仕事を頑張る人のおしりトラブル対策

 以前、ネットの情報を基にして、太陽電池からニッケル水素に充電するために回路を作りました。
 しかし、回路図をなくしてしまったため、作ったものをもとに回路図を作り直してみたのですが、これで正しいにのかがよくわかりません。(回路図を基に作ることはできるのですが、自分で回路を設計できないためです)
 また、太陽電池の開放電圧は5V程度あるのですが、ダイオードが入っているためなのか、実際の入力電圧は4V程度しかなく十分充電できません。
 そこで、お聞きしたいのですが、
  (1) 回路図に、基本的な部分で修正はありますか。
  (2) 今回、DC-DCコンバータを使って、4.5V~4.8V程度に充電電圧を上げようと思ってい    るのですが、他に何かいい方法はありますか。
 回路作成については勉強中なので、わかりやすく教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

「太陽電池を使った4.5Vの充電回路図です」の質問画像

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A 回答 (2件)

>(1) 回路図に、基本的な部分で修正はありますか。


その回路図では動かないと思います。
太陽電池の開放電圧が5Vでも、電流を流すと出力電圧が低下しますし、ダイオードの電圧降下もあるので、ニッケル水素電池の充電電圧は4Vくらいになるかもしれません。でも4VでもLEDは点灯します。添付図は、暗くなるとLEDが点灯する回路です。下のグラフは CdSの抵抗値とLED電流の関係です。暗くなるとCdSの抵抗値が大きくなり、ある抵抗値より大きくなるとLEDに流れる電流が増えていきます。どこまで暗くなったときにLEDが点灯するかは、可変抵抗(R1)で調整できます。R1 = 100kΩなら、数十ルックス未満でLEDが点灯しますが、R1 を大きくすると、さらに暗くならないとLEDが点灯しないようになります。R1を 1MΩの可変抵抗として、暗いところで可変抵抗を回してLEDが点灯するように調整します。点灯したときにLEDに流れる電流は R4 で調整できます。LEDの順方向電圧 Vf と LED電流、電源電圧から、適切なR4の値を計算してください。

>(2) 今回、DC-DCコンバータを使って、4.5V~4.8V程度に充電電圧を上げる
添付した回路図では、ニッケル水素電池の電圧が、LEDの動作電圧 Vf よりも小さくなるとLEDが点灯しなくなります。ニッケル水素電池の電圧が下がってもLEDを点灯させたいときは、ここ(http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-03071/)のような小型モジュールを使うといいでしょう。これをニッケル水素電池とLED点灯回路の間に入れれば、ニッケル水素電池の電圧が1V程度まで下がってもDCコンバータの出力電圧は5Vに維持されます。このDCコンバータを使ったときには、電源電圧を 5V としてR4を計算してください。このDCコンバータは出力電流が 100mA 程度しか取れないので、点灯させるLEDに流す電流も100mA未満に限られます。
「太陽電池を使った4.5Vの充電回路図です」の回答画像2
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この回答へのお礼

とても分かりやすい説明、ありがとうございました。
この回路図と回答を基に、再度、回路を組んでみたいと思います。

お礼日時:2011/10/02 22:20

この回路図、間違っていませんか?


太陽電池からダイオードを通って電池に直接入っているのでトランジスタ回路は意味無いようだし
ニッケル水素電池3個直列では充電するために4.2V以上必要ですからダイオードの電圧降下と太陽電池の内部抵抗を考えると、すごく長時間の充電が必要になるのは当然です。
通常、太陽電池から充分の電力を取り出すには必要な電圧の2倍程度の開放電圧の太陽電池が必要ですから、もっと出力電圧の高い太陽電池にすべきでしょう。
その上でニッケル水素の飽和電圧になるよう定電圧回路を組み込むなら完璧です。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
都合により太陽電池が変えられません。直列2本だったら可能でしょうか。
また、右側の部分は、暗くなるとLEDが点灯するようにするための回路なのですが、その場合は、この回路図の配線で正しく動作しているのでしょうか。

補足日時:2011/10/02 10:42
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こんなのどうでしょう。

<秋月電子通商HP:ソーラーバッテリーチャージャー 単3 4本用 メータ付:800円>
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Aベストアンサー

16Vの太陽電池を使うと書かれていますが、16Vの太陽電池は16Vの電圧で電流を取り出すことはできません。
太陽電池は「取り出す電流が多くなるにつれて電圧が下がる」という特性があるため、「高い電圧が必要な場合、取り出せる電流が小さくなる」ことになります。
特性値の「開放電圧」は、「まったく電流を取り出さない場合の電圧」です。電流ゼロですからこの電圧ではまったく電力は取り出せません。
また別の特性値として「短絡電流」がありますが、こちらは「電圧がゼロになるまで絞りきった最大電流」です。電圧ゼロですからこの電流を流してもまったく電力は取り出せません。

