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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:太陽電池を使い、12V 2200mAhのニッケル…)

太陽電池を使ってニッケル水素電池を充電する方法について

2023/09/07 02:56

このQ&Aのポイント
  • 太陽電池を使用してニッケル水素電池を充電する方法について考えています。具体的な使用方法やテスト結果などを紹介します。
  • 質問1では、メモリー効果について疑問があります。放電しきる前の電池を一定量充電して翌日再び充電する場合、メモリー効果は発生するのでしょうか?
  • 質問2では、充電時間についての疑問があります。電気工作のお店の方からは、電池容量の8割程度で充電が完了すると教えられました。この考え方は正しいのでしょうか?
※ 以下は、質問の原文です

太陽電池を使い、12V 2200mAhのニッケル…

2004/10/28 16:46

太陽電池を使い、12V 2200mAhのニッケル水素電池を充電したいと考えています。

●前提の機器
A:太陽電池(最大出力:11W、最大出力動作電流:0.62A、最大出力動作電圧:16.5V、短絡電流:0.78A、開放電圧:23.8V)
http://www.etech-japan.com/product/dokuritu/solar_panel_uni.html#anchor8
現在購入直後で、20V程度の出力があります。また、若干の影差しや曇天時でも電圧の降下はあまり見られず、電流量が減少しているものと思われます。

B:ニッケル水素充電池(単三1.2V 2200mAh×10本)
単位あたりの価格が安かったので2200mAhにしました。



●それ以外に用意した機器
C:直流安定化電源3A
http://www.wakamatsu.co.jp/2f/a-dengen.htm
http://www2.saganet.ne.jp/ske/tw159.html
本来入力は交流ですが、直流でも可とのことで購入。

D:#5089 ポケットミリタリーチャージャ- DC12V入力(112セルのニッカド・ニッケル水素充電池充電器)
http://www.eaglemodel.com/ef%20jp%20net/ef%20cont/ef%20on%20new02/ef%20cont02_1_1.html
この機器は、入力電流や電圧に過敏に反応し、定容量・定電圧を外れるとすぐにエラーで動作を停止します。



●具体的な使用方法
自転車での世界旅行の際に、自転車の荷台にくくり付け、走行中に充電。
メモリー効果のことを考慮し、充電は一日単位で行い、満充電出来なくても、使用したい機器で放電。
同じ電池を3ヶ用意したので、かわりばんこに充電・放電をする予定。



●今までにテストしたこと。
1.A→C→D→B
まずCで14Vに降圧し、Dを使い充電(Dの入力は1115Vが可)。
Dの充電器の充電量を350mA以上にすると、エラーで停止する(このときのAC間、CD間の電流は470mAです)。
太陽電池に影が差すと、電流値が低下し、エラーで停止する(たとえ充電量が100mAhでもです)。
という具合で、かなりシビアな動作をし、走行中の使用は現実的ではないと考えました。
この充電器を、12V 1AのACアダプタに繋いで充電した時は、600700mAで安定充電可能でした(単三ニッケル水素は800mA以上は良くないと聞いています)。

2.A→B→C
Cで、15Vに降圧、10.5V程度まで放電した(放電しきった)Bに直接繋いで充電。
接続直後の電流値400mA(お昼2時頃、晴天)。パネルに影を作ったりすると、300、200mAと落ちます。
1時間後に300mAに低下。2時間後120mAで(これは夕刻になり日差しの角度が影響した結果も含む)充電ストップ、このときの充電池の電圧13.9V。
電池がまだ新しいためか、高めの電圧値を示します。



●質問
1.メモリー効果について
これは、放電しきらない電池に継ぎ足し充電すると、次回の使用時から放電効率が悪くなるものと認識していますが、
例えば、ある一定量(例50%)まで充電したものを、一日放置、まったく使用せずに翌日続けて充電する場合でも、このメモリー効果を起こす要因になるのでしょうか?
言い換えれば、満充電したければ、一度充電開始したら、満タンになるまで給電をストップしてはいけないということなのでしょうか?

2.充電時間について
電気工作のお店の方に、大体8割程度だと教えられました。
つまり、1000mAhの電池を、220mAで充電すると、およそ5時間で充電完了といいた具合ですが、このような考え方でいいのでしょうか?

3.電圧と充電量の関係
上記の他に、13V程度あるB(満充電ではないのですが、恐らく50%程度充電した段階でこれぐらいの電圧になります)に、Cで13.5V程度まで落としたものを接続しても、ほとんど電流は流れませんでした。
そこで、Cを15V程度まで上げてやると、200mA程度の電流が流れました。
このことから、充電池と太陽電池側の電圧差が大きいほど、大電流が流れると解釈したのですが、それで間違いないのでしょうか?

