ソーラー充電器3号機

今回はソーラー充電器の3号機を紹介します。

>構成
田宮模型の、0.5V、1200mAの太陽電池
http://www.tamiya.com/japan/products/76002solar_battery_0.5v/index.htm
を3枚直列に接続し、1.5Vを得ています。
それを並列接続した単3用電池BOX4個に直結しました。
しかし、安価なリード線が付いていないタイプの電池BOXを用いたため、半田付けの際に2個が壊れて使えなくなりました。
しかし、後述しますが使える電池BOXは結果的に「2個」で丁度よくなりました。
3号機までは、基板は木材です。
このブログをご覧の皆さんが「ソーラー充電器3号機」(タイプ)を再現されるときは、金属やプラ板などの比較的丈夫な素材の使用を推奨します。さらに、太陽電池をしっかりと支えられる構造も。

>苦労した点
田宮模型の太陽電池は「台形」なので、両端の太陽電池は中央の太陽電池とは逆向きに並べました。
さらに、田宮模型の太陽電池は裏面に凹凸があるので、接着に苦労しました。裏面に小さなプラ板を貼り付けて接着しましたが、接着がうまくいかず端の太陽電池は傾いてしまいました。
ポールで支えられているのは中央の太陽電池のみですが、太陽電池パネルが大きすぎるのと、リード線の長さが足りないのとで太陽電池はあまり動かせませんでした。
さらに、後述しますがこの太陽電池を「1本のポールのみで支える」構造には少々無理があり、結果的には弱点となってしまったようです。

>使用実績
最近はニッケル水素蓄電池の容量が単3型で1本約1800mAhかそれ以上に向上したので、
1200mA×4H×0.7=3360mAh
と、一度に充電できるのは単3型で「2本」となってしまいました。
また、単4型電池を使用する機器を購入したので、3号機には単4用の電池BOX2個を増設しました。
しかし、3号機では太陽電池パネルが十分に大きくなったので、「電池が直射日光で色褪せる」という問題は一応解消しました。
この3号機は約5年間使用しましたが、2008年の2月に落とした際に太陽電池を支えるポールが折れてしまいました。それ以降はほとんど使用していません。

>並列で充電
初号機から3号機までは電池を「並列」で充電していました。それだと充電中の電圧は揃うものの、各電池ごとの容量のばらつきなどにより、充電量がばらつくようだということに気が付きました。
各電池の充電量がばらついていると、電池を機器に入れて直列に接続して使用した場合に、充電量が少なかった電池が先に切れ、残りの電池を有効に使えなくなるという不具合が生じました。
その不具合を解消すべく、各電池の充電量を揃えるために電池を「直列」に接続して充電する充電器を製作しました。

>逆流する電流
この3号機だったと思いますが、暗いときに逆流する電流を測定しました。
測定された逆流する電流は、約8mAだったように記憶しています。
これなら一晩(約10時間)置いておいても、逆流する電気量は約80mAhとなり、十分に少ないと思われます。
さらに、基本的には充電が終わった夕方(帰宅したとき)に電池を取り出すので、逆流によって失われる電力量は気にならない程度だと思います。
むしろ10mA程度の逆流電流を止めるために逆流防止ダイオードを取り付ける方が割に合わないと思います。さらにダイオードによる順方向電圧降下を補償するために、太陽電池が1セル(0.5V)ほど余計に必要になり、その分製作費が余計にかかるというのもあります。