その中間で、「ほどほどの電圧でほどほどの電流」になるように、取り出す電流量を調整する必要があるわけです。
16Vのソーラーパネルで、エネループ12本=14.4Vの充電というのはかなり無謀な数値です。

太陽電池を使う場合、取り出せる電圧は、だいたい開放電圧の70%ぐらいを想定するのが無難。その時で、取り出せる電流は、だいたい短絡電流の70%ぐらいになります。

つまり16Vのパネルなら取り出せる電圧は11Vぐらいまで。エネループ12本=14.4Vの充電は無理ってことです。
また、Arduino自体、電源電圧は7~12Vですから、エネループ12本は過電圧になってしまいます。

Arduinoを使うのなら、エネループ8本で十分でしょう。
エネループの充電には1.4Vぐらい必要ですが、それでもなんとか16Vのパネルで充電も可能かと。

あとは、別の方の回答にもあるように、エネループの方には何らかの充電制御は必須です。
質問を見たところ、「電流はほとんど消費しない」が「夜間でも動作して欲しい」といったもののようですから、
「昼間は大電流でがんばって充電する」ような必要はなく、「トリクル充電」で十分でしょう。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ4.pdf
12ページ目(P.59)の「(b)スタンバイ使用 トリクル充電方式」が参考になるでしょう。

大ざっぱに言えば、トリクル充電は「微小電流で充電状態を維持する」というものです。
単三エネループ(1900mAh)なら、その1/20程度、「最大100mA程度」で電流制限して充電し続けるというものです。
この方式だと充電に複雑な制御が要りません。
満充電に20時間かかりますが、Arduino側の電力消費が少ないなら、最初っから満充電にしておけば、その状態を維持することは難しくないでしょう。
つまり、Arduino側の消費電流は、「平均消費電流が100mA(充電電流)よりも小さくする必要がある」(実用上は、50mAぐらいに抑える必要があるでしょう)ということになります。

Arduino自体は25mA程度のようですから、あとは赤外線センサーの消費電力しだいですね。
http://blog.livedoor.jp/kan0ken1/archives/51728359.html
LEDの方は常時点灯するわけではないなら、消費電流はほぼ無視できるでしょう。(たとえば24mAで点灯させていて、1日に1時間程度点灯させることになるなら、平均電流は1mA)


次に、具体的な充電回路ですが、ソーラーパネルのスペックで「短絡電流」が150mA程度のパネル(こちらも70%ぐらいになるので、実際に取り出せる電流は100mA程度)を使えば、特別な充電回路は不要ということにできます。
ただし、逆流防止のためのダイオードはつけた方がよいでしょう。
太陽電池→エネループにダイオードを繋ぎ、Arduinoはエネループ側から電源供給します。

http://ryohnan.in.coocan.jp/eco/solar-radio/index.html

こちらの回路構成なんかが参考になるでしょうか。
この例では、開放電圧4.5V、短絡電流60mAの太陽電池(つまり、実質は3V40mA程度)を使って、
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16Vの太陽電池を使うと書かれていますが、16Vの太陽電池は16Vの電圧で電流を取り出すことはできません。
太陽電池は「取り出す電流が多くなるにつれて電圧が下がる」という特性があるため、「高い電圧が必要な場合、取り出せる電流が小さくなる」ことになります。
特性値の「開放電圧」は、「まったく電流を取り出さない場合の電圧」です。電流ゼロですからこの電圧ではまったく電力は取り出せません。
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Aベストアンサー

そのサイトを見て作り方が分からないのならば手を出すべきではありません。

すべて書いてあります。(テスターは必須です。)

≫太陽電池はこれも秋月電子で購入。
≫1.5Vの250mA(短絡時)(1枚400円)
≫確かに短絡時は1.5V強の250mAが確認できた。
≫これを2枚直列につなぎ、出来上がった2セットを並列でつないだ。
≫単純計算で、3V500mAのソーラーパネルだ。

≫充電池は電池の2倍以上の電圧をかけなければ充電しないらしい。
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これだけ写真があるのに配線図がないと分からないのでしょうか?