4.可能かどうか
http://mori.nc-net.or.jp/fQA.php?qid=9094
こちらの質問を参考にすると、私の場合1414.5V程度の電圧で充電するのが、よさそうに思えるのですが。
ただし、●今までにテストしたこと2.の通り、15Vで繋いでも、時間と共に急速に電流値が下がります(それだけ充電池の電圧が上がっているということか?)ので、1日の充電でどの程度充電できるかと考えると、かなり不安なものを感じます。
基本的には1日単位で充電するということを考えた場合。
地域や、季節にもよりますが、一日56時間で必ず充電をやめることを前提にし、充電を16Vなり17Vなりで開始(初期の電流量できるだけ大きく)することは可能でしょうか?
上記が可であれば、太陽電池の初期劣化が終わり、規格通り16.5V程度の出力に落ち着いた時は、Bを介さず直接充電池に繋ぐことは可能でしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2004/10/29 23:31
回答No.2

1番の問題は10個直列接続した電池が全部同じように充電出来るかどうか?
つまり10個の電池のばらつきが出ないかどうか
合計電圧がせいぜい14Vなのでそれほど問題と成らないとは思いますが

http://muda.web.infoseek.co.jp/bbs/cgi-bin/cbbs.cgi?mode=one&namber=8560&type=0&space=0&no=0
ここに応援してる人が沢山います、世界一周頑張って下さい
電池が充電出来ないなんて情けない理由でリタイヤなんて事の無いよう祈る


サイクリスト達は重くなるので嫌うらしいのですが
http://www.charaway.com/accessories/XII-100Lkakudai.htm
この手が一番お手軽だと思います

そもそもの目的なのですがこのバッテリの負荷は何でしょう?
夜間走行用のヘッドライト電源?
携帯電話の充電?
ウォークマンの電源?
まさかヘアドライアなんて事は無いでしょうが
私の知っているサイクリスト達は余分な荷物を極力減らし
スペアタイヤさえ無くしたりして軽量化に務めますが
何か他に目的が有って?
太陽電池自体の実用性の評価目的とか?

補足

2004/10/30 00:48

いろいろと参考になる情報を頂きありがとうございました。

まず組み電池ですが、偶然ホビーショップに足を踏み入れた際に、そちらの世界で一般的に使われているものであることを知りました。
http://www.rakuten.ne.jp/gold/rc-rainbow/ch/bat/index.html
に並んでいるものがそうです。形状はいわゆる単○ではありませんが、1セル1.2Vで、使用用途により7.2Vとか8.4Vとかあります。もちろん12Vも。
また、これらのバッテリーはバラでも売られており、組み電池自作のためのパーツ(シャンテ?、バッテリーバー、コネクター、熱収縮フィルムなどをセットしたもの)もあります。
また、組み電池を作る際はやはり同ロットのものを組み合わせるべきと聞きましたので、30本まとめ買いしたものを他では一切使わず、10本ワンセットにしました。
現在はいわゆる電池ボックスに収めた状態ですが、やはり上記のバッテリのように完全に組み電池としてパックにしてしまう方がいいのだろうと思います。
逆流についてですが、太陽電池側には逆流防止ダイオードが組み込まれています。
定電圧部とバッテリ間には現在そのようなものはありません。
ただ、システムとして家屋に取り付けられているものとは異なり、雨天や日没後は接続を外しますので、逆流については問題ないと考えています。

12Vにした理由は、利用する負荷と関係があります。
数点利用先があるのですが、例えば一眼レフデジカメの充電器には、AC100-240Vの他にDC12Vの口があり、万が一スペアバッテリなど無くなっても、この12V組み電池から充電可能です。
他は、大抵カーアクセサリーとして売られている1.59V可変出力のアダプタを介して、GPSの外部電源としたり、携帯オーディオの充電用電源としたりです。
また、まだテストはしていませんが、持参するノートPCの外部電源として利用できる可能性もあります(12Vから16Vへ昇圧するアダプタを使用)。
最後のPC以外はどれも消費電力の小さなものばかりで、おおよそ満充電できた12V電池からの充電、電源供給は問題なくできました。
これらのことから、やはり10セル12Vでの充電を前提にしたいと思います。

>太陽電池自体の実用性の評価目的とか?
残念ながら私の選んだ(運べると判断した)サイズでは、すべて持久することは不可能です(できれば、それはそれはすばらしいことだと思うのですが)。

撮影した写真の現像や、GPSのトラック(軌跡)の管理など、毎日とはいわずとも、ある一定期間ごとにPCの駆動も必要ですし、これらの電子機器に依存した装備となったため、多少なりともそれらを助けるため、太陽電池という選択肢を選びました。

「技術者の無駄話」の皆様もいろいろと役立つ情報を頂きましてありがとうございました。

>持久
ではなく、自給でした。
すみません。

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その他の回答 (2件中 1~2件目)

2004/10/28 23:43
回答No.1

1.メモリー効果について
http://www.sanyo.co.jp/energy/inquiry/faq1.htm
要するに10回や20回と言ったレベルでは関係無い

http://www.sygs.biz/pro/feat.html
充放電寿命は500回以上
つまり、1日1回の充電なら約2年ほどか?

2.充電時間について
 その通り

3.電圧と充電量の関係
 その通り

4.可能かどうか
 可能ではあるが太陽電池100%のお天道様のご機嫌次第ではねぇ
 http://www.int-connect.com/aladdin/
 http://www.nseg.co.jp/products/step/
このような人力発電機の併用をお勧めいたします


蛇足ながら私も長期間のバイクツーリングの経験もあります
(国内だけですが)

補足

2004/10/29 01:53

メモリー効果、充電時間、電圧と充電量の関係については、だいたい認識していたとおりのようで、ほっとしました。
4.ですが、実はダイナモ発電
http://shimano-europe.com/cycling/catalogue/content_prodx.phtml?pid=11460
を考えましたが、故障した時のメンテナンスが不可というメーカーの回答を受け、断念した経緯があります。
今回はこのパネルで発電できる範囲内での使用に留めたいと思います。
ところで、この12V電池ですが、結局のところ、何Vぐらいを充電圧の上限と考えるべきでしょうか?

質問者

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