MPPT方式は安価なシステムで使われている“PWM方式”とは異なり、PWM方式では余剰電力とされ無駄になっている電圧を電流に変換して充電します。結果として約20％程度充電効率が上がります。

①雨や曇などの悪条件下での充電が可能、日照時間の短い場所での装置設置が可能になります。

②もっと装置を小さく・軽くしたい”というニーズに「パネル・電池の小型化」が実現出来ます。

③従来高コストであったMPPT方式を独自設計によるコストダウンを実現、手軽に採用頂けます。

ソーラー充電に必要なものは、太陽のエネルギーを電気に変換するためのソーラーパネル、ソーラーパネルで発電された電力を蓄えるバッテリー、ソーラーパネルからバッテリーに安全に効率よく充電するための充電コントローラーの3つの機器です。
さらに、バッテリーに蓄えた電力を安全に使うためにはバッテリーの状態を監視する放電コントローラーと使用する機器が必要とする電気に変換するためのインバーターが必要になります。
特にリチウムイオンバッテリーは管理された状態で使用しないと、バッテリーの著しい劣化を招くだけでなく、発煙発火などの大事故につながる恐れがあるので充放電コントローラーは重要な役割を担っています。

ソーラーパネルが発電する仕組み

２種類のシリコン半導体を重ね合わせたところに光を当てると半導体の中の電子が動きはじめます。
ここにバッテリーや電球などを繋ぐと電気が流れます。

実用化されているソーラーパネルの種類

実用化されているソーラーパネルの種類

シリコン系

現在最も多く使われているのがシリコン系のソーラーパネルです。

単結晶シリコン型

シリコンの結晶が規則正しく並んでいるため変換効率は高いですが高価です。

多結晶シリコン型

単結晶シリコンを製造する際に出た断片を熱で溶かして固めることで作られます。単結晶に比べ変換効率は落ちますが大量生産しやすく製造コストが抑えられるため価格は単結晶に比べて安価です。シリコン系の中で現在最も多く使われています。

アモルファスシリコン型

単結晶や多結晶と異なり不規則な結晶構造をもつ非結晶シリコンを使用したパネルです。結晶系シリコンよりもコストが抑えられ価格も安価です。また、軽量で加工がしやすく電圧を自由に調整できるなどのメリットがある一方で変換効率は結晶系の半分程度しかありません。

他結合型

異なる太陽電池を重ね合わせた構造です。
単結晶シリコン型より変換効率は良いのですが製造コストが高くなります。

化合物系

CIS型/CIGS型

CIS型は銅(Copper)、インジウム(Indium)、セレン(Selenium）の3つを主原料として、これにGa(Gallium)を加えたものがCIGS型です。シリコン系に比べ製造コストが低く抑えられますが変換効率はシリコン系より劣ります。

GaAs型

ガリウム(Gallium）とヒ素(arsenicum)を原材料としており変換効率は単結晶シリコン型を上回りますが高価なため現在は人工衛星要などの一部の用途に使用されています。

バッテリー、二次電池、蓄電池 とは

繰り返し充放電することができる充電式の電池を指します。
電子機器やモバイル用の小型の物から、施設などの非常用電源として大型なものまで人々の生活を便利にするものや、人の命を守るもの、用途や容量により様々な種類のバッテリーがあります。

主なバッテリーの種類と特長

繰り返し充放電することができる充電式の電池を指します。
電子機器やモバイル用の小型の物から、施設などの非常用電源として大型なものまで人々の生活を便利にするものや、人の命を守るもの、用途や容量により様々な種類のバッテリーがあります。

	単電池電圧	使用温度範囲	サイクル寿命	危険性	特長
鉛	2	0～40℃	3150回		安全・重い
コバルト酸リチウム	3.6～3.7	-20～60℃	500～1000	発煙発火
マンガン酸リチウム	3.7～3.8	-20～50℃	300～700	発煙
リン酸鉄リチウム	3.2～3.3	-20～60℃	1000～2000	発煙
三元系リチウム	3.6～3.7	-20～60℃	1000～2000	発煙発火
ニッケル系リチウム	3.6	-20～60℃	500
マンガン酸リチウム	2.4	-20～60℃	3000～7000	発火しない

※メーカーにより公称値に違いがあります

ソーラーパネルで発電された電力は設置された場所や天候などの日照条件の変化により変化しますが、そのままの電圧でバッテリーに充電するとバッテリーが受け入れられる最大電圧を超えた場合にはバッテリーを破損させる原因となり、低いとバッテリーからソーラーパネル側に電流が流れるためせっかく溜めた電力を損失することになります。
そこで必要になるのが充放電コントローラーです。
充放電コントローラーには2通りの充電方式がありそれぞれメリット・デメリットがありますので目的に合わせて選択します。

PWM（Pulse Width Modulation）－パルス幅変調　方式

一定の電圧と電流が発生する様にコントロールする方式です。
メリットは比較的安い価格で導入できバッテリーや負荷に影響されることなく一定の効率で充電が可能です。
デメリットとして刻々と変化し続ける日照条件に合わせた動作ができないため最大効率での充電が出来ない点があげられます。

MPPT（Maximum Power Point Tracking）
-最大電力点追従　方式

変化し続ける日照条件下でも、ソーラーパネルから得られる電力を最大限引き出すように常に監視しコントロールし続ける方式です。
PWM方式と比較した場合、高効率な充電が可能というメリットがあります。
充電効率が良いため無日照動作期間の延長やソーラーパネルやバッテリーの小型化が期待できます。価格が高い点が難点です。
弊社のWSCシリーズはMPPT方式を採用しながらもPWM方式に近い価格帯を実現しています。