ベランダ太陽光発電

　一般家庭用太陽電池パネルのばら売りを見つけたので小さいながらもベランダ発電を始めることにしました。パネルは三菱電機製のPV-MR120です。これを25枚に設置すると最高で3kWになりますから、一般化家庭の電気をまかなえそうな気がします。設置の前提がベランダなので1枚だけ購入です。

　全体はこんな感じ↓

　早速ベランダに出して発電能力を確かめました。とりあえず夕方ですが西日にあてて電子負荷を接続してみます。何とか10W程度の出力が出ているようです。

◆ベランダ発電に向いているパネルって？

　狭いベランダで設置場所を思案しているのですが、どのようにおいても全ての面に光を当てることができません。しばらくして、この事実は決定的な敗北である事に気が付きました。一般的な太陽電池パネルはシリコンが原料です。シリコンの結晶を大きな板に加工することは技術的に大変難しいので小さな板（セル）を何枚も接続して1枚のパネルが作られます。日の当たっているセルは発電しますが、途中に陰になるセルがあると発電ではなく抵抗の役割を果たし出力が弱くなってしまうのです。

　自分の中で出た結論は、設置がベランダの場合は小さなパネルを十分に日の当たる箇所に分散配置することが効率的。大きなパネルは置ける場所が限られるので性能を十分に生かすことができません。少し残念です。

◆敗北を認めて先に進もう

　発電効率の問題は仕方がないとして、電池への充電設備を考えます。電池は鉛バッテリーとしました。電気の使用用途ですが普段使っているニッケル水素電池の充電や、ラジオ、非常用ランタンと比較的小さなものを想定します。12Vと6Vの出力が選択できると便利です。そこで、バッテリーを2つ用意しました。（秋月で購入）

◆充電機

　日陰問題で発電効率は悪いものの、定格では6Aの出力を持つパネルですから直接バッテリーに接続するわけにはいきませんので、同じく秋月で販売している充電機キットを使用することにしました。12V用と6V用の2つで構成します。ケースを考える前に板に固定して使うことにしました。電流計をつけたら理科の実験機器っぽい雰囲気になりました。

◆充電してみると・・

　12Vのバッテリーは22Ahですので約2Aの充電電流を流します。この2Aの電流はキットが想定しているほぼ最大の設定でトランジスタも2N3055と大きなものに交換しました。2A流すと抵抗やトランジスタの発熱量が多いことに驚きました。この時、電流検出用のセメント抵抗(1Ω5W)では2W消費します。放熱しないと触れられなくなってしまいます。連続運転には不安な温度なので、電流検出用の抵抗を並列接続にし充電電流を1.3A程度に抑えることにしました。

◆効率のことあれこれ

　趣味を通じて小さな電子工作を続けるなかで、直流の定電圧回路や定電流回路についてあまり無駄を考えないで使ってきました。自然エネルギーを効率良く回収するためには細かな気配りが必要なことを痛感します。

　特にこの方法で6Vバッテリーへ充電することは本当に効率が悪いです。入力は12V以上ありますから、充電回路を通ることで半分以上のエネルギーを熱に変換してしまいます。

　充電回路は直流の電圧降下を利用する方式を捨てないといけないようです。インバータ方式の高効率充電キットなどがあればよいのですが見当たりませんね。今後の課題が残りました。

Latest update at 2007/9/9