チャージコントローラー

チャージコントローラー

高効率の風力発電や太陽光発電の場合、チャージコントローラーには、MPPT方式が

採用されています。

MaximumPowerPointTrackingを直訳すると、最大電力点追従で最大電力点を秒単位で

追尾して、発電量の９割を蓄電する能力のあるスグレ者です。

これに比べると、PWM方式は15ボルト程度の定電圧に変換して蓄電するという

単純作業しかできません。ONかOFFしか知らない無能者といえるでしょう。

つまり、PWM方式は発電量の４割前後を捨てていることになります。

当然のことながら、発電量が100ワット、１キロワットと大きくなるにしたがって

MPPT方式チャージコントローラーの恩恵は莫大なものになっていきます。

太陽光発電ならパネルも円運動ができて上下にも首を振ることができる扇風機の

ような可変式にすると、太陽光を自動追尾するセンサーを取り付けることによって

設置型の３倍もの電力を得ることができます。この効果は絶大です。

家庭用の設置型太陽光発電パネルの場合なら、チャージコントローラーもさること

ながら、パネル面積と発電量を比較して見ることも重要な要因です。

変換効率の悪い非効率なパネルと、PWM制御のコントローラーを使用している業者に

出会えば不幸の始まりになります。

効率の悪さを設置面積でカバーするため、重いパネルをたくさん使用するので、

屋根にかかる負担も大きくなり、工事費も高くつきます。

ネットで乱売合戦になっている小型（3W～50W）の太陽光発電パネルを調べてみますと、

１平方メートルあたりの発電能力は100ワット前後と大差はありません。

しかし価格は、１ワットあたりの単価が150円から600円と、実に４倍もの

大差があり、これはいったい何なのかという大混戦状況で楽しくなってきます。

このような価格で販売できるのは新品の場合は中国製しかありません。

これを超える価格で中国製を売っているホームページもたくさんあります。

それらはボッタクリといえるでしょう。

3Wの手のひらにのる小さなサイズも、50Wの0.4平米もある大きなパネルも、

アルミフレームをつけて丈夫に仕上げ、夜間など発電しないときに蓄電池から

パネルへ電流が流れないように逆流防止ダイオードを内蔵した立派な仕上げです。

したがって、小さなパネルほど割高になるはずなのですが、20Wの出力で

3900円や、50Wで7800円というのは、大いに魅力のある価格です。

非常に安価で太陽光の発電実験ができる良き時代になりました。

50Wクラスになると、発電電流も３アンペアを超えますので、バッテリー直結のまま

放置しておくと、過充電によってバッテリーを傷めますので要注意です。

これはクルマの場合も同様でオルタネーターの調子が悪くなってくると、過充電が

続く場合があり、バッテリーの側面が腫れ上がってきて、非常にぶさいくな

メタボバッテリーになっていきます。

バッテリーは頑丈に作られていますので、よほどの大電流を一気に流さない限り

破裂はしませんが、過充電が続くとひび割れを生じオシャカになります。

過放電の場合は、スリムなまま、静かに、すみやかに、ご臨終となります。

リチウムイオンバッテリーや、一部のドライバッテリー、カルシウムバッテリーの

場合は、定電流定電圧で充電する必要があるので、チャージコントローラーは

必需品になります。

鉛蓄電池の場合は、充電電流は、以下が目安です。

バッテリー容量が20Ahの場合なら3A以下で、

バッテリー容量が50Ahの場合なら7A以下で、

バッテリー容量が100Ahの場合なら15A以下でやればバッテリーは傷みません。

大きな電流で充電する場合はそこそこの性能を持ったチャージコントローラーが

好ましく、バルク充電（＝フル充電）、均等充電、吸収充電、フロート充電などと

多くの段階を踏んで充電を制御します。

この場合、複数の蓄電池を使用していると過放電などで一度でもイカレた変な

バッテリーが混ざっていると、そのバッテリーの極性が逆転するという奇妙な

現象に遭遇することがあります。めったに経験できない貴重な体験になります。

20W以下の発電パネルで、チャージコントローラーがどうのこうのと言っても

あまり意味のあることとは思えません。

過充電を心配する前に日が暮れて充電がストップします。

太陽光発電といっても、屋根などに設置するタイプは効率が悪く、高効率発電は

11:00から14:00までのたったの３時間、朝夕は角度の関係で急激に低下します。

20Wのパネルに電流計と電圧計を取り付けて計ってみますと、太陽光パネルに

いくらカンカン照りの太陽光があたっても発電電流はゼロ、バッテリーなどの

負荷を与えることによって、はじめて発電を開始します。

20W以下のひ弱なパネルでは、発電電圧が15ボルトにまで低下して充電します。

この状態は、まさに、PWMチャージコントローラーを介した時と同じです。

こときの電流は１アンペア、パネル設置型だと１日の充電量はせいぜい50ワット、

小さなパネル１枚なので、朝は東向き、夕方は西向きに調整できるので、

やっと100ワットに達します。

これで毎夜、6.1ワットのLED電球を２個で970ルーメンの明かりを得ることができ

８時間使用して収支バランスがトントンになります。

コントローラーを取り付けてもよけいな配線が必要になるだけで労多くして

益少なしに終わります。バッテリーと直結すればそれで充分です。

この場合でも、ヒューズは必ずかましておかないとシロウト工事になりますので

配線の不具合などでバッテリーをショートさせますとやけどや火災などの危険が

生じます。

テスターもしくは電圧計があれば充分で、13Vを超えれば充電をストップし、

11Vを切れば過放電のレベルに近づきますので放電をストップします。

市販のバッテリーチェッカーというのは安物のラフな電圧計のことで、

12.6Vのフル充電から、11.5Vのセルが回るギリギリの範囲を表示してくれるので

目安にはなります。この範囲で充放電を繰り返せば３年以上は持つでしょう。

バッテリーチェッカーといえば聞こえはいいですが、その正体は安物の電圧計で

バッテリーの残容量に関与するものではありません。

現在もっとも安上がりな自作太陽光発電システムは、ネットで簡単に検索できます。

太陽光発電パネル20Wが単結晶の高級タイプで3900円

カーバッテリーがパナソニックの28Ahで2500円

インバーターが100ワットタイプで1500円

6.1ワット485ルーメンLED電球が700円

これで40～50時間程度は連続してLEDを照らし続けることができます。

停電時や屋外では重宝するでしょう。平時においても省エネに貢献できます。

インバーターがあればバッテリーの電圧が11ボルトを切れば、かってに電源を

OFFにしてくれるので過放電も防いでくれます。

これで太陽光の偉大さを知った人は、さらなる拡張を続け、果てしない泥沼へと

沈んでいくことになります。

そして日本全体で見れば、自力で電力を調達する人が増え、原発１基分が不要になり

２基、３基へと発展し、電力会社の存在価値は徐々に減少していきます。

今後、電気料金は上がり続けることが予想されますので、その防衛策として

せめて照明だけでもLEDにして、自己発電をすると電気料金が２倍になっても

支払う電気料は従来どおりということが可能になります。

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