どんなこと chatGPTより
Maximum Power Point Control（最大出力点制御、略称：MPPT）は、太陽光発電システムなどの直流電力源の出力を最大化するための制御技術です。
太陽光発電システムでは
太陽光発電システムでは、太陽光が光電変換素子（太陽電池）に照射されて電力を生成します。しかし、太陽の位置や天候の変化により、太陽光発電システムの出力が変動するため、最適な電力出力を得るためには、光電変換素子の動作点（動作電圧と動作電流の組み合わせ）を変動条件に合わせて適切に制御する必要があります。
MPPTとは
MPPTは、光電変換素子の出力特性を考慮し、現在の太陽電池の動作点が最大出力点（MPP）になるように制御します。MPPは、太陽電池の出力電圧と出力電流が最大になる点であり、この点で最大の電力が得られます。MPPTは、太陽電池の動作点を常にMPPに追従させることで、太陽光発電システムの出力を最大化し、効率的に電力を収集することができます。
メリットは
MPPTは、太陽光発電システムの効率を向上させ、出力の安定化を図るために広く使用されています。このような制御技術により、再生可能エネルギーシステムの性能向上に貢献しています。また、風力発電や燃料電池などの他の直流電力源でも、類似の制御技術が使用されることがあります。
では、考えて見よう
太陽電池は、光量が多いと電圧と電流がともに増大し、逆に少なくなると減少する特性があります。また、供給電力以上に消費電力がない場合、複雑な制御が必要なく、出力を得ることができます。もし変換設定電圧になったことを知らせる「設定電圧完了」信号が取り出せるのであれば、それを利用することでより良い効果を期待できます。ただし、制御電力が増えると効率が低下する可能性もあることに留意する必要があります。
シュミレーション LTspiceを使って
出力電力の結果は
右図の出力電力特性より最高出力点を見つける事が出来ます。この最高出力点に近づくように制御する事と考えます。
実現方法は？— chatGPTより
MPPTの制御方法にはいくつかの異なるアプローチがありますが、一般的な方法は以下の通りです。
- ピーキング手法: この方法では、入力電力と出力電力の関係をもとに、現在の電力出力が最大となる点（最大電力点）を探索します。一般的には、入力電力を変化させながら出力電力を測定し、最大電力点を探索します。この方法では、電力出力が最大となるように入力電力を制御します。
- インクリメンタル・コンダクタンス法: この方法では、入力電流と入力電圧の関係をもとに、最大電力点を探索します。入力電流と入力電圧の比を計算し、最大電力点に近づくように入力電圧を制御します。
- パーセンテージ・ドロップ法: この方法では、出力電力と入力電力の比をもとに、最大電力点を探索します。出力電力と入力電力の比を計算し、最大電力点に近づくように入力電力を制御します。
これらの方法は、実際にはさまざまな制御アルゴリズムを組み合わせたり、微調整を行ったりすることが一般的であり、具体的なMPPTの制御方法はシステムの仕様や要件によって異なります。また、MPPTの制御はリアルタイムで行われる必要があり、高い効率で最大の電力を取り出すためには、高速で正確な制御が求められます。
難しいです。
どの方法も、数mWクラスのシステムに使用するには制御に使用する電力が多くなりそうで難しいです。そこで現在、色々な集積回路を使って制御用に100uA以下で実現できないか考えています。
やはり、100uAの壁は厚いので、時間が必要です。
