電気二重層キャパシタ付きソーラーパネル電源




電気二重層キャパシタを直列にして充電しにくいのであれば、各キャパシタセル単位で充電して使う。
ソーラーパネルは1枚のソーラーセルが約0.5V発電すると考えた場合、5枚のソーラーセルをつなぐと2.5Vの出力電圧が得られます。
2.5Vの電圧が得られると2.3Vの電気二重層キャパシタを充電することが可能です

しかし、少し曇ると出力電圧は低下し、充電が難しくなる。
シーメンス社製 単結晶ソーラーセル(3A)の場合、曇った状態で開放電圧は0.43Vだったと記憶しています。
5枚のソーラーセルだと0.43V×5枚で2.15Vにしかなりません。
これでは2.3Vの電気二重層キャパシタをフル充電できません。
6枚のソーラーセルをつなぐと0.43V×6枚で計算上2.58Vとなります。
6枚のソーラーセルを使った方が出力電圧に余裕があるし、セルをきれいに並べることができます。
（ただし、過電圧保護回路を付けると多少ロスします。しかし、このデータはソーラーセルを何分割かにカットしたものを使った場合なので、カットしていないソーラーセルをそのまま使用したらさらに良い結果がでると思います。）

雨の日なども発電量は少ないですが、少しずつでも電気二重層キャパシタに貯めることができます。
その場合、ソーラーセルは7枚にすると有効です。
注意すべきことは、2.3V系の電気二重層キャパシタに2Vしか発電しないソーラーパネルを付けてもフル充電しません。ソーラーからの電圧をステップアップコンバーターなどを介して電圧を上げた場合は別ですが…。




話をキャパシタ付きソーラーパネルに戻しますが、2列3段で構成されたソーラーモジュールの開放電圧は3Vで、3A出力のソーラーセルを使うと出力は9Wです。
単純に良い天気だと9Wの出力が期待できます。
良い天気が3時間続くと9W×3時間で27W／時間となります。

動作電圧は違いますが（下の電気二重層キャパシタは定格12Vです）この電気二重層キャパシタ（体積比）で75％の容量を使えば3Wh使えます。
この電気二重層キャパシタが9個で27Whです。6個で18Whです。
簡単すぎる計算ですが、おおまかには こんな感じです。
ソーラーパネルの後ろにこの電気二重層キャパシタを9個装着し、逆流防止と過電圧防止回路を施すと電気二重層キャパシタセル電源の完成です。



あとはキャパシタの端子を出しておき、必要な電圧まで直列にすると簡単な設置で高い電圧を取り出せる電気二重層キャパシタブロックができあがります。
直列でつないだあと、DCDCコンバータで定電圧化して利用します。