DIY . 스타리아 . MPPT 1 개로 태양광, 주행 동시 충전

 

 

 

MPPT 로 주행 충전 가능하게 하기 

 

MPPT  는 주로 태양광 패널의 전력을 PV 측(아래 사진의 가장 왼쪽 단자 2개 )에 연결하여 배터리 충전하는 용도로 사용되나, 

 

MPPT XTRA 3210N-XDS2

 

 

MPPT 모델  XTRA 3210N 의  사양을 보면 배터리 전압보다 2V 더 높은 전압이면 배터리 충전용으로 사용가능하다. 즉 MPPT는 태양광 패널 외에도 전압 규격을 만족하면 배터리 충전 가능하다.   

 

4셀 인산철 배터리라면 최대 전압 14.6 V 이므로 MPPT   PV  입력 전압이 16.6V 이상이면 인산철 배터리 충전 가능하다. 

 

시동용 배터리로 12V 납산 배터리 사용하는 차량의 경우 알터네이터 전압이 13.6V 정도여서 인산철 배터리  충전용으로는 전압이 낮다.  전압 승압 모듈  (1만원 정도에 구입가능) 이용하여 24V로 전압 높여 MPPT의 PV 로 입력하면 인산철 배터리 4셀  충전 가능하다. 

 

본 예에서 사용된 차량 배터리 승압 모듈 

- 붉은색 선 : 차량 배터리 (+) 연결 , 노랑색 선 : 24V 출력. 검정색 2개는 (-). 

- 최대 출력 전력 : 360W( = 24V x 15A )  

12 to 24V 승압

 

12 to 24V 승압 모듈 구입처 

12V Charger Inverter Step Up To 24V Power Converters 360W Universal Voltage High Efficient Outlet For Vehicles Accessories - Ali

 

 

MPPT 1개로 태양광 , 주행충전 동시 가능하게 하기 - 다이오드 2개 이용

 

태양광 패널 전압(나의 경우 20V 짜리 2개 직렬 하여 40V)과 차량 알터네이터 승압시킨  24V  각각에 대전류 쇼트키 다이오드 거쳐서 MPPT PV 입력단에  공급하면 간단하게 태양광, 주행충전 동시에 가능하며  다이오드가 전압 차단 역할을 해주므로 각각의 전압이 다른 쪽에 영향을 주지 않는다. 

 

이렇게 다이오드로 구현하면,  차량 시동이 걸려 있어도 햇빛이 좋은 경우에는  태양광 패널의 전력으로 충전하게 되고 햇빛이 약한 경우에는 자동으로 차량 전력으로 충전하게 되어 매우 효율적인 충전 시스템 달성 된다. 

 

 

 

 

 

본 예에서 사용된 다이오드 

 

품번 : 30SQ100 (규격 : 순방향 최대 전류  30A , 역방향 최대 전압  100V )

 

- 태양광 40V 5A, 승압기 24V 15A 이므로 다이오드 순방향 최대 전류 30A 면  충분함. 

 

 

다이오드 30SQ100 구입처 

 

10PCS 10SQ045 10SQ050 15SQ045 15SQ050 20SQ045 20SQ050 30SQ045 30SQ050 10A 12A 15A 20A 30A Solar Energy Schottky Rectifiers Diode

 

 

 

충전 박스 제작 

- 다이소에서 고무나무 사각 손잡이 트레이 구입하여, 이곳에 MPPT 와 주행 충전용도의 승압기 , 차단기 장착한다. 

 

 

 

앞면 

 

- 박스 좌상단에 승압기. 케이스 전체가 방열판 구조인 것으로 봐서 작동 시 발열 많을 것임을 알 수 있다.  

 

- MPPT 왼쪽에 직류 과전류  차단기 2개가 있고, 2P 차단기로 태양광 패널의 출력 (+), (-) 모두 차단 가능하게 했고, 1P 차단기는 12V to 24V 컨버터 (+) 차단용으로 사용. 

 

- MPPT 상단 단자대는 차량 시동 걸었을 때 알터네이터 (+) 공급됨.  

 - - 참고 : 차량 알터네이터 전압 엔진룸에서 차량 실내로 전선 처리 작업 상세 : https://igotit.tistory.com/5736

 

- MPPT 하단 단자대는 인산철 배터리의 (+) 로 연결. 

 

 

- 태양광 패널의 (+) , 승압기의  (+) 각각은 다이오드 2개 경유하여 MPPT 의 PV 로 연결됨. 

 

뒷면

- (-) 전선 결선은 박스 뒷면에 모두 몰아둠. 

 

 

참고. 

차량 알터네이터 전압 엔진룸에서 차량 실내로 공급 작업 상세 : https://igotit.tistory.com/5736

DIY . 스타리아 . 차량 시동 배터리 전원 실내 공급 및 릴레이 처리 . 주행충전용

 

 

 

 

 

충전기 장착 위치 

- 트렁크 트림 내부에 적당한 공간이 있어 배치하기 좋다. 

 

- 충전 박스의 하단은 차량에 있는 철판 위에 얹혀있고, 동시에 왼쪽, 하단 오른쪽에 차체 철판에 있는 구멍 2곳이용하여 타이로 고정하면 주행 중에도 전혀 요동 없이 안정 장착됨. 

 

 

 

 

 

 

 

점검구를 자석 탈착식으로 개조하여 트림 탈거 안 해도 쉽게 접근 가능. 

 

 

- 점검구 자석 탈착식 개조 상세보기 : https://igotit.tistory.com/5746

DIY . 스타리아 . 트렁크 트림 점검구 자석 착탈식 개조

 

 

주행충전 시험 

시험 상황 :  태양광 공급은 차단기 내려 차단한 상태에서 차량 시동 걸어 알터네이터 전압을  승압기 입력 시키고 승압기의 출력을 MPPT 로 인가.  

 

승압기 출력 전압을 MPPT 에서 확인 :  22.6V  

 

 

승압기  출력전류  : 18.9A

배터리 충전 전류 : 30.3A, 상기 사진에서 배터리측으로 출력전압 14V 이므로 전력은 424W . 

- 인산철 배터리 충전 잘됨. 

 

 

발열 점검 

- 12 to 24V 컨버터 방열판 손으로 만지고 가만있기 힘들 정도로 발열 있음. 기기 방열판 생김새 보면 열 많이 날것처럼 생긴 것이라 정상 작동 상황으로 보이나 심리적 불안감 생길 정도로 발열 심함.   

 

- MPPT로 연결된 전선이 8 AWG (최대 전류 80A~100A)인데 , 19A 흐르는 경우에도 발열 꽤 있긴하나, 손으로 만져서 견딜만한 정도라 심각한 수준의 발열은 아님.   

 

 

주행충전 실 활용계획 

- 일조량 좋은 8월 시험결과 250Ah 배터리 충전용도로는 200W 태양광 패널 만으로도 부족함이 없다. 주행 충전 전원은 차단기 내려두고 다니다가,  필요한 경우에만 차단기 켜서 주행충전 활용하기로 함. 일조량 안 좋은 겨울철에 주행충전 활용할 일 생길듯 함. 

 

 

 

 

 

상위 정리 

 

스타리아 . DIY 모음

 

 

 

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첫 등록 : 2024.08.06

최종 수정 : 2024.08.12

단축 주소 : https://igotit.tistory.com/5747

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