1.4V駆動の追尾トリガ電子回路化(旧版)
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■追尾原理のトリガモータは2000年から16年間の稼動実績があるのだがトリガモータは機械的稼動部分が存在し機構的磨耗リスクと、PVセンサが
経年劣化した場合、太陽光追尾の検出感度低下が生じるため電子回路化へ移行した。
(トリガモータの場合、過感度に対するヒステリシス対策不要や全体的にラフな製作でも良いなどのメリットも有るのだが・・・)

【追尾トリガ電子回路化】 基本回路 追尾原理 追尾センサ センサ原理 ■下記の太陽光追尾センサ回路図例はヒステリシス未挿入、PVセンサ電圧が1.4V低電圧条件によりトランジスタの高hfeやフォトカプラの低Vf(注1)選択配慮 とPVセンサ電圧変更時は各デバイスの逆耐圧にも注意が必要。 (回路簡素化はワンチップマイコンと部品数点で簡単かつ高性能に実現しますが、この化石回路は外部電源を必要とせず1.4V駆動できる点が魅力) (注1)・・・過感度による頻繁反応に対し回路図の感度設定抵抗では無くフォトカプラ(Vf=1.0V/25℃程度)Vf変更案もあります。 Vf=1.0V/25℃フォトカプラの例: NEC製PS2001など。・・・(動作確認済み) 尚、PVセンサの左右バランスや1.4V低電圧駆動などの絡みもあり全体の組み合わせによってはカットアンドトライを迫られる可能性もあります。 冬季間など外気温低下時はフォトカプラVfが0.1V程度高くなるので太陽追尾感度が僅かに鈍化するものと推測する。 この回路を採用する場合の肝は、PVセンサ取付部の太陽追尾機構にバッラッシュ等が生じるとヒステリシス未挿入により正転と逆転が頻繁反応する事になり 零クロス点をブロード化し急峻な敷居値検出を避ける必要があります。・・・(PVセンサ配置調整等による) ●発電パネル架台の原点復帰と太陽光追尾の敷居値を安定させる為には回路図の感度設定抵抗値と原点復帰センサー及びダミーバランスセンサーの取付位置 と設置方角調整で行います。・・・(PVセンサ電圧計測による敷居値調整が容易) 太陽光追尾感度を上げ過ぎると(例えば太陽直射光では無く照度敷居値などは)流れ雲の濃淡や曇り照度等にも反応し易く、過感度にしてもPV発電量には 大差無い事に加え、追尾機構の頻繁反応による機構部磨耗や劣化及び追尾電力の消耗などでメリットは殆ど感じません。 因みに当サイトの追尾感度設定はデーターロガーを駆使して、薄曇でも微かなデータ上の太陽直射光検知し、感度設定抵抗に繁栄させて過感度防止と共に 将来PVセンサー劣化などに備え感度設定抵抗値をDIP_SW微調整可能となっています。 (上記追尾方式による追尾精度が気になるところですが過感度は追尾機構の僅かなバックラッシュで頻繁反応し易く推奨できず、当サイトによる実験では 追尾誤差約1度程度に抑制した方が無難と考える) 【回路の長所と欠点】 長所は、追尾センサ自体が低電圧の起電力なので回路供給電源が不要で、追尾に関するアルゴリズムが不要である事。 欠点は、回路供給電源が気象条件によって変化する為、トリガ信号の周期的な安定出力に問題がある。・・・(トリガ周期が不揃いで一定でない)     追尾機構のバックラッシュ等が大き過ぎて検出敷居値での吸収範囲を超えた場合、正転と逆転の反復追尾信号が出力される可能性がある。    (当サイトの追尾システムは、上記欠点を吸収するシステム上の工夫が施され、自動追尾に加え遠隔手動強制制御も可能となっている)
■トリガモータを電子回路に置換えて太陽光追尾1.1KW級システムへ搭載実験中の画像。 (トリガモータに比較し電子回路の方が軽負荷のため追尾感度的にも優れ、日出から日没まで起床原点自動復帰を含み良好稼動中、経年劣化は未検証) PVセンサ左右起電力バランス均等化と追尾感度反応抑制が要求された。 ■電子回路置換 運用開始画像 2016-7-12〜 画像のデジタルタイマー設定にて分解能100msec単位で時計方角、反時計方角の追尾駆動時間制御可能
●【以下3画像は電子回路トリガ追尾に関する実測データ】
■電子回路トリガの計測値 ※表示データ【A】【B】【C】各部の分析は下記の通り 【A】:早朝で、太陽光は厚い雲に覆われ原点復帰検出の原点復帰用PVセンサが僅かに照度検知している様子が読み取れます。 【B】:原点復帰制御後、センサ零レベルに達する事が出来ない状態で流れ雲の影響により照度乱高下が読み取れます。 【C】:時間と共に太陽が東から西へ移動しながら雲の影響により日照の強弱が読み取れ、追尾検出レベルには達せず。 ■原点復帰検出拡大図 ■太陽追尾検出拡大図
●【以下2画像は原点自動復帰に関するデータ】
■原点自動復帰 計測値(インターバル1秒) ■別紙拡大図(インターバル1秒)