太陽電池・コンデンサー おすすめ

質問

日中に太陽電池を使ってコンデンサーを充電しようと思っています。
その場合、太陽電池とコンデンサーの組み合わせは、どれとどれがいいですか?
充電にかかる時間は日中にできるくらいでいいです。
・コンデンサーの出力電圧は３Ｖくらいでなるべく容量大
・用途はＬＥＤの点灯
・太陽電池は1000円くらい
これにあったものがありましたら、お願いします。

回答No.2

mmitsukuni · ベストアンサー

電気二重層コンデンサは，コスト的に無理です．

１．(電気二重層)コンデンサは充放電電圧が指数関数的に変化する．
　　E[V]まで充電された，容量C[F]のコンデンサを抵抗R[Ω]を通じて放電すると
　　端子電圧Vは時間tとともに減少し，V＝E・exp(-t／(RC)) という式に
　　したがって減少します．

　　LEDは過大な電流を流すと発熱で焼き切れます．
　　そこで，よく使われる簡単な方法は抵抗で電流制限をすることです．
　　LEDの点灯時の電圧を3Vとして，コンデンサの初期電圧を5Vとして，
　　LEDと200Ωの抵抗を直列につないで，初期電流を10mAとします．
　　（これは常夜灯程度の明るさ）
　　それで，1時間後のコンデンサの電圧が4V（LED電流は5mA）になるような
　　コンデンサの容量を前の式から求めてみると，約60[F]になります．
　　秋月電子通商の，例えば，5[F],5.4V,\600の電気二重層コンデンサでは
　　12個並列にして60[F]ということになります.

　　一方，ニッケル水素等の充電電池では，ある程度以上充電されていれば
　　端子電圧はほぼ一定(1.2V)ですから，通常の負荷では一定電流が流れます．
　　だから，電池の容量は，AH(1Aの電流を1時間流せる容量)で表わします．
　　例えば，単３のニッケル水素充電池は1.2V,1500mAH程度はあります．
　　これを4本直列につないで180[Ω]の抵抗で3VのLEDに電流を流せば
　　10mA流れるので，150時間も同じ明るさが持続できることになります．

２．電気二重層コンデンサは過電圧に弱い．
　　初期電圧を例えば5Vにするには，これより高電圧の起電力のパネルが
　　必要で，かつ起電力は日照量で大きく変動するので，
　　電気二重層コンデンサの耐圧はもっと高いものが必要です．
　　耐電圧の高い，大容量の電気二重層コンデンサはかなり高価です．
　　また，前に述べた，放電電流が時間ともに低下することも問題です．

結局，電気二重層コンデンサでは充放電制御回路が必須になります．　　

一方，充電電池の場合は，1000円程度のソーラーパネルなら，
起電力がしれてますので，逆流防止ダイオードのみの充電でも
致命的な過充電には至らないでしょう．
また，百均の充電電池もなかなかの性能ですから，
ダメになったら買換えれば良いのですから・・・

なお，鉛蓄電池を使うとさらに実用的になるでしょう．
秋月電子で調べると
太陽電池モジュール（6V,2W）\950
太陽電池充放電コントローラ(6V3A)\1,280，
完全密封型鉛蓄電池(6V4Ah)WP4-6 \700
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-05358/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-08921/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gB-00036/

この組み合わせなら，毎日の発電量が2W×4時間＝8WH相当あれば，
0.5Wの常夜灯を12時間点灯しても2WH余る理屈です．
鉛蓄電池はディープサイクル（完全充電と完全放電）を繰り返すと
劣化しますが，2WH余裕があれば損失を含めても十分な充電状態を
保てると思います．

お礼

詳しくありがとうございます。少し考えさせていただきますね。

回答No.1

86tarou

普通のコンデンサでは容量不足でしょうから、自ずと電気二重層コンデンサの選択となるでしょう。これでも点灯時間は長いとは言えませんよ。なので、太陽電池の性能とＬＥＤの消費電流（電力）と点灯時間からの試算が必要です。場合によっては、効率化の観点から電源回路（ＬＥＤドライバ）も必要になる可能性もあります。
http://akizukidenshi.com/catalog/c/csolarbat
http://akizukidenshi.com/catalog/c/ccap2

お礼

ありがとうございます。電気二重層コンデンサにします。