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ソーラー発電と二重層キャパシタ

2012年09月15日 | ラジオ工作


 1IC+1TR省エネラジオのさらなる改良。電源部にソーラー発電と電気二重層キャパシタを追加してみました。もともと消費電流の小さな回路なので、小型ソーラーパネルで十分作動するのでは?そして、次世代の蓄電池として注目されている電気二重層キャパシタなるものの可能性を試してみることにしました。


秋月電子の小型ソーラーパネル


 ソーラーパネルは縦横9cm程の小さいものを秋月電子より購入。仕様は次のとおり。
  ・最大出力(Pmax):1W
  ・最大出力時電圧(Vmp):2V
  ・最大出力時電流(Imp):500mA

 実際に直射日光を当て、発電させてみると2.01Vありました。仕様どおり。ラジオ自体が単3電池1本、1.5V作動なので、少し高めになります。これをそのまま、ラジオの電源として接続してみると・・・かん高い音で、元気に鳴ってくれました。日光を当てる角度によってかなり音量に差が出ます。太陽パネルの多くが斜めに設置されている意味がよくわかります。音の方は、エネループに比べ、ノイズが多く、聞きにくい感じで、ダイオード1S10を付けてみたところ、だいぶ柔らかい音質に変わりました。この状態で、太陽光さえあれば、日中は電池なしでOKです。


みの虫クリップにダイオード1S10を装着



 続いて、電気二重層キャパシタ。実は、はじめの構想ではラジオの木台にソーラーパネルを取り付けるつもりでしたが、短時間で蓄電できるデバイスがあるということがわかり、分離式に変更したのです。それが電気二重層キャパシタなるもので、使うのはもちろん初めてです。
 ・容量 50F
 ・電圧 2.5V
 ・寸法 直径18mm 長さ約50mm





 電解コンデンサーを大きくした形状で、ほぼ単3電池と同じ大きさ。重さは15g程しかありません。特徴は

(良い点)
 ・充電時間がきわめて短い(超急速充電)
 ・何回でも?充放電できる
 ・自然放電が少ない
 ・軽量

(欠点)
 ・容量が小さい
 ・容量の割に容積が大きい
 ・価格が高い

 自分が調達したのは上記の容量で1300円程でした。ニッケル水素電池に比べるとかなり高価です。

 充放電の際に化学反応を伴わず、急速充放電が可能。長寿命で環境に優しいデバイスとして電気自動車や自然エネルギーへの活用も期待されているのだそうです。


充電中・・・


 さて、さっそくソーラーパネルに接続、15分間充電してみました。いったん充電をやめて、電圧を測ると1.28V。エネループをオフにして、ラジオに通電すると、ほぼこれまで同様の音量、音質で聞こえてきました。特にノイズもありません。さらに15分間充電を続けたところ、電圧は1.8Vに。再びラジオに接続。今度はすごい大音量で、音割れしてしまいます。ということは、1.5V以下に抑えておいた方がよさそうで、20分弱の充電で十分? それではたしてどのくらい持つのか?

 天気の良い朝に20分程、さっと充電して、あとは数日、キャパシタの電力のみでラジオが聴ける、無くなったら、またさっと充電。そんな使い方になればよろしいかと。


こんな感じで取り付け



 使い勝手を考えて、ラジオ木台の隅にキャパシタを取り付けてみました。みの虫クリップでオンオフできるようにし、従来通りエネループも使えます。電源切り換え式。エネループもこれまでは電力会社の電気で充電していたわけで、これからはなるべく地産地消、マイ発電でいこうと思います。





《その後》

 イヤフォンを差し込んだ状態にして12時間経過してもなんとか、か細く聞こえていました。持ち時間はこのくらいが限度のようです。また、その後の実験で、20分も充電する必要のないこともわかりました。エネループからほんの数秒キャパシタに蓄電しただけで1~2時間、ラジオが鳴ります。ソーラーパネルでは30秒程度の蓄電でも2~3時間持つようです。ゲルマラジオのように鳴らしっぱなしにして、音量が弱くなったら数十秒蓄電する、というような使い方ができます。これまでの「充電」という感覚ではなく、瞬間移動のような感じ。それでいて、電池同様ゆっくり放電できる。ラジオ以外にもいろんな使い方があるのでは?





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