ソーラーパネルの使い方(SY-M5W)

 小型のソーラーパネルを買ってみました

1.ソーラーパネルとは

1.1原理

 pn接合された半導体(中途半端に電気を導く導体)に光が当たると励起(エネルギー順位がUP)され、電子がn型半導体(正孔が若干多い半導体)に移動しはじめます。

 逆に正孔はp型半導体(自由電子が若干多い半導体)に移動する為、それぞれに電極を取り付けるとp型が正極・n型が負極となって直流電流が流れます。

 

1.2 買ったもの

 今回は12Vの鉛バッテリーへの充電を考えSUNYOOO solar Limited.製の「SY-M5W」を購入しました。

図1：太陽電池「SY-M5W」

図2：裏面

 

1.3 太陽電池の仕様

 この太陽電池の最大出力は電圧で17.4V、電流で0.29Aです。

回路がショートしたときに流れる電流は0.31Aと流れる電流には限度がある事から抵抗の少ない回路に電気を流すと電力量(W)は激減しそうです。

図3：製品裏面ラベル

 

図4：箱裏面に仕様書？

2. 使ってみる

2.1 出力電圧

 図5の様に屋外の日陰で出力電圧を図ってみたところ18.25V出ていました。図4より回路をオープンした時の電圧が21.8Vなのでまだまだイケそうです。

図5：日陰での太陽電池オープン回路電圧

 

2.1 出力電圧

 1.3仕様より、太陽電池を接続する回路の抵抗が少ないと電力量(W)が減りそうなので確認の為に過去作製した「電源評価用抵抗切替機」を使って抵抗別の太陽電池の電力量を測ってみました。

図6：抵抗別電力量測定(ひなたで実施)

2.2 測定結果

 5～220Ω迄7種類の抵抗を用いて電圧を計測した結果、表1の様な結果となりました。

 仕様書上の最大出力電流は0.29Aですが、測定した時はあいにくの曇りでしたので最大出力電流は0.199Aでした。

 表1をグラフ化した図7より、回路抵抗が50Ω以下で電力量(W)が著しく減少します。反対に200Ω以上でも電力量(W)が減少するようです。

 12Vバッテリーにソーラーパネル直付けして充電すると、鉛バッテリーの内部抵抗が低い(0.01Ω位)為、充電効率が物っ凄く低そうです。

 効率よくバッテリーに充電する為には、適切な回路設計で充電する必要がありそうです。(太陽電池用の充電コントローラーを使えば楽ですね)

表1：抵抗別電力量測定結果

 

図7：太陽電池の回路抵抗別電力量

3. まとめ

 普通の電源であれば出力電力は回路抵抗にそれほど影響されずフラットですが、太陽電池は影響されまくりです

 この辺は回路設計で何とかなりそうですが、天気ばかりは神任せ！

 環境発電は奥が深いです

 

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