QLEDソーラーライトの回路にスイッチを追加したい

LEDソーラーライトに関する質問です。
昼間太陽電池で充電式電池を充電し、夜間、必要な時だけ光るライトを作ろうとしています。
この用途には秋月で売っているCL0116というICが便利なようです。

このICのデータシートには写真の基本回路が記載されています。
この基本回路で、昼間は充電して、夜になると自動的に点灯するLEDライトが実現できます。
私の場合、自動的に点灯するのではなく、夜必要な時だけスイッチで点灯して、
不必要な時は消灯したいので、どこかにスイッチを追加すればよいと思うのですが、
質問はこの回路のどこにスイッチを追加すればよいかです。

簡単に考えればA点に追加すれば良さそうに思えますが、
データシートによるとそれはNGです。この回路全体が発信回路なので、
A点にスイッチを追加した場合、
スイッチONの瞬間に過大な電流が流れてLEDが破壊されてしまう恐れがあるのだと思われます。
D点に追加した場合は回路は安全だと思われますが昼間充電し忘れてしまいそうです。
B点、C点、D点のうち、どれが可でどれが最適でしょうか?

LEDソーラーライトに関する質問です。
昼間太陽電池で充電式電池を充電し、夜間、必要な時だけ光るライトを作ろうとしています。
この用途には秋月で売っているCL0116というICが便利なようです。

このICのデータシートには写真の基本回路が記載されています。
この基本回路で、昼間は充電して、夜になると自動的に点灯するLEDライトが実現できます。
私の場合、自動的に点灯するのではなく、夜必要な時だけスイッチで点灯して、
不必要な時は消灯したいので、どこかにスイッチを追加すればよいと思うので...続きを読む

Aベストアンサー

C点が無難だと思います。
データーシートを見ましたが詳細な説明も内部回路もないため確実で安全な場所がわかりません。動作を推定してみてC点が良いでしょう。
LEDは光りませんがICは点灯動作をしようとしていますから電池はわずかですが消耗します。

なおA点で切るとコイルで発生した高電圧によりIC自身を破壊する恐れがあります。過電流というより過電圧です。理論的には「無限大ボルト」が発生します。通常はLEDがこの電圧を吸収して光るので過電圧の問題は生じませんが、LEDが無いとLX端子の内部が耐圧破壊するはずです。

もうひとつの方法はICのBAT端子とSBAT端子をショートする方法です。念のため1KΩ程度の抵抗を直列に入れてショートします(動作上は無くて良い)。こうするとSBAT端子に+の電圧が加わり、ICは昼間と勘違いしてLEDは光りません。
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注意点として電池からソーラーセルへ向けて大きな電流が流れ込んでいないことを確認してください。たぶんソーラーセルへは流れ込まないと思いますが、もし流れていたらこの方法は諦めましょう。

C点が無難だと思います。
データーシートを見ましたが詳細な説明も内部回路もないため確実で安全な場所がわかりません。動作を推定してみてC点が良いでしょう。
LEDは光りませんがICは点灯動作をしようとしていますから電池はわずかですが消耗します。

なおA点で切るとコイルで発生した高電圧によりIC自身を破壊する恐れがあります。過電流というより過電圧です。理論的には「無限大ボルト」が発生します。通常はLEDがこの電圧を吸収して光るので過電圧の問題は生じませんが、LEDが無いとLX端子の内部が耐圧破...続きを読む

Qニッケル水素電池の充電電圧と電流について

工作でニッケル水素電池(単4電池、1.2V 750mAh)に充電しようとしています。
現在、最大で2.5Vで700mAをかけたいのですが、この数値だと問題あるでしょうか?
実際の充電器の電池にかかる出力を見てみたら、2.1V、180mAがかかっていました。
電圧は同じぐらいですが、電流が大きすぎるかなと思っています。

Aベストアンサー

750mAhの電池を700mAで充電するのは危険です。
過充電になると電池の寿命を縮めるだけでなく、電池の破裂などを起こす恐れが有ります。
特に、急速充電対応の電池で無い場合はこのような充電方法は危険です。
過充電を防ぐためにはちゃんとした制御を行う事が必要です。
DS2714やMAX713のような専用ICを使用する事が望ましいです。

下記の資料をよく理解してから行ってください。
内容が理解できない場合は充電器の自作は止めた方が良いです。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ4.pdf
特別な制御をせずに充電できる方法はタイマー制御充電方式か準定電流充電方式です。

Q太陽電池の並列接続と直列接続

タイトルのとおりです。
太陽電池の並列接続と直列接続の違いはどういうことですか?
もちろん接続法の違いは分かるのですがそれぞれ並列接続するとどうなるか、直列接続するとどうなるか教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

