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ビギナからプロまで!設計/設置/保守/運用/検査のノウハウを満載

太陽電池活用の基礎と応用

トランジスタ技術編集部 編
B5変型判 224ページ
定価3,024円(税込)
JAN9784789841290

2011年5月1日発行

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 近年になり,環境保護と温暖化防止が世界的に重要なテーマとなっています.これまで人類が,石油や石炭などの化石燃料に依存し続けた結果,その歪が顕在化してきたからです.そこで注目されるようになったのが自然エネルギーの利用であり,太陽光,風力,水力,潮力,地熱などを化石燃料に代えて利用する動きが進んでいます.その中でも,太陽光を利用して発電する太陽電池は,比較的身近なデバイスということもあり,実用化が進んでいるといえるでしょう.
 本書は,この太陽電池を実際に使用するにあたって必要なノウハウとさまざまな分野への利用方法を具体的な製作を通して解説しています.これから太陽電池を利用しようと考えておられる方や,より効率よく太陽電池を活用しようと考えておられる方には必携の書になるものと思います.
なお本書は,トランジスタ技術誌の2005年9月号と2010年3月号の特集に掲載された記事を中心に,加筆・修正をしたものです.


目次

第1章 エネルギー源として重要さを増す太陽電池
 1-1 太陽電池のメリット
 1-2 太陽電池は効率がよく地球にやさしいエネルギー源
 1-3 太陽電池を動かしてみる
 1-4 太陽電池の長所と短所

第2章 太陽電池の特性と最高出力を得る方法
 2-1 太陽電池の簡単な実験
 2-2 負荷による発電効率の変動
 2-3 太陽電池を最高出力状態に保つ技術MPPT
 2-4 MPPT機能の実現方法
 2-5 MPPT制御の効果的使用法

第3章 太陽電池の基本構造とパネルの使い方
 3-1 太陽電池の材質と構造
 3-2 太陽電池の電気的特性
 3-3 太陽電池パネルの接続と保護
 3-4 出力特性を表すI-Vカーブの考察
 3-5 日影や欠陥によるパネルの発電の変化
 3-6 負荷の大きさと発電効率の関係
 3-7 出力電圧を安定化する方法と充電

第4章 太陽電池の効率を上げる使い方
 4-1 太陽電池のセルの大きさと電力の関係
 4-2 太陽電池を多セルにするメリットとデメリット
 4-3 太陽電池にはエネルギーの備蓄機能が必須
 4-4 太陽電池で鉛蓄電池を充電
 4-5 単セルの太陽電池に対応したリチウム・イオン充電器がない
 4-6 携帯電話におけるリチウム・イオン電池への充電
 4-7 DC-DCコンバータの落とし穴 - 降圧コンバータの利点と欠点
 4-8 DC-DCコンバータにはMPPT回路が必須

第5章 独立型電源の設計と製作
 5-1 太陽電池を選択する
 5-2 実際に太陽電池を選ぶ
 5-3 太陽電池の施工のポイント
 5-4 蓄電池を選択する
 5-5 蓄電池の種類
 5-6 充放電コントローラの製作
 5-7 ハードウェアの製作手順
 5-8 プログラムの作成

第6章 PICマイコンを使ったMPPT機能付き充放電回路
 6-1 MPPTを実現する方法
 6-2 MPPT搭載充電回路の製作

第7章 太陽電池シミュレータと充電コントローラの製作
 7-1 太陽電池の能力を測る
 7-2 太陽電池シミュレータを製作する
 7-3 充電コントローラの製作
 7-4 充電制御のプログラム

第8章 マイコンを使わない蓄電池充電回路の製作
 8-1 数W〜100Wの太陽電池用充電回路
 8-2 数百Wの太陽電池用充電回路

第9章 人検知センサを使った自動ON/OFFライトの製作
 9-1 装置の仕様を決める
 9-2 部品の選択と回路の動作
 9-3 プログラムの作成と消費電力の確認

第10章 太陽電池を使った常夜灯の製作
 10-1 太陽電池の発電能力と蓄電量の兼ね合い
 10-2 連続点灯タイプの常夜灯の製作
 10-3 点滅タイプの常夜灯の製作
 10-4 連続点灯タイプ常夜灯の効率を上げる

第11章 0.3Vから動作するDC-DCコンバータを使用した太陽電池充電回路
 11-1 TPS61200が0.3Vから起動できる理由
 11-2 TPS61200のスイッチング能力
 11-3 低電圧・大電流による効率の低下
 11-4 インダクタの選択
 11-5 百mW太陽電池に合うMPPT回路を考える
 11-6 低電圧回路の効率を測定する際の問題点
 11-7 UVLOを使用した超簡易型MPPT動作

第12章 競技用ソーラー・カーへの応用
 12-1 競技用ソーラー・カーについて
 12-2 エネルギーの計測管理
 12-3 効率の高い太陽電池を選択
 12-4 MPPTを搭載し出力電力を最大に保つ
 12-5 蓄電池とモータ

第13章 競技用ソーラー・ボートへの応用
 13-1 競技用ソーラー・ボートに必要な技術
 13-2 充電回路とモータ駆動回路
 13-3 走行時のデータと成果
 13-4 モータと太陽電池の選択

第14章 人工衛星への応用
 14-1 環境による変動要素を検討する
 14-2 太陽電池アレイ回路の直列数と並列数
 14-3 もっと知りたい! 衛星の工夫
 14-4 地球周回衛星のエネルギー管理
 14-5 冗長設計

第15章 住宅用発電システムへの応用
 15-1 太陽光発電システムの設置
 15-2 具体的な設置方法と強度の検討
 15-3 電気系統の配線設計
 15-4 協議書類の書き方

Appendix パワー・コンディショナの基礎知識
 1 パワー・コンディショナの働き
 2 パワー・コンディショナの分類
 3 パワー・コンディショナ特有の機能
 4 電力系統を保護するために
 5 電圧の異なる太陽電池モジュールを接続する方法



「グリーン・エレクトロニクス No.15」 (税込定価2,808円) 好評発売中!


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