読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる

元派遣プログラマの自称技術系ブログです。雑記とか自作のオープンソースプロジェクトの話とか。
Javaとか組込とかできます。お仕事ください。

格安MPPTコントローラ(WS-MPPT15 10A)のレビュー

工作

中国産の格安MPPT対応コントローラを輸入したので、早速バラしてみました。(使えよ)

Share photos on twitter with TwitpicShare photos on twitter with Twitpic

※MPPT対応コントローラは、効率の良い太陽電池の充放電コントローラです。MPPTについては、この辺を見てね。MPPTとは 「最大電力点追従」 (Maximum Power Point Tracking): - IT用語辞典バイナリ


裏面

Share photos on twitter with Twitpic

行き当たりばったりなカンジです。汎用ネジしか使っていないところに好感が持てます。

中身

4隅のネジを取ってぱかー。
Share photos on twitter with TwitpicShare photos on twitter with TwitpicShare photos on twitter with TwitpicShare photos on twitter with TwitpicShare photos on twitter with TwitpicShare photos on twitter with Twitpic

無理やり基板を流用した感が溢れています。

  1. 曲がったコンデンサ(謎のメーカー)
  2. 明らかに変なとこにあるZNR
  3. FETの強引な固定。そして金具の向きが逆。
  4. 基板の上に謎のジャンパ(電流対策?)
  5. 微妙に斜めな黒い巨大部品

怖いので、部品配置を後で直します。

動作確認

Share photos on twitter with Twitpic

お、動くぞこいつ←当たり前

で、ざっくり動作を確認してみた。

  1. MPPTは一応動くらしい。(12V系18V入力で、多少増えてるような気がする。)
  2. 待機電流はバッテリーがわから流れる。
  3. 待機電流は17.4mA
  4. 省電力モードは当然のことながらないらしい。

MPPTの性能評価は中途半端なので、要再評価。
待機電流の17.4mAは大きいですね。1日当たり、0.45Ah(5.3Wh)位消費してしまう。

手直し

曲がったコンデンサとZNRの位置、それと謎の黒い箱の斜めっぷり、一歩間違えばショートしそうなFETの固定金具を直しました。コンデンサがシルク印刷とずれた所に実装されているのは、基板の設計ミスです。貫通ビアに強引に実装します(いいのかこれ)
シルク印刷に合せて実装すると、動作が不安定になる可能性があります。

Share photos on twitter with TwitpicShare photos on twitter with Twitpic

考察

1日の発電量を固定して、PWMコントローラとMPPTコントローラで、どの程度発電量が変わるか計算してみます。MPPTコントローラの性能は判らないので、70%〜90%の範囲で試算します。

発電システムは、動作電圧18V、電流0.5A、発電時間6h(1日当たり54Wh)、バッテリの電圧は13Vとします。
PWMコントローラの効率計算は、バッテリ電圧/動作電圧=13/18=72%とします。

PWM(電菱製の2機種)
コントローラ 変換効率 充電電力量 待機電流 自己消費電力量 充電電力 効率(充電/発電電力量)
SA-MN05 72% 39Wh/day 0.001A 0.312Wh/日 38.98Wh/日 72%
SHS-6 72% 39Wh/day 0.008A 2.496Wh/日 36.50Wh/日 68%
MPPTPWM(WS-MPPT10)

効率は計測していないので、70〜90でそれぞれ試算。

コントローラ 変換効率 充電電力量 待機電流 自己消費電力量 充電電力 効率(充電/発電電力量)
WS-MPPT10 90% 48.6Wh/day 0.018A 5.616Wh/day 42.98Wh/日 80%
WS-MPPT10 85% 45.9Wh/day 0.018A 5.616Wh/day 40.28Wh/日 75%
WS-MPPT10 80% 43.2Wh/day 0.018A 5.616Wh/day 37.58Wh/日 70%
WS-MPPT10 75% 40.5Wh/day 0.018A 5.616Wh/day 34.88Wh/日 65%
WS-MPPT10 70% 40.5Wh/day 0.018A 5.616Wh/day 32.18Wh/日 60%

自己消費が大きいのが効いていますね。10Wくらいのパネルだと、変換効率が80%未満だと不利になりそうです。(85〜90くらいはあると思うので、トントンくらいでしょうか。)

次に、WS-MPPT10の変換効率を固定して、効率(充電電力量/発電電力量)がどの程度になるかみてみます。(動作電圧は18V、バッテリ電圧は13Vとします。)


横軸は太陽電池の動作電流で、縦軸は効率(充電電力量/発電電力量)です。60%以上の効率で使いたければ、動作電圧300mA(5.4W)程度のパネルを使わないとダメなようです。

まとめ

  1. コレは使わないほうが良い。SolarAmp miniも安くなってきているので、こちらの方が良いです。
  1. WS-MPPT10で作れる最小システムは、18V/300mA(発電量5.4W)。この時の供給量は、約19Wh/日。5W以上ならWS-MPPT10は有用。それ以下なら、消費電流の少ないPWMコントローラ(SA-MN05とか)にしないと無駄が大きい。
  2. WS-MPPT10の推奨システムは、18V/500mA以上(発電量9W)のシステム。このぐらいあれば、省電力なPWMコントローラと張り合える。この時の供給量は、38Wh/日。
  3. WS-MPPT10の中身は割とどんぶり実装。使う前に要修繕。
  4. 輸入する場合は$30で購入可能。AliExpressの送料込みか、Solar Power Products Manufacturer - Wellsee Chinaの直販から。後者の場合は、香港から約1週間で届く。(今回は直販を利用)
  5. 日本で買うと5000〜5980円。(秋葉原なら千石電商、通販ソーラーコントローラー - Team TSURUTAなら)1台だけなら日本で買った方が良いかも。

※変換効率測定をしてないので、効率の数字は目安程度にお考えください。

次回の改造ネタ


WS-MPPT10の消費電力を強引に落とすのであれば、インジケータLEDの電流制限抵抗を10倍にしてみたりするのが良いかもしれません。うまくいけば、5mAくらい減ると思います。

あと、コンデンサのメーカーが聞いた事のないメーカーなので、その辺も入れ替えた方がいいかも…。

使い物にならないので積みコントローラになりました。