太陽電池1セルあたりの電圧は0.45V位です。
並列接続の場合、電圧0.45V、電流は面積に比例して流れます。
直列接続の場合、電圧は0.45V×直列段数、電流は単位セルの面積に比例して流れます。
通常は負荷となるものが数V以上必要(電子回路の場合は3V、5V等、鉛電池の場合は6V、12V等)なため、所望の電圧値になるように太陽電池を直列接続にして使います。
直列接続にした場合、そのうちの一つのセルが陰になった場合、太陽電池はまったく発電できません。例えば、一つのセルが葉っぱで半分しか光が当たらない場合は全体の出力も半分になってしまいます。
それに対して、並列接続の場合は陰になっている部分以外は出力できます。太陽電池面積の1割だけ光が当たらない場合は9割の出力が可能です。
ただし、出力電圧が0.45Vなので昇圧しないと使えません。そして電圧が低い分大きな電流が流れることになります。
昇圧するにしても昇圧回路までにたどり着くまでの損失は抵抗×電流^2になりますので、昇圧回路を太陽電池のすぐ近くに置く等の工夫が必要となります。また、普通の昇圧回路では効率が悪いため、マルチフェーズなど手の込んだものが必要となってきます。
回路のコストがかかっても、陰に対してのリスクを軽減する必要がある用途があれば使われる手法かもしれません。

太陽電池1セルあたりの電圧は0.45V位です。
並列接続の場合、電圧0.45V、電流は面積に比例して流れます。
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Q単三電池で動く機器を太陽電池で替えるには?

単三電池で動く機器(モーター)を太陽電池で代替するには、どのくらいの太陽電池パネルが必要でしょうか。 光は屋内使用での明るさで代替したいのですが。

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いろいろとテストする必要がありますが、まず計算して目安を付けましょう。単三電池は何本入ってますか?そして、電流は?

本数で電圧がわかるし、電流がわからないとパネルの大きさが決められません。
基本的に単三電池なら電流は0.5A以下でしょう。電圧は1本で1.5Vなので仮に2本入っていたら3Vで0.5A以上必要です。
蛍光灯程度ならあまり発電しないんで10倍程度は必要です。つまり3V5A程度の太陽電池が必要になります。

太陽電池は高電圧低電流のタイプが良く出回っています。12V0.5Aとかです。今回のように3Vと低い電圧で5Aもの大電流を流すには
太陽電池をいくつも組み合わせないと出来ません。

また表示されている電圧、電流の読み方にちょっとコツが必要です。
12V0.5Aと表示されていれば、太陽などの大きな光を当てると、12Vで0.5Aも流せる・・・とは違うんです。
ショートさせたときに一番大きな電流が流れますが、それが0.5Aということです。(電圧はほぼ0です)
経験上、この場合は12Vでは0.4A程度になります。

結論ですが、3V0.5Aと仮定した場合、参考URLの太陽電池を、2個直列にしたものを10個並列につなぐことになります。
お金と場所があれば可能ですが、かなりの大型になります。

参考URL:http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22M-00170%22&s=popularity&p=1&r=1&page=

いろいろとテストする必要がありますが、まず計算して目安を付けましょう。単三電池は何本入ってますか?そして、電流は?

本数で電圧がわかるし、電流がわからないとパネルの大きさが決められません。
基本的に単三電池なら電流は0.5A以下でしょう。電圧は1本で1.5Vなので仮に2本入っていたら3Vで0.5A以上必要です。
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QタイマーIC(LM555)は基本的に電源を入れたら数秒後にリレーがON

タイマーIC(LM555)は基本的に電源を入れたら数秒後にリレーがONになる設計になってますか?

Aベストアンサー

>抵抗器=130KΩ、コンデンサーを33μにすると約5秒後にONになる
はいそうです。
ANo.3の回路は、電源スイッチをOFFにすると同時にリレーもOFFになるので、電源OFF時のポップ音もなくなります。

Q充電は電圧が高いほうがいい?電流が多いほうがいい?

充電は電圧が高いほうがいい?電流が多いほうがいい?
素人質問で、ご迷惑をおかけします。
ポータブル機器を見てまして、気になったのですが、同じ電力(例えば10W)を必要とする場合、高い電圧と少ない電流で充電したほうがいいのか、逆に低い電圧と多い電流で充電したほうがいいのか?どちらがいいのかと思い質問しました。
コンセント接続機器の場合、100V(のみ)ですが、ポータブル機器の場合、3.5Vや10Vなど色々あります。ゆえに電流、電圧の関係も含めて、教えて頂けますでしょうか?

