ソーラーで回転、蓄電の方法を教えて下さい。

質問

日中はソーラーで電気を作り、その電気で回転させ、回転している動力で電気を溜め、夜はその電気で、また回転させたいのですが、可能でしょうか？
分かりずらくて、すいません。
何を使えばいいのか全然分からなくて、詳しく教えて下さい。
あと、使えそうなキットとかあれば、教えて下さい。

回答No.6

sailor

電力をためるにはソーラー（いわゆる太陽電池）だけでは無理です。現在実用化されている太陽電池には電力をためる機能はありませんので、光が当たらなくなれば電力の供給は止まります。現在あるシリコンを利用したものとは異なる方式の太陽電池で、ある程度エネルギーを蓄積できるものも研究はされていますが、まだ研究段階であり蓄積できるエネルギーもごくわずかです。従って、夜間もバッテリーなどの助けなしで回転を維持するとなると、電力には頼れないことになります。

回転体自身の慣性に頼るしかないのでしょう。いうなればコマが回っているのと同じ状態を夜間保つ必用があります。これは簡単なようで実は非常に高い技術が必要です。先ずはコマになる物体ですが、千分の１グラムの単位で精密にバランスをとる必要があるでしょう。軸受けにも極限まで摩擦を減らしたものが必用になるでしょうから、市販のベアリングなどでは無理です。最低でもピボット（軸の先端を針の様に尖らせてへＶ字型にくぼんだ軸受けで支える方法）を使う必要があるでしょう。ピボットでは先端のごく小さな点にすべての重さが掛かるので、鉄などでは強度が持たないので、ダイヤやサファイアといった宝石やタンガロイといった非常に硬い金属で作る必要があるでしょう。これも精密に加工する必要があります。それから、夜間動力を発生しないモーターは単なる抵抗ですからこれもコマからは完全に切り離す必用があります。コマの外形も空気抵抗を極力避けるような形にするか、コマ自体を真空のケースに密閉して空気抵抗を排除する必要があるでしょう。これの一つ一つは単純ですが非常に高度な工作技術と材料工学の上に成り立った技術です。少なくとも千分の一ミリ程度の精度で加工しなければ無理でしょう。

外部から電気のエネルギーを得ないというだけなら、かなり現実的になってきます。太陽電池を使いモーターを回すのと同時にバッテリーに充電するという方法を取ることになりますので、バッテリーを使わないという意図には反しますが、このバッテリーにためた電力も太陽電池からのものですので、外部電力を使ってはいません。なぜ、バッテリなどの蓄電装置を使うのを拒むのか、その意図が判らないのですが、太陽電池に蓄電するという作用がない以上、何らかの蓄電装置を使わない限り、夜間の発電できない時間は電力を利用することは不可能です。先にも述べたように回転体の持っているエネルギーで発電した場合は、回転体の持っていたエネルギーより電力として得られるエネルギーは確実に小さくなるので、そこで得たエネルギーで回転を続けさせることは出来ません。何もしないでコマとして回しておいた方が電力に変換して再度回転に変換するというロスがない分だけ、長く回っていることになります。

蓄電池の使用を避ける理由を教えていただけますか？それからソーラーという表現は避けたほうがいいでしょう、ソーラーという表現は太陽電池のみに使われるものではありません。電池のみでなく蓄電設備などを含めたシステムに対してや、太陽光を利用した蓄熱装置や太陽熱を利用したエンジン（スターリングエンジンなど）についても使われる用語です。ソーラーという言葉使って電池であるということを表現すのであれば、ソーラーバッテリーというように書かないと誤解を招く原因になります。小さなことですが、技術系の話をする際は言葉は適切使わないと、結果がまったく異なったものになるといこともあります。あいまいな表現は極力避ける努力をしましょう。

以上補足の要求を含めた回答です。補足要求にお答え願えれば、出来る限りそれに沿ってお答えする用意はあります。

お礼

ご丁寧に説明ありがとうございます。
用語等、無知なものですいません。
電気、電池を使わずにという、表現ですが、電気というのは、家庭のコンセント、
電池というのは、乾電池の事です。
エコな商品を考えていて、それらを使わずに作りたいのですが、
太陽電池を使う時点でかなりコストは掛かってしまいそうですよね？