パワーコンディショナの製作実験パワーコンディショナの製作実験はじめに太陽光発電が本格普及、パネルも安い。オクなんかでも100W級のパネルが数千円程度で入手できたりする。近い将来、太陽電池の発電コストが既存の電源を凌駕し、一気に普及が進むことになるだろう。自然エネルギーの増加により需要サイドのスマート化も必須になってくる。パワコンを自作してみよう。パワコンとは基本的には、太陽電池のDC出力を商用電源のACへと変換するDC-ACインバータで、以下のような独特の機能をもっている。最大電力点追従)制御。よる停止)自作に当たっては技術的興味のほか安全に作れることが必要なので、次のような基本的要件を設定する。・最大電力200W程度。(安全確保、商用より絶縁。etc...システム構成(案)少しずつ実験・改良していくために、機能をユニット化したモジュール構成で進めることにする。上記のブロックはほぼ一対一で基板化する。以下、各ユニットの簡単な説明。UNIT主制御モジュール。以下のような機能を受け持ちます。・その他Webインタフェースなど。将来的には状況をツイートすることも考えられる。Microboard)に、ソフトコアCPUを入れ、uClinuxを搭載したものです。(OS搭載作業はこちら。Protocol)として実装しています。ネット接続したかったので、ネットワークOS搭載は外せないポイントでした。UNIT電圧、電流、電力の計測モジュール。ハード的にはDCもACも全く同じものです。ソフトがちょっと違います。(平均処理か、実効値処理かの違い)計測結果はI2Cバスでメインユニットから読み出します。UNIT商用交流を波形生成し、同期信号とします。これをもとに、メインユニットで周波数を調べ、商用と同期したインバータ信号を作ります。UNITコイルとコンデンサ。★とりあえず開発中のシステム100円均一のA4ケースに入れています。UNITFPGAのIOは3.3Vなのですが、外部IOはレベコンを経由して5Vに統一しています。I2Cレベコン(PCA9306)、8ビットレベコン(FXMA108)とも、双方向かつ方向制御が不要で非常に便利。このような石をかましておくと、外部からおかしな電圧を入れても、FPGAが守られる可能性がぐーんと高くなります。実際、オシロのGNDみの虫をコネクタにかましたらショートしてFXMA108を壊しましたがFPGAは助かりました。FXMA108は壊れやすいのかもしれません。秋月のI2CバスRTCモジュール(RTC-8564NB)を搭載。ドライバ作ってhwclockで時刻セットできるようになりました。元々のI2Cドライバにバグが多く、そのためドライバのデバッグが必要で結構めんどう。両計測ユニットの読み出し、RTCによる時刻セットも出来ています。(^o^)Spartan6ボード+レベコン付きキャリーボード+uClinux環境は結構いいかも。FPGA+uClinuxですごく色々なことができそう。専用基板化して頒布しようかなぁ...。uCなので、IOへの直アクセスができます。ドライバレスでもOK。デバッグ時これは便利です。サブプロ化への予感...。optimizeで合成していますがギリギリです。UNITAC計測はRMS(実効値)応答としています。いう式をPICで演算しています。電力を瞬時値の平均とするのは、有効電力を計算するためです。スカラ化された電圧、電流の積は皮相電力です。UNIT秋月の安いパワーMOS(PJP75N75)、5個350円を使用。75V、75A、Ron=11msと優秀なのに、安価です。ドライバは光絶縁を兼ねてTLP351を採用。