Aベストアンサー

お礼 有り難う御座います。
だいぶおそくなりましたが、すでに多くの人に回答を戴いているようですね。
追加で少々書き加えます。
基本的には最初に使用目的がありそのための装置の開発を計画します。
それからそれに必要な仕様を決定していきます。
その時にパワー(ワット数)が必要か長時間の使用が必要かが、
決定されますが、その中間の仕様になる場合もあります。
その結果と、今までに存在する機器に利用されている電圧や、利用時間などと
比較してより高性能に成るように選択を行います。
(電子及び電機機器は、最低動作電圧及び必要最小電流があります)
以上の条件で最適と思われる電圧及び充電容量が決定されます。
その結果多様な電圧、多様な容量の充電池が製作される様になっています。
(工事現場での使用機器ですが、6V,12V,24V,などが多いです)
(6Vは低出力の物 電動ドライバなど軽量で手作業使用する機器)
(12Vは中出力の物 電動ドリルなどある程度パワーがないと困る機器)
(24Vは大きな力が必要な機器 電動カッターなど)
参考になりますでしょうか

Qソーラーパネルの電圧と電流の関係について

現在、DIY型のソーラー発電を行っています。
いわゆるこのほかに、チャージコントローラー、バッテリー、インバーター
を使用した発電です。
二度ほど、売電システムについて問い合わせをさせてもらいました。
その節は、大変お世話になりました。
DIY型のソーラー発電を始めて、約一年半が過ぎようとしています。
ですからまだソーラー発電については初心者の域を超えていないと自覚
をしています。最近ふと疑問に思うことがありましてお聞きします。
パネルの電圧と電流の関係が、特にパネルの電圧が開放電圧の値を示して
いる時の電流の値がどうなっているかと言った点です。
現在、2系統で発電をしています。
〇250Wパネル-2枚並列接続(500W)
〇100Wパネル-3枚直列接続(300W)

今回「250Wパネル-2枚並列接続」を例に出してお聞きします。
250Wパネルの仕様は、
動作電圧 : 48V
動作電流 : 5.21A
開放電圧 : 59V
となっています。
パネルのW数250は、動作電圧(48V)×動作電流(5.21A)=250.08W
と言ったように、動作電圧の値と動作電流の値の積が基準になっている
と思います。
パネルの電圧が、最大の59Vになった場合、電流の値は、どのくらいを
示すのかどうかお聞きしたく、今回質問しました。一般的な回答で結構です
から、回答をいただければと思っています。
動作電流の5.21Aより大きい数値を示せば、常識的には、250Wの数値
は楽に超えているはずですが。
逆に、電圧が59Vになれば、電流は、動作電流の5.21Aの値より、下回
っている状態なのでしょうか?
この件がよく分かりません。


実は、驚いたのですが、一番寒い今年の一月に、59Vの値を示しました。
正直な所、寒い時に、こんな値を示すとは夢にも思っていませんでした。

付け加えますと、「250Wパネル-2枚並列接続」には、MPPT方式のチャージ
コントローラーを使用し、モニターも接続しています。しかしパネルの
電圧は表示されても、電流は表示されず、ですから電流の値は把握できません。
テスターを使っても、500mAまでの電流しか計測できないので使えません。
ただこのように計測器の準備が十分でないことは否めない事実のようです。

現在、DIY型のソーラー発電を行っています。
いわゆるこのほかに、チャージコントローラー、バッテリー、インバーター
を使用した発電です。
二度ほど、売電システムについて問い合わせをさせてもらいました。
その節は、大変お世話になりました。
DIY型のソーラー発電を始めて、約一年半が過ぎようとしています。
ですからまだソーラー発電については初心者の域を超えていないと自覚
をしています。最近ふと疑問に思うことがありましてお聞きします。
パネルの電圧と電流の関係が、特にパネルの電圧が開...続きを読む

Aベストアンサー

太陽電池パネルの仕様書をたどれば、IV特性が得られるはずです。
パネルは日射量に比例する電流源を示します。
そして、MPPTは電圧をゼロから上昇させて最大電力点を目指します。
しかし、負荷がこれを下回れば、当然その電力しか出力できません。
電圧がある程度を超すと電流が低下を示し、この曲がり角がおおむね最大出力点になります。
さらに進んだその先の電流ゼロ値の電圧(最大値)が開放電圧になります。

太陽電池パネルの温度特性は、温度が上がると開放電圧は低下します。
短絡電流は日射量に比例し、温度の影響はほとんどありません(影響が小さい)。
したがって、同じ日射量強度であれば、気温の低い冬のほうが電圧は大きくなります。

この特性はLEDそのものです。構造が同じなので。つまり、LEDは、
電流に発光量が比例する、温度で順方向電圧が低下する、


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