バッテリーの充電電圧が高い

Question

最近流行？のソーラー充電器を購入検討しているのですが、何箇所かの個人サイトを見てみると、測ると１８Vとか２０V出ていると書かれています（１２Vの普通車用）
テスト（実測）だけでなく仕様としてもそう記載されていますので、問題はないとは思うのですが、、。

コンセントからの充電器も使っているのですが、この場合１４V程度です（オルタ時も１４V台ですね）

１４－１５V程度なら普通で問題ないと思うのですが、１８－２０Vは特に問題ないのでしょうか？
一時的なら１２Ｖバッテリーに２４Ｖバッテリーをつないで充電などの荒業も聞きますが、今回は長時間（数日つなぎっ放し）なので、、、。

２４Ｖバッテリーをつないでも、もっと電圧の高いバッテリー（あれば）　問題ない？？？

理由も教えてください。

sailor · Accepted Answer

バッテリーの充電電圧は１３．５Ｖ～１４．５Ｖ程度が適正で、いかなる場合でも１５．５Ｖ以上の電圧を掛けてはいけません。ソーラーセルの開放電圧はまったく制御されていない状態ですので、そのままで、バッテリーを充電することは出来ません。出力電流が小さな場合でも、バッテリーの状態しだいでは電圧が許容範囲をこえて上昇する可能性があり、過電圧を掛けると短時間でもバッテリーを破損する可能性があります。特に最近のＭＦ系のカルシウム分を含んだ電極は過電圧には極めて弱いので決して行ってはいけません。ソーラーセルなどを使って充電するのであれば電圧を制御するための回路を必ず使用する必要があります。また、大型のソーラーセルで出力電流が大きなものでは、電圧のみならず電流の制限も必要になる可能性があります。

バッテリー充電用に設計されたものであれば問題ないでしょうが、自作などを行う場合には、必ずこれらの制御回路を組み込み電圧の安定化と過電流に対する保護を行う必要があります。過充電状態に置くとバッテリー液が電気分解され可燃性ガスの発生が多量になりますし、状態しだいでは硫化水素などの有毒ガスが発生する可能性もあります。引火爆発や中毒の原因になる場合もあるので、必ず管理された状態で充電してください。

バッテリーの発生電圧はセル（１２Ｖの自動車用では６セルあります）ごとの電極材料と電解液の種類で決まっており、鉛バッテリーでは１セルあたり２．１０５Ｖです。６セル×２．１０５Ｖで１２．６３Ｖとなるので公称で１２Ｖとしていますが、この電圧は大きさには関係なくセルの数で決まります。充電の際はこの電圧よりやや高めの電圧を掛けるわけですが、バッテリーの内部では鉛と二酸化鉛と希硫酸による化学反応で化学的エネルギーを電気エネルギー変換（酸化反応）その逆（電気分解による還元反応）を行っています。この際に以上に高い電圧を掛けると、電極部分での反応が以上に速く進み電極に大きな結晶を作ってしまったりということがおきます。一度大きな結晶状になってしまうと、結晶が成長していない部分とで反応の速度に差が出来てしまい、電極上に部分的に反応しにくいところが出来てしまいます。これは電極の面積が減ってしまったのと同じことになり、バッテリーの容量を減らす要因になります。これと同じ現象が過放電でも起こります（生成される物質は違うが、過放電でも結晶の成長がおきる）ので、過放電の状態に置くこともバッテリーの寿命を著しく縮めるる要因になります。

kisinaitui · Answer

>30-40ｍＡ程度の小さなパネルです。

それであれば、元々気休め程度にしかなりません。
気休め程度にもならないパネルですので、接続してても問題ないですよ。

ただ、暗電流(車を止めていても流れる電流)よりも小さい充電電流しかありません。
それが日中だけですので、効果も無い事が判ると思います。

fxq11011 · Answer

電圧だけならたとえ１００V（開放電圧）でも問題ないかも・・・・。
電池や発電機の能力で重要なのはVAまたはKwH、つまり取り出せる電力です。
１Aの電流を取り出すときは２０Vあっても２Aの電流を取り出すと１０Vになったなんてことはごく当たり前です。
鉛バッテリーは内部抵抗が乾電池などとは比較に何らないほど低いため数十アンペアはすぐ流れますが、ソーラー発電機（おもちゃに毛が生えた程度の）にそんな能力があるとは思えません。
本当に能力を知りたいなら、負荷に可変抵抗をつなぎ、電圧計、電流計で何ボルトで何アンペアの電流が流れるかを確認しなければ（この時、負荷により電流・電圧は変化しますが、電圧×電流は同じです）

1143 · Answer

>>出力仕様が１７．５Ｖ　だとか書かれています（購入検討の１つに）
>>無付加と付加で結構かわるのですか！

http://www.sankometal.co.jp/prod/technology/pdf/03_07.pdf

太陽電池は、電流が増えると、内部抵抗によりどんどん電圧が下がって行きます。

http://www.northpower.co.jp/photovoltaic/kd.htm

たとえば、この京セラのＫＤ０３。サイズは１６０×２４０ｍｍと、カー用品店に売っているおもちゃのソーラパネルと遜色の無い大きさですが、低格出力の３Ｗが出るのは０．１７Ａで、１７．６Ｖの時です。これが０．２５Ａ流れると出力は３Ｗより下がりますから３Ｗ÷０．２５Ａ＝１２Ｖさえ出ないことになります。

http://gyb.gs-yuasa.com/support_car/empty/charge.html

普通車クラスで通常充電は５Ａ程度を推奨していますので、電流はその１/２０以下。晴天だとしても、フロントガラスの内側とか、パネルが太陽に直角じゃないとか（当たり前ですが、地球は回っています）考えると大変気の長い話です。（と言うより、全く効果無し。）パネルが小さければ、もっと出力が下がります。

