energy note

色々と勉強中なので備忘録として。

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人工太陽計画

電子工作 エネルギー ZEC

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水耕栽培はぼちぼち経験を積んでいて、まぁ出荷できないにしても一応形にはなりつつあります。
しかし、普通にプランターなどで植物を育てていきたいのですが、うちのベランダが全然太陽が当たらず。
そのうえ西日しか取れないという立地条件でして、ほとんど植物が育ちません。（散水を忘れることも含む）
レタスも10cm満たないままで枯れてしまいます。

そこで「無ければ作れば良い精神」発動で今回は太陽を作っていきたいと思います。

「人工太陽」とぐぐるとなんか怪しい記事ばかり出てきますが、残念ながらチャンバー内で核融合させるとかそんな面白そうなことはできず、超単純機構でベランダで植物を育てたいという欲求を満たすだけの工作をします。



まず、ZECネタで使おうとしていたベランダ太陽光発電設備です。

早くMPPT付きコンバータを自作してしまって電気代0円だぜー！ヒャッハー！したいのですが、全然目途がたたないのと、影のかかる太陽電池の活用方法を模索していたので丁度いい感じです。
写真の通り、影がかかるのと設置場所的に非常に日当たりが厳しいです（洗濯物を干さないといけないので隅に追いやられ、工夫しないと使えません）
まずどのくらい電力が取れるか太陽電池のIV特性を測定してみました。

負荷電流[A] 太陽電池電圧[V] 出力電力[W]
0.00 21.70 0.00
0.05 21.55 1.08
0.10 21.45 2.15
0.15 21.35 3.20
0.20 21.19 4.24
0.25 21.03 5.26
0.30 20.77 6.23
0.35 20.45 7.16
0.40 17.51 7.00
0.45 12.61 5.67
0.50 12.15 6.08


ベランダでの出力特性はこのようになっています。予想以上に厳しい環境でした。
（今回はコンバータの動作を確認したかったので電流を横軸に取っています）
曇り状態で測定しましたが、100W定格の太陽電池に対して10Wも満たないのは非常に厳しい・・・
いい知見が得られたのではないでしょうか・・・

MPPT機能をしてもそのくらいの電力しか取れないのは非常に厳しい。蓄電も考えましたが、次回検討とします。

電流を引くと電圧が低下してしまいますので、昇圧コンバータを間に挟む回路構成にしました。

太陽電池 → 昇圧DCDCコンバータ → LED

MPPT機能がないので電流引いて電圧が下がるとそもそもコンバータの最低入力電圧付近で不安定になるだけなんですが。

一応このくらいのライトだと十分に点灯します。（育ててたサツマイモは水をやりわすれて元気が無いｗ）
あとは、強いLEDで上から照らすか、写真のように近くで照らすか、どうするかです。
イメージはamazonとかで売ってる卓上の観葉植物用ライトのでかいバージョン。
流石に水耕栽培用のあの怪しい色のLEDをベランダで光らせてたら通報されかねないので白色only
あとはコンバータを何か防水ケースに入れて実験してみたいと思います。ちゃんと育ったぞ！って言えるくらいの実験結果がだせるまでは結構時間かかりそうだなぁ
水耕栽培で使っていたLEDライトなので大丈夫だろう。だろう。