荷に最大電力を供給できるようにすることです。この最適化は、太陽光発電システムの全体的な効率を向上させるために非常に重要です。
 
MPPTソーラーチャージコントローラーからhelios-ne.com.
 

MPPT 充電コントローラーの機能

 
太陽光発電システムは、バッテリーの仕様と一致している場合に最高の効率を実現します。過剰な電力入力は重大なエネルギー損失をもたらしますが、不十分な入力は最適な機能に十分なエネルギーの蓄積を妨げます。適切なバランスを維持することは、システムのパフォーマンスにとって非常に重要です。
 
太陽光発電システムからの出力ワット数を最大化するには、アンペアとボルトの正確な組み合わせが不可欠です。ワット数(アンプとボルトの積)は、慎重に検討する必要があります。バッテリー容量が 12 ボルトに制限されている場合は、アンペア数がソーラー パネルの合計ワット数に達するのに十分である必要があります。
 
これを手動で計算するのは複雑になる可能性があります。パネルが適切な平衡を保つためにはバッテリー電圧を超える必要があり、数値間に非線形の関係が生じます。最大電力点は、電圧とアンペア数の理想的なバランスを示し、システム内のエネルギー損失を最小限に抑えながら、最も効率的なエネルギー変換と転送を保証します。
 
さらに、システムのアンペア数と電圧の最適レベルは、太陽の角度、雲量、降水量、温度などの要因により、1 日を通して変化します。これらの変数には動的なアプローチが必要なため、従来の計算で理想的な組み合わせを決定することが困難になります。
 
ここで、最大電力点追跡 (MPPT) システムが不可欠になります。 MPPT 充電コントローラーは、関連するすべての入力をデジタル的に監視し、最適なレベルを一貫して追跡します。パネルからの電流とバッテリーへの電圧を調整し、これらのレベルを継続的に調整してシステムを各瞬間の最大電力点に可能な限り近づけ、太陽光発電システムの最も効率的な動作を保証します。
   

MPPT 充電コントローラーのサイジングで考慮すべきこと

 
MPPT 充電コントローラーは 3 つの主要な定格によって特徴付けられます。

最初の定格は、充電コントローラーが動作するように設計されているバッテリー バンクの電圧を指定します。

2 番目の定格は電圧入力に関するもので、適切な機能を確保し、充電コントローラーへの損傷を回避するための重要な要素です。通常、12V バッテリ バンクの場合は 18V と 150V の間などの電圧ウィンドウが提供されます。太陽電池アレイが小さすぎて 18V を下回る場合、バッテリーを効果的に充電するのに十分な電圧を供給できない可能性があります。逆に、高電圧制限を超えると、充電コントローラーに永久的な損傷が生じる可能性があります。

適切な入力電圧を決定するときは、寒冷気象条件を考慮する必要があります。ほとんどのソーラーパネルはシリコンでできており、寒くなると電圧が上昇するため、調整が必要です。電圧定格は通常、25°C (77°F) の標準テスト条件 (STC) で提供されます。冬場の寒い気候では、気温が大幅に低下することがあります。したがって、太陽電池パネルが日中に遭遇する最も低い温度を考慮することが重要です。

たとえば、ソーラー パネルの Voc (開放電圧) が 38V で、パネルが 3 枚直列で、寒い朝の温度が 30°F の場合、調整された電圧は 38Voc x 3 として計算されます。シリーズ x 1.12 = 127.68V 温度補償済み。これは、150V 定格の充電コントローラには適している可能性がありますが、100V コントローラの制限を超えています。

3 番目の定格は出力電流に関連しており、ワット ÷ ボルト = アンペアという単純な式で決定されます。ソーラーアレイの総ワット数をバッテリーバンクの電圧で割ることにより、充電コントローラーの出力電流が得られます。たとえば、1000W 太陽電池アレイ ÷ 24V バッテリー バンク = 41.6A は、充電コントローラーの定格が少なくとも 40A である必要があることを示しています。充電コントローラーのパネルを過剰に設定すると、つまり定格よりも高いワット数を導入すると、ピーク出力中にクリッピングが発生する可能性がありますが、需要が低い期間には出力が増加します。あるいは、アレイのサイズを小さくすると、充電コントローラーが 1 日を通してフル容量で動作できなくなり、充電コントローラーの寿命が延びる可能性があります。

システム出力が単一の充電コントローラーの容量を超える場合は、複数のコントローラーを使用してアレイを管理できます。各充電コントローラーの出力は、そのブレーカーを介してバッテリー バンクに並列に接続されます。ハイエンドの充電コントローラーには通信機能が搭載されていることが多く、充電を最適化するためのインテリジェントなネットワークを形成します。特定の設定に切り上げまたは切り捨てのどちらが適しているかを判断するには、営業担当者に相談することをお勧めします。
 

結論

 
ソーラーストレージを使用するには、太陽光発電システムの不可欠な部分である充電コントローラーが必要です。オフグリッド、小さな家、または RV での生活を計画している場合、ソーラー充電コントローラーはシステムの重要な部分になります。スペースに合った適切なソーラーチャージコントローラーを選択して、効率的な太陽光発電システムを構築します。

MPPT チャージ コントローラーについてご質問がありますか?与えるヘリオス太陽エネルギー詳細については、専門家に今すぐ + 86 755 2960 1174 までお電話ください。

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