電池について

投稿日:2021年03月19日
更新日:2021年08月04日

乾電池の電池容量

充電ができる鉛蓄電池やニッケル水素電池などの二次電池は電池容量が記載されていますが、乾電池には記載されていません。
乾電池の使用方法や放電などにより容量が変化するためです。
一般的に大電流を必要とするデジカメなどは充電式のほうが安定した電流を取り出すことができます。低電流のリモコンなどは乾電池のほうが有利になります。

また、乾電池は使用していくと内部抵抗が大きくなり取り出せる電流が少なくなる性質があるようです。
参考:Panasonic「アルカリ・マンガン」乾電池には電池容量を表示していないのはなぜか?

乾電池には電池容量の記載がありませんが、どのくらい使用できるか条件が分かればある程度明確になります。

電池容量の概算: 放電電流×定電流連続放電時間=電池容量(mAh)

参考:Panasonic「アルカリ・マンガン」乾電池の電池容量はどれ位?

太陽電池の種類

太陽電池は単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶系とアモルファスシリコン、薄膜多結晶シリコンの薄膜系があります。
太陽電池の容量はセル単位で決められ、セル×枚数=ワット数となります。セルを配列化して樹脂やガラスなどで保護したものをモジュールとしてソーラーパネル、太陽電池パネルなどと呼ばれています。

単結晶シリコンと多結晶シリコンは単結晶シリコンのほうが効率が良いと言われています。16~18%の高効率で発電をおこなっています。
一方多結晶シリコンは単結晶の製造時に発生した端材などのシリコンを使用して作られていますので、単結晶ほどの効率はありません。
また見た目も異なり、単結晶はムラが無く見た目が美しいのが特徴です。多結晶はシリコンの破片が集まり、やや青みがあるのが特徴です。

鉛蓄電池の容量

太陽電池は「電池」と呼ばれていますが、「電池」のように電気を貯めておく機能はなく、発電のみとなります。
そのため、太陽電池で得られた電気を蓄えるために蓄電池が必要となります。
鉛蓄電池やリチウム電池などの二次電池を使用します。
安価な鉛蓄電池を使用することが多いですが、鉛を使用しているため、使用できなくなった鉛蓄電池は処理が必要です。
リチウム電池は、過電圧になった場合、一定温度を超えると自己発熱が発生し、最悪発火することがあります。

自動車用バッテリの鉛蓄電池は液補充型(ベント型)であり、定期的に液の補充が必要になります。大量に出回っているため安価ですが、電解液に希硫酸を用いているため、注意が必要です。また密閉型(シール型)の鉛蓄電池は電解液をゲル化しているため液の補充が不要であり、どの向きでも設置することが可能です。

蓄電池の容量は、無日照期間、使用機器の消費電流と使用時間から算出します。
蓄電池容量の概算: 無日照期間×消費電流(A)×使用時間(h)×安全率=電池容量(Ah)

鉛蓄電池は放電深度が深いと寿命が短くなる傾向があります。一般的な寿命としては3年、長寿命タイプは6年であると言われています。この放電深度を深くしない方法として、使用分はすぐに充電できる太陽電池の併用が有効であり、電池寿命を延ばすことが期待できます。

太陽電池の容量

蓄電池の容量が決まったのち、充電に必要な電力が必要になります。
自動で充電を行なう太陽電池との組み合わせが主になります。
太陽電池+蓄電池ですが、過充電を避けるために、チャージコントローラを使うことをお勧めします。チャージコントローラは過充電だけでなく、過放電の制御を行なってくれるタイプもあります。
太陽電池の発電効率を上げるため、設置する地域によって設置角度が異なりますが、日本では25~45度の設置角度が適当です。
ただし、降雪地域は積雪により太陽電池が影にならないように角度を付けることもあります。
気象庁で年間の日照時間を把握することができます。冬場のほうが日照時間が短いため、冬季の日照時間を参考にすることをお勧めします。
参照:気象庁 https://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/

太陽電池の容量は、公称最大発電電流、発電時間(日照時間)から算出します。
太陽電池容量の概算: 公称最大発電電流(A)×発電時間(h)×安全率(機器の消費電流も考慮)=太陽電池容量(Ah)

蓄電池の満充電を1日で行なうか、数日かけて行なうかによって太陽電池容量が変わります。

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