太陽パネルの電圧変更、ＤＣＤＣコンバーターについて

太陽パネルを使用してラジオを動かしたいのです。ＤＣＤＣコンバーターにて電圧を変換して
電池式ラジオを聞きたいと思っています。
Γ
　太陽光パネル　　→　　ＤＣＤＣコンバーター　　→　電池式ラジオ
∟

太陽光パネルの仕様：５Ｗ、12V

使用ＤＣＤＣコンバーター：３．３Ｖ出力（OKIｰ78SR）

（１）電池式ラジオ：３．３Ｖ（単三電池直列２本）
（２）電池式ラジオ：３．３Ｖ（単一電池並列２本）

そこで質問ですが
太陽光パネルからは、12Vということは、0.416A出ている（max出る可能性がある）と
理解しています。
これをＤＣＤＣコンバーターで3.3Vに変換するということは、ＤＣＤＣコンバーターからは
3.3V、1.5A出る（max出る可能性がある）ということでしょうか？

１２V、0.416A　→　3.3V、1.5A　になるということでしょうか？

OKI-78SR-3.3の最大1.5A出力のためＳＰＥＣ上問題ないと思っています。

上記の私の考え方はあっているでしょうか？

（１）電圧を変換することにより電流も変わる。
（２）SPEC上、OKI-78SR-3.3の最大1.5A出力　を使用してよいか、発火しないか。
（３）　電池の電圧の考え方はあっているか。（２）のラジオは1.5Vかもと疑問があり
　　　　ラジオが壊れてしまうのではないかと思っています。
（４）太陽の角度により電圧、電流が安定しないのでしょうか。電圧だけは安定していますか？
　　　その場合、電流が不足しているため、ラジオが聞こえないだけで、太陽の方向に向ければ
　　　またラジオが聞こえるのですよね。

電気音痴な質問で申訳ありませんが、どなかた教えていただけると助かります。
どうかよろしくお願いいたします。

No.2 ベストアンサー 回答者： yucco_chan 回答日時： 2016/04/17 20:40

>太陽光パネルからは、12Vということは、0.416A出ている（max出る可能性がある）と

理解しています。

本当に１２V ５Wならそうですが、
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この太陽光パネルでは、
１７．５V　０．２９A
です。
多くの場合、通称１２Vバッテリーを充電するために、１２V用と称される
パネルは、１７V～１９V程度になります。

１．
基本的は合ってます。
２．
>OKI-78SR-3.3の最大1.5A出力のためＳＰＥＣ上問題ないと思っています。

問題ありです。
OKI-78SR-3.3の最大入力電流は、０．４８Aなのに対して、
先のURLのパネルは、０．２９Aしか取り出せませんのでパネルの能力不足。
仮に、０．４１６Aであったとしても、能力不足です。
３．
電圧の考え方はあってます。
電力に関しては、効率が考慮されていませんので、２の問題が
解決できても、１．５Amaxは無理です。
ラジオが1.5V仕様でしたら、多くの場合壊れます。
４．
パネルの電圧は、ある程度の光量があれば、電圧はほぼ一定で、
気温（正確にはパネルの温度）で変化します。
高温で電圧低下を起こしますので、１２Vのバッテリーを充電するためには
１７V程度のスペックのパネルが必要になるのです。

もっと問題なのは、電流で、先のURLの電流値０．２９Aは、
日本では年間に数時間しか現れないほどの強力な光があたったときの
スペックなので、
通常は、
晴天で、パネルが太陽に向いている時に０．２～０．２５A程度
明るい曇り空（晴れで一瞬雲に隠れる）時に０．０２～０．０５A程度
の発電電流になります。
ですので、雲がかかった瞬間にOKI-78SR-3.3 が動作を停止する
可能性が高いです。

２を含めた対策は、耐圧２５V以上の電解コンデンサをパネルと
並列（OKI-78SR-3.3の入力）に接続する事です。
数千μF以上の容量が必要だと思われますが、
ここはトライアンドエラーで実験してください。

トータルの電力の計算は、＃１さんの回答を参考にしてください。

No.1 回答者： 富士山兄 回答日時： 2016/04/17 13:32

逆に考える必要があります。

1)電池式ラジオ[DC3.3(V)]の消費電力P2(W)を調べます。

2)消費電力P2(W)から負荷電流I2(A)を計算します。
　　I2(A)＝P2(W)÷3.3(V)

3)この負荷電流I2(A)からDC/DCコンバーターの機種を選定します。
　DC/DCコンバーターの二次側電圧 DC3.3Vにて供給可能な
　電流容量I3(A)が、2)項の負荷電流I2(A)より余裕のある大きな
　機種であることを確認します。
　　I3(A)≧I2(A)

4)DC/DCコンバーターの一次側電圧がDC12Vである機種を選定し、
　この時の一次側電流I1(A)を計算します。
　なお、DC/DCコンバーターの変換効率η(％)を調べる必要があります。
　一次側電流I1(A)を計算するため、変換効率η(％)を次の値として計算
　します。
　　変換効率η(％)＝85(％)
　　I1(A)＝{[3.3(V)×I3(A)]÷12(V)}÷[85(％)÷100(％)]

5)電池式ラジオを太陽光パネルDC12(V)にて運用したときの容量P1(W)
　を計算します。
　 P1(W)＝DC12V×I1(A)

6)太陽光パネルの仕様をチェックします。
　太陽光パネルの仕様：５Ｗ、DC12V
　次の式が満足することを確認します。
　 5(W)＞ P1(W)

(留意点)
・上式が満足しない場合は、満足する容量の大きな「太陽光パネル」
　を選定します。
・DC/DCコンバーターの変換効率η(％)を確認することも重要です。

この回答へのお礼

今度、物理の本を見ながらもう一度読み直してみたいと思います。今の自分には難しすぎて理解できませんでした。丁寧な文章と式をいただきありがとうございました。とても参考になりました。

お礼日時：2016/04/19 21:15