>>効果は結構あるように皆さん記載されてます（評価サイトではなく、みんカラなどで）

滅茶苦茶な記事や、業者の桜はは日常茶飯事。あそこのブログの内容こそ、信頼性はほとんど有りません。
　そもそも、普段使っている車なら、走行中に充電されるので、こんな物は全く必要有りません。（返って夜間に放電するのでは？位に思えます。）
　
>>それに安い物なので、話のタネ（ネタ）にも。

はい。取り付けた事に自己満足して、気のせいなのに”効果有り”なんてブログに書き込んじゃう、って言う図式です。
　なので、この手のブログの内容は、全く信用に足りません。

oska · Answer

＞テスト（実測）だけでなく仕様としてもそう記載されていますので、問題はないとは思うのですが、、。

完全晴天時の試験結果で、最大安定電圧を仕様として起債しているのでしよう。
現実的には、照度・天候などの条件で「仕様の８割程度」の電圧がでれば合格です。
という事は、１４Ｖから１６Ｖですね。
まだまだ、バッテリーには辛い電圧です。
バッテリーのセル一個は２Ｖですから、この充電器に用いるバッテリーはセルが７個から８個も必要です。
バッテリーは、２Ｖの直列です。
最大１４Ｖ程度までは、許容範囲なんですがね。これでも、１４Ｖ連続は負荷が大きくなりヤバイです。

＞２４Ｖバッテリーをつないでも、もっと電圧の高いバッテリー（あれば）　問題ない？？？

これだと、基本的には問題ありません。
但し、２４Ｖ仕様の自動車・農業用車種・工事用車種は限られますが・・・。

それよりも、ソーラー充電器は「あくまで、自然放電量を少しだけ賄う」に過ぎません。
費用対効果を考えれば、菅首相を支持するのと同じです。

1143 · Answer

>>箇所かの個人サイトを見てみると、測ると１８Vとか２０V出ていると書かれています

無負荷の時のお話でしょう。

プリウスオプションのルーフいっぱいのソーラパネルで、換気用のファンを回すのが精一杯なことを考えれば、無負荷で何Ｖ出ようが気にする必要は無いと思います。（ついでに言うと、投資効果も全く無いと思いますが。）

kisinaitui · Answer

ソーラーパネルは、化学反応を利用して電気を発生します。
その為、負荷が何もない時の電圧は、高くなります。

パネルだけを光に当てて、出力端子を開放してテスターで測るとその様な電圧が発生します。

しかし出力側に負荷を掛けると一気に電圧が下がります。
ソーラーパネルの出力定格は、最大の光を当てた時の定格電流を出した時の出力電圧です。
ですので電流が少なければ電圧が上がってしまいます。

実際に、パネルに最大の光を当てて、バッテリーにつないでみれば判る話ですが、電圧は一気に落ちます。

ただし、長時間充電し続けるなどの場合に、バッテリーが過充電にならない様に制御するためや、ソーラーパネルが発電して居ない時は逆に電気を食ってしまいますので、それを防止するための回路などが必要になります。
それが、充電コントローラーなどと言われる物になります。

ソーラーパネルの容量や末弟ーの容量も判りませんのでそれ以上はアドバイスが出来ませんが、小さなソーラーパネルだと、逆流防止ダイオードをつなぐ位で、つなぎっぱなしでも特に問題ないと言う物もありますし、大きなソーラーパネルなら、細かく電圧や電流を制御してあげないといけない場合もあります。

nekonynan · Answer

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02186/
ここにも※鉛充電池の充電には充電回路が別途必要になりますと書かれています

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02827/
ソーラー充電コントローラーを必ず繋いで１２Vの蓄電池に繋ぎます

noname#147110 · Answer

その為に充電コントローラーと言うパーツが売られてます 

逆に電圧が低い場合でも自動で適正充電圧に制御します

バッテリーの充電電圧が高い

バッテリーの充電電圧は１３．５Ｖ～１４．５Ｖ程度が適正で、いかなる場合でも１５．５Ｖ以上の電圧を掛けてはいけません。

この回答への補足

>30-40ｍＡ程度の小さなパネルです。

電圧だけならたとえ１００V（開放電圧）でも問題ないかも・・・・。

>>出力仕様が１７．５Ｖ だとか書かれています（購入検討の１つに）

＞テスト（実測）だけでなく仕様としてもそう記載されていますので、問題はないとは思うのですが、、。

>>箇所かの個人サイトを見てみると、測ると１８Vとか２０V出ていると書かれています

ソーラーパネルは、化学反応を利用して電気を発生します。

その為に充電コントローラーと言うパーツが売られてます

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