ソーラー充電器4号機

今回はソーラー充電器の4号機を紹介します。

>製作の背景
私は太陽電池で蓄電池を充電し、夜暗くなるとフォトトランジスタとFET又はトランジスタを用いて白色LEDを点灯させる「ソーラー門灯」を製作しました。
ところが、せっかく製作した「ソーラー門灯」も、あまり使わなくなってしまいました。
せっかく購入した太陽電池を使用しないのは勿体ないということで、「ソーラー門灯」の太陽電池を活用するためにこの「ソーラー充電器4号機」を製作しました。
さらに、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が、それだと各電池の充電量にばらつきが生じ、機器に入れて直列接続で使用したときに充電量が少なかった電池が先に切れるという不具合が生じていました。それを解消するために、電池を直列に接続し、電気量を揃えて充電する充電器を製作したいとうのもありました。
以上をまとめた

• ソーラー門灯に使用した太陽電池を有効に活用したい。

• 各電池の充電量のばらつきを抑えるために、直列で充電する充電器を製作したい。

というのが、この「ソーラー充電器4号機」製作の動機です。

>構成
「ETM-250 2V」という中国製の太陽電池モジュールを3つ直列に接続し、6Vの出力電圧を得ています。
それを単3型4本用(直列接続)の電池BOXに直結しています。
また、この4号機からは構成材料としてアルミ板を折り曲げて使用し、木材と比較して耐久性の向上を図りました。
また、木材よりも両面テープによる接着(太陽電池と電池BOX)がしやすくなりました。
それだけでなく、可動部分がなくなり、太陽高度に合わせて太陽電池の傾きを変えられないので発電効率では不利となりますが、壊れる心配も少なくなり耐久性の向上も図られました。

>使用実績
この4号機は、完成してから2009年の2月いっぱいまでの間に、189回使用しました。もちろん現在も使用しています。
自分が家にいる間は、太陽の動きに合わせて置く向きを変えることもあります。
また、単4型電池を単3型に変換するスペーサー(アダプター)に入れてこの4号機で充電することもあります。
太陽電池の出力電流が250mAなので、1日に充電できる容量は
250mA×4時間×0.7=700mAh
と、単4型ニッケル水素蓄電池の容量に近いので、むしろ単4型の方が都合がよかったりします。この4号機では、1日で単3型のニッケル水素蓄電池を満充電することはできません。
さらに、電池BOXに単3型の「ダミー電池」を1本入れて短絡させ、「3本」の電池を充電する場合もあります。この場合は、太陽電池の出力電圧よりも電池の充電電圧が約1.5Vも低くなる分太陽電池の電力を損失し、効率的には損をすると思います。しかし、太陽電池と蓄電池の電圧差が十分にあるので、電池の満充電はしやすいと思います。
この4号機も、電池に直射日光がほとんど当たらないので、電池が色褪せる心配はなくなりました。