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【15KV放電】ソーラー給電方法の確立(調査1)

    中華製高電圧放電基板(中華キット)は使えるようになりましたので、いよいよ給電システムを考えていきたいと思います。

    こんにちは、とりさんです。

    中華キットを改善し「3.7Vの電池電圧で、長時間の放電」が実現できたので、次なる課題ソーラー給電について調査をはじめました。
    若干ピーと音がしますが、ここはぼちぼち改善するとして次へ進めます。

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    電極間を長時間連続放電させることができました。

    【実験計画と本記事】

    1. 15kV放電装置の試作と評価
      (暫定完了、note記事のURLを示しておきます。)
      ①着荷と仕様確認 
      https://note.com/fine_knot6296/n/n015a7e55fd27

      ②組み立て、試作(電池駆動で放電を確認するも、数分でダウン)https://note.com/fine_knot6296/n/nddc7ca78f82a

      ③改善/方針決定(改善方針をトランジスタを変更することに) https://note.com/fine_knot6296/n/needb1595c49e

      ④-1 設計変更/トランジスタ決定
      https://note.com/fine_knot6296/n/n832bd27a1b88
      ④-2 設計変更/試作・評価
      https://note.com/fine_knot6296/n/nf67459dabae6

    2. ソーラーバッテリーシステムの調達と15kV放電装置への給電法の確立
      ①調査 ・・・本記事はここです。
      ②調達、試作

    3. 全天候型 自走放電システムの試作と安全確認

    4. 自宅プランターへの設置、それから作物への効果をじっくり観察

    【全体のシステム構想】

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    ソーラー発電オゾン発生装置のブロック図

    おおよそのシステム構成は上図のようなものを考えています。各種センサー、制御ユニット(マイコン)は任意で考えています。
    ①太陽光発電、②蓄電、③15kV放電中華キット、④コロナ放電(オゾン発生)は必須アイテムです。

    現在は③15kV放電中華キット、④コロナ放電 の目途が付いたところ。
    ④については放電させただけですので、ファンやエンクロージャーについても検討課題が残ると思っています。
    そんなことを考えながら、前へ進めるべく①太陽光発電、②蓄電 の調査をしていきます。これはいわゆるソーラーバッテリーシステムというものですね。

    【ソーラーバッテリーシステムの要件】

    15kV放電中華キットの消費電力は次のように見積もれます。
    電圧:3.7V 電流:2A 消費電力:3.7 X 2 = 7.4W

    なので、10W程度のソーラーバッテリーシステムを選定すれば行けそうだと思います。できれば3.7V出力のものがあればよいですが、USB電源出力5Vも視野に入れて探してみます。

    ちなみに、15kV放電中華キットの改善後の電流波形は下図のようであり、平均2A以下でした。

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    FETドレイン電流(200mΩ検知抵抗両端波形) 1A/DIV (測定箇所は以下の記事参照)


    【3.7V~5V出力10Wソーラーバッテリーシステム候補】


    実用を考え次の要件も追加し 市販品を絞り込みました。
    追加要件1:農業用ですので防水も必須
    追加要件2:蓄電池もあり、充電しながら10Wの電力供給可

    -候補1
    寸評
     10Wでぎりぎり、少し余裕が欲しい。ライト機能は不要。

    -候補2
     10Wぎりぎり、無駄なライト機能はない

    -候補3
     価格 ¥17,255
     10Wに対して余裕の21W、防水性の明記がないのは不安ではある。

    ALLPOWERS 5V 21W ソーラーパネルパワーバンク 10000mAh ポータブル充電器 PD18W+2USB双方向急速充電折りたたみ式ソーラーパネル搭載 アウトドアキャンプ緊急サバイバル用 - ブラック

    【もう少し考えます。】

    容量を重視するなら 候補3、耐久性を重視するなら候補2 というところかと思います。
    悩ましい・・・。 3候補ともそこそこの価格でもあり(15kV放電中華キットは500円程度)なので、ソーラー電池、蓄電池を別にするなどもう少し構想をじっくり練ろうと思っています。

    最後までお読みいただきありがとうございました。どうぞ暖かく見守っていただければと思います。

     


     
     
    65歳退職。モットーは「昼はクワ夜ははんだごて時々お遍路」。貸農園での野菜作り、自宅ラボでの電子工作、巡礼旅など気ままに挑んでいます。これからの人生は自分自身の「自由研究」。日々の実験を綴ります。※当noteはAmazonアソシエイト・プログラムの参加